[发明专利]芯片级微粒子真空腔室及其制备方法

权利要求书

1.一种芯片级微粒子真空腔室，其特征在于，包括腔室本体(1)、第一封装层(21)和第二封装层(22)，腔室本体(1)包括第一腔室(11)、第二腔室(12)和第三腔室(13)，所述第一腔室(11)、第二腔室(12)和第三腔室(13)均以第一封装层(21)为底面，以第二封装层(22)为顶面，所述第一腔室(11)顶端与第二封装层(22)之间还设有第三封装层(23)，所述第一腔室(11)、第二腔室(12)和第三腔室(13)之间设有相互连通的通道(3)；所述第一腔室(11)内装有微粒子(4)，所述微粒子(4)不能通过所述通道(3)转移，所述第二腔室(12)内设有无引线真空度检测传感器(5)，所述无引线真空度检测传感器(5)为具有磁性的悬臂梁，所述第三腔室(13)内装有吸气剂(6)。

2.根据权利要求1所述的芯片级微粒子真空腔室，其特征在于，所述悬臂梁包括用于敏感真空度的悬臂端(51)、固定于第二腔室(12)侧壁的固定端(52)和用于连结悬臂端(51)和固定端(52)的连结部(53)。

3.根据权利要求1所述的芯片级微粒子真空腔室，其特征在于，所述悬臂梁为铁悬臂梁。

4.根据权利要求1所述的芯片级微粒子真空腔室，其特征在于，所述腔室本体(1)为硅基体，所述第一封装层(21)、第二封装层(22)及第三封装层(23)为玻璃片。

5.根据权利要求1所述的芯片级微粒子真空腔室，其特征在于，所述第一腔室(11)和第三腔室(13)均小于第二腔室(12)，并位于第二腔室(12)的同侧。

6.一种如权利要求1～5任一项所述的芯片级微粒子真空腔室的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、对硅片、玻璃片进行预处理以清除表面污染物，得到预处理后的硅片和玻璃片；

S2、对预处理后的硅片进行激光划片加工，得到具有第一贯穿结构(111)、第二贯穿结构(121)和第三贯穿结构的硅基体；

S3、在所述第一贯穿结构(111)、第二贯穿结构(121)和第三贯穿结构之间开设相互连通的通道(3)；

S4、在所述第一贯穿结构(111)内划片制得用于安装第三封装层(23)的第一支撑台阶(112)，在所述第二贯穿结构(121)内划片制得用于固定悬臂梁的第二支撑台阶(122)，得到腔室本体(1)；

S5、将一预处理后的玻璃片划片加工为第一封装层(21)，将所述腔室本体(1)置于所述第一封装层(21)上，其中所述第一支撑台阶(112)和第二支撑台阶(122)朝上，进行第一次阳极键合，形成具有第一半腔室、第二半腔室和第三半腔室的硅-玻璃半腔室；

S6、将微粒子(4)置于所述第一半腔室中，将一预处理后的玻璃片划片加工后作为第三封装层(23)安装在所述第一支撑台阶(112)上，将所述悬臂梁的一端固定在所述第二支撑台阶(122)上，将所述吸气剂(6)置于所述第三半腔室内，得到微粒子真空腔室预制件；

S7、将一预处理后的玻璃片划片加工后作为第二封装层(22)，置于微粒子真空腔室预制件顶面，进行第二次阳极键合，形成芯片级微粒子真空腔室。

7.根据权利要求6所述的芯片级微粒子真空腔室的制备方法，其特征在于，所述吸气剂(6)为高温激活吸气剂，所述吸气剂(6)的激活温度高于第一阳极键合温度和第二阳极键合温度。

8.根据权利要求6所述的芯片级微粒子真空腔室的制备方法，其特征在于，所述通道(3)由开设于各腔室之间的连通槽(31)和第一封装层(21)贴合构成。

9.根据权利要求6～8任一项所述的芯片级微粒子真空腔室的制备方法，其特征在于，还包括真空度标定测试，步骤包括：

在完成步骤S6后、进行步骤S7之前，将预处理后的玻璃片放置于所述微粒子真空腔室预制件上表面，置于机械真空腔内，采用外部磁场驱动无引线真空度检测传感器(5)进行谐振运动，再采用激光测振仪测量在不同真空度下无引线真空度检测传感器的谐振频率，得出谐振频率-真空度标定曲线。

10.根据权利要求9所述的芯片级微粒子真空腔室的制备方法，其特征在于，在完成步骤S7后，采用外部磁场驱动无引线真空度检测传感器(5)进行谐振运动，并用激光测振仪测得对应的谐振频率值，对照谐振频率-真空度标定曲线得出封装后的芯片级微粒子真空腔室内部的真空度值。