[發明專利]一種陽極鍵合批量化生產設備

有效

• 申請號: 201310152972.8
• 申請日: 2013-04-28
• 公開（公告）號: CN103626122A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發明（設計）人: 陳立國;潘明強;陳濤;李光輝
• 申請（專利權）人: 蘇州迪納精密設備有限公司
• 主分類號: B81C3/00
• 分類號: B81C3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及微機電系統技術領域，特別涉及一種陽極鍵合批量化生產設備。

背景技術

MEMS技術是在微電子技術基礎上發展起來的，但MEMS器件與微電子器件相比有較大差別，MEMS器件具有多樣性和復雜性，主要表現在：(1)功能的多樣性，有光學MEMS、生物MEMS、射頻MEMS等；(2)結構的多樣性，有二維結構、二維半結構、三維結構，還有運動部件；(3)接口和信號種類的多樣性，有電接口、光接口、與外界媒質的接口；(4)材料的多樣性，包括結構材料、導電材料、功能材料、絕緣材料等。不同的MEMS其結構和功能相差很大，其應用環境、市場需求量也大不相同，最理想的MEMS是它的整體結構，但是，基于不同加工工藝、具有復雜的幾何尺寸和不同材料的MEMS單元，很難集成在一體。基于現有MEMS工藝要制作將傳感、驅動和機械部件融為一體的復雜微系統很困難。要完成MEMS的最終制作，尤其是三維微系統制作過程，面臨各分體的組裝、封裝以及系統的拆卸等問題。

陽極鍵合的基本原理是把硅片接電源正極，玻璃接負極，將硅與玻璃對準、裝配在一起，加熱至一定的溫度后，在外加高壓直流電場作用下，硅和玻璃之間形成牢固的化學鍵，使硅-玻璃界面形成良好的連接。現有的MEMS鍵合設備基本采用圓片級鍵合方式，相應的產品較多，圓片級鍵合方式有利于大批量器件的加工，鍵合后采用劃片設備獲得單個芯片的鍵合器件。但目前對于較大面積的圓片鍵合，若采用面電極可在短時間內完成大面積的鍵合，但也會產生很多空洞缺陷；若采用點電極放于晶片中間可以防止空洞的產生，但鍵合效率低，嚴重影響了該技術的使用。而且對于很多鍵合后構成新結構的MEMS器件，如典型的三明治結構的微加速度計，劃片時使用的切削液容易進入微結構內，而且難以清除，從而造成微結構的破壞，比較適合采用單芯片陽極鍵合手段。此外，我國目前對MEMS器件的需求仍存在多品種、高特異性、中小批量的特點，圓片級大批量鍵合操作限制了MEMS制造的靈活性。因此，許多公司均采用單芯片鍵合方式，而市場上沒有提供單芯片鍵合設備，只能通過自行研制一些手動鍵合裝置。單芯片陽極鍵合方法具有工藝簡單、鍵合時間短、鍵合質量高的特點。但是手動單芯片陽極鍵合裝置操作過程復雜、效率低、穩定性差。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有的技術中存在的缺陷，提供一種陽極鍵合批量化生產設備，能夠提高鍵合效率、增強鍵合強度和表面質量、適應多個品種的鍵合要求。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種陽極鍵合批量化生產設備，其組成包括主電器控制柜，設置在所述主電器控制柜上部的上殼體，所述上殼體內部設有批量陽極鍵合系統，以及與批量陽極鍵合系統相連的料盤傳送系統和三自由度吸附手，所述料盤傳送系統兩端分別連接有批量進料機構和批量出料機構，所述上殼體外部設有操作面板和顯示器。

作為進一步的改進，所述上殼體頂部還設有三色報警燈。

作為進一步的改進，所述批量出料機構的組成包括升降電動滑臺和槽型料盤放置邊板，以及設置在所述槽型料盤放置邊板上部的斯科制鎖和對側的光電開關。

作為進一步的改進，所述批量進料機構的組成包括升降電動滑臺和槽型料盤放置邊板，以及設置在所述槽型料盤放置邊板上部的斯科制鎖和對側的光電開關。

作為進一步的改進，所述料盤傳送系統的組成包括料盤，與所述料盤連接的傳送帶，設置在所述傳送帶一側的顯微鏡，分別設置在所述顯微鏡兩側的氣動限位擋塊和氣動式推板，所述氣動式推板一側設有活動推塊。

作為進一步的改進，三自由度吸附手的組成包括互相垂直的Y軸電動滑臺、Z軸電動滑臺和X軸電動滑臺，所述Z軸電動滑臺連接有氣缸吊板，氣缸吊板內部設有氣缸、緩震壓簧和活塞連接件，以及設置在三自由度吸附手最底端的搬運式吸頭。

作為進一步的改進，所述批量陽極鍵合系統的組成包括下爐體鍵合平臺、上爐體線罩、散熱風扇、下爐體線罩、邊緣擋板、上爐體支撐板、上爐體X軸電動動滑臺、上爐體Z軸電動滑臺、可調壓式桿件、導向滑軌、下壓滑桿、下壓上爐體，其中下爐體鍵合平臺設置在下爐體線罩上方，下壓上爐體設置在下爐體鍵合平臺上方，下壓滑桿設置在下壓上爐體上方，導向滑軌設置在下壓滑桿上方，可調壓式桿件設置在導向滑軌上方，上爐體線罩設置在可調壓式桿件上方，上爐體線罩和下爐體線罩之間依靠上爐體支撐板和邊緣擋板支撐，所述上爐體支撐板上設有散熱風扇，上爐體X軸電動動滑臺和上爐體Z軸電動滑臺設置在下爐體鍵合平臺下方。

本發明的有益效果是：能夠提高鍵合效率、增強鍵合強度和表面質量、適應多個品種的鍵合要求。

附圖說明