CN106914290B - 一种微流控芯片封装装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供了一种微流控芯片封装装置及方法，包括：进给辊、涂胶辊、吸盘、盖片、紫外灯、传送带；进给辊与传送带对齐放置，形成加工通道；进给辊与涂胶辊对齐设置，涂胶辊上设置有待涂胶层；吸盘吸住盖片并设置于传送带上方；紫外灯设置于传送带上方，用于将表面涂有胶层且盖有盖片的基片进行键合，通过进给辊和涂胶辊给基片表面涂上胶层，通过吸盘将盖片压紧至表面涂有胶层的基片上，通过紫外灯将基片和盖片之间的胶层固化并键合，获得微流控芯片，解决了传统工艺中玻璃微流控芯片的键合通常采用高温熔融键合的方法不适合大规模廉价生产且对环境与操作人员有很大的安全隐患的技术问题。

Description

一种微流控芯片封装装置及方法
技术领域
本发明涉及微流控芯片封装技术领域，尤其涉及一种微流控芯片封装装置及方法。
背景技术
微流控芯片(Microfluidc chip)是20世纪90年代由瑞士Ciba-Geigy公司的Manz和Graber首次提出的一个全新概念，它主要用于电泳试验，进行分离和流道注射的操作与分析，为微流控技术奠定了技术的基础。二十几年以来，伴随着微电子技术、纳米技术、维纳加工技术、激光技术、微化学技术、新材料新工艺等技术的进步，微流控芯片技术得到不断的提升和发展，其功能也不断的多样化，其应用领域也不断的扩展。微流控芯片在生物、化学和医学等领域具有极大的潜力，如疾病诊断、分析检测、工业检测、药物发现、石油开采等方面具有广泛应用前景和很大的市场。
微流控芯片(Microfluid chip)的基底材质主要有硅、玻璃、有机聚合物、金属等材料。由于玻璃具有非常好的透明性、化学稳定性、大范围的光谱穿透性、良好的绝热性以及绝缘性、较低的光吸收系数以及较好的生物兼容性等优点，对于玻璃微流控芯片的微加工工艺成为微流控芯片研究中的一个核心关键技术。其制作技术已经相当成熟，国内外现已有大量的权威著作对其进行了详尽的介绍。其主体过程无非就是图形的转移和键合两大步骤。图形的转移也就是利用计算机辅助设计的图形通过光刻等技术将玻璃硬质材质刻蚀出微图形。键合也就是将基片和盖片密封，完成微流控芯片的主体加工。键合质量的好坏将直接影响芯片的好坏，因此它是作为微流控芯片在制作过程中能否使用的重要加工步骤。
粘接键合指通过基片和盖片之间使用粘结剂进行键合的一种方法,成功与否主要依赖于粘接剂的戮度以及基片表面的清洁状况。键合的强度取决于粘接剂和基片之间的粘着力以及粘接剂本身的内聚力。这种键合方法最大的优点就是工艺简单、键合温度低,且抵消部分键合表面的缺陷。但缺点是粘接剂的使用使得微通道的表面性质不一致,而且粘接剂可能与被分析物作用从而对分析产生干扰。
传统工艺中玻璃微流控芯片的键合通常采用高温熔融键合的方法,需要在高温炉中通过程序控温来实现,这种工艺不仅对玻璃基质表面平整度以及键合操作环境要求较高,而且升温、退火时间较长,往往键合成功率不高。光胶键合、等离子活化、阳极键合、中间层键合法需要严格的洁净环境与昂贵的加工设备不适合大规模廉价生产；化学活化需要使用强腐蚀性溶液，对环境与操作人员有很大的安全隐患。
发明内容
本发明实施例提供了一种微流控芯片封装装置及方法，用于解决传统工艺中玻璃微流控芯片的键合通常采用高温熔融键合的方法不适合大规模廉价生产且对环境与操作人员有很大的安全隐患的技术问题。
本发明实施例提供的一种微流控芯片封装装置，其特征在于，包括：进给辊、涂胶辊、吸盘、盖片、紫外灯、传送带；
所述进给辊与所述传送带对齐放置，形成加工通道；
所述进给辊与所述涂胶辊对齐设置，所述涂胶辊上设置有待涂胶层，使得所述进给辊与所述涂胶辊输送基片的同时在基片表面涂上一层胶层；
所述吸盘吸住所述盖片并设置于所述传送带上方，用于将所述盖片压紧到输送至所述传送带的表面涂有胶层的基片；
所述紫外灯设置于所述传送带上方，用于将表面涂有胶层且盖有所述盖片的基片进行键合。
优选地，本发明实施例还包括挤胶辊和储胶槽；
所述挤胶辊与所述涂胶辊对齐放置，所述储胶槽的出料口对齐于所述挤胶辊与所述涂胶辊的中间。
优选地，所述挤胶辊具体为中心可进行左右调整的挤胶辊，使得所述挤胶辊与所述涂胶辊之间的距离可通过所述挤胶辊进行调整；
所述挤胶辊与所述涂胶辊之间的距离与预设涂覆的胶层厚度具备关联关系。
优选地，所述储胶槽的出料口还设置有出料阀，用于控制胶的进给量。
优选地，所述进给辊具体为中心可进行上下调整的进给辊，使得所述进给辊与所述涂胶辊之间的距离可通过所述进给辊进行调整；
所述进给辊与所述涂胶辊之间的距离与预设加工的基片厚度具备关联关系。
优选地，所述进给辊具体为转速可调的进给辊；
所述涂胶辊具体为转速可调的涂胶辊；
所述传送带具体为传送速度可调的传送带。
优选地，所述挤胶辊具体为转速可调的挤胶辊。
本发明实施例提供的一种微流控芯片封装方法，包括：
通过进给辊和涂胶辊将待加工的基片向前运输并涂覆上一层胶层；
通过传送带将表面涂有胶层的基片运输至吸有盖片的吸盘下方；
通过吸盘将盖片与表面涂有胶层的基片对齐并下压，将盖片压紧至表面涂有胶层的基片上；
将吸盘与盖片分离，通过传送带将表面涂有胶层且盖有盖片的基片传送至紫外灯下方；
通过紫外灯将基片与盖片之间的胶层固化，完成键合。
优选地，所述通过进给辊和涂胶辊将待加工的基片向前运输并涂覆上一层胶层之前还包括：
根据预设涂覆的胶层厚度调整挤胶辊的中心位置、储胶槽的出料阀的阀门大小和涂胶辊的转速。
优选地，所述通过进给辊和涂胶辊将待加工的基片向前运输并涂覆上一层胶层之前还包括：
根据待加工的基片厚度调整挤胶辊的中心位置。
从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：
本发明实施例提供了一种微流控芯片封装装置及方法，包括：进给辊、涂胶辊、吸盘、盖片、紫外灯、传送带；所述进给辊与所述传送带对齐放置，形成加工通道；所述进给辊与所述涂胶辊对齐设置，所述涂胶辊上设置有待涂胶层，使得所述进给辊与所述涂胶辊输送基片时在基片表面涂上一层胶层；所述吸盘吸住所述盖片并设置于所述传送带上方，用于将所述盖片压紧到输送至所述传送带的表面涂有胶层的基片；所述紫外灯设置于所述传送带上方，用于将表面涂有胶层且盖有所述盖片的基片进行键合，通过进给辊和涂胶辊给基片表面涂上胶层，通过吸盘将盖片压紧至表面涂有胶层的基片上，通过紫外灯将基片和盖片之间的胶层固化并键合，获得微流控芯片，解决了传统工艺中玻璃微流控芯片的键合通常采用高温熔融键合的方法不适合大规模廉价生产且对环境与操作人员有很大的安全隐患的技术问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例提供的一种微流控芯片封装装置的示意图；
图2为本发明实施例提供的一种微流控芯片封装方法的流程图；
其中，附图标记如下：
1.进给辊，2.基片,3.涂胶辊,4.储胶槽，5.挤胶辊，6.胶层，7.吸盘，8.盖片，9.紫外灯，10.传送带。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种微流控芯片封装装置及方法，用于解决传统工艺中玻璃微流控芯片的键合通常采用高温熔融键合的方法不适合大规模廉价生产且对环境与操作人员有很大的安全隐患的技术问题。
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明实施例提供的一种微流控芯片封装装置的一个实施例，其特征在于，包括：进给辊1、涂胶辊3、吸盘7、盖片8、紫外灯9、传送带10；
进给辊1与传送带10对齐放置，形成加工通道；
进给辊1与涂胶辊3对齐设置，涂胶辊3上设置有待涂胶层，使得进给辊1与涂胶辊3输送基片2的同时在基片2表面涂上一层胶层6；
吸盘7吸住盖片8并设置于传送带10上方，用于将盖片8压紧到输送至传送带10的表面涂有胶层6的基片2；
紫外灯9设置于传送带10上方，用于将表面涂有胶层6且盖有盖片8的基片2进行键合。
本发明实施例提供了一种微流控芯片封装装置，包括：进给辊、涂胶辊、吸盘、盖片、紫外灯、传送带；所述进给辊与所述传送带对齐放置，形成加工通道；所述进给辊与所述涂胶辊对齐设置，所述涂胶辊上设置有待涂胶层，使得所述进给辊与所述涂胶辊输送基片时在基片表面涂上一层胶层；所述吸盘吸住所述盖片并设置于所述传送带上方，用于将所述盖片压紧到输送至所述传送带的表面涂有胶层的基片；所述紫外灯设置于所述传送带上方，用于将表面涂有胶层且盖有所述盖片的基片进行键合，通过进给辊和涂胶辊给基片表面涂上胶层，通过吸盘将盖片压紧至表面涂有胶层的基片上，通过紫外灯将基片和盖片之间的胶层固化并键合，获得微流控芯片，解决了传统工艺中玻璃微流控芯片的键合通常采用高温熔融键合的方法不适合大规模廉价生产且对环境与操作人员有很大的安全隐患的技术问题。
以下将对本发明实施例提供的一种微流控芯片封装装置的另一个实施例进行详细的描述。
请参阅图1，本发明实施例提供的一种微流控芯片封装装置的另一个实施例，其特征在于，包括：进给辊1、涂胶辊3、吸盘7、盖片8、紫外灯9、传送带10；
进给辊1与传送带10对齐放置，形成加工通道；
进给辊1与涂胶辊3对齐设置，涂胶辊3上设置有待涂胶层，使得进给辊1与涂胶辊3输送基片2的同时在基片2表面涂上一层胶层6；
吸盘7吸住盖片8并设置于传送带10上方，用于将盖片8压紧到输送至传送带10的表面涂有胶层6的基片2；
紫外灯9设置于传送带10上方，用于将表面涂有胶层6且盖有盖片8的基片2进行键合。
本发明实施例还包括挤胶辊5和储胶槽4；
挤胶辊5与涂胶辊3对齐放置，储胶槽4的出料口对齐于挤胶辊5与涂胶辊3的中间。
挤胶辊5具体为中心可进行左右调整的挤胶辊5，使得挤胶辊5与涂胶辊3之间的距离可通过挤胶辊5进行调整；
挤胶辊5与涂胶辊3之间的距离与预设涂覆的胶层厚度具备关联关系。
储胶槽4的出料口还设置有出料阀，用于控制胶的进给量。
进给辊1具体为中心可进行上下调整的进给辊1，使得进给辊1与涂胶辊3之间的距离可通过进给辊1进行调整；
进给辊1与涂胶辊3之间的距离与预设加工的基片2厚度具备关联关系。
进给辊1具体为转速可调的进给辊1；
涂胶辊3具体为转速可调的涂胶辊3；
传送带10具体为传送速度可调的传送带10。
挤胶辊5具体为转速可调的挤胶辊5。
如图1中所示，基片2通过涂胶辊3，涂胶辊3上很薄的胶层转涂到基片2上，吸盘7将盖片8与基片对齐并稍微施加压力，最后使用UV灯使胶层固化，完成芯片的键合。图中进给辊1的中心市可以上下调整的，这样适应不同厚度的基片；挤胶辊5的中心可以左右调整，可以在涂胶辊3上形成不同厚度的胶层；胶的进给量可以通过储胶槽4下方的阀控制；进给辊1、涂胶辊3、挤胶辊5、传送带10的转速都是可以单独控制。
本发明主要包括：该设备键合方式工艺；设备供胶方式；胶层厚度的控制；涂胶辊转速的控制。
本发明实施例可解决微流控芯片封装难题；可以快速简单高效率地对微流控芯片进行封装；可以适用与不同材料不同厚度的微流控芯片；为微流控芯片大规模制造提供可能性；常温下就可以完成微流控芯片的封装；可以弥补基片与盖片的不平整度。
以下将对本发明实施例提供的一种微流控芯片封装方法进行详细的描述。
请参阅图2，本发明实施例提供的一种微流控芯片封装方法，包括：
101、根据待加工的基片厚度调整挤胶辊的中心位置。
102、根据预设涂覆的胶层厚度调整挤胶辊的中心位置、储胶槽的出料阀的阀门大小和涂胶辊的转速。
103、通过进给辊和涂胶辊将待加工的基片向前运输并涂覆上一层胶层；
104、通过传送带将表面涂有胶层的基片运输至吸有盖片的吸盘下方；
105、通过吸盘将盖片与表面涂有胶层的基片对齐并下压，将盖片压紧至表面涂有胶层的基片上；
106、将吸盘与盖片分离，通过传送带将表面涂有胶层且盖有盖片的基片传送至紫外灯下方；
107、通过紫外灯将基片与盖片之间的胶层固化，完成键合。
本发明实施例提供了一种微流控芯片封装方法，通过进给辊和涂胶辊给基片表面涂上胶层，通过吸盘将盖片压紧至表面涂有胶层的基片上，通过紫外灯将基片和盖片之间的胶层固化并键合，获得微流控芯片，解决了传统工艺中玻璃微流控芯片的键合通常采用高温熔融键合的方法不适合大规模廉价生产且对环境与操作人员有很大的安全隐患的技术问题。
需要说明的是，本发明实施例提供的一种微流控芯片封装方法可通过控制终端连接进给辊、涂胶辊、吸盘、盖片、紫外灯、传送带等进行实现。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种微流控芯片封装装置，其特征在于，包括：进给辊、涂胶辊、吸盘、盖片、紫外灯、传送带；
所述进给辊与所述传送带对齐放置，形成加工通道；
所述进给辊与所述涂胶辊对齐设置，所述涂胶辊上设置有待涂胶层，使得所述进给辊与所述涂胶辊输送基片的同时在基片表面涂上一层胶层；
所述吸盘吸住所述盖片并设置于所述传送带上方，用于将所述盖片压紧到输送至所述传送带的表面涂有胶层的基片；
所述紫外灯设置于所述传送带上方，用于将表面涂有胶层且盖有所述盖片的基片进行键合；还包括挤胶辊和储胶槽；
所述挤胶辊与所述涂胶辊对齐放置，所述储胶槽的出料口对齐于所述挤胶辊与所述涂胶辊的中间；所述挤胶辊具体为中心可进行左右调整的挤胶辊，使得所述挤胶辊与所述涂胶辊之间的距离可通过所述挤胶辊进行调整；
所述挤胶辊与所述涂胶辊之间的距离与预设涂覆的胶层厚度具备关联关系；所述储胶槽的出料口还设置有出料阀，用于控制胶的进给量；所述进给辊具体为中心可进行上下调整的进给辊，使得所述进给辊与所述涂胶辊之间的距离可通过所述进给辊进行调整；
所述进给辊与所述涂胶辊之间的距离与预设加工的基片厚度具备关联关系。
2.根据权利要求1所述的一种微流控芯片封装装置，其特征在于，
所述进给辊具体为转速可调的进给辊；
所述涂胶辊具体为转速可调的涂胶辊；
所述传送带具体为传送速度可调的传送带。
3.根据权利要求2所述的一种微流控芯片封装装置，其特征在于，所述挤胶辊具体为转速可调的挤胶辊。
4.一种微流控芯片封装方法，其特征在于，包括：
通过进给辊和涂胶辊将待加工的基片向前运输并涂覆上一层胶层；
通过传送带将表面涂有胶层的基片运输至吸有盖片的吸盘下方；
通过吸盘将盖片与表面涂有胶层的基片对齐并下压，将盖片压紧至表面涂有胶层的基片上；
将吸盘与盖片分离，通过传送带将表面涂有胶层且盖有盖片的基片传送至紫外灯下方；
通过紫外灯将基片与盖片之间的胶层固化，完成键合。
5.根据权利要求4所述的一种微流控芯片封装方法，其特征在于，所述通过进给辊和涂胶辊将待加工的基片向前运输并涂覆上一层胶层之前还包括：
根据预设涂覆的胶层厚度调整挤胶辊的中心位置、储胶槽的出料阀的阀门大小和涂胶辊的转速。
6.根据权利要求4所述的一种微流控芯片封装方法，其特征在于，所述通过进给辊和涂胶辊将待加工的基片向前运输并涂覆上一层胶层之前还包括：
根据待加工的基片厚度调整挤胶辊的中心位置。
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