Melexis Far Infrared Thermal Sensor Array MLX90640
——逆向分析报告
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据麦姆斯咨询介绍，远红外热传感器应用领域越来越多，从工业控制到消费电子，再到智能建筑和物联网。迈来芯（Melexis）利用热电堆技术将远红外热传感器小型化，并降低成本，与微测辐射热计技术展开竞争。随着消费类市场的蓬勃发展，对远红外热传感器的数量和集成度有了更高要求，需要进一步改善传感器的尺寸和成本。因此，部分远红外热传感器厂商还将透镜直接集成到芯片上，可以进行晶圆级封装。
为了满足大量应用对热分析不断增长的需求，Melexis推出一款基于热电堆的红外产品：MLX90640。它是一款32 x 24像素的远红外热传感器阵列，可为不需要高分辨率图像或高帧速率的应用提供非常好的性能，也为较昂贵的高端热像仪提供了一种经济高效的替代方案。MLX90640典型应用如防火系统、智能楼宇、智能照明、IP/监控摄像机、HVAC设备和车辆座椅占用检测等。
远红外热传感器阵列MLX90640的像元尺寸为100微米（μm），采用低成本的硅透镜，设计非常紧凑。MLX90640工作温度范围为：-40°C至85°C，可测量的物体温度范围为：-40°C至300°C。该远红外传感器在整个测量范围内保持高精度水平，可提供±1°C的典型目标物体温度精度。MLX90640还具有出色的噪声性能。
不同于微测热辐射计的其它替代品，该款远红外热传感器阵列不需要频繁的重新校准，从而确保连续监测、同时降低系统成本。MLX90640采用紧凑型4引脚TO39封装，集成了必需的光学元件。I2C兼容型数字接口可简化集成。
特性和优势：
– 工作温度范围为：-40至85°C，可在严苛的工业环境中部署
– 可测量的物体温度范围为：-40至300°C
– 典型目标物体温度精度为1°，可在整个测量范围内保持高精度水平
– NETD仅为0.1K RMS（刷新速率为1Hz）
– 不需要根据特定温度要求进行重新校准，能够在确保更大便利性的同时降低运营费用
– 两种不同的视角（FoV）可供选择：标准55°x35°和110°x75°广角
– 4引脚TO39封装，包含必需的光学元件
– I2C兼容的数字接口，可简化集成
本报告对MLX90640芯片进行详细的拆解与成本分析，还报告硅透镜和封装。同时，我们也把它与Heimann Sensor HTPA32x32d、FLIR ISC1403L等产品进行对比分析，强调每家公司在技术选择上的差异。
报告目录：
Overview/Introduction
Melexis Company Profile
• MLX90640 Datasheet
Physical Analysis
• Synthesis of the Physical Analysis
• Physical Analysis Methodology
• Package
– Package views, dimensions and marking
– Package opening
– Package cross-section (with lens details)
• Thermopile Die
– View, dimensions & marking
– Pixels, thermocouples
– EEPROM memory
– Cross-section
– ROIC characteristics
– Process characteristics
Comparison: Melexis MLX90640 vs. Heimann Sensor HTPA32x32d vs. FLIR ISC1403L
Manufacturing Process Flow
• Global Overview
• ROIC Front-End Process & Wafer Fabrication Unit
• Thermopile Front-End Process & Wafer Fabrication Unit
• Thermopile Back-End 0: Probe Test & Dicing
• Silicon Lens Front-End Process
• Back-End: Final Test
Cost Analysis
• Synthesis of the Cost Analysis
• Yields Explanation & Hypotheses
– Thermopile die: Front-end cost and wafer and die cost
– Silicon lens: Front-end cost and wafer and die cost
• Component
– Back-end: Packaging cost
– Back-end: Final test cost
– Component cost
Estimated Price Analysis
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