CN115692261A - 一种用于静电键合的自适应调平压力施加装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于静电键合技术领域,并具体公开了一种用于静电键合的自适应调平压力施加装置及方法。包括液压驱动机构、自适应调整机构、加压键合工艺机构、控制机构,液压驱动机构包括液压活塞杆;自适应调整机构包括径向约束模块和轴向约束模块,径向约束模块饶液压活塞杆轴向外周设置,轴向约束模块设于液压活塞杆末端;加压键合工艺机构包括工艺腔体以及上压板和下载物台,上压板与轴向约束模块活动连接,下载物台与上压板对应设置;控制机构根据键合压力控制所述液压活塞杆的进程,以使得上压板在自适应对准调平并压紧放置于下载物台上的试件。本发明可实现微米级的自适应对准调平,在静电键合过程中可以应用于硅片和玻璃的自适应对准调平压紧。
Description
技术领域
本发明属于静电键合技术领域,更具体地,涉及一种用于静电键合的自适应调平压力施加装置及方法。
背景技术
静电键合是将两基片硅片与高硼硅玻璃用力压紧,在加热条件下,硅片接电正极,高硼硅玻璃接电负极,在静电力作用下可以在不使用粘结剂的情况下将高硼硅玻璃与硅片静电键合在一起。在制作真空键合封装设备过程中遇到了基片高精度自适应对准的问题,同样压焊设备也涉及温度和压力同时施加的高精度对准问题,本发明我们以静电键合为例进行机械自适应对准技术的介绍。静电键合机进行静电键合的过程中,还需要施加温度,温度势必造成金属压力施加板的形变,这要求压力施加装置必须具有自适应调平功能;再者施加压力的上下压板具有良好的导热性能情况下还需具有一定刚度,迫切需要压力施加装置具有自适应调平功能,这增加了这种压力施加装置的设计难度。由于需要施加压力将平整度小于5微米的硅片和高硼硅玻璃压紧,传统的调平方式依据行程不同的情况在毫米或百微米量级不等,所以传统调平方式不适用于微米量级基片对准的情况。如不采用自适应调平压力施加方法,会使得压力施加不均匀,基片损坏或基片接触不良造成键合质量不均一的情况,影响基片键合的成品率和键合质量。目前,没有公开报道的微米量级自适应调平压力施加方法。
针对静电键合过程中遇到的微米量级均匀施加压力的问题,为了提高两压力施加板之间的对准精度、增加自适应调平的功能、提高压力施加的质量、以及更有效的扩展功能,迫切的需要发展全新的一种用于静电键合的自适应调平压力施加装置和方法。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求,本发明提供了一种用于静电键合的自适应调平压力施加装置及方法,其中结合静电键合试件自身的特征及其键合过程中的高精度工艺特点,相应设计了能自动调平的自适应调平压力施加装置,并对其关键组件如液压驱动机构、自适应调整机构、加压键合工艺机构以及控制机构的结构及其具体设置方式进行研究和设计,相应的可实现微米级的自适应对准调平,在静电键合过程中可以应用于硅片和玻璃的自适应对准调平压紧,精密使硅片和玻璃压合在一起而不损坏,因而尤其适用于硅片、晶圆等静电键合的应用场合。
为实现上述目的,按照本发明的一个方面,提出了一种用于静电键合的自适应调平压力施加装置,包括液压驱动机构、自适应调整机构、加压键合工艺机构以及控制机构,其中,
所述液压驱动机构包括液压活塞杆;
所述自适应调整机构包括径向约束模块和轴向约束模块,所述径向约束模块饶所述液压活塞杆轴向外周设置,所述轴向约束模块设于所述液压活塞杆末端;
所述加压键合工艺机构包括工艺腔体以及设于该工艺腔体内的上压板和下载物台,所述上压板与所述轴向约束模块活动连接,所述下载物台设于所述上压板底部,并与所述上压板对应设置;
所述控制机构根据键合压力控制所述液压活塞杆的进程,以使得所述上压板在指定温度范围内自适应对准调平并压紧放置于所述下载物台上的试件。
作为进一步优选的,所述径向约束模块包括机械对准支撑,该机械对准支撑固定设于所述工艺腔体上,且该机械对准支撑上设有容纳所述液压活塞杆穿过的第一通孔,所述第一通孔中还设有活塞杆约束块,该活塞杆约束块外侧壁与通孔活动连接,内侧壁与所述液压活塞杆固定连接;
优选的,所述径向约束模块还包括约束导向管,相应的,在所述工艺腔体上设有与所述约束导向管形状相适应的第二通孔,所述约束导向管穿过第二通孔与所述工艺腔体固定连接,且所述液压活塞杆活动穿过所述约束导向管。
作为进一步优选的,所述液压活塞杆底部固定设有压力连杆,所述压力连杆的底部设有第一曲面;
所述轴向约束模块包括圆头固件、圆头自适应组件以及凹型组件,所述圆头固件一端与所述压力连杆外壁固定连接,另一端与所述凹型组件连接,且所述圆头固件上还设有容纳所述圆头自适应组件的空腔,所述凹型组件顶面设有第二曲面,所述第一曲面与所述第二曲面的曲率与所述圆头自适应组件的外壁曲面一直,且所述圆头自适应组件与所述第一曲面与所述第二曲面均包络活动连接,以使得所述凹型组件在所述液压活塞杆的作用力下,其平面自适应调整。
作为进一步优选的,所述上压板上还设有多个压力传感器,用于监测上压板所受压力的分布情况。
作为进一步优选的,所述上压板上还设置有上加热组件以及与所述上加热组件连接的上温控模块;
所述下载物台上还设置有下加热组件以及与所述下加热组件连接的下温控模块;
所述上温控模块与所述下温控模块均与所述控制机构连接。
作为进一步优选的,所述上加热组件嵌设于所述上压板内设置;
所述下加热组件嵌设于所述下载物台内设置。
作为进一步优选的,所述工艺腔体还包括工艺腔盖。
按照本发明的另一个方面,还提供了一种用于静电键合的自适应调平压力施加装置的操作方法,包括以下步骤:
S1将试件装载于下载物台的指定位置;
S2控制机构控制液压活塞杆带动上压板向下运动,该过程中,径向约束模块限制所述液压活塞杆的径向运动,使得所述液压活塞杆仅沿轴向运动;
S3当所述上压板底面接触到试件上表面时,轴向约束模块实时自动调整所述上压板底面所在平面,使得所述上压板底面所在平面与所述液压活塞杆的轴线垂直,以对试件均匀施加压力;
S4控制机构继续控制所述液压活塞杆的进程,使得试件满足静电键合工艺要求。
作为进一步优选的,步骤S1中,若试件在键合过程中需加热,则在试件装载前,控制机构控制上加热组件将上压板加热至指定温度,同时,下加热组件将下载物台加热至指定温度,当上压板和下载物台的温度稳定后,将试件装载于下载物台的指定位置,或者,
在上压板和下载物台达到指定压力后,控制机构控制上加热组件将上压板加热至指定温度,下加热组件将下载物台加热至指定温度。
作为进一步优选的,步骤S3中,所述控制机构根据压力传感器的压力值调整所述液压活塞杆的进程速度,当同一时刻采集的压力值最大差值超多指定阈值时,减缓所述液压活塞杆的进程速度,使得轴向约束模块在当前压力作用下进一步自动调整所述上压板底面所在平面。
总体而言,通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比,主要具备以下的技术优点:
1.本发明对其关键组件如液压驱动机构、自适应调整机构、加压键合工艺机构以及控制机构的结构及其具体设置方式进行研究和设计,相应的可实现微米级的自适应对准调平,在静电键合过程中可以应用于硅片和玻璃的自适应对准调平压紧,精密使硅片和玻璃压合在一起而不损坏,因而尤其适用于硅片、晶圆等静电键合的应用场合。
2.本发明利用活塞杆约束块和约束导向套约束液压活塞杆和压力连杆,保证上压板运动方向稳定,做机械对准可实现毫米级对准;通过圆头自适应组件和凹型组件实现自适应调节,下载物台固定不动提供平面约束,圆头自适应组件可在凹型组件约束下小幅度(毫米级)自由转动,带动上压板可在约束内自适应活动以对准调平,通过上压板把压力施加在下载物台上,可保证压力均匀性;在进行如静电键合或其他晶圆键合时上压板和下载物台需加热,形变不可避免,圆头自适应组件和凹型组件的配合自由转动,可以实现微米量级自适应调平,补偿温度等形变带来的影响;使用密封波纹管解决了工艺腔体内真空下或工艺气体气氛下,施加压力过程密封问题。
3.本发明结构简单、操作方便,涉及机械自适应对准技术领域,适用于静电键合的自适应调平,也可以用于真空封装设备的自适应调平。
4.本发明可实现微米级的自适应对准调平,在静电键合过程中可以应用于硅片和玻璃的自适应对准调平压紧,精密使硅片和玻璃压合在一起而不损坏。
附图说明
图1是本发明优选实施例涉及的一种用于静电键合的自适应调平压力施加装置的结构示意图;
图2是本发明另一实施例涉及的一种用于静电键合的自适应调平压力施加装置的结构示意图。
在所有附图中,同样的附图标记表示相同的技术特征,具体为:01-液压机构,02-液压液进口,03-行程控制器,04-液压液出口,05-液压活塞杆,06-机械对准支撑,07-活塞杆约束块,08-压力连杆,09-密封波纹管,10-约束导向管,11-工艺腔盖,12-圆头固件,13-圆头自适应组件,14-凹型组件,15-上压板,16-下载物台,17-工艺腔体,18-压力传感器,19-上加热组件,20-下加热组件,21-压力控制模块,22-上温控模块,23-下温控模块。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。此外,下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
如图1所示,本发明实施例提供的一种用于静电键合的自适应调平压力施加装置,包括液压驱动机构、自适应调整机构、加压键合工艺机构以及控制机构,其中,所述液压驱动机构包括液压活塞杆05;所述自适应调整机构包括径向约束模块和轴向约束模块,所述径向约束模块饶所述液压活塞杆05轴向外周设置,所述轴向约束模块设于所述液压活塞杆05末端;所述加压键合工艺机构包括工艺腔体17以及设于该工艺腔体17内的上压板15和下载物台16,所述上压板15与所述轴向约束模块活动连接,所述下载物台16设于所述上压板15底部,并与所述上压板15对应设置;所述控制机构根据键合压力控制所述液压活塞杆05的进程,以使得所述上压板15在指定温度范围内自适应对准调平并压紧放置于所述下载物台16上的试件。
更具体的,所述径向约束模块包括机械对准支撑06,该机械对准支撑06固定设于所述工艺腔体17上,且该机械对准支撑06上设有容纳所述液压活塞杆05穿过的第一通孔,所述第一通孔中还设有活塞杆约束块07,该活塞杆约束块07外侧壁与通孔活动连接,内侧壁与所述液压活塞杆05固定连接。优选的,所述径向约束模块还包括约束导向管10,相应的,在所述工艺腔体17上设有与所述约束导向管10形状相适应的第二通孔,所述约束导向管10穿过第二通孔与所述工艺腔体17固定连接,且所述液压活塞杆05活动穿过所述约束导向管10。即本实施例中,利用活塞杆约束块07和约束导向套10起到约束液压活塞杆05和压力连杆08的机械约束作用,保证上压板15运动方向的稳定,用于上压板15与下载物台16之间的机械对准,实现毫米级对准,可实现一定的施加压力均匀,保证上压板和下载物台间一定的压力均匀性,活塞杆约束块可以是方形、多边形或其他形状约束形状。
在本发明的另一个实施例中,所述液压活塞杆05底部固定设有压力连杆08,所述压力连杆08的底部设有第一曲面;所述轴向约束模块包括圆头固件12、圆头自适应组件13以及凹型组件14,所述圆头固件12一端与所述压力连杆08外壁固定连接,另一端与所述凹型组件14连接,且所述圆头固件12上还设有容纳所述圆头自适应组件13的空腔,所述凹型组件14顶面设有第二曲面,所述第一曲面与所述第二曲面的曲率与所述圆头自适应组件13的外壁曲面一直,且所述圆头自适应组件13与所述第一曲面与所述第二曲面均包络活动连接,以使得所述凹型组件14在所述液压活塞杆05的作用力下,其平面自适应调整。该实施例中,轴向约束模块涉及到压紧过程的机械对准,即通过圆头自适应组件13和凹型组件14实现自适应调节,圆头自适应组件安装在凹型组件上,通过上压板15把压力施加在下载物台16上,下载物台固定不动提供平面约束,圆头自适应组件非刚性安装在凹型组件上,圆头自适应组件可在凹型组件约束下小幅度(毫米级)自由转动,带动上压板可在约束内自适应活动以对准调平,进行自适应调节上压板与下载物台的对准,可上压板行程短、位移量小,施加压力侧向分力小,可实现施加压力均匀,在保证压力均匀性的同时防止其基片被压碎。
作为本发明的优选实施例,液压活塞杆05的中心轴线、凹型组件的中心轴线以及上压板的中心轴线重合。圆头固件沿所述凹型组件的水平面中线布置,以此方式,使得上压板底面受力时,凹型组件自适应饶圆头固件转动,以使得压板的中心轴自动调整为与液压活塞杆05的中心轴线重合,保证试件键合过程中均匀受压。在上述实施例中,圆头固件为均匀、表面光滑的刚性硬质圆轴,相应的,圆头固件为弹性体,以保证上压板受力不均匀时,进一步提供上压板自适应调整的回位力。
进一步的,所述上压板15上还设置有上加热组件19以及与所述上加热组件19连接的上温控模块22;所述下载物台16上还设置有下加热组件20以及与所述下加热组件20连接的下温控模块23;所述上温控模块22与所述下温控模块23均与所述控制机构连接。所述上加热组件19嵌设于所述上压板15内设置;所述下加热组件20嵌设于所述下载物台16内设置。进行如静电键合或其他晶圆键合时上压板15和下载物台16需加热,形变不可避免,圆头自适应组件和凹型组件的配合自由转动,补偿温度等形变带来的影响,可以实现微米量级自适应调平,以便均匀施加压力。
在本发明的另一个实施例中,所述工艺腔体17还包括工艺腔盖11,工艺腔盖11上设有密封波纹管09,所述密封波纹管09套设在所述液压活塞杆05上,且密封波纹管09与所述液压活塞杆05和工艺腔盖11固定密封连接。在本发明实施例中,密封波纹管09的压缩弹性变形至少覆盖液压活塞杆05最大位移进程。以此方式,工艺腔体17在真空或工艺气体气氛下运行,在施加压力时压力连杆08需要运动,采用密封波纹管09固结在压力连杆和工艺腔盖11上,解决了工艺腔体内真空下或工艺气体气氛下,施加压力过程密封问题,保证施压过程气密性。
在本发明的另一个实施例中,液压机构01还包括液压液进口02、液压液出口04、形成控制器03、压力传感器18以及压力控制模块,其中,通过压力控制模块21控制液压机构01的液压液进口2和液压液出口4来控制液压活塞杆05施加在液压连杆上的压力大小,压力传感器18提供压力检测和反馈,以便精准控制上压板和下承载台之间的压力的大小。
在本发明的另一个实施例中,行程控制器03套在液压机构01液压缸体上,防止液压活塞杆超行程,对工艺腔体内的结构造成损坏。
作为本发明的优选实施例,下载物台上还设有可沿水平面调整的试件工装,以及设于工艺腔体内的视觉装置,该视觉装置用于识别试件工装的位姿,并将其识别的位姿信息发送给控制机构,控制机构控制工装运动以使得工装中心位置与上压板中心位置对准。
本发明装置的操作方法如下:
S1将试件装载于下载物台16的指定位置;若试件在键合过程中需加热,则在试件装载前,控制机构控制上加热组件19将上压板15加热至指定温度,同时,下加热组件20将下载物台16加热至指定温度,当上压板15和下载物台16的温度稳定后,将试件装载于下载物台16的指定位置。
或者,在上压板15和下载物台16达到指定压力后,控制机构控制上加热组件19将上压板15加热至指定温度,下加热组件20将下载物台16加热至指定温度。更具体的,可根据不同材料的键合工艺,在键合前加热上压板15和下载物台16、在键合过程中,根据压力值来加热上压板15和下载物台16,或者在键合完毕后加热。
S2控制机构控制液压活塞杆05带动上压板15向下运动,该过程中,径向约束模块限制所述液压活塞杆05的径向运动,使得所述液压活塞杆05仅沿轴向运动。
S3当所述上压板15底面接触到试件上表面时,轴向约束模块实时自动调整所述上压板15底面所在平面,使得所述上压板15底面所在平面与所述液压活塞杆05的轴线垂直,以对试件均匀施加压力;所述控制机构根据压力传感器的压力值调整所述液压活塞杆05的进程速度,当同一时刻采集的压力值最大差值超多指定阈值时,减缓所述液压活塞杆05的进程速度,使得轴向约束模块在当前压力作用下进一步自动调整所述上压板15底面所在平面,以补偿加热过程中形变变形。
S4控制机构继续控制所述液压活塞杆05的进程,使得试件满足静电键合工艺要求。
实施例1
本实施例提供的一种用于静电键合的自适应调平压力施加装置,其由液压机构01,液压液进口02,行程控制器03,液压液出口04,液压活塞杆03,自适应调平机构部分包括机械对准支撑06,活塞杆约束块07,压力连杆08,密封波纹管09,约束导向管10,工艺腔盖11,圆头固件12,圆头自适应组件13,凹型组件14,上压板15,内含加热结构,下载物台16,工艺腔体17,压力传感器18,上加热组件19,下加热组件20组成,应用到静电键合的自适应调平,也可以用于真空封装设备的自适应调平更具有实用性。其中,液压结构部分包括液压机构01,液压液进口02,行程控制器03,液压液出口04,液压活塞杆03,压力传感器18,通过控制液压液进口02和液压液出口04来控制液压活塞杆03上下运动,行程控制器03防止液压活塞杆超行程,行程控制器上刻有刻度表,液压机构01连接有压力传感器18通过压力控制模块21控制施加的压力大小;自适应调平机构部分包括机械对准支撑06,活塞杆约束块07,压力连杆08,密封波纹管09,约束导向管10,工艺腔盖11,圆头固件12,圆头自适应组件13,凹型组件14,上压板15内含上加热组件19,下载物台16内含下加热组件20,工艺腔体17,上加热组件19和下加热组件20分别通过上温控模块22和下温控模块控制23控制温度。
液压活塞杆05穿过活塞杆约束块07连接压力连杆08,压力连杆外套有约束导向套10,活塞杆约束块07和约束导向套10起到约束液压活塞杆和压力连杆的作用,保证上压板15运动方向稳定,做机械对准可实现毫米级对准,可实现一定的施加压力均匀,保证上压板和下载物台16间一定的压力均匀性,活塞杆约束块可以是方形、多边形或其他形状约束形状。
自适应调平机构部分,结合机械对准,通过圆头自适应组件13和凹型组件14实现自适应调节,圆头自适应组件安装在凹型组件上,通过上压板15把压力施加在下载物台16上,下载物台固定不动提供平面约束,圆头自适应组件非刚性安装在凹型组件上,圆头自适应组件可在凹型组件约束下小幅度毫米级自由转动,带动上压板可在约束内自适应活动以对准调平,进行自适应调节上压板与下载物台的对准,可上压板行程短、位移量小,施加压力侧向分力小,可实现施加压力均匀,在保证压力均匀性的同时防止其基片被压碎。
如图2所示,上压板15和下载物台16都含有温控组件,在进行如静电键合或其他晶圆键合时需加热,形变不可避免,圆头自适应组件和凹型组件的配合自由转动,可以实现微米量级自适应调平,补偿温度等形变带来的影响,均匀施加压力。压力连杆08在施加压力时需要运动,如工艺腔体17在真空或工艺气体气氛下运行,密封波纹管09上端固结在压力连杆上,下端安装在工艺腔盖11上,解决了工艺腔体内真空下或工艺气体气氛下,施加压力过程密封问题,保证施压过程气密性。压力传感器18提供压力反馈,通过压力控制模块21控制液压机构01的液压液进口2和液压液出口4来控制液压活塞杆05施加在液压连杆上的压力大小,精准控制上压板和下承载台之间的压力的大小。行程控制器03套在液压机构01液压缸体上,防止液压活塞杆超行程,对工艺腔体内的结构造成损坏。
本实施例装置的工作流程如下:
(a)机械对准:活塞杆约束块07和约束导向套10起到约束液压活塞杆05和压力连杆08的作用,保证上压板15运动方向稳定,通过压力控制模块21控制液压机构01的液压液进口2和液压液出口4来控制液压活塞杆05施加在液压连杆上的压力,压力传感器18提供压力反馈,精准控制上压板和下承载台之间的压力的大小;
(b)自适应对准:液压机构01保持压力,压力通过上压板15施加在下载物台16上,下载物台固定不动提供平面约束,圆头自适应组件13可在凹型组件14约束下小幅度自由转动,带动上压板可在约束内自适应活动以对准调平,进行自适应调节上压板与下载物台的对准,调整机械对准带来的误差;
(c)自适应调整:在进行如静电键合或其他晶圆键合时需加热,形变不可避免,液压机构01保持压力,上压板15和下载物台16都含有温控组件,温度变化带来的形变,圆头自适应组件13可在凹型组件14约束下抵消温度变化带来的形变,进行自适应调节上压板与下载物台的对准,可以实现微米量级自适应调平,调整温度变化带来的形变带来的误差,均匀施加压力。
实施例2
如图2所示,本实施例在实施例1的基础上需要增加包括:压力控制模块21进行压力控制,上温控模块22和下温控模块23进行上下压板的温度控制。
本领域的技术人员容易理解,以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于静电键合的自适应调平压力施加装置,其特征在于,包括液压驱动机构、自适应调整机构、加压键合工艺机构以及控制机构,其中,
所述液压驱动机构包括液压活塞杆(05);
所述自适应调整机构包括径向约束模块和轴向约束模块,所述径向约束模块饶所述液压活塞杆(05)轴向外周设置,所述轴向约束模块设于所述液压活塞杆(05)末端;
所述加压键合工艺机构包括工艺腔体(17)以及设于该工艺腔体(17)内的上压板(15)和下载物台(16),所述上压板(15)与所述轴向约束模块活动连接,所述下载物台(16)设于所述上压板(15)底部,并与所述上压板(15)对应设置;
所述控制机构根据键合压力控制所述液压活塞杆(05)的进程,以使得所述上压板(15)在指定温度范围内自适应对准调平并压紧放置于所述下载物台(16)上的试件。
2.根据权利要求1所述的一种用于静电键合的自适应调平压力施加装置,其特征在于,所述径向约束模块包括机械对准支撑(06),该机械对准支撑(06)固定设于所述工艺腔体(17)上,且该机械对准支撑(06)上设有容纳所述液压活塞杆(05)穿过的第一通孔,所述第一通孔中还设有活塞杆约束块(07),该活塞杆约束块(07)外侧壁与通孔活动连接,内侧壁与所述液压活塞杆(05)固定连接;
优选的,所述径向约束模块还包括约束导向管(10),相应的,在所述工艺腔体(17)上设有与所述约束导向管(10)形状相适应的第二通孔,所述约束导向管(10)穿过第二通孔与所述工艺腔体(17)固定连接,且所述液压活塞杆(05)活动穿过所述约束导向管(10)。
3.根据权利要求1所述的一种用于静电键合的自适应调平压力施加装置,其特征在于,所述液压活塞杆(05)底部固定设有压力连杆(08),所述压力连杆(08)的底部设有第一曲面;
所述轴向约束模块包括圆头固件(12)、圆头自适应组件(13)以及凹型组件(14),所述圆头固件(12)一端与所述压力连杆(08)外壁固定连接,另一端与所述凹型组件(14)连接,且所述圆头固件(12)上还设有容纳所述圆头自适应组件(13)的空腔,所述凹型组件(14)顶面设有第二曲面,所述第一曲面与所述第二曲面的曲率与所述圆头自适应组件(13)的外壁曲面一直,且所述圆头自适应组件(13)与所述第一曲面与所述第二曲面均包络活动连接,以使得所述凹型组件(14)在所述液压活塞杆(05)的作用力下,其平面自适应调整。
4.根据权利要求1所述的一种用于静电键合的自适应调平压力施加装置,其特征在于,所述上压板(15)上还设有多个压力传感器,用于监测上压板(15)所受压力的分布情况。
5.根据权利要求1所述的一种用于静电键合的自适应调平压力施加装置,其特征在于,所述上压板(15)上还设置有上加热组件(19)以及与所述上加热组件(19)连接的上温控模块(22);
所述下载物台(16)上还设置有下加热组件(20)以及与所述下加热组件(20)连接的下温控模块(23);
所述上温控模块(22)与所述下温控模块(23)均与所述控制机构连接。
6.根据权利要求5所述的一种用于静电键合的自适应调平压力施加装置,其特征在于,所述上加热组件(19)嵌设于所述上压板(15)内设置;
所述下加热组件(20)嵌设于所述下载物台(16)内设置。
7.根据权利要求1所述的一种用于静电键合的自适应调平压力施加装置,其特征在于,还包括密封波纹管(09),所述工艺腔体(17)还包括工艺腔盖(11),所述密封波纹管(09)一端固定套设在所述液压活塞杆(05)上,另一端与所述工艺腔盖(11)固定连接。
8.一种用于静电键合的自适应调平压力施加装置的操作方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1将试件装载于下载物台(16)的指定位置;
S2控制机构控制液压活塞杆(05)带动上压板(15)向下运动,该过程中,径向约束模块限制所述液压活塞杆(05)的径向运动,使得所述液压活塞杆(05)仅沿轴向运动;
S3当所述上压板(15)底面接触到试件上表面时,轴向约束模块实时自动调整所述上压板(15)底面所在平面,使得所述上压板(15)底面所在平面与所述液压活塞杆(05)的轴线垂直,以对试件均匀施加压力;
S4控制机构继续控制所述液压活塞杆(05)的进程,使得试件满足静电键合工艺要求。
9.根据权利要求8所述的操作方法,其特征在于,步骤S1中,若试件在键合过程中需加热,则在试件装载前,控制机构控制上加热组件(19)将上压板(15)加热至指定温度,同时,下加热组件(20)将下载物台(16)加热至指定温度,当上压板(15)和下载物台(16)的温度稳定后,将试件装载于下载物台(16)的指定位置,或者,
在步骤S3中,在上压板(15)和下载物台(16)达到指定压力后,控制机构控制上加热组件(19)将上压板(15)加热至指定温度,下加热组件(20)将下载物台(16)加热至指定温度。
10.根据权利要求9所述的操作方法,其特征在于,步骤S3中,所述控制机构根据压力传感器的压力值调整所述液压活塞杆(05)的进程速度,当同一时刻采集的压力值最大差值超多指定阈值时,减缓所述液压活塞杆(05)的进程速度,使得轴向约束模块在当前压力作用下进一步自动调整所述上压板(15)底面所在平面,以补偿加热过程中形变变形。
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