關(guān)于傳感器的真空封裝,，俺對這個特別感興趣

鬼魅道長

昨天聽一個客戶說,，現(xiàn)在mems傳感器的真空封裝是一個不太好搞的問題,，如果提高傳感器內(nèi)部真空度,，可以使器件的Q值達到一個相當?shù)母叨�,。俺對這個特別感興趣，就想上來討論討論,。
" _7 G# n# N* |4 V9 x  W如果需要做真空封裝,，通常采用的是什么樣的密封技術(shù)？效果怎么樣,？
對封裝的氣密要求大概都是什么樣的數(shù)量級,？

kric403

以前上課時候參觀過老師實驗室設(shè)備,，芯片真空封裝、測試（密封性）之類的,。,。。不過沒深入了解

舟航

先說壇子有玩MEMS的嗎,？玩的咋樣,，敢拍拍胸脯嗎？

鬼魅道長

舟航 發(fā)表于 2011-5-10 22:31
# v& m6 T5 k9 Z+ N5 H先說壇子有玩MEMS的嗎,？玩的咋樣,，敢拍拍胸脯嗎？

謝版主提醒,。
俺查了一些資料,，就先說說一些初步的理解：
, p2 _. N) v+ b; _9 smems全稱是micro electromechanical system，即微機電系統(tǒng),，是從集成電路技術(shù)發(fā)展過來的,，可以說是IC技術(shù)的擴展。
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& X( I! Z, [: l: k典型的mems器件是含有機械運動部件的,，如果在大氣環(huán)境下運動,，會受到空氣阻尼的阻礙，直接影響到Q值,，具體的表現(xiàn)是氣壓高則Q值低,，而且還會消耗多余的能量，這兩方面的影響會相當大地影響到器件的性能,。
5 _; o& l7 q* h% K& S6 Y而如果在真空環(huán)境下,，mems器件的Q值會很高，主要原因就是消除了空氣阻尼,，而且熱傳導(dǎo)也會得到抑制,。
  _( Q. a  u& N
具體來看，真空封裝有如下好處：
9 k0 h* M- S6 [; j# w1.可以通過真空封裝形成器件內(nèi)的局部真空,，以此作為絕對壓力的零點,，制造絕壓傳感器。
2.很多種傳感器都需要控制熱機噪聲,，而其罪魁禍首就是空氣阻尼,，但在真空狀態(tài)下，此種情況會大大好轉(zhuǎn),。
0 E( n9 J9 l" ]; a5 Q3.陀螺儀的振子Q值是其靈敏度的主要指標,，而真空封裝能夠?qū)⑵溆行У靥岣摺?font class="jammer">, n* I4 o8 o0 P# R0 ^, A. n

4.利用真空絕熱的特性,，包括紅外探測在內(nèi)的一些傳感器都可以做到很高的靈敏度。

" I4 f' j) L* G8 Q; I3 n目前存在的問題：
1.真空度的持久性：由于封裝材料本身的氣密性,，以及封裝手段的原因,，大氣會泄漏進封裝器件內(nèi)，加上mems傳感器的體積都很小,，內(nèi)部材料自身放氣也會對真空度有一定的影響,。
2.封裝手段：目前成熟的幾種封裝材料有玻璃-金屬，玻璃-玻璃,，陶瓷-金屬,，手法大概是晶元鍵合和平面犧牲層，但尚無具體數(shù)據(jù)支撐其封裝效果,，其成本也相對較高,。另一種手法是利用吸氣劑，但由于非蒸散型吸氣劑需要激活,，要求的溫度會影響到傳感器內(nèi)部器件,，而蒸散型吸氣劑則容易引起短路，所以這方面不能說是完全成熟,。

說到這里,，俺想問問，這種密封件的尺寸都較小,，即使獲得了理想的真空,，又該如何檢測？另外,，任何材料都會放氣,，而大氣中的氫會通過材料固溶-擴散的方式進入到真空里,，這兩者都會導(dǎo)致真空度的下降,，而封裝手段的氣密性，也會直接影響到真空度,。那么,，一般來說，mems器件的真空度要到多高,，在經(jīng)濟上會比較合適,？其使用年限為多少年？如果內(nèi)部器件的真空度下降而導(dǎo)致靈敏度降低,，能否有檢測手段給出警告,？
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2266998

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哈哈，大蝦,，你這東西阿拉一直不敢開口,，阿拉知道在北京有一個玩高真空擴散的博士后,，米硅，據(jù)說得老米真?zhèn)�,，但阿拉不信�?br /> 5 r5 y7 s9 U" a
; ]; x% \0 e; o+ j國人講高科技,，將這東西掛在嘴上，天天說,，說濫了,，哈哈，什么是高科技,，閣下現(xiàn)在談的這個就是,，確切說，誰玩的東西,？那就是洛-馬與諾-格,，
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假如俺玩得了這個，俺常想,，就躺在長安街上,，鈔票像冰雹一樣砸在頭上，哈哈,，
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鬼魅道長

2266998 發(fā)表于 2011-5-11 16:11
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哈哈,，大蝦,，你這東西阿拉一直不敢開口，阿拉知道在北京有一個玩高真空擴散的博士后 ...

/ y/ q& j" \( [# e8 E; D4 U4 f俺大概知道是誰了,，估計是那個山寨鬼子東西的家伙,，但俺不知道他是博后，哈哈,！
我看了些相關(guān)的論文,，擴散焊的封裝和非蒸散吸氣劑的激活一樣，需要大面積的加熱,，這個導(dǎo)致的后果很嚴重,。俺現(xiàn)在手里拿著一個轉(zhuǎn)子，幾十道焊縫,，客戶正發(fā)愁,，本來打算用擴散焊，但是太熱,，東西一烤就完蛋了,。
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大概的計算，如果真空封裝的初始真空度在10^-2或者-3的水平,，要維持三年真空不低于1Pa,，需要的氣密性要求是整體漏率不超過10^-15Pa m3/s左右,，而這樣的氣密性很接近金屬材料本身的氣密性了（我記得好像是10^-17以上，具體數(shù)值不知道了）,，所以特別想知道是怎么搞的,，另外，國內(nèi)是否有這么高氣密封裝的手段,，具體是怎么實現(xiàn)的,？我對晶元鍵合不太了解。
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2266998

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大蝦，這個封裝水平的高低,，直接就關(guān)乎你在世界上是爺還是孫子,，就這么厲害，

許多高級的傳感器,，里面不是一個點感應(yīng),，是一片矩陣，舉個例子,，鬼子的近距格斗彈,，里面的紅外是一個精密矩陣，不單檢測你尾噴口的熱量,，還檢測你到翼稍的溫度梯度,，成像以后鎖定你，你還打什么紅外彈欺騙,，鬼子的計算機笑了,，哈哈，那個突發(fā)熱點直接就剔出了,，就沒進DSP,，數(shù)據(jù)變換后的圖像，依然是你,，哈,，

/ b  M3 T! `! C6 K7 x  A" x想把每給點封裝合格了，保持許多年好使,，假如那樣,，阿拉告訴你，真的站在長安街上大喊,，阿拉今天喝酒了,，你看警察抓你，才不呢,，你從此是國寶,，
5 L9 o+ {# p( x$ z4 ?
可惜了,，國人盡是騙子，阿拉見不少這類假貨,，人家先開口,，說，別問俺什么�,�,！不興上來就打嘴巴的，哈哈,，你看那些玩芯的,，最后銀子揣飽了，回米國開小館子去了,，米國茅臺很便宜,，開館子有效益，哈哈
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鬼魅道長

2266998 發(fā)表于 2011-5-11 17:26
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大蝦,，這個封裝水平的高低,，直接就關(guān)乎你在世界上是爺還是孫子，就這么厲害,，

哈哈,，要是真這樣就好了,！大俠知道鬼佬是怎么封裝的嗎,？俺研究這個,，開始只是娛樂，后來慢慢地覺得確實很值得討論一番,。

* s% T* k: k: w, |% y  f' s如果是軍品,，封裝一次抵上好幾年，戰(zhàn)略意義太大了,，可以囤一大堆導(dǎo)彈擺著,，什么時候誰不聽話了拉出去臭揍，但如果封裝不好,，就只能囤上可以接受的數(shù)量,，并每年更替，不然想用的時候,，發(fā)現(xiàn)靈敏度下降,，把自家飛機打下來，事情就大了,。
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如果是民品,，我想國內(nèi)現(xiàn)在肯定有做這個的，不知道現(xiàn)在行業(yè)默認的壽命是多少年,？要達到實際需要的Q值,，真空度是多少？現(xiàn)有的封裝能夠在多大程度上滿足要求,？

2266998

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9 c' A: l$ o$ x" ], @5 B% [
1 ~" s' e! ^; f哈哈,，大蝦，阿拉玩不到這個程度了,，只是清楚知道原理,，假如阿拉玩得下這個，把所有現(xiàn)在的東西都扔掉,，每天中午12點起,，哈哈，
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  Y8 z$ f, M! t7 Q我一個哥們說過,，假如這個他玩好了,，他準備娶5個老婆，你想,，那東西擺10年都一個精度,，阿匾早就提著‘點心盒子’到海關(guān)了，問他干嗎來了,，匾曰：和平統(tǒng)一,，一國梁志，
/ _( f1 d# J0 }1 l哈哈,，
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米國為什么橫,，國人不懂啊，小鼻子像哈巴狗一樣隨著,，為什么�,。�

鬼魅道長

2266998 發(fā)表于 2011-5-11 17:53
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( C; X4 {( l% R" J4 ]: P+ d# ?哈哈,，大蝦,，阿拉玩不到這個程度了，只是清楚知道原理,，假如阿拉玩得下這個,，把所有 ...

這個玩得確實狠……美國佬有多厲害，俺只知道在電子束焊接領(lǐng)域,，全世界就他們非真空玩得好,，誰都不靈，丫拿這技術(shù)焊船甲板,，強度賊高,。而且有一件非常震撼的事足可說明：電子束是由電子構(gòu)成的，一般來說,，是以光速的一半的速度在真空里直線飛行,，而且非常怕磁場干擾，但是有次接觸到一份資料,，米國佬能讓電子束在磁場的控制下,，在金屬里打出螺旋孔來！這是什么樣的技術(shù)呀,！即使是真空環(huán)境下,，他們的電子束焊接齒輪，八十年代的設(shè)備已經(jīng)可以達到每小時1440件,，無人看管,，怎一個恐怖了得。
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