密封真空电子器件内部压力的测量装置及方法与流程

本发明涉及压力测量领域，具体涉及一种密封真空电子器件内部压力的测量装置及方法。

背景技术：

1、在寿命周期内，密封真空电子器件内部真空度良好，各种气体成分相对稳定。当封装步骤完成后，若内部压力高于标准值时，其真空绝热性能变差；真空封装内部的h2o分压力过高会造成水气泄漏，引起管内元器件出现漏电、短路和电性能退化等故障问题。可见，对密封真空电子器件气体压力及其成分进行测量和分析具有重要意义。目前，密封真空电子器件内部的压力测量依赖预先封装在管内上的晶振，通过晶振的阻值变化来测量真空室的压力，这种方法能够反映总压力的变化情况，但测量精度很低，仅为30％，该法得到的压力值是推断值，并非直接测量，具有较低的可靠性。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明旨在提出一种密封真空电子器件内部压力的测量装置及方法，可提高测量密封真空电子器件内部压力的精确度。

2、第一方面，本发明第一实施例提出一种密封真空电子器件内部压力的测量装置，所述装置包括：取样腔，所述取样腔内设置有样品夹具；标准体积室，与所述取样腔通过管路连接；穿刺机构，设置于所述取样腔上；真空计，与所述取样腔通过管路连接；分子泵组，与所述取样腔通过管路连接；充气装置，与所述取样腔通过管路连接。

3、在本发明的优选实施例中，所述装置还包括：第一真空阀门，设置于所述真空计与所述取样腔之间的管路上；第二真空阀门，设置于所述标准体积室与所述取样腔之间的管路上；第三真空阀门，设置于所述分子泵组与所述取样腔之间的管路上。

4、在本发明的优选实施例中，所述装置还包括：观察窗，设置于所述取样腔上。

5、第二方面，本发明第二实施例提出一种密封真空电子器件内部压力的测量方法，利用如第一方面任一项所述的密封真空电子器件内部压力的测量装置，所述方法包括：

6、s100，将待测样品固定于所述样品夹具上，并连通所述取样腔和所述标准体积室，对所述取样腔和所述标准体积室抽真空，再通过所述充气装置向处于真空状态的所述取样腔和所述标准体积室内充入标准气体，记录所述取样腔和所述标准体积室的第一压强p1；

7、s200，隔断所述取样腔和所述标准体积室，对所述取样腔抽真空，再连通所述取样腔和所述标准体积室，记录所述取样腔和所述标准体积室的第二压强p2；

8、s300，对所述取样腔和所述标准体积室抽真空，再通过所述充气装置向处于真空状态的所述取样腔和所述标准体积室内充入标准气体，记录所述取样腔和所述标准体积室的第三压强p3；

9、s400，隔断所述取样腔和所述标准体积室，对所述取样腔抽真空，再通过所述穿刺机构击碎所述待测样品，记录所述取样腔的第四压强p4；

10、s500，对所述取样腔抽真空，再连通所述取样腔和所述标准体积室，记录所述取样腔和所述标准体积室的第五压强p5；

11、s600，根据所述取样腔的容积v1、所述标准体积室的容积v2、第一压强p1、第二压强p2、第三压强p3、第四压强p4和第五压强p5确定所述待测样品的内部压力。

12、在本发明的优选实施例中，步骤s600包括：

13、根据第一压强p1、第二压强p2、所述取样腔的容积v1和所述标准体积室的容积v2确定所述待测样品的体积v；

14、根据第三压强p3、第五压强p5、所述取样腔的容积v1和所述标准体积室的容积v2确定所述待测样品内部的电子器件的体积v4；

15、根据所述待测样品的体积v和所述电子器件的体积v4确定所述待测样品内部管腔的容积v0；

16、根据所述取样腔的容积v1、所述电子器件的体积v4、所述待测样品内部管腔的容积v0和所述第四压强p4确定所述待测样品的内部压力p0。

17、在本发明的优选实施例中，根据第一压强p1、第二压强p2、所述取样腔的容积v1和所述标准体积室的容积v2确定所述待测样品的体积v，计算公式为：

18、

19、在本发明的优选实施例中，根据第三压强p3、第五压强p5、所述取样腔的容积v1和所述标准体积室的容积v2确定所述待测样品内部的电子器件的体积v4，计算公式为：

20、

21、在本发明的优选实施例中，根据所述待测样品的体积v和所述电子器件的体积v4确定所述待测样品内部管腔的容积v0，计算公式为：

22、v0＝v-v4。

23、在本发明的优选实施例中，根据所述取样腔的容积v1、所述电子器件的体积v4、所述待测样品内部管腔的容积v0和所述第四压强p4确定所述待测样品的内部压力p0，计算公式为：

24、

25、在本发明的优选实施例中，所述标准气体为纯氮气。

26、本发明实施例的密封真空电子器件内部压力的测量装置及方法在测试中使用标准体积腔作为辅助，通过被测石英管(即待测样品)在刺破前和刺破后，取样腔内部体积不相同，气体量不同的原理，测量三次取样腔的压力，计算得到密封真空电子器件管腔压力、管腔体积和石英管体积，可有效提高测量密封真空电子器件内部压力和分析其内部气体成分的精确度。

技术特征：

1.一种密封真空电子器件内部压力的测量装置，其特征在于，所述装置包括：

2.根据权利要求1所述的密封真空电子器件内部压力的测量装置，其特征在于，所述装置还包括：

3.根据权利要求1所述的密封真空电子器件内部压力的测量装置，其特征在于，所述装置还包括：

4.一种密封真空电子器件内部压力的测量方法，利用如权利要求1-3任一项所述的密封真空电子器件内部压力的测量装置，其特征在于，所述方法包括：

5.根据权利要求4所述的密封真空电子器件内部压力的测量方法，其特征在于，步骤s600包括：

6.根据权利要求5所述的密封真空电子器件内部压力的测量方法，其特征在于，根据第一压强p1、第二压强p2、所述取样腔(1)的容积v1和所述标准体积室(2)的容积v2确定所述待测样品的体积v，计算公式为：

7.根据权利要求5所述的密封真空电子器件内部压力的测量方法，其特征在于，根据第三压强p3、第五压强p5、所述取样腔(1)的容积v1和所述标准体积室(2)的容积v2确定所述待测样品内部的电子器件的体积v4，计算公式为：

8.根据权利要求5所述的密封真空电子器件内部压力的测量方法，其特征在于，根据所述待测样品的体积v和所述电子器件的体积v4确定所述待测样品内部管腔的容积v0，计算公式为：

9.根据权利要求5所述的密封真空电子器件内部压力的测量方法，其特征在于，根据所述取样腔(1)的容积v1、所述电子器件的体积v4、所述待测样品内部管腔的容积v0和所述第四压强p4确定所述待测样品的内部压力p0，计算公式为：

10.根据权利要求5所述的密封真空电子器件内部压力的测量方法，其特征在于，所述标准气体为纯氮气。

技术总结
本发明涉及一种密封真空电子器件内部压力的测量装置及方法，所述装置包括：取样腔，所述取样腔内设置有样品夹具；标准体积室，与所述取样腔通过管路连接；穿刺机构，设置于所述取样腔上；真空计，与所述取样腔通过管路连接；分子泵组，与所述取样腔通过管路连接；充气装置，与所述取样腔通过管路连接。本发明可有效提高测量密封真空电子器件内部压力的精确度。

技术研发人员：杨传森,卢耀文,陈千睿,吴端,陈静,陈俊儒,宋春尧,郭宇扬
受保护的技术使用者：北京东方计量测试研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12