登录 | 注册
现在的位置: 首页 > 技术分析 > 正文

BOSCH惯性测量单元BMI160工艺大揭秘

2016年02月05日 技术分析 ⁄ 阅读 2,948 次

前言:

BOSCH Sensortec公司推出的惯性测量单元BMI160将最顶尖的16位3轴低重力加速度计和超低功耗3轴陀螺仪集成于单一封装,专为智能手机、平板电脑、可穿戴设备、遥控器、游戏控制器、头戴式设备及玩具等市场的高精度6轴、9轴永不断讯(always-on)应用而设计。BMI160的显著特点是,当其加速度计和陀螺仪在全速模式下运行时,耗电典型值低至950uA,仅为市场上同类产品耗电量的50%或者更低。下面SITRI就为大家带来BMI160这颗芯片的工艺大揭秘。

封装平面:

BOSCH的BMI160封装尺寸为3.00 mm X 2.50 mm X 0.83 mm,采用了LGA封装,共14个pin脚。

1

封装X-Ray:

BOSCH的BMI160里共有3颗裸芯片,分别是加速度计MEMS芯片、陀螺仪MEMS芯片、和一颗加速度计和陀螺仪共用的ASIC芯片,一共使用了35条打线(如下图所示)。

2

封装纵向:

从下图BOSCH的BMI160的封装纵向可以看出里面3颗裸芯片的大致分布。加速度计MEMS和陀螺仪MEMS各自分布一边,而共用的ASIC芯片则分布在下面(如下图所示)。

3

ASIC芯片:

BOSCH的BMI160加速度计MEMS和陀螺仪MEMS的共用ASIC裸芯片尺寸为2.71 mm X 1.86 mm,厚度为67.45 um,采用了4层平坦化铝布线制程,含有1层多晶的CMOS技术,工艺节点为0.18um。

4

MEMS芯片:

BOSCH的BMI160中的加速度计MEMS芯片尺寸为0.86 mm X 1.39 mm,陀螺仪MEMS芯片尺寸为1.71 mm X 1.66 mm。

5

加速度计MEMS工艺分析:

BOSCH的BMI160的加速度计MEMS具体的三轴分布如下图所示,X、Y、Z三轴的分界线明显。SITRI沿着X轴Plate的方向做了纵向分析,可以从下图看出整颗加速度计MEMS芯片厚度为398.88 um。具体的纵向细节请看SITRI的BMI160的工艺分析报告。

6

同时,纵向分析也得出了BMI160中的加速度计MEMS采用了铝锗薄膜键合技术,而并非传统的玻璃熔融键合技术(如下图所示)。

7

陀螺仪MEMS工艺分析:

BOSCH的BMI160的陀螺仪MEMS具体的三轴分布如下图所示,Y轴独立,拥有单独的质量块(proof mass),X轴与Z轴共用一组质量块(proof mass)。同样,SITRI也对BMI160的陀螺仪MEMS做了纵向分析,可以从下图看出整颗陀螺仪MEMS芯片厚度也为398.88 um,同加速度计MEMS芯片厚度一样。具体的陀螺仪MEMS纵向细节请看SITRI的BMI160的工艺分析报告。

8

当然,和加速度计MEMS一样,陀螺仪MEMS也采用了铝锗薄膜键合技术(如下图所示)。

9

总结:

以上是对于BOSCH的BMI160芯片的工艺分析概览,最后奉上这颗芯片的数据总结。欲知工艺分析详情,请见SITRI的BMI160的工艺分析报告。

10

(本文由SITRI原创, 未经许可禁止转载)

×