專利名稱：Mems高溫壓力傳感器自動鍵合機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種傳感器的加工機械，具體地說是一種傳感器靜電鍵合的加工機械。
背景技術(shù)：
硅-玻璃靜電鍵合技術(shù)廣泛應(yīng)用在壓力傳感器的制造上，在MEMS和IC制造領(lǐng)域有著重要地位。同時也是MEMS高溫壓力傳感器制造過程中的重要工藝流程。MEMS高溫壓力傳感器的鍵合時，不論是正面敏感還是反面敏感。敏感電路中心須和導壓孔中心對準。但是，目前在MEMS高溫壓力傳感器的靜電鍵合操作采用手工作業(yè)。和自動陽極鍵合技術(shù)相比，目前的手工鍵合作業(yè)有以下的不足和缺陷1、對準精度低，芯片敏感電路中心和和玻璃基導壓孔不能精確對準，尤其是在反面敏感傳感器鍵合時，影響傳感器的性能。2、一致性差，手工作業(yè)導致傳感器性能的一致性差。3、效率低，限制了MEMS高溫壓力傳感器的批量制造。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種能夠提高MEMS高溫壓力傳感器的硅-玻璃陽極鍵合工藝過程中的高精度對準，提高產(chǎn)品質(zhì)量，同時提高生產(chǎn)效率的MEMS高溫壓力傳感器自動鍵合機。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的它包括臺面，在臺面上設(shè)置物流臺、操作手、加熱爐和顯微鏡，操作手安裝在由4個軸控制的4自由度操作手工作臺上，加熱爐安裝在由2個軸控制的2自由度定位工作臺上，顯微鏡安裝包括可上下運動的軸的顯微鏡自動調(diào)焦工作臺上。
本發(fā)明以下優(yōu)點1、基于顯微視覺的高精度、非接觸式測量，實現(xiàn)了不論是正面還是反面MEMS高溫壓力傳感器的高精度對準作業(yè)；2、融合視覺/微力覺信息，實現(xiàn)芯片和玻璃基的高精度、無損抓取和搬運；3、設(shè)備的高自動化程度使得其具有批量制造能力，提高了生產(chǎn)效率。本發(fā)明的MEMS高溫壓力傳感器自動鍵合機的結(jié)構(gòu)緊湊，操作空間大、對準精度高、分辨率高。與其他測試方法及設(shè)備相比，具有更大的通用性和準確性，具有很高的實用價值。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的主視圖；圖3是圖1的俯視圖；圖4是圖1的左視圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖舉例對本發(fā)明作更詳細的描述MEMS高溫壓力傳感器自動鍵合機的組成包括臺面1，在臺面上設(shè)置物流臺2、操作手3、加熱爐4和顯微鏡5。操作手安裝在由X軸6、Y軸7、Z軸8和W軸9控制的，可在X、Y、Z和W4個方面精確運動4自由度操作手工作臺上。4自由度操作手工作臺上用于控制操作手的定位運動，實現(xiàn)芯片、玻璃基以及鍵合后的成品的抓取和搬運；加熱爐安裝在由軸10和軸11控制的，可在X、Y兩個方面精確運動的2自由度定位工作臺上。2自由度定位工作臺用于控制加熱爐沿X、Y兩個方面精確運動以及在圖像視覺的輔助下實現(xiàn)硅片和玻璃基的自動對準；顯微鏡安裝在可Y方向精確運動的帶軸11的顯微鏡自動調(diào)焦工作臺上。其中所述的顯微鏡是倍數(shù)可變的顯微鏡。顯微鏡自動調(diào)焦工作臺用于控制倍數(shù)可變的顯微鏡，從而構(gòu)成一個變焦距顯微視覺系統(tǒng)。
下面對本發(fā)明的工作過程作進一步描述1、芯片和基體經(jīng)過超聲波清洗后，分別放置到承載盤中，放置到物流臺上，加熱爐加溫到420℃；2、系統(tǒng)初始化，啟動操作手，旋轉(zhuǎn)到物流臺上方，在微力傳感的控制下，無損抓取傳感器芯片；3、移動定位工作臺，使得具有3個加熱點的加熱爐的第1加熱點位于顯微鏡視場中心。旋轉(zhuǎn)操作手，搬運芯片于顯微鏡下，在微力傳感的控制下放置到第1加熱點處；4、在顯微視覺的伺服控制下，通過圖像處理和識別，控制定位工作臺移動，使得芯片敏感電路的中心位于視場中心；5、旋轉(zhuǎn)到物流臺上方，在微力傳感的控制下，無損抓取玻璃基片；6、旋轉(zhuǎn)操作手，搬運芯片于顯微鏡下；7、在顯微視覺的伺服控制下，通過圖像處理和識別，控制操作手移動，使得玻璃基導壓孔的中心位于視場中心；8、在微力傳感的控制下豎直向下放置玻璃基到芯片上，當兩者剛剛接觸時，加直流電壓1200V，正極和芯片相通，負極和玻璃基相通，鍵合開始；9、封裝頭1下壓到玻璃基上，加載。同時操作手撤出，用于第2個傳感器的鍵合作業(yè)；10、依此類推，當操作手從第3個加熱點撤出后，第1個傳感器已經(jīng)鍵合完畢，又操作手抓取取出，放置到物流臺上，然后進行第4個傳感器的鍵合作業(yè)。如此循環(huán)，實現(xiàn)了傳感器的自動鍵合作業(yè)流程。
各項測試包括各軸工作臺運動精度、圖像對準精度和微力傳感器指標測試結(jié)果如下操作手工作臺檢測結(jié)果
定位工作臺檢測結(jié)果
顯微鏡自動調(diào)焦工作臺檢測結(jié)果
顯微視覺系統(tǒng)檢測結(jié)果(視覺定位精度)
微力傳感器檢測結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種MEMS高溫壓力傳感器自動鍵合機，它包括臺面，在臺面上設(shè)置物流臺、操作手、加熱爐和顯微鏡，其特征是操作手安裝在由4個軸控制的4自由度操作手工作臺上，加熱爐安裝在由2個軸控制的2自由度定位工作臺上，顯微鏡安裝包括可上下運動的軸的顯微鏡自動調(diào)焦工作臺上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MEMS高溫壓力傳感器自動鍵合機，其特征是所述的顯微鏡是倍數(shù)可變的顯微鏡。
全文摘要
本發(fā)明提供的是一種MEMS高溫壓力傳感器自動鍵合機，它包括臺面，在臺面上設(shè)置物流臺、操作手、加熱爐和顯微鏡，操作手安裝在由4個軸控制的4自由度操作手工作臺上，加熱爐安裝在由2個軸控制的2自由度定位工作臺上，顯微鏡安裝包括可上下運動的軸的顯微鏡自動調(diào)焦工作臺上。本發(fā)明基于顯微視覺的高精度、非接觸式測量，實現(xiàn)了不論是正面還是反面MEMS高溫壓力傳感器的高精度對準作業(yè)；融合視覺/微力覺信息，實現(xiàn)芯片和玻璃基的高精度、無損抓取和搬運；設(shè)備的高自動化程度使得其具有批量制造能力，提高了生產(chǎn)效率。
文檔編號C03C27/00GK1792937SQ20051001059
公開日2006年6月28日 申請日期2005年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月30日
發(fā)明者榮偉彬, 謝暉, 孫立寧, 陳立國 申請人:哈爾濱工業(yè)大學