新型Wafer Bonding設備的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明新型Wafer Bonding設備，屬于晶元焊接設備領域。
【背景技術】
[0002]目前，LED芯片生產工藝中為改善芯片出光效率以及散熱性能，大量采用WaferBonding工藝更換LED芯片襯底，其襯底為具有良好的導熱，導電性能以及較高光反射效率的金屬襯底，或者娃襯底。
[0003]傳統(tǒng)Wafer Bonding工藝中均使用石墨加熱器加熱以及石墨治具作為溫度傳導器對鍵合材料進行加溫加壓，升溫速率以及降溫速率較慢，且石墨加熱器壽命短，故障率高，造成Wafer Bonding工藝成本迅速升高。
[0004]微波具有較大的穿透能力，加熱時可使介質內部直接產生熱量，直接作用于分子內部，不管產品的形狀如何，加熱也是均勻快速的，這使得產品加熱迅速、均勻、徹底且具有選擇性；同時由于微波加熱是表里同時進行，熱效率高、反應靈敏，由于熱量直接來自于物料內部，熱量在周圍介質中的損耗極少，加上微波加熱腔本身不吸熱，不吸收微波，全部發(fā)射作用于加熱器，熱效率高。
【發(fā)明內容】
[0005]本發(fā)明克服現(xiàn)有技術存在的不足，解決了現(xiàn)有Wafer Bonding工藝技術中存在的生產效率低，設備故障率高，石墨配件損壞塊，石墨材料消耗量大等問題，旨在提供一種新型Wafer Bonding工藝設備。
[0006]為了解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案為:新型Wafer Bonding設備，包括真空腔體，真空腔體內部設置有真空發(fā)生器，所述真空腔體內上、下壁上分別設置有上壓力控制系統(tǒng)和下壓力控制系統(tǒng)，所述上壓力控制系統(tǒng)與真空腔體的前壁通過可伸縮連接軸活動連接，可伸縮連接軸驅動上壓力控制系統(tǒng)上升和下降，上壓力控制系統(tǒng)由依次設置的上壓力缸、上隔熱層和上加熱器組成，下壓力控制系統(tǒng)由下壓力缸、下隔熱層和下加熱器組成；
所述真空腔體的外側壁上依次設置有上微波發(fā)生器和下微波發(fā)生器，上、下微波發(fā)生器通過導波管與真空腔體連接將微波輻射導入真空腔體，上、下微波發(fā)生器分別照射對應的上、下加熱器，真空腔體的內側壁上依次設置有上溫度偵測器和下溫度偵測器，上、下溫度偵測器實時監(jiān)控上、下加熱器溫度并與上、下微波發(fā)生器連接形成反饋調節(jié)系統(tǒng)。
[0007]優(yōu)選的是，所述真空腔體的內壁上設置有隔熱層。
[0008]優(yōu)選的是，所述隔熱層和上、下壓力缸涂覆微波反射材料。
[0009]優(yōu)選的是，所述上、下溫度偵測器采用紅外線溫度偵測器，或采用熱電偶溫度偵測器。
[0010]優(yōu)選的是，所述上、下加熱器采用石墨材料制成。
[0011]本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有以下有益效果:本設備采用微波加熱，加熱速度快、均勻、徹底，而且放置微波加熱的真空腔體本身不吸熱，不吸收微波，全部反射作用于上、下加熱器，熱效率高。而且由于采用微波加熱，因此上、下加熱器內部沒有內置加熱電阻以及溫度感知器，可使用單一材料制作，工藝簡單，壽命高，沒有易故障機構，使用壽命長。另外，本設備的活動機構少，只有可伸縮連接軸，極大地減少了控制系統(tǒng)的復雜度，減低了設備故障率。本設備的上、下微波發(fā)生器設置在真空腔體外側，便于維修保養(yǎng)，且不受真空腔體內溫度變化的影響。
【附圖說明】
[0012]下面結合附圖對本發(fā)明做進一步詳細的說明。
[0013]圖1為本發(fā)明未工作時的結構示意圖。
[0014]圖2為本發(fā)明工作時的結構示意圖。
[0015]圖中:1為真空腔體，2為上壓力缸，3為上隔熱層，4為上加熱器，5為上微波發(fā)生器，6為下微波發(fā)生器，7為下加熱器，8為下隔熱層，9為下壓力缸，10為上溫度偵測器，11為下溫度偵測器，12為真空發(fā)生器，13為上壓合治具，14為上晶圓，15為下晶圓，16為下壓合治具，17為可伸縮連接軸。
【具體實施方式】
[0016]如圖1所示，新型Wafer Bonding設備，包括真空腔體I，真空腔體I內部設置有真空發(fā)生器12，真空腔體I內上、下壁上分別設置有上壓力控制系統(tǒng)和下壓力控制系統(tǒng)，上壓力控制系統(tǒng)與真空腔體I的前壁通過可伸縮連接軸17活動連接，可伸縮連接軸17驅動上壓力控制系統(tǒng)上升和下降，上壓力控制系統(tǒng)由依次設置的上壓力缸2、上隔熱層3和上加熱器4組成，下壓力控制系統(tǒng)由下壓力缸9、下隔熱層8和下加熱器7組成。
[0017]真空腔體I的外側壁上依次設置有上微波發(fā)生器5和下微波發(fā)生器6，上、下微波發(fā)生器5、6通過導波管與真空腔體I連接將微波輻射導入真空腔體1，上、下微波發(fā)生器5、6分別照射對應的上、下加熱器4、7，真空腔體I的內側壁上依次設置有上溫度偵測器10和下溫度偵測器11，上、下溫度偵測器10、11實時監(jiān)控上、下加熱器4、7溫度并與上、下微波發(fā)生器5、6連接形成反饋調節(jié)系統(tǒng)。
[0018]如圖2所示，使用本Wafer Bonding設備時，在下加熱器7上方放置上壓合治具13和下壓合治具16，上壓合治具13和下壓合治具16作為承載待Wafer Bonding晶圓的承載設備，在上壓合治具13和下壓合治具16之間放置帶Wafer Bonding的上晶圓14和下晶圓15，打開上壓力控制系統(tǒng)，可伸縮連接軸17驅動上壓力控制系統(tǒng)向下運動，將上壓合治具13和下壓合治具16壓合，外側壁的微波發(fā)生器分別給上加熱器4和下加熱器7加熱。同時，上、下溫度偵測器10、11實時偵測并記錄上、下加熱器4、7溫度，與上、下微波發(fā)生器5、6組成的反饋調節(jié)系統(tǒng)，自動控制上、下加熱器4、7溫度。待晶圓壓合完成后，可伸縮連接軸17驅動上壓力控制系統(tǒng)向上運動，就可以將Wafer Bonding后的晶圓取出。
[0019]為了進一步提高本設備的加熱效率，真空腔體I的內壁上設置有隔熱層，將隔熱層和上、下壓力缸9涂覆微波反射材料，這種設置能夠減少吸收微波產生熱量對壓力缸精確度的影響。另外將上壓合治具13和下壓合治具16也采用可吸收微波輻射產生熱量的材料制成，最好同時具備一定的抗壓性能。
[0020]為了更好的提高本設備溫度的控制精度，上、下溫度偵測器10、11采用紅外線溫度偵測器，或采用熱電偶溫度偵測器。這樣能夠準確檢測上、下加熱器4、7溫度，利用反饋調節(jié)系統(tǒng)精確控制Wafer Bonding的工藝溫度。
[0021]上、下加熱器4、7采用石墨材料制成。石墨材料具有良好的微波吸收率。
[0022]另外，上、下壓力缸2、9均連接有獨立的冷卻水循環(huán)系統(tǒng)，進一步的提升壓力控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。同時，上、下加熱器4、7也可以設計導氣孔與外部氣體冷卻系統(tǒng)連接，便于作業(yè)完成后使用氣體快速降溫冷卻，提升設備產能。
[0023]以上內容結合了實施例附圖對本發(fā)明的具體實施例做出了詳細說明。本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。
[0024]上面結合附圖對本發(fā)明的實施例作了詳細說明，但是本發(fā)明并不限于上述實施例，在本領域普通技術人員所具備的知識范圍內，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化。
【主權項】
1.新型WaferBonding設備，其特征在于:包括真空腔體(1)，真空腔體(I)內部設置有真空發(fā)生器(12)，所述真空腔體(I)內上、下壁上分別設置有上壓力控制系統(tǒng)和下壓力控制系統(tǒng)，所述上壓力控制系統(tǒng)與真空腔體(I)的前壁通過可伸縮連接軸(17)活動連接，可伸縮連接軸(17)驅動上壓力控制系統(tǒng)上升和下降，上壓力控制系統(tǒng)由依次設置的上壓力缸(2)、上隔熱層(3)和上加熱器(4)組成，下壓力控制系統(tǒng)由下壓力缸(9)、下隔熱層(8)和下加熱器(7)組成； 所述真空腔體(I)的外側壁上依次設置有上微波發(fā)生器(5)和下微波發(fā)生器(6)，上、下微波發(fā)生器(5、6)通過導波管與真空腔體(I)連接將微波輻射導入真空腔體(1)，上、下微波發(fā)生器(5、6)分別照射對應的上、下加熱器(4、7)，真空腔體(I)的內側壁上依次設置有上溫度偵測器(10)和下溫度偵測器(11)，上、下溫度偵測器(10、11)實時監(jiān)控上、下加熱器(4、7)溫度并與上、下微波發(fā)生器(5、6)連接形成反饋調節(jié)系統(tǒng)。
2.根據權利要求1所述的新型WaferBonding設備，其特征在于:所述真空腔體(I)的內壁上設置有隔熱層。
3.根據權利要求2所述的一種新型WaferBonding設備，其特征在于:所述隔熱層和上、下壓力缸(2、9)涂覆微波反射材料。
4.根據權利要求1所述的一種新型WaferBonding設備，其特征在于:所述上、下溫度偵測器(10、11)采用紅外線溫度偵測器，或采用熱電偶溫度偵測器。
5.根據權利要求1所述的一種新型WaferBonding設備，其特征在于:所述上、下加熱器(4、7)采用石墨材料制成。
【專利摘要】本發(fā)明新型Wafer Bonding設備，屬于晶元焊接設備領域；解決了現(xiàn)有Wafer Bonding工藝技術中存在的生產效率低，設備故障率高，石墨配件損壞塊，石墨材料消耗量大等問題；包括真空腔體，真空腔體內上、下壁上分別設置有上壓力控制系統(tǒng)和下壓力控制系統(tǒng)，上壓力控制系統(tǒng)與真空腔體的前壁通過可伸縮連接軸活動連接，可伸縮連接軸驅動上壓力控制系統(tǒng)上升和下降，真空腔體的外側壁上依次設置有上微波發(fā)生器和下微波發(fā)生器，上、下微波發(fā)生器分別照射對應的上、下加熱器，真空腔體的內側壁上依次設置有上溫度偵測器和下溫度偵測器，上、下溫度偵測器實時監(jiān)控上、下加熱器溫度并與上、下微波發(fā)生器連接形成反饋調節(jié)系統(tǒng)。
【IPC分類】H01L21-60
【公開號】CN104810300
【申請?zhí)枴緾N201510146975
【發(fā)明人】李少輝
【申請人】山西南燁立碁光電有限公司
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2015年3月31日