[發明專利]微流控芯片合片機

有效

• 申請號: 201310411174.2
• 申請日: 2013-09-09
• 公開（公告）號: CN103474360A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 白向陽
• 申請（專利權）人: 江陰迪林生物電子技術有限公司
• 主分類號: H01L21/50
• 分類號: H01L21/50;H01L21/68;H01L21/60
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種制作微流控芯片的機械設備，具體的說是一種用于微流體芯片中大面積硬質材質合片工藝的機械裝置。

背景技術

利用微流體芯片技術和高通量基因芯片技術可以制備一個整合型的微流控芯片，通過高度集成化和自動化技術使整個實驗室的化驗工作在這一張芯片上完成。使用微流控芯片可以一次檢測500種非培養微生物。與傳統培養技術相比，具有檢測通量大、檢測速度快、自動化程度高、操作簡便的特點，是醫用細菌感染檢測、個性化用藥、用藥效果監測、工業菌種篩選、環境微生物調查和科學研究的良好工具。

微流控芯片的制備度量單位均以微米為計算單位，制作精度要求高。而且通常都涉及兩種不同材質，尤其是高分子聚合物與玻璃的異質鍵合過程。現有的鍵合方法有使用粘合劑的方法、焊接方法、或擴散方法。所謂使用粘合劑的方法，需要精細的調整粘合劑的量，耗費大量的時間，鍵合的結構容易破裂，鍵合的兩種物料容易在高濕度下分離。而且，在封裝技術中，粘合劑有可能成為污染源。使用焊接方法，鍵合的部分容易變形，并且在封裝可靠性測試中，出現差的溫度循環結果，還存在由于疲勞而產生的蠕變松弛問題。擴散方法則需要應用附加的靜電場產生高溫熱，并需要使用專門的化學機制進行表面活化。最為關鍵的是，現有的鍵合方法大多自動化程度不高，僅僅依靠人的操作根本無法，難以保證兩種物料的精確定位，并且人工操作重復性差、誤差大，芯片制備無法批量化生產。

在實際生產中，大面積硬質材質的雙板鍵合(也稱合片工藝)是制造中難度很大的一道工藝，要求鍵合后無氣泡、鍵合強度高。但是由于合片的雙板(即基板和蓋板)面積大、材質硬，常規的合片工藝不是合片前沒有充分除泡，蓋板和基板之間存留氣泡，就是因為合片時壓力不當或者鍵合膠凝固不好造成鍵合強度差，不能使蓋板和基板完全粘合。

發明內容

本發明需要解決的技術問題是提供一種鍵合后無氣泡、鍵合強度高的微流控芯片合片機。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：

微流控芯片合片機，包括底座、固化裝置、定位盤、真空加壓裝置、控制機構，

所述固化裝置安裝在底座頂部的槽孔內，固化裝置包括固定在槽孔內底上的紫外線固化燈，紫外線固化燈上方的槽孔側壁之間設置受控于控制機構進行開合動作的自動門，

所述定位盤固定在底座頂部，定位盤包括安裝在槽孔頂部外沿上的與槽孔尺寸對應的盤面，盤面的四周設置內側帶有真空吸附孔的邊艙，邊艙的邊角處設置由氣缸控制的水平運動伸入相應盤面邊角的用于隔離的擋片，

所述真空加壓裝置設置在定位盤的正上方，真空加壓裝置包括由伺服電機A通過絲杠螺母副帶動的與槽孔頂部外沿配合的外接真空泵的真空室，真空室內設置由伺服電機B驅動的與邊艙內側的盤面對應的外接抽真空裝置的真空腔，真空腔的下表面設置真空吸附小孔。

本發明的進一步改進在于：所述定位盤其中兩個對角處設置擋片，氣缸固定在邊艙外側，氣缸的運動桿連接擋片，擋片包括兩個互相垂直連接為一體的鋼片，邊艙上開設供擋片運動的長槽。

本發明的進一步改進在于：所述定位盤的盤面采用透明的鋼化玻璃制作。

本發明的進一步改進在于：所述定位盤的邊艙的內側壁設置向上向外展開的40°～60°的導向角。

本發明的進一步改進在于：所述槽孔的內底上設置反光罩。

本發明的進一步改進在于：所述底座外側設置受控于控制機構的感應門。

本發明的進一步改進在于：所述底座下部設置散熱風扇。

由于采用了上述技術方案，本發明取得的技術進步是：

本發明采用真空加壓裝置，通過設計嵌套形式的真空室，對需要合片的基板和蓋板分別抽真空，并進行加壓操作，完成鍵合前的除泡工作，去除基板和蓋板鍵合過程中所產生的氣泡，令鍵合膠分布更均勻，優化鍵合效果，然后經過固化裝置的特殊波長光照射，使基板和蓋板之間的鍵合膠快速凝固，達到完全粘合的目的。采用全自動機械設備操作，鍵合后，芯片基本成型，基板和蓋板之間無氣泡，固化光澤好，鍵合強度高，操作人員可直接接觸芯片而不會產生二次污染，鍵合的效率高，不合格率低，有效降低了勞動成本，節約生產時間。

本發明使用紫外線固化燈(UV固化燈)對鍵合膠進行特殊波長光照射，使鍵合膠吸收高強度特征光線后，產生活性自由基，從而引發聚合、交聯和接枝反應，在規定的時間內由液態轉化為固態，達到穩固粘合基板和蓋板的目的，最終完成雙板的合片。底座的槽孔內底設置反光罩，增強UV固定燈的固化效果，槽孔上方設置自動門，根據需要控制UV固化燈的光線。