基于四极质谱仪的红外器件排气封装工艺的研究

发布时间：2017-06-19 15:16

  本文关键词：基于四极质谱仪的红外器件排气封装工艺的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：非制冷红外探测器需要在一定的真空度下才能正常工作,因而器件的真空寿命是其重要技术指标之一。而对红外器件的真空寿命起到至关重要作用的是封装工艺,尤其是红外器件封装的封焊工艺和烘烤排气工艺。四极质谱仪是一种分压力测量仪器,可以有效地对所测环境中残余气体成分及含量的变化实施动态检测,在电子真空器件中有着独特的优势。本论文研究的目的是保证非制冷红外探测器真空寿命的同时优化红外器件的封装工艺,基于四极质谱仪的原理对器件封装关键的检漏工艺和排气工艺进行实验研究及优化。主要的研究内容包括:(1)研究并总结了非制冷红外探测器的结构、作用、主要构成材料并通过理论计算研究分析了封装工艺对其真空寿命的影响情况。(2)研究并分析了四极质谱仪的结构、工作原理、主要性能指标以及四极质谱仪在红外器件封装工艺中的应用。(3)对非制冷红外探测器封装工艺流程进行了介绍。同时,基于四极质谱仪的原理,理论研究了红外器件关键的检漏工艺和排气工艺,并分析了他们涉及到的工艺参数和实验方法(4)本论文针对非制冷红外探测器封装工艺中高精度检漏结果重复性较差的问题,通过增加样本点,并利用Matlab软件对检漏中四极质谱仪测试的数据进行统计处理,很好地改善了检漏结果的重复性。(5)实验研究了非制冷红外探测器排气工艺中烘烤温度的影响。采用质谱法,对真空排气系统本底和非制冷红外探测器的主要构成材料(金属、陶瓷、银浆)分别进行不同温度烘烤下的放气特性研究。研究表明:器件有效烘烤温度为145℃(器件最高可承受温度为160℃),此时银浆材料为器件内部主要的放气源。(6)实验研究了非制冷红外探测器排气工艺中烘烤时间的影响。采用质谱检测理论,在有效烘烤温度下,对非制冷红外探测器整体进行长时间烘烤下的放气特性研究。研究得出烘烤时间的出气现象及特性,并最终确定非制冷红外探测器的有效烘烤时间为24h。
【关键词】：四极质谱仪 红外器件 检漏 烘烤排气
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN215;TH843
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 研究背景10-12
• 1.2 研究意义12-14
• 1.3 国内外研究现状14-16
• 1.4 本课题研究的主要内容16-18
• 第二章 四极质谱仪的介绍及在封装工艺中的应用18-25
• 2.1 四极质谱仪18-21
• 2.1.1 四极质谱仪的结构及工作原理18-20
• 2.1.2 四极质谱仪的主要性能指标20-21
• 2.1.3 四极质谱仪的谱图分析21
• 2.2 利用四极质谱仪测量和计算分压强21-23
• 2.3 四极质谱仪在封装工艺中的应用23-24
• 2.3.1 四极质谱仪在检漏工艺中的应用24
• 2.3.2 四极质谱仪在排气工艺中的应用24
• 2.4 本章小结24-25
• 第三章 红外器件主要的封装工艺及实验系统的组装25-42
• 3.1 封装工艺流程25-26
• 3.2 检漏工艺26-34
• 3.2.1 检漏的基本概念26-27
• 3.2.2 本论文采用的检漏系统和检漏方法27-32
• 3.2.2.1 动态比对法28-30
• 3.2.2.2 静态累积法30-32
• 3.2.3 研究和优化检漏结果的重复性32-34
• 3.3 排气工艺34-40
• 3.3.1 排气工艺涉及到的真空知识34-37
• 3.3.1.1 真空材料的吸附34-35
• 3.3.1.2 真空材料的溶解、扩散、渗透35-37
• 3.3.1.3 真空材料的放气率37
• 3.3.2 排气工艺的性能参数及理论研究37-39
• 3.3.2.1 烘烤温度在排气工艺中的作用37-38
• 3.3.2.2 质谱法分析烘烤温度的影响38
• 3.3.2.3 烘烤时间在排气工艺中的作用38
• 3.3.2.4 质谱检测理论分析烘烤时间38-39
• 3.3.3 本实验研究排气封装工艺的思路和方法39-40
• 3.4 实验系统的组装及功能介绍40-41
• 3.5 本章小结41-42
• 第四章 红外器件排气工艺中烘烤温度的实验研究42-61
• 4.1 红外器件的主要构成材料42
• 4.2 质谱法对烘烤温度的实验研究42-59
• 4.2.1 实验方法42-45
• 4.2.2 本底实验的实验结果及分析45-47
• 4.2.3 金属材料的实验结果及分析47-50
• 4.2.4 陶瓷材料的实验结果及分析50-54
• 4.2.5 银浆材料的实验结果及分析54-59
• 4.3 几种材料进行对比确定烘烤温度参数及主要放气源59-60
• 4.4 本章小结60-61
• 第五章 红外器件排气工艺中烘烤时间的实验研究61-66
• 5.1 实验方法61
• 5.2 质谱检测理论对烘烤时间的实验研究61-65
• 5.3 本章小结65-66
• 第六章 总结和展望66-68
• 6.1 主要工作及结论66
• 6.2 今后工作展望66-68
• 致谢68-69
• 参考文献69-73
• 攻读硕士学位期间取得的成果73-74

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