一种高压电连接器及包含其的静电吸附装置的制作方法

本技术属于半导体器件制造，具体涉及一种高压电连接器及包含其的静电吸附装置。

背景技术：

1、离子注入掺杂是半导体制造技术中必不可少的关键工艺，整个注入过程需要在高真空环境当中完成。当离子束在水平方向扫开成条带状后，晶片通过机械手传输到靶盘，此时，晶片水平放置，注入过程晶片需竖直放置，晶片与离子束垂直。晶片通过静电吸附的方式固定于靶盘，靶盘固定于靶台。注入过程中，靶台携带靶盘及晶片，在高真空区内上下往复运动实现束流注入，则需要有一种高压电连接器能够将电压通过针脚实时供给到靶盘以实现吸附功能，并且不能导致真空值下降。

2、现有的高压电连接器件采用靶台供电座胶管，其主要包括供电座底座、弹性探针套、弹性探针、插孔、单芯线缆和导热环氧胶(如型号：tra-bond 2151)。其对应的制作流程为：

3、步骤1、单芯线缆剥掉外层；

4、步骤2、弹性探针套固定于插孔压接；

5、步骤3、将步骤1剥好单芯线缆固定于步骤2插孔一端；

6、步骤4、使用灌胶工装将步骤3集成物料均匀分布到供电座底座内部；

7、步骤5、将导热环氧胶均匀的灌入合金介质内部；

8、步骤6、静止6小时以上，测试导体之间的绝缘阻值。

9、上述电连接器件在使用时存在以下缺点：

10、1.灌胶工艺难度大，易造成探针之间短路；

11、2.转接环节多，探针布局不好控制，导致分布不均匀及虚接现象；

12、3.部件内部一直有电流通过，会造成导热环氧胶氧化，部件耐真空能力下降，此连接处导致真空泄漏；

13、4.探针之间电势差较大，环氧胶氧化后，漏泄电流增加，绝缘能力较低；

14、5.真空泄漏故障率高，影响机台稳定性；

15、6.更换难度大，耗费人力成本高，严重影响机台运行时间。

技术实现思路

1、本实用新型要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种结构紧凑、拆装便捷、稳定可靠、绝缘性能佳的高压电连接器及包含其的静电吸附装置。

2、为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

3、一种高压电连接器，包括外壳，所述外壳的两端分别设有真空灌胶区和常压灌胶区，所述外壳内部设有两端贯穿的通孔，导针通过绝缘填充层固定于外壳的通孔内且伸出通孔的两端，所述导针的两端分别延伸至真空灌胶区和常压灌胶区；所述导针在真空灌胶区内与弹性探针套连接，且弹性探针套延伸至外壳外部；所述导针在常压灌胶区与单芯线缆连接，单芯线缆延伸至外壳外部。

4、作为本实用新型的进一步改进，所述外壳的外侧壁上设有第一固定柱和第二固定柱，以实现高压电连接器固定于靶台的真空侧。

5、作为本实用新型的进一步改进，所述导针与弹性探针套的连接处采用绝缘热缩管包裹，并进行导热环氧胶灌胶。

6、作为本实用新型的进一步改进，所述导针与单芯线缆的焊接处采用绝缘热缩管包裹，并进行导热环氧胶灌胶。

7、作为本实用新型的进一步改进，所述绝缘填充层为浇铸玻璃形成的玻璃填充层，所述真空灌胶区和常压灌胶区中均灌填导热环氧胶。

8、作为一个总的技术构思，本实用新型还提供了一种静电吸附装置，包括：气浮轴、对插头、弹性探针、靶盘组件、旋转靶台以及上述的高压电连接器；所述旋转靶台安装于所述气浮轴的上端，旋转靶台位于真空环境，气浮轴位于大气侧，气浮轴带动旋转靶台上下往复运动；所述高压电连接器位于所述旋转靶台的真空侧，位于真空侧的弹性探针安装在所述高压电连接器的弹性探针套上，且弹性探针与靶盘组件连接，所述高压电连接器的单芯线缆位于大气侧，单芯线缆的一端与对插头的一端相连，对插头的另一端连接高压动力源，以实现高压电位输送至靶盘组件；所述靶盘组件安装于旋转靶台上，晶片静电吸附于靶盘组件的外侧，晶片垂直束流方向，以进行离子注入过程。

9、作为本实用新型的进一步改进，所述靶盘组件包括靶盘安装座和靶盘，所述靶盘安装座安装于旋转靶台上，靶盘安装于靶盘安装座的外侧，晶片静电吸附于靶盘的外侧。

10、作为本实用新型的进一步改进，所述靶盘上设有导电板，弹性探针与导电板连接，以实现靶盘通电，并产生静电场以吸附晶片。

11、作为本实用新型的进一步改进，所述靶盘安装座上设有第一pin针、第二pin针和第三pin针，所述pin针用于实现晶片与靶盘分离以产生传输空间，并释放晶片电荷。

12、作为本实用新型的进一步改进，所述气浮轴内部设有通孔，所述对插头通过气浮轴的通孔连接至高压动力源。

13、与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

14、1、本实用新型的高压电连接器，通过在外壳的两端分别设置了真空灌胶区和常压灌胶区，在外壳内部设置了两端贯穿的通孔，导针通过绝缘填充层固定于外壳的通孔内且伸出通孔的两端，导针的两端分别延伸至真空灌胶区和常压灌胶区，而且导针在真空灌胶区内与弹性探针套连接，弹性探针套则延伸至外壳外部，导针在常压灌胶区与单芯线缆连接，单芯线缆则延伸至外壳外部，即得到了结构紧凑、拆装便捷、稳定可靠、绝缘性能佳的高压电连接器，将高压电连接器连接到靶台上，在保证了供电正常的同时，又不会影响机台真空度，减少了维护成本，提高了机台运行时间。

15、2、本实用新型的高压电连接器，通过浇铸玻璃工艺形成玻璃填充层，容错率低，实现了各导针之间的高绝缘，高压电连接器整体的绝缘等级比较高；玻璃填充层耐氧化等级高，稳定性好，使用寿命长；玻璃填充层耐压能力高，真空密封性能比较好；此外，采用玻璃来进行封装，原料丰富，成本低廉；加工性能好，便于成型；电气绝缘性能、化学稳定性能良好，满足使用要求；进一步地，外壳材质本身与被封装材料膨胀系数相接近，便于封装，更加牢固。

16、3、本实用新型的静电吸附装置，包含上述的高压电连接器，因而同样具有上述的优点。

技术特征：

1.一种高压电连接器，其特征在于，包括外壳(1)，所述外壳(1)的两端分别设有真空灌胶区(6)和常压灌胶区(8)，所述外壳(1)内部设有两端贯穿的通孔，导针(3)通过绝缘填充层(7)固定于外壳(1)的通孔内且伸出通孔的两端，所述导针(3)的两端分别延伸至真空灌胶区(6)和常压灌胶区(8)；所述导针(3)在真空灌胶区(6)内与弹性探针套(4)连接，且弹性探针套(4)延伸至外壳(1)外部；所述导针(3)在常压灌胶区(8)与单芯线缆(5)连接，单芯线缆(5)延伸至外壳(1)外部。

2.根据权利要求1所述的高压电连接器，其特征在于，所述外壳(1)的外侧壁上设有第一固定柱(2)和第二固定柱(9)，以实现高压电连接器固定于靶台的真空侧。

3.根据权利要求2所述的高压电连接器，其特征在于，所述导针(3)与弹性探针套(4)的连接处采用绝缘热缩管包裹，并进行导热环氧胶灌胶。

4.根据权利要求2所述的高压电连接器，其特征在于，所述导针(3)与单芯线缆(5)的焊接处采用绝缘热缩管包裹，并进行导热环氧胶灌胶。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的高压电连接器，其特征在于，所述绝缘填充层(7)为浇铸玻璃形成的玻璃填充层；所述真空灌胶区(6)和常压灌胶区(8)中均灌填导热环氧胶。

6.一种静电吸附装置，其特征在于，包括：气浮轴(10)、对插头(11)、弹性探针(13)、靶盘组件、旋转靶台(18)以及权利要求1至5中任意一项所述的高压电连接器；所述旋转靶台(18)安装于所述气浮轴(10)的上端，旋转靶台(18)位于真空环境，气浮轴(10)位于大气侧，气浮轴(10)带动旋转靶台(18)上下往复运动；所述高压电连接器位于所述旋转靶台(18)的真空侧，位于真空侧的弹性探针(13)安装在所述高压电连接器的弹性探针套(4)上，且弹性探针(13)与靶盘组件连接，所述高压电连接器的单芯线缆(5)位于大气侧，单芯线缆(5)的一端与对插头(11)的一端相连，对插头(11)的另一端连接高压动力源，以实现高压电位输送至靶盘组件；所述靶盘组件安装于旋转靶台(18)上，晶片(16)静电吸附于靶盘组件的外侧，晶片(16)垂直束流方向，以进行离子注入过程。

7.根据权利要求6所述的静电吸附装置，其特征在于，所述靶盘组件包括靶盘安装座(14)和靶盘(15)，所述靶盘安装座(14)安装于旋转靶台(18)上，靶盘(15)安装于靶盘安装座(14)的外侧，晶片(16)静电吸附于靶盘(15)的外侧。

8.根据权利要求7所述的静电吸附装置，其特征在于，所述靶盘(15)上设有导电板(17)，弹性探针(13)与导电板(17)连接，以实现靶盘(15)通电，并产生静电场以吸附晶片(16)。

9.根据权利要求7所述的静电吸附装置，其特征在于，所述靶盘安装座(14)上设有第一pin针(141)、第二pin针(142)和第三pin针(143)，所述pin针用于实现晶片(16)与靶盘(15)分离以产生传输空间，并释放晶片电荷。

10.根据权利要求6至9中任意一项所述的静电吸附装置，其特征在于，所述气浮轴(10)内部设有通孔，所述对插头(11)通过气浮轴(10)的通孔连接至高压动力源。

技术总结本技术公开一种高压电连接器及包含其的静电吸附装置，高压电连接器包括外壳，所述外壳的两端分别设有真空灌胶区和常压灌胶区，所述外壳内部设有两端贯穿的通孔，导针通过绝缘填充层固定于外壳的通孔内且伸出通孔的两端，所述导针的两端分别延伸至真空灌胶区和常压灌胶区；所述导针在真空灌胶区内与弹性探针套连接，且弹性探针套延伸至外壳外部；所述导针在常压灌胶区与单芯线缆连接，单芯线缆延伸至外壳外部。本技术具有结构紧凑、拆装便捷、稳定可靠、绝缘性能佳等优点，在保证了静电吸附功能正常的同时，又不影响机台的真空度。技术研发人员：张冰,季杰,刘洪虎,何珍光,郭森,李进,李士会,陈辉受保护的技术使用者：北京烁科中科信电子装备有限公司技术研发日：20231219技术公布日：2024/9/19