一种真空封装器件内部气氛的测试工装、方法及校准方法技术

本申请适用于电子元器件检测技术领域，提供了一种真空封装器件内部气氛的测试工装、方法和校准方法，该测试工装包括：第一腔体、第二腔体、刺针结构和外置加热机构；第一腔体与第二腔体连通，第一腔体为测试腔体；在测试工装使用过程中，第一腔体与被测件压接，并与测试仪器的真空系统连通；第二腔体为标准气体的储存腔体；在测试过程中，标准气体由第二腔体通入到第一腔体中；刺针结构置于测试仪器的真空系统中，用于破坏被测件的外封装；外置加热机构置于第一腔体的上表面，用于维持测试设定的温度。本申请通过第一腔体和第二腔体的配合，以及外置加热机构维持测试设定的温度，有效去除器件外表面吸附的水汽等污染物，降低测试误差。差。差。

【技术实现步骤摘要】
一种真空封装器件内部气氛的测试工装、方法及校准方法


[0001]本申请属于微电子器件检测
，尤其涉及一种真空封装器件内部气氛的测试工装、方法及校准方法。

技术介绍

[0002]质谱仪法内部气氛测试仪由穿刺系统、质谱仪、数据处理系统组成，其测试原理是在被测样品腔壁上穿刺一个小孔，样品内部气氛由小孔进入仪器真空系统，由质谱仪进行分析。
[0003]质谱仪法内部气氛测试过程会受到器件封装压强的限制，并且与封装体积有关，如0.01cm3的器件，压强应大于0.1atm，设备的真空系统才能有效采集样品内部气氛。但采用真空封装工艺的微电子器件，其内部压强远小于设备支持的压强下限，比如某些有特殊要求的宇航级产品，其封装时采用的压强可低至1
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10
‑4Pa，无法采用常规方法测定。另一方面，由于封装泄露、材料吸附气体释放、发生化学反应等因素，真空封装器件内无法完全避免有害气氛，对于有内部气氛测试需求的器件，由于气压较低，仍不便于采用传统方法直接测试。
[0004]目前，有研究通过先使所述气密容器保持较高气压，将真空封装器件置于气密容器中，刺破气密容器后进行测试，但是在较高气压下难以彻底去除器件外表面吸附污染物，测试时破坏气密容器的气密性后，又必须通过极低气压将混合气氛抽入取样室中，此时器件外表面吸附的水汽等污染物在高真空条件下气化，随混合气体一并进入取样室，因真空封装器件内部气氛含量本身极低，这些污染物造成较大测量误差。

技术实现思路

[0005]为克服相关技术中存在的问题，本申请实施例提供了一种真空封装器件内部气氛的测试工装、方法及校准方法，以解决现有测试工装腔体内壁吸附的水汽等污染物造成较大测量误差的问题。
[0006]本申请是通过如下技术方案实现的：
[0007]第一方面，本申请实施例提供了一种真空封装器件内部气氛的测试工装，包括：第一腔体、第二腔体、刺针结构和外置加热机构；
[0008]第一腔体与第二腔体连通；第一腔体为测试腔体，在测试过程中，容纳测试时的载气；在测试工装使用过程中，第一腔体与被测件压接，并与测试仪器的真空系统连通；
[0009]第二腔体为标准气体的储存腔体；在测试过程中，标准气体由第二腔体通入到第一腔体中；
[0010]刺针结构置于测试仪器的真空系统中，用于破坏被测件的外封装；
[0011]外置加热机构置于第一腔体的上表面，用于维持测试设定的温度。
[0012]在第一方面的一种可能的实施方式中，第一腔体的上表面设有第一连通孔；在第一腔体外侧，第一连通孔上设置有第一密封圈；第一腔体与被测件通过第一连通孔连通；
[0013]在第一腔体的下表面设有第二连通孔；在第一腔体外侧，第二连通孔上设置有第二密封圈；第一连通孔和第二连通孔在同一垂直轴线上；第一腔体与测试仪器的取样腔体通过第二连通孔连通。
[0014]在第一方面的一种可能的实施方式中，其特征在于，第一腔体的第一侧面设有第三连通孔。
[0015]在第一方面的一种可能的实施方式中，第二腔体的第一侧面设有第四连通孔，第三连通孔和第四连通孔之间设有第一连接部件，第一连接部件上设有第一气阀；第一腔体与第二腔体通过第一连接部件和第一气阀实现连通；
[0016]第二腔体的第二侧面设有第二连接部件和第二气阀，用于控制标准气体的进入；第二腔体的第三侧面设有第三连接部件和第三气阀，用于控制内部气体的排出；第二腔体的第二侧面与第二腔体的第三侧面平行，第二腔体的第二侧面与第二腔体的第一侧面垂直相连。
[0017]在第一方面的一种可能的实施方式中，刺针结构包括刺针、弹簧、金属底座和密封塞；
[0018]刺针和弹簧紧固于金属底座上；刺针用于破坏被测件的外封装；
[0019]弹簧环绕在刺针外侧，弹簧顶部设有密封塞；密封塞用于与第二连通孔相配合，控制第一腔体的气密性。
[0020]在第一方面的一种可能的实施方式中，外置加热机构包括加热元件和温度传感器；
[0021]温度传感器用于监测第一腔体的温度；
[0022]加热元件置于第一腔体的上表面，在测试过程中使得温度传感器监测的温度达到测试设定的温度。
[0023]第二方面，本申请实施例提供了一种真空封装器件内部气氛的测试方法，包括：
[0024]将被测件与第一腔体压接，将第一腔体密封；
[0025]使用测试仪器抽真空，去除第一腔体内和被测件表面吸附的杂质气氛；其中，在抽真空时，利用外置加热机构，维持第一腔体的上表面达到测试设定的温度；
[0026]通过第一腔体与第二腔体配合制备测试时的载气；
[0027]通过刺针结构破坏被测件的外封装，使被测件的内部气氛与载气混合形成混合气体，将混合气体抽取至测试仪器的取样腔体进行测试。
[0028]在第二方面的一种可能的实施方式中，通过第一腔体与第二腔体配合制备测试时的载气，包括：
[0029]利用第二腔体的第二气阀将标准气体储存在第二腔体内；
[0030]基于第一腔体和第二腔体的容积配比，通过调节连接第一腔体和第二腔体的第一气阀，制备测试时的载气；载气为低于大气压的标准气体。
[0031]在第二方面的一种可能的实施方式中，被测件与第一腔体的第一连通孔进行压接。
[0032]第三方面，本申请实施例提供了一种真空封装器件内部气氛的测试方法的校准方法，基于第二方面任一项的测试方法，包括：
[0033]获取校准件；校准件的结构与被测件的结构相似；校准件底部有第五连通孔；
[0034]将校准件的第五连通孔与测试工装的第一连通孔压接，并使用标准隔板将第五连通孔与第一连通孔隔断；标准隔板的材料与被测件的外壁材质的性质相似，标准隔板的粗糙度与被测件的外壁的粗糙度相同；
[0035]将校准件通过第四连接部件和第四气阀与第二腔体连通，并基于校准件、第一腔体和第二腔体的容积配比，调节连接第一腔体和第二腔体的第一气阀以及第四气阀的通断，使校准件的内部的气氛总量与被测件的内部的气氛总量相同；
[0036]将校准件作为被测件，按照第二方面任一项的测试方法进行测试，获得测试的标准值，并基于标准值对实际测量结果进行校准。
[0037]本申请实施例与现有技术相比存在的有益效果是：
[0038]本申请实施例，通过第一腔体和第二腔体的多腔体配合，发挥测试仪器本身的真空功能，有效去除器件外表面吸附的水汽等污染物，降低测试误差；还通过外置加热机构维持测试规定的温度，进一步去除了测试腔体内壁、被测件表面的吸附气氛，降低了测试误差。
[0039]应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本说明书。
附图说明
[0040]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种真空封装器件内部气氛的测试工装，其特征在于，包括：第一腔体、第二腔体、刺针结构和外置加热机构；所述第一腔体与所述第二腔体连通；所述第一腔体为测试腔体，在测试过程中，容纳测试时的载气；在所述测试工装使用过程中，所述第一腔体与被测件压接，并与测试仪器的真空系统连通；所述第二腔体为标准气体的储存腔体；在测试过程中，标准气体由所述第二腔体通入到所述第一腔体中；所述刺针结构置于所述测试仪器的真空系统中，用于破坏所述被测件的外封装；所述外置加热机构置于所述第一腔体的上表面，用于维持测试设定的温度。2.如权利要求1所述的真空封装器件内部气氛的测试工装，其特征在于，所述第一腔体的上表面设有第一连通孔；在所述第一腔体外侧，所述第一连通孔上设置有第一密封圈；所述第一腔体与所述被测件通过所述第一连通孔连通；在所述第一腔体的下表面设有第二连通孔；在所述第一腔体外侧，所述第二连通孔上设置有第二密封圈；所述第一连通孔和所述第二连通孔在同一垂直轴线上；所述第一腔体与所述测试仪器的取样腔体通过所述第二连通孔连通。3.如权利要求2所述的真空封装器件内部气氛的测试工装，其特征在于，所述第一腔体的第一侧面设有第三连通孔。4.如权利要求3所述的真空封装器件内部气氛的测试工装，其特征在于，所述第二腔体的第一侧面设有第四连通孔，所述第三连通孔和所述第四连通孔之间设有第一连接部件，所述第一连接部件上设有第一气阀；所述第一腔体与所述第二腔体通过所述第一连接部件和所述第一气阀实现连通；所述第二腔体的第二侧面设有第二连接部件和第二气阀，用于控制标准气体的进入；所述第二腔体的第三侧面设有第三连接部件和第三气阀，用于控制内部气体的排出；所述第二腔体的第二侧面与所述第二腔体的第三侧面平行，所述第二腔体的第二侧面与所述第二腔体的第一侧面垂直相连。5.如权利要求2所述的真空封装器件内部气氛的测试工装，其特征在于，所述刺针结构包括刺针、弹簧、金属底座和密封塞；所述刺针和所述弹簧紧固于所述金属底座上；所述刺针用于破坏被测件的外封装；所述弹簧环绕在所述刺针外侧，所述弹簧顶部设有所述密封塞；所述密封塞用于与所述第二连通孔相配合，控制所述第一腔体的气密性。6.如权利要求1所述的真空封装器件内部气...

【专利技术属性】
技术研发人员：桂明洋，安伟，迟雷，陈龙坡，焦龙飞，沈彤茜，彭浩，周晓黎，刘涛，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十三研究所，
类型：发明
国别省市：