CN108941929A - 一种指针式芯片卡具的使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种指针式芯片卡具的使用方法，其特征在于包括如下步骤：第一步，固定卡具；第二步，固定加工品；第三步，固定样品台；第四步，开启工作按钮，雕刻加工待加工芯片；加工完成后，按步骤二的反向顺序，松开纵向指针和横向指针，取下加工好的芯片。本发明有益效果是，调节过程快速、准确、易操作，为位置的调整节约了很多时间，缩短了工作时间。整个操作过程简单可行，既能固定芯片，又能定位芯片，提高了加工效率、质量。

Description

一种指针式芯片卡具的使用方法

技术领域

本发明涉及一种定位卡具的使用方法，简单的说，是一种用于激光雕刻机的能够固定不同形状、大小不一的生物芯片，确定其位置的一种指针式芯片定位卡具的使用方法。

技术背景

目前，随着社会的飞速发展，光刻技术作为微细加工的关键技术，广泛应用于生物芯片等微细加工领域。现阶段，很多光刻机设备上没有配备固定卡具，更没有配备固定生物芯片的卡具，这样就不能固定生物芯片基板，在操作的过程中可能不小心碰到生物芯片基板，这样就会使光刻的位置发生改变，甚至导致光刻失败而重新操作，影响加工时间、效率、质量。其次，有的生物芯片不只光刻一次，需要多次光刻，而且每次光刻完成，都要取下来看其形状、结构是否满足需要，如果没有精确的定位卡具，就不能精确的放到原始的位置，会给精确刻蚀带来困难，更无法满足重复光刻工艺的要求。

因此，需要一种既操作简单便捷，又能满足激光雕刻机的加工多种生物芯片工艺要求的、使用方便的生物芯片定位卡具及其使用方法。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种简单操作的多功能生物芯片定位卡具的使用方法，解决现有技术中的卡具无法满足工艺加工需要的问题。为了实现上述目的，本发明提供了一种指针式芯片定位卡具的使用方法。

本发明的技术方案：一种指针式芯片卡具的使用方法，使用的卡具由主体和样品台两部分组成。所述主体的最下面是一个顶表面呈正方形或矩形的长方体的底座，在底座上表面中部安装有一个横贯前后的纵向轨道，纵向轨道的两端与卡具底座齐平。在纵向轨道上面是与之配合的下电动滑块，下电动滑块内部安装有精密轨道电机，下电动滑块顶部的托台之上安装有一个与纵向轨道方向平行垂直的横向轨道。在横向轨道上面是与之配合的上电动滑块，上电动滑块内部安装有精密轨道电机，其顶部安装有一个液压装置。在液压装置内部的升降柱的顶部表面上，加工有与卡具样品台配合连接的嵌合凸台，是主体的最上层的部件；以上各部件精密配合连接成为一个整体，组成本发明的主体部分。设计运用纵向轨道与横向轨道来控制卡具的位置，进而确定生物芯片在水平面的位置。运用液压装置控制高度，进而确定生物芯片在垂直方向的位置。通过轨道与液压装置的双重控制对生物芯片进行定位，便于光刻机对芯片进行精准的标刻。

所述样品台是一个顶表面呈正方形或矩形的长方体，在样品台下底面加工有横截面尺寸与升降柱横截面尺寸一致的样品台底座，样品台底座表面上加工有嵌合凹槽，嵌合凹槽与嵌合凸台精密配合。样品台顶面四边加工有一定高度和宽度的、台面向内侧倾斜的台沿，台沿的中间是放样区，放样区是一个低于台沿的水平光滑的平面。台沿设计在于防止放置芯片时，不小心从放样区侧面滑落掉出。在样品台相邻连接的一个横向的台沿和一个纵向的台沿上，各加工有一根、总共2根水平平行于各自相邻台沿的指针座滑杆，2根指针座滑杆的端头在样品台相邻两台沿内边的一角垂直相连；指针座滑杆的设计便于指针座的移动。另外相邻连接的一个横向的台沿和一个纵向的台沿在安装指针座滑杆同样位置上，分别对应加工有横向微标尺和纵向微标尺。横向微标尺和纵向微标尺的设计在于给样品台的放样区建立一个坐标体系，以利于进一步精确定位待加工的芯片。在2根指针座滑杆上，分别贯穿安装有一个、总共2个指针座。安装有指向对面横向微标尺、垂直于横向台沿的纵向指针，在纵向的台沿上的指针座，安装有指向对面纵向微标尺、垂直于纵向台沿的横向指针。垂直沿台安装的纵向指针和横向指针的设计，一是与对边的台沿一起用来夹紧待加工的芯片，二是用来精确指示芯片固定的位置。横向指针和纵向指针的前端同一中心线上安装有指针尖，此设计利于精确指示坐标数据。横向指针和纵向指针的交叉处有固定指针的指针固定块，指针固定块设计的目的在于固定夹紧横向指针和纵向指针，以固化待加工芯片的位置。相邻的2根指针座滑杆与对面的横向微标尺和纵向微标尺的台沿共同夹紧放样区内的待加工芯片。所述横向指针和纵向指针在靠近指针座一侧的半段，加工有弧度半径由小逐渐增大的卡样弧，其目的是用来夹紧不同直径大小的圆形芯片。另一侧为前半部分直段。因为圆形芯片，用横向指针和纵向指针的硬杆夹紧只需要夹一段园边的弧即可，所以为了不影响指针固定块的功能，用横向指针和纵向指针的前半截长度是前半部分直段。所述卡样弧的弧中间加工有卡样弧中心标记，便于夹圆形芯片的圆边的做位置标记。其特征在于，使用方法包括如下步骤。

第一步，固定卡具。先将卡具固定在激光雕刻机的雕刻头头下的工作台上，水平定位，固定好。

第二步，固定加工品。将样品台的纵向指针和横向指针的指针座，沿各自的指针座滑杆，相互远离指针座滑杆端头垂直相连的样品台的台沿内角，2个指针座对角线分布，使纵向指针和横向指针与各自的指针座滑杆所在的台沿围成的面积最大化。将待加工芯片放入样品台的放样区中，紧靠在2根指针座滑杆端头垂直相连的样品台的台沿内角处。再分别移动纵向指针和横向指针的指针座，使纵向指针和横向指针与各自对边的台沿上的指针座滑杆一起夹紧待加工芯片。然后将指针固定块放在横向指针和纵向指针的水平垂直交叉点旁，固定加紧横向指针和纵向指针。固化待加工芯片的位置。用指针尖上的针尖放大镜读取横向微标尺和纵向微标尺的位置数据，记录。

圆形的待加工芯片，同样将待加工芯片放入样品台的放样区中，紧靠在2根指针座滑杆端头垂直相连的样品台的台沿内角处。先根据圆的直径，移动一个指针座，用靠近指针座一侧的卡样弧卡住圆形的一侧，使卡样弧中心标记在圆的直径上。再移动另外一个指针座，同样用靠近指针座一侧的卡样弧卡住圆形的一侧，使卡样弧中心标记在圆的直径上。然后将指针固定块放在横向指针和纵向指针的水平垂直交叉点旁，固定加紧横向指针和纵向指针。固化待加工芯片的位置。用指针尖上的针尖放大镜读取横向微标尺和纵向微标尺的位置数据，记录。

第三步，固定样品台。待加工芯片固定好后，打开激光雕刻机和全部卡具的电源。通过按动前后纵向按钮、左右横向按钮、升降按钮调整移动卡具的三维位置，进而定位样品台的三维位置，使待加工芯片对准激光雕刻机的发射头，让雕刻机的能量聚焦在待加工芯片上，通过锁紧开关锁定升降柱、上电动滑块、下电动滑块，锁定固定好样品台的位置。记录显示屏显示的样品台的三维位置坐标数据。

第四步，开启工作按钮，雕刻加工待加工芯片。加工完成后，按步骤二的反向顺序，松开纵向指针和横向指针，取下加工好的芯片。需要加工同一规格的芯片，只需重复第二步，回复到原记录读取的横向微标尺和纵向微标尺的位置，直接到第四步，加工工作。若需要加工另外不同规格的芯片时，重复步骤二以下步骤。

上述技术方案中进一步的，所述横向轨道和纵向轨道上都加工有供精密轨道电机移动的线槽，以利于上、下电动滑块的移动。所述横向轨道和纵向轨道上分别加工有横轨标尺和纵轨标尺，用来定位样品台的位置。

上述技术方案中进一步的，所述样品台的台沿宽度为2mm-15mm，倾斜的台沿内边高度2mm-5mm，倾斜的台沿外边高度8mm-20mm。所述横向指针和纵向指针是横截面为方形或矩形的刚性材质的硬条，此要求在夹紧芯片的过程中，横向指针和纵向指针不会因为自身变形而影响到芯片的精确定位。表面有软质保护层是用来保护芯片，不被刚性的硬条指针损坏。所述指针尖前面带有针尖放大镜，以利于查看微标尺位置数据。所述横向指针和纵向指针在有高度差的不同的水平面上，保证两个指针的移动，不会相互影响。

上述技术方案中进一步的，所述上电动滑块安装有锁紧开关，用来固定卡具位置，实质是固定样品台的位置。所述液压装置的朝前正面上加工安装有升降按钮、左右横向按钮、显示屏、前后纵向按钮。便于操作和记下定位位置的数据。

与现有技术相比，本发明具有下列效果，调节过程快速、准确、易操作，为位置的调整节约了很多时间，缩短了工作时间。整个操作过程简单可行，既能固定芯片，又能定位芯片，提高了加工效率、质量。

附图说明

图1为本发明的主体俯视结构示意图。

图2为本发明的主体主视结构示意图。

图3为本发明的样品台的主视结构示意图。

图4为本发明的一种样品台下底部仰视结构示意图。

图5为本发明的一种样品台下底部仰视结构示意图。

图6为本发明的液压装置与一种样品台配合的主视结构示意图。

图7为本发明的液压装置与一种样品台配合的主视结构示意图。

图8为本发明的样品台俯视结构示意图。

图9为本发明的横向指针、纵向指针和指针固定块的局部放大示意图。

图10为本发明的一种带有卡样弧的纵向指针示意图。

图11为本发明的卡样弧的局部放大示意图。

图12为本发明的立体工作示意图。

图中：1.底座；2.横向轨道；3.线槽；4.纵向轨道；5.纵轨标尺；6.液压装置；7.升降柱；8.上电动滑块；9.嵌合凸台；10.锁紧开关；11.横轨标尺；12.托台；13.下电动滑块；14.样品台底座；15. 嵌合凹槽；16.样品台；17.升降按钮；18.左右横向按钮；19.显示屏；20.前后纵向按钮；21.台沿；22.横向微标尺；23.横向指针；24.指针固定块；25.纵向微标尺；26.纵向指针；27.指针座；28.指针座滑杆；29.放样区；30.指针尖；31.针尖放大镜；32.卡样弧；33.前半部分直段；34.卡样弧中心标记；35.待加工芯片。

具体实施例

参照图1-图12中的形状结构，一种指针式芯片卡具的使用方法，使用的卡具由主体和样品台16两部分组成。所述主体的最下面是一个顶表面呈正方形或矩形的长方体的底座1，在底座上表面中部安装有一个横贯前后的纵向轨道4，纵向轨道4的两端与卡具底座1齐平。在纵向轨道4上面是与之配合的下电动滑块13，下电动滑块13内部安装有精密轨道电机，下电动滑块13顶部的托台12之上安装有一个与纵向轨道4方向平行垂直的横向轨道2。在横向轨道2上面是与之配合的上电动滑块8，上电动滑块8内部安装有精密轨道电机，其顶部安装有一个液压装置6。在液压装置6内部的升降柱7的顶部表面上，加工有与卡具样品台16配合连接的嵌合凸台9，是主体的最上层的部件。以上各部件精密配合连接成为一个整体，组成本发明的主体部分。

所述样品台16是一个顶表面呈正方形或矩形的长方体，在样品台16底面加工有横截面尺寸与升降柱7横截面尺寸一致的样品台底座14，样品台底座14表面上加工有嵌合凹槽15，嵌合凹槽15与嵌合凸台9精密配合。样品台16顶面四周加工有一定高度和宽度的、向内倾斜的台沿21；台沿21的中间是放样区29，放样区29是一个低于台沿21的水平光滑的平面。在样品台16相邻连接的一个横向的台沿21和一个纵向的台沿21上，各加工有一根、总共2根水平平行于各自相邻台沿21的指针座滑杆28，2根指针座滑杆28的端头在样品台16相邻两台沿21内边的一角垂直相连；另外相邻连接的一个横向的台沿21和一个纵向的台沿21在安装指针座滑杆28同样位置上，分别对应加工有横向微标尺22和纵向微标尺25。在2根指针座滑杆28上，分别贯穿安装有一个、总共2个指针座27。在横向的台沿21上的指针座27，安装有指向对面横向微标尺22的，垂直于横向台沿21的纵向指针26，在纵向的台沿21上的指针座27，安装有指向对面纵向微标尺25、垂直于纵向台沿21的横向指针23。横向指针23和纵向指针26的前端同一中心线上安装有指针尖30。横向指针23和纵向指针26的交叉处有固定指针的指针固定块24。相邻的2根指针座滑杆28与对面的横向微标尺22和纵向微标尺25的台沿21共同夹紧放样区29中的待加工芯片35。横向指针23和纵向指针26在靠近指针座27一侧的半段，加工有弧度半径由小逐渐增大的卡样弧32，另一侧为前半部分直段33。所述卡样弧32的弧中间加工有卡样弧中心标记34。

第一步，固定卡具。先将卡具固定在激光雕刻机的雕刻头头下的工作台上，水平定位，固定好。

第二步，固定加工品。将样品台16的纵向指针26和横向指针23的指针座27，沿各自的指针座滑杆28，相互远离指针座滑杆28端头垂直相连的样品台16一角，2个指针座27呈对角线分布，使纵向指针26和横向指针23与各自的指针座滑杆28所在的台沿21围成的面积最大化。将待加工芯片35放入样品台16的放样区29中，紧靠在2根指针座滑杆28端头垂直相连的样品台16台沿21内角处。再分别移动纵向指针26和横向指针23的指针座27，使纵向指针26和横向指针23与各自对边的台沿16上的指针座滑杆28一起夹紧待加工芯片35。然后将指针固定块24放在横向指针23和纵向指针26的水平垂直交叉点旁，固定加紧横向指针23和纵向指针26。固化待加工芯片35的位置。用指针尖30上的针尖放大镜31读取横向微标尺22和纵向微标尺25的位置数据，记录。

圆形的待加工芯片35，同样将待加工芯片35放入样品台16的放样区29中，紧靠在2根指针座滑杆28端头垂直相连的样品台16的台沿21内角处。先根据圆的直径，移动一个指针座27，用靠近指针座一侧的卡样弧32卡住圆形的一侧，使卡样弧中心标记34在圆的直径上；再移动另外一个指针座27，同样用靠近指针座一侧的卡样弧32卡住圆形的一侧，使卡样弧中心标记34在圆的直径上。然后将指针固定块24放在横向指针23和纵向指针26的水平垂直交叉点旁，固定加紧横向指针23和纵向指针26。固化待加工芯片35的位置；用指针尖30上的针尖放大镜31读取横向微标尺22和纵向微标尺25的位置数据，记录。

第三步，固定样品台16。待加工芯片35固定好后，打开激光雕刻机和卡具的电源；通过按动前后纵向按钮20、左右横向按钮18、升降按钮17调整移动卡具的三维位置，进而定位样品台16的三维位置，使待加工芯片35对准激光雕刻机的发射头，让雕刻机的能量聚焦在待加工芯片35上，通过锁紧开关10锁定升降柱7、上电动滑块8、下电动滑块13，锁定固定好样品台16的位置。记录显示屏19显示的样品台16的三维位置坐标数据。

第四步，开启工作按钮，雕刻加工芯片待加工芯片35。加工完，按步骤二的反向顺序，松开纵向指针26和横向指针23，取下加工好的芯片。需要加工同一规格的芯片，只需重复第二步，回复到原记录读取的横向微标尺22和纵向微标尺25的位置，直接到第四步，加工工作。若需要加工另外不同规格的芯片时，重复步骤二以下步骤。

进一步的，横向轨道2和纵向轨道4上都加工有供精密轨道电机移动的线槽3；所述横向轨道2和纵向轨道4上分别加工有横轨标尺11和纵轨标尺5。

进一步的，样品台16的台沿21宽度为2mm-15mm，倾斜的台沿21内边高度2mm-5mm，倾斜的台沿21外边高度8mm-20mm。所述横向指针23和纵向指针26是横截面为方形或矩形的刚性材质的硬条，表面有软质保护层；所述指针尖30前面带有针尖放大镜31。所述横向指针23和纵向指针26是各自在有高度差的不同的水平面上，保证两个指针的移动，不会相互影响。

进一步的，上电动滑块8安装有锁紧开关10；所述液压装置6的朝前正面上加工安装有升降按钮17、左右横向按钮18、显示屏19、前后纵向按钮20。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种指针式芯片卡具的使用方法，所使用的卡具由主体和样品台两部分组成，所述主体的最下面是一个顶表面呈正方形或矩形的长方体的底座，在底座上表面中部安装有一个横贯前后的纵向轨道，纵向轨道的两端与卡具底座齐平；在纵向轨道上面是与之配合的下电动滑块，下电动滑块内部安装有精密轨道电机，下电动滑块顶部的托台之上安装有一个与纵向轨道方向平行垂直的横向轨道；在横向轨道上面是与之配合的上电动滑块，上电动滑块内部安装有精密轨道电机，其顶部安装有一个液压装置；在液压装置内部的升降柱的顶部表面上，加工有与卡具样品台配合连接的嵌合凸台，是主体的最上层的部件；以上各部件精密配合连接成为一个整体，组成本发明的主体部分；所述样品台是一个顶表面呈正方形或矩形的长方体，在样品台下底面加工有横截面尺寸与升降柱横截面尺寸一致的样品台底座，样品台底座表面上加工有嵌合凹槽，嵌合凹槽与嵌合凸台精密配合；样品台顶面四边加工有台面向内侧倾斜的台沿；台沿的中间是放样区，放样区是一个低于台沿的水平光滑的平面；在样品台相邻连接的一个横向的台沿和一个纵向的台沿上，各加工有一根、总共2根水平平行于各自相邻台沿的指针座滑杆，2根指针座滑杆的端头在样品台相邻两台沿内边的一角垂直相连；另外相邻连接的一个横向的台沿和一个纵向的台沿，在安装指针座滑杆同样位置上，分别对应加工有横向微标尺和纵向微标尺；在2根指针座滑杆上，分别贯穿安装有一个、总共2个指针座；在横向的台沿上的指针座，安装有指向对面横向微标尺、垂直于横向台沿的纵向指针，在纵向的台沿上的指针座，安装有指向对面纵向微标尺、垂直于纵向台沿的横向指针；横向指针和纵向指针的前端同一中心线上安装有指针尖，横向指针和纵向指针的交叉处有固定指针的指针固定块；所述横向指针和纵向指针在靠近指针座一侧的半段，加工有弧度半径由小逐渐增大的卡样弧，另一侧为前半部分直段；所述卡样弧的弧中间加工有卡样弧中心标记；其特征在于，使用方法包括如下步骤：

第一步，固定卡具；先将卡具固定在激光雕刻机的雕刻头头下的工作台上，水平定位，固定好；

第二步，固定加工品；将样品台的纵向指针和横向指针的指针座，沿各自的指针座滑杆，相互远离指针座滑杆端头垂直相连的样品台的台沿内角，2个指针座呈对角线分布，使纵向指针和横向指针与各自的指针座滑杆所在的台沿围成的面积最大化；将待加工芯片放入样品台的放样区中，紧靠在2根指针座滑杆端头垂直相连的样品台的台沿内角处；再分别移动纵向指针和横向指针的指针座，使纵向指针和横向指针与各自对边的台沿上的指针座滑杆一起夹紧待加工芯片；然后将指针固定块放在横向指针和纵向指针的水平垂直交叉点旁，固定加紧横向指针和纵向指针；固化待加工芯片的位置；用指针尖上的针尖放大镜读取横向微标尺和纵向微标尺的位置数据，记录；

圆形的待加工芯片，同样将待加工芯片放入样品台的放样区中，紧靠在2根指针座滑杆端头垂直相连的样品台的台沿内角处；先根据圆的直径，移动一个指针座，用靠近指针座一侧的卡样弧卡住圆形的一侧，使卡样弧中心标记在圆的直径上；再移动另外一个指针座，同样用靠近指针座一侧的卡样弧卡住圆形的一侧，使卡样弧中心标记在圆的直径上；然后将指针固定块放在横向指针和纵向指针的水平垂直交叉点旁，固定加紧横向指针和纵向指针；固化待加工芯片的位置；用指针尖上的针尖放大镜读取横向微标尺和纵向微标尺的位置数据，记录；

第三步，固定样品台；待加工芯片固定好后，打开激光雕刻机和全部卡具的电源；通过按动前后纵向按钮、左右横向按钮、升降按钮调整移动卡具的三维位置，进而定位样品台的三维位置，使待加工芯片对准激光雕刻机的发射头，让雕刻机的能量聚焦在待加工芯片上，通过锁紧开关锁定升降柱、上电动滑块、下电动滑块，锁定固定好样品台的位置；记录显示屏显示的样品台的三维位置坐标数据；

第四步，开启工作按钮，雕刻加工待加工芯片；加工完成后，按步骤二的反向顺序，松开纵向指针和横向指针，取下加工好的芯片；需要加工同一规格的芯片，只需重复第二步，回复到原记录读取的横向微标尺和纵向微标尺的位置，直接到第四步，加工工作；若需要加工另外不同规格的芯片时，重复步骤二以下步骤。

2.根据权利要求1所述的一种指针式芯片卡具的使用方法，其特征在于：所述横向轨道和纵向轨道上都加工有供精密轨道电机移动的线槽；所述横向轨道和纵向轨道上分别加工有横轨标尺和纵轨标尺。

3.根据权利要求1所述的一种指针式芯片卡具的使用方法，其特征在于：所述样品台的台沿宽度为2mm-15mm，倾斜的台沿内边高度2mm-5mm，倾斜的台沿外边高度8mm-20mm；所述横向指针和纵向指针是横截面为方形或矩形的刚性材质的硬条，表面有软质保护层；所述指针尖前面带有针尖放大镜；所述横向指针和纵向指针在有高度差的不同的水平面上。

4.根据权利要求1所述的一种指针式芯片卡具的使用方法，其特征在于：所述上电动滑块安装有锁紧开关；所述液压装置的朝前正面上加工安装有升降按钮、左右横向按钮、显示屏、前后纵向按钮。