??先搞懂：ToF 芯片到底是啥？

簡單說，ToF 芯片就像設(shè)備的 “電子眼睛”—— 通過發(fā)射光信號(hào)并計(jì)算反射時(shí)間，精準(zhǔn)測量物體距離，還能感知空間輪廓。從手機(jī)的貼近息屏、人臉識(shí)別，到智能家居的人體感應(yīng)、機(jī)器人避障，都離不開它！

??橫向 PK：這些核心參數(shù)決定 “實(shí)力”！

ams OSRAM 的 ToF 芯片家族里，TMF8701、TMF8801/05/06、TMF8820/21(熱門款)、TMF8828/29(新款)各有亮點(diǎn)，關(guān)鍵參數(shù)直接對(duì)標(biāo)需求??

??熱門 & 新款推薦：按需 pick 不踩坑！

• 入門小而美：TMF8701

單區(qū)域檢測，0mm 近距離精準(zhǔn)測距，2.2×3.6mm 超小封裝，適合手機(jī)聽筒距離感應(yīng)、智能穿戴貼近亮屏，性價(jià)比拉滿～

• 熱門主力款：TMF8820/21?
• 低功耗: ?TMF8806

帶 “Hot” 標(biāo)簽的明星款！8×8/16×16 等多區(qū)域檢測，抗光能力強(qiáng)(350lux 下測 250cm)，而TMF8806更是提供了1.2V低壓供電，滿足產(chǎn)品低功耗設(shè)計(jì)要求。手勢控制、智能家居人體感應(yīng)選它，穩(wěn)定又能打～

• 新款實(shí)力派：TMF8828/29

剛出爐的 “New” 款！最大 80° 對(duì)角視場角(4:3比例)，適配更多場景；350lux 下測距 450cm-500cm，戶外機(jī)器人、安防設(shè)備閉眼入～

??總結(jié)：選 ToF 芯片看這 3 點(diǎn)！

1. 場景需求：近距離感應(yīng)選單區(qū)域(如TMF8701)，復(fù)雜手勢 / 3D 建模選多區(qū)域(如 TMF8820)；
2. 環(huán)境適配：戶外用選抗光強(qiáng)的(如TMF8829)，室內(nèi)輕薄設(shè)備選小封裝低功耗款；
3. 精度要求：刷臉、避障等高精度場景，優(yōu)先 ±3% 誤差的型號(hào)(如TMF8801 系列)。

ToF 芯片藏著設(shè)備 “聰明” 的秘密，你家的智能設(shè)備里可能就有它們的身影～ 你覺得 ToF 技術(shù)未來還能用到哪些場景？評(píng)論區(qū)聊聊～ ??

2. 標(biāo)準(zhǔn)使用狀態(tài)

3. 驅(qū)動(dòng)器外觀簡介&產(chǎn)品規(guī)格

• 1. 24V 電源和 CAN 通信集成端子；
• 2. 硬件版本及鐳雕二維碼；
• 3. MCU 下載口；
• 4. CAN 通信測試點(diǎn)；
• 5. 指示燈；
• 6. 安裝孔；
• 7. “C、A、B”是三相繞組焊接點(diǎn)；

產(chǎn)品規(guī)格
額定工作電壓	24VDC
允許最大電壓	28VDC
額定工作電流	6.5A
最大允許電流	23A
待機(jī)功耗	≤18mA
CAN 總線比特率	1Mbps
尺寸	Φ58mm
工作環(huán)境溫度	-20℃至50℃
控制板允許最大溫度	80℃
編碼器分辨率	14bit（單圈絕對(duì)值）

4. 驅(qū)動(dòng)器接口圖，接口品牌型號(hào)

序號(hào)	板端型號(hào)	品牌廠家	線端型號(hào)	品牌廠家
1	XT30PB (2+2)-M.G.B	AMASS	XT30(2+ 2)-F.G.B	AMASS
2	2.0mm-2P焊盤	/	2.0mm-2P探針	/
3	2.54mm-4P焊盤	/	2.54mm-4P探針	/

5. 驅(qū)動(dòng)器接口引腳定義

6. 驅(qū)動(dòng)器指示燈定義

指示燈定義
電源指示燈（亮?xí)r紅燈）	用于指示 MCU 3.3V電源情況，總電源輸入 24V時(shí)， 該燈亮紅色，則證明整個(gè)網(wǎng)絡(luò)供電正常； 如果 24V 輸入電源時(shí)， 該指示燈不亮需要立刻斷掉電源；
信號(hào)指示燈（亮?xí)r藍(lán)燈）	當(dāng)信號(hào)燈閃爍時(shí)，證明 MCU 運(yùn)行正常； 并且驅(qū)動(dòng)芯片運(yùn)行正常；

7. 主要器件及規(guī)格

序號(hào)	項(xiàng)目	規(guī)格及型號(hào)	數(shù)量
1	MCU 芯片	GD32F303RET6	1pcs
2	驅(qū)動(dòng)芯片	6EDL7141	1pcs
3	磁編碼器芯片	AS5047P	1pcs
4	熱敏電阻	NXFT15XH103FEAB021 NCP18XH103F03RB	2pcs
5	功率 MOS	JMGG031V06A	6pcs

8. ams ORSAM：AS5047P磁編的優(yōu)勢

• 1. 所有產(chǎn)品均支持DAEC(動(dòng)態(tài)角度誤差補(bǔ)償)，此技術(shù)可讓電機(jī)在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)大大降低系統(tǒng)延遲
• 2. AS5047系列-40 to 125的工作溫度 屬于工規(guī)產(chǎn)品AS5147/AS5247系列-40 to 150的工作溫度屬于車規(guī)產(chǎn)品；
• 3. AS5047U ABI可達(dá)到14bit, 轉(zhuǎn)速28000轉(zhuǎn)/分鐘，是AS5047系列中最高的，且支持DFS（動(dòng)態(tài)過濾系統(tǒng)）綜合性價(jià)比最高；
• 4. AS5047P/AS5047U 為 Pin to Pin 產(chǎn)品。

產(chǎn)品簡介

TSL2585 是一款具有 UVA 和光閃爍檢測功能的迷你尺寸環(huán)境光傳感器，采用非常薄巧且占用空間小的 L2.0mm x W1.0mm x H0.35mm 6 引腳 OLGA 封裝，非常適合通常空間和高度受限的可穿戴和手機(jī)應(yīng)用。

高靈敏度使該設(shè)備能夠在低透射率覆蓋玻璃后面工作，從而提供準(zhǔn)確的 ALS 檢測。此外，TSL2585 還具有特殊的邊緣定位光電二極管放置位置，當(dāng)器件放置在非常靠近產(chǎn)品邊緣的位置時(shí)，可實(shí)現(xiàn)窄邊框設(shè)計(jì)，寬度可達(dá) 0.4 毫米。滿足當(dāng)今工業(yè)設(shè)計(jì)的要求，即設(shè)計(jì)無邊框產(chǎn)品以獲得美觀的外觀。

特點(diǎn)

• 薄型 （0.35mm） 和迷你尺寸 L2.0mm x W1.0mm x H0.35mm
• 理想的 315nm-400nm UVA 通道、人眼響應(yīng)、明視通道和 IR 通道
• 憑借超低噪聲模擬前端、高達(dá) 4096 倍的增益和 20 位分辨率，可提供高靈敏度 ALS 檢測
• 特殊的邊緣定位光電二極管放置，可實(shí)現(xiàn)窄邊框設(shè)計(jì)，寬度低至 0.4mm
• 配備 3 個(gè)調(diào)制器，具有高達(dá) 14kHz 的快速采樣率，可提供快速準(zhǔn)確的環(huán)境光照度和閃爍信息

優(yōu)勢

• 非常適合高度和空間受限的應(yīng)用，例如智能手環(huán)、手表、窄邊框智能手機(jī)
• 提供準(zhǔn)確的環(huán)境光照度、UVA 和高達(dá) 14kHz 的閃爍信息
• 減少電路板空間要求，實(shí)現(xiàn)偏心系統(tǒng)設(shè)計(jì)，增強(qiáng)傳感器孔徑、尺寸和形狀的工業(yè)設(shè)計(jì)靈活性
• 高靈敏度使該設(shè)備能夠在低透射率覆蓋玻璃后面工作，其余部分提供準(zhǔn)確的 ALS 檢測

應(yīng)用領(lǐng)域

移動(dòng)和可穿戴設(shè)備

顯示管理

相機(jī)增強(qiáng)功能

產(chǎn)品架構(gòu)圖

腳位框圖與描述

訂購信息

相關(guān)資料

規(guī)格書

用戶指南

應(yīng)用說明

技術(shù)文檔

環(huán)境文件

相關(guān)軟件

簡介

幾十年來，霍爾效應(yīng)磁性傳感器技術(shù)一直被用于探測磁極性器件的存在或位置。大約自2010年起，包括艾邁斯歐司朗在內(nèi)的傳感器公司一直在探索如何將完整的信號(hào)鏈（從霍爾傳感器元件到信號(hào)調(diào)節(jié)、信號(hào)處理和通信接口）整合到采用標(biāo)準(zhǔn)CMOS制造工藝的單芯片系統(tǒng)中，以便提高磁性位置傳感器的應(yīng)用價(jià)值。
整合旨在生產(chǎn)出具有以下特性的磁性位置傳感器系統(tǒng)：

• 更小更輕，以便將適應(yīng)于空間受限的應(yīng)用
• 具有競爭力的價(jià)格，受益于大規(guī)模生產(chǎn)CMOS芯片工藝帶來的經(jīng)濟(jì)效益
• 更易于實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用設(shè)計(jì)，通過大多數(shù)微控制器和微處理器所支持的一系列標(biāo)準(zhǔn)接口提供計(jì)算的位置坐標(biāo)
• 提供有價(jià)值的特性，包括有助于提供可靠運(yùn)行的監(jiān)控、安全性和診斷功能磁性傳感器芯片制造商已經(jīng)采用了各種方式來整合霍爾效應(yīng)技術(shù)，其產(chǎn)品在成本與性能和功能之間進(jìn)行了不同的權(quán)衡取舍。
  在汽車行業(yè)中，磁性位置傳感器的應(yīng)用具有更為獨(dú)特且嚴(yán)苛的要求。
  本白皮書解釋了通用磁性位置傳感器為何不能充分滿足這些要求的原因，并描述了艾邁斯歐司朗開發(fā)的獨(dú)有（在某些情況下受專利保護(hù)）傳感器技術(shù)如何為未來的乘用車和商用車提供所需的可靠性、穩(wěn)健性和準(zhǔn)確性。

1. 霍爾磁效應(yīng)：磁性位置傳感的主要技術(shù)

美國物理學(xué)家Edwin Hall在1879年發(fā)現(xiàn)了霍爾效應(yīng)，它是指當(dāng)將磁場垂直于電流方向時(shí)，在載流導(dǎo)體兩端會(huì)產(chǎn)生電壓差。電壓差的大小取決于導(dǎo)體的制成材料、電流和磁場強(qiáng)度。霍爾效應(yīng)生效的數(shù)學(xué)模型眾所周知，它可以方便地用于開發(fā)磁性檢測開關(guān)和位置傳感器。

1.1. 霍爾效應(yīng)磁性傳感器的屬性

霍爾效應(yīng)傳感器包括一個(gè)或多個(gè)嵌入式磁性元件。當(dāng)外部磁場接近傳感器時(shí)，它將改變嵌入式磁場的極性和強(qiáng)度。隨著磁場改變，傳感器兩端的電壓差也會(huì)改變。這使傳感器能夠探測到外部磁場的存在，例如，簡單的磁性開關(guān)提供的一項(xiàng)有用功能是檢測筆記本電腦上蓋的打開和閉合，該應(yīng)用需要在筆記本電腦鉸鏈的兩邊配備一個(gè)霍爾效應(yīng)傳感器和一個(gè)磁體。自本世紀(jì)初以來，霍爾效應(yīng)傳感器技術(shù)經(jīng)過發(fā)展，已經(jīng)能夠?qū)€性和旋轉(zhuǎn)位置進(jìn)行極其精確的測量。
艾邁斯歐司朗的AS5270是一款典型的旋轉(zhuǎn)位置傳感器，其最大積分非線性是±1.4°，并采用12位分辨率（即以0.09°增量）測量旋轉(zhuǎn)位置。旋轉(zhuǎn)位置傳感應(yīng)用可以通過簡單的組件來實(shí)現(xiàn)，該組件由一個(gè)固定的傳感器板垂直于裝在轉(zhuǎn)子軸上的旋轉(zhuǎn)磁體安裝構(gòu)成。整個(gè)組件小巧輕便，這種屬性對(duì)移動(dòng)和便攜式終端產(chǎn)品來說至關(guān)重要。例如，AS5270的占用面積僅為6mm x 6mm，在傳感器板上需要的小型外部元器件通常不足十個(gè)。
磁性位置傳感器不僅體積小、重量輕，而且與其他傳感器技術(shù)相比，它們還具有明顯的系統(tǒng)成本優(yōu)勢。器件制造商通過開發(fā)已經(jīng)有能力以互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)標(biāo)準(zhǔn)工藝生產(chǎn)霍爾效應(yīng)磁性傳感器。由于CMOS工藝擁有龐大且完善的工具、材料和設(shè)備供應(yīng)商生態(tài)系統(tǒng)的支持，因此半導(dǎo)體傳感器能夠?qū)崿F(xiàn)批量生產(chǎn)的規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益。

圖1：艾邁斯歐司朗磁性位置傳感器的通用信號(hào)路徑。

1.2. 與其他位置傳感器技術(shù)的比較

磁性位置傳感器的屬性與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中用于電機(jī)等應(yīng)用的舊位置傳感技術(shù)的屬性形成明顯對(duì)比。

電位器采用接觸式方法測量旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。電位器由一個(gè)電阻元件、一個(gè)可沿該元件移動(dòng)的滑動(dòng)觸點(diǎn)（滑動(dòng)片）、位于元件兩端的電氣端子、可將滑動(dòng)片從一端移向另一端的機(jī)械裝置（例如轉(zhuǎn)子）和一個(gè)包含元件和滑動(dòng)片的外殼組成。當(dāng)滑動(dòng)片沿著元件移動(dòng)時(shí)，元件的電阻值會(huì)發(fā)生變化。電位器通過測量該電阻值的改變來測量位置。由于電位器是一種接觸式技術(shù)，因此易于發(fā)生機(jī)械磨損，并且可能會(huì)因撞擊或振動(dòng)而影響性能。此外，阻性元件上的污物、灰塵、油脂或水分等污染會(huì)有損性能，甚至導(dǎo)致提前失效。需要采用昂貴且笨重的外殼對(duì)電位器加以密封并防止污物進(jìn)入。非接觸式磁性傳感技術(shù)不受這些污物的影響，因此不需要這類保護(hù)。所以，磁性傳感器系統(tǒng)往往比電位器更小巧、更經(jīng)濟(jì)且更可靠，前者不適合當(dāng)今的汽車應(yīng)用。

光學(xué)編碼器通過檢測帶有明暗開槽的碼盤，在LED光源和光電二極管光傳感器之間旋轉(zhuǎn)時(shí)。通過感知連續(xù)的明和暗脈沖測量可以實(shí)現(xiàn)精確的位置定位，即使在高轉(zhuǎn)速下也是如此。由于光學(xué)編碼器是一種非接觸式技術(shù)（與磁性位置傳感器相同），因此不會(huì)發(fā)生機(jī)械磨損。但是，污染會(huì)損害發(fā)射器和光傳感器的性能，從而引起在汽車應(yīng)用中可靠性的擔(dān)憂。另外，光學(xué)系統(tǒng)體積龐大，并且要求容差非常低的精確組裝。

旋轉(zhuǎn)變壓器是一項(xiàng)成熟且常見的技術(shù)，用于汽車應(yīng)用中的旋轉(zhuǎn)位置檢測。它可以在高轉(zhuǎn)速下精確地測量位置。但是，旋轉(zhuǎn)變壓器龐大笨重且價(jià)格昂貴，從而促使汽車系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員在越來越多的應(yīng)用中采用磁性傳感器作為替代產(chǎn)品。在消費(fèi)電子和許多工業(yè)應(yīng)用中，霍爾效應(yīng)磁性傳感器廣受歡迎。由于使用壽命長、體積小且成本低，簡單的磁性傳感器被廣泛用作開關(guān)探測器和位置指示器。但是，人們發(fā)現(xiàn)這些通用器件不適合應(yīng)用于汽車行業(yè)中的特殊工作條件。

2. 低成本通用霍爾技術(shù)的不足之處：汽車行業(yè)的特殊要求

在汽車應(yīng)用中，對(duì)緊湊、精確的位置傳感器的需求有望大幅增長。全球汽車磁性傳感器市場規(guī)模在2018年剛剛超過10億美元，預(yù)計(jì)到2026年將增長到16億美元。該增長在很大程度上受到電氣化的推動(dòng)，不僅是牽引系統(tǒng)的電氣化，還包括輔助功能（如動(dòng)力轉(zhuǎn)向和離合器）的電氣化。以電子方式而非機(jī)械方式或液壓方式進(jìn)行的傳動(dòng)和控制（例如轉(zhuǎn)向和換）， 可以改善性能、提高可靠性并減小重量和尺寸。

2.1. 汽車應(yīng)用對(duì)磁傳感器的需求增長

這些屬性對(duì)下列面向霍爾傳感器技術(shù)的汽車應(yīng)用非常重要：

• 電子助力轉(zhuǎn)向中的電機(jī)位置傳感器
• 底盤位置傳感器
• 雙離合變速器中的電機(jī)位置傳感器
• 混合動(dòng)力車輛和純電動(dòng)車輛中的牽引電機(jī)位置傳感器
• 方向盤轉(zhuǎn)向角度傳感器

在這些應(yīng)用中，霍爾效應(yīng)磁性傳感器已成為主導(dǎo)技術(shù)，比上述第1.2節(jié)中的替代方案更受青睞。

• 重量更輕的霍爾傳感器解決方案有助于汽車制造商降低油耗
• 尺寸更小可增加機(jī)械設(shè)計(jì)的靈活性
• 與旋轉(zhuǎn)變壓器等替代技術(shù)相比，大批量生產(chǎn)的CMOS器件成本更低，有利于汽車制造商管理材料清單成本

2.2. 用于汽車設(shè)計(jì)的磁性傳感器的特殊要求

對(duì)重要的安全關(guān)鍵型汽車功能的設(shè)計(jì)人員來說，霍爾效應(yīng)磁性傳感器技術(shù)具有強(qiáng)大的吸引力。但是汽車行業(yè)對(duì)質(zhì)量、可靠性和安全性有著特殊要求，在消費(fèi)電子產(chǎn)品中大量使用的普通規(guī)格通用霍爾效應(yīng)傳感器并不適用。

• 質(zhì)量：PPAP和ISO/TS 16949等認(rèn)證以及AEC-Qxxx系列標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了汽車行業(yè)對(duì)可重復(fù)性、可追溯性和生產(chǎn)質(zhì)量的超高要求。這些標(biāo)準(zhǔn)不僅適用于元器件（芯片），而且適用于整個(gè)傳感器組件。
• 可靠性：用于關(guān)鍵汽車應(yīng)用的器件的規(guī)定使用壽命至少為10年，并且其工作溫度范圍比普通消費(fèi)電子或工業(yè)類器件的正常溫度范圍更寬。
• 安全性：適用于車輛電子系統(tǒng)的ISO 26262功能安全標(biāo)準(zhǔn)使汽車制造商對(duì)電子系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì)和安全性能的關(guān)注大幅提高，包括基于霍爾效應(yīng)器件的位置傳感系統(tǒng)的性能。

通用霍爾傳感器使汽車OEM廠商在上述所有三項(xiàng)參數(shù)方面面臨更大的故障或不符合汽車行業(yè)典型性能規(guī)格的風(fēng)險(xiǎn)。汽車制造商即便在量產(chǎn)車輛中安裝了某些符合汽車級(jí)認(rèn)證的磁性位置傳感器，也仍然會(huì)遇到可靠性問題和安全性問題。

2.3. 雜散磁場干擾帶來的風(fēng)險(xiǎn)

產(chǎn)生汽車位置傳感器可靠性問題的最重要原因是外部電磁干擾。霍爾效應(yīng)傳感器的工作原理是檢測和測量靠近傳感器的小而弱的磁體運(yùn)動(dòng)所引起的芯片表面的磁場變化。在沒有外部磁場的理想工作環(huán)境中，芯片磁場變化產(chǎn)生的電壓信號(hào)完全歸因于匹配磁體的運(yùn)動(dòng)。

但是汽車對(duì)于磁性傳感器而言并不是一個(gè)理想工作環(huán)境。諸如電機(jī)、螺線管和高壓電纜之類的汽車元器件會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)磁場。如果這些元器件離傳感器較近，它們的“雜散”磁場會(huì)干擾配對(duì)磁體產(chǎn)生的磁場，從而導(dǎo)致在傳感器芯片的嵌入式霍爾傳感元件處傳感到的信號(hào)失真。

這種失真會(huì)導(dǎo)致隨機(jī)測量誤差，并有損傳感器位置測量輸出的準(zhǔn)確性。例如，在電動(dòng)車輛的牽引電機(jī)中，這可能會(huì)導(dǎo)致動(dòng)力的嚴(yán)重減少或完全喪失，或者導(dǎo)致車輪轉(zhuǎn)動(dòng)的不均衡、顛簸或無法預(yù)測。

2.4. 汽車用戶對(duì)磁性位置傳感器的質(zhì)量和安全性的擔(dān)憂

汽車電機(jī)中磁性傳感器的采用也讓人們開始關(guān)注生產(chǎn)單位中裝配結(jié)構(gòu)的可重復(fù)性。所有霍爾效應(yīng)位置傳感器測量的是相對(duì)于配對(duì)磁體的位置。例如，在電機(jī)中，安裝在電機(jī)軸上的配對(duì)磁體相對(duì)于靜止傳感器IC旋轉(zhuǎn)。

每個(gè)傳感器IC對(duì)于傳感器和磁體之間氣隙的變化，以及磁體中心點(diǎn)和傳感器中心點(diǎn)之間的偏差都有一個(gè)指定的公差。因?yàn)樵谏a(chǎn)環(huán)境中可達(dá)到的組裝公差與傳感器IC規(guī)定的公差不匹配，汽車制造商面臨著生產(chǎn)質(zhì)量問題。

隨著ISO 26262功能安全標(biāo)準(zhǔn)的采用，磁性位置傳感器的使用也開始遭到質(zhì)疑。符合ISO 26262標(biāo)準(zhǔn)要求在系統(tǒng)層面上進(jìn)行嚴(yán)格的失效模式和影響分析(FMEA)，并采取安全對(duì)策來應(yīng)對(duì)與已知失效模式相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)。

在基于磁性位置傳感器的位置測量系統(tǒng)中，該FMEA強(qiáng)調(diào)了在傳感器中能保證檢測故障以及具有內(nèi)置安全程序的必要性，以確保在檢測到故障后能夠繼續(xù)運(yùn)行或安全關(guān)閉。

通用磁性位置傳感器產(chǎn)品缺乏診斷、監(jiān)控和安全失效功能，這些功能在器件失效時(shí)無法保證系統(tǒng)安全。它們也不受符合ISO 26262標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)、生產(chǎn)流程和文檔支持。

3. 智能霍爾傳感器：增強(qiáng)型霍爾效應(yīng)傳感器技術(shù)可滿足汽車行業(yè)的要求

在上文中，艾邁斯歐司朗描述了質(zhì)量、可靠性和安全性設(shè)計(jì)方面的問題，這些問題來自于采用普通規(guī)格的通用磁性位置傳感器的體驗(yàn)，即使對(duì)這些傳感器進(jìn)行修改以達(dá)到AEC-Qxxx汽車級(jí)認(rèn)證也是如此。

現(xiàn)在，本文將介紹艾邁斯歐司朗在用于汽車應(yīng)用的磁性位置傳感器中實(shí)現(xiàn)的一系列技術(shù)創(chuàng)新，例如電動(dòng)和混合動(dòng)力車輛的牽引電機(jī)、電子助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、底盤和懸架控制系統(tǒng)、雙離合變速和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。這些創(chuàng)新的融合，使艾邁斯歐司朗能夠創(chuàng)建全新類別的“智能霍爾傳感器”增強(qiáng)型磁性傳感器，提供可靠性、高質(zhì)量和安全性功能，以支持嚴(yán)苛汽車條件下的使用期限。

3.1. 差分傳感可免受雜散磁場干擾

艾邁斯歐司朗因首次發(fā)明了基于半導(dǎo)體、可免受幾乎任何幅度的雜散磁場干擾的技術(shù)而在傳感器領(lǐng)域廣為人知。

艾邁斯歐司朗的差分傳感技術(shù)的原理基礎(chǔ)是在每個(gè)裸片上使用兩對(duì)霍爾傳感器元件，每個(gè)元件與裸片中心的距離都相等。為了計(jì)算旋轉(zhuǎn)位置或角度，片上處理器測量由兩對(duì)霍爾元件產(chǎn)生的磁場信號(hào)之間的差異。由于可以假定任何雜散磁場對(duì)兩對(duì)霍爾元件都具有相同的影響，因此差分測量方法會(huì)自動(dòng)減去外部干擾。

艾邁斯歐司朗的汽車磁性傳感器通過認(rèn)證，可免受相當(dāng)于4,000A/m（根據(jù)ISO 11452-8:2015標(biāo)準(zhǔn)）的外部磁場導(dǎo)體的干擾。

圖2：由于采用了艾邁斯歐司朗的差分測量技術(shù)，無需增設(shè)屏蔽。

3.2. 雙晶元封裝技術(shù)可實(shí)現(xiàn)完全冗余

艾邁斯歐司朗的專利技術(shù)助力雙晶元傳感器封裝制造的實(shí)現(xiàn)，該封裝提供了完全冗余：如果一個(gè)晶元的傳感器通道失效，第二個(gè)冗余通道可以立即接管測量操作。艾邁斯歐司朗的創(chuàng)新之處在于將冗余晶元放置在主晶元下方，從而使雙晶元封裝的占用面積與傳統(tǒng)的單晶元器件相同。這種節(jié)省空間的設(shè)計(jì)簡化了汽車制造商的電路板布局，同時(shí)支持用于符合ISO 26262的ASIL C或ASIL D等級(jí)的系統(tǒng)中。

圖3：艾邁斯歐司朗雙晶元封裝。位于同一外殼中完全冗余的傳感器。

3.3. 符合ISO 26262標(biāo)準(zhǔn)的高級(jí)安全功能

除了雙晶元封裝專利技術(shù)之外，艾邁斯歐司朗的知識(shí)產(chǎn)權(quán)還擴(kuò)展到支持符合功能安全標(biāo)準(zhǔn)的其他各種特性。這些特性包括：

• 自動(dòng)檢測失效霍爾傳感器元件
• 擴(kuò)展的片上故障診斷，包括檢測缺失磁體或未對(duì)準(zhǔn)磁體
• 安全失效功能可在傳感器發(fā)生故障時(shí)確保系統(tǒng)安全運(yùn)行
• 自動(dòng)增益控制(AGC)增強(qiáng)

3.4. 與功能安全兼容的開發(fā)流程

在評(píng)估將位置傳感器用于安全關(guān)鍵型汽車系統(tǒng)時(shí)，許多設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)將從研究產(chǎn)品的特性和規(guī)格開始。 但是，為了符合ISO 26262的要求，也需要仔細(xì)制定傳感器的開發(fā)和生產(chǎn)過程的規(guī)范。艾邁斯歐司朗的位置傳感器開發(fā)完全符合功能安全的特殊要求。尤其是，艾邁斯歐司朗的位置傳感器開發(fā)方法可歸類為“獨(dú)立安全單元”SEooC)流程。此外，艾邁斯歐司朗還針對(duì)所有汽車位置傳感器提供了符合ISO 26262標(biāo)準(zhǔn)的文檔，包括FMEA、安全手冊(cè)和安全審核。

3.5. 封裝和組裝創(chuàng)新

汽車位置傳感器系統(tǒng)的質(zhì)量取決于兩個(gè)因素：位置傳感器模塊本身的固有質(zhì)量以及其在應(yīng)用中的組裝質(zhì)量。電機(jī)組裝中最重要的參數(shù)是與電機(jī)軸的對(duì)準(zhǔn)，因?yàn)橥ǔ４判晕恢脗鞲衅飨到y(tǒng)設(shè)計(jì)為居中于軸上方。未對(duì)準(zhǔn)會(huì)嚴(yán)重影響傳感器角度測量的準(zhǔn)確性。

艾邁斯歐司朗的電機(jī)對(duì)準(zhǔn)專利技術(shù)大大簡化了在生產(chǎn)線上進(jìn)行單元組裝的校準(zhǔn)過程，可幫助汽車制造商在整個(gè)生產(chǎn)過程中獲得高質(zhì)量且可重復(fù)的結(jié)果，同時(shí)可最大限度地減少返工。

艾邁斯歐司朗的創(chuàng)新還擴(kuò)展到推出采用系統(tǒng)級(jí)封裝(SiP)形式的汽車級(jí)位置產(chǎn)品，該產(chǎn)品整合了傳感器和外部元器件，從而使客戶無需開發(fā)和制造自己的位置傳感器電路板。

圖4：艾邁斯歐司朗系統(tǒng)級(jí)封裝。傳感器芯片和無源元器件集成在一個(gè)封裝內(nèi)。

3.6. 性能創(chuàng)新

與典型的消費(fèi)電子應(yīng)用相比，汽車系統(tǒng)的質(zhì)量需求對(duì)測量輸出的準(zhǔn)確性提出了更嚴(yán)格的容差要求。

簡而言之，汽車系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員要求高水平的可信度，即位置傳感器的所有生產(chǎn)單元都能在應(yīng)用中達(dá)到數(shù)據(jù)手冊(cè)中的標(biāo)稱精度。

艾邁斯歐司朗在其汽車位置傳感器中實(shí)施多項(xiàng)專利技術(shù)，旨在在眾多生產(chǎn)單元范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)質(zhì)量一致性。例如：- DAEC?技術(shù)（動(dòng)態(tài)角度誤差補(bǔ)償），可以補(bǔ)償傳感器在高轉(zhuǎn)速下的傳播延遲影響，從而在轉(zhuǎn)速高達(dá)28,000rpm時(shí)生成高精度的補(bǔ)償角度測量值。

• 動(dòng)態(tài)偏移校正，可自動(dòng)校正所有磁性位置傳感器固有的測量偏移。這種自校準(zhǔn)技術(shù)無需增設(shè)線路末端校準(zhǔn)，并校正了在傳感器整個(gè)使用期限內(nèi)的溫度漂移影響。
• 自動(dòng)增益控制(AGC)，可擴(kuò)大在傳感器系統(tǒng)在組裝過程產(chǎn)生變化的容差度。艾邁斯歐司朗位置傳感器中的 AGC 功能會(huì)在 0-3mm 范圍內(nèi)自動(dòng)調(diào)整，以適應(yīng)傳感器及其配對(duì)磁體之間的氣隙差異。它還可以調(diào)節(jié)由于溫度波動(dòng)和噪聲幅度變化而引起的傳感器性能變化，從而在整個(gè)時(shí)間、溫度和工作條件范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)高度穩(wěn)定的測量性能。

3.7. 汽車專用的特性和資源

艾邁斯歐司朗的磁性位置傳感器系列已經(jīng)擴(kuò)展到了汽車領(lǐng)域所需且獨(dú)有的特性，例如PSI5和SENT接口。

艾邁斯歐司朗還希望通過以下方式來支持其汽車工程客戶，包括：提供面向評(píng)估和開發(fā)的專用工具（例如適配器板、磁體支架、模擬軟件和基于LabView的開發(fā)軟件）；提供適用于特定汽車應(yīng)用的演示系統(tǒng)，例如踏板角度傳感和電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向角度傳感；發(fā)布磁體選擇指南、磁體供應(yīng)商建議和磁體分析；以及完整的應(yīng)用筆記、網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)和教程視頻庫。

4. 結(jié)論

霍爾磁性傳感器技術(shù)在汽車行業(yè)中已經(jīng)遇到了阻力，以成本驅(qū)動(dòng)方式推廣霍爾傳感器通用器件已顯現(xiàn)不足。因其對(duì)雜散磁場干擾的敏感性以及難以在符合 ISO 26262 功能安全標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中實(shí)施，這些器件很難應(yīng)用在系統(tǒng)設(shè)計(jì)之中。但是，僅因某些霍爾效應(yīng)器件不適合使用就避免使用霍爾技術(shù)并不恰當(dāng)。 由艾邁斯歐司朗開發(fā)的智能霍爾傳感器技術(shù)保留了霍爾效應(yīng)半導(dǎo)體在位置傳感應(yīng)用中的所有優(yōu)勢：基于智能霍爾傳感器的系統(tǒng)體積小、重量輕、可靠耐用且不會(huì)發(fā)生磨損和污染。

而且，艾邁斯歐司朗使用的智能霍爾傳感器增強(qiáng)性能意味著這些器件提供汽車OEM所需的關(guān)鍵特性，包括抗雜散磁性干擾、符合ISO 26262標(biāo)準(zhǔn)、系統(tǒng)級(jí)質(zhì)量以及高測量精度和線性度，并且在整個(gè)時(shí)間、溫度和工作條件范圍內(nèi)都能保持穩(wěn)定。

由于艾邁斯歐司朗在其磁性位置傳感器系列內(nèi)實(shí)施的特有創(chuàng)新，霍爾效應(yīng)傳感器得以成為一項(xiàng)富有價(jià)值的技術(shù)，適用于汽車中的所有任務(wù)關(guān)鍵型和安全關(guān)鍵型應(yīng)用，例如電機(jī)位置傳感、踏板角度傳感和方向盤轉(zhuǎn)向角度傳感。

作者簡介

Michael Pichler現(xiàn)任高級(jí)系統(tǒng)工程師，負(fù)責(zé)非接觸式磁性和感應(yīng)式位置傳感器，專注于汽車環(huán)境中的電機(jī)控制和角度傳感應(yīng)用。

他還負(fù)責(zé)有關(guān)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和傳感器集成的大客戶技術(shù)支持。

文章來源：

??White+paper_Smart+Hall+Sensors_112023_CN.pdf

先把各型號(hào)的主要規(guī)格參數(shù)進(jìn)行表格整理

型號(hào)	芯片架構(gòu)圖	精度(線性誤差)	輸出分辨率	最大速度	輸出類型	編程接口	供電電壓	供電電流	特點(diǎn)	工作溫度	封裝
			角度	轉(zhuǎn)/分鐘			V	mA		℃
AS5047D-ATST(4500pcs/reel) AS5047D-ATSM(500pcs/reel)		+/- 1° INLMAX	0.022 (14bit)	14.5k	ABI11bit UVW 7PP SPI14bit PWM12bit	SPI	3.3 或 5.0	15	DAEC?	-40 to 125	TSSOP14
AS5047P-ATST(4500pcs/reel) AS5047P-ATSM(500pcs/reel)		+/- 1° INLMAX	0.022 (14bit)	28K	ABI12bit UVW7PP SPI14bit PWM12bit	SPI	3.3 或 5.0	15	DAEC?	-40 to 125	TSSOP14
AS5047U-HTST(4500pcs/reel) AS5047U-HTSM(500pcs/reel)		+/- 1° INLMAX	0.022 (14bit)	28K	ABI14bit UVW7PP SPI14bit PWM12bit	SPI	3.3 或 5.0	15	DAEC? ，DFS	-40 to 125	TSSOP14
AS5147-HTST(4500pcs/reel) AS5147-HTSM(500pcs/reel)		+/- 1° INLMAX	0.022 (14bit)	14.5k	ABI11bit UVW7PP SPI14 bitPWM12bit	SPI	3.3 or 5.0	15	DAEC?，Low price	-40 to 150	TSSOP14
AS5147P-HTST(4500pcs/reel) AS5147P-HTSM(500pcs/reel)		+/- 1° INLMAX	0.022 (14bit)	28k	ABI12bit UVW7PP SPI14bit PWM12bit	SPI	3.3 or 5.0	15	DAEC?	-40 to 150	TSSOP14
AS5147U-HTST(4500pcs/reel) AS5147U-HTSM(500pcs/reel)		+/- 1° INLMAX	0.022 (14bit)	28k	ABI14bit UVW7PP SPI14 bit PWM12bit	SPI	3.3 or 5.0	15	DAEC?，DFS	-40 to 150	TSSOP14
AS5247-HMFT(4000pcs/reel) AS5247-HMFM(1000pcs/reel)		+/- 1° INLMAX	0.022 (14bit)	14.5k	ABI11bit UVW7PP SPI14 bit PWM12bit	SPI	3.3 or 5.0	30	DAEC?，DFS ，Stacked dual die	-40 to 150	MLF-40
AS5247U-HTST(4500pcs/reel) AS5247U-HTSM(500pcs/reel)		+/- 1° INLMAX	0.022 (14bit)	28k	ABI14bit UVW7PP SPI14 bit PWM12bit	SPI	3.3 or 5.0	30	DAEC?，DFS ，Stacked dual die	-40 to 150	TSSOP14
AS5247U-HTQT(2000pcs/reel)

從上圖中不難看出：

1. 所有產(chǎn)品均支持DAEC(動(dòng)態(tài)角度誤差補(bǔ)償)，此技術(shù)可讓電機(jī)在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)大大降低系統(tǒng)延遲；

2. AS5047系列-40 to 125的工作溫度 屬于工規(guī)產(chǎn)品，AS5147/AS5247系列-40 to 150的工作溫度屬于車規(guī)產(chǎn)品；
3. AS5047U ABI可達(dá)到14bit, 轉(zhuǎn)速28000轉(zhuǎn)/分鐘，是AS5047系列中最高的，且支持DFS（動(dòng)態(tài)過濾系統(tǒng)），綜合性價(jià)比最高；(??優(yōu)惠訂貨，具體可聯(lián)系我司)
4. AS5047P/AS5047U 為 Pin to Pin 產(chǎn)品。

工業(yè)位置傳感器——開啟智能家居和工業(yè)領(lǐng)域，創(chuàng)造新的應(yīng)用，提升我們的日常生活。

工業(yè)機(jī)器人高速應(yīng)用

電機(jī)位置檢測-在更高的轉(zhuǎn)速下也能實(shí)現(xiàn)靈活設(shè)計(jì)和高度精確的位置感測：工業(yè)行業(yè)電機(jī)、機(jī)器人關(guān)節(jié)電機(jī)位置、電動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)以及所有其他采用BLDC電機(jī)、PMSM電機(jī)或伺服電機(jī)控制的電機(jī)驅(qū)動(dòng)應(yīng)用。

消費(fèi)級(jí)的位置傳感器

非接觸式和超精確位置傳感連接器在許多不同的應(yīng)用中：機(jī)器人關(guān)節(jié)的位置感應(yīng)、機(jī)器人夾具位置、旋轉(zhuǎn)旋鈕和開關(guān)、電位器替換、電動(dòng)自行車變速器位置。

線性位置傳感器

具有靈活且小型化的無接觸線性運(yùn)動(dòng)感應(yīng)：智能牙刷頭、攝像鏡頭位置、伺服驅(qū)動(dòng)和在醫(yī)療手術(shù)機(jī)器人中的可靠定位傳感。

3. 電源掉電模式下的功耗。

車規(guī)級(jí)位置傳感器

實(shí)現(xiàn)車輛的先進(jìn)電氣化，為更安全、更智能、更環(huán)保的駕駛體驗(yàn)做出貢獻(xiàn)。

車規(guī)級(jí)高速應(yīng)用

電機(jī)位置檢測——在更高的轉(zhuǎn)速下實(shí)現(xiàn)精確且高度可靠的的位置感測：電動(dòng)車牽引電機(jī)、變速箱編碼器、推桿電機(jī)（EPS-電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向）、電動(dòng)伺服泵、電動(dòng)剎車、起動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)，以及光學(xué)編碼器和旋轉(zhuǎn)變壓器的更換。

車規(guī)級(jí)角度傳感器

在惡劣環(huán)境下的非接觸式和超高精度位置感測：主動(dòng)懸掛系統(tǒng)的踏板位置、底盤離地高度、節(jié)氣門位置、變速箱位置、滾翻板、轉(zhuǎn)向角度、大燈控制、電位計(jì)、換擋桿、旋轉(zhuǎn)旋鈕。

文章來源：

產(chǎn)品簡介

關(guān)鍵詞：多光譜傳感器 光譜分析檢測 環(huán)境光閃爍 GPIO同步

AS7341 是一款 11 通道多光譜傳感器，適用于顏色檢測和光譜分析應(yīng)用。光譜響應(yīng)定義為大約 350 nm 至 1000 nm 的波長。 6 個(gè)通道可由獨(dú)立 ADC 并行處理，而其他通道可通過多路復(fù)用器訪問。 8 個(gè)光學(xué)通道覆蓋可見光譜，1 個(gè)通道可用于測量近紅外光，1 個(gè)通道是不帶濾光片的光電二極管（“透明”）。該器件還集成了一個(gè)專用通道來檢測 50Hz 或 60Hz 環(huán)境光閃爍。閃爍檢測引擎還可以緩沖數(shù)據(jù)以在外部計(jì)算其他閃爍頻率。 NIR 通道與其他 VIS 通道結(jié)合可以提供周圍環(huán)境光條件的信息（光源檢測）。該器件還可以通過 GPIO 引腳同步到外部信號(hào)。AS7341 通過納米光學(xué)沉積干涉濾光片技術(shù)將濾光片集成到標(biāo)準(zhǔn) CMOS 硅中，其封裝提供內(nèi)置光圈來控制進(jìn)入傳感器陣列的光。

控制和頻譜數(shù)據(jù)訪問是通過串行 I2C 接口實(shí)現(xiàn)的。該器件采用超薄型封裝，尺寸為 3.1mm x 2mm x 1mm。

應(yīng)用領(lǐng)域

產(chǎn)品架構(gòu)圖

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TCS3720 具有環(huán)境光、顏色 (RGB) 感應(yīng)和接近檢測功能。該器件在緊湊的 3.34mm x 1.36mm x 0.6mm OLGA 封裝中集成了兩個(gè)先進(jìn)的發(fā)射器驅(qū)動(dòng)器。

產(chǎn)品簡介

關(guān)鍵詞：ALS RGB Proximity Color Sensor 緊湊

TCS3720 具有環(huán)境光、顏色 (RGB) 感應(yīng)和接近檢測功能。該器件在緊湊的 3.34mm x 1.36mm x 0.6mm OLGA 封裝中集成了兩個(gè)先進(jìn)的發(fā)射器驅(qū)動(dòng)器。

環(huán)境光和顏色感應(yīng)功能提供四個(gè)并發(fā)環(huán)境光感應(yīng)通道：紅色、綠色、藍(lán)色和透明。 RGB 和透明通道覆蓋有 UV/IR 阻擋濾光片。該架構(gòu)可準(zhǔn)確測量環(huán)境光，并計(jì)算照度和色溫以管理顯示外觀。

接近功能同步紅外發(fā)射和檢測以感測附近的物體。該引擎的架構(gòu)具有自動(dòng)最大化動(dòng)態(tài)范圍、環(huán)境光減法、高級(jí)串?dāng)_消除和中斷驅(qū)動(dòng)的 I2C 通信等功能。可通過可調(diào)節(jié) IR VCSEL 時(shí)序和功率來優(yōu)化靈敏度、功耗和噪聲。接近引擎識(shí)別檢測/釋放事件，并在接近結(jié)果超過上限或下限閾值設(shè)置時(shí)產(chǎn)生可配置中斷。

主要優(yōu)點(diǎn)和特征

應(yīng)用領(lǐng)域

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AS585x是一款 16 位、256 通道低噪聲電荷數(shù)字轉(zhuǎn)換器，專為數(shù)字 X 射線系統(tǒng)而設(shè)計(jì)。高度的可編程性可以在各種應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)性能優(yōu)化。快速、低噪聲和低功耗的結(jié)合可最大限度地提高圖像質(zhì)量并最大限度地減少患者劑量和暴露，同時(shí)縮短上市時(shí)間。

產(chǎn)品簡介

AS585x 是一款 16 位、256 通道低噪聲電荷數(shù)字轉(zhuǎn)換器，專為數(shù)字 X 射線系統(tǒng)而設(shè)計(jì)。高度的可編程性可以在廣泛的應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)性能優(yōu)化。快速、低噪聲和低功耗的結(jié)合可最大限度地提高圖像質(zhì)量并最大限度地減少患者劑量和暴露，同時(shí)縮短上市時(shí)間。

每個(gè)通道前端由電荷敏感放大器 (CSA) 和相關(guān)雙采樣器 (CDS) 組成，可消除信號(hào)中的偏移和閃爍噪聲，然后將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。快速可靠的 LVDS 接口將輸出數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸?shù)狡狻?nèi)置診斷功能可實(shí)現(xiàn)信號(hào)鏈中的錯(cuò)誤檢測。芯片上包含電壓基準(zhǔn)和溫度傳感器。 SPI 接口可輕松對(duì)器件參數(shù)進(jìn)行編程。

不同的電源模式允許用戶最大限度地減少所選速度的電流消耗。 20、28.5、40 和 80 μs 的線路時(shí)間每個(gè)通道分別需要低至 3.1、2.6、1.6 和 1.1 mW。還提供特殊的 ADC 操作模式，可將最小線路時(shí)間減少至 15 μs，而不會(huì)增加功耗。此外，還可以將相鄰?fù)ǖ缹?duì)中的電荷加在一起；通過這種分箱，最快可實(shí)現(xiàn)的線路時(shí)間為 10 μs。

應(yīng)用領(lǐng)域

產(chǎn)品選型

A-type COF（Chip on Flex）和 B-type COF 是指兩種不同的芯片封裝技術(shù)，它們都是將半導(dǎo)體芯片安裝在柔性基板上的方法，但在結(jié)構(gòu)和制造過程上存在差異。

1. 芯片安裝方向：
   • A-type COF：芯片是正面朝下（Face-down）安裝在柔性基板上的。這意味著芯片的正面（有電路的那面）朝向基板，與基板直接接觸。
   • B-type COF：芯片是正面朝上（Face-up）安裝在柔性基板上的。這意味著芯片的正面朝上，遠(yuǎn)離基板。
2. 連接方式：
   • A-type COF：通常使用倒裝芯片技術(shù)（Flip-chip technology），其中芯片的焊盤或凸點(diǎn)（bumps）通過焊料與基板上的相應(yīng)墊點(diǎn)連接。
   • B-type COF：芯片的引腳或焊盤可能通過引線鍵合（Wire bonding）或倒裝芯片技術(shù)與基板上的墊點(diǎn)連接。
3. 結(jié)構(gòu)強(qiáng)度：
   • A-type COF：由于芯片正面朝下，這種結(jié)構(gòu)可能提供更好的物理保護(hù)，因?yàn)樾酒恼姹换甯采w。
   • B-type COF：芯片的正面暴露在外，可能需要額外的保護(hù)措施。
4. 制造復(fù)雜性：
   • A-type COF：倒裝芯片技術(shù)可能更復(fù)雜，因?yàn)樗枰谛酒谋趁婢_地放置凸點(diǎn)，并且對(duì)齊要求更高。
   • B-type COF：可能在制造上稍微簡單一些，尤其是如果使用引線鍵合技術(shù)。
5. 應(yīng)用領(lǐng)域：
   • A-type COF：由于其高連接密度和良好的物理保護(hù)，通常用于需要緊湊封裝和高可靠性的應(yīng)用。
   • B-type COF：可能更適用于那些對(duì)封裝密度要求不是特別高，或者在制造成本上需要更加經(jīng)濟(jì)的應(yīng)用。
6. 成本：
   • A-type COF：由于其復(fù)雜的制造過程，可能會(huì)有更高的制造成本。
   • B-type COF：可能在成本上更具優(yōu)勢，尤其是在大批量生產(chǎn)時(shí)。

在選擇 A-type 或 B-type COF 時(shí)，制造商會(huì)根據(jù)產(chǎn)品的具體需求、成本預(yù)算、制造能力和應(yīng)用場景來決定最合適的封裝技術(shù)。