直連式安全氣囊傳感器封裝系統分析

直連式安全氣囊傳感器封裝系統分析

側面安全氣囊的展開失效是汽車行業中被動安全研究尤為關注的方面。側面安全氣囊展開的典型過程開始于固定在汽車車身框架的微電子機械系統傳感器。該傳感器在汽車發生碰撞時，依據測量加速度所產生的電信號，并將其傳遞到主控制臺進行計算，以判斷是否需要展開安全氣囊。傳統側面安全氣囊傳感器使用的封裝系統是將微電子機械系統傳感器安裝在剛性印制電路板上，并在其上覆蓋金屬和塑料外殼，通過機械螺栓與車身框架相連。碰撞發生時，由車身至傳感器傳遞加速度的路徑十分復雜，可能會受到金屬或塑料外殼振動的影響，導致側面安全氣囊不能及時展開甚至不能展開。對此，提出了出一種直連式安全氣囊傳感器封裝系統，其將側面安全氣囊傳感器直接與車身框架相連，減少側面安全氣囊展開失效的概率。

所提出的封裝系統同樣將微電子機械系統傳感器安裝在剛性印制電路板，并通過粘結的方式直接與車身框架（B柱上方）相連。在應用前，需要采用跌落試驗對該系統的可行性進行分析。試驗時，將封裝系統置于跌落試驗測試架底部，重錘質量為36.5kg、沖擊速度為10km/h，垂直對其進行沖擊。測量并記錄整個試驗過程中傳感器產生的電信號。為便于對比，同時對傳統封裝系統進行測試。利用ANSYS 6.13對收集的電信號進行特征分析。結果顯示，所提出的封裝系統中傳感器能夠及時發出展開安全氣囊的電信號，由于減少了外殼結構振動產生的影響，因此與傳統封裝系統相比所產生的電信號干擾噪聲較少。實際應用時，需要保證傳感器具有較高的穩定性，保證其在汽車發生碰撞時能夠正常工作。但由于該封裝系統是被粘結在車身框架上的，因此也有不利于對傳感器進行更換的缺點。

Hyun Jin Kang et al.2015 16th International Conference on Thermal,Mechanical and Multi- Physics Simulation and Experiments in Microelectronics and Microsystems,Budapest April 19-22,2015.

編譯：李臣