專(zhuān)利名稱(chēng)：芯片鍵合輔助加壓裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種芯片鍵合輔助加壓裝置，特別是涉及一種特別針對(duì)常溫鍵合成功率低和鍵合強(qiáng)度不高的微流控芯片設(shè)計(jì)的一種芯片常溫鍵合輔助加壓裝置，屬于微流控芯片加工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
微全分析系統(tǒng)(MicroTotal Analysis System, μ-TAS)是 20 世紀(jì) 90 年代中期以來(lái)影響最深遠(yuǎn)的重大科技發(fā)展之一，是融微電子學(xué)、生物學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)為一體的高度交叉的新技術(shù)。通過(guò)化學(xué)分析設(shè)備的微型化與集成化，最大限度地把分析實(shí)驗(yàn)室的功能轉(zhuǎn)移到便攜的分析設(shè)備中，最終將整個(gè)生化分析實(shí)驗(yàn)室的功能集成在一張微芯片上，因此也被稱(chēng)為“芯片實(shí)驗(yàn)室”(1^13-011-3-吐丨？，11)0。微流控芯片(Microfluidic chips) 是μ-TAS中當(dāng)前熱點(diǎn)，它以微管道為網(wǎng)絡(luò)，連接微泵、微閥、微儲(chǔ)液池、微電板、微檢測(cè)單元等具有光、電和流體輸送功能的元器件，最大限度的將樣品的制備、生物與化學(xué)反應(yīng)、分離、 檢測(cè)等基本單元集成到一塊幾平方厘米的芯片上，完成不同的生化反應(yīng)，并對(duì)起產(chǎn)物進(jìn)行分析，最集中地體現(xiàn)了將分析實(shí)驗(yàn)室的功能轉(zhuǎn)移到芯片上的思想。目前微流控芯片的常溫鍵合方法具有條件簡(jiǎn)單、制作速度快等優(yōu)點(diǎn)。該方法將清洗干凈的基片和蓋片水平放置進(jìn)行常溫鍵合，芯片之間主要靠重力作用和大氣壓力相互貼緊，鍵合過(guò)程中要求保持芯片的基片和蓋片的水平放置和均勻接觸，以實(shí)現(xiàn)緊密閉合并且各處受力一致，保證兩片相互鍵合芯片之間良好化學(xué)鍵的形成，略微的受力不均勻非常容易造成芯片的接觸不良，從而造成鍵合失敗，成功率低、封接時(shí)間長(zhǎng)、效率低而且鍵合強(qiáng)度不夠。有報(bào)道使用復(fù)雜的壓力設(shè)備，這無(wú)疑增加了芯片制作的成本，削弱了常溫鍵合的簡(jiǎn)便、對(duì)實(shí)驗(yàn)室條件要求低的優(yōu)勢(shì)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)微流控芯片常溫鍵合中容易受力不均、并且鍵合強(qiáng)度不夠的缺點(diǎn)，而提供一種芯片鍵合輔助加壓裝置。本實(shí)用新型的目的是通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。本實(shí)用新型的一種芯片鍵合輔助加壓裝置，包括限位塊、底盤(pán)、圓錐接頭、壓緊螺母、壓緊板、方形定位桿、連接桿、限位螺栓。限位塊與底盤(pán)垂直固定，底盤(pán)上加工有固定微流控芯片的定位凹臺(tái)，定位凹臺(tái)的凹面經(jīng)過(guò)磨光處理，待鍵合的基片和蓋片表面活化后合并成芯片，放入底盤(pán)的定位凹臺(tái)內(nèi)， 壓緊板的底面為平面，上表面中心加工圓錐凹槽，壓緊板壓在蓋片上；限位塊上開(kāi)有限位槽，限位槽上加工有定位通槽，限位槽的開(kāi)槽方向與底盤(pán)的定位凹臺(tái)的凹面平行；連接桿一端開(kāi)有方形連接孔，連接桿另一端開(kāi)有限位孔，且限位孔與方形連接孔開(kāi)孔方向垂直，限位孔中部加工有定位槽，壓緊螺母放置在定位槽上，限位螺栓穿過(guò)限位孔并與壓緊螺母螺紋連接；限位螺栓下端固定圓錐接頭，圓錐接頭與壓緊板的圓錐凹槽相匹配；方形定位桿的一端插入限位塊前端的限位槽，使方形定位桿只能沿限位槽橫向滑動(dòng)，在限位塊后端通過(guò)擰緊定位螺栓B使方形定位桿相對(duì)限位塊固定，方形定位桿的另一端穿過(guò)連接桿的方形連接孔，連接桿的方形連接孔上端安裝定位螺栓A，通過(guò)擰緊定位螺栓A使方形定位桿與連接桿固定。工作過(guò)程將待鍵合的基片和蓋片表面活化后合并成芯片，放入底盤(pán)的定位凹臺(tái)內(nèi)，保證定位凹臺(tái)的凹面水平，通過(guò)調(diào)整方形定位桿在限位塊的限位槽中的位置，以及連接桿相對(duì)方形定位桿的位置，使圓錐接頭對(duì)準(zhǔn)壓緊平板圓錐凹槽正上方，然后旋緊定位螺栓A和定位螺栓B固定圓錐接頭的水平位置，再旋轉(zhuǎn)壓緊螺母使圓錐接頭在限位螺栓的帶動(dòng)下垂直下移，通過(guò)圓錐凹槽與壓緊平板點(diǎn)對(duì)點(diǎn)接觸，施加下壓力，使芯片的基片和蓋片達(dá)到水平放置和均勻接觸，緊密閉合并且各處受力均勻一致，實(shí)現(xiàn)輔助加壓的目的。有益效果本實(shí)用新型的裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且制作成本較低，本實(shí)用新型的裝置能夠保證基片和蓋片的水平放置和受力均勻，有效加強(qiáng)常溫鍵合鍵的鍵合強(qiáng)度和成功率，操作簡(jiǎn)便，鍵合強(qiáng)度大，成功率高。本實(shí)用新型還可以用于紫外光膠芯片的鍵合輔助加壓，應(yīng)用范圍廣泛。

圖1為本實(shí)用新型芯片鍵合輔助加壓裝置的結(jié)構(gòu)示意圖圖2為本實(shí)用新型芯片鍵合輔助加壓裝置后視圖圖3為本實(shí)用新型芯片鍵合輔助加壓裝置軸向正視剖面圖圖中1-限位塊，2-底盤(pán)，3-圓錐接頭，4-基片，5-壓緊螺母，6_壓緊板，7_方形定位桿，8-連接桿，9-定位螺栓A，10-限位螺栓，11-定位螺栓B，12-蓋片。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。實(shí)施例本實(shí)用新型的一種芯片鍵合輔助加壓裝置，如圖1所示，包括限位塊1、底盤(pán)2、圓錐接頭3、壓緊螺母5、壓緊板6、方形定位桿7、連接桿8、限位螺栓10。限位塊1與底盤(pán)2垂直固定，底盤(pán)2上加工有固定微流控芯片的定位凹臺(tái)，定位凹臺(tái)的凹面經(jīng)過(guò)磨光處理，待鍵合的基片4和蓋片12表面活化后合并成芯片，放入底盤(pán)2的定位凹臺(tái)內(nèi)，壓緊板6的底面為平面，上表面中心加工圓錐凹槽，壓緊板6壓在蓋片12上； 限位塊1上開(kāi)有限位槽，限位槽上加工有定位通槽，限位槽的開(kāi)槽方向與底盤(pán)2的定位凹臺(tái)的凹面平行；連接桿8 —端開(kāi)有方形連接孔，連接桿8另一端開(kāi)有限位孔，且限位孔與方形連接孔開(kāi)孔方向垂直，限位孔中部加工有定位槽，壓緊螺母5放置在定位槽上，限位螺栓10 穿過(guò)限位孔并與壓緊螺母5螺紋連接；限位螺栓10下端固定圓錐接頭3，圓錐接頭3與壓緊板6的圓錐凹槽相匹配，如圖3所示；方形定位桿7的一端插入限位塊1前端的限位槽，使方形定位桿7只能沿限位槽橫向滑動(dòng)，在限位塊1后端通過(guò)擰緊定位螺栓Bll使方形定位桿7相對(duì)限位塊1固定，如圖2所示；方形定位桿7的另一端穿過(guò)連接桿8的方形連接孔， 連接桿8的方形連接孔上端安裝定位螺栓A9，通過(guò)擰緊定位螺栓A9使方形定位桿7與連接桿8固定。 將待鍵合的基片4和蓋片12表面活化后合并成芯片，放入底盤(pán)2的定位凹臺(tái)內(nèi)， 定位凹臺(tái)的凹面保證水平，通過(guò)調(diào)整方形定位桿7在限位塊1的限位槽中的位置，以及連接桿8相對(duì)方形定位桿7的位置，使圓錐接頭3對(duì)準(zhǔn)壓緊平板6圓錐凹槽正上方，然后旋緊定位螺栓A9和定位螺栓Bll固定圓錐接頭3的水平位置，再旋轉(zhuǎn)壓緊螺母5使圓錐接頭3 在限位螺栓10的帶動(dòng)下垂直下移，通過(guò)圓錐凹槽與壓緊平板6點(diǎn)對(duì)點(diǎn)接觸，施加下壓力，使芯片的基片和蓋片達(dá)到水平放置和均勻接觸，緊密閉合并且各處受力均勻一致，實(shí)現(xiàn)輔助加壓的目的。
權(quán)利要求1. 一種芯片鍵合輔助加壓裝置，其特征在于包括限位塊(1)、底盤(pán)O)、圓錐接頭(3)、 壓緊螺母(5)、壓緊板(6)、方形定位桿(7)、連接桿(8)、限位螺栓(10)；限位塊(1)與底盤(pán)( 垂直固定，底盤(pán)( 上加工有固定微流控芯片的定位凹臺(tái)，定位凹臺(tái)的凹面經(jīng)過(guò)磨光處理，待鍵合的基片(4)和蓋片(12)表面活化后合并成芯片，放入底盤(pán)O)的定位凹臺(tái)內(nèi)，壓緊板(6)的底面為平面，上表面中心加工圓錐凹槽，壓緊板(6)壓在蓋片(1 上；限位塊(1)上開(kāi)有限位槽，限位槽上加工有定位通槽，限位槽的開(kāi)槽方向與底盤(pán)( 的定位凹臺(tái)的凹面平行；連接桿(8) —端開(kāi)有方形連接孔，連接桿(8)另一端開(kāi)有限位孔，且限位孔與方形連接孔開(kāi)孔方向垂直，限位孔中部加工有定位槽，壓緊螺母(5)放置在定位槽上，限位螺栓(10)穿過(guò)限位孔并與壓緊螺母( 螺紋連接；限位螺栓(10)下端固定圓錐接頭(3)，圓錐接頭C3)與壓緊板(6)的圓錐凹槽相匹配；方形定位桿(7)的一端插入限位塊⑴前端的限位槽，使方形定位桿(7)只能沿限位槽橫向滑動(dòng)，在限位塊⑴后端通過(guò)擰緊定位螺栓B(Il)使方形定位桿(7)相對(duì)限位塊(1)固定，方形定位桿(7)的另一端穿過(guò)連接桿(8)的方形連接孔，連接桿(8)的方形連接孔上端安裝定位螺栓A (9)，通過(guò)擰緊定位螺栓A (9)使方形定位桿(7)與連接桿(8)固定。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種芯片鍵合輔助加壓裝置，屬于微流控芯片加工技術(shù)領(lǐng)域。本實(shí)用新型包括限位塊、底盤(pán)、圓錐接頭、壓緊螺母、壓緊板、方形定位桿、連接桿、限位螺栓。限位塊與底盤(pán)垂直固定，待鍵合的芯片放入底盤(pán)的定位凹臺(tái)內(nèi)，壓緊板壓在蓋片上，限位螺栓穿過(guò)限位孔并與壓緊螺母螺紋連接；限位螺栓下端固定圓錐接頭，方形定位桿的一端插入限位塊前端的限位槽，通過(guò)擰緊定位螺栓固定，方形定位桿的另一端穿過(guò)連接桿的方形連接孔，通過(guò)擰緊定位螺栓固定。本實(shí)用新型的裝置有效加強(qiáng)常溫鍵合鍵的鍵合強(qiáng)度和成功率，可廣泛應(yīng)用于微控芯片的鍵合輔助加壓。
文檔編號(hào)H01L21/603GK202084519SQ20102059801
公開(kāi)日2011年12月21日 申請(qǐng)日期2010年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月9日
發(fā)明者丁惠, 徐建棟, 李勤, 耿麗娜, 鄧玉林 申請(qǐng)人:北京理工大學(xué)