本技術(shù)涉及半導(dǎo)體，具體而言，涉及一種用于微電子器件真空封裝的吸氣劑激活裝置及方法。

背景技術(shù)：

1、以mems(micro-electro-mechanical?system，微機(jī)電系統(tǒng))諧振壓力計(jì)、mems時(shí)鐘震蕩器、mems陀螺、mems加速度計(jì)等為代表的諧振類(lèi)電子器件需要在真空氣密環(huán)境下工作。現(xiàn)階段，器件級(jí)封裝和晶圓級(jí)封裝是兩種主流的方法。封裝之后，由于密閉腔體內(nèi)部材料會(huì)逐漸釋放氣體，導(dǎo)致真空度降低，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致器件失效。為此，通常采用非蒸散型薄膜吸氣劑對(duì)腔內(nèi)的殘余氣體進(jìn)行吸附，以維持器件內(nèi)部的真空度。吸氣劑材料易與周?chē)h(huán)境中的氧氣發(fā)生反應(yīng)形成鈍化層，進(jìn)而阻止了吸氣劑進(jìn)一步吸附氣體，因此通常需要在高溫環(huán)境下對(duì)其進(jìn)行激活操作。吸氣劑可采用的方式有熱激活和電激活兩種。熱激活方法是將微電子器件整體至于高溫真空環(huán)境中，通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的加熱，實(shí)現(xiàn)激活；電激活方法將加熱器同吸氣劑集成在一起，再通過(guò)對(duì)加熱器通電，利用焦耳效應(yīng)實(shí)現(xiàn)激活。

2、但是，上述兩種方法通常依賴(lài)于工藝經(jīng)驗(yàn)，無(wú)法獲知工藝過(guò)程中的真空狀態(tài)，難以對(duì)吸氣劑的激活程度進(jìn)行量化控制。因此，如何對(duì)吸氣劑的激活工藝過(guò)程進(jìn)行定量控制，并對(duì)封裝的真空度進(jìn)行評(píng)估是本領(lǐng)域急需解決的關(guān)鍵問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)在于提供一種用于微電子器件真空封裝的吸氣劑激活裝置及方法，旨在實(shí)現(xiàn)對(duì)吸氣劑的激活工藝過(guò)程進(jìn)行定量控制，以及實(shí)現(xiàn)對(duì)器件封裝真空度的定量控制。

2、本技術(shù)實(shí)施例第一方面提供一種用于微電子器件真空封裝的吸氣劑激活裝置，所述微電子器件包括依次連接的驅(qū)動(dòng)模塊、諧振結(jié)構(gòu)和檢測(cè)結(jié)構(gòu)以及帶有加熱器和溫度傳感器的吸氣劑，包括：

3、激勵(lì)電路模塊，與所述驅(qū)動(dòng)模塊的驅(qū)動(dòng)電極連接，所述激勵(lì)電路用于為所述驅(qū)動(dòng)電極施加激勵(lì)電壓；

4、驅(qū)動(dòng)模塊，與所述加熱器連接，所述驅(qū)動(dòng)模塊用于驅(qū)動(dòng)所述加熱器對(duì)所述吸氣劑進(jìn)行加熱；

5、信號(hào)讀取模塊，分別與所述檢測(cè)結(jié)構(gòu)和所述吸氣劑連接，所述信號(hào)讀取模塊用于讀取所述檢測(cè)結(jié)構(gòu)檢測(cè)到的所述諧振結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的振動(dòng)位移信號(hào)，以及用于讀取所述吸氣劑產(chǎn)生的阻抗參數(shù)，并將所述振動(dòng)位移信號(hào)和所述阻抗參數(shù)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)；

6、激活控制模塊，分別與所述信號(hào)讀取模塊和所述驅(qū)動(dòng)模塊連接，所述激活控制模塊用于接收所述電壓信號(hào)，并根據(jù)所述電壓信號(hào)，控制所述驅(qū)動(dòng)模塊與所述加熱器之間通路的開(kāi)啟或關(guān)閉。

7、可選地，所述信號(hào)讀取模塊包括第一讀取模塊和第二讀取模塊；

8、所述第一讀取模塊的輸入端與所述檢測(cè)結(jié)構(gòu)的輸出端連接，所述第一讀取模塊的輸出端與所述激活控制模塊的第一輸入端連接，所述第一讀取模塊用于讀取所述檢測(cè)結(jié)構(gòu)檢測(cè)到的所述諧振結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的振動(dòng)位移信號(hào)，并將所述振動(dòng)位移信號(hào)轉(zhuǎn)換為第一電壓信號(hào)；

9、所述第二讀取模塊的輸入端與所述吸氣劑的電極連接，所述第二讀取模塊的輸出端與所述激活控制模塊的第二輸入端連接，所述第二讀取模塊用于讀取所述吸氣劑產(chǎn)生的阻抗參數(shù)，并將所述阻抗參數(shù)轉(zhuǎn)換為第二電壓信號(hào)。

10、可選地，所述激活控制模塊包括品質(zhì)因數(shù)提取模塊、第一比較器、第二比較器和計(jì)算模塊；

11、所述品質(zhì)因數(shù)模塊用于接收所述第一電壓信號(hào)，并計(jì)算得到所述諧振結(jié)構(gòu)的當(dāng)前品質(zhì)因數(shù)；

12、所述第一比較器的輸入端與所述品質(zhì)因數(shù)模塊連接，所述第一比較器的輸出端與所述計(jì)算模塊連接，所述第一比較器用于獲取目標(biāo)品質(zhì)因數(shù)和所述當(dāng)前品質(zhì)因數(shù)之間的第一差值，并將所述第一差值傳輸至所述計(jì)算模塊；

13、所述第二比較器的輸入端與所述第二輸入端連接，所述第二比較器的輸出端與所述計(jì)算模塊連接，所述第二比較器用于獲取所述第二電壓信號(hào)，并根據(jù)所述第二電壓信號(hào)得到所述吸氣劑的當(dāng)前阻抗參數(shù)，以及，用于獲取飽和阻抗參數(shù)和所述當(dāng)前阻抗參數(shù)之間的第二差值，并將所述第二差值傳輸至所述計(jì)算模塊；

14、所述計(jì)算模塊用于根據(jù)所述第一差值和第二差值的大小，生成控制邏輯信號(hào)，以控制所述驅(qū)動(dòng)模塊與所述加熱器之間通路的開(kāi)啟或關(guān)閉。

15、可選地，在所述第一差值等于0時(shí)，所述計(jì)算模塊生成關(guān)閉信號(hào)，所述激活控制模塊根據(jù)所述關(guān)閉信號(hào)切斷所述驅(qū)動(dòng)模塊與所述加熱器之間的通路；

16、在所述第一差值大于0，且所述第二差值等于0時(shí)，所述計(jì)算模塊生成關(guān)閉信號(hào)，所述激活控制模塊根據(jù)所述關(guān)閉信號(hào)切斷所述驅(qū)動(dòng)模塊與所述加熱器之間的通路；

17、在所述第一差值大于0，且所述第二差值大于0時(shí)，所述計(jì)算模塊生成開(kāi)啟信號(hào)，所述激活控制模塊根據(jù)所述開(kāi)啟信號(hào)連通所述驅(qū)動(dòng)模塊與所述加熱器之間的通路。

18、可選地，所述激活裝置還包括：

19、溫度讀取模塊，與所述溫度傳感器連接，所述溫度讀取模塊用于讀取所述溫度傳感器產(chǎn)生的當(dāng)前溫度值，并獲取目標(biāo)溫度值與所述當(dāng)前溫度值之間的第三差值；

20、溫度控制模塊，分別與所述溫度讀取模塊和所述驅(qū)動(dòng)模塊連接，所述溫度控制模塊用于根據(jù)所述第三差值的大小，控制所述驅(qū)動(dòng)模塊輸出加熱電壓的大小。

21、可選地，在所述第三差值等于0時(shí)，所述溫度控制模塊的輸出趨于穩(wěn)定，使得驅(qū)動(dòng)模塊輸出的加熱電壓恒定；

22、在所述第三差值不等于0時(shí)，所述溫度控制模塊將增大或減小輸出電壓，使得所述驅(qū)動(dòng)模塊輸出的加熱電壓增加或減小，逐步調(diào)整所述第三差值，直至為0。

23、可選地，所述激活控制模塊包括單片機(jī)、現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯門(mén)陣列或模擬電路。

24、可選地，所述驅(qū)動(dòng)模塊包括可控電流源或可控電壓源。

25、可選地，所述溫度控制模塊為pid控制器。

26、本技術(shù)實(shí)施例第二方面提供一種用于微電子器件真空封裝的吸氣劑激活方法，應(yīng)用于如本技術(shù)實(shí)施例第一方面提供的用于微電子器件真空封裝的吸氣劑激活裝置，所述激活裝置包括激勵(lì)電路模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、信號(hào)讀取模塊和激活控制模塊，所述激活方法包括：

27、利用所述驅(qū)動(dòng)模塊使加熱器對(duì)吸氣劑進(jìn)行加熱；

28、利用所述激勵(lì)電路模塊驅(qū)動(dòng)諧振結(jié)構(gòu)振動(dòng)，并通過(guò)所述信號(hào)讀取模塊獲取檢測(cè)結(jié)構(gòu)檢測(cè)到的所述諧振結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的振動(dòng)位移信號(hào)，以及通過(guò)所述信號(hào)讀取模塊用于讀取吸氣劑產(chǎn)生的阻抗參數(shù)，并將所述振動(dòng)位移信號(hào)和所述阻抗參數(shù)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)；

29、利用所述激活控制模塊接收所述電壓信號(hào)，并根據(jù)所述電壓信號(hào)，控制所述驅(qū)動(dòng)模塊與所述加熱器之間通路的開(kāi)啟或關(guān)閉。

30、有益效果：

31、本技術(shù)提供一種用于微電子器件真空封裝的吸氣劑激活裝置及方法，通過(guò)驅(qū)動(dòng)模塊可以使加熱器對(duì)吸氣劑進(jìn)行加熱，然后通過(guò)激勵(lì)電路模塊對(duì)驅(qū)動(dòng)模塊施加激勵(lì)電壓，以使得信號(hào)讀取模塊可以讀取諧振結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的振動(dòng)位移信號(hào)以及吸氣劑產(chǎn)生的阻抗參數(shù)，最終再利用激活控制模塊根據(jù)振動(dòng)位移信號(hào)和阻抗參數(shù)與控制驅(qū)動(dòng)模塊與加熱器之間通路的開(kāi)啟或關(guān)閉，這樣，在吸氣劑激活過(guò)程中，可以通過(guò)對(duì)微電子器件的品質(zhì)因數(shù)和吸氣劑的阻抗參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，并依據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)控制吸氣劑的激活，從而形成了對(duì)吸氣劑激活程度的量化激活控制，以及實(shí)現(xiàn)了對(duì)器件封裝真空度的定量控制。