Sercel i Tronic s’uneixen per a geòfons basats en MEMS

Sercel i TRONIC'S Microsystems han col·laborat per a la producció d'una nova generació de sensors sísmics, o geòfons, basats en MEMS. Dissenyat per CEA Leti, l'acceleròmetre de resolució de 0,1 µg envasat al buit ha estat optimitzat i industrialitzat per TRONIC'S Microsystems.
Els geòfons constitueixen un dels productes clau de Sercel (F), líder mundial en equips sísmics per a l’exploració de petroli i gas. Sensors extremadament sensibles, els geòfons mesuren la reflexió de les ones acústiques, enviades a la superfície del camp, a les diferents capes geològiques (vegeu la figura 1). Les dades s’utilitzen per dibuixar mapes d’estudis geològics que indiquen la ubicació i la mida de les reserves de petroli i gas.
Els geòfons, tot i que són components electromagnètics econòmics (vegeu la figura 2), han estat més aviat pesats i feixucs, ja que han d’estar units per cables a una unitat central de processament. L’exploració moderna del petroli exigeix ​​ara solucions cada vegada més lleugeres i mòbils capaces d’exactíssima precisió.

Geòfon basat en MEMS
Sercel va passar diversos anys treballant amb el CEA Leti (F), per mostrar la viabilitat i dissenyar un geòfon basat en MEMS. La col·laboració va donar lloc a un prototipus de geòfon basat en un acceleròmetre molt més petit i lleuger (vegeu la figura 2 i la taula 1).

El prototip va assolir les prestacions extremes requerides: una resolució fins a 0,1 µg, menys d’una milionèsima part de la gravetat de la Terra, en un rang de +/- 100 mg.

No obstant això, un dels majors desafiaments plantejats en traslladar la solució basada en MEMS del laboratori a la línia de producció. MEMS en realitat no presenta processos de fabricació estàndard i té requisits d’embalatge extremadament exigents i procediments de proves específics complexos. Per tant, Sercel necessitava un fabricant MEMS personalitzat que pogués transformar el seu concepte MEMS en un producte industrial fiable.

Industrialització del geòfon
Amb experiència en la industrialització i fabricació d’acceleròmetres MEMS personalitzats, TRONIC’S Microsystems (F) també domina els elements bàsics de la tecnologia de geòfons de Sercel.

El model de negoci de fabricació personalitzada MEMS de gamma alta de la companyia també era particularment adequat a les necessitats de fabricació de Sercel. Per tant, les dues empreses van establir una associació comercial

A partir dels prototips, Tronic ha optimitzat el dispositiu i ha qualificat el procés específic i la tècnica d’envasat al buit. A continuació, el fabricant francès va assegurar els primers lliuraments de la sèrie a principis del 2003 i avui lliura components de geòfon empaquetats i provats (vegeu la figura 3) que Sercel integra en els nous sistemes digitals.

Paquet de buit per MEMS
Per tal de reduir el soroll molecular de l'estructura i assolir els nivells de rendiment requerits, TRONIC'S encapsula la microestructura de silici en un entorn de buit molt alt en un embalatge LCC. Aquest embalatge permet al geòfon MEMS superar un factor Q superior a 10.000 (buit estimat en el rang d’1mTorr).

Més petit i lleuger, el geòfon MEMS envasat al buit supera fins i tot algunes altres especificacions clau dels geòfons tradicionals (vegeu la taula 1).

A més, també es poden integrar 3 geòfons MEMS junts en un espai molt reduït amb la seva electrònica digital eliminant alguns dels cables que abans es necessitaven. Per tant, el nou geòfon basat en MEMS facilita la logística per als clients de Sercel alhora que permet mesurar 3 components amb una dinàmica superior.

Mitjançant aquesta col·laboració, TRONIC'S Microsystems ha demostrat la seva capacitat de transformar conceptes MEMS personalitzats en productes fiables d'alt rendiment per a aplicacions de degradació.


Hora de publicació: 02-02-2020