[发明专利]一种阳极键合装置

说明书

技术领域

本发明涉及微机电系统领域，特别是涉及阳极键合装置。

背景技术

阳极键合是微机电系统领域一种广泛应用的键合工艺，主要是实现金属与绝缘体之间的永久键合。其主要特点是在一定温度下紧密贴和的两个样片在静电场的作用下形成永久贴和，最终得到新的符合材料。

在操作的过程种，样片之间贴和的好坏直接影响到键合的结果和质量，如果样片之间贴和不均匀则可能导致最终键合失败，因此设计能够自动进行调整的装置可以有效的保证键合的顺利完成。现有技术中给出了一些帮助样片均匀贴合的调平装置，但是结构较为复杂，效果不显著。

另外现有的阳极键合技术在设备功能方面略显不足，在许多实际情况下，需要在特定环境条件下的键合，如真空环境，特殊气氛环境，以及高压环境等等，以及某些情况下在键合操作前需要对样片进行特殊处理和操作，这些要求都需要对键合设备进行有针对性的设计，而且要兼顾操作简便、可靠性和效率等因素。因此设计适合各种操作环境要求的阳极键合设备可以有效地拓宽阳极键合工艺的应用范围。

发明内容

本发明的目的在于提供一种阳极键合设备，具有自动调平功能，使得两键合样片均匀贴紧。

一种阳极键合设备，包括外腔、加压装置15、电极11，电极11由上电极和下电极构成，外腔上部设有加压装置15，从加压装置15往下依次放置隔热材垫板14、上加热器13、第二绝缘垫板12和上电极，其特征在于，

还包括位于外腔底部的基板4，基板4包括底盘和位于其上的凸台，凸台内部沿水平面同一圆周均匀开有至少三个沉孔，沉孔内放置弹簧6，弹簧6的上端放置球头柱7，该球头柱7为半球状的另外一端伸出沉孔与隔热基板8相接触，在底盘上端凸台的外沿处设置三个均匀分布的限位杆5，限位杆5略高于球头柱与隔热基板8的接触面，起到对隔热基板8限位的作用；从隔热基板8往上依次放置下加热器9、第一绝缘垫板10和下电极，下电极和上电极位置相对应。

作为本发明的改进，所述阳极键合设备还包括分别与外腔1相接的真空获得系统20、气路接口16、真空检测仪表18和高压检测仪表19。

作为本发明的进一步改进，在所述外腔1底部与基板4之间增设两支撑台2，两支撑台2分别支撑一导轨，所述基板4放于两导轨上。

本发明通过调平弹簧6使得整个键合装置形成上下浮动结构，在样片键合时实现自动调平，样片均匀贴合。增设真空获得系统20、气路接口16、真空检测仪表18和高压检测仪表19，以适应不同应用环境的要求，外腔可由真空获得系统20实现设定的真空，结合气路接口16可以实现特定气体环境的获取，满足从真空到高压大范围内的给定气氛环境条件下的阳极键合。本发明还设置了导轨，以方便出入外腔实现样片的取放。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例具体说明本发明。

本发明的阳极键合设备如图1所示，真空腔1、真空获得系统20和气路接口16可实现真空腔1内真空和高压特定气氛环境的获得，具体为：真空系统20对真空腔进行抽真空，有真空检测仪表18进行检测真空腔内的真空度，真空获得系统20可采用机械泵或真空泵；对于特定气体的高压环境，先进行抽真空，然后通过气路接口16充入特定气体，用高压测量仪表19进行显示；真空和高压测量仪表通过高气密阀17与真空腔1相连，在真空操作时隔离高压测量仪表，高压操作时隔离真空测量仪表。

在真空腔1内底部设置有键合平台，键合平台包括两个安放于真空腔1内部底端的支撑台2，分别用于支撑两导轨3，该结构可以实现键合样片在真空腔1内的方便取放。两导轨3间放置工作台基板4，基板4包括方形底盘和位于其上的圆形凸台，凸台内部沿同一圆周均匀开有五个沉孔，沉孔内放置弹簧6，弹簧6的上端放置球头柱7，该球头柱7为圆柱形的一端与弹簧6相接触，为半球状的一端伸出沉孔与隔热基板8相接触，用以支撑隔热基板8。在键合平台的底盘上端凸台的外沿处设置三个均匀分布的限位杆5，限位杆5略高于球头柱与隔热基板8的接触面，起到对隔热基板8限位的作用。隔热基板8上表面设有凹槽，用于安放下加热器9，下加热器9顶端通过第一绝缘垫板10与电极11绝缘。

真空腔1上部设有加压装置15，可用汽缸或液压缸实现；加压装置15底端通过隔热材垫板14与上加热器13连接，加热器13下端通过第二绝缘垫板12与电极11绝缘。

电极11包括上电极和下电极。加压装置15压下后使上下加热器和上下工作台紧密贴近实现对工作台之间样品的加热。

操作时，先将键合平台通过导轨3拉出真空腔1外，在电极间放置样片，推进真空腔1内部，启动加压装置15将上加热器13压下，使键合平台压紧，使两电极11之间的样片均匀贴紧，然后利用真空获得系统20和气路接口16使真空腔内达到要求环境。启动两加热器，待加热到设定温度后，向上下电极之间加直流电压，键合开始。