Miniaturní a přece velmi složité: Tři miliardy senzorů Bosch MEMS

, 21 júna 2013, 8:59

Senzory MEMS jsou smyslovými orgány moderních přenosných zařízení. Bosch umožňuje automobilům a moderním elektronickým zařízením vnímat díky těmto miniaturním pomocníkům ze světa high-tech své okolí. Miniaturní elektromechanické díly, které se uplatňovaly nejprve v automobilové elektronice, se v současnosti nalézají rovněž v chytrých telefonech, laptopech, tabletech, hracích konzolách a sportovních hodinkách.

Mnoho nových funkcí ve vozidlech a elektronických přístrojích lze realizovat jen díky těmto velmi citlivým měřicím přístrojům – platí to například pro elektronicky řízený stabilizační systém ESP® nebo pro ovládání chytrého telefonu gesty místo ťukání do klávesnice. Bosch nabízí senzory pro mnoho různých aplikací v automobilovém průmyslu a spotřební elektronice. Tato čidla měří tlak, zrychlení, otáčivé pohyby, průtok hmoty a geomagnetické pole.

Bosch od začátku utvářel technologii MEMS (Micro-Electro-Mechanical-Systems) a dnes je největším poskytovatelem na mimořádně dynamickém trhu se senzory MEMS. Od zahájení výroby v roce 1995 vyrobil Bosch více než tři miliardy senzorů MEMS. Vyráběné počty dosahují každý rok nových rekordů. Pro první miliardu potřeboval Bosch 13 let, pro druhou miliardu už jen tři roky. Třetí miliardu vyrobil Bosch za pouhých 1,5 roku. V roce 2012 opustilo moderní závod na výrobu čipů v Reutlingenu přibližně 600 milionů senzorů – to je 2,4 milionu senzorů za pracovní den. „Automobilovou a spotřební elektroniku bez senzorů MEMS si dnes už nelze představit. V budoucnosti budou senzory MEMS plnit roli očí a ušísystémů a objektů připojených prostřednictvím internetu věcí a služeb,“ říká Klaus Meder, vedoucí obchodní oblasti Automotive Electronics ve společnosti Bosch.

Miniaturní pomocníci ze světa high-tech pro vozidla a chytré telefony
Senzory MEMS jsou nejmenšími produkty, které Bosch vyrábí. První obchodní oblastí byly senzory pro automobilovou elektroniku. Od roku 1995 vyrábí Bosch citlivé snímače pro vozidla. Srdcem elektronicky řízeného stabilizačního systému ESP® je například senzor míry otáčení vozidla kolem svislé osy. V moderním automobilu je v současnosti až 50 senzorů MEMS. Mezi požadavky automobilového průmyslu patří především spolehlivost a robustnost, protože tyto senzory mají přímý vliv na bezpečnost účastníků silničního provozu. Rozměry a spotřeba energie hrají v této oblasti menší roli. Naopak je tomu v chytrých telefonech nebo hracích konzolách. Z toho důvodu zmenšil Bosch v uplynulých letech velikost senzorů na jednu padesátinu. Nejmodernější senzory spojují mnoho funkcí na ploše jen několika milimetrů čtverečních. Spotřeba energie mohla být snížena dokonce stonásobně. Bosch je jediným poskytovatelem na trhu, který vyrábí kompletně ve vlastní režii typy senzorů pro tak mnoho odlišných aplikací. Bosch má celkem hodně přes 1.000 patentů a patentových přihlášek v oblasti technologie MEMS, a zajišťuje si tak svou inovační sílu.

Bosch Sensortec
Bosch založil v roce 2005 společnost Bosch Sensortec GmbH se sídlem v Reutlingenu, aby mohl rychle a flexibilně reagovat na požadavky velmi dynamického trhu se spotřební elektronikou. Bosch Sensortec uvedl nedávno na trh první devítiosový senzor na světě s označením BMX055, který měří současně zrychlení, míru otáčení a geomagnetické pole ve všech třech prostorových dimenzích. Z toho vyplývají četné možnosti použití. Senzor lze použít všude tam, kde je nutné přesně a na nejmenším prostoru určovat polohu a pozici přenosného přístroje v prostoru, resp. jeho orientaci vůči geomagnetickému poli.

Technické pozadí senzorů MEMS
Inženýři vytvářejí v senzorech nejjemnější struktury z křemíku, které se při otáčení pouzdra posunují o zlomky tisíciny milimetru. Přitom se mění elektrické vlastnosti, které lze měřit a přeměňovat v datový tok. Ten pak ukazuje například mobilnímu telefonu, v jaké poloze se nachází. Dimenze, v nichž inženýři společnosti Bosch pracují, jsou miniaturní. Lidský vlas má průměr 70 tisícin milimetru (70 mikrometrů). Některé komponenty měří pouhé 4 mikrometry – 17krát méně než vlas.

Protože mikromechanická senzorika vytváří pouze slabé elektrické signály, integrovali vývojáři do pouzdra dílu kromě senzoru ještě elektroniku, která může být částečně umístěna dokonce přímo na stejném čipu. Elektronika zpracovává slabé signály, zesiluje je a přeměňuje na digitální data. Senzory MEMS tak mohou řídicím jednotkám dodávat přímo naměřené hodnoty. Citlivé snímače toho budou brzy umět ještě mnohem více. V budoucnosti budou v oděvu sledovat tlukot srdce, plnit funkci přenosné meteorologické stanice, měřit množství CO2 ve vzduchu a registrovat typický pohyb, jímž uživatel uloží mobilní telefon do kapsy u kalhot, aby se mohl vypnout displej.
 

Komentáre

Komentár musí byť dlhší ako 5 znakov!

Potvrďte pravidlá!

Ešte nikto nekomentoval tento článok. Buďte prvý!