作者：vbond 發(fā)布時(shí)間：2022-11-02 15:05 瀏覽次數(shù) :
傳感器是一種可以將物理參數(shù)轉(zhuǎn)換為模擬或數(shù)字信號(hào)輸出的輸入設(shè)備。換句話(huà)說(shuō)，它會(huì)用力、濕度、光等物理量轉(zhuǎn)換為等效電輸出。溫度傳感器包括各種應(yīng)用中常用的傳感器、濕度、氣體、壓力、汽車(chē)和觸摸傳感器等。用于傳感器的技術(shù)包括聲學(xué)、電容、多普勒、電磁、機(jī)電、熱敏電阻、電感、光學(xué)、微波、激光、超聲波、壓電效應(yīng)等。
如今工業(yè)、汽車(chē)、許多壓力傳感器在惡劣環(huán)境中的應(yīng)用，如航空航天，甚至醫(yī)療設(shè)備，都對(duì)開(kāi)發(fā)人員提出了矛盾的要求。這導(dǎo)致了高成本的妥協(xié)。通常，這些傳感器用于測(cè)量可能損壞傳感器元件的苛刻流體（如制冷劑）、油、氣體或其他腐蝕性溶劑）、液體和壓力。由于溫度要求的增加，即使超過(guò)準(zhǔn)確的壓力讀數(shù)補(bǔ)償也會(huì)出現(xiàn)其他問(wèn)題。
航空航天和汽車(chē)的規(guī)格特別嚴(yán)格，工作溫度范圍高達(dá)-40℃至+150℃。由于部件故障可能導(dǎo)致安全風(fēng)險(xiǎn)或產(chǎn)品召回，這些堅(jiān)固的應(yīng)用通常具有很高的準(zhǔn)確性和可靠性要求。
AMB覆銅陶瓷基板是一種無(wú)機(jī)化合物，含有金屬或準(zhǔn)金屬，以及具有共價(jià)鍵或離子鍵的非金屬固體材料。普通陶瓷有磚、瓷器和陶器。高級(jí)陶瓷是由具有特殊性能的材料制成的，又稱(chēng)精細(xì)陶瓷、工程陶瓷、高性能陶瓷、高科技陶瓷或技術(shù)陶瓷。傳統(tǒng)上陶瓷是由粉末制成，然后用強(qiáng)度加熱制成、硬度、材料的脆性和低導(dǎo)電性。
陶瓷可以廣泛應(yīng)用于幾乎所有的應(yīng)用領(lǐng)域，包括工程和工業(yè)領(lǐng)域，包括醫(yī)藥、汽車(chē)、空間和環(huán)境領(lǐng)域。陶瓷在腐蝕性環(huán)境中非常有用，可以在高溫下長(zhǎng)期使用，而不會(huì)改變其性能。TiO2、Al2O3和ZrO2等陶瓷氧化物的優(yōu)勢(shì)與其他聚合物和金屬進(jìn)行了比較，并報(bào)告說(shuō)，這些氧化物可用于各種具有特殊性能和優(yōu)勢(shì)的傳感器應(yīng)用。這對(duì)航空公司來(lái)說(shuō)是正確的、汽車(chē)、陶瓷材料在醫(yī)藥和化工行業(yè)的使用具有重要意義。雖然許多領(lǐng)域的傳感器都是由陶瓷制成的，但這些材料的易碎性限制了它們?cè)诮ㄖ牧现械膽?yīng)用。
為了在-40℃至+150℃壓力傳感器在溫度范圍內(nèi)表現(xiàn)良好，需要穩(wěn)定的壓力傳感器MEMS元件和穩(wěn)定的包裝和制造工藝。然而，不穩(wěn)定通常是由于MEMS裸片的TCE（熱膨脹系數(shù)）和它安裝的基板之間的差異。雖然不銹鋼可能被認(rèn)為是一種完美的基材，但它的TCE遠(yuǎn)高于硅。金屬會(huì)隨著溫度的變化而膨脹和收縮，焊接在其上的硅元素變化較小。MEMS元件會(huì)對(duì)由TCE由差異引起的應(yīng)力做出反應(yīng)，從而導(dǎo)致看起來(lái)像系統(tǒng)壓力變化的錯(cuò)誤，從而給系統(tǒng)設(shè)計(jì)者帶來(lái)新的可靠性問(wèn)題。
一種新型的壓力傳感器包裝方法，使用金錫焊接合金AMB即使在極寬的溫度范圍內(nèi)，銅陶瓷基板上也會(huì)創(chuàng)建共晶芯片鍵合、氣密密封也可以在苛刻的流體和高壓下實(shí)現(xiàn)。AMB覆銅陶瓷基板接近硅TCE，所以沒(méi)有明顯的熱失配，錫和金是常見(jiàn)的焊接元素，能很好地粘附在苛刻的流體上。
雖然可制造性受其高熔點(diǎn)的影響，但低熔點(diǎn)的合金是通過(guò)金錫焊接鍵產(chǎn)生的，比例為80:20。這反過(guò)來(lái)又提高了制造性，同時(shí)保留了兩種金屬在惡劣環(huán)境中的優(yōu)勢(shì)。雖然這種金錫焊料比粘合劑更貴，但與顯著提高維護(hù)成本和長(zhǎng)期可靠性相比，成本差異很小。