微流控芯片合片机制造技术

本实用新型专利技术公开了一种微流控芯片合片机，包括底座、固化装置、定位盘、真空加压装置、控制机构；所述固化装置安装在底座顶部的槽孔内，固化装置包括固定在槽孔内底上的紫外线固化灯，紫外线固化灯上方的槽孔侧壁之间设置自动门；所述定位盘固定在底座顶部，定位盘包括安装与槽孔尺寸对应的盘面，盘面的四周设置内侧带有真空吸附孔的边舱，边舱的边角处设置由气缸控制的水平运动隔离用的挡片；所述真空加压装置设置在定位盘的正上方，真空加压装置包括由伺服电机A带动的与槽孔顶部外沿配合的外接真空泵的真空室，真空室内设置由伺服电机B驱动的与边舱内侧的盘面对应的真空腔。本实用新型专利技术具有自动化程度高、效率高、成本低、键合后无气泡、键合强度高的优点。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
微流控芯片合片机
本技术涉及一种制作微流控芯片的机械设备，具体的说是一种用于微流体芯片中大面积硬质材质合片工艺的机械装置。
技术介绍
利用微流体芯片技术和高通量基因芯片技术可以制备一个整合型的微流控芯片，通过高度集成化和自动化技术使整个实验室的化验工作在这一张芯片上完成。使用微流控芯片可以一次检测500种非培养微生物。与传统培养技术相比，具有检测通量大、检测速度快、自动化程度高、操作简便的特点，是医用细菌感染检测、个性化用药、用药效果监测、工业菌种筛选、环境微生物调查和科学研究的良好工具。微流控芯片的制备度量单位均以微米为计算单位，制作精度要求高。而且通常都涉及两种不同材质，尤其是高分子聚合物与玻璃的异质键合过程。现有的键合方法有使用粘合剂的方法、焊接方法、或扩散方法。所谓使用粘合剂的方法，需要精细的调整粘合剂的量，耗费大量的时间，键合的结构容易破裂，键合的两种物料容易在高湿度下分离。而且，在封装技术中，粘合剂有可能成为污染源。使用焊接方法，键合的部分容易变形，并且在封装可靠性测试中，出现差的温度循环结果，还存在由于疲劳而产生的蠕变松弛问题。扩散方法则需要应用附加的静电场产生高温热，并需要使用专门的化学机制进行表面活化。最为关键的是，现有的键合方法大多自动化程度不高，仅仅依靠人的操作根本无法，难以保证两种物料的精确定位，并且人工操作重复性差、误差大，芯片制备无法批量化生产。在实际生产中，大面积硬质材质的双板键合(也称合片工艺)是制造中难度很大的一道工艺，要求键合后无气泡、键合强度高。但是由于合片的双板(即基板和盖板)面积大、材质硬，常规的合片工艺不是合片前没有充分除泡，盖板和基板之间存留气泡，就是因为合片时压力不当或者键合胶凝固不好造成键合强度差，不能使盖板和基板完全粘合。
技术实现思路
本技术需要解决的技术问题是提供一种键合后无气泡、键合强度高的微流控芯片合片机。为解决上述技术问题，本技术所采用的技术方案是:微流控芯片合片机，包括底座、固化装置、定位盘、真空加压装置、控制机构，所述固化装置安装在底座顶部的槽孔内，固化装置包括固定在槽孔内底上的紫外线固化灯，紫外线固化灯上方的槽孔侧壁之间设置受控于控制机构进行开合动作的自动门，所述定位盘固定在底座顶部，定位盘包括安装在槽孔顶部外沿上的与槽孔尺寸对应的盘面，盘面的四周设置内侧带有真空吸附孔的边舱，边舱的边角处设置由气缸控制的水平运动伸入相应盘面边角的用于隔离的挡片，所述真空加压装置设置在定位盘的正上方，真空加压装置包括由伺服电机A通过丝杠螺母副带动的与槽孔顶部外沿配合的外接真空泵的真空室，真空室内设置由伺服电机B驱动的与边舱内侧的盘面对应的外接抽真空装置的真空腔，真空腔的下表面设置真空吸附小孔。本技术的进一步改进在于:所述定位盘其中两个对角处设置挡片，气缸固定在边舱外侧，气缸的运动杆连接挡片，挡片包括两个互相垂直连接为一体的钢片，边舱上开设供挡片运动的长槽。本技术的进一步改进在于:所述定位盘的盘面采用透明的钢化玻璃制作。本技术的进一步改进在于:所述定位盘的边舱的内侧壁设置向上向外展开的40°?60°的导向角。本技术的进一步改进在于:所述槽孔的内底上设置反光罩。本技术的进一步改进在于:所述底座外侧设置受控于控制机构的感应门。本技术的进一步改进在于:所述底座下部设置散热风扇。由于采用了上述技术方案，本技术取得的技术进步是:本技术采用真空加压装置，通过设计嵌套形式的真空室，对需要合片的基板和盖板分别抽真空，并进行加压操作，完成键合前的除泡工作，去除基板和盖板键合过程中所产生的气泡，令键合胶分布更均匀，优化键合效果，然后经过固化装置的特殊波长光照射，使基板和盖板之间的键合胶快速凝固，达到完全粘合的目的。采用全自动机械设备操作，键合后，芯片基本成型，基板和盖板之间无气泡，固化光泽好，键合强度高，操作人员可直接接触芯片而不会产生二次污染，键合的效率高，不合格率低，有效降低了劳动成本，节约生产时间。本技术使用紫外线固化灯(UV固化灯)对键合胶进行特殊波长光照射，使键合胶吸收高强度特征光线后，产生活性自由基，从而引发聚合、交联和接枝反应，在规定的时间内由液态转化为固态，达到稳固粘合基板和盖板的目的，最终完成双板的合片。底座的槽孔内底设置反光罩，增强UV固定灯的固化效果，槽孔上方设置自动门，根据需要控制UV固化灯的光线。本技术的定位盘的盘面采用透明的钢化玻璃制作，便于吸收UV固化灯的光线，定位盘的边舱设置导向角，实现基板和盖板的高精度定位。定位盘的边角设置挡片用于初始状态盖板和基板的有效分隔，分别吸附后进行加压操作。本技术的微流控芯片合片机外侧设置感应门，整个合片工艺在高及精度的空气的环境中进行，避免带来不必要的污染。本技术具有自动化程度高、效率高、成本低、键合后无气泡、键合强度高的优点。【附图说明】图1是本技术的结构示意图；图2是本技术定位盘上的挡片部分的结构示意图；图3是本技术真空加压装置的结构示意图。其中，1、底座，2、散热风扇，3、紫外线固化灯，4、反光罩，5、自动门，6、盘面，7、边舱，8、气缸，9、真空室，10、挡片，11、真空吸附孔，20、伺服电机A，21、丝杠螺母副，22、伺服电机B，23、钢板，24、真空吸附小孔。【具体实施方式】下面结合实施例对本技术做进一步详细说明:微流控芯片合片机，如图1所示，包括底座1、固化装置、定位盘、真空加压装置、控制机构。所述底座I为如图1所示的柜体结构。底座I的顶部中心位置开设方形的槽孔，槽孔的尺寸略大于或等于所需要进行合片的基板和盖板的尺寸。底座I下部设置散热风扇2，用于对槽孔内的固化装置散热。底座I的外侧设置感应门，用于为合片工艺提供有效清洁的环境。所述固化装置设置在槽孔内。槽孔内底安装有若干UV固化灯3，用于对键合胶进行高强度的特征光线照射。UV固化灯3下面的槽底还设置波浪形的用于增强光线的反光罩4。槽孔中部的相对的两侧壁之间设置一对自动门5，自动门5位于UV固定灯的上方。自动门5受控制机构的信号控制，在水平方向开启和关闭，用于封住和打开UV固化灯3。所述定位盘固定在底座I顶部,如图1所示,底座顶部设置有伸出槽孔顶部的外沿，定位盘固定在外沿上。定位盘包括盘面6、设置在盘面四周的边舱7。所述盘面6采用透明的钢化玻璃制作，盘面6的四周设置边舱7，边舱7与盘面6构成封闭的腔体，在边舱7的内侧开设真空吸附孔11。边舱内侧面的盘面尺寸与基板尺寸对应，保证合片精度。如图2所示，边舱7的两个对角处设置由气缸8控制的挡片10。该挡片主要用于初始状态时，基板放置在盘面上，挡片伸出基板上方，盖板对应基板放置但是由挡片隔离，在两者均位于真空环境时，可以各自分离。所述气缸8安装在边舱7的外侧，边舱7上开设连通到边舱内侧的盘面上的长槽，挡片安装在气缸8的运动杆上，并伸入长槽内。所述挡片10由两个互相垂直连接为一体的钢片组成，钢片设置的位置与盘面的边角处对应，长槽的位置也相应的设置在边舱的边角处。所述定位盘的边舱的内侧壁设置向上向外展开的导向角，导向角的角度控制在40°?60°，优选60°。该导向角将引导盖板和基板准确的滑落到盘面，定位准确，提高粘本文档来自技高网...

【技术保护点】
微流控芯片合片机，其特征在于：包括底座(1)、固化装置、定位盘、真空加压装置、控制机构，所述固化装置安装在底座(1)顶部的槽孔内，固化装置包括固定在槽孔内底上的紫外线固化灯(3)，紫外线固化灯(3)上方的槽孔侧壁之间设置受控于控制机构进行开合动作的自动门(5)，所述定位盘固定在底座(1)顶部，定位盘包括安装在槽孔顶部外沿上的与槽孔尺寸对应的盘面(6)，盘面(6)的四周设置内侧带有真空吸附孔(11)的边舱(7)，边舱(7)的边角处设置由气缸(8)控制的水平运动伸入相应盘面边角的用于隔离的挡片(10)，所述真空加压装置设置在定位盘的正上方，真空加压装置包括由伺服电机A(20)通过丝杠螺母副带动的与槽孔顶部外沿配合的外接真空泵的真空室(9)，真空室(9)内设置由伺服电机B(22)驱动的与边舱内侧的盘面对应的外接抽真空装置的真空腔，真空腔的下表面设置真空吸附小孔(24)。

【技术特征摘要】
1.微流控芯片合片机，其特征在于:包括底座(I)、固化装置、定位盘、真空加压装置、控制机构， 所述固化装置安装在底座(I)顶部的槽孔内，固化装置包括固定在槽孔内底上的紫外线固化灯(3)，紫外线固化灯(3)上方的槽孔侧壁之间设置受控于控制机构进行开合动作的自动门(5)， 所述定位盘固定在底座(I)顶部，定位盘包括安装在槽孔顶部外沿上的与槽孔尺寸对应的盘面(6)，盘面(6)的四周设置内侧带有真空吸附孔(11)的边舱(7)，边舱(7)的边角处设置由气缸(8)控制的水平运动伸入相应盘面边角的用于隔离的挡片(10)， 所述真空加压装置设置在定位盘的正上方，真空加压装置包括由伺服电机A(20)通过丝杠螺母副带动的与槽孔顶部外沿配合的外接真空泵的真空室(9)，真空室(9)内设置由伺服电机B(22)驱动的与边舱内侧的盘面对应的外接抽真空装置的真空腔，真空腔的下表面设置真空吸附小孔(24)。...

【专利技术属性】
技术研发人员：白向阳，
申请(专利权)人：江阴迪林生物电子技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：