CN219291870U - 一种填胶装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种填胶装置,包括密封主体、密封盖、第一导管、第二导管、第一真空泵、第二真空泵、样品台组件和样品容器,密封盖与密封主体密封连接,以对密封主体的中空腔体进行密封,第一导管连通中空腔体与第一真空泵,第一导管上设置有胶体容器和第一阀门,第一真空泵用于在胶体容器内形成负压,第二导管连通中空腔体与第二真空泵,样品台组件包括位于中空腔体内部的样品载台,样品载台用于承载样品容器,样品容器用于容纳待填胶样品,样品载台位于第一导管下方。本实用新型实施例提供的填胶装置,实现了在真空环境中对待填胶样品的填胶操作,有效的排除了胶体内的空气和气泡,并利用外界大气压,实现密实填胶。
Description
技术领域
本实用新型涉及半导体技术领域,尤其涉及一种填胶装置。
背景技术
随着半导体芯片生产、封装技术越来越先进,半导体器件表征和失效分析领域所面临的挑战越来越大。
对于先进制程的半导体器件中纳米结构的表征和失效分析,聚焦离子束(FocusedIon Beam,FIB)和电子显微镜因其高空间分辨率扮演着越来越重要的角色。但是鉴于半导体器件架构越来越复杂,半导体器件结构的尺寸越来越小,存在各种各样的技术瓶颈,其中,中空(空心)纳米器件的电镜表征和失效分析的样品制备存在很大的挑战。例如,先进制程中刻蚀工艺后形成的高深宽比的纳米尺寸通孔、接触孔、沟槽等工艺结构,这些纳米尺寸的纳米结构的精确表征和分析是半导体制造和封装工艺如刻蚀、清洗、超薄镀膜工艺等工艺研发、工艺调整、制造设备研发、认证不可或缺的环节。但是由于这些器件结构是中空的,在聚焦离子束(Focused Ion Beam,FIB)进行制样时会产生严重的水帘效应、结构损坏和变形、沿侧壁反沉积等问题,这类由FIB导致的结构损伤和反沉积造成的异物层,会导致器件精确表征和分析难以实现。
因此,在FIB进行制样之前,需要将这些中空结构用胶体填充严实,常规填胶通常在常压中进行,或者先在常压下填胶,然后通过抽真空以期达到有效填充的目的。这种填胶技术可以适用于大开口(微米级)和小的深宽比的中空结构,但是对于纳米尺寸的开口、高深宽比、复杂(如MEMS的多中空腔体,多转角)的中空结构来说,存在填充不密实、出现空洞和气泡的问题。
例如,图1-图3为相关技术中中空结构在填胶后的结构示意图,如图1-图3所示,填充在中空结构10’中的胶体30’存在空洞11’。
而即使是纳米尺寸的空洞都会带来FIB制样时的水帘效应、样品离子切割中出现空洞扩大、周边结构损伤、变形和反沉积等诸多问题,从而导致待测结构表征和失效分析的失败。
实用新型内容
本实用新型提供了一种填胶装置,以解决胶体填充不密实、出现空洞和气泡的问题。
本实用新型提供了一种填胶装置,包括密封主体、密封盖、第一导管、第二导管、第一真空泵、第二真空泵、样品台组件和样品容器;
所述密封主体具有中空腔体,所述密封盖与所述密封主体密封连接,以密封所述中空腔体;
所述第一导管的一端与所述中空腔体连通,所述第一导管的另一端与所述第一真空泵连接,所述第一导管上设置有胶体容器和第一阀门;所述胶体容器用于容纳胶体;所述第一阀门用于控制所述胶体容器和所述中空腔体之间的连通和关断;所述第一真空泵用于在所述胶体容器内形成负压;
所述第二导管的一端与所述中空腔体连通,所述第二导管的另一端与所述第二真空泵连接,所述第二真空泵用于在所述中空腔体内形成负压;
所述样品台组件包括位于所述中空腔体内部的样品载台,所述样品载台用于承载所述样品容器,所述样品容器用于容纳待填胶样品,所述样品载台位于所述第一导管下方。
可选的,所述样品载台上设置有凹槽结构,所述凹槽结构用于固定所述样品容器。
可选的,所述样品台组件还包括旋转结构;
所述旋转结构与所述样品载台连接,用于带动所述样品载台水平转动。
可选的,所述样品台组件还包括高度调节结构;
所述高度调节结构与所述样品载台连接,用于带动所述样品载台沿竖直方向运动。
可选的,所述样品载台上设置有加热组件,所述加热组件用于加热所述待填胶样品。
可选的,所述样品载台背离所述样品容器的一侧设置有隔热结构。
可选的,所述填胶装置还包括第一泄压阀门,所述第一泄压阀门用于对所述胶体容器进行泄压;
和/或,
所述填胶装置还包括第二泄压阀门,所述第二泄压阀门用于对所述中空腔体进行泄压。
可选的,所述第一导管上设置有第一真空阀门,所述第一真空阀门用于控制所述胶体容器和所述第一真空泵之间连通或关断;
和/或,
所述第二导管上设置有第二真空阀门,所述第二真空阀门用于控制所述中空腔体和所述第二真空泵之间连通或关断。
可选的,所述第一导管上设置有第一多孔过滤器;
和/或,
所述第二导管上设置有第二多孔过滤器。
可选的,所述第一导管包括第一导管分部和第二导管分部,所述第一导管分部和所述第二导管分部之间通过第一软管连接;
和/或,
所述第二导管包括第三导管分部和第四导管分部,所述第三导管分部和所述第四导管分部之间通过第二软管连接。
本实用新型实施例提供的填胶装置,设置有具有中空腔体的密封主体、与密封主体密封连接的密封盖、连通中空腔体与第一真空泵的第一导管、连通中空腔体与第二真空泵的第二导管和样品台组件,通过在第一导管上设置容纳胶体的胶体容器和第一阀门,第一阀门用于控制胶体容器和中空腔体之间的连通和关断,并设置样品台组件包括位于中空腔体内部用于承载样品容器的样品载台,样品容器用于容纳待填胶样品,样品载台位于第一导管下方,以实现在真空环境中对待填胶样品的填胶操作,有效的排除了胶体内的空气和气泡,并利用外界大气压,实现密实填胶,从而解决了相关填胶技术带来的填充不完整和气泡问题,避免造成FIB制样时样品局部破损、结构变形和反沉积等问题。
应当理解,本部分所描述的内容并非旨在标识本实用新型的实施例的关键或重要特征,也不用于限制本实用新型的范围。本实用新型的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例,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-图3为相关技术中中空结构在填胶后的结构示意图;
图4为本实用新型实施例提供的一种填胶装置的结构示意图;
图5为本实用新型实施例提供的一种填胶装置的局部结构示意图;
图6为本实用新型实施例提供的一种样品台组件的结构示意图;
图7为本实用新型实施例提供的一种密封主体的结构示意图;
图8-图11为本实用新型实施例提供的一种待填胶样品的中空结构在填胶后的结构示意图;
图12为本实用新型实施例提供的另一种填胶装置的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案,下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型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实用新型一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,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,都应当属于本实用新型保护的范围。
需要说明的是,本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
图4为本实用新型实施例提供的一种填胶装置的结构示意图,图5为本实用新型实施例提供的一种填胶装置的局部结构示意图,图6为本实用新型实施例提供的一种样品台组件的结构示意图,图7为本实用新型实施例提供的一种密封主体的结构示意图,如图4-图7所示,本实用新型实施例提供的填胶装置包括密封主体20、密封盖21、第一导管22、第二导管23、第一真空泵24、第二真空泵25、样品台组件26和样品容器27。密封主体20具有中空腔体201,密封盖21与密封主体20密封连接,以密封中空腔体201。第一导管22的一端与中空腔体201连通,第一导管22的另一端与第一真空泵24连接,第一导管22上设置有胶体容器28和第一阀门29,胶体容器28用于容纳胶体30,第一阀门29用于控制胶体容器28和中空腔体201之间的连通和关断,第一真空泵24用于在胶体容器28内形成负压。第二导管23的一端与中空腔体201连通,第二导管23的另一端与第二真空泵25连接,第二真空泵25用于在中空腔体201内形成负压。样品台组件26包括位于中空腔体201内部的样品载台261,样品载台261用于承载样品容器27,样品容器27用于容纳待填胶样品31,样品载台261位于第一导管22下方。
具体的,如图4-图7所示,密封主体20内具有中空腔体201,中空腔体201用于容纳样品载台261、样品容器27和待填胶样品31。
其中,待填胶样品31可以包括具有中空结构的半导体器件,中空结构可以包括开口、通孔、接触孔、沟槽、空腔等结构,但并不局限于此。
继续参考图4-图7,中空腔体201具有开口,装有待填胶样品31的样品容器27可通过开口放置于中空腔体201中的样品载台261上。
密封主体20密封连接有密封盖21,密封盖21用于将中空腔体201的开口进行密封,以使中空腔体201内形成密封空间。
示例性的,如图4和图5所示,密封盖21包括盖板211,盖板211下方设置有向下凸出的密封结构212,盖板211与密封主体20压合以使密封结构212与中空腔体201的内壁卡合,同时,盖板211与中空腔体201的开口上表面贴合,以实现中空腔体201的密封。
进一步地,还可以在密封结构212的外侧,和/或,盖板211的下表面设置密封圈,以进一步提高中空腔体201的密封性。
需要说明的是,密封盖21的材质可以采用耐腐蚀的金属材料,例如不锈钢等,也可采用耐腐蚀的玻璃材料,以避免胶体30挥发对密封盖21造成腐蚀损坏而影响密封性能。
继续参考图4和图5,中空腔体201连通有第一导管22,第一导管22上连接有容纳胶体30的胶体容器28。
其中,胶体30为填充待填胶样品31内中空结构的填充材料,通过将待填胶样品31的中空结构用胶体30填充严实,可以解决在聚焦离子束(Focused Ion Beam,FIB)进行制样时产生的水帘效应、结构损坏和变形、沿侧壁反沉积等问题,有利于器件的精确表征和分析。
可选的,胶体30可以包括各类碳基聚合物胶,以更有利于改善在FIB制样时产生的水帘效应、结构损坏和变形、沿侧壁反沉积等问题,从而有助于器件的精确表征和分析。
可选的,胶体容器28采用玻璃容器,一方面,可以从外部观察到胶体容器28内的胶体30的液位,有助于及时对胶体30进行装填;另一方面,玻璃容器具有耐腐蚀的特性,从而可以避免胶体30对胶体容器28造成腐蚀损坏而导致胶体30泄漏。
此外,胶体容器28的形状可以采用球形,其直径大于第一导管22的直径,以便于装填更多的胶体30,但并不局限于此。
在其他实施例中,胶体容器28也可采用立方体或其他形状,本实用新型实施例对此不做具体限定。
继续参考图4和图5,第一导管22远离中空腔体201的一端与第一真空泵24连接,第一真空泵24用于对胶体容器28内部进行抽真空,以在胶体容器28内形成负压,使胶体容器28内形成真空环境。其中,通过第一真空泵24对胶体容器28进行抽真空,可以排除液态的胶体30内的空气和气泡,从而有助于减少待填胶样品31在填胶时引入的小气泡。
可选的,第一导管22可以固定连接在密封盖21上,例如,如图4和图5所示,在密封盖21上设置与第一导管22直径相匹配的开口,第一导管22的一端穿过密封盖21上的开口与中空腔体201实现连通,其中,第一导管22与密封盖21上的开口之间需要密封固定,以保证中空腔体201的密封性。
在其他实施例中,第一导管22也可以固定在其他位置上,例如,第一导管22还可以固定在密封主体20上,即,在密封主体20上设置与第一导管22直径相匹配的开口,第一导管22的一端穿过密封主体20上的开口与中空腔体201实现连通,其中,第一导管22与密封主体20上的开口之间需要密封固定,以保证中空腔体201的密封性,但并不局限于此。
需要说明的是,第一导管22的材质可采用耐腐蚀的玻璃材料,也可以采用耐腐蚀的金属材料,例如不锈钢等,以避免胶体30挥发对第一导管22造成腐蚀损坏而影响密封性能。
继续参考图4和图5,中空腔体201还连通有第二导管23,第二导管23远离中空腔体201的一端与第二真空泵25连接,第二真空泵25用于对中空腔体201进行抽真空,以在中空腔体201内形成负压,使中空腔体201内为真空环境。
可选的,第二导管23可以固定连接在密封盖21上,例如,如图4和图5所示,在密封盖21上设置与第二导管23直径相匹配的开口,第二导管23的一端穿过密封盖21上的开口与中空腔体201实现连通,其中,第二导管23与密封盖21上的开口之间需要密封固定,以保证中空腔体201的密封性。
在其他实施例中,第二导管23也可以固定在其他位置上,例如,第二导管23还可以固定在密封主体20上,即,在密封主体20上设置与第二导管23直径相匹配的开口,第二导管23的一端穿过密封主体20上的开口与中空腔体201实现连通,其中,第二导管23与密封主体20上的开口之间需要密封固定,以保证中空腔体201的密封性,但并不局限于此。
可以理解的是,仅需保证第二导管23的一端与中空腔体201连通,实现第二真空泵25通过第二导管23对中空腔体201进行抽真空即可,本实用新型实施例对第二导管23的固定位置不做具体限定。
需要说明的是,第二导管23的材质可采用耐腐蚀的玻璃材料,也可以采用耐腐蚀的金属材料,例如不锈钢等,以避免胶体30挥发对第二导管23造成腐蚀损坏而影响密封性能。
继续参考图4-图7,样品台组件26的样品载台261位于第一导管22下方,可将装填有待填胶样品31的样品容器27放置于样品载台261的上表面。在胶体容器28靠近中空腔体201一侧的第一导管22上还设置有第一阀门29,第一阀门29用于控制胶体容器28和中空腔体201之间的连通和关断。当第一阀门29关闭时,胶体容器28和中空腔体201之间关断,此时,胶体容器28中的胶体30无法经第一导管22进入中空腔体201中;当第一阀门29打开时,胶体容器28和中空腔体201之间连通,胶体容器28中的胶体30可以经第一导管22滴落至装填有待填胶样品31的样品容器27中,以实现待填胶样品31与胶体30的接触。
其中,第一阀门29可以采用双向阀门,以便当中空腔体201达到合适的真空后打开,在真空下将液态的胶体30灌入待填胶样品31中的中空结构内,但并不局限于此。
继续参考图4和图5,可选的,第一导管22与密封盖21可移动连接,即,在密封盖21上设置与第一导管22直径相匹配的开口,第一导管22的一端穿过密封盖21上的开口与中空腔体201实现连通,其中,第一导管22还可以在密封盖21的开口上上下移动,以调节第一导管22下端与装填有待填胶样品31的样品容器27之间的距离,使得第一导管22下端可以调整为近距离接近待填胶样品31的表面,从而保证胶体30能够滴落至待填胶样品31上。同时,第一导管22与密封盖21上的开口之间密封连接,以保证第一导管22在上下移动时不会影响中空腔体201的密封性。
可选的,可以手动移动第一导管22以调节第一导管22下端与装填有待填胶样品31的样品容器27之间的距离,在一些实施例中,还可以将第一导管22延伸至密封主体20外部的一端与电机模块进行连接,以通过电机控制第一导管22的移动,从而实现自动化操作,本实用新型实施例对此不做具体限定。
需要说明的是,样品容器27的材质可采用耐腐蚀的玻璃材料,也可以采用耐腐蚀的金属材料,例如不锈钢等,以避免胶体30对样品容器27造成腐蚀损坏而导致胶体30泄漏。
本实用新型实施例提供的填胶装置的工作原理和工作过程可以包括:
将装有待填胶样品31的样品容器27放置在中空腔体201内的样品载台261上。
将密封盖21与密封主体20密封连接,以对中空腔体201进行密封。
在密封盖21与密封主体20密封连接之后,可以调节第一导管22下端与装填有待填胶样品31的样品容器27之间的距离,使得第一导管22下端可以调整为近距离接近待填胶样品31的表面,从而保证胶体30能够滴落至待填胶样品31上。
通过第一真空泵24对胶体容器28进行抽真空,使胶体容器28内形成负压,以排除液态的胶体30内的空气和气泡。
通过第二真空泵25对中空腔体201进行抽真空,使中空腔体201内形成负压,在中空腔体201内的真空条件下,待填胶样品31内中空结构中残留的气体分子、水汽以及一些易挥发的表面吸附物可以在高真空下有效排出。
其中,通过第一真空泵24对胶体容器28进行抽真空和通过第二真空泵25对中空腔体201进行抽真空的先后顺序可根据实际需求进行调整,本实用新型实施例对此不作具体限定。
当胶体容器28和中空腔体201达到合适的真空后,打开第一阀门29,以使胶体容器28中的胶体30可以经第一导管22滴落至装填有待填胶样品31的样品容器27中,从而在真空下将液态的胶体30灌入待填胶样品31中的中空结构内,实现真空环境下的填胶。
在打开第一阀门29之后,还可以对胶体容器28进行泄压,以通过压差让胶体30快速压灌到待填胶样品31的中空结构内,完成真空填胶过程。
在合适量的胶体30流入到样品容器27之后,关闭第一阀门29,保证中空腔体201的真空状态。其中,液态胶体30在高真空下灌入待填胶样品31的中空结构中,胶体30在与待填胶样品31混合等操作时引入的小气泡,以及中空结构中残留的气体分子、水汽等可以在高真空下有效排出,保证待填胶样品31在填胶时不会引入小的气泡,从而避免了胶体30填充时在所填胶体中形成微小气泡。
对中空腔体201进行泄压,待填胶样品31表面的液态胶体30可以在中空腔体201泄压后,利用大的压差实现密实填胶。
当中空腔体201回归到常压后,拿出待填胶样品31,从而完成利用外界大气压,实现密实填胶的过程。
其中,可以采用多种方式对胶体容器28进行泄压,例如,断开第一导管22与第一真空泵24的连接进行泄压,但并不局限于此,可以理解的是,仅需保证胶体容器28与外部连通,即可实现对胶体容器28的泄压操作。
同样的,可以采用多种方式对中空腔体201进行泄压,例如,打开密封盖21进行泄压,或者,断开第二导管23与第二真空泵25的连接进行泄压,但并不局限于此,可以理解的是,仅需保证中空腔体201与外部连通,即可实现对中空腔体201的泄压操作。
本实用新型实施例提供的填胶装置可以广泛地应用在3D封装、微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System,MEMS)和储存芯片等具有中空(或空心)结构的IC器件样品(即上述IC器件样品作为待填胶样品31)的FIB、扫描电镜、透射电镜分析的样品制备和分析。
示例性的,图8-图11为本实用新型实施例提供的一种待填胶样品的中空结构在填胶后的结构示意图。
其中,在图8中,待填胶样品31为3D闪存(NAND)器件,如图8所示,使用本实用新型实施例提供的填胶装置对3D闪存(NAND)器件进行填胶,3D闪存(NAND)器件中的中空通道孔12被密实的填入了胶体30,与相关技术相比,胶体30中的空洞被有效排除。
在图9中,待填胶样品31为穿透硅通孔(Through Silicon Via,TSV)器件,如图9所示,使用本实用新型实施例提供的填胶装置对TSV器件进行填胶,TSV器件中中空的通孔结构13被密实的填入了胶体30,与相关技术相比,胶体30中的空洞被有效排除。
在图10中,待填胶样品31为nanofinger结构器件,如图10所示,使用本实用新型实施例提供的填胶装置对nanofinger结构器件进行填胶,nanofinger结构器件中的中空nanofinger结构14被密实的填入了胶体30,与相关技术相比,胶体30中的空洞被有效排除。
在图11中,待填胶样品31为MEMS器件,如图11所示,使用本实用新型实施例提供的填胶装置对MEMS器件进行填胶,MEMS器件中的复杂空腔结构15被密实的填入了胶体30,与相关技术相比,胶体30中的空洞被有效排除。
由此可见,通过本实用新型实施例提供的填胶装置,可以实现各类高深宽比的、纳米尺寸的、复杂的中空结构的胶体密实填充,从而可以解决结构损坏、水帘效应和沿侧壁反沉积的问题,为后续的FIB制样、电镜表征和分析提供了高成功率的技术保证。
综上所述,本实用新型实施例提供的填胶装置,设置有具有中空腔体的密封主体、与密封主体密封连接的密封盖、连通中空腔体与第一真空泵的第一导管、连通中空腔体与第二真空泵的第二导管和样品台组件,通过在第一导管上设置容纳胶体的胶体容器和第一阀门,第一阀门用于控制胶体容器和中空腔体之间的连通和关断,并设置样品台组件包括位于中空腔体内部用于承载样品容器的样品载台,样品容器用于容纳待填胶样品,样品载台位于第一导管下方,以实现在真空环境中对待填胶样品的填胶操作,有效的排除了胶体内的空气和气泡,并利用外界大气压,实现密实填胶,从而解决了相关填胶技术带来的填充不完整和气泡问题,避免造成FIB制样时样品局部破损、结构变形和反沉积等问题。
继续参考图4和图6,可选的,样品载台261上设置有凹槽结构2611,凹槽结构2611用于固定样品容器27。
在本实施例中,通过在样品载台261上表面设置与样品容器27尺寸相匹配的凹槽结构2611,将样品容器27放置在凹槽结构2611中,可使凹槽结构2611对样品容器27起到固定作用,从而避免样品容器27倾倒而导致填胶失败。
其中,样品载台261上凹槽结构2611的数量可以为一个,也可以为多个,本实施例对此不作具体设置。可以理解的是,样品载台261上凹槽结构2611的数量越多,从而可以在样品载台261上一次性放置多个样品容器27,进而可一次性实现多个待填胶样品31的快速填胶,提高填胶效率。
继续参考图4和图6,可选的,样品台组件26还包括旋转结构262,旋转结构262与样品载台261连接,用于带动样品载台261水平转动。
示例性的,如图4和图6所示,通过设置旋转结构262带动样品载台261水平转动,可以控制样品载台261旋转到预设好的位置上,以使装填有待填胶样品31的样品容器27的位置调整到第一导管22下端的位置下方,从而保证胶体30能够滴落至待填胶样品31上,实现真空填胶。
其中,如图4和图6所示,样品载台261上可设置多个凹槽结构2611,从而可以在样品载台261上一次性放置多个样品容器27,通过旋转结构262带动样品载台261水平旋转,可将不同的样品容器27调整到第一导管22下端的位置下方,从而可对不同的样品容器27添加胶体30,实现多个待填胶样品31的快速填胶,提高填胶效率。
进一步地,旋转结构262可通过马达驱动,以实现自动化旋转。
其中,马达可以集成在旋转结构262内部,此时,马达和旋转结构262可均位于中空腔体201内,以保证中空腔体201的密封性。
在一些实施例中,马达也可以位于密封主体20外部,此时,可在旋转结构262上设置马达接口,马达接口外露于密封主体20,马达与马达接口连接以实现驱动旋转结构262转动。其中,马达接口与密封主体20密封固定,以保证中空腔体201的密封性。
此外,马达接口可以设置在密封主体20底部,但并不局限于此,本实用新型实施例对马达接口的设置位置不作具体限定。
在其他实施例中,马达位于密封主体20外部,旋转结构262可以部分位于密封主体20外部,其中,可在密封主体20底部设置与旋转结构262尺寸相匹配的开口,部分旋转结构262穿过密封主体20上的开口延伸至密封主体20外部与马达进行连接,但并不局限于此。
继续参考图4和图6,可选的,样品台组件26还包括高度调节结构263,高度调节结构263与样品载台261连接,用于带动样品载台261沿竖直方向运动。
示例性的,如图4和图6所示,通过设置高度调节结构263带动样品载台261进行升降,以调节第一导管22下端与装填有待填胶样品31的样品容器27之间的距离,可以控制样品载台261升降到预设好的位置上,使得第一导管22下端调整为近距离接近待填胶样品31的表面,从而保证胶体30能够滴落至待填胶样品31上,以便实现有效的真空填胶。
其中,第一导管22下端与待填胶样品31之间的距离可调整至小于或等于1厘米,以保证胶体30在空中掉落的距离较短,有助于胶体30对准待填胶样品31的同时,有利于减少胶体30中气泡的引入。
进一步地,高度调节结构263可通过电机或马达驱动,以实现自动化升降,但并不局限于此。
继续参考图4和图6,高度调节结构263可以采用螺纹旋转调节结构,从而可通过旋转进行高度调节,但并不局限于此,在其他实施例中,也可采用其他机械设置,本实用新型实施例对此不作具体限定。
继续参考图4,可选的,样品载台261上设置有加热组件(图中未示出),加热组件用于加热待填胶样品31。
具体的,如图4所示,通过在样品载台261上设置加热组件,在胶体30与待填胶样品31接触之前,可通过加热组件对样品载台261上的待填胶样品31进行加热,以使待填胶样品31中的水汽蒸发而得到有效排出,从而有利于避免胶体30填充时在所填胶体中形成微小气泡。
其中,加热组件可以设置在样品载台261上表面;或者,加热组件设置在样品载台261的下表面;又或者,加热组件设置在样品载台261内部,本实用新型实施例对加热组件在样品载台261上的位置不做具体限定,仅需保证加热组件产生的热量能够传导至待填胶样品31即可。可以理解的是,加热组件与待填胶样品31之间的距离越近,或者,加热组件与待填胶样品31之间的介质的导热性越好,则加热组件产生的热量传导至待填胶样品31上就越容易,加热组件对待填胶样品31的加热速度越快,加热效果越好。
进一步地,加热组件对待填胶样品31的加热温度为T,其中,可设置加热温度T满足100℃≤T≤200℃,以在保证待填胶样品31中的水汽蒸发的同时,避免加热温度T过高而对待填胶样品31造成损坏。
其中,加热温度T的具体数值可根据实际需求进行设置,例如,设置加热温度T在100℃至120℃之间,以在保证待填胶样品31中的水汽蒸发的同时,避免加热温度T过高而对待填胶样品31造成损坏,本实用新型实施例对加热温度T的数值不做具体限定。
需要说明的是,在加热组件对待填胶样品31进行加热之后,可等待一段时间,在待填胶样品31的温度降低至预设温度时,再打开第一阀门29,使胶体容器28中的胶体30经第一导管22滴落至装填有待填胶样品31的样品容器27中,从而避免待填胶样品31的高温对胶体30产生不良影响。
继续参考图4,可选的,样品载台261背离样品容器27的一侧设置有隔热结构(图中未示出)。
其中,如图4所示,通过在样品载台261和旋转结构262/高度调节结构263之间设置隔热结构,可以避免加热组件产生的热量传导至旋转结构262/高度调节结构263上,从而避免高温对旋转结构262/高度调节结构263,和/或,对旋转结构262/高度调节结构263所连接的马达/电机结构造成损坏,保证填胶装置的稳定性和可靠性。
示例性的,如图4所示,样品载台261可通过样品载台连接结构264与高度调节结构263连接,隔热结构可以设置在样品载台连接结构264上,例如,隔热结构集成在样品载台连接结构264内部,但并不局限于此。
本实用新型实施例对隔热结构的具体设置位置不作具体限定,可以理解的是,仅需保证隔热结构位于样品载台261和需要避免高温的结构之间,即可对需要避免高温的结构起到隔热作用。
可选的,隔热结构可以采用特氟隆(Teflon)隔热结构,以达到良好的隔热性能,但并不局限于此。
图12为本实用新型实施例提供的另一种填胶装置的结构示意图,如图4和图12所示,可选的,本实用新型实施例提供的填胶装置还包括第一泄压阀门32,第一泄压阀门32用于对胶体容器28进行泄压。和/或,填胶装置还包括第二泄压阀门33,第二泄压阀门33用于对中空腔体201进行泄压。
示例性的,如图4和图5所示,第一泄压阀门32用于控制胶体容器28与外界环境之间的连通或关断。在第一泄压阀门32关闭时,可以让整个胶体容器28实现持续的抽真空,以便排除液态胶体30中残留的空气和小气泡,从而有助于保证待填胶样品31在填胶时不会引入小的气泡。
当胶体30真空排除气泡的过程完成后,以及整个中空腔体201到达合适的真空环境后并完成真空填胶过程之后,
可以关闭第一真空泵24,打开第一泄压阀门32对胶体容器28进行泄压,以利用压差让胶体30快速压灌到样品容器27中的待填胶样品31上,完成真空填胶过程。
其中,通过第一泄压阀门32对胶体容器28进行泄压,无需对胶体容器28的连接结构进行拆卸即可实现泄压过程,从而有助于提高填胶装置的可靠性。
继续参考图4和图5,可选的,第一泄压阀门32可以设置在第一导管22上,以通过控制第一导管22与外界环境之间的连通或关断,控制胶体容器28与外界环境之间的连通或关断,实现泄压操作。
在另一实施例中,还可将第一泄压阀门32设置在胶体容器28上,以直接控制胶体容器28与外界环境之间的连通或关断,实现泄压操作,但并不局限于此。
继续参考图12,示例性的,第二泄压阀门33用于控制中空腔体201与外界环境之间的连通或关断。在第二泄压阀门33关闭时,可以让整个中空腔体201实现持续的抽真空,以便排除待填胶样品31内中空结构中残留的气体分子、水汽以及一些易挥发的表面吸附物和胶体30混合等操作时引入的小气泡,从而保证待填胶样品31在填胶时不会引入小的气泡。
当打开第一阀门29,胶体容器28中的胶体30经第一导管22滴落至装填有待填胶样品31的样品容器27中,完成真空填胶过程之后,可以关闭第二真空泵25,打开第二泄压阀门33对中空腔体201进行泄压,以使中空腔体201的回到常压状态,从而利用大的压差实现密实填胶。
其中,通过第二泄压阀门33对中空腔体201进行泄压,无需对中空腔体201的连接结构进行拆卸即可实现泄压过程,从而有助于提高填胶装置的可靠性。
继续参考图12,可选的,第二泄压阀门33可以设置在第二导管23上,以通过控制第二导管23与外界环境之间的连通或关断,控制中空腔体201与外界环境之间的连通或关断,实现泄压操作。
在另一实施例中,还可将第二泄压阀门33设置在密封盖21上,以直接控制中空腔体201与外界环境之间的连通或关断,实现泄压操作,但并不局限于此。
可以理解的是,仅需保证第二泄压阀门33可以控制中空腔体201与外界环境之间的连通或关断,即可实现泄压操作,第二泄压阀门33的固定位置是在第二导管23上、密封盖21上,还是在密封主体20上,均可实现对中空腔体201的泄压,本领域技术人员可根据实际需求对泄压阀门41的设置位置进行选取。
继续参考图4和图12,可选的,第一导管22上设置有第一真空阀门34,第一真空阀门34用于控制胶体容器28和第一真空泵24之间连通或关断。和/或,第二导管23上设置有第二真空阀门35,第二真空阀门35用于控制中空腔体201和第二真空泵25之间连通或关断。
示例性的,如图4和图5所示,第一真空阀门34用于控制胶体容器28和第一真空泵24之间连通或关断,以调控胶体容器28抽真空的过程。
具体的,通过第一真空泵24对胶体容器28进行抽真空时,第一真空阀门34打开,胶体容器28和第一真空泵24连通,以使第一真空泵24对胶体容器28的气体进行抽取,在胶体容器28内形成负压。当胶体容器28达到合适的真空后,关闭第一真空阀门34,以保持胶体容器28内的真空状态,从而持续排除液态胶体30中残留的空气,保证待填胶样品31在填胶时不会引入小的气泡。同时,在关闭第一真空阀门34之后,可以关闭第一真空泵24,以节约能耗。
继续参考图12,可选的,第二真空阀门35用于控制中空腔体201和第二真空泵25之间连通或关断,以调控抽真空的过程。
具体的,通过第二真空泵25对中空腔体201进行抽真空时,第二真空阀门35打开,中空腔体201和第二真空泵25连通,以使第二真空泵25对中空腔体201的气体进行抽取,在中空腔体201内形成负压。当中空腔体201达到合适的真空后,关闭第二真空阀门35,以保持中空腔体201内的真空状态,从而持续排除胶体30混合等操作时引入的小气泡,保证待填胶样品31在填胶时不会引入小的气泡。同时,在关闭第二真空阀门35之后,可以关闭第二真空泵25,以节约能耗。
继续参考图4和图12,可选的,第一导管22上设置有第一多孔过滤器36。和/或,第二导管23上设置有第二多孔过滤器37。
其中,如图4和图5所示,第一多孔过滤器36用于过滤胶体容器28中液态胶体30在真空下所挥发的溶剂,以避免挥发溶剂进入第一真空泵24,从而起到保护第一真空泵24的作用。
可选的,第一多孔过滤器36与第一导管22之间可拆卸连接,从而可以对第一多孔过滤器36进行定期更换,保证第一多孔过滤器36的过滤性能。
需要说明的是,当第一导管22上同时设置有第一泄压阀门32、第一真空阀门34和第一多孔过滤器36时,沿第一导管22的延伸方向,第一泄压阀门32、第一真空阀门34和第一多孔过滤器36的先后顺序可根据实际需求进行调整,本实用新型实施例对此不做具体限定。
继续参考图12,可选的,第二多孔过滤器37用于过滤样品容器27中液态胶体30在真空下所挥发的溶剂,以避免挥发溶剂进入第二真空泵25,从而起到保护第二真空泵25的作用。
可选的,第二多孔过滤器37与第二导管23之间可拆卸连接,从而可以对第二多孔过滤器37进行定期更换,保证第二多孔过滤器37的过滤性能。
需要说明的是,当第二导管23上同时设置有第二泄压阀门33、第二真空阀门35和第二多孔过滤器37时,沿第二导管23的延伸方向,第二泄压阀门33、第二真空阀门35和第二多孔过滤器37的先后顺序可根据实际需求进行调整,本实用新型实施例对此不做具体限定。
继续参考图4和图12,可选的,第一导管22包括第一导管分部221和第二导管分部222,第一导管分部221和第二导管分部222之间通过第一软管223连接;和/或,第二导管23包括第三导管分部231和第四导管分部232,第三导管分部231和第四导管分部232之间通过第二软管233连接。
示例性的,如图4和图5所示,通过将第一导管22划分为至少两个分部(如图中第一导管分部221和第二导管分部222),并设置相邻两个分部之间通过第一软管223连接,以避免第一真空泵24在抽真空时的震动经硬质第一导管22传导至密封主体20,从而避免密封主体20震动而导致样品容器27与第一导管22之间发生错位,保证胶体容器28中的胶体30可以经第一导管22滴落至装填有待填胶样品31的样品容器27中。
其中,第一软管223中可以设置有支撑结构,以在第一真空泵24抽真空时,避免第一软管223发生较大的形变而发生阻塞。支撑结构可以采用金属支撑结构,以保证良好的延展性和支撑性能,但并不局限于此。
继续参考图12,可选的,通过将第二导管23划分为至少两个分部(如图中第三导管分部231和第四导管分部232),并设置相邻两个分部之间通过第二软管233连接,以避免第二真空泵25在抽真空时的震动经硬质第二导管23传导至密封主体20,从而避免密封主体20震动而导致样品容器27与第一导管22之间发生错位,保证胶体容器28中的胶体30可以经第一导管22滴落至装填有待填胶样品31的样品容器27中。
其中,第二软管233中可以设置有支撑结构,以在第二真空泵25抽真空时,避免第二软管233发生较大的形变而发生阻塞。支撑结构可以采用金属支撑结构,以保证良好的延展性和支撑性能,但并不局限于此。
可选的,密封主体20为透明密封主体。
其中,通过设置密封主体20为透明密封主体,可以从外部观察到样品载台261、待填胶样品31、样品容器27和胶体30的状态,从而有助于精准调节样品容器27与第一导管22下端的位置关系,保证胶体容器28中的胶体30可以经第一导管22滴落至装填有待填胶样品31的样品容器27中。
进一步地,密封主体20可以采用玻璃材质,在实现透明可视的基础上,还具有耐腐蚀的特性,从而可以避免胶体30挥发对密封主体20造成腐蚀损坏而影响密封性能。
上述具体实施方式,并不构成对本实用新型保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是,根据设计要求和其他因素,可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等,均应包含在本实用新型保护范围之内。
Claims (10)
1.一种填胶装置,其特征在于,包括密封主体、密封盖、第一导管、第二导管、第一真空泵、第二真空泵、样品台组件和样品容器;
所述密封主体具有中空腔体,所述密封盖与所述密封主体密封连接,以密封所述中空腔体;
所述第一导管的一端与所述中空腔体连通,所述第一导管的另一端与所述第一真空泵连接,所述第一导管上设置有胶体容器和第一阀门;所述胶体容器用于容纳胶体;所述第一阀门用于控制所述胶体容器和所述中空腔体之间的连通和关断;所述第一真空泵用于在所述胶体容器内形成负压;
所述第二导管的一端与所述中空腔体连通,所述第二导管的另一端与所述第二真空泵连接,所述第二真空泵用于在所述中空腔体内形成负压;
所述样品台组件包括位于所述中空腔体内部的样品载台,所述样品载台用于承载所述样品容器,所述样品容器用于容纳待填胶样品,所述样品载台位于所述第一导管下方。
2.根据权利要求1所述的填胶装置,其特征在于,
所述样品载台上设置有凹槽结构,所述凹槽结构用于固定所述样品容器。
3.根据权利要求1所述的填胶装置,其特征在于,
所述样品台组件还包括旋转结构;
所述旋转结构与所述样品载台连接,用于带动所述样品载台水平转动。
4.根据权利要求2所述的填胶装置,其特征在于,
所述样品台组件还包括高度调节结构;
所述高度调节结构与所述样品载台连接,用于带动所述样品载台沿竖直方向运动。
5.根据权利要求1所述的填胶装置,其特征在于,
所述样品载台上设置有加热组件,所述加热组件用于加热所述待填胶样A品。
6.根据权利要求1所述的填胶装置,其特征在于,
所述样品载台背离所述样品容器的一侧设置有隔热结构。
7.根据权利要求1所述的填胶装置,其特征在于,
所述填胶装置还包括第一泄压阀门,所述第一泄压阀门用于对所述胶体容器进行泄压;
和/或,
所述填胶装置还包括第二泄压阀门,所述第二泄压阀门用于对所述中空腔体进行泄压。
8.根据权利要求1所述的填胶装置,其特征在于,
所述第一导管上设置有第一真空阀门,所述第一真空阀门用于控制所述胶体容器和所述第一真空泵之间连通或关断;
和/或,
所述第二导管上设置有第二真空阀门,所述第二真空阀门用于控制所述中空腔体和所述第二真空泵之间连通或关断。
9.根据权利要求1所述的填胶装置,其特征在于,
所述第一导管上设置有第一多孔过滤器;
和/或,
所述第二导管上设置有第二多孔过滤器。
10.根据权利要求1所述的填胶装置,其特征在于,
所述第一导管包括第一导管分部和第二导管分部,所述第一导管分部和所述第二导管分部之间通过第一软管连接;
和/或,
所述第二导管包括第三导管分部和第四导管分部,所述第三导管分部和所述第四导管分部之间通过第二软管连接。
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