CN115364912B - 一种热塑性微流控芯片的键合装置以及键合方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种热塑性芯片的键合装置以及键合方法。其中的键合装置包括键合模块、储液模块以及废液回收模块，键合模块包括键合容器、上压板以及下基板，所述上压板以及所述下基板均设置在所述键合容器内，所述上压板以及所述下基板可沿竖向相对开合运动，待键合的芯片上板和待键合的芯片下板放入到所述上压板和所述下基板之间进行键合操作；所述储液模块包括存储有溶剂的溶剂储液容器以及存储有水溶液的水溶液储液容器，所述溶剂储液容器和所述水溶液储液容器均和所述键合容器连通；所述废液回收模块和所述键合容器连通。本发明可改善溶剂键合中由于溶剂残留而导致的微通道变形和尺寸损失的问题，进而提高热塑性芯片的键合质量。
Description
技术领域
本发明属于半导体技术领域，特别涉及一种热塑性芯片的键合装置以及键合方法。
背景技术
目前，微流体芯片广泛应用在分析化学、化学合成、生物学实验、药物开发以及生物医学诊断等领域。在微流控芯片的制造中，热塑性聚合物由于价格低廉、柔性、光学透明、化学惰性和生物相容性等优势，逐步替代硅和玻璃成为微流控芯片商业化的主流选择。
在热塑性芯片的制造中，热塑性基材上的微通道的密封方法有热压粘合、溶剂粘合、胶粘接键合、微波热键合、表面改性键合、超声波键合和激光键合等。在这些方法中，由于工艺简单，溶剂键合和热键合是最常用的方法。溶剂键合是使用的溶剂(例如乙醇、丙酮、乙睛、二甲亚砜、二氯甲烷和异丙醇的混合溶液等)暂时软化并溶解热塑性塑料的表面，并在施加适当压力后使其粘合。热压键合是将热塑性聚合物材料加热到接近其玻璃化转变温度，使其变软或熔化以形成键。
现有技术中，热压键合需要高能量，因为该过程包括加热到接近玻璃化转变温度(通常超过100℃)并伴有加压，这可能导致通道变形。目前，基于溶剂键合和热压键合的优缺点，已有一种溶剂辅助的热压键合方法，即先溶剂键合的方法形成预键合，再使用热压键合机或在烘箱里夹持施压的方式进行键合，该方法利用溶剂键合进行快速键合、热压键合加强键合强度，同时不需要单一热压键合那么高的温度，是一种相对低温、快速的键合技术。
在实现本发明的过程中，申请人发现现有技术中至少存在以下不足：
但上述方法中，溶剂键合环节中有机溶剂会残留在微流控芯片的通道中，在后续热压键合中受温度和压力作用下继续对热塑性材料起作用，进而会导致通道的变形、尺寸损失，影响键合的质量。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种热塑性芯片的键合装置以及键合方法，以解决溶剂键合中由于溶剂残留在微流控芯片的通道中，而导致的微通道变形和尺寸损失，影响键合的质量的技术问题。
本发明的技术方案为：
一方面，本发明提供了一种热塑性芯片的键合装置，所述键合装置包括：
键合模块，所述键合模块包括键合容器、上压板以及下基板，所述上压板以及所述下基板均设置在所述键合容器内，所述上压板以及所述下基板可沿竖向相对开合运动，待键合的芯片上板和待键合的芯片下板放入到所述上压板和所述下基板之间进行键合操作；
储液模块，所述储液模块包括存储有溶剂的溶剂储液容器以及存储有水溶液的水溶液储液容器，所述溶剂储液容器和所述水溶液储液容器均和所述键合容器连通；
废液回收模块，所述废液回收模块和所述键合容器连通。
一些实施例中，所述键合模块还包括加压推进装置以及压力传感器，所述加压推进装置具有沿竖向往返移动的输出部，所述上压板固定设置在所述加压推进装置的输出部上；
所述下基板固定设置在所述键合容器内的底部上，所述下基板位于所述上压板的正下方。
一些实施例中所述键合模块还包括压力传感器，所述压力传感器设置在所述加压推进装置的输出部上。
一些实施例中，所述键合模块还包括第一温度传感器、第一加热装置和第一温度控制器，所述第一温度传感器和所述第一加热装置均设置在所述键合容器内，所述第一温度控制器设置在所述键合容器外部，所述第一温度传感器、所述第一加热装置均和所述第一温度控制器连接。
一些实施例中，所述储液模块还包括第一溶剂阀、第一水溶液阀以及第一输送泵，所述第一输送泵具有第一输入端、第二输入端以及输出端，所述第一输送泵的第一输入端和所述溶剂储液容器连通，所述第一溶剂阀设置在所述第一输送泵的第一输入端和所述溶剂储液容器之间，所述第一输送泵的第二输入端和所述水溶液储液容器连通，所述第一水溶液阀设置在所述第一输送泵的第二输入端和所述水溶液储液容器之间，所述第一输送泵的输出端和所述键合容器连通。
一些实施例中，所述储液模块还包括第二温度传感器、第二加热装置和第二温度控制器，所述第二温度传感器和所述第二加热装置均设置在所述水溶液储液容器内，所述第二温度控制器设置在所述水溶液储液容器外部，所述第二温度传感器、所述第二加热装置均和所述第二温度控制器连接。
一些实施例中，所述废液回收模块包括溶剂废液容器、水溶液废液容器、第二输送泵、第二溶剂阀和第二水溶液阀，所述第二输送泵具有输入端、第一输出端以及第二输出端，所述第二输送泵的输入端和所述键合容器连通，所述第二输送泵的第一输出端和所述溶剂废液容器连通，所述第二溶剂阀设置在所述第二输送泵的第一输出端和所述溶剂废液容器之间，所述第二输送泵的第二输出端和所述水溶液废液容器连通，所述第二水溶液阀设置在所述第二输送泵的第二输出端和所述水溶液废液容器之间。
另一方面，本发明还提供了一种热塑性芯片的键合方法，所述键合方法是基于上述的键合装置进行的，所述键合方法包括：
将溶剂储液容器内的溶剂输送至所述键合容器中；
加热输送至所述键合容器中的溶剂至第一设定温度；
将待键合的芯片上板和待键合的芯片下板放入到上压板和下基板之间，并在加热至第一设定温度的溶剂中进行预键合，获得预键合体；
将获得预键合体后的所述键合容器中的溶剂排至所述废液回收模块；
将已预热到第二设定温度的水溶液储液容器中的水溶液输送至所述键合容器中；
保持所述键合容器中的水溶液至第二设定温度，所述预键合体在所述键合容器内的水溶液中进行水浴键合，获得键合体；
将所述键合容器内的水溶液排至所述废液回收模块。
进一步地，所述获得预键合体具体包括：
所述芯片上板和所述芯片下板浸没在溶剂中软化1～5min，所述溶剂的第一设定温度为常温；
在同样的溶剂温度下，向所述芯片上板施加0.5～5MPa的压力，维持压力0.5～1min。
进一步地，所述获得键合体具体包括：
将所述预键合体进行加压并浸没于所述键合容器1-1的水溶液中，所述键合容器1-1的水溶液的第二设定温度为40～80℃，所述加压的压力为0.5～5MPa，保持时间为5～30min。
本发明的有益效果至少包括：
本发明所提供的一种热塑性芯片的键合装置以及键合方法，先将待键合的芯片上板和待键合的芯片下板在含有溶剂的键合容器内通过溶剂键合，暂时软化并溶解热塑性芯片的表面，并施加适当压力后使其粘合，预键合后在含有水溶液的键合容器内通过水浴键合获得键合体，水浴环境使得待键合芯片受热更加均匀，有助于键合的均匀性，也可使得溶剂键合过程流入热塑性芯片微通道里的溶剂迅速被稀释，从而改善溶剂键合中由于溶剂残留而导致的微通道变形和尺寸损失的问题，进而提高热塑性芯片的键合质量。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实施例的一种热塑性芯片的键合装置的结构示意图；
图2为本实施例的热塑性芯片的键合方法的流程示意图。
具体实施方式
为了使本申请所属技术领域中的技术人员更清楚地理解本申请，下面结合附图，通过具体实施例对本申请技术方案作详细描述。
本实施例提供了一种热塑性芯片的键合装置以及键合方法，以解决溶剂键合中由于溶剂残留在微流控芯片的通道中，而导致的微通道变形和尺寸损失，影响键合的质量的技术问题。
图1为本实施例的一种热塑性芯片的键合装置的结构示意图，结合图1，本实施例的键合装置包括：键合模块1、储液模块2以及废液回收模块3。
结合图1，本实施例的键合模块1包括键合容器1-1、上压板1-4以及下基板1-5，上压板1-4以及下基板1-5均设置在键合容器1-1内，上压板1-4以及下基板1-5可沿竖向相对开合运动，待键合的芯片上板4和待键合的芯片下板5放入到上压板1-4和下基板1-5之间进行键合操作。
本实施例的键合容器1-1可以为顶部开口的容器，下基板1-5固定设置在键合容器1-1内的底部上，而下基板1-5位于上压板1-4的正下方，上压板1-4通过加压推进装置1-2可相对下基板1-5开合，加压推进装置1-2可以设置在键合容器1-1外侧，加压推进装置1-2具有沿竖向往返移动的输出部，上压板1-4固定设置在加压推进装置1-2的输出部上，通过加压推进装置1-2的输出部的移动，即可实现上压板1-4相对下基板1-5的开合。
进一步地，本实施例的加压推进装置1-2可以为具有直线往复运动的机构，例如油缸以及气缸等，本实施例对此不作限制。
结合图1，本实施例的键合模块1还包括压力传感器1-3，压力传感器1-3设置在加压推进装置1-2的输出部上，用于测试加压推进装置1-2的输出压力。
结合图1，本实施例的键合模块1还包括第一温度传感器1-6、第一加热装置1-7和第一温度控制器1-8，第一温度传感器1-6和第一加热装置1-7均设置在键合容器1-1内，第一温度控制器1-8设置在键合容器1-1外部，第一温度传感器1-6、第一加热装置1-7均和第一温度控制器1-8连接。
本实施例的第一温度传感器1-6用于测试键合容器1-1内的液体温度，第一加热装置1-7用于对键合容器1-1内的液体进行加热，第一温度控制器1-8用于根据第一温度传感器1-6获取的键合容器1-1内的液体温度，控制第一加热装置1-7，进而使键合容器1-1内的液体温度处于合适的设定范围。
本实施例中，第一加热装置1-7可以为加热丝或者加热管，本实施例对此不作限制。
结合图1，本实施例的储液模块2包括存储有溶剂的溶剂储液容器2-1以及存储有水溶液的水溶液储液容器2-2，溶剂储液容器2-1和水溶液储液容器2-2均和键合容器1-1连通。
本实施例的溶剂储液容器2-1以及水溶液储液容器2-2并列设置，二者均可以为顶部开口的容器。溶剂储液容器2-1以及水溶液储液容器2-2内的液体均可通过泵送的方式输入到键合容器1-1中，具体为：
结合图1，该储液模块2还包括第一溶剂阀2-3、第一水溶液阀2-4以及第一输送泵2-5，第一输送泵2-5具有第一输入端、第二输入端以及输出端，第一输送泵2-5的第一输入端和溶剂储液容器2-1连通，第一溶剂阀2-3设置在第一输送泵2-5的第一输入端和溶剂储液容器2-1之间，第一输送泵2-5的第二输入端和水溶液储液容器2-2连通，第一水溶液阀2-4设置在第一输送泵2-5的第二输入端和水溶液储液容器2-2之间，第一输送泵2-5的输出端和键合容器1-1连通，这样可通过控制第一溶剂阀2-3以及第一水溶液阀2-4的通断，实现一个输送泵将两个容器内的液体输送至键合容器1-1中。
当然，溶剂储液容器2-1以及水溶液储液容器2-2也均可配置一个输送泵，实现二者的液体向键合容器1-1的输送，本实施例对此不作限制。
结合图1，本实施例的储液模块2还包括第二温度传感器2-6、第二加热装置2-7和第二温度控制器2-8，第二温度传感器2-6和第二加热装置2-7均设置在水溶液储液容器2-2内，第二温度控制器2-8设置在水溶液储液容器2-2外部，第二温度传感器2-6、第二加热装置2-7均和第二温度控制器2-8连接。
本实施例的第二温度传感器1-6用于测试水溶液储液容器2-2内的水溶液的温度，第二加热装置2-7用于对水溶液储液容器2-2内的水溶液进行加热，第二温度控制器2-8用于根据第二温度传感器2-6获取的水溶液储液容器2-2内的水溶液温度，控制第二加热装置2-7，进而使水溶液储液容器2-2内的水溶液温度处于合适的设定范围。
同样，本实施例中的第二加热装置2-7可以为加热丝或者加热管，而第一温度传感器1-8以及第二温度控制器2-8也可集成在一个处理器中，本实施例对此不作限制。
结合图1，本实施例中的废液回收模块3和键合容器1-1连通，用于将键合容器1-1内反应后的液体排出回收，具体地：
结合图1，本实施例的废液回收模块3包括溶剂废液容器3-1、水溶液废液容器3-2、第二输送泵3-3、第二溶剂阀3-4和第二水溶液阀3-5，第二输送泵3-3具有输入端、第一输出端以及第二输出端，第二输送泵3-3的输入端和键合容器1-1连通，第二输送泵3-3的第一输出端和溶剂废液容器3-1连通，第二溶剂阀3-4设置在第二输送泵3-3的第一输出端和溶剂废液容器3-1之间，第二输送泵3-3的第二输出端和水溶液废液容器3-2连通，第二水溶液阀3-5设置在第二输送泵3-3的第二输出端和水溶液废液容器3-2之间。这样可通过控制第二溶剂阀3-4和第二水溶液阀3-5的通断，实现键合容器1-1内的不同时期反应的液体分别排至溶剂废液容器3-1或水溶液废液容器3-2中进行回收。
当然，溶剂废液容器3-1以及水溶液废液容器3-2也均可配置一个输送泵，实现键合容器1-1的液体向二者的分别输送，本实施例对此不作限制。
基于上述键合装置，本实施例还提供了一种热塑性芯片的键合方法。
图2为本实施例的热塑性芯片的键合方法的流程示意图，结合图2，本实施例的键合方法包括：
S1：将溶剂储液容器2-1内的溶剂输送至键合容器1-1中；
S2：加热输送至键合容器1-1中的溶剂至第一设定温度；
S3：将待键合的芯片上板4和待键合的芯片下板5放入到上压板1-4和下基板1-5之间，并在加热至第一设定温度的溶剂中进行预键合，获得预键合体；
S4：将获得预键合体后的键合容器1-1中的溶剂排至废液回收模块3；
S5：将已预热到第二设定温度的水溶液储液容器2-2中的水溶液输送至键合容器1-1中；
S6：保持键合容器1-1中的水溶液至第二设定温度，预键合体在键合容器1-1内的水溶液中进行水浴键合，获得键合体；
S7：将键合容器1-1内的水溶液排至废液回收模块3。
本实施例的S1具体包括：
打开第一溶剂阀2-3，关闭第一水溶液阀2-4，通过第一输送泵2-5将溶剂储液槽2-1的溶剂输送到键合容器1-1中。
本实施例的S2具体包括：
通过第一温度控制器1-8设定输送到键合容器1-1中的溶剂温度，利用第一加热装置1-7对键合容器1-1中的溶剂进行加热，并通过第一温度传感器1-6将键合容器1-1中的溶剂的实时温度反馈到第一温度控制器1-8，从而实现键合容器1-1中的溶剂的加热与实时温度显示，以确保键合容器1-1中的溶剂温度处于第一设定温度。
本实施例的第一设定温度为常温，可以设定为20°。
本实施例的S3具体包括：
键合容器1-1中的溶剂温度达到设定温度后，将待键合芯片的上板4和待键合芯片的下板5对准后放入下基板1-5上，浸没在溶剂中软化1～5min后，迅速通过加压推进装置1-2将上压板1-4与待键合芯片的上板4贴合，并加载0.5～5MPa的压力，通过压力传感器1-3反馈压力，维持压力0.5～1min，即可获得预键合体。
本实施例中，软化时间设置为1～5min的好处是使两块待键合的芯片表面产生充分液化溶解，预键合压力为0.5～5MPa，压力维持时间为0.5～1min的好处是使得两块待键合的芯片之间产生预键合，低于该范围带来的不利影响是预键合不彻底导致后续水浴键合中水进入热塑性芯片之间，高于该范围带来的不利影响是热塑性芯片表面溶剂未挥发完全前持续溶解热塑性芯片，增大热塑性芯片变形的风险。
本实施例的S4具体包括：
关闭第一温度控制器1-8，关闭二水溶液阀3-5，打开第二溶剂阀3-4，通过第二输送泵3-3将键合容器1-1中的溶剂输送至溶剂废液容器3-1中回收处理。
本实施例的S5具体包括：
将已预热到第二设定温度的水溶液储液容器2-2中的水溶液输送至键合容器1-1中，本实施例将水溶液储液容器2-2中的水溶液预热具体包括：通过第二温度控制器2-8设定水溶液储液容器2-2中的水溶液温度，利用第二加热装置2-7对水溶液储液容器2-2中的水溶液进行加热，并通过第二温度传感器2-6将水溶液储液容器2-2中的水溶液的实时温度反馈到第二温度控制器2-8，从而实现水溶液储液容器2-2中的水溶液加热与实时温度显示，以使水溶液储液容器2-2中的水溶液预热至第二设定温度，第二设定温度可以为40～80℃。
随后，将第一溶剂阀2-3关闭，第一水溶液阀2-4打开，并通过第一输送泵2-5将预热至第二设定温度的水传输到键合容器1-1中，同时将第一温度控制器1-8的温度设置到第二设定温度，继续通过第一加热管1-7和第一温度传感器1-6进行水溶液的加热和实时温度反馈，以保障位于键合容器1-1中的水溶液温度不变。
本实施例中，预先将溶液储液容器2-2中的水加热而不是将直接将键合容器1-1的水加热，可避免因水溶液从室温加热到第二设定温度耗时过长，实现预键合后直接进行第二设定温度的水溶液环境键合，提升键合效率。
本实施例的S6具体包括：通过加压推进装置1-2向上压板加载0.5～5MPa的压力，在0.5～5MPa压力下进行水浴键合，维持5～30min，即可获得键合体。
本实施例的S7具体包括：获得键合体后，关闭第一温度控制器1-8，关闭第二溶剂阀3-4，打开第二水溶液阀3-5，通过第二输送泵3-3将键合容器1-1里的水溶液传输到水溶液废液槽3-2，通过加压推进装置1-2将上压板1-4从待键合芯片的上板4上分离，取出键合完成的芯片。
本实施例中，键合容器1-1水的温度设定为40～80℃的好处是：在高温作用下，两块芯片接触面的大分子扩散运动会加剧，使得两块热塑性芯片的分子链更好的交联在一起，作用压力为0.5～5MPa的好处是在适当压力下，使得两块芯片的分子链更好的交联在一起，该温度和压力能够避免热塑性芯片在键合过程中通道变形。
上述实施例中，芯片即上板4以及下基板5的材质包括聚乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚碳酸酯和聚丙烯中的任意一种或几种。当然，热塑性芯片的材质可采用上述现有材料，也可采用其他材料，而水溶液可以为纯水、去离子水和蒸馏水中的任意一种，而芯片的形状包括圆柱体、长方体和正方体中的任意一种。
另外，本实施例的两块芯片的材质相同或不同。
进一步地，本实施例中，键合体反应时，键合容器1-1里的水溶液的温度需大于或等于两块芯片的玻璃化转变温度中的最低温度，可避免在水浴键合中，由于温度超过热塑性芯片的玻璃化转变温度导致的热塑性芯片受压后通道变形。
实施例：
一种热塑性芯片的键合方法，包括：
1、预键合：将长方体状的芯片一和芯片二浸没在溶剂中软化1～5min；将芯片一和芯片二贴合并垂直于贴合面施加0.5～5MPa压力，维持压力0.5～1min，获得预键合体，其中，溶剂具体采用乙醇，溶剂温度为60℃；
2、在40～80℃的纯水中，在0.5～5MPa压力下对预键合体进行水浴键合，维持5～30min，获得键合体；
3、水浴键合完成后，将键合体取出，得到键合后的热塑性芯片。
基于上述制备方法，本发明提供2个典型的实施例，各实施例的工艺参数如表1所示。
表1实施例1、2的工艺参数
对比例
一种热塑性芯片的键合方法，包括：
1、预键合：将长方体状的芯片一和芯片二浸没在溶剂中软化1～5min，并施加0.5～5MPa压力，维持压力0.5～1min，其中，溶剂具体采用乙醇，溶剂温度为60℃，获得预键合体；
2、将获得的预键合体置于40～80℃的烘箱内，在0.5～5MPa压力下进行键合，维持5～30min，获得键合体；
3、键合完成后，将键合体取出，得到键合后的热塑性芯片。
基于上述制备方法，本发明提供2个对比例，各对比例的工艺参数如表2所示。
表2对比例1、2的工艺参数
表1、2中，芯片一材质和芯片二材质分别指的是热塑性芯片一材质和热塑性芯片二材质，各实施例和对比例的芯片一和芯片二均为PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)材质。
相关实验：
将实施例1、2和对比例1、2制得的热塑性芯片进行性能检测，测试结果如表3所示。
相关测试方法：
通道变形率的测试方法为：键合前通过显微镜等仪器测量两块热塑性芯片上通道的尺寸，根据测量尺寸计算通道的容量S0；键合后通过注射泵将有色溶液注入制得的热塑性芯片，测量热塑性芯片注满有色液体所用的液体容量S1；通道变形为
芯片尺寸变形率的测试方法为：键合前和键合后都通过显微镜等仪器测量两块热塑性芯片上通道的尺寸，分别为L0和L1；尺寸变形为
表3实施例1、2和对比例1、2制得的热塑性芯片性能检测结果
| 通道变形率 | 芯片尺寸变形率 | |
| 实施例1 | 9.15％ | 8.2％ |
| 实施例2 | 6.88％ | 6.4％ |
| 对比例1 | 14.8％ | 15.6％ |
| 对比例2 | 10.2％ | 11.3％ |
从表1-3可以得出，实施例1和2采用本发明一种热塑性芯片的键合方法，能够有效改善溶剂键合中由于溶剂残留而导致的微通道变形和尺寸损失的问题，进而提高热塑性芯片的键合质量。
对比例1的键合方法与本发明不同，对比例1的键合方法不采用水浴键合，采用的是在烘箱中键合，其余工艺及各工艺参数均与实施例1相同，制得的热塑性芯片的通道变形率和芯片尺寸变形率显著高于实施例1，这说明本发明的水浴键合方式能够有效降低热塑性芯片的通道变形率和尺寸损失率。
比例2的键合方法与本发明不同，对比例2的键合方法不采用水浴键合，采用的是在烘箱中键合，其余工艺及各工艺参数均与实施例2相同，制得的热塑性芯片的通道变形率和芯片尺寸变形率显著高于实施例2，这说明本发明的水浴键合方式能够有效降低热塑性芯片的通道变形率和尺寸损失率。
由上述实验可知，实施例1和2所制得的热塑性芯片，能够有效改善溶剂键合中由于溶剂残留而导致的微通道变形和尺寸损失的问题，进而提高热塑性芯片的键合质量。
综上所述，本实施例所提供的一种热塑性芯片的键合装置以及键合方法，先将待键合的芯片上板和待键合的芯片下板在含有溶剂的键合容器内通过溶剂键合，暂时软化并溶解热塑性芯片的表面，并施加适当压力后使其粘合，预键合后在含有水溶液的键合容器内通过水浴键合获得键合体，水浴环境使得待键合芯片受热更加均匀，有助于键合的均匀性，也可使得溶剂键合过程流入热塑性芯片微通道里的溶剂迅速被稀释，从而改善溶剂键合中由于溶剂残留而导致的微通道变形和尺寸损失的问题，进而提高热塑性芯片的键合质量。
尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (8)
1.一种热塑性芯片的键合方法，其特征在于，所述键合方法是基于键合装置进行的，所述键合装置包括：
键合模块（1），所述键合模块（1）包括键合容器（1-1）、上压板（1-4）以及下基板（1-5），所述上压板（1-4）以及所述下基板（1-5）均设置在所述键合容器（1-1）内，所述上压板（1-4）以及所述下基板（1-5）可沿竖向相对开合运动，待键合的芯片上板（4）和待键合的芯片下板（5）放入到所述上压板（1-4）和所述下基板（1-5）之间进行键合操作；
储液模块（2），所述储液模块（2）包括存储有溶剂的溶剂储液容器（2-1）以及存储有水溶液的水溶液储液容器（2-2），所述溶剂储液容器（2-1）和所述水溶液储液容器（2-2）均和所述键合容器（1-1）连通；
废液回收模块（3），所述废液回收模块（3）和所述键合容器（1-1）连通；所述键合方法包括：
将溶剂储液容器（2-1）内的溶剂输送至所述键合容器（1-1）中；
加热输送至所述键合容器（1-1）中的溶剂至第一设定温度；
将待键合的芯片上板（4）和待键合的芯片下板（5）放入到上压板（1-4）和下基板（1-5）之间，并在加热至第一设定温度的溶剂中进行预键合，获得预键合体；
将获得预键合体后的所述键合容器（1-1）中的溶剂排至所述废液回收模块（3）；
将已预热到第二设定温度的水溶液储液容器（2-2）中的水溶液输送至所述键合容器（1-1）中；
保持所述键合容器（1-1）中的水溶液至第二设定温度，所述预键合体在所述键合容器（1-1）内的水溶液中进行水浴键合，获得键合体；
将所述键合容器（1-1）内的水溶液排至所述废液回收模块（3）；
所述获得预键合体具体包括：
所述芯片上板（4）和所述芯片下板（5）浸没在溶剂中软化1～5min，所述溶剂的第一设定温度为常温；
在同样的溶剂温度下，向所述芯片上板施加0.5～5MPa的压力，维持压力0.5～1min，维持压力0.5～1min。
2.根据权利要求1所述的热塑性芯片的键合方法，其特征在于，所述键合模块（1）还包括加压推进装置（1-2）以及压力传感器（1-3），所述加压推进装置（1-2）具有沿竖向往返移动的输出部，所述上压板（1-4）固定设置在所述加压推进装置（1-2）的输出部上；
所述下基板（1-5）固定设置在所述键合容器（1-1）内的底部上，所述下基板（1-5）位于所述上压板（1-4）的正下方。
3.根据权利要求2所述的热塑性芯片的键合方法，其特征在于，所述键合模块（1）还包括压力传感器（1-3），所述压力传感器（1-3）设置在所述加压推进装置（1-2）的输出部上。
4.根据权利要求1所述的热塑性芯片的键合方法，其特征在于，所述键合模块还包括第一温度传感器（1-6）、第一加热装置（1-7）和第一温度控制器（1-8），所述第一温度传感器（1-6）和所述第一加热装置（1-7）均设置在所述键合容器（1-1）内，所述第一温度控制器（1-8）设置在所述键合容器（1-1）外部，所述第一温度传感器（1-6）、所述第一加热装置（1-7）均和所述第一温度控制器（1-8）连接。
5.根据权利要求1所述的热塑性芯片的键合方法，其特征在于，所述储液模块（2）还包括第一溶剂阀（2-3）、第一水溶液阀（2-4）以及第一输送泵（2-5），所述第一输送泵（2-5）具有第一输入端、第二输入端以及输出端，所述第一输送泵（2-5）的第一输入端和所述溶剂储液容器（2-1）连通，所述第一溶剂阀（2-3）设置在所述第一输送泵（2-5）的第一输入端和所述溶剂储液容器（2-1）之间，所述第一输送泵（2-5）的第二输入端和所述水溶液储液容器（2-2）连通，所述第一水溶液阀（2-4）设置在所述第一输送泵（2-5）的第二输入端和所述水溶液储液容器（2-2）之间，所述第一输送泵（2-5）的输出端和所述键合容器（1-1）连通。
6.根据权利要求1所述的热塑性芯片的键合方法，其特征在于，所述储液模块（2）还包括第二温度传感器（2-6）、第二加热装置（2-7）和第二温度控制器（2-8），所述第二温度传感器（2-6）和所述第二加热装置（2-7）均设置在所述水溶液储液容器（2-2）内，所述第二温度控制器（2-8）设置在所述水溶液储液容器（2-2）外部，所述第二温度传感器（2-6）、所述第二加热装置（2-7）均和所述第二温度控制器（2-8）连接。
7.根据权利要求1所述的热塑性芯片的键合方法，其特征在于，所述废液回收模块（3）包括溶剂废液容器（3-1）、水溶液废液容器（3-2）、第二输送泵（3-3）、第二溶剂阀（3-4）和第二水溶液阀（3-5），所述第二输送泵（3-3）具有输入端、第一输出端以及第二输出端，所述第二输送泵（3-3）的输入端和所述键合容器（1-1）连通，所述第二输送泵（3-3）的第一输出端和所述溶剂废液容器（3-1）连通，所述第二溶剂阀（3-4）设置在所述第二输送泵（3-3）的第一输出端和所述溶剂废液容器（3-1）之间，所述第二输送泵（3-3）的第二输出端和所述水溶液废液容器（3-2）连通，所述第二水溶液阀（3-5）设置在所述第二输送泵（3-3）的第二输出端和所述水溶液废液容器（3-2）之间。
8.根据权利要求1所述的热塑性芯片的键合方法，其特征在于，所述获得键合体具体包括：
将所述预键合体进行加压并浸没于所述键合容器（1-1）的水溶液中，所述键合容器（1-1）的水溶液的第二设定温度为40～80℃，所述加压的压力为0.5～5Mpa，保持时间为5～30min。
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