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徹底解決高溫可靠性——三軸地磁傳感器封裝技術(shù)

發(fā)布時(shí)間:2016-10-27 責(zé)任編輯:sherry

【導(dǎo)讀】伴隨著物聯(lián)網(wǎng)大潮的興起,運(yùn)動(dòng)傳感的應(yīng)用前景極為遼闊。三軸磁傳感器作為運(yùn)動(dòng)傳感核心組成部分,其穩(wěn)定性、可靠性問題的妥善解決,解決無人機(jī)及導(dǎo)航設(shè)備系統(tǒng)產(chǎn)品廠商的打樣良率、量產(chǎn)良率、返工成功率、及售后故障率等問題。

三軸磁傳感器,又稱電子羅盤,在無人機(jī)、智能手表、導(dǎo)航設(shè)備中廣泛普及和應(yīng)用。針對需要偵測物體運(yùn)動(dòng)變化情況,三軸磁傳感器承載著至關(guān)重要的絕對指向作用,為穩(wěn)定飛行、輔助導(dǎo)航等多樣化功能保駕護(hù)航。也正如此,三軸磁傳感器的可靠性是這些裝置穩(wěn)定運(yùn)作的基石。

不過,現(xiàn)今一般市場上常見的三軸磁傳感器,多采用一個(gè)直立式Z軸配合一個(gè)水平XY軸感測的結(jié)構(gòu)。這種傳感器采用多芯片封裝,通過Epoxy封裝材料和焊接方式,將一個(gè)水平、一個(gè)垂直的傳感器,和一個(gè)負(fù)責(zé)感應(yīng)X、Y軸兩個(gè)維度的磁場水平傳感器透過金線或焊接固定在一起,垂直傳感器負(fù)責(zé)感應(yīng)Z軸維度磁場大小。直立式Z軸傳感器因?yàn)楦袘?yīng)片自身結(jié)構(gòu)直觀,設(shè)計(jì)也較為簡單。但是,由于直立式Z軸結(jié)構(gòu)在封裝較復(fù)雜而形成結(jié)構(gòu)弱點(diǎn),例如因熱漲冷縮而線路斷裂或接點(diǎn)的結(jié)構(gòu)變化,引發(fā)一些常見的使用及售后的弊端。
傳感器
直立式Z軸傳感器容易出現(xiàn)線路斷裂、封裝材料擠進(jìn)焊接點(diǎn)等問題

對于使用直立式Z軸結(jié)構(gòu)地磁傳感器的廠商、用戶而言,最大的顧慮就是它相對穩(wěn)定定較差。例如在生產(chǎn)過程中,返工或小量手工生產(chǎn)需要使用熱風(fēng)槍焊接,在焊接過程中容易出現(xiàn)因高溫引起的傳感器損壞問題,例如線路斷裂、封裝材料擠進(jìn)焊接點(diǎn)等。除直接損壞之外,高溫焊接過程還可能導(dǎo)致傳感器數(shù)值偏離,因此在批量生產(chǎn)過程中,常常發(fā)生10%或更高比率的不良品,需要返工重修,這無疑增加了廠商的生產(chǎn)成本和時(shí)間成本。直立式Z軸傳感器結(jié)構(gòu)出現(xiàn)故障的情況屢見不鮮,而該種傳感器又大抵只能夠支持Reflow兩到三次,因此對于芯片使用者而言,可預(yù)見的使用風(fēng)險(xiǎn)是存在的。

此外,在用戶使用過程中,由于直立式Z軸傳感器對環(huán)境溫度比較敏感,在遭遇極端天氣抑或較大溫度變化時(shí),容易不定期出現(xiàn)傳感器失靈的情況,導(dǎo)致無人機(jī)操控失靈甚至墜機(jī),這同樣也會(huì)增加用戶的售后維護(hù)成本。

那么,如何解決以上問題,打造一款真正耐用的三軸磁傳感器產(chǎn)品呢?近期,全球領(lǐng)先的磁傳感器公司iSentek愛盛科技給予了行業(yè)全新的思路。
傳感器
iSentek愛盛科技三軸磁傳感器采用軟磁原理,可在同一傳感器上感應(yīng)X、Y、Z三個(gè)維度磁場

據(jù)悉,iSentek愛盛科技旗下三軸磁傳感器產(chǎn)品,并沒有采用常見的垂直傳感器結(jié)構(gòu)來感應(yīng)Z軸磁場,而是通過先進(jìn)的軟磁原理,將原本垂直的Z軸磁力進(jìn)行轉(zhuǎn)向,將X、Y、Z三個(gè)維度的磁力均引導(dǎo)至同一平面?zhèn)鞲衅鬟M(jìn)行感應(yīng),再通過數(shù)學(xué)運(yùn)算科學(xué)的計(jì)算出三軸磁傳感器所處位置的磁場。這一方式,巧妙規(guī)避了直立式Z軸傳感器焊接后容易出現(xiàn)的線路斷裂、封裝材料擠進(jìn)焊接點(diǎn)、錫球底層金屬剝離等風(fēng)險(xiǎn)。

由于iSentek愛盛科技的三軸磁傳感器一體化集成程度很高,其在耐溫、耐濕上面的表現(xiàn)更為理想。對于系統(tǒng)產(chǎn)品生產(chǎn)商而言,無需再去擔(dān)心不同溫度環(huán)境導(dǎo)致的組件加工問題,可以顯著提升生產(chǎn)的良品率。對于用戶而言,在使用中也無需過分擔(dān)心飛行中溫度、濕度變化對無人機(jī)或?qū)Ш?、指向、操控帶來不利影響,更可以降低產(chǎn)品售后極端溫度環(huán)境使用的問題。

伴隨著物聯(lián)網(wǎng)大潮的興起,運(yùn)動(dòng)傳感的應(yīng)用前景極為遼闊。三軸磁傳感器作為運(yùn)動(dòng)傳感核心組成部分,其穩(wěn)定性、可靠性問題的妥善解決,解決無人機(jī)及導(dǎo)航設(shè)備系統(tǒng)產(chǎn)品廠商的打樣良率、量產(chǎn)良率、返工成功率、及售后故障率等問題。
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