CN219084786U - 一种芯片样点检测装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种芯片样点检测装置，该芯片样点检测装置包括：载具，用于承载待检测芯片；拍摄装置，包括用于放置待检测芯片的暗箱，以及拍摄所述暗箱内的待检测芯片的样点的摄像组件；移载装置，包括用于夹取所述待检测芯片的夹具，以及用于将所述夹具移载至所述暗箱的机械臂；其中，所述机械臂位于所述载具及所述暗箱之间。在上述技术方案中，通过采用拍摄装置拍摄待检测芯片，从而可根据拍摄的照片检测样点，提高了对待检测芯片的检测效率。

Description

一种芯片样点检测装置

技术领域

本本申请涉及生物芯片检测技术领域，尤其是涉及一种芯片样点检测装置。

背景技术

生物芯片技术是根据分子间特异性地相互作用的原理，将生命科学领域中不连续的分析过程集成于硅芯片或玻璃芯片表面的微型生物化学分析系统。以实现对细胞、蛋白质、基因及其它生物成分的准确、快速、大信息量的检测。

生物芯片包括微阵列芯片、微流控芯片、芯片实验室以及相关的仪器和设备。目前最普遍的生物芯片制备方式为直接点样法。该方法具体为：将样本与点样液混合后，通过点样仪点制在基片上，在通过后续工艺制成生物芯片。生物芯片上每个样点的点样体积较小，形成的样点直径也很小，用肉眼难以区分。

点样工艺作为芯片制备的重要工艺，点样后样点的质量会直接影响生物芯片的质量。因此，检测点样的质量成为检测生物芯片的重中之重，但是当前的检测方式为通过显微镜直接观察，但是显微镜的视野范围较小，导致检测的速率较低。

实用新型内容

本申请提供一种芯片样点检测装置，用以提高芯片样点检测的效率。

本申请提供了一种芯片样点检测装置，该芯片样点检测装置包括：

载具，用于承载待检测芯片；

拍摄装置，包括用于放置待检测芯片的暗箱，以及拍摄所述暗箱内的待检测芯片的样点的摄像组件；

移载装置，包括用于夹取所述待检测芯片的夹具，以及用于将所述夹具移载至所述暗箱的机械臂；其中，所述机械臂位于所述载具及所述暗箱之间。

在上述技术方案中，通过采用拍摄装置拍摄待检测芯片，从而可根据拍摄的照片检测样点，提高了对待检测芯片的检测效率。

在一个具体的可实施方案中，所述夹具包括放置台，以及用于将所述待检测芯片抵紧在所述放置台的夹持机构。

在一个具体的可实施方案中，所述放置台包括横臂，以及与所述横臂固定连接的两个竖臂，其中，所述两个竖臂间隔排列，且所述两个竖臂与所述横臂之间围成容纳所述待检测芯片的空间。

在一个具体的可实施方案中，所述夹持机构包括与两个竖臂一一对应设置的夹持组件；

每个夹持组件包括与所述横臂转动连接的驱动电机，与所述驱动电机的输出轴同轴固定的丝杠，以及与所述丝杠螺纹连接的限位块；其中，所述驱动电机转动所绕的转轴平行于两个所述竖臂排列的方向；每个夹持组件还包括与所述丝杠远离所述驱动电机一端连接的抽拉线，所述抽拉线与所述机械臂的驱动机构连接并用于带动所述丝杠及所述驱动电机转动；

所述竖臂上设置有与对应的限位块滑动配合的滑槽，所述滑槽的长度方向沿所述竖臂的长度方向；

在所述驱动电机转动到第一位置时，所述限位块脱离所述滑槽，且所述限位块避让所述待检测芯片；

在所述驱动电机转动到第二位置时，所述限位块位于所述滑槽内；

在所述驱动电机驱动所述限位块在所述滑槽内滑动到设定位置时，所述限位块与所述横臂夹持所述待检测芯片。

在一个具体的可实施方案中，所述抽拉线包括与所述丝杠远离所述驱动电机一端连接的弹性件以及与所述弹性件连接的钢丝绳。

在一个具体的可实施方案中，还包括套管，所述套管包裹所述抽拉线。

在一个具体的可实施方案中，所述摄像组件包括：相机以及光源件；其中，所述相机的镜头朝向所述暗箱，所述光源件固定在所述镜头。

在一个具体的可实施方案中，还包括防尘罩，所述载具、拍摄装置以及所述移载装置均位于所述防尘罩内。

在一个具体的可实施方案中，还包括加湿装置，所述加湿装置与所述防尘罩连通。

在一个具体的可实施方案中，还包括图像处理系统，所述图像处理系统与所述摄像组件连接，并用于检测所述摄像组件拍摄的图片的样点，判读芯片上样点质量，区分合格品和不合格品。

附图说明

图1为本申请实施例提供的芯片样点检测装置的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的摄像组件的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的夹具的正面示意图；

图4为本申请实施例提供的夹具的侧面示意图；

图5为本申请实施例提供的夹持机构避让待检测芯片的示意图；

图6为本申请实施例提供的另一芯片样点检测装置示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例对本申请进一步详细说明。通过这些说明，本申请的特点和优点将变得更为清楚明确。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

此外，下面所描述的本申请不同实施方式中涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

为方便理解本申请实施例提供的芯片样点检测装置，首先说明一下其应用场景。本申请实施例提供的芯片样点检测装置用于检测生物芯片上的样点质量。当前的芯片样点检测方式为通过显微镜进行检测，但是由于显微镜的视角范围较小，导致检测的效率比较低。为此，本申请实施例提供了一种芯片样点检测装置，以改善对芯片样点检测的效率。下面结合具体的附图以及实施例进行详细说明。

参考图1，图1示出了本申请实施例提供的芯片样点检测装置的结构示意图。本申请实施例提供的芯片样点检测装置主要包括载具100、拍摄装置200以及移载装置300。其中，载具100用以承载待检测芯片，而移载装置300用于将载具100上盛放的待检测芯片转移至拍摄装置200，拍摄装置200用于拍摄待检测芯片的样点，以后续对样点进行检测。下面结合附图详细说明芯片样点检测装置的各个部件的结构。

继续参考图1，本申请实施例提供的载具100可放置在基台或者其他结构形成的支撑面。该载具100为一个架体结构，上面设置有用于放置待检测芯片的容纳槽。在放置待检测芯片时，待检测芯片可竖直插入在该容纳槽内。当然，应理解，本申请实施例提供的载具100不仅限于上述示例的容纳槽的承载方式，还可采用其他可实施的承载方式，在本申请实施例中不再一一赘述。

本申请实施例提供的拍摄装置200用于对待检测芯片进行拍摄。其具体包括一个用于放置待检测芯片的暗箱210，以及用于拍摄暗箱210内待检测芯片的样点的摄像组件220。其中，暗箱210放置在载具100所在的支撑面，并用于提供一个拍摄的环境，用以在摄像组件220进行拍摄时，提供一个光线的对比。

作为一个示例，暗箱210高度可为12cm，长度可为10cm，宽度可为10cm。另外，在暗箱210的上表面设置有一个7.5cm*2.6cm的开口，用于放置待检测芯片。其中，暗箱210的上表面指代为暗箱210朝向摄像组件220的表面。开口的位置位于摄像组件220的视角范围内，以保证摄像组件220可拍摄到待检测芯片。

参考图2，图2示出了摄像组件的结构示意图。摄像组件220在具体设置时，可包括相机221以及光源件；相机221的镜头朝向暗箱210，光源件固定在镜头。在具体设置时，相机221像素不低于500万，以保证拍摄的待检测芯片上的样点的图像信息满足检测的要求。在设置光源件时，在相机221的镜头的底部位置连接一空心圆形光源，该空心圆形光源通过螺丝固定在镜头上，且镜头嵌套在空前圆形光源的中心处。

为支撑相机221，该摄像组件220还可包括一镜头支架，该镜头支架固定在载具所在的支撑面。镜头支架可包括横杆222以及竖杆223，其中，竖杆223可固定在基台，而横杆222固定在竖杆223上，并形成一个倒置的L形结构。结合图1及图2所示，在固定相机221时，相机221固定在横杆222远离竖杆223的一端，且相机221的镜头朝向暗箱210的开口处，以保证相机221可拍摄到待检测芯片。作为一个示例性，在固定相机221时，相机221的镜头底面距离暗箱210上表面之间的间距可为12cm。

应理解，本申请实施例提供的摄像组件220在支撑相机221时，除上述示例的镜头支架外，还可采用其他支撑结构，在本申请实施例中不再一一赘述。

在本申请实施例中，芯片样点检测装置通过采用拍摄装置拍摄待检测芯片，从而可根据拍摄的照片检测样点，提高了对待检测芯片的检测效率。

继续参考图1，在对待检测芯片进行拍摄时，需要将待检测芯片从载具100上移载至暗箱210。为此，本申请实施例提供了一移载装置300，该移载装置300可将待检测芯片从载具100移载至暗箱210。

本申请实施例提供的移载装置300包括一夹具310以及机械臂320。其中，该夹具310用于夹取待检测芯片。而驱动机构可将夹具310及待检测芯片转移至暗箱210。

参考图3，图3示出了夹具的结构示意图。在具体设置夹具310时，其具体结构可包括放置台311以及用于将待检测芯片10抵紧在放置台311的夹持机构。下面结合具体的附图以及实施例对其进行详细的说明。

一并参考图3及参考图4，本申请示例提供的放置台311包括一横臂3111，以及与该横臂3111固定连接的两个竖臂3112。在具体设置两个竖臂3112时，两个竖臂3112间隔排列，从而形成一个倒置的U形结构。以在两个竖臂3112与横臂3111之间围成容纳待检测芯片10的空间。

作为一个可选的方案，两个竖臂3112固定在横臂3111长度方向的两个端部。在竖臂3112与横臂3111固定连接时，可通过螺栓或螺钉连接，或者还可通过粘接、焊接等不同的方式固定连接。当然，除上述方式外，竖臂3112与横臂3111还可采用一体结构，也即在制备时，通过模具直接制备成一倒置的U形结构。

在将待检测芯片10固定时，通过夹持机构将待检测芯片10抵压在放置台311的横臂3111，以固定待检测芯片10。在夹持待测芯片10时，样点11的竖向阵列排列。

作为一个示例，如图3中所示，夹持机构可包括两个夹持组件312，在设置时，两个夹持组件312与两个竖臂3112一一对应。其中，每个夹持组件312可包括一丝杠3122、一驱动电机3121以及一限位块3124。

在设置驱动电机3121时，驱动电机3121与横臂3111转动连接，且驱动电机3121转动所绕的轴线平行于横臂3111的长度方向，也即驱动电机3121转动所绕的转轴平行于两个竖臂3112排列的方向。如图5所示的带箭头的弧形线。在驱动电机3121转动时，其可沿该弧形线的方向摆动。为方便描述定义第一位置A以及第二位置B，其中，第一位置A为驱动电机3121位于图5所示的位置，第二位置B为驱动电机3121位于图4所示的位置。

在丝杠3122设置时，该丝杠3122的长度方向平行于竖臂3112的长度方向设置，且丝杠3122通过驱动电机3121驱动其转动。示例性的，在一种驱动电机3121驱动丝杠3122的方式中，驱动电机3121的输出轴垂直于横臂3111的长度方向。且在驱动电机3121与丝杠3122连接时，驱动电机3121的输出轴与丝杠3122同轴固定连接，以使得驱动电机3121在转动时，可通过输出轴带动丝杠3122转动。

限位块3124为与横臂3111配合将待检测芯片10固定的结构。在具体设置限位块3124时，该限位块3124与丝杠3122螺纹连接，并可相对竖臂3112滑动。如图4及图5所示，竖臂3112上设置有与对应的限位块3124滑动配合的滑槽3112a，该滑槽3112a的长度方向沿竖臂3112的长度方向设置。限位块3124可位于滑槽3112a内，并可沿该滑槽3112a的长度方向滑动。在需要抵压待检测芯片10时，驱动电机3121驱动丝杠3122转动，由于滑槽3112a的限定，导致限位块3124不会跟随丝杠3122转动。另外，丝杠3122与限位块3124之间的螺纹连接会驱动限位块3124沿滑槽3112a的长度方向移动，从而通过限位块3124推动待检测芯片10超横臂3111移动，在驱动电机3121驱动限位块3124在滑槽3112a内滑动到设定位置时，限位块3124与横臂3111夹持待检测芯片10。

继续参考图5，在夹持组件312与放置台311配合夹紧固定待检测芯片10时，需要在放置台311插入到待检测芯片10的过程中，限位块3124避让待检测芯片10，以避免限位块3124阻挡待检测芯片10进入到放置台311内。为此，本申请实施例提供的夹持组件312还包括与丝杠3122远离驱动电机3121一端连接的抽拉线，该抽拉线与机械臂320的驱动机构连接并用于带动丝杠及驱动电机3121转动。如图4及图5中所示，由于图4及图5均为夹具的侧视图，为方便示出滑槽，以虚线的方式标示滑槽。在丝杠3122及限位块3124位于图4中所示的位置时，驱动电机3121位于第二位置B，限位块3124位于滑槽3112a内，造成限位块3124会阻挡待检测芯片10进入到横臂3111与竖臂3112之间。如图5中所示，在驱动电机3121转动到一定角度时，驱动电机3121位于第一位置A，限位块3124脱离与竖臂3112之间的滑动配合(限位块3124脱离滑槽3112a)。此时，限位块3124避让待检测芯片，待检测芯片10可插入到横臂3111与竖臂3112围成的空间内。作为一个可选的示例，丝杠3122转动的角度不大于60°，如20°、30°、40°、50°、60°等不同的角度。

在驱动电机3121转动时，通过夹持组件312中的抽拉线3123来驱动电机3121转动，进而带动丝杠3122以及限位块3124同步转动。在具体设置时，该抽拉线3123与丝杠3122远离驱动电机3121一端连接。并且该抽拉线3123与机械臂320的驱动机构连接并用于带动丝杠3122及驱动电机3121转动。示例性的，该抽拉线3123一端与丝杠3122远离驱动电机3121的一端连接，另一端与机械臂320的驱动机构连接。该机械臂320的驱动机构为一可实现位移移动的驱动机构。示例性的，该驱动机构可为一驱动气缸或驱动液压缸，该驱动气缸或驱动液压缸的活塞杆与抽拉线3123的端部连接，在活塞杆伸缩时，可带动抽拉丝3123移动，由于抽拉线3123的一端与丝杠3122远离驱动电机3121的一端连接，因此在抽拉丝3123被驱动机构拉动收紧时，可带动驱动电机3121转动到第一设定位置。

作为一个可选的方案，继续参考图4，抽拉丝3123包括弹性件3123b以及与该弹性件3123b连接的钢丝绳3123a。其中，弹性件3123b与丝杠3122远离驱动电机3121的一端连接。也即该弹性件3123b的一端与丝杠3122远离驱动电机3121的一端连接，另一端与钢丝绳3123a连接，该钢丝绳3123a与机械臂320的驱动机构连接。在本申请实施中，弹性件3123b可为拉簧或者其他弹性材质制备的连接件。

作为一个可选的方案，还可包括套管(图中未示出)，该套管套装在抽拉线3123上，以在抽拉线3123进行抽拉时，可在套管内移动，降低抽拉线3123在移动过程中与其他部件之间产生的摩擦。该套管可为柔性套管，具体的材质在本申请实施例中不做具体限定。

继续参考图1，本申请实施例提供的机械臂320为三维机械臂，其可在竖直方向、水平方向进行三维移动，该机械臂320的具体结构在本申请实施例中不做具体限定。在具体设置该机械臂320时，其可位于载具100以及暗箱210之间，以方便机械臂320带动夹具310在载具100以及暗箱210之间移动。

在机械臂320带动夹具310移动到暗箱210时，机械臂320可将夹具310对准暗箱210上开口，并将待检测芯片放置开口内，此时，夹具310与暗箱210合为一体，且待检测芯片位于相机的镜头下方。

当前现有的检测方式中，显微镜多放置在开放环境中，芯片上的样点体积为纳升级，受环境影响大，长时间检测会造成溶剂挥发，样点质量下降，无法保障芯片质量。为此，本申请提供了另一种样点检测装置。

如图6所示，图6为基于图1所示的样点检测装置的一变形结构。本申请实施例提供的样点检测装置包括防尘罩600，载具100、拍摄装置200以及移载装置300均位于防尘罩600内。如图6所示，在具体设置时，可通过防尘罩600提供一个清洁的环境，以避免灰尘落在待检测芯片，保证芯片产品质量。

作为一个示例，防尘罩600由四部分组成，包块三块挡板和一块上盖板，其中在基台的左右和后侧三个方位各安装有一块的挡板，上盖板为一个倒置的L形结构，该上盖板的水平部分作为顶板，竖直部分作为一侧板。该上盖板与后侧挡板通过转轴连接，左右两侧挡板与上盖板通过气弹簧液压杆连接；打开防尘罩600的上盖板后，气弹簧液压杆可对上盖板起到定位作用，防止上盖板落下。

作为一个可选的方案，本申请实施例提供的芯片样点检测装置还可包括图像处理系统(图中未示出)，该图像处理系统与摄像组件连接，并用于检测摄像组件拍摄的图片的样点。在图像处理系统检测拍摄的待检测芯片的图片时，可通过该图片与设定的图像样板进行对比，判断样点是否达到标准，或者也可通过检测图片中的样点尺寸是否达到设定的尺寸，以判断样点是否达到标准。在采用上述方式时，可通过图像处理系统区分点样合格芯片和不合格芯片，通过自动化流程控制，缩短检测时间，提高芯片质量。应理解，上述图像处理系统对图片的检测为常规的检测方式，在本申请实施例中不再详细赘述。另外，图像处理系统还可对摄像组件拍摄的图片进行图像处理，以获取清晰的样点图像，上述对图像的处理也为常规的图像处理方式，在本申请实施例中不再详细赘述。

作为一个可选的方案，本申请实施例提供的芯片样点检测装置还可包括一控制器(图中未示出)，该控制器用于根据图像处理系统检测的结果控制移载装置300将检测完的芯片放置在产品合格架400和产品不合格架500上。当图像护理系统检测到芯片不合格时，则控制移载装置300将芯片放置在产品不合格架500上；当图像处理系统检测到的芯片合格时，则控制移载装置300将芯片放置在产品合格架400上。

在具体设置产品合格架400和产品不合格架500，产品合格架400和产品不合格架500也均位于防尘罩600内。且产品合格架400、产品不合格架500、载具100、拍摄装置200环绕移载装置300设置，以方便移载装置300在较小的活动范围内即可对芯片进行转移。

应理解，本申请提供的控制器可为单片机或者工控电脑等常见的控制装置。控制器根据图像处理系统检测的结果控制移载装置300移动，为常规的数据处理，在本申请实施例中不再详细赘述。

作为一个可选的方案，本申请实施例提供的芯片样点检测装置还可包括加湿装置700，加湿装置700与防尘罩600连通。该加湿装置700与防尘罩600可通过管道连通，以通过加湿装置700调整防尘套内的湿度。

作为一个可选的方案，还可在防尘罩600内设置一湿度传感器(图中未示出)，控制器根据湿度传感器检测的防尘罩600内的湿度信息，控制加湿器工作。示例性的，在湿度传感器检测的湿度小于设定值时，控制加湿装置700进行加湿；在湿度传感器检测的湿度大于或等于设定值时，则控制加湿装置700停止加湿。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于本申请工作状态下的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“相连”“连接”应作广义理解。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

以上结合了优选的实施方式对本申请进行了说明，不过这些实施方式仅是范例性的，仅起到说明性的作用。在此基础上，可以对本申请进行多种替换和改进，这些均落入本申请的保护范围内。

Claims (10)

1.一种芯片样点检测装置，其特征在于，包括：

载具，用于承载待检测芯片；

拍摄装置，包括用于放置待检测芯片的暗箱，以及拍摄所述暗箱内的待检测芯片的样点的摄像组件；

移载装置，包括用于夹取所述待检测芯片的夹具，以及用于将所述夹具移载至所述暗箱的机械臂；其中，所述机械臂位于所述载具及所述暗箱之间。

2.根据权利要求1所述的芯片样点检测装置，其特征在于，所述夹具包括放置台，以及用于将所述待检测芯片抵紧在所述放置台的夹持机构。

3.根据权利要求2所述的芯片样点检测装置，其特征在于，所述放置台包括横臂，以及与所述横臂固定连接的两个竖臂，其中，所述两个竖臂间隔排列，且所述两个竖臂与所述横臂之间围成容纳所述待检测芯片的空间。

4.根据权利要求3所述的芯片样点检测装置，其特征在于，所述夹持机构包括与两个竖臂一一对应设置的夹持组件；

每个夹持组件包括与所述横臂转动连接的驱动电机，与所述驱动电机的输出轴同轴固定的丝杠，以及与所述丝杠螺纹连接的限位块；其中，所述驱动电机转动所绕的转轴平行于两个所述竖臂排列的方向；每个夹持组件还包括与所述丝杠远离所述驱动电机一端连接的抽拉线，所述抽拉线与所述机械臂的驱动机构连接并用于带动所述丝杠及所述驱动电机转动；

所述竖臂上设置有与对应的限位块滑动配合的滑槽，所述滑槽的长度方向沿所述竖臂的长度方向；

在所述驱动电机转动到第一位置时，所述限位块脱离所述滑槽，且所述限位块避让所述待检测芯片；

在所述驱动电机转动到第二位置时，所述限位块位于所述滑槽内；

在所述驱动电机驱动所述限位块在所述滑槽内滑动到设定位置时，所述限位块与所述横臂夹持所述待检测芯片。

5.根据权利要求4所述的芯片样点检测装置，其特征在于，所述抽拉线包括与所述丝杠远离所述驱动电机一端连接的弹性件以及与所述弹性件连接的钢丝绳。

6.根据权利要求4所述的芯片样点检测装置，其特征在于，还包括套管，所述套管包裹所述抽拉线。

7.根据权利要求1所述的芯片样点检测装置，其特征在于，所述摄像组件包括：相机以及光源件；其中，所述相机的镜头朝向所述暗箱，所述光源件固定在所述镜头。

8.根据权利要求1～7任一项所述的芯片样点检测装置，其特征在于，还包括防尘罩，所述载具、拍摄装置以及所述移载装置均位于所述防尘罩内。

9.根据权利要求8所述的芯片样点检测装置，其特征在于，还包括加湿装置，所述加湿装置与所述防尘罩连通。

10.根据权利要求7所述的芯片样点检测装置，其特征在于，还包括图像处理系统，所述图像处理系统与所述摄像组件连接，并用于检测所述摄像组件拍摄的图片的样点。

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