CN101571440A - 一种应用于器件级真空封装的真空度测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用于器件级真空封装的真空度测量装置，属于微纳器件与系统的低压封装和真空封装技术领域。本发明在器件级真空封装体中加入一微型低压传感器，该微型低压传感器包括一金属丝，所述金属丝的两端固定在器件级真空封装体内预留的两个压焊点上。本发明通过连接金属丝的管脚即可进行真空测试，很方便的实现了芯片和真空测量计在同一真空封装体中的兼容，提供了便捷的真空度测量手段，大大降低了真空度的测量成本，提高了测量精度。

Description

一种应用于器件级真空封装的真空度测量装置

技术领域

本发明是关于微纳器件与系统的低压封装和真空封装领域中的真空度测量技术，具体涉及一种应用于器件级真空封装的真空度测量装置。

背景技术

器件级真空封装是集成微纳器件/系统封装的一种重要形式，它广泛的应用于微机电系统(以下简称MEMS)、射频电子以及很多有必要与外界隔离并工作于低压环境的封装领域。例如惯性MEMS传感器、RF MEMS芯片，它们需要处于低压或真空环境工作，才能保证芯片的微机械结构具有良好的工作性能和长期稳定的工作。近年来真空封装的应用越来越多，已经成为国际上集成微纳系统的一项重要支撑技术。

真空度测量是真空技术中的重要组成部分，也是真空封装技术中不可或缺的一环。检测真空封装的良品率和可靠性是真空度测量最主要的应用。真空度测量方式有很多种，主要有：皮拉尼真空计，电容薄膜真空计，压电应变真空计，热阴极电离真空计，菲利浦斯电离真空计，石英晶体振荡真空计等。其中，皮拉尼真空计具有低成本、易加工、较高精度的综合优势。皮拉尼真空计也叫电阻真空计，利用气体的热传导现象来测量真空度，当真空度较高时，气体的热传导较低；当真空度较低时，气体的热传导较高，人们可以通过确定热传导的大小来确定真空度的高低。但是，这些传统的真空度测量所用的真空计一般是体积较大的分立器件或者专门的真空测量仪器。采用真空测量仪器进行真空度的测量需要很多附加设备，测量手段复杂；如果采用在封装器件上开孔的方法则极有可能破坏器件产品；如果内置微型压力计也将占用器件级封装资源，例如空间和输入输出引脚。并且封装工艺要求高，难度大，其封装费用在产品的成本价格中占有很高的比例，有的甚至超过了50％～80％。

发明内容

本发明克服了现有技术中的不足，提供了一种应用于器件级真空封装的真空度测量装置，只需在现有的器件级真空封装体中加入一微型低压传感器，就可以实现真空度的便捷测量。

本发明的技术方案是：

一种应用于器件级真空封装的真空度测量装置，包括一器件级真空封装体，在所述器件级真空封装体内封装有一压焊芯片和若干个压焊点，其特征在于，在器件级真空封装体内增加设置一微型低压传感器和一对压焊点，该微型低压传感器包括一金属丝，所述金属丝的两端固定在上述增加的压焊点上，上述增加的压焊点分别与所述器件级真空封装体的两个管脚连接。

所述金属丝的长度为1毫米-50毫米之间。

在所述器件级真空封装体内的所有压焊点分别布置在所述压焊芯片的两侧，其中，上述增加的压焊点相对设置在上述两排压焊点之中。

所述金属丝的电阻温度系数值在4‰-6‰之间。

所述金属丝为是钨丝、镍丝、铜丝或硅铝丝。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明很方便的实现了芯片和皮拉尼真空计在同一真空封装体中的兼容，提供了便捷的真空度测量手段，大大降低了真空度的测量成本，提高了测量精度。

附图说明

图1为去掉管帽后的结构横向俯视图；

图2为去掉管帽后的结构纵向俯视图；

图3为图2的剖面图。

图中，1-压焊芯片，2-金属丝，3-芯片引线，4-管脚，5-引线压焊点，6-封装体管座。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

在图1所示实施例中，器件级真空封装体包括一封装体管座6和一压焊芯片1，封装体管座6包括若干个管脚4及与管脚4相连的引线压焊点5，压焊芯片1通过芯片引线3与引线压焊点5连接，金属丝2的两端压焊到预留的一对相对的压焊点5上。采用常规的芯片贴装、引线键合、抽气封盖等真空封装方式进行封装。当真空封装完成后，金属丝在这个真空环境下就形成了一个微型真空度测量装置。

在器件级真空封装体内预留的固定金属丝的两个压焊点可以处于任何位置，但金属丝应与压焊芯片相隔离。

其中，金属丝可以是钨丝、镍丝、铜丝、硅铝丝等，且其具有一定电阻温度系数，金属丝的电阻温度系数值最好在4‰-6‰之间。

在封装体中连接金属丝的管脚可以对该封装体的真空度提供了很方便的测量。通常情况下，可以采取两种测量方法：

1、在金属丝的两端加以恒定的电压，金属丝温度的升高会在不同的真空环境下，引起通过金属丝电流在相同时间段的不同减小趋势：真空度高，热量传导较小，电流减小趋势较快；真空度低，热量传导较大，电流减小趋势较慢。通过金属丝的电流值测得封装体内压强的函数。

2、在金属丝的两端加以恒定的电流，金属丝温度的升高会在不同的真空环境下，引起其电阻值在相同时间段的不同增大趋势：真空度高，热量传导较小，电阻增大趋势较快；真空度低，热量传导较大，电阻增大趋势较慢，金属丝的电阻为封装体内压强的函数。

以上通过详细实施例描述了本发明所提供的应用于器件级真空封装的真空度测量装置，本领域的技术人员应当理解，在不脱离本发明实质的范围内，可以对本发明做一定的变形或修改；其制备方法也不限于实施例中所公开的内容。

Claims (5)

1、一种应用于器件级真空封装的真空度测量装置，包括一器件级真空封装体，在所述器件级真空封装体内封装有一压焊芯片和若干个压焊点，其特征在于，在器件级真空封装体内增加设置一微型低压传感器和一对压焊点，该微型低压传感器包括一金属丝，所述金属丝的两端固定在上述增加的压焊点上，上述增加的压焊点分别与所述器件级真空封装体的两个管脚连接。

2、如权利要求1所述的应用于器件级真空封装的真空度测量装置，其特征在于，所述金属丝的长度为1毫米-50毫米之间。

3、如权利要求1或2所述的应用于器件级真空封装的真空度测量装置，其特征在于，在所述器件级真空封装体内的所有压焊点分别布置在所述压焊芯片的两侧，其中，上述增加的压焊点相对设置在上述两排压焊点之中。

4、如权利要求1或2所述的应用于器件级真空封装的真空度测量装置，其特征在于，所述金属丝的电阻温度系数值在4‰-6‰之间。

5、如权利要求1所述的应用于器件级真空封装的真空度测量装置，其特征在于，所述金属丝为是钨丝、镍丝、铜丝或硅铝丝。

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