專利名稱：用于芯片對準和鍵合的全自動卡盤裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于生物醫(yī)藥方面用的微流控芯片卡盤裝置，特別是指一種用于芯片對準和鍵合的全自動卡盤裝置。
背景技術：
微流控芯片是90年代末期發(fā)展起來的一項高新技術，從它的分析性能看，其未來的應用領域將十分廣泛，但目前的重點顯然在生物醫(yī)藥方面。
微流控芯片的出現(xiàn)不僅可使珍貴的生物試樣與試劑消耗大大降低到微升甚至納升級，而且使分析速度成十倍成百倍地提高，費用成十倍、成百倍地下降，從而為分析測試技術普及到千家萬戶創(chuàng)造了條件。
目前制備微流控芯片常規(guī)方法是采用熱壓鍵合法，其是一種使用較為普遍的方法。在熱壓鍵合法中，卡盤對芯片的對準精度和鍵合質(zhì)量起著決定性的作用。目前國內(nèi)外已有一些結構不同，原理各異的卡盤。使用這些卡盤來制備微流控芯片，自動化程度不高，需要很多人為的輔助工作，例如把芯片放到卡盤上、芯片在卡盤上的初定位以及將卡盤送到鍵合腔都需要人來參與。當用這些卡盤對微流控芯片進行大批量生產(chǎn)時，其生產(chǎn)效率是很低的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服上述裝置自動化程度不高和生產(chǎn)效率低的缺點，而提供一種制備微流控芯片的輔助的全自動的生產(chǎn)效率高的卡盤裝置。
本發(fā)明的一種用于芯片對準和鍵合的全自動卡盤裝置，包括卡盤、機械手、預對準撥動機構、對準撥動機構和鍵合撥動機構，其中卡盤用于裝卡基片和蓋片；機械手用于搬運卡盤；預對準撥動機構用于自動卡緊基片和蓋片并對基片進行初定位；而對準撥動機構和鍵合撥動機構都用于自動松卡基片和蓋片。其中，撥動機構根據(jù)工位的不同分為預對準撥動機構、對準撥動機構和鍵合撥動機構，三個不同的撥動機構分別安裝在預對準臺、對準臺和鍵合臺上。
卡盤的卡盤體上有卡盤定位孔，卡盤定位孔通過卡盤定位柱將卡盤安裝在卡盤吸盤上，卡盤體的側面有左搬運孔和右搬運孔，右搬運孔內(nèi)有防滑鍵槽；載物臺上有三個基片定位柱，載物臺表面有真空溝道及真空孔；載物臺、真空彎管接頭、卡緊機構、卡爪限位環(huán)、基片定位撥鉗和撥鉗限位柱安裝在卡盤體上，真空彎管接頭安裝在卡盤體的缺口處，構成卡盤。卡緊機構在卡爪限位環(huán)內(nèi)運動，卡爪的一端通過螺帽安裝在卡爪支撐桿上，卡爪的另一端有防滑墊片，卡爪支撐桿上有凸臺，壓縮彈簧套裝在凸臺與卡爪之間，卡爪支撐桿的端部安裝有被動撥桿?；ㄎ粨茔Q通過轉銷安裝在卡盤體上，拉伸彈簧安裝在彈簧掛釘上。
預對準撥動機構，主動撥桿和圓柱凸輪安裝在伸出臂上，伸出臂安裝在被動齒輪上，筆形氣缸安裝在筆形氣缸支架上，筆形氣缸支架通過螺釘安裝在機座上；被動齒輪、主動齒輪、電機固定在機座上。真空管接頭和卡盤定位柱安裝在卡盤吸盤上，卡盤吸盤上有真空溝道、真空孔、伸出臂讓位凹口，卡盤吸盤和機座固定安裝在預對準臺的底座上，構成預對準撥動機構。
對準撥動機構，主動撥桿和圓柱凸輪安裝在伸出臂上，伸出臂安裝在被動齒輪上，被動齒輪和主動齒輪、電機固定在機座上，真空管接頭安裝在卡盤吸盤的真空孔上，卡盤定位柱安裝在卡盤吸盤上，卡盤吸盤上有撥鉗埋入凹口、卡爪埋入凹口，機座和卡盤吸盤安裝在對隹臺的底座上，構成對準撥動機構。
鍵合撥動機構，主動撥桿和圓柱凸輪安裝在伸出臂上，伸出臂安裝在被動齒輪上，被動齒輪、主動齒輪和電機安裝在機座上，卡盤定位柱安裝在卡盤定位柱支架上，卡盤定位柱支架安裝在下鍵合頭上，下鍵合頭上有三個螺釘埋入凹口，下鍵合頭和機座安裝在鍵合臺的底座上，構成鍵合撥動機構。
機械手，右搬運指上安裝有擋板，小氣缸安裝在小氣缸支架上，拉伸彈簧安裝在兩個拉伸彈簧掛鉤上，左搬運指、右搬運指、塑料吸盤和小氣缸支架安裝在機械手的支臂上，構成機械手，機械手通過手腕安裝在機器人的末端手臂上。
利用該卡盤裝置對基片和蓋片進行對準和鍵合，可以使制備微流控芯片的整個過程實現(xiàn)全自動化，從而提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。
本發(fā)明的卡盤裝置優(yōu)點是1、由于實現(xiàn)了微流控芯片制備的全自動化，所以該裝置可以裝備在流水線上，進行流水線作業(yè)，從而大大提高生產(chǎn)效率，降低每個微流控芯片的制造成本；2、利用該卡盤裝置，對準臺上的兩個光學鏡頭就可以放在卡盤的下方對芯片進行對準，這樣，整個對準臺的結構比較緊湊，體積也明顯減小了；3、由于兩個光學鏡頭是放在卡盤的下方來對芯片進行對準的，所以可以大大降低外部振動對光學鏡頭的干擾，從而提高了芯片的對準精度；4、利用該卡盤裝置，只要根據(jù)微流控芯片尺寸選用相應型號的載物臺，就可以在一定范圍內(nèi)制備不同尺寸的微流控芯片；
5、可以根據(jù)基片上微溝道的形狀和位置來設計加工載物臺上的真空溝道，讓載物臺上的真空溝道避開基片上的微溝道，以保證微流控芯片良好的鍵合質(zhì)量。


圖1是本發(fā)明卡盤的結構示意圖。
圖2是圖1的仰視圖。
圖3是本發(fā)明卡緊機構的結構示意圖。
圖4是本發(fā)明基片定位撥鉗的結構示意圖。
圖5是本發(fā)明預對準撥動機構的結構示意圖。
圖6是圖5的仰視圖。
圖7是本發(fā)明預對準卡盤裝置的工作示意圖。
圖8是本發(fā)明對準撥動機構的結構示意圖。
圖9是圖8的仰視圖。
圖10是本發(fā)明對準卡盤裝置的工作示意圖。
圖11是本發(fā)明鍵合撥動機構的結構示意圖。
圖12是本發(fā)明鍵合卡盤裝置的工作示意圖。
圖13是本發(fā)明機械手的結構示意圖。
圖中1.左搬運孔 2.卡盤體 3.卡盤定位孔 4.基片定位柱 5.載物臺6.缺口 7.真空彎管接頭 8.卡緊機構 9.右搬運孔10.卡爪限位環(huán)11.真空溝道 12.真空孔 13.基片定位撥鉗 14.撥鉗限位柱15.螺釘 16.防滑墊片17.卡爪18.卡爪支撐桿 19.被動撥桿20.壓縮彈簧 21.螺帽22.左定位撥桿 23.左支架 24.右定位撥桿25.右支架26.轉銷27.拉伸彈簧28.彈簧掛釘 29.蓋片30.基片101.機座 102.卡盤吸盤 103.卡盤定位柱 104.伸出臂105.主動撥桿106.圓柱凸輪 107.被動齒輪 108.主動齒輪 109.電機 110.真空溝道111.真空孔 112.伸出臂讓位凹口113.筆形氣缸支架114.筆形氣缸 115.螺釘 116.真空管接頭201.機座 202.載物臺真空供給孔 203.伸出臂204.主動撥桿205.圓柱凸輪 206.卡盤定位柱 207.被動齒輪 208.主動齒輪 209.電機210.卡盤吸盤 211.撥鉗埋入凹口 212.卡爪埋入凹口213.真空溝道 214.卡盤吸盤真空供給孔215.載物臺真空供給管接頭216.卡盤吸盤真空供給管接頭301.機座 302.卡盤定位柱 303.卡盤定位柱支架 304.圓柱凸輪305.主動撥桿 306.伸出臂 307.下鍵合頭 308.螺釘頭埋入凹口309.被動齒輪 310.主動齒輪311.電機401.小氣缸支架402.拉伸彈簧掛鉤 403.擋板404.拉伸彈簧 405.小氣缸 406.右搬運指 407.擋塊 408.手腕409.支臂 410.塑料吸盤411.左搬運指具體實施方式
下面將結合附圖對本發(fā)明作詳細的說明。
本發(fā)明是一種用于芯片對準和鍵合的全自動卡盤裝置，包括卡盤、撥動機構、機械手，其撥動機構根據(jù)工位的不同可分為預對準撥動機構、對準撥動機構和鍵合撥動機構，三個不同的撥動機構分別安裝在預對準臺、對準臺和鍵合臺上。
卡盤由左搬運孔1、卡盤體2、卡盤定位孔3、基片定位柱4、載物臺5、缺口6、真空彎管接頭7、卡緊機構8、右搬運孔9、卡爪限位環(huán)10、真空溝道11、真空孔12、基片定位撥鉗13、撥鉗限位柱14和螺釘15組成，卡盤體2上有卡盤定位孔3，卡盤定位孔3通過卡盤定位柱103將卡盤安裝在卡盤吸盤102上，卡盤體2的側面有左搬運孔1和右搬運孔9，右搬運孔9內(nèi)有防滑鍵槽，載物臺5上有三個基片定位柱4，載物臺5表面有真空溝道11及真空孔12，載物臺5、真空彎管接頭7、卡緊機構8、卡爪限位環(huán)10、基片定位撥鉗13和撥鉗限位柱14安裝在卡盤體2上，真空彎管接頭7安裝在卡盤體2的缺口6處，構成卡盤。卡緊機構8在卡爪限位環(huán)10內(nèi)運動。
卡緊機構8由防滑墊片16、卡爪17、卡爪支撐桿18、被動撥桿19、壓縮彈簧20和螺帽21構成，卡爪17的一端通過螺帽21安裝在卡爪支撐桿18上，卡爪17的另一端有防滑墊片16，卡爪支撐桿18上有凸臺，壓縮彈簧20套裝在凸臺與卡爪17之間，卡爪支撐桿18的端部安裝有被動撥桿19。
基片定位撥鉗13由左定位撥桿22、左支架23、右定位撥桿24、右支架25、轉銷26、拉伸彈簧27和彈簧掛釘28組成，基片定位撥鉗13通過轉銷26安裝在卡盤體2上，拉伸彈簧27安裝在彈簧掛釘28上。
預對準撥動機構由機座101、卡盤吸盤102、卡盤定位柱103、伸出臂104、主動撥桿105、圓柱凸輪106、被動齒輪107、主動齒輪108、電機109、真空溝道110、真空孔111、伸出臂讓位凹口112、筆形氣缸支架113、筆形氣缸114、螺釘115和真空管接頭116組成，主動撥桿105和圓柱凸輪106安裝在伸出臂104上，伸出臂104安裝在被動齒輪107上，筆形氣缸114安裝在筆形氣缸支架113上，筆形氣缸支架113通過螺釘115安裝在機座101上，被動齒輪107、主動齒輪108、電機109固定在機座101上，真空管接頭116和卡盤定位柱103安裝在卡盤吸盤102上，卡盤吸盤102上有真空溝道110、真空孔111、伸出臂讓位凹口112，卡盤吸盤102和機座101固定安裝在預對準臺的底座上，構成預對準撥動機構。
對準撥動機構由機座201、真空孔202、伸出臂203、主動撥桿204、圓柱凸輪205、卡盤定位柱206、被動齒輪207、主動齒輪208、電機209、卡盤吸盤210、撥鉗埋入凹口211、卡爪埋入凹口212、真空溝道213、真空孔214、卡盤真空供給管接頭215和卡盤吸盤真空供給管接頭216組成，主動撥桿204和圓柱凸輪205安裝在伸出臂203上，伸出臂203安裝在被動齒輪207上，被動齒輪207和主動齒輪208、電機109固定在機座201上，真空管接頭215、216安裝在卡盤吸盤210的真空孔202、214上，卡盤定位柱206安裝在卡盤吸盤210上，卡盤吸盤210上有撥鉗埋入凹口211、卡爪埋入凹口212，機座201和卡盤吸盤210安裝在對隹臺的底座上，構成對準撥動機構。
鍵合撥動機構由機座301、卡盤定位柱302、卡盤定位柱支架303、圓柱凸輪304、主動撥桿305、伸出臂306、下鍵合頭307、螺釘埋入凹口308、被動齒輪309、主動齒輪310和電機311組成；主動撥桿305和圓柱凸輪304安裝在伸出臂306上，伸出臂306安裝在被動齒輪309上，被動齒輪309、主動齒輪310和電機311安裝在機座301上，卡盤定位柱302安裝在卡盤定位柱支架303上，卡盤定位柱支架303安裝在下鍵合頭307上，下鍵合頭307上有三個螺釘埋入凹口308，下鍵合頭307和機座301安裝在鍵合臺的底座上，構成鍵合撥動機構。
機械手由小氣缸支架401、拉伸彈簧掛鉤402、擋板403、拉伸彈簧404、小氣缸405、右搬運指406、擋塊407、手腕408、支臂409、塑料吸盤410和左搬運指411組成，右搬運指406上安裝有擋板403和擋塊407，小氣缸405安裝在小氣缸支架401上，拉伸彈簧404安裝在兩個拉伸彈簧掛鉤402上，左搬運指411、右搬運指406、塑料吸盤410和小氣缸支架401安裝在機械手的支臂409上，構成機械手，機械手通過手腕408安裝在機器人的末端手臂上。
微流控芯片是指把基片和蓋片鍵合在一起的用于分離液體分子以便于分析和檢測液體成份的一種專用工具。芯片包括基片30和蓋片29。
本發(fā)明的全自動卡盤裝置的獨特設計解釋為(A)載物臺5上加工的用于吸附基片30的真空溝道11的形狀和位置能根據(jù)基片30上微溝道的形狀、位置以及芯片的大小作靈活設計，以排除真空溝道對芯片鍵合質(zhì)量的負面影響；另外，載物臺5表面噴涂有防粘層，以防止基片30在鍵合后粘附在載物臺5上。
(B)卡盤體2上安裝有基片定位撥鉗13，它和基片定位柱4以及筆形氣缸114協(xié)同工作能實現(xiàn)基片30的自動初定位，而撥鉗限位柱14用于限制基片定位撥鉗13的初始位置。
(C)被動齒輪(107、207、309)上分別安裝有主動撥桿(105、204、305)和圓柱凸輪(106、205、304)，可以控制卡盤卡緊機構8上的卡爪17按一定的時序關系作上下運動和轉動，以實現(xiàn)基片30和蓋片29的自動卡緊和放松。
(D)卡盤體2上安裝有卡緊機構8以及卡爪限位環(huán)10，它們和撥動機構協(xié)同工作能實現(xiàn)基片30和蓋片29的自動卡緊和放松，而卡爪限位環(huán)10的作用是限制卡爪17的卡緊位置和松開位置。
(E)在卡盤體2上設計有兩個缺口6，當機械手將卡盤倒扣在卡盤吸盤210上的時候，卡盤不會與安裝在被動齒輪207上的伸出臂203及安裝在伸出臂203上的主動撥桿204和圓柱凸輪205發(fā)生碰撞。
(F)卡盤吸盤102、210上分別安裝有卡盤定位柱103、206并加工有真空溝道110、213，便于定位和吸附卡盤。
(G)卡盤吸盤210上安裝有真空管接頭215，以便通過卡盤吸盤210上的真空孔202與安裝在載物臺5上的真空彎管接頭7連通，為載物臺5上的真空溝道11提供真空源。
(H)卡爪17末端貼有防滑墊片16，以防止在搬運卡盤的過程中基片30和蓋片29滑動錯位，影響基片30和蓋片29的對準精度。
(I)卡盤體2上設計有兩個用于搬運的通孔(左搬運孔01和右搬運孔09)，其中右搬運孔9還加工有防滑鍵槽，以防止卡盤從機械手上滑脫。
(J)機械手上除了安裝有吸附芯片的塑料吸盤410外，還安裝有兩個搬運指(左搬運指411和右搬運指406)，用于搬運卡盤，其中又在右搬運指406上安裝有擋板403和擋塊407，而在右搬運指406根部安裝有拉伸彈簧404和小氣缸405，這樣，當右搬運指406插進右搬運孔09的時候，小氣缸405驅動擋板403，讓右搬運指406旋轉一定角度，使擋塊407擋在卡盤上離開防滑鍵槽的位置，從而可以防止卡盤從機械手上滑脫。當要釋放卡盤時，小氣缸405斷開氣源，右搬運指406在拉伸彈簧404的作用下回位，從而擋塊407也回到防滑鍵槽的位置，然后機械手就可以從卡盤中抽出。
預對準卡盤裝置(如圖7所示)負責裝片以及基片30的初定位。工作時，機械手先把卡盤放到卡盤吸盤102上，卡盤吸盤102上的真空溝道110產(chǎn)生真空將卡盤吸住，機械手再把基片30放到載物臺5上并由筆形氣缸114驅動基片定位撥鉗13對基片30進行初定位，然后機械手再把蓋片29放到基片30上，最后通過撥動機構驅動卡緊機構8將基片30和蓋片29卡緊在載物臺5上，此時松開基片定位撥鉗13并撤消真空。
機械手從預對準卡盤裝置上取下已經(jīng)裝好基片30和蓋片29的卡盤，并把卡盤翻轉180度倒扣在對準卡盤裝置(如圖10所示)的卡盤吸盤210上，卡盤吸盤210開真空將卡盤吸住，然后對準運動平臺(平臺表面上刻有真空溝道)向上運動頂在蓋片29上，此時松開卡緊機構，同時載物臺5和對準運動平臺上的真空溝道產(chǎn)生真空將基片30和蓋片29分別吸住，而后對準運動平臺再向下運動，將基片30和蓋片29分離并進行精確對準，最后對準運動平臺向上運動，將精確對準后的基片30和蓋片29合在一起并由卡緊機構進行卡緊，此時撤消所有真空，對準完畢。
機械手從對準卡盤裝置上取下對準完畢的卡盤，并把卡盤再翻轉180度后正放在鍵合卡盤裝置(如圖12所示)的下鍵合頭307上，同時鍵合臺上的上鍵合頭向下運動壓在蓋片29上同時也將卡盤壓緊，而后松開卡緊機構對基片30和蓋片29進行鍵合，鍵合完后再由卡緊機構將鍵合好的微流控芯片卡緊在卡盤上，最后，再由機械手把卡盤送出。
經(jīng)本發(fā)明的全自動卡盤裝置制備的微流控芯片，可廣泛應用于生物醫(yī)藥方面、環(huán)境監(jiān)測、食品衛(wèi)生，刑事科學及國防方面也會成為重要的應用領域。
權利要求
1.一種用于芯片對準和鍵合的全自動卡盤裝置，包括卡盤、撥動機構，其特征在于還包括機械手，其撥動機構根據(jù)工位的不同可分為預對準撥動機構、對準撥動機構和鍵合撥動機構，三個不同的撥動機構分別安裝在預對準臺、對準臺和鍵合臺上，卡盤由左搬運孔(1)、卡盤體(2)、卡盤定位孔(3)、基片定位柱(4)、載物臺(5)、缺口(6)、真空彎管接頭(7)、卡緊機構(8)、右搬運孔(9)、卡爪限位環(huán)(10)、真空溝道(11)、真空孔(12)、基片定位撥鉗(13)、撥鉗限位柱(14)和螺釘(15)組成，卡盤體(2)上有卡盤定位孔(3)，卡盤定位孔(3)通過卡盤定位柱(103)將卡盤安裝在卡盤吸盤(102)上，卡盤體(2)的側面有左搬運孔(1)和右搬運孔(9)，右搬運孔(9)內(nèi)有防滑鍵槽，載物臺(5)上有三個基片定位柱(4)，載物臺(5)表面有真空溝道(11)及真空孔(12)，載物臺(5)、真空彎管接頭(7)、卡緊機構(8)、卡爪限位環(huán)(10)、基片定位撥鉗(13)和撥鉗限位柱(14)安裝在卡盤體(2)上，真空彎管接頭(7)安裝在卡盤體(2)的缺口(6)處，構成卡盤，卡緊機構(8)在卡爪限位環(huán)(10)內(nèi)運動，其，卡緊機構(8)由防滑墊片(16)、卡爪(17)、卡爪支撐桿(18)、被動撥桿(19)、壓縮彈簧(20)和螺帽(21)構成，卡爪(17)的一端通過螺帽(21)安裝在卡爪支撐桿(18)上，卡爪(17)的另一端有防滑墊片(16)，卡爪支撐桿(18)上有凸臺，壓縮彈簧(20)套裝在凸臺與卡爪(17)之間，卡爪支撐桿(18)的端部安裝有被動撥桿(19)，其，基片定位撥鉗(13)由左定位撥桿(22)、左支架(23)、右定位撥桿(24)、右支架(25)、轉銷(26)、拉伸彈簧(27)和彈簧掛釘(28)組成，基片定位撥鉗(13)通過轉銷(26)安裝在卡盤體(2)上，拉伸彈簧(27)安裝在彈簧掛釘(28)上；預對準撥動機構由機座(101)、卡盤吸盤(102)、卡盤定位柱(103)、伸出臂(104)、主動撥桿(105)、圓柱凸輪(106)、被動齒輪(107)、主動齒輪(108)、電機(109)、真空溝道(110)、真空孔(111)、伸出臂讓位凹口(112)、筆形氣缸支架(113)、筆形氣缸(114)、螺釘(115)和真空管接頭(116)組成，主動撥桿(105)和圓柱凸輪(106)安裝在伸出臂(104)上，伸出臂(104)安裝在被動齒輪(107)上，筆形氣缸(114)安裝在筆形氣缸支架(113)上，筆形氣缸支架(113)通過螺釘(115)安裝在機座(101)上，被動齒輪(107)、主動齒輪(108)、電機(109)固定在機座(101)上，真空管接頭(116)和卡盤定位柱(103)安裝在卡盤吸盤(102)上，卡盤吸盤(102)上有真空溝道(110)、真空孔(111)、伸出臂讓位凹口(112)，卡盤吸盤(102)和機座(101)固定安裝在預對準臺的底座上，構成預對準撥動機構；對準撥動機構由機座(201)、真空孔(202)、伸出臂(203)、主動撥桿(204)、圓柱凸輪(205)、卡盤定位柱(206)、被動齒輪(207)、主動齒輪(208)、電機(209)、卡盤吸盤(210)、撥鉗埋入凹口(211)、卡爪埋入凹口(212)、真空溝道(213)、真空孔(214)、卡盤真空供給管接頭(215)和卡盤吸盤真空供給管接頭(216)組成，主動撥桿(204)和圓柱凸輪(205)安裝在伸出臂(203)上，伸出臂(203)安裝在被動齒輪(207)上，被動齒輪(207)和主動齒輪(208)、電機(109)固定在機座(201)上，真空管接頭(215、216)安裝在卡盤吸盤(210)的真空孔(202、214)上，卡盤定位柱(206)安裝在卡盤吸盤(210)上，卡盤吸盤(210)上有撥鉗埋入凹口(211)、卡爪埋入凹口(212)，機座(201)和卡盤吸盤(210)安裝在對隹臺的底座上，構成對準撥動機構；鍵合撥動機構由機座(301)、卡盤定位柱(302)、卡盤定位柱支架(303)、圓柱凸輪(304)、主動撥桿(305)、伸出臂(306)、下鍵合頭(307)、螺釘埋入凹口(308)、被動齒輪(309)、主動齒輪(310)和電機(311)組成，主動撥桿(305)和圓柱凸輪(304)安裝在伸出臂(306)上，伸出臂(306)安裝在被動齒輪(309)上，被動齒輪(309)、主動齒輪(310)和電機(311)安裝在機座(301)上，卡盤定位柱(302)安裝在卡盤定位柱支架(303)上，卡盤定位柱支架(303)安裝在下鍵合頭(307)上，下鍵合頭(307)上有三個螺釘埋入凹口(308)，下鍵合頭(307)和機座(301)安裝在鍵合臺的底座上，構成鍵合撥動機構；機械手由小氣缸支架(401)、拉伸彈簧掛鉤(402)、擋板(403)、拉伸彈簧(404)、小氣缸(405)、右搬運指(406)、擋塊(407)、手腕(408)、支臂(409)、塑料吸盤(410)和左搬運指(411)組成，右搬運指(406)上安裝有擋板(403)和擋塊(407)，小氣缸(405)安裝在小氣缸支架(401)上，拉伸彈簧(404)安裝在兩個拉伸彈簧掛鉤(402)上，左搬運指(411)、右搬運指(406)、塑料吸盤(410)和小氣缸支架(401)安裝在機械手的支臂(409)上，構成機械手，機械手通過手腕(408)安裝在機器人的末端手臂上。
2.根據(jù)權利要求1所述的全自動卡盤裝置，其特征在于，載物臺(5)上的真空溝道(11)的形狀和位置根據(jù)基片(30)上的微溝道的形狀、位置、大小而定，以排除真空溝道(11)對芯片鍵合質(zhì)量的負面影響，載物臺(5)表面可噴涂防粘層，以防止芯片在鍵合后粘附在載物臺(5)上。
3.根據(jù)權利要求1所述的全自動卡盤裝置，其特征在于，卡盤體(2)上的基片定位撥鉗(13)、基片定位柱(4)，以及機座(101)上的筆形氣缸(114)協(xié)同工作實現(xiàn)基片(30)自動初定位，撥鉗限位柱(14)用于限制基片定位撥鉗(13)的初始位置。
4.根據(jù)權利要求1所述的全自動卡盤裝置，其特征在于，被動齒輪(107、207、309)上分別安裝有主動撥桿(105、204、305)和圓柱凸輪(106、205、304)，可以控制卡緊機構(8)上的卡爪(17)按一定的時序關系作上下運動和轉動，實現(xiàn)芯片的自動卡緊和放松。
5.根據(jù)權利要求1所述的全自動卡盤裝置，其特征在于，卡盤吸盤(102、210)上分別有卡盤定位柱(103、206)，以及真空溝道(110、213)，便于定位和吸附卡盤。
6.根據(jù)權利要求1所述的全自動卡盤裝置，其特征在于，卡盤吸盤(210)上的真空管接頭(215)用于將卡盤吸盤(210)上的真空孔(202)與載物臺(5)上的真空彎管接頭(7)連通，為載物臺(5)上的真空溝道(11)提供真空源。
7.根據(jù)權利要求1所述的全自動卡盤裝置，其特征在于，卡爪(17)末端貼有防滑墊片(16)，以防止在搬運卡盤的過程中芯片滑動錯位，影響芯片的對準精度。
8.根據(jù)權利要求1所述的全自動卡盤裝置，其特征在于，在卡盤體(2)上設計兩個缺口(6)，使機械手將卡盤倒扣在卡盤吸盤(210)上的時候，卡盤不會與安裝在被動齒輪(207)上的伸出臂(203)及安裝在伸出臂(203)上的主動撥桿(204)和圓柱凸輪(205)發(fā)生碰撞。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于芯片對準和鍵合的全自動卡盤裝置，包括卡盤、機械手、預對準撥動機構、對準撥動機構和鍵合撥動機構，其中卡盤用于裝卡基片和蓋片；機械手用于搬運卡盤；預對準撥動機構用于自動卡緊基片和蓋片并對基片進行初定位；而對準撥動機構和鍵合撥動機構都用于自動松卡基片和蓋片；利用該卡盤裝置對基片和蓋片進行對準和鍵合，可以使制備微流控芯片的整個過程實現(xiàn)全自動化，從而提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。經(jīng)本發(fā)明的全自動卡盤裝置制備的微流控芯片，可廣泛應用于生物醫(yī)藥方面、環(huán)境監(jiān)測、食品衛(wèi)生，刑事科學及國防方面也會成為重要的應用領域。
文檔編號C12Q1/68GK1480725SQ03150228
公開日2004年3月10日 申請日期2003年7月22日 優(yōu)先權日2003年7月22日
發(fā)明者宗光華, 畢樹生, 于靖軍, 孫明磊, 余志偉, 梁鑄 申請人:北京航空航天大學