原创 陶瓷覆铜板助力传感器发展

2021-4-9 11:26 576 2 2 分类: PCB

传感器技术的发展正在不断地为智能设备注入活力,带来各式各样的新功能。在这个自动化、电气化、互联化程度越来越高的世界里,这些传感器设备已经成为关键的连接技术。随着科学技术的发展,现如今的传感器功能更为强大,也更为产品设计师所接受。与此同时传感器也进一步的小型化,功能范围也在进一步扩张,使得传感器成为先进物联网系统的重要组成部分和创新的关键驱动力。

传感器技术将帮助我们实现围绕更清洁的能源和更低碳的环境目标,包括车辆的电气化;服务于自主车辆和智能城市基础设施;用于收集管理、控制和安全所需的大数据;被广泛应用于医疗市场,等等。事实上我们依旧处于传感器时代的开端,传感器的未来还有很长的一段路要走。封装、尺寸、能耗以及在恶劣环境下工作的能力是传感器设计者持续面临的挑战。

而随着传感器输入功率的不断提高,传感器尺寸不断地缩小,大耗散功率带来的大发热量给封装材料提出了更新、更高的要求。基而传感器的应用前景广泛,这也对封装材料本身的性能有了更硬性的要求。

先进陶瓷材料又称精密陶瓷材料,是指采用精制的高纯、超细的无机化合物为原料及先进的制备工艺技术制造出的性能优异的产品。而陶瓷封装的采用,在很大一方面缓解了传感器设计者的焦虑。

陶瓷材料的优越性

1、热导率高,满足传感器散热需求;

2、耐热性好,满足传感器高温(大于200°C)应用需求;

3、热膨胀系数匹配,与芯片材料热膨胀系数匹配,降低封装热应力;

4、介电常数小,高频特性好,降低器件信号传输时间,提高信号传输速率;

5、机械强度高,满足器件封装与应用过程中力学性能要求;

6、耐腐蚀性好,能够耐受强酸、强碱、沸水、有机溶液等侵蚀;

7、结构致密,满足气密封装需求。

国外统计资料表明,电子元器件温度每升高2℃,可靠性下降10%。很明显,电子元器件的过热是设备寿命减短的元凶之一。想要做好设备的热管理,陶瓷覆铜板是必不可少的,斯利通旗下陶瓷覆铜版拥有高导热系数(导热率180 W/(m-K)~ 260 W/(m-K))可以将热量及时的发散,保障设备的稳定运行,有效延长商品的使用周期。

传感器的应用市场广泛,工业,医疗,汽车电子等等。复杂的应用场景对产品的稳定性有了更高的要求。而陶瓷凭借本身耐高温,耐震动,抗潮湿,耐化学腐蚀的特性。不论是实用性还是可靠性,陶瓷覆铜板都可以给产品带来不小的提升。陶瓷覆铜板是产品性价比的保障,这一点已然毋庸置疑。

斯利通陶瓷覆铜板使用DPC工艺(直接镀铜),利用薄膜制造技术——真空镀膜方式于陶瓷上溅镀结合于铜金属复合层,使铜与陶瓷有着超强结合力,接着以黄光微影之光阻被复曝光、显影、蚀刻、去膜工艺完成线路制作,最后再以电镀/化学镀沉积方式增加线路的厚度,待光阻移除后即完成金属化线路制作。所以陶瓷覆铜板的金属结晶性能好,平整度好、线路不易脱落,并具有可靠稳定的性能,从而有效提升芯片与基板的结合强度。可进行高密度组装(线/间距(L/S)分辨率可以达到20μm)且支持来图定制,是物联网环境下传感器实现设备集成化、微型化的好帮手。满足高端传感器的需求。

1、传感器如何助力工业4.0与工业IIoT ?

未来工业将需要支持无线连接的传感器和支持以太网连接的传感器。工业自动化系统需要机器视觉和光电传感器。而用于特定功能的传感器,如用于恶劣环境和空气质量的气体传感器,也会非常有针对性地服务物联网。还有惯性传感的传感器与加速度计、速度传感器和陀螺仪一起服务于机器人技术。

工业预测性维护应用还会采用主动传感器,可以测量包括压力、温度、力和震动在内的传感器。这些传感器不仅能收集数据,还能根据数据做出主动反应和控制。

2、传感器将如何影响智能汽车行业?

在智能汽车点燃汽车行业的同时,传感器也同样在快速发展,以更好地服务于更多的汽车新技术,如激光雷达、雷达传感、内部测量单元(IMU)和先进的驾驶辅助系统。这些传感器可以实现自主导航和提高安全性。

随着电气化的发展,用于电池管理系统的温度和气体传感器也在迅速发展,以提供更强大的功能,同时在紧凑的系统架构中占用更少的空间。随着车辆的自主化程度越来越高,惯性传感器和位置传感器也在不断涌现,我们将看到这些技术不断完善。

3、传感器将如何满足医疗需求?

最初的COVID-19大流行病引发了市场对呼吸机中的压力、气流和氧传感器的极端需求。此外,包括额温枪、低成本热电堆等用于监测员工和学生群体体温情况的非接触温度测量工具的需求也直线上升。

COVID-19使我们对引起呼吸系统疾病的疾病有了更高的认识。随着新疫苗的开发,疫苗需要在极低的温度下储存和运输,这也带来了极低温、低温友好型温度传感器和监测器的市场。

4、未来会出现哪些新类型的传感器或传感器的新用途?

我们将看到更多用于监测污染、臭氧、一氧化碳和空气质量等环境因素的传感器。同时,更多具备传感和控制能力(包括自主控制)的集成式、组合式传感器也将会到来。还有用于物联网应用的低功耗传感器将出现,以及具有更多功能的传感器,如嵌入式睡眠模式。

随着安全技术的普及,我们会看到传感器在光学成像和面部识别中的应用。更多提供六自由度(6DoF)的IMU也会出现,我们会看到RFID的持续小型化和更广泛的应用。

总的来说,我们预计新的传感器将具有越来越多的更高层次的功能,如功能安全完整性、冗余和故障检测,以及内置监控和报告功能。传感器还有很多的可能性,DPC陶瓷覆铜板更加符合高密度、高精度和高可靠性的未来发展方向,对于制造商们来说,它是一种更可行的选择。

作者: 斯利通, 来源:面包板社区

链接: https://mbb.eet-china.com/blog/uid-me-3876914.html

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