本发明专利技术公开了一种用于微流控芯片键合强度测试的固定装置，由支撑外壳和带有吸盘的气阀组成，芯片由吸盘的吸力固定，装置使用时需外接真空泵来提供吸盘的吸力，只有当吸盘受到到一定外力作用并产生一段位移后才能开启气阀，实现对芯片的吸附固定；未产生位移的气阀在弹簧的作用下保持关闭；使用完毕后通过真空泵端放气即可将芯片从装置上取下，整个使用过程无需对芯片进行其它加工。通过该固定装置，可在不破坏材料表面的情况下利用吸盘的吸力对芯片进行固定，在拉伸测试仪、扭矩测量仪等测量仪器上实现对微流控芯片键合强度的测试，该装置与芯片连接简单，操作方便，对芯片本身不易造成损坏，便于实现标准化。
【技术实现步骤摘要】
一种用于微流控芯片键合强度测试的固定装置
本专利技术属于微流控技术和微流控芯片键合强度领域，具体涉及一种用于微流控芯片键合强度测试的固定装置。
技术介绍
微流控芯片概念的提出至今已有20余年，其微型化带来了良好的应用前景，因而逐渐成为科研前沿最关注的方向之一。微流控芯片的基质材料主要有各种玻璃、石英、硅片、聚合物材料、弹性材料和金属等，其制作技术已经相当成熟，无论是哪种类型的芯片制作方法，主体过程无非可以分为图形转移和键合两大步骤。键合即基片和盖片的密封，完成芯片的主体加工。键合质量的好坏直接影响芯片的使用寿命和应用范围，因此它是微流控芯片制作过程中至关重要的加工步骤。在键合技术中，键合强度是一个非常重要的参数。它是表征键合效果好坏的一个重要技术指标：键合强度小，在加工和使用过程中两键合片很有可能会发生开裂、漏液等现象；只有键合强度大，才能保证产品的成品率和使用寿命。在工业中应用的许多器件都要求有强的键合强度和稳定的键合界面。对于键合强度的测量，现在已有很多种方法，有的是破坏性的，有的是非破坏性的，但是还存在很多问题：数据是在各自不同的工艺条件、试样尺寸和测试仪器下获得的，缺乏通用性和权威性；至今没有一个统一的标准来进行表征：有的方法是用使键合界面开裂所作的功来表征；有的方法是用使键合界面开裂所用的力来表征。这样不同的表征方法之间进行比较很不方便。直拉法键合强度测试是指使用粘结剂将待测芯片粘结到拉力手柄上，然后通过拉伸拉力手柄来测量芯片键合失效时的最大应力，该方法克服了刀片插入法用于强键合片时刀片不能插入的缺点，是一种常用的见和强度测试方法。但这种方法却受到了拉力手柄粘合剂的限制,当键合强度大于粘合剂的粘黏度时,拉力手柄就会先于键合片开裂而脱离键合片,无法继续进行测量，而键合测试后粘结剂的去除和对芯片表面的破坏也在一定程度上限制着该方法的发展。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种用于微流控芯片键合强度测试的固定装置。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种用于微流控芯片键合强度测试的固定装置，该装置主要由支撑外壳1、夹板2和气阀组成；支撑外壳1的侧部设有多个夹板2，气阀并排列布在支撑外壳1的底部；气阀由吸盘3、中轴4、密封圈5、轴套6、弹簧7和导向圈8组成。气阀通过吸盘3安装在支撑外壳1上，吸盘3与中轴4连接，中轴4通过密封圈5与轴套6相配合，导向圈8设置在轴套6的顶部；密封圈5与导向圈8之间设有弹簧7；吸盘3与真空泵连接。使用时，吸盘3与微流控芯片表面相接触；真空泵提供吸盘3的吸力，将微流控芯片表面清洁干净后，以大于弹簧7阻力的力将待测的微流控芯片按压到吸盘3上；吸盘3在外作用力的作用下带动中轴4运动；使密封圈5的密封作用失效，吸盘3内的气体被外接的真空泵吸走，使微流控芯片固定在吸盘3上，之后通过夹板2固定在拉伸试验机上，进行测试。待实验完成后，真空泵放气，再次以大于弹簧7阻力的力按压微流控芯片使气体充满吸盘3，之后便将微流控芯片取下。只有当吸盘3受到到一定外力作用并产生一段位移后才能开启气阀，实现对微流控芯片的吸附固定；未产生位移的气阀在弹簧7的作用下保持关闭；使用完毕后通过真空泵端放气即可将微流控芯片从装置上取下，整个使用过程无需对微流控芯片进行其它加工。在支撑外壳上焊接多个夹板2，通过改变固定装置在测试设备上的固定方式，实现微流控芯片多种方式的键合强度测试。气阀由电气元件控制，通过可编程逻辑控制器等电子系统，替代机械开关控制气阀的开闭。吸盘和气阀的数量、材质、尺寸、排列方式根据待测试样需要和测试仪器的尺寸进行相应的调整。与现有技术相比，本专利技术的技术方案所带来的有益效果是：(1)本专利技术中的固定装置可以固定任意具有光滑表面的微流控芯片，固定装置的固定对芯片产生破坏，固定面受力均匀，稳定性高。通过改变固定装置的安装方式可以测试如拉伸、剪切等不同形式的芯片键合强度。(2)本专利技术中的固定装置适用于各类拉伸测试仪、扭转测试仪等常用应力检测设备，普遍性好，测量方法成熟规范，有益于促进微流控芯片键合强度测试的规范化。附图说明图1是固定装置主视图。图2是固定装置左视图。图3是固定装置俯视图。图4是固定装置仰视图。图5是固定装置自然状态剖视图。图6是固定装置工作状态剖视图。图7是固定装置用于测试芯片拉伸键合强度示意图。图8是本装置的立体结构示意图。具体实施方式本专利技术的核心使提供一种用于微流控芯片键合强度测试的固定装置，以促进微流控芯片键合强度测试方法的规范化。下面结合附图对本专利技术作进一步的描述，所述实施例是基本实施例的优选实施例，不是全部或唯一的实施方式，本领域普通技术人员通过阅读本专利技术说明书而对本专利技术技术方案采取的任何等效的变换，均为本专利技术的权利要求所涵盖。如图1所示，本专利技术提供了一种用于微流控芯片键合强度测试的固定装置，该装置主要由支撑外壳1、夹板2和气阀组成，支撑外壳1的侧部设有多个夹板2，气阀并排列布在支撑外壳1的底部；气阀由吸盘3、中轴4、密封圈5、轴套6、弹簧7和导向圈8组成。气阀通过吸盘3安装在支撑外壳1上，吸盘3与中轴4连接，中轴4通过密封圈5与轴套6相配合，导向圈8设置在轴套6的顶部；密封圈5与导向圈8之间设有弹簧7；吸盘3与真空泵连接。使用时，吸盘3与微流控芯片表面相接触；真空泵提供吸盘3的吸力，将微流控芯片表面清洁干净后，以大于弹簧7阻力的力将待测的微流控芯片按压到吸盘3上；吸盘3在外作用力的作用下带动中轴4运动；使密封圈5的密封作用失效，吸盘3内的气体被外接的真空泵吸走，使微流控芯片固定在吸盘3上，之后通过夹板2固定在拉伸试验机上，进行测试。待实验完成后，真空泵放气，再次以大于弹簧7阻力的力按压微流控芯片使气体充满吸盘3，之后便将微流控芯片取下。在实际中，根据实验要求改变夹板2在支撑外壳1上的焊接位置和吸盘3的数量、尺寸、排列方式。将夹板2设置为垂直于微流控芯片的安装方向，从而实现对芯片键合最大正应力的测试；吸盘3的直径为20mm，在支撑外壳上并列布置三个，适合尺寸为25.4mm×75.6的标准载玻片，支持最小尺寸为20mm×20mm的式样。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本专利技术，对这些实施例的修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本专利技术的范围的情况下在其它实施例中实现，因此符合本文所公开的原理和新颖特点相一致的实施例都应受到本专利保护，而不被限制于本文所示的实施例。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于微流控芯片键合强度测试的固定装置，其特征在于：该装置主要由支撑外壳(1)、夹板(2)和气阀组成；支撑外壳(1)的侧部设有多个夹板(2)，气阀并排列布在支撑外壳(1)的底部；气阀由吸盘(3)、中轴(4)、密封圈(5)、轴套(6)、弹簧(7)和导向圈(8)组成；气阀通过吸盘(3)安装在支撑外壳(1)上，吸盘(3)与中轴(4)连接，中轴(4)通过密封圈(5)与轴套(6)相配合，导向圈(8)设置在轴套(6)的顶部；密封圈(5)与导向圈(8)之间设有弹簧(7)；吸盘(3)与真空泵连接；使用时，吸盘(3)与微流控芯片表面相接触；真空泵提供吸盘(3)的吸力，将微流控芯片表面清洁干净后，以大于弹簧(7)阻力的力将待测的微流控芯片按压到吸盘(3)上；吸盘(3)在外作用力的作用下带动中轴(4)运动；使密封圈(5)的密封作用失效，吸盘(3)内的气体被外接的真空泵吸走，使微流控芯片固定在吸盘(3)上，之后通过夹板(2)固定在拉伸试验机上，进行测试；待实验完成后，真空泵放气，再次以大于弹簧(7)阻力的力按压微流控芯片使气体充满吸盘(3)，之后便将微流控芯片取下。
【技术特征摘要】
1.一种用于微流控芯片键合强度测试的固定装置，其特征在于：该装置主要由支撑外壳(1)、夹板(2)和气阀组成；支撑外壳(1)的侧部设有多个夹板(2)，气阀并排列布在支撑外壳(1)的底部；气阀由吸盘(3)、中轴(4)、密封圈(5)、轴套(6)、弹簧(7)和导向圈(8)组成；气阀通过吸盘(3)安装在支撑外壳(1)上，吸盘(3)与中轴(4)连接，中轴(4)通过密封圈(5)与轴套(6)相配合，导向圈(8)设置在轴套(6)的顶部；密封圈(5)与导向圈(8)之间设有弹簧(7)；吸盘(3)与真空泵连接；使用时，吸盘(3)与微流控芯片表面相接触；真空泵提供吸盘(3)的吸力，将微流控芯片表面清洁干净后，以大于弹簧(7)阻力的力将待测的微流控芯片按压到吸盘(3)上；吸盘(3)在外作用力的作用下带动中轴(4)运动；使密封圈(5)的密封作用失效，吸盘(3)内的气体被外接的真空泵吸走，使微流控芯片固定在吸盘(3)上，之后通过夹板(2)固定在拉伸试验机上，进行测试；待实验完成后，真空泵放气，再次以大于弹簧(7...
【专利技术属性】
技术研发人员：范一强，高克鑫，张亚军，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：北京,11
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