PMDS-F4

Prime Semi Nanjing, Hong Kong, Wuxi, Xiamen Frankfurt, Dortmund Suzhou, Shenzhen, Shanghai Rm. 707, Bldg. 6, Tian’An Cyber City No. 36 Yongfeng Avenue, Qinhuai Dist. Nanjing 210014, PRC. PMDS-Fx 应变传感器 融合传感、高性能、片上系统 Force, Capacitance & Temperature Sensor SoC Fusion Sensing, High Performance, System-on-Chip 版本：v3,02.2210 1 / 31 a leading Fusion Sensor Solution supplier Sensing Deeper Prime Semi Nanjing, Hong Kong, Wuxi, Xiamen Frankfurt, Dortmund Suzhou, Shenzhen, Shanghai Rm. 707, Bldg. 6, Tian’An Cyber City No. 36 Yongfeng Avenue, Qinhuai Dist. Nanjing 210014, PRC. 目录 1. 2. 3. 4. 5. 6. 特性........................................................................................................................................................................... 3 应用........................................................................................................................................................................... 5 说明........................................................................................................................................................................... 6 版本历史 .................................................................................................................................................................. 7 引脚定义 .................................................................................................................................................................. 7 规格........................................................................................................................................................................... 8 6.1 绝对最大额定参数...................................................................................................................................... 8 6.2 电气特性 ....................................................................................................................................................... 8 6.3 IIC 时序 ........................................................................................................................................................... 9 7. 设计与应用 ........................................................................................................................................................... 10 7.1 参考电路 ..................................................................................................................................................... 10 7.2 结构设计 ..................................................................................................................................................... 10 7.3 数字输出 ..................................................................................................................................................... 13 7.4 基准稳定性 ................................................................................................................................................. 14 7.5 线性度 ......................................................................................................................................................... 16 7.6 电容测量 ..................................................................................................................................................... 19 7.7 内置温度测量 ............................................................................................................................................ 20 7.8 其它 .............................................................................................................................................................. 20 7.8.1 传感器布局 ..................................................................................................................................... 20 7.8.2 传感器的操作.................................................................................................................................. 20 7.8.3 焊接建议 .......................................................................................................................................... 21 8.器件和文档支持 ..................................................................................................................................................... 23 8.1 器件支持 ...................................................................................................................................................... 23 8.1.1 开发支持 .......................................................................................................................................... 23 8.1.1.1 评估/开发套件 .................................................................................................................... 23 8.2 文档支持 ..................................................................................................................................................... 23 8.2.1 相关文档 ......................................................................................................................................... 23 8.3 静电放电警告 ............................................................................................................................................ 24 9. 封装和订购信息 ................................................................................................................................................... 25 9.1 封装信息 ..................................................................................................................................................... 25 9.1.1 封装尺寸 ......................................................................................................................................... 25 9.1.2 卷带信息 ......................................................................................................................................... 28 9.1.3 包装尺寸 ......................................................................................................................................... 29 9.2 订购信息 ..................................................................................................................................................... 30 10. 支持与联络 ......................................................................................................................................................... 31 2 / 31 a leading Fusion Sensor Solution supplier Sensing Deeper Prime Semi Nanjing, Hong Kong, Wuxi, Xiamen Frankfurt, Dortmund Suzhou, Shenzhen, Shanghai Rm. 707, Bldg. 6, Tian’An Cyber City No. 36 Yongfeng Avenue, Qinhuai Dist. Nanjing 210014, PRC. 1. 特性 PMDS-Fx 是业界首颗固态应变融合传感器片上系统，基于创新的测量原理与独特的生产工艺， 提供高性能、低功耗、高可靠、低成本的应变、电容以及温度的单芯片测量方案，无需后端调理电 路，满足用户快速上手、即时面市的需求。 PMDS-Fx 内置 Prime-Semi（以下简称 Prime）的专利算法，可以精确感测作用在任何一种材料表 面、符合胡克定律（弹性形变）的应力行为（acting force，亦被称作微形变：micro deformation） 。同时， 内置算法已在全温度和全电压范围内进行补偿，用户无需执行任何额外的补偿操作。 PMDS-Fx 的创新测量原理，保证其不会对温湿度变化、无线电波或电磁干扰等敏感。此外，该 测量原理及其架构设计还能够提供极高的系统柔性，用户可以在采样频率与功耗之间进行权衡，通 过简单的配置实现最适宜的功能与性能。 配合内置的专利算法（零点跟随、应力行为特征化等），PMDS-Fx 可以通过 IIC 接口提供数字化 的应力值输出，用户只需在主控芯片中设置合适的应力阈值，即可简洁、快速的实现压感触控功能； 当然，用户同样可以基于高精细的应力值输出，来实现更加丰富、独特的系统功能，比如作用力、 扭矩等的快速测量，而不仅仅是将其用作按键行为的判别。 PMDS-Fx 系统框图，如下图（1）所示。 图（1）系统框图 传感器芯片通过标准 CMOS 工艺量产，保证了极高的良率、一致性与稳定性。此外，由于其独 创的延迟链阵列（DCM, delay-chain matrix）原理引入的噪声极低，应变测量的线性度回归系数高达 99.91%，在实际应用场景中，配合可控的加工与装配精度，能够在快速校准下实现最终产品的高度 线性化。 系统框图如上图（1）所示，原理流程如下图（2）所示。 3 / 31 a leading Fusion Sensor Solution supplier Sensing Deeper Prime Semi Nanjing, Hong Kong, Wuxi, Xiamen Frankfurt, Dortmund Suzhou, Shenzhen, Shanghai Rm. 707, Bldg. 6, Tian’An Cyber City No. 36 Yongfeng Avenue, Qinhuai Dist. Nanjing 210014, PRC. 图（2）原理流程图 功能模块如下图（3）所示。 图（3）功能模块 4 / 31 a leading Fusion Sensor Solution supplier Sensing Deeper Prime Semi Nanjing, Hong Kong, Wuxi, Xiamen Frankfurt, Dortmund Suzhou, Shenzhen, Shanghai Rm. 707, Bldg. 6, Tian’An Cyber City No. 36 Yongfeng Avenue, Qinhuai Dist. Nanjing 210014, PRC. 2. 应用 PMDS-Fx 适用于：  开关量感知，取代按键，适用于防水、抗污要求较高的环境  数字量测量，取代传统惠斯通电桥（压阻应变计）原理的方案 主要包括如下，  压感触控 / 按键 - TWS 耳机 - 电动牙刷、电动剃须刀、冲牙器、电吹风等智能个护电器 - 美容仪 - 即热水龙头等智能卫浴设备 - 燃气灶等智能厨房电器 - 成人玩具 ……  应力/扭矩测量 - 电动牙刷轴应力 - 成人玩具 - 电动剃须刀刀头 - 智能马桶 - 电助力车 - 智能健身设备 ……  电容测量 - 佩戴检测 - 划动触控 - 液位检测 - 电容式接近感应 - 雨量传感 - 剃须刀刀头配件分辨 …… 5 / 31 a leading Fusion Sensor Solution supplier Sensing Deeper Prime Semi Nanjing, Hong Kong, Wuxi, Xiamen Frankfurt, Dortmund Suzhou, Shenzhen, Shanghai Rm. 707, Bldg. 6, Tian’An Cyber City No. 36 Yongfeng Avenue, Qinhuai Dist. Nanjing 210014, PRC. 3. 说明 PMDS-Fx 具有以下特性：  高度一致性  高度线性化  高稳定性、高可靠性  快速响应，最高应力采样频率可达 20 kHz  宽动态范围 - 典型值 0-10N @ 应力，或 10 μm @ 应变，传感器芯片封装建议的动态范围 - 极限值 0-20N @ 应力，或 20 μm @ 应变，芯片可以恢复的极限动态范围 - 双端固定悬臂结构下，仅 PCBA 配合，可以检测 200N 的最大应力值 - 通过其它弹性补强结构，使用 PMDS-F1/F2 的真个系统，可以测量远高于 200N 的最大应 力值  绝对应力范围由系统结构设计决定  绝对应力值输出  超低功耗，最低运行功耗可至 μA 等级  供电电压：1.8V~ 3.6 V（驱动程序加载需要工作在 2.5 V 以上）  封装 型号 封装形式 封装尺寸 输出 目标应用 PMDS-F2 DFN10 2mm x 3mm 数值 应变、电容 IIC 数字量测量 中断 应变、电容 PMDS-F3 DFN10 2mm x 3mm 开关量感知 PMDS-F4 QFN24 4mm x 4mm 数值 超高精度、多路电容 IIC 数字量测量 表（1）封装信息 6 / 31 a leading Fusion Sensor Solution supplier Sensing Deeper Prime Semi Nanjing, Hong Kong, Wuxi, Xiamen Frankfurt, Dortmund Suzhou, Shenzhen, Shanghai Rm. 707, Bldg. 6, Tian’An Cyber City No. 36 Yongfeng Avenue, Qinhuai Dist. Nanjing 210014, PRC. 4. 版本历史 版本号 主要修订内容 V3,02.2210 修订时间 修订者 Oct. 2022 AW, DZ, RW 按照文档标准，调整章节顺序，更新封装尺寸图等 表（2）版本历史 5. 引脚定义 芯片的管脚描述见下图（3） ，以及表（3） 。 图（3）DFN10 封装俯视图 编号 名称 类型 描述 1 S2 传感器端口 4 NC 2 S3 传感器端口 5 NC 3 GND 系统地 4 1.8V 1.8V 电压 5 3.3V 2.5 - 3.3V 供电 V3.3 6 P5 通用输出端口 NC 7 GND 系统地 GND 8 3.3V 2.5 - 3.3V 供电 V3.3 9 SDA IIC 通讯的串行信号 10 SCL 用于 IIC 通讯的串口时钟 GND 外接 4.7uF 电容 表（3）管脚描述 7 / 31 a leading Fusion Sensor Solution supplier Sensing Deeper Prime Semi Nanjing, Hong Kong, Wuxi, Xiamen Frankfurt, Dortmund Suzhou, Shenzhen, Shanghai Rm. 707, Bldg. 6, Tian’An Cyber City No. 36 Yongfeng Avenue, Qinhuai Dist. Nanjing 210014, PRC. 6. 规格 6.1 绝对最大额定参数 工作于极限参数规定的条件之外，将有可能对器件造成永久损伤。极限参数仅用于描述该器 件的极端工作条件，功能性操作仍需在电气特性规定的范畴之内实现。此外，暴露在极限参数之 下超过一定的时间周期，将可能对器件的可靠性产生影响。 标识 参数 Min Max 单位 3V3 对地供电电压 -0.3 +4.0 V AF 工作应力范围 0 20 N 解释 传感器芯片本身的工作应力范围 由机械结构决定，尤其是加强筋的影响 TA 工作温度范围 -40 +85 °C TS 储运温度范围 -55 +150 °C TR 回 流焊 中的封 装体 260 （TBC） °C 85 % 最高温度 RH 相对湿度 5 MSL 湿度敏感等级 3 表（4）绝对最大额定参数 6.2 电气特性 电气参数规定了 PMDS-Fx 确保功能性工作的使用条件如下。 标识 参数 条件 Min 1.8 Typ Max 单位 3.6 V 3V3 供电电压 对地电压 IOFF 静态电流 25° C 1.0 μA 25° C，200Hz 采样 50 μA 25° C，50Hz 采样 20 μA 25° C，5Hz 采样 10 μA 25° C，待机 2 μA ICC 供电电流 注意：供电电流由内部算法及采样频率配置共同决定。 8 / 31 a leading Fusion Sensor Solution supplier Sensing Deeper Prime Semi Nanjing, Hong Kong, Wuxi, Xiamen Frankfurt, Dortmund Suzhou, Shenzhen, Shanghai Rm. 707, Bldg. 6, Tian’An Cyber City No. 36 Yongfeng Avenue, Qinhuai Dist. Nanjing 210014, PRC. 表（5）电气特性 6.3 IIC 时序 PMDS-Fx 的 IIC 通信时序，如下图（4）所示。 图（4）IIC 通信时序 9 / 31 a leading Fusion Sensor Solution supplier Sensing Deeper Prime Semi Nanjing, Hong Kong, Wuxi, Xiamen Frankfurt, Dortmund Suzhou, Shenzhen, Shanghai Rm. 707, Bldg. 6, Tian’An Cyber City No. 36 Yongfeng Avenue, Qinhuai Dist. Nanjing 210014, PRC. 7. 设计与应用 PMDS-Fx 是一颗超小封装的固态芯片应变传感器，可用于 0 到 kg 范围之内的高精度应力测 量，应力输出的分辨率最高可达 mg 等级。 通过布设两颗 PMDS-Fx 或使用下一代坐标系产品，用户可以在二维坐标内对应力作用进行矢 量分析。也可以通过布设传感器阵列，在较大的平面（比如平板电视）上实现更加多样化的压力 触控功能。 作为业界首颗固态应变传感器，PMDS-Fx 为广泛应用中的人机界面提供了更加丰富、更加深刻 的感知功能，有利于通过标准化工艺来快速实现个性化的交互。 7.1 参考电路 PMDS-Fx 可以被应用于耳机、电动牙刷、智能可穿戴等诸多领域，下图 9-1、9-2 展示了建议用 户使用的参考电路。参照这一设计，用户可以快速、简洁的实现低功耗、高精度、低成本、高可 靠的应力测量或阈值判断（压感触控）功能。 原理图如下图（5）所示。 图（5）PMDS-F2/3 参考电路 7.2 结构设计 PMDS-Fx 固态应变传感器可以被粘贴或固定在任何待测表面的背部，也可以通过机械机构将应 变传导至传感器本体，其最大特点在于以下：  单芯片：无需其它应力 / 应变敏感元件配合  标准化：标准 PCB 工艺即可实现，无需应力结构配合 10 / 31 a leading Fusion Sensor Solution supplier Sensing Deeper Prime Semi Nanjing, Hong Kong, Wuxi, Xiamen Frankfurt, Dortmund Suzhou, Shenzhen, Shanghai Rm. 707, Bldg. 6, Tian’An Cyber City No. 36 Yongfeng Avenue, Qinhuai Dist. Nanjing 210014, PRC.  即贴即用：瞬干焊接胶（如需更多细节，请联系我们的技术团队）  高度兼容：可以直接使用现有的应变传导结构，如 Z 形弹片、硬橡胶柱等，如下图（6）（ - 7） 所示 图（6）使用焊接胶固定传感器 PCB 图（7）使用应力传递结构（橡胶柱、弹片等）  动态范围： - 增加动态范围 使用加强筋，可以大幅增加 PMDS-Fx 传感器的测量范围。标称应力可以从 0-20 牛放大 至 0-1,000 牛或更高。 - 减小动态范围 在作用表面增加合理设计的应力集中槽，可以大幅提高 PMDS-Fx 传感器的灵敏度，减 小其测量范围，如下图（8）所示。 11 / 31 a leading Fusion Sensor Solution supplier Sensing Deeper Prime Semi Nanjing, Hong Kong, Wuxi, Xiamen Frankfurt, Dortmund Suzhou, Shenzhen, Shanghai Rm. 707, Bldg. 6, Tian’An Cyber City No. 36 Yongfeng Avenue, Qinhuai Dist. Nanjing 210014, PRC. 图（8）应力集中结构 综上所述，PMDS-Fx 系统的测量范围及灵敏度，并不仅仅取决于传感器本身，而是由系统设计 决定的，影响因素包括如下：  PCB 的刚度（即杨氏模量）  工作表面的刚度  应力集中或加强筋结构  工作表面与传感器 PCB 之间的连接方式  应力传递结构  系统的结构力学设计 改进的结构力学设计、合理的应力集中槽可以缩小应力测量范围、提高系统灵敏度，同时还 可以保证系统的刚度与可靠性。 与之相反的是，改进的结构力学设计、合理的加强筋可以放大应力测量范围，同时还可以保 证系统的灵敏度与可靠性。举例来说，将 PMDS-Fx 传感器 PCB 粘贴在不锈钢摆臂上，可以检测按 摩椅作用在人体上的 0-50 公斤应力，或者更甚，将传感器 PCB 通过合理设计的弹性体，粘贴在货 车车厢的底部钢梁上，可以检测数千公斤乃至数十吨的载荷。 Prime 提供的标准驱动程序包含了基准跟踪等算法，可以帮助维持系统零漂在一个可以接受的 范围之内，同时获得理想的稳定性和重复性。对于高精度的应力或扭矩测量而言，两点校准是必 须的，其中一个是零点，另一个是最大应力值。 基于 PMDS-Fx 的应力、扭矩测量或压力按键方案，可以按照标准化的工艺批量生产，不需要 额外关注制造公差，因而特别适合于快速面市、大批量产的产品。 批量生产中，机械公差以及预应力（预应力释放）等对于良率来说非常关键，尤其是在阈值 被设置的极低以获取最佳灵敏度（用户体验）的情况下。 Prime 提供一套系统方法来确定预应力范围，配合专利的基准跟随算法（baseline tracking algorithm）和特征化算法（characterization algorithm）以解决上述问题，提高量产效率。如需更多细 节，请与我们的技术人员交流。  基准跟随算法：解决不满足胡克定律的非弹性形变引起的零点漂移  特征化算法：通过专利的算法，判断上电前的受力状态（空载、静态载荷、动态载荷 等） 12 / 31 a leading Fusion Sensor Solution supplier Sensing Deeper Prime Semi Nanjing, Hong Kong, Wuxi, Xiamen Frankfurt, Dortmund Suzhou, Shenzhen, Shanghai Rm. 707, Bldg. 6, Tian’An Cyber City No. 36 Yongfeng Avenue, Qinhuai Dist. Nanjing 210014, PRC. 7.3 数字输出 PMDS-Fx 工作于以下两种输出模式，都需要用户从主控芯片向 PMDS-Fx 的指定存储区域加载标 准驱动程序，标准驱动程序由 Prime 提供。 模式 1 通过 IIC 接口输出应力值，用户可以在主控芯片中执行相应操作，如设置应力阈值来实 现压感按键功能，或输出应力值进行显示，或根据应力值来调整电机转速等。 PMDS-Fx 的 IIC 接口仅工作于 slave 模式，通过 IIC SDA 和 IIC SCL 进行通讯。 控制命令如下表（6）所示。 字节 0 字节 1 字节 2 A8 A7……A01 Data 0…n A9 A8 A7……A01 Data 0…n 1 1 描述 命令字 写 NVRAM 0xA0 1 0 1 0 0 0 A9 读 NVRAM 0x20 0 0 1 0 0 0 写配置 0xA3 1 0 1 0 0 0 读结果 0x40 0 1 上电复位 0x88 1 0 0 0 1 0 0 0 无 无 启动测量 0x8C 1 0 0 0 1 1 0 0 无 无 1 1 A5……A02 A5……A01 Data 0…n Data 0…n 表（6）控制命令 注意： (1) SPI 和 IIC 都支持地址自动增加； (2) 读取结果的范围是：0~35。 (3) IIC 地址是 0x50，需要单独配置一条 IIC 总线进行驱动。 模式 1 的标准驱动程序加载过程，如下图（9）所示。 图（9）模式 1 驱动加载流程 13 / 31 a leading Fusion Sensor Solution supplier Sensing Deeper Prime Semi Nanjing, Hong Kong, Wuxi, Xiamen Frankfurt, Dortmund Suzhou, Shenzhen, Shanghai Rm. 707, Bldg. 6, Tian’An Cyber City No. 36 Yongfeng Avenue, Qinhuai Dist. Nanjing 210014, PRC. 模式 1 通过 IIC 读出应力值的详情如下图（10）所示。 图（10）模式 1 应力数值读出流程 注意： (1) 读取通道与固件有关，不同固件可能使用的通道不相同，请联系提供固件的工程师进行确 认。 模式 2 中断输出 模式 2 通过 I/O 口输出中断信号，用户从主控芯片向 PMDS-F1/F2 的指定存储区域加载标准驱动 程序后，还需向以下存储区域写入设定的应力阈值，PMDS-F1/F2 将会自主检测应力阈值输出中断 信号，唤醒主控芯片，实现压感按键功能。 模式 2 与模式 1 具有完全相同的标准驱动程序加载过程。 7.4 基准稳定性 PMDS-Fx 可以工作于-40 ~ +85° C。一般而言，温度场的变化是缓慢而均匀的，但为了应对可能 的储运或使用过程中的小概率温度骤变，Prime 在驱动程序中内置了相应的温度补偿算法，以保证 输出结果的温度漂移在较小的范围之内。 PMDS-Fx 在整个温度和供电电压范围内的基准输出如下，图（11）介绍了传感器基准输出（零 载荷下，或称应力零点）在固定供电电压和-25 ~ +50° C 范围内的波动，图（12）介绍了传感器基准 输出在室温（12° C）和整个工作电压范围内的波动。 14 / 31 a leading Fusion Sensor Solution supplier Sensing Deeper Prime Semi Nanjing, Hong Kong, Wuxi, Xiamen Frankfurt, Dortmund Suzhou, Shenzhen, Shanghai Rm. 707, Bldg. 6, Tian’An Cyber City No. 36 Yongfeng Avenue, Qinhuai Dist. Nanjing 210014, PRC. 183400 183200 183000 182800 y = 5.0756x2 - 163.71x + 183405 R²= 0.9972 182600 182400 182200 182000 181800 181600 181400 -25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 图（10）供电电压稳定状态下，基准输出在-20 ~ +50° C 内骤变时的温度特性 传感器贴装在 PCB 上，整个传感/测量系统的应力零点随温度升高缓慢下降，通过一个如上图所 示的二阶函数，可以对工作温度范围内的应力零点漂移进行补偿，补偿后的 R2 值可以高达 0.9972。 PMDS-Fx 标准驱动程序包含了基准跟踪算法，用户不需要实施任何进一步的校准工作。 图（11）室温下基准输出的电压特性 供电电压波动状态下，PMDS-Fx 的基准输出将有相对较小的波动。对于电池供电而没有整流电 路的情况，强烈建议使用 LDO 用于应力或扭矩测量场景。 对于压感触控等阈值检测应用，对供电电压的要求可以适当放宽。 15 / 31 a leading Fusion Sensor Solution supplier Sensing Deeper Prime Semi Nanjing, Hong Kong, Wuxi, Xiamen Frankfurt, Dortmund Suzhou, Shenzhen, Shanghai Rm. 707, Bldg. 6, Tian’An Cyber City No. 36 Yongfeng Avenue, Qinhuai Dist. Nanjing 210014, PRC. 7.5 线性度 对于应力或扭矩测量应用而言，传感器的线性度是关键指标之一。 下图（12）-（16）展示了 PMDS-Fx 传感器的形变与应力输出之间的线性度回归系数，图 （17）展示了测试系统的概况。 图（12）室温与稳定供电下 PMDS-Fx 的形变与应力输出线性度  PMDS-Fx 具备较高的一致性 16 / 31 a leading Fusion Sensor Solution supplier Sensing Deeper Prime Semi Nanjing, Hong Kong, Wuxi, Xiamen Frankfurt, Dortmund Suzhou, Shenzhen, Shanghai Rm. 707, Bldg. 6, Tian’An Cyber City No. 36 Yongfeng Avenue, Qinhuai Dist. Nanjing 210014, PRC.  PMDS-Fx 线性度回归系数极高  合理设计的应力（传递）结构，可以提高线性度，但并非必需 下图（13）-（16）展示了另一颗随机抽样产品在相同测试条件下的输出结果，线性度回归系数 同样较高。 图（13）室温与稳定供电下，另一颗随机抽样产品的形变与应力输出线性度 将两颗随机抽样产品的形变与应力输出线性度进行对比，从下图（14）-（15）可知，PMDS-Fx 具有较高的一致性，完全可以应用在压感触控以外的应力或扭矩测量中。 17 / 31 a leading Fusion Sensor Solution supplier Sensing Deeper Prime Semi Nanjing, Hong Kong, Wuxi, Xiamen Frankfurt, Dortmund Suzhou, Shenzhen, Shanghai Rm. 707, Bldg. 6, Tian’An Cyber City No. 36 Yongfeng Avenue, Qinhuai Dist. Nanjing 210014, PRC. 图（14）一致性（D = 15 mm） 图（15）一致性（D = 10 mm） 下图（16）介绍了 PMDS-Fx 在室温下的零漂。 相对于输出数值（163,6xx）而言，漂移（100-500）相对极小。 18 / 31 a leading Fusion Sensor Solution supplier Sensing Deeper Prime Semi Nanjing, Hong Kong, Wuxi, Xiamen Frankfurt, Dortmund Suzhou, Shenzhen, Shanghai Rm. 707, Bldg. 6, Tian’An Cyber City No. 36 Yongfeng Avenue, Qinhuai Dist. Nanjing 210014, PRC. 图（16）室温下的零点漂移 图（17）测试系统 7.6 电容测量 PMDS-F2、PMDS-F3 支持最多 2 路电容测量，PMDS-F4 支持最多 6 路电容测量。 如需了解更多细节，烦请参考 PMDS-F4 电容测量数据手册。 19 / 31 a leading Fusion Sensor Solution supplier Sensing Deeper Prime Semi Nanjing, Hong Kong, Wuxi, Xiamen Frankfurt, Dortmund Suzhou, Shenzhen, Shanghai Rm. 707, Bldg. 6, Tian’An Cyber City No. 36 Yongfeng Avenue, Qinhuai Dist. Nanjing 210014, PRC. 7.7 内置温度测量 PMDS-Fx 的内置传感器可以实现最高± 0.3° C 的温度精度，温度测量的线性度，如下图（18）所 示。 35000000 34000000 y = 373204x + 3E+07 R²= 0.9998 33000000 32000000 31000000 30000000 29000000 28000000 -25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 图（18）内置温度传感器线性度 如需了解更多内置温度传感器的相关细节，烦请不吝与我们的技术团队进行沟通。 7.8 其它 7.8.1 传感器布局  PCB 板与外壳、面板等应力集中表面的结合应当紧密、稳定、可靠  建议但不强制采用对称设计 7.8.2 传感器的操作  PMDS-Fx 采用创新的全固态测量原理，无需注意防跌落  仍需注意 PCB 板与应力集中表面之间结合的稳定性与可靠性  可以使用超声波洗板 20 / 31 a leading Fusion Sensor Solution supplier Sensing Deeper Prime Semi Nanjing, Hong Kong, Wuxi, Xiamen Frankfurt, Dortmund Suzhou, Shenzhen, Shanghai Rm. 707, Bldg. 6, Tian’An Cyber City No. 36 Yongfeng Avenue, Qinhuai Dist. Nanjing 210014, PRC.  遵循静电防护要求 - 使用防静电袋存储 - 在 ESD 安全环境下操作 - 接地以防止 ESD 损害 7.8.3 焊接建议 IPC/JEDECJ-STD-020D.1 回流焊的最高焊接温度应满足 IPC/JEDECJ-STD-020D.1 第 5.6 节的要求。 从温箱或湿度箱中取出的时间，应不短于 15 分钟，不长于 4 小时。如不能满足上述要求，器件 需要重新被烘烤或加湿。焊接时间应在 5 到 60 分钟之内。 所有温度均为封装中心温度，通过封装表面进行测量。烘箱应按照同样的配置执行温度程序， 或在受认可的等效热负载状态下运行。 Profile Feature Sn-Pb Eutectic Assembly Pb-free Assembly Temp Min (𝑇𝑠𝑚𝑖𝑛 ) 100° C 150° C Temp Max (𝑇𝑠𝑚𝑎𝑥 ) 150° C 200° C Time (𝑇𝑠 ) from (𝑇𝑠𝑚𝑖𝑛 𝑡𝑜 𝑇𝑠𝑚𝑎𝑥 ) 60-120 seconds 60-120 seconds Ramp up rate (𝑇𝐿 𝑡𝑜 𝑇𝑃 ) 3°𝐶/𝑠𝑒𝑐𝑜𝑛𝑑max. 3°𝐶/𝑠𝑒𝑐𝑜𝑛𝑑max. Liquidous temp (𝑇𝐿 ) 183° C 217° C Time (𝑇𝐿 )maintained above 𝑇𝐿 60-150 seconds 60-150 seconds For users 𝑇𝑃 must not exceed the classification temp. For users 𝑇𝑃 must not exceed the classification temp. Peak package body temp (𝑇𝑃 ) For suppliers 𝑇𝑃 must equal or exceed the classification temp. For suppliers 𝑇𝑃 must equal or exceed the classification temp. Time (𝑇𝑃 ) within 5° C of the specified classification temp (𝑇𝐶 ) 20 seconds 30 seconds Ramp-down rate (𝑇𝑃 𝑡𝑜 𝑇𝐿 ) 6° C/second max. 6° C/second max. Time 25° C to peak temp 6 minutes max. 8 minutes Preheat / Soak Tolerance for peak profile temp (𝑇𝑃 ) is defined as a supplier min. and a user max. 表（7）回流焊温度曲线 21 / 31 a leading Fusion Sensor Solution supplier Sensing Deeper Prime Semi Nanjing, Hong Kong, Wuxi, Xiamen Frankfurt, Dortmund Suzhou, Shenzhen, Shanghai Rm. 707, Bldg. 6, Tian’An Cyber City No. 36 Yongfeng Avenue, Qinhuai Dist. Nanjing 210014, PRC. 图（19）回流焊无铅焊接温度曲线 22 / 31 a leading Fusion Sensor Solution supplier Sensing Deeper Prime Semi Nanjing, Hong Kong, Wuxi, Xiamen Frankfurt, Dortmund Suzhou, Shenzhen, Shanghai Rm. 707, Bldg. 6, Tian’An Cyber City No. 36 Yongfeng Avenue, Qinhuai Dist. Nanjing 210014, PRC. 8.器件和文档支持 8.1 器件支持 8.1.1 开发支持 8.1.1.1 评估/开发套件 评估套件（EK）以及开发套件（DK）可以与 PMDS-Fx 配合使用，帮助评估电路基本特性，信 息汇总如下表（8）所示。 描述 封装 型号 内容 编程器 N/A PMDS-PROG 电动牙刷轴应力开发套件 N/A PMDS-BHT-MOD 标准传感器 flex，含编程器 TWS 耳机开发套件 N/A PMDS-TWS-MOD 标准传感器 PCB，含编程器 编程器，配合 PMDS-IDE 使用 支持压感触控、佩戴监测、两点划控 金属表面按键开发套件 N/A PMDS-DOP-MOD 标准传感器 PCB，含编程器 配合金属面板 表（8）评估/开发套件订购信息 8.2 文档支持 8.2.1 相关文档 相关文档如下：  数据手册：DS001_PMDS-Fx MicroDeform Sensor_CN_v3,02  应用白皮书-电动牙刷：AN001_PMDS for E-toothbrush_CN_v1,03  测试报告-TWS 耳机：TR0021_PMDS-F2 Sensitivity & Linearity_CN 23 / 31 a leading Fusion Sensor Solution supplier Sensing Deeper Prime Semi Nanjing, Hong Kong, Wuxi, Xiamen Frankfurt, Dortmund Suzhou, Shenzhen, Shanghai Rm. 707, Bldg. 6, Tian’An Cyber City No. 36 Yongfeng Avenue, Qinhuai Dist. Nanjing 210014, PRC.  仿真报告-金属直接按键：SR005_PMDS-F2 DirectPress on Metal Solution_CN 8.3 静电放电警告 ESD 可能会损坏器件，建议通过适当地预防措施处理所有器件。如果 不遵守正确地处理措施和实施流程，可能会损坏器件。 ESD 引起地器件损坏，小到细微的性能降级，大到整个器件故障。集 成电路可能更容易受到损坏，即便是非常细微地参数变化都可能导致 器件与其规格书不符。 24 / 31 a leading Fusion Sensor Solution supplier Sensing Deeper Prime Semi Nanjing, Hong Kong, Wuxi, Xiamen Frankfurt, Dortmund Suzhou, Shenzhen, Shanghai Rm. 707, Bldg. 6, Tian’An Cyber City No. 36 Yongfeng Avenue, Qinhuai Dist. Nanjing 210014, PRC. 9. 封装和订购信息 9.1 封装信息 9.1.1 封装尺寸 封装（DFN10）细节，如下图（20）所示。 25 / 31 a leading Fusion Sensor Solution supplier Sensing Deeper Prime Semi Nanjing, Hong Kong, Wuxi, Xiamen Frankfurt, Dortmund Suzhou, Shenzhen, Shanghai Rm. 707, Bldg. 6, Tian’An Cyber City No. 36 Yongfeng Avenue, Qinhuai Dist. Nanjing 210014, PRC. 图（20）封装尺寸 26 / 31 a leading Fusion Sensor Solution supplier Sensing Deeper Prime Semi Nanjing, Hong Kong, Wuxi, Xiamen Frankfurt, Dortmund Suzhou, Shenzhen, Shanghai Rm. 707, Bldg. 6, Tian’An Cyber City No. 36 Yongfeng Avenue, Qinhuai Dist. Nanjing 210014, PRC. 封装尺寸如下表（9）所示。 表（9）封装尺寸表 注意：  尺寸及公差符合 ASME Y14.5-2009；  所有尺寸单位均为 mm；  N 为引脚总数；  引脚#1 标记位于阴影内；  NE 指 E 边的引脚数。 27 / 31 a leading Fusion Sensor Solution supplier Sensing Deeper Prime Semi Nanjing, Hong Kong, Wuxi, Xiamen Frankfurt, Dortmund Suzhou, Shenzhen, Shanghai Rm. 707, Bldg. 6, Tian’An Cyber City No. 36 Yongfeng Avenue, Qinhuai Dist. Nanjing 210014, PRC. 9.1.2 卷带信息 图（26）卷带尺寸 型号 封装 引脚数 标准包装 A0 B0 K0 数量 PMDS-F2 DFN 10 3,000 3.29 ± 0.10 2.31 ± 0.10 1.10 ± 0.10 PMDS-F3 DFN 10 3,000 3.29 ± 0.10 2.31 ± 0.10 1.10 ± 0.10 PMDS-F4 QFN 24 1,000 表（10）卷带尺寸参数 (1) 所有尺寸单位均为 mm。 28 / 31 a leading Fusion Sensor Solution supplier Sensing Deeper Prime Semi Nanjing, Hong Kong, Wuxi, Xiamen Frankfurt, Dortmund Suzhou, Shenzhen, Shanghai Rm. 707, Bldg. 6, Tian’An Cyber City No. 36 Yongfeng Avenue, Qinhuai Dist. Nanjing 210014, PRC. 9.1.3 包装尺寸 图（21）包装尺寸 型号 封装 引脚数 标准包装数量 长 宽 高 PMDS-F2 DFN 10 3,000 x 5 182.0mm 182.0mm 140.0mm PMDS-F3 DFN 10 3,000 x 5 182.0mm 182.0mm 140.0mm PMDS-F4 QFN 24 1,000 表（11）包装尺寸参数 （1）所有尺寸单位均为 mm。 29 / 31 a leading Fusion Sensor Solution supplier Sensing Deeper Prime Semi Nanjing, Hong Kong, Wuxi, Xiamen Frankfurt, Dortmund Suzhou, Shenzhen, Shanghai Rm. 707, Bldg. 6, Tian’An Cyber City No. 36 Yongfeng Avenue, Qinhuai Dist. Nanjing 210014, PRC. 9.2 订购信息 型号 PMDS-F2 封装 DFN10 描述 应变、电容融合传感器 温度范围 最小包装 最小起订 （pcs） （pcs） -40 ~ 85°C 3,000 3,000 -40 ~ 85°C 3,000 3,000 -40 ~ 85°C 1,000 1,000 数字输出，适用于数字量测量 PMDS-F3 DFN10 应变、电容融合传感器 中断输出，适用于开关量感知 PMDS-F4 QFN24 高精度、多路电容测量 数字或模拟输出 表（12）订购信息 30 / 31 a leading Fusion Sensor Solution supplier Sensing Deeper Prime Semi Nanjing, Hong Kong, Wuxi, Xiamen Frankfurt, Dortmund Suzhou, Shenzhen, Shanghai Rm. 707, Bldg. 6, Tian’An Cyber City No. 36 Yongfeng Avenue, Qinhuai Dist. Nanjing 210014, PRC. 10. 支持与联络 如您有任何技术或商务问题，请不吝联络我们的团队： 华南区销售总监：Mr. Kenny CHEN，kenny.chen@prime-semi.com 华北区销售经理：Ms. Kitty LV，kitty.lv@prime-semi.com 华南区技术支持：Mr. Alec WANG，ya.wang@prime-semi.com 华北区技术支持：Mr. Andriy WU，andriy.wu@prime-semi.com 31 / 31 a leading Fusion Sensor Solution supplier Sensing Deeper