異質(zhì)鍵合成型裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種異質(zhì)鍵合成型裝置，包括工作臺，工作臺上固定設(shè)置吊運(yùn)物料的吊裝機(jī)構(gòu)，吊裝機(jī)構(gòu)的下方設(shè)置上板機(jī)構(gòu)、點膠機(jī)構(gòu)、上片機(jī)構(gòu)、鍵合機(jī)構(gòu)。上板機(jī)構(gòu)包括由電機(jī)驅(qū)動做上下運(yùn)動的放置第一物料的物料板。點膠機(jī)構(gòu)包括沿工作臺縱向運(yùn)動的限定第一物料的限位槽，限位槽的上方設(shè)置沿工作臺橫向和垂直運(yùn)動的點膠針頭。鍵合機(jī)構(gòu)包括定位盤，定位盤的至少一個邊設(shè)置向底部收口的傾斜角度為55～65°的導(dǎo)入槽。上片機(jī)構(gòu)包括放置第二物料的第二物料板，第二物料板的下方設(shè)置上下運(yùn)動的推板。所述吊裝機(jī)構(gòu)包括沿工作臺橫向和垂直運(yùn)動的真空吸盤。本實用新型極大的解決了異質(zhì)鍵合過程高精度定位、重復(fù)性定位以及高進(jìn)度可操控性的難題。
【專利說明】異質(zhì)鍵合成型裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種用于制作微機(jī)電領(lǐng)域產(chǎn)品的機(jī)械裝置，具體的說是一種自動化程度高的制作微流控芯片的機(jī)械裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]利用微流體芯片技術(shù)和高通量基因芯片技術(shù)可以制備一個整合型的微流控芯片，通過高度集成化和自動化技術(shù)使整個實驗室的化驗工作在這一張芯片上完成。使用微流控芯片可以一次檢測500種非培養(yǎng)微生物。與傳統(tǒng)培養(yǎng)技術(shù)相比，具有檢測通量大、檢測速度快、自動化程度高、操作簡便的特點，是醫(yī)用細(xì)菌感染檢測、個性化用藥、用藥效果監(jiān)測、工業(yè)菌種篩選、環(huán)境微生物調(diào)查和科學(xué)研究的良好工具。
[0003]微流控芯片的制備度量單位均以微米為計算單位，制作精度要求高。而且通常都涉及兩種不同材質(zhì)，尤其是高分子聚合物與玻璃的異質(zhì)鍵合過程?，F(xiàn)有的鍵合方法有使用粘合劑的方法、焊接方法、或擴(kuò)散方法。所謂使用粘合劑的方法，需要精細(xì)的調(diào)整粘合劑的量，耗費(fèi)大量的時間，鍵合的結(jié)構(gòu)容易破裂，鍵合的兩種物料容易在高濕度下分離。而且，在封裝技術(shù)中，粘合劑有可能成為污染源。使用焊接方法，鍵合的部分容易變形，并且在封裝可靠性測試中，出現(xiàn)差的溫度循環(huán)結(jié)果，還存在由于疲勞而產(chǎn)生的蠕變松弛問題。擴(kuò)散方法則需要應(yīng)用附加的靜電場產(chǎn)生高溫?zé)?，并需要使用專門的化學(xué)機(jī)制進(jìn)行表面活化。最為關(guān)鍵的是，現(xiàn)有的鍵合方法大多自動化程度不高，僅僅依靠人的操作根本無法，難以保證兩種物料的精確定位，并且人工操作重復(fù)性差、誤差大，芯片制備無法批量化生產(chǎn)。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型需要解決的技術(shù)問題是提供一種自動化程度高的制作微流控芯片的異質(zhì)鍵合成型裝置。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型所采用的技術(shù)方案是:
[0006]異質(zhì)鍵合成型裝置，包括工作臺，工作臺上固定設(shè)置吊運(yùn)物料的吊裝機(jī)構(gòu)，吊裝機(jī)構(gòu)的下方設(shè)置提升第一物料的上板機(jī)構(gòu)、對第一物料進(jìn)行點膠的點膠機(jī)構(gòu)、提升第二物料的上片機(jī)構(gòu)、鍵合機(jī)構(gòu)。
[0007]本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述吊裝機(jī)構(gòu)包括與工作臺固定連接的支架，支架上設(shè)置順工作臺的橫向布置的跨越于上板機(jī)構(gòu)、點膠機(jī)構(gòu)、鍵合機(jī)構(gòu)、上片機(jī)構(gòu)上方的絲杠橫梁，絲杠橫梁上設(shè)置沿絲杠橫梁滑動的絲杠螺母，絲杠螺母的一端豎直穿接一根由第一伺服電機(jī)驅(qū)動的絲杠豎梁，絲杠豎梁的下端連接與真空泵連接的真空吸盤，真空吸盤上設(shè)置吸附第一物料的二號吸盤和吸附第二物料的一號吸盤。
[0008]本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述上板機(jī)構(gòu)包括由電機(jī)驅(qū)動的豎直設(shè)置的絲杠，絲杠的上端通過軸承連接在由固定柱支撐的定位板上，絲杠上設(shè)置沿絲杠上下滑動的滑塊，與滑塊固定連接的滑動板上設(shè)置若干豎直穿過定位板的導(dǎo)軌，導(dǎo)軌的上端固定連接位于定位板上方用于放置第一物料的物料板，定位板上固定設(shè)置配合物料板對第一物料進(jìn)行定位的定位槽。
[0009]本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述定位板上設(shè)置與伺服電機(jī)連接的檢測導(dǎo)軌行程的光電傳感器。
[0010]本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述點膠機(jī)構(gòu)包括對第一物料限位的限位槽，限位槽的下方連接由順工作臺的縱向布置的第一絲杠驅(qū)動的第一滑塊，限位槽的外側(cè)設(shè)置順工作臺的橫向布置的第一絲杠橫梁，第一絲杠橫梁上設(shè)置沿第一絲杠橫梁滑動的第一絲杠螺母，第一絲杠螺母的端部豎直穿接由第二伺服電機(jī)驅(qū)動的第一絲杠豎梁，第一絲杠豎梁的下端設(shè)置與限位槽對應(yīng)的點膠針頭。
[0011]本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述點膠針頭通過進(jìn)給管連接活塞室，活塞室的進(jìn)膠端設(shè)置由壓縮空氣控制進(jìn)膠的膠瓶，所述膠瓶連接用于排除空氣的脫泡機(jī)構(gòu)。
[0012]本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述鍵合機(jī)構(gòu)包括對第一物料進(jìn)行定位的定位盤，定位盤上開設(shè)若干與真空室連接的對應(yīng)第一物料的真空吸附孔。
[0013]本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述定位盤的至少一個邊設(shè)置向底部收口的傾斜角度為55?65°的導(dǎo)入槽。
[0014]本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述上片機(jī)構(gòu)包括由位于支撐架內(nèi)的第二電機(jī)驅(qū)動的一根豎直設(shè)置的第二絲杠，第二絲杠的上端通過第二軸承連接在支撐架上，支撐架上方設(shè)置由若干第二固定柱支撐的第二物料板，第二物料板上開設(shè)有若干對第二物料進(jìn)行定位的固定槽，第二絲杠上設(shè)置沿第二絲杠上下滑動的第二滑塊，與第二滑塊固定連接的第二滑動板上設(shè)置若干豎直的第二導(dǎo)軌，第二導(dǎo)軌的上端固定連接位于第二物料板下方的推板，推板上設(shè)置若干對應(yīng)固定槽的推柱。
[0015]本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述工作臺設(shè)置為帶有階梯臺的柜體，柜體內(nèi)部設(shè)置電源，柜體的一側(cè)設(shè)置電源接線孔和帶有散熱風(fēng)扇的散熱孔，低層的階梯臺上設(shè)置上板機(jī)構(gòu)，高層的階梯臺上順次設(shè)置點膠機(jī)構(gòu)、鍵合機(jī)構(gòu)和上片機(jī)構(gòu)。
[0016]由于采用了上述技術(shù)方案，本實用新型取得的技術(shù)進(jìn)步是:
[0017]本實用新型是采用高精度線性直線吊裝機(jī)構(gòu)以及輔助定位裝置，高集成度、高自動化程度的完成微流控芯片的高分子聚合物與玻璃的異質(zhì)鍵合過程的設(shè)備，極大的解決了高精度定位、重復(fù)性定位以及高精度可操控性的難題。所述吊裝機(jī)構(gòu)作為運(yùn)輸物料的機(jī)構(gòu)，采用精度高的配件，運(yùn)動巧妙的絲杠橫梁、絲杠螺母配合，使包括取料、放料和鍵合過程脫離了人工操作，實現(xiàn)了高精度定位的自動化操作。所述上板機(jī)構(gòu)由電機(jī)控制逐步提升第一物料，保證吊裝機(jī)構(gòu)的真空吸盤可靠吸取第一物料，所設(shè)置的定位槽對第一物料的初步定位，為后續(xù)點膠過程精確定位奠定基礎(chǔ)，還設(shè)置檢測導(dǎo)軌行程的光電傳感器，保證工作穩(wěn)定、第一物料提升準(zhǔn)確。所述點膠機(jī)構(gòu)利用模具加工的限位槽，具有很高的精度，保證對第一物料的精準(zhǔn)定位，限位槽縱向運(yùn)動，配合點膠針頭橫向和垂直運(yùn)動，對第一物料上所需各個位置都能準(zhǔn)確點膠。點膠針頭連接脫泡機(jī)構(gòu)，采用活塞室推進(jìn)機(jī)構(gòu)，可以保證出膠量穩(wěn)定、均勻。所述鍵合機(jī)構(gòu)，其定位盤充分利用放入的第一物料本身有一定重量這一特性，采用帶有一定坡度的導(dǎo)入槽，完成第一物料的自由下落進(jìn)入定位盤內(nèi)并完成精確定位。設(shè)置真空吸附孔，吸附第一物料，防止第一物料本身發(fā)生變形引起表面不平，影響鍵合質(zhì)量。所述上片機(jī)構(gòu)準(zhǔn)確提升第二物料，工作穩(wěn)定。【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2是本實用新型工作臺的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖3是本實用新型的吊裝機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖4是本實用新型的上板機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖5是本實用新型的點膠機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖6是本實用新型的鍵合機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖7是本實用新型的上片機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖8是圖6局部放大的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]其中，1、柜體，2、機(jī)構(gòu)線路通道，3、機(jī)構(gòu)固定孔，4、散熱孔，5、電源接線孔，10、支架，11、絲杠橫梁，12、絲杠螺母，13、第一伺服電機(jī)，14、絲杠豎梁，15、真空吸盤，16、平行導(dǎo)軌，17、一號吸盤，18、二號吸盤，20、電機(jī)，21、絲杠，22、軸承，23、定位板，24、固定柱，25、滑塊，26、滑動板，27、導(dǎo)軌，28、物料板，29、定位槽，201、光電傳感器，30、進(jìn)給管，31、點膠針頭，32、限位槽，33、第一絲杠，34、第一滑塊，35、第一絲杠橫梁，36、第一絲杠螺母，37、第二伺服電機(jī)，38、第一絲杠豎梁，40、支撐架，41、第二電機(jī)，42、第二絲杠，43、第二軸承，44、第二固定柱，45、第二滑塊，46、第二滑動板，47、第二導(dǎo)軌，48、推板，49、推柱，401、第二物料板，402、固定槽，50、定位盤，51、真空吸附孔，52、導(dǎo)入槽，53、真空室，
[0027]A、工作臺，B、上板機(jī)構(gòu)，C、點膠機(jī)構(gòu)，D、鍵合機(jī)構(gòu)，E、上片機(jī)構(gòu)，F(xiàn)、吊裝機(jī)構(gòu)。
【具體實施方式】
[0028]下面結(jié)合實施例對本實用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說明:
[0029]異質(zhì)鍵合成型裝置，如圖1所示，包括工作臺A、吊裝機(jī)構(gòu)F、上板機(jī)構(gòu)B、點膠機(jī)構(gòu)C、鍵合機(jī)構(gòu)D、上片機(jī)構(gòu)E。本裝置用于完成兩種不同材質(zhì)的第一物料與第二物料鍵合過程。所述第一物料為PMMA材質(zhì)，尺寸為400mmX400mmX2mm。第二物料為玻璃材質(zhì)，尺寸為24mmX60mmX0.17mm。第一物料上均布40個配合放置第二物料的通孔，所述通孔設(shè)置為階梯狀，階梯孔的大端用于卡托第二物料，小端用于其他工藝要求。
[0030]所述工作臺如圖2所示，呈一個帶階梯的長方形柜體1結(jié)構(gòu)，作為所有精密機(jī)構(gòu)工作的承重和容納設(shè)施，工作臺的四角帶有易于操作且穩(wěn)定的水平調(diào)節(jié)裝置，工作臺的臺面在工作時能保持穩(wěn)定，且有一定的減振性能，可完成桌面水平度的調(diào)整。工作臺的桌面平整、抗壓、有硬度，安裝有穩(wěn)固的底板架，各機(jī)構(gòu)的定位孔開孔位置及孔徑偏差小，設(shè)備安裝穩(wěn)定度高。柜體內(nèi)部配置整個異質(zhì)鍵合成型裝置所需的電源，柜體的一側(cè)設(shè)置電源接線孔5。為了保證各機(jī)構(gòu)運(yùn)行穩(wěn)定、安全、高效，柜體的側(cè)面還設(shè)置了帶有散熱風(fēng)扇的散熱孔
4。柜體低處的低層階梯臺上固定安裝上板機(jī)構(gòu)B，柜體高處的高層階梯臺上臨著上板機(jī)構(gòu)B順次設(shè)置點膠機(jī)構(gòu)C、鍵合機(jī)構(gòu)D和上片機(jī)構(gòu)E，高層階梯臺點膠機(jī)構(gòu)、鍵合機(jī)構(gòu)和上片機(jī)構(gòu)的后面設(shè)置吊裝機(jī)構(gòu)F。
[0031]所述吊裝機(jī)構(gòu)F如圖3所示，它將各個機(jī)構(gòu)連接成一個整體，主要用于精確的移動物料。包括固定在工作臺高層階梯臺上的支架10，支架10的上端設(shè)置一根絲杠橫梁11，絲杠橫梁11橫跨在上板機(jī)構(gòu)B、點膠機(jī)構(gòu)C、鍵合機(jī)構(gòu)D、上片機(jī)構(gòu)E的上方。絲杠橫梁11上設(shè)置沿絲杠橫梁橫向滑動的絲杠螺母12，絲杠橫梁11安裝在一帶開口的矩形槽內(nèi)，矩形槽的開口槽對應(yīng)上板機(jī)構(gòu)B的一側(cè)。矩形槽內(nèi)設(shè)置安裝在絲杠橫梁11上的絲杠螺母12，絲杠螺母12的橫截面與矩形槽的橫截面相互對應(yīng)，絲杠螺母12的上部和下部還各自設(shè)置一個通孔，為了保證絲杠螺母12的相對穩(wěn)定，通孔內(nèi)均安裝一根與矩形槽的兩端固定的平行導(dǎo)軌16。矩形槽和平行導(dǎo)軌16作為絲杠螺母的軌道使用。絲杠螺母12的一端伸出絲杠橫梁的矩形槽的開口，并對應(yīng)在上板機(jī)構(gòu)B —側(cè)的上方，絲杠螺母12的伸出端豎直穿接絲杠豎梁14，絲杠豎梁14與絲杠螺母12為螺紋配合，絲杠豎梁14的頂部連接第一伺服電機(jī)13，絲杠豎梁14的底部連接真空吸盤15，真空吸盤設(shè)置兩組吸盤，包括吸附第一物料的二號吸盤18和吸附第二物料的一號吸盤17。如圖1所示，二號吸盤18分布在真空吸盤15的邊上，主要對應(yīng)第一物料的邊緣。一號吸盤17分布在真空吸盤15中間，位置和數(shù)量與第二物料在第一物料上位置和數(shù)量相對應(yīng)。這兩組吸盤可各自連接一真空泵控制吸盤的吸合和關(guān)閉。
[0032]所述上板機(jī)構(gòu)B如圖4所示，主要用于提升第一物料。包括固定在柜體低層階梯臺上的電機(jī)20，電機(jī)20驅(qū)動豎直設(shè)置的絲杠21。絲杠21的上端通過軸承22連接在定位板23上，定位板23由固定柱24支撐，固定柱24的下端連接在柜體低層階梯臺上。絲杠21上設(shè)置沿絲杠上下滑動的滑塊25，滑塊25固定連接一個與定位板平行的滑動板26，滑動板26上固定連接若干豎直設(shè)置的導(dǎo)軌27，導(dǎo)軌27穿過定位板上的孔，導(dǎo)軌27的上端固定連接用于放置第一物料的物料板28，物料板28位于定位板23上方，物料板28的尺寸稍小于第一物料，定位板23上固定設(shè)置配合物料板對第一物料進(jìn)行初步定位的定位槽29，定位槽的尺寸則配合第一物料，保證Μ有一定的向上移動空間，但不至于有太多空隙。所述定位板23上設(shè)置與伺服電機(jī)連接的檢測導(dǎo)軌行程的光電傳感器201，用于檢測第一物料提升的高度。
[0033]所述點膠機(jī)構(gòu)C如圖5所示，其旨在第一物料的指定位置涂覆定額的膠量，為鍵合動作提供粘合劑。所述點膠機(jī)構(gòu)設(shè)置帶有脫泡機(jī)構(gòu)的儲膠用膠瓶，膠瓶連接活塞室的進(jìn)膠端，活塞室的出膠端通過進(jìn)給管連接到點膠針頭。壓縮空氣送入膠瓶，將膠壓滿到與活塞室相連的進(jìn)給管30中，當(dāng)活塞處于上沖程時，活塞室中填滿膠，當(dāng)活塞向下推進(jìn)滴膠針頭時，膠從點膠針頭31壓出。所述點膠針頭31的下方設(shè)置對第一物料進(jìn)行高精度限位的限位槽32，該限位槽有模具加工而成，可以將定位精度控制在0.02mm以內(nèi)。如圖5所示，限位槽32的下方設(shè)置沿第一絲杠33滑動的第一滑塊34，第一滑塊34固定連接限位槽32，實現(xiàn)限位槽32沿工作臺縱向滑動。限位槽32的一側(cè)設(shè)置與吊裝機(jī)構(gòu)類似的驅(qū)動機(jī)構(gòu)，驅(qū)動點膠針頭31做橫向和垂直運(yùn)動。限位槽一側(cè)的水平橫梁上設(shè)置第一絲杠橫梁35,第一絲杠橫梁35上設(shè)置配合滑動的第一絲杠螺母36，第一絲杠螺母36的端部豎直穿接第一絲杠豎梁38，第一絲杠豎梁38與第一絲杠螺母36為螺紋配合連接，第一絲杠豎梁38的頂部設(shè)置第二伺服電機(jī)37，第一絲杠豎梁38的下端連接點膠針頭31。
[0034]所述上片機(jī)構(gòu)E如圖7所示，主要用于提升第二物料，其結(jié)構(gòu)與上板機(jī)構(gòu)類似。支撐架40內(nèi)部設(shè)置第二電機(jī)41，第二電機(jī)41驅(qū)動一根豎直設(shè)置的第二絲杠42，第二絲杠42的上端通過第二軸承43連接在支撐架40上。支撐架40上方設(shè)置由若干第二固定柱44支撐的第二物料板401，第二物料板401上開設(shè)有40個對第二物料進(jìn)行定位的固定槽402。固定槽402的尺寸略大于第二物料的尺寸，高度以滿足放置100層第二物料為準(zhǔn)。第二絲杠42上設(shè)置沿第二絲杠42上下滑動的第二滑塊45，與第二滑塊45固定連接的第二滑動板46上設(shè)置若干豎直的第二導(dǎo)軌47，第二導(dǎo)軌47的上端固定連接位于第二物料板下方的推板48，推板48上設(shè)置若干對應(yīng)固定槽的推柱49。
[0035]所述鍵合機(jī)構(gòu)D如圖6和圖8所示，用于完成第一物料和第二物料的鍵合過程。包括對第一物料進(jìn)行定位的定位盤50，定位盤50上開設(shè)若干與真空室連接的真空吸附孔51。真空吸附孔均布在定位盤上，與第一物料相對應(yīng)，當(dāng)放置了第一物料以后，真空吸附孔吸附固定第一物料，防止第一物料本身變形引起表面不平。如圖6的局部放大部分所示，所述定位盤50的四個邊設(shè)置向底部收口的傾斜角度為60°的導(dǎo)入槽52?？梢岳斫鉃樵诙ㄎ槐P的邊側(cè)設(shè)置若干向上敞開的側(cè)板。這里充分利用放入的第一物料本身有一定重量這一特性，采用帶有一定坡度的導(dǎo)入槽52，完成第一物料的自由下落進(jìn)入定位盤內(nèi)并完成精確定位。
[0036]上述各機(jī)構(gòu)還設(shè)置有對自檢時發(fā)現(xiàn)各機(jī)構(gòu)處于非正常狀態(tài)發(fā)出報警信號的報警設(shè)備。
[0037]本實用新型的具體運(yùn)行過程為:
[0038]1、機(jī)構(gòu)檢查
[0039]啟動異質(zhì)鍵合成型裝置，分別復(fù)位上板機(jī)構(gòu)、點膠機(jī)構(gòu)、上片機(jī)構(gòu)、吊裝機(jī)構(gòu)，自檢各機(jī)構(gòu)狀態(tài)是否正常，并確認(rèn)壓縮空氣狀態(tài)是否正常，真空泵以及報警設(shè)備是否正常。吊裝機(jī)構(gòu)初始狀態(tài)時，真空吸盤位于絲杠橫梁的中部，鍵合機(jī)構(gòu)的正上方。點膠機(jī)構(gòu)初始狀態(tài)時，點膠針頭位于第一絲杠橫梁的一端。
[0040]2、物料準(zhǔn)備
[0041 ] 準(zhǔn)備100片第一物料放入上板機(jī)構(gòu)的物料板上。
[0042]準(zhǔn)備40000片第二物料按要求放入上片機(jī)構(gòu)的第一物料板上。
[0043]檢查點膠機(jī)構(gòu)的膠瓶內(nèi)的存膠狀態(tài)，確認(rèn)可以工作。
[0044]3、單次的鍵合過程
[0045]上板機(jī)構(gòu)的電機(jī)接收脈沖信號啟動，帶動絲杠轉(zhuǎn)動，與絲杠配合的滑塊帶動導(dǎo)軌精確提升第一物料。
[0046]同時將啟動信號傳遞給吊裝機(jī)構(gòu)F的控制機(jī)構(gòu)，控制機(jī)構(gòu)接收并識別信號，啟動吊裝機(jī)構(gòu)，執(zhí)行以下動作:(參考圖1，假設(shè)吊裝機(jī)構(gòu)初始狀態(tài)為原點，以絲杠橫梁為X軸，上板機(jī)構(gòu)一側(cè)為X軸負(fù)方向，以絲杠豎梁為Z軸，向下為負(fù)方向。)真空吸盤在絲杠橫梁上做沿X軸負(fù)方向的直線運(yùn)動，運(yùn)動到上板機(jī)構(gòu)正上方，X軸方向停止運(yùn)動，真空吸盤在第一伺服電機(jī)的驅(qū)動下，由絲杠豎梁帶動沿Z軸向下運(yùn)動，當(dāng)真空吸盤與第一物料接觸時，Z軸停止動作，控制機(jī)構(gòu)接收信號，啟動二號吸盤吸附第一物料，隨后真空吸盤吸附第一物料沿Z軸做復(fù)位運(yùn)動。
[0047]Z軸向復(fù)位運(yùn)動完成后，上板機(jī)構(gòu)再次啟動，由光電傳感器檢測絲杠運(yùn)動行程計算第一物料的高度，當(dāng)?shù)谝晃锪系母叨刃∮谠O(shè)定值時，無法滿足真空吸盤的吸附行程時，上板機(jī)構(gòu)需進(jìn)行提升物料動作。
[0048]隨后，真空吸盤吸附著第一物料沿絲杠橫梁的X軸正方向運(yùn)動到點膠機(jī)構(gòu)的正上方，停止運(yùn)動，真空吸盤沿著Z軸向下做直線運(yùn)動，當(dāng)運(yùn)動到程序設(shè)定值時，控制機(jī)構(gòu)接收信號，并發(fā)出信號停止真空吸盤機(jī)構(gòu)的動作，同時關(guān)閉二號吸盤，釋放第一物料到限位槽，之后真空吸盤機(jī)構(gòu)沿Z軸做復(fù)位運(yùn)動。
[0049]點膠機(jī)構(gòu)接收到點膠操作信號并啟動，限位槽配合點膠針頭做沿工作臺的縱向即Y方向的運(yùn)動，點膠針頭橫向和垂直運(yùn)動，脫泡機(jī)構(gòu)和活塞室配合動作，點膠針頭沿給定軌跡進(jìn)行點膠操作。點膠完成后，點膠針頭做復(fù)位運(yùn)動，真空脫泡機(jī)停止運(yùn)行。
[0050]點膠操作完成后，吊裝機(jī)構(gòu)的控制系統(tǒng)接收信號:真空吸盤沿Ζ軸向下做直線運(yùn)動，當(dāng)運(yùn)行到程序設(shè)定位置時，真空吸盤停止運(yùn)動，同時啟動二號真空吸盤，延時Is。二號吸盤吸附了點膠過的第一物料后，真空吸盤沿Z軸向上運(yùn)動到程序設(shè)定值時，Z軸方向停止運(yùn)動。真空吸盤沿X軸開始正向運(yùn)動，運(yùn)動到鍵合機(jī)構(gòu)上方時，X軸方向停止運(yùn)動，真空吸盤沿Z軸向下運(yùn)動，達(dá)到程序設(shè)定值時，Z軸方向停止運(yùn)動并關(guān)閉二號吸盤，將第一物料置入鍵合機(jī)構(gòu)的定位盤內(nèi)，隨后真空吸盤沿Z軸向做復(fù)位運(yùn)動。
[0051]第一物料固定在鍵合機(jī)構(gòu)上，真空吸盤沿X軸正向運(yùn)動到上片機(jī)構(gòu)上方，X軸方向停止運(yùn)動，真空吸盤沿z軸向向下做直線運(yùn)動，達(dá)到程序設(shè)定值時,ζ軸方向停止直線運(yùn)動，控制系統(tǒng)接收信號，并執(zhí)行一號吸盤啟動動作，一號吸盤吸附第二物料，延時ls，真空吸盤沿Z軸做復(fù)位運(yùn)動。
[0052]復(fù)位完成后，上片機(jī)構(gòu)檢測第二物料的高度，原理同上板機(jī)構(gòu)。隨后，真空吸盤沿X軸負(fù)方向運(yùn)動到鍵合機(jī)構(gòu)正上方，X軸向停止運(yùn)動，Z軸向開始向下運(yùn)動，達(dá)到程序設(shè)定值時，Z軸向停止運(yùn)動，此時，Z軸向下運(yùn)動的位置不只是為了滿足將第二物料置入第一物料上的對應(yīng)位置，其實際上比第二物料的放置稍低，保證對第二物料施加一定壓力。之后連接真空室的第一真空泵動作，控制真空吸附孔，吸附第一物料，借助一號吸盤對第二物料的壓力，進(jìn)行第一物料與第二物料之間的鍵合，達(dá)到程序設(shè)定時間時，第一真空泵關(guān)閉，一號吸盤關(guān)閉，二號吸盤啟動，隨后真空吸盤沿Z軸向做復(fù)位運(yùn)動，復(fù)位完成后，本次鍵合任務(wù)完成，后續(xù)可根據(jù)生產(chǎn)需要將完成鍵合的物料運(yùn)送到合適的位置。
[0053]4、重復(fù)進(jìn)行下一次的鍵合運(yùn)動，直至完成100片的第一物料的鍵合。
[0054]本實用新型針對微流控芯片制備要求精度高的特點，借助機(jī)器人技術(shù)完成高自動化、聞精度的異質(zhì)鍵合。玻片、蓋板在粘合過程中，要求精度偏差不得超過0.01mm。吊裝機(jī)構(gòu)采用進(jìn)口絲杠，其誤差小于0.01mm，并用較大直徑絲杠防止大距離機(jī)械臂的形變問題。在盤片定位要求精度較高時均要求采用定位盤輔助完成盤片定位。蓋板點膠重復(fù)定位偏差小于0.01mm,運(yùn)動速度大于250mm/s,每板點膠時間不得超過3min,點膠行程不小于400mm ;出膠精度偏差小于0.0005ml，每板點膠量約1.2g。
[0055]應(yīng)該指出的是，本實用新型還可以以不同形式來實施，不應(yīng)當(dāng)理解為僅局限于文中闡述的實施例。
【權(quán)利要求】
1.異質(zhì)鍵合成型裝置，其特征在于:包括工作臺(A)，工作臺(A)上固定設(shè)置吊運(yùn)物料的吊裝機(jī)構(gòu)(F)，吊裝機(jī)構(gòu)(F)的下方設(shè)置提升第一物料的上板機(jī)構(gòu)(B)、對第一物料進(jìn)行點膠的點膠機(jī)構(gòu)(C)、提升第二物料的上片機(jī)構(gòu)(E)、鍵合機(jī)構(gòu)(D)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異質(zhì)鍵合成型裝置，其特征在于:所述吊裝機(jī)構(gòu)(F)包括與工作臺固定連接的支架(10)，支架(10)上設(shè)置順工作臺的橫向布置的跨越于上板機(jī)構(gòu)(B)、點膠機(jī)構(gòu)(C)、鍵合機(jī)構(gòu)(D)、上片機(jī)構(gòu)(E)上方的絲杠橫梁(11)，絲杠橫梁(11)上設(shè)置沿絲杠橫梁滑動的絲杠螺母(12)，絲杠螺母(12)的一端豎直穿接一根由第一伺服電機(jī)(13)驅(qū)動的絲杠豎梁(14)，絲杠豎梁(14)的下端連接與真空泵連接的真空吸盤(15)，真空吸盤(15)上設(shè)置吸附第一物料的二號吸盤(18)和吸附第二物料的一號吸盤(17)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的異質(zhì)鍵合成型裝置，其特征在于:所述上板機(jī)構(gòu)(B)包括由電機(jī)(20)驅(qū)動的豎直設(shè)置的絲杠(21)，絲杠(21)的上端通過軸承(22)連接在由固定柱(24)支撐的定位板(23)上，絲杠(21)上設(shè)置沿絲杠上下滑動的滑塊(25)，與滑塊(25)固定連接的滑動板(26)上設(shè)置若干豎直穿過定位板(23)的導(dǎo)軌(27)，導(dǎo)軌(27)的上端固定連接位于定位板(23)上方用于放置第一物料的物料板(28)，定位板(23)上固定設(shè)置配合物料板(28)對第一物料進(jìn)行定位的定位槽(29)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的異質(zhì)鍵合成型裝置，其特征在于:所述定位板(23)上設(shè)置與伺服電機(jī)連接的檢測導(dǎo)軌行程的光電傳感器(201)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異質(zhì)鍵合成型裝置，其特征在于:所述點膠機(jī)構(gòu)(C)包括對第一物料限位的限位槽 (32)，限位槽(32)的下方連接由順工作臺的縱向布置的第一絲杠 (33)驅(qū)動的第一滑塊(34)，限位槽(32)的外側(cè)設(shè)置順工作臺的橫向布置的第一絲杠橫梁(35)，第一絲杠橫梁(35)上設(shè)置沿第一絲杠橫梁(35)滑動的第一絲杠螺母(36)，第一絲杠螺母(36)的端部豎直穿接由第二伺服電機(jī)(37)驅(qū)動的第一絲杠豎梁(38)，第一絲杠豎梁(38)的下端設(shè)置與限位槽(32)對應(yīng)的點膠針頭(31)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的異質(zhì)鍵合成型裝置，其特征在于:所述點膠針頭(31)通過進(jìn)給管(30)連接活塞室，活塞室的進(jìn)膠端設(shè)置由壓縮空氣控制進(jìn)膠的膠瓶，所述膠瓶連接用于排除空氣的脫泡機(jī)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或5所述的異質(zhì)鍵合成型裝置，其特征在于:所述鍵合機(jī)構(gòu)(D)包括對第一物料進(jìn)行定位的定位盤(50)，定位盤上開設(shè)若干與真空室(53)連接的對應(yīng)第一物料的真空吸附孔(51)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的異質(zhì)鍵合成型裝置，其特征在于:所述定位盤(50)的至少一個邊設(shè)置向底部收口的傾斜角度為55~65°的導(dǎo)入槽(52)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2或5所述的異質(zhì)鍵合成型裝置，其特征在于:所述上片機(jī)構(gòu)(E)包括由位于支撐架(40)內(nèi)的第二電機(jī)(41)驅(qū)動的一根豎直設(shè)置的第二絲杠(42)，第二絲杠(42)的上端通過第二軸承(43)連接在支撐架(40)上，支撐架(40)上方設(shè)置由若干第二固定柱(44)支撐的第二物料板(401)，第二物料板(401)上開設(shè)有若干對第二物料進(jìn)行定位的固定槽(402)，第二絲杠(42)上設(shè)置沿第二絲杠(42)上下滑動的第二滑塊(45)，與第二滑塊(45)固定連接的第二滑動板(46)上設(shè)置若干豎直的第二導(dǎo)軌(47)，第二導(dǎo)軌(47)的上端固定連接位于第二物料板(401)下方的推板(48)，推板(48)上設(shè)置若干對應(yīng)固定槽(402)的推柱(49)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2或5所述的異質(zhì)鍵合成型裝置，其特征在于:所述工作臺(A)設(shè)置為帶有階梯臺的柜體(1)，柜體(1)內(nèi)部設(shè)置電源，柜體的一側(cè)設(shè)置電源接線孔(5)和帶有散熱風(fēng)扇的散熱孔(4)，低層的階梯臺上設(shè)置上板機(jī)構(gòu)(B)，高層的階梯臺上順次設(shè)置點膠機(jī)構(gòu)(C)、鍵合機(jī)構(gòu)(D)和上 片機(jī)構(gòu)(E)。
【文檔編號】B81C3/00GK203498072SQ201320557082
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年9月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月9日
【發(fā)明者】白向陽 申請人:江陰迪林生物電子技術(shù)有限公司