[发明专利]一种基于吸气剂热-电复合激活的真空烘烤工艺

说明书

本发明涉及一种基于吸气剂热‑电复合激活的真空烘烤工艺，属于半导体封装技术领域。其在烘烤除气步骤的后半阶段，通过电加热的方式将吸气剂提前激活参与除气，利用吸气剂的再激活特性，反复激活吸气剂，以达到抽气的最大效率。最后一次高温激活后结束烘烤和吸气剂激活工艺，进入真空焊接步骤。本发明在确保吸气剂最终有效激活的基础上，降低烘烤除气的时间，从而提高封装效率，节约封装成本。实际实施过程中，选择合适的吸气剂，充分利用吸气剂的再激活特性，采用间断、多次激活的方式，以保持吸气剂表面的吸气活性。

技术领域

本发明涉及一种基于吸气剂热-电复合激活的真空烘烤工艺，属于半导体封装技术领域。

背景技术

MEMS器件真空封装是一种采用密封的腔体为MEMS器件提供高真空工作环境，以此提高MEMS器件的性能的封装技术。为了延长真空器件的寿命，保障真空器件的可靠性，通常在真空封装过程中引入吸气剂材料。

真空封装工艺主要包括烘烤除气、吸气剂激活和盖板焊接三部分。其中烘烤除气是工艺中耗时最长的步骤，为了排出待封装部件析出的气体，通常在吸气剂激活前需要烘烤数小时甚至数十小时。烘烤除气时间较长、真空维持和热消耗较大，严重制约了真空封装的单机产能，大幅提高了封装成本。

发明内容

本发明的目的是针对上述不足之处，提供一种将烘烤除气和吸气剂激活两个工艺步骤同时进行，在烘烤除气的后半阶段，提前激活吸气剂，以辅助封装器件表面及腔体内排气，其在确保吸气剂最终有效激活的基础上，降低烘烤除气的时间，从而提高封装效率，节约封装成本。

本发明的技术方案，一种基于吸气剂热-电复合激活的真空烘烤工艺，在烘烤除气步骤的后半阶段，通过电加热的方式将吸气剂提前激活参与除气，利用吸气剂的再激活特性，反复激活吸气剂，以达到抽气的最大效率。最后一次高温激活后结束烘烤和吸气剂激活工艺，进入真空焊接步骤。

具体步骤如下：

（1）将待封装器件的各个部件固定在焊接炉内的夹具上，关闭腔体，开启真空泵；

（2）焊接炉内真空度达到10^-3Pa后，开启加热灯管，将焊接炉腔体内温度升高至烘烤温度120~150℃，开始烘烤除气；

（3）当焊接炉腔体内真空度达到10^-4Pa，即时间T₁时，吸气剂激活工艺启动；

（4）根据吸气剂激活和再激活特性，将吸气剂激活工艺温度点划分为4个，通过吸气剂内部加热丝将吸气剂温度升高至第一激活温度点，并保持一段时间至T²以激活；

（5）减小吸气剂加热丝两端电流，将吸气剂温度降至吸气剂的工作温度200~250℃，随炉继续烘烤至时间T₃；

（6）启动吸气剂二次激活工艺，加大吸气剂加热丝电流，将吸气剂温度升高至第二激活温度点，并保持至T₄以激活；

（7）减小吸气剂加热丝电流，将吸气剂温度降至吸气剂的工作温度，随炉继续烘烤至时间T₅；

（8）启动吸气剂三次激活工艺，加大吸气剂加热丝电流，将吸气剂温度升高至第三激活温度点，并保持至T₆以激活；

（9）减小吸气剂加热丝电流，将吸气剂温度降至吸气剂的工作温度，随炉继续烘烤至时间T₇；

（10）启动吸气剂三次激活工艺，加大吸气剂加热丝电流，将吸气剂温度升高至第四激活温度点，并保持至T₈以激活；

（11）切断吸气剂加热丝电流，将吸气剂温度降至炉温，继续烘烤至T₉，此时焊接炉腔体内的真空度达10^-5量级；