顯微鏡下的MEMS結構（注意圖上刻度是微米）

MEMS應用范圍很廣，封裝應根據(jù)實際終端應用要求（如保護性、氣密性、散熱性等）進行設計。

消費電子/移動應用驅動MEMS市場快速成長，復合年增長率可達13%。

◆ 未來5年通信和醫(yī)療應用增長，復合年增長率高達20%。

◆ 工業(yè)MEMS應用也不錯，復合年增長率為13%。

智能手機中的MEMS和傳感器

◆ 智能手機中使用到很多MEMS器件，如加速度計、陀螺儀、電子羅盤、壓力傳感器、硅麥克風、圖像傳感器、MEMS微鏡、BAW濾波器和雙工器、射頻開關、TCXO振蕩器/諧振器等。

◆ 隨著智能手機出貨量的迅速增長，移動產業(yè)正逐步轉向一個復雜的遙感平臺，而MEMS和傳感器是該系統(tǒng)中最重要的一環(huán)，每個MEMS器件的增長都是令人印象深刻的。

對MEMS封裝、組裝和測試的影響

◆ MEMS的封裝、組裝、測試和校準（包括基底成本）占整個MEMS模塊成本的35%-60%。

◆ MEMS封裝類型比標準IC封裝更為復雜，因為MEMS封裝需要“System-in-Package”。

此外，大多數(shù)MEMS封裝需要符合最終應用環(huán)境。

◆ MEMS封裝從定制化小批量發(fā)展到量產必須標準化，這樣才能保證降低MEMS傳感器成本、實現(xiàn)大批量出貨。

MEMS加速度計成本分析

消費類加速度計成本分析

汽車類加速度計成本分析

慣性MEMS封裝的技術演進

MEMS定律正在改變

MEMS麥克風封裝的關鍵要素

MEMS模塊封裝：關鍵制造步驟

MEMS封裝趨勢

組合傳感器封裝發(fā)展趨勢

通過SOC/SiP組合所有運動傳感功能：

MEMS測試介紹

MEMS產業(yè)的特異性：電學測試+機械測試

MEMS慣性傳感器最后階段的測試和校準

根據(jù)IHS Markit（消費者和移動設備運動傳感器——2017年）的數(shù)據(jù)，無人機和玩具直升機中MEMS運動傳感器（即加速度計、陀螺儀、IMU和壓力傳感器）的市場至2021年預計將達到約7000萬臺，而其2018至2021復合年增長率可達到17％。

MEMS傳感器對無人機飛行性能的影響

得益于采用慣性MEMS傳感器，無人機可確保其方向穩(wěn)定，并可由用戶精確控制，甚至可自主飛行。然而，一些挑戰(zhàn)使無人機系統(tǒng)設計變得十分復雜，例如電機未校準，系統(tǒng)動態(tài)可能根據(jù)有效載荷而變化，操作條件可能出現(xiàn)突變，或傳感器存在誤差。這些挑戰(zhàn)會造成定位處理偏差，并最終導致導航期間的位置偏差，甚至造成無人機失效。

要使無人機超越玩具的范疇，高品質MEMS傳感器和軟件至關重要。無人機的慣性測量單元（IMU）、氣壓傳感器、地磁傳感器、應用特定型傳感器節(jié)點（ASSN）和傳感器數(shù)據(jù)融合的精度對其飛行性能有著直接和實質的影響。

尺寸限制以及苛刻的環(huán)境和操作條件（如溫度變化和振動）將對傳感器的要求提升到新的水平。MEMS傳感器必須盡可能避免這些影響，并提供精確、可靠的測量。

有多種方法可以實現(xiàn)出色的飛行性能：軟件算法，如傳感器校準和數(shù)據(jù)融合；機械系統(tǒng)設計，例如減少振動，以及根據(jù)無人機制造商自己的要求和需求選擇MEMS傳感器。

無人機的核心在于其姿態(tài)航向參照系統(tǒng)（AHRS），其中包括慣性傳感器、磁力計和處理單元。AHRS估算設備定位，例如滾動、俯仰和偏航角。傳感器誤差（如偏移、靈敏度誤差或熱漂移）會導致定位錯誤。圖1顯示了加速度計偏移函數(shù)形式的定位誤差（滾動、俯仰角），這通常是造成傳感器連續(xù)誤差的核心根源。例如，僅20 mg的加速度計偏移便會導致設備方向出現(xiàn)1度誤差。

圖：加速度計偏移引起的傾斜誤差

慣性測量單元（IMU）

IMU包括加速度傳感器和陀螺儀，以及相應的嵌入式處理程序。這使其能夠在線性移動和旋轉方面識別運動。

氣壓傳感器

無人機內置的高性能氣壓傳感器可精確測量高度，并與IMU的高度控制讀數(shù)結合使用。氣壓傳感器必須盡可能避免外部影響和不準確性。

如今，結合諸如GPS和光流等附加傳感器，距離傳感器可用于提高系統(tǒng)的可靠性并減少位置誤差。

除了TCO改進之外，還有多種因素有助于提高整體精度：相對準確度、噪聲、穩(wěn)定性和精度。從笨拙的玩具到高精度飛機；只要工程師想得到，目前創(chuàng)新工業(yè)和商業(yè)無人機的應用潛力可以說無邊無際。