CN108877957A - 一种微球半自动点胶封孔装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种微球半自动点胶封孔装置及方法，所述的微球半自动点胶封孔装置用于实现微球半自动点胶封孔方法。微球半自动点胶封孔方法的主要步骤为：（a）.待充气微球样品激光打孔；（b）.点胶丝的粘接；（c）.点胶丝针尖的预调整；（d）.待充气微球微孔的预调整；（e）.配胶和放胶位置的预调整；（f）.抽真空、点胶丝针尖挂胶实验、充气室充气并平衡；（g）.微孔封胶；（h）.胶固化，球内气体检测。本发明可在微球半自动点胶封孔装置上高质量的完成微球点胶封孔，实现空心微球球内的快速充气。采用本发明的方法制备的内充气的微球具有保气性能好，胶斑小，封胶点的强度高的优点。

Description

一种微球半自动点胶封孔装置及方法

技术领域

本发明属于微球充气领域，具体涉及一种微球半自动点胶封孔装置及方法。

背景技术

激光惯性约束聚变（ICF）实验中向微球内加载气态燃料一般称为充气。微球充气主要有热扩散充气、制球原位充气、注入法充气和充气管充气四种方法。将微球打孔后在充有气体的环境下，通过点胶封孔而实现球内充气属于注入法充气的一种方法，它是针对用热扩散充气的方法很难实现球内充气的微球，而发展起来的一种微球充气方法。如材料阻气性能一般的微球(如玻璃微球)充大分子气体和材料本身阻气性能较好的微球(如金属微球)的充气。名称为“一种注入式微球充气系统”(申请号:201710204382.3)的中国发明专利介绍了采用该方法的微球充气系统，但未公开微球的具体充气方法。

发明内容

为了突破热扩散充气的局限，本发明要解决的技术问题是在打孔封胶的注入式微球充气系统上高质量的完成微球点胶封孔实现球内充气的一种微球半自动点胶封孔装置及方法。

本发明的技术方案如下：

本发明的微球半自动点胶封孔方法基于以下一种思路：首先在需要充气的微球预先打上微孔，再放入充气室充气，在充气的环境下通过点胶将微孔封堵，待胶完全固化后，充入微球内的气体得以保存在球内。

本发明的微球半自动点胶封孔装置，含有三视镜高压充气室、精密定位三维移动样品台、点胶系统、长工作距离成像系统；

三视镜高压充气室采用圆柱形筒状体结构，且圆心轴在水平方向上放置，三视镜高压充气室的前后均设有圆形密封盖板，左侧沿水平方向轴向设置有水平方向视窗，右侧沿水平轴向逆时针方向旋转45度设置有45度方向视窗；正对三视镜高压充气室的左视窗观察口设有水平方向长工作距离显微镜，通过水平方向CCD连接到水平方向计算机，由水平方向CCD配置的观测软件，在水平方向计算机显示器上显示左水平方向显微画面。正对三视镜高压充气室的右45度视窗观察口设有45度方向长工作距离显微镜，通过45度方向CCD连接到45度方向计算机，由45度方向CCD配置的观测软件，在45度方向计算机显示器上显示其右45度显微画面；

三视镜高压充气室内固定有精密定位三维移动样品台和点胶系统。精密定位三维移动样品台是由三个精密步进电机和相应的精密传动机械机构组成，由控制计算机准确控制三个精密步进电机的转动量，通过精密传动机械机构转换为控制精密定位三维移动样品台X、Y、Z三个方向的位移，精密定位三维移动样品台设置有精密定位三维移动样品台样品架（8）。点胶系统主要部件为一个点胶杆，通过支撑和取放结构固定在三视镜高压充气室内部，点胶杆由粘丝杆和点胶丝粘接组成。样品玻璃片的中心线上设有五个待充气微球放置位置标识，并在放置待充气微球的区域上面贴有透明静电膜，待充气微球放置在透明静电膜上，样品玻璃片在远离待充气微球、没有贴静电膜的边缘区域设有放胶位置标识。样品玻璃片放置在精密定位三维移动样品台样品架上。在精密定位三维移动样品台样品架的下方设置有亮度可调的底光光源，在精密定位三维移动样品台样品架的侧上方设置有亮度可调的侧顶光光源。底光光源由LED灯阵列、LED灯阵列上固定的支撑架和在支撑架上覆盖的透明挡光膜组成；侧顶光光源与底光光源的结构相同；

三视镜高压充气室的顶部设有气路连接口，通过该气路连接口外接真空和充气系统。

本发明的微球半自动点胶封孔方法，依次包括以下步骤：

（a）待充气微球样品激光打孔

准备一批规格完全相同的样品玻璃片,统一刻蚀好中心线上的5个待充气微球放置位置和边缘上放胶位置标识，并在待充气微球放置区域上面贴上透明静电膜，将待充气微球放置在透明静电膜上，再用激光打孔的方法在每个待充气微球的顶点打上微孔。

（b）点胶丝的粘接

选取表面光滑，笔直无弯曲、无皱褶的点胶丝，切取1～2cm长度，在点胶棒的粘丝杆上粘好点胶丝，粘接时点胶丝应保持与粘丝杆的轴向平行，在显微镜下操作。

（c）点胶丝针尖的预调整

将准备好的点胶杆装入三视镜高压充气室中，开启侧顶光光源，通过调整点胶杆在三视镜高压充气室内的位置、水平方向和45度方向的长工作距离显微镜固定支撑架的左右、上下的位置，在水平方向以及45度方向的显示器上找到点胶丝针尖，并将点胶丝针尖图像调至两个显示器正中位置，通过长工作距离显微镜聚焦，配合侧顶光光源的亮度调整，使点胶丝针尖图像清晰；

（d）待充气微球微孔的预调整

将放有待充气微球的样品玻璃片放入三视镜高压充气室的精密定位三维移动样品台的样品架上；观察待充气微球上的的微孔需根据充气微球的透光性的不同,视微孔的显微成像情况,单独使用底光光源、侧顶光光源或者底光光源和侧顶光光源的组合形式以获得最佳的成像效果；开启所用光源，先将长工作距离显微镜放大倍数调至最低档,通过移动三维移动样品台的X、Y、Z三个方向的位置在水平方向和45度方向上的两个显示器上找到需要点胶的待充气微球，并居中显示，再将长工作距离显微镜放大倍数调高档位,找到待充气微球上的微孔, 调整三维方向位移使微孔显示在水平方向和45度方向上的显示器的中心位置，通过底光光源和侧顶光光源光源的切换或者配合使用、光源的亮度的调整，并聚焦长工作显微镜可使微孔的显示清晰。移动三维移动样品台的X、Y、Z三个方向的位置，使点胶丝的针尖正对微孔并通过移动Z轴缓慢插入到微孔之中,无误后，移动Z轴抬起点胶丝针尖至微孔以上，并通过计算机控制软件保存在指定的工作位置上；对样品玻璃片上的其他待充气微球进行同样的操作并保存不同的工作位置。

（e）配胶和放胶位置的预调整

将所用的胶配制完成，在样品玻璃片上的放胶位置放上少量的胶，通过移动精密定位三维移动样品台找到样品玻璃片上的放胶位置，通过计算机控制软件保存该放胶位置。

（f）抽真空、点胶丝针尖挂胶实验、充气室充气并平衡

关闭充气室，开启真空泵，抽真空至0.1KP以下，开始点胶丝针尖挂胶实验，将点胶丝的针尖插入到胶内然后提起，观察点胶丝上的挂胶量即胶球的大小。此时胶的粘稠度越高、点胶丝提起速度越快点胶丝上的挂胶量就越大，而胶在三视镜高压充气室里的抽真空时间越长，此时胶的粘稠度就越高。对于打孔直径为10～20μm的微孔，当点胶丝以100～200μm/s的提起速度能够挂上30～60μm的胶球时，即认为此时胶的粘稠度满足封孔要求；并且点胶丝插入到胶内的深度应大于100μm，以避免胶球包裹或遮挡住点胶丝的针尖；新配制的胶，抽真空30～50分钟，胶的粘稠度都能满足封孔要求。当胶的粘稠度可以用于点胶封孔时，关闭真空泵，打开气瓶，充气室充入指定的气体到预定的气压值，并经过大于10分钟的平衡时间。

（g）微孔封胶

在点胶丝针尖挂上合适大小的胶球，并且胶球没有包裹或遮挡住点胶丝的针尖时，就可以开始点胶封孔。将三维移动样品台复位，通过计算机控制软件将三维移动样品台移动到已保存工位的第一个球的工作位置上，先调整X、Y方向，使点胶丝针尖对准微孔，若已保存工位X、Y方向有偏差可根据具体情况作适当微调，再调整Z方向使点胶丝针尖缓慢插入到微孔之中。直到胶球到达微孔位置并自由垂落流下并完全覆盖住微孔。缓慢提起点胶丝针尖直至完全抬到微孔以上。此时胶应将微孔完全覆盖住，并在微孔位置形成凸起的平滑的球罐状胶斑。将三维移动样品台复位，再次移动到放胶位置并取胶，同样依次对其余待充气微球完成封胶操作。

（h）胶固化，球内气体检测

在充气室内保持大于12小时后，充气室放气卸压并取出样品玻璃片，检测已封孔的待充气微球内气体是否保气成功，气压是否符合要求。

本发明中步骤b、c、d、f、g中的点胶丝采用钨丝或碳丝。

步骤a、d、g中的微孔的直径为10μm～20μm。

步骤b、c、d、f、g中的点胶丝的直径比微孔的直径小4μm。微孔直径范围为10~20μm时，对应封孔时最佳挂胶量的所挂胶球大小为30~60mm。

步骤d中充气室内光源的设置为能够通过底光光源找到微孔的透明微球，首选底光光源，对于不能通过底光光源找到微孔的不透明微球，则需要采用侧顶光光源。对于介于两者之间的情况选用底光光源辅以侧顶光光源的组合形式。

步骤e、f、g中的胶为低温冷冻胶。

本发明中所述的步骤a中样品玻璃片中心线上微球放置位置的标识方便下次放球时的粗略定位，微球放在透明静电膜上起到固定微球的作用，在微球激光打孔和点胶封孔过程中，防止微球滚动。这里必须使用透明的静电膜才不影响后面微孔的观察。

步骤b中的点胶丝采用钨丝或碳丝。点胶丝的直径根据微球上所打微孔的直径决定，最大直径需小于微孔的直径4μm，在不影响粘接操作的情况下，应尽量选取细一些的丝。

步骤d中的充气室内光源的设置和亮度调整对微孔能不能清晰的成像至关重要，可以通过底光光源找到微孔的透明微球，首选底光光源，对于不能通过底光光源找到微孔的不透明微球，则需要采用侧顶光光源。对于介于两者之间的情况可选用底光光源辅以侧顶光光源的组合形式，光源的选取以获得最佳的微孔成像效果为原则。底光光源和侧顶光光源均采用LED灯阵列作为光源，可以近似认为是平行光源，并在光源上罩上一层透明的挡光膜，以减小光源的漫反射，降低对微孔成像的干扰。

步骤e中的胶为冷冻胶，通常需在冷冻温度下保存，使用前两种组分隔离封装，使用时需将两种组分充分混合均匀。本发明中选择合适的密封胶是非常重要的，首先密封胶必须具有一定阻气能力，对所充气体的渗透率尽量的小，同时封胶工艺对胶的粘稠度、固化时间、干燥方式以及和与微球材料之间的粘接强度等均有要求。

胶的粘稠度决定了封孔的可行和可靠性，要求在充气环境下点胶丝通过插入胶内（或加以适当移动），再快速提起后能挂住合适大小的胶量，对于直径在10～20mm的微孔通常挂胶在30～60mm的胶球量为最佳。由于每次充气后一次性会封胶4～5个球，加上每次定位和微调以及取胶的时间，最少也需要大约一个小时左右的时间，在这期间胶的粘稠度不能有明显的改变，在自然干燥的情况下完全固化时间不超过12小时。选用常用的如环氧树脂AB胶、冷冻胶、紫光胶等进行了封胶工艺实验，在使用环氧树脂AB胶时，由于所用的胶需要预先放在充气室内抽真空，尽管刚配好的环氧树脂AB胶粘稠度合适但经抽真空后，粘稠度变大，胶不能完全浸润容易造成微孔封堵不严，甚至由于胶太稠根本就不能实现封堵的情况。后我们采用冷冻胶进行实验，新开封使用的冷冻胶配好后是很稀的，按正常步骤真空抽好后胶也很稀，点胶碳丝上很难沾上胶，也不能实现点胶封孔。必须通过抽真空的方式来改变胶的粘稠度，通过对冷冻胶的反复实验发现，刚配好的胶通常经30～60分钟的抽真空时间就可以达到封孔需要的粘稠度。另外刚开封使用后剩余的胶经一到两天的冷冻存放（时间太长胶彻底固化，不能再用），再次使用时，正常的抽真空时间后就能满足封孔的粘稠度。

由于点胶后的微球的保气主要是靠胶以及粘接的密封性和强度来保证的，因而不仅要求胶本身对所充气体的气体渗透要尽可能小，同时粘接的密封性要好，粘接的强度要高，以保证能够承受较高的内外气压差，而不使粘接点破裂和漏气。另外由于微球封胶后，由于微球表面受力的均匀性的改变，微球可能会出现放置一段时间后发生破裂的现象。实验表明通过冷冻胶封孔的微球保气性能良好（保气半寿命较长），也很少出现破裂的情况。

能不能尽量减小胶斑的大小，使其胶斑对微球的球形度和表面的影响降至最小也是该工艺方法中需要重点考虑的内容。为了减小胶斑的大小，挂胶量应尽量的少，为了不影响封堵和保气也就需要将微孔尽量做小，但微孔越小对长工作距离的显微成像系统要求越高，成本就越大，难度也越高。本发明的微球半自动点胶封孔装置最高分辨能力可以做到微孔直径为10μm左右，再小的微孔已很难清晰的成像甚至可能不被发现。目前微孔打孔直径通常采用10～20μm，细丝直径为5～10微米。胶斑大小可控制在50μm以内。

本发明能够在微球半自动点胶封孔装置上高质量的完成微球点胶封孔，实现空心微球球内的快速充气。采用本发明的方法制备的内充气的微球具有保气性能好，胶斑小，封胶点的强度高的优点。

附图说明

图1为本发明的微球半自动点胶封孔装置中三视镜高压充气室内部布局示意图；

图2为本发明的微球半自动点胶封孔方法中45度方向上显示的微孔预调整中的示意图；

图3为本发明的微球半自动点胶封孔方法中水平度方向上显示的微孔预调整中的示意图；

图4为本发明的微球半自动点胶封孔方法中在45度方向上显示的封胶过程示意图；

图中：1.粘丝杆 2.点胶丝 3.胶球 4.微孔 5.待充气微球 6.透明静电膜 7.样品玻璃片 8.精密定位三维移动样品台样品架 9.透明挡光膜 10.支撑架 11.LED灯阵列 12.底光光源 13.侧顶光光源。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例进一步说明本发明。

实施例1

在图1~图4中，本发明的一种微球半自动点胶封孔装置含有三视镜高压充气室、精密定位三维移动样品台、点胶系统、长工作距离成像系统；

三视镜高压充气室采用圆柱形筒状体结构，且圆心轴在水平方向上放置，三视镜高压充气室的前后均设有圆形密封盖板，左侧沿水平方向轴向设置有水平方向视窗，右侧沿水平轴向逆时针方向旋转45度设置有45度方向视窗；正对三视镜高压充气室的左视窗观察口设有水平方向长工作距离显微镜，通过水平方向CCD连接到水平方向计算机，由水平方向CCD配置的观测软件，在水平方向计算机显示器上显示左水平方向显微画面；正对三视镜高压充气室的右45度视窗观察口设有45度方向长工作距离显微镜，通过45度方向CCD连接到45度方向计算机，由45度方向CCD配置的观测软件，在45度方向计算机显示器上显示其右45度显微画面；

三视镜高压充气室内固定有精密定位三维移动样品台和点胶系统；精密定位三维移动样品台由三个精密步进电机和相应的精密传动机械机构组成，由控制计算机准确控制三个精密步进电机的转动量，通过精密传动机械机构转换为控制精密定位三维移动样品台X、Y、Z三个方向的位移，精密定位三维移动样品台设置有精密定位三维移动样品台样品架8；点胶系统为一个点胶杆，通过支撑和取放结构固定在三视镜高压充气室内部，点胶杆由粘丝杆（1）和点胶丝2粘接组成；样品玻璃片7的中心线上设有五个待充气微球5放置位置标识，并在放置待充气微球5的区域上面贴有透明静电膜6，待充气微球5放置在透明静电膜6上，样品玻璃片7在远离待充气微球5、没有贴静电膜的边缘区域设有放胶位置标识；样品玻璃片7置于精密定位三维移动样品台样品架8上；在精密定位三维移动样品台样品架8的下方设置有亮度可调的底光光源12，在精密定位三维移动样品台样品架8的侧上方设置有亮度可调的侧顶光光源13；底光光源12由LED灯阵列11、LED灯阵列11上固定的支撑架10和在支撑架10上覆盖的透明挡光膜9组成；侧顶光光源13与底光光源12的结构相同；如图1所示。

三视镜高压充气室的顶部设置有气路连接口，通过该气路连接口外接真空和充气系统。

本发明的微球半自动点胶封孔方法，依次包括以下步骤：

本实施例中，采用玻璃微球充氩，

（a）待充气玻璃微球样品激光打孔：

准备好一批同样规格的样品玻璃片，在上面统一通过激光刻蚀做出完全一样的中心线上的5个待充气微球5放置位置和边缘上放胶位置标识，放胶位置的设置应考虑放胶后不应影响对微球的观察。在放球位置贴上透明静电膜6，将待充气玻璃微球5放在透明静电膜6上。再将放有微球的样品玻璃片7直接在原位用激光打孔的方法在微球的顶点打孔，打孔直径为15μm。

（b）点胶丝的粘接：

点胶丝2选取直径为10μm左右，表面光滑，笔直无弯曲、无皱褶的碳丝，切取1～2cm长度,在点胶棒的粘丝杆1上粘好点胶丝2，粘接时点胶丝2应尽量保持与粘丝杆1的轴向平行，需在显微镜下仔细操作。

（c）点胶丝针尖的预调整：

将准备好的点胶棒装入三视镜高压充气室中，开启充气室内侧顶光光源13，通过调整调整点胶杆在三视镜高压充气室内的位置和水平方向和45度方向的长工作距离显微镜固定支撑架的左右、上下的位置，在水平方向以及45度方向的显示器上找到点胶丝2针尖，并将点胶丝2针尖图像调至两个显示器正中位置，通过长工作距离显微镜聚焦，配合侧顶光光源13的亮度调整，使点胶丝2针尖图像最清晰。

（d）待充气微球样品微孔的预调整：

将放有待充气微球5的样品玻璃片7放入充气室的样品架上。玻璃微球只使用底光光源12，关闭侧顶光光源13，开启底光光源12，先将长工作距离显微镜放大倍数调至最低1档,通过移动三维移动样品台的X、Y、Z三个方向的位置在水平方向和45度方向上的两个显示器上找到需要点胶的待充气微球5，并居中显示，再将长工作距离显微镜放大倍数调高档位3档,找到待充气微球5上的微孔4, 这里需注意，微孔4主要是在45度方向上的显示器观察，在水平上方向上的显示器是看不到圆形的孔的，但能看到孔在该方向上的位置。见附图2～3。

调整三维方向位移使微孔4显示在水平方向和45度方向上的显示器的中心位置，通过底光光源12亮度的调整，并聚焦长工作显微镜可使微孔的显示最清晰。移动三维移动样品台的X、Y、Z三个方向的位置，使点胶丝2的针尖正对微孔4并通过移动Z轴缓慢插入到微孔4之中,无误后，移动Z轴抬起点胶丝2针尖至微孔以上，并通过计算机控制软件保存在指定的工作位置上。对样品玻璃片7上的其他待充气微球5进行同样的操作并保存不同的工作位置。

（e）配胶和放胶位置的预调整：

将冷冻胶的两种组分充分混合均匀，在样品玻璃片7上的放胶位置放上少量的胶。通过移动精密定位三维移动样品台找到样品玻璃片7上的放胶位置，通过计算机控制软件保存该放胶位置。

（f）抽真空、点胶丝针尖挂胶实验、充气室充气并平衡

关闭充气室，抽真空。初次使用的冷冻胶抽真空至少20分钟后，开始点胶丝2针尖挂胶实验，已开封并冷冻保存1～2天的胶，抽真空到要求的真空度后立即开始点胶丝2针尖挂胶实验，将点胶丝2的针尖缓慢插入到胶内然后迅速提起，观察点胶丝2上的挂胶量是否合适（挂胶量需经工艺实验摸索），在点胶丝2挂上合适大小的胶球3，并要求点胶丝挂胶后针尖仍然可以清晰观察即胶球不能包裹或遮挡住点胶丝2的针尖。控制胶在三视镜高压充气室内抽真空时间，就能控制胶的粘稠度，采用一定的提起速度观察点胶丝上挂胶量，就可以判断胶的粘稠度是否合适，决定是否需要继续抽真空。点胶丝插入到胶内的深度合适，点胶丝上挂好胶后针尖上就不会被胶包裹，仍然可以清晰观察。这是因为胶的表面张力，挂上的胶会在钨丝或碳丝上成球形状，又由于胶与钨丝或碳丝表面的不侵润性，胶在钨丝或碳丝的附着力需要与胶自身重力平衡，通常挂上的胶不会聚集在丝的针尖位置而完全包住丝的针尖，而是针尖靠后一些的位置（胶完全包住丝的针尖时在丝上的附着力较小）。丝的针尖仍然可以清晰观察。这对于点胶丝挂胶后，再去对孔很重要。

关闭真空泵，打开气瓶充气室充入指定的气体到预定的气压值，并经过15分钟平衡时间。

（g）微孔封胶：

在点胶丝2针尖挂上合适大小的胶球3，并且胶球3没有包裹或遮挡住点胶丝2的针尖时，就可以开始点胶封孔。将精密定位三维移动样品台样品架8复位，通过计算机控制软件将精密定位三维移动样品台样品架8移动到已保存工位的第一个球的工作位置上，先调整X、Y方向，使点胶丝2针尖对准微孔，若已保存工位X、Y方向有偏差可根据具体情况作适当微调，再调整Z方向使点胶丝2针尖缓慢插入到微孔4之中。直到胶球3到达微孔4位置并自由垂落流下并完全覆盖住微孔4。缓慢提起点胶丝2针尖直至完全抬到微孔4以上。此时胶应将微孔完全覆盖住，并在微孔4位置形成凸起的平滑的球罐状胶斑。将精密定位三维移动样品台样品架８复位，再次移动到放胶位置并取胶，同样依次对其余待充气微球5完成封胶操作。封胶过程示意图如附图4Ⅰ～Ⅴ。

（h）胶固化，球内气体检测：

在充气室内保持不少于12小时后，充气室放气卸压并取出样品玻璃片7，检测已封孔的待充气微球5内气体是否保气成功，气压是否符合要求。

本实施例中，步骤b、c、d、f、g中的点胶丝2采用碳丝；

步骤a、d、g中的微孔4的直径为15μm；

步骤b、c、d、f、g中的点胶丝2的直径比微孔4的直径小4μm。；

步骤e、f、g中的胶为低温冷冻胶。

实施例2

本实施例中，采用PMAS涂金微球充氩

本实施例的实施过程与实施例１的方法相同，不同之处是，本实施例中，步骤b、c、d、f、g中的点胶丝2采用钨丝；步骤a、d、g中的微孔4的直径为20μm；

本实施例中，由于金属微球透光性很差，采用底光不能观察到微孔，实施过程（d）待充气微球样品微孔的预调整中，只能使用侧顶光光源，通过调整照射角度并控制亮度，并需要将打孔直径增加到20μm才能较清晰的观察到微孔，完成点胶封孔。

Claims (7)

1.一种微球半自动点胶封孔装置，其特征在于：所述的点胶封孔装置含有三视镜高压充气室、精密定位三维移动样品台、点胶系统、长工作距离成像系统；

三视镜高压充气室采用圆柱形筒状体结构，且圆心轴在水平方向上放置，三视镜高压充气室的前后均设有圆形密封盖板，左侧沿水平方向轴向设置有水平方向视窗，右侧沿水平轴向逆时针方向旋转45度设置有45度方向视窗；正对三视镜高压充气室的左视窗观察口设有水平方向长工作距离显微镜，通过水平方向CCD连接到水平方向计算机，由水平方向CCD配置的观测软件，在水平方向计算机显示器上显示左水平方向显微画面；正对三视镜高压充气室的右45度视窗观察口设有45度方向长工作距离显微镜，通过45度方向CCD连接到45度方向计算机，由45度方向CCD配置的观测软件，在45度方向计算机显示器上显示其右45度显微画面；

三视镜高压充气室内固定有精密定位三维移动样品台和点胶系统；精密定位三维移动样品台由三个精密步进电机和相应的精密传动机械机构组成，由控制计算机准确控制三个精密步进电机的转动量，通过精密传动机械机构转换为控制精密定位三维移动样品台X、Y、Z三个方向的位移，精密定位三维移动样品台设置有精密定位三维移动样品台样品架（8）；点胶系统为一个点胶杆，通过支撑和取放结构固定在三视镜高压充气室内部，点胶杆由粘丝杆（1）和点胶丝（2）粘接组成；样品玻璃片（7）的中心线上设置有五个待充气微球（5）放置的位置标识，并在放置待充气微球（5）的区域上面贴有透明静电膜（6），待充气微球（5）放置在透明静电膜（6）上，样品玻璃片（7）在远离待充气微球（5）、没有贴静电膜的边缘区域设有放胶位置标识；样品玻璃片（7）置于精密定位三维移动样品台样品架（8）上；在精密定位三维移动样品台样品架（8）的下方设置有亮度可调的底光光源（12），在精密定位三维移动样品台样品架（8）的侧上方设置有亮度可调的侧顶光光源（13）；底光光源（12）由LED灯阵列（11）、LED灯阵列（11）上固定的支撑架（10）和在支撑架（10）上覆盖的透明挡光膜（9）组成；侧顶光光源（13）与底光光源（12）的结构相同；

三视镜高压充气室的顶部设置有气路连接口，通过该气路连接口外接真空和充气系统。

2.一种采用权利要求1所述的微球半自动点胶封孔装置的封孔方法，依次包括以下步骤：

（a）待充气微球样品激光打孔

准备一批规格完全相同的样品玻璃片（7）,统一刻蚀好中心线上的5个待充气微球（5）放置位置和边缘上放胶位置标识，并在待充气微球（5）放置区域上面贴上透明静电膜（6），将待充气微球（5）放置在透明静电膜（6）上，再用激光打孔的方法在每个待充气微球（5）的顶点打上微孔（4）；

（b）点胶丝的粘接

选取表面光滑，笔直无弯曲、无皱褶的点胶丝（2），切取1～2cm长度，在点胶棒的粘丝杆（1）上粘好点胶丝（2），粘接时点胶丝（2）应保持与粘丝杆（1）的轴向平行，在显微镜下操作；

（c）点胶丝针尖的预调整

将准备好的点胶杆装入三视镜高压充气室中，开启侧顶光光源（13），通过调整点胶杆在三视镜高压充气室内的位置、水平方向和45度方向的长工作距离显微镜固定支撑架的左右、上下的位置，在水平方向以及45度方向的显示器上找到点胶丝（2）针尖，并将点胶丝（2）针尖图像调至两个显示器正中位置，通过长工作距离显微镜聚焦，配合侧顶光光源（13）的亮度调整，使点胶丝（2）针尖图像清晰；

（d）待充气微球微孔的预调整

将放有待充气微球（5）的样品玻璃片（7）放入三视镜高压充气室的精密定位三维移动样品台的样品架（8）上；观察待充气微球（5）上的的微孔（4）需根据充气微球（5）的透光性的不同,视微孔的显微成像情况,单独使用底光光源（12）、侧顶光光源（13）或者底光光源（12）和侧顶光光源（13）的组合形式以获得最佳的成像效果；开启所用光源，先将长工作距离显微镜放大倍数调至最低档,通过移动三维移动样品台的X、Y、Z三个方向的位置在水平方向和45度方向上的两个显示器上找到需要点胶的待充气微球（5），并居中显示，再将长工作距离显微镜放大倍数调高档位,找到待充气微球（5）上的微孔（4）, 调整三维方向位移使微孔（4）显示在水平方向和45度方向上的显示器的中心位置，通过底光光源（12）和侧顶光光源（13）光源的切换或者配合使用、光源的亮度的调整，并聚焦长工作显微镜可使微孔的显示清晰；移动三维移动样品台的X、Y、Z三个方向的位置，使点胶丝（2）的针尖正对微孔（4）并通过移动Z轴缓慢插入到微孔（4）之中,无误后，移动Z轴抬起点胶丝（2）针尖至微孔以上，并通过计算机控制软件保存在指定的工作位置上；对样品玻璃片（7）上的其他待充气微球（5）进行同样的操作并保存不同的工作位置；

（e）配胶和放胶位置的预调整

将所用的胶配制完成，在样品玻璃片（7）上的放胶位置放上少量的胶，通过移动精密定位三维移动样品台找到样品玻璃片（7）上的放胶位置，通过计算机控制软件保存该放胶位置；

（f）抽真空、点胶丝针尖挂胶实验、充气室充气并平衡

关闭充气室，开启真空泵，抽真空至0.1KP以下，开始点胶丝（2）针尖挂胶实验，将点胶丝（2）的针尖插入到胶内然后提起，观察点胶丝上的挂胶量即胶球（3）的大小；此时胶的粘稠度越高、点胶丝提起速度越快点胶丝上的挂胶量就越大，而胶在三视镜高压充气室里的抽真空时间越长，此时胶的粘稠度就越高；对于打孔直径为10-20μm的微孔（4），当点胶丝（2）以100-200μm/s的提起速度能够挂上30～60μm的胶球（3）时，即认为此时胶的粘稠度满足封孔要求；并且点胶丝插入到胶内的深度应大于100μm，以避免胶球（3）包裹或遮挡住点胶丝（2）的针尖；新配制的胶，抽真空30～50分钟，胶的粘稠度都能满足封孔要求；当胶的粘稠度可以用于点胶封孔时，关闭真空泵，打开气瓶，充气室充入指定的气体到预定的气压值，并经过大于10分钟的平衡时间；

（g）微孔封胶

在点胶丝（2）针尖挂上合适大小的胶球（3），并且胶球（3）没有包裹或遮挡住点胶丝（2）的针尖时，就可以开始点胶封孔；将三维移动样品台（8）复位，通过计算机控制软件将三维移动样品台（8）移动到已保存工位的第一个球的工作位置上，先调整X、Y方向，使点胶丝（2）针尖对准微孔，若已保存工位X、Y方向有偏差可根据具体情况作适当微调，再调整Z方向使点胶丝（2）针尖缓慢插入到微孔（4）之中；直到胶球（3）到达微孔（4）位置并自由垂落流下并完全覆盖住微孔（4）；缓慢提起点胶丝（2）针尖直至完全抬到微孔（4）以上；此时胶应将微孔完全覆盖住，并在微孔（4）位置形成凸起的平滑的球罐状胶斑；将三维移动样品台复位，再次移动到放胶位置并取胶，同样依次对其余待充气微球（5）完成封胶操作；

（h）胶固化，球内气体检测

在充气室内保持大于12小时后，充气室放气卸压并取出样品玻璃片（7），检测已封孔的待充气微球（5）内气体是否保气成功，气压是否符合要求。

3.根据权利要求2所述的点胶封孔方法，其特征在于：步骤b、c、d、f、g中的点胶丝（2）采用钨丝或碳丝。

4.根据权利要求2所述的点胶封孔方法，其特征在于：步骤a、d、g中的微孔（4）的直径为10μm～20μm。

5.根据权利要求2所述的点胶封孔方法，其特征在于：步骤b、c、d、f、g中的点胶丝（2）的直径比微孔（4）的直径小4μm。

6.根据权利要求2所述的点胶封孔方法，其特征在于：步骤d中充气室内光源的设置为能够通过底光光源（12）找到微孔（4）的透明微球，首选底光光源（12），对于不能通过底光光源（12）找到微孔（4）的不透明微球，则需要采用侧顶光光源（13）；对于介于两者之间的情况选用底光光源（12）辅以侧顶光光源（13）的组合形式。

7.根据权利要求2所述的点胶封孔方法，其特征在于：步骤e、f、g中的胶为低温冷冻胶。