[发明专利]一种抗粉化块体吸气剂及其制备方法

说明书

本发明提供了一种抗粉化块体吸气剂的制备方法，步骤为：将吸气合金中的原料按一定比例进行配制，通过熔炼的方法制备成合金，然后对合金在保护气氛下进行破碎和球磨；将吸气合金粉末与一定比例的钛及钛合金纤维均匀混合形成合金混合物；将上述合金混合物在钢性模具中进行压制形成压坯；在真空度为3～5×10supgt;‑3/supgt;Pa的真空环境下，对压坯进行真空烧结，即可得到抗粉化能力强的块体吸气剂。本发明产生的块体吸气剂产品，在MEMS晶元级封装中具有较好的韧性，克服了产品使用过程中掉粉掉渣的现象，能够维持晶元封装后在振动环境下较好的真空度，有利于延长使用寿命，并且结构设计简单，适合大批量生产，可以有效地满足用户的需求。

本申请是申请日为2019年10月16日、申请号为201910983452.9、发明名称为《一种抗粉化块体吸气剂的制备方法》的分案申请。

技术领域

本发明涉及MEMS晶元级高真空封装领域，特别涉及一种抗粉化块体吸气剂及其制备方法。

背景技术

“物联网”时代的来临激增了智能芯片的需求，在全球掀起了MEMS(微电子机械系统Micro-Electro-Mechanical System)器件的发展浪潮。作为MEMS器件真空封装使用的关键材料—吸气材料，其吸气性能的大小、与晶元基体的结合强度等参数，成为影响MEMS器件灵敏性、稳定性的关键技术指标。

MEMS器件之所以需要用吸气材料，是因为将吸气材料置于MEMS器件中真空封装后，吸气材料能改善器件的真空度，大大提高MEMS器件的灵敏性、安全性、稳定性和可靠性。MEMS器件含有机械运动部件，如果真空环境不好，部件在运动过程中会受到气体的阻尼，导致器件要消耗多余的能量，更重要的是器件的Q值会随着压力的增高而降低，从而影响MEMS器件的性能。如果在高真空环境下，自由粒子有比较长的分子平均自由程，且能抑制传导传热；同时，高真空会提高气隙的击穿电压，确保MEMS器件的高效化和长寿命。

吸气材料的主要作用是吸收真空电子器件尤其是去离子真空管在机械排气之中或之后所保留的残余气体，提高管内的真空度，确保器件的正常工作，延长使用寿命，提高器件的可靠性。高真空环境需要吸气效率高的块体吸气剂材料，所以发明一种吸气效率高且在运动条件或振动环境下具有抗粉化能力的吸气材料至关重要。

发明内容

本发明的目的是提供一种吸气效率高、使用寿命长的一种抗粉化块体吸气剂及其制备方法。

本发明的目的是这样实现的：一种抗粉化块体吸气剂的制备方法，步骤为：

1)将吸气合金中的原料按一定比例进行配制，通过熔炼的方法制备成合金，然后对所述合金在保护气氛下进行破碎和球磨，获得300目～80目的吸气合金粉末；

2)用所述吸气合金粉末与0.1～70wt％钛及钛合金纤维均匀混合形成合金混合物；

3)将所述合金混合物在钢性模具中进行压制形成压坯；

4)在真空度为3～5×10^-3Pa的真空环境下，对所述压坯进行真空烧结，得到所述抗粉化块体吸气剂；

所述吸气合金为Zr56.97V35.85Cr7.18或Zr30Ti3.33V66.69；所述钛及钛合金纤维的直径为0.04～0.09mm，长度为0.2～2mm。

优选的，所述压制的压力为1～200Mpa，所述压制的保压时间为1～30s，所述压坯的相对密度为30～60％。

优选的，所述真空烧结的温度为900～1030℃，所述真空烧结的保温时间为0.2～2h。

本发明还提供了上述方案所述制备方法制备得到的抗粉化块体吸气剂。

附图说明

图1为钛及钛合金纤维图。

具体实施方式