CN1595087A - 微机械真空封装的真空度检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种微机械真空封装的真空度检测装置，涉及微电子机械技术领域一种小腔体封装外壳的真空度检测仪。它由外壳、盖板、加热丝、热偶丝、引脚构成。本发明在外壳内装入加热丝、热偶丝，用低温焊料封接盖板，使加热丝、热偶丝组成真空度检测电路，对加热丝通以一定的加热电流，热电偶产生的热电势取决于周围气体的压强，测量热电势达到对腔体内真空度的检测。本发明还具有结构紧凑，测量方便，可靠性好，适用范围宽等特点，特别适合作腔体体积小的微机械器件封装腔体内的真空度测试仪器。

Description

微机械真空封装的真空度检测装置

技术领域

本发明涉及微电子机械技术领域中的一种微机械(MEMS)真空封装的真空度检测装置，特别适用于作微机械(MEMS)器件封装真空度的检测仪器。

背景技术

微机械器件的部分产品要求一定程度的真空封装，真空度不足，腔体内气体将对器件产生阻尼，器件灵敏度不高，性能不好；真空度过高又会发生“振荡”现象，这就要求对真空封装腔体内的真空度进行检测，找出适合器件性能发挥的最佳真空度数值，进而作到控制封装腔体内的真空度。目前市场上通用的适合此范围的真空测量仪表有电阻真空计和热偶式真空计，这些真空计都有结构固定的真空规管，测量稳定性好，适合测量大腔体的真空度，但不适合比真空规管的测量管管口直径小的封闭腔体内的真空度测量，如微机械器件封装腔体的真空度测量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种能测量腔体体积小的微机械器件封装腔体内的真空度的微机械真空封装的真空度检测装置，并且本发明还具有结构紧凑，测量方便，可靠性好，适用范围宽等特点。

本发明所要解决的技术问题由下列技术方案实现：它包括外壳1、盖板2、加热丝3、热偶丝4、引脚10，其中外壳1加工成腔体结构，腔体结构的四角构成四个键合区为第一键合区5、第二键合区6、第三键合区7、第四键合区8，加热丝3两端采用粘结工艺固定在外壳1腔体结构内一对角的第一键合区5、第三键合区7上；热偶丝4两端采用粘结工艺固定在外壳1腔体内另一对角的第二键合区6、第四键合区8上；加热丝3和热偶丝4的交叉点9用储能焊工艺焊接连接；盖板2用低温焊料焊接在外壳1的顶面上，引脚10用高温焊料焊接在外壳1的外部侧面上；外壳1内腔对角上的第一键合区5至第四键合区8与对应的外壳1外部侧面各引脚10连接；第一键合区5上加热丝3一端和第二键合区6上热偶丝4一端的对应引脚10与外部电源连接，构成加热件；第三键合区7上加热丝3一端和第四键合区8上热偶丝4一端的对应引脚10与外部毫伏计连接，构成热偶件，制作成微机械真空封装的真空度检测装置。

本发明的加热丝3采用铂丝、或钨丝、镍丝材料制作。

本发明的热偶丝4采用康铜合金、或铂铑—铂、铜—康铜材料制作。

本发明的加热丝3和热偶丝4各端分别与第一键合区5至第四键合区8连接的粘结工艺为热压键合工艺或导电胶粘结工艺。

本发明相比背景技术具有如下优点：

(1)本发明直接采用加热丝3、热偶丝4作测试件，装入微机械器件的封装腔体内，能测量不能使用市场上通用的真空计的腔体体积小的微机械器件封装腔体内的真空度。

(2)本发明采用半导体生产工艺和真空计生产工艺制作，因此检测装置结构紧凑，测量方便，可靠性好，适用范围宽。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

参照图1，它包括外壳1、盖板2、加热丝3、热偶丝4、引脚10。其中外壳1加工成腔体结构，外壳1腔体可以采用陶瓷材料或金属材料制作，实施例采用陶瓷材料制作外壳1，它通过多层陶瓷片制作工艺加工成腔体结构，陶瓷片由95％Al₂O₃瓷粉球磨流延而成。腔体结构的四角构成四个键合区为第一键合区5、第二键合区6、第三键合区7、第四键合区8，作用是为加热丝3和热偶丝4提供机械支撑和电连通。加热丝3两端采用粘结工艺固定在外壳1腔体结构内一对角的第一键合区5、第三键合区7上，加热丝3采用铂丝、或钨丝、镍丝材料制作，实施例加热丝3采用铂丝制作。热偶丝4两端采用粘结工艺固定在外壳1腔体内另一对角的第二键合区6、第四键合区8上，热偶丝4采用康铜合金、或铂铑—铂、铜—康铜材料制作，实施例热偶丝4采用康铜合金制作。加热丝3和热偶丝4各端分别与第一键合区5至第四键合区8连接的粘结工艺为热压键合工艺或导电胶粘结工艺，实施例采用热压键合工艺制作。加热丝3和热偶丝4的交叉点9用储能焊工艺焊接连接，其作用是构成热偶丝4的热电势测量点。盖板2用低温焊料焊接在外壳1的顶面上，其作用是与外壳1构成密封腔体。引脚10用高温焊料焊接在外壳1的外部侧面上，其作用是与外部电路连接。盖板2和引脚10采用可伐材料用专用模具冲制而成，实施例盖板2和引脚10采用4J34可伐材料，盖板2采用焊接熔点280℃的金锡合金焊料，引脚10采用焊接熔点780℃的银铜合金焊料。外壳1内腔对角上的第一键合区5至第四键合区8与对应的外壳1外部侧面各引脚10连接。第一键合区5上加热丝3一端和第二键合区6上热偶丝4一端的对应引脚10与外部电源连接，构成加热件，产生加热电流，外接电源电压为220V。第三键合区7上加热丝3一端和第四键合区8上热偶丝4一端的对应引脚10与外部毫伏计连接，构成热偶件，产生热电势，外部表头为毫伏计。制作成微机械真空封装的真空度检测装置

本发明简要工作原理如下：装入加热丝3和热偶丝4的外壳1本身相当于市场上通用的热偶式真空计的测量规管，对外壳1的加热件通以一定的加热电流，在低真空下热偶件产生的热电势取决于外壳1腔体内的气体压强，热电势与外壳1腔体内部真空度有确定的对应关系，通过用毫伏计测量热偶件产生的热电势大小，配以标准真空系统真空度校准装置测出的热电势与真空度对应曲线，即可算出外壳1腔体内的真空度。

Claims (4)

1.一种微机械真空封装的真空度检测装置，它包括外壳(1)、盖板(2)、引脚(10)，其特征在于还包括加热丝(3)、热偶丝(4)，其中外壳(1)加工成腔体结构，腔体结构的四角构成四个键合区为第一键合区(5)、第二键合区(6)、第三键合区(7)、第四键合区(8)；加热丝(3)两端采用粘结工艺固定在外壳(1)腔体结构内一对角的第一键合区(5)、第三键合区(7)上；热偶丝(4)两端采用粘结工艺固定在外壳(1)腔体内另一对角的第二键合区(6)、第四键合区(8)上；加热丝(3)和热偶丝(4)的交叉点(9)用储能焊工艺焊接连接；盖板(2)用低温焊料焊接在外壳(1)的顶面上，引脚(10)用高温焊料焊接在外壳(1)的外部侧面上；外壳(1)内腔对角上的第一键合区(5)至第四键合区(8)与对应的外壳(1)外部侧面各引脚(10)连接；第一键合区(5)上加热丝(3)一端和第二键合区(6)上热偶丝(4)一端的对应引脚(10)与外部电源连接，构成加热件；第三键合区(7)上加热丝(3)一端和第四键合区(8)上热偶丝(4)一端的对应引脚(10)与外部毫伏计连接，构成热偶件，制作成微机械真空封装的真空度检测装置

2.根据权利要求1所述的微机械真空封装的真空度检测装置，其特征在于加热丝(3)采用铂丝、或钨丝、镍丝材料制作。

3.根据权利要求1或2所述的微机械真空封装的真空度检测装置，其特征在于热偶丝(4)采用康铜合金、或铂铑—铂、铜—康铜材料制作。

4.根据权利要求3所述的微机械真空封装的真空度检测装置，其特征在于加热丝(3)和热偶丝(4)各端分别与第一键合区(5)至第四键合区(8)连接的粘结工艺为热压键合工艺或导电胶粘结工艺。