Ενώ τα υλικά των ανιχνευτών και οι αρχιτεκτονικές των pixel συχνά λαμβάνουν τη μεγαλύτερη προσοχή, η συσκευασία είναι εξίσου σημαντική για τις επιδόσεις, το μέγεθος, την αξιοπιστία και το κόστος κατασκευής ενός ανιχνευτή υπέρυθρων.Ειδικότερα για τους ανιχνευτές μικροβολόμετρου χωρίς ψύξη, η συσκευασία πρέπει να προστατεύει την ευαίσθητη δομή ανίχνευσης, να διατηρεί κατάλληλο περιβάλλον κενού,να παρέχει ένα οπτικό παράθυρο μεταφοράς υπέρυθρωνΟι παραδοσιακές μέθοδοι συσκευασίας μπορούν να ανταποκριθούν στις απαιτήσεις αυτές, αλλά οι διαδικασίες κατασκευής τους μπορεί να περιορίσουν τη μικροποίηση και την παραγωγή μεγάλου όγκου.Η συσκευασία σε επίπεδο κυψελών προσφέρει μια διαφορετική προσέγγισηΑντί να συσκευάζουν τα μεμονωμένα τσιπ ανιχνευτών ένα προς ένα, οι κατασκευαστές μπορούν να συσκευάζουν πολλές συσκευές ταυτόχρονα σε επίπεδο πλακών.και γιατί έχει σημασία για το μέλλον της θερμικής απεικόνισης?
1Η εξέλιξη των συσκευασιών για ανιχνευτές υπέρυθρου
Η συσκευασία των ανιχνευτών υπέρυθρου έχει εξελιχθεί καθώς οι κατασκευαστές αναζητούν καλύτερη αξιοπιστία, μικρότερους παράγοντες φόρμας και πιο αποδοτική παραγωγή.
1.1 Μεταλλικές συσκευασίες: Αξιόπιστη για εξειδικευμένες εφαρμογές
Οι παραδοσιακές μεταλλικές συσκευασίες περιβάλλουν τον ανιχνευτή σε ένα ερμητικό περίβλημα με παράθυρο μεταφοράς υπέρυθρων και ηλεκτρικές τροφοδοσίες.Ο μεμονωμένος ανιχνευτής συναρμολογείται και σφραγίζεται στη δική του συσκευασίαΟι μεταλλικές συσκευασίες μπορούν να παρέχουν ισχυρή μηχανική προστασία και αξιόπιστη ερμητική σφραγίδα όταν σχεδιάζονται και κατασκευάζονται σωστά.Παραμένει χρήσιμο για εφαρμογές που απαιτούν ειδικό περιβάλλονΩστόσο, η συναρμολόγηση μεμονωμένης συσκευής περιλαμβάνει πολλαπλά στάδια επεξεργασίας και επιθεώρησης.ενώ τα εξειδικευμένα υλικά και οι απαιτήσεις συναρμολόγησης μπορεί να αυξήσουν το κόστος παραγωγήςΟι περιορισμοί αυτοί μπορούν να καταστήσουν τις συμβατικές μεταλλικές συσκευασίες λιγότερο ελκυστικές για εφαρμογές μεγάλου όγκου καταναλωτών όπου η συμπαγή και η προσιτότητα είναι ουσιώδεις.
1.2 Κεραμικές συσκευασίες: ένα βήμα προς μια πιο αποδοτική παραγωγή
Οι κεραμικές συσκευασίες προσφέρουν μια άλλη προσέγγιση για την ενσωμάτωση ανιχνευτών υπέρυθρων.και συμβατότητα με καθιερωμένες διαδικασίες συναρμολόγησης ημιαγωγώνΣε σύγκριση με ορισμένες παραδοσιακές μεταλλικές συσκευασίες, τα κεραμικά σχέδια μπορούν να προσφέρουν πλεονεκτήματα όσον αφορά την αποτελεσματικότητα της κατασκευής, τον έλεγχο των διαστάσεων και την ολοκλήρωση.Η αυτοματοποιημένη δέσμευση πετρωμάτων και η σύνδεση σύρματος μπορούν επίσης να συμβάλουν στη βελτίωση της συνέπειας της παραγωγήςΠαρόλα αυτά, πολλές προσεγγίσεις κεραμικής συσκευασίας εξακολουθούν να περιλαμβάνουν την επεξεργασία μεμονωμένων συσκευών ανιχνευτών μετά την κατασκευή των πλακιδίων.Το χειρισμό και η σφράγιση των μεμονωμένων τσιπ μπορεί να παραμείνει σημαντικός παράγοντας παραγωγής.
1.3 Συσκευή σε επίπεδο πλακιδίων: Σφραγίσματα πριν από τη διάτρηση
Η συσκευασία σε επίπεδο κυψελών αλλάζει τη σειρά κατασκευής.οι κατασκευαστές σχηματίζουν το πακέτο σε όλη τη πλάκα πριν από την κοπήΣε μια τυπική διαδικασία επιπέδου πλάκας, μια πλάκα κάλυψης ευθυγραμμίζεται και συνδέεται με την πλάκα ανιχνευτή.κάθε μία που περιέχει την απαιτούμενη σφραγισμένη κοιλότητα και οπτικό παράθυροΕπειδή πολλές συσκευές επεξεργάζονται παράλληλα, το WLP μπορεί να μειώσει τον αριθμό των μεμονωμένων εργασιών συναρμολόγησης και να υποστηρίξει πιο συμπαγές σχεδιασμό συσκευασίας.Μπορεί επίσης να βελτιώσει την επεκτασιμότητα της παραγωγής όταν η διαδικασίαΤο WLP δεν είναι μια ενιαία παγκόσμια διαδικασία.είναι μια προσέγγιση συσκευασίας που περιλαμβάνει διαφορετικά υλικά, τεχνικές σύνδεσης και διαμορφώσεις κατασκευής.
2.Πώς λειτουργεί η συσκευασία σε επίπεδο κυψελών;
Παρόλο που οι συγκεκριμένες διαδικασίες διαφέρουν ανάλογα με τον κατασκευαστή, η συσκευασία σε επίπεδο πλακιδίων για τους υπέρυθρους ανιχνευτές περιλαμβάνει γενικά προετοιμασία οπτικού παραθύρου, ευθυγράμμιση και σύνδεση πλακιδίων και τελική κοπή.
Βήμα 1: Προετοιμασία του οπτικού παράθυρου
Η διαδικασία ξεκινά με ένα κάλυμμα πλάκας που έχει σχεδιαστεί για να παρέχει την απαιτούμενη οπτική διαδρομή και μηχανική προστασία.το παράθυρο μπορεί να χρησιμοποιεί πυρίτιο ή άλλο κατάλληλο υλικόΟι μικροδομές ή οι κοιλότητες μπορούν να σχηματιστούν στην πλάκα μέσω επεξεργασίας ακριβείας.Οι κατάλληλες οπτικές επικάλυψεις μπορούν επίσης να εφαρμοστούν όπου απαιτείται για τη βελτίωση της υπέρυθρης μετάδοσης και τη μείωση της αντανάκλασηςΗ επιλογή του υλικού του παραθύρου είναι κρίσιμη επειδή η υπέρυθρη μετάδοση ποικίλλει με το μήκος κύματος.Έτσι οι οπτικές του ιδιότητες πρέπει να ταιριάζουν με τον ανιχνευτή και την προβλεπόμενη εφαρμογή..
Βήμα 2: Προσαρμογή και Σύνδεση
Η πλάκα κάλυψης ευθυγραμμίζεται με την πλάκα ανιχνευτή, έτσι ώστε οι μεμονωμένες δομές ανιχνευτών να τοποθετούνται σωστά κάτω από τα αντίστοιχα παράθυρα και κοιλότητες.Στη συνέχεια, οι πλάκες συνδέονται με μια διαδικασία κατάλληλη για το σχεδιασμό της συσκευασίας.Ανάλογα με τα υλικά και τις τεχνικές απαιτήσεις, αυτό μπορεί να περιλαμβάνει ευτεκτική σύνδεση, σύνδεση σύντηξης ή άλλη τεχνική σύνδεσης πλακιδίων.η διαδικασία δέσμευσης πρέπει να δημιουργεί και να διατηρεί το απαιτούμενο περιβάλλον κοιλότηταςΟι συνθήκες κενού, η καθαρότητα της επιφάνειας, η ποιότητα σύνδεσης, η συμβατότητα του υλικού και ο έλεγχος της διαδικασίας επηρεάζουν όλες τις επιδόσεις και τη μακροχρόνια αξιοπιστία του τελικού πακέτου.Το αποτέλεσμα είναι μια πλάκα που περιέχει πολλές ατομικά κλειστές δομές ανιχνευτώνΑντί να σφραγίζει κάθε τσιπ ξεχωριστά, ο κατασκευαστής εκτελεί βασικές εργασίες συσκευασίας σε όλη την πλάκα.
Βήμα 3: Διακόσμηση και τελική επιθεώρηση
Μετά τη σύνδεση, η συναρμολόγηση της πλάκας διακόπτεται κατά μήκος καθορισμένων δρόμων κοπής για να διαχωριστούν οι μεμονωμένες συσκευές ανιχνευτών.Οι συσκευές υποβάλλονται στη συνέχεια σε κατάλληλη επιθεώρηση και δοκιμή για την επαλήθευση της ηλεκτρικής απόδοσης, οπτικά χαρακτηριστικά, ακεραιότητα σφραγίδωσης και άλλες σχετικές απαιτήσεις ποιότητας.
3.Τρία σημαντικά οφέλη από τις συσκευασίες σε επίπεδο κυψελών για τους ανιχνευτές υπέρυθρου
3.1 Μικρότερες συσκευασίες για συμπαγή προϊόντα θερμικής απεικόνισης
Ένα από τα σημαντικότερα πλεονεκτήματα του WLP είναι η δυνατότητά του να μειώνει το μέγεθος και το προφίλ του πακέτου.οι κατασκευαστές μπορούν να αποφύγουν ορισμένες από τις ογκώδεις δομές που σχετίζονται με τις συμβατικές συσκευασίες μεμονωμένων συσκευώνΑυτό δημιουργεί περισσότερες ευκαιρίες για την ενσωμάτωση υπερύθρων ανιχνευτών σε συμπαγείς πυρήνες και μονάδες θερμικής απεικόνισης.Μικρότερες συσκευασίες μπορούν να βοηθήσουν τους σχεδιαστές προϊόντων να μειώσουν τις συνολικές διαστάσεις του συστήματος και να απλοποιήσουν τη μηχανική ενσωμάτωση.
3.2 Μειωμένα κόστη παραγωγής μέσω παράλληλης επεξεργασίας
Η αποτελεσματικότητα του κόστους είναι ένας άλλος σημαντικός παράγοντας της συσκευασίας σε επίπεδο πλακιδίων.Αυτές οι εργασίες μπορεί να απαιτούν επαναλαμβανόμενη επεξεργασίαΤο WLP επιτρέπει το παράλληλο σχηματισμό πολλαπλών πακέτων ανιχνευτών σε μια πλάκα.και η χρήση του εξοπλισμού είναι ευνοϊκήΗ προσέγγιση αυτή μπορεί να βελτιώσει την παραγωγική απόδοση και να μειώσει την ποσότητα της ατομικής συναρμολόγησης που απαιτείται ανά ανιχνευτή.Μπορεί επίσης να υποστηρίξει μια πιο τυποποιημένη παραγωγή, η οποία είναι σημαντική για τα προϊόντα που προορίζονται για μεγάλες εμπορικές αγορές.
Ωστόσο, το πραγματικό πλεονέκτημα κόστους εξαρτάται από παράγοντες όπως το μέγεθος των πλακών, ο σχεδιασμός συσκευασίας, ο εξοπλισμός σύνδεσης, η πολυπλοκότητα της διαδικασίας, η απόδοση και οι απαιτήσεις δοκιμών.Το WLP δεν εγγυάται μια σταθερή ποσοστιαία μείωση του κόστους για κάθε ανιχνευτήΗ οικονομική του αξία προέρχεται από τον συνδυασμό της παράλληλης επεξεργασίας, του συμπαγούς σχεδιασμού και της επεκτάσιμης παραγωγής.Το WLP μπορεί να υποστηρίξει την ευρύτερη υιοθέτηση της θερμικής απεικόνισης σε εφαρμογές όπου η συμβατική συσκευασία θα ήταν πολύ δαπανηρή ή πολύ ογκώδης.
3.3 Αξιόπιστη απόδοση μέσω ελεγχόμενων διαδικασιών συσκευασίας
Η μικρογραφία και η μείωση του κόστους είναι πολύτιμες μόνον όταν ο συσκευασμένος ανιχνευτής συνεχίζει να πληροί τις απαιτήσεις απόδοσης και αξιοπιστίας.Η ακεραιότητα της σφραγισμένης κοιλότητας είναι ιδιαίτερα σημαντική.Ένα κατάλληλο περιβάλλον κενού συμβάλλει στη μείωση της ανεπιθύμητης μεταφοράς θερμότητας μέσω του αερίου και στηρίζει την προβλεπόμενη θερμική απόκριση του ανιχνευτή.Το οπτικό παράθυρο πρέπει επίσης να διατηρεί τα χαρακτηριστικά μεταφοράς του., ενώ η συσκευασία πρέπει να προστατεύει τη δομή αισθητήρα από μόλυνση και περιβαλλοντική πίεση.
Η συσκευασία σε επίπεδο κυψελών μπορεί να προσφέρει αξιόπιστα αποτελέσματα όταν τα υλικά σύνδεσης, οι παράμετροι της διαδικασίας, ο σχεδιασμός της κοιλότητας και οι έλεγχοι ποιότητας είναι προσεκτικά σχεδιασμένοι.Η ικανότητά του να υποστηρίζει την παραγωγή μεγάλου όγκου καθιστά ιδιαίτερα σημαντική την επαναληπτικότητα της διαδικασίαςΗ αξιοπιστία θα πρέπει να αξιολογείται μέσω κατάλληλων δοκιμών, οι οποίες μπορεί να περιλαμβάνουν θερμικό κύκλο, έκθεση σε υγρασία, δονήσεις, μηχανικό σοκ και εκτιμήσεις μακροπρόθεσμης σταθερότητας.ανάλογα με την εφαρμογή-στόχο.
4.ΑισθητήραςMicro ApexCore: Προώθηση της ενσωμάτωσης μη ψυγμένων υπερύθρων ανιχνευτών
Η SensorMicro αναπτύσσει ανιχνευτές υπέρυθρων, πυρήνες υπέρυθρων φωτογραφικών μηχανών και λύσεις θερμικής απεικόνισης για βιομηχανικές και ενσωματωμένες εφαρμογές.μείωση του θορύβου, διαρθρωτική σταθερότητα και αποτελεσματικότητα της ολοκλήρωσης.Η πλατφόρμα ApexCore ενσωματώνει ένα ενημερωμένο σύστημα υλικών και αρχιτεκτονική MEMS και έχει σχεδιαστεί για να βελτιώσει τη θερμική ευαισθησία, υποστηρίζοντας παράλληλα τη συμπαγή ολοκλήρωση συστήματοςΤο SensorMicro αναφέρει NETD σε επίπεδο συστήματος (sNETD) ≤15 mK και μείωση του συνολικού θορύβου κατά 42% σε σχέση με την αντίστοιχη βασική τιμή.Αυτά τα στοιχεία απόδοσης πρέπει να αξιολογούνται υπό τις καθορισμένες συνθήκες μέτρησης και τη διαμόρφωση του προϊόντος.Η σειρά χρησιμοποιεί επίσης μια αρχιτεκτονική MEMS που εμπνέεται από το Vespira honeycomb, σχεδιασμένη για να υποστηρίζει τη δομική σταθερότητα.Το SensorMicro προσδιορίζει τα προσόντα AEC-Q100 μεταξύ των διαπιστευτήρων της πλατφόρμας· πρέπει να επιβεβαιώνεται το εφαρμοστέο πεδίο των προσόντων για το συγκεκριμένο προϊόν και την προβλεπόμενη χρήση.Η προηγμένη συσκευασία και η βελτιστοποίηση της διαδικασίας είναι σημαντικές για να διευκολυνθεί η ενσωμάτωση της τεχνολογίας ανιχνευτών σε εμπορικά προϊόνταΟι συμπαγές δομές συσκευασίας μπορούν να συμβάλουν στη μείωση των περιορισμών σχεδιασμού, ενώ οι επεκτάσιμες διαδικασίες παραγωγής μπορούν να υποστηρίξουν συνεπή παραγωγή καθώς αυξάνεται η ζήτηση.
Για τους κατασκευαστές θερμικών εικόνων, η αξία ενός ανιχνευτή υπέρυθρου δεν έγκειται μόνο στις προδιαγραφές των εικονοστοιχείων ή της ευαισθησίας του,αλλά και στο πόσο αποτελεσματικά μπορεί να συσκευαστεί η πλήρης συσκευή, κατασκευάζονται και ενσωματώνονται στο τελικό προϊόν.
Μάθετε περισσότερα για τους ανιχνευτές υπέρυθρων και τις ενότητες υπέρυθρων της SensorMicro για να εξερευνήσετε λύσεις για διαφορετικές εφαρμογές θερμικής απεικόνισης.