CN109065476A - 真空键合装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供真空键合装置，包括真空腔室、滑动设置于真空腔室内的键合压盘及固定设置于真空腔室内并位于键合压盘滑动线程内的键合托盘；真空腔室至少包括位于键合压盘一侧第一腔室、位于键合压盘另一侧的第二腔室；真空腔室还配置有用于调节第一腔室与第二腔室相对气压的泵体。本发明提供真空键合装置，通过调节第一腔室和第二腔室的压强差，施加键合压力于待键合芯片,具有精确可控的特点，实现各种微电子器件的圆片级或芯片级真空封装。

Description

真空键合装置
技术领域
本发明涉及微电子器件的封装技术，具体涉及真空键合装置。
背景技术
微电子器件的封装技术将直接影响器件产品的性能、成本、尺寸等，受到越来越广泛的关注。微电子器件的封装需要具有很好的坚固性、高气密性特性、低应力等，以保证器件长期稳定地工作。
芯片键合是微电子器件封装过程中的关键工艺步骤，典型的键合技术有共晶键合、阳极键合、直接键合、热压键合等。相比之下，共晶键合由于限制因素较少、键合材料选择范围较广，在微电子封装领域具有广阔的应用前景。然而，共晶键合对键合压力的精确度要求较高，需要具有合适的键合压力，在保证键合材料的界面充分接触及充分反应的同时，还要避免键合材料外流，以提高键合强度及真空气密性能。
目前，键合装置所施加的键合压力很难精确控制，并且键合压力的起始值较高，难以满足单芯片键合对微小压力的需求。
发明内容
为解决上述技术问题中的一个或者多个，本发明提供真空键合装置。
一方面，本发明提供真空键合装置，包括真空腔室、滑动设置于真空腔室内的键合压盘及固定设置于真空腔室内并位于键合压盘滑动线程内的键合托盘；
真空腔室至少包括位于键合压盘一侧第一腔室、位于键合压盘另一侧的第二腔室；
真空腔室还配置有用于调节第一腔室与第二腔室相对气压的泵体。
本发明提供真空键合装置，通过调节第一腔室和第二腔室的压强差，施加键合压力于待键合芯片,具有精确可控的特点，实现各种微电子器件的圆片级或芯片级真空封装。
在一些实施方式中，键合压盘配置有滑靴部，真空腔室配置有配合滑靴部的滑行配合部，滑靴部与滑行配合部之间密封设置。
在一些实施方式中，滑行配合部为筒状，滑靴部配合筒状滑行配合部的横截面形状设置。
滑行配合部优选为圆筒状，滑靴部为与圆筒状配合的环状。当然，本发明还可以采用其他筒状，例如长方体、三角筒等其他形式，滑靴部为与之配合的矩形、三角形等。
在一些实施方式中，键合压盘包括与第一腔室配合的第一滑靴部、与第二腔室配合的第二滑靴部、及连接第一滑靴部和第二滑靴部的连接部。
键合压盘具备分离的第一滑靴部、第二滑靴部分别与第一腔室和第二腔室配合，提高键合压盘滑动过程中的稳定性，并为第一腔室和第二腔室之间提供其他结构的设计空间。
在一些实施方式中，真空键合装置还包括至少在装料时连通第一腔室的操作腔室，键合托盘位于第一腔室内部，操作腔室配置进料口，进料口配置第一活动门及密封装置。
提供进料装置的设计空间，方便进料过程的独立性。
在一些实施方式中，操作腔室设置第二活动门，第二活动门用于适时密闭隔离操作腔室与真空腔室；第二活动门为滑行配合部的一部分。
保证第一腔室的空间洁净，并提供滑行配合的平衡性。
在一些实施方式中，泵体包括用于调节第一腔室的第一分子泵以及用于调节第二腔室的第二分子泵。
采用第一分子泵和第二分子泵分别控制第一腔室和第二腔室，操作简单。第一分子泵和第二分子泵中之一采用调节分度较大的分子泵，另一采用调节分度较小的分子泵，为设备的压力的粗调和细调提供基础。
在一些实施方式中，键合托盘设置石英加热片。
为键合托盘提供热量。
在一些实施方式中，键合压盘与键合托盘的配合处设置石墨片。
确保待键合芯片的表面受力均匀。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例或现有技术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它附图。
图1为本发明提供的一种实施方式的真空键合装置的结构示意图；
图2为本发明提供的另一种实施方式的真空键合装置的结构示意图。
其中，图中对应的附图标记为：真空腔室1，第一腔室11，第二腔室12，第二滑靴部22，连接部23，第一滑靴部21，键合压盘2，键合托盘3，石英加热片31，第一分子泵41，第二分子泵42，操作腔室5，进料口51，第二活动门52。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对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。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的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。
如图1所示，一方面，本发明提供真空键合装置，包括真空腔室1、滑动设置于真空腔室1内的键合压盘2及固定设置于真空腔室1内并位于键合压盘2滑动线程内的键合托盘3；
真空腔室1至少包括位于键合压盘2一侧第一腔室11、位于键合压盘2另一侧的第二腔室12；
真空腔室1还配置有用于调节第一腔室11与第二腔室12相对气压的泵体。
本发明提供真空键合装置，通过调节第一腔室11和第二腔室12的压强差，施加键合压力于待键合芯片,具有精确可控的特点，实现各种微电子器件的圆片级或芯片级真空封装。
在本发明提供的真空键合装置的各种实施例中，进一步，键合压盘2配置有滑靴部，真空腔室1配置有配合滑靴部的滑行配合部，滑靴部与滑行配合部之间密封设置
在本发明提供的真空键合装置在具备滑动配合的各种实施例中，进一步，滑行配合部为筒状，滑靴部配合筒状滑行配合部的横截面形状设置。
滑行配合部优选为圆筒状，滑靴部为与圆筒状配合的环状。当然，本发明还可以采用其他筒状，例如长方体、三角筒等其他形式，滑靴部为与之配合的矩形、三角形等。
如图2所示，在本发明提供的真空键合装置在具备滑动配合的各种实施例中，进一步，键合压盘2包括与第一腔室11配合的第一滑靴部21、与第二腔室12配合的第二滑靴部22、及连接第一滑靴部21和第二滑靴部22的连接部23。
键合压盘2具备分离的第一滑靴部21、第二滑靴部22分别与第一腔室11和第二腔室12配合，提高键合压盘2滑动过程中的稳定性，并为第一腔室11和第二腔室12之间提供其他结构的设计空间。
在本发明提供的真空键合装置的各种实施例中，进一步，真空键合装置还包括至少在装料时连通第一腔室11的操作腔室5，键合托盘3位于第一腔室11内部，操作腔室5配置进料口51，进料口51配置第一活动门及密封装置。
提供进料装置的设计空间，方便进料过程的独立性。
在本发明提供的具备操作腔室5的真空键合装置的各种实施例中，进一步，操作腔室5设置第二活动门52，第二活动门52用于适时密闭隔离操作腔室5与真空腔室1；第二活动门52为滑行配合部的一部分。
保证第一腔室11的空间洁净，并提供滑行配合的平衡性。
在本发明提供的真空键合装置的各种实施例中，进一步，泵体包括用于调节第一腔室11的第一分子泵41以及用于调节第二腔室12的第二分子泵42。
采用第一分子泵41和第二分子泵42分别控制第一腔室11和第二腔室12，操作简单。第一分子泵41和第二分子泵42中之一采用调节分度较大的分子泵，另一采用调节分度较小的分子泵，为设备的压力的粗调和细调提供基础。
在本发明提供的真空键合装置的各种实施例中，进一步，键合托盘3设置石英加热片31。
为键合托盘3提供热量。
在本发明提供的真空键合装置的各种实施例中，进一步，键合压盘2与键合托盘3的配合处设置石墨片。
确保待键合芯片的表面受力均匀。
以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.真空键合装置，其特征在于：包括
真空腔室(1)、滑动设置于所述真空腔室(1)内的键合压盘(2)及
固定设置于所述真空腔室(1)内并位于所述键合压盘(2)滑动线程内的键合托盘(3)；
所述真空腔室(1)包括位于所述键合压盘(2)一侧第一腔室(11)、位于所述键合压盘(2)另一侧的第二腔室(12)；
所述真空腔室(1)还配置有用于调节第一腔室(11)与第二腔室(12)相对气压的泵体。
2.根据权利要求1所述的真空键合装置，其特征在于：所述键合压盘(2)配置有滑靴部，所述真空腔室(1)配置有配合所述滑靴部的滑行配合部，所述滑靴部与所述滑行配合部之间密封设置。
3.根据权利要求2所述的真空键合装置，其特征在于：所述滑行配合部为筒状，所述滑靴部配合所述筒状滑行配合部的横截面形状设置。
4.根据权利要求3所述的真空键合装置，其特征在于：所述键合压盘(2)包括与所述第一腔室(11)配合的第一滑靴部(21)、与所述第二腔室(12)配合的第二滑靴部(22)、及连接所述第一滑靴部(21)和所述第二滑靴部(22)的连接部(23)。
5.根据权利要求4所述的真空键合装置，其特征在于：所述真空键合装置还包括至少在装料时连通所述第一腔室(11)的操作腔室(5)，所述键合托盘(3)位于所述第一腔室(11)内部，所述操作腔室(5)配置进料口(51)，所述进料口(51)配置第一活动门及密封装置。
6.根据权利要求5所述的真空键合装置，其特征在于：所述操作腔室(5)设置第二活动门(52)，所述第二活动门(52)用于适时密闭隔离所述操作腔室(5)与所述真空腔室(1)；所述第二活动门(52)为所述滑行配合部的一部分。
7.根据权利要求5所述的真空键合装置，其特征在于：所述泵体包括用于调节第一腔室(11)的第一分子泵(41)以及用于调节第二腔室(12)的第二分子泵(42)。
8.根据权利要求5所述的真空键合装置，其特征在于：所述键合托盘(3)设置石英加热片(31)。
9.根据权利要求3所述的真空键合装置，其特征在于：所述键合压盘(2)与所述键合托盘(3)的配合处设置石墨片。
10.根据权利要求8所述的真空键合装置，其特征在于：还包括处理器，所述键合托盘(3)设置温度传感器，所述第一腔室(11)设置第一压强传感器，所述第二腔室(12)设置第二压强传感器，所述温度传感器、第一压强传感器、第二压强传感器及所述石英加热片(31)均与所述处理器电信号连接。
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