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Bourns推低壓力感測設計MEMS環境感測器

美商柏恩(Bourns)日前宣布推出一種新型環境壓力感測器,其可提供高精確性、3.3V低壓範圍功能。Bourns BPS125型壓力感測器是以最新微機電系統(MEMS)技術為基礎,並以微型封裝尺寸提供精確性能。Bourns BPS125型號乃是專為空間受限的3.3V的數據系統設計,該系統需極靈敏和精準的讀數,可測量250至500Pa範圍內的壓力,產生可從數據介面獲取的放大的校準壓力讀數。 Bourns此次推出的新型號提供了全面校準和補償的數據輸出,有助於減少處理器的工作量及消除對A/D轉換的需求,同時提供長期的穩定性以確保可靠且重複性。BPS125型號感測器提供的功能組合還有助於提高最終產品應用的性能及效率,使其廣泛地成為工業、消費性,以及包含攜式製氧機、霧化器、持續性正壓呼吸器、肺活量診斷器和氣相色譜儀設備等中/低風險醫療設計的良好解決方案。 Bourns BP125型號具備高靈敏和穩定的特性,在0°C至+60°C的溫度範圍內(六西格瑪工藝)的總誤差帶(TEB)為1.5%FS,壽命漂移為0.5%FS。BPS125型具有I2C數據輸出,並提供250和500Pa校準,有助於最小化系統校準要求並支援系統正常運作。這些新型SMT板載壓力感測器易於整合,還有助於減少開發時間。
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Bourns新推四款環境壓力感測器

電子元件製造供應商美商柏恩(Bourns)日前宣布在Bourns精密感測器(BPS)系列中增加四款新型號。基於最新的微機電系統(MEMS)技術,這四款新型的BPS310、BPS320、BPS330和BPS340系列可表現秒回應,高分辨能力和長效穩定性,是符合經濟高效的壓力感測器的良好解決方案。這些功能其實是可於5至500 psi的壓力範圍內工作,也因此Bourns最新BPS感測器適合用於包括工業系統、中低風險醫療設備等各種包裝需求及應用。 Bourns BPS310型號系列專為低壓提供高靈敏度/精度設計,對於表壓和壓力測量;BPS320型號系列為表面裝貼封裝提供了堅固的配置。BPS320型號系列為帶鋁孔的通孔壓力感測器,適用於工作溫度高達125°C的低壓應用;BPS340型號系列具有處理某些惡劣介質的能力,採用表面貼裝封裝,能夠承受高達500psi的壓力範圍。
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貿澤攜手意法推電子書探索工業感測器解決方案

貿澤電子(Mouser)與意法(ST)宣布出版最新電子書《工業感測解決方案》(Industrial Sensing Solutions),針對工業感測器市場的產品、策略和創新技術提供全面性概觀。書中來自ST和貿澤的專家針對採用工業感測器的最新策略,以及能將創新技術引進廠房的產品提出詳細見解。電子書內刊載了多篇關於MEMS技術進展的文章,指出這些裝置在工業4.0中所扮演的關鍵角色。 雖然感測器早已是工業應用不可或缺的重要元件,其部署率卻因為成本、尺寸和準確度等相關問題而減緩。隨著輕巧型MEMS技術的出現,再度為感測器創造了新的機會,使其有機會部署到智慧工廠,同時感測器解決方案的擴充性也因為成本和耗電量更低而獲得改善。ST與貿澤攜手出版的最新電子書探究了過去十年裡的技術進展,扼要說明感測器供應商如何從眾多方面滿足客戶的需求。    《工業感測解決方案》書中介紹多款ST產品的詳細資訊,包括專為工業4.0應用所設計的LSM6DSOX iNEMO慣性模組和ISM330DHCX iNEMO慣性SiP模組。這些可靠耐用的系統封裝在低功耗解決方案中,整合了3軸數位陀螺儀和3軸數位加速度計與機器學習核心。機器學習核心為ST的創新之一,讓感測器不用喚醒系統內其他元件就能辨識活動,具有節能效益。 電子書內包含將近二十款ST感測器產品的快速連結和訂購資訊,還有方便好用的影片內容連結。貿澤所供應的ST全系列產品包含有感測器、開發板、半導體、射頻模組和其他電子元件。
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EVG攜手INKRON開發高折射率材料/奈米壓印微影製程技術

微機電系統(MEMS)、奈米科技與半導體市場的晶圓接合暨微影技術設備之廠商EV Group(EVG)日前宣布和致力於高低折射率塗層材料的製造商Inkron的合作夥伴關係。兩間公司將為開發和生產高品質繞射光學元件(DOE)結構提供優化的製程和相符的高折射材料。這些DOE結構包括用於擴增實境、混合實境、虛擬實境(AR/MR/VR)元件的波導管,以及在車用、消費性電子和商業應用中的先進光學感測元件,如光束分離器和光束擴散器。 EVG技術開發和IP總監Markus Wimplinger表示,商用和消費者市場對晶圓級光學元件和感測器的需求正以驚人的速度成長,催生所需的原物料及製程的優化,以達到市場所需的效能及產能。Inkron在光學材料方面擁有廣泛的專業知識,並且是高折射和低折射塗層材料的製造商之一,Inkron能成為該公司在NILPhotonics技術處理中心合作的理想夥伴。這樣的合作能使EVG進一步探索和擴展該公司NIL技術的應用和特性,而得以為下一世代光學元件和其終端產品提供可用於量產的解決方案。 此合作夥伴關係在位於EVG總部奧地利的NILPhotonics技術處理中心內展開。EVG的NILPhotonics技術處理中心為NIL供應鏈中的客戶和合作夥伴提供一個開放式的創新平台,其目的為縮短新創光學元件及其應用的開發週期和產品上市時間。因應該協議的一部分,Inkron為自己的研發機構購買EVG 7200 NIL系統,以加速新光學材料的開發和驗證。EVG 7200系統利用EVG的創新SmartNIL技術和材料經驗,能夠大規模量產小至30nm的微米和奈米級結構,其特色還包含只需用到較小的脫膜力道同時能維持結構不至變形,快速的高功率曝光和平順的脫模。
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是德攜手瑞聲加速推動5G天線解決方案

是德科技(Keysight)日前宣布與瑞聲科技(AAC)擴大合作,以協助業界加速驗證5GNR裝置的新天線設計。 是德科技商用通訊事業群資深總監Cao Peng表示,瑞聲科技為5G射頻前端積體元件解決方案領導廠商,非常榮幸能與該公司擴大合作,協助其透過是德科技5G測試平台達成策略性目標,並成功地將新設計與產品推出問市。 有了是德科技5G解決方案,客戶可更快速地推出任何外觀尺寸的高效能5G產品。是德科技解決方案提供輕巧的無線平台,可因應未來需求並滿足全球各地不同的頻譜要求,讓客戶能輕而易舉的開發符合最新5G標準的產品。 身為全球智慧型手機和可攜式電子裝置解決方案廠商,瑞聲科技與產業夥伴緊密合作,以便在全球與各個在地市場,打造獨特的創新產品。瑞聲科技的全系列產品包括微型聲波、觸覺、射頻,以及精密型機械、光學與微機電(MEMS)元件。2019年稍早,是德科技宣布瑞聲科技選擇使用是德科技多元的5G解決方案,成功推出專為下一代行動電話與基地台設計的高效能5G毫米波前端解決方案。 由行動通訊業者、裝置製造商以及測試實驗室所組成的生態系統,近來皆採用是德科技5G解決方案,以支援從初期設計,到驗收與製造的整個裝置開發工作流程。是德科技5G模擬和OTA測試解決方案套件,可在支援FR1和FR2(毫米波)頻率的傳導和輻射測試環境中,對5G行動裝置進行法規要求的射頻測試。
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生理數據蒐集日漸普及 耳機導入光學心律量測效果佳

能夠量測心律以及其他生命徵象的健康追蹤器可協助使用者規劃適合自己的運動菜單。這類裝置通常內建動作感測器,能偵測各種移動模式,協助判斷包括行走、跑步、游泳等狀態,讓它們能像計步器一樣運作。為了配戴舒適以及能在日常生活中方便使用,這些量測動作通常會在手腕上進行,因為感測器一般都裝在像是手錶、首飾以及腕帶內。然而對於量測品質而言,手腕並非最適合的量測位置。心律的偵測會受到許多動作瑕疵所侷限,由於有較多的肌肉遮擋以致無法更接近到動脈進行量測。  相較之下,耳朵更適合進行光學心律量測。醫學專家目前已經會從耳垂部位量測血氧濃度。然而消費產品至今還沒有充分運用這方面的技術,因為耳朵部位的量測裝置空間極為受限,但卻需要耗用大量電力以致於必須配置大型電池。不過,業界正持續推出各種高度整合的低功耗晶片,以克服這些問題。如今業界已能把可實際運行的生命徵象量測元件整合到一般入耳式耳機中。此外,改進反應速度也開拓出全新的應用領域以及可能性。本文便將針對此類系統進行介紹與評估。 感測訊號光學式量測法 底層的量測方法為光學式量測。過程中使用最多三個LED燈來量測短脈衝訊號。LED電流最高到370mA,最小脈衝寬度為1微秒。LED的最佳波長取決於量測位置以及量測方法。由於只會量測腕部的表淺動脈,因此這裡選擇的是綠色燈,若是在耳朵進行偵測,就會選擇能穿透到更深表皮以及具備更高訊號雜訊比的紅外線。光二極體其偵測區域和反應速度之間有直接關係,用它來量測反射回來的光線。光二極體會量測到訊號以及背景雜訊,下游的類比前端元件提供更高的訊號雜訊比,其作用為訊號濾波器,並將偵測到電流轉換成電壓,同時轉換成數位格式。演算法方面,除了量測反射光之外,還會利用加速度計濾除各種動作瑕疵,對訊號進行校正。 以下將介紹量測系統的元件。ADI的ADPD144RI晶片用來作為類比前端元件,另外還整合了光二極體以及LED。量測作業運用了一個三軸加速度計,這個加速度計除了用來辨識腳步型態以及動作外,還能移除各種訊號瑕疵。整個流程由微控制器負責控制,並作為各感測器以及承載演算法元件之間的傳輸介面。 圖1顯示測試系統,將光學感測器以及加速度計裝入到一般常見的入耳式耳機中。在設計時刻意將ADC採樣率限制在100Hz,LED密度也降至最低,藉此盡可能壓低耗電。 圖1 測試系統內含一個整合式光學感測器與加速計,置於標尺旁顯示實品的尺吋。 為進行系統特性分析,針對不同的移動模式,分別考量五種情境。過程中只運用光學訊號進行評估,這麼做不僅能判斷什麼情境中出現脈搏量測失準,還能知道何時需要加速計資料以提高脈搏量測的精準度。情境包含以下動作: .停在原地未走動 .停在原地並咀嚼 .在桌邊工作 .行走 .跑步與跳躍 測試情境一:停在原地 圖2顯示原始資料的頻譜,表現出振幅與採樣率之間的關係。圖中出現峰值的時間即是脈搏。在沒有移動時,訊號相當清晰,可從波峰位置以及已知採樣率來判斷心律。 圖2 藉由量測超採樣的振幅即可得出心律的資訊 光學感測器會將心律紀錄成兩種LED顏色-紅外線以及紅色,每個顏色各有四個頻道。在這種方式中,採用兩個不同的顏色頻道來進行量測,其結果可能會有差異,可以選擇較穩健的變異數據。圖3A顯示不同頻道的訊號。在六頻道的設定中,可以辨識出明確定義的訊號,其中兩個頻道呈現飽和狀態。為達到更強且穩健的訊號,在未飽和頻道中套用演算法然後計算出心律。圖3B顯示紅色頻道(上方)以及紅外線頻道(底部)的心律,同時還以顏色標度顯示量測的信心水準。此外圖中還顯示多組心律數據,可透過取樣率以及信心指標可分辨出原始訊號(虛線)。 圖3 (a)顯示一個4頻道量測訊號,量測停在原地不動的情境,(b)顯示原始以及彙總資料。套用演算法即可從彙總資料中判斷出心律(黑線),色標顯示信心水準。 總結在沒有動作時,訊號很強且沒有擋到真實訊號的雜訊,因此演算法能判斷心律並達到高信心水準。紅外線頻道的訊號要強過紅光頻道的訊號。 測試情境二:停在原地並咀嚼 情境二中多了咀嚼的動作。圖4顯示紀錄頻譜。不同於測試情境一,從圖中可清楚看到各種動作瑕疵,反映在訊號波形的跳動上。另外在頻道彙總圖上也很明顯,不再展現能清楚分辨的心律。不過,即使沒有透過動作感測器提供額外的幫助,演算法仍能正確判斷心律並達到相當高的信心水準。有趣的是,紅外線訊號的強度又再一次高過紅光頻道。 圖4 (a)顯示4頻道量測訊號,量測停在原地並咀嚼的情境,(b)顯示原始以及彙總資料。套用演算法後即可從彙總資料判斷出心律(黑線),色標代表心信水準。不須使用加速計即可判斷心律。 測試情境三:在桌旁工作 情境三則是測試另一種日常狀況。測試人員坐在桌旁執行日常工作,並作出一些相關動作。類似情境二,系統也會偵測到各種動作瑕疵,在套用演算法後即可判斷出兩個頻道的心律。如(圖5)所示,這裡,紅外線的強度亦是勝出。 圖5 (a)顯示4頻道量測訊號,量測在桌旁工作表的情境,(b)顯示原始以及彙總資料。套用演算法後即可從彙總資料判斷出心律(黑線),色標代表心信水準。不須使用加速計即可判斷心律。 測試情境四:行走 先前幾個情境涵蓋各種靜態量測條件,而在這個情境中測試人員以低速朝一個方向移動(約每分鐘50步)。如圖6所示,在PPG訊號中,心律和行走步伐的訊號混在一起,各頻道彙總後呈現相當模糊不清的訊號。紅色訊號區域中無法計算出清楚的心律,而演算法則是在紅外線頻道中找到一個較明確的心律。在高度波動以及低信心水準的組合中,從加速計得到額外的動作資料的確相當有幫助,特別是因為直到此時,量測都是在低走行速度下進行。 圖6 (a)顯示一個4頻道訊號,量測步行的情境,(b)顯示原始以及彙總資料。套用演算法後即可從彙總資料判斷出心律(黑線),色標代表心信水準。在紅外線情境中,不須使用加速計即可判斷心律。 測試情境五:跑步與跳躍 情境五測的不是均勻的移動,而是交雜快跑與跳躍的動作。波形中可明確看到許多動作瑕疵,即使套用演算法也很難區隔出正確的心律,如圖7所示。因此無可避免的需要動作感測器的支援。 圖7 (a)顯示4頻道量測訊號,量測跑步與跳躍的情境,(b)顯示原始以及彙總資料。套用演算法後即可從彙總資料判斷出心律(黑線),色標代表心信水準。不須使用加速計即可判斷心律。 為了評估對動作感測器的需求,情境5中測試的量測技術,包含使用以及不使用加速計的情境。圖8顯示的是比較沒有校正加速計資料(左邊)以及納入校正加速計資料(右邊)的加成頻譜。從圖中可看到訊號有明顯的改進,能清楚辨識出心律,但如果沒有加速計的支援便根本無法辦到。 圖8 比較沒有加速計資料(左邊)以及有加速計資料(右邊)的加成性頻譜。使用加速計後,即可重建使用者的心律。 從上述的測試情境,我們可歸納出在大多數情況下,運用整合在入耳式耳機內的感測器,可極準確判斷出心律。在局部或緩慢的平移運動,甚至不使用加速計資料也可能判斷出心律。然而在忽然與急速的動作中,如果將經過動作校正的資料一起比對,亦可對資料進行判讀。在所有情境中,紅外線訊號的強度都高過紅光訊號。 和手腕量測相比,量測耳朵的訊號強度更高,因此能得到更精準的量測數據。此外,運用紅光或紅外線還能量測血氧濃度。 總結來說,從功能測試系統的結果來看,置入耳內裝置的量測其可行性極高。量測裝置還能透過更好的機械整合,以及納入額外的量測機制使產品更加完善。此外,加速計還能用在跌倒偵測以及步伐辨識,以為客戶創造更高的附加價值。 (本文作者為ADI應用工程師)
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Bourns在德營運50載 強化客戶支援聚焦未來

柏恩(Bourns)在德國成立正式邁入第五十年,憑藉於滿足新興應用需求的技術,並以支持客戶文化為後盾,公司營運得以持續成長。1962年,Bourns歐洲業務因應Trimpot微調可變電阻產品不斷增加的需求,開始於瑞士成立第一間辦事處,隨即在德國所需的支援更加顯著,特此在斯圖加特成立辦事處。 Bourns首席執行長Gordon Bourns表示,很高興看到該公司歐洲業務獲得長期成功,特別是Bourns汽車部門持續創下佳績且成為消費與商用汽車市場定制傳感器的供應商之一。他相信會使創立Bourns的父母自豪地看到其技術、品質和服務基礎持續在全球蓬勃發展。五十年對於任何一家公司而言,尤其是動態元件產業中,可謂可觀成就。Bourns聚焦未來,致力於與客戶保持緊密聯繫以持續滿足客戶對先進技術和產品的應用需求。相信在歐洲的業務團隊具有世界一流水準,協助解決複雜的技術挑戰。 如今該公司在該地區設置九間業務與營銷辦事處、兩間製造廠和三間研發中心共有超過一千名僱員。Bourns產品組合也已大大地擴展,成為廣泛的電路保護、運動控制和電路調節組件供應商之一。近期公司新增的產品還包含微機電系統(MEMS);,耐硫電阻器,GMOV混合型過壓保護器,以及擴展中的Bourns定制磁性功能。 Bourns在歐洲擴展另一個主要的貢獻乃是其汽車傳感器解決方案,該產品解決方案是位於匈牙利的製造廠來負責。Bourns在設計與製造廣泛的定制汽車連接器、速度及扭矩傳感器方面擁有悠久的歷史。透過位於德國慕尼黑的工程中心,Bourns GmbH汽車傳感器業務持續成長,同樣扮演關鍵角色的還有位於匈牙利維斯普雷姆的Bourns Kft工程中心。 經由多次成功收購,Bourns在歐洲業務有顯著增長,最近收購位於斯洛維尼亞的KEKO-Varicon,更進一步加強其過流和過壓保護產品組合,為客戶提供豐富的下一代設計解決方案選擇。
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2024年音訊關鍵零組件產業規模將達208億美元

產業研究機構Yole Développement(Yole)發表研究報告指出,麥克風、音訊IC和微型揚聲器的消費市場預計將從2018年的141億美元成長到2024年的208億美元,年複合成長率(CAGR)為6.6%。透過查看MEMS麥克風的數量成長,可以了解所涉及的產品。智慧音箱中的MEMS麥克風年複合成長率將達到13%,到2024年產業規模將達到12億個。在無線耳機中,MEMS麥克風的年複合成長率將達到29%,2024年規模將達到13億個。 對於MEMS麥克風,樓式(Knowles)和Goertek是主要廠商,在2018年這個12億美元的市場中,它們分別占據39%和28%的市占率。近年來,Knowles的收入可能已經飽和。但是,它仍然在不斷擴大的市場中與提供低成本解決方案的中國企業保持聯繫。同時,英飛凌科技通常向Goertek和AAC等播放器提供麥克風裸晶。 對於音訊編解碼器和放大器,Cirrus Logic、高通和德州儀器(TI)是2018年34億美元市場的主要供應商。它們的市占率分別為35%、18%和12%。將來,蘋果、高通和海思等AP製造商可能進一步整合AI功能,Knowles和Goertek提出了將AI功能與編解碼器和數位訊號處理功能整合在一起的專用音訊晶片。另一方面,諸如CEVA和Xperi之類的IP供應商正在致力於AI處理的晶片設計。  
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未來五年全球MEMS/感測器產能投資大灑幣

由於通訊、運輸、醫療、行動、工業和其他物聯網(IoT)應用的爆炸性需求,根據半導體產業協會SEMI研究指出,預計從2018年到2023年,全球MEMS和感測器晶圓廠的總裝機容量將成長25%,達到約當每月470萬片八吋個晶圓。 微機電與感測器產能成長趨勢 資料來源:SEMI(10/2019) 該報告涵蓋從2012年開始的12年,預測到2023年,MEMS晶圓廠將占所有MEMS和感測器廠的46%。影像感測器晶圓廠將占總數的40%,同時生產MEMS和影像感測器的晶圓廠占14%。 2018年日本在MEMS和感測器產能方面居世界領先,其次是台灣、美洲和歐洲/中東。到2023年,中國的裝機容量有望從2019年的第六名上升到第三名。預計到2023年,日本和台灣將保持前兩名的位置。 從2018年到2023年,產能設備投資每年約40億美元左右,其中大部分支出(估計為70%)用於建設12吋影像感測器廠。同期,日本的晶圓設備投資預計將在2020年達到頂峰,接近20億美元,而台灣在2023年將突破16億美元。總而言之,從2018年到2023年,將新增14個新的晶圓廠投產,以八吋或十二吋的晶圓生產MEMS和感測器。中國的新晶圓廠程長最快,其次是日本、台灣和歐洲。
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貿澤供貨Analog Devices ADcmXL3021三軸震動感測器

貿澤電子宣布開始供應Analog Devices的ADcmXL3021三軸震動感測器。ADcmXL3021模組採用Analog Devices獲獎肯定的微機械(MEMS)感測器技術,提供完整的感測系統,能監控潛在的機械疲勞和故障的早期跡象,特別適用於工業和交通運輸設備,有助於降低維修成本,維持高生產力。 貿澤電子所供應的Analog Devices ADcmXL3021為三軸震動監控子系統。本裝置整合Analog Devices的高效能MEMS感測器,加上類比數位轉換器(ADC)、高效能訊號處理、資料緩衝區、記錄儲存,還有可輕鬆搭配多數嵌入式處理器運作的使用者介面。 ADcmXL3021使用三部ADXL1002 MEMS加速度計,這些加速度計具有超低的雜訊密度(26 µg/√Hz),支援優異的解析度。裝置採用寬頻寬設計,可追蹤許多機械式平台的關鍵震動特徵。ADcmXL3021擁有±50g的高作業輸入範圍,適合在高頻寬應用中測量震動,例如用於監控及診斷機器或系統運作狀態的震動分析系統。此模組有助於簡化工業物聯網(IIoT)和工業4.0應用中條件式監控(CBM)系統的開發,包括儀器、診斷和安全關閉感測。
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