传感器的产业链情况
作为一种成熟的电子元器件,传感器已经形成了较清晰的产业链。
▶ 上游主要包括各类传感器制造所需原材料、生产设备、设计软件的供应,常规材料包括半导体材料、陶瓷材料、金属材料以及高分子类材料等,常规设备包括各类半导体工艺设备、封装测试设备等。
▶ 中游主要是各类传感器的加工制造和封装测试等。传感器种类繁多,每种传感器对应的工艺存在不同,一般来说包括敏感元件本体的加工、信号输出电路的连接、整体传感器系统的封装以及后续的标定和测试。
▶ 下游主要是各类应用场景,客户根据自己的性能、成本要求选择对应的传感器,集成到对应的终端设备中去,并进行相应的性能优化和功能实现。
例如,以MEMS压力传感器为例:
▶ 压力传感器的核心部件是压力芯片,最常见的是利用半导体材料的压阻效应来测量压力的。压力芯片的加工采用硅晶片,利用光刻技术、腐蚀技术、扩散注入离子技术等,制造出压力芯片。
▶ 压力传感器的封装部件是弹性体,它是用来承受外界压力并将其传递给压力芯片的。弹性体的制作包括弹性体钢杯的结构设计与机械加工、去应力热处理、研磨抛光等过程。
▶ 压力传感器的电路部件是电阻膜和引线膜,它们是用来形成惠斯登电桥和连接电气引脚的。电阻膜和引线膜的制作采用离子束溅射淀积技术,在金属弹性体表面制造粘附力强、膜层均匀、致密、性能稳定的多层薄膜,并采用半导体光刻和腐蚀或者离子束刻蚀工艺将其刻蚀成所需图形。
▶ 压力传感器的组装部件是粘片、金丝球焊和膜片焊接,它们是用来将压力芯片、弹性体和电路部件连接成一个完整的传感器单元的。粘片是将压力芯片和烧结基座、绝缘垫和烧结基座粘接在一起;金丝球焊是将芯片的电气引脚与烧结基座的电气引脚连接起来;膜片焊接是将感压膜片和烧结基座焊接在一起。
▶ 压力传感器的后处理部件是充油、密封、压力冲击、老化、补偿测试、调阻和检验等,它们是用来提高传感器的可靠性、稳定性和准确性的。充油是在传感器内部注入油液,以保护压力芯片和提高灵敏度;密封是在传感器外部加上保护罩或胶水,以防止外界环境对传感器造成干扰;压力冲击是对传感器施加高低交变压力,以消除残余应力;老化是对传感器进行长时间稳定工作,以消除初始漂移;补偿测试是对传感器进行温度、线性、灵敏度等方面的测试,以确定其性能参数;调阻是对传感器的电阻进行微调,以达到最佳的输出电压;检验是对传感器进行最终的质量检查,以确保其符合标准。
传感器的产业链主要受上游材料类型影响。上游材料不同,对应的生产制造工艺也存在明显区别,导致产业链的构成上存在明显差异。
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