關(guān)于傳感器的真空封裝,，俺對(duì)這個(gè)特別感興趣

鬼魅道長(zhǎng)

昨天聽(tīng)一個(gè)客戶說(shuō),，現(xiàn)在mems傳感器的真空封裝是一個(gè)不太好搞的問(wèn)題,，如果提高傳感器內(nèi)部真空度，可以使器件的Q值達(dá)到一個(gè)相當(dāng)?shù)母叨�,。俺�?duì)這個(gè)特別感興趣,，就想上來(lái)討論討論。
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(duì)封裝的氣密要求大概都是什么樣的數(shù)量級(jí),？
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kric403

以前上課時(shí)候參觀過(guò)老師實(shí)驗(yàn)室設(shè)備,，芯片真空封裝,、測(cè)試（密封性）之類(lèi)的。,。,。不過(guò)沒(méi)深入了解

舟航

先說(shuō)壇子有玩MEMS的嗎？玩的咋樣,，敢拍拍胸脯嗎,？

鬼魅道長(zhǎng)

舟航 發(fā)表于 2011-5-10 22:31
& ^9 V* C; f$ p- M先說(shuō)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(shuō)說(shuō)一些初步的理解：
mems全稱(chēng)是micro electromechanical system,，即微機(jī)電系統(tǒng)，是從集成電路技術(shù)發(fā)展過(guò)來(lái)的,，可以說(shuō)是IC技術(shù)的擴(kuò)展,。
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典型的mems器件是含有機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件的，如果在大氣環(huán)境下運(yùn)動(dòng),，會(huì)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(huì)消耗多余的能量,，這兩方面的影響會(huì)相當(dāng)大地影響到器件的性能。
+ a8 Q: ^8 Q' U$ F$ i而如果在真空環(huán)境下,，mems器件的Q值會(huì)很高,，主要原因就是消除了空氣阻尼，而且熱傳導(dǎo)也會(huì)得到抑制,。
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具體來(lái)看,，真空封裝有如下好處：
1.可以通過(guò)真空封裝形成器件內(nèi)的局部真空，以此作為絕對(duì)壓力的零點(diǎn),，制造絕壓傳感器,。
2.很多種傳感器都需要控制熱機(jī)噪聲，而其罪魁禍?zhǔn)拙褪强諝庾枘�,，但在真空狀態(tài)下,，此種情況會(huì)大大好轉(zhuǎn)。
3.陀螺儀的振子Q值是其靈敏度的主要指標(biāo),，而真空封裝能夠?qū)⑵溆行У靥岣摺?font class="jammer">9 O+ B' {$ [% S% ]

4.利用真空絕熱的特性,，包括紅外探測(cè)在內(nèi)的一些傳感器都可以做到很高的靈敏度。
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目前存在的問(wèn)題：
6 E& g* c, A) j- U5 _" F+ Y9 U# q1.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(huì)泄漏進(jìn)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(huì)對(duì)真空度有一定的影響,。
3 K5 x% A. ]5 P+ ?7 @  w  L$ k2.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(wú)具體數(shù)據(jù)支撐其封裝效果，其成本也相對(duì)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(huì)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(shuō)是完全成熟,。

  q+ T  q! a# P0 q3 o3 t說(shuō)到這里,，俺想問(wèn)問(wèn)，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(cè)？另外,，任何材料都會(huì)放氣,，而大氣中的氫會(huì)通過(guò)材料固溶-擴(kuò)散的方式進(jìn)入到真空里，這兩者都會(huì)導(dǎo)致真空度的下降,，而封裝手段的氣密性,，也會(huì)直接影響到真空度。那么,，一般來(lái)說(shuō),，mems器件的真空度要到多高，在經(jīng)濟(jì)上會(huì)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(cè)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(kāi)口,，阿拉知道在北京有一個(gè)玩高真空擴(kuò)散的博士后,，米硅，據(jù)說(shuō)得老米真?zhèn)鳎�但阿拉不信�?font class="jammer">( o* @6 `0 U5 I

國(guó)人講高科技,，將這東西掛在嘴上,，天天說(shuō)，說(shuō)濫了,，哈哈,，什么是高科技，閣下現(xiàn)在談的這個(gè)就是,，確切說(shuō),，誰(shuí)玩的東西？那就是洛-馬與諾-格,，

- E7 O- [  q, |& V假如俺玩得了這個(gè),，俺常想，就躺在長(zhǎng)安街上,，鈔票像冰雹一樣砸在頭上,，哈哈，

鬼魅道長(zhǎng)

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(kāi)口,，阿拉知道在北京有一個(gè)玩高真空擴(kuò)散的博士后 ...

俺大概知道是誰(shuí)了，估計(jì)是那個(gè)山寨鬼子?xùn)|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(kuò)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(gè)導(dǎo)致的后果很?chē)?yán)重,。俺現(xiàn)在手里拿著一個(gè)轉(zhuǎn)子,，幾十道焊縫，客戶正發(fā)愁,，本來(lái)打算用擴(kuò)散焊,，但是太熱，東西一烤就完蛋了,。

大概的計(jì)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(guò)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(guó)內(nèi)是否有這么高氣密封裝的手段，具體是怎么實(shí)現(xiàn)的,？我對(duì)晶元鍵合不太了解,。

2266998

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& J) x/ X1 a$ _3 O0 X大蝦,，這個(gè)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,，

3 B  X9 a4 e$ H9 E許多高級(jí)的傳感器，里面不是一個(gè)點(diǎn)感應(yīng),，是一片矩陣,，舉個(gè)例子，鬼子的近距格斗彈,，里面的紅外是一個(gè)精密矩陣,，不單檢測(cè)你尾噴口的熱量，還檢測(cè)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(jì)算機(jī)笑了,，哈哈,，那個(gè)突發(fā)熱點(diǎn)直接就剔出了，就沒(méi)進(jìn)DSP,，數(shù)據(jù)變換后的圖像,，依然是你，哈,，
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9 {  d4 w0 q, T& f% q想把每給點(diǎn)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(zhǎng)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(guó)寶,，
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" l5 n+ Z, y5 [9 f( ?1 U6 p9 {可惜了,，國(guó)人盡是騙子,，阿拉見(jiàn)不少這類(lèi)假貨，人家先開(kāi)口,，說(shuō),，別問(wèn)俺什么啊,！不興上來(lái)就打嘴巴的,，哈哈，你看那些玩芯的,，最后銀子揣飽了,，回米國(guó)開(kāi)小館子去了，米國(guó)茅臺(tái)很便宜,，開(kāi)館子有效益,，哈哈
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鬼魅道長(zhǎng)

2266998 發(fā)表于 2011-5-11 17:26
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大蝦，這個(gè)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(gè),，開(kāi)始只是娛樂(lè),，后來(lái)慢慢地覺(jué)得確實(shí)很值得討論一番。
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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(shí)候誰(shuí)不聽(tīng)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(shí)候,，發(fā)現(xiàn)靈敏度下降,，把自家飛機(jī)打下來(lái)，事情就大了,。

+ U3 M/ n7 p# J5 n3 x" V; d) e8 P如果是民品,，我想國(guó)內(nèi)現(xiàn)在肯定有做這個(gè)的，不知道現(xiàn)在行業(yè)默認(rèn)的壽命是多少年,？要達(dá)到實(shí)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？
  C" w/ P' Y; V9 S, J) k+ G  D

2266998

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哈哈,，大蝦,，阿拉玩不到這個(gè)程度了，只是清楚知道原理,，假如阿拉玩得下這個(gè),，把所有現(xiàn)在的東西都扔掉，每天中午12點(diǎn)起,，哈哈,，
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: Q- M- B- Z/ l我一個(gè)哥們說(shuō)過(guò)，假如這個(gè)他玩好了,，他準(zhǔn)備娶5個(gè)老婆,，你想，那東西擺10年都一個(gè)精度,，阿匾早就提著‘點(diǎn)心盒子’到海關(guān)了,，問(wèn)他干嗎來(lái)了，匾曰：和平統(tǒng)一,，一國(guó)梁志,，
- q8 B: M4 D+ s% f哈哈，

  N7 p0 I) @: x/ c( \4 U8 M米國(guó)為什么橫,，國(guó)人不懂啊,，小鼻子像哈巴狗一樣隨著，為什么�,�,？
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鬼魅道長(zhǎng)

2266998 發(fā)表于 2011-5-11 17:53
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+ ^6 U+ @  I& Q: L) c7 z哈哈，大蝦,，阿拉玩不到這個(gè)程度了,，只是清楚知道原理，假如阿拉玩得下這個(gè),，把所有 ...

4 m8 J1 z  V  C3 ~) L' U/ \4 Q' k這個(gè)玩得確實(shí)狠……美國(guó)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(shuí)都不靈,，丫拿這技術(shù)焊船甲板，強(qiáng)度賊高,。而且有一件非常震撼的事足可說(shuō)明：電子束是由電子構(gòu)成的,，一般來(lái)說(shuō)，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(chǎng)干擾,，但是有次接觸到一份資料，米國(guó)佬能讓電子束在磁場(chǎng)的控制下,，在金屬里打出螺旋孔來(lái),！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(dá)到每小時(shí)1440件，無(wú)人看管,，怎一個(gè)恐怖了得,。


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