專利名稱：一種硅片與玻璃片的低溫超聲陽極鍵合裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種MEMS封裝中的焊接裝置，尤其涉及一種基于超聲致熱的硅片與玻璃片的低溫超聲陽極鍵合裝置。
背景技術(shù)：
陽極鍵合和引線鍵合是MEMS封裝中的主要鍵合焊接方法。引線鍵合是一種利用超聲、熱、壓力將芯片和引線框架上的焊盤用金或銅導(dǎo)線互相連接起來的工藝過程，通過超聲摩擦能夠去除鍵合界面的氧化物，軟化鍵合界面，在熱和壓力的作用下將金或銅與焊盤(一般為鋁焊盤)焊接在一起，例如專利文獻:CN1773688A，其主要用于金屬之間的焊接。陽極鍵合又稱靜電鍵合或者場助鍵合，在MEMS技術(shù)領(lǐng)域中，主要是玻璃與硅的表面鍵合工藝，其基本原理是將直流電源正極接硅片，負(fù)極接玻璃片，由于玻璃在一定高溫下的性能類似于電解質(zhì)，而硅片在溫度升高到300°C 400°C時，電阻率將因本征激發(fā)而降至
0.1Ω.m，此時玻璃種的導(dǎo)電粒子(如Na+)在外電場作用下漂移到負(fù)電極的玻璃表面，而在緊鄰硅片的玻璃表面留下負(fù)電荷，由于Na+的漂移使電路中產(chǎn)生電流流動，緊鄰硅片的玻璃表面會形成一層極薄寬度約為幾μ m的空間電荷區(qū)(或稱耗盡層)。由于耗盡層帶負(fù)電荷，硅片帶正電荷，所以硅片與玻璃之間存在較大的靜電吸引力，使兩者緊密接觸，并在鍵合面發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)，形成牢固結(jié)合的S1-O共價鍵，將硅與玻璃界面牢固地連接在一起。與其它鍵合技術(shù)相比，陽極鍵合具有成本低、工藝簡單、鍵合強度高和密封性好等優(yōu)點，此外相對于硅熔融鍵合技術(shù)還有對超凈環(huán)境要求不高且能容忍更大表面粗糙度的顯著優(yōu)勢。因此在對密封、鍵合強度要求較高的MEMS器件，如真空傳感器、微機械紅外探測器、三維微加速度計、機械微陀螺、微型原子鐘銣腔等，進行后道封裝時陽極鍵合是不可或缺的工藝手段。同時也在硅基混合微傳感器、微發(fā)生器以及微流控裝置等MEMS器件的制作、封裝中廣泛地應(yīng)用。因此陽極鍵合技術(shù)發(fā)展水平對MEMS技術(shù)的不斷進步具有重要的影響。在目前的高溫陽極鍵合技術(shù)中，過低的溫度會使玻璃的導(dǎo)電性變差，同時玻璃無法軟化，則無法實現(xiàn)玻璃表面微觀峰的蠕動，造成玻璃與硅片的界面無法達到靜電力作用的距離，因此高溫是實現(xiàn)這種陽極鍵合的必要條件。但高溫又使陽極鍵合容易產(chǎn)生如下問題:其一，高溫引起MEMS器件損壞。對于某些溫敏器件而言，過高的溫度會使其精度降低，甚至?xí)蛊淦茐亩?，而這些微結(jié)構(gòu)和電路所能承受的溫度是有嚴(yán)格限制的，否則就會造成器件的損壞或者影響其使用壽命，如CMOS電路在400°C下超過15分鐘就會發(fā)生S1-Al反應(yīng)，使電路結(jié)構(gòu)破壞。其二，高溫容易引起殘余應(yīng)力。高溫長時間作用于硅-玻璃鍵合基體上容易產(chǎn)生熱應(yīng)力，在完成鍵合冷卻后熱應(yīng)力無法釋放，會造成MEMS器件工作不穩(wěn)定和可靠性降低。其三，高溫誘發(fā)離子擴散。在某些MEMS器件中，為了實現(xiàn)特定功能，往往在硅基底中摻入某些特定的離子，而在對這些摻雜過的MEMS器件進行鍵合時，高溫的鍵合過程會使摻雜物質(zhì)重新擴散，這將改變雜質(zhì)分布和電學(xué)特性，而且如果界面存在一些污染和缺陷，在高溫的作用下也會擴散開，使產(chǎn)品失效區(qū)域變得不可控，同時使鍵合界面電學(xué)特性劣化，嚴(yán)重地影響了 MEMS器件的性能。高溫鍵合過程中存在的這些問題越來越不能適應(yīng)MEMS器件高性能發(fā)展的需求。針對高溫陽極鍵合對MEMS器件所產(chǎn)生的不利影響，目前有介質(zhì)阻擋等離子體放電表面處理的方法實現(xiàn)低溫陽極鍵合，例如專利文獻:CN102659071A，但此方法需要的放電電壓為500-2000V，這對某些對高電壓敏感的MEMS器件來說是不可行的，高壓容易擊穿MEMS器件中的電路，從而損壞需要鍵合的MEMS器件，另外，其工作臺加熱溫度范圍為250-350°C，溫度對于有的MEMS器件而言，仍然過高，會影響了 MEMS器件的性能。因此，針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，有必要提供一種能夠在低溫條件下，實現(xiàn)陽極鍵合的裝置，以克服上述缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種硅片與玻璃片的低溫超聲陽極鍵合裝置，在施加較低溫度下即能實現(xiàn)性能良好的陽極鍵合。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
一種硅片與玻璃片的低溫超聲陽極鍵合裝置，包括底板，手動升降臺，溫控鍵合爐，玻璃片夾持器，硅片夾持器，超聲變幅桿，Z軸自動升降臺，顯微鏡，X軸平臺，Z軸支架，Y軸平臺，超聲波發(fā)生器，直流電源，電器支架，控制系統(tǒng)，其中所述超聲變幅桿連接所述超聲波發(fā)生器，超聲變幅桿與硅片夾持器相連，超聲變幅桿固定在Z軸自動升降臺上，所述Z軸自動升降臺固定設(shè)置在Z軸支架上，所述Z軸支架通過Y軸平臺與X軸平臺相連，X軸平臺固定在底板上，所述玻璃片夾持器放于溫控鍵合爐上，所述溫控鍵合爐通過手動升降臺設(shè)置在底板上。其中，玻璃片夾持器由高壓氣體接頭，第一夾持片，第一預(yù)緊彈簧，第一預(yù)緊片，第一預(yù)緊螺釘，第二夾持片，第二預(yù)緊彈簧，第二預(yù)緊片，第二預(yù)緊螺釘組成，第一夾持片通過第一預(yù)緊彈簧與第一預(yù)緊片相連，第一預(yù)緊螺釘頂住第一預(yù)緊片，第二夾持片通過第二預(yù)緊彈簧與第二預(yù)緊片相連，第二預(yù)緊螺釘頂住第二預(yù)緊片。其中，硅片夾持器由變幅桿連接塊，絕緣墊片，高壓氣體接頭，真空吸附接頭，高壓電接片，硅片夾持腔體，第三預(yù)緊螺釘，第三預(yù)緊片，第三預(yù)緊彈簧，第三夾持片，真空吸附口，第四預(yù)緊螺釘，第四預(yù)緊片，第四預(yù)緊彈簧，第四夾持片，高壓氣體通道，真空吸附通道組成，第三夾持片通過第三預(yù)緊彈簧與第三預(yù)緊片相連，第三預(yù)緊螺釘頂住第三預(yù)緊片，第四夾持片通過第四預(yù)緊彈簧與第四預(yù)緊片相連，第四預(yù)緊螺釘頂住第四預(yù)緊片，高壓氣體接頭接通高壓氣體，高壓氣體通過高壓氣體通道推動硅片夾持器上的第三夾持片和第四夾持片張開一定距離，真空吸附接頭接通真空泵，通過真空吸附通道將硅片吸附在硅片夾持器上。絕緣墊片設(shè)置在變幅桿連接塊和高壓電接片之間，變幅桿連接塊與超聲變幅桿相連，高壓電接片接直流電源。優(yōu)選地，所述第一夾持片與第二夾持片在同一平面上呈90度設(shè)置。優(yōu)選地，所述第三夾持片與第四夾持片在同一平面上呈90度設(shè)置。優(yōu)選地，絕緣墊片為合金材料薄膜。使用上述低溫超聲陽極鍵合裝置的方法，該方法包括以下具體步驟:
(O設(shè)定溫控鍵合爐的加熱溫度； (2)設(shè)置超聲參數(shù)，超聲參數(shù)包括超聲頻率，超聲功率，超聲持續(xù)時間；
(3)設(shè)置陽極鍵合參數(shù)，陽極鍵合參數(shù)包括鍵合電壓，鍵合壓力和鍵合時間；
(4)按照陽極鍵合要求將玻璃片夾持在手動升降臺上，將娃片夾持在超聲變幅桿上，超聲變幅桿固定在一由Z軸自動升降臺、X軸平臺、Z軸支架、Y軸平臺組成的可動工作臺上；
(5)可動工作臺帶動硅片移動，并按設(shè)定的鍵合壓力使硅片與玻璃片相互接觸，然后按照設(shè)定好的超聲參數(shù)在硅片上施加超聲，使硅片與玻璃相互摩擦，活化鍵合界面；
(6)去掉超聲的同時，施加鍵合電壓進行陽極鍵合；
(7)鍵合完成后拆下被鍵合件。優(yōu)選的，在上述超聲陽極鍵合方法中，工作臺的加熱溫度為18(T220°C，尤其是200。。。優(yōu)選的，在上述超聲陽極鍵合方法中，超聲頻率為55-75 kHz，尤其是65 kHz。優(yōu)選的，在上述超聲陽極鍵合方法中，超聲功率為3-5 W，尤其是4W。優(yōu)選的，在上述超聲陽極鍵合方法中，超聲持續(xù)時間為4-8秒，尤其是5秒。優(yōu)選的，在上述超聲陽極鍵合方法中，鍵合電壓為350-450 V，尤其是400V。優(yōu)選的，在上述超聲陽極鍵合方法中，鍵合壓力為IOgf _30gf，尤其是20gf。優(yōu)選的，在上述超聲陽極鍵合方法中，鍵合時間為20-30秒，尤其是25秒。優(yōu)選的，所述低溫為18(T220°C。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
(O由于現(xiàn)有的超聲一般是用于有金線或者銅線或者鋁線引線鍵合，而在鍵合領(lǐng)域中，引線鍵合是不會用在硅和玻璃鍵合當(dāng)中的，本發(fā)明創(chuàng)造性地將超聲鍵合應(yīng)用到陽極鍵合中，相對于傳統(tǒng)高溫陽極鍵合方法，本發(fā)明的低溫超聲陽極鍵合方法在同樣鍵合強度下，鍵合溫度，鍵合電壓及鍵合時間均能大大縮減，提高了 MEMS器件的鍵合效率。( 2 )降低了鍵合的殘余應(yīng)力，避免了高溫導(dǎo)致的溫度梯度的出現(xiàn)而造成比較大的熱應(yīng)力，使鍵合界面出現(xiàn)裂紋或者鍵合片破損，提高了 MEMS器件的穩(wěn)定性、可靠性、耐疲勞性以及一致性等性能指標(biāo)。(3)能夠為其它半導(dǎo)體封裝方法提供借鑒，在不適用高溫的領(lǐng)域引入超聲不失為一種切實可行的能量施加方法，為半導(dǎo)體封裝工藝提供新的思路。


圖1是本發(fā)明的低溫超聲陽極鍵合裝置整體裝配示意圖。圖2是本發(fā)明的低溫超聲陽極鍵合裝置的玻璃片夾持器示意圖。圖3是本發(fā)明的低溫超聲陽極鍵合裝置的硅片夾持器示意圖。圖4是本發(fā)明的低溫超聲陽極鍵合裝置的硅片夾持器的夾持部示意圖。圖5是本發(fā)明的低溫超聲陽極鍵合裝置的硅片夾持器剖面圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。如圖1所示的一種低溫超聲陽極鍵合裝置，包括底板1，手動升降臺2，溫控鍵合爐3，玻璃片夾持器4，硅片夾持器5，超聲變幅桿6，Z軸自動升降臺7，顯微鏡8，X軸平臺9，Z軸支架10，Y軸平臺11，超聲波發(fā)生器12，直流電源13，電器支架14，控制系統(tǒng)15。其中如圖2所示，玻璃片夾持器4由高壓氣體接頭4-1，第一夾持片4-2，第一預(yù)緊彈簧4-3，第一預(yù)緊片4-4，第一預(yù)緊螺釘4-5，第二夾持片4-6，第二預(yù)緊彈簧4_7，第二預(yù)緊片4-8，第二預(yù)緊螺釘4-9組成，第一夾持片4-2通過第一預(yù)緊彈簧4-3與第一預(yù)緊片4_4相連，第一預(yù)緊螺釘4-5頂住第一預(yù)緊片4-4，第二夾持片4-6通過第二預(yù)緊彈簧4-7與第二預(yù)緊片4-8相連，第二預(yù)緊螺釘4-9頂住第二預(yù)緊片4-8。其中如圖3-圖5所示，硅片夾持器5由變幅桿連接塊5-1，絕緣墊片5_2，高壓氣體接頭5-3，真空吸附接頭5-4，高壓電接片5-5，硅片夾持腔體5-6，第三預(yù)緊螺釘5_7，第三預(yù)緊片5-8，第三預(yù)緊彈簧5-9，第三夾持片5-10，真空吸附口 5-11，第四預(yù)緊螺釘5-12，第四預(yù)緊片5-13，第四預(yù)緊彈簧5-14，第四夾持片5-15，高壓氣體通道5-16，真空吸附通道5-17組成，第三夾持片5-10通過第三預(yù)緊彈簧5-9與第三預(yù)緊片5-8相連，第三預(yù)緊螺釘5-7頂住第三預(yù)緊片5-8，第四夾持片5-15通過第四預(yù)緊彈簧5-14與第四預(yù)緊片5_13相連，第四預(yù)緊螺釘5-12頂住第四預(yù)緊片5-13，高壓氣體接頭5-3接通高壓氣體，高壓氣體通過高壓氣體通道5-16推動娃片夾持器5上的第三夾持片5-10和第四夾持片5-15張開一定距離，真空吸附接頭5-4接通真空泵，通過真空吸附通道5-17將硅片吸附在硅片夾持器5上。絕緣墊片5-2設(shè)置在變幅桿連接塊5-1和高壓電接片5-5之間，變幅桿連接塊5-1與超聲變幅桿6相連，高壓電接片5-5接直流電源13。運用本發(fā)明的低溫超聲陽極鍵合裝置進行鍵合的方法如下:
首先，控制系統(tǒng)15控制溫控鍵合爐3設(shè)定至溫度為18(T200°C，當(dāng)溫控鍵合爐溫度穩(wěn)定后，控制系統(tǒng)15將連接玻璃片夾持器4上高壓氣體接頭4-1的電磁閥打開，高壓氣體接頭
4-1接通高壓氣體，高壓氣體推動玻璃片夾持器4上的第一夾持片4-2和第二夾持片4-6張開一定距尚，將玻璃片放直在玻璃片夾持器4上,然后控制系統(tǒng)15控制電磁閥關(guān)閉，撤掉聞壓氣體，第一夾持片4-2和第二夾持片4-6分別在第一預(yù)緊彈簧4-3和第二預(yù)緊彈簧4-7的壓力作用下，推動第一夾持片4-2和第二夾持片4-6壓緊玻璃片，將玻璃片固定在玻璃片夾持器4上。夾緊力的大小可由第一預(yù)緊片4-4、第一預(yù)緊彈簧4-3以及第二預(yù)緊片4-8、第二預(yù)緊彈簧4-7來決定，當(dāng)?shù)谝活A(yù)緊螺釘4-5和第二預(yù)緊螺釘4-9往玻璃片夾持器4內(nèi)部擰緊時，會相應(yīng)推動預(yù)緊片第一預(yù)緊片4-4和及第二預(yù)緊片4-8壓緊第一預(yù)緊彈簧4-3和第二預(yù)緊彈簧4-7，從而使得夾緊力增大。反之，夾緊力減小。將硅片放置在玻璃片夾持器4的右前端，調(diào)整硅片位置使硅片的兩邊與玻璃片夾持器4的兩外邊緣對齊?？刂葡到y(tǒng)15控制X軸平臺9和Y軸平臺11運動，將顯微鏡8對準(zhǔn)硅片，控制系統(tǒng)15控制X軸平臺9和Y軸平臺11，將硅片夾持器5運動至硅片上方，將連接硅片夾持器5上高壓氣體接頭5-3的電磁閥打開，高壓氣體接頭5-3接通高壓氣體，高壓氣體推動娃片夾持器5上的第三夾持片5-10和第四夾持片5-15張開一定距離,控制系統(tǒng)15控制Z軸自動升降臺7往下運動，直至集成在超聲變幅桿6上的傳感器檢測到硅片夾持器5接觸到硅片時，Z軸自動升降臺7停止運動。然后將連接硅片夾持器5上真空吸附接頭
5-4的電磁閥打開，真空吸附接頭5-4接通真空泵，將硅片吸附在硅片夾持器5上，控制系統(tǒng)15控制連接高壓氣體接頭5-3的電磁閥關(guān)閉，撤掉高壓氣體，第三夾持片5-10和第四夾持片5-15分別在第三預(yù)緊彈簧5-9和第四預(yù)緊螺釘5-12的壓力作用下，推動第三夾持片
5-10和第四夾持片5-15壓緊娃片,將娃片固定在娃片夾持器5上,夾緊力的大小可由第三預(yù)緊片5-8、第三預(yù)緊彈簧5-9以及第四預(yù)緊片5-13、第四預(yù)緊彈簧5-14來決定，當(dāng)?shù)谌A(yù)緊螺釘5-7和第四預(yù)緊螺釘5-12往硅片夾持器5內(nèi)部擰緊時，會相應(yīng)推動第三預(yù)緊片5-8和第四預(yù)緊片5-13壓緊第三預(yù)緊彈簧5-9和第四預(yù)緊彈簧5-14，從而使得夾緊力增大；反之，夾緊力減小。Z軸自動升降臺7向上運動一定距尚?？刂葡到y(tǒng)15控制X軸平臺9和Y軸平臺11運動，將硅片移動至玻璃片上方，并完成娃片與玻璃片的自動對齊，Z軸自動升降臺7帶動娃片向下運動,直至集成在超聲變幅桿6上的傳感器檢測到硅片接觸到玻璃片時，Z軸自動升降臺7停止運動。超聲變幅桿6末端的力控制器，施加20gf的鍵合壓力，控制系統(tǒng)15控制超聲波發(fā)生器輸出持續(xù)時間5秒的超聲，其中超聲頻率為65kHz，超聲功率為4W，超聲施加完畢后，控制系統(tǒng)15控制直流電源13輸出持續(xù)時間25秒的400V的電壓，電壓施加完畢后，此時硅片與玻璃片鍵合到一起?？刂葡到y(tǒng)15控制連接硅片夾持器5上高壓氣體接頭5-3的電磁閥打開，高壓氣體接頭5-3接通高壓氣體，高壓氣體推動硅片夾持器5上的第三夾持片5-10和第四夾持片
5-15張開一定距離，使硅片夾持器5不再夾持硅片，控制系統(tǒng)15控制Z軸自動升降臺7向上運動一段距離，關(guān)閉連接高壓氣體接頭5-3的電磁閥，撤掉高壓氣體，使第三夾持片5-10和第四夾持片5-15回復(fù)至初始位置?？刂葡到y(tǒng)15控制連接玻璃片夾持器4上高壓氣體接頭4-1的電磁閥打開，高壓氣體接頭4-1接通高壓氣體，高壓氣體推動玻璃片夾持器4上的第一夾持片4-2和第二夾持片4-6張開一定距離，使玻璃片夾持器4不再夾持玻璃片，將鍵合好的硅片與玻璃片從玻璃片夾持器中4取出，關(guān)閉連接高壓氣體接頭4-1的電磁閥，撤掉高壓氣體，使第一夾持片4-2和第二夾持片4-6回復(fù)至初始位置，完成硅片與玻璃片的低溫超聲陽極鍵合。采用此該低溫超聲陽極鍵合方法后的硅片與玻璃片鍵合強度測得為9.8MPa，鍵合時間為25秒。下表為采用傳統(tǒng)高溫陽極鍵合方法在不同的鍵合參數(shù)下測得的鍵合強度。
Il號I壓力(gf)I溫度rc) I電壓(V)I時間(min)I鍵合強度(MPa)
130400~80057.8—
230400~~0056.5—
3丨30丨350卜00|5\&.2從以上對比可以看出，在陽極鍵合工藝中加入超聲能夠大大改善陽極鍵合工藝，在達到同樣鍵合強度下，鍵合溫度，鍵合電壓及鍵合時間均能大大縮減，對MEMS陽極鍵合工藝的發(fā)展具有重要意義。
權(quán)利要求
1.一種硅片與玻璃片的低溫超聲陽極鍵合裝置，包括底板(I)，手動升降臺(2)，溫控鍵合爐(3)，玻璃片夾持器(4)，硅片夾持器(5)，超聲變幅桿^)，Z軸自動升降臺(7)，顯微鏡(8)，X軸平臺(9)，Z軸支架(10)，Y軸平臺(11)，超聲波發(fā)生器(12)，直流電源(13)，電器支架(14)，控制系統(tǒng)(15)，其中所述硅片夾持器(5)與超聲變幅桿(6)相連，所述超聲變幅桿(6)連接所述超聲波發(fā)生器(12)，超聲變幅桿￠)固定在Z軸自動升降臺(7)上，所述Z軸自動升降臺(7)固定設(shè)置在Z軸支架(10)上，所述Z軸支架(10)通過Y軸平臺(11)與X軸平臺(9)相連，X軸平臺(9)固定在底板⑴上，所述玻璃片夾持器⑷放于溫控鍵合爐(3 )上，所述溫控鍵合爐(3 )通過手動升降臺(2 )設(shè)置在底板(I)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫超聲陽極鍵合裝置，其特征在于:所述玻璃片夾持器(4)由高壓氣體接頭(4-1)，第一夾持片(4-2)，第一預(yù)緊彈簧(4-3)，第一預(yù)緊片(4-4)，第一預(yù)緊螺釘(4-5)，第二夾持片(4-6)，第二預(yù)緊彈簧(4-7)，第二預(yù)緊片(4-8)，第二預(yù)緊螺釘(4-9)組成，第一夾持片4-2通過第一預(yù)緊彈簧(4-3)與第一預(yù)緊片(4-4)相連，第一預(yù)緊螺釘(4-5)頂住第一預(yù)緊片(4-4)，第二夾持片(4-6)通過第二預(yù)緊彈簧(4-7)與第二預(yù)緊片(4-8)相連，第二預(yù)緊螺釘(4-9)頂住第二預(yù)緊片(4-8)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的低溫超聲陽極鍵合裝置，其特征在于:所述硅片夾持器(5)由變幅桿連接塊(5-1)，絕緣墊 片(5-2)，高壓氣體接頭(5-3)，真空吸附接頭(5-4)，高壓電接片(5-5)，硅片夾持腔體(5-6)，第三預(yù)緊螺釘(5-7)，第三預(yù)緊片(5-8)，第三預(yù)緊彈簧(5-9)，第三夾持片5-10，真空吸附口(5-11)，第四預(yù)緊螺釘(5-12)，第四預(yù)緊片(5_13)，第四預(yù)緊彈簧(5-14)，第四夾持片(5-15)，高壓氣體通道(5-16)，真空吸附通道(5_17)組成，第三夾持片(5-10)通過第三預(yù)緊彈簧(5-9)與第三預(yù)緊片(5-8)相連，第三預(yù)緊螺釘(5-7)頂住第三預(yù)緊片(5-8)，第四夾持片(5-15)通過第四預(yù)緊彈簧(5-14)與第四預(yù)緊片(5-13)相連，第四預(yù)緊螺釘(5-12)頂住第四預(yù)緊片(5-13)，高壓氣體接頭(5_3)接通高壓氣體，高壓氣體通過高壓氣體通道(5-16)推動硅片夾持器(5)上的第三夾持片(5-10)和第四夾持片(5-15)張開一定距離，真空吸附接頭(5-4)接通真空泵，通過真空吸附通道(5-17)將硅片吸附在硅片夾持器(5)上，絕緣墊片(5-2)設(shè)置在變幅桿連接塊(5-1)和高壓電接片(5-5)之間，變幅桿連接塊(5-1)與超聲變幅桿(6)相連，高壓電接片(5-5)接直流電源(13)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低溫超聲陽極鍵合裝置，其特征在于:所述第一夾持片(4-2)與第二夾持片(4-6)在同一平面上呈90度設(shè)置。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的低溫超聲陽極鍵合裝置，其特征在于:所述第三夾持片(5-10)與第四夾持片(5-15)在同一平面上呈90度設(shè)置。
6.根據(jù)上述任一項權(quán)利要求所述的低溫超聲陽極鍵合裝置，其特征在于:所述絕緣墊片(5-2)為合金材料薄膜。
7.根據(jù)上述任一項權(quán)利要求所述的低溫超聲陽極鍵合裝置，其特征在于:所述低溫為18(T220°C。
全文摘要
一種硅片與玻璃片的低溫超聲陽極鍵合裝置，該裝置包括底板，手動升降臺，溫控鍵合爐，玻璃片夾持器，硅片夾持器，超聲變幅桿，Z軸自動升降臺，顯微鏡，X軸平臺，Z軸支架，Y軸平臺，超聲波發(fā)生器，直流電源，電器支架，控制系統(tǒng)。相對于傳統(tǒng)高溫陽極鍵合方法，本發(fā)明的低溫超聲陽極鍵合方法在同樣鍵合強度下，鍵合溫度，鍵合電壓及鍵合時間均能大大縮減，提高了MEMS器件的鍵合性能。
文檔編號B81C3/00GK103204462SQ20131010055
公開日2013年7月17日 申請日期2013年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月27日
發(fā)明者劉曰濤, 肖春雷, 王偉, 楊明坤, 魏修亭 申請人:山東理工大學(xué)