擴散矽壓力傳感器測試夾具的製作方法

2023-10-22 21:45:47 2

專利名稱：擴散矽壓力傳感器測試夾具的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用於測試擴散矽壓力傳感器的工藝裝備，具體涉及一種擴散矽壓力傳感器測試夾具。
背景技術：
目前，用於擴散矽壓力傳感器生產的測試夾具由夾具底座、傳感器裝夾接頭、連接線三大部分構成。夾具底座主要用管道焊接而成，管道間 互通，並留有多個壓力接口。傳感器裝夾接頭主要用於傳感器的密封，傳感器密封好以後與底座連接。連接線的一端插在測試板上，另一端與傳感器引腳相連。該測試夾具使用時1)將夾具底座固定在高低溫試驗箱內，並與進壓管道連接(一般情況下不再移動)；2)逐個將傳感器裝入傳感器裝夾接頭壓緊，不能有洩漏；3)將一端引線與傳感器連接；4)將裝好的傳感器裝夾接頭與夾具底座連接，並檢查裝夾密封性；5)將引線與測試板引線連接；6)測試引線連接、裝夾完成。使用該測試夾具對擴散矽壓力傳感器進行測試時，步驟較多，每隻傳感器都需要單獨夾緊，裝夾過程繁瑣，影響多路傳感器的測試效率。

實用新型內容為了克服上述現有技術中存在的問題，本實用新型的目的是提供一種使用時操作步驟較少的擴散矽壓力傳感器測試夾具，提高多路傳感器的測試效率。為實現上述目的，本實用新型所採用的技術方案是一種擴散矽壓力傳感器測試夾具，包括夾具底座、夾具上模和針板，所述的夾具底座包括底板和下模載板，底板上設有壓力氣體進口和具有多個節點的網狀結構，該網狀結構與該壓力氣體進口相通；下模載板上加工有數量與節點數量相同的壓力接口，壓力接口與節點一一對應，壓力接口為臺階孔；壓力接口與節點相通，壓力接口中直徑較大的孔背離底板；所述的夾具上模包括上模壓板和上模隔板，上模壓板的一個端面上設有數量與壓力接口數量相同的第一安裝孔，並形成一一對應，上模壓板的另一個端面上設有數量與第一安裝孔數量相同的第二安裝孔，第二安裝孔與第一安裝孔一一對應，相對應的第一安裝孔與第二安裝孔通過第三連接孔相通；第一安裝孔的直徑和第二安裝孔的直徑均大於第三連接孔的直徑；所述的上模隔板包括絕緣材料製成的上模隔板本體,上模隔板本體上加工有數量與第一安裝孔數量相同的安裝座孔，並形成一一對應；每個安裝座孔內均安裝有一個絕緣材料製成的傳感器座，傳感器座的一端位於安裝座孔內，傳感器座的另一端伸入第二安裝孔內，傳感器座上加工有多個引腳孔；所述的針板包括絕緣材料製成的針板本體,針板本體上設有數量與引腳孔數量相同的探針導向孔，並對應。本實用新型測試夾具採用整體密封，將原來的單個裝夾密封改成了整體密封，將裝夾傳感器的步驟由原來的六個步驟減少到了四個步驟，信號線為整體連接，沒有軟線連接，拆卸方便；在高低溫試驗箱外就可進行裝夾，改變了裝夾環境，裝夾更加方便快捷，大大提高了多路傳感器測試裝夾的效率。

圖I是本實用新型測試夾具的結構示意圖。圖2是圖I的左視圖。圖3是本實用新型測試夾具中底板的結構示意圖。圖4圖3的俯視圖。圖5是本實用新型測試夾具中下模載板的結構示意圖。圖6是本實用新型測試夾具中上模壓板的結構示意圖。
圖7是圖6的右視圖。圖8是本實用新型測試夾具中上模隔板的結構示意圖。圖9是圖8的左視圖。圖10是本實用新型測試夾具中傳感器座的結構示意圖。圖11是圖10的右視圖。圖12是本實用新型測試夾具中針板的結構示意圖。圖中1.底板,2.下模載板,3.上模壓板,4.上模隔板,5.針板,6.底板本體,7.第一凹槽，8.第一螺孔，9.第二凹槽，10.第三凹槽，11.第四凹槽，12.第一連接孔，13.定位銷，14.節點，15.下模載板本體，16.第二連接孔，17.壓力接口，18.第二螺孔，19.第一定位孔，20.上模壓板本體，21.第一通孔，22.第三螺孔，23.沉孔，24.第一安裝孔，25.第二定位孔，26.上模隔板本體，27.第二通孔，28.傳感器座，29.傳感器座本體，30.引腳孔，31.探針孔，32.針板本體，33.探針導向孔組，34.第二安裝孔，35.第三連接孔，36.防滑套。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型進行詳細說明。隨著擴散矽壓力傳感器的廣泛應用和生產工藝的公開，擴散矽壓力傳感器的生產廠商也逐漸增多，OEM傳感器生產廠商之間的競爭也越來越激烈；迫使各個生產廠家進行工藝改進和提高生產效率，現有的擴散矽壓力傳感器測試夾具已經不能滿足生產需求具體反映在以下幾個個方面I)裝夾要分6個步驟，而且每隻傳感器都需要單獨夾緊密封，裝夾過程繁瑣並且效率太低；2)傳感器裝夾接頭與夾具底座的連接需要在高低溫試驗箱內進行，裝夾不方便；3)每隻傳感器和測試板之間用軟線連接，線與線之間容易交叉纏在一起，拆卸困難。4)現有夾具一般每批最多測試30隻傳感器，相對於測試周期較長(一般情況下每批需要3個小時)的溫度補償和溫漂測試來說數量太少。為了克服上述現有技術中存在的問題，本實用新型提供了一種能提高測試效率的擴散矽壓力傳感器測試夾具，該測試夾具的結構如圖I和圖2所示，包括依次設置的底板I、下模載板2、上模壓板3、上模隔板4和針板5。如圖3和圖4所示，本實用新型測試夾具中底板I的結構，包括方形的底板本體6，底板本體6的一個端面上加工有方環形的第一凹槽7，第一凹槽7所圍成的區域內加工有八條相互平行的第二凹槽9和八條相互平行的第三凹槽10，第二凹槽9與第三凹槽10相垂直，八條第二凹槽9與八條第三凹槽10構成一個有64個節點14的網狀結構；第一凹槽7所圍成的區域內還加工有一條與第二凹槽9相平行的第四凹槽11，八條第二凹槽9對稱分布於第四凹槽11的兩側，第四凹槽11與所有的第三凹槽10相通；第二凹槽9、第三凹槽10和第四凹槽11的深度相同，並且均不與第一凹槽7相通；底板本體6的一個側壁上加工有螺孔8，螺孔8的底孔與第四凹槽11的一端相通，螺孔8不與第一凹槽7相通。第一凹槽7外的底板本體7上安裝有四個定位銷13，該四個定位銷13兩兩為一組，該兩組定位銷對稱於第四凹槽11的軸線，第一凹槽7外的底板本體7上還加工有多個連接孔12，連接孔12為通孔。本實用新型測試夾具中的下模載板2，如圖5所示，包括下模載板本體15，下模載板本體15上加工有多個壓力接口 17和多個第二連接孔16，第二連接孔16的數量與第一連接孔12的數量相同，並形成一一對應，第二連接孔16為臺階孔；壓力接口 17的數量與底板本體I上節點14的數量相同，並形成一一對應，壓力接口 17也為臺階孔，壓力接口 17直 徑較大孔的底面設置有O型密封圈；壓力接口 17中直徑較大的孔與第二連接孔16中直徑較大的孔同向設置；每個壓力接口 17的周圍均布有四個第二螺孔18，相鄰兩個壓力接口 17之間設有兩個第二螺孔18，第二螺孔18的孔口與壓力接口 17中直徑較大的孔同向設置，第二螺孔18為盲孔；下模載板本體15上還加工有多個第一定位孔19,第一定位孔19的數量與定位銷13的數量相同，並形成一一對應。如圖6和圖7所示，本實用新型測試夾具中上模壓板3的結構，包括上模壓板本體20，上模壓板本體20的一個端面上加工有數量與壓力接口 17數量相同的第一安裝孔24，並形成一一對應，每個第一安裝孔24的旁邊都設有一個軸線與該第一安裝孔24軸線相平行的沉孔23，該沉孔23與該第一安裝孔24之間的中心距小於該沉孔23半徑與該第一安裝孔24半徑之和；沉孔23底部加工有與沉孔23同軸的第三螺孔22 ;每個沉孔23內均設有一個防滑套36，防滑套36通過螺釘與上模壓板本體20相連接；上模壓板本體20的另一個端面上加工有數量與第一安裝孔24數量相同的第二安裝孔34，並一一對應，相對應的第一安裝孔24與第二安裝孔34通過第三連接孔35相通；第一安裝孔24、第二安裝孔34和第三連接孔35同軸設置，第一安裝孔24的直徑和第二安裝孔34的直徑均大於第三連接孔35的直徑；每個第一安裝孔24的周圍均布有四個第一通孔21，相鄰兩個第一安裝孔24之間只設有兩個第一通孔21 ;上模壓板本體20上還加工有多個第二定位孔25，第二定位孔25的數量與第一定位孔19的數量相同，並形成一一對應。如圖8和圖9所示，本實用新型測試夾具中上模隔板4的結構，包括環氧樹脂製成的上模隔板本體26,上模隔板本體26上加工有多個安裝座孔,該安裝座孔的數量與第一安裝孔24的數量相同，並形成一一對應；每個安裝座孔內均安裝有一個結構如圖10和圖11所示的傳感器座28，傳感器座28包括絕緣材料製成的傳感器座本體29，傳感器座本體29為凸臺形，傳感器座本體29上加工有多個引腳孔30，該多個引腳孔30互不相通，每個引腳孔30的一端均位於傳感器座本體29直徑較小凸臺的端面上，每個引腳孔30的另一端均位於傳感器座本體29內，每個引腳孔30連接有一個探針孔31，探針孔31與引腳孔30同軸設置；引腳孔30位於傳感器座本體29內一端與相連接的探針孔31的一端相連，所有探針孔31的另一端均位於傳感器座本體29直徑較大臺座的端面，所有的探針孔31互不相通；傳感器座本體29直徑較大的臺座安裝於上模隔板本體26上的安裝座孔內，傳感器座本體29直徑較小的凸臺伸出上模隔板本體26外；每個安裝孔座的周圍均布有四個第二通孔27，相鄰兩安裝孔座之間只設有兩個第二通孔27。如圖12所示，本實用新型測試夾具中針板5的結構，包括環氧樹脂製成的針板本體32，針板本體32上設有數量與傳感器座28數量相同的探針導向孔組33，每個探針導向孔組33與一個傳感器座28相對應，該探針導向孔組33中探針導向孔的數量與對應的傳感器座28上探針孔31的數量相同，並為一一對應。使用本測試夾具對傳感器進行測試時將下模載板2上壓力接口 17中直徑較小的孔朝向底板1，將下模載板2上的第一定位孔19對準底板I上的定位銷13，組合下模載板2和底板I ;下模載板2和底板I之間用紫銅墊(小量程可用橡膠墊)密封。組合後，定位銷13穿過第一定位塊19伸出下模載板 2外，下模載板2和底板I組成夾具底座；將該夾具底座置於高低溫試驗箱內，底板I位於下面；通過第一螺孔8連接上進氣管。組合上模壓板3和上模隔板4，使傳感器座28上直徑較小的凸臺朝向上模壓板3，並使該凸臺伸入與其對應的第二安裝孔34內，將上模壓板3和上模隔板4組裝成夾具上模，如圖2所示。將上模壓板3朝上，取待測試的傳感器，將傳感器的引腳穿入第一安裝孔24，穿過第三連接孔35，使該傳感器上的每個引腳分別穿入傳感器座28上的引腳孔30內。當每個傳感器座28上都設置了待測試的傳感器後，將夾具上模移入高低溫試驗箱，將上模壓板3向下朝向下模載板2，使夾具上模上設置的各待測試傳感器分別伸入相對應的壓力接口 17內，上模壓板3上的第二定位塊25與定位銷13相配合，將夾具上模與夾具底座固定連接，完成待測試傳感器的密封定位。然後，在上模隔板4上安裝針板5，即完成待測傳感器的裝夾，將探針通過針板5上探針導向孔組33中的探針導向孔分別插入每個探針孔31內，並與待測傳感器的引腳相接觸，採用現有方法進行測試，測試信號通過探針傳送。帶有壓力的氣體經上進氣管進入第一螺孔8，然後通過第四凹槽11進入網狀結構，併到達所有的節點14，再進入壓力接口 17，將待測傳感器壓在傳感器座28上。夾具上模一般不再拆開，用於壓緊和定位傳感器。為了保證探針能夠和待測傳感器的引腳全部接觸，測試時採用帶有可伸縮探頭的探針，傳感器座28採用絕緣材料製成，並加工有導向孔，這樣即可以矯正待測傳感器的引腳，也可對探針起導向作用，使探針易於插入。防滑套36能防止移動上模夾具時待測傳感器從上模夾具中掉落。本實用新型測試夾具的創新點1)夾具底座在加工時採用分開加工，最後組合的方式實現了夾具的整體密封；2)傳感器插裝時上模壓板採用加防滑套的辦法使待測傳感器裝夾完成移動時的穩定，不會掉下來；3)傳感器引腳由下向上導入上模隔板，上模隔板對傳感器引腳起到了矯正和定位的作用；4)採用帶伸縮頭的探針接觸傳感器引腳的辦法傳送信號。本實用新型測試夾具主要用於OEM傳感器的生產，採用探針代替軟線進行信號連接，從而減少了連接線；在一次加壓情況下測試多路傳感器的輸出信號，可同時測試64隻壓力傳感器，明顯提高了裝夾效率，解決了大批量生產的問題。
權利要求1.一種擴散矽壓力傳感器測試夾具，其特徵在於，包括夾具底座、夾具上模和針板(5)， 所述的夾具底座包括底板(I)和下模載板(2 )，底板(I)上設有壓力氣體進口和具有多個節點(14)的網狀結構，該網狀結構與該壓力氣體進口相通；下模載板(2)上加工有數量與節點(14)數量相同的壓力接口(17)，壓力接口(17)與節點(14)一一對應，壓力接口(17)為臺階孔；壓力接口(17)與節點(14)相通，壓力接口(17)中直徑較大的孔背離底板(I); 所述的夾具上模包括上模壓板(3)和上模隔板(4)，上模壓板(3)的一個端面上設有數量與壓力接口(17)數量相同的第一安裝孔(24)，並形成一一對應，上模壓板(3)的另一個端面上設有數量與第一安裝孔(24)數量相同的第二安裝孔(34)，第二安裝孔(34)與第一安裝孔(24)——對應，相對應的第一安裝孔(24)與第二安裝孔(34)通過第三連接孔(35)相通；第一安裝孔(24)的直徑和第二安裝孔(34)的直徑均大於第三連接孔(35)的直徑； 所述的上模隔板(4)包括絕緣材料製成的上模隔板本體(26)，上模隔板本體(26)上加工有數量與第一安裝孔(24)數量相同的安裝座孔，並形成一一對應；每個安裝座孔內均安裝有一個絕緣材料製成的傳感器座(28),傳感器座(28)的一端位於安裝座孔內，傳感器座(28)的另一端伸入第二安裝孔(34)內，傳感器座(28)上加工有多個引腳孔(30)； 所述的針板(5 )包括絕緣材料製成的針板本體(32 ),針板本體(32 )上設有數量與弓I腳孔(30)數量相同的探針導向孔，並一一對應。
2.如權利要求I所述的擴散矽壓力傳感器測試夾具，其特徵在於，所述壓力接口(17)直徑較大孔的底面設有O型密封圈。
3.如權利要求I所述的擴散矽壓力傳感器測試夾具，其特徵在於，所述第一安裝孔(24)的旁邊設有一個軸線與該第一安裝孔(24)軸線相平行的沉孔(23)，該沉孔(23)和該第一安裝孔(24)之間的中心距小於該沉孔(23)半徑和該第一安裝孔(24)半徑之和；沉孔(23)安裝有防滑套(36)。
4.如權利要求I所述的擴散矽壓力傳感器測試夾具，其特徵在於，所述的傳感器座(28 )包括絕緣材料製成的凸臺形的傳感器座本體(29 )，傳感器座本體(29 )上加工有多個互不相通的引腳孔(30)，每個引腳孔(30)的一端均位於傳感器座本體(29)直徑較小凸臺的端面上，每個引腳孔(30)的另一端均位於連接有一個探針孔(31)，探針孔(31)與引腳孔(30)同軸設置；所有探針孔(31)的另一端均位於傳感器座本體(29)直徑較大臺座的端面，所有的探針孔(31)互不相通；傳感器座本體(29)直徑較大的臺座安裝於上模隔板本體(26 )上的安裝座孔內，傳感器座本體(29 )直徑較小的凸臺伸入第二安裝孔(34 )內。
專利摘要本實用新型提供了一種擴散矽壓力傳感器測試夾具，包括夾具底座、夾具上模和針板，夾具底座上設有壓力氣體進口和與該壓力氣體進口相通壓力接口；夾具上模上設有數量與壓力接口數量相同的第一安裝孔、第二安裝孔和絕緣材料製成的加工有多個引腳孔的傳感器座，相對應的第一安裝孔與第二安裝孔相通；傳感器座的一端伸入第二安裝孔內，針板採用絕緣材料製成其上設有數量與引腳孔數量相同的探針導向孔。本測試夾具主要用於OEM傳感器的生產，採用探針代替軟線進行信號連接，從而減少了連接線；在一次加壓情況下測試多路傳感器的輸出信號，可同時測試64隻壓力傳感器，明顯提高了裝夾效率，解決了大批量生產的問題。
文檔編號G01L27/00GK202562704SQ20122016982
公開日2012年11月28日 申請日期2012年4月20日 優先權日2012年4月20日
發明者張燕斌 申請人:天水華天傳感器有限公司