TWI730469B - 雷射焊接裝置及焊接微流道裝置的方法 - Google Patents

Abstract

一種雷射焊接裝置，適於焊接兩個基板，各該基板具有一接觸面，該兩基板的該接觸面至少其中之一形成有一微流道。雷射焊接裝置包含一雷射頭，及一光罩模組。雷射頭包括一出光端，該出光端能沿一出光路徑照射出雷射光束。光罩模組設置在鄰近於該出光端且位在該出光路徑上，該光罩模組用以遮蔽該雷射光束的一部分，使該雷射光束的另一部分穿透該兩基板其中之一並至少照射在位於該微流道的兩相反側的該接觸面上。藉此，能提升焊接的速度及效率，以節省工時並降低製造成本。

Description

雷射焊接裝置及焊接微流道裝置的方法

本發明是有關於一種雷射焊接裝置，特別是指一種透過雷射焊接兩工件的雷射焊接裝置及焊接微流道裝置的方法。

現有透過雷射焊接微流道裝置的方法中，是先將一透明塑膠基板壓合在一有色塑膠基板上，隨後，將雷射光束穿透透明塑膠基板而照射在有色塑膠基板上。有色塑膠基板吸收雷射光束的光能並轉換為熱能使接觸面熔化。同時，熱能也傳導至透明塑膠基板的接觸面而使其熔化。藉此，兩塑膠基板能結合在一起而構成微流道裝置。

在前述過程中，雷射光束是先照射在有色塑膠基板位於一微流道一側的接觸面上，隨後，雷射光束會沿著微流道的延伸方向移動，以在微流道一側的接觸面上形成一第一焊道。之後，雷射光束會照射在微流道相反於第一焊道的另一側的接觸面上，並且沿著微流道的延伸方向移動，以在微流道另一側的接觸面上形成一第二焊道。要在每一條微流道的相反兩側皆形成焊道，雷射光束便得進行兩次的移動行程，如此不僅速度慢且易耗費工時，進而增添製造的成本。

因此，本發明之一目的，即在提供一種能夠克服先前技術的至少一個缺點的雷射焊接裝置。

於是，本發明雷射焊接裝置，適於焊接兩個基板，各該基板具有一接觸面，該兩基板的該接觸面至少其中之一形成有一微流道。

雷射焊接裝置包含一雷射頭，及一光罩模組。雷射頭包括一出光端，該出光端能沿一出光路徑照射出雷射光束。光罩模組設置在鄰近於該出光端且位在該出光路徑上，該光罩模組用以遮蔽該雷射光束的一部分，使該雷射光束的另一部分穿透該兩基板其中之一並至少照射在位於該微流道的兩相反側的該接觸面上，且至少能部分地減少從該出光端照射至該微流道內的量。

於是，本發明雷射焊接裝置，適於焊接兩基板，該兩基板各具有一接觸面而彼此相互接觸，該兩基板的該接觸面至少其中之一形成有一微流道。

雷射焊接裝置包含一雷射頭，及一光罩圖形。雷射頭包括一出光端，該出光端能沿一出光路徑照射出雷射光束。光罩圖形設置在該出光端與該兩基板之間且較接近於該出光端，用以部分遮蔽該雷射光束，使通過該光罩圖形的該雷射光束至少照射在位於該微流道的兩相反側的該接觸面上。

本發明之另一目的，即在提供一種能夠克服先前技術的至少一個缺點的焊接微流道裝置的方法。

於是，本發明焊接微流道裝置的方法，包含下述步驟：

提供兩個基板，各該基板具有一接觸面，該兩基板的該接觸面相互接觸，該兩基板至少其中之一能夠讓雷射光束穿透，該兩基板其中另一能夠吸收該雷射光束，該兩基板的該接觸面至少其中之一形成有一微流道；

壓合該兩基板，使該兩基板的該接觸面緊密地接觸；

將一雷射頭所產生的該雷射光束通過一光罩模組照射至該兩基板，該光罩模組鄰近於該雷射頭的一出光端且位在一出光路徑上，該光罩模組遮蔽該雷射光束的一部分，而使另一部分穿透該兩基板其中之一並至少照射在位於該微流道的兩相反側的該接觸面上以形成一光斑；及

驅使該雷射光束與該微流道相對運動，使該光斑沿著該微流道的延伸方向運動，以將該兩基板焊接在一起。

於是，本發明焊接微流道裝置的方法，包含下述步驟：

疊合兩基板，該兩基板各具有一接觸面而彼此相互接觸，該兩基板的該接觸面至少其中之一形成有一微流道；

提供一雷射頭，包括一出光端，該出光端能沿一出光路徑照射出雷射光束；

提供一光罩圖形，該光罩圖形位在該出光端與該兩基板之間且較接近於該出光端；及

由該雷射頭通過該出光端照射出該雷射光束，且該雷射光束被該光罩圖形部分遮蔽，使通過該光罩圖形的該雷射光束至少照射在位於該微流道的兩相反側的該接觸面上。

於是，本發明焊接微流道裝置的方法，包含下述步驟：

疊合兩基板，該兩基板各具有一接觸面而彼此相互接觸，該兩基板的該接觸面至少其中之一形成有一微流道；

提供一雷射頭，包括一出光端，該出光端能沿一出光路徑照射出雷射光束；

動態提供一光罩圖形，該光罩圖形位在該出光端與該兩基板之間，且可配合該微流道形狀而動態變化；及

由該雷射頭通過該出光端照射出該雷射光束，且該雷射光束被該光罩圖形部分遮蔽，使通過該光罩圖形的該雷射光束至少照射在位於該微流道的兩相反側的該接觸面上。

本發明之功效在於：藉由移動一次的行程中，雷射光束所形成的光斑能在微流道相反側形成兩側焊道部，藉此，能提升焊接的速度及效率，以節省工時並降低製造成本。

在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖1及圖2，是本發明雷射焊接裝置200的第一實施例，適於焊接兩個基板11、12以使其構成一微流道裝置1(如圖5所示)。在本第一實施例中，基板11是由塑膠材質所製成且例如為黑色的有色塑膠基板，其能夠吸收雷射光束42(如圖5所示)。基板11具有一位於頂端的接觸面111，接觸面111向下凹陷形成一微流道112。本第一實施例的微流道112例如具有一入流槽113、一出流槽114、兩長流道段115，及一彎曲流道段116。入流槽113與出流槽114皆呈圓槽狀且位於兩相反端並沿一第一方向X相間隔，入流槽113用以供例如為血液、組織液或尿液的生物液體流入，出流槽114則用以排出生物液體。兩長流道段115分別連通於入流槽113與出流槽114相鄰近的一端，各長流道段115的長向沿第一方向X延伸。彎曲流道段116呈連續S形且連通於兩長流道段115之間。彎曲流道段116具有多個長槽部117，及多個弧形槽部118。該等長槽部117沿第一方向X彼此相間隔排列，各長槽部117的長向沿一垂直於第一方向X的第二方向Y延伸。各弧形槽部118連通於每兩個相鄰的長槽部117相鄰近的一端之間。基板12是由塑膠材質所製成且能夠讓雷射光束42穿透的透明塑膠基板。基板12具有一位於底端的接觸面121，接觸面121用以接觸基板11的接觸面111。基板12形成有一能與入流槽113連通的入流孔122，及一能與出流槽114連通的出流孔123。入流孔122用以供生物液體流入入流槽113內，出流孔123用以將出流槽114所輸出的生物液體排出。

雷射焊接裝置200包含一移載機構2、一承載機構3、一雷射頭4，及一光罩模組5。移載機構2包括一固定座21、一第一移動台22、一第二移動台23、一第一驅動總成24，及一第二驅動總成25。固定座21具有一位於頂端且沿第一方向X延伸的第一導軌211。第一移動台22連接於第一導軌211並能夠沿第一方向X相對於固定座21移動。第一移動台22具有一位於頂端且沿第二方向Y延伸的第二導軌221。第二移動台23連接於第二導軌221並能夠沿第二方向Y相對於第一移動台22移動，第二移動台23用以承載兩基板11、12。第一驅動總成24具有一固定於固定座21一側的驅動馬達241，及一與驅動馬達241連接的導螺桿242。導螺桿242螺接於第一移動台22一側，藉此，驅動馬達241運轉時能透過導螺桿242帶動第一移動台22沿第一方向X移動。第二驅動總成25具有一固定於第一移動台22一側的驅動馬達251，及一與驅動馬達251連接的導螺桿252。導螺桿252螺接於第二移動台23一側，藉此，驅動馬達251運轉時能透過導螺桿252帶動第二移動台23沿第二方向Y移動。前述第一方向X是例如為前後方向，而第二方向Y是例如為左右方向。

參閱圖1及圖3，承載機構3包括一框架31、一旋轉架32，及一馬達33。框架31具有一框架體311，及一承托環312。框架體311形成有一容置空間313、一連通於容置空間313頂端的安裝孔314，及一連通於容置空間313底端的開孔315。承托環312透過多個螺絲316鎖固於框架體311底端並對應於開孔315下方，用以承托旋轉架32。旋轉架32具有一環形架體321，及一設置於環形架體321外周面且鄰近其頂端的外齒環322。環形架體321形成有一開孔323，開孔323連通於框架體311的開孔315底端。外齒環322被承托環312所承托且能夠轉動地樞接於承托環312。馬達33設置於框架31的框架體311一側並具有一與外齒環322相嚙合的齒輪331。當馬達33運轉時能透過齒輪331帶動外齒環322轉動，使旋轉架32繞一縱向Z相對於框架31旋轉。縱向Z為一上下方向，其垂直於第一方向X及第二方向Y。

雷射頭4經由安裝孔314穿伸至容置空間313內，雷射頭4能夠透過例如內外螺紋螺接或者是螺絲螺鎖的方式固定於框架31的框架體311。本第一實施例的雷射頭4為一二極體雷射器的雷射頭並具有一出光鏡片41，出光鏡片41具有一位於底端的出光端411，出光端411能沿一平行於縱向Z的出光路徑L照射出雷射光束42(如圖5所示)。

參閱圖1、圖2及圖3，光罩模組5設置在承載機構3的旋轉架32且鄰近出光端411並位於出光路徑L上，光罩模組5位於出光端411與兩基板11、12之間且較接近出光端411。用以遮蔽雷射光束42的一部分，使雷射光束42的另一部分穿透基板12並至少照射在基板11位於微流道112的兩相反側的接觸面111上以形成一光斑421(如圖7所示)，且至少能部分地減少雷射光束42的另一部分從出光端411照射至微流道112內的量。在本第一實施例中，雷射光束42所形成的光斑421是尺寸至少為100μm以上的大光斑。光罩模組5為一透過多個螺絲50鎖固於旋轉架32的環形架體321底端的光罩圖形產生器，亦可稱為電子光罩、主動光罩或可變成形光罩，其為一種數位式光罩。透過螺絲50鎖固的方式，使光罩模組5可拆卸地組裝於環形架體321。具體而言，光罩模組5是以一透射式液晶顯示面板(LCD)為例，當然，光罩模組5也可以是一DLP光學投影機。光罩模組5與一電腦(圖未示)電性連接，電腦預設有基板11的微流道112圖形並且用以控制及操作光罩模組5，使光罩模組5可被操作來根據微流道112的形狀及寬度變化而對應地形成一與微流道112形狀相配合的光罩圖形51(如圖6所示)，以使光斑421形狀能隨著光罩圖形51的變化而對應地改變。也就是說，光罩圖形51能配合微流道112的形狀而被動態地調整而產生動態變化。其中，光罩圖形51位於出光端411與兩基板11、12之間且較接近出光端411。

以下針對利用本第一實施例的雷射焊接裝置200焊接微流道裝置1的方法進行詳細說明：

圖4是焊接微流道裝置1的方法的一步驟流程圖，包含下述步驟:提供基板步驟S1、壓合步驟S2、照射雷射光束步驟S3，及驅使雷射光束與微流道相對運動步驟S4。

參閱圖1及圖4，在提供基板步驟S1中，先將基板11放置於第二移動台23頂面的一預定位置，使接觸面111朝向上方。隨後，將基板12蓋合於基板11上，使兩基板11、12疊合在一起且接觸面121與接觸面111接觸。

在壓合步驟S2中，透過一夾具(圖未示)沿縱向Z將基板12往下壓，使第二移動台23與該夾具共同夾持住基板11、12。此時，接觸面121緊密地接觸接觸面111。

參閱圖2、圖4及圖5，在照射雷射光束步驟S3中，例如先透過移載機構2帶動基板11、12移動，使微流道112的一鄰近於入流槽113的長流道段115對齊於光罩模組5下方。驅動二極體雷射器產生雷射光束42，雷射頭4的出光端411所射出的雷射光束42會依序通過開孔315、323傳遞至光罩模組5。

參閱圖5、圖6及圖7，電腦控制光罩模組5形成的光罩圖形51呈長形且形狀與長流道段115形狀相配合，且光罩模組5形成兩個位於光罩圖形51相反側的透光區52。光罩圖形51短邊的中心線對齊於長流道段115的中心線，光罩圖形51會遮蔽雷射光束42的中間部分，而使雷射光束42的另一部分由兩透光區52射出。經由兩透光區52射出的雷射光束42會穿透基板12並至少照射在位於微流道112的長流道段115的兩相反側的接觸面111上以形成如圖7所示的光斑421，基板11吸收光斑421處的光能並將其轉換為熱能使得接觸面111熔化，前述熱能會同時傳導至接觸面121使其熔化，使兩接觸面111、121熔接在一起。需說明的是，藉由光罩圖形51遮蔽雷射光束42的中間部分的設計方式，至少能部分地減少雷射光束42的另一部分照射至微流道112的長流道段115內的量，從而能降低光能對界定出長流道段115的表面所造成的損傷。

參閱圖4、圖5、圖7及圖8，在驅使雷射光束與微流道相對運動步驟S4中，透過第一驅動總成24驅動第一、第二移動台22、23帶動基板11、12相對於雷射頭4沿第一方向X移動，使光斑421沿著長流道段115的延伸方向移動。光斑421在接觸面111上的移動軌跡會形成兩條位於長流道段115相反側且將接觸面111、121焊接在一起的側焊道部131。

參閱圖5、圖6及圖8，當第一、第二移動台22、23帶動基板11、12移動到與前述長流道段115連通的對應長槽部117對齊於光罩模組5下方的位置時，第一驅動總成24停止作動。此時，馬達33驅動旋轉架32帶動光罩模組5相對於雷射頭4旋轉90度，使光罩圖形51及透光區52轉向，而第二驅動總成25則會驅動第二移動台23帶動基板11、12相對於雷射頭4沿第二方向Y移動，使光斑421沿著長槽部117的延伸方向移動且在長槽部117相反側形成側焊道部131。

當第二移動台23帶動基板11、12移動到與前述長槽部117連通的對應弧形槽部118對齊於光罩模組5下方的位置時，第一驅動總成24驅動第一、第二移動台22、23帶動基板11、12相對於雷射頭4沿第一方向X移動，同時，第二驅動總成25驅動第二移動台23帶動基板11、12相對於雷射頭4沿第二方向Y移動，且馬達33驅動旋轉架32帶動光罩模組5旋轉。藉此，使光斑421能夠沿著弧形槽部118的延伸方向移動且在弧形槽部118相反側形成側焊道部131。藉由重複前述操作方式，使得光斑421能持續地沿著彎曲流道段116移動，使彎曲流道段116的各長槽部117相反側及各弧形槽部118相反側皆能形成有側焊道部131。

當第二移動台23帶動基板11、12移動到另一個長流道段115對齊於光罩模組5下方的位置時，第一驅動總成24驅動第一、第二移動台22、23帶動基板11、12相對於雷射頭4沿第一方向X移動，使光斑421沿著另一個長流道段115的延伸方向移動，以在另一個長流道段115相反側形成側焊道部131。

藉由移載機構2帶動基板11、12移動一次的行程中，雷射光束42所形成的光斑421便能在各長流道段115相反側及彎曲流道段116相反側形成兩側焊道部131，藉此，能提升焊接的速度及效率，以節省工時並降低製造成本。

參閱圖1、圖8、圖9及圖10，待兩長流道段115及彎曲流道段116的相反側皆形成有側焊道部131後，藉由移載機構2帶動基板11、12移動，使微流道112的入流槽113對齊在光罩模組5下方。電腦控制光罩模組5形成的一光罩圖形51’呈圖9所示的形狀，光罩圖形51’形狀與入流槽113形狀相配合，且光罩模組5形成一呈環形且圍繞在光罩圖形51’外周圍的透光區52’。當雷射頭4的出光端411射出雷射光束42(如圖5所示)時，光罩圖形51’會遮蔽雷射光束42的中間部分，而使雷射光束42的另一部分由透光區52’射出。經由透光區52’射出的雷射光束42會穿透基板12並照射在位於入流槽113外周圍的接觸面111上以形成一如圖10所示的光斑421’。前述光斑421’會形成一圍繞在入流槽113外周圍且將接觸面111、121焊接在一起的端焊道部132。

待端焊道部132形成後，控制雷射頭4停止照射雷射光束42。藉由移載機構2帶動基板11、12移動，使微流道112的出流槽114對齊在光罩模組5下方。隨後，馬達33驅動旋轉架32帶動光罩模組5相對於雷射頭4旋轉180度，使光罩圖形51’及透光區52’轉向。驅動二極體雷射器再次產生雷射光束42，當雷射頭4的出光端411射出雷射光束42時，經由透光區52’射出的雷射光束42會穿透基板12並照射在位於出流槽114外周圍的接觸面111上以形成光斑421’。前述光斑421’會形成另一個圍繞在出流槽114外周圍且將接觸面111、121焊接在一起的端焊道部132。

待兩側焊道部131及兩端焊道部132冷卻固化後即形成一密封微流道112的封閉焊道13。封閉焊道13能將基板11、12穩固地焊接在一起以構成微流道裝置1，且封閉焊道13能起到防止外部水氣經由兩接觸面111、121之間的空隙滲流入微流道112內的效果，以防止外部水氣對微流道112內的生物液體造成影響。

需說明的是，在前述操作過程中，也可在照射雷射光束步驟S3時先透過移載機構2帶動基板11、12移動，使微流道112的入流槽113對齊於光罩模組5下方，並控制光罩模組5切換至採用光罩圖形51’及透光區52’ 的模式，使雷射光束42照射在接觸面111上的光斑421’先形成一個圍繞在入流槽113外周圍的端焊道部132。隨後，控制光罩模組5切換至採用如圖6所示的光罩圖形51及透光區52的模式，使雷射光束42照射在接觸面111上的光斑421(如圖7所示)依序在其中一長流道段115、彎曲流道段116及另一個長流道段115的相反側皆形成側焊道部131。最後，再控制光罩模組5切換回採用光罩圖形51’及透光區52’ 的模式，使雷射光束42照射在接觸面111上的光斑421’再形成另一個圍繞在出流槽114外周圍的端焊道部132。藉此，移載機構2帶動基板11、12沿第一方向X移動一次行程就能使雷射光束42在接觸面111、121上依序地形成端焊道部132、兩側焊道部131及另一個端焊道部132，能有效地縮減工時以降低加工成本。

參閱圖11及圖12，是本第一實施例的另一實施態樣，其中一長流道段115具有一窄流道部119、一寬流道部120，及一連通於窄流道部119與寬流道部120之間的連通流道部110。寬流道部120沿第二方向Y所取的寬度大於窄流道部119沿第二方向Y所取的寬度。連通流道部110由窄流道部119朝寬流道部120方向寬度漸增。當基板11、12移動到連通流道部110對齊於光罩模組5下方的位置時，電腦控制光罩模組5形成一與連通流道部110形狀相配合的光罩圖形51”，及兩個位在光罩圖形51”相反側的透光區52”。經由兩透光區52” 射出的雷射光束42在連通流道部110相反側的接觸面111上以形成一如圖11所示寬度漸變的光斑421”。光罩模組5的光罩圖形51”能夠根據微流道112的長流道段115的形狀及寬度變化而對應地作改變，使得光斑421”形狀能夠隨著光罩圖形51” 的變化而對應地改變。藉此，能避免光斑形成在流道內而對其表面造成損傷。

參閱圖13，是本發明雷射焊接裝置200的第二實施例，其整體結構與微流道裝置1的結合方法大致與第一實施例相同，不同處在於移載機構2及承載機構3。

在本第二實施例中，移載機構2的第二移動台23具有一可移動地連接於第一移動台22的第一導軌211的移動板231，及一可轉動地樞接於移動板231的旋轉板232。旋轉板232用以承載基板11、12並可繞縱向Z旋轉。移載機構2還包括一第三驅動總成26，第三驅動總成26為一固定於移動板231內並與旋轉板232連接的馬達，其用以帶動旋轉板232繞縱向Z旋轉。藉由移載機構2的前述設計，承載機構3能省略第一實施例的承托環312、旋轉架32及馬達33，使得光罩模組5能透過多個螺絲50直接鎖固於框架31的框架體311底端並對應於開孔315下方。

參閱圖14及圖15，是本發明雷射焊接裝置200的第三實施例，其整體結構與微流道裝置1的結合方法大致與第一實施例相同，不同處在於光罩模組5’的形式。

在本第三實施例中，光罩模組5’為一例如由金屬材質所製成的遮光板，其能透過卡合方式或者是螺絲鎖固方式可拆卸地組裝固定於環形架體321並且橫跨開孔323。欲在接觸面111、121上形成圖8所示的側焊道部131時，將圖15所示的光罩模組5’組裝固定於環形架體321，圖15的光罩模組5’呈長板形，其形狀能與圖8的長流道段115及彎曲流道段116形狀相配合，光罩模組5’能遮蔽雷射光束42的中間部分而使另一部分形成側焊道部131。此外，欲在接觸面111、121上形成圖8所示的端焊道部132時，將光罩模組5’更換為圖16所示的形狀，圖16的光罩模組5’呈圓弧形，其形狀能與圖8的入流槽113及出流槽114形狀相配合，光罩模組5’能遮蔽雷射光束42的中間部分而使另一部分形成端焊道部132。

參閱圖17及圖18，是本發明雷射焊接裝置200的第四實施例，其整體結構與微流道裝置1的結合方法大致與第一實施例相同，不同處在於光罩模組5”的形式。

在本第四實施例中，光罩模組5”為一透過物理氣相沉積(PVD)製程鍍於出光鏡片41的出光端411的遮光層。光罩模組5”呈長形，其形狀能與圖8的長流道段115及彎曲流道段116形狀相配合，光罩模組5’能遮蔽雷射光束42的中間部分而使另一部分形成側焊道部131。此外，移載機構2的結構與第二實施例的移載機構2相同。

綜上所述，各實施例的雷射焊接裝置200，藉由移載機構2帶動基板11、12移動一次的行程中，雷射光束42所形成的光斑421、421”便能在各長流道段115相反側及彎曲流道段116相反側形成兩側焊道部131，藉此，能提升焊接的速度及效率，以節省工時並降低製造成本，故確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

1········ 微流道裝置 11······· 基板 12······· 基板 110····· 連通流道部 111······ 接觸面 112····· 微流道 113····· 入流槽 114····· 出流槽 115····· 長流道段 116····· 彎曲流道段 117····· 長槽部 118····· 弧形槽部 119····· 窄流道部 120····· 寬流道部 121····· 接觸面 122····· 入流孔 123····· 出流孔 13······· 封閉焊道 131····· 側焊道部 132····· 端焊道部 200····· 雷射焊接裝置 2········ 移載機構 21······· 固定座 211····· 第一導軌 22······· 第一移動台 221····· 第二導軌 23······· 第二移動台 231····· 移動板 232····· 旋轉板 24······· 第一驅動總成 241····· 驅動馬達 242····· 導螺桿 25······· 第二驅動總成 251····· 驅動馬達 252····· 導螺桿 26······· 第三驅動總成 3········ 承載機構 31······· 框架 311····· 框架體 312····· 承托環 313····· 容置空間 314····· 安裝孔 315····· 開孔 316····· 螺絲 32······· 旋轉架 321····· 環形架體 322····· 外齒環 323····· 開孔 33······· 馬達 331····· 齒輪 4········ 雷射頭 41······· 出光鏡片 411····· 出光端 42······· 雷射光束 421····· 光斑 421’···· 光斑 421”···· 光斑 5········ 光罩模組 5’······· 光罩模組 5”······· 光罩模組 50······· 螺絲 51······· 光罩圖形 51’······ 光罩圖形 51”······ 光罩圖形 52······· 透光區 52’······ 透光區 52”······ 透光區 L········ 出光路徑 S1······· 提供基板步驟 S2······· 壓合步驟 S3······· 照射雷射光束步驟 S4······· 驅使雷射光束與微流道相對運動步驟 X········ 第一方向 Y········ 第二方向 Z········ 縱向

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 圖1是本發明雷射焊接裝置的第一實施例與兩基板的一前視圖，說明一移載機構、一承載機構、一雷射頭、一光罩模組，及該等基板之間的組裝關係； 圖2是該第一實施例的該移載機構與該等基板的一立體分解圖； 圖3是該第一實施例的該承載機構及該光罩模組的一仰視圖； 圖4是利用該第一實施例焊接一微流道裝置的一步驟流程圖； 圖5是該第一實施例與該等基板的一局部剖視圖，說明該雷射頭所射出的雷射光束穿透該等基板其中之一並至少照射在位於一微流道的兩相反側的一接觸面上； 圖6是該第一實施例與該光罩模組的一仰視圖，說明該光罩模組形成的一光罩圖形的形狀； 圖7是圖5中的該基板的一不完整俯視圖，說明該雷射光束照射在位於該微流道的一長流道段的兩相反側的該接觸面上以形成一光斑； 圖8是圖5中的該基板的一俯視圖，說明兩側焊道部及兩端焊道部共同構成一密封該微流道的封閉焊道； 圖9是該第一實施例與該光罩模組的一仰視圖，說明該光罩模組的該光罩圖形切換成不同形狀； 圖10是圖5中的該基板的一不完整俯視圖，說明該雷射光束照射在位於該微流道的一入流槽外周圍的該接觸面上以形成一光斑； 圖11是該第一實施例所使用的該基板的另一實施態樣的一不完整俯視圖，說明該長流道段具有一窄流道部、一寬流道部及一連通流道部； 圖12是該第一實施例的另一實施態樣的該光罩模組的一仰視圖，說明該光罩模組切換成不同形狀的該光罩圖形； 圖13是本發明雷射焊接裝置的第二實施例與該等基板的一局部剖視圖； 圖14是本發明雷射焊接裝置的第三實施例與該等基板的一局部剖視圖； 圖15是該第三實施例的該承載機構及該光罩模組的一仰視圖； 圖16是該第三實施例的該承載機構及該光罩模組的一仰視圖； 圖17是本發明雷射焊接裝置的第四實施例與該等基板的一局部剖視圖；及 圖18是該第四實施例的該雷射頭的一仰視圖。

11······· 基板 12······· 基板 111······ 接觸面 121····· 接觸面 200····· 雷射焊接裝置 2········ 移載機構 21······· 固定座 211····· 第一導軌 22······· 第一移動台 23······· 第二移動台 24······· 第一驅動總成 241····· 驅動馬達 25······· 第二驅動總成 251····· 驅動馬達 252····· 導螺桿 3········ 承載機構 31······· 框架 311····· 框架體 312····· 承托環 313····· 容置空間 314····· 安裝孔 315····· 開孔 316····· 螺絲 32······· 旋轉架 321····· 環形架體 322····· 外齒環 323····· 開孔 33······· 馬達 331····· 齒輪 4········ 雷射頭 41······· 出光鏡片 411····· 出光端 5········ 光罩模組 50······· 螺絲 L········ 出光路徑 Y········ 第二方向 Z········ 縱向

Claims (15)

1. 一種雷射焊接裝置，適於焊接兩個基板，各該基板具有一接觸面，該兩基板的該接觸面至少其中之一形成有一微流道，該雷射焊接裝置包含： 一雷射頭，包括一出光端，該出光端能沿一出光路徑照射出雷射光束；及 一光罩模組，設置在鄰近於該出光端且位在該出光路徑上，該光罩模組用以遮蔽該雷射光束的一部分，使該雷射光束的另一部分穿透該兩基板其中之一並至少照射在位於該微流道的兩相反側的該接觸面上，且至少能部分地減少從該出光端照射至該微流道內的量。
2. 如請求項1所述的雷射焊接裝置，其中，該光罩模組為一光罩圖形產生器，該光罩圖形產生器可被操作來根據該微流道的形狀及寬度變化而對應地形成一與該微流道形狀相配合的光罩圖形。
3. 如請求項1所述的雷射焊接裝置，其中，該光罩模組為一遮光板。
4. 如請求項1所述的雷射焊接裝置，其中，該雷射頭還包括一具有該出光端的出光鏡片，該光罩模組為一鍍於該出光鏡片的該出光端的遮光層。
5. 如請求項1所述的雷射焊接裝置，還包含一框架、一旋轉架，及一馬達，該框架套固於該雷射頭，該旋轉架可轉動地樞接於該框架底端，該光罩模組可拆卸地組裝於該旋轉架，該馬達設置於該框架用以驅動該旋轉架旋轉使其帶動該光罩模組繞一縱向相對於該雷射頭轉動。
6. 如請求項1所述的雷射焊接裝置，還包含一用以承載該兩基板的移載機構，該移載機構包括一固定座、一第一移動台、一第二移動台、一第一驅動總成，及一第二驅動總成，該第一移動台可移動地連接於該固定座，該第一驅動總成用以驅動該第一移動台沿一第一方向相對於該固定座移動，該第二移動台可移動地連接於該第一移動台且用以承載該兩基板，該第二驅動總成用以驅動該第二移動台沿一垂直於該第一方向的第二方向相對於該第一移動台移動。
7. 如請求項1所述的雷射焊接裝置，其中，該兩個基板為塑膠製。
8. 一種焊接微流道裝置的方法，包含下述步驟： 提供兩個基板，各該基板具有一接觸面，該兩基板的該接觸面相互接觸，該兩基板至少其中之一能夠讓雷射光束穿透，該兩基板其中另一能夠吸收該雷射光束，該兩基板的該接觸面至少其中之一形成有一微流道； 壓合該兩基板，使該兩基板的該接觸面緊密地接觸； 將一雷射頭所產生的該雷射光束通過一光罩模組照射至該兩基板，該光罩模組鄰近於該雷射頭的一出光端且位在一出光路徑上，該光罩模組遮蔽該雷射光束的一部分，而使另一部分穿透該兩基板其中之一並至少照射在位於該微流道的兩相反側的該接觸面上以形成一光斑；及 驅使該雷射光束與該微流道相對運動，使該光斑沿著該微流道的延伸方向運動，以將該兩基板焊接在一起。
9. 如請求項8所述的焊接微流道裝置的方法，其中，該光罩模組可被操作來根據該微流道的形狀及寬度變化而對應地形成一與該微流道形狀相配合的光罩圖形，以使該光斑形狀隨著該光罩圖形的變化而對應地改變。
10. 如請求項8所述的焊接微流道裝置的方法，其中，該光斑在該接觸面上的移動軌跡會形成兩位於該微流道相反側的側焊道部，該光斑還能夠照射在位於該微流道的兩相反端的該接觸面上以形成兩端焊道部，該兩側焊道部與該兩端焊道部構成一圍繞在該微流道外周圍且密封該微流道的封閉焊道。
11. 如請求項8所述的焊接微流道裝置的方法，其中，透過一移載機構帶動該兩基板沿一第一方向移動，及一垂直於該第一方向的第二方向移動，透過一設置於該雷射頭與該光罩模組之間的承載機構帶動該光罩模組繞一縱向旋轉，該縱向垂直於該第一方向及該第二方向。
12. 如請求項8所述的焊接微流道裝置的方法，其中，透過一移載機構帶動該兩基板沿一第一方向移動，及一垂直於該第一方向的第二方向移動，透過該移載機構帶動該兩基板繞一縱向旋轉，該縱向垂直於該第一方向及該第二方向。
13. 一種雷射焊接裝置，適於焊接兩基板，該兩基板各具有一接觸面而彼此相互接觸，該兩基板的該接觸面至少其中之一形成有一微流道，該雷射焊接裝置包含： 一雷射頭，包括一出光端，該出光端能沿一出光路徑照射出雷射光束；及 一光罩圖形，設置在該出光端與該兩基板之間且較接近於該出光端，用以部分遮蔽該雷射光束，使通過該光罩圖形的該雷射光束至少照射在位於該微流道的兩相反側的該接觸面上。
14. 一種焊接微流道裝置的方法，包含下述步驟： 疊合兩基板，該兩基板各具有一接觸面而彼此相互接觸，該兩基板的該接觸面至少其中之一形成有一微流道； 提供一雷射頭，包括一出光端，該出光端能沿一出光路徑照射出雷射光束； 提供一光罩圖形，該光罩圖形位在該出光端與該兩基板之間且較接近於該出光端；及 由該雷射頭通過該出光端照射出該雷射光束，且該雷射光束被該光罩圖形部分遮蔽，使通過該光罩圖形的該雷射光束至少照射在位於該微流道的兩相反側的該接觸面上。
15. 一種焊接微流道裝置的方法，包含下述步驟： 疊合兩基板，該兩基板各具有一接觸面而彼此相互接觸，該兩基板的該接觸面至少其中之一形成有一微流道； 提供一雷射頭，包括一出光端，該出光端能沿一出光路徑照射出雷射光束； 動態提供一光罩圖形，該光罩圖形位在該出光端與該兩基板之間，且可配合該微流道形狀而動態變化；及 由該雷射頭通過該出光端照射出該雷射光束，且該雷射光束被該光罩圖形部分遮蔽，使通過該光罩圖形的該雷射光束至少照射在位於該微流道的兩相反側的該接觸面上。

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