提升汽車安全層級 雙感測器封裝元件獻計

作者: 陳韋豪
2014 年 11 月 07 日

針對汽車安全應用的感測器備援能力,以及更低的物料成本與電路板占位面積需求,英飛凌(Infineon)整合雙霍爾(Hall)及雙角度感測器於同一封裝內,並可支援符合車輛安全完整性等級(ASIL)D等級,將有助提升新一代汽車控制系統性價比。


英飛凌感測及控制事業部副總裁暨總經理Ralf Bornefeld表示,按照ISO 26262的汽車安全需求,如電子動力轉向等關鍵安全應用必須具備感測器備援能力。藉由將兩個感測器整合到一個小型封裝內,不但能滿足客戶對感測器備援能力的需求,同時亦有助於降低系統成本,並設計出體積非常精巧、符合ISO 26262安全層級ASIL D的系統。


據了解,現今電動轉向系統一般需要兩個感測器晶片才能精確偵測轉向扭矩,而感測器備援能力對於新一代電動轉向系統尤其重要,除了使系統符合ISO 26262的相關安全要求之外,並可實現其他需依賴霍爾效應扭矩感測器和GMR/AMR角度偵測的關鍵安全應用。


Bornefeld進一步指出,傳統的感測器並排概念會偵測到不同磁場;也就是說,傳統感測器的磁場必須比雙感測器方案磁場更強,因此封裝尺寸會更大,需要更多高成本的強力磁鐵,而且會因為感測元件之間的距離造成磁場差異,使工程師必須投入更多時間準確調整磁場的設計。


英飛凌新款雙感測器封裝,整合兩個線性霍爾感測器或是兩個角度感測器,採用專利的覆晶(Flip-Chip)技術堆疊,使兩個感測元件垂直重疊放置,可偵測同一個磁場,並用關聯的系統微控制器(MCU)直接進行比較;此外,感測器間擁有獨立的電源供應與訊號輸出,在電氣隔離下使用獨立的電路,因此可獨立運作,進而提升系統可靠性。


運用覆晶黏著技術,兩個獨立感測元件可結合到封裝厚度僅1毫米(mm)的標準PG-TDSO封裝內,並減少印刷電路板(PCB)配置的面積。對於電動轉向系統、油門控制、踏板位置等關鍵安全應用,以及EPS馬達、變速器與離合致動器的直流馬達控制等應用,將可縮減空間及成本。

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