Анализ применения герметичной упаковки в области датчиков

1. Зачем датчикам нужна герметичная упаковка?

Датчики — это «глаза», воспринимающие физические величины. Но сенсорные чипы чрезвычайно чувствительны к окружающей среде: влага приводит к прилипанию подвижных частей МЭМС, а коррозионные газы вызывают дрейф чипов инфракрасных детекторов.

Герметичная упаковка решает три основные проблемы:

Во-первых, он блокирует влагу и агрессивные газы, обеспечивая долговременную стабильность чипа.

Во-вторых, это обеспечивает стабильную внутреннюю атмосферу — некоторые датчики должны быть заполнены азотом высокой чистоты или инертным газом, и только герметичная упаковка сохраняет внутреннюю атмосферу неизменной.

В-третьих, он обеспечивает электрические проходные соединения — проходная конструкция передает сигналы датчиков изнутри герметичной полости наружу без ущерба для герметичности.

Типичные сценарии: автомобильные датчики давления на впуске подвергаются воздействию горячего масляного тумана в моторном отсеке; датчики промышленных газов, контактирующих с агрессивными газами, такими как сероводород; датчики скважинного давления, работающие в условиях высокой температуры и высокого давления — ни один из них не обходится без герметичной упаковки.

2. Типичные решения по упаковке датчиков

Разные датчики требуют разных решений:

Датчики низкого давления (например, системы контроля давления в шинах) — решение GTMS: корпус Kovar + изолятор из боросиликатного стекла; контролируемая стоимость, подходит для крупносерийной автомобильной электроники.

Высокотемпературные датчики (например, датчики температуры выхлопных газов) — Решение CTMS: керамика Al₂O₃, устойчивая к высоким температурам и способная противостоять среде выхлопных газов двигателя.

Инфракрасные детекторы — решение CTMS: керамическая подложка обеспечивает высокопроводный отвод тепла, а пайка обеспечивает высоконадежную герметичность.

Критерии выбора: смотрите на температуру, объем и среду. Чем выше температура и чем жестче окружающая среда, тем больше предпочтение отдается CTMS; чем больше партия и чем более чувствительна к затратам заявка, тем больше предпочтение отдается GTMS.

[Предварительный просмотр следующей статьи] Следующая статья: ключевые применения герметичной упаковки в оптической связи.

[Глоссарий]

1. МЭМС (микро-электромеханические системы) : микроэлектромеханические системы — миниатюрные устройства, объединяющие механические структуры и электронные схемы на кристалле.

2. Герметичный проход : герметичная упаковочная конструкция, в которой металлические штыри проходят через металлический корпус, изолированный стеклом или керамикой.