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標題: 關于傳感器的真空封裝，俺對這個特別感興趣 [打印本頁]
作者: 鬼魅道長    時間: 2011-5-9 23:08
標題: 關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，如果提高傳感器內部真空度，可以使器件的Q值達到一個相當?shù)母叨取０硨@個特別感興趣，就想上來討論討論。
9 P# K# A# Z8 G  a; G5 Z* l8 z如果需要做真空封裝，通常采用的是什么樣的密封技術？效果怎么樣？
! V0 x6 E: j4 c: D1 W對封裝的氣密要求大概都是什么樣的數(shù)量級？/ ]0 J' G9 y7 R: @- b9 t% v
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備，芯片真空封裝、測試（密封性）之類的。。。不過沒深入了解
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？
作者: 鬼魅道長    時間: 2011-5-11 15:53
舟航 發(fā)表于 2011-5-10 22:31
! s( r4 Y  z/ L* S5 c. \! a; ^先說壇子有玩MEMS的嗎？玩的咋樣，敢拍拍胸脯嗎？

8 X/ u3 t- H  a( S謝版主提醒。
# S9 {7 z% @+ Q! \3 _1 X1 w# }. [3 E俺查了一些資料，就先說說一些初步的理解：
' k9 x/ K( S  t5 i: r' B, Vmems全稱是micro electromechanical system，即微機電系統(tǒng)，是從集成電路技術發(fā)展過來的，可以說是IC技術的擴展。8 X. w  t8 \  A; ?, x

# U* ]: O. p, C- A9 X) e; j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。7 s' S% T( x1 W! E
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，而且熱傳導也會得到抑制。
0 ?/ h& W; s; p! R  D0 [0 ]
8 c8 q. z: e) m  H+ F具體來看，真空封裝有如下好處：
# N# F( C2 \) B& D1.可以通過真空封裝形成器件內的局部真空，以此作為絕對壓力的零點，制造絕壓傳感器。- ^/ @+ O, G, L: W& q) z6 d
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。1 R& g9 d% }' a+ j, J/ ~/ N
3.陀螺儀的振子Q值是其靈敏度的主要指標，而真空封裝能夠將其有效地提高。
+ ^- r2 f5 t% v) R" }, W: w2 T! o9 D
4.利用真空絕熱的特性，包括紅外探測在內的一些傳感器都可以做到很高的靈敏度。
# x0 k- `+ G5 M
0 @! K% J- j4 L8 g' K+ I5 P! ~目前存在的問題：" j4 o3 |& T# G3 X
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，加上mems傳感器的體積都很小，內部材料自身放氣也會對真空度有一定的影響。/ b* E5 D1 j0 v+ @' l1 M& d  S
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。( U/ f$ P2 O, `, g* k: }

7 Z9 X: T, F. |( ?  }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，在經濟上會比較合適？其使用年限為多少年？如果內部器件的真空度下降而導致靈敏度降低，能否有檢測手段給出警告？- x& f# a& g$ u4 Z* l! ]4 f
作者: 2266998    時間: 2011-5-11 16:11
回復 長驅鬼魅 的帖子
0 |" ?( L; C: a2 X: L
6 ?: l6 Z8 c0 r& ]* m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，據說得老米真?zhèn)�，但阿拉不信�?br /> 5 }6 y2 j8 ^; a+ F) G0 S6 ]- K
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，
. h. j# k. A4 n/ x! E* J0 M1 a6 w: q! b3 o/ O
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，
  R* ~+ ^4 Z2 z* ~) I9 Z
作者: 鬼魅道長    時間: 2011-5-11 17:03
2266998 發(fā)表于 2011-5-11 16:11
7 S1 ?; u2 _, \0 v7 F$ {' t回復 長驅鬼魅 的帖子9 k6 l# k& I5 ?) A
1 q9 \% V9 i& z
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 ...
# f7 p8 l2 g& K  {) z
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！
2 O7 }. D* p% x# j8 w我看了些相關的論文，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，這個導致的后果很嚴重。俺現(xiàn)在手里拿著一個轉子，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。
3 B8 n) `! A* U8 m/ L9 F+ j
1 ]" N( w) O9 H& g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。4 M4 t1 L7 G4 x6 H, T; @% |

& B  u$ h: m$ H' l* z0 k
作者: 2266998    時間: 2011-5-11 17:26
回復 長驅鬼魅 的帖子, Y/ L9 }, F9 V5 u0 I

0 D$ M# L$ d8 z2 o, s; D大蝦，這個封裝水平的高低，直接就關乎你在世界上是爺還是孫子，就這么厲害，6 Q0 @& P# l/ `" v% n* B9 g" R7 K

. B, k. s  @  |  U) _, W8 e- ~許多高級的傳感器，里面不是一個點感應，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)據變換后的圖像，依然是你，哈，  u8 f) J* H1 {2 o* k, t2 r
0 r1 T/ x! Y* j- ]1 D
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，9 D$ ]$ v, R6 k5 r1 a: O

" g+ i. O# i0 h9 U) i  ~* K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�。〔慌d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
# |  ?' r- q/ m- E3 B回復 長驅鬼魅 的帖子% i9 K8 p( ^; Z6 N
) H/ U1 V$ y9 H7 ~- |5 ]% M9 P
大蝦，這個封裝水平的高低，直接就關乎你在世界上是爺還是孫子，就這么厲害，
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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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2 U& i1 t" k  N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。
7 h$ y3 F# c/ q7 X0 U8 P  \$ I- V, ?6 m2 |1 P) t! z5 `/ w
如果是民品，我想國內現(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？+ M  J! ~7 R. P$ Y: p0 w! ?' I3 X
作者: 2266998    時間: 2011-5-11 17:53
回復 長驅鬼魅 的帖子  n* h3 O( U+ W& {' J: C5 f
" t; u- U8 Q+ t- |
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，  L: M" E: B4 i* z6 _4 f; U% c( i8 ^
* {$ Y0 _7 U8 I% T* P& c& D
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’到海關了，問他干嗎來了，匾曰：和平統(tǒng)一，一國梁志，
& c: A' J: x/ d7 a0 k& K$ Q哈哈，
9 j5 t2 A1 E* d* l+ I0 V% [1 u$ U, T
+ q. W6 H1 h' V$ t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�。�
6 D% p) l: k( ?
作者: 鬼魅道長    時間: 2011-5-11 18:12
2266998 發(fā)表于 2011-5-11 17:53
+ q5 f# b2 O( n6 e) a1 n1 q回復 長驅鬼魅 的帖子8 Z0 b1 p4 c- D3 f6 i- I8 D8 Z% D2 A: F

5 @5 L  }, f& c) l0 v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 ...

4 c, D1 m" H% B6 o) |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域，全世界就他們非真空玩得好，誰都不靈，丫拿這技術焊船甲板，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，八十年代的設備已經可以達到每小時1440件，無人看管，怎一個恐怖了得。
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1 l( f0 l+ n3 Z" Z# G+ t$ q( ?. d" N/ m& w# I& H7 n) e
作者: cjlcjlcjlcjl    時間: 2011-5-11 21:35
"鈔票像冰雹一樣砸在頭上"8 E$ l  c7 ?' X4 [' |; }
多美妙的場景
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，關于這個封裝，是怎么做的呢？
1 U6 |9 F5 Q: B. U; w1 Q, m
: J* R# Y, ~- L- a" F9 ~# {, u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？
作者: 李澤    時間: 2011-6-14 15:02
本帖最后由 李澤 于 2011-6-14 15:04 編輯 8 H( a! p  |$ X
長驅鬼魅 發(fā)表于 2011-5-12 05:50
0 {' Y, W  X- L6 J. x: h咱壇子里做這個的兄弟來說句話吧，關于這個封裝，是怎么做的呢？8 y* J' v3 T$ N# _( I7 j9 `
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另外，用過mems的兄弟也來說說，使用中 ...
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* `, L" _) l' u, Z4 G. T前幾天看一個繼電器還想過這個問題呢。
& o% x" F$ b$ m( \3 k- D( M" U大俠分析問題很細，表達能力很強。很細很強大，十分佩服。- ]$ Z& ?  T- R) @+ t
作者: xiaoyetongxu    時間: 2011-9-23 02:00
野史：
4 P& T3 Z" V& F0 E$ t" L' c# j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，機翼前緣厚度是發(fā)生變化的。
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。
作者: aniljiang    時間: 2012-6-10 15:29
先由機械泵將大氣壓抽到約-1BAR，再由分子泵抽到-3——  -5BAR。國內的密封油，分子泵，材料表面的處理（DEGAS），難啊。



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