调平装置及系统的制作方法

1.本实用新型涉及半导体键合技术领域，尤其涉及一种调平装置及系统。


背景技术：

2.在现有的半导体键合技术中，在进行键合前需要先对键合头进行调平，使键合头吸附被键合的器件之后，被键合器件具有较高的水平度。在调平过程中，通常采用三棱锥方式进行调平，通过人眼目测工装与工件台之间的进光强度来检测垂直型，这种方式调平精度很差。为了提高调平精度，对调平方式进行改进，可以采用非接触传感器进行测量的方式进行调平，但是，这种方式通常需要在运动部件内部增加非接触传感器，增加了设备成本，同时，非接触传感器的测量精度仍难以满足需求。


技术实现要素：

3.本实用新型提供的调平装置及系统，能够在低成本下满足高精度调平需求。
4.第一方面，本实用新型提供一种调平装置，包括：
5.底座；
6.两个导电块，两个导电块间隔设置在所述底座上；至少一个导电块与所述底座电性绝缘设置；其中一个导电块能接收电信号输入，另一个导电块能将电信号向外输出；
7.弹性悬臂结构，所述弹性悬臂结构一端与其中一个导电块固定且电性导通连接，所述弹性悬臂结构另一端设置在另一个导电块上方且具有触点结构；当所述触点结构受到向下的压力时，所述触点结构能与对应的导电块接触，以使两个导电块之间形成电信号的通路；当所述触点结构未受到向下的压力时，能与对应的所述触点结构与对应的导电块分离，以使两个导电块之间形成电信号的开路。
8.可选地，所述触点结构包括导电球体，所述导电球体的球心设置在所述弹性悬臂结构的中心平面内。
9.可选地，所述弹性悬臂结构为板簧片，所述板簧片上设置有通孔；
10.所述触点结构还包括导电环，所述导电环与所述导电球体过盈配合，所述导电球体至少部分由上向下的穿过所述通孔，以使所述导电环与所述板簧片导电接触并连接。
11.可选地，至少一个导电块与所述底座之间设置有绝缘垫，所述至少一个导电块与所述底座通过绝缘材料制备的连接件连接。
12.可选地，所述弹性悬臂结构的一端与其中一个导电块通过压片固定连接，所述压片与对应的导电块固定连接；所述弹性悬臂结构的一端压在所述导电块和所述压片之间。
13.可选地，所述底座上设置有多个磁铁，所述磁铁能吸附在对应的工件台上。
14.可选地，还包括壳体，所述壳体包绕所述底座和导电块；所述壳体的上表面不高于所述弹性悬臂结构的上表面；所述壳体的上表面设置有与所述弹性悬臂结构间隙配合的开口。
15.可选地，所述两个导电块上分别设置有接线柱，其中一个接线柱上连接有用于输
入电信号的第一信号线，另一个接线柱上连接有用于输出电信号的第二信号线。
16.可选地，所述底座上设置有线夹，所述线夹用于将第一信号线和第二信号线进行固定。
17.第二方面，提供了一种调平系统，包括：
18.平面运动模块，能在第一平面内进行二维运动；
19.垂直运动模块，能在与所述第一平面的垂直方向上运动；
20.如上述任意一项所述的调平装置；
21.调平平板；
22.其中，所述平面运动模块用于驱动所述调平模块和所述调平平板进行相对的平面运动，以使所述调平模块对应所述调平平板的不同位置，所述垂直运动模块用于驱动所述调平模块和所述调平平板进行相对的垂直运动，当所述调平平板向触点结构施加压力，使两导电块之间形成信号通路时，确定相对的垂直运动位移。
23.本实用新型通过弹性悬臂结构形成用来检测运动停止位置的装置，在键合头上吸附一个平整的板材，以板材的不同区域对应触点结构，键合头在竖直方向上运动，当板材接触到触点结构之前，触点结构与对应的导电块之间是分离的，两个导电块之间为电信号的开路，当板材接触到触点时，触点结构对应导电块之间接触，两个导电块之间为电信号的通路，信号发生变化时，停止键合头的竖向运动并记录其运动位移，从而，能够高精度的获取键合头的位移。由于本实用新型中提供的结构简单，均可以采用标准工件进行制备，因此，其制备效率较高，加工成本很低。
附图说明
24.图1为本实用新型一实施例调平装置的示意图；
25.图2为本实用新型一实施例调平装置的另一角度的示意图；
26.图3为本实用新型另一实施例调平装置具备磁铁的示意图；
27.图4为本实用新型另一实施例调平装置具备外壳的示意图；
28.图5为本实用新型另一实施例调平系统的调平平板的示意图。
具体实施方式
29.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
30.本实用新型实施例提供一种调平装置，如图1-2所示，包括：
31.底座1，在一些实施例中，底座1是一种用来提供支撑作用的结构，还可以将整个调平装置安装在工件台上。
32.两个导电块3，两个导电块3间隔设置在所述底座1上；至少一个导电块3与所述底座1电性绝缘设置；其中一个导电块3能接收电信号输入，另一个导电块3 能将电信号向外输出；在一些实施例中，两个导电块3中，至少一个与底座1电性绝缘设置，从而，避免两个导
电块3上的电信号被底座1短路。作为一种可选的实施方式，在一个导电块3与底座1绝缘连接时，可以将其中一个导电块3与底座1绝缘连接，另一个导电块与底座一体制备。在另一可选的实施方式中，可将两个导电块3均与底座1绝缘连接。
33.弹性悬臂结构，所述弹性悬臂结构一端与其中一个导电块3固定且电性导通连接，所述弹性悬臂结构另一端设置在另一个导电块3上方且具有触点结构；当所述触点结构受到向下的压力时，所述触点结构能与对应的导电块3接触，以使两个导电块3之间形成电信号的通路；当所述触点结构未受到向下的压力时，能与对应的所述触点结构与对应的导电块3分离，以使两个导电块3之间形成电信号的开路。在一些实施例中，悬臂结构是指一端被固定连接，另一端为自由端的结构。弹性悬臂结构是指结构本身具有弹性，自由端在收到压力时发生位移，压力消失时，自由端恢复到原始位置。在一些实施例中，弹性悬臂结构被固定的一端对应的导电块3，可以为绝缘设置在底座1上的导电块3，也可以为导电设置在底座1上的导电块3。弹性悬臂结构自由的一端上设置有触点结构，触点结构设置在对应的导电块3上方，在触点结构受到压力时，触点向下运动，接触到导电块3，从而，将两个导电块3之间形成导电通路。在压力消失时，触点结构离开导电块3，使两个导电块3之间形成开路。
34.本实用新型提供的实施例中，通过弹性悬臂结构形成用来检测运动停止位置的装置，在键合头上吸附一个平整的板材，以板材的不同区域对应触点结构，键合头在竖直方向上运动，当板材接触到触点结构之前，触点结构与对应的导电块3之间是分离的，两个导电块3之间为电信号的开路，当板材接触到触点时，触点结构对应导电块3之间接触，两个导电块3之间为电信号的通路，信号发生变化时，停止键合头的竖向运动并记录其运动位移，从而，能够高精度的获取键合头的位移。由于本实用新型中提供的结构简单，均可以采用标准工件进行制备，因此，其制备效率较高，加工成本很低。
35.作为一种可选的实施方式，如图1-2所示，所述触点结构包括导电球10体，所述导电球10体的球心设置在所述弹性悬臂结构的中心平面内。在一些实施例中，弹性悬臂结构是指与弹性悬臂结构的上表面和下表面距离相同的平面。在一些实施例中，由于导电球10体的任何位置与球心的距离都是一致的，因此，在导电球10体与导电块3接触时，不会由于倾斜角度而导致其行程延长，能够提高键合头移动距离的测量精度。在一些实施例中，前述以导电球体作为弹性悬臂结构的方式并不是唯一的，本领域技术人员应当能够理解，还可以以导电柱销作为触点结构，优选地，导电柱销的两端设置为球面，两端的球面为同心的球面，两个球面的球心设置在弹性悬臂结构的中心平面与柱销轴线的相交处。
36.作为一种可选的实施方式，如图1-2所示，所述弹性悬臂结构为板簧片7，所述板簧片7上设置有通孔；所述触点结构还包括导电环5，所述导电环5与所述导电球10体过盈配合，所述导电球10体至少部分由上向下的穿过所述通孔，以使所述导电环5与所述板簧片7导电接触并连接。在一些实施例中，将导电环5与导电球10体过盈配合，能够使导电环5与导电球10体之间相互固定，再将导电球10 体穿过板簧片7上的通孔，将导电环5与板簧片7进行连接，板簧片7与导电球10 体的不进行直接连接加工，从而，避免了加工过程中对板簧片7精度的损坏。
37.作为一种可选的实施方式，如图1-2所示，至少一个导电块3与所述底座1之间设置有绝缘垫8，所述至少一个导电块3与所述底座1通过绝缘材料制备的连接件9连接。在一些实施例中，为了实现导电块3与底座1之间的绝缘，在底座1与导电块3之间设置绝缘垫8，为
了避免连接件9形成导电通路，需要采用绝缘材料制备的连接件9进行连接。
38.作为一种可选的实施方式，如图1-2所示，所述弹性悬臂结构的一端与其中一个导电块3通过压片2固定连接，所述压片2与对应的导电块3固定连接；所述弹性悬臂结构的一端压在所述导电块3和所述压片2之间。在一些实施方式中，通过压片2对弹性悬臂结构进行固定，避免对弹性悬臂结构的损伤，同时，压片 2采用螺钉11与对应的导电块可拆卸的连接，有利于对弹性悬臂结构的更换或者修理。
39.作为一种可选的实施方式，如图3所示，所述底座1上设置有多个磁铁14，所述磁铁14能吸附在对应的工件台上。在一些实施例中，调平装置在使用过程中，需要将调平装置固定在工件台上或者操作平台上，因此，在本实施方式中，在底座1上设置多个磁铁14，从而，在使用过程中，将调平装置通过磁铁14吸附在固定目标上，能够方便快捷的进行安装和拆卸。
40.作为一种可选的实施方式，如图4所示，还包括壳体13，所述壳体13包绕所述底座1和导电块3；所述壳体13的上表面不高于所述弹性悬臂结构的上表面；所述壳体13的上表面设置有与所述弹性悬臂结构间隙配合的开口。在一些实施例中，壳体13对底座1和导电块3以及接线柱4或12等器件进行保护，壳体通过螺钉15与底座1连接。壳体13的上表面不高于弹性悬臂结构的上表面，从而不对被调平的器件形成限位，能够确保被调平器件能够对触点结构施加压力，使触点结构与导电块3进行接触。壳体13上表面设置于弹性悬臂结构间隙配合的开口，能够使弹性悬臂结构能够自由活动，不被壳体13约束。
41.作为一种可选的实施方式，所述两个导电块3上分别设置有接线柱4或12，其中一个接线柱4或12上连接有用于输入电信号的第一信号线，另一个接线柱4 或12上连接有用于输出电信号的第二信号线。在一些实施例中，在两个导电块3 上分别设置接线柱4或12，分别用来连接第一信号线和第二信号线，两个信号线一个用于输入电信号，一个用于输出电信号，从而，能够实现对于触点接触的监控。
42.作为一种可选的实施方式，所述底座1上设置有线夹6，所述线夹6用于将第一信号线和第二信号线进行固定。在一些实施例中，线夹6用于对第一信号线和第二信号线进行固定，使第一信号线和第二信号线形成线束伸出，边缘外部壳体13的设置，同时，线夹6对第一信号线和第二信号线的固定还能够对接线柱4 或12形成保护，避免第一信号线和第二信号线对接线柱4或12的拖拽。
43.本实用新型的实施例还提供了一种调平系统，包括：
44.平面运动模块，能在第一平面内进行二维运动；
45.垂直运动模块，能在与所述第一平面的垂直方向上运动；
46.如上述任意一项所述的调平装置；
47.如图5所示的调平平板17；
48.其中，所述平面运动模块用于驱动所述调平模块和所述调平平板17进行相对的平面运动，以使所述调平模块对应所述调平平板17的不同位置，所述垂直运动模块用于驱动所述调平模块和所述调平平板17进行相对的垂直运动，当所述调平平板17向触点结构施加压力，使两导电块3之间形成信号通路时，确定相对的垂直运动位移。
49.在一些实施例中，可以将调平平板17设置在垂直运动模块上，将调平装置设置在平面运动模块上，通过平面运动模块驱动调平装置对应于调平平板17的不同位置，例如，图
5中1701～1704中的任何一个位置；再通过垂直运动模块驱动调平平板17向下运动，当调平平板17接触到触点结构，两导电块3之间形成导电通路时，停止垂直运动模块的驱动，并记录垂直运动模块的驱动调平平板17在垂直方向运动的距离。在另一些实施例中，可以采用垂直运动模块和平面运动模块驱动调平平板17在三维空间内进行运动，将调平装置设置在固定的位置和固定的高度，从而，对调平平板17进行调平。在另一些实施例中，还可以采用垂直运动模块和平面运动模块驱动调平装置在三维空间内进行运动，将调平平板 17设置在固定的高度和固定的位置，从而对调平平板17进行调平。
50.本实用新型提供的实施例中，通过弹性悬臂结构形成用来检测运动停止位置的装置，在键合头上吸附一个平整的板材，以板材的不同区域对应触点结构，键合头在竖直方向上运动，当板材接触到触点结构之前，触点结构与对应的导电块3之间是分离的，两个导电块3之间为电信号的开路，当板材接触到触点时，触点结构对应导电块3之间接触，两个导电块3之间为电信号的通路，信号发生变化时，停止键合头的竖向运动并记录其运动位移，从而，能够高精度的获取键合头的位移。由于本实用新型中提供的结构简单，均可以采用标准工件进行制备，因此，其制备效率较高，加工成本很低。
51.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。