Dado que los fabricantes de equipos médicos enfrentan presiones constantes para equilibrar el costo y la calidad, los sensores de presión presentan a los desarrolladores requisitos contradictorios que pueden resultar en compromisos peligrosos. Los sensores de presión plantean un desafío de confiabilidad común que obliga a los fabricantes a depender del costoso mantenimiento continuo y el reemplazo de componentes para evitar la corta vida útil inherente del sensor. Sin embargo, lo que está en juego es aún mayor en las aplicaciones médicas, donde estos sensores tienen requisitos de alta precisión y confiabilidad y donde la falla de los componentes puede conducir a un riesgo de seguridad.

Desafíos

A pesar de que el empaque del componente del sensor es importante para resolver este problema, es un desafío que, hasta hace poco, ha eludido a los fabricantes de sensores. Un sistema analizador de sangre es un caso de uso típico. Si bien este tipo de aplicación médica puede no exigir la sensor de presión para operar en altas temperaturas o fluidos agresivos, incluso la solución salina puede eventualmente ser corrosiva, y el proceso de limpieza y esterilización generalmente requiere contacto repetido con productos químicos cáusticos como la lejía.

El problema principal es que los adhesivos que se emplean para hacer el sello a presión y proteger el troquel del sensor y los circuitos relacionados finalmente se ablandan en el fluido circundante. El circuito del sensor se daña tan pronto como se rompe el sello, lo que crea una falla familiar de confiabilidad que puede tener un alto precio si provoca la retirada del producto o requiere un mantenimiento regular y el reemplazo del subsistema de detección.

Solución:

Un nuevo e innovador enfoque de empaquetado del sensor de presión crea una unión de matriz eutéctica en el sustrato cerámico utilizando una aleación de soldadura de oro y estaño para un sello hermético incluso en presencia de fluidos agresivos. En comparación con los puntos de fusión individuales, un enlace de soldadura de oro y estaño con una proporción de 80:20 produce una aleación con un punto de fusión mucho más bajo, lo que mejora la capacidad de fabricación y conserva los beneficios de ambos metales en entornos severos. Además, aunque esta soldadura de oro y estaño es más costosa que el adhesivo, el diferencial de costo es pequeño en comparación con la considerable mejora en los costos de mantenimiento a largo plazo y la confiabilidad.

Conclusión

Verificar si los medios de presión entran por la parte posterior o por la parte superior del sensor es un aspecto adicional que debe tenerse en cuenta al comparar los enfoques de empaquetado del sensor. El circuito debe estar protegido contra la corrosión o cortocircuitos si la presión está en la parte superior del sensor. Esta protección se suele conseguir con un gel protector. Sin embargo, un gel que es lo suficientemente rígido para soportar fluidos corrosivos generalmente también es lo suficientemente rígido como para causar tensión en el elemento MEMS.

Esto puede conducir a errores de detección intolerables en la mayoría de Aplicaciones médicas. Por el contrario, la entrada por la parte posterior descubre solo la unión del troquel eutéctico, el vidrio y el silicio al medio de presión, elementos que han demostrado resistir este entorno, sin preocupaciones de precisión de los sensores de la parte superior.

Para equipos médicos, el empaque para aplicaciones de detección de presión es crucial para eliminar compromisos regulares, mejorar la confiabilidad de la vida útil del producto y reducir el costo de propiedad.

Para obtener más información, visite este artículo en AZOSensores.com