微流控芯片是當(dāng)前微型全分析系統(tǒng)發(fā)展的熱點(diǎn)領(lǐng)域,在生物、化學(xué)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。在微流控芯片中通過(guò)嵌入尺度小、比表面積大的納流控系統(tǒng)形成微納流控芯片,能進(jìn)一步提高芯片的性能。本文研究了一種低成本、制作周期短的分離式微納流控芯片的制作方法,但是將微米溝道與納米溝道制作在不同的芯片上,需要借助一種微裝配系統(tǒng)。本文針對(duì)分離式微納流控芯片的對(duì)準(zhǔn)連接要求,對(duì)微裝配系統(tǒng)中的觀測(cè)分辨率、裝配應(yīng)力、預(yù)鍵合底座性能進(jìn)行了分析研究。最終選用暗場(chǎng)照明的方式觀察芯片中的微米溝道與納米溝道,觀測(cè)最小線寬可達(dá)1μm,最小深度可達(dá)50nm。為了減小裝配應(yīng)力,采用真空吸附的方法固定納米芯片,根據(jù)芯片的尺寸、材料與重量等方面的因素,最終選取兩個(gè)直徑為6mm的橡膠真空吸盤,并且采用磁鐵側(cè)表面夾緊的方法固定微米芯片,該方法可以根據(jù)不同形狀與尺寸的芯片更換不同的磁鐵,操作簡(jiǎn)單方便。為了解決微米芯片與納米芯片的預(yù)鍵合問(wèn)題,該系統(tǒng)設(shè)計(jì)一種材料為鋁合金,加熱方式為電阻絲生熱的預(yù)鍵合底座,通過(guò)模擬分析,結(jié)果表明該預(yù)鍵合底座可以滿足微米芯片與納米芯片在對(duì)準(zhǔn)操作完成后直接預(yù)鍵合的需求。搭建了一種包括顯微觀測(cè)單元、真空吸附單元和... 

【文章來(lái)源】：東北電力大學(xué)吉林省

【文章頁(yè)數(shù)】：51 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

并聯(lián)式微裝配機(jī)器人[38]

Heriban D 等[39]研制了一種機(jī)器人微裝配裝置，如圖1-2 所示，大幅提高了機(jī)器人的有效工作區(qū)間。該裝置主要由機(jī)器人結(jié)構(gòu)、光學(xué)顯微鏡和微夾鉗組成。機(jī)器人結(jié)構(gòu)分為兩部分，第一部分是用來(lái)實(shí)現(xiàn)微夾鉗在垂直方向的移動(dòng)操作，第二部分是完成 X-Y 軸方向移動(dòng)的移動(dòng)平臺(tái)，兩部分組合在一起可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)器件的三維微移動(dòng)，但該機(jī)器人不能實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。圖 1-1 并聯(lián)式微裝配機(jī)器人[38]圖 1-2 機(jī)器人裝配裝置[39]幸運(yùn)的是，Probst M 等[40]研制了一種在一個(gè)大范圍內(nèi)可靈活操作的具有 6 自由度的微裝配系統(tǒng)，如圖 1-3 所示。該系統(tǒng)由基本操作單元、上部操作單元和三個(gè)顯微視覺單元組成，其中基本操作單元由三維移動(dòng)平臺(tái)、旋轉(zhuǎn)平臺(tái)和微夾具組成，上部操作單元由兩個(gè)旋轉(zhuǎn)臂組。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的三位移動(dòng)與水平旋轉(zhuǎn)的操作，最終來(lái)完成 MEMS 器件的裝配，然而，對(duì)于兩個(gè)或多個(gè)微小零件間的連接裝配問(wèn)題該系統(tǒng)還不能夠完成。為了解決這一問(wèn)題，Tamadazte B 等[41]基于 3D 的視覺操作，采用 3D 實(shí)時(shí)目視跟蹤的方法完成了三維 MEMS器件的微裝配

圖 1-3 微裝配系統(tǒng)[40]圖 1-4 機(jī)器人微裝配系統(tǒng)[41]值得慶幸的是，意大利的 Das A N 等[42]研制出一種微納米裝配機(jī)器人系統(tǒng)，如所示。該系統(tǒng)由多尺度的宏觀與微觀裝配系統(tǒng)組成，稱命名為μ3系統(tǒng)。該系統(tǒng)配備的顯微鏡視覺系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn) 3nm 精確定位，并且內(nèi)部使用掃描電子顯微鏡（SEM）能夠完成納米操縱。與此同時(shí)，μ3微裝配系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn) 2.5 維晶片的微細(xì)加工與裝配，對(duì)于一些光學(xué)元件的裝配，該系統(tǒng)并不適用。[42][43]

【參考文獻(xiàn)】：
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