分类/型态：元件

物主/业主：意法半导体

物品编号：ILPS28QSW

发表日期：2023.01

图一 : 意法半导体「防水压力感测器━ILPS28QSW」

本次要介绍的产品，也是一款十分特别的产品，它是目前业界首款防水的压力感测器、它就是意法半导体（ST）产品型号为「ILPS28QSW」的MEMS防水／防液绝对压力感测器。

先从基本原理谈起，什麽是压力感测器？

顾名思义，压力感测器就是将气体或液体等流体的压力，转换为电子数位讯号的元件。以类型大致分为三种：表压━以大气压力为基准的压力、绝压━以绝对真空为基准的压力、差压━相对於某一任意基准的压力。

那压力感测器之所以能量测到压力，很重要的就是用到了「压阻效应」，它的原理是感测膜片受到压力而变形，因而产生电阻变化，其後的感测晶片再将之转换为电子讯号，从而判定压力的数值。

至於ST的「ILPS28QSW」MEMS防水压力感测器，则是采用矽薄膜的半导体微机电制程（Si-MEMS），整合了薄膜结构和压阻感测IC。它透过一个低杂讯放大器，转换电阻变化值，并使用类比数位转换器，将MEMS感测器（压力和温度）转换为类比电压。压力和温度资料可以透过 I2C、MIPI I3CSM 介面，直接与微控制器连接。

图二 : ILPS28QSW压力感测器的结构示意说明图。（source：ST）

再进一步看这个感测器的结构。首先，整个感测器的外盖是采用高阶手术用钢材质，所以能提供很强悍的抗环境能力；再者，它使用圆柱形的表面黏着封装，非常符合流体环境需求。而为了达成防水的性能，此元件采用了车用的封胶和防渗透的陶瓷基板，并搭配O形密封和环氧树脂黏着剂固定。

至於内部晶片的部分，MEMS感测元件则是堆叠於上方，其下是一个ASIC晶片，具备类比前端、ADC类比数位转换、数位逻辑与IO介面的控制。

也因为妥善的封装设计，因此「ILPS28QSW」MEMS防水压力感测器具有IP58的防水等级，可在水下1公尺运行，同时也达成IEC 60529和ISO 20653的规范。另外也有10Bar过压的性能。

这是进一步的电路区块示意图，前面是MEMS感测元件，後面就接MUX（multiplexer），讯号输入包含了温度感测和Qvar（ST独有的静电荷感测通道，配合压力讯号可以监测液位），接着就是类比前端、ADC、数位逻辑，然後是IO输出，这边支援的介面就是I2C和MIPI I3CSM。

接着也看看此元件具体的产品规格。包含它是一颗采用防水封装的绝对压力感知器，具有两个模式（模式 1：260 ~ 1260 hPa（百帕）；模式 2：260 ~ 4060 hPa）。另也内建了类比Hub：处理类比数据输入、以及ST的Qvar技术，可侦测电荷变化。

此感应器的电流消耗低於1.7μA、绝对压力精度为0.5 hPa、低电压感测杂讯为0.32 Pa，并具有温度补偿、扩展温度范围为-40 至 +105 。C。采用24位压力资料输出，ODR从1 Hz到200 Hz，数位输出为I2C或MIPI I3C介面。此外，也内建FIFO记忆体（先进先出），电源电压为1.7至3.6 V，并符合ECOPACK无铅标准。

至於应用的部分则十分广泛，包含工业应用、瓦斯和水表、气象站设备、户外高度计和气压计、智慧型过滤器、呼吸器及CPAP设备和倒地检测。

CTIMES 五项评比人文科技指标：★★★★

名称：意法半导体「防水压力感测器━ILPS28QSW」

评比：

1.创新指标：5

2.精进品质：4

3.环保意识：4

4.人文关怀：3

5.服务评价：4

编辑评语

压力感测器是一个相当成熟且运用广泛的元件，但ST为它带来了全新的应用风貌。且其所用的方式也不是极端特别的技术突破，而是更隹的使用考量、更妥善的制程设计，以及更全面的电子电路思考，而这三点，就足以让压力感测器脱胎换骨，前进到完全不同的运用场景，更重要的，是同时也让开发者有了创新的机会，用户有更好的体验。

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