医療機器のメーカーは、コストと品質のバランスを取るという絶え間ないプレッシャーに直面しているため、圧力センサーは開発者に相反する要件を提示し、危険な妥協につながる可能性があります。 圧力センサーは信頼性に関する一般的な課題を引き起こします。メーカーは、センサー固有の短い寿命を回避するために、費用のかかる継続的なメンテナンスとコンポーネントの交換に頼らざるを得なくなります。 ただし、これらのセンサーに高い精度と信頼性が要求され、コンポーネントの故障が安全上のリスクにつながる可能性がある医療アプリケーションでは、リスクは依然として高くなります。

チャレンジ

この問題を解決するには、センサー コンポーネントのパッケージングが重要であるという事実にもかかわらず、最近までセンサー メーカーがこれを回避してきた課題です。 血液分析システムは典型的なユースケースです。 この種の医療アプリケーションでは、 圧力センサー 高温または過酷な流体で操作する場合、生理食塩水でさえ最終的に腐食性になる可能性があり、通常、洗浄および滅菌プロセスでは漂白剤などの腐食性化学物質と繰り返し接触する必要があります.

主な問題は、圧力シールを作成し、センサー ダイと関連する回路を保護するために使用される接着剤が、周囲の流体で最終的に軟化することです。 シールが破れるとすぐにセンサー回路が損傷するため、製品のリコールが発生したり、センシング サブシステムの定期的なメンテナンスや交換が必要になったりすると、高額な費用が発生するおなじみの信頼性の問題が発生します。

解決策

革新的な新しい圧力センサー パッケージ アプローチは、過酷な流体が存在する場合でもハーメチック シール用の金スズはんだ合金を使用して、セラミック基板上に共晶ダイ ボンドを作成します。 個々の融点と比較すると、80:20 の比率の金と錫のはんだ結合は、はるかに低い融点の合金を形成するため、過酷な環境で両方の金属の利点を維持しながら製造性が向上します。 さらに、この金錫はんだは接着剤よりも高価ですが、長期的なメンテナンス コストと信頼性の大幅な改善に比べれば、コストの差はわずかです。

結論

圧力媒体がセンサーの背面または上部から入ってくるかどうかを確認することは、センサーのパッケージング方法を比較する際に考慮する必要がある追加の側面です。 圧力がセンサーの上側にある場合、回路を腐食や短絡から保護する必要があります。 この保護は通常、保護ジェルで実現されます。 しかし、腐食性流体に耐えられるほど固いゲルは、通常、MEMS 素子にストレスを与えるほど固い。

これにより、ほとんどの場合、許容できない感知エラーが発生する可能性があります。 医療用途。 逆に、裏側からの侵入では、圧力媒体への共晶ダイアタッチ、ガラス、およびシリコン (この環境に耐えることが証明されている要素) のみが明らかになり、上側センサーの精度に関する懸念はありません。

医療機器の場合、圧力センシング アプリケーションのパッケージングは​​、通常の妥協を排除し、製品寿命の信頼性を高め、所有コストを削減するために不可欠です。

詳細については、次の記事を参照してください。 AZOSensors.com