CN113021209A

CN113021209A - 一种用于芯片固定的真空吸附装置

Info

Publication number: CN113021209A
Application number: CN201911343802.1A
Authority: CN
Inventors: 张兰芳; 常松涛; 孙志远; 赵磊; 张鑫
Original assignee: Changchun Changguang Huada Zhizao Sequencing Equipment Co ltd
Current assignee: Changchun Changguang Huada Zhizao Sequencing Equipment Co ltd
Priority date: 2019-12-24
Filing date: 2019-12-24
Publication date: 2021-06-25

Abstract

一种用于芯片固定的真空吸附装置，包括固定座、安装架、垫片、吸附面板和气管，一个或多个垫片垫在安装架的支撑部与安装架的下表面之间，吸附面板安装在安装架的上表面，并且吸附面板与安装架之间为柔性连接；吸附面板的上表面布满有单元吸附槽。由于吸附面板上布满单元吸附槽，使得吸附面板上各区域的真空吸附力更为均衡，提高了芯片真空吸附固定的稳定性，也避免了局部吸附力不均匀导致的芯片变形；吸附面板与安装架之间为柔性连接，避免了刚性连接带来的冲击，避免了芯片的变形；在吸附面板与安装架的支撑部之间通过插入垫片的方式调节吸附面板的平面度，能够高精度调节平面度，并且结构较为简单。

Description

一种用于芯片固定的真空吸附装置

技术领域

本发明涉及基因测序领域，具体涉及一种用于芯片固定的真空吸附装置。

背景技术

在基因测序过程中，光学系统在水平面保持不动，芯片需要固定在运动平台上随运动平台一起运动来实现芯片上DNB荧光物质数据采集。目前随着基因测序通量的提高，其光学系统物镜分辨率不断提高、物镜数值孔径降低、焦深降低，在成像系统进行芯片图像采集时，芯片与物镜光轴的垂直度误差、芯片平面度误差等会导致芯片离焦，造成图像数据产生误差因而对芯片整体及局部成像视野区域内平面平整度要求也越来越高。

目前所使用的芯片尺寸为英寸级别的晶圆硅片，表面平整度要求为微米级，局部成像视野区域内平面平整度要求为零点几微米，芯片精度要求较高，因而对其固定结构精度要求更高。

目前市场上所存在的真空吸附结构非常多，芯片固定结构通常使用真空吸附式来避免对芯片造成损伤，但这些结构通常专用性较强，且不能提供均布的吸附力，使得这些机构在吸附面形精度要求较高的薄片式工件时，很容易引发工件变形等现象；现有真空吸附结构的结构体自身通常采用刚性连接，很容易将外界变形量传导至吸附工件，引发工件变形，无法长期为芯片提供高精度的吸附固定功能；为保持芯片与运动平台组成的整体结构与物镜光轴垂直度较好，通常需要对芯片固定结构进行调整，目前使用比较多的结构通常为三点细牙螺旋机构实现调整吸附盘的调平，但该结构占用空间较大、结构比较复杂、调平可靠性较差；目前使用的吸附材质均不能很好的规避该现象。

发明内容

本发明提供了一种吸附力均匀、平面精度高并且结构相对简单的真空吸附装置。

一种实施例中提供一种用于芯片固定的真空吸附装置，包括：

固定座，固定座的上表面具有至少三个支撑部；

安装架，安装架安装在固定座的三个支撑部上；

垫片，一个或多个垫片垫在安装架的支撑部与安装架的下表面之间；

吸附面板，吸附面板安装在安装架的上表面，并且吸附面板与安装架之间为柔性连接；吸附面板的上表面布满有单元吸附槽，单元吸附槽之间相互连通，吸附面板的中部还设有吸附孔，吸附孔与单元吸附槽连通；

气管，气管的一端用于与负压源连接，气管的另一端延伸至吸附面板的下端并与吸附孔连接。

进一步地，安装架的上表面设有凹槽，吸附面板安装在安装架的凹槽内。

进一步地，吸附面板的下表面与安装架的凹槽底面之间具有间隙，间隙内填充有粘胶或橡胶垫。

进一步地，吸附面板的下表面与安装架的凹槽底面之间的间距为0.3～0.5mm。

进一步地，单元吸附槽为圆环或方环结构。

进一步地，单元吸附槽的宽度为1～2mm，深度为1～2mm。

进一步地，垫片的厚度为0.01～0.02mm。

进一步地，吸附面板为玻璃材质。

进一步地，安装架的中部设有通孔，气管穿设在安装架的通孔内；固定座和安装架之间安装有气管固定座和气管固定夹，气管固定在气管固定座和气管固定夹上。

进一步地，真空吸附装置还包括工作台，固定座安装在工作台上。

依据上述实施例的用于芯片固定的真空吸附装置，由于吸附面板上布满单元吸附槽，使得吸附面板上各区域的真空吸附力更为均衡，提高了芯片真空吸附固定的稳定性，也避免了局部吸附力不均匀导致的芯片变形；吸附面板与安装架之间为柔性连接，避免了刚性连接带来的冲击，避免了芯片的变形；在吸附面板与安装架的支撑部之间通过插入垫片的方式调节吸附面板的平面度，能够高精度调节的平面度，并且结构较为简单。

附图说明

图1为一种实施例中真空吸附装置的爆炸结构示意图；

图2为一种实施例中固定座和安装架的结构示意图；

图3为一种实施例中固定座和安装架的结构示意图；

图4为一种实施例中安装架和吸附面板的结构示意图；

图5为一种实施例中吸附面板的结构示意图；

图6为一种实施例中吸附面板的结构示意图；

图7为一种实施例中吸附芯片的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

本实施例提供了一种用于芯片固定的真空吸附装置，吸附面板上布满单元吸附槽，使得吸附面板上各区域的真空吸附力更为均衡，提高了芯片真空吸附固定的稳定性，也避免了局部吸附力不均匀导致的芯片变形；吸附面板与安装架之间为柔性连接，避免了刚性连接带来的冲击，避免了芯片的变形；在吸附面板与安装架的支撑部之间通过插入垫片的方式调节吸附面板的平面度，能够高精度调节的平面度，并且结构较为简单。

如图1所示，本实施例提供了一种用于芯片固定的真空吸附装置，真空吸附装置包括工作台10、固定座20、安装架30、垫片40、吸附面板50和气管60。

工作台10用于支撑整个真空吸附装置，工作台10的上端具有安装面。固定座20安装在工作台10的安装面上，具体的，固定座20的下端可通过均匀分布在一个圆周上的三个螺钉固定在工作台10的安装面上，三根螺钉可用于调节固定座20的水平度，实现对芯片70水平度的粗调。在其他实施例中，也可省略工作台10，固定座20直接放置在地面上或其他固定装置上。

如图2所示，本实施例中，固定座20为类三角结构，固定座20的上边表面的三个角上分别设有一个支撑部21，支撑部21为螺钉或螺杆，安装架30的下表面与固定座20的三个支撑部21连接，固定座20通过三点定位固定安装架30。并且，三个支撑部21相互之间的最大间距为200mm。

如图3所示，在其他实施例中，固定座20为矩形结构，固定座20的上表面的四个角上分别设有一个支撑部21，支撑部21为螺钉或螺杆，安装架30的下表面与固定座20的四个支撑部21连接，固定座20通过四点定位同样能够固定安装架30。

本实施例中，在支撑部21与安装架30的下表面之间通过插入垫片40来调节安装架30的水平度，进而调节芯片70的水平度。垫片40的厚度为0.01～0.02mm，优选为0.01mm，垫片40可插入到一个或多个支撑部21与安装架30的下表面之间调节安装架30的水平度，插入垫片40的数量根据水平度调节的情况而定。由于垫片40的厚度才0.01mm，并且三个支撑部21相互之间的最大间距为200mm，使得平面度的调节精度达到2arcsec，平面度的调节精度高。

如图4所示，本实施例中，安装架30的上表面设有凹槽31，凹槽31的一侧设有开口，使得安装架30的上表面呈U型结构，凹槽31开口的设置有利于吸附面板50的安装，也利于避让比吸附面板50更长的芯片70。吸附面板50安装在安装架30的凹槽31内，并且吸附面板50的下表面与安装架30的凹槽31底面为柔性连接，例如吸附面板50的下表面通过胶粘或插入硅胶垫的方式与安装架30的凹槽31底面连接，吸附面板50的下表面与安装架30的凹槽31底面不直接接触，两者之间设有间隙，胶粘或硅胶垫填充在该间隙内，胶粘或硅胶垫能够起到一定的缓冲作用，避免了安装架30与吸附面板50之间的刚性冲击。优选的，将吸附面板50的下表面与安装架30的凹槽31底面之间的间距设为0.3～0.5mm，既能起到一定的缓冲作用，又保证了吸附面板50平面度的精度。

本实施例中，吸附面板50采用玻璃材质，具有防腐蚀的优点，吸附面板50也可以采用钛合金等其他防腐蚀材质，避免了生物试剂对吸附面板50的腐蚀，提高吸附面板50的耐用性。吸附面板50的上表面采用高精度加工，上表面的平面度优于2μm，以保证固定芯片70平面度的精度。

如图4和图5所示，吸附面板50的上表面布满有矩阵分布的单元吸附槽51，单元吸附槽51为圆环结构，相邻单元吸附槽51的部分相互重叠，使得相邻的单元吸附槽51相互连通。在吸附面板50的中部设有贯穿吸附面板50的吸附孔52，吸附孔52与单元吸附槽51连通，吸附孔52与单元吸附槽51连接的个数，与单元吸附槽51和吸附孔52的设置位置相关，保证吸附孔52至少与一个单元吸附槽51连接即可。具体的，单元吸附槽51的宽度为1mm，深度为1mm。

如图6所示，其他实施例中，单元吸附槽51为方环结构，单元吸附槽51也可为三角环、椭圆环或其他图案结构。

本实施例中，吸附面板50的上表面用于放置固定芯片70。一种具体的芯片70，大小尺寸为10英寸，芯片70的表面平整度优于8μm，1.5mm×1.5mm的局部视场区域的平面度优于0.2μm。

如图1和图7所示，本实施例中，气管60的一端用于与外部的负压源连接，负压源为真空负压泵，提供真空负压。气管60的另一端延伸至与吸附面板50的下表面并与吸附孔52连接，气管60用于引入负压，使得吸附面板50的单元吸附槽51与芯片70之间形成负压，将芯片70固定在吸附面板50上。在其他实施例中，真空吸附装置还包括负压源，负压源可安装在工作台的下方，使得本真空吸附装置自带负压源，无需外接负压源。

本实施例中，为了更好的穿设和固定气管60，在固定座20和安装架30的中部设有通孔，气管60穿设在安装架30的通孔内，并沿着固定座20的上表面走线，使得气管60的端部能够与吸附面板50的下表面垂直连接，提高了连接的可靠性。并且，在固定座20和安装架30之间设有气管固定座80和气管固定夹90，气管60固定在气管固定座80和气管固定夹90上，以固定弯折走线的气管60，提高气管60安装的稳定性。

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims

1.一种用于芯片固定的真空吸附装置，其特征在于，包括：

固定座，所述固定座的上表面具有至少三个支撑部；

安装架，所述安装架安装在所述固定座的三个支撑部上；

垫片，一个或多个所述垫片垫在所述安装架的支撑部与所述安装架的下表面之间；

吸附面板，所述吸附面板安装在所述安装架的上表面，并且所述吸附面板与所述安装架之间为柔性连接；所述吸附面板的上表面布满有单元吸附槽，所述单元吸附槽之间相互连通，所述吸附面板的中部还设有吸附孔，所述吸附孔与所述单元吸附槽连通；

气管，所述气管的一端用于与负压源连接，所述气管的另一端延伸至所述吸附面板的下端并与所述吸附孔连接。

2.如权利要求1所述的用于芯片固定的真空吸附装置，其特征在于，所述安装架的上表面设有凹槽，所述吸附面板安装在所述安装架的凹槽内。

3.如权利要求2所述的用于芯片固定的真空吸附装置，其特征在于，所述吸附面板的下表面与所述安装架的凹槽底面之间具有间隙，所述间隙内填充有粘胶或橡胶垫。

4.如权利要求3所述的用于芯片固定的真空吸附装置，其特征在于，所述吸附面板的下表面与所述安装架的凹槽底面之间的间距为0.3～0.5mm。

5.如权利要求1所述的用于芯片固定的真空吸附装置，其特征在于，所述单元吸附槽为圆环或方环结构。

6.如权利要求5所述的用于芯片固定的真空吸附装置，其特征在于，所述单元吸附槽的宽度为1～2mm，深度为1～2mm。

7.如权利要求1所述的用于芯片固定的真空吸附装置，其特征在于，所述垫片的厚度为0.01～0.02mm。

8.如权利要求1所述的用于芯片固定的真空吸附装置，其特征在于，所述吸附面板为玻璃材质。

9.如权利要求1所述的用于芯片固定的真空吸附装置，其特征在于，所述安装架的中部设有通孔，所述气管穿设在所述安装架的通孔内；所述固定座和安装架之间安装有气管固定座和气管固定夹，所述气管固定在所述气管固定座和气管固定夹上。

10.如权利要求1至9中任一项所述的用于芯片固定的真空吸附装置，其特征在于，还包括工作台，所述固定座安装在所述工作台上。