[发明专利]一种用于MEMS器件制作的对准键合装置

说明书

本发明属于对准键合技术领域，涉及一种用于MEMS器件制作的对准键合装置。该装置包括底座、主二维式移动平台、支撑架、副三维式移动平台、调平组件、旋转组件和CCD观测组件；底座上设有支架，支架可拆卸安装CCD观测组件；主二维式移动平台固定在底座上，支撑架固定在主二维式移动平台上；副三维式移动平台固定在支撑架上，XY轴移动平台是磁铁式移动平台，Z轴移动平台是螺旋丝杆平台；调平组件是球面接触式调平，固定在Z轴移动平台上；旋转组件用于球面接触式调平，位于调平组件的上方，底部的不完整球体与调平组件相接触。本发明的对准键合装置集对准、调平和键合功能为一体，解决了手动对准芯片误差较大的问题。

技术领域

本发明属于对准键合技术领域，涉及一种用于MEMS器件制作的对准键合装置。

背景技术

MEMS的英文全称是：Micro-Electro-Mechanical Systems，一般也称作微机电系统，微机电系统是指尺寸在几毫米乃至更小的高科技装置，其内部结构一般在微米甚至纳米量级，是一个独立的智能系统，是集微传感器、微执行器、微机械结构、微电源微能源、信号处理和控制电路、高性能电子集成器件、接口、通信等于一体的微型器件或系统。MEMS技术是微电子技术的拓宽和延伸。它将微电子技术和精密机械加工技术相互融合，是一项革命性的新技术，广泛应用于高新技术产业，是一项关系到国家的科技发展、经济繁荣和国防安全的关键技术。

MEMS器件通常具有3D微结构，如微流控芯片，而传统加工方法很难实现3D微结构的加工，因此研究人员提出把上下都带有微结构的两片芯片键合在一起的方法，来制作3D微结构。对准键合装置一般通过CCD摄像头和精密调节平台，实现两层芯片的精准键合，但芯片上的微结构通常在几微米到几十微米之间，即使借助显微镜，通过手动调节也会产生较大的误差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于微机械器件制作的对准键合装置，实现具有微结构的两层芯片的高精准键合。

本发明的技术方案：

一种用于MEMS器件制作的对准键合装置，包括底座1、主二维式移动平台2、支撑架3、副三维式移动平台4、调平组件5、旋转组件6和CCD观测组件7；

所述的底座1上设有支架，用于拆卸安装CCD观测组件7；

所述的主二维式移动平台2为螺旋丝杆平台，固定在底座1上；主二维式移动平台2包括壳体、滑道、滑块、丝杠、螺母、联轴器和螺母座，螺母座上固定支撑架3；

所述的支撑架3为具有底板的框架结构，底板固定在主二维式移动平台2的螺母座上，当主二维式移动平台2的丝杠转动时，螺母随丝杆的转动角度按照对应的导程转化成直线运动，主二维式移动平台2沿XY轴方向移动，并带动支撑架3沿XY轴方向移动，从而实现芯片与CCD观测组件7的精准定位；所述的支撑架3的上端设有插槽，玻璃板A32插在插槽中，并通过螺栓31固定在支撑架3上，玻璃板A32的下表面上固定有微结构的上芯片；支撑架3的底板的X轴方向的两侧设有垂直板，一侧垂直板用于支撑副三维式移动平台4的螺旋微分头a411，另一侧垂直板贴有强磁铁片412；支撑架3的底板的Y轴方向两侧固定有V形导轨413，与X轴移动平台41的V形导轨413相配合；

所述的副三维式移动平台4为组合式平台，位于支撑架3内，固定在支撑架3的底板上；所述的副三维式移动平台4包括X轴移动平台41、Y轴移动平台42和Z轴移动平台43；所述的X轴移动平台41位于底部，下表面的V形导轨与支撑架3的V形导轨相配合，通过V形导轨实现相对滑动；所述的Y轴移动平台42位于在X轴移动平台41的上表面，Y轴移动平台42下表面的V形导轨与X轴移动平台41上表面的V形导轨相互配合，通过V形导轨实现相对滑动；所述的Z轴移动平台43固定在Y轴移动平台42的垂直加强板的一侧；