[发明专利]一种用于MEMS器件制作的对准键合装置

摘要

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。

主权项

1.一种用于MEMS器件制作的对准键合装置，其特征在于，该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A(32)插在插槽中，并通过螺栓(31)固定在支撑架(3)上，玻璃板A(32)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a(411)，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；所述的X轴移动平台(41)的下表面在Y轴方向两侧分别固定有V形导轨(413)，与支撑架(3)上的V形导轨(413)相配合，相配合的两个V形导轨(413)之间设有保持架(415)，V形导轨(413)的V形槽中放置滚珠(414)，通过保持架(415)和滚珠(414)实现相对滑动；所述的X轴移动平台(41)，在X轴方向的两侧，一侧安装螺旋微分头a(411)，另一侧贴有强磁铁片(412)，与支撑架(3)的底板的垂直板上的强磁铁片(412)相对应；所述的X轴移动平台(41)的上表面在Y方向两侧设有垂直板，一侧的垂直板上安装螺旋微分头a(411)，螺旋微分头a(411)与Y轴移动平台(42)的一个侧面相接触，另一侧的垂直板上贴有强磁铁片(412)，与Y轴移动平台(42)侧面的强磁铁片(412)相对应；所述的X轴移动平台(41)的上表面在X方向两侧固定有V形导轨(413)；所述的Y轴移动平台(42)的下表面在X方向两侧固定有V形导轨(413)，通过保持架(415)和滚珠(414)与X轴移动平台(41)上表面的V形导轨(413)相配合，实现相对滑动；所述的Y轴移动平台(42)，在Y轴方向的两侧，一侧安装螺旋微分头a(411)，另一侧贴有强磁铁片(412)，与X轴移动平台(41)的垂直板上的强磁铁片(412)相对应；成组的强磁铁片(412)之间产生的排斥力，两个螺旋微分头a(411)分别与X轴移动平台(41)、Y轴移动平台(42)的侧面紧密接触，通过螺旋微分头a(411)导向，使螺旋微分头a(411)的预压紧力与排斥力相互抵消，再调节螺旋微分头a(411)的微调旋钮副三维式移动平台(4)分别沿X、Y轴方向移动；所述的Y轴移动平台(42)上设有垂直加强板，垂直加强板上设有的滑道、滑块、丝杠、螺母、螺母座、联轴器和旋钮，滑道固定在垂直加强板的一侧，滑块与滑道通过滑槽连接，滑块的另一侧固定在Z轴移动平台(43)的垂直板上；丝杆和螺母上设有弧形螺旋槽，丝杆和螺母套装在一起形成螺旋滚道，螺旋滚道内放置滚珠；丝杠一端设有联轴器，旋钮固定在联轴器上，螺母座为中空结构，与螺母一端紧密配合，螺母座上表面设有螺纹孔，用于固定Z轴移动平台(43)；当扭动旋钮使丝杠转动时，螺母随丝杆的转动角度按照对应的导程转化成直线运动，从而实现Z轴移动平台(43)沿Z轴方向移动；所述的Z轴移动平台(43)为一块垂直板和一块水平板组成的Γ形结构板，垂直板固定在Y轴移动平台(42)的螺母座上，水平板上设有球形槽(44)和螺纹孔；所述的调平组件(5)通过螺栓与Z轴移动平台(43)的水平板上的螺纹孔相配合，活动连接在Z轴移动平台(43)的水平板上，调平组件(5)包括快速夹具(51)、球夹a(52)、连接件(53)和球夹b(54)，调平组件(5)用于对不完整球体(61)进行夹紧和调平；所述的球夹a(52)和球夹b(54)，一侧开有半圆形开口，二者对称放置，一端由连接件(53)连接，另一端由快速夹具(51)连接；所述的快速夹具(51)为门扣式夹具，用于夹紧不完整球体(61)；所述的旋转组件(6)用于球面接触式调平，位于调平组件(5)的上方，底部的不完整球体(61)与调平组件(5)相接触；所述的旋转组件(6)主要由不完整球体(61)、基板(62)、载物板(63)和旋转机构(64)组成；所述的不完整球体(61)固定在基板(62)的下表面，下半球完整，与Z轴移动平台(43)的水平板上的球形槽(44)相接触；所述的旋转机构(64)包括弹簧顶尖(641)、移动块(642)、固定块(643)和螺旋微分头b(644)；所述的固定块(643)的中部开有槽口，移动块(642)位于槽口内，固定块(643)固定在基板(62)的上表面，移动块(642)固定在载物板(63)的下表面；所述的螺旋微分头b(644)与弹簧顶尖(641)分别与移动块(642)两侧接触，调节螺旋微分头b(644)的微调旋钮，推动移动块(642)向弹簧顶尖(641)的一侧移动，使弹簧顶尖(641)内的弹簧被压缩，从而移动块(642)带动载物板(63)绕中心轴转动；所述的载物板(63)的上表面固定有玻璃板B，玻璃板B的上表面固定有具有微结构的下芯片。