[發明專利]一種熱鍵合裝置

有效

• 申請號: 200810048431.X
• 申請日: 2008-07-16
• 公開（公告）號: CN101332974A
• 公開（公告）日: 2008-12-31
• 發明（設計）人: 甘志銀;張廷凱
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: B81C3/00
• 分類號: B81C3/00
• 代理公司: 華中科技大學專利中心
• 代理人: 曹葆青

技術領域

本發明涉及微機電系統領域，具體涉及熱鍵合裝置。

背景技術

熱鍵合是微系統領域的主要鍵合技術，包括熔融鍵合，陽極鍵合，共晶鍵合和焊料鍵合等，是在一定溫度下實現不同樣片之間永久鍵合最終得到新的復合材料的技術方法。

影響熱鍵合質量的關鍵因素是樣片溫度和壓合均勻性，溫度不均勻則會由于在鍵合區形成熱應力可能對鍵合結果造成不利影響甚至破壞作用，樣片壓合不均勻也可能會影響鍵合的結果和質量，并有可能造成鍵合失敗。因此提高樣片溫度和壓合的均勻性能有效地保證熱鍵合操作的順利進行。

在實際操作中，由于材料及某些封裝的特殊要求，需要在特殊氛圍下進行熱鍵和封裝，如真空環境，氮氣環境，以及特定氣壓的特定氣體環境，這需要鍵合設備具有能提供真空和高壓環境的能力，但是由于功能的擴展使得設備結構變得更加復雜，并由此影響到其可操作性，因此在設計此類設備時要兼顧功能特征、操作簡便、可靠和效率等因素，使各方面因素達到優化結合。

發明內容

本發明的目的在于提供一種熱鍵合裝置，提高了樣片壓合的均勻性。一種熱鍵合裝置，包括外腔1，外腔1上部設有加壓裝置25，加壓裝置25底端伸入外腔1內并依次連接隔熱墊板21和上加熱器20，另有真空獲得系統19、氣路接口24、真空檢測儀表23和高壓檢測儀表22分別與外腔1相接，其特征在于，

還包括位于外腔1底部的基座2，基座2中間部分為凸臺，凸臺內有均勻分布的沉孔，沉孔內放置彈簧3，在彈簧3伸出凸臺的一端上放置球頭小柱4，在球頭小柱4上放置隔熱板7，在基座1上均勻放置三個限位桿5，限位桿5上部分緊靠隔熱板7側壁；隔熱板7上放置下加熱器8；

在基座1凸臺兩側設有兩支撐架6，中間部分為空的工作臺基板10通過滑軌9固定于兩支撐架6之間；在工作臺基板10空心部分四周均勻設置三個導桿14，導桿14上套有下彈簧11，用于支撐下工作臺機構；

下工作臺機構由與下彈簧11頂端相接觸的下工作臺托架12和位于托架12上的下工作臺17構成，下工作臺托架12的底部正好位于工作臺基板10空心區域，該底部采用高導熱絕緣材料，邊沿處添設隔熱墊圈18；在下彈簧11與下工作臺托架12接觸處上端的導桿14上套有上彈簧13，用于支撐上工作臺機構；

上工作臺機構由上工作臺托板15和固定于上工作臺托板下端面的上工作臺16構成，上工作臺16與下工作臺17位置相對應。

本發明通過彈簧11、彈簧13和彈簧3，使上加熱器20、下加熱器8和上工作臺16、下工作臺17之間均勻壓緊，實現上下工作臺之間的鍵合樣片之間的均勻貼緊。

附圖說明

圖1為本發明結構示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，本發明包括中部設有凸臺的基座2，凸臺內有均勻分布的沉孔，沉孔內放置彈簧3，在彈簧3伸出凸臺的一端上放置球頭小柱4，在球頭小柱4上放置隔熱板7，為了固定隔熱板7位置，在基座1上均勻放置三個限位桿5，限位桿5上部分緊靠隔熱板7側壁。隔熱板7上設有平底凹槽，凹槽內放置下加熱器8。在基座1凸臺兩側另設有兩支撐架6，將中間部分挖空的工作臺基板10通過滑軌9固定于兩支撐架6之間。在工作臺基板10空心部分四周均勻設置三個導桿14，導桿14上套有下彈簧11，用于支撐下工作臺機構。下工作臺機構由與下彈簧11頂端相接觸的下工作臺托架12和位于托架12上的下工作臺17構成，下工作臺托架12的底部正好位于工作臺基板10空心區域，該底部采用高導熱絕緣材料，邊沿處添設隔熱墊圈18，以防止導熱導致彈簧溫度升高失效。在導桿14上下彈簧11與下工作臺托架12接觸處上端套有上彈簧13，用于支撐上工作臺機構。上工作臺機構由上工作臺托板15和固定于上工作臺托板下端面的上工作臺16構成，上工作臺16與下工作臺17位置相對應。

本發明還包括外腔1，以上組件放置于外腔1內。外腔1上部設有加壓裝置25，加壓裝置25底端伸入外腔內依次連接隔熱墊板21和上加熱器20。另外，還包括分別與外腔1相接的真空獲得系統19、氣路接口24、真空檢測儀表23和高壓檢測儀表22。

操作時，先將工作臺通過滑軌9拉出真空腔1外，在上工作臺16和下工作臺17之間放置樣片，推進真空腔1內部，啟動加壓裝置25將上加熱器20壓下，通過上工作臺托板15和下工作臺托架12壓縮彈簧11、彈簧13和彈簧3，使上加熱器20、下加熱器8和上鍵合工作臺16、下鍵合工作臺17之間均勻壓緊，實現上下工作臺之間的鍵合樣片之間的均勻貼緊，然后利用真空獲得系統19和氣路接口24使真空腔內達到要求環境。啟動兩加熱器，執行在設定溫度下的熱鍵和操作。