CN102120562A - 芯片键合辅助加压装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种芯片键合辅助加压装置，属于微流控芯片加工技术领域。本发明包括限位块、底盘、圆锥接头、压紧螺母、压紧板、方形定位杆、连接杆、限位螺栓。限位块与底盘垂直固定，待键合的芯片放入底盘的定位凹台内，压紧板压在盖片上，限位螺栓穿过限位孔并与压紧螺母螺纹连接；限位螺栓下端固定圆锥接头，方形定位杆的一端插入限位块前端的限位槽，通过拧紧定位螺栓固定，方形定位杆的另一端穿过连接杆的方形连接孔，通过拧紧定位螺栓固定。本发明的装置有效加强常温键合键的键合强度和成功率，可广泛应用于微控芯片的键合辅助加压。

Description

芯片键合辅助加压装置
技术领域
本发明涉及一种芯片键合辅助加压装置，特别是涉及一种特别针对常温键合成功率低和键合强度不高的微流控芯片设计的一种芯片常温键合辅助加压装置，属于微流控芯片加工技术领域。
背景技术
微全分析系统(Micro Total Analysis System，μ-TAS)是20世纪90年代中期以来影响最深远的重大科技发展之一，是融微电子学、生物学、物理学、化学、计算机科学为一体的高度交叉的新技术。通过化学分析设备的微型化与集成化，最大限度地把分析实验室的功能转移到便携的分析设备中，最终将整个生化分析实验室的功能集成在一张微芯片上，因此也被称为“芯片实验室”(Lab-on-a-chip，LOC)。微流控芯片(Microfluidic chips)是μ-TAS中当前热点，它以微管道为网络，连接微泵、微阀、微储液池、微电板、微检测单元等具有光、电和流体输送功能的元器件，最大限度的将样品的制备、生物与化学反应、分离、检测等基本单元集成到一块几平方厘米的芯片上，完成不同的生化反应，并对起产物进行分析，最集中地体现了将分析实验室的功能转移到芯片上的思想。
目前微流控芯片的常温键合方法具有条件简单、制作速度快等优点。该方法将清洗干净的基片和盖片水平放置进行常温键合，芯片之间主要靠重力作用和大气压力相互贴紧，键合过程中要求保持芯片的基片和盖片的水平放置和均匀接触，以实现紧密闭合并且各处受力一致，保证两片相互键合芯片之间良好化学键的形成，略微的受力不均匀非常容易造成芯片的接触不良，从而造成键合失败，成功率低、封接时间长、效率低而且键合强度不够。有报道使用复杂的压力设备，这无疑增加了芯片制作的成本，削弱了常温键合的简便、对实验室条件要求低的优势。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对微流控芯片常温键合中容易受力不均、并且键合强度不够的缺点，而提供一种芯片键合辅助加压装置。
本发明的目的是通过下述技术方案实现的。
本发明的一种芯片键合辅助加压装置，包括限位块、底盘、圆锥接头、压紧螺母、压紧板、方形定位杆、连接杆、限位螺栓；其中，
限位块与底盘垂直固定，底盘上加工有固定微流控芯片的定位凹台，定位凹台的凹面经过磨光处理，待键合的基片和盖片表面活化后合并成芯片，放入底盘的定位凹台内，压紧板的底面为平面，上表面中心加工圆锥凹槽，压紧板压在盖片上；限位块上开有限位槽，限位槽上加工有定位通槽，限位槽的开槽方向与底盘的定位凹台的凹面平行；连接杆一端开有方形连接孔，连接杆另一端开有限位孔，且限位孔与方形连接孔开孔方向垂直，限位孔中部加工有定位槽，压紧螺母放置在定位槽上，限位螺栓穿过限位孔并与压紧螺母螺纹连接；限位螺栓下端固定圆锥接头，圆锥接头与压紧板的圆锥凹槽相匹配；方形定位杆的一端插入限位块前端的限位槽，使方形定位杆只能沿限位槽横向滑动，在限位块后端通过拧紧定位螺栓B使方形定位杆相对限位块固定，方形定位杆的另一端穿过连接杆的方形连接孔，连接杆的方形连接孔上端安装定位螺栓A，通过拧紧定位螺栓A使方形定位杆与连接杆固定。
工作过程：
将待键合的基片和盖片表面活化后合并成芯片，放入底盘的定位凹台内，保证定位凹台的凹面水平，通过调整方形定位杆在限位块的限位槽中的位置，以及连接杆相对方形定位杆的位置，使圆锥接头对准压紧平板圆锥凹槽正上方，然后旋紧定位螺栓A和定位螺栓B固定圆锥接头的水平位置，再旋转压紧螺母使圆锥接头在限位螺栓的带动下垂直下移，通过圆锥凹槽与压紧平板点对点接触，施加下压力，使芯片的基片和盖片达到水平放置和均匀接触，紧密闭合并且各处受力均匀一致，实现辅助加压的目的。
有益效果
本发明的装置结构简单，且制作成本较低，本发明的装置能够保证基片和盖片的水平放置和受力均匀，有效加强常温键合键的键合强度和成功率，操作简便，键合强度大，成功率高。本发明还可以用于紫外光胶芯片的键合辅助加压，应用范围广泛。
附图说明
图1为本发明芯片键合辅助加压装置的结构示意图；
图2为本发明芯片键合辅助加压装置后视图；
图3为本发明芯片键合辅助加压装置轴向正视剖面图；
图中：1-限位块，2-底盘，3-圆锥接头，4-基片，5-压紧螺母，6-压紧板，7-方形定位杆，8-连接杆，9-定位螺栓A，10-限位螺栓，11-定位螺栓B，12-盖片。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例
本发明的一种芯片键合辅助加压装置，如图1所示，包括限位块1、底盘2、圆锥接头3、压紧螺母5、压紧板6、方形定位杆7、连接杆8、限位螺栓10。
限位块1与底盘2垂直固定，底盘2上加工有固定微流控芯片的定位凹台，定位凹台的凹面经过磨光处理，待键合的基片4和盖片12表面活化后合并成芯片，放入底盘2的定位凹台内，压紧板6的底面为平面，上表面中心加工圆锥凹槽，压紧板6压在盖片12上；限位块1上开有限位槽，限位槽上加工有定位通槽，限位槽的开槽方向与底盘2的定位凹台的凹面平行；连接杆8一端开有方形连接孔，连接杆4另一端开有限位孔，且限位孔与方形连接孔开孔方向垂直，限位孔中部加工有定位槽，压紧螺母5放置在定位槽上，限位螺栓10穿过限位孔并与压紧螺母5螺纹连接；限位螺栓10下端固定圆锥接头3，圆锥接头3与压紧板6的圆锥凹槽相匹配，如图3所示；方形定位杆7的一端插入限位块1前端的限位槽，使方形定位杆7只能沿限位槽横向滑动，在限位块1后端通过拧紧定位螺栓B11使方形定位杆7相对限位块1固定，如图2所示；方形定位杆7的另一端穿过连接杆8的方形连接孔，连接杆8的方形连接孔上端安装定位螺栓A9，通过拧紧定位螺栓A9使方形定位杆7与连接杆8固定。
将待键合的基片4和盖片12表面活化后合并成芯片，放入底盘2的定位凹台内，定位凹台的凹面保证水平，通过调整方形定位杆7在限位块1的限位槽中的位置，以及连接杆8相对方形定位杆7的位置，使圆锥接头3对准压紧平板6圆锥凹槽正上方，然后旋紧定位螺栓A9和定位螺栓B11固定圆锥接头3的水平位置，再旋转压紧螺母5使圆锥接头3在限位螺栓10的带动下垂直下移，通过圆锥凹槽与压紧平板6点对点接触，施加下压力，使芯片的基片和盖片达到水平放置和均匀接触，紧密闭合并且各处受力均匀一致，实现辅助加压的目的。

Claims (1)

1.一种芯片键合辅助加压装置，其特征摘要包括：限位块(1)、底盘(2)、圆锥接头(3)、压紧螺母(5)、压紧板(6)、方形定位杆(7)、连接杆(8)、限位螺栓(10)；
限位块(1)与底盘(2)垂直固定，底盘(2)上加工有固定微流控芯片的定位凹台，定位凹台的凹面经过磨光处理，待键合的基片(4)和盖片(12)表面活化后合并成芯片，放入底盘(2)的定位凹台内，压紧板(6)的底面为平面，上表面中心加工圆锥凹槽，压紧板(6)压在盖片(12)上；限位块(1)上开有限位槽，限位槽上加工有定位通槽，限位槽的开槽方向与底盘(2)的定位凹台的凹面平行；连接杆(8)一端开有方形连接孔，连接杆(4)另一端开有限位孔，且限位孔与方形连接孔开孔方向垂直，限位孔中部加工有定位槽，压紧螺母(5)放置在定位槽上，限位螺栓(10)穿过限位孔并与压紧螺母(5)螺纹连接；限位螺栓(10)下端固定圆锥接头(3)，圆锥接头(3)与压紧板(6)的圆锥凹槽相匹配；方形定位杆(7)的一端插入限位块(1)前端的限位槽，使方形定位杆(7)只能沿限位槽横向滑动，在限位块1后端通过拧紧定位螺栓B(11)使方形定位杆(7)相对限位块(1)固定，方形定位杆(7)的另一端穿过连接杆(8)的方形连接孔，连接杆(8)的方形连接孔上端安装定位螺栓A(9)，通过拧紧定位螺栓A(9)使方形定位杆(7)与连接杆(8)固定。
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