一种分体冷却结构的键合机的制作方法

本发明涉及一种半导体键合设备，特别是涉及一种分体冷却结构的键合机。

背景技术：

1、大部分传统的晶圆临时键合设备在加热盘区域没有冷却结构，当晶圆需要冷却时需要用顶升机构将晶圆抬升，然后取走后自然冷却。而一部分带冷却结构的键合设备其水冷结构与加热盘为一体集成，当加热盘加热时，水冷结构也在被加热。

2、冷却结构对于键合过程中的保温及键合后的降温都非常有益，它可以保证键合后的临时键合层的平整和稳定，提高键合质量和成品率。冷却结构在升温/保温/降温过程中，都需要通过准确控制电磁阀的开关，以保证很好的温度控制。将冷却结构与加热盘集成为一体，当加热盘加热到很高温度时，此时不需要用来冷却加热盘的冷却机构管路中的冷却水被迅速气化，在管路中形成很大的压力，而且气体在管路中波动巨大，这给管路中的电磁阀/管壁/管接头/密封圈等造成了很大压力，很容易造成电磁阀等的损坏，而且也不利于温度的稳定控制。

技术实现思路

1、针对上述现有技术缺陷，本发明的任务在于提供一种分体冷却结构的键合机，目的是解决冷却机构中管路电磁阀、管接头及密封件等部件容易损坏，冷却机构对温度控制不稳定，及键合效果不佳的问题。

2、本发明技术方案如下：一种分体冷却结构的键合机，包括加热机构、分体冷却机构、顶升机构和顶盖机构，所述加热机构包括固定设置的加热盘组件，所述顶盖机构设置于所述加热盘组件的上方用于向下压合在所述加热盘组件的上表面对所述加热盘组件上表面的晶圆施压，所述顶升机构用于将所述晶圆托起或放置于所述加热盘组件上表面，所述分体冷却机构包括冷却盘和伸缩机构，所述冷却盘设置于所述加热盘组件的下方，所述伸缩机构驱动所述冷却盘升降并与所述加热盘组件的下表面进行贴合或分离。

3、进一步地，所述分体冷却机构包括冷却液循环装置、手动开关阀和电磁阀，所述冷却盘的内部设有冷却液流道并设置有进水口和出水口，所述出水口通过出水管路与所述冷却液循环装置连接，所述出水管路设有单向阀，所述进水口通过进水管路依次连接所述电磁阀和所述手动开关阀后与所述冷却液循环装置连接。

4、进一步地，所述冷却液流道由所述冷却盘的中央向四周蔓延，所述进水口直连至所述冷却盘中央位置的冷却液流道使冷却液由所述冷却盘的中央向四周流动。

5、进一步地，所述顶升机构包括升降组件和不少于三个的顶销，所述升降组件用于驱动所述顶销同步升降，所述加热盘组件设有顶销孔，所述顶销穿设于所述顶销孔，所述顶销的顶面为台阶面。

6、进一步地，所述冷却盘设有顶销通孔，所述顶销穿设于所述顶销通孔，所述升降组件包括顶销支架，所述顶销支架位于所述冷却盘下方。

7、进一步地，所述升降组件包括竖直设置的直线模组，所述直线模组的滑块通过l型固定架与所述顶销支架固定，所述直线模组的滑轨与滑块上设有用于监测所述滑块上下位置的位置传感器。

8、进一步地，所述加热盘组件的底部设有固定立柱，所述固定立柱的顶部通过隔热柱与所述加热盘组件固定。

9、进一步地，所述加热盘组件设有分别用于测量所述加热盘组件的中部以及边缘温度的温度传感器。

10、进一步地，包括上面板，所述上面板设有用于放置所述加热盘组件的工作孔，所述顶盖机构包括下压驱动机构、顶盖板和顶盖，所述顶盖固定于所述顶盖板的下表面，所述下压驱动机构驱动所述顶盖板下压和上升，所述顶盖板上位于所述顶盖的四周设置有顶盖导杆，所述上面板设有与所述顶盖导杆配合的导杆套。通过顶盖导杆和导杆套的配合使顶盖板的下压位置准确。

11、进一步地，包括安全机构，所述安全机构包括安全光栅和两个下压按钮，所述下压按钮设置在所述加热盘组件的侧方，所述安全光栅设置在所述加热盘组件和所述下压按钮之间，所述顶盖机构在两个下压按钮被按下且操作人员身体未越过时动作。

12、本发明与现有技术相比的优点在于：

13、本发明提供的一种分体冷却机构的键合机，通过加热机构与冷却机构的协同配合，减少了冷却管路中电磁阀的开关频率和所受压力变化，由于不会收到冷却机构中的冷却液对热量的影响，使加热盘的加热、恒温及冷却更可控更稳定，从而极大提升了键合工艺过程中的成品率，显著增加易耗件使用寿命，减少损耗成本。

技术特征：

1.一种分体冷却结构的键合机，其特征在于，包括加热机构、分体冷却机构、顶升机构和顶盖机构，所述加热机构包括固定设置的加热盘组件，所述顶盖机构设置于所述加热盘组件的上方用于向下压合在所述加热盘组件的上表面对所述加热盘组件上表面的晶圆施压，所述顶升机构用于将所述晶圆托起或放置于所述加热盘组件上表面，所述分体冷却机构包括冷却盘和伸缩机构，所述冷却盘设置于所述加热盘组件的下方，所述伸缩机构驱动所述冷却盘升降并与所述加热盘组件的下表面进行贴合或分离。

2.根据权利要求1所述的分体冷却结构的键合机，其特征在于，所述分体冷却机构包括冷却液循环装置、手动开关阀和电磁阀，所述冷却盘的内部设有冷却液流道并设置有进水口和出水口，所述出水口通过出水管路与所述冷却液循环装置连接，所述出水管路设有单向阀，所述进水口通过进水管路依次连接所述电磁阀和所述手动开关阀后与所述冷却液循环装置连接。

3.根据权利要求1所述的分体冷却结构的键合机，其特征在于，所述冷却液流道由所述冷却盘的中央向四周蔓延，所述进水口直连至所述冷却盘中央位置的冷却液流道使冷却液由所述冷却盘的中央向四周流动。

4.根据权利要求1所述的分体冷却结构的键合机，其特征在于，所述顶升机构包括升降组件和不少于三个的顶销，所述升降组件用于驱动所述顶销同步升降，所述加热盘组件设有顶销孔，所述顶销穿设于所述顶销孔，所述顶销的顶面为台阶面。

5.根据权利要求4所述的分体冷却结构的键合机，其特征在于，所述冷却盘设有顶销通孔，所述顶销穿设于所述顶销通孔，所述升降组件包括顶销支架，所述顶销支架位于所述冷却盘下方。

6.根据权利要求5所述的分体冷却结构的键合机，其特征在于，所述升降组件包括竖直设置的直线模组，所述直线模组的滑块通过l型固定架与所述顶销支架固定，所述直线模组的滑轨与滑块上设有用于监测所述滑块上下位置的位置传感器。

7.根据权利要求1所述的分体冷却结构的键合机，其特征在于，所述加热盘组件的底部设有固定立柱，所述固定立柱的顶部通过隔热柱与所述加热盘组件固定。

8.根据权利要求1所述的分体冷却结构的键合机，其特征在于，所述加热盘组件设有分别用于测量所述加热盘组件的中部以及边缘温度的温度传感器。

9.根据权利要求1所述的分体冷却结构的键合机，其特征在于，包括上面板，所述上面板设有用于放置所述加热盘组件的工作孔，所述顶盖机构包括下压驱动机构、顶盖板和顶盖，所述顶盖固定于所述顶盖板的下表面，所述下压驱动机构驱动所述顶盖板下压和上升，所述顶盖板上位于所述顶盖的四周设置有顶盖导杆，所述上面板设有与所述顶盖导杆配合的导杆套。

10.根据权利要求1所述的分体冷却结构的键合机，其特征在于，包括安全机构，所述安全机构包括安全光栅和两个下压按钮，所述下压按钮设置在所述加热盘组件的侧方，所述安全光栅设置在所述加热盘组件和所述下压按钮之间，所述顶盖机构在两个下压按钮被按下且操作人员身体未越过时动作。

技术总结
本发明公开了一种分体冷却结构的键合机，包括加热机构、分体冷却机构、顶升机构和顶盖机构，所述加热机构包括固定设置的加热盘组件，所述顶盖机构设置于所述加热盘组件的上方用于向下压合在所述加热盘组件的上表面对所述加热盘组件上表面的晶圆施压，所述顶升机构用于将所述晶圆托起或放置于所述加热盘组件上表面，所述分体冷却机构包括冷却盘和伸缩机构，所述冷却盘设置于所述加热盘组件的下方，所述伸缩机构驱动所述冷却盘升降并与所述加热盘组件的下表面进行贴合或分离。本发明减少了加热时对冷却机构管路电磁阀的影响，也避免了冷却液对加热效果的影响，提高了键合成功率以及提高了设备使用寿命。

技术研发人员：谢华伟
受保护的技术使用者：苏州铼铂机电科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15