Патент на полезную модель Республики Беларусь

1. (19) BY (11) 7034
(13) U
(46) 2011.02.28
(51) МПК (2009)
B 32B 37/10
ОПИСАНИЕ
ПОЛЕЗНОЙ
МОДЕЛИ К
ПАТЕНТУ
(12)
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЖАТИЯ ПЛАСТИН
(21) Номер заявки: u 20100635
(22) 2010.07.14
(71) Заявитель: Белорусский государст-
венный университет (BY)
(72) Авторы: Комаров Фадей Фадеевич;
Пилько Владимир Владимирович;
Пилько Владимир Владимирович; Ма-
лышев Виктор Степанович (BY)
(73) Патентообладатель: Белорусский госу-
дарственный университет (BY)
(57)
Устройство для сжатия пластин, состоящее из рабочей камеры с размещенным в ней
подогреваемым столом, герметичной крышки и присоединенных к рабочей камере трубо-
проводами манометра, вентилей и вакуумного насоса, отличающееся тем, что централь-
ная часть крышки выполнена из упругого термостойкого материала.
(56)
1. Advanced wafer bonding cluster systems (найдено в Интернет 10.05.2010)
http/www.suss.com/products/Wafer bonding/datasheets/.
2. Майссел Л., Глэнг P. Технология тонких пленок. - M.: Советское радио, 1977. - C. 302.
Полезная модель преимущественно относится к области технологии микроэлектрон-
ных устройств и, в частности, может быть использована при изготовлении многослойных
пластин.
Известны устройства для механического сжатия пластин [1]. Сжатие пластин произ-
водится при сближении двух плоских жестких пуансонов. Основным недостатком этих
устройств является необходимость использования пластин постоянной толщины с малым
отклонением от плоскостности. В случае пластин с неоднородной толщиной возникает
BY7034U2011.02.28

2. BY 7034 U 2011.02.28
2
неравномерность распределения давления по поверхности и имеется возможность форми-
рования в зазоре между пластинами замкнутых прослоек газов или жидкостей.
Наиболее близким по конструкции и принципу действия к заявляемому устройству
является универсальный вакуумный пост [2], состоящий из рабочей камеры с размещен-
ным в ней подогреваемым столом, жесткой герметичной крышки (изготавливаемой из
толстой стали или стекла) и соединенных с рабочей камерой трубопроводами манометра,
вентилей и вакуумного насоса. Устройство позволяет полностью удалять жидкости и газы
из зазора между пластинами. Основным недостатком данного устройства является малое
давление сжатия пластин, создаваемое силами гравитации. Деформации крышки вакуум-
ного объема под действием сил атмосферного давления при этом никак не используются и
считаются побочным вредным явлением.
Заявляемое устройство предназначено для закономерного сжатия разогретых пластин
контролируемым усилием при одновременном удалении газов и жидкостей из зазора ме-
жду пластинами.
Задачей предлагаемой полезной модели является улучшение качества соединения пла-
стин, создание плотного пакета из контактирующих по всей поверхности пластин, не со-
держащего газовых и жидкостных прослоек между соединяемыми поверхностями.
Поставленная задача решается тем, что в устройстве для сжатия пластин, состоящем
из рабочей камеры с размещенным в ней подогреваемым столом, герметичной крышки и
присоединенных к рабочей камере трубопроводами вентилей, манометра и вакуумного
насоса, центральная часть крышки выполнена из упругого термостойкого материала.
Технический результат достигается за счет того, что на этапе прогрева пакета пластин
жидкие компоненты переводятся в газообразное состояние. В процессе откачки газов из
рабочей камеры упругая часть крышки деформируется и сжимает пластины последова-
тельно от центра к краям. Одновременно с механическим сжатием происходит откачка
газов из зазора между пластинами. Давление на верхнюю пластину может регулироваться
временем откачки. По достижении предельного вакуума в рабочей камере давление рав-
номерно распределено по поверхности пакета пластин и равно атмосферному.
В результате применения устройства становится возможным использование пластин,
отличающихся от идеальной плоскости на величину, равную пределу упругой деформа-
ции материала пластины, возрастает площадь соприкосновения соединяемых поверхно-
стей, исключается наличие в зазоре между пластинами замкнутых прослоек газов и
жидкостей.
Сущность полезной модели поясняется чертежом.
Устройство включает рабочую камеру 1 с размещенным в ней подогреваемым столом
2, герметичную крышку 3 с упругой термостойкой пластиной 4, манометр 5, вентили 6 и 7
и вакуумный насос 8, соединенные с рабочей камерой трубопроводом 9.
Устройство работает следующим образом.
Пакет пластин 10 через крышку 3 помещают в рабочую камеру 1 на стол 2. Закрывают
крышку 3. Производят нагрев пакета до температуры 150-200 °С, открывают вентиль 6 и
производят откачку рабочей камеры с помощью вакуумного насоса 8, контролируя давле-
ние по манометру 5. Упругая термостойкая пластина 4, деформируясь внутрь вакуумного
объема, оказывает давление на пакет пластин последовательно, начиная от центра к краям, и
сжимает его. Закрывают вентиль 6. Открывают вентиль 7 и напускают воздух в рабочую
камеру. Открывают крышку 3. Производят выгрузку пакета пластин из рабочей камеры.
Примеры реализации процесса сжатия пластин с помощью заявляемого устройства.
Пример 1.
Пакет пластин кремния через крышку 3 с упругой пластиной 4, изготовленной из ви-
тона-А (фтористый винилиден/гексафторпропилен согласно ГОСТ 8752-79), толщиной
4 мм помещают в рабочую камеру 1 на стол 2. Закрывают крышку 3. Производят нагрев
пакета до температуры 150 °С. Выдерживают пакет при этой температуре 100 секунд. От-

3. BY 7034 U 2011.02.28
3
крывают вентиль 6 и производят откачку газов из рабочей камеры с помощью вакуумного
насоса 8, контролируя давление по манометру 5. По достижении давления 1 Па закрывают
вентиль 6. Открывают вентиль 7 и напускают воздух в рабочую камеру. Открывают
крышку 3. Производят выгрузку пакета пластин из рабочей камеры.
Пример 2.
Пакет пластин кварцевого стекла через крышку 3 с тонкой упругой пластиной 4, изго-
товленной из фторопласта-4 (политетрафторэтилен, ГОСТ 10007-80), толщиной 2 мм по-
мещают в рабочую камеру 1 на стол 2. Закрывают крышку 3. Производят нагрев пакета до
температуры 200 °С. Выдерживают пакет при этой температуре 500 секунд. Открывают
вентиль 6 и производят откачку газов из рабочей камеры с помощью вакуумного насоса 8,
контролируя давление по манометру 5. По достижении давления 0,5 Па закрывают вен-
тиль 6. Отключают нагрев стола. Через 600 секунд открывают вентиль 7 и напускают воз-
дух в рабочую камеру. Открывают крышку 3. Производят выгрузку пакета пластин из
рабочей камеры.
Пример 3.
Пакет пластин ситалла СТ-50 через крышку 3 с тонкой упругой пластиной 4, изготов-
ленной из нержавеющей стали 12Х18Н9Т (ГОСТ 5632-72), толщиной 0,2 мм помещают в
рабочую камеру 1 на стол 2. Закрывают крышку 3. Производят нагрев пакета до темпера-
туры 170 °С. Выдерживают пакет при этой температуре 300 секунд. Открывают вентиль 6
и производят откачку газов из рабочей камеры с помощью вакуумного насоса 8, контро-
лируя давление по манометру 5. По достижении давления 0,5 Па закрывают вентиль 6.
Отключают нагрев стола. Через 600 секунд открывают вентиль 7 и напускают воздух в
рабочую камеру. Открывают крышку 3. Производят выгрузку пакета пластин из рабочей
камеры.
Таким образом, использование заявляемого устройства позволяет осуществить сжатие
разогретых поверхностей пластин при одновременном удалении жидкостей и газов из за-
зора между пластинами и осуществить контакт поверхностей, близкий к идеальному. Оп-
тические измерения, проведенные на пакетах пластин кремния "на просвет" в
инфракрасном диапазоне длин волн, показали полное отсутствие неплотностей и загряз-
нений внутри сформированных пакетов.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.