MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems) akcelerometri pojavili su se kao kamen temeljac tehnologije u širokom rasponu industrija, od potrošačke elektronike do automobilskih i zrakoplovnih aplikacija. Kao vodeći dobavljač MEMS akcelerometara, razumijemo kritičnu važnost ovih uređaja i potrebu da se pozabavimo njihovim mogućim načinima kvara. U ovom postu na blogu istražit ćemo uobičajene načine kvarova MEMS akcelerometara, pružajući uvid u njihove uzroke i moguća rješenja.
1. Mehanički kvar
Jedan od najčešćih načina kvara u MEMS akcelerometrima je mehanički kvar. Ti se uređaji obično sastoje od mikrostrojno obrađene otporne mase obješene na fleksibilne grede. Probna masa se kreće kao odgovor na ubrzanje, a to se kretanje pretvara u električni signal.
Zamor ovjesnih greda
Ovjesne grede koje drže probnu masu podložne su cikličkom naprezanju tijekom normalnog rada. Tijekom vremena, ovaj ciklički stres može dovesti do zamora, uzrokujući stvaranje pukotina u gredama. Otkazivanje uslijed zamora često se ubrzava visokofrekventnim vibracijama ili udarnim opterećenjem. Na primjer, u automobilskim primjenama, gdje akcelerometar može biti izložen stalnim vibracijama od motora i uvjeta na cesti, rizik od kvara uslijed zamora je relativno visok.
Kako bismo ublažili ovaj rizik, mi u našoj tvrtki koristimo napredne materijale i proizvodne tehnike. Odabiremo materijale visoke otpornosti na zamor, poput monokristalnog silicija, koji ima izvrsna mehanička svojstva. Osim toga, optimiziramo dizajn ovjesnih greda kako bismo ravnomjerno rasporedili naprezanje, smanjujući vjerojatnost nastanka pukotina.
Stiction
Do lijepljenja dolazi kada se probna masa ili drugi pokretni dijelovi MEMS akcelerometra zalijepe za podlogu ili druge obližnje površine. To se može dogoditi zbog površinskih sila, kao što su van der Waalsove sile ili kapilarne sile. Ljepljenje je često problem u okruženjima s visokom vlagom ili kada na površini uređaja ima onečišćenja.
U našem proizvodnom procesu provodimo stroge kontrole čistoće kako bismo smanjili prisutnost kontaminanata. Također nanosimo premaze protiv prianjanja na površine pokretnih dijelova. Ovi premazi smanjuju površinsku energiju, smanjujući vjerojatnost lijepljenja dijelova.
2. Električni kvar
Električni kvar je još jedna značajna briga za MEMS akcelerometre. Ovi se uređaji oslanjaju na električne krugove za pretvaranje mehaničkog kretanja probne mase u električni signal.
Otvoreni ili kratki spojevi
U električnim spojevima MEMS akcelerometra može doći do prekida ili kratkog spoja. Otvoreni strujni krug može biti uzrokovan prekinutom žicom ili pukotinom u vodljivim tragovima na uređaju. Kratki spoj, s druge strane, može biti rezultat migracije metala ili prisutnosti vodljivih kontaminanata.
Provodimo rigorozna električna ispitivanja tijekom procesa proizvodnje kako bismo rano otkrili prekide i kratke spojeve. Naša oprema za testiranje može prepoznati čak i manje električne anomalije, što nam omogućuje da odbacimo neispravne uređaje prije nego što se pošalju kupcima. Također koristimo redundantne električne veze u našim dizajnima kako bismo poboljšali pouzdanost uređaja. Ako jedna veza ne uspije, redundantna veza još uvijek može osigurati pravilan rad.
Pomicanje signala
Pomicanje signala odnosi se na postupnu promjenu izlaznog signala MEMS akcelerometra tijekom vremena. To može biti uzrokovano nizom čimbenika, uključujući promjene temperature, starenje elektroničkih komponenti i mehanički stres.
Kako bismo kompenzirali pomicanje signala, u naše MEMS akcelerometre ugrađujemo temperaturne senzore i algoritme za kalibraciju. Senzor temperature mjeri temperaturu okoline, a algoritam kalibracije prilagođava izlazni signal na temelju karakteristika uređaja ovisnih o temperaturi. Također provodimo dugoročna ispitivanja starenja tijekom faze razvoja kako bismo razumjeli ponašanje komponenti pri starenju i razvili odgovarajuće strategije kompenzacije.
3. Neuspjeh zaštite okoliša
MEMS akcelerometri često su izloženi teškim uvjetima okoline, što može dovesti do kvara.
Kvar povezan s temperaturom
Ekstremne temperature mogu imati značajan utjecaj na performanse MEMS akcelerometara. Na visokim temperaturama, mehanička svojstva materijala mogu se promijeniti, što dovodi do povećanog naprezanja i potencijalnog mehaničkog kvara. Na niskim temperaturama, viskoznost materijala za pakiranje može se povećati, što utječe na kretanje mase za provjeru.
NašeMEMS akcelerometardizajniran je za rad u širokom rasponu temperatura. Koristimo materijale s niskim koeficijentom toplinskog širenja kako bismo minimalizirali toplinski stres na uređaju. Dodatno nudimoSenzor akcelerometra visoke temperatureza aplikacije koje zahtijevaju rad u okruženjima visoke temperature. Ovi senzori su posebno dizajnirani i pakirani da izdrže povišene temperature.
Vlaga i korozija
Vlaga može uzrokovati koroziju metalnih dijelova u MEMS akcelerometru, što dovodi do električnih i mehaničkih kvarova. Korozija također može povećati hrapavost površine, što može pridonijeti problemima prianjanja.
Svoje MEMS akcelerometre štitimo od vlage i korozije pomoću hermetičkog pakiranja. Hermetičko pakiranje zatvara uređaj od vanjskog okruženja, sprječava ulazak vlage i drugih onečišćenja. Također koristimo materijale otporne na koroziju u konstrukciji uređaja, kao što su plemeniti metali za električne spojeve.
4. Kvar izazvan zračenjem
U nekim primjenama, poput zrakoplovne i nuklearne industrije, MEMS akcelerometri mogu biti izloženi zračenju. Zračenje može oštetiti poluvodičke materijale i elektroničke komponente u uređaju.
Pojedinačni - Efekti događaja (VIDETI)
Učinci jednog događaja javljaju se kada čestica visoke energije, poput protona ili teškog iona, udari u MEMS akcelerometar. To može uzrokovati privremenu ili trajnu promjenu u električnim svojstvima uređaja, kao što je jednokratni poremećaj (SEU) ili pojedinačni događaj zabravljivanja (SEL).
Naše MEMS akcelerometre dizajniramo tako da budu otporni na zračenje. Koristimo materijale otporne na zračenje i sklopove koji su manje osjetljivi na učinke jednog događaja. Također provodimo ispitivanje zračenja kako bismo osigurali da naši uređaji ispunjavaju zahtjeve okruženja s visokim zračenjem.
Zaključak
Kao vodeći dobavljačMEMS akcelerometar, predani smo pružanju visokokvalitetnih i pouzdanih proizvoda. Razumijevanjem uobičajenih načina kvarova MEMS akcelerometara i implementacijom odgovarajućih strategija ublažavanja, možemo osigurati da naši uređaji dobro rade u širokom rasponu primjena.
Ako su vam potrebni MEMS akcelerometri za vaš projekt, pozivamo vas da nas kontaktirate radi detaljnog razgovora o vašim zahtjevima. Naš tim stručnjaka može vam pomoći odabrati najprikladniji proizvod i pružiti tehničku podršku tijekom cijelog procesa nabave. Trebate li standardMEMS akcelerometar, aKvarcni akcelerometar savijanja s digitalnim izlazom, ili aSenzor akcelerometra visoke temperature, imamo stručnost i proizvode koji zadovoljavaju vaše potrebe.
Reference
- Kovacs, GTA (1998). Knjiga izvora o mikrostrojnim pretvornicima. McGraw - Hill.
- Senturia, SD (2001). Dizajn mikrosustava. Kluwer Academic Publishers.
- Elwenspoek, M. i Wiegerink, R. (2001). MEMS: mikro - elektro - mehanički sustavi. Cambridge University Press.