汽車直連式安全氣囊傳感器的封裝技術

在交通事故中，由于汽車安全氣囊展開故障而導致的死亡引起了各國研究人員的注意。因此，對于安全氣囊傳感器利用微機電系統(tǒng)進行封裝顯得尤為重要。與常規(guī)的集成電路芯片封裝不同，微機電系統(tǒng)封裝可以使傳感器系統(tǒng)的體積大大減小，而其性能和可靠性卻可以大幅提升。但是，這種封裝技術會受傳感器和執(zhí)行器上可移動部件復雜運動的影響，尤其是應用在安全氣囊上時，通過微機電系統(tǒng)封裝的傳感器被安裝在印刷電路板上，其上覆蓋金屬或塑料外殼，通過緊固螺栓與車身框架相連，產生的電信號會受到傳感器外殼和車身框架振動的影響。汽車發(fā)生碰撞時，由于封裝后的傳感器需要根據測得的加速度信號產生傳輸到主控制臺的電信號，主控制臺將根據信號強度和模式確定是否展開安全氣囊，因此產生清晰無干擾的電信號對于安全氣囊的正確展開至關重要。據此，提出了一種直連式傳感器封裝技術，該技術可以消除外殼和車身框架振動產生的影響。

采用這種直連式傳感器封裝技術對汽車安全氣囊傳感器進行微機電系統(tǒng)封裝，封裝后的傳感器被安裝在彈性較大的印刷電路板上，之后通過粘結的方式與車身框架相連。對這種直連式傳感器封裝技術進行可行性分析時，首先進行跌落試驗。為便于對比，對傳統(tǒng)方法安裝的傳感器同樣進行測試。使用試驗臺架的跌落高度為 570mm、重錘質量36.5kg、沖擊速度10km/h。記錄兩種傳感器產生的電信號（即加速度）并進行了對比，如圖1所示。由圖1可以看出，采用直連式連接傳感器產生的電信號噪聲小、且具有較強的強度和穩(wěn)定性。需要注意開始部分出現的5ms延遲，這是由于測試系統(tǒng)的滯后造成的。同樣采用ABAQUS 6.13軟件，進行相同試驗條件下的仿真試驗，其結果與圖1所示結果相同。需要注意，針對不同汽車需要制定不同的安全氣囊展開電信號標準。因而，在實際應用時，需要針對目標車型制定相應的汽車安全氣囊正確展開標準。

圖1 兩種傳感器產生的電信號

Yeong K.Kim et al.2016 Pan Pacific Microelectronics Symposium,Big Island Jan. 25-28,2016.

編譯：李臣