MEMS圆片键合机构及MEMS圆片键合的原位解封方法与流程

mems圆片键合机构及mems圆片键合的原位解封方法技术领域1.本发明涉及微机电系统的技术领域，特别是涉及mems圆片键合机构及mems圆片键合的原位解封方法。背景技术：2.微机械系统(micro-electro-mechanical-system，mems)是在微电子制造技术基础上结合微机械加工工艺制造而成，典型mems器件有加速度计、陀螺仪、压力传感器、麦克风、微镜等。mems器件具有体积小、重量轻、功耗低、成本低、易集成等诸多优点，目前已广泛应用于消费电子、汽车、工业、生物医疗、航空航天、国防军事等诸多领域。由于mems圆片键合工艺将硅帽盖在mems圆片键合机构的上表面，对mems功能部件进行圆片级气密封装，导致无法直接观测到mems内部结构。因此，当mems芯片出现失效等情况需要对其内部结构进行观测分析时，需要对mems芯片进行解封，移除上表面的硅帽才能观测其内部结构。目前，针对mems圆片键合解封的方法，主要包括物理破坏性解封、化学腐蚀性解封以及高温解封等方法，但这些方法均有其不足之处，需要发展新的针对mems圆片键合解封的方法以更好的观测其内部结构，从而更好开展失效分析等可靠性研究工作。技术实现要素：3.基于此，有必要针对传统方法无法有效的将硅帽从mems圆片键合机构上取出的问题，提供一种mems圆片键合机构及mems圆片键合的原位解封方法。4.一种mems圆片键合机构。所述mems圆片键合机构包括：盖帽件、mems功能零件、支撑件与第一加热组件，所述盖帽件键合在所述支撑件上，且所述盖帽件与所述支撑件配合形成键合部，所述mems功能零件键合在所述键合部上，所述第一加热组件装设在所述支撑件上，且所述第一加热组件用于对所述盖帽件与所述支撑件的键合处进行加热处理。5.一种mems圆片键合的原位解封方法，采用所述的mems圆片键合机构，包括如下步骤：确定所述盖帽件与所述支撑件的键合处，将所述第一加热组件装设所述键合处；当需要对所述盖帽件进行原位解封时，对所述第一加热组件进行加热操作；待所述第一加热组件加热加热预设时间后，所述盖帽件与所述支撑件的键合处的温度达到解封状态；对所述盖帽件进行解封拆卸。6.在其中一个实施例中，所述第一加热组件包括第一加热件与第二加热件，所述第一加热件沿所述键合处靠近所述键合部的一侧周向设置在所述支撑件上，所述第二加热件沿所述键合处远离所述键合部的一侧周向设置在所述支撑件上，且所述第一加热件上设有第一接电端子，所述第一接电端子位于所述支撑件的外部，所述第二加热件上设有第二接电端子，所述第二接电端子位于所述支撑件的外部。7.在其中一个实施例中，所述第一加热组件包括第三加热件，所述第三加热件沿所述键合处的周向埋设在所述支撑件中，且所述第三加热件的加热面与所述键合处的底部相对位，所述第三加热件上设有第三接电端子，所述第三接电端子位于所述支撑件的外部。8.在其中一个实施例中，所述mems圆片键合机构还包括第二加热组件，所述第二加热组件装设所述mems功能零件与所述支撑件上的键合处，所述第二加热组件上设有第四接电端子，所述第四接电端子位于所述支撑件外部。9.在其中一个实施例中，在确定所述盖帽件与所述支撑件的键合处，将所述第一加热组件装设所述键合处的步骤中，所述第一加热组件沿所述键合处的周向设置在所述支撑件上，且所述第一加热组件的接电端子位于所述支撑件外部。10.在其中一个实施例中，在所述第一加热组件沿所述键合处的周向设置在所述支撑件上，且所述第一加热组件的接电端子位于所述支撑件外部的步骤中，通过在所述第一加热组件内加设半导体提高所述第一加热组件的电阻率。11.在其中一个实施例中，在所述第一加热组件沿所述键合处的周向设置在所述支撑件上，且所述第一加热组件的接电端子位于所述支撑件外部的步骤中，所述第一加热组件可以为多个，所述键合处的内环区域与外环区域均设有所述第一加热组件，且位于所述键合处内环区域的第一加热组件与位于所述键合处外环区域的第一加热组件均设有两个接电端子。12.在其中一个实施例中，当需要对所述盖帽件进行原位解封时，对所述第一加热组件进行加热操作的步骤中；所述mems圆片键合机构还包括拆卸杆件与胶黏件，所述拆卸杆体通过所述胶黏件与所述盖帽件粘接配合。13.在其中一个实施例中，对所述盖帽件进行解封拆卸的步骤中；通过所述拆卸杆体将所述盖帽件取出。14.上述mems圆片键合机构在使用时，mems功能零件指用于组装形成mems圆片键合机构的所需功能零件，例如：硅片。然后，根据装配要求，确定mems功能零件所需的装配空间以及在支撑件上的装配位置，同时，根据mems功能零件的装配要求，确定键合部的范围和空间，以保证mems功能零件能够有效装设在键合部内。进一步地，盖帽件可以为玻璃材料、硅帽板或硅帽块等。支撑件为玻璃板、玻璃块或硅材料等。通过键合(在一定条件下直接结合，通过范德华力、分子力或者原子力使晶片键合成为一体的技术。)的方式实现盖帽件与支撑件的连接。在盖帽件与支撑件完成键合后，可以将所述第一加热组件装设在盖帽件与支撑件键合处的侧边，或者将所述第一加热组件埋设在盖帽件与支撑件键合处的底部。因为盖帽件与支撑件在高温下键合强度下降从而达到解封，因此，当mems圆片键合机构需要将盖帽件进行拆卸时，通过第一加热组件进行加热，盖帽件与支撑件之间的键合强度不断下降直至盖帽件与支撑件实现分离，相较于传统的原位解封方式，上述mems圆片键合机构能够更加有针对性的实现盖帽件与支撑件的原位解封。15.上述mems圆片键合的原位解封方法在使用时，通过键合(在一定条件下直接结合，通过范德华力、分子力或者原子力使晶片键合成为一体的技术。)的方式实现盖帽件与支撑件的连接。在盖帽件与支撑件完成键合后，确定盖帽件与支撑件的键合处，可以将所述第一加热组件装设在盖帽件与支撑件键合处的侧边，或者将所述第一加热组件埋设在盖帽件与支撑件键合处的底部。因为盖帽件与支撑件在高温下键合强度下降从而达到解封，因此，当mems圆片键合机构需要将盖帽件进行原位解封时，通过第一加热组件进行加热，盖帽件与支撑件之间的键合强度不断下降直至盖帽件与支撑件实现分离，相较于传统的原位解封方式，上述mems圆片键合的原位解封方法能够更加有针对性的实现盖帽件与支撑件的原位解封。附图说明16.图1为mems圆片键合机构的装配结构示意图；17.图2为其中一实施例所述mems圆片键合机构的局部结构示意图；18.图3为另一实施例所述mems圆片键合机构的局部结构示意图；19.图4为mems圆片键合的原位解封方法的流程图。20.10、键合部，20、所述盖帽件与所述支撑件的键合处，30、所述mems功能零件与所述支撑件上的键合处，100、盖帽件，200、mems功能零件，300、支撑件，400、第一加热组件，410、第一加热件，411、第一接电端子，420、第二加热件，421、第二接电端子。具体实施方式21.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。22.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。23.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。24.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。25.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。26.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。27.结合图1至图3所示，在一个实施例中，所述mems圆片键合机构包括：盖帽件100、mems功能零件200、支撑件300与第一加热组件400，所述盖帽件100键合在所述支撑件300上，且所述盖帽件100与所述支撑件300配合形成键合部10，所述mems功能零件200键合在所述键合部10上，所述第一加热组件400装设在所述支撑件300上，且所述第一加热组件400用于对所述盖帽件100与所述支撑件300的键合处进行加热处理。28.上述mems圆片键合机构在使用时，mems功能零件200指用于组装形成mems圆片键合机构的所需功能零件，例如：硅片等。然后，根据装配要求，确定mems功能零件200所需的装配空间以及在支撑件300上的装配位置，同时，根据mems功能零件200的装配要求，确定键合部10的范围和空间，以保证mems功能零件200能够有效装设在键合部10内。进一步地，盖帽件100可以为玻璃材料、硅帽板或硅帽块。支撑件300为玻璃板、玻璃块或硅材料等。通过键合(在一定条件下直接结合，通过范德华力、分子力或者原子力使晶片键合成为一体的技术。)的方式实现盖帽件100与支撑件300的连接。在盖帽件100与支撑件300完成键合后，可以将所述第一加热组件400装设在盖帽件100与支撑件300键合处的侧边，或者将所述第一加热组件400埋设在盖帽件100与支撑件300键合处的底部。因为盖帽件100与支撑件300在高温下键合强度下降从而达到解封，因此，当mems圆片键合机构需要将盖帽件100进行拆卸时，通过第一加热组件400进行加热，盖帽件100与支撑件300之间的键合强度不断下降直至盖帽件100与支撑件300实现分离，相较于传统的原位解封方式，上述mems圆片键合机构能够更加有针对性的实现盖帽件100与支撑件300的原位解封。29.在一个实施例中，支撑件300为支撑板或支撑座。30.结合图3所示，在一个实施例中，所述第一加热组件400包括第一加热件410与第二加热件420，所述第一加热件410沿所述键合处靠近所述键合部10的一侧周向设置在所述支撑件300上，所述第二加热件420沿所述键合处远离所述键合部10的一侧周向设置在所述支撑件300上，且所述第一加热件410上设有第一接电端子411，所述第一接电端子411位于所述支撑件300的外部，所述第二加热件420上设有第二接电端子421，所述第二接电端子421位于所述支撑件300的外部。具体地，第一加热件410与第二加热件420可以是电阻丝或电加热丝。通过第一加热件410与第二加热件420对盖帽件100与支撑件300的键合处进行对应装设，从而有效保证了加热组件对于键合处的加热效率。进一步地，第一加热件410与第二加热件420针对键合处进行对应设计，从而可以实现解除盖帽件100与支撑件300键合的同时，避免加热组件对mems圆片键合机构内的其他部件造成影响，例如：避免加热组件对mems功能零件200与支撑件300之间的键合造成影响。更进一步地，将第一加热件410的第一接电端子411设置在支撑件300外部以及将第二加热件420的第二接电端子421设置在支撑件300外部，从而更加便于第一加热件410与第二加热件420进行接电操作。31.在一个实施例中，所述第一加热组件400包括第三加热件，所述第三加热件沿所述键合处的周向埋设在所述支撑件300中，且所述第三加热件的加热面与所述键合处的底部相对位，所述第三加热件上设有第三接电端子，所述第三接电端子位于所述支撑件300的外部。具体地，第三加热件可以是电阻丝或电加热丝。将第三加热件的加热面与键合处的底部相对位，从而可以有效提高第三加热件对于键合处的加热效率。进一步地，将第三加热件的第三接电端子设置在支撑件300外部，从而更加便于第三加热件进行接电操作。32.在一个实施例中，所述mems圆片键合机构还包括第二加热组件，所述第二加热组件装设所述mems功能零件200与所述支撑件300上的键合处，所述第二加热组件上设有第四接电端子，所述第四接电端子位于所述支撑件300外部。具体地，第二加热组件为电阻丝或电加热丝。在对mems圆片键合机构进行检查时，除了需要解除盖帽件100与支撑件300的键合，有时还需要将对应的mems功能零件200与支撑件300的键合处进行解除。此时，通过第二加热组件对mems功能零件200与支撑件300的键合处30进行加热，从而便能够实现mems功能零件200与支撑件300的键合解除。进一步地，将第二加热组件的第四接电端子设置在支撑件300外部，从而更加便于第二加热组件进行接电操作。33.结合图4所示，在一个实施例中，一种mems圆片键合的原位解封方法，采用所述的mems圆片键合机构，包括如下步骤：34.s100、确定所述盖帽件100与所述支撑件300的键合处，将所述第一加热组件400装设所述键合处；35.s200、当需要对所述盖帽件100进行原位解封时，对所述第一加热组件400进行加热操作；36.s300、待所述第一加热组件400加热预设时间后，所述盖帽件100与所述支撑件300的键合处的温度达到解封状态；37.s400、对所述盖帽件100进行解封拆卸。38.上述mems圆片键合的原位解封方法在使用时，通过键合(在一定条件下直接结合，通过范德华力、分子力或者原子力使晶片键合成为一体的技术。)的方式实现盖帽件100与支撑件300的连接。在盖帽件100与支撑件300完成键合后，确定盖帽件100与支撑件300的键合处，可以将所述第一加热组件400装设在盖帽件100与支撑件300键合处的侧边，或者将所述第一加热组件400埋设在盖帽件100与支撑件300键合处的底部。因为盖帽件100与支撑件300在高温下键合强度下降从而达到解封，因此，当mems圆片键合机构需要将盖帽件100进行原位解封时，通过第一加热组件400进行加热，盖帽件100与支撑件300之间的键合强度不断下降直至盖帽件100与支撑件300实现分离，相较于传统的原位解封方式，上述mems圆片键合的原位解封方法能够更加有针对性的实现盖帽件100与支撑件300的原位解封。39.结合图1至图4所示，在一个实施例中，在确定所述盖帽件100与所述支撑件300的键合处，将所述第一加热组件400装设所述键合处的步骤中，所述第一加热组件400沿所述键合处的周向设置在所述支撑件300上，且所述第一加热组件400的接电端子位于所述支撑件300外部。具体地，第一加热组件400为电阻丝或电加热丝。第一加热组件400可以位于键合处的侧部，即第一加热件410从键合处的侧部进行加热。或者第一加热组件400位于键合处的底部，即第一加热件410从键合处的底部进行加热。进一步地，将第一加热组件400的接电端子设置在支撑件300外部，从而更加便于第一加热组件400进行接电操作。40.在一个实施例中，在所述第一加热组件400沿所述键合处的周向设置在所述支撑件300上，且所述第一加热组件400的接电端子位于所述支撑件300外部的步骤中，通过在所述第一加热组件400内加设半导体提高所述第一加热组件400的电阻率。具体地，上述这种实施方式可以更加高效的实现第一加热组件400的加热，缩短盖帽件100与支撑件300解除键合的时间。41.结合图1至图4所示，在一个实施例中，在所述第一加热组件400沿所述键合处的周向设置在所述支撑件300上，且所述第一加热组件400的接电端子位于所述支撑件300外部的步骤中，所述第一加热组件400可以为多个，所述键合处的内环区域与外环区域均设有所述第一加热组件400，且位于所述键合处内环区域的第一加热组件400与位于所述键合处外环区域的第一加热组件400均设有两个接电端子。具体地，位于键合处内环区域的第一加热组件400距离键合处有第一预设间隔，位于键合处外环区域的第一加热组件400距离键合处有第二预设间隔，通过预设间隔与第二预设间隔能够避免第一加热组件400对盖帽件100自身造成损坏，同时，将第一预设间隔与第二预设间隔设定为100um，从而可以有效保证第一加热组件400对于键合处的传热效率。进一步地，位于键合处内环区域的第一加热组件400与位于键合处外环区域的第一加热组件400均设有两个接电端子。上述这种实施方式可以更加有效的承受外部电路施加的电压。42.在一个实施例中，当需要对所述盖帽件100进行原位解封时，对所述第一加热组件400进行加热操作的步骤中；所述mems圆片键合机构还包括拆卸杆件与胶黏件，所述拆卸杆体通过所述胶黏件与所述盖帽件100粘接配合。对所述盖帽件100进行解封拆卸的步骤中；通过所述拆卸杆体将所述盖帽件100取出。具体地，考虑到盖帽件100从mems圆片键合机构中取出空间有限，因此在对盖帽件100进行拆除时，首先将拆卸杆件利用胶黏件与盖帽件100粘接配合，待盖帽件100与支撑件300实现解封后，通过拆卸杆体将盖帽件100从mems圆片键合机构中取出。上述这种实施方式使得盖帽件100的拆卸更加方便，同时也避免盖帽件100在拆卸时对mems圆片键合机构造成损坏。43.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。44.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。