一种硅片的阳极键合装置及其键合方法与流程

本发明属于硅片键合，尤其涉及一种硅片的阳极键合装置及其键合方法。

背景技术：

1、目前玻璃-硅片-玻璃三层阳极键合在微流控芯片、mems、惯性传感器和压力器件中有所应用。玻璃-硅片-玻璃三层结构要经历两次阳极键合，第一次键合将一片玻璃与硅片的一面键合，第二次键合将另一片玻璃与硅片的另一面进行键合，此时就完成了玻璃-硅片-玻璃结构的阳极键合。

2、对于玻璃-硅片-玻璃结构的阳极键合，目前现有的技术是通过共阳极法实现，即中间硅片引线连接阳极，上下玻璃片接阴极，实现共阳极一次键合。这种方式目前没有现成设备使用，并且中间硅片的厚度在100um甚至50um以下，因此在硅片侧面设置引线连接的难度极大，无法采用设备实现硅片的阳极键合操作，其键合成功率极低，如对设备进行改造，则改造成本极高，并且无法保证其键合成功率。

技术实现思路

1、本发明克服了现有技术的不足，提供一种硅片的阳极键合装置及其键合方法，以解决现有技术中存在的问题。

2、为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种硅片的阳极键合装置，所述硅片一表面已键合第一玻璃片，所述键合装置将第二玻璃片键合至所述硅片的另一表面，所述第二玻璃片与阴极连接，所述第一玻璃片上设有孔位，所述键合装置包括加热盘、键合托盘以及连接弹簧，所述键合托盘与阳极连接，所述连接弹簧安装于所述键合托盘上，所述连接弹簧伸入所述孔位内且与所述硅片接触，通电后，所述硅片、连接弹簧、键合托盘形成键合通路。

3、本发明一个较佳实施例中，所述加热盘与所述键合托盘相连。

4、本发明一个较佳实施例中，所述键合托盘及所述连接弹簧均为导电金属件。

5、本发明一个较佳实施例中，所述连接弹簧呈固定安装于所述键合托盘上。

6、本发明一个较佳实施例中，所述孔位数量为至少两个，且分列于所述第一玻璃片两端。

7、本发明一个较佳实施例中，所述孔位的孔径大于所述连接弹簧的直径。

8、本发明还公开了一种硅片的阳极键合方法，包括以下步骤：

9、s1、在第一玻璃片的无效区域内打孔，形成的孔位与连接弹簧位置对应；

10、s2、将第一玻璃片与硅片阳极键合，完成硅片的第一次键合处理，此时第一玻璃片键合于硅片一表面上；

11、s3、在第一玻璃片的未键合面上进行金属图形化处理，使第一玻璃片的孔位位置处形成的金属结构与硅片相连，形成电路导通结构；

12、s4、对金属图形化处理后的硅片进行减薄处理，减薄后对硅片进行深硅刻蚀处理，做出敏感结构层；

13、s5、将第二玻璃片贴附于硅片的另一面，使键合装置的治具与金属图形化处理后的金属结构相连，使电路导通，对硅片进行第二次键合。

14、本发明一个较佳实施例中，所述金属结构为导电金属件。

15、本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明具备以下有益效果：

16、(1)本发明采用键合托盘为中间件，在第一玻璃片上设置孔位，使硅片与键合托盘在连接弹簧的作用下呈相连状态，并且将键合托盘连接阳极，第二玻璃片连接阴极，在加热盘的加热作用下以及电场作用下完成阳极键合处理，有利于硅片第二次键合操作的顺利进行，大大提高键合成功率；

17、(2)本发明的结构简单，成本低，无需对设备进行大范围改造，有效降低了成本。

技术特征：

1.一种硅片的阳极键合装置，所述硅片(10)一表面已键合第一玻璃片(20)，其特征在于，所述键合装置将第二玻璃片(30)键合至所述硅片(10)的另一表面，所述第二玻璃片(30)与阴极连接，所述第一玻璃片(20)上设有孔位(21)，所述键合装置包括加热盘(40)、键合托盘(50)以及连接弹簧(60)，所述键合托盘(50)与阳极连接，所述连接弹簧(60)安装于所述键合托盘(50)上，所述连接弹簧(60)伸入所述孔位(21)内且与所述硅片(10)接触，通电后，所述硅片(10)、连接弹簧(60)、键合托盘(50)形成键合通路。

2.根据权利要求1所述的一种硅片的阳极键合装置，其特征在于，所述加热盘(40)与所述键合托盘(50)相连。

3.根据权利要求1所述的一种硅片的阳极键合装置，其特征在于，所述键合托盘(50)及所述连接弹簧(60)均为导电金属件。

4.根据权利要求1所述的一种硅片的阳极键合装置，其特征在于，所述连接弹簧(60)呈固定安装于所述键合托盘(50)上。

5.根据权利要求1所述的一种硅片的阳极键合装置，其特征在于，所述孔位(21)数量为至少两个，且分列于所述第一玻璃片(20)两端。

6.根据权利要求1所述的一种硅片的阳极键合装置，其特征在于，所述孔位(21)的孔径大于所述连接弹簧(60)的直径。

7.一种硅片的阳极键合方法，应用于权利要求1-6任一所述的一种硅片的阳极键合装置，其特征在于，包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的一种硅片的阳极键合方法，其特征在于，步骤s3中，所述金属结构为导电金属件。

技术总结
本发明公开了一种硅片的阳极键合装置及其键合方法，属于硅片键合技术领域，所述硅片一表面已键合第一玻璃片，所述键合装置将第二玻璃片键合至所述硅片的另一表面，所述第二玻璃片与阴极连接，所述第一玻璃片上设有孔位，所述键合装置包括加热盘、键合托盘以及连接弹簧，所述键合托盘与阳极连接，所述连接弹簧安装于所述键合托盘上，所述连接弹簧伸入所述孔位内且与所述硅片接触，通电后，所述硅片、连接弹簧、键合托盘形成键合通路。本发明采用键合托盘为中间件，在第一玻璃片上设置孔位，使硅片与键合托盘在连接弹簧的作用下呈相连状态，并且将键合托盘连接阳极，第二玻璃片连接阴极，有利于硅片第二次键合操作的顺利进行，大大提高键合成功率。

技术研发人员：于见河,宋义
受保护的技术使用者：苏州森丸电子技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/8