MEMS惯性测量单元（IMU）SCHA634产品分析

作者：麦姆斯咨询王懿 ，来源：MEMS微信公众号

村田（Murata）是一家全球性的综合电子元器件制造商，主要从事以陶瓷为基础的电子元器件的开发、生产和销售业务。2012年，村田收购芬兰MEMS传感器厂商VTI Technologies Oy所有流通在外的股权，将VTI纳为旗下子公司行列，以扩大MEMS技术事业版图，加强车用以及医疗用传感器的研发与制造。村田MEMS产品包括加速度计、陀螺仪、磁传感器、压力传感器等。

据麦姆斯咨询介绍，SCHA634为村田车规级6轴MEMS惯性测量单元（IMU），可通过与GNSS（全球导航卫星系统）、摄像头、毫米波雷达、激光雷达等各种传感器的数据融合，实现ADAS（高级驾驶辅助系统）及AD（自动驾驶）功能。该产品在零偏稳定性和噪声方面具有优势，可满足汽车安全性应用的性能需求。村田还对传感器测量轴的正交性进行校准，使得系统集成商可略过这一高成本且对操作具有高要求的处理步骤。

IMU是测量物体三轴姿态角（或角速率）以及加速度的装置。通常，IMU内部集成3轴陀螺仪和3轴加速度计，以及运动/姿态算法。如果IMU内部集成的传感器采用MEMS技术实现，那么可被称为MEMS IMU。

本报告针对全球热销的村田MEMS IMU产品“SCHA634-D01”进行物理分析，包括器件拆解、芯片剖析及材料分析等，并推测出MEMS芯片制造工艺和器件封装工艺。最后，我们检索并分析了产品专利情况。具体如下：

首先对SCHA634进行光学成像和X射线成像，获得整体封装和引线信息：32引脚小外型集成电路（SOIC）封装形式，封装尺寸为19.71mm x 12.15mm x 4.5mm，封装内部共有82条引线（Bonding Wire），4颗MEMS芯片与2颗ASIC芯片采用3D堆叠方式集成于封装。

村田MEMS IMU SCHA634封装尺寸

村田MEMS IMU SCHA634开盖展示

然后将器件进行机械开封和化学去胶，并取出其中的6颗芯片进行深入分析，包括ASIC电路层、MEMS衬底层、MEMS结构层、MEMS盖帽层、晶圆级封装及键合等，并分别提供MEMS加速度计和MEMS陀螺仪的三轴感测结构及驱动梳齿结构的局部特写、特征尺寸及重要材料信息。

村田MEMS IMU SCHA634的电路（ASIC）芯片SEM照片

村田MEMS IMU SCHA634的Z轴陀螺仪芯片SEM照片

根据上述4颗MEMS芯片（3种类型：X/Y轴陀螺仪、Z轴陀螺仪和三轴加速度计）的结构剖析及材料分析，绘制出MEMS芯片结构示意图，并以X/Y轴陀螺仪为例推测出MEMS制造工艺流程。此外，本报告还提供了器件封装工艺流程。

村田MEMS IMU SCHA634的MEMS芯片工艺流程部分示例

最后对SCHA634产品相关专利进行检索与分析，并提供专利到产品的映射关系，有助于其他厂商理解技术要点及专利保护范围，并进行侵权关联性分析，从而可以有效避免侵权纠纷的发生。

村田MEMS IMU SCHA634的加速度计专利映射示例

审核编辑 黄宇