[实用新型]微流控芯片合片机

说明书

技术领域

本实用新型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。

背景技术

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。

实用新型内容

本实用新型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，本实用新型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。

本实用新型的进一步改进在于：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。

本实用新型的进一步改进在于：所述定位盘的盘面采用透明的钢化玻璃制作。

本实用新型的进一步改进在于：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。

本实用新型的进一步改进在于：所述槽孔的内底上设置反光罩。

本实用新型的进一步改进在于：所述底座外侧设置受控于控制机构的感应门。

本实用新型的进一步改进在于：所述底座下部设置散热风扇。

由于采用了上述技术方案，本实用新型取得的技术进步是：

本实用新型采用真空加压装置，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。

本实用新型使用紫外线固化灯(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。