医疗应用压力传感器

由于医疗设备制造商不断面临平衡成本和质量的压力，因此压力传感器向开发人员提出了相互矛盾的要求，可能导致危险的妥协。 压力传感器提出了一个常见的可靠性挑战，迫使制造商依靠昂贵的持续维护和组件更换来解决传感器固有的短寿命问题。 然而，在医疗应用中，风险仍然更高，这些传感器具有很高的准确性和可靠性要求，并且组件故障可能导致安全风险。

挑战

尽管传感器组件的封装对于解决这个问题很重要，但直到最近，传感器制造商仍未解决这一挑战。 血液分析仪系统是一个典型的用例。 虽然这种医疗应用可能不需要压力传感器要在高温或苛刻的流体中运行，即使是盐溶液最终也会具有腐蚀性，并且清洁和灭菌过程通常需要反复接触漂白剂等腐蚀性化学品。

主要问题是用于压力密封和保护传感器管芯及相关电路的粘合剂最终会在周围流体中软化。 一旦密封破裂，传感器电路就会损坏，从而造成常见的可靠性故障，如果它导致产品召回或需要定期维护和更换传感子系统，则代价可能很高。

解决方案

一种创新的新型压力传感器封装方法使用金锡焊接合金在陶瓷基板上形成共晶芯片键合，即使存在恶劣的流体也能实现气密密封。 与单独的熔点相比，比例为 80:20 的金锡焊料使合金的熔点低得多，从而提高了可制造性，同时在恶劣环境中仍保留了两种金属的优点。 此外，虽然这种金锡焊料比粘合剂贵，但与长期维护成本和可靠性的显着改善相比，成本差异很小。

总结

检查压力介质是从传感器的背面还是顶部进入是比较传感器封装方法时需要考虑的另一个方面。 如果压力位于传感器的顶部，则必须保护电路免受腐蚀或短路。 这种保护通常通过保护凝胶来实现。 然而，足够坚硬以承受腐蚀性流体的凝胶通常也足够坚硬以对MEMS元件造成应力。

这可能会在大多数情况下导致无法容忍的传感错误 医疗应用。 相反，背面入口仅揭示压力介质的共晶芯片附着、玻璃和硅——已被证明能够承受这种环境的元素——没有顶部传感器的精度问题。

对于医疗设备，压力传感应用的封装对于消除常规妥协、提高产品寿命可靠性和降低拥有成本至关重要。

审核编辑：郭婷