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Nuovi accelerometri a due assi della STMicroelectronics con maggiori prestazioni in un package piccolo e sottile


LIS2L02AL and LIS2L06AL (Click for Larger Image)Ginevra, 29 Settembre 2005 - La STMicroelectronics, leader mondiale nella produzione di dispositivi MEMS (sistemi micro-elettro-meccanici), ha arricchito la famiglia di sensori di accelerazione a due assi con due nuovi dispositivi che utilizzano un piccolissimo package LGA (Land Grid Array) “senza piombo” di soli 5 x 5 x 1,5 mm.

I component iLIS2L02AL e LIS2L06AL sono accelerometri lineari a due assi, ultracompatti, che si aggiungono all’apprezzata famiglia di accelerometri "a basso g" della ST. Sono caratterizzati da una tolleranza di offset più rigida, una risposta migliore in caso di variazioni della temperatura e sono alloggiati in un package più piccolo e sottile, ideale per telefoni cellulari, palmari, laptop e schede PCMCIA di dimensioni ridotte. Il dispositivo LIS2L02AL ha un’escursione tipica dell’uscita a fondo-scala di ±2,0g; nel caso del componente LIS2L06AL è possibile scegliere dinamicamente tra i valori di ±2,0g e ±6,0g.

I due nuovi accelerometri contengono, in un unico package, un robusto sensore MEMS a due assi e un chip di interfaccia CMOS capace di generare due uscite analogiche contemporanee in tempo reale, rispettivamente per la misura dell’accelerazione trasversale (spostamento laterale) e longitudinale (avanti-indietro). Gli elementi che costituiscono il sensore sono fabbricati con un processo sviluppato appositamente dalla ST per la produzione di sensori rotazionali e inerziali: possono misurare con un’ottima risoluzione le accelerazioni DC (inclinazione statica) e AC, sopportano choc massimi di 10.000g e comprendono funzioni interne di auto-collaudo per verificare il funzionamento del dispositivo. Il chip di interfaccia contiene i blocchi multiplexer, amplificatore di carica, demultiplexer, circuito “sample-and-hold” (campionatura con memorizzazione del valore) e i circuiti di riferimento necessari per generare in uscita due segnali analogici con un'ampiezza di banda tipica di 2,0kHz. Per migliorare la robustezza e l’immunità da eventuali disturbi esterni, tutta la catena per l’elaborazione del segnale sfrutta un’architettura completamente differenziale, con uno stadio finale per la conversione del segnale da differenziale a “single-ended”, per la compatibilità con il mondo esterno.

Fra i principali vantaggi dei nuovi dispositivi vi sono:
  • un rumore molto basso, che permette di raggiungere una risoluzione elevata, tipicamente 0,3 mg;
  • un consumo di energia ridotto (la corrente tipica di alimentazione è di 850µA a 3,3V) che rende questi componenti ideali per le applicazioni alimentate a batteria;
  • un package più piccolo, che riduce lo spazio occupato sulla scheda e quindi i costi di sistema;
  • un’elevata stabilità in temperatura e un basso offset, che eliminano l’esigenza della calibrazione nella maggior parte delle applicazioni;
  • la possibilità di regolare l’ampiezza di banda con un solo condensatore esterno per ogni canale, per ottimizzare le prestazioni di sistema;
  • il funzionamento in un intervallo di temperature compreso tra -40° e +85°C.


Gli accelerometri basati sulla tecnologia di micro-lavorazione del silicio MEMS sono molto interessanti dal punto di vista economico: sono molto sensibili, robusti e precisi e sfruttano le economie di scala tipiche dei processi per la produzione di grandi volumi di wafer, usati per fabbricare i circuiti integrati. I sensori di accelerazione a due assi della ST hanno al loro interno una struttura di silicio sospesa, che si muove con due gradi di libertà su un substrato di silicio. Il movimento lungo ciascuno dei due assi produce un cambiamento della capacità, che viene comunicato al chip di interfaccia per la conversione in una tensione logica calibrata, proporzionale al movimento. Per questo, il montaggio su scheda è molto più semplice del montaggio di due sensori lineari distinti. Inoltre il chip d'interfaccia viene regolato in fabbrica per garantire risultati ripetibili, senza la necessità di una regolazione durante la fabbricazione del prodotto finale.

La funzione integrata di auto-collaudo permette di verificare le parti meccaniche ed elettriche del componente. Applicando un segnale logico al piedino di ingresso “Self-Test” si crea, all’interno del dispositivo, un campo elettrico che ha lo stesso effetto di una reale accelerazione fisica facendo muovere il sensore e generando un cambiamento della capacità, che viene rilevato ed elaborato dal chip d'interfaccia e che può essere paragonato con il valore atteso.

Il chip d'interfaccia è calibrato in fabbrica per la Sensibilità e l’Offset Zero-g. I valori di calibrazione sono memorizzati in una struttura non volatile all’interno del dispositivo. Quando il componente viene alimentato, i parametri di calibrazione vengono trasferiti nei registri per essere utilizzati durante il funzionamento normale. In questo modo non è necessario effettuare alcuna ulteriore calibrazione.

I dispositivi LIS2L02AL e LIS2L06AL sono ideali per terminali mobili, giochi e sistemi di realtà virtuale, rilevazione della condizione di “caduta libera” per proteggere i dati nei laptop o in altre apparecchiature portatili, navigazione inerziale e sistemi antifurto, per moltissime applicazioni negli elettrodomestici, nella robotica e nei sistemi industriali. I dispositivi sono già disponibili sul mercato.


Alcune informazioni sulla STMicroelectronics
La STMicroelectronics è leader a livello globale dallo sviluppo alla consegna, nelle soluzioni a semiconduttore per tutta la gamma di applicazioni microelettroniche. Grazie ad un'ineguagliata combinazione di esperienza nel silicio e nei sistemi, grandi capacità manifatturiere, portafoglio di proprietà intellettuale e partner strategici, l'azienda è all'avanguardia nella tecnologia del System-on-Chip (sistema completo su singolo chip) e i suoi prodotti hanno un ruolo essenziale nel rendere possibile l'attuale convergenza di applicazioni e mercati. Le azioni della Società sono quotate al New York Stock Exchange, a Euronext Paris e alla Borsa Italiana. Nel 2003 i ricavi netti della Società sono stati pari a 7,24 miliardi di dollari e gli utili netti a 253 milioni di dollari. Per ulteriori informazioni sulla STMicroelectronics consultare il sito www.st.com.



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