陶瓷基板在壓力傳感器腐蝕性環境中作用巨大

發布時間：2022年10月12日 18時08分08秒

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　　陶瓷基板是包含金屬或準金屬的無機化合物和具有共價(jia) 鍵或離子鍵的非金屬的固體(ti) 材料。常見的陶瓷有磚、瓷和陶器。具有特殊性能的物質製造高級陶瓷，也稱為(wei) 精細陶瓷、工程陶瓷、高性能陶瓷、高科技陶瓷或技術陶瓷。傳(chuan) 統上，陶瓷由粉末製成，然後通過加熱製成具有強度、硬度、脆性和低導電性的材料。陶瓷可以廣泛應用於(yu) 幾乎所有的應用領域，包括工程和工業(ye) 領域，還可用於(yu) 醫藥、汽車、空間和環境的領域。

　　為(wei) 了在-40℃至+150℃的溫度範圍內(nei) 表現良好，壓力傳(chuan) 感器需要穩定的MEMS元件以及穩定的封裝和製造工藝。然而，不穩定通常是由於(yu) MEMS裸片的TCE(熱膨脹係數)和它所安裝的基板的差異而發生的。雖然不鏽鋼可能被認為(wei) 是一種完美的基材，但它的TCE遠高於(yu) 矽。隨著溫度的變化金屬會(hui) 膨脹和收縮，而焊接在其上的矽元素會(hui) 發生更小的變化。MEMS元件會(hui) 對由TCE差異引起的應力做出反應，從(cong) 而引發看起來像是係統壓力變化的錯誤，從(cong) 而給係統設計人員帶來了新的可靠性問題。

　　另外陶瓷基板在壓力傳(chuan) 感器腐蝕性環境中也非常地有用，它可以在高溫下長時間使用而不會(hui) 改變其性能。將陶瓷氧化物的優(you) 勢與(yu) 其他聚合物和金屬進行了比較，並報告說這些氧化物可用於(yu) 具有特殊性能和優(you) 勢的各種傳(chuan) 感器應用。這對航空、汽車、醫藥和化學工業(ye) 中陶瓷材料的使用具有重要意義(yi) 。盡管許多領域的傳(chuan) 感器都是由陶瓷製成的，但這些材料的易碎性限製了它們(men) 在建築材料中的應用。

　　一種創新的新型壓力傳(chuan) 感器封裝方法使用金錫焊接合金在陶瓷基板上創建共晶芯片鍵合，即使在極寬的溫度範圍、苛刻的流體(ti) 和高壓下也能實現氣密密封。陶瓷基板具有接近矽的TCE，因此沒有明顯的熱失配，錫和金是常見的焊接元素，可以很好地粘附在苛刻的流體(ti) 中。

　　雖然可製造性受到其各自高熔點的影響，但熔點低得多的合金是通過比例為(wei) 80:20的金錫焊接鍵產(chan) 生的。這反過來又提高了可製造性，同時保留了兩(liang) 種金屬在惡劣環境中的優(you) 勢。盡管這種金錫焊料比粘合劑貴，但與(yu) 維護成本和長期可靠性的顯著改善相比，成本差異很小。

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