CN207057848U - 用于微流控芯片的激光刻蚀机 - Google Patents
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Abstract
用于微流控芯片的激光刻蚀机，包括封闭式机柜、烟雾净化器，所述封闭式机柜包括固定底板，所述固定底板固结在封闭式机柜的上表面另一侧边缘内，所述固定底板的一侧边缘内固定安装有夹具，所述固定底板的另一侧边缘固定安装有升降台，所述升降台上固接有二氧化碳激光器，所述二氧化碳激光器的一侧端面上配合安装有光具座，所述光具座置于夹具的正上方。本实用新型通过二氧化碳激光器和光具座可以在动态移动范围内进行全三维空间加工，对微结构设计、微图案设计都有较大的柔性，能直接刻蚀、切割高分子微流控芯片，可以大幅度节约时间，简化制作步骤，提高生产效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及用于微流控芯片的激光刻蚀机。
背景技术
目前制作高分子（PMMA）微流控芯片的方法是基于模具的模塑法，但其前期需结合LIGA技术、SU-8光刻技术以及硅的干法刻蚀等工艺进行微模具加工，对仪器的要求较高，前期制作费用较大，时间较长。
发明内容
本实用新型针对现有技术的不足，提供了解决上述问题的用于微流控芯片的激光刻蚀机。
为了解决上述技术问题，本实用新型通过下述技术方案得以解决：
用于微流控芯片的激光刻蚀机，包括封闭式机柜、烟雾净化器，所述烟雾净化器安装在封闭式机柜的上表面一侧内，且构成激光刻蚀机的整体，所述封闭式机柜包括固定底板，所述固定底板固结在封闭式机柜的上表面另一侧边缘内，所述固定底板的一侧边缘内固定安装有夹具，所述固定底板的另一侧边缘固定安装有升降台，所述升降台上固接有二氧化碳激光器，所述二氧化碳激光器的一侧端面上配合安装有光具座，所述光具座置于夹具的正上方。
所述封闭式机柜还包括激光防护罩，所述激光防护罩包裹住封闭式机柜的上表面另一侧，且形成一个密闭空间，所述激光防护罩与烟雾净化器接通且固接为一体。
所述夹具包括连接板和真空吸附板，所述连接板和真空吸附板的四周分别开有定位孔，所述连接板通过定位孔固接在固定底板上，所述真空吸附板通过定位孔固接在连接板上，所述真空吸附板的上表面内形成有定位基准面和负压吸附面，所述负压吸附面的高度低于定位基准面的高度且两者之间形成有一圈回转凹槽，所述负压吸附面和定位基准面上开有若干个通气孔。
所述升降台包括支撑柱、刻度尺、激光器承载板、摇轮、固定把手，所述支撑柱固接在固定底板的另一侧边缘，所述支撑柱的一侧底端形成有支撑肋板，所述刻度尺粘贴在支撑柱的另一侧表面上，所述支撑柱的另一侧边缘内开有通槽，所述激光器承载板套在支撑柱的通槽内，所述二氧化碳激光器固定安装在激光器承载板上，所述摇轮安装在支撑柱的顶端上且与支撑柱内部的丝杠构成一体结构，所述摇轮通过丝杠与激光器承载板呈啮合连接，所述固定把手安装在支撑柱的一侧顶端边缘。
所述二氧化碳激光器包括计算机接口端和三维移动装置，所述三维移动装置与光具座配合安装在一起，所述二氧化碳激光器通过计算机接口端和计算机连接起来。
所述光具座包括X轴振镜、X轴扫描镜、Y轴振镜、Y轴扫描镜，所述X轴振镜和Y轴振镜配合安装在光具座的内部，所述X轴扫描镜连接在X轴振镜上，所述Y轴扫描镜连接在Y轴振镜上。
有益效果：本实用新型与现有技术相比较，其具有以下有益效果：
本实用新型用于微流控芯片的激光刻蚀机通过二氧化碳激光器和光具座可以在动态移动范围内进行全三维空间加工，对微结构设计、微图案设计都有较大的柔性，通过调节激光控制参数，可以实现打孔、线槽烧蚀、结构生成、连接等多种微操作，能任意更换、修改图档，可以大幅度节约时间，简化制作步骤，提高生产效率。
附图说明
图1为用于微流控芯片的激光刻蚀机的内部结构图。
图2为用于微流控芯片的激光刻蚀机的外形整体结构图。
图3为用于微流控芯片的激光刻蚀机的夹具的结构图。
图4为用于微流控芯片的激光刻蚀机的升降台的结构图。
图5为用于微流控芯片的激光刻蚀机的二氧化碳激光器与光具座的连接结构图。
图6为用于微流控芯片的激光刻蚀机的光具座的内部结构图。
具体实施方式
参阅图1～6，用于微流控芯片的激光刻蚀机，包括封闭式机柜1、烟雾净化器2、夹具3、升降台4、二氧化碳激光器5、光具座6，烟雾净化器2安装在封闭式机柜1的上表面一侧内，封闭式机柜1包括固定底板11、激光防护罩12，固定底板11固结在封闭式机柜1的上表面另一侧边缘内，激光防护罩12包裹住封闭式机柜1的上表面另一侧，且形成一个密闭空间，激光防护罩12与烟雾净化器2接通且固接为一体，烟雾净化器2可吸走激光防护罩12内出现的烟尘，提高激光防护罩12内的浓见度，夹具3固定安装在固定底板11的一侧边缘内，夹具3包括连接板31和真空吸附板32，连接板31和真空吸附板32的四周分别开有定位孔，连接板31通过定位孔固接在固定底板11上，真空吸附板32通过定位孔固接在连接板31上，真空吸附板32的上表面内形成有定位基准面321和负压吸附面322，负压吸附面322的高度低于定位基准面321的高度且两者之间形成有一圈回转凹槽，负压吸附面322和定位基准面321上开有若干个通气孔323，微流控芯片放置在定位基准面321内可保证每次放置在相同位置且能保持平整状态，同时负压吸附面322和通气孔323与抽气机连接起来，抽气机工作后负压吸附面322和定位基准面321之间由于有回转凹槽可快速的形成真空负压区，这样被加工产品在切割时不会移动，防止在加工过程出现晃动而报废，升降台4固定安装在固定底板11的另一侧边缘，升降台4包括支撑柱41、刻度尺42、激光器承载板43、摇轮44、固定把手45，支撑柱41固接在固定底板11的另一侧边缘，支撑柱41的一侧底端形成有支撑肋板411，刻度尺42粘贴在支撑柱41的另一侧表面上，支撑柱41的另一侧边缘内开有通槽，激光器承载板43套在支撑柱41的通槽内且呈上下滑动连接，摇轮44安装在支撑柱41的顶端上且与支撑柱41内部的丝杠（图未示）构成一体结构，摇轮44通过丝杠与激光器承载板43呈啮合连接，固定把手45安装在支撑柱41的一侧顶端边缘，操作者通过摇轮44可调节激光器承载板43的高度位置，之后旋转固定把手45使激光器承载板43的位置固定不动，防止激光器承载板43的高度位置出现变化，二氧化碳激光器5固定安装在激光器承载板43上，二氧化碳激光器5包括计算机接口端51和三维移动装置52，三维移动装置52与光具座6配合安装在一起，二氧化碳激光器5通过计算机接口端51能和计算机有机连接起来，二氧化碳激光器5产生的激光束与计算机内的数控技术及CAD/CAM技术有机的结合，激光束可将计算机设计好的CAD图形通过烧蚀的方法复制到PMMA材料表面上，同时三维移动装置52根据CAD图形轮廓由计算机控制实现三维空间复杂运动轨迹，光具座6配合安装在二氧化碳激光器5的一侧端面上，光具座6置于夹具3的正上方，光具座6包括X轴振镜61、X轴扫描镜62、Y轴振镜63、Y轴扫描镜64，X轴振镜61和Y轴振镜63配合安装在光具座6的内部，X轴扫描镜62连接在X轴振镜61上，Y轴扫描镜64连接在Y轴振镜63上，二氧化碳激光器5产生的激光束反射到X轴扫描镜62和Y轴扫描镜64后，通过X轴振镜61和Y轴振镜63分别左右回转来配合调节激光束照在光具座6下的透镜（图未示）上，激光束由透镜聚焦后即可在高分子PMMA材料表面进行刻蚀和切割，封闭式机柜1内还安装有电控箱（图未示），电控箱用来控制激光刻蚀机的整个供电系统，使二氧化碳激光器5能正常运行。
激光刻蚀机对产品进行刻蚀和切割时，产品应选择表面附有高分子薄膜的高分子PMMA板材，其薄膜会减小激光对板材的热影响，之后将标准尺寸的板材放置在夹具3内，同时抽气机开始工作将板材吸平、吸牢，之后升降台4调节二氧化碳激光器5的高度，使光具座6及透镜聚焦，使其焦点置于板材表面，烟雾净化器2也开始工作，操作者操着计算机并点击软件中的开始标刻，将计算机中设定好的微通道、通孔等结构通过二氧化碳激光器5产生的激光束在板材上进行刻蚀、切割，三维移动装置52可以在动态移动范围内进行全三维空间加工，对微结构设计、微图案设计都有较大的柔性，通过调节激光控制参数，可以实现打孔、线槽烧蚀、结构生成、连接等多种微操作，烟雾净化器2吸走刻蚀、切割时的烟尘，加工完成后关闭抽气机，取出产品和废料；将产品表面高分子薄膜剥离，清洗干净、吹干，这样就获得加工有微结构的微流控芯片，由于激光刻蚀机的柔性加工灵活性大，因此能直接刻蚀、切割高分子微流控芯片，可以大幅度节约时间，简化制作步骤，提高生产效率。
上面所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的构思和范围进行限定。在不脱离本实用新型设计构思的前提下，本领域普通人员对本实用新型的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本实用新型的保护范围，本实用新型请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。
Claims (6)
1.用于微流控芯片的激光刻蚀机，包括封闭式机柜（1）、烟雾净化器（2），所述烟雾净化器（2）安装在封闭式机柜（1）的上表面一侧内，且构成激光刻蚀机的整体，其特征在于，所述封闭式机柜（1）包括固定底板（11），所述固定底板（11）固结在封闭式机柜（1）的上表面另一侧边缘内，所述固定底板（11）的一侧边缘内固定安装有夹具（3），所述固定底板（11）的另一侧边缘固定安装有升降台（4），所述升降台（4）上固接有二氧化碳激光器（5），所述二氧化碳激光器（5）的一侧端面上配合安装有光具座（6），所述光具座（6）置于夹具（3）的正上方。
2.根据权利要求1所述的用于微流控芯片的激光刻蚀机，其特征在于，所述封闭式机柜（1）还包括激光防护罩（12），所述激光防护罩（12）包裹住封闭式机柜（1）的上表面另一侧，且形成一个密闭空间，所述激光防护罩（12）与烟雾净化器（2）接通且固接为一体。
3.根据权利要求1所述的用于微流控芯片的激光刻蚀机，其特征在于，所述夹具（3）包括连接板（31）和真空吸附板（32），所述连接板（31）和真空吸附板（32）的四周分别开有定位孔，所述连接板（31）通过定位孔固接在固定底板（11）上，所述真空吸附板（32）通过定位孔固接在连接板（31）上，所述真空吸附板（32）的上表面内形成有定位基准面（321）和负压吸附面（322），所述负压吸附面（322）的高度低于定位基准面（321）的高度且两者之间形成有一圈回转凹槽，所述负压吸附面（322）和定位基准面（321）上开有若干个通气孔（323）。
4.根据权利要求1所述的用于微流控芯片的激光刻蚀机，其特征在于，所述升降台（4）包括支撑柱（41）、刻度尺（42）、激光器承载板（43）、摇轮（44）、固定把手（45），所述支撑柱（41）固接在固定底板（11）的另一侧边缘，所述支撑柱（41）的一侧底端形成有支撑肋板（411），所述刻度尺（42）粘贴在支撑柱（41）的另一侧表面上，所述支撑柱（41）的另一侧边缘内开有通槽，所述激光器承载板（43）套在支撑柱（41）的通槽内，所述二氧化碳激光器（5）固定安装在激光器承载板（43）上，所述摇轮（44）安装在支撑柱（41）的顶端上且与支撑柱（41）内部的丝杠构成一体结构，所述摇轮（44）通过丝杠与激光器承载板（43）呈啮合连接，所述固定把手（45）安装在支撑柱（41）的一侧顶端边缘。
5.根据权利要求1所述的用于微流控芯片的激光刻蚀机，其特征在于，所述二氧化碳激光器（5）包括计算机接口端（51）和三维移动装置（52），所述三维移动装置（52）与光具座（6）配合安装在一起，所述二氧化碳激光器（5）通过计算机接口端（51）和计算机连接起来。
6.根据权利要求1所述的用于微流控芯片的激光刻蚀机，其特征在于，所述光具座（6）包括X轴振镜（61）、X轴扫描镜（62）、Y轴振镜（63）、Y轴扫描镜（64），所述X轴振镜（61）和Y轴振镜（63）配合安装在光具座（6）的内部，所述X轴扫描镜（62）连接在X轴振镜（61）上，所述Y轴扫描镜（64）连接在Y轴振镜（63）上。
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