[实用新型]一种阳极键合批量化生产设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及微机电系统技术领域，特别涉及一种阳极键合批量化生产设备。

背景技术

MEMS技术是在微电子技术基础上发展起来的，但MEMS器件与微电子器件相比有较大差别，MEMS器件具有多样性和复杂性，主要表现在：(1)功能的多样性，有光学MEMS、生物MEMS、射频MEMS等；(2)结构的多样性，有二维结构、二维半结构、三维结构，还有运动部件；(3)接口和信号种类的多样性，有电接口、光接口、与外界媒质的接口；(4)材料的多样性，包括结构材料、导电材料、功能材料、绝缘材料等。不同的MEMS其结构和功能相差很大，其应用环境、市场需求量也大不相同，最理想的MEMS是它的整体结构，但是，基于不同加工工艺、具有复杂的几何尺寸和不同材料的MEMS单元，很难集成在一体。基于现有MEMS工艺要制作将传感、驱动和机械部件融为一体的复杂微系统很困难。要完成MEMS的最终制作，尤其是三维微系统制作过程，面临各分体的组装、封装以及系统的拆卸等问题。

阳极键合的基本原理是把硅片接电源正极，玻璃接负极，将硅与玻璃对准、装配在一起，加热至一定的温度后，在外加高压直流电场作用下，硅和玻璃之间形成牢固的化学键，使硅-玻璃界面形成良好的连接。现有的MEMS键合设备基本采用圆片级键合方式，相应的产品较多，圆片级键合方式有利于大批量器件的加工，键合后采用划片设备获得单个芯片的键合器件。但目前对于较大面积的圆片键合，若采用面电极可在短时间内完成大面积的键合，但也会产生很多空洞缺陷；若采用点电极放于晶片中间可以防止空洞的产生，但键合效率低，严重影响了该技术的使用。而且对于很多键合后构成新结构的MEMS器件，如典型的三明治结构的微加速度计，划片时使用的切削液容易进入微结构内，而且难以清除，从而造成微结构的破坏，比较适合采用单芯片阳极键合手段。此外，我国目前对MEMS器件的需求仍存在多品种、高特异性、中小批量的特点，圆片级大批量键合操作限制了MEMS制造的灵活性。因此，许多公司均采用单芯片键合方式，而市场上没有提供单芯片键合设备，只能通过自行研制一些手动键合装置。单芯片阳极键合方法具有工艺简单、键合时间短、键合质量高的特点。但是手动单芯片阳极键合装置操作过程复杂、效率低、稳定性差。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有的技术中存在的缺陷，提供一种阳极键合批量化生产设备，能够提高键合效率、增强键合强度和表面质量、适应多个品种的键合要求。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种阳极键合批量化生产设备，其组成包括主电器控制柜，设置在所述主电器控制柜上部的上壳体，所述上壳体内部设有批量阳极键合系统，以及与批量阳极键合系统相连的料盘传送系统和三自由度吸附手，所述料盘传送系统两端分别连接有批量进料机构和批量出料机构，所述上壳体外部设有操作面板和显示器。

作为进一步的改进，所述上壳体顶部还设有三色报警灯。

作为进一步的改进，所述批量出料机构的组成包括升降电动滑台和槽型料盘放置边板，以及设置在所述槽型料盘放置边板上部的斯科制锁和对侧的光电开关。

作为进一步的改进，所述批量进料机构的组成包括升降电动滑台和槽型料盘放置边板，以及设置在所述槽型料盘放置边板上部的斯科制锁和对侧的光电开关。

作为进一步的改进，所述料盘传送系统的组成包括料盘，与所述料盘连接的传送带，设置在所述传送带一侧的显微镜，分别设置在所述显微镜两侧的气动限位挡块和气动式推板，所述气动式推板一侧设有活动推块。

作为进一步的改进，三自由度吸附手的组成包括互相垂直的Y轴电动滑台、Z轴电动滑台和X轴电动滑台，所述Z轴电动滑台连接有气缸吊板，气缸吊板内部设有气缸、缓震压簧和活塞连接件，以及设置在三自由度吸附手最底端的搬运式吸头。

作为进一步的改进，所述批量阳极键合系统的组成包括下炉体键合平台、上炉体线罩、散热风扇、下炉体线罩、边缘挡板、上炉体支撑板、上炉体X轴电动动滑台、上炉体Z轴电动滑台、可调压式杆件、导向滑轨、下压滑杆、下压上炉体，其中下炉体键合平台设置在下炉体线罩上方，下压上炉体设置在下炉体键合平台上方，下压滑杆设置在下压上炉体上方，导向滑轨设置在下压滑杆上方，可调压式杆件设置在导向滑轨上方，上炉体线罩设置在可调压式杆件上方，上炉体线罩和下炉体线罩之间依靠上炉体支撑板和边缘挡板支撑，所述上炉体支撑板上设有散热风扇，上炉体X轴电动动滑台和上炉体Z轴电动滑台设置在下炉体键合平台下方。

本实用新型的有益效果是：能够提高键合效率、增强键合强度和表面质量、适应多个品种的键合要求。