由于醫(yī)療設(shè)備制造商不斷面臨平衡成本和質(zhì)量的壓力，因此壓力傳感器向開發(fā)人員提出了相互矛盾的要求，可能導(dǎo)致危險(xiǎn)的妥協(xié)。 壓力傳感器提出了一個(gè)常見的可靠性挑戰(zhàn)，迫使制造商依靠昂貴的持續(xù)維護(hù)和組件更換來解決傳感器固有的短壽命問題。 然而，在醫(yī)療應(yīng)用中，風(fēng)險(xiǎn)仍然更高，這些傳感器具有很高的準(zhǔn)確性和可靠性要求，并且組件故障可能導(dǎo)致安全風(fēng)險(xiǎn)。

挑戰(zhàn)

盡管傳感器組件的封裝對(duì)于解決這個(gè)問題很重要，但直到最近，傳感器制造商仍未解決這一挑戰(zhàn)。 血液分析儀系統(tǒng)是一個(gè)典型的用例。 雖然這種醫(yī)療應(yīng)用可能不需要壓力傳感器要在高溫或苛刻的流體中運(yùn)行，即使是鹽溶液最終也會(huì)具有腐蝕性，并且清潔和滅菌過程通常需要反復(fù)接觸漂白劑等腐蝕性化學(xué)品。

主要問題是用于壓力密封和保護(hù)傳感器管芯及相關(guān)電路的粘合劑最終會(huì)在周圍流體中軟化。 一旦密封破裂，傳感器電路就會(huì)損壞，從而造成常見的可靠性故障，如果它導(dǎo)致產(chǎn)品召回或需要定期維護(hù)和更換傳感子系統(tǒng)，則代價(jià)可能很高。

解決方案

一種創(chuàng)新的新型壓力傳感器封裝方法使用金錫焊接合金在陶瓷基板上形成共晶芯片鍵合，即使存在惡劣的流體也能實(shí)現(xiàn)氣密密封。 與單獨(dú)的熔點(diǎn)相比，比例為 80:20 的金錫焊料使合金的熔點(diǎn)低得多，從而提高了可制造性，同時(shí)在惡劣環(huán)境中仍保留了兩種金屬的優(yōu)點(diǎn)。 此外，雖然這種金錫焊料比粘合劑貴，但與長(zhǎng)期維護(hù)成本和可靠性的顯著改善相比，成本差異很小。

總結(jié)

檢查壓力介質(zhì)是從傳感器的背面還是頂部進(jìn)入是比較傳感器封裝方法時(shí)需要考慮的另一個(gè)方面。 如果壓力位于傳感器的頂部，則必須保護(hù)電路免受腐蝕或短路。 這種保護(hù)通常通過保護(hù)凝膠來實(shí)現(xiàn)。 然而，足夠堅(jiān)硬以承受腐蝕性流體的凝膠通常也足夠堅(jiān)硬以對(duì)MEMS元件造成應(yīng)力。

這可能會(huì)在大多數(shù)情況下導(dǎo)致無法容忍的傳感錯(cuò)誤 醫(yī)療應(yīng)用。 相反，背面入口僅揭示壓力介質(zhì)的共晶芯片附著、玻璃和硅——已被證明能夠承受這種環(huán)境的元素——沒有頂部傳感器的精度問題。

對(duì)于醫(yī)療設(shè)備，壓力傳感應(yīng)用的封裝對(duì)于消除常規(guī)妥協(xié)、提高產(chǎn)品壽命可靠性和降低擁有成本至關(guān)重要。

審核編輯：郭婷