本發(fā)明屬于自動化裝備技術領域，涉及自動點膠方法，尤其是一種基于微流控芯片的分液點膠方法。

背景技術：

微量點膠分液技術已經廣泛應用于微電子領域中的微小零件的固定與保護。根據點膠閥點膠方法機理的不同可分為接觸式點膠方法與非接觸式點膠方法。針對高黏度膠粘劑微量點膠分液技術的設備結構比較復雜，多采用接觸式點膠方法，造價較高，并且由于需要控制的參數較多，很難實現(xiàn)精密微量點膠分液操作，尤其在航空航天微小器件的膠粘接和封裝過程中還普遍存在著工人利用手工進行涂膠操作，效率低下、一致性差、生產成過本高。

噴射式點膠方法為代表的非接觸式點膠技術消除了點膠裝置在Z軸方向上的位移所用時間，因此大大提高了點膠效率，傳統(tǒng)的噴射式點膠閥采用撞針配合進氣裝置的方式實現(xiàn)膠粘劑的噴射。在公開的中國專利文獻中可見噴射式膠閥裝置的技術信息如公開號為CN201008812Y公開的一種噴射式點膠閥。然而由于噴頭的直徑很小，很難實現(xiàn)高粘度微小膠滴的點膠操作；此外撞針與噴頭的撞擊會產生噪音，并且會造成撞針頭部與噴頭的接觸部分的變形與消耗，影響點膠的一致性，由于撞針與噴頭屬于高硬度高強度零件，造價高昂。

此外，現(xiàn)有技術中的接觸式與非接觸式的點膠分液設備很難實現(xiàn)高效、低能的高粘度膠粘劑的微量分液點膠。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術問題是：提供一種基于微流控芯片的分液點膠方法，制造成本低、維護方便、一致性好、點膠效率高，并且能夠實現(xiàn)高黏度膠粘劑的微量分液點膠。

本發(fā)明的技術方案如下：

所述基于微流控芯片的分液點膠方法采用一種基于微流控芯片的點膠閥，所述基于微流控芯片的點膠閥由閥體、閥芯、氣路接頭組成。其中閥體為左右結構，分為左閥體和右閥體；氣路接頭具有兩種類型，進氣口接頭和出氣口接頭。

左閥體主體為半圓柱體，上端面為定位平面，下端為半圓錐，半圓柱體中心為貫穿左閥體軸心的圓柱通槽；左閥體的圓柱面設計正方形安裝平面，安裝平面與半圓柱體豎直平面平行；安裝平面四個邊角位置處，具有螺紋連接孔用于緊固件連接右閥體；安裝平面中心具有貫穿左閥體徑向通孔。

右閥體結構與左閥體結構相同。

閥芯為“十”字圓柱結構，豎直方向為主閥芯，水平方向為輔助閥芯。主閥芯中心為貫穿的膠路，用于注射膠體；輔助閥芯中心為貫穿的氣路，用于噴射氣體；膠路與氣路交叉連通，氣路中噴射的氣體可以將膠路中流動的膠液切斷。

主閥芯膠路的頂端為注射器連接口，用于閥芯與膠液注射器接口連接；膠路以氣路為界分為兩段，上段膠路和下段膠路。上段膠路為漏斗孔，收口于氣路；下段膠路為圓柱通孔，孔徑大小與漏斗孔的下端孔徑相同。根據所使用膠液黏度以及膠滴顆粒度的不同，上段膠路漏斗孔的錐度設計為系列值，同時下段膠路通孔直徑也為系列值。

輔助閥芯氣路根據氣體通過的先后順序依次為進氣連接口、進氣段、出氣段和出氣連接口，進氣段與出氣段以膠路為界。進氣連接口用于安裝進氣口接頭，出氣連接口用于安裝出氣口接頭。進氣段和出氣段均具有兩種結構，等徑通孔和變徑通孔，變徑通孔均收口于膠路。氣路分別具有如下結構形式：A型：進氣連接口、等徑進氣段、等徑出氣段和出氣連接口；B型：進氣連接口、變徑進氣段、變徑出氣段和出氣連接口；C型：進氣連接口、變徑進氣段、等徑出氣段。

選擇C型氣路的閥芯時，右閥體的安裝平面中心安裝有氣路電磁閥，等徑出氣段開口與氣路電磁閥連通，氣路電磁閥的通斷可以實現(xiàn)等徑出氣段與外部的接通和斷開。

根據膠路所選擇膠液的黏度和點膠的速度，從A、B、C型氣路閥芯中選擇。

膠路的選用：

當膠液黏度大于10000cps時，膠路漏斗孔選用錐度為1:5；

當膠液黏度大于3000cps且小于10000cps時，膠路漏斗孔選用錐度為1:10；

當膠液黏度小于3000cps時，膠路漏斗孔選用錐度為1:18。

氣路的選用：

點膠速度大于350mm/s時，氣路選用C型；

點膠速度大于100mm/s且小于350mm/s時，氣路選用B型；

點膠速度小于100mm/s時，氣路選用A型。

根據上述膠路和氣路的選用情況，閥芯共具有9種結構。

使用方法：

(1)根據膠液黏度和點膠速度，從9種結構閥芯中選擇合適性能參數閥芯；

(2)輔助閥芯伸入左閥體和右閥體的徑向通孔，同時主閥芯位于左閥體和右閥體拼接后的中心圓柱通槽內；

(3)使用緊固螺栓，通過安裝平面的螺紋連接孔實現(xiàn)左閥體和右閥體的固定連接，并將閥芯固定在閥體中心內；

(4)若選用A型或者B型氣路閥芯，輔助閥芯進氣連接口安裝進氣口接頭，出氣連接口安裝出氣口接頭；

若選用C型氣路閥芯，輔助閥芯進氣連接口安裝進氣口接頭，出氣段端口安裝氣路電磁閥；

(5)注射器連接口與膠液注射器接口(圖中未示出)連接，進氣口接頭與進氣管(圖中未示出)連接，出氣口接頭與出氣管(圖中未示出)連接，氣路電磁閥與電磁閥控制器(圖中未示出)連接，進氣管、出氣管分別與氣體供應控制裝置(圖中未示出)連接；

(6)膠液注射器控制進入膠路中的膠液量和膠液流動速度，氣體供應控制裝置控制氣路進氣和排氣的時間、頻率、氣壓，進氣段中的瞬時高壓氣體穿過膠路從出氣段排除從而切斷膠路，實現(xiàn)膠滴點膠。

使用過程中氣路控制方案：

A型或者B型氣路閥芯：膠路通膠過程中，進氣段和出氣段通入保壓氣壓氣體，防止膠液滲入氣路；需要切斷膠路時，進氣段充氣形成高壓環(huán)境，出氣段抽氣形成負壓環(huán)境，且嚴格控制充氣和抽氣的時間和壓力，實現(xiàn)瞬間切斷膠路中的膠液；膠路中膠液切斷后，立刻給進氣段和出氣段通入保壓氣壓氣體。

C型氣路閥芯：膠路通膠過程中，進氣段通入保壓氣壓氣體，出氣段出口處的氣路電磁閥關閉，防止膠液滲入氣路；需要切斷膠路時，進氣段充氣形成高壓環(huán)境，氣路電磁閥打開，控制充氣的時間和壓力，并確保充氣和氣路電磁閥打開同時進行，實現(xiàn)瞬間切斷膠路中的膠液；膠路中膠液切斷后，立刻給進氣段通入保壓氣壓氣體，同時將氣路電磁閥關閉。

本發(fā)明的效果和益處是：

(1)該基于微流控芯片的點膠閥，可以根據實際需求更換不同尺寸溝道的微流控芯片，所述微流控芯片可采用PMMA材料，通過超聲波壓印形成所需溝道尺寸，價格低廉，操作方便；

(2)所述基于微流控芯片的點膠閥利用氣泵將膠粘劑噴射，避免了點膠閥的Z軸移動，提高了點膠效率；

(3)通過利用微流控芯片中的橫向溝道配合斷膠氣壓的配合，可是實現(xiàn)微小膠滴的點膠操作；

(4)所述基于微流控芯片的點膠閥具有熱輔助功能，可對膠粘劑進行加熱，從而降低膠粘劑粘度，配合通過超聲波壓印形成的微尺寸溝道能夠實現(xiàn)現(xiàn)有技術基礎上的更高粘度膠粘劑的點膠；

附圖說明

圖1點膠閥結構示意圖。

圖2左閥體結構示意圖。

圖3點膠閥截面圖。

圖4 A型氣路閥芯截面圖。

圖5 B型氣路閥芯截面圖。

圖6 C型氣路閥芯截面圖。

圖7 C型氣路閥芯安裝截面圖。

圖中：1左閥體；2右閥體；3閥芯；4進氣口接頭；5出氣口接頭；11安裝平面；12定位平面；13圓柱通槽；14徑向通孔；30閥芯體；31注射器連接口；32上段膠路；33下段膠路；34進氣連接口；35等徑進氣段；36等徑出氣段；37出氣連接口；351變徑進氣段；361變徑出氣段；51氣路電磁閥。

具體實施方式

下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。

所述基于微流控芯片的分液點膠方法采用一種基于微流控芯片的點膠閥，由閥體、閥芯3、氣路接頭組成。其中閥體為左右結構，分為左閥體1和右閥體2；氣路接頭具有兩種類型，進氣口接頭4和出氣口接頭5。

左閥體1主體為半圓柱體，上端面為定位平面，下端為半圓錐，半圓柱體中心為貫穿左閥體軸心的圓柱通槽13；左閥體1的圓柱面設計正方形安裝平面，安裝平面與半圓柱體豎直平面平行；安裝平面四個邊角位置處，具有螺紋連接孔用于緊固件連接右閥體；安裝平面中心具有貫穿左閥體徑向通孔14。

右閥體2結構與左閥體1結構相同。

閥芯3為“十”字圓柱結構，豎直方向為主閥芯，水平方向為輔助閥芯。主閥芯中心為貫穿的膠路，用于注射膠體；輔助閥芯中心為貫穿的氣路，用于噴射氣體；膠路與氣路交叉連通，氣路中噴射的氣體可以將膠路中流動的膠液切斷。

主閥芯膠路的頂端為注射器連接口，用于閥芯3與膠液注射器接口連接；膠路以氣路為界分為兩段，上段膠路32和下段膠路33。上段膠路32為漏斗孔，收口于氣路；下段膠路33為圓柱通孔，孔徑大小與漏斗孔的下端孔徑相同。根據所使用膠液黏度以及膠滴顆粒度的不同，上段膠路漏斗孔的錐度設計為系列值，同時下段膠路通孔直徑也為系列值。

輔助閥芯氣路根據氣體通過的先后順序依次為進氣連接口34、進氣段、出氣段和出氣連接口37，進氣段與出氣段以膠路為界。進氣連接口34用于安裝進氣口接頭3，出氣連接口37用于安裝出氣口接頭5。進氣段和出氣段均具有兩種結構，等徑通孔和變徑通孔，變徑通孔均收口于膠路。氣路分別具有如下結構形式：A型：進氣連接口34、等徑進氣段35、等徑出氣段36和出氣連接口37；B型：進氣連接口34、變徑進氣段351、變徑出氣段361和出氣連接口37；C型：進氣連接口34、變徑進氣段351、等徑出氣段36。

選擇C型氣路的閥芯時，右閥體的安裝平面中心安裝有氣路電磁閥51，等徑出氣段開口36與氣路電磁閥51連通，氣路電磁閥51的通斷可以實現(xiàn)等徑出氣段與外部的接通和斷開。

根據膠路所選擇膠液的黏度和點膠的速度，從A、B、C型氣路閥芯中選擇。

膠路的選用：

當膠液黏度大于10000cps時，膠路漏斗孔選用錐度為1:5；

當膠液黏度大于3000cps且小于10000cps時，膠路漏斗孔選用錐度為1:10；

當膠液黏度小于3000cps時，膠路漏斗孔選用錐度為1:18。

氣路的選用：

點膠速度大于350mm/s時，氣路選用C型；

點膠速度大于100mm/s且小于350mm/s時，氣路選用B型；

點膠速度小于100mm/s時，氣路選用A型。

根據上述膠路和氣路的選用情況，閥芯共具有9種結構。

使用方法：

(1)根據膠液黏度和點膠速度，從9種結構閥芯3中選擇合適性能參數閥芯3；

(2)輔助閥芯伸入左閥體1和右閥體2的徑向通孔14，同時主閥芯位于左閥體1和右閥體2拼接后的中心圓柱通槽13內；

(3)使用緊固螺栓，通過安裝平面的螺紋連接孔實現(xiàn)左閥體1和右閥體2的固定連接，并將閥芯3固定在閥體中心內；

(4)若選用A型或者B型氣路閥芯3，輔助閥芯進氣連接口34安裝進氣口接頭4，出氣連接口37安裝出氣口接頭5；

若選用C型氣路閥芯，輔助閥芯進氣連接口34安裝進氣口接頭4，出氣段端口37安裝氣路電磁閥51；

(5)注射器連接口與膠液注射器接口(圖中未示出)連接，進氣口接頭4與進氣管(圖中未示出)連接，出氣口接頭5與出氣管(圖中未示出)連接，氣路電磁閥51與電磁閥控制器(圖中未示出)連接，進氣管、出氣管分別與氣體供應控制裝置(圖中未示出)連接；

(6)膠液注射器控制進入膠路中的膠液量和膠液流動速度，氣體供應控制裝置控制氣路進氣和排氣的時間、頻率、氣壓，進氣段中的瞬時高壓氣體穿過膠路從出氣段排除從而切斷膠路，實現(xiàn)膠滴點膠。

使用過程中氣路控制方案：

A型或者B型氣路閥芯：膠路通膠過程中，進氣段和出氣段通入保壓氣壓氣體，防止膠液滲入氣路；需要切斷膠路時，進氣段充氣形成高壓環(huán)境，出氣段抽氣形成負壓環(huán)境，且嚴格控制充氣和抽氣的時間和壓力，實現(xiàn)瞬間切斷膠路中的膠液；膠路中膠液切斷后，立刻給進氣段和出氣段通入保壓氣壓氣體。

C型氣路閥芯：膠路通膠過程中，進氣段通入保壓氣壓氣體，出氣段出口處的氣路電磁閥關閉，防止膠液滲入氣路；需要切斷膠路時，進氣段充氣形成高壓環(huán)境，氣路電磁閥打開，控制充氣的時間和壓力，并確保充氣和氣路電磁閥打開同時進行，實現(xiàn)瞬間切斷膠路中的膠液；膠路中膠液切斷后，立刻給進氣段通入保壓氣壓氣體，同時將氣路電磁閥關閉。

該基于微流控芯片的點膠閥，可以根據實際需求更換不同尺寸溝道的微流控芯片，所述微流控芯片可采用PMMA材料，通過超聲波壓印形成所需溝道尺寸。

上面所述的實施例僅僅是對本發(fā)明的實施方式進行描述，并非對本發(fā)明的構思和范圍進行限定。在不脫離本發(fā)明設計構思的前提下，本領域普通人員對本發(fā)明的技術方案做出的各種變型和改進，均應落入到本發(fā)明的保護范圍，本發(fā)明的范圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和范圍內的所有變化囊括在本發(fā)明內，不應將權利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權利要求。