【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及晶圓鍵合，尤其涉及一種用于晶圓鍵合設備中的視覺對位裝置。
技術介紹
1、晶圓鍵合，即通過化學和物理作用將兩塊已鏡面拋光的同質或異質的晶片緊密地結合起來，實現3d集成與先進封裝中的垂直堆疊以及電氣互連的過程。晶圓鍵合設備中一般集成有烘烤裝置、視覺對位裝置、鍵合裝置等。其中，視覺對位裝置的主要功能是將上晶圓和下晶圓的相對位置進行校準，并以校準后的姿態完成預鍵合。
2、視覺對位裝置在使用時一般配置有真空操作腔，真空操作腔與對位腔體通過插板閥連接，真空操作腔內設有機械手，作業時首先將對位腔體內抽真空，機械手拾取上晶圓或下晶圓并通過插板閥將上晶圓或下晶圓送至對位腔體內，然后機械手收回，最后關閉插板閥進行視覺對位以及預鍵合操作。
3、由于視覺對位裝置內需設置光學組件、對位組件、預鍵合組件等諸多結構，現有視覺對位裝置為保證各結構動作互不干涉，需占用較大空間，裝置整體的體積偏大，應用場景受限，同時對位腔體作業時需保持真空環境，體積偏大也間接增大了抽真空的工作量。
技術實現思路
1、為克服現有視覺對位裝置存在的體積偏大的技術缺陷，本專利技術提供了一種用于晶圓鍵合設備中的視覺對位裝置。
2、本專利技術提供的用于晶圓鍵合設備中的視覺對位裝置，包括：
3、機架；
4、箱體，其固定在所述機架上且形成密閉的對位腔體，所述箱體的側壁設有操作窗口，所述操作窗口安裝有開閉閥門；
5、龍門架，其固定于所述對位腔體內；
6
7、對位驅動件，其位于所述龍門架內且安裝在所述箱體的底壁上，所述對位驅動件的輸出部位于其頂部且用以輸出空間六自由度運動；
8、下靜電吸盤，其通過安裝架間接固定于所述對位驅動件的輸出部上方；
9、頂針機構，其包括升降板，所述升降板位于所述下靜電吸盤的下方，所述下靜電吸盤設有沿周向分布的至少三個頂升孔，所述升降板上對應頂升孔設有針體，所述升降板安裝在所述安裝架上且被驅動能豎直升降以使針體穿過頂升孔頂升上晶圓或下晶圓；
10、預鍵合驅動件，其殼體固定在機架上且位于所述箱體的下方，所述預鍵合驅動件的輸出軸密封貫穿所述箱體的底壁，所述對位驅動件的中部設有豎向布置的第一避讓孔，所述下靜電吸盤的中部設有豎向布置的第二避讓孔，所述預鍵合驅動件的輸出軸用以依次貫穿第一避讓孔和第二避讓孔后頂升下晶圓；
11、光學機構，其安裝在所述龍門架上，所述下靜電吸盤和/或上靜電吸盤開設有成像窗口，所述光學機構用以通過所述成像窗口獲取上晶圓圖像和下晶圓圖像。
12、可選的，所述對位驅動件包括六軸平臺和壓電平臺，所述六軸平臺的底部固定在所述箱體的底壁上，所述壓電平臺連接在所述六軸平臺的頂部，所述安裝架固定在所述壓電平臺的頂部。
13、可選的，所述安裝架與六軸平臺的頂部之間設有阻尼彈簧。
14、可選的，所述光學機構包括對稱分布的上視覺組件和下視覺組件，所述上視覺組件與下視覺組件通過連接架固定連接，所述下靜電吸盤和上靜電吸盤皆開設有成像窗口，所述上視覺組件安裝在所述龍門架的頂梁上且用以通過上靜電吸盤的成像窗口獲取上晶圓圖像，所述下視覺組件位于所述下靜電吸盤的下方且用以通過下靜電吸盤的成像窗口獲取下晶圓圖像。
15、可選的，所述上視覺組件通過導軌副滑動安裝在所述龍門架的頂梁上，所述上視覺組件的滑動方向與機械手進出方向垂直，且所述上視覺組件連接有用以驅動其滑動的驅動件。
16、可選的，所述上視覺組件在其滑動方向的一側安裝有所述導軌副，所述上視覺組件在其滑動方向的另一側安裝有真空滑臺以作為所述驅動件。
17、可選的，還包括頂出驅動件，所述頂出驅動件的殼體固定在所述龍門架的頂梁上方，所述上靜電吸盤還設有貫穿孔，所述頂出驅動件的輸出軸朝下布置且用以穿過所述貫穿孔后將預鍵合后的晶圓頂出。
18、可選的，所述箱體的側壁上密封安裝有照明玻璃。
19、可選的，所述開閉閥門為插板閥。
20、本專利技術提供的技術方案與現有技術相比具有如下優點：
21、本專利技術提供的用于晶圓鍵合設備中的視覺對位裝置，設有箱體，通過設于箱體側壁的操作窗口實現與機械手的對接，箱體內設有龍門架，通過將上靜電吸盤和光學機構設于龍門架上，將下靜電吸盤通過安裝架和對位驅動件安裝在龍門架內，將頂針機構安裝在安裝架上，同時將預鍵合驅動件貫穿對位驅動件和下靜電吸盤的中部設置，使得各部分結構能夠獨立動作且互不干涉，結構緊湊度較高，從而使得裝置的體積更小，能夠適用于空間受限的場景使用，同時也能夠避免抽真空工作量的增加。
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1.一種用于晶圓鍵合設備中的視覺對位裝置，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的用于晶圓鍵合設備中的視覺對位裝置，其特征在于，所述對位驅動件（5）包括六軸平臺（52）和壓電平臺（53），所述六軸平臺（52）的底部固定在所述箱體（2）的底壁上，所述壓電平臺（53）連接在所述六軸平臺（52）的頂部，所述安裝架（61）固定在所述壓電平臺（53）的頂部。
3.根據權利要求2所述的用于晶圓鍵合設備中的視覺對位裝置，其特征在于，所述安裝架（61）與六軸平臺（52）的頂部之間設有阻尼彈簧（54）。
4.根據權利要求1所述的用于晶圓鍵合設備中的視覺對位裝置，其特征在于，所述光學機構（9）包括對稱分布的上視覺組件（92）和下視覺組件（93），所述上視覺組件（92）與下視覺組件（93）通過連接架（94）固定連接，所述下靜電吸盤（6）和上靜電吸盤（4）皆開設有成像窗口（91），所述上視覺組件（92）安裝在所述龍門架（3）的頂梁上且用以通過上靜電吸盤（4）的成像窗口（91）獲取上晶圓圖像，所述下視覺組件（93）位于所述下靜電吸盤（6）的下方且用以通過下靜電吸盤（
5.根據權利要求4所述的用于晶圓鍵合設備中的視覺對位裝置，其特征在于，所述上視覺組件（92）通過導軌副（95）滑動安裝在所述龍門架（3）的頂梁上，所述上視覺組件（92）的滑動方向與機械手進出方向垂直，且所述上視覺組件（92）連接有用以驅動其滑動的驅動件。
6.根據權利要求5所述的用于晶圓鍵合設備中的視覺對位裝置，其特征在于，所述上視覺組件（92）在其滑動方向的一側安裝有所述導軌副（95），所述上視覺組件（92）在其滑動方向的另一側安裝有真空滑臺（96）以作為所述驅動件。
7.根據權利要求1所述的用于晶圓鍵合設備中的視覺對位裝置，其特征在于，還包括頂出驅動件（10），所述頂出驅動件（10）的殼體固定在所述龍門架（3）的頂梁上方，所述上靜電吸盤（4）還設有貫穿孔（41），所述頂出驅動件（10）的輸出軸朝下布置且用以穿過所述貫穿孔（41）后將預鍵合后的晶圓頂出。
8.根據權利要求1至7任一項所述的用于晶圓鍵合設備中的視覺對位裝置，其特征在于，所述箱體（2）的側壁上密封安裝有照明玻璃（23）。
9.根據權利要求1至7任一項所述的用于晶圓鍵合設備中的視覺對位裝置，其特征在于，所述開閉閥門為插板閥。
...【技術特征摘要】
1.一種用于晶圓鍵合設備中的視覺對位裝置，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的用于晶圓鍵合設備中的視覺對位裝置，其特征在于，所述對位驅動件（5）包括六軸平臺（52）和壓電平臺（53），所述六軸平臺（52）的底部固定在所述箱體（2）的底壁上，所述壓電平臺（53）連接在所述六軸平臺（52）的頂部，所述安裝架（61）固定在所述壓電平臺（53）的頂部。
3.根據權利要求2所述的用于晶圓鍵合設備中的視覺對位裝置，其特征在于，所述安裝架（61）與六軸平臺（52）的頂部之間設有阻尼彈簧（54）。
4.根據權利要求1所述的用于晶圓鍵合設備中的視覺對位裝置，其特征在于，所述光學機構（9）包括對稱分布的上視覺組件（92）和下視覺組件（93），所述上視覺組件（92）與下視覺組件（93）通過連接架（94）固定連接，所述下靜電吸盤（6）和上靜電吸盤（4）皆開設有成像窗口（91），所述上視覺組件（92）安裝在所述龍門架（3）的頂梁上且用以通過上靜電吸盤（4）的成像窗口（91）獲取上晶圓圖像，所述下視覺組件（93）位于所述下靜電吸盤（6）的下方且用以通過下靜電吸盤（6）的成像窗口（91）獲取下晶圓圖像。
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【專利技術屬性】
技術研發人員：王成君，楊曉東，王濤，王玉亮，劉紅雨，張紅梅，喬麗，張澤義，
申請(專利權)人：西北電子裝備技術研究所中國電子科技集團公司第二研究所，
類型：發明
國別省市：
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