הצוות של סרסל וטרוניק לגיאופונים מבוססי MEMS

Sercel ו- Microsystems של TRONIC, שיתפו פעולה לייצור דור חדש של חיישנים סייסמיים, או גיאופונים, המבוססים על MEMS. עוצב על ידי CEA Leti, מד התאוצה ברזולוציה 0.1 מיקרוגרם שנארז תחת ואקום עבר אופטימיזציה ותיעוש על ידי מיקרוסיסטמס של TRONIC.
גיאופונים מהווים אחד ממוצרי המפתח של Sercel (F), המובילה בעולם בציוד סייסמי לחיפושי נפט וגז. חיישנים רגישים במיוחד, הגיאופונים מודדים את השתקפות הגלים האקוסטיים, הנשלחים על פני השדה, בשכבות הגיאולוגיות השונות (ראה איור 1). הנתונים משמשים אז לשרטוט מפות סקר גיאולוגיות המציינות את מיקום וגודלן של עתודות נפט וגז.
הגאופונים, אף שהם רכיבים אלקטרומגנטיים זולים (ראה איור 2), היו כבדים ומסורבלים למדי מכיוון שהם צריכים להיות מקושרים באמצעות כבלים ליחידת עיבוד מרכזית. חיפושי נפט מודרניים דורשים כעת פתרונות ניידים קלים יותר ויותר, המסוגלים לדיוק גבוה מאוד.

גיאופון מבוסס MEMS
Sercel בילה מספר שנים בעבודה עם ה- CEA Leti (F), כדי להראות את היתכנות ולעצב גיאפון מבוסס MEMS. שיתוף הפעולה הביא לאב-טיפוס של גיאופון מבוסס תאוצה קטן וקל בהרבה (ראה איור 2 וטבלה 1).

האב-טיפוס הגיע לביצועים הקיצוניים הנדרשים: רזולוציה של עד 0.1 מיקרוגרם, פחות ממיליון מכוח המשיכה של כדור הארץ, בטווח של +/- 100 מ"ג.

עם זאת, אחד האתגרים הגדולים ביותר שהונחו בהעברת הפתרון מבוסס MEMS מהמעבדה לפס הייצור. MEMS למעשה אינם מציגים תהליכי ייצור סטנדרטיים ויש להם דרישות אריזה תובעניות ביותר ונהלי בדיקה ספציפיים מורכבים. לכן, Sercel נזקקה ליצרן MEMS מותאם אישית שיכול להפוך את רעיון ה- MEMS שלה למוצר תעשייתי אמין.

תיעוש גיאופון
מנוסה בתיעוש וייצור של מדי תאוצה MEMS מותאמים אישית, מיקרוסיסטמס של TRONIC (F) שלטו גם באבני הבניין של טכנולוגיית הגאפון של Sercel.

המודל העסקי המיוחד של ייצור MEMS המותאם אישית של החברה התאים במיוחד לצרכי הייצור של סרסל. לכן שתי החברות נכנסו לשותפות עסקית

החל מאבות הטיפוס, טרוניק מיטבה את המכשיר והעמידה את טכניקת התהליך והאריזה הרלוונטית שלו. לאחר מכן הבטיחה היצרנית הצרפתית את משלוחי הסדרה הראשונה בתחילת 2003 וכיום מספקת רכיבי גיאופון ארוזים ונבדקים (ראה איור 3) שמשלבת Sercel במערכות דיגיטליות חדשות.

חבילת ואקום ל- MEMS
על מנת להפחית את הרעש המולקולרי במבנה ולהגיע לרמות הביצוע הנדרשות, TRONIC'S מקפל את מיקרו הסיליקון בסביבת ואקום גבוהה מאוד באריזה של LCC. אריזה זו מאפשרת לגאופון MEMS לחרוג מגורם Q של מעל 10.000 (ואקום משוער בטווח של 1mTorr).

קטן יותר וקל יותר, הגאופון MEMS הארוז בוואקום אפילו עולה על כמה מפרטי מפתח אחרים של הגאופונים המסורתיים (ראה טבלה 1).

בנוסף, ניתן לשלב 3 גיאופונים MEMS גם יחד בחלל קטן מאוד כאשר האלקטרוניקה הדיגיטלית שלו מבטלת חלק מהכבלים שנדרשו בעבר. הגאופון החדש מבוסס MEMS מאפשר אפוא את הלוגיסטיקה ללקוחות Sercel תוך שהוא מאפשר מדידת 3 רכיבים עם דינמיקה גבוהה יותר.

באמצעות שיתוף פעולה זה, חברת מיקרוסיסטמס של TRONIC הוכיחה עוד יותר את יכולתה להפוך מושגי MEMS מותאמים אישית למוצרים אמינים לביצועים גבוהים המיועדים לשיפור יישומים.


זמן פרסום: ספטמבר-02-2020