拆解ST高性能6軸加速度計和陀螺儀雙晶片LSM6DS3

2020-12-08 國際電子商情

STMicroelectronics(簡稱ST)公司成功開發了iNEMO Ultra產品-始終開啟（Always-On）、高性能6軸加速度計和陀螺儀雙晶片LSM6DS3，該晶片提供業界領先的雜訊性能，同時採用先進且高效的系統功耗管理技術，測試結果證明，在低功耗模式下，該產品能效比同級最好的產品還高20%。下面SITRI就為大家帶來LSM6DS3的工藝解析摘要。mACesmc

封裝平面：mACesmc


ST的LSM6DS3的封裝尺寸為2.99 mm X 2.52 mm X 0.83 mm，採用了LGA封裝，共14個pin腳。mACesmc

封裝X-Ray：mACesmc

ST的LSM6DS3裡共有2顆晶片，分別是MEMS晶片(3軸加速度計和3軸陀螺儀)、和一顆加速度計和陀螺儀共用的ASIC晶片，一共使用了40條打線（如下圖所示）。

封裝縱向：mACesmc

從下圖ST的LSM6DS3的封裝縱向可以看出裡面2顆晶片的大致分布。加速度計和陀螺儀MEMS位於上面，而共用的ASIC晶片則分布在下面（如下圖所示）。

同時，縱向分析也得出了LSM6DS3中的MEMS採用了傳統的含鉛玻璃熔融鍵合技術（如下圖所示）。

ASIC晶片：mACesmc

ST的LSM6DS3加速度計和陀螺儀MEMS的共用ASIC晶片尺寸為2.66 mm X 1.96 mm，厚度為64.54 um，採用了7層平坦化鋁布線製程，其中Metal6為銅布線，含有1層多晶的CMOS技術，工藝節點為0.11 um。

加速度計MEMS工藝分析：mACesmc

ST的LSM6DS3的加速度計MEMS部分的SEM照片樣張如下圖所示，SITRI還做了加速度計部分的縱向分析，縱向樣張見下面第二張圖，更多的平面細節和縱向細節請看SITRI的LSM6DS3的工藝分析報告。


陀螺儀MEMS工藝分析：mACesmc

ST的LSM6DS3的陀螺儀MEMS部分的SEM照片樣張如下圖所示，SITRI也做了陀螺儀部分的縱向分析，縱向樣張見下面第二張圖，更多的平面細節和縱向細節請看SITRI的LSM6DS3的工藝分析報告。

總結：以上是對於ST的LSM6DS3晶片的工藝分析概覽，最後奉上這顆晶片的數據總結。
mACesmc

相關焦點

  • 加速度計和陀螺儀指南
    這篇文章主要介紹加速度計和陀螺儀的數學模型和基本算法，以及如何融合這兩者，側重算法、思想的討論介紹本指南旨在向興趣者介紹慣性MEMS（微機電系統）傳感器，特別是加速度計和陀螺儀以及其他整合IMU（慣性測量單元）設備。
  • MPU6050裡面的加速度計和陀螺儀
    圖2 放置於水平地面時當物體右傾斜放45°放在地上時， X軸和Z軸受重力的分力。如圖3。圖3 當物體右傾斜放45°放在地上時根據加速度計的各軸受重力分量可以計算出物體的傾角（俯仰角和橫滾角）。但當物體有外力作用時，各個軸受的是重力+未知外力，計算結果不準確。
  • 四軸飛行器核心傳感器---加速度計&陀螺儀
    這就需要靠加速度計、陀螺儀傳感器進行實時測量，再通過算法進行姿態求解。只有知道了準確的姿態信息才能控制好飛行器平穩飛行，才能控制好攝像機穩定無抖動的拍攝畫面。加速度計 加速度計，就是測量物體加速度的。
  • 利用加速度計和陀螺儀測量車輛運動
    但是，你可以結合角速度值和加速度值，計算出車輛動態運動時的精確數據。角速度和加速度的缺點可以相互彌補。當擁有足夠強的計算能力，我們就可以得到實時的加速度和角度的精確值。要實現這一點，你需要測量沿三個軸的加速度和角速度。於是我們沿著車身安裝了三軸加速度計，和與值對應的三軸陀螺儀。見圖1。如果可能，傳感器最好安裝在車輛重心，儘量減少旋轉加速度對測量帶來的不利影響。
  • 三軸陀螺儀與加速度計如何輔助Iphone定位的
    去年的6月8日，偉大的蘋果公司發布了最新一代iPhone 4G，這款新機器有很多硬體方面的升級，其中對遊戲玩家來說來說，最大的一個「三軸陀螺儀」！第一次聽說這個「三軸陀螺儀」是前一段時間，偶爾發現有Apple玩家測試Ipod Touch的定位功能,具體詳見「不同行動裝置的定位偏移問題」。
  • 加速度計和陀螺儀傳感器:原理、檢測及應用
    本文簡要介紹MEMS加速度計傳感器和陀螺儀，討論其工作原理、檢測結構以及目前市場的熱點應用，對我們日常生活具有深遠的影響。　　1 MEMS慣性傳感器　　MEMS傳感器在許多應用中測量沿一個或多個軸向的線性加速度，或者環繞一個或多個軸的角速度，以作為輸入控制系統(圖1)。
  • 加速度計和陀螺儀原理
    容感式MEMS加速度計內部也存在一個質量塊，從單個單元來看，它是標準的平板電容器。加速度的變化帶動活動質量塊的移動從而改變平板電容兩極的間距和正對面積，通過測量電容變化量來計算加速度。Freescale的MMA7660FC這一款加速度計(3-Axis Orientation/Motion Detection Sensor)，這一款晶片也是利用這一原理設計的。
  • 加速度計和陀螺儀應用參數解密
    趙延輝 ADI亞太區微機電產品市場總監 主要負責ADI現有MEMS加速度計和陀螺儀產品在亞太地區的推廣和應用
  • 3軸陀螺儀傳感器和3軸加速度傳感器的工作原理
    打開APP 3軸陀螺儀傳感器和3軸加速度傳感器的工作原理 發表於 2018-03-19 10:11:00 首先，提取出它們的數據並將這些數據整合成精確可靠的指向和跟蹤信息是一種比大多數人想像的更具挑戰性的算法操作，經常需要耗費大量人力時間。其次，在硬體和應用工程師之間有一個普遍（但錯誤）的假設，即大多數傳感器提供相似的性能水平，因此通常來自傳感器的數據不能滿足他們的應用需求。 一般集成進消費產品的運動檢測傳感器包括3軸陀螺儀、3軸加速度計和3軸地磁傳感器。
  • 搭載全球首款集成三軸加速度計的單晶片傳感器
    ，目前很多傳感器已經實現融合，比如三軸加速度計、陀螺儀、磁力計等這些，但是本文要介紹的是全球首款融合了三軸加速度計和溫度計的單晶片傳感器方案，意法半導體公司推出的LIS2DTW12。 將溫度傳感器和加速度計封裝在一起是一種創新的形式，非常適用於空間受限的應用中，因此，其中的功耗也是關鍵的因素之一，這可能包括許多行業應用的傳感和檢測： 跟蹤和監控 手勢識別和點擊/雙擊識別
  • 科學家發明高性能陀螺儀 可用於汽車、航空和工業
    加入蓋世行業交流群，請加微信（蓋世汽車豆豆：gasgoo88）出示名片，了解更多行業資訊 蓋世汽車訊 據外媒報導，法國CEA-Leti實驗室的科學家與米蘭理工大學的研究人員共同開發了世界第一款高性能陀螺儀，支持惡劣環境下操作，如工業、航空設備以及汽車。
  • Kionix宣布在微安培地磁陀螺儀解決方案方面取得突破
    現在，一個6軸設備即可實現9軸加速度計、磁力計（電子羅盤）及陀螺儀輸出，而其功耗方面的優勢可使之前採用傳統9軸解決方案無法實現的應用變成現實。　　iHSi Suppli的部門總監兼首席分析師Jeremie Bouchaud表示：「我們知道，行動裝置中有許多應用可以得益於陀螺儀功能，但不需要傳統陀螺儀的極致表現。
  • LSM6DSR慣性模塊針對VR/AR應用而開發
    STMicroelectronics發布了LSM6DSR慣性模塊，針對遊戲，工業和運動應用，具有高穩定性，低功耗和小尺寸的特點 MEMS系統級封裝包含一個三軸數字加速度計和一個三軸數字陀螺儀，其擴展滿量程角速率高達每秒4000度。 通過機械設計確保穩定性，最大限度地減少偏置和偏移漂移以及與溫度相關的參數變化。結果是長期一致性，使主機系統無需執行複雜的重新校準功能，同時降低功耗。
  • 三軸加速度、磁力計和陀螺儀的應用知多少...
    還有陀螺儀在應用中檢測到角度卻檢測不到方位等一系列的問題？現在，就這些問題，我們就一起淺談一下，加速度，磁力計和陀螺儀在應用時怎麼互相地彌補他們的優勢與劣勢。陀螺儀： 陀螺儀，內部由一個陀螺構成，它的軸由於陀螺效應始終與初始方向平行
  • iPhone4陀螺儀拆解
    [caption id="attachment_25" align="aligncenter" width="592" caption="圖1 陀螺儀原理"][/caption] 步驟二：微機電系統（MEMS）是一種將電子和機械零部件集成在微小結構中的嵌入式系統。
  • ADI推出適於高精度衝擊和震蕩檢測系統的3軸高g MEMS加速度計
    全球領先的高性能信號處理解決方案供應商ADI，最近推出具有同類最高帶寬和最低功耗的3軸、200 g數字MEMS(微機電系統)加速度計ADXL375。
  • Memsense公司開發用於無人系統的高性能慣性測量裝置
    目前，Memsense公司已開發出MS-IMU3020、MS-IMU3030和MS-IMU3050微型慣性測量裝置，可用於導航、控制、天線和其它載荷。MS-IMU3020是Memsense公司高性價比低漂移的微型IMU，經過全面測試的三軸陀螺儀、加速度計和磁力計可在全溫工作範圍內進行校準。
  • MEMS陀螺儀可否取代光纖陀螺儀技術
    第一種配置包括兩個FOG（檢測航向角和俯仰角）、一個MEMS陀螺儀（檢測橫滾）、三軸MEMS加速度計、三軸MEMS磁力計、MEMS氣壓計，傳感器硬體的總物料成本（BOM）為大約8，000美元（小批量售價）。 第二種配置包含三個MEMS陀螺儀（用於檢測所有方位角），以及與前一種配置相同的三軸MEMS加速度計、三軸MEMS磁力計和MEMS氣壓計，總成本為大約1，000美元（小批量售價）。
  • 陀螺儀的「多樣人生」
    最早的陀螺儀是將一個高速旋轉的陀螺放到一個萬向支架上，靠陀螺的方向來計算角速度，其結構如下圖所示：機械結構的陀螺儀在飛機、飛彈和航海等場景中被用於導航，通過陀螺儀確定方向和角速度，再結合加速度計測試加速度，就可以計算出飛行路線或者航向。不過，機械結構的陀螺儀對於製造工藝要求很高，結構很複雜，因此精度上受到了很多限制。
  • MEMS陀螺儀需組合其他傳感器使用 歐拉角和四元數表述飛行姿態
    王懿總結道：「MEMS陀螺儀優勢在於：(1)降低飛行器成本，促進市場應用蓬勃發展;(2)減少了無人機的重量，降低了功耗，提升了飛行時間;(3)通過MEMS技術集成更多傳感器，有利於實現姿態的精確控制。不足之處：相比光纖陀螺儀、雷射陀螺儀，MEMS陀螺儀的零漂和精度較差。」　　金良認為，MEMS陀螺儀優勢明顯，但也存在一定局限性。