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機(jī)械社區(qū)

標(biāo)題: 關(guān)于傳感器的真空封裝，俺對這個特別感興趣 [打印本頁]

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作者: 鬼魅道長    時間: 2011-5-9 23:08
標(biāo)題: 關(guān)于傳感器的真空封裝，俺對這個特別感興趣
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(dá)到一個相當(dāng)?shù)母叨?。俺對這個特別感興趣，就想上來討論討論。
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？
對封裝的氣密要求大概都是什么樣的數(shù)量級？

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作者: kric403    時間: 2011-5-10 17:07
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

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作者: 舟航    時間: 2011-5-10 22:31
先說壇子有玩MEMS的嗎？玩的咋樣，敢拍拍胸脯嗎？

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作者: 鬼魅道長    時間: 2011-5-11 15:53

舟航 發(fā)表于 2011-5-10 22:31
先說壇子有玩MEMS的嗎？玩的咋樣，敢拍拍胸脯嗎？

9 v5 G: G6 E+ Q謝版主提醒。
俺查了一些資料，就先說說一些初步的理解：
mems全稱是micro electromechanical system，即微機(jī)電系統(tǒng)，是從集成電路技術(shù)發(fā)展過來的，可以說是IC技術(shù)的擴(kuò)展。
) Q! m( {: E4 }
典型的mems器件是含有機(jī)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(dāng)大地影響到器件的性能。
& t: C, d' h- D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。
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具體來看，真空封裝有如下好處：
1.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(jī)噪聲，而其罪魁禍?zhǔn)拙褪强諝庾枘?，但在真空狀態(tài)下，此種情況會大大好轉(zhuǎn)。
/ M0 N- o2 w  T3.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?br /> 2 t+ I% B$ |% ]$ p' U- l& x  N7 `% e( {
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。

2 {1 r* O! \' n7 w, i1 J目前存在的問題：
( L2 p+ u. z6 v6 \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(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對真空度有一定的影響。
. q" I" O. M. H5 Y# p2 N" }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。
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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(kuò)散的方式進(jìn)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(jì)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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作者: 2266998    時間: 2011-5-11 16:11
回復(fù) 長驅(qū)鬼魅 的帖子

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(kuò)散的博士后，米硅，據(jù)說得老米真?zhèn)?，但阿拉不信?font class="jammer">, c, n$ G) ~  H0 B

7 I; o% C# X6 h; j2 r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，

' V$ Z+ \8 Y% t; }+ _4 ]* j# F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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作者: 鬼魅道長    時間: 2011-5-11 17:03

2266998 發(fā)表于 2011-5-11 16:11
回復(fù) 長驅(qū)鬼魅 的帖子

3 j9 K4 R8 K, O9 J9 R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(kuò)散的博士后 ...

' e4 [' r5 t# @; p% e俺大概知道是誰了，估計是那個山寨鬼子?xùn)|西的家伙，但俺不知道他是博后，哈哈！
  C9 Y2 r  i: F5 R: J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，這個導(dǎo)致的后果很嚴(yán)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(kuò)散焊，但是太熱，東西一烤就完蛋了。
1 W3 A' r" t6 l+ w4 ~* c& G, l3 B9 k
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。

8 P. A8 c$ U6 b& k

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作者: 2266998    時間: 2011-5-11 17:26
回復(fù) 長驅(qū)鬼魅 的帖子

- E2 K5 l* {1 j/ e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，

6 Y4 j" n3 H' }: K7 w: Y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(jī)笑了，哈哈，那個突發(fā)熱點直接就剔出了，就沒進(jìn)DSP，數(shù)據(jù)變換后的圖像，依然是你，哈，

3 D$ ^6 h- E6 o) h7 G* P* r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，
  S% W; g7 C3 d- V# F5 T: D9 C
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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作者: 鬼魅道長    時間: 2011-5-11 17:46

2266998 發(fā)表于 2011-5-11 17:26
1 r( g+ D0 g" {% |. e; f) V回復(fù) 長驅(qū)鬼魅 的帖子

# e* X+ v1 H' C; n& o" o% p+ T: N, z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。
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1 o' ]  u) F0 E+ `: n) R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(jī)打下來，事情就大了。
* M/ ^/ t+ E  D, `6 j7 e$ Q
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(rèn)的壽命是多少年？要達(dá)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？
! b  |& i; ~) E, }$ S) e' L4 N; u* c

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作者: 2266998    時間: 2011-5-11 17:53
回復(fù) 長驅(qū)鬼魅 的帖子
5 k, [" @! {7 F3 }) Q
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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6 T( \8 ]- B8 w4 N, h' c' d9 N我一個哥們說過，假如這個他玩好了，他準(zhǔn)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，
哈哈，

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?。?font class="jammer">+ }- O: o+ u$ X2 w6 J

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作者: 鬼魅道長    時間: 2011-5-11 18:12

2266998 發(fā)表于 2011-5-11 17:53
回復(fù) 長驅(qū)鬼魅 的帖子
3 o6 p" U6 L- r9 I* ]
: C$ H5 I8 L+ B( u+ }7 I6 y- _. r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 ...

9 P, |3 T1 x1 e. C8 g$ d. d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(qiáng)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(dá)到每小時1440件，無人看管，怎一個恐怖了得。
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4 }% N, j7 h, Y6 ~0 d

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作者: cjlcjlcjlcjl    時間: 2011-5-11 21:35
"鈔票像冰雹一樣砸在頭上"
多美妙的場景

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作者: 鬼魅道長    時間: 2011-5-12 05:50
咱壇子里做這個的兄弟來說句話吧，關(guān)于這個封裝，是怎么做的呢？
" `" L- l, l" k- l& c8 x! R: |
) H0 x- K: V* ]+ _! v/ e7 {* t另外，用過mems的兄弟也來說說，使用中，有沒有感覺到封裝手段的不同帶來的影響？

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作者: 李澤    時間: 2011-6-14 15:02

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長驅(qū)鬼魅 發(fā)表于 2011-5-12 05:50
/ ~5 _% S/ S9 Z/ l咱壇子里做這個的兄弟來說句話吧，關(guān)于這個封裝，是怎么做的呢？

5 M. ~3 ?/ y# S* u6 o1 @另外，用過mems的兄弟也來說說，使用中 ...

前幾天看一個繼電器還想過這個問題呢。
8 m9 g) }* a1 D* m. b' G6 l大俠分析問題很細(xì)，表達(dá)能力很強(qiáng)。很細(xì)很強(qiáng)大，十分佩服。

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作者: xiaoyetongxu    時間: 2011-9-23 02:00
野史：
某位先生在普林斯頓的某個實驗室干活。有87種材料中有4種表現(xiàn)出智能材料的特性。F22在低速高速飛行時，機(jī)翼前緣厚度是發(fā)生變化的。

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作者: c620    時間: 2012-6-10 09:47
這個真空封裝和北京烤鴨的真空包裝是一個原理吧。

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作者: aniljiang    時間: 2012-6-10 15:29
先由機(jī)械泵將大氣壓抽到約-1BAR，再由分子泵抽到-3——  -5BAR。國內(nèi)的密封油，分子泵，材料表面的處理（DEGAS），難啊。

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