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，微機電系統(tǒng))諧振壓力計、mems時鐘震蕩器、mems陀螺、mems加速度計等為代表的諧振類電子器件需要在真空氣密環(huán)境下工作?，F(xiàn)階段，器件級封裝和晶圓級封裝是兩種主流的方法。封裝之后，由于密閉腔體內(nèi)部材料會逐漸釋放氣體，導(dǎo)致真空度降低，嚴(yán)重時會導(dǎo)致器件失效。為此，通常采用非蒸散型薄膜吸氣劑對腔內(nèi)的殘余氣體進(jìn)行吸附，以維持器件內(nèi)部的真空度。吸氣劑材料易與周圍環(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，通過長時間的加熱，實現(xiàn)激活；電激活方法將加熱器同吸氣劑集成在一起，再通過對加熱器通電，利用焦耳效應(yīng)實現(xiàn)激活。

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

技術(shù)實現(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，旨在實現(xiàn)對吸氣劑的激活工藝過程進(jìn)行定量控制，以及實現(xiàn)對器件封裝真空度的定量控制。

2、本技術(shù)實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)動模塊、諧振結(jié)構(gòu)和檢測結(jié)構(gòu)以及帶有加熱器和溫度傳感器的吸氣劑，包括：

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

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

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

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

7、可選地，所述信號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結(jié)構(gòu)檢測到的所述諧振結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的振動位移信號，并將所述振動位移信號轉(zhuǎn)換為第一電壓信號；

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。

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，并計算得到所述諧振結(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算模塊連接，所述第二比較器用于獲取所述第二電壓信號，并根據(jù)所述第二電壓信號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算模塊；

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

15、可選地，在所述第一差值等于0時，所述計算模塊生成關(guān)閉信號，所述激活控制模塊根據(jù)所述關(guān)閉信號切斷所述驅(qū)動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，所述計算模塊生成關(guān)閉信號，所述激活控制模塊根據(jù)所述關(guān)閉信號切斷所述驅(qū)動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，所述計算模塊生成開啟信號，所述激活控制模塊根據(jù)所述開啟信號連通所述驅(qū)動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，所述溫度控制模塊的輸出趨于穩(wěn)定，使得驅(qū)動模塊輸出的加熱電壓恒定；

22、在所述第三差值不等于0時，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、現(xiàn)場可編程邏輯門陣列或模擬電路。

24、可選地，所述驅(qū)動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電路模塊、驅(qū)動模塊、信號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)動模塊使加熱器對吸氣劑進(jìn)行加熱；

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

29、利用所述激活控制模塊接收所述電壓信號，并根據(jù)所述電壓信號，控制所述驅(qū)動模塊與所述加熱器之間通路的開啟或關(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，通過驅(qū)動模塊可以使加熱器對吸氣劑進(jìn)行加熱，然后通過激勵電路模塊對驅(qū)動模塊施加激勵電壓，以使得信號讀取模塊可以讀取諧振結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的振動位移信號以及吸氣劑產(chǎn)生的阻抗參數(shù)，最終再利用激活控制模塊根據(jù)振動位移信號和阻抗參數(shù)與控制驅(qū)動模塊與加熱器之間通路的開啟或關(guān)閉，這樣，在吸氣劑激活過程中，可以通過對微電子器件的品質(zhì)因數(shù)和吸氣劑的阻抗參數(shù)進(jìn)行實時測量，并依據(jù)測量數(shù)據(jù)控制吸氣劑的激活，從而形成了對吸氣劑激活程度的量化激活控制，以及實現(xiàn)了對器件封裝真空度的定量控制。