[發明專利]一種采用定容法測試吸氣材料吸氣性能的測試系統

在審

• 申請號: 201910983417.7
• 申請日: 2019-10-16
• 公開（公告）號: CN110672462A
• 公開（公告）日: 2020-01-10
• 發明（設計）人: 向杰;候雪玲
• 申請（專利權）人: 上海晶維材料科技有限公司
• 主分類號: G01N7/04
• 分類號: G01N7/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明專利公開了一種采用定容法測試吸氣材料吸氣性能的測試系統。由真空獲得系統，真空測量系統等八個子系統所組成。利用理想狀態氣體方程和已知體積定容瓶來給吸氣材料循環充氣直至飽和的原理來進行測試。本系統通過特殊設計的真空管道系統和管道脫氣處理，可以對各種吸氣材料(特別是MEMS真空封裝吸氣薄膜)的吸氣性能進行測試。

技術領域

本發明專利涉及吸氣材料技術領域，特別是涉及一種采用定容法測試吸氣材料吸氣性能的測試系統。

背景技術

吸氣材料是一種應用在真空(Vacuum)、超高真空(UHV)、極高真空(XHV)環境中通過物理和化學作用有效吸收活性氣體（H₂、CO、O₂、H₂O、CO₂等）的功能材料。

維持真空器件的真空度是研制長壽命、高可靠性真空器件（如電子管、激光管、電光源等）過程中的重要任務之一。真空器件中的殘余氣體對其壽命和可靠性有十分不利的影響，吸氣材料是電真空器件內部真空環境長效無源維持的有效解決方案之一。

不同于傳統的真空獲得技術，吸氣材料的應用不僅能夠縮短真空器件在封裝過程中的排氣時間，提高生產效率；而且可以在真空器件儲存和使用的過程中長期保持活性狀態，對各種物理化學反應產生的活性氣體分子持續吸收，維持器件內的殘余氣量小于最大預期氣體負載量，保障真空器件的高可靠性和長使用壽命。

吸氣薄膜作為MEMS 真空封裝器件的關鍵材料，它是確保 MEMS 器件長壽命和高可靠性的關鍵材料；所以它尺寸小型化、厚度靈活可控化、圖案個性化、高功能吸氣化等優點，對MEMS器件性能的穩定性、高靈敏度至關重要。

由于吸氣材料應用環境的特殊性,對其吸氣性能的測試一直是個難題。當前，行業通用的測試標準主要有ASTM F798和GB/T25497,但這兩個標準都只對測試原理和測試系統的基本要求進行了規定，而對于測試系統和設備未作詳盡的規定，這導致了行業內設備間測試結果不能互認互比，極大影響了行業的發展。

對于吸氣材料新的應用領域--MEMS封裝，吸氣材料薄膜吸氣性能的測試更是一個難題，目前未有專門的解決方案。

發明內容

有鑒于此，本發明專利發明了一種采用定容法測試吸氣材料吸氣性能的測試系統，對整個系統進行了模塊化設計，可以方便的進行容積擴展，適用于不同種類吸氣材料的吸氣性能的測試。

同時,對本測試系統嚴格按照相關測試標準要求進行了規范化設計，完全符合國內外測試標準的要求，并考慮了MEMS真空封裝吸氣薄膜的測試特殊性要求，可以有效避免不同設備之間的測試誤差.

此測試系統可以用于測試塊體、粉體、薄膜等不同類型，以及不同吸氣材料對不同種類活性氣體（H₂、CO、O₂、H₂O、CO₂等）的吸氣性能。

本發明專利提供了一種定容法吸氣材料吸氣性能測試系統，由真空獲得系統，真空測量系統，真空管道系統，測試充氣，管道烘烤，樣品激活，數據采集及控制，設備框架共八個子系統所組成。

作為本發明的優選方案，所述真空獲得系統由機械泵和分子泵以及與兩者相連的充氣閥和波紋管所組成；所述真空獲得系統的選擇應能使測試系統達到小于1×10-4Pa的真空度。

作為本發明的進一步優選方案，所述真空測量系統由兩個低真空規管和一個高真空規管，以及各自的真空計所組成；所述低真空規管的測量范圍為10-1Pa 到10-2Pa；所述高真空規管應測量的真空度范圍10-1Pa到10-5Pa，所述高真空規管是B-A型熱陰極離子規、冷陰極離子規或冷陰極反磁控規中的一種，所述高真空規管用于測量材料吸氣后管道系統內的平衡壓力。