用于氢敏感混合集成电路的吸氢器件及其制备方法与流程

1.本发明涉及混合集成电路领域，尤其是混合集成电路封装内的选择性吸氢器件，具体而言涉及一种用于氢敏感混合集成电路的吸氢器件，适于在氢气敏感的混合集成电路封装中选择性吸收氢气，以提高混合集成电路封装的可靠性和寿命。


背景技术：

2.由于各有源器件（如各种半导体芯片）和无源器件（如封装基板，封装壳体，吸波片等）在其制作过程中，以及在封装工艺（如各种钎焊，无铅焊，共晶，胶粘等）过程中难免会引入氢气，或者制作过程、封装工艺过程中的化学反应产生了氢气。这些氢气会被有源器件、无源器件、封装模块（例如一些具有吸氢/储氢能力的金属、合金、复合材料、有机材料等）吸收，在混合集成电路封装里面残留氢气。这些残留的氢气在混合集成电路日后的使用过程中有可能缓慢释放出来，使混合集成电路里面对氢气敏感的电子元器件、连接引线、金属焊盘/焊球等中毒甚至失效，例如砷化镓芯片，会严重影响混合集成电路的长期可靠性和使用寿命。
3.目前，解决氢敏感混合集成电路里面残留氢气缓慢释出的方法主要有两种：其一是在封装前对各封装元件进行除氢处理，并且需要在封装工艺过程避免引入氢；其二是在封装里面增加一个吸氢元件，把封装里面后期缓慢释出的氢气吸收掉。为了增加可靠性，封装实践中通常是两种方法同时使用。
4.用于氢敏感混合集成电路的吸氢元件有其特殊性，即需要在氢气分压（通常数十万到数千ppm量级）和工作温度（通常要求-55度到150度）都比较低的情况下，选择性地吸收氢气，而电子封装通常是冲氮气、惰性气体或直接空气气氛封装，吸氢元件在吸收氢气后在上述分压和工作温度下不会释放出来。同时，由于电子器件及封装的温度敏感性，氢敏感混合集成电路中使用的吸氢元件一般不能采用高温激活。因此它和传统真空器件封装中的吸氢材料在使用目的（保持真空度）、基本要求（尽量各种气体都吸收）以及使用前提（需要高温激活）均不同，简单移植真空器件中的吸氢材料和封装方案往往得不到好的结果。
5.当前，氢敏感混合集成电路所用吸氢元件的做法主要是以钛金属片材作为吸氢材料，然后在其表面电镀或磁控溅射镀覆数百纳米厚的钯金属作为保护层，或磁控溅射钛/钯金属分别作为过渡层和保护层，如中国专利申请cn110863174a公开的一种无需激活的钛基吸氢材料及其制备方法和cn110699649公开的一种用于电子封装的吸氢材料及其制备方法，这种结构的吸氢器件虽然有效，但吸氢效率/速率比较低，使用鲁棒性不好，而且ti基体和结合在ti基体上的起催化裂解渗透作用的pd膜，使用钯金属的产品虽然性能好，但是为了获得比较好的吸氢效果，需要做的比较厚，导致成本很高。


技术实现要素：

6.针对现有技术存在的缺陷与不足，本发明目的的第一方面提出一种用于氢敏感混合集成电路的吸氢器件，包括：
载体；在载体表面上依次叠加设置的吸氢层、选择性渗氢层以及保护层；其中：所述吸氢层，覆形覆盖在载体表面，其被设置用于吸氢/储氢；所述选择性渗氢层，覆形覆盖在吸氢层上，用于选择性地允许氢气透过而阻止其他气体透过；所述保护层，采用在空气环境下性质稳定的金属/合金薄膜，其覆形覆盖在选择性渗氢层上，用于允许氢气透过并且保护位于其下方的选择性渗氢层不与空气中的气体反应而减弱渗氢。
7.在一些可选的示例中，载体构造为混合集成电路的封装结构件的一部分，例如以封装盖板、封装壳体的内表面或封装内部的隔墙作为载体，而不采用独立的载体，以适应于混合集成电路的封装体内部较为狭小的空间需要。
8.在一些可选的示例中，载体构造为独立于混合集成电路的封装结构件的片状构件，提供支撑面，例如采用陶瓷片、金属片、合金片、neg吸氢金属片以及neg吸氢合金片中的一种，贴装到混合集成电路的封装体内部表面。
9.在一些可选的示例中，对于混合集成电路的封装结构的内部空间狭小，难以贴装片型载体的，前述的载体可以构造为独立于混合集成电路的封装结构件的柔性薄膜构件，例如聚酰亚胺膜-pi、液晶聚合物膜-lcp等柔性有机薄膜，克服刚性吸氢片的使用鲁棒性缺陷，而采用柔性薄膜构件作为载体，可在封装体内部的拐角位置或者其他曲面上进行贴装，提高适应性和使用鲁棒性。
10.在一些可选的示例中，吸氢层可以采用neg吸氢金属材料、neg吸氢金属合金材料或者有机吸氢材料制作，作为吸氢材料/储氢材料，起到吸氢材料/储氢的作用。
11.在一些可选的示例中，载体与吸氢层可以采用相同的neg吸氢金属以及neg吸氢合金制作，由此二者构成一体，以载体构成为吸氢层，则不需在单独制备吸氢层，也即以载体同时兼做吸氢层，从而进一步降低吸氢器件的尺寸（厚度），适应于在趋向于小型化，薄型化封装体内部的贴装和使用。
12.在一些可选的示例中，所述载体表面经过表面增强处理，从而可获得更大的比表面积，以提高吸氢效率。例如，表面粗化处理，表面多孔化处理，或者制备周期性表面增强微结构，周期性表面增强微结构包括但不限于微尖锥/微棱锥/微柱状/微凹坑表面等，其旨在提高载体表面的比表面积，利于提高吸氢效率/速率。
13.在一些可选的示例中，所述吸氢层采用有机吸氢材料，可制作成薄片，再用防颗粒脱落层进行包覆，例如高分子有机薄膜包覆。
14.在一些可选的示例中，由于吸氢金属/合金吸收较多的氢气后容易变脆，进而有可能在震动中脱落微小的金属颗粒，危害整个封装，因此作为可选的设计，可在保护层上制备一层防颗粒脱落层，采用允许氢气透过的高分子薄膜，例如具有良好的氢气透过性的pdms、ptmsp、polystyrene等高分子有机薄膜，覆形覆盖在保护层上，防止金属微小颗粒脱落，提高本发明吸氢器件在使用中的可靠性。
15.根据本发明目的的第二方面还提出一种用于氢敏感混合集成电路的吸氢器件的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、在载体基片表面进行表面增强处理，在载体基片表面获得增强结构；步骤2、对载体基片进行清洗烘干；步骤3、在清洗烘干后的载体基片表面依次制备金属/合金膜层，所述金属/合金膜层依次包括吸氢层、选择性渗氢层以及保护层；以及步骤4、对完成步骤3处理的载体基片进行分割，获得预定尺寸的吸氢器件。
16.在一些可选的示例中，所述步骤3中，在制备好金属/合金膜层的载体基片上还包括以下处理：在保护层表面涂覆防颗粒脱落层，所述防颗粒脱落层采用允许氢气透过的高分子薄膜，覆形覆盖在保护层上，厚度控制在5μm～30μm。
17.在上述制备方法的工艺中，以独立于封装体的载体基片为基础，在其表面通过磁控溅射等工艺制备出吸氢层、选择性渗氢层以及保护层之后，再通过切割工艺，切割出所需尺寸的吸氢片，即吸氢器件。在使用时，可通过贴装的方式贴在封装体内部的适当位置。
18.根据本发明目的的第三方面还提出一种用于氢敏感混合集成电路的吸氢器件的制备方法，包括以下步骤：步骤1、选择混合集成电路的封装结构件的一部分作为载体，在载体表面依次制备金属/合金膜层，所述金属/合金膜层依次包括吸氢层、选择性渗氢层以及保护层；所述封装结构件的一部分为封装盖板、封装壳体的内表面或封装内部的隔墙；以及步骤2、对完成步骤1处理的载体进行涂膜处理，在保护层表面喷涂防颗粒脱落层，所述防颗粒脱落层采用允许氢气透过的高分子薄膜，覆形覆盖在保护层上。
19.在上述制备方法的工艺中，以混合集成电路的封装结构件的一部分作为载体，直接在混合集成电路的封装结构件的一部分结构表面通过磁控溅射等工艺制备出吸氢层、选择性渗氢层以及保护层，由此将吸氢器件与混合集成电路的封装结构件直接集成，不需要采用独立的载体片进行贴装操作，节约空间，更加适用于扁平化封装结构的内部吸氢处理。
20.根据本发明目的的第四方面还提出一种用于氢敏感混合集成电路的吸氢器件，包括：柔性载体，包括用于贴装到混合集成电路的封装体的内部表面的第一面和相对的第二面；在柔性载体的第二面上依次叠加设置的吸氢层、选择性渗氢层以及保护层；其中，所述吸氢层，覆形覆盖在载体表面，其被设置用于吸氢/储氢；所述选择性渗氢层，覆形覆盖在吸氢层上，用于选择性地允许氢气透过而阻止其他气体透过；所述保护层，采用在空气环境下性质稳定的金属/合金薄膜，其覆形覆盖在选择性渗氢层上，用于允许氢气透过并且保护位于其下方的选择性渗氢层不与空气中的气体反应而减弱渗氢。
21.其中，柔性载体直接采用现有商用有机膜，如典型的聚酰亚胺膜，薄的金属层制作在柔性载体上以后仍然保持整体的柔性效果，利于贴装。
22.优选的实施例中，所述吸氢层采用neg吸氢金属材料或者neg吸氢金属合金材料作为吸氢材料/储氢材料，起到吸氢材料/储氢的作用。
23.优选的实施例中，在所述吸氢层采用neg吸氢金属材料或者neg吸氢金属合金材料
的设计中，所述吸氢器件还包括在所述保护层上覆盖的有机保护膜，作为防止防颗粒脱落薄膜，防止neg吸氢金属材料或者neg吸氢金属合金材料在吸氢后变脆导致在使用过程中会脱落微小的金属颗粒，危害整个封装。
24.根据本发明目的的第五方面还提出一种用于氢敏感混合集成电路的吸氢器件，包括：载体，包括用于贴装到混合集成电路的封装体的内部表面的第一面和相对的第二面；在载体的第二面上依次叠加设置的吸氢层，所述吸氢层为有机吸氢材料，压成薄片后再用防颗粒脱落的高分子有机膜覆形包覆。
25.应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的发明主题的一部分。另外，所要求保护的主题的所有组合都被视为本公开的发明主题的一部分。
26.结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本发明教导的前述和其他方面、实施例和特征。本发明的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本发明教导的具体实施方式的实践中得知。
附图说明
27.图1是本发明示例性实施例的氢敏感混合集成电路的吸氢器件的示意图。
28.图2是本发明另一示例性实施例的氢敏感混合集成电路的吸氢器件的示意图。
29.图3a是氧化铝陶瓷片载体的俯视图，图3b是以氧化铝陶瓷片为载体的吸氢器件结构示意图。
30.图4a是海绵钛载体的俯视图，图4b是以海绵钛为载体兼吸氢层的吸氢器件结构示意图。
31.图5a是金属钛片载体的俯视图，图5b是以金属钛片为载体兼吸氢层的吸氢器件结构示意图。
32.图6a是以铝硅封装盖为载体的吸氢器件结构示意图，图6b和图6c分别是图6a对应的主视图和俯视图。
33.图7a是st101合金螺纹载体的俯视图，图7b是以st101合金螺纹为载体兼吸氢层的吸氢器件结构示意图。
34.图8是以柔性聚酰亚胺膜为载体的吸氢器件结构示意图。
35.图9a是deb有机除氢圆片载体的俯视图，图9b是以deb有机除氢圆片为载体兼吸氢层的吸氢器件结构示意图。
具体实施方式
36.为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。
37.在本公开中参照附图来描述本发明的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定意在包括本发明的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是因为本发明所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本发明公开的一
些方面可以单独使用，或者与本发明公开的其他方面的任何适当组合来使用。
38.结合图1所示的示例性实施例的氢敏感混合集成电路的吸氢器件，其主要包括载体10、吸氢层20、选择性渗氢层30以及保护层40。
39.作为可选的示例，还可以在保护层的表面制作防颗粒脱落层，以防止吸氢层吸氢后变脆导致可能出现脱落微小的金属颗粒而危害整个封装的情况。
40.结合图1，吸氢层20，覆形覆盖在载体10的表面，其被设置用于吸氢/储氢。
41.选择性渗氢层30，覆形覆盖在吸氢层20上，用于选择性地允许氢气透过而阻止其他气体透过。
42.保护层40，采用在空气环境下性质稳定的金属/合金薄膜，其覆形覆盖在选择性渗氢层上，用于允许氢气透过并且保护位于其下方的选择性渗氢层不与空气中的气体反应而减弱渗氢。
43.下面结合附图1、2所示更加具体地阐述本发明实施例的吸氢器件的构成以及实施。
44.载体10结合图1所示，载体10作为基础层，用于提供整个吸氢器件的功能层的支撑面。
45.作为可选的示例，载体10构造为混合集成电路的封装结构件的一部分，例如封装盖、封装壳体的内表面或封装内部的隔墙等，而不需要单独准备载体结构，直接以封装结构件的一部分作为载体，在其表面制备功能层，即吸氢层、选择性渗氢层以及保护层。
46.在另外的实施例中，载体10还可以构造为独立于混合集成电路的封装结构件的片状构件，例如陶瓷片、金属片、合金片、neg（non-evaporable getters）吸氢金属片以及neg（non-evaporable getters）吸氢合金片中的一种。
47.前述的neg吸氢金属片，可采用包括但不限于锆、钛、钴、钇、钒、铌、钽、铁、等金属中的一种，或者其中二者以上组成的各种合金。
48.前述的neg吸氢合金片，可以采用锆、钛、钴、钇、钒、铌、钽、铁、镁、钡、铝、镓、铟、镧等金属中的二者以上组成的各种合金，例如锆-铝合金片、锆-钛合金片、钛-铝合金片等。
49.在另外的实施例中，如果载体本身采用neg吸氢金属或合金（如钛片，锆-铝合金片等），则载体可同时兼做吸氢层。也即，载体10与吸氢层20采用相同的neg吸氢金属以及neg吸氢合金制作，二者构成一体，以载体10构成为的吸氢层20。
50.在另外的实施例中，载体10还可以构造为独立于混合集成电路的封装结构件的柔性薄膜构件，例如柔性的有机膜，包括但不限于聚酰亚胺膜-pi、液晶聚合物膜-lcp等。
51.在可选的实施例中，载体10的表面还可以经过表面增强处理，从而获得更大的比表面积，以提高吸氢效率。图2所示的示例中，示例性的表示了载体10表面采用周期性的微凸起结构的示例，应当理解，在后续制备吸氢层、选择性渗氢层以及保护层时，均对应地覆形覆盖。
52.载体表面的表面增强处理可包括：表面粗化处理、表面多孔化处理以及制备周期性表面增强微结构中的至少一种。
53.前述的周期性表面增强微结构，可包括但不限于以下结构：微尖锥/微棱锥/微柱状/微凹坑表面等，其旨在提高载体表面的比表面积，利于提高吸氢效率/速率。
54.吸氢层20
吸氢层20，由各种吸氢材料/储氢材料制作形成，覆形覆盖在载体10上。
55.作为可选的示例，吸氢层20可以采用neg吸氢金属材料或者neg吸氢金属合金材料，包括锆、钛、钇、钴、钒、镍、铌、钽、铁中的至少一种金属材料，或者锆、钛、钇、钴、钒、镍、铌、钽、铁、镁、钡、铝、镓、铟、镧中的两种以上构成的合金材料。
56.吸氢层20的厚度根据各吸氢材料的吸氢能力和封装中需要吸收的总氢气量来确定。
57.在另外的实施例中，吸氢层20还可以采用有机吸氢材料，如包括但不限于基于deb（1,4-bis (phenylethynyl) benzene）、dpb(1,4-diphenyl butadiyne benzene) 、dppe(dimerized phenyl propargyl ether) 等有机吸氢材料。
58.选择性渗氢层30选择性渗氢层30，构造为一层可以让封装中的氢气透过而不允许其它气体透过的过滤层，覆形覆盖在吸氢层上，厚度通常在0.01μm～10μm,优选在0.1μm～10μm，特别优选在0.2μm～2μm，利于工艺上制作加工成型。
59.选择性渗氢层30，可采用允许氢气透过而其它气体不能透过的材料，包括但不限于铁、钴、钇、钽、铌、钒、硅、镍以及它们的二元或三元合金。这一层的功能是起过滤的作用，既让氢气渗透进入与选择性渗氢层30紧挨着的吸氢层，利于吸氢，同时其它气体不能通过，被阻挡在外。这是因为很多吸氢材料，尤其是neg吸氢金属材料或者neg吸氢金属合金材料，其不仅吸收氢气，同时也吸收氮气、氧气、一氧化碳、二氧化碳等气体，如果没有这层选择性渗氢层，则吸氢材料层会由于对其它气体的吸收，而大大降低对氢气的吸收能力。
60.在可选的实施例中，基于加成反应的以deb、dpb为主材的有机吸氢材料上，可以不设置这一层选择性选择性渗氢层30，这是由于因为封装内的其它常规气体如氮气、氧气等不会与deb、dpb等发生加成反应。
61.保护层40在本发明的实施例中，选择性渗氢层30尽管起到选择性地允许氢气透过的功能，但其表面容易与氧气反应生成氧化物，而大大降低渗氢能力，因此在本发明的实施例中，在其表面增加一层保护层40，覆形覆盖在选择性渗氢层上，厚度控制在0.5nm～500nm，尤其是优选1nm～100nm,特别优选3nm～10nm，利于工艺上的加工制作。
62.在可选的实施例中，保护层可采用空气中性能非常稳定、同时也具有良好渗氢能力的金属或合金做成的薄膜层，例如钯、铂、银、金等稳定的金属或它们组成的合金（例如钯-金合金或钯-银合金）制备成的非常薄的一层金属薄膜或者合金薄膜，覆形覆盖在选择性渗氢层30上，其目的在于保护位于其下面的选择性渗氢层30不被其它气体“毒化”，从而导致降低对氢气的吸收渗透能力的问题。同时，保护层40同时具有裂解氢气的作用，使氢气变为氢原子，利于穿过选择性渗氢层被吸氢层吸收，提高吸氢的效果。
63.在可选的实施例中，保护层的采用通常非常昂贵，甚至达到每克数百甚至上千元，而在本发明的实施例中，可通过少量的即可，可以有效降低成本。在本发明的实施例中，通过增加选择性渗氢层30的设计，即选择性渗氢层30与保护层40的协同作用和使用，使得保护层40的层厚和使用量得以减少，从而从整体上降低成本。
64.例如，在可选的示例中，以钯或者钯-金、钯-银合金制备的保护层40，在空气中很稳定，且具有良好的裂氢能力，将氢分子裂解为氢原子，一方面起到保护选择性渗氢层30的
作用，另一方面还可以增强对氢气的吸收渗透。
65.防颗粒脱落层50防颗粒脱落层50作为可选择层，其目的在于针对吸氢后容易掉颗粒时，可通过在保护层表面覆型覆盖防颗粒脱落层50进行防护。
66.防颗粒脱落层50可采用一层透氢性好、成膜性也好的有机高分子膜，覆形覆盖在保护层上，厚度控制在5μm～30μm，具有良好的氢气透过性。例如，可采用有机薄膜pdms（poly dimethyl silicone）、ptmsp（poly trimethyl silylpropyne）、polystyrene等。
67.由于吸氢金属/合金吸收较多的氢气后容易变脆，进而有可能在震动中脱落微小的金属颗粒，危害整个封装，本发明的实施例中，通过设置防颗粒脱落层50，可防止金属微小颗粒脱落，提高本发明吸氢器件在使用中的可靠性。
68.应当理解，在本发明的一个或者多个实施例中，可以基于上述载体10、吸氢层20、选择性渗氢层30以及保护层40的选择，而适于不同的情况下的实施。
69.例如，作为一个具体示例的吸氢器件，包括：柔性载体，即采用柔性的有机膜作为载体，例如包括但不限于聚酰亚胺膜-pi、液晶聚合物膜-lcp等，包括用于贴装到混合集成电路的封装体的内部表面的第一面和相对的第二面；在柔性载体的第二面上依次叠加设置的吸氢层、选择性渗氢层以及保护层；其中，所述吸氢层，覆形覆盖在载体表面，其被设置用于吸氢/储氢；所述选择性渗氢层，覆形覆盖在吸氢层上，用于选择性地允许氢气透过而阻止其他气体透过；所述保护层，采用在空气环境下性质稳定的金属/合金薄膜，其覆形覆盖在选择性渗氢层上，用于允许氢气透过并且保护位于其下方的选择性渗氢层不与空气中的气体反应而减弱渗氢。
70.其中，柔性载体直接采用现有商用有机膜，如典型的聚酰亚胺膜，薄的金属层制作在柔性载体上以后仍然保持整体的柔性效果，利于贴装。
71.优选的实施例中，所述吸氢层采用neg吸氢金属材料或者neg吸氢金属合金材料作为吸氢材料/储氢材料，起到吸氢材料/储氢的作用。
72.优选的实施例中，在所述吸氢层采用neg吸氢金属材料或者neg吸氢金属合金材料的设计中，所述吸氢器件还包括在所述保护层上覆盖的有机保护膜，作为防止防颗粒脱落薄膜，防止neg吸氢金属材料或者neg吸氢金属合金材料在吸氢后变脆导致在使用过程中会脱落微小的金属颗粒，危害整个封装。
73.例如，作为另一具体示例的吸氢器件，包括：吸氢器件，包括：载体，包括用于贴装到混合集成电路的封装体的内部表面的第一面和相对的第二面；在载体的第二面上依次叠加设置的吸氢层，所述吸氢层为有机吸氢材料，压成薄片后再用防颗粒脱落的高分子有机膜覆形包覆。
74.作为可选的示例，有机吸氢材料可以采用deb等粉末状有机材料与钯-碳粉末的混合物，使用时用压片机压成片状。然后，再包覆防颗粒脱落的有机膜，即成为吸氢器件。
75.由此，可基于加成反应实现低成本、低层厚的吸氢器件设计，并且使用鲁棒性好，能够适应于狭小、扁平设计的集成电路的封装体内部空间的布设。
76.第一示例的用于氢敏感混合集成电路的吸氢器件的制备方法作为示例，我们以片型载体为例，描述吸氢器件的制备，其过程包括：步骤1、在载体基片表面进行表面增强处理，在载体基片表面获得增强结构；步骤2、对载体基片进行清洗烘干；步骤3、在清洗烘干后的载体基片表面依次制备金属/合金膜层，金属/合金膜层依次包括吸氢层、选择性渗氢层以及保护层；以及步骤4、对完成步骤3处理的载体基片进行分割，获得预定尺寸的吸氢器件。
77.其中，步骤1中，表面增强处理包括表面粗化处理、表面多孔化处理以及制备周期性表面增强微结构中的至少一种。其中的周期性表面增强微结构，可包括但不限于以下结构：微尖锥/微棱锥/微柱状/微凹坑表面等，其旨在提高载体表面的比表面积，利于提高吸氢效率/速率。
78.其中，步骤3中，吸氢层采用neg吸氢金属材料或者neg吸氢金属合金材料，包括锆、钛、钇、钴、钒、镍、铌、钽、铁中的至少一种金属材料，或者锆、钛、钇、钴、钒、镍、铌、钽、铁、镁、钡、铝、镓、铟、镧中的两种以上构成的合金材料。
79.其中，步骤3中，选择性渗氢层采用允许氢气通过而过滤掉其他气体的薄膜层，包括铁、钴、钇、钽、铌、钒、硅、镍中的至少一种，或者它们的二元或三元合金所制备的薄膜层，厚度控制在0.01μm～10μm。
80.其中，步骤3中，保护层采用在空气中性能稳定并同时具有渗氢能力和裂氢能力的薄膜层，包括钯、铂、银、金中的至少一种，或者他们的合金所制备的薄膜层，厚度控制在0.5nm～500nm。
81.其中，步骤3中，在制备好金属/合金膜层的载体基片上还包括以下处理：在保护层表面涂覆防颗粒脱落层，例如可采用超声喷涂方式制备防颗粒脱落层。防颗粒脱落层采用允许氢气透过的高分子薄膜，覆形覆盖在保护层上，厚度控制在5μm～30μm。
82.应当理解，在具体制备金属/合金膜层过程中，优选可采用磁控溅射工艺，实现高质量的膜层制备，具有较好的均匀性。
83.第二示例的用于氢敏感混合集成电路的吸氢器件的制备方法在该第二示例中，我们以封装结构件的一部分作为载体，描述吸氢器件的制备，其过程包括：步骤1、选择混合集成电路的封装结构件的一部分作为载体，在载体表面制备吸氢层、选择性渗氢层以及保护层；封装结构件的一部分为封装盖板、封装壳体的内表面或封装内部的隔墙；以及步骤2、对完成步骤1处理的载体进行涂膜处理，在保护层表面喷涂防颗粒脱落层，防颗粒脱落层采用允许氢气透过的高分子薄膜，覆形覆盖在保护层上。
84.其中，步骤1中，吸氢层采用neg吸氢金属材料或者neg吸氢金属合金材料，包括锆、钛、钇、钴、钒、镍、铌、钽、铁中的至少一种金属材料，或者锆、钛、钇、钴、钒、镍、铌、钽、铁、镁、钡、铝、镓、铟、镧中的两种以上构成的合金材料。
85.其中，步骤1中，选择性渗氢层采用允许氢气通过而过滤掉其他气体的薄膜层，包括铁、钴、钇、钽、铌、钒、硅、镍中的至少一种，或者它们的二元或三元合金所制备的薄膜层，厚度控制在0.01μm～10μm。
86.其中，步骤1中，保护层采用在空气中性能稳定并同时具有渗氢能力和裂氢能力的薄膜层，包括钯、铂、银、金中的至少一种，或者他们的合金所制备的薄膜层，厚度控制在0.5nm～500nm。
87.下面我们结合附图所示的不同载体的示例，更加具体地阐述不同设计下的吸氢器件结构，其中所采用的金属膜的制备工艺可选用磁控溅射或者电镀工艺。
88.实施例1以0.3mm厚的氧化铝陶瓷片为载体，在其表面形成0.8mm
×
0.8mm
×
0.1mm(长
×
宽
×
高)，倾斜角80度的长方体微锥，以增强比表面，且整个表面通过化学粗化进一步增强比表面，如图3a所示。然后通过磁控溅射工艺制备表面膜层，在载体表面覆形覆盖20μm的4n（纯度99.99%）金属钛作为吸氢层，在吸氢层上覆盖1μm厚度的钴作为选择性渗氢层，在选择性渗氢层上覆盖10nm厚度的钯作为保护层，最后，在表面喷涂一层10μm厚的pdms作为防颗粒脱落层，如图3b所示。
89.其中图3b表示氧化铝陶瓷片载体的基础上制备的表面膜层的示意结构，包括20μm的4n（纯度99.99%）金属钛吸氢层、1μm厚度的钴作为选择性渗氢层、10nm厚度的钯保护层以及10μm厚的pdms防颗粒脱落层。图示中标号11表示微锥结构示意。
90.实施例2以10mm
×
5mm
×
1mm(长
×
宽
×
高)的零级海绵钛为载体兼做吸氢层，在其表面及孔壁电镀一层500nm厚的金属钯作为选择性渗氢层兼做保护层，如图4a所示；然后表面喷涂一层15μm的聚苯乙烯（polystyrene：mw=280k）高分子膜，作为防颗粒脱落层，在该实施例中，选择性渗氢层和保护层采用相同的金属钯来做。
91.其中，图4b表示零级海绵钛包括：500nm厚的金属钯分别兼做选择性渗氢层和保护层以及15μm厚度的聚苯乙烯（polystyrene：mw=280k）高分子膜防颗粒脱落层。
92.实施例3以3n5（纯度99.95%）的钛带（厚度0.2mm）做载体兼吸氢层，在其表面通过表面增强加工，形成约50微米高的微锥槽，以增强比表面，如图5a所示；再覆形覆盖0.5μm厚度的钴做选择性渗氢层和10nm厚的钯做保护层，不做防颗粒脱落层。
93.图5b表示在钛带载体的基础上制备的表面膜层的示意结构，包括0.5μm厚度的钴选择性渗氢层和10nm厚的钯保护层。
94.其中标号12表示微锥槽结构。
95.实施例4以集成电路的封装体结构的铝-硅封装盖板为载体，在内表面（表面粗糙度500nm）中心区域依次制作20μm厚度的钛作为吸氢层，1μm厚度的钴作为选择性渗氢层，最后制备10nm厚度的钯保护层，如图6a所示。
96.其中图6b和图6c所示为图6a的正视图和俯视图，其中在图6b和图6c中，由于吸氢层、选择性渗氢层与钯保护层做成一体并且非常薄，在图示中以整体的方形状态以进行简化示意。
97.实施例5以φ3mm，长5mm的st101(锆-铝合金)棒，表面车出螺纹（一方面增强比表面，另一方面也便于安装，可直接旋进螺孔中），作为载体兼吸氢层，如图7a所示。在其表面依次制作7μm厚度的铌作为选择性渗氢层，30nm厚度的钯作为保护层，如图7b所示，其中标号13表示螺纹。
98.实施例6以0.125mm的柔性聚酰亚胺膜（kapton 500hn）做柔性的载体，在其表面制作φ50μm，高30μm的微圆锥柱，再依次覆形覆盖10μm厚度的钛作为吸氢层，1μm厚度的钴作为选择性渗氢层、10nm厚度的钯作为保护层以及10微米厚度的pdms防颗粒脱落层，如图8所示，图中的标号14表示微圆锥柱结构。
99.实施例7以deb吸氢材料（通常含75%的deb，25%的碳-钯（约含钯5%）颗粒）小圆片（φ7mm
×
1mm）做载体兼吸氢层，如图9a所示，然后在其表面喷涂10μm厚度的聚苯乙烯（polystyrene：mw=280k）膜做防颗粒脱落层，如图9b所示。
100.测试对比我们以实施例1制备的吸氢器件为例进行测试，在100ml高硼硅玻璃瓶中充入1%氢气浓度的h2-ar混合气体（氢气浓度10000ppm），并放入5mm*5mm的上述吸氢片，然后把玻璃瓶放入100摄氏度的烘箱中放置24小时，然后用残余气体分析仪测玻璃瓶中的氢气浓度，测试结果为150ppm，表面吸氢器件具有良好的吸氢效果。
101.虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。