[发明专利]合片工作台

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于对两种芯片粘合或者键合的机械加工设备。

背景技术

芯片的加工过程通常涉及两种不同材质(尤其是高分子聚合物与玻璃)的物质键合或者粘合的过程。现有的键合方法有使用粘合剂的方法、焊接方法、或扩散方法。使用粘合剂的方法需要精细的调整粘合剂的用量；而且键合的结构容易破裂，键合的两种物料容易在高湿度下分离；并且在封装技术中，粘合剂有可能成为污染源。使用焊接方法键合的部位容易变形；并且在封装可靠性测试中，容易出现比较差的温度循环结果；还存在由于疲劳而产生的蠕变松弛问题。扩散方法则需要应用附加的静电场产生高温热，并需要使用专门的化学机制进行表面活化。现有技术中由于芯片的制备单位基本都是微米级计算，芯片键合还往往处于试验阶段，所使用键合方法大多自动化程度不高，依靠人的操作根本无法保证物料的精确定位，并且人工操作重复性差、误差大，芯片制备无法批量化生产。

当键合的两种材质需要大面积键合时，大面积硬质材质的双板键合(也称合片工艺)是制造中难度很大的一道工艺，因为它要求键合后无气泡、键合强度高。但是由于合片的双板(即基板和盖板)面积大、材质硬，常规的合片工艺不是合片前没有充分除泡，盖板和基板之间存留气泡，就是因为合片时压力不当或者键合胶凝固不好造成键合强度差，不能使盖板和基板完全粘合。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种精确定位的合片工作台。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

合片工作台，包括用于对物料M进行上料的上片机构、用于对物料N进行上料的上板机构、对物料N的上表面的边沿进行涂胶的喷胶机构、设置定位盘的用于键合物料M和物料N的合片平台、以及运行于上述机构之间的吊装机构，还包括控制系统。

本发明的进一步改进在于：所述喷胶机构包括设置于底座上部的定位台面，定位台面的上方设置一受机械装置控制的在水平面内运动的喷胶针头，所述定位台面的上方还设置通过水泵与水箱连通的清洗喷头，定位盘面的四周设置与水箱连通的清洗液回收口。

本发明的进一步改进在于：所述控制喷胶针头运动的机械装置包括两根平行设置在定位台面两侧的X向丝杠，两根X向丝杠各自连接一第一伺服电机和第一轴承，两根X向丝杠各设置一沿滑槽顺X向丝杠滑动的滑块，两个滑块之间连接一根垂直于X向丝杠的Y向丝杠，Y向丝杠的一端设置第二伺服电机，Y向丝杠的另一端设置第二轴承，Y向丝杠上设置配合Y向丝杠滑动的喷胶滑块，喷胶滑块上固定连接带控制器的喷胶针头。

本发明进一步改进在于：所述喷胶机构的底座外侧设置透明的玻璃罩，玻璃罩设置受控于控制系统做开合动作的自动门。

本发明的进一步改进在于：所述玻璃罩的顶部设置换气装置。

本发明的进一步改进在于：所述合片机构包括基座、固化装置、定位盘、真空加压装置、控制机构；所述固化装置安装在基座顶部的槽孔内，固化装置包括固定在槽孔内底上的紫外线固化灯，紫外线固化灯上方的槽孔侧壁之间设置水平开合动作的开合门；所述定位盘固定在基座顶部，定位盘包括安装在槽孔顶部外沿上的与槽孔尺寸对应的盘面，盘面的四周设置内侧带有真空吸附孔的边舱，边舱的边角处设置由气缸控制的水平运动伸入相应盘面边角的用于隔离的挡片；所述真空加压装置设置在定位盘的正上方，真空加压装置包括由第三伺服电机通过丝杠螺母副带动的与槽孔顶部外沿配合的外接真空泵的真空室，真空室内设置由第四伺服电机驱动的与边舱内侧的盘面对应的外接抽真空装置的真空腔，真空腔的下表面设置真空吸附小孔。

本发明的进一步改进在于：所述上片机构包括具有定位槽的定位台，定位台的一侧设置翻转装置，所述翻转装置包括底支架，底支架的内部的安装孔内设置与定位台的侧边平行的丝杠，丝杠的一端连接驱动丝杠的步进电机，丝杠的另一端通过支承轴承连接底支架，所述丝杠中部固定垂直设置伸出安装孔上方的旋转支架，旋转支架对应定位槽一侧设置与真空装置连接的吸盘，底支架上对应开设供旋转支架向两侧水平翻转的与安装连通的旋转槽。

本发明的进一步改进在于：所述上板机构包括工作台，工作台的上部设置与物料N的尺寸对应的定位槽孔，定位槽孔内放置承载物料N的托料板，托料板的下方设置固定在工作台上用于控制托料板上下运动的丝杠螺母运动副。

本发明的进一步改进在于：所述吊装机构包括分别通过丝杠螺母副控制的沿X方向和沿Y方向运动的机头，机头上设置由驱动电机驱动沿Z方向上下运动的真空吸盘，真空吸盘上设置分别对应物料M和物料N的两组吸附阵列。