CN113284813A - 一种芯片加工用键合设备及键合工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及芯片加工技术领域，公开了一种芯片加工用键合设备及键合工艺，包括安装台，所述安装台的内壁两侧均开设有滑槽，安装台两侧的滑槽内分别滑动连接有限位块、电动滑块，限位块、电动滑块分别固定连接在按压台的两侧中部。本发明通过电动滑轨、电动滑块的动力驱动下带动按压台在限位块、滑槽的配合作用下进行移动，将按压台滑进按压炉内，然后通过卡勾挤压卡板，使卡板在卡槽内转动，此时绝缘筒内复位弹簧压缩，当卡勾卡进卡板时，卡板在复位弹簧的弹力作用下快速复位，使卡勾与卡板相互卡接，进而实现按压台的固定，进一步的确保了按压台在进行按压的过程中不发生晃动，避免了发生晃动而导致键合发生偏移的情况。

Description

一种芯片加工用键合设备及键合工艺
技术领域
本发明涉及芯片加工技术领域，具体为一种芯片加工用键合设备及键合工艺。
背景技术
用硅片制成的芯片有着惊人的运算能力。科学技术的发展不断推动着半导体的发展。自动化和计算机等技术发展，使硅片(集成电路)这种高技术产品的造价已降到十分低廉的程度。这使得硅片已广泛应用于航空航天、工业、农业和国防，硅片键合技术是指通过化学和物理作用将硅片与硅片、硅片与玻璃或其它材料紧密地结合起来的方法。硅片键合往往与表面硅加工和体硅加工相结合，用在MEMS的加工工艺中。常见的硅片键合技术包括金硅共熔键合、硅/玻璃静电键合、硅/硅直接键合以及玻璃焊料烧结等。
在芯片原材料的硅片键合时，需要通过将相互键合的两个材料相互挤压，在一定时间的高温状态下实现键合，但在目前的硅片键合过程中，按压区域为高温区域，在进行更换新的一组硅片进行键合时，由于余热仍存在，不便于直接更换，由于键合的过程较长，键合的过程中需要确保键合底座的稳定性，避免发生晃动，导致键合发生偏移。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种芯片加工用键合设备，具备安全键合、稳定键合等优点，解决了余热仍存在，不便于直接更换，由于键合的过程较长，存在键合底座发生晃动，导致键合发生偏移的问题。
(二)技术方案
为解决上述余热仍存在，不便于直接更换，由于键合的过程较长，存在键合底座发生晃动，导致键合发生偏移的技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种芯片加工用键合设备，包括安装台，所述安装台的内壁两侧均开设有滑槽，所述安装台两侧的所述滑槽内分别滑动连接有限位块、电动滑块，所述限位块、电动滑块分别固定连接在按压台的两侧中部，所述限位块、电动滑块分别贯穿并滑动连接有限位杆、电动滑轨，所述限位杆、电动滑轨固定连接在所述滑槽内壁上，所述按压台一侧固定连接有卡勾，所述安装台的一侧开设有卡槽，所述卡槽转动连接有与所述卡勾相对应的卡板,所述卡板转动连接有连杆，所述连杆贯穿并滑动连接有绝缘筒，所述绝缘筒固定连接在所述安装台的靠近所述卡槽的一侧，所述连杆远离所述卡板的一端固定连接有绝缘弹簧板，所述绝缘弹簧板滑动连接在所述绝缘筒的内壁上，所述绝缘弹簧板的一侧固定连接有复位弹簧，所述复位弹簧远离所述绝缘弹簧板的一侧固定连接在所述绝缘筒的内壁上，所述复位弹簧与所述连杆同轴心，所述绝缘弹簧板远离所述复位弹簧的一侧固定连接有电磁铁一，所述绝缘筒的内壁远离所述复位弹簧的一侧固定连接有电磁铁二，所述安装台的上表面靠近卡板的一侧固定连接有按压炉。
优选地，所述按压炉包括炉体，所述炉体的上表面中部固定连接有液压缸，所述液压缸的输出轴贯穿所述炉体固定连接有按压头，所述按压头贯穿并固定连接有载板，所述载板与所述炉体的内壁滑动连接，所述载板的下表面两侧固定连接有复位柱，所述复位柱的内壁顶部固定连接有复位弹簧二，所述复位弹簧二的另一端固定连接有复位弹簧板二，所述复位弹簧板二的远离所述复位弹簧二的一侧中部固定连接有导杆,所述导杆贯穿并滑动连接有所述复位柱，所述导杆远离所述复位柱的一端固定连接有限位板。
优选地，所述炉体的内壁两侧开设有T形槽，所述T形槽的滑动连接有T形块，所述T形块的一侧与所述载板的一侧固定连接。
优选地，所述限位板的上表面中部开设有按压通槽，所述按压通槽位于所述按压头的正下方且所述按压通槽的规格大于所述按压头的规格。
优选地，所述按压台的上表面开设有按压槽，所述按压槽的两侧均开设有动力槽，所述动力槽的内固定连接有电动滑轨二，所述电动滑轨二滑动连接有电动滑块二，所述电动滑块二的一侧固定连接有推料板,所述推料板与所述按压槽的底部滑动连接。
优选地，所述炉体的一侧中部开设有出料口，所述出料口固定连接有下料板，所述下料板与所述安装台固定连接，所述下料板远离所述炉体的一端设置有传送装置。
优选地，所述安装台的远离所述绝缘筒的一侧固定连接有操作台，所述安装台的下表面靠近所述操作台的一端固定连接有控制器。
优选地，所述控制器与所述操作台电性连接，所述控制器与所述电动滑块、电动滑块二、液压缸、电磁铁一、电磁铁二均电性连接。
一种键合工艺，该键合工艺由权利要求1-9任一所述的一种芯片加工用键合设备配合完成。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种芯片加工用键合设备，具备以下有益效果：
1、本发明通过卡勾挤压卡板，使卡板在卡槽内转动，此时绝缘筒内复位弹簧压缩，当卡勾卡进卡板时，卡板在复位弹簧的弹力作用下快速复位，使卡勾与卡板相互卡接，进而实现按压台的固定，确保了按压台在进行按压的过程中不发生晃动，避免了发生晃动而导致键合发生偏移的情况。
2、本发明通过电动滑轨、电动滑块的动力驱动下带动按压台在限位块、滑槽的配合作用下进行移动，使按压台能够通过电动驱动滑进滑出按压区域，便于进行更换下一组按压模块。
3、本发明通过液压缸带动按压头向下移动，同时带动载板向下移动，当限位板接触到按压槽的上表面时，按压头继续下降，从而带动复位柱内的复位弹簧二发生形变而具有弹力，进而使限位板具有向下的压力，在按压头与按压槽上的硅片接触时，使复位弹簧二具有足够的弹力通过限位板对硅片周围进行位置限定和固定。
4、本发明通过T形槽与T形块的滑动连接，从而实现对载板的自由度进行限定，从而使载板随着按压头的动力带动下实现稳定的上下移动，提高了装置的稳定性，同时避免了按压头下压的过程中，发生偏移。
5、本发明通过动力槽内的电动滑轨二与电动滑块二的配合使用带动推料板将按压槽内的键合硅片推出，进入传送装置进行下一工序的加工，提高了按压设备加工的连续性，提高了生产的效率。
6、本发明通过操作台与控制器的配合使用，实现操作台对键合按压设备的智能化控制，提高了自动化程度。
附图说明
图1为本发明的立体结构图；
图2为本发明的安装台结构图；
图3为本发明的安装台爆炸图；
图4为本发明的绝缘筒内部结构简图；
图5为本发明的按压炉内部结构简图；
图6为本发明的按压台结构图；
图7为本发明的A处放大图。
图中：1、安装台；2、滑槽；3、限位块；4、电动滑块；5、按压台；6、限位杆；7、电动滑轨；8、卡勾；9、卡槽；10、卡板；11、连杆；12、绝缘筒；13、绝缘弹簧板；14、复位弹簧；15、电磁铁一；16、电磁铁二；17、按压炉；18、炉体；19、液压缸；20、按压头；21、载板；22、复位柱；23、复位弹簧二；24、复位弹簧板二；25、导杆；26、限位板；27、T形槽；28、T形块；29、按压通槽；30、按压槽；31、动力槽；32、电动滑轨二；33、电动滑块二；34、推料板；35、出料口；36、下料板；37、传送装置；38、操作台；39、控制器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
正如背景技术所介绍的，现有技术中存在的不足，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种芯片加工用键合设备。
请参阅图1-7，一种芯片加工用键合设备，包括安装台1，所述安装台1的内壁两侧均开设有滑槽2，所述安装台1两侧的所述滑槽2内分别滑动连接有限位块3、电动滑块4，所述限位块3、电动滑块4分别固定连接在按压台5的两侧中部，所述限位块3、电动滑块4分别贯穿并滑动连接有限位杆6、电动滑轨7，所述限位杆6、电动滑轨7固定连接在所述滑槽2内壁上，所述按压台5一侧固定连接有卡勾8，所述安装台1的一侧开设有卡槽9，所述卡槽9转动连接有与所述卡勾8相对应的卡板10,所述卡板10转动连接有连杆11，所述连杆11贯穿并滑动连接有绝缘筒12，所述绝缘筒12固定连接在所述安装台1的靠近所述卡槽9的一侧，所述连杆11远离所述卡板10的一端固定连接有绝缘弹簧板13，所述绝缘弹簧板13滑动连接在所述绝缘筒12的内壁上，所述绝缘弹簧板13的一侧固定连接有复位弹簧14，所述复位弹簧14远离所述绝缘弹簧板13的一侧固定连接在所述绝缘筒12的内壁上，所述复位弹簧14与所述连杆11同轴心，所述绝缘弹簧板13远离所述复位弹簧14的一侧固定连接有电磁铁一15，所述绝缘筒12的内壁远离所述复位弹簧14的一侧固定连接有电磁铁二16，所述安装台1的上表面靠近卡板10的一侧固定连接有按压炉17,从而通过电动滑轨7、电动滑块4的动力驱动下带动按压台5在限位块3、滑槽2的配合作用下进行移动，使按压台5能够通过电动驱动滑进滑出按压区域，便于进行更换下一组按压模块，在按压台5滑进按压炉时，卡勾8挤压卡板10，使卡板10在卡槽9内转动，此时绝缘筒12内复位弹簧14压缩，当卡勾8卡进卡板10时，卡板10在复位弹簧14的弹力作用下快速复位，使卡勾8与卡板10相互卡接，进而实现按压台5的固定，进一步的确保了按压台5在进行按压的过程中不发生晃动，避免了发生晃动而导致键合发生偏移的情况，当按压完成后，通过电磁铁一15、电磁铁二16的同性排斥使绝缘弹簧板13按压复位弹簧14，同时通过连杆11带动卡板10转动，进而使卡勾8与卡板10脱离，然后再将按压台5通过电动滑轨7、电动滑块4的动力驱动下带动按压台5在限位块3、滑槽2的配合作用下滑出进行下一组硅片的键合。
进一步地，对于上述按压炉17来说，所述按压炉17包括炉体18，所述炉体18的上表面中部固定连接有液压缸19，所述液压缸19的输出轴贯穿所述炉体18固定连接有按压头20，所述按压头20贯穿并固定连接有载板21，所述载板21与所述炉体18的内壁滑动连接，所述载板21的下表面两侧固定连接有复位柱22，所述复位柱22的内壁顶部固定连接有复位弹簧二23，所述复位弹簧二23的另一端固定连接有复位弹簧板二24，所述复位弹簧板二24的远离所述复位弹簧二23的一侧中部固定连接有导杆25,所述导杆25贯穿并滑动连接有所述复位柱22，所述导杆25远离所述复位柱22的一端固定连接有限位板26，从而通过液压缸19带动按压头20向下移动，同时带动载板21向下移动，当限位板26接触到按压槽30的上表面时，按压头20继续下降，从而带动复位柱22内的复位弹簧二23发生形变而具有弹力，进而使限位板26具有向下的压力，在按压头20与按压槽30上的硅片接触时，使复位弹簧二23具有足够的弹力通过限位板26对硅片周围进行位置限定和固定，当按压头20对硅片进行按压键合完成后，液压缸19复位，从而使按压头20上升，进行通过复位柱22带动限位板26复位，接触固定和位置限定后，进行排料。
进一步地，对于上述炉体18来说，所述炉体18的内壁两侧开设有T形槽27，所述T形槽27的滑动连接有T形块28，所述T形块28的一侧与所述载板21的一侧固定连接，从而通过T形槽27与T形块28的滑动连接，从而实现对载板21的自由度进行限定，从而使载板21随着按压头20的动力带动下实现稳定的上下移动，提高了装置的稳定性，同时避免了按压头20下压的过程中，发生偏移。
进一步地，对于上述限位板26来说，所述限位板26的上表面中部开设有按压通槽29，所述按压通槽29位于所述按压头20的正下方且所述按压通槽29的规格大于所述按压头20的规格，从而避免按压头20在穿过按压通槽29时发生碰撞，按压通槽29的规格大于按压头20的规格，避免由于误差造成的碰撞，损害按压头20。此外，具体应用时，按压头20的端部采用耐高温软性材料。按压头20上设置加热装置及温度传感器，配合炉体18内的加热机构能够更好地检测及控制硅片的键合温度。
进一步地，对于上述按压台5来说，所述按压台5的上表面开设有按压槽30，所述按压槽30的两侧均开设有动力槽31，所述动力槽31的内固定连接有电动滑轨二32，所述电动滑轨二32滑动连接有电动滑块二33，所述电动滑块二33的一侧固定连接有推料板34,所述推料板34与所述按压槽30的底部滑动连接，从而通过动力槽31内的电动滑轨二32与电动滑块二33的配合使用带动推料板34将按压槽30内的键合硅片推出，进入传送装置37进行下一工序的加工。
进一步地，对于上述炉体18来说，所述炉体18的一侧中部开设有出料口35，所述出料口35固定连接有下料板36，所述下料板36与所述安装台1固定连接，所述下料板36远离所述炉体18的一端设置有传送装置37，从而使键合好的硅片从出料口35推出，经过下料板36进入传送装置37，通过传送装置37将推出的键合后的硅片进行传送收集或者下一工序的加工。
进一步地，对于上述安装台1来说，所述安装台1的远离所述绝缘筒12的一侧固定连接有操作台38，所述安装台1的下表面靠近所述操作台38的一端固定连接有控制器39，从而通过操作台38与控制器39的配合使用，实现操作台38对键合按压设备的智能化控制，提高了自动化程度。
进一步地，对于上述控制器39来说，所述控制器39与所述操作台38电性连接，所述控制器39与所述电动滑块4、电动滑块二33、液压缸19、电磁铁一15、电磁铁二16、加热装置及温度传感器均电性连接，从而通过控制器39的配合作用，实现操作台38对电动滑块4、电动滑块二33、液压缸19、电磁铁一15、电磁铁二16、加热装置及温度传感器的智能化控制。
一种键合工艺，该键合工艺由权利要求1-9任一所述的一种芯片加工用键合设备配合完成。
工作原理：在使用时，将需要键合的硅片放置在指定的模具上，将模具放置在按压槽30内的中部位置，然后通过电动滑轨7、电动滑块4的动力驱动下带动按压台5在限位块3、滑槽2的配合作用下进行移动，将按压台5滑进按压炉17内，然后通过卡勾8挤压卡板10，使卡板10在卡槽9内转动，此时绝缘筒12内复位弹簧14压缩，当卡勾8卡进卡板10时，卡板10在复位弹簧14的弹力作用下快速复位，使卡勾8与卡板10相互卡接，进而实现按压台5的固定，进一步的确保了按压台5在进行按压的过程中不发生晃动，避免了发生晃动而导致键合发生偏移的情况；
然后通过液压缸19带动按压头20向下移动，同时带动载板21向下移动，当限位板26接触到按压槽30的上表面时，按压头20继续下降，从而带动复位柱22内的复位弹簧二23发生形变而具有弹力，进而使限位板26具有向下的压力，在按压头20与按压槽30上的硅片接触时，使复位弹簧二23具有足够的弹力通过限位板26对硅片周围进行位置限定和固定，当按压头20对硅片进行按压，并结合按压炉17的高温加热进行硅片的键合，键合完成后，液压缸19复位，从而使按压头20上升，进行通过复位柱22带动限位板26复位；
当按压完成后，通过动力槽31内的电动滑轨二32与电动滑块二33的配合使用带动推料板34将按压槽30内的键合硅片推出，进入传送装置37进行下一工序的加工；然后通过电磁铁一15、电磁铁二16的同性排斥使绝缘弹簧板13按压复位弹簧14，同时通过连杆11带动卡板10转动，进而使卡勾8与卡板10脱离；
最后通过电动滑轨7、电动滑块4的动力驱动下带动按压台5在限位块3、滑槽2的配合作用下移出按压炉17，便于进行下一次的硅片键合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种芯片加工用键合设备，包括安装台(1)，其特征在于：所述安装台(1)的内壁两侧均开设有滑槽(2)，所述安装台(1)两侧的所述滑槽(2)内分别滑动连接有限位块(3)、电动滑块(4)，所述限位块(3)、电动滑块(4)分别固定连接在按压台(5)的两侧中部，所述限位块(3)、电动滑块(4)分别贯穿并滑动连接有限位杆(6)、电动滑轨(7)，所述限位杆(6)、电动滑轨(7)固定连接在所述滑槽(2)内壁上，所述按压台(5)一侧固定连接有卡勾(8)，所述安装台(1)的一侧开设有卡槽(9)，所述卡槽(9)转动连接有与所述卡勾(8)相对应的卡板(10)，所述安装台(1)的上表面靠近卡板(10)的一侧固定连接有按压炉(17)。
2.根据权利要求1所述的一种芯片加工用键合设备，其特征在于：所述卡板(10)转动连接有连杆(11)，所述连杆(11)贯穿并滑动连接有绝缘筒(12)，所述绝缘筒(12)固定连接在所述安装台(1)的靠近所述卡槽(9)的一侧，所述连杆(11)远离所述卡板(10)的一端固定连接有绝缘弹簧板(13)，所述绝缘弹簧板(13)滑动连接在所述绝缘筒(12)的内壁上，所述绝缘弹簧板(13)的一侧固定连接有复位弹簧(14)，所述复位弹簧(14)远离所述绝缘弹簧板(13)的一侧固定连接在所述绝缘筒(12)的内壁上，所述复位弹簧(14)与所述连杆(11)同轴心，所述绝缘弹簧板(13)远离所述复位弹簧(14)的一侧固定连接有电磁铁一(15)，所述绝缘筒(12)的内壁远离所述复位弹簧(14)的一侧固定连接有电磁铁二(16)。
3.根据权利要求2所述的一种芯片加工用键合设备，其特征在于：所述按压炉(17)包括炉体(18)，所述炉体(18)的上表面中部固定连接有液压缸(19)，所述液压缸(19)的输出轴贯穿所述炉体(18)固定连接有按压头(20)，所述按压头(20)贯穿并固定连接有载板(21)，所述载板(21)与所述炉体(18)的内壁滑动连接，所述载板(21)的下表面两侧固定连接有复位柱(22)，所述复位柱(22)的内壁顶部固定连接有复位弹簧二(23)，所述复位弹簧二(23)的另一端固定连接有复位弹簧板二(24)，所述复位弹簧板二(24)的远离所述复位弹簧二(23)的一侧中部固定连接有导杆(25),所述导杆(25)贯穿并滑动连接有所述复位柱(22)，所述导杆(25)远离所述复位柱(22)的一端固定连接有限位板(26)。
4.根据权利要求3所述的一种芯片加工用键合设备，其特征在于：所述炉体(18)的内壁两侧开设有T形槽(27)，所述T形槽(27)的滑动连接有T形块(28)，所述T形块(28)的一侧与所述载板(21)的一侧固定连接。
5.根据权利要求3所述的一种芯片加工用键合设备，其特征在于：按压头(20)上设置加热装置及温度传感器。
6.根据权利要求3所述的一种芯片加工用键合设备，其特征在于：所述限位板(26)的上表面中部开设有按压通槽(29)，所述按压通槽(29)位于所述按压头(20)的正下方且所述按压通槽(29)的规格大于所述按压头(20)的规格。
7.根据权利要求1-6任一项所述的一种芯片加工用键合设备，其特征在于：所述按压台(5)的上表面开设有按压槽(30)，所述按压槽(30)的两侧均开设有动力槽(31)，所述动力槽(31)的内固定连接有电动滑轨二(32)，所述电动滑轨二(32)滑动连接有电动滑块二(33)，所述电动滑块二(33)的一侧固定连接有推料板(34),所述推料板(34)与所述按压槽(30)的底部滑动连接。
8.根据权利要求7所述的一种芯片加工用键合设备，其特征在于：所述炉体(18)的一侧中部开设有出料口(35)，所述出料口(35)固定连接有下料板(36)，所述下料板(36)与所述安装台(1)固定连接，所述下料板(36)远离所述炉体(18)的一端设置有传送装置(37),所述安装台(1)的远离所述绝缘筒(12)的一侧固定连接有操作台(38)，所述安装台(1)的下表面靠近所述操作台(38)的一端固定连接有控制器(39)。
9.根据权利要求2所述的一种芯片加工用键合设备，其特征在于：所述控制器(39)与所述操作台(38)电性连接，所述控制器(39)与所述电动滑块(4)、电动滑块二(33)、液压缸(19)、电磁铁一(15)、电磁铁二(16)、加热装置及温度传感器均电性连接。
10.一种键合工艺，其特征在于：该键合工艺由权利要求1-9任一所述的一种芯片加工用键合设备配合完成。
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