专利名称：一种阳极键合装置的制作方法
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。
技术背景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IO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。
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l、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夕卜，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。
权利要求
1、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。
2、 根据权利要求1所述的一种阳极键合设备，其特征在于，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)。
3、 根据权利要求1所述的一种阳极键合设备，其特征在于，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。
全文摘要
本发明提供了一种阳极键合设备，主要包括外腔、加压装置、电极和位于外腔底部的自动调平装置，自动调平装置含有基板，基板包括底盘和位于其上的凸台，凸台内部均匀开有至少三个沉孔，沉孔内放置弹簧，弹簧的上端放置球头柱，该球头柱为半球状的另外一端伸出沉孔与隔热基板相接触，在底盘上端凸台的外沿处设置三个均匀分布的限位杆，限位杆略高于球头柱与隔热基板的接触面，起到对隔热基板限位的作用。本发明通过自动调平装置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。
文档编号B81C3/00GK101332973SQ200810048430
公开日2008年12月31日 申请日期2008年7月16日 优先权日2008年7月16日
发明者张廷凯, 甘志银 申请人:华中科技大学