基于多能場(chǎng)耦合的復(fù)合式陽(yáng)極鍵合系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于多能場(chǎng)耦合的復(fù)合式陽(yáng)極鍵合系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)包括工作臺(tái)，工作臺(tái)包括平行設(shè)置的第一電極和第二電極，第一電極和第二電極分別用于放置玻璃器件和硅器件；電源模塊，兩端分別與第一電極和第二電極電性連接；電磁感應(yīng)加熱裝置，設(shè)置于第二電極下方，用于對(duì)放電預(yù)處理和陽(yáng)極鍵合進(jìn)行電磁強(qiáng)化；驅(qū)動(dòng)裝置，連接在第一電極上，用于驅(qū)動(dòng)第一電極上下運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于集成；電磁感應(yīng)加熱、預(yù)處理放電和陽(yáng)極鍵合三者一體化控制三者一體化控制，調(diào)控簡(jiǎn)單；整套復(fù)合鍵合工藝易于實(shí)現(xiàn)，參數(shù)易于調(diào)節(jié)，鍵合性能可控性好。
【專利說(shuō)明】基于多能場(chǎng)耦合的復(fù)合式陽(yáng)極鍵合系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及陽(yáng)極鍵合【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種基于多能場(chǎng)耦合的復(fù)合式陽(yáng)極鍵合系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]陽(yáng)極鍵合技術(shù)在MEMS器件的制作、組裝、封裝等環(huán)節(jié)中具有重要的作用，是銜接多種硅加工工藝的核心技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)三維空間上交差結(jié)構(gòu)、多層結(jié)構(gòu)等復(fù)雜MEMS結(jié)構(gòu)的基本手段之一。目前陽(yáng)極鍵合采用高溫(400?500°C)加高電壓(1000?2000V)的方法實(shí)現(xiàn)，其基本原理將硅片和玻璃接在高壓電源兩極上，在一定溫度、電壓、壓力的作用下鍵合界面發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)，促使-0H、-O、-H、-Si等形成的化學(xué)鍵發(fā)生開合變化，并在界面上重新形成S1-O-S1、S1-OH等新的化學(xué)鍵，將硅與玻璃界面牢固的連接在一起。與其他表面鍵合技術(shù)相比，陽(yáng)極鍵合具有工藝簡(jiǎn)單、對(duì)鍵合界面要求不高、結(jié)合強(qiáng)度高、密封性和穩(wěn)定性良好等優(yōu)點(diǎn)。因此在對(duì)密封、結(jié)合強(qiáng)度要求較高的MEMS器件組裝和封裝中，陽(yáng)極鍵合是不可或缺的工藝手段。
[0003]目前的高溫陽(yáng)極鍵合技術(shù)利用高溫軟化玻璃界面的微觀層，在一定壓力作用下實(shí)現(xiàn)玻璃表面微觀峰的蠕動(dòng)滑移，促使玻璃/硅的結(jié)合界面達(dá)到靜電力作用的距離，這是實(shí)現(xiàn)陽(yáng)極鍵合的關(guān)鍵，因此高溫是實(shí)現(xiàn)這種陽(yáng)極鍵合的必要條件。但高溫使陽(yáng)極鍵合易產(chǎn)生如下問(wèn)題:其一，鍵合效率低。在硅/玻璃的鍵合過(guò)程中，高溫會(huì)使玻璃微孔中的氣體膨脹、分解、溢出，在鍵合界面形成氣層。氣體排泄不暢就會(huì)在界面上形成孔洞缺陷。為了使氣體順利排出，目前在圓片級(jí)鍵合中廣泛采用點(diǎn)電極和多點(diǎn)電極。采用這類電極時(shí)外部電場(chǎng)在鍵合界面上的分布是不均勻地，鍵合形成只能從電極位置向邊緣逐漸推進(jìn)。整片鍵合全部完成需要較長(zhǎng)的時(shí)間(一般大于30min)，鍵合效率低。其二，高溫容易引起熱應(yīng)力和變形。高溫長(zhǎng)時(shí)間作用在硅/玻璃鍵合體上容易產(chǎn)生熱應(yīng)力，引起MEMS器件變形，嚴(yán)重影響MEMS器件量產(chǎn)的耐疲勞性、穩(wěn)定性、可靠性以及一致性等性能指標(biāo)。其三，高溫誘發(fā)金屬離子滲透。MEMS器件中硅晶體表面通常有金屬結(jié)構(gòu)(如鋁線等)，高溫容易誘發(fā)這些結(jié)構(gòu)中的金屬離子向硅基體滲透、形成金屬-硅反應(yīng)等物理化學(xué)變化，而且溫度越高反應(yīng)越快，嚴(yán)重地影響了 MEMS器件的性能。高溫鍵合過(guò)程中存在的這些問(wèn)題制約了陽(yáng)極鍵合在MEMS領(lǐng)域的應(yīng)用廣度和深度。
[0004]對(duì)此，國(guó)內(nèi)外學(xué)者采用分步處理鍵合方法來(lái)實(shí)現(xiàn)低溫高效鍵合。即鍵合前先對(duì)鍵合界面進(jìn)行等離子體活化或濕化學(xué)活化預(yù)處理，然后轉(zhuǎn)移到鍵合位置上進(jìn)行陽(yáng)極鍵合，或者在鍵合工位上施加強(qiáng)化磁場(chǎng)等。但目前的等離子活化環(huán)境條件嚴(yán)格且需要專用的昂貴等離子設(shè)備，濕化學(xué)活化的工藝條件嚴(yán)格、過(guò)程復(fù)雜，造成了這些活化方法存在工藝復(fù)雜、可控性差等問(wèn)題，制約了界面活化復(fù)合陽(yáng)極鍵合工藝的廣泛應(yīng)用。因此簡(jiǎn)化活化工藝過(guò)程、提高工藝的可控性是當(dāng)前活化復(fù)合鍵合工藝方法面臨的新問(wèn)題。
[0005]因此，針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，有必要提供一種基于多能場(chǎng)耦合的復(fù)合式陽(yáng)極鍵合系統(tǒng)及方法。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種基于多能場(chǎng)耦合的復(fù)合式陽(yáng)極鍵合系統(tǒng)及方法。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案如下:
[0008]—種基于多能場(chǎng)稱合的復(fù)合式陽(yáng)極鍵合系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:
[0009]工作臺(tái)，工作臺(tái)包括平行設(shè)置的第一電極和第二電極，第一電極和第二電極分別用于放置玻璃器件和硅器件；
[0010]電源模塊，兩端分別與第一電極和第二電極電性連接；
[0011]電磁感應(yīng)加熱裝置，設(shè)置于第二電極下方，用于對(duì)放電預(yù)處理和陽(yáng)極鍵合進(jìn)行電磁強(qiáng)化；
[0012]驅(qū)動(dòng)裝置，連接在第一電極上，用于驅(qū)動(dòng)第一電極上下運(yùn)動(dòng)。
[0013]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)第一電極分別位于第一位置和第二位置，第一電極位于第一位置時(shí)，工作臺(tái)、電源模塊和電磁感應(yīng)加熱裝置構(gòu)成介質(zhì)阻擋放電裝置，第一電極位于第二位置時(shí)，工作臺(tái)、電源模塊和電磁感應(yīng)加熱裝置構(gòu)成陽(yáng)極鍵合裝置，其中介質(zhì)阻擋放電裝置中第一電極和第二電極間的距離大于陽(yáng)極鍵合裝置中第一電極和第二電極間的距離。
[0014]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述介質(zhì)阻擋放電裝置中，玻璃器件和硅器件分別位于第一電極和第二電極上，玻璃器件和硅器件間的放電間隙為10-5000微米；陽(yáng)極鍵合裝置中，玻璃器件和硅器件分別位于第一電極和第二電極上，玻璃器件和硅器件界面相互貼
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[0015]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述電磁感應(yīng)加熱裝置中電磁感應(yīng)加熱的功率0-5Kw、頻率為30-100Hz。
[0016]相應(yīng)地，一種基于多能場(chǎng)稱合的復(fù)合式陽(yáng)極鍵合方法，所述方法包括:
[0017]S1、設(shè)置工作臺(tái)參數(shù)、電磁感應(yīng)加熱參數(shù)、放電參數(shù)和鍵合參數(shù)；
[0018]S2、將玻璃器件和硅器件分別放置在工作臺(tái)的第一電極和第二電極上；
[0019]S3、驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)第一電極，調(diào)節(jié)玻璃器件和硅器件間的放電間隙；
[0020]S4、啟動(dòng)電源模塊和電磁感應(yīng)加熱裝置，電磁感應(yīng)加熱裝置進(jìn)行電磁強(qiáng)化，根據(jù)放電參數(shù)對(duì)玻璃器件和硅器件界面進(jìn)行等離子體放電預(yù)處理；
[0021]S5、驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)第一電極，使玻璃器件和硅器件界面相互貼合；
[0022]S6、啟動(dòng)電源模塊和電磁感應(yīng)加熱裝置，電磁感應(yīng)加熱裝置進(jìn)行電磁強(qiáng)化，根據(jù)鍵合參數(shù)對(duì)玻璃器件和硅器件進(jìn)行陽(yáng)極鍵合。
[0023]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟S4中放電預(yù)處理采用介質(zhì)阻擋放電裝置。
[0024]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟S2和S4中的“電磁強(qiáng)化”、步驟S2中的“放電預(yù)處理”、步驟S4中的“陽(yáng)極鍵合”在同一工位實(shí)現(xiàn)。
[0025]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟SI中電磁感應(yīng)加熱參數(shù)為:功率0-5Kw、頻率為 30-100HZ。
[0026]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟S3中的玻璃器件和硅器件間的放電間隙為10-5000 微米。[0027]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟SI中的放電參數(shù)為:放電電壓AC900-2000V、頻率5-lOKHz、放電時(shí)間0.l-20s、放電溫度15_350°C ;步驟SI中的鍵合參數(shù)為:鍵合電壓DC900-1200V、鍵合時(shí)間 50-2000s、鍵合壓力 0.l_50g、鍵合溫度 150_350°C。
[0028]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn),所述步驟SI中的工作臺(tái)參數(shù)包括:工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)速度、鍵合位置與系統(tǒng)原點(diǎn)之間的位置關(guān)系參數(shù)。
[0029]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0030]將等離子體介質(zhì)阻擋放電等離子體界面活化處理、電磁感應(yīng)加熱形成的磁場(chǎng)強(qiáng)化界面粒子運(yùn)動(dòng)輔助手段、與陽(yáng)極鍵合工藝復(fù)合在一個(gè)工位上，利用等離子放電活化處理降低鍵合工藝要求，利用電磁感應(yīng)加熱提供鍵合溫度的同時(shí)提供的磁場(chǎng)強(qiáng)化放電處理效果和鍵合過(guò)程中的粒子運(yùn)動(dòng)，最終形成多能場(chǎng)耦合鍵合，實(shí)現(xiàn)低溫高效陽(yáng)極鍵合；
[0031]本發(fā)明通過(guò)增加電磁感應(yīng)加熱裝置，能夠強(qiáng)化預(yù)處理放電效果、促進(jìn)陽(yáng)極鍵合的鍵合效果，同時(shí)，電磁感應(yīng)加熱、預(yù)處理放電和陽(yáng)極鍵合三者一體化控制，參數(shù)易于調(diào)節(jié)，鍵合性能可控性好，協(xié)同調(diào)控有利于鍵合質(zhì)量的提高。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0032]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明中記載的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0033]圖1為本發(fā)明基于多能場(chǎng)耦合的復(fù)合式陽(yáng)極鍵合系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖2為本發(fā)明一【具體實(shí)施方式】中復(fù)合式陽(yáng)極鍵合方法的工藝流程圖；
[0035]圖3a為本發(fā)明一【具體實(shí)施方式】中玻璃器件和硅器件的安裝結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖3b為本發(fā)明一【具體實(shí)施方式】中玻璃器件和硅器件的等離子體放電示意圖；
[0037]圖3c為本發(fā)明一【具體實(shí)施方式】中玻璃器件和硅器件的陽(yáng)極鍵合示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0038]下面結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0039]參圖1所示，本發(fā)明的一種基于多能場(chǎng)耦合的復(fù)合式陽(yáng)極鍵合系統(tǒng)，包括:
[0040]工作臺(tái)，工作臺(tái)包括平行設(shè)置的第一電極11和第二電極12，第一電極11和第二電極12分別用于放置玻璃器件和硅器件；
[0041]電源模塊20，兩端分別與第一電極11和第二電極12電性連接，電源模塊20為可變電源模塊，可以提供可變的高壓直流電和高壓交流電；
[0042]電磁感應(yīng)加熱裝置30，設(shè)置于第二電極12下方，用于對(duì)放電預(yù)處理和陽(yáng)極鍵合進(jìn)行電磁強(qiáng)化；
[0043]驅(qū)動(dòng)裝置40，連接在第一電極11上，用于驅(qū)動(dòng)第一電極11上下運(yùn)動(dòng)。
[0044]驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)第一電極分別位于第一位置和第二位置，第一電極位于第一位置時(shí)，工作臺(tái)、電源模塊和電磁感應(yīng)加熱裝置構(gòu)成介質(zhì)阻擋放電裝置，第一電極位于第二位置時(shí)，工作臺(tái)、電源模塊和電磁感應(yīng)加熱裝置構(gòu)成陽(yáng)極鍵合裝置，其中介質(zhì)阻擋放電裝置中第一電極和第二電極間的距離大于陽(yáng)極鍵合裝置中第一電極和第二電極間的距離。
[0045]本發(fā)明中介質(zhì)阻擋放電裝置中，玻璃器件和硅器件分別位于第一電極和電極上，玻璃器件和硅器件間的放電間隙為10-5000微米(參圖3b所示)；陽(yáng)極鍵合裝置中，玻璃器件和硅器件分別位于第一電極和電極上，玻璃器件和硅器件界面相互貼合(參圖3c所示)。
[0046]相應(yīng)地，本發(fā)明基于多能場(chǎng)耦合的復(fù)合式陽(yáng)極鍵合方法，包括以下步驟:
[0047]S1、設(shè)置工作臺(tái)參數(shù)、電磁感應(yīng)加熱參數(shù)、放電參數(shù)和鍵合參數(shù)；
[0048]S2、將玻璃器件和硅器件分別放置在工作臺(tái)的第一電極和第二電極上；
[0049]S3、驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)第一電極，調(diào)節(jié)玻璃器件和硅器件間的放電間隙；
[0050]S4、啟動(dòng)電源模塊和電磁感應(yīng)加熱裝置，電磁感應(yīng)加熱裝置進(jìn)行電磁強(qiáng)化，根據(jù)放電參數(shù)對(duì)玻璃器件和硅器件界面進(jìn)行等離子體放電預(yù)處理。放電預(yù)處理采用介質(zhì)阻擋放電裝置進(jìn)行；
[0051]S5、驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)第一電極，使玻璃器件和硅器件界面相互貼合；
[0052]S6、啟動(dòng)電源模塊和電磁感應(yīng)加熱裝置，電磁感應(yīng)加熱裝置進(jìn)行電磁強(qiáng)化，根據(jù)鍵合參數(shù)對(duì)玻璃器件和硅器件進(jìn)行陽(yáng)極鍵合。
[0053]進(jìn)一步地，步驟SI中的工作臺(tái)參數(shù)包括:平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)速度、鍵合位置與系統(tǒng)原點(diǎn)之間的位置關(guān)系參數(shù)。
[0054]其中，電磁感應(yīng)加熱裝置也可以先啟動(dòng)，如在步驟SI之前、或步驟SI中、或步驟S2中啟動(dòng)。
[0055]參圖2-3所示，在本發(fā)明的一【具體實(shí)施方式】中，本發(fā)明基于多能場(chǎng)耦合的復(fù)合式陽(yáng)極鍵合方法，包括以下步驟:
[0056]S1、設(shè)置工作臺(tái)參數(shù)、電磁感應(yīng)加熱參數(shù)、放電參數(shù)和鍵合參數(shù)。
[0057]其中，工作臺(tái)參數(shù)包括:平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)速度、鍵合位置與系統(tǒng)原點(diǎn)之間的位置關(guān)系參數(shù)；
[0058]電磁感應(yīng)加熱參數(shù):功率0-5Kw、頻率30-100HZ ；
[0059]放電參數(shù):放電間隙10-5000微米、放電電壓AC900-2000V、頻率5_10KHz、放電時(shí)間0.l-20s、放電溫度15-350°C，通常情況下放電溫度設(shè)為室溫；
[0060]鍵合參數(shù):鍵合電壓DC900-1200V、鍵合時(shí)間50_2000s、鍵合壓力0.l_50g、鍵合溫度 150-350°Co
[0061]S2、將玻璃器件50和娃器件60分別放置在工作臺(tái)的第一電極11和第二電極12上,如圖3a所示。
[0062]S3、驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)第一電極11，調(diào)節(jié)玻璃器件50和硅器件60間的放電間隙為10-5000 微米。
[0063]S4、啟動(dòng)電源模塊20和電磁感應(yīng)加熱裝置30，根據(jù)放電參數(shù)對(duì)玻璃器件和硅器件界面進(jìn)行等離子體放電預(yù)處理，放電預(yù)處理采用介質(zhì)阻擋放電預(yù)處理，如圖3b所示。電磁感應(yīng)加熱裝置用于進(jìn)行電磁強(qiáng)化，促進(jìn)放電過(guò)程中等離子的運(yùn)動(dòng)，強(qiáng)化放電性能。
[0064]S5、驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)第一電極11,使玻璃器件50和娃器件60界面相互貼合。
[0065]S6、啟動(dòng)電源模塊20和電磁感應(yīng)加熱裝置30，根據(jù)鍵合參數(shù)對(duì)玻璃器件50和硅器件60進(jìn)行陽(yáng)極鍵合，如圖3c所示。電磁感應(yīng)加熱裝置用于進(jìn)行電磁強(qiáng)化，促進(jìn)陽(yáng)極鍵合過(guò)程中的粒子運(yùn)動(dòng)，提高鍵合效率。
[0066]其中，電磁強(qiáng)化、放電預(yù)處理、陽(yáng)極鍵合在同一工位實(shí)現(xiàn)，鍵合完成后，關(guān)閉電磁感應(yīng)加熱裝置，然后工作臺(tái)移出鍵合位置，拆下被鍵合件。
[0067]本發(fā)明將目前常用的等離子體介質(zhì)阻擋放電等離子體界面活化處理、電磁感應(yīng)加熱形成的磁場(chǎng)強(qiáng)化界面粒子運(yùn)動(dòng)輔助手段、與陽(yáng)極鍵合工藝復(fù)合在一個(gè)工位上，利用等離子放電活化處理降低鍵合工藝要求，利用電磁感應(yīng)加熱提供鍵合溫度的同時(shí)提供的磁場(chǎng)強(qiáng)化放電處理效果和鍵合過(guò)程中的粒子運(yùn)動(dòng)，最終形成多能場(chǎng)耦合鍵合，實(shí)現(xiàn)低溫高效陽(yáng)極鍵合。
[0068]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過(guò)增加電磁感應(yīng)加熱裝置，能夠強(qiáng)化預(yù)處理放電效果、促進(jìn)陽(yáng)極鍵合的鍵合效果，同時(shí)，電磁感應(yīng)加熱、預(yù)處理放電和陽(yáng)極鍵合三者一體化控制，參數(shù)易于調(diào)節(jié)，鍵合性能可控性好，協(xié)同調(diào)控有利于鍵合質(zhì)量的提高。
[0069]綜上所述，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0070]1、設(shè)備整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于集成。介質(zhì)阻擋放電與陽(yáng)極鍵合都利用高電壓對(duì)絕緣介質(zhì)作用，不同的是前者利用間隙放電，而后者利用的是間隙靜電力，兩種工藝在空間和實(shí)現(xiàn)條件上都具有很好的相容性。電磁感應(yīng)加熱在加熱過(guò)程中既能替代原陽(yáng)極鍵合的電阻加熱，又能提供磁場(chǎng)強(qiáng)化介質(zhì)阻擋放電的等離子體運(yùn)動(dòng)和陽(yáng)極鍵合過(guò)程中界面離子遷移。
[0071]2、預(yù)處理、磁場(chǎng)強(qiáng)化和陽(yáng)極鍵合參數(shù)的一體化控制，調(diào)控簡(jiǎn)單，利用介質(zhì)阻擋放電作為陽(yáng)極鍵合的界面預(yù)處理方法，無(wú)需復(fù)雜的等離子體發(fā)生裝置，控制放電電壓和放電間隙就能方便地控制等離子的能量；利用電磁感應(yīng)加熱技術(shù)作為鍵合加熱方法，既能強(qiáng)化放電性能，又能促進(jìn)陽(yáng)極鍵合過(guò)程中的粒子運(yùn)動(dòng)。
[0072]3、不需要轉(zhuǎn)移，單工位上直接實(shí)現(xiàn)預(yù)處理、磁場(chǎng)強(qiáng)化和陽(yáng)極鍵合，整個(gè)鍵合工藝易于實(shí)現(xiàn)，參數(shù)易于調(diào)節(jié)，鍵合性能可控性好。
[0073]對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無(wú)論從哪一點(diǎn)來(lái)看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說(shuō)明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。
[0074]此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說(shuō)明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說(shuō)明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見(jiàn)，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說(shuō)明書作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。
【權(quán)利要求】
1.一種基于多能場(chǎng)稱合的復(fù)合式陽(yáng)極鍵合系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括: 工作臺(tái)，工作臺(tái)包括平行設(shè)置的第一電極和第二電極，第一電極和第二電極分別用于放置玻璃器件和硅器件； 電源模塊，兩端分別與第一電極和第二電極電性連接； 電磁感應(yīng)加熱裝置，設(shè)置于第二電極下方，用于對(duì)放電預(yù)處理和陽(yáng)極鍵合進(jìn)行電磁強(qiáng)化； 驅(qū)動(dòng)裝置，連接在第一電極上，用于驅(qū)動(dòng)第一電極上下運(yùn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陽(yáng)極鍵合系統(tǒng)，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)第一電極分別位于第一位置和第二位置，第一電極位于第一位置時(shí)，工作臺(tái)、電源模塊和電磁感應(yīng)加熱裝置構(gòu)成介質(zhì)阻擋放電裝置，第一電極位于第二位置時(shí)，工作臺(tái)、電源模塊和電磁感應(yīng)加熱裝置構(gòu)成陽(yáng)極鍵合裝置，其中介質(zhì)阻擋放電裝置中第一電極和第二電極間的距離大于陽(yáng)極鍵合裝置中第一電極和第二電極間的距離。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的陽(yáng)極鍵合系統(tǒng)，其特征在于，所述介質(zhì)阻擋放電裝置中，玻璃器件和硅器件分別位于第一電極和第二電極上，玻璃器件和硅器件間的放電間隙為10-5000微米；陽(yáng)極鍵合裝置中，玻璃器件和硅器件分別位于第一電極和第二電極上，玻璃器件和硅器件界面相互貼合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陽(yáng)極鍵合系統(tǒng)，其特征在于，所述電磁感應(yīng)加熱裝置中電磁感應(yīng)加熱的功率0-5Kw、頻率為30-100HZ。
5.一種基于多能場(chǎng)稱合的復(fù)合式陽(yáng)極鍵合方法，其特征在于，所述方法包括:· 51、設(shè)置工作臺(tái)參數(shù)、電磁感應(yīng)加熱參數(shù)、放電參數(shù)和鍵合參數(shù)； 52、將玻璃器件和硅器件分別放置在工作臺(tái)的第一電極和第二電極上； 53、驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)第一電極，調(diào)節(jié)玻璃器件和硅器件間的放電間隙； 54、啟動(dòng)電源模塊和電磁感應(yīng)加熱裝置，電磁感應(yīng)加熱裝置進(jìn)行電磁強(qiáng)化，根據(jù)放電參數(shù)對(duì)玻璃器件和硅器件界面進(jìn)行等離子體放電預(yù)處理； 55、驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)第一電極，使玻璃器件和硅器件界面相互貼合； 56、啟動(dòng)電源模塊和電磁感應(yīng)加熱裝置，電磁感應(yīng)加熱裝置進(jìn)行電磁強(qiáng)化，根據(jù)鍵合參數(shù)對(duì)玻璃器件和硅器件進(jìn)行陽(yáng)極鍵合。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的陽(yáng)極鍵合方法，其特征在于，所述步驟S4中放電預(yù)處理采用介質(zhì)阻擋放電裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的陽(yáng)極鍵合方法，其特征在于，所述步驟S2和S4中的“電磁強(qiáng)化”、步驟S2中的“放電預(yù)處理”、步驟S4中的“陽(yáng)極鍵合”在同一工位實(shí)現(xiàn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的陽(yáng)極鍵合方法，其特征在于，所述步驟SI中電磁感應(yīng)加熱參數(shù)為:功率0-5Kw、頻率為30-100Hz。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的陽(yáng)極鍵合方法，其特征在于，所述步驟S3中的玻璃器件和硅器件間的放電間隙為10-5000微米。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的陽(yáng)極鍵合方法，其特征在于，所述步驟SI中的放電參數(shù)為:放電電壓AC900-2000V、頻率5-lOKHz、放電時(shí)間0.l_20s、放電溫度15-350°C ;步驟SI中的鍵合參數(shù)為:鍵合電壓DC900-1200V、鍵合時(shí)間50-2000S、鍵合壓力0.l_50g、鍵合溫度150-350°C。
11.根據(jù)權(quán)利要求5所述的陽(yáng)極鍵合方法，其特征在于，所述步驟SI中的工作臺(tái)參數(shù)包括:工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)速度、 鍵合位置與系統(tǒng)原點(diǎn)之 間的位置關(guān)系參數(shù)。
【文檔編號(hào)】B81C3/00GK103523746SQ201310521260
【公開日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2013年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月29日
【發(fā)明者】潘明強(qiáng), 孫立寧, 王陽(yáng)俊, 劉吉柱, 陳濤, 陳立國(guó), 汝長(zhǎng)海, 王振華 申請(qǐng)人:蘇州大學(xué)