氣密封裝在感測器領域的應用分析

1. 為什麼感測器需要密封包裝？

感測器是感知物理量的「眼睛」。但感測器晶片對其環境極為敏感——濕氣會導致 MEMS 可移動部件黏住，而腐蝕性氣體會使紅外線偵測器晶片發生漂移。

氣密包裝解決了三個核心問題：

首先，它阻隔濕氣和腐蝕性氣體，保護晶片​​的長期穩定性。

其次，它提供了穩定的內部氣氛——一些感測器必須充滿高純度氮氣或惰性氣體，只有密封包裝才能保持內部氣氛不變。

第三，它提供電氣饋通－饋通結構將感測器訊號從密封腔內部傳送到外部，而不會影響氣密性。

典型場景：汽車進氣壓力感知器暴露在引擎室內的熱油霧中；接觸硫化氫等腐蝕性氣體的工業氣體感知器；在高溫、高壓環境下工作的井下壓力感知器－這些感知器都離不開密封封裝。

2. 典型感測器封裝方案

不同的感測器需要不同的解決方案：

低壓感知器（例如輪胎壓力監測）－GTMS解決方案：Kovar外殼+硼矽酸鹽玻璃絕緣體；成本可控，適合大量汽車電子。

高溫感知器（例如廢氣溫度感知器）－CTMS解決方案：Al2O₃陶瓷，耐高溫，能夠承受引擎排氣環境。

紅外線探測器－CTMS解決方案：陶瓷基板提供高導熱散熱，釬焊確保高度可靠的氣密性。

選擇標準：看溫度、體積、介質。溫度越高、環境越惡劣，CTMS越受青睞；批量越大、應用對成本越敏感，GTMS 越受青睞。

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[詞彙表]

1. MEMS（ Micro-Electromechanical Systems） ：微機電系統－將機械結構和電子電路整合在晶片上的微型元件

2. Hermetic Feedthrough ：金屬腳穿過金屬外殼的密封封裝結構，由玻璃或陶瓷絕緣