[发明专利]真空键合装置

说明书

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。

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。