一種用于poct芯片產(chǎn)品精密超聲波焊接的壓力自適應裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種醫(yī)用POCT芯片產(chǎn)品超聲波精密焊接的壓力自適應裝置，屬于醫(yī)用聚合物POCT芯片產(chǎn)品制造技術領域。
【背景技術】
[0002]POCT(Point of Care Testing)即時檢測是檢驗醫(yī)學發(fā)展的新技術，于1995年美國臨床化學協(xié)會(AACC)年會會展而興起。POCT即時檢測是指臨近患者床邊進行的一種快速檢測技術，檢測也可以在病床、病房或傳統(tǒng)中心實驗室之外的地方進行。POCT優(yōu)勢顯著，與傳統(tǒng)中心實驗室檢測過程相比，具有操作簡單、標本用量少、可使用全血標本、標本檢驗周轉期(Turn Around Time，TAT)短和結果報告即時化等特點，為臨床急病患者的診斷和治療提供了有利的條件。POCT疾病標志物檢測對重大疾病的早期診斷和早期治療具有十分重要的意義。疾病標志物是指由細胞分泌釋放入血液，可通過化學免疫技術進行定量檢測，進而作為診斷疾病的依據(jù)性物質。疾病標志物診斷建議檢查周期應小于60min，而使用POCT免疫檢測可將檢測時間縮短到20min以內(nèi)。POCT芯片產(chǎn)品可有效縮短檢查周期以及提高疾病檢查的準確度。
[0003]超聲波焊接具有焊接時間短、強度高、操作簡單、無需引入助焊劑等優(yōu)點，在塑料薄膜及復合材料封口、電子元器件封裝等領域顯示出了優(yōu)良的技術優(yōu)勢和廣闊的發(fā)展前景。但是，將超聲波焊接應用于POCT芯片封合時，仍存在一些問題。其中，不同區(qū)域導能筋熔接量不一致、芯片夾持能力差是最需解決的問題。不同區(qū)域導能筋熔接量不一致會造成焊接后的POCT芯片流體通道深度不均一，芯片產(chǎn)品檢測結果的變異性高、無法定量。芯片夾持能力差會造成芯片表面損傷和邊緣破損，芯片產(chǎn)品熒光檢測不穩(wěn)定。
[0004]要解決不同區(qū)域導能筋熔接量不一致的問題，就必須保證焊接過程中POCT芯片焊接表面的壓力分布的均勻性。焊接過程中，POCT芯片上表面與焊機的焊頭緊密的貼合在一起，并作高頻振動。由于POCT芯片內(nèi)部結構微小，對壓力較為敏感，因此，POCT焊接表面的壓力不均勻會顯著的影響芯片的焊接質量。壓力較小會導致焊接不足，導能筋熔化量較小，微通道的高度會高于其他位置，影響后續(xù)的檢測結果；同時，焊接強度較低，容易開焊破裂。壓力較大會導致過焊，導能筋熔化量較大，容易阻塞微溝道，通道高度較小于其他位置，影響檢測結果；同時，過大的焊接壓力，會使芯片內(nèi)應力過大，容易損壞芯片。目前，壓力均勻性調(diào)整分為有主動式和被動式兩種方法。主動式是通過實時監(jiān)測焊頭和POCT芯片的接觸壓力和不平行度，并根據(jù)測量結果，主動的給予調(diào)整，使接觸壓力更加均勻。主動式具有調(diào)整精度較高的優(yōu)點，但是設備成本較高，操作復雜。被動式也稱為自適應調(diào)整，是充分發(fā)揮材料本身的彈性與柔性優(yōu)勢，使焊頭與被焊接POCT芯片之間的壓力均勻程度位于可接受范圍內(nèi)，具有結構緊湊、操作簡單和成本低的優(yōu)點。目前常用的自適應調(diào)整主要有:柔性鉸鏈、半圓接觸浮動頭、鍥行墊塊等。
[0005]要解決芯片夾持能力差的問題，需要保證裝置對POCT芯片定位準確、夾緊可靠，并可以根據(jù)芯片產(chǎn)品尺寸進行夾持調(diào)整。超聲波焊接是一個動態(tài)的過程。在此過程中，焊頭會以20KHz甚至更高的頻率振動，周期性的壓迫和釋放被焊接芯片，如果不固定芯片的位置，那么芯片會被移動或者彈出，從而損傷芯片表面形貌和微結構，影響生產(chǎn)質量和檢測結果。目前，POCT芯片的常用夾持方法主要是相反結構限位法，也就是根據(jù)POCT芯片底部的結構，在夾具上加工出與之相反的結構，依靠突起或者凹陷結構限制芯片的位置。這種方法只能適用于一種特定尺寸的POCT芯片，不能適應尺寸大小不同的芯片，而且定位精度低，容易晃動。特別是對于需要同時限制POCT基片和蓋片位置的情況，這種夾持方法很難做到同時固定基片和蓋片。因此，發(fā)明一種夾持能力強，且適應性廣的裝置，是很有必要的。
[0006]技術方案
[0007]本發(fā)明的目的就是解決在大規(guī)模生產(chǎn)過程中超聲波焊頭與POCT芯片之間的不平行、壓力不均勻的問題，以及對POCT芯片夾持能力差、適用性局限的問題。
[0008]本發(fā)明旨在解決上述問題，提供了一種用于POCT芯片產(chǎn)品精密超聲波焊接的壓力自適應裝置，主要由夾具主體、彈性體和底板構成，其特征在于:
[0009]夾具主體和彈性體安裝在底板之上；彈性體安裝在夾具主體和底板之間，并與夾具主體和底板相接觸。
[0010]彈性體可以為氣囊、高彈橡膠、硅橡膠、彈簧。彈性體安裝在底板的四個角。并通過膠粘的方法固定在底板四個角的凹槽上。彈性體與夾具主體相接觸，且底板與夾具主體之間無預緊力。
[0011]夾具主體和底板上設置有螺紋孔和沉頭孔，通過兩個螺栓保持夾具主體與底板的位置姿態(tài)。
[0012]底板中間部位設有四個沉頭孔，通過四個螺栓使底板固定在焊機的焊臺上。
[0013]焊接過程中，當POCT芯片與超聲波焊頭壓力不均勻時，彈性體會相應的變形，通過彈性體的彈性形變來自動調(diào)整夾具主體的空間位置姿態(tài)，從而使超聲波焊頭和POCT芯片保持平行和壓力均勻。提高POCT芯片的超聲波焊接精度和質量。
[0014]夾具主體采用輕質高強度的金屬材料，可以為鋁合金、鈦和鎳。減小夾具主體自重給壓力自適應調(diào)整帶來的影響。
[0015]夾具主體中還包括POCT芯片定位和夾緊機構，其特征在于:
[0016]夾具主體中設有梯形凹槽、圓形凹槽、滑道凹槽和兩個定位沉頭孔?？蛇m用于特定形狀尺寸的POCT芯片定位。
[0017]夾具主體中還設有下定位板、左定位板、基片頂柱、蓋片頂柱、右頂柱(107)、壓板。用于實現(xiàn)對不同形狀尺寸芯片的定位。
[0018]鎖緊螺柱實現(xiàn)對定位后的芯片提供鎖緊力，保證在焊接過程中芯片的位置固定不變
[0019]蓋片頂柱頭部設計成鴨舌結構，用于實現(xiàn)對雙層芯片的蓋片的定位，而不會干涉基片的定位。
[0020]右頂柱頭部設計成雙頭突出的結構，用于實現(xiàn)芯片的右側定位，并防止芯片的移動。
[0021]本發(fā)明夾持能力強，適用范圍廣，既可用于單層POCT芯片焊接，也可以用于雙層POCT芯片焊接，并且夾緊可靠。本發(fā)明在夾具底板上表面設計了梯形凹槽和圓形凹槽，用于實現(xiàn)與各個頂柱和壓板的配合，達到最佳的定位效果。當應用于單層芯片的焊接時，基片頂柱和右頂柱實現(xiàn)芯片的定位，鎖緊螺栓實現(xiàn)夾緊力的鎖緊。當應用于雙層芯片的焊接時，基片頂柱和右頂柱實現(xiàn)下層芯片的定位，蓋片頂柱、右頂柱、定位板和左定位板實現(xiàn)上層芯片的定位，鎖緊螺栓實現(xiàn)夾緊力的鎖緊。
[0022]本發(fā)明把壓力自適應調(diào)整和POCT芯片夾持有效的結合起來，具有結構緊湊、自適應調(diào)整、操作簡單、適用性廣和成本低的優(yōu)點，能夠有效地提高POCT芯片的超聲波焊接質量，適用于大批量生產(chǎn)。
【附圖說明】
[0023]圖1是本發(fā)明整體的結構視圖。
[0024]圖2是本發(fā)明底板和彈性體的裝配視圖。
[0025]圖3是夾具主體結構視圖。
[0026]圖4是夾具主體底板結構視圖。
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