一种微流控芯片通液夹具的制作方法

本实用新型涉及微电子技术领域，更具体地说，涉及一种微流控芯片通液夹具。

背景技术：

近年来，微流控芯片在医疗、化工、生命科学、环境检测等方面得到了长足的发展。其制造材质也由最初的单晶硅、玻璃等无机物材料转移到PDMS、PMMA、COC、PP、PC等高分子聚合物，一方面降低了制造成本，另一方面扩大了微流控芯片的使用范围。

在聚合物微流控芯片中，PDMS为弹性材料，其通液方式也较为简单，直接将毛细管插入芯片的进出液口，再用硅胶密封，即可通液进行实验。硬质聚合物材料，如PMMA、COC、PP、PC等制造的微流控芯片，需要配套相应的通液夹具进行通液实验。

目前，市场上硬质材料的微流控芯片的进液方式主要为上下面的进液口进液。这种进液方式芯片其进液夹具主要分为上压板和底板两个部分。底板的作用主要是对需进液的芯片起支撑作用，另外可以通过阶梯结构对需进液的芯片进行限位，从而更好的进行进液孔口定位和夹紧。上压板上通过安装压头、密封圈、毛细管等配件，与底板配合一起完成整个通液操作。

上压板只有通过精确定位以及施加足够的压力才能保证孔口的定位精度和进液过程中的密封性。但进液孔口位置无法与压紧螺钉安装在同一轴线上，这样在施压过程中必然会产生一个力矩使上压板倾斜，从而会使密封垫圈与芯片之间产生缝隙，造成漏液。施加的压力越大，缝隙也就越大，漏液的情况也就会越严重。

综上所述，如何有效地解决通液夹具进液口位置与螺钉共轴线无法保证、漏液情况严重等问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种微流控芯片通液夹具，以解决通液夹具进液口位置与螺钉共轴线无法保证、漏液情况严重等问题。

为了达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种微流控芯片通液夹具，包括盖板和底座，所述盖板与所述底座铰接以使所述盖板在竖直面内转动，所述底座上设有下托板，所述下托板上设有用于放置芯片的卡槽，所述盖板上设有上托板，所述上托板设有用于与所述芯片配合的导液组件，所述导液组件包括与所述上托板螺纹连接的压头，所述压头与所述芯片接触的一端设有密封件，所述压头可沿竖直方向上下移动以对所述芯片进行压紧密封。

优选地，所述盖板铰接有支架，所述支架的一端设有挂耳，所述底座上设有与所述挂耳相配合以形成自锁的挂扣，所述挂耳与所述挂扣配合以对所述盖板和所述底座锁紧。

优选地，所述压头内套装有转接头，所述转接头内套装有用于通液的毛细管，所述压头与所述转接头螺纹连接。

优选地，所述支架在所述盖板的两侧对称设置。

优选地，所述上托板与所述盖板经螺钉可拆卸的固定连接。

优选地，所述上托板上设有多个用于安装所述导液组件的螺纹孔。

优选地，所述上托板为透明板。

优选地，所述底座的下方设有用于支撑的支脚，所述支脚与所述底座经螺钉固定连接。

优选地，所述底座上设有转轴，所述盖板与所述底座经所述转轴铰接。

优选地，所述盖板与所述支架经销钉铰接。

本实用新型提供的微流控芯片通液夹具，包括盖板和底座，盖板与底座铰接以使盖板在竖直面内转动，底座上设有下托板，下托板上设有用于放置芯片的卡槽，盖板上设有上托板，上托板设有用于与芯片配合的导液组件，导液组件包括与上托板螺纹连接的压头，压头与芯片接触的一端设有密封件，压头可在竖直方向上上下移动以对芯片进行压紧密封。

应用本实用新型提供的微流控芯片通液夹具，通过盖板与底座铰接以实现二者的预定位，导液组件与芯片相配合，通过压头在上托板上通过螺纹旋拧实现压头的上下移动，进而对密封件施力进行密封，以实现对芯片的通液过程。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的微流控芯片通液夹具的主视结构示意图；

图2为图1的俯视结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的微流控芯片通液夹具的原理示意图。

附图中标记如下：

支脚1、底座2、支架3、螺钉4、转轴5、毛细管6、转接头7、压头8、密封垫圈9、芯片10、上托板11、盖板12、下托板13。

具体实施方式

本实用新型实施例公开了一种微流控芯片通液夹具，以解决通液夹具进液口位置与螺钉共轴线无法保证、漏液情况严重等问题。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-图3，图1为本实用新型实施例提供的微流控芯片通液夹具的主视结构示意图；图2为图1的俯视结构示意图；图3为本实用新型实施例提供的微流控芯片通液夹具的原理示意图。

在一种具体的实施方式中，本实用新型提供的微流控芯片10通液夹具，包括盖板12和底座2，盖板12与底座2铰接以带动盖板12在竖直面内转动，底座2上设有下托板13，下托板13上设有用于放置芯片10的卡槽，底座2与下托板13优选为经可拆卸连接件进行固定，盖板12上设有与下托板13配合的上托板11，上托板11一般可通过可拆卸连接件与盖板12固定，上托板11设有用于与芯片10配合的导液组件，以实现芯片10的导液，导液组件包括与上托板11螺纹连接的压头8，压头8与芯片10接触的一端设有密封件，通过螺纹旋拧使得压头8在竖直方向上下移动，对芯片10进行压紧，保证通液的密封性。

其中，密封件具体可以为密封垫圈9，当然，在其他实施例中，也可以选择其他形式的密封件，只要能够达到相同的技术效果即可，对具体的实现形式不作限定。下托板13可通过3D打印制作，高效方便、降低夹具制作成本，提高底座2的尺寸兼容性，且精度高，可根据需要实时制作。

该装置通过盖板12与底座2铰接的方式进行配合，其精度高，可产生均衡的压紧力，且压头8通过螺纹与上托板11连接，实现对芯片10的压紧，其结构简单，有效保证通液过程中的密封性，能够提高稳定、均衡的压紧力，实现芯片10的通液。

具体的，盖板12铰接有支架3，支架3的一端设有挂耳，底座2上设有与挂耳相配合以形成自锁的挂扣，挂耳与挂扣配合以对盖板12和底座2锁紧。

为了提供稳定、均衡的压紧力，在盖板12上设置支架3，支架3的一端设有挂耳，在底座2上设置与挂耳配合的挂扣，通过挂耳和挂扣的配合对盖板12和底座2进行锁紧，形成自锁。在使用时，通过转动支架3，使得挂耳通过挂扣形成自锁，再调整压头8进而调整上托板11和下托板13之间的距离，实现对密封件的压紧，保证通液密封性。通过通液组件注射高压液体进入芯片10，完成实验后，拉起支架3，使盖板12转动，将上托板11与下托板13分离，即可取出芯片10，进行下一步的试验。在一种具体的实施例中，挂扣可优选为销钉。上述自锁方式结构简单、操作方便，且产生的压力稳定。

进一步地，压头8内套装有转接头7，转接头7内套装有用于通液的毛细管6，压头8与转接头7螺纹连接。压头8的外侧设有外螺纹，相应的上托板11上设置有与外螺纹配合的内螺纹，以实现压头8的固定，在压头8的内部设置内螺纹，转接头7上设置外螺纹，以实现转接头7和压头8的固定，在转接头7内设置毛细管6，通过毛细管6连接高压泵，将高压液体注入至芯片10。转接头7与压头8的配合处为凸型设置，相应的，压头8为凹型槽，以便于高压液体从转接头7进入至压头8内，进而对芯片10实现通液。

更进一步地，支架3在盖板12的两侧对称设置。为了对上托板11和下托板13进行更好的锁紧，在盖板12的两侧分别设置支架3，以优化压紧力，当然，在其他实施例中，也可以设置多处支架3实现上下托板13的锁紧，此处仅为较为优选的实施方式，在其他实施例中，可根据实际需要自行进行设置，均在本实用新型的保护范围内。

具体的，上托板11与盖板12经螺钉4可拆卸的固定连接。为了便于安装及拆卸，可将上托板11与盖板12通过螺钉4进行固定。当然，在其他实施例中，可跟随实际需要选择固定方式，此处仅为优选实施方案。

进一步地，上托板11上设有多个用于安装导液组件的螺纹孔。为了对不同芯片10进行试验，可在上托板11上设置多个螺纹孔，以对压头8进行安装，这样在对不同芯片10进行试验时，无需更换零部件，可直接使用。上托板11可适应多种芯片10，使得夹具具有通用性。

更进一步地，上托板11为透明板。具体的，可以为透明材料PMMA，可在实验的同时，观察流道内部情况，对实验效果更好的进行记录。当然，在其他实施例中，可根据需要自行进行设置。

具体的，底座2的下方设有用于支撑的支脚1，支脚1与底座2经螺钉固定连接。

为了防止底座2与桌面直接接触，在底座2上设置支脚1，支脚1可通过螺钉与底座2连接，其操作方便，清洁。

进一步地，底座2上设有转轴5，盖板12与底座2经转轴5铰接。盖板12通过转轴5与底座2铰接，使得盖板12可绕转轴5转动，以此控制盖板12与底座2的开合。当然，在其他实施例中，也可以选择其他形式的铰接方式，只要能够达到相同的技术效果即可。

更进一步地，盖板12与支架3经销钉铰接。为了实现支架3的旋转，可通过在盖板12上设置销钉实现支架3的旋转，使得支架3可绕销钉转动。

在一种具体的实施例中，本实用新型提供的微流控芯片10通液夹具的芯片10通过下托板13上的卡槽固定在底座2上，下托板13通过螺钉固定在底座2上，盖板12通过转轴5实现盖板12与底座2间的开合，上托板11通过螺钉固定在盖板12上，上托板11上根据预定的位置设置螺纹孔，使用时根据需要安装导液组件即可，导液组件包括转接头7、密封垫圈9和毛细管6，以完成导液和密封。支架3通过销钉与盖板12连接以实现支架3的转动，在组件装配完成后，将芯片10防止在下托板13的卡槽内，闭合盖板12使得支架3上挂耳内侧面与销钉接触，完全按下支架3，可进行通液实验。

通过毛细管6连接高压泵，注射高压液体至芯片10，完成实验后，拉起支架3，使夹具恢复初始位置，取出芯片10进行下一步的实验。

硬质微流控芯片夹具安装、操作的简便性，会对微流控芯片的推广使用起到很大的促进作用。该夹具在完成装配工作后，无需再拆卸即可连续使用。使用过程中，只需将芯片10放入指定位置，会自动进行限位和定位。更换部分零部件时操作简单，成本也较低，且其采用支架3形式的自锁结构，简洁而高效，以此提供稳定、均衡的压紧力。足够大的压紧力保证了密封压头8和芯片10间的密封垫圈9产生足够的变形，以此保证通液过程中的密封性。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。