【技术实现步骤摘要】
本申请涉及半导体封装领域，尤其涉及一种晶圆级共晶治具和封装结构的形成方法。
技术介绍
1、现有mems器件封装采用胶装方案，只能实现普通ip级别防水，无法达到较高的气密性，影响了mems器件的寿命。
2、为了提高mems器件的气密性，以增加mems器件的使用寿命，需要采用更先进的工艺进行mems器件的气密封装。在这个背景下，共晶焊接工艺应运而生，采用共晶焊接工艺能极大的提高mems器件的气密性。目前共晶焊接工艺主流的实现方法为：共晶焊接工艺采用au80sn20共晶焊料，通过热焊头进行加热和施压，au80sn20共晶焊料在300℃～320℃左右直接进行扩散共晶。现有的采用热焊头一次只能对单个的mems器件进行共晶焊接密封，生产效率较低，不利于产能的提升。
技术实现思路
1、本申请所要解决的技术问题是提供一种晶圆级共晶治具和封装结构的形成方法，提高共晶焊接的效率，提高产能。
2、为了解决上述问题，本申请一方面提供了一种晶圆级共晶治具，包括：
3、底座，所述底座的上表面用于放置晶圆，所述晶圆的上表面具有若干行列排布的贴装区域；
4、钢网，所述钢网安装于所述底座的上表面，所述钢网具有若干网孔，每一个所述网孔露出所述晶圆上相应的一个所述贴装区域，每一个所述网孔中用于放置待与所述晶圆上对应的贴装区域进行共晶焊接的共晶焊料和玻璃光窗；
5、砝码构件，所述砝码构件包括若干砝码头，每一个所述砝码头置于相应的所述玻璃光窗的上表面，用于在将所述
6、在一些实施例中，所述砝码构件还包括砝码托盘，砝码限位板，砝码杆和配重块，其中所述砝码托盘置于所述钢网的上表面，所述砝码限位板通过支柱悬空固定在所述砝码托盘上方，所述砝码限位板中具有若干定位孔，所述砝码限位板中具有与所述定位孔对应的限位孔，所述砝码杆包括相连接的上部分和下部分，所述砝码杆的上部分穿设于所述限位孔中，所述砝码杆的下部分穿设于相应的所述定位孔中，所述配重块固定在所述砝码杆的上部分表面，所述砝码头固定在所述砝码杆的下部分的底端表面。
7、在一些实施例中，所述砝码构件还包括固定于所述砝码杆和所述砝码头之间的限位块。
8、在一些实施例中，所述限位块包括相连接的第一部分和第二部分，所述第一部分的尺寸大于所述第二部分的尺寸，且所述第一部分的尺寸大于所述定位孔的尺寸，所述第二部分的尺寸小于或等于所述定位孔的尺寸，所述限位块的第一部分限制在所述砝码托盘的上表面或上表面上方，所述限位块的第二部分限制在所述定位孔中。
9、在一些实施例中，相邻定位孔对应的相邻限位块的第一部分外侧相互抵接。
10、在一些实施例中，所述砝码杆的上部分的顶端高于所述砝码限位板的上表面，所述配重块固定在高于所述砝码限位板的上表面的上部分的侧壁表面。
11、在一些实施例中，所述砝码托盘和所述砝码限位板材料为石英玻璃；所述砝码头的材料为耐高温塑料。
12、在一些实施例中，所述砝码构件仅具有若干砝码头。
13、在一些实施例中，所述砝码头置于相应的所述玻璃光窗的上表面时，所述砝码头的底端表面与所述玻璃光窗的上表面接触为单点接触或多点接触。
14、在一些实施例中，所述砝码头包括中心部和位于所述中心部四周侧壁的多个凸起部；所述砝码头置于相应的所述玻璃光窗的上表面时，所述中心部和所述凸起部的底端表面与所述玻璃光窗的上表面接触，所述多个凸起部的侧面与所述钢网中的网孔的内壁接触。
15、在一些实施例中，所述砝码头的材料为金属，所述若干砝码头的体积和重量不同，通过调整砝码头的体积大小，从而调整砝码头的重量大小，进而调整施加的下压的重力的大小。
16、在一些实施例中，所述底座的下表面具有磁铁，所述磁体用于吸附所述底座上表面的钢网。
17、在一些实施例中，所述底座的上表面还具有钢网位置调节器，所述钢网位置调节器用于调节所述钢网的位置。
18、在一些实施例中，通过压片弹簧将所述晶圆固定在所述底座的上表面。
19、本申请另一方面还提供了一种封装结构的形成方法，包括：
20、提供前述所述的晶圆级共晶治具；
21、提供晶圆，将所述晶圆固定在所述底座的上表面，所述晶圆的上表面具有若干行列排布的贴装区域；
22、在所述晶圆的贴装区域表面形成共晶焊料；
23、在所述底座的上表面安装钢网，所述钢网中的每一个网孔露出所述晶圆上相应的一个所述贴装区域；
24、在每一个所述网孔内放置玻璃光窗；
25、在所述钢网上安装砝码构件，所述砝码构件包括若干砝码头，每一个所述砝码头置于相应的所述玻璃光窗的上表面，所述砝码头对所述玻璃光窗施加下压的重力，将所述玻璃光窗通过所述共晶焊料共晶焊接在所述晶圆上对应的贴装区域。
26、在一些实施例中，所述安装钢网时，将所述钢网与所述晶圆对准。
27、在一些实施例中，所述共晶焊料的材料为au80sn20共晶焊料。
28、在一些实施例中，进行所述共晶焊接时炉腔的气体氛围为惰性气体。
29、在一些实施例中，进行所述共晶焊接时炉腔的压力为常压、负压或正压。
30、本申请前述的晶圆级共晶治具和封装结构的形成方法，在一些实施例中，所述晶圆级共晶治具，包括：底座，所述底座的上表面用于放置晶圆，所述晶圆的上表面具有若干行列排布的贴装区域；钢网，所述钢网安装于所述底座的上表面，所述钢网具有若干网孔，每一个所述网孔露出所述晶圆上相应的一个所述贴装区域，每一个所述网孔中用于放置待与所述晶圆上对应的贴装区域进行共晶焊接的共晶焊料和玻璃光窗；砝码构件，所述砝码构件包括若干砝码头，每一个所述砝码头置于相应的所述玻璃光窗的上表面，用于在将所述玻璃光窗通过所述共晶焊料共晶焊接在所述晶圆上对应的贴装区域时施加下压的重力。即本申请中的晶圆级共晶治具，通过前述特定结构的钢网和砝码构件的配合，可以将若干玻璃光窗同时精确的共晶焊接在一片晶圆上的相应的若干贴装区域表面，从而提高了共晶焊接的效率，提高了产能。并且，采用本申请的晶圆级共晶治具进行所述共晶焊接时炉腔的压力为常压、负压或正压，实现玻璃光窗密封的空间内的气压的多重选择，并容易实现玻璃光窗密封的空间内高气密性。并且，采用本申请的晶圆级共晶治具进行所述共晶焊接时炉腔的气体氛围可以为惰性气体，提高了玻璃光窗密封的空间内的干燥性能。
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1.一种晶圆级共晶治具，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的晶圆级共晶治具，其特征在于，所述砝码构件还包括砝码托盘，砝码限位板，砝码杆和配重块，其中所述砝码托盘置于所述钢网的上表面，所述砝码限位板通过支柱悬空固定在所述砝码托盘上方，所述砝码限位板中具有若干定位孔，所述砝码限位板中具有与所述定位孔对应的限位孔，所述砝码杆包括相连接的上部分和下部分，所述砝码杆的上部分穿设于所述限位孔中，所述砝码杆的下部分穿设于相应的所述定位孔中，所述配重块固定在所述砝码杆的上部分表面，所述砝码头固定在所述砝码杆的下部分的底端表面。
3.如权利要求2所述的晶圆级共晶治具，其特征在于，所述砝码构件还包括固定于所述砝码杆和所述砝码头之间的限位块。
4.如权利要求3所述的晶圆级共晶治具，其特征在于，所述限位块包括相连接的第一部分和第二部分，所述第一部分的尺寸大于所述第二部分的尺寸，且所述第一部分的尺寸大于所述定位孔的尺寸，所述第二部分的尺寸小于或等于所述定位孔的尺寸，所述限位块的第一部分限制在所述砝码托盘的上表面或上表面上方，所述限位块的第二部分限制在所述定位孔中。
5.如权利要求4所述的晶圆级共晶治具，其特征在于，相邻定位孔对应的相邻限位块的第一部分外侧相互抵接。
6.如权利要求2所述的晶圆级共晶治具，其特征在于，所述砝码杆的上部分的顶端高于所述砝码限位板的上表面，所述配重块固定在高于所述砝码限位板的上表面的上部分的侧壁表面。
7.如权利要求2所述的晶圆级共晶治具，其特征在于，所述砝码托盘和所述砝码限位板材料为石英玻璃；所述砝码头的材料为耐高温塑料。
8.如权利要求1所述的晶圆级共晶治具，其特征在于，所述砝码构件仅具有若干砝码头。
9.如权利要求2或8所述的晶圆级共晶治具，其特征在于，所述砝码头置于相应的所述玻璃光窗的上表面时，所述砝码头的底端表面与所述玻璃光窗的上表面接触为单点接触或多点接触。
10.如权利要求8所述的晶圆级共晶治具，其特征在于，所述砝码头包括中心部和位于所述中心部四周侧壁的多个凸起部；所述砝码头置于相应的所述玻璃光窗的上表面时，所述中心部和所述凸起部的底端表面与所述玻璃光窗的上表面接触，所述多个凸起部的侧面与所述钢网中的网孔的内壁接触。
11.如权利要求8所述的晶圆级共晶治具，其特征在于，所述砝码头的材料为金属，所述若干砝码头的体积和重量不同，通过调整砝码头的体积大小，从而调整砝码头的重量大小，进而调整施加的下压的重力的大小。
12.如权利要求2或8所述的晶圆级共晶治具，其特征在于，所述底座的下表面具有磁铁，所述磁体用于吸附所述底座上表面的钢网。
13.如权利要求12所述的晶圆级共晶治具，其特征在于，所述底座的上表面还具有钢网位置调节器，所述钢网位置调节器用于调节所述钢网的位置。
14.如权利要求2或8的晶圆级共晶治具，其特征在于，通过压片弹簧将所述晶圆固定在所述底座的上表面。
15.一种封装结构的形成方法，其特征在于，包括：
16.如权利要求15所述的封装结构的形成方法，其特征在于，所述安装钢网时，将所述钢网与所述晶圆对准。
17.如权利要求15所述的封装结构的形成方法，其特征在于，所述共晶焊料的材料为AuSn共晶焊料。
18.如权利要求15所述的封装结构的形成方法，其特征在于，进行所述共晶焊接时炉腔的气体氛围为惰性气体。
19.如权利要求18所述的封装结构的形成方法，其特征在于，进行所述共晶焊接时炉腔的压力为常压、负压或正压。
...【技术特征摘要】
1.一种晶圆级共晶治具，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的晶圆级共晶治具，其特征在于，所述砝码构件还包括砝码托盘，砝码限位板，砝码杆和配重块，其中所述砝码托盘置于所述钢网的上表面，所述砝码限位板通过支柱悬空固定在所述砝码托盘上方，所述砝码限位板中具有若干定位孔，所述砝码限位板中具有与所述定位孔对应的限位孔，所述砝码杆包括相连接的上部分和下部分，所述砝码杆的上部分穿设于所述限位孔中，所述砝码杆的下部分穿设于相应的所述定位孔中，所述配重块固定在所述砝码杆的上部分表面，所述砝码头固定在所述砝码杆的下部分的底端表面。
3.如权利要求2所述的晶圆级共晶治具，其特征在于，所述砝码构件还包括固定于所述砝码杆和所述砝码头之间的限位块。
4.如权利要求3所述的晶圆级共晶治具，其特征在于，所述限位块包括相连接的第一部分和第二部分，所述第一部分的尺寸大于所述第二部分的尺寸，且所述第一部分的尺寸大于所述定位孔的尺寸，所述第二部分的尺寸小于或等于所述定位孔的尺寸，所述限位块的第一部分限制在所述砝码托盘的上表面或上表面上方，所述限位块的第二部分限制在所述定位孔中。
5.如权利要求4所述的晶圆级共晶治具，其特征在于，相邻定位孔对应的相邻限位块的第一部分外侧相互抵接。
6.如权利要求2所述的晶圆级共晶治具，其特征在于，所述砝码杆的上部分的顶端高于所述砝码限位板的上表面，所述配重块固定在高于所述砝码限位板的上表面的上部分的侧壁表面。
7.如权利要求2所述的晶圆级共晶治具，其特征在于，所述砝码托盘和所述砝码限位板材料为石英玻璃；所述砝码头的材料为耐高温塑料。
8.如权利要求1所述的晶圆级共晶治具，其特征在于，所述砝码构件仅具有若干砝码头。
9.如权利要求2或...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘硕，赵婧，葛京城，
申请(专利权)人：江苏长电科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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