微流控芯片超声焊接装置及焊接方法与流程

本发明属于微流控芯片制造，具体涉及一种微流控芯片超声焊接装置及焊接方法。

背景技术：

1、在聚合物微流控芯片的成型研究中，基片和盖片的键合(也即焊接)是一个重要的研究方向，也是芯片制造过程中的关键工艺。在微流控芯片基片内存在许多微坑，尺寸很小，为十几微米甚至几微米，同时还有许多微小的流道，稍有破坏就有可能影响检测结果，因此芯片键合的质量直接影响芯片检测的效果，目前微流控芯片键合方式的一种常用方式为超声焊接方式，超声焊接分为不同的焊接模式，通过震动来实现芯片的焊接，但由于微流控芯片在成型过程中，芯片厚度存在一定的偏差，芯片焊接线高度、强度不一致，因此在芯片键合后，注液后部分区域会出现漏液现象，外观也不美观。

技术实现思路

1、本发明提供一种微流控芯片超声焊接装置及焊接方法，能够解决现有技术中的传统超声焊接因微流控基片和盖片焊接线高低不平造成的各处压力不一致进而使芯片焊接线各处强度不一致的技术问题。

2、为了解决上述问题，本发明提供一种微流控芯片超声焊接装置，包括：

3、焊接平台，其上方区域设置有超声焊接组件；

4、焊接底座，置于所述焊接平台的顶面上；

5、弹性膜，其外周边缘固定连接于所述焊接底座的顶面上，以在所述弹性膜与所述焊接底座之间形成压力流体腔室，所述压力流体腔室与压力流体供给部件可控连通。

6、在一些实施方式中，还包括密封连接环，其与所述焊接底座连接，且所述密封连接环叠置于所述弹性膜的外周边缘区域，以实现所述密封连接环与所述焊接底座对所述弹性膜的夹持。

7、在一些实施方式中，所述密封连接环与所述焊接底座之间具有凹凸结构，所述弹性膜被夹持于所述凹凸结构中。

8、在一些实施方式中，所述焊接底座的顶面上构造有第一定位盲孔，所述弹性膜的底侧面上形成有第一定位柱，所述第一定位柱插装于所述第一定位盲孔内，且在所述弹性膜在压力流体的作用下发生最大弹性变形时所述第一定位柱的自由端仍处于所述第一定位盲孔内。

9、在一些实施方式中，所述弹性膜的顶面上构造有第二定位盲孔，且所述第二定位盲孔与所述第一定位柱同轴设置，所述微流控芯片的基片的底侧面上具有与所述第二定位盲孔匹配插装的第二定位柱。

10、在一些实施方式中，所述焊接底座内构造有流体供给流道，所述流体供给流道具有与所述压力流体腔室连通的流道出口以及与压力流体供给部件的送出口连接的流道入口。

11、本发明还提供一种微流控芯片超声焊接方法，采用上述的微流控芯片超声焊接装置执行，包括如下步骤：

12、将所述微流控芯片的基片、盖片依次叠置于所述弹性膜的顶面上并与所述超声焊接组件的焊接头的位置对应；

13、控制所述超声焊接组件下降使得所述焊接头与所述盖片的顶面抵触；

14、控制所述压力流体供给部件运行向所述压力流体腔室内供入目标压力的压力流体；

15、控制所述超声焊接组件运行对所述基片、盖片的焊接区域进行超声焊接。

16、在一些实施方式中，在所述基片的底面上具有第二定位柱时，所述超声焊接方法还包括：

17、将各所述第二定位柱插装于第二定位盲孔内。

18、在一些实施方式中，在所述盖片与所述基片焊接完毕后，取出所述微流控芯片，切除所述第二定位柱。

19、本发明提供的一种微流控芯片超声焊接装置及焊接方法，具有以下有益效果：

20、压力流体供给部件将具有目标压力的压力流体(气体、液体等)送入压力流体腔室内，弹性膜在压力流体的作用下发生形变，从而对置于其上并被焊接头形成上部限位的微流控芯片形成底部均匀且全面挤压，保证微流控芯片各处的压强相等，有效解决因盖片和基片厚度偏差、夹具上盖板和底板不能完全平行，造成的有的位置焊接效果好、有的位置焊接效果差的问题。

技术特征：

1.一种微流控芯片超声焊接装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的微流控芯片超声焊接装置，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的微流控芯片超声焊接装置，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的微流控芯片超声焊接装置，其特征在于，

5.根据权利要求4所述的微流控芯片超声焊接装置，其特征在于，

6.根据权利要求1所述的微流控芯片超声焊接装置，其特征在于，

7.一种微流控芯片超声焊接方法，其特征在于，采用权利要求1至6中任一项所述的微流控芯片超声焊接装置执行，包括如下步骤：

8.根据权利要求7所述的微流控芯片超声焊接方法，其特征在于，

9.根据权利要求8所述的微流控芯片超声焊接方法，其特征在于，

技术总结
本发明提供一种微流控芯片超声焊接装置及焊接方法，其中微微流控芯片超声焊接装置，包括：焊接平台，其上方区域设置有超声焊接组件；焊接底座，置于焊接平台的顶面上；弹性膜，其外周边缘固定连接于焊接底座的顶面上，以在弹性膜与焊接底座之间形成压力流体腔室，压力流体腔室与压力流体供给部件可控连通。本发明弹性膜在压力流体的作用下发生形变，从而对置于其上并被焊接头形成上部限位的微流控芯片形成底部均匀且全面挤压，保证微流控芯片各处的压强相等，有效解决因盖片和基片厚度偏差、夹具上盖板和底板不能完全平行，造成的有的位置焊接效果好、有的位置焊接效果差的问题。

技术研发人员：陈辉,刘志宇,吴大林,武啸,苏辰宇,高亚钗,牛凤晓,吴靖轩,谈晓峰,邓志国,刘强,刘东明,刘华栋,张文捷
受保护的技术使用者：北京保利微芯科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15