一种基于非蒸散型薄膜吸气剂的MEMS器件封装设备的制作方法

本实用新型涉及mems制造技术领域，具体为一种基于非蒸散型薄膜吸气剂的mems器件封装设备。

背景技术：

mems器件具有体积小、成本低等特点，在军事和民用领域有着广泛的应用前景。许多mems器件需要进行真空封装，从而最大程度的减少器件内部的残余气体，且真空封装的水平高低很大程度上决定了器件的性能和寿命。

目前，真空的获得和维持依旧是mems真空封装技术中存在的主要难题之一。常规的加速计封装(金属封装)是高温抽真空封焊的方式进行的，也就是将待封装的器件置于真空箱中除气，抽真空，再把氦气冲入到器件内部，再通过激光焊接的方式封焊外壳与底座。但是由于器件内部腔体内的芯片、金丝、电路等材料依旧有吸附的气体，会缓慢的释放到器件内部，从而影响产品的性能与寿命。

吸气剂可以用来获得和维持真空，利用吸气剂来吸收加速计封装后的残余气体，可以提高并维持器件真空度。但是通常吸气剂是粉末冶金法烧结而成的多孔结构，在加速计腔体内难以装配，且在长期放置和使用过程中会有直径2-3μm的颗粒脱落，会对器件性能造成重大影响，并且吸气剂制备工艺过程复杂，成本高，不易于批量生产，对此我们提出一种基于非蒸散型薄膜吸气剂的mems器件封装设备。

技术实现要素：

本实用新型目的是提供一种基于非蒸散型薄膜吸气剂的mems器件封装设备，以解决现有技术中无法便捷的对器件各零部件进行材料级除气，最后在高真空封装，导致器件的密封性能不佳的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于非蒸散型薄膜吸气剂的mems器件封装设备，包括封帽、吸气剂磁控溅射设备及封装装置；

所述吸气剂磁控溅射设备内设有ti基靶材及薄膜吸气剂，所述封帽的底部边缘处设有遮挡板，且呈开口向下设置在ti基靶材的上端，所述薄膜吸气剂通过吸气剂磁控溅射设备在封帽的内壁形成薄膜吸气剂。

优选的，所述封帽的下端面配合连接有底座，所述底座的上端设置有电路板，所述电路板的上方，并位于封帽内设置有敏感组件。

优选的，所述敏感组件由1个质量块，2个垫块、2个芯片组装而成。

优选的，所述封帽为不锈钢材质，内径为14mm，外径为16mm，壁厚为1mm，高为8.5mm。

优选的，所述封装装置的上端设置有激光焊接组件，所述封装装置的侧边设置有除气充气组件，所述封装装置的底部设置有加热组件。

优选的，所述底座为不锈钢材质，最大外径为17mm，最小内径为13.5mm，高为5.5mm。

本实用新型至少具备以下有益效果：

(1)本实用新型为一种基于非蒸散型薄膜吸气剂的mems器件封装设备，通过设置有吸气剂磁控溅射设备及ti基靶材，便于对封帽内壁形成薄膜吸气剂，不会形成传统蒸散型吸气剂所造成的颗粒，保证了器件内部的洁净，大大提高了装置的实用性。

(2)本实用新型为一种基于非蒸散型薄膜吸气剂的mems器件封装设备，通过设置有激光焊接组件及除气充气组件，使得装置能够将器件内的剩余气体吸出，同时可以吸除腔体内材料释放的水汽，长期保持器件处于高真空，延长使用寿命，同时激活方式和激光焊接整合到一起，优化了工艺，又更进一步保证了器件内部的真空度，提高产品性能的稳定性。

附图说明

图1为本实用新型的器件组装结构示意图；

图2为本实用新型中ti基吸气剂蒸镀溅射作业结构示意图；

图3为本实用新型中器件零部件封装结构示意图。

附图标记中：1、封帽；2、薄膜吸气剂；3、底座；4、电路板；5、敏感组件；6、吸气剂磁控溅射设备；61、ti基靶材；7、封装装置；71、激光焊接组件；72、除气充气组件；8、加热组件。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例

请参阅图1-3，本实用新型提供一种技术方案：一种基于非蒸散型薄膜吸气剂的mems器件封装设备，包括封帽1、吸气剂磁控溅射设备6及封装装置7；

吸气剂磁控溅射设备6内设有ti基靶材61及薄膜吸气剂2，封帽1的底部边缘处设有遮挡板，且呈开口向下设置在ti基靶材61的上端，薄膜吸气剂2通过吸气剂磁控溅射设备7在封帽1的内壁形成薄膜吸气剂2，通过设置的吸气剂磁控溅射设备6及ti基靶材61，ti基靶材61，纯度为99.999％，形成薄膜吸气剂2，不会形成传统蒸散型吸气剂所造成的颗粒，保证了器件内部的洁净。

其中，封帽1的下端面插接有底座3，底座3的上端安装有电路板4，电路板4的上方，并位于封帽1内安装有敏感组件5，使得组装形成mems器件。

其中，敏感组件5由1个质量块，2个垫块、2个芯片组装而成，便于对器件进行测量。

其中，封帽1为不锈钢材质，内径为14mm，外径为16mm，壁厚为1mm，高为8.5mm，使得对mems器件的组装更加精准。

其中，封装装置7的上端设置有激光焊接组件71，封装装置8的侧边设置有除气充气组件72，封装装置8的底部设置有加热组件8，通过设置的封装装置7，能够将器件内的剩余气体吸出，同时可以吸除腔体内材料释放的水汽，长期保持器件处于高真空，延长使用寿命。

其中，底座3为不锈钢材质，最大外径为17mm，最小内径为13.5mm，高为5.5mm，便于对封帽1进行安装。

具体的，本实用新型使用时，首先可将多个封帽1置于玻璃器皿(图中未给出)中，用丙酮溶液中对封帽1进行浸泡，并置于超声波设备(图中未给出)中进行超声波清洗，设置超声波频率45khz，温度50℃，时间15min，超声波清洗完成之后取出封帽1再置于另一个洁净的玻璃器皿(图中未给出)中，再用酒精对封帽1进行浸泡，并置于超声波设备(图中未给出)中进行超声波清洗，设置超声波频率45khz，温度50℃，时间15min，取出封帽1，并放置在吸气剂磁控溅射设备7内的ti基靶材71上，设置磁控溅射工艺参数，气体流压100sccm、气压2pa、电源功率200w、功率密度3.98w/cm2、镀膜速率12nm/min、镀膜时间50-100min，通过溅射的方式把薄膜吸气剂2蒸镀到封帽1的内壁，形成薄膜吸气剂2，使其吸气剂薄膜厚度为1μm-2μm，把将已蒸镀的封帽1与底座3、敏感组件5、电路板4依次组装到一起，形成mems器件，最后将mems器件放置在封装装置中，通过加热组件8进行加热除气，设置温度120℃，时间24h，再将温度升温到350℃，时间30min，控制除气充气组件72激活吸气剂，同时抽真空除气，并向mems器件腔体内部冲入氦气后，通过激光焊接组件71，并设置激光参数能量的30％-40％，频率20hz-50hz，脉宽5-15ms，对封帽1与底座3之间进行封焊，利用氦质谱检漏仪(图中未给出)对已封装好的mems器件进行密封性检验，若气密性达到10-10pa.m3/s(he)数量级，则封装密封性达到要求。与现有技术相比本实用新型能够更加高效的对mems器件内的各零件进行除气，并进行高真空封装，延长使用寿命，提高产品性能的稳定性，直至完成全部工作顺序。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。