深度解析：晶圆键合机

　　晶圆键合机(Wafer Bonding Machine)是半导体制造和微电子封装领域的关键设备，用于将两片或多片晶圆(如硅片、玻璃片或化合物半导体晶圆)通过物理或化学方式结合，形成复杂的三维结构或功能器件。

　　设计特点

　　1.高精度对准系统：

　　采用光学对准或机械对准技术，确保晶圆间对准精度达到亚微米级(通常<1μm)，满足微纳器件的结构要求。

　　2.多模式键合工艺：

　　支持多种键合技术，包括：

　　直接键合(Direct Bonding)：通过表面活化(如等离子体处理)实现无中间层的晶圆结合。

　　阳极键合(Anodic Bonding)：用于硅与玻璃的键合，利用电场和高温促进离子迁移。

　　粘合剂键合(Adhesive Bonding)：使用环氧树脂、BCB(苯并环丁烯)等材料作为中间层。

　　金属共晶键合(Eutectic Bonding)：通过金属合金(如Au-Si)的熔化实现键合。

　　临时键合(Temporary Bonding)：用于3D封装中的载体晶圆固定，后续可解键合。

　　3.精密环境控制：

　　键合腔体具备真空、惰性气体(如N₂、Ar)或可控湿度环境，减少氧化和污染。

　　温度和压力精确调控(温度范围：室温至400℃+，压力范围：kPa至MPa)。

　　4.模块化设计：

　　可更换键合头、夹具和工艺模块，适应不同尺寸晶圆(如4英寸至12英寸)和材料组合。

　　与传统键合技术的对比

　　应用领域

　　1. MEMS器件制造：惯性传感器、压力传感器、麦克风等器件的空腔密封和结构封装。

　　2. 3D集成电路(3D IC)：通过TSV(硅通孔)技术实现多层芯片垂直堆叠，提升集成度和性能。

　　3. 光电子器件：激光器、光子芯片的晶圆级封装，确保光路对准和稳定性。

　　4. 功率半导体：SiC/GaN器件的金属化键合，改善散热和电学性能。

　　5. 生物医学微系统：微流控芯片、生物传感器的晶圆级集成与封装。

　　6. 封装技术：Fan-Out(扇出型封装)、Chiplet(小芯片)的临时键合与解键合工艺。