Анализ применения герметичной упаковки в области датчиков

1. Почему датчик необходимо пломбировать?

Датчики — это «глаза», воспринимающие физические величины. Но сенсорные чипы чрезвычайно чувствительны к окружающей среде: влага может привести к прилипанию движущихся частей МЭМС, а коррозионные газы могут привести к дрейфу чипов инфракрасных детекторов.

Герметичная упаковка решает три основные проблемы:

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

Во-вторых, обеспечивает стабильную внутреннюю атмосферу — некоторые датчики должны быть заполнены азотом высокой чистоты или инертными газами, и только герметичная упаковка может сохранить внутреннюю атмосферу неизменной.

В-третьих, обеспечивает электрическое соединение – проходная конструкция передает сигнал датчика изнутри герметичной полости наружу, не влияя на герметичность.

Типичные сценарии: датчики давления воздуха на впуске автомобиля подвергаются воздействию горячего масляного тумана в машинном отделении; датчики промышленных газов, подвергающиеся воздействию агрессивных газов, таких как сероводород; датчики скважинного давления, работающие в условиях высокой температуры и высокого давления – эти датчики неотделимы от герметичной упаковки.

2. Типичное решение для упаковки датчиков

Разные датчики требуют разных решений:

Датчик низкого напряжения (например, системы контроля давления в шинах) — решение GTMS: корпус Kovar + изолятор из боросиликатного стекла; экономичный, подходит для большого количества автомобильной электроники.

Датчик высокой температуры (например, датчик температуры выхлопных газов) — решение CTMS: керамика Al2O₃, устойчивая к высоким температурам и способная противостоять среде выхлопных газов двигателя.

Инфракрасный детектор – решение CTMS: керамическая подложка обеспечивает высокую теплопроводность и рассеивание тепла, а пайка обеспечивает высокую надежную воздухонепроницаемость.

Критерии выбора: смотрите на температуру, объем и среду. Чем выше температура и суровее окружающая среда, тем более предпочтителен CTMS; Чем больше размер партии и чем более чувствительно к затратам приложение, тем более предпочтительным является GTMS.

[Обзор следующей статьи] Следующая статья: Основное применение герметизации в оптической связи.

[Глоссарий]

1. МЭМС ( микроэлектромеханические системы): микроэлектромеханические системы – микрокомпоненты, объединяющие механические структуры и электронные схемы на пластинах.

2. Герметичный проход : герметичная конструкция корпуса, в которой металлические ножки проходят через металлическую оболочку, изолированную стеклом или керамикой.