一种高真空键合系统的制作方法

1.本实用新型涉及半导体生产设备技术领域，更具体的是涉及真空键合技术领域。


背景技术：

2.在半导体封装技术中通常使用真空键合机实现微电子元件的连接，是将两片表面清洁、原子级平整的同质或异质半导体材料在真空环境下，面对面贴合起来，施加一定的压力、温度、电压等外部条件，原有的两片衬底之间的界面会产生原子或分子间的结合力，如共价键、金属键或分子键，当达到一定程度后，两片衬底材料成为一个整体。
3.然而目前的真空键合机并没有规范的与其配套的系统，导致抽真空效果不好，真空腔内的材料容易受到空气的影响，且没有保护性气体对材料进行保护，良品率较低。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于：为了解决现有的真空键合机配套系统不完善，键合材料易受空气影响导致良品率较低的技术问题，本实用新型提供一种高真空键合系统。
5.本实用新型为了实现上述目的具体采用以下技术方案：
6.一种高真空键合系统，包括键合机真空腔室，还包括抽真空系统和充气系统；
7.所述抽真空系统包括机械泵、抽真空总管、抽真空支管一、抽真空支管二和分子泵，所述抽真空支管一和抽真空支管二均与键合机真空腔室连通，所述分子泵设在抽真空支管二上；
8.所述充气系统包括充气管道和混气装置，所述充气管道两端分别与键合机真空腔室和混气装置连通。
9.作为优选，所述抽真空总管上还设有电磁隔断放气阀。
10.作为优选，所述抽真空支管一上设置有电磁隔断阀，所述抽真空支管二上设置有前级阀和闸板阀，所述前级阀和闸板阀分设在分子泵的前后端。
11.作为优选，所述充气管道上设置有充气阀门。
12.作为优选，所述混气装置连通有多根混气进气管，所述混气进气管上设置有流量计。
13.作为优选，所述键合机真空腔室上部设置有上样品台，所述上样品台与升降装置连接，所述键合机真空腔室下部设置有下样品台。
14.作为优选，所述下样品台底部设置有冷却腔体，所述冷却腔体与冷却管道连通。
15.作为优选，所述下样品台下方还连接有压力变送器。
16.作为优选，所述键合机真空腔室连接有复合真空计。
17.本实用新型的有益效果如下：
18.1.本实用新型配置有抽真空系统可以进行预抽和抽高真空，保障了键合机真空腔室内的高真空度，通过充气系统可以方便地向键合机真空腔室内充入保护气体，降低环境对材料带来的影响，通过本实用新型的高真空键合系统，有效地保障了材料在键合时不会
受空气的影响，有利于提高材料的良品率，且系统结构及操作简单方便。
19.2.本实用新型通过在抽真空总管上还设有电磁隔断放气阀，能保证外部气体不会倒流对系统污染，也能更好的保护泵体。
20.3.本实用新型通过设置多根混气进气管，便于向混气装置内充气混合气体，不同的混气进气管通入不同的气体，通过流量计可以方便控制通气气体的量，便于控制混合气体的配料比。
21.4.本实用新型通过将需要键合的两种材料分开放置，一个放置在下样品台上，另一个通过上样品台边缘的固定装置进行固定，使样品固定在下样品台的底面，通过升降装置使下样品台的底面固定好的材料下降，然后与下样品台上的材料贴合进行键合作业，这样分开放置后再贴合能够使两种材料键合效果更好。
附图说明
22.图1是本实用新型的连接结构示意图。
23.附图标记：1-机械泵，2-电磁隔断放气阀，3-抽真空总管，4-电磁隔断阀，5-抽真空支管一，6-抽真空支管二，7-前级阀，8-分子泵，9-闸板阀，10-键合机真空腔室，11-上样品台，12-升降装置，13-复合真空计，14-下样品台，15-冷却腔体，16-冷却管道，17-压力变送器，18-充气阀门，19-充气管道，20-混气装置，21-混气进气管，22-流量计。
具体实施方式
24.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
25.实施例1
26.如图1所示，本实施例提供一种高真空键合系统，包括键合机真空腔室10，还包括抽真空系统和充气系统；
27.所述抽真空系统包括机械泵1、抽真空总管3、抽真空支管一5、抽真空支管二6和分子泵8，所述抽真空支管一5和抽真空支管二6均与键合机真空腔室10连通，所述分子泵8设在抽真空支管二6上；
28.所述充气系统包括充气管道19和混气装置20，所述充气管道19两端分别与键合机真空腔室10和混气装置20连通。
29.在使用时，先打开机械泵1和抽真空支管一5，关闭抽真空支管二6，使用机械泵1进行键合机真空腔室10进行预抽，当真空度小于200pa时可以开启分子泵8，打开抽真空支管二6，关闭抽真空支管一5，利用分子泵8对真空腔室抽高真空，本实用新型采用国产fb600分子泵作为主泵，能使系统达到5
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pa真空度；抽真空完成后，关闭抽真空系统，然后再开启充气系统，在混气装置20内对需要的气体按比例进行混配，通过充气管道19充入键合机真空腔室10内，其中混气装置20内的混合气体根据需要调整，使键合材料处于惰性气体或者还原性气体氛围中，对材料起到保护作用。
30.通过本实用新型的抽真空系统可以进行预抽和抽高真空，保障了键合机真空腔室10内的真空度，通过充气系统方便向键合机真空腔室10内充入保护气体，通过本实用新型的高真空键合系统，有效地保障了材料在键合时不会受空气的影响，有利于提高材料的良
品率，且系统结构及操作简单方便。
31.实施例2
32.本实施例在实施例1的基础上，对本实用新型做进一步说明。
33.所述抽真空总管3上还设有电磁隔断放气阀2，通过设置电磁隔断放气阀2能保证外部气体不会倒流对系统污染，也能更好的保护泵体。
34.实施例3
35.本实施例在实施例1的基础上，对本实用新型做进一步说明。
36.所述抽真空支管一5上设置有电磁隔断阀4，所述抽真空支管二6上设置有前级阀7和闸板阀9，所述前级阀7和闸板阀9分设在分子泵8的前后端。
37.通过电磁隔断阀4的设置方便关闭抽真空支管一5，通过前级阀7和闸板阀9的设置方便对抽真空支管二6进行控制，在进行抽高真空时，关闭电磁隔断阀4、打开前级阀7和开分子泵8，分子泵8电源频率会从高到底追踪，分子泵8频率追踪完成后会逐渐上升，分子泵8频率在上升过程中打开闸板阀9即可开始对键合机真空腔室10抽高真空。
38.实施例4
39.本实施例在实施例1的基础上，对本实用新型做进一步说明。
40.所述充气管道19上设置有充气阀门18，通过设置充气阀门18便于控制充气量。
41.实施例5
42.本实施例在实施例1的基础上，对本实用新型做进一步说明。
43.所述混气装置20连通有多根混气进气管21，所述混气进气管21上设置有流量计22。
44.通过设置多根混气进气管21，便于向混气装置20内充气混合气体，不同的混气进气管21通入不同的气体，如氢气、氮气、氩气、氦气等，通过流量计22可以方便控制通气气体的量，便于控制混合气体的配料比。
45.实施例6
46.本实施例在实施例1的基础上，对本实用新型做进一步说明。
47.所述键合机真空腔室10上部设置有上样品台11，所述上样品台11与升降装置12连接，所述键合机真空腔室10下部设置有下样品台14。在进行键合时，将需要键合的两种材料一个放置在下样品台14上，另一个通过上样品台11边缘的固定装置进行固定，使样品固定在下样品台14的底面，通过升降装置12使下样品台14的底面固定好的材料下降，然后与下样品台14上的材料贴合，即可进行键合作业。
48.作为优选，所述下样品台14底部设置有冷却腔体15，所述冷却腔体15与冷却管道16连通。通过设置冷却腔体15可以对键合后的材料进行冷却，待温度降到合适的时候再取出，以避免高温材料突然暴露在大气温度下发生破碎。
49.作为优选，所述下样品台14下方还连接有压力变送器17。通过设置压力变送器17可以测量上样品台11和下样品台14之间的工作压力，对工作压力进行监测。
50.作为优选，所述键合机真空腔室10连接有复合真空计13。通过设置复合真空计13可以对键合机真空腔室10内的真空度进行检测，从而保持键合机真空腔室10内良好的真空度。