CN111774115B - 一种用于固定带电极微流控芯片的夹具装置 - Google Patents

一种用于固定带电极微流控芯片的夹具装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于固定带电极微流控芯片的夹具装置,其中:夹具,包括:基座、放置槽、夹板、卡扣、基座引脚,所述放置槽,设置于所述基座内部,与所述夹板相对应,用于承载微流控芯片;所述基座引脚,与微流控芯片电极焊盘的电极对应设置,与所述插针连接;所述卡扣设置于夹具的侧边,用于保持所述夹板与基座之间的闭合状态;所述夹板,与所述基座活动连接,与所述基座处于闭合状态时,将所述微流控芯片抵持于所述放置槽;所述电路板,包括:排座、外部电路、固定部,所述排座,与所述插针对应设置。微流控芯片稳定固定,电路线路之间稳定连接,固定过程简便,可回收性强。

Description

一种用于固定带电极微流控芯片的夹具装置
技术领域
本发明涉及微流控芯片领域,尤其涉及一种用于固定带电极微流控芯片的夹具装置。
背景技术
微流控技术是一种能在微米尺度的芯片上精确控制流体,完成分析全过程的科学技术,在生物、化学、医学、电子、材料、机械等领域有着巨大潜力。
电检测技术是在对微流控芯片上的生物、化学样品进行检测分析时的电学传感方法,该检测技术通过微加工方式在微流控芯片上集成金属电极,能够施加对微流控芯片上生物、化学样品进行检测时的激励信号以及发送响应信号到外部电路。
在微流控芯片的电检测应用领域中,现有技术采用的微流控芯片的固定方案有采用夹板、螺丝等将微流控芯片固定后再使用弹簧探针将芯片电极焊盘与电路板进行连接,或者将导线焊接在微流控芯片的电极焊盘上。但是,使用弹簧探针以及螺丝固定的方案结构比较简单,但是在固定过程中流程较为繁琐;使用导线焊接的方案,在实验操作时不够稳定,微流控芯片在长时间检测过程中易发生偏移,造成信号偏差,微流控芯片的电极多采用金或铂材料,焊锡与电极之间的接触效果差、易脱落,焊接后微流控芯片难以替换,固定装置可回收性差。
发明内容
发明目的:本发明旨在提供一种用于固定带电极微流控芯片的夹具装置。
技术方案:本发明实施例中提供一种用于固定带电极微流控芯片的夹具装置,包括:夹具、电路板,其中:
所述夹具装置,包括:基座、放置槽、夹板、卡扣、基座引脚,所述基座,表面设置有插针;所述放置槽,设置于所述基座内部,与所述夹板相对应,用于承载微流控芯片;所述基座引脚,与微流控芯片电极焊盘的电极对应设置,与所述插针实现电连接;所述卡扣设置于夹具的侧边,用于保持所述夹板与基座之间的闭合状态;所述夹板,与所述基座活动连接,与所述基座处于闭合状态时,将所述微流控芯片抵持于所述放置槽;
所述电路板,包括:排座、外部电路、固定部,所述排座,与所述插针对应设置;所述外部电路,与所述排座连接;所述固定部,用于与外部器件固定连接。
具体的,所述夹具,还包括连接轴弹簧、推力结构,所述推力结构,设置于所述夹板上朝向所述放置槽的一侧;所述连接轴弹簧,一端引出与推力结构抵触,对所述夹板形成推力。
具体的,所述夹板,还包括压缩弹簧,设置于所述夹板上朝向所述放置槽的一侧,用于将所述微流控芯片抵持于所述放置槽。
具体的,所述夹板设有夹板观测区。
具体的,所述基座的底部设有基座观测区,所述电路板设有与所述基座观测区对应的电路板观测区,所述插针设置于所述基座的底部。
具体的,所述电路板,还设置有天线接口,与所述排座实现电连接。
具体的,所述固定部为螺丝通孔。
具体的,所述夹板的侧沿设置有凸起结构,所述凸起结构面向所述卡扣的侧面呈圆弧状,卡扣设置有对应的圆弧结构。
有益效果:与现有技术相比,本发明具有如下显著优点:微流控芯片稳定固定,电路线路之间稳定连接,固定过程简便,可回收性强。
附图说明
图1为本发明实施例中提供的夹具的结构示意图;
图2为本发明实施例中提供的卡扣的结构示意图;
图3为本发明实施例中提供的夹具装置的侧视图;
图4为本发明实施例中提供的夹具装置的俯视图;
10-基座,101-放置槽,102-基座引脚,103-插针,104-基座观测区;20-夹板,201-连接轴弹簧,202-推力结构,203-压缩弹簧,204-夹板观测区,205-凸起结构;30-卡扣,301-连接轴,302-按钮,303-拉伸弹簧,304-棱形结构;40-微流控芯片,401-微流控芯片电极焊盘;50-电路板,501-排座,502-外部电路,503-固定部,504-天线接口。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。
参阅图1、图2、图3和图4。
本发明实施例中提供一种用于微流控芯片40的固定夹具组件,包括:夹具、电路板50,其中:
所述夹具,包括:基座10、放置槽101、夹板20、卡扣30、基座引脚102,所述基座10,表面设置有插针103;所述放置槽101,设置于所述基座10内部,与所述夹板20相对应,用于承载微流控芯片40;所述基座引脚102,与微流控芯片电极焊盘401的电极对应设置,与所述插针103连接;所述卡扣30设置于夹具的侧边,用于保持所述夹板20与基座10之间的闭合状态;所述夹板20,与所述基座10活动连接,与所述基座10处于闭合状态时,将所述微流控芯片40抵持于所述放置槽101;
所述电路板50,包括:排座501、外部电路502、固定部503,所述排座501,与所述插针103对应设置;所述外部电路502,与所述排座501形成电连接;所述固定部503,用于与外部器件固定连接。
在具体实施中,基座10类似于盒,放置槽101类似于盒内部的容纳空间,夹板20类似于盒盖。放置槽101内的空间呈台阶状分布,如图1所示,所述基座引脚102设置于放置槽101周向凹陷较浅的部分,微流控芯片40放置于放置槽101中部凹陷较深的部分。
在具体实施中,微流控芯片40上的金属电极(包括所述微流控芯片电极焊盘401)是通过磁控溅射、电子束蒸发等标准微加工方式直接在微流控芯片40的衬底上制备,放置槽101周向凹陷较浅的部分与微流控芯片电极焊盘401的形状、尺寸相匹配,避免微流控芯片40放置于放置槽101之后出现位置偏移的情形,基座引脚102,与所述微流控芯片电极焊盘401的电极对应设置,也即微流控芯片40放置于放置槽101之中后,微流控芯片电极焊盘401可以与基座引脚102相连接,在通电的情况下,实现电连接。
在具体实施中,卡扣30设置于夹具的侧边,通过卡扣30结构保持所述夹板20与基座10之间的闭合状态,即保持夹板20覆盖、关闭所述放置槽101的状态,由此夹板20将所述微流控芯片40抵持于所述放置槽101,实现微流控芯片40的稳定固定。
在具体实施中,所述电路板50可以是印制电路板50(Printed Circuit Board),排座501与所述插针103对应设置,也即基座10表面的插针103可以插入排座501,由此夹具整体可以与电路板50连接,固定于电路板50之上,同时外部电路502与所述排座501连接,基座引脚102与所述插针103连接,在外部电路502通电的情况下,实现天线接口504、排座501、插针103、基座引脚102、微流控芯片电极焊盘401之间的电连接,且电路线路之间稳定连接。
在具体实施中,电路板50的电路板观测区周围焊接有排座501,用于固定基座10以及与插针103实现电连接,进而与微流控芯片40的电极实现电连接。
在具体实施中,固定部503可以与例如载物台等外部器件固定连接,用于固定电路板50,进而使得承载有微流控芯片40的夹具可以固定,固定过程简便,可回收性强。
本发明实施例中,所述夹具,还包括连接轴弹簧201、推力结构202,所述推力结构202,设置于所述夹板20上朝向所述放置槽101的一侧;所述连接轴弹簧201,一端引出与推力结构202抵触,对所述夹板20形成推力。
本发明实施例中,所述夹板20,还包括压缩弹簧203,设置于所述夹板20上朝向所述放置槽101的一侧,用于将所述微流控芯片40抵持于所述放置槽101。
在具体实施中,通过设置压缩弹簧203,借助压缩弹簧203的推力,进一步将微流控芯片40抵持于所述放置槽101,提升微流控芯片40固定的稳定性,压缩弹簧203设置的位置可以是与电极相对应,压缩弹簧203通过向电极的背面施加弹簧力,使得电极更加紧贴基座引脚102,实现电路线路之间稳定连接。
本发明实施例中,所述夹板20设有夹板观测区204。
在具体实施中,夹板观测区204可以是镂空区域也可以是透明材料区域。
本发明实施例中,所述基座10的底部设有基座观测区104,所述电路板50设有与所述基座观测区104对应的电路板观测区,所述插针103设置于所述基座10的底部。
在具体实施中,如图1、图3所示,插针103设置于基座10的底部,基座10的底部与电路板50连接,图4为按照图3所示的方式将夹具和电路板50通过插针103和排座501进行连接后,从上往下观察的俯视透视图,设置基座观测区104和电路板观测区,可以实现对微流控芯片40上生物、化学样品的观测,同时还可以通过观测区将流体导入或导出微流控芯片40。
本发明实施例中,所述电路板50,还设置有天线接口504,与所述排座501连接。
在具体实施中,天线接口504包括SMA、TNC等,通过与排座501的连接可以实现与微流控芯片电极焊盘401的连接,可以发送或者接收信号。
本发明实施例中,所述固定部503为螺丝通孔。
本发明实施例中,所述夹板20的侧沿设置有凸起结构205,所述凸起结构205面向所述卡扣30的侧面呈圆弧状,卡扣30设置有对应的圆弧结构。
在具体实施中,卡扣30设有连接轴301、按钮302、拉伸弹簧303、棱形结构304,卡扣30的圆弧结构是设置于所述按钮302上,在通常情况下,拉伸弹簧303对按钮302提供朝向基座10的拉力,在将夹板20朝向放置槽101进行闭合时,凸起结构205的圆弧状侧面与按钮302的圆弧结构相配合、顺滑接触,使得夹板20顺利进入与基座10的闭合状态。按下按钮302的棱柱结构,按钮302向外翻转,则夹板20可以打开,可以取出微流控芯片40。
在具体实施中,基座10可以是高分子聚合物等绝缘材料,基座10的厚度可根据所用材料的机械强度等因素调整,基座10的尺寸可根据微流控芯片40的实际尺寸大小进行调整,基座10的放置槽101的具体位置可根据实际情况调整。
在具体实施中,基座引脚102数量可根据微流控芯片40上的电极数目进行调整,基座引脚102数量可以大于等于电极数目;基座引脚102的位置因与微流控芯片电极焊盘401的位置相对应,可以根据微流控芯片电极焊盘401的间距和尺寸进行调整。
在具体实施中,基座10的插针103数量可进行调整,可以大于等于基座引脚102的数量;若二者数量相等,则所有插针103均用于电连接以及固定;若插针103的数量大于基座引脚102的数量,则部分插针103只用于与电路板50进行固定,所述插针103的位置可根据基座10的实际尺寸以及观测区的位置和尺寸进行调整。
在具体实施中,微流控芯片40可以是以硅或玻璃为衬底的芯片,电极由金、铂等材料制成,微流控芯片40的加工材料、结构、尺寸以及电极尺寸数量、比例、尺寸等参数均由实际应用确定。

Claims (7)

1.一种用于固定带电极微流控芯片的夹具装置,其特征在于,包括:夹具、电路板,其中:
所述夹具,包括:基座、放置槽、夹板、卡扣、基座引脚,所述基座,表面设置有插针;所述放置槽,设置于所述基座内部,与所述夹板相对应,用于承载微流控芯片;所述基座引脚,与微流控芯片电极焊盘的电极对应设置,与所述插针实现电连接;所述卡扣设置于夹具的侧边,用于保持所述夹板与基座之间的闭合状态;所述夹板,与所述基座活动连接,还包括压缩弹簧,设置于所述夹板上朝向所述放置槽的一侧,所述夹板与所述基座处于闭合状态时,将所述微流控芯片抵持于所述放置槽;
所述电路板,包括:排座、外部电路、固定部,所述排座,与所述插针对应设置;所述外部电路,与所述排座连接;所述固定部,用于与外部器件固定连接。
2.根据权利要求1所述的用于固定带电极微流控芯片的夹具装置,其特征在于,所述夹具,还包括连接轴弹簧、推力结构,所述推力结构,设置于所述夹板上朝向所述放置槽的一侧;所述连接轴弹簧,一端引出与推力结构抵触,对所述夹板形成推力。
3.根据权利要求1所述的用于固定带电极微流控芯片的夹具装置,其特征在于,所述夹板设有夹板观测区。
4.根据权利要求1所述的用于固定带电极微流控芯片的夹具装置,其特征在于,所述基座的底部设有基座观测区,所述电路板设有与所述基座观测区对应的电路板观测区,所述插针设置于所述基座的底部。
5.根据权利要求1所述的用于固定带电极微流控芯片的夹具装置,其特征在于,所述电路板,还设置有天线接口,与所述排座实现电连接。
6.根据权利要求1所述的用于固定带电极微流控芯片的夹具装置,其特征在于,所述固定部为螺丝通孔。
7.根据权利要求1所述的用于固定带电极微流控芯片的夹具装置,其特征在于,所述夹板的侧沿设置有凸起结构,所述凸起结构面向所述卡扣的侧面呈圆弧状,卡扣设置有对应的圆弧结构。
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