專利名稱：長玻璃柱體陽極鍵合的加熱加壓裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種加熱加壓裝置，尤其涉及一種用于長玻璃柱體陽極鍵合的加熱加壓裝置。
背景技術(shù)：
器件級封裝是我國MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems，微機(jī)電系統(tǒng))產(chǎn)業(yè)多品種、高特異性、中小批量產(chǎn)業(yè)化發(fā)展階段常用的封裝方式。器件級封裝中單芯片陽極鍵合是重要的組成環(huán)節(jié)。隨著MEMS技術(shù)的發(fā)展，其工藝裝備市場潛力非常巨大。隨著壓阻傳感器等MEMS器件產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用日趨成熟，封裝中必不可少的可適應(yīng)不同玻璃體形狀的單芯片陽極鍵合工藝設(shè)備需求量也越來越明顯。與此同時(shí)，隨著MEMS器件性能要求越來越高，支撐玻璃體形狀對器件性能影響逐漸被越來越多的人關(guān)注，如采用細(xì)長玻璃管支撐的壓力傳感器精度優(yōu)于普通玻璃體支撐。而玻璃體形狀變化直接影響單芯片陽極鍵合工藝參數(shù)和能量傳輸方式，對鍵合裝備的適應(yīng)性要求更高。因此，開發(fā)適應(yīng)性強(qiáng)、高效、多功能單芯片陽極鍵合設(shè)備對提升MEMS器件研究水平具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。因此，針對上述技術(shù)問題，有必要提供一種適應(yīng)性強(qiáng)的用于長玻璃柱體陽極鍵合的加熱加壓裝置，以解決上述問題。

實(shí)用新型內(nèi)容有鑒于此，本實(shí)用新型提供一種用于長玻璃柱體陽極鍵合的加熱加電裝置，可以靈活的集成在單芯片陽極鍵合設(shè)備中，該長玻璃柱體陽極鍵合的加熱加電裝置適應(yīng)性強(qiáng)， 鍵合精度高，可有效解決硅片與玻璃柱加電壓困難的問題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案一種長玻璃柱體陽極鍵合的加熱加電裝置，其包括自適應(yīng)壓頭、加熱臺、集成于加熱臺內(nèi)的加熱管、設(shè)于加熱臺上的加熱塊、安裝于加熱塊上的陶瓷塊、底座以及安裝于底座上的氣缸，所述自適應(yīng)壓頭包括連桿、與連桿連接的絕緣塊、與絕緣塊連接的壓頭座、安裝在壓頭座內(nèi)的壓頭、安裝在壓頭座上的玻璃柱加電簧片、安裝在絕緣塊上的硅片加電簧片， 所述自適應(yīng)壓頭通過連桿與氣缸連接，所述玻璃柱加電簧片包括兩個(gè)，該兩個(gè)玻璃柱加電簧片分別夾緊于玻璃柱的兩側(cè)。優(yōu)選的，在上述長玻璃柱體陽極鍵合的加熱加壓裝置中，所述玻璃柱加電簧片包括抵壓在壓頭座上的彈性抵壓部以及自彈性抵壓部末端朝玻璃柱彎折延伸的夾持部，所述夾持部的末端設(shè)有圓弧型的接觸部，所述接觸部與玻璃柱的外表面接觸。優(yōu)選的，在上述長玻璃柱體陽極鍵合的加熱加壓裝置中，所述陶瓷塊是兩個(gè)且可移動，所述兩個(gè)陶瓷塊分別與兩個(gè)玻璃柱加電簧片抵壓。優(yōu)選的，在上述長玻璃柱體陽極鍵合的加熱加壓裝置中，所述陶瓷塊上設(shè)有斜面， 所述玻璃柱加電簧片與斜面31相互抵壓。優(yōu)選的，在上述長玻璃柱體陽極鍵合的加熱加壓裝置中，所述硅片加電簧片與硅片的一邊接觸，所述硅片加電簧片可彈性變形以適應(yīng)不同厚度的硅片。優(yōu)選的，在上述長玻璃柱體陽極鍵合的加熱加壓裝置中，所述自適應(yīng)加電壓頭上安裝有兩種分別接高電壓和零點(diǎn)的接頭，該兩種接頭分別接高壓壓片和零點(diǎn)壓片。優(yōu)選的，在上述長玻璃柱體陽極鍵合的加熱加壓裝置中，所述連接桿上設(shè)有一開口比較大的實(shí)現(xiàn)壓頭變路徑運(yùn)動的“V”型槽，初始時(shí)壓頭的位置相對硅片傾斜。優(yōu)選的，在上述長玻璃柱體陽極鍵合的加熱加壓裝置中，所述加熱塊中有內(nèi)孔，所述內(nèi)孔內(nèi)集成了真空管路，所述真空管路吸附硅片。優(yōu)選的，在上述長玻璃柱體陽極鍵合的加熱加壓裝置中，還包括實(shí)現(xiàn)加熱臺的溫度控制的爐溫傳感器，所述爐溫傳感器對溫度進(jìn)行反饋。從上述技術(shù)方案可以看出，本實(shí)用新型實(shí)施例的采用從玻璃柱的兩側(cè)夾緊進(jìn)行加電的方式，不但可以保證加電效果，大大提高鍵合效率，而且在玻璃柱很長的情況下，可以縮短鍵合時(shí)間，便于調(diào)整加電高度。

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本實(shí)用新型長玻璃柱體陽極鍵合的加熱加壓裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型長玻璃柱體陽極鍵合的加熱加壓裝置的側(cè)視圖；圖3是本實(shí)用新型長玻璃柱體陽極鍵合的加熱加壓裝置中的自適應(yīng)壓頭的結(jié)構(gòu)示意圖。1、自適應(yīng)壓頭11、連桿111、“V”型槽12、絕緣塊13、壓頭14、壓頭座15、玻璃柱加電簧片151、彈性抵壓部152、夾持部16、玻璃柱17、硅片18、硅片加電簧片2、加熱塊3、陶瓷塊33、斜面4、加熱臺5、氣缸6、底座7、加熱爐氣路轉(zhuǎn)接塊8、爐溫傳感器9、 加熱管
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。本實(shí)用新型公開了一種用于長玻璃柱體陽極鍵合的加熱加電裝置，可以靈活的集成在單芯片陽極鍵合設(shè)備中，該長玻璃柱體陽極鍵合的加熱加電裝置適應(yīng)性強(qiáng)，鍵合精度高，可有效解決硅片與長玻璃柱加電壓困難的問題。請參閱圖1至圖3所示，所述長玻璃柱體陽極鍵合的加熱加電裝置包括自適應(yīng)壓頭1、加熱塊2、陶瓷塊3、加熱臺4、氣缸5、底座6、加熱爐氣路轉(zhuǎn)接塊7、爐溫傳感器8以及加熱管9。所述自適應(yīng)壓頭1包括連桿11、絕緣塊12、壓頭13、壓頭座14、玻璃柱加電簧片 15、玻璃柱16、硅片17以及硅片加電簧片18。
4[0024]請參閱圖1及圖3所示，所述自適應(yīng)壓頭1通過連桿11與氣缸5連接。所述自適應(yīng)加電壓頭1上安裝有兩種接頭分別接0-1500V高電壓和零點(diǎn)，可以根據(jù)不同的鍵合電壓要求進(jìn)行施加，該兩種接頭分別接高壓壓片和零點(diǎn)壓片，所述高壓壓片和零點(diǎn)壓片可以實(shí)現(xiàn)硅片17和玻璃柱16的電壓施加，并可以自適應(yīng)硅片17厚度和玻璃柱16的高度及直徑。 如此設(shè)置，所述的自適應(yīng)加電壓頭1可根據(jù)硅片17和玻璃柱16的尺寸進(jìn)行自適應(yīng)，可以滿足現(xiàn)有傳感器類型尤其是長玻璃柱體與硅片的陽極鍵合工藝。所述加熱塊2中有內(nèi)孔，所述內(nèi)孔內(nèi)集成了真空管路，所述真空管路可以進(jìn)行硅片17的吸附，使得鍵合過程中硅片17 穩(wěn)定的定位在加熱塊2上。請參閱圖1所示，所述加熱塊2設(shè)于加熱臺4上，所述加熱塊2上安裝有一組對稱且可動的所述陶瓷塊3。所述陶瓷塊3的內(nèi)側(cè)有個(gè)斜面31，所述斜面31主要用于輔助玻璃柱加電簧片15對玻璃柱16進(jìn)行加電預(yù)緊，保證加電的可靠性。所述陶瓷塊3可以配合壓頭13進(jìn)行玻璃柱16外形的適應(yīng)，根據(jù)不同高度和直徑的玻璃柱16，通過調(diào)節(jié)陶瓷塊3的相對位置就可以保證玻璃柱加電簧片15的夾緊效果，如此設(shè)置，所述長玻璃柱體陽極鍵合的加熱加電裝置可以適應(yīng)不同高度與直徑的玻璃柱16，該長玻璃柱體陽極鍵合的加熱加電裝置適應(yīng)性強(qiáng)，可有效解決硅片17與玻璃柱16加電壓困難的問題。所述氣缸5固連在底座 6上。所述加熱爐氣路轉(zhuǎn)接塊7與加熱塊2連接。請繼續(xù)參閱圖1所示，所述長玻璃柱體陽極鍵合的加熱加電裝置具有3個(gè)工位的加熱臺4。所述加熱臺4上安裝有三套所述加熱塊2。加熱爐可以實(shí)現(xiàn)自動溫度控制，根據(jù)不同的鍵合溫度要求進(jìn)行調(diào)節(jié)，以適應(yīng)不同的鍵合硅片17，所述加熱臺4內(nèi)集成了高功率的所述加熱管9及所述爐溫傳感器8，所述加熱管9裝配在加熱塊2中，所述爐溫傳感器8 對溫度進(jìn)行反饋，如此設(shè)置，可以實(shí)現(xiàn)加熱臺4的溫度控制，保證長玻璃柱體陽極鍵合的加熱加電裝置能夠在規(guī)定的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行工作。請參閱圖3所示，所述連接桿11與絕緣塊 12連接。所述壓頭13安裝在壓頭座14孔里，并配有彈簧預(yù)緊。所述硅片加電簧片18安裝在絕緣塊12上。所述硅片加電簧片18通過自身彈性即可適應(yīng)不同厚度的硅片17。請繼續(xù)參閱圖3所示，所述玻璃柱加電簧片15安裝在壓頭座14上。所述玻璃柱加電簧片15包括抵壓在壓頭座14上的彈性抵壓部151以及自彈性抵壓部151末端朝玻璃柱16彎折延伸的夾持部152，所述夾持部152的末端設(shè)有圓弧型的接觸部，所述接觸部與玻璃柱16的外表面接觸。所述玻璃柱加電簧片15包括兩個(gè)，該兩個(gè)玻璃柱加電簧片15分別位于玻璃柱16的兩側(cè)。一般現(xiàn)有技術(shù)中，會采用從玻璃柱頂端加電的方式，但是，從玻璃柱頂端加電的方式，很難保證加電效果和鍵合效率，并且當(dāng)玻璃柱比較長時(shí)，需要比較長的鍵合時(shí)間才能完成加電。因此，本實(shí)用新型實(shí)施例中，采用從玻璃柱16的兩側(cè)夾緊進(jìn)行加電的方式，不但可以保證加電效果，大大提高鍵合效率，而且在玻璃柱16很長的情況下，可以縮短鍵合時(shí)間；同時(shí)，采用從玻璃柱16的兩側(cè)夾緊進(jìn)行加電的方式，在玻璃柱16很長的情況下，可以便于調(diào)整加電高度。這種采用自適應(yīng)的方式進(jìn)行加電，可以避免由于硅片17背面有氧化層而無法加電鍵合的問題。請繼續(xù)參閱圖3所示，為了使鍵合過程中保證施加適當(dāng)?shù)逆I合壓力，本實(shí)用新型實(shí)施例的長玻璃柱體陽極鍵合的加熱加壓裝置中采用氣缸5與連桿11之間的連桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)壓頭13的運(yùn)動和壓力的保持。所述連接桿11上設(shè)有一開口比較大的“V”型槽111，所述 “V”型槽111可以實(shí)現(xiàn)壓頭13變路徑運(yùn)動，使得初始時(shí)壓頭13的位置相對硅片17保持在斜上方，因?yàn)樵谝恍╅L玻璃柱體陽極鍵合的加熱加壓裝置中，會用到顯微視覺工藝系統(tǒng)，該顯微視覺工藝系統(tǒng)用于識別硅片17的位置，在本實(shí)用新型實(shí)施例的長玻璃柱體陽極鍵合的加熱加壓裝置通過設(shè)置“V”型槽111，可以保證壓頭13在氣缸5的推動下位置的改變，在氣缸5將壓頭13推到最頂端時(shí)，所述壓頭13位于硅片17的斜上方，不會擋住硅片17正上方的顯微視覺工藝系統(tǒng)，避免對顯微視覺工藝系統(tǒng)中的圖像產(chǎn)生干擾，同時(shí)通過氣缸5的壓力調(diào)整可以實(shí)現(xiàn)鍵合壓力的調(diào)整。本實(shí)用新型實(shí)施例的長玻璃柱體陽極鍵合的加熱加壓裝置提供一種用于長玻璃柱體陽極鍵合的加熱加電裝置，可以靈活的集成在單芯片陽極鍵合設(shè)備中，器件適應(yīng)性強(qiáng)， 鍵合精度高，可有效解決硅片與長玻璃柱加電壓困難的問題。本實(shí)用新型實(shí)施例的長玻璃柱體陽極鍵合的加熱加壓裝置采用從玻璃柱16的兩側(cè)夾緊進(jìn)行加電的方式，不但可以保證加電效果，大大提高鍵合效率，而且在玻璃柱16很長的情況下，可以縮短鍵合時(shí)間；同時(shí)，采用從玻璃柱16的兩側(cè)夾緊進(jìn)行加電的方式，在玻璃柱16很長的情況下，可以便于調(diào)整加電高度。本實(shí)用新型實(shí)施例的長玻璃柱體陽極鍵合的加熱加壓裝置通過在陶瓷塊3的內(nèi)側(cè)設(shè)置斜面31，所述斜面31主要用于輔助玻璃柱加電簧片15對玻璃柱16進(jìn)行加電預(yù)緊， 保證加電的可靠性。本實(shí)用新型實(shí)施例的長玻璃柱體陽極鍵合的加熱加壓裝置通過設(shè)置“V”型槽 111，可以保證壓頭13在氣缸5的推動下位置的改變，在氣缸5將壓頭13推到最頂端時(shí)， 所述壓頭13位于硅片17的斜上方，不會擋住硅片17正上方的顯微視覺工藝系統(tǒng)，避免對顯微視覺工藝系統(tǒng)中的圖像產(chǎn)生干擾，同時(shí)通過氣缸5的壓力調(diào)整可以實(shí)現(xiàn)鍵合壓力的調(diào)離
iF. ο本實(shí)用新型實(shí)施例的長玻璃柱體陽極鍵合的加熱加壓裝置的加熱塊2中有內(nèi)孔， 所述內(nèi)孔內(nèi)集成了真空管路，所述真空管路可以進(jìn)行硅片17的吸附，使得鍵合過程中硅片 17穩(wěn)定的定位在加熱塊2上。本實(shí)用新型實(shí)施例的長玻璃柱體陽極鍵合的加熱加壓裝置的自適應(yīng)加電壓頭1 上安裝有兩種接頭分別接0-1500V高電壓和零點(diǎn)，可以根據(jù)不同的鍵合電壓要求進(jìn)行施加，該兩種接頭分別接高壓壓片和零點(diǎn)壓片，所述高壓壓片和零點(diǎn)壓片可以實(shí)現(xiàn)硅片17和玻璃柱16的電壓施加，并可以自適應(yīng)硅片17厚度和玻璃柱16的高度及直徑。如此設(shè)置， 所述的自適應(yīng)加電壓頭1可根據(jù)硅片17和玻璃柱16的尺寸進(jìn)行自適應(yīng)，可以滿足現(xiàn)有傳感器類型尤其是長玻璃柱體與硅片的陽極鍵合工藝。本實(shí)用新型實(shí)施例的長玻璃柱體陽極鍵合的加熱加電裝置的加熱臺內(nèi)4集成了高功率的加熱管9及爐溫傳感器8，如此設(shè)置，可以實(shí)現(xiàn)加熱臺4的溫度控制，保證長玻璃柱體陽極鍵合的加熱加電裝置能夠在規(guī)定的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行工作。對所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實(shí)用新型。對這些實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實(shí)用新型的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本實(shí)用新型將不會被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
權(quán)利要求1.一種長玻璃柱體陽極鍵合的加熱加電裝置，其包括自適應(yīng)壓頭(1)、加熱臺、集成于加熱臺⑷內(nèi)的加熱管(9)、設(shè)于加熱臺⑷上的加熱塊(2)、安裝于加熱塊(2)上的陶瓷塊(3)、底座(6)以及安裝于底座(6)上的氣缸(5)，所述自適應(yīng)壓頭⑴包括連桿(11)、 與連桿(11)連接的絕緣塊(12)、與絕緣塊(12)連接的壓頭座(14)、安裝在壓頭座(14)內(nèi)的壓頭(13)、安裝在壓頭座(14)上的玻璃柱加電簧片(15)、與玻璃柱加電簧片(15)接觸的玻璃柱(16)、安裝在絕緣塊(12)上的硅片加電簧片(18)以及與硅片加電簧片(18)接觸的硅片(17)，所述自適應(yīng)壓頭(1)通過連桿(11)與氣缸( 連接，其特征在于所述玻璃柱加電簧片(1 包括兩個(gè)，該兩個(gè)玻璃柱加電簧片(1 分別夾緊于玻璃柱(16)的兩側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述長玻璃柱體陽極鍵合的加熱加壓裝置，其特征在于所述玻璃柱加電簧片(1 包括抵壓在壓頭座上的彈性抵壓部(151)以及自彈性抵壓部末端朝玻璃柱(16)彎折延伸的夾持部(152)，所述夾持部的末端設(shè)有圓弧型的接觸部，所述接觸部與玻璃柱(16)的外表面接觸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述長玻璃柱體陽極鍵合的加熱加壓裝置，其特征在于所述陶瓷塊C3)是兩個(gè)且可移動，所述兩個(gè)陶瓷塊C3)分別與兩個(gè)玻璃柱加電簧片(1 抵壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述長玻璃柱體陽極鍵合的加熱加壓裝置，其特征在于所述陶瓷塊C3)上設(shè)有斜面(31)，所述玻璃柱加電簧片(1 與斜面(31)相互抵壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述長玻璃柱體陽極鍵合的加熱加壓裝置，其特征在于所述硅片加電簧片(18)與硅片(17)的一邊接觸，所述硅片加電簧片(18)可彈性變形以適應(yīng)不同厚度的硅片(17)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述長玻璃柱體陽極鍵合的加熱加壓裝置，其特征在于所述自適應(yīng)加電壓頭1上安裝有兩種分別接高電壓和零點(diǎn)的接頭，該兩種接頭分別接高壓壓片和零點(diǎn)壓片。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述長玻璃柱體陽極鍵合的加熱加壓裝置，其特征在于所述連接桿(11)上設(shè)有一開口比較大的實(shí)現(xiàn)壓頭(13)變路徑運(yùn)動的“V”型槽(111)，初始時(shí)壓頭 (13)的位置相對硅片(17)傾斜。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述長玻璃柱體陽極鍵合的加熱加壓裝置，其特征在于所述加熱塊O)中有內(nèi)孔，所述內(nèi)孔內(nèi)集成了真空管路，所述真空管路吸附硅片(17)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述長玻璃柱體陽極鍵合的加熱加壓裝置，其特征在于還包括實(shí)現(xiàn)加熱臺的溫度控制的爐溫傳感器(8)，所述爐溫傳感器( 對溫度進(jìn)行反饋。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種長玻璃柱體陽極鍵合的加熱加壓裝置，其包括自適應(yīng)壓頭、加熱臺、集成于加熱臺內(nèi)的加熱管、設(shè)于加熱臺上的加熱塊、安裝于加熱塊上的陶瓷塊、底座以及安裝于底座上的氣缸，所述自適應(yīng)壓頭包括連桿、與連桿連接的絕緣塊、壓頭座、安裝在壓頭座內(nèi)的壓頭、安裝在壓頭座上的玻璃柱加電簧片、安裝在絕緣塊上的硅片加電簧片，所述自適應(yīng)壓頭通過連桿與氣缸連接，所述玻璃柱加電簧片包括兩個(gè)，該兩個(gè)玻璃柱加電簧片分別夾緊于玻璃柱的兩側(cè)。本實(shí)用新型采用從玻璃柱的兩側(cè)夾緊進(jìn)行加電的方式，不但可以保證加電效果，大大提高鍵合效率，而且在玻璃柱很長的情況下，可以縮短鍵合時(shí)間，便于調(diào)整加電高度。
文檔編號B81C1/00GK202181210SQ20112025932
公開日2012年4月4日 申請日期2011年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月21日
發(fā)明者嚴(yán)琴, 孫榮川, 潘明強(qiáng), 王振華, 陳濤, 陳立國 申請人:蘇州大學(xué)