圆片级真空封装器件内部材料的放气特性确定方法和装置与流程

本技术涉及微机电系统封装，特别是涉及一种圆片级真空封装器件内部材料的放气特性确定方法和装置。

背景技术：

1、随着微机电系统（micro-electro mechanical system，mems）封装技术的发展，出现了圆片级封装技术，但mems器件圆片级真空封装后，封装腔体内部气压的稳定性会因腔体内部材料的放气而产生波动，而mems圆片级气密封装的微小腔体内气压的变化会导致mems器件性能的退化。因此，精准评估圆片级真空封装器件内部材料的放气特性，对圆片级真空封装器件而言十分重要。

2、高温应力会使mems圆片级真空封装腔体内部材料放气，从而引起mems圆片级真空封装器件性能的漂移，影响器件性能的稳定性。为了明确真空封装mems器件在高温下的性能漂移特性，目前已有多种技术研究以解决mems微小腔体内气压及气压变化的测试需求，如品质因子监测法、ir透射法、拉曼光谱法以及残余气体分析法等。然而，品质因子监测法通过获取圆片级真空封装工艺所引起的内部材料放气所导致的内部腔体气压的变化来推导真空封装工艺所引起的内部材料放气量；ir透射法和拉曼光谱法通过测试腔体内部的气体成分及气体量的方法以获取腔内气体的相关信息；残余气体分析法通过扎破微小腔体，对腔体内的气体进行取样，然后用质谱仪进行分析，从而获取腔内气体的相关信息。

3、这些方法均是直接考虑的内部材料的放气量，并未考虑真空封装mems器件在高温下发生的其他变化，比如高温会使腔体内部材料的结构产生残余应力以及使结构的刚度发生变化等。因此，这些方法对真空封装后腔体内部材料放气特性的测试结果均不准确。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种圆片级真空封装器件内部材料的放气特性确定方法和装置，能够精准确定真空封装器件腔体内部材料的放气特性。

2、第一方面，本技术提供了一种圆片级真空封装器件内部材料的放气特性确定方法，包括：

3、在原试验样品放置于温度试验箱中的情况下，通过对温度试验箱中的温度进行调节，获取原试验样品在各试验温度下的第一品质因子；其中，原试验样品为圆片级真空封装的微机电系统mems器件；

4、在开孔试验样品放置于真空腔设备，且真空腔设备中的气压为目标气压的情况下，通过对真空腔设备中的温度进行调节，获取开孔试验样品在各试验温度下的第二品质因子；其中，开孔试验样品是对原试验样品进行打孔处理得到的；目标气压是在真空腔设备中的温度为标准温度，且真空腔设备中开孔试验样品的品质因子为标准品质因子时，真空腔设备中的气压；

5、根据原试验样品在各试验温度下的第一品质因子，以及开孔试验样品在各试验温度下的第二品质因子，确定原试验样品的内部材料的放气特性。

6、在其中一个实施例中，通过对温度试验箱中的温度进行调节，获取原试验样品在各试验温度下的第一品质因子，包括：

7、针对每一试验温度，将温度试验箱中的温度调整至该试验温度；在温度试验箱的温度稳定于该试验温度的情况下，对原试验样品的品质因子进行至少两次测试，得到原试验样品在该试验温度下的至少两个品质因子；根据原试验样品在该试验温度下的至少两个品质因子，确定原试验样品在该试验温度下的第一品质因子。

8、在其中一个实施例中，通过对真空腔设备中的温度进行调节，获取开孔试验样品在各试验温度下的第二品质因子，包括：

9、针对每一试验温度，将真空腔设备中的温度调整至该试验温度；在真空腔设备的温度稳定于该试验温度的情况下，对开孔试验样品的品质因子进行至少两次测试，得到开孔试验样品在该试验温度下的至少两个品质因子；根据开孔试验样品在该试验温度下的至少两个品质因子，确定开孔试验样品在该试验温度下的第二品质因子。

10、在其中一个实施例中，根据原试验样品在各试验温度下的第一品质因子，以及开孔试验样品在各试验温度下的第二品质因子，确定原试验样品的内部材料的放气特性，包括：

11、针对每一试验温度，将原试验样品在该试验温度下的第一品质因子，与开孔试验样品在该试验温度下的第二品质因子之间的差值，作为原试验样品在该试验温度下新的品质因子；根据原试验样品在各试验温度下新的品质因子，确定原试验样品的内部材料的放气特性。

12、在其中一个实施例中，根据原试验样品在各试验温度下新的品质因子，确定原试验样品的内部材料的放气特性，包括：

13、根据原试验样品在各试验温度下新的品质因子，构建温度与品质因子的关系曲线；根据关系曲线，确定原试验样品的内部材料的放气特性。

14、在其中一个实施例中，所述方法还包括：

15、在开孔试验样品放置于真空腔设备的情况下，将真空腔设备中的温度调整至标准温度；在真空腔设备中的温度稳定于标准温度的情况下，对真空腔设备中的气压进行调整，并对开孔试验样品的品质因子进行检测；将检测到开孔试验样品的品质因子为标准品质因子时，真空腔设备中的气压作为目标气压。

16、在其中一个实施例中，标准品质因子是原试验样品在标准温度下的品质因子。

17、第二方面，本技术还提供了一种圆片级真空封装器件内部材料的放气特性确定装置，包括：

18、第一获取模块，用于在原试验样品放置于温度试验箱中的情况下，通过对温度试验箱中的温度进行调节，获取原试验样品在各试验温度下的第一品质因子；其中，原试验样品为圆片级真空封装的微机电系统mems器件；

19、第二获取模块，用于在开孔试验样品放置于真空腔设备，且真空腔设备中的气压为目标气压的情况下，通过对真空腔设备中的温度进行调节，获取开孔试验样品在各试验温度下的第二品质因子；其中，开孔试验样品是对原试验样品进行打孔处理得到的；目标气压是在真空腔设备中的温度为标准温度，且真空腔设备中开孔试验样品的品质因子为标准品质因子时，真空腔设备中的气压；

20、确定模块，用于根据原试验样品在各试验温度下的第一品质因子，以及开孔试验样品在各试验温度下的第二品质因子，确定原试验样品的内部材料的放气特性。

21、第三方面，本技术还提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

22、在原试验样品放置于温度试验箱中的情况下，通过对温度试验箱中的温度进行调节，获取原试验样品在各试验温度下的第一品质因子；其中，原试验样品为圆片级真空封装的微机电系统mems器件；

23、在开孔试验样品放置于真空腔设备，且真空腔设备中的气压为目标气压的情况下，通过对真空腔设备中的温度进行调节，获取开孔试验样品在各试验温度下的第二品质因子；其中，开孔试验样品是对原试验样品进行打孔处理得到的；目标气压是在真空腔设备中的温度为标准温度，且真空腔设备中开孔试验样品的品质因子为标准品质因子时，真空腔设备中的气压；

24、根据原试验样品在各试验温度下的第一品质因子，以及开孔试验样品在各试验温度下的第二品质因子，确定原试验样品的内部材料的放气特性。

25、第四方面，本技术还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

26、在原试验样品放置于温度试验箱中的情况下，通过对温度试验箱中的温度进行调节，获取原试验样品在各试验温度下的第一品质因子；其中，原试验样品为圆片级真空封装的微机电系统mems器件；

27、在开孔试验样品放置于真空腔设备，且真空腔设备中的气压为目标气压的情况下，通过对真空腔设备中的温度进行调节，获取开孔试验样品在各试验温度下的第二品质因子；其中，开孔试验样品是对原试验样品进行打孔处理得到的；目标气压是在真空腔设备中的温度为标准温度，且真空腔设备中开孔试验样品的品质因子为标准品质因子时，真空腔设备中的气压；

28、根据原试验样品在各试验温度下的第一品质因子，以及开孔试验样品在各试验温度下的第二品质因子，确定原试验样品的内部材料的放气特性。

29、第五方面，本技术还提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

30、在原试验样品放置于温度试验箱中的情况下，通过对温度试验箱中的温度进行调节，获取原试验样品在各试验温度下的第一品质因子；其中，原试验样品为圆片级真空封装的微机电系统mems器件；

31、在开孔试验样品放置于真空腔设备，且真空腔设备中的气压为目标气压的情况下，通过对真空腔设备中的温度进行调节，获取开孔试验样品在各试验温度下的第二品质因子；其中，开孔试验样品是对原试验样品进行打孔处理得到的；目标气压是在真空腔设备中的温度为标准温度，且真空腔设备中开孔试验样品的品质因子为标准品质因子时，真空腔设备中的气压；

32、根据原试验样品在各试验温度下的第一品质因子，以及开孔试验样品在各试验温度下的第二品质因子，确定原试验样品的内部材料的放气特性。

33、上述圆片级真空封装器件内部材料的放气特性确定方法和装置，通过结合原试验样品（即圆片级真空封装的微机电系统mems器件）在各试验温度下的第一品质因子，以及开孔试验样品在各试验温度下的第二品质因子，来确定原试验样品内部材料的放气特性。由于第一品质因子是在正常情况下，即在未消除高温下残余应力、结构刚度、品质因子测试电路板以及内部材料放气等对品质因子影响的情况下所获得的；第二品质因子是在原试验样品开孔的情况下，即在未消除高温下残余应力、结构刚度和品质因子测试电路板，但消除了内部材料放气对品质因子影响的情况下所获得的，因此结合第一品质因子和第二品质因子，可消除或者减轻高温下残余应力、结构刚度变化和品质因子测试电路板等对品质因子的影响，最终使圆片级真空封装器件内部材料的放气特性确定更加精准。