專利名稱：用于mems芯片背面濕法化學(xué)腐蝕正面保護的夾具結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微電子加工工藝技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于MEMS芯片背面濕法化 學(xué)腐蝕正面保護的夾具結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
微電子機械系統(tǒng)(MEMQ是在集成電路工藝的基礎(chǔ)上發(fā)展起來多學(xué)科交叉的新型 學(xué)科，涉及微電子學(xué)、機械學(xué)、自動控制學(xué)、材料科學(xué)等多種工程技術(shù)和學(xué)科。完整的MEMS 是由微傳感器、微執(zhí)行器、信號處理和控制電路、通訊接口和電源等組成的一體化微型器件 系統(tǒng)，其目的是把信息的獲取、處理和執(zhí)行集成在一起，組成具有多功能的微型系統(tǒng)，完成 大尺寸機電系統(tǒng)所不能完成的任務(wù)，嵌入大尺寸系統(tǒng)中可大幅度提高系統(tǒng)的自動化、智能 化和可靠性水平。由于需要將控制或信號讀出電路與傳感單元集成在一個芯片上，當(dāng)制作某些需要 通過化學(xué)腐蝕實現(xiàn)傳感器結(jié)構(gòu)的芯片時常常會遇到芯片的背面需要被腐蝕而芯片的正面 擁有懼怕腐蝕液的電路結(jié)構(gòu)或傳感材料如多晶硅等。為了解決這種問題，人們想到了制作各種保護夾具以達(dá)到保護正面的同時腐蝕芯 片背面結(jié)構(gòu)的目的。而之前的各種夾具都存在著如果夾的過緊芯片容易破裂，而如果夾的 太松又會出現(xiàn)液體滲漏的問題。這種問題給這類需要背面腐蝕的芯片制作造成了很大的困 擾，并限制了這類芯片的發(fā)展與應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問題本發(fā)明提出了一種用于MEMS芯片背面濕法化學(xué)腐蝕正面保護的夾具結(jié)構(gòu)，以徹 底解決現(xiàn)有夾具容易出現(xiàn)的硅片破碎問題和正面漏液問題。( 二 )技術(shù)方案為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種用于MEMS芯片背面濕法化學(xué)腐蝕正面保護 的夾具結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括下夾板1、墊圈2、襯板3、壓塊4和上夾板5，其中下夾板1為中空的圓筒形，內(nèi)徑大于待腐蝕芯片的直徑，上端開口，下端具有底 面，且在該底面上開有腐蝕窗口，該腐蝕窗口的面積小于待腐蝕芯片的面積且大于待腐蝕 芯片上需要被腐蝕區(qū)域的面積；墊圈2為圓型環(huán)或矩形環(huán)，位于下夾板1的底面與待腐蝕芯片之間，其外徑小于待 腐蝕芯片，內(nèi)徑大于待腐蝕芯片上需要被腐蝕區(qū)域；襯板3形狀與待腐蝕芯片相同，位于待腐蝕芯片之上并通過黏附層與待腐蝕芯片 粘接，尺寸大于待腐蝕芯片且其外徑與下夾板1的內(nèi)徑相同；在腐蝕過程中待腐蝕芯片將 與襯板粘接，通過高強度襯板的約束作用保護芯片免于破碎；壓塊4為圓柱形或四棱柱，位于襯板3之上，其截面尺寸與襯板3相當(dāng)，高度等于 上夾板5與下夾板1螺紋擰緊后的間隙；
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上夾板5為頂部帶帽狀結(jié)構(gòu)的圓柱體，其縱截面為T字形，圓柱的柱體部分外徑與 下夾板1的內(nèi)徑相同，且該柱體部分的底面壓在壓塊4的上表面。上述方案中，所述下夾板1采用聚四氟材料制作而成，其內(nèi)表面上具有與上夾板5 外表面對應(yīng)的螺紋。上述方案中，所述墊圈2采用耐腐蝕柔軟橡膠材料氟橡膠或氯橡膠制作而成。上述方案中，所述襯板3采用石英、玻璃、碳化硅、藍(lán)寶石或鋼材等高強度材料制 作而成。上述方案中，所述壓塊4采用聚四氟材料制作而成。上述方案中，所述上夾板5采用聚四氟材料制作而成，上夾板5的柱體部分具有與 下夾板1內(nèi)螺紋相對應(yīng)的外螺紋，其頂部的帽狀結(jié)構(gòu)為圓盤形，其尺寸大于下夾板1的外徑。(三)有益效果本發(fā)明提供的這種用于MEMS芯片背面濕法化學(xué)腐蝕正面保護的夾具結(jié)構(gòu)，其中 的高強度襯板通過與芯片的粘接，可以將芯片在夾具加緊過程中所承受的應(yīng)變約束在其最 大可承受應(yīng)變之內(nèi)，從而保證芯片在承受夾具壓力的情況下不會碎裂，徹底解決了現(xiàn)有夾 具容易出現(xiàn)的硅片破碎問題和正面漏液問題，可以實現(xiàn)完美的具有正面保護的背面腐蝕工 藝。


圖1-1是本發(fā)明提供的用于MEMS芯片背面濕法化學(xué)腐蝕正面保護的夾具結(jié)構(gòu)中 下夾板的結(jié)構(gòu)示意圖；圖1-2是本發(fā)明提供的用于MEMS芯片背面濕法化學(xué)腐蝕正面保護的夾具結(jié)構(gòu)中 下夾板的剖面圖；圖2是本發(fā)明提供的用于MEMS芯片背面濕法化學(xué)腐蝕正面保護的夾具結(jié)構(gòu)中墊 圈的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明提供的用于MEMS芯片背面濕法化學(xué)腐蝕正面保護的夾具結(jié)構(gòu)中襯 板的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明提供的用于MEMS芯片背面濕法化學(xué)腐蝕正面保護的夾具結(jié)構(gòu)中壓 塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5-1是本發(fā)明提供的用于MEMS芯片背面濕法化學(xué)腐蝕正面保護的夾具結(jié)構(gòu)中 上夾板的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5-2是本發(fā)明提供的用于MEMS芯片背面濕法化學(xué)腐蝕正面保護的夾具結(jié)構(gòu)中 上夾板的剖面圖；圖6-1至圖6-4是本發(fā)明提供的對待腐蝕芯片進行腐蝕的工藝示意圖，其中，圖 6-1顯示了待腐蝕芯片的結(jié)構(gòu)。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合具體實施例，并參照 附圖，對本發(fā)明進一步詳細(xì)說明。
本發(fā)明提供的用于MEMS芯片背面濕法化學(xué)腐蝕正面保護的夾具結(jié)構(gòu)包括下夾板 1、墊圈2、襯板3、壓塊4以及上夾板5。其中，下夾板1為中空的圓筒形，內(nèi)徑大于待腐蝕 芯片的直徑，上端開口，下端具有底面，且在該底面上開有腐蝕窗口，該腐蝕窗口的面積小 于待腐蝕芯片的面積且大于待腐蝕芯片上需要被腐蝕區(qū)域的面積。墊圈2為圓型環(huán)或矩形 環(huán)，位于下夾板1的底面與待腐蝕芯片之間，其外徑小于待腐蝕芯片，內(nèi)徑大于待腐蝕芯片 上需要被腐蝕區(qū)域。襯板3形狀與待腐蝕芯片相同，位于待腐蝕芯片之上，尺寸大于待腐蝕 芯片且其外徑與下夾板1的內(nèi)徑相同，在腐蝕過程中待腐蝕芯片將與襯板粘接，通過高強 度襯板的約束作用保護芯片免于破碎。壓塊4為圓柱形或四棱柱，位于襯板3之上，其截面 尺寸與襯板3相當(dāng)，高度相當(dāng)于上夾板5與下夾板1螺紋擰緊后的間隙。上夾板5為頂部 帶帽狀結(jié)構(gòu)的圓柱體，其縱截面為T字形，圓柱的柱體部分外徑與下夾板1的內(nèi)徑相同，且 該柱體部分的底面壓在壓塊4的上表面。下面結(jié)合附圖對各組成部分進一步詳細(xì)說明。下夾板1為聚四氟材料做成，其為中空的圓筒形，內(nèi)徑大于待腐蝕芯片。其底面上 開有腐蝕窗口 1-1，窗口 1-1的尺寸小于待腐蝕芯片6并大于待腐蝕芯片6上需要被腐蝕的 區(qū)域面積6-1。下夾板1的內(nèi)徑上具有與上夾板相對應(yīng)的螺紋1-2，如圖1-1和1-2所示。墊圈2為氟橡膠或氯橡膠等耐腐蝕柔軟橡膠材料，其通常為圓型或矩形，且尺寸 小于待腐蝕芯片6但大于待腐蝕區(qū)域6-1面積，如圖2所示。襯板3通常采用硬度較高的材料如石英、玻璃、碳化硅、藍(lán)寶石或鋼材等，其形狀 與待腐蝕芯片6相同，尺寸略大于待腐蝕芯片6且與下夾板1的內(nèi)徑相同，如圖3所示。壓塊4為聚四氟材料，為圓柱形或四棱柱，其截面尺寸與襯板3相當(dāng)，高度等于上 夾板5與下夾板1螺紋擰緊后的間隙，如圖4所示。上夾板5為聚四氟材料，其為頂部帶帽的圓柱體，其縱截面為T字形，圓柱的柱體 部分尺寸與下夾板1的內(nèi)徑相同，并具有與下夾板內(nèi)螺紋1-2相對應(yīng)的外螺紋5-1。其頂部 的帽狀結(jié)構(gòu)為圓盤形，其尺寸略大于下夾板的外徑，如圖5-1和5-2所示。本發(fā)明提供的用于MEMS芯片背面濕法化學(xué)腐蝕正面保護的夾具結(jié)構(gòu)，其使用方 法步驟如下1)將待腐蝕芯片6的正面使用蠟、光刻膠、油脂或其他化合物與襯板3粘接，如圖 6-1。2)將墊圈2放入到下夾板1的底部，再將粘接有襯板3的待腐蝕芯片6的腐蝕面 (背面)向下放入到墊圈2上，如圖6-2。3)把壓塊4放在襯板3上方，如圖6-3。4)將上夾板5與下夾板1通過螺紋擰緊，從而實現(xiàn)待腐蝕芯片6背面的腐蝕區(qū)域 6-1被腐蝕而正面受到保護的效果，如圖6-4。以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳 細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡 在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保 護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種用于MEMS芯片背面濕法化學(xué)腐蝕正面保護的夾具結(jié)構(gòu)，其特征在于，該結(jié)構(gòu)包 括下夾板(1)、墊圈(2)、襯板(3)、壓塊(4)和上夾板(5)，其中下夾板(1)為中空的圓筒形，內(nèi)徑大于待腐蝕芯片的直徑，上端開口，下端具有底面， 且在該底面上開有腐蝕窗口，該腐蝕窗口的面積小于待腐蝕芯片的面積且大于待腐蝕芯片 上需要被腐蝕區(qū)域的面積；墊圈(2)為圓型環(huán)或矩形環(huán)，位于下夾板(1)的底面與待腐蝕芯片之間，其外徑小于待 腐蝕芯片，內(nèi)徑大于待腐蝕芯片上需要被腐蝕區(qū)域；襯板(3)形狀與待腐蝕芯片相同，位于待腐蝕芯片之上并通過黏附層與待腐蝕芯片粘 接，尺寸大于待腐蝕芯片且其外徑與下夾板(1)的內(nèi)徑相同；壓塊⑷為圓柱形或四棱柱，位于襯板⑶之上，其截面尺寸與襯板⑶相當(dāng)，高度等 于上夾板(5)與下夾板(1)螺紋擰緊后的間隙；上夾板(5)為頂部帶帽狀結(jié)構(gòu)的圓柱體，其縱截面為T字形，圓柱的柱體部分外徑與下 夾板(1)的內(nèi)徑相同，且該柱體部分的底面壓在壓塊的上表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于MEMS芯片背面濕法化學(xué)腐蝕正面保護的夾具結(jié)構(gòu)，其特 征在于，所述下夾板(1)采用聚四氟材料制作而成，其內(nèi)表面上具有與上夾板( 外表面對 應(yīng)的螺紋。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于MEMS芯片背面濕法化學(xué)腐蝕正面保護的夾具結(jié)構(gòu)，其特 征在于，所述墊圈( 采用耐腐蝕柔軟橡膠材料制作而成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于MEMS芯片背面濕法化學(xué)腐蝕正面保護的夾具結(jié)構(gòu)，其特 征在于，所述耐腐蝕柔軟橡膠材料是氟橡膠或氯橡膠。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于MEMS芯片背面濕法化學(xué)腐蝕正面保護的夾具結(jié)構(gòu)，其特 征在于，所述襯板C3)采用高強度材料制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于MEMS芯片背面濕法化學(xué)腐蝕正面保護的夾具結(jié)構(gòu)，其特 征在于，所述高強度材料是石英、玻璃、碳化硅、藍(lán)寶石或鋼材。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于MEMS芯片背面濕法化學(xué)腐蝕正面保護的夾具結(jié)構(gòu)，其特 征在于，所述襯板(3)通過黏附層與待腐蝕芯片粘接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于MEMS芯片背面濕法化學(xué)腐蝕正面保護的夾具結(jié)構(gòu)，其特 征在于，所述黏附層采用蠟、光刻膠或油脂。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于MEMS芯片背面濕法化學(xué)腐蝕正面保護的夾具結(jié)構(gòu)，其特 征在于，所述壓塊(4)采用聚四氟材料制作而成。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于MEMS芯片背面濕法化學(xué)腐蝕正面保護的夾具結(jié)構(gòu)，其 特征在于，所述上夾板( 采用聚四氟材料制作而成，上夾板( 的柱體部分具有與下夾板 (1)內(nèi)螺紋相對應(yīng)的外螺紋，其頂部的帽狀結(jié)構(gòu)為圓盤形，其尺寸大于下夾板(1)的外徑。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于MEMS芯片背面濕法化學(xué)腐蝕正面保護的夾具結(jié)構(gòu)，包括下夾板、墊圈、襯板、壓塊和上夾板。下夾板為中空的圓筒形，上端開口，下端具有底面，且在該底面上開有腐蝕窗口；墊圈為圓型環(huán)或矩形環(huán)，位于下夾板的底面與待腐蝕芯片之間；襯板形狀與待腐蝕芯片相同，位于待腐蝕芯片之上并通過黏附層與待腐蝕芯片粘接，尺寸大于待腐蝕芯片且其外徑與下夾板的內(nèi)徑相同；壓塊為圓柱形或四棱柱，位于襯板之上；上夾板為頂部帶帽狀結(jié)構(gòu)的圓柱體，其縱截面為T字形，圓柱的柱體部分外徑與下夾板的內(nèi)徑相同，且該柱體部分的底面壓在壓塊的上表面。利用本發(fā)明，徹底解決了現(xiàn)有夾具容易出現(xiàn)的硅片破碎問題和正面漏液問題，可以實現(xiàn)完美的具有正面保護的背面腐蝕工藝。
文檔編號B81C1/00GK102115023SQ20091024452
公開日2011年7月6日 申請日期2009年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月30日
發(fā)明者葉甜春, 焦斌斌, 陳大鵬 申請人:中國科學(xué)院微電子研究所