封装材料对压阻式加速度传感器性能的影响*
2012-12-12高世桥石云波
爆炸与冲击 2012年6期
关键词:不锈钢
李 平,高世桥,金 磊,石云波,2
(1.北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室,北京100081;2.中北大学仪器科学与动态测试技术教育部重点实验室,山西 太原030051)
高量程加速度传感器是现代智能武器、侵彻武器等的核心部件之一,通常情况下要求其可以承受几万g,甚至几十万g冲击载荷。由于工作环境恶劣,MEMS(Micro electro mechanical systems)高量程加速度传感器在应用时容易出现结构失效,而由封装引起的失效是高量程加速度传感器失效的主要原因之一,如管壳破裂、盖板凹陷、芯片从管壳基板上脱落以及引线断裂等问题是封装中引起高量程加速度传感器失效的主要因素,同时封装成本几乎占整个加速度传感器成本的70%~80%。因此,封装对高量程加速度传感器显得尤为重要,并且针对出现的问题急需研究出成本较低的、适合于高量程加速度传感器的封装方法[1-4]。
针对MEMS传感器的封装技术已经做了大量的研究,M.S.Zarnik等[5]研究了封装工艺过程中残余应力对压力传感器性能的影响,通过有限元模拟得出封装材料间的热失配程度将影响到传感器结构中残余应力的大小。同时,根据MEMS高量程加速度传感器的工作环境,文献[6-8]通过研究得出由于封装管壳、贴片胶及MEMS结构之间的材料属性的不匹配引起的残余应力是影响传感器性能的主要因素之一;同时封装管壳材料也是影响MEMS高量程加速度传感器性能的重要因素,而且MEMS高量程加速度传感器常用的2种封装材料分别是陶瓷封装材料和不锈钢金属封装材料。……
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