微传感器封装( 五 )

研究团队面临的第二个难题是微传感器的温度漂移和时间漂移 。 针对这个问题 , 研究团队采用封装典型工艺的分步工艺变形和应力模型来揭示封装结构、材料、工艺参数与变形、应力和性能的量化规律 , 研制的微压力传感器已通过30多项严酷的汽车级可靠性试验 , 寿命远远超过军标要求 , -40℃~125℃热循环寿命达到300万次 , 最终解决了国产微传感器因温度、湿度和时间引起的成品率低和性能退化的难题 。 研究团队提出的体系和方法已获得IBM、英特尔等14家美国顶级半导体公司的项目支持 。

微传感器封装技术不仅面临着上述共性挑战 , 一些器件还提出了特殊要求 。 例如 , 惯性导航和红外器件需要高真空度和长时间的真空保持度 。 微传感器器件封装的温度一般要求低于450℃ , 典型尺寸一般小于2厘米(电真空器件典型尺寸大于10厘米) , 电真空技术不能直接移植到微传感器真空封装技术中 , 而且电子管的真空检测也不适合微传感器器件 。 另外 , 氦质谱检漏仪在微传感器真空封装中存在较大的应用局限:首先 , 质谱检漏仪的检测灵敏度不满足真空封装对漏率的要求;其次 , 在真空下检测漏率与实际漏率具有非线性关系 , 使得测试漏率只具有相对比较的意义 , 与实际漏率相去甚远 。 试验测试表明 , 空气中的实际漏率比质谱检漏仪的测试漏率至少低3个数量级 。 仅仅通过提高焊接质量很难达到真空封装5年以上长时间真空保持的要求 , 这导致许多很有创意、具有潜在市场应用的器件没有可靠的真空封装技术 , 而只能在实验室做功能演示 。

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