CN105772120A - 一种聚合物生物芯片的批量键合封装方法及定位装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种聚合物生物芯片的批量键合封装方法和定位装置，该方法包括将经过前道工序处理过的一个或多个生物芯片按工装定位要求放置在热压镜面板上，通过热压镜面板上设置的定位装置进行定位摆放；将一层或多层热压镜面板叠加固定到层托盘上，形成层托盘组；以及将层托盘组对位上料至热键合层压机中；操控层压机按设定工艺参数对层托盘组中的生物芯片进行压制；当压制完成后，打开层托盘组，取出压制完成的一个或多个生物芯片。

Description

一种聚合物生物芯片的批量键合封装方法及定位装置
技术领域
本发明涉及生物芯片领域，特别涉及一种生物芯片的批量键合封装方法和定位装置。
背景技术
生物芯片是指生物、化学、医学分析过程的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一块微米尺度的芯片上。
目前聚合物生物芯片键合方法主要是直接热压键合，其主要工艺是将一个含有微结构和另一个不含微结构的聚合物薄片表面进行清洁并保持干燥,后将该聚合物的单体或同系物添加到不含微结构的聚合薄片上，将两片放置在温控加热平台上加上适当的温度与压力，在一段时间内将两片聚合物粘连到一体。
直接热压键合法的设备简单，适用材料的范围广泛，对所有热塑性聚合物和高弹性聚合物有适用潜力。目前该方法可实现PMMA，PC，COP，PET，PDMS等聚合物生物芯片的键合封装。但是该方法在直接热压键合封装过程中，需要对基片和盖片有足够的保温保压时间，致使聚合物生物芯片键合封装所需时间较长、效率低下，较难批量自动化生产。
发明内容
针对上述问题，本发明一方面提供了一种生物芯片的批量键合封装方法，该方法包括以下步骤，
将经过前道工序处理过的一个或多个生物芯片按工装定位要求放置在热压镜面板上，通过热压镜面板上设置的定位装置进行定位摆放；将一层或多层热压镜面板叠加固定到层托盘上，形成层托盘组；以及将层托盘组对位上料至热键合层压机中；操控层压机按设定工艺参数对层托盘组中的生物芯片进行压制；当压制完成后，打开层托盘组，取出压制完成的一个或多个生物芯片。
上述前道工序处理步骤包括对一个或多个生物芯片的基片和盖片分别进行超声波清洗处理、烘干处理和表面活性处理，以及相对位置固定粘接或焊接。
优选地，上述将层托盘组对位上料至热键合层压机步骤后，还包括：将层托盘组在所述层压机中进行定位，使在压制过程中，压力中心传递在压力台面中心线上。
优选地，上述操控层压机按设定工艺参数步骤包括：根据生物芯片单件热压键合工艺参数试验对热键合层压机进行温度、压力和时间的工艺参数设定。
优选地，层托盘组的顶层热压镜面板的上设置有导热硅橡胶垫，该导热硅橡胶垫使在层压机的每一层中所放置的所有被压生物芯片在压制方向上受力均匀。
另一方面，本发明提供了一种生物芯片定位装置，该装置设置有生物芯片定位部分和生物芯片热压厚度限制部分；生物芯片定位部分用于对预热压键合的生物芯片进行定位摆放，以及保证在Z轴方向受压力过程中，生物芯片的基片与盖片在X轴与Y轴方向定量微量延伸不受外力限制。
优选地，上述生物芯片定位部分为弹性定位环。
优选地，上述生物芯片热压厚度限制部分设置有第一限制厚度和第二限制厚度；其中，第一限制厚度等于生物芯片热压后的厚度，第二限制厚度等于生物芯片热压前的厚度。
本发明提供的生物芯片的批量键合封装方法比以往单层键合封装方法显著了提高生物芯片热压键合效率，可极大地降低了生物芯片的生产成本。本发明提供的定位装置可以保证在压缩的过程中，生物芯片外形高度在加工要求的尺寸范围内，不会造成生物芯片沟道尺寸受热受压力后变形超标；并且生物芯片在压制方向上的受力不受限制和四周延伸不受外力约束。
附图说明
图1为本发明实施例提供的生物芯片的批量键合封装方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的生物芯片结构示意图；
图3为本发明实施例提供的生物芯片在热压镜面板上的摆放示意图；
图4为本发明实施例提供的层托盘组示意图；
图5为本发明实施例提供的生物芯片定位装置的局部单个穴位示意图。
具体实施方式
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。应理解为该实施例仅仅是用于更详细具体地说明，但并不意于限制本发明的保护范围。
本发明实施例一方面提供了一种聚合物生物芯片的批量键合封装方法，具体实施方式如下所述。
对一个或多个生物芯片3的基片1与盖片2进行前处理，前处理包括，基片1与盖片2在清洗设备上进行超声波清洗，对清洗后的基片1与盖片2进行烘干处理以及表面活性处理，提高其封装贴合面的活性，然后，再进行相对位置固定粘接或焊接。
如图2所示，前处理好的生物芯片3按工装定位要求放到热压镜面板上，通过热压镜面板4上设置的定位装置8进行定位摆放。一块热压镜面板4可定位摆放72块生物芯片3。
如图3所示，摆放有生物芯片3的镜面板4放到层托盘5上，叠加到生产工艺要求的层数(1-10层)，形成层托盘组7，其中，层托盘组7的顶层热压镜面板4的上设置有导热硅橡胶垫6，导热硅橡胶垫6使在层压机的每一层中所放置的所有被压生物芯片3在压制方向上受力均匀。
将层托盘组7摆放到层托盘工装车上，该层托盘工装车将层托盘组7卡装到层压机中，然后将层托盘组7在层压机中进行定位，使在所述压制过程中，压力中心传递在压力台面中心线上。操控热压键合层压机按设定工艺参数对层托盘组7中的生物芯片进行压制。其中，根据生物芯片3单件热压键合工艺参数试验对热键合层压机进行温度、压力和时间的工艺参数设定。层压机可同时压制7个层托盘组7。
当压制完成后热压键合层压机自动回到温度与压力设定常态后，取出各个层托盘组7。打开层托盘组7，取出压制完成的生物芯片3。
本发明实施例提供的聚合物生物芯片的批量键合封装方法比以往单层封装键合方法可以显著提高生物芯片热压键合效率，可极大地降低了聚合物生物芯片的生产成本。
本发明实施例另一方面提供了一种生物芯片定位装置8，图5是该装置的局部单个穴位示意图，如图5所示，该装置8设置有生物芯片定位部分和生物芯片热压厚度限制部分。
生物芯片定位部分为弹性定位环9，用于对预热压键合的生物芯片3进行定位摆放，以及保证在Z轴方向受压力过程中，生物芯片3的基片1与盖片2在X轴与Y轴方向定量微量延伸不受外力限制。
生物芯片热压厚度限制部分设置有第一限制厚度10和第二限制厚度11；其中，第一限制厚度10等于生物芯片热压后的厚度，第二限制厚度11等于生物芯片热压前的厚度。该定位装置8的生物芯片热压厚度限制部分可以保证在压制过程中，生物芯片3外形高度在设计要求的尺寸范围内，不会造成生物芯片沟道尺寸受热受压力后变形超标。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种生物芯片的批量键合封装方法，其特征在于，包括以下步骤：
将经过前道工序处理过的一个或多个生物芯片(3)按工装定位要求放置在热压镜面板(4)上，通过所述热压镜面板(4)上设置的定位装置(8)进行定位摆放；
将一层或多层所述热压镜面板(4)叠加固定到层托盘(5)上，形成层托盘组(7)；以及将所述层托盘组(7)对位上料至热键合层压机中；
操控所述层压机按设定工艺参数对所述层托盘组中的生物芯片(3)进行压制；当压制完成后，打开所述层托盘组(7)，取出压制完成的所述一个或多个生物芯片(3)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述前道工序处理步骤包括对所述一个或多个生物芯片的基片(1)和盖片(2)分别进行超声波清洗处理、烘干处理和表面活性处理，以及相对位置固定粘接或焊接。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述层托盘组(7)对位上料至热键合层压机步骤后，还包括：
将所述层托盘组(7)在所述层压机中进行定位，使在所述压制过程中，压力中心传递在压力台面中心线上。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述操控所述层压机按设定工艺参数步骤包括：
根据生物芯片(3)单件热压键合工艺参数试验对所述热键合层压机进行温度、压力和时间的工艺参数设定。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述层托盘组(7)的顶层热压镜面板(4)的上设置有导热硅橡胶垫(6)，所述导热硅橡胶垫(6)使在层压机的每一层中所放置的所有被压生物芯片(3)在压制方向上受力均匀。
6.一种如权利要求1所述的生物芯片定位装置(8)，其特征在于，设置有生物芯片定位部分和生物芯片热压厚度限制部分；所述生物芯片定位部分用于对预热压键合的生物芯片进行定位摆放，以及保证在Z轴方向受压力过程中，所述生物芯片的基片与盖片在X轴与Y轴方向定量微量延伸不受外力限制。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述生物芯片定位部分为弹性定位环(9)。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述生物芯片热压厚度限制部分设置有第一限制厚度(10)和第二限制厚度(11)；其中，所述第一限制厚度(10)等于生物芯片热压后的厚度，所述第二限制厚度(11)等于生物芯片热压前的厚度。
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