專利名稱：塑料微流控芯片自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于生物醫(yī)藥方面用的微流控芯片的自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)裝置。
背景技術(shù)：
微流控芯片是90年代末期發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)高新技術(shù)，從它的分析性能看，其未來(lái)的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⑹謴V泛，但目前的重點(diǎn)顯然在生物醫(yī)藥方面。
微流控芯片的出現(xiàn)不僅可使珍貴的生物試樣與試劑消耗大大降低到微升甚至納升級(jí)，而且使分析速度成十倍百倍地提高，費(fèi)用成十倍、百倍地下降，從而為分析測(cè)試技術(shù)普及到千家萬(wàn)戶創(chuàng)造了條件。
目前對(duì)準(zhǔn)芯片常規(guī)采用的是帶卡盤的方法，卡盤不但結(jié)構(gòu)復(fù)雜而且操作也不靈活，這就使它在運(yùn)送芯片的過(guò)程中不能準(zhǔn)確地保持芯片的對(duì)準(zhǔn)精度，從而就會(huì)產(chǎn)生一定的對(duì)準(zhǔn)誤差。此外，使用卡盤來(lái)制備微流控芯片，自動(dòng)化程度不高，需要很多人為的輔助工作，例如把片子放到卡盤上、片子在卡盤上的初定位以及將卡盤送到鍵合臺(tái)都需要人來(lái)參與。所以當(dāng)需要進(jìn)行大批量生產(chǎn)微流控芯片時(shí)，其生產(chǎn)效率就會(huì)顯得很低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)解決問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種不使用卡盤，而采用熱熔接的方法來(lái)對(duì)對(duì)準(zhǔn)好的芯片進(jìn)行預(yù)聯(lián)接，然后再進(jìn)一步進(jìn)行鍵合的自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)裝置。
本發(fā)明的塑料微流控芯片自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)裝置，至少應(yīng)包括減振裝置、光學(xué)子系統(tǒng)、四軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、鏡頭位置調(diào)節(jié)裝置、粗定位裝置、蓋片操作裝置、預(yù)聯(lián)接裝置，所述的減振裝置由隔振橡膠墊和減振臺(tái)構(gòu)成，減振臺(tái)安裝在隔振橡膠墊上；底座安裝在減振臺(tái)上，運(yùn)動(dòng)平臺(tái)支撐板與底座之間安裝有四根大支柱，載物臺(tái)與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)支撐板之間安裝有四根小支柱，運(yùn)動(dòng)平臺(tái)支撐板上設(shè)有供光學(xué)鏡頭通過(guò)的兩個(gè)通孔，四軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)安裝在運(yùn)動(dòng)平臺(tái)支撐板上，蓋片操作裝置通過(guò)操作臂同Z軸移動(dòng)平臺(tái)連接，載物臺(tái)的兩對(duì)邊上分別安裝有兩個(gè)導(dǎo)軌氣缸，兩個(gè)導(dǎo)軌氣缸上分別連接有預(yù)聯(lián)接裝置，兩個(gè)預(yù)聯(lián)接裝置的中間安放有蓋片操作裝置；所述的光學(xué)子系統(tǒng)由兩套自動(dòng)變焦調(diào)焦的光學(xué)鏡頭和CCD攝像頭構(gòu)成，光學(xué)鏡頭安裝在鏡頭支架上，鏡頭支架穿過(guò)底座中心的孔安裝在減振臺(tái)上；CCD攝像頭安裝在鏡頭座上，鏡頭座安裝在減振臺(tái)上；所述的四軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)由X軸、Y軸和Z軸移動(dòng)平臺(tái)、繞Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)和連接板構(gòu)成，Z軸移動(dòng)平臺(tái)通過(guò)連接板與Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)連接，Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)通過(guò)連接板與Y軸移動(dòng)平臺(tái)連接，Y軸移動(dòng)平臺(tái)固連在X軸移動(dòng)平臺(tái)上，X軸移動(dòng)平臺(tái)安裝在運(yùn)動(dòng)平臺(tái)支撐板上；所述的粗定位裝置由筆形氣缸支架、筆形氣缸、拉伸彈簧、彈簧懸掛螺釘、轉(zhuǎn)軸螺釘、定位拔片、定位拔桿、定位柱、真空溝道構(gòu)成，筆形氣缸支架安裝在載物臺(tái)的側(cè)面上，筆形氣缸安裝在筆形氣缸支架上，定位拔片通過(guò)轉(zhuǎn)軸螺釘安裝在載物臺(tái)上，定位拔片同筆形氣缸相對(duì)處為凹槽，凹槽相對(duì)面為V形口，V形口的兩端部安裝有定位拔桿，定位拔片上設(shè)有供拉伸彈簧固定的螺釘；所述的蓋片操作裝置由操作臂、蓋片吸盤、柔性柱、真空接頭、調(diào)節(jié)螺母構(gòu)成，蓋片吸盤的上端面安裝有三個(gè)柔性柱，三個(gè)柔性柱分別通過(guò)調(diào)節(jié)螺母安裝在操作臂上，蓋片吸盤的下端面設(shè)有真空溝道，真空接頭的一端安裝在蓋片吸盤的真空溝道上，另一端穿過(guò)操作臂上的孔。
微流控芯片是生物醫(yī)藥領(lǐng)域的易耗品，其廣泛的應(yīng)用前景亟待芯片批量化生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)。自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)臺(tái)作為微流控芯片自動(dòng)化生產(chǎn)線系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備之一，它的出現(xiàn)給微流控芯片的制作帶來(lái)了以下優(yōu)點(diǎn)①提高了基蓋片間的對(duì)準(zhǔn)精度。自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)能消除人為因素影響。②改善了芯片的質(zhì)量。自動(dòng)化生產(chǎn)能保證穩(wěn)定的芯片質(zhì)量。③大大提高了芯片制作的效率。


圖1是本發(fā)明裝置的正視圖。
圖2是圖1的右視圖。
圖3是光學(xué)子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是四軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的正視圖。
圖5是圖4右視圖。
圖6是粗定位裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7是蓋片操作裝置的正視圖。
圖8是圖7的仰視圖。
圖中1.隔振橡膠墊2.減振臺(tái)3.底座4.大支柱5.運(yùn)動(dòng)平臺(tái)支撐板6.小支柱7.載物臺(tái)8.四軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)
9.蓋片操作裝置 10.預(yù)聯(lián)接裝置 10′.預(yù)聯(lián)接裝置11.導(dǎo)軌氣缸11′.導(dǎo)軌氣缸 12.光學(xué)子系統(tǒng) 13.粗定位裝置701.定位柱 702.真空溝道 801.X軸移動(dòng)平臺(tái)802.Y軸移動(dòng)平臺(tái)803.Z軸移動(dòng)平臺(tái)804.Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)805.L形連接板 806.連接板901.操作臂 902.蓋片吸盤 903.真空接頭 904.柔性柱A905.柔性柱B906.柔性柱C907.調(diào)節(jié)螺母 908.真空溝道1201.鏡頭座B 1202.定位塊1203.定位塊擋塊1204.CCD攝像頭B1205.光學(xué)鏡頭B 1206.鏡頭支架B 1207.鏡頭座A 1208.CCD攝像頭A1209.光學(xué)鏡頭A 1210.鏡頭支架A1301.筆形氣缸支架 1302.筆形氣缸 1303.拉伸彈簧 1304.螺釘1305.轉(zhuǎn)軸螺釘 1306.定位拔片 1307.定位拔桿具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
請(qǐng)參見圖1～2所示，本發(fā)明的塑料微流控芯片(芯片由蓋片和基片組成)自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)裝置，包括7個(gè)子系統(tǒng)，其中減振裝置，用以降低振動(dòng)對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響，從而提高圖像質(zhì)量；光學(xué)子系統(tǒng)12，用以采集芯片上的標(biāo)記圖像，然后通過(guò)一定的圖像處理算法可以得到芯片上標(biāo)記間的位置偏差；四軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)8，用以調(diào)整蓋片對(duì)于基片的相對(duì)位置，從而使個(gè)芯片上的標(biāo)記對(duì)準(zhǔn)；鏡頭位置調(diào)節(jié)裝置，用以調(diào)整兩個(gè)鏡頭間的中心距，以使該對(duì)準(zhǔn)裝置適用于不同大小的芯片；粗定位裝置13，用以對(duì)載物臺(tái)7上的基片進(jìn)行自動(dòng)粗定位，使基片上標(biāo)記落在鏡頭的視場(chǎng)以內(nèi)；蓋片操作裝置9，用以吸附蓋片，并由四軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)8驅(qū)動(dòng)對(duì)蓋片的位置進(jìn)行精密定位，最后再通過(guò)柔性柱904、905、906產(chǎn)生的彈性壓力把蓋片緊緊地壓在基片上；預(yù)聯(lián)接裝置10，用以把對(duì)準(zhǔn)好的基片和蓋片預(yù)先輕輕地聯(lián)接在一起。該塑料微流控芯片的基片、蓋片間的自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)，其對(duì)準(zhǔn)精度高于3μm，采用顯微視覺(jué)伺服的控制方式實(shí)現(xiàn)基片、蓋片上標(biāo)記間的對(duì)準(zhǔn)，進(jìn)而達(dá)到基片、蓋片對(duì)準(zhǔn)之目的。
在本發(fā)明中，減振裝置由隔振橡膠墊1和減振臺(tái)2構(gòu)成，減振臺(tái)2安裝在隔振橡膠墊1上。隔振橡膠墊1用以隔開外部振動(dòng)源；減振臺(tái)2用以減小振動(dòng)對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。底座3安裝在減振臺(tái)2上，運(yùn)動(dòng)平臺(tái)支撐板5與底座3之間安裝有四根大支柱4，載物臺(tái)7與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)支撐板5之間安裝有四根小支柱6，運(yùn)動(dòng)平臺(tái)支撐板5上設(shè)有供光學(xué)鏡頭通過(guò)的兩個(gè)通孔，四軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)8安裝在運(yùn)動(dòng)平臺(tái)支撐板5上，蓋片操作裝置9通過(guò)操作臂901同Z軸移動(dòng)平臺(tái)803連接，載物臺(tái)7的兩對(duì)邊上分別安裝有兩個(gè)導(dǎo)軌氣缸11、11′，兩個(gè)導(dǎo)軌氣缸11、11′上分別連接有預(yù)聯(lián)接裝置10、10′，兩個(gè)預(yù)聯(lián)接裝置10、10′的中間安放有蓋片操作裝置9。(如圖1、圖4、圖5所示)所述的光學(xué)子系統(tǒng)12由兩套自動(dòng)變焦調(diào)焦的光學(xué)鏡頭和CCD攝像頭構(gòu)成，兩套光學(xué)子系統(tǒng)12的結(jié)構(gòu)相同，安裝過(guò)程為光學(xué)鏡頭安裝在鏡頭支架上，鏡頭支架穿過(guò)底座3中心的孔安裝在減振臺(tái)2上；CCD攝像頭安裝在鏡頭座上，鏡頭座安裝在減振臺(tái)2上；兩個(gè)光學(xué)鏡頭，用以將標(biāo)記成像于CCD的電荷耦合芯片上；兩個(gè)CCD攝像頭，用以將圖像的光學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)并存儲(chǔ)下來(lái)。所述的鏡頭位置調(diào)節(jié)裝置由定位塊1202和定位塊擋塊1203構(gòu)成，定位塊擋塊1203安裝在鏡頭座B 1201上，鏡頭座B 1201安裝在減振臺(tái)2上。鏡頭座B1201，用以安裝CCD攝像頭B 1204和光學(xué)鏡頭B 1205；定位塊1202，用以確定兩個(gè)光學(xué)鏡頭1205和1209之間的中心距；定位塊擋塊1203，用以讓鏡頭座B 1201沿其兩邊滑動(dòng)，并用定位塊1202定位，進(jìn)而調(diào)整兩個(gè)光學(xué)鏡頭1205和1209之間的中心距。(如圖1、圖2、圖3所示)所述的四軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)8由X軸移動(dòng)平臺(tái)801、Y軸移動(dòng)平臺(tái)802和Z軸移動(dòng)平臺(tái)803、繞Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)804和連接板A 805、連接板B 806構(gòu)成，Z軸移動(dòng)平臺(tái)803通過(guò)連接板A 805與Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)804連接，Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)804通過(guò)連接板B 806與Y軸移動(dòng)平臺(tái)802連接，Y軸移動(dòng)平臺(tái)802固連在X軸移動(dòng)平臺(tái)801上，X軸移動(dòng)平臺(tái)801安裝在運(yùn)動(dòng)平臺(tái)支撐板5上。三個(gè)移動(dòng)平臺(tái)(801、802、803)，用以驅(qū)使蓋片實(shí)現(xiàn)三個(gè)正交方向的平動(dòng)；一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)804，用以驅(qū)使蓋片實(shí)現(xiàn)沿垂直方向的轉(zhuǎn)動(dòng)。(如圖4、圖5所示)所述的粗定位裝置13由筆形氣缸支架1301、筆形氣缸1302、拉伸彈簧1303、彈簧懸掛螺釘1304、轉(zhuǎn)軸螺釘1305、定位拔片1306、定位拔桿1307、定位柱、真空溝道構(gòu)成，筆形氣缸支架1301安裝在載物臺(tái)7的側(cè)面上，筆形氣缸1302安裝在筆形氣缸支架1301上，定位拔片1306通過(guò)轉(zhuǎn)軸螺釘1305安裝在載物臺(tái)7上，定位拔片1306同筆形氣缸1302相對(duì)處為凹槽，凹槽相對(duì)面為V形口，V形口的兩端部安裝有定位拔桿1307，定位拔片1306上設(shè)有供拉伸彈簧1303固定的螺釘1304。小氣缸支架1301，用以安裝筆形氣缸1302；筆形氣缸1302，用以推動(dòng)定位拔片1306；拉伸彈簧1303，用以讓定位拔片1306在筆形氣缸1302的推桿縮回時(shí)自動(dòng)回位；彈簧懸掛螺釘1304，用以懸掛拉伸彈簧1303；轉(zhuǎn)軸螺釘1305，用以作為定位拔片1306的轉(zhuǎn)軸；定位拔片1306，用以帶動(dòng)定位拔桿1307，并撥動(dòng)基片使其靠在定位柱701上；定位拔桿1307，用以撥動(dòng)基片使其靠在定位柱701上；定位柱701，用以讓基片靠在其邊緣上，起定位作用；真空溝道702，用以吸附并固定基片。(如圖6所示)所述的蓋片操作裝置9由操作臂901、蓋片吸盤902、真空接頭903、調(diào)節(jié)螺母907、三個(gè)柔性柱構(gòu)成，蓋片吸盤902的上端面安裝有三個(gè)柔性柱，三個(gè)柔性柱分別通過(guò)調(diào)節(jié)螺母907安裝在操作臂901上，蓋片吸盤902的下端面設(shè)有真空溝道908，真空接頭903的一端安裝在蓋片吸盤902的真空溝道908上，另一端穿過(guò)操作臂901上的孔。操作臂901用以安裝蓋片操作裝置9的其它零件，并接受四軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)8產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)，從而使蓋片操作裝置9對(duì)蓋片進(jìn)行各種操作；蓋片吸盤902通過(guò)蓋片吸盤902上的真空溝道908產(chǎn)生真空并吸附蓋片；三個(gè)柔性柱，用以調(diào)整蓋片吸盤902與載物臺(tái)7之間的平行度和距離，并產(chǎn)生一定彈力將蓋片壓在基片上；真空接頭903用以連接真空源，讓真空溝道908產(chǎn)生真空；調(diào)節(jié)螺母907，用以和柔性柱配合，從而調(diào)整蓋片吸盤902與載物臺(tái)7之間的平行度和距離。(如圖7、圖8所示)本發(fā)明中采用的預(yù)聯(lián)接裝置10是大連理工大學(xué)MEMS中心發(fā)明的裝置(專利名稱塑料微流控芯片鍵合前的預(yù)聯(lián)接方法和裝置，專利申請(qǐng)?zhí)?3111669.8)，用以把對(duì)準(zhǔn)好的蓋片和基片預(yù)先輕輕地聯(lián)接在一起。
在本發(fā)明的微流控芯片自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)裝置中，蘊(yùn)含了精密定位技術(shù)、顯微視覺(jué)伺服技術(shù)、模式識(shí)別技術(shù)以及預(yù)聯(lián)接技術(shù)等多項(xiàng)高新技術(shù)，是一臺(tái)典型的光機(jī)電集成系統(tǒng)。該裝置具有結(jié)構(gòu)緊湊、適用性強(qiáng)、性能穩(wěn)定、成本低廉、操作方便以及易于維護(hù)等諸多優(yōu)點(diǎn)。另外，該設(shè)備還可進(jìn)行應(yīng)用擴(kuò)展，擴(kuò)展到IC工藝的對(duì)準(zhǔn)應(yīng)用中。
權(quán)利要求
1.一種塑料微流控芯片自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)裝置，其特征在于至少應(yīng)包括減振裝置、光學(xué)子系統(tǒng)(7)、四軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(8)、鏡頭位置調(diào)節(jié)裝置、粗定位裝置(13)、蓋片操作裝置(9)、預(yù)聯(lián)接裝置(10)，所述的減振裝置由隔振橡膠墊(1)和減振臺(tái)(2)構(gòu)成，減振臺(tái)(2)安裝在隔振橡膠墊(1)上；底座(3)安裝在減振臺(tái)(2)上，運(yùn)動(dòng)平臺(tái)支撐板(5)與底座(3)之間安裝有四根大支柱(4)，載物臺(tái)(7)與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)支撐板(5)之間安裝有四根小支柱(6)，運(yùn)動(dòng)平臺(tái)支撐板(5)上設(shè)有供光學(xué)鏡頭通過(guò)的兩個(gè)通孔，四軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(8)安裝在運(yùn)動(dòng)平臺(tái)支撐板(5)上，蓋片操作裝置(9)通過(guò)操作臂(901)同Z軸移動(dòng)平臺(tái)(803)連接，載物臺(tái)(7)的兩對(duì)邊上分別安裝有兩個(gè)導(dǎo)軌氣缸(11、11′)，兩個(gè)導(dǎo)軌氣缸(11、11′)上分別連接有預(yù)聯(lián)接裝置(10、10′)，兩個(gè)預(yù)聯(lián)接裝置(10、10′)的中間安放有蓋片操作裝置(9)，在載物臺(tái)(7)安放蓋片操作裝置(9)的相對(duì)位置處設(shè)有定位柱(701)和真空溝道(702)，真空溝道(702)同蓋片操作裝置(9)上的真空溝道(908)相對(duì)應(yīng)；所述的光學(xué)子系統(tǒng)(12)由兩套自動(dòng)變焦調(diào)焦的光學(xué)鏡頭和CCD攝像頭構(gòu)成，光學(xué)鏡頭安裝在鏡頭支架上，鏡頭支架穿過(guò)底座(3)中心的孔安裝在減振臺(tái)(2)上；CCD攝像頭安裝在鏡頭座上，鏡頭座安裝在減振臺(tái)(2)上；所述的四軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(8)由X軸、Y軸和Z軸移動(dòng)平臺(tái)、Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)和兩個(gè)連接板構(gòu)成，Z軸移動(dòng)平臺(tái)(803)通過(guò)L形連接板(805)與Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)(804)連接，Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)(804)通過(guò)連接板(806)與Y軸移動(dòng)平臺(tái)(802)連接，Y軸移動(dòng)平臺(tái)(802)固連在X軸移動(dòng)平臺(tái)(801)上，X軸移動(dòng)平臺(tái)(801)安裝在運(yùn)動(dòng)平臺(tái)支撐板(5)上；所述的粗定位裝置(13)由筆形氣缸支架(1301)、筆形氣缸(1302)、拉伸彈簧(1303)、彈簧懸掛螺釘(1304)、轉(zhuǎn)軸螺釘(1305)、定位拔片(1306)、定位拔桿(1307)、定位柱、真空溝道構(gòu)成，筆形氣缸支架(1301)安裝在載物臺(tái)(7)的側(cè)面上，筆形氣缸(1302)安裝在筆形氣缸支架(1301)上，定位拔片(1306)通過(guò)轉(zhuǎn)軸螺釘(1305)安裝在載物臺(tái)(7)上，定位拔片(1306)同筆形氣缸(1302)相對(duì)處為凹槽，凹槽相對(duì)面為V形口，V形口的兩端部安裝有定位拔桿(1307)，定位拔片(1306)上設(shè)有供拉伸彈簧(1303)固定的螺釘(1304)；所述的蓋片操作裝置(9)由操作臂(901)、蓋片吸盤(902)、柔性柱(904)、真空接頭(903)、調(diào)節(jié)螺母(905)構(gòu)成，蓋片吸盤(902)的上端面安裝有柔性柱A(904)、柔性柱B(905)、柔性柱C(906)，三個(gè)柔性柱分別通過(guò)調(diào)節(jié)螺母(907)安裝在操作臂(901)上，蓋片吸盤(902)的下端面設(shè)有真空溝道(906)，真空接頭(903)的一端安裝在蓋片吸盤(902)的真空溝道(908)上，另一端穿過(guò)操作臂(901)上的孔；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)裝置，其特征在于所述的鏡頭座B(1201)上設(shè)有鏡頭位置調(diào)節(jié)裝置，該裝置由定位塊(1202)和定位塊擋塊(1203)構(gòu)成，定位塊(1202)放在定位塊擋(1203)塊和鏡頭座B(1201)之間的空槽內(nèi)，鏡頭座B(1201)安裝在減振臺(tái)(2)上，定位塊(1202)滑動(dòng)的位置范圍0～7mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)裝置，其特征在于所述的四軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(8)中各個(gè)軸的運(yùn)動(dòng)是解耦運(yùn)動(dòng)，Z軸移動(dòng)平臺(tái)(803)實(shí)現(xiàn)蓋片與基片的接近與離開；X軸移動(dòng)平臺(tái)(801)、Y軸移動(dòng)平臺(tái)(802)與Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)(804)實(shí)現(xiàn)蓋片的位姿的微調(diào)，其移動(dòng)平臺(tái)單軸的運(yùn)動(dòng)定位精度高于3μm，其轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)定位精度高于1μrad。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)裝置，其特征在于所述的自動(dòng)變焦調(diào)焦光學(xué)鏡頭為0.75～5.25倍變焦；加上顯微鏡頭后為3.6～25.3、此時(shí)視場(chǎng)為1100×1500um～180×250um；物距33mm；變焦及調(diào)焦驅(qū)動(dòng)源均采用步進(jìn)電機(jī)15度步距角，帶262:1的減速箱。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)裝置，其特征在于所述的CCD攝像頭為數(shù)字CCD1394傳輸標(biāo)準(zhǔn)，32～37Mbyte/s帶寬，支持100、200、400Mbits/sec，C型接口、1/2英寸(6.4×4.8mm)成像靶面、象素尺寸8.3×8.3um、幀速30f/sec。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)裝置，其特征在于所述的移動(dòng)平臺(tái)驅(qū)動(dòng)源為直流伺服電機(jī)，電機(jī)功率0.8W，編碼器2048counts/rev，絲杠螺距0.4mm，分辨率0.05μm，行程5mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)裝置，其特征在于所述的轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)驅(qū)動(dòng)源為直流伺服電機(jī)，電機(jī)功率2W，編碼器60counts/rev，絲杠螺距0.5mm，推桿行程10mm；轉(zhuǎn)臺(tái)推臂長(zhǎng)44mm，轉(zhuǎn)角距離比為22.7μrad/μm，轉(zhuǎn)臺(tái)分辨率1μrad，轉(zhuǎn)臺(tái)行程12.6°。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)裝置，其特征在于所述的粗定位裝置(13)的V形口的口寬為10～50°。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)裝置，其特征在于所述的蓋片操作裝置(9)的柔性柱選取黃銅材料制成。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)裝置，其特征在于所述柔性柱A(904)和柔性柱B(905)的剛度相等，柔性柱C(906)的剛度小于或等于柔性柱A(904)或柔性柱B(905)。
全文摘要
本發(fā)明的塑料微流控芯片自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)裝置是一種高精度的、主要用于塑料微流控芯片的基片、蓋片間的自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)，其對(duì)準(zhǔn)精度高于3μm，采用顯微視覺(jué)伺服的控制方式實(shí)現(xiàn)基片、蓋片上標(biāo)記間的對(duì)準(zhǔn)，進(jìn)而達(dá)到基片、蓋片對(duì)準(zhǔn)之目的，整套裝置主要由減振裝置、光學(xué)子系統(tǒng)、四軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、鏡頭位置調(diào)節(jié)裝置、粗定位裝置、蓋片操作裝置以及預(yù)聯(lián)接裝置組成，整個(gè)對(duì)準(zhǔn)過(guò)程分為預(yù)對(duì)準(zhǔn)、對(duì)準(zhǔn)、預(yù)聯(lián)接三個(gè)工序，對(duì)準(zhǔn)過(guò)程中，基片保持不動(dòng)，通過(guò)四軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)蓋片微小位姿的調(diào)整，為減小標(biāo)記對(duì)準(zhǔn)誤差，采用了分視場(chǎng)的方式，即應(yīng)用兩個(gè)相同的可自動(dòng)變焦、聚焦的顯微視覺(jué)系統(tǒng)，而預(yù)聯(lián)接采用了熱熔接的原理，本發(fā)明的突出特點(diǎn)就是所有運(yùn)動(dòng)都是在以工控機(jī)為核心的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)控制下自動(dòng)實(shí)現(xiàn)的，另外，整套裝置還具有結(jié)構(gòu)緊湊、操作方便等優(yōu)點(diǎn)，該對(duì)準(zhǔn)臺(tái)可擴(kuò)展作為普通芯片的自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)裝置。
文檔編號(hào)G01N21/84GK1558217SQ20041003909
公開日2004年12月29日 申請(qǐng)日期2004年2月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月2日
發(fā)明者于靖軍, 李大寨, 宗光華, 畢樹生, 孫明磊, 余志偉, 梁鑄 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)