CN108188952B - 一种元器件用x射线批量化试验夹具 - Google Patents

一种元器件用x射线批量化试验夹具 Download PDF

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Abstract

本发明属于宇航用元器件技术领域，特别涉及一种用于X射线检测试验夹具的设计。本发明的夹具采用子母夹具的设计方式，可伸缩延展，扩展性强，适用多种封装形式；子母夹具间已卡簧固定，便于拆装；本发明的夹具采用矩阵阵列，便于器件的准确定位及快速查找计数；且操作简便，可实现待试器件的快速翻转，满足器件多方向射线检测试验需求，大幅度提高X光试验的效率；本发明的夹具能够避免常规胶贴法固定对器件造成显性损害及隐形损伤的问题。

Description

一种元器件用X射线批量化试验夹具
技术领域
本发明属于宇航用元器件技术领域，特别涉及一种用于X射线检测试验夹具的设计。
背景技术
X射线照相试验是宇航用元器件筛选试验和可靠性试验必不可少的重要试验内容，可以非破坏性的检测封装内的缺陷，特别是密封工艺引起的缺陷和诸如多余物、错误的内引线连接、芯片附着材料中的或采用玻璃密封时玻璃中的空洞等内部缺陷。目前，宇航型号所使用的高等级、高可靠性元器件的品种和数量越来越多。在实际质量保证工作中，会遇到各种不同形式，各种封装及各种材料的元器件，这就需要研制各种X射线检测夹具，用于元器件的X射线检测试验。
常规夹具法一般根据不同封装单独设计并制造，品种多，数量大，成本高，试验操作繁杂，无法实现X、Y两方向的快速翻转。
发明内容
本发明的技术解决问题：克服现有技术的不足，提出一种元器件用X射线批量化试验夹具，该夹具针对X射线检测试验器件结构的复杂性及封装形式的多样性，器件防护的需求以及夹具拆装效率不高等特点采取了针对性的设计。克服了现有试验夹具的繁杂和不足，提出一种简洁高效的子母夹具设计结构方法。
本发明的技术解决方案是：
一种元器件用X射线批量化试验夹具，包括第一支架、第二支架、第一支柱、第二支柱和若干转压装置，所述的转压装置包括转动轴和压板；
所述的第一支架和第二支架均用于安装转压装置；
所述的第一支架和第二支架通过第一支柱和第二支柱进行固定连接且通过调整第一支柱和第二支柱的长度可以用来调整第一支架和第二支架之间的距离，进而达到调整位于第一支架上的转压装置和位于第二支架上的转压装置之间的距离；
所述转压装置中的压板包括一空心圆柱、螺栓和压簧，在空心圆柱的侧表面上带有一凸块，压簧套在螺栓上，套有压簧的螺栓位于空心圆柱的中心孔内；该空心圆柱为阶梯圆柱，包括上端的大圆柱和下端的小圆柱，大圆柱的内径与小圆柱的内径一致，大圆柱的外径比小圆柱的外径大，用于提拉方便；
所述转压装置中的转动轴包括端盖和一体成型的阶梯圆柱，阶梯圆柱从左到右依次为小圆柱、中圆柱和大圆柱，小圆柱、中圆柱和大圆柱的外径依次变大，中圆柱的外表面上沿周向上分布有三个定位槽，其中一个定位槽位于中圆柱的外表面的最顶端，另外两个定位槽分布位于最顶端定位槽的左侧90°和右侧90°位置，大圆柱的底端和顶端均被铣平，大圆柱的中间部分开有半圆柱槽和方槽，半圆柱槽靠近中圆柱的位置，该半圆柱槽与所述转压装置中的压板上的圆柱相匹配，所述转压装置中的压板上的圆柱在该半圆柱槽内可以转动，方槽与夹具子体的外形相匹配，当夹具子体放置到该方槽中时通过所述压板上的圆柱带有的凸块对该夹具子体进行压实，达到固定夹具子体的目的；
所述的第一支架和第二支架上均开有用于安装转动轴的通孔，通孔的内表面的最顶端位置有定位块，所述的通孔内表面上的定位块与所述的转动轴中圆柱上的定位槽相匹配并进行定位；
为了进一步优化所述的通孔内表面上的定位块与所述的转动轴中圆柱上的定位槽的匹配关系，在所述的通孔内表面上开有小孔，小孔内放置滚珠，滚珠通过压簧实现滚珠与所述的转动轴中圆柱上的定位槽的匹配定位关系；
所述的端盖与所述的转动轴的小圆柱通过螺栓连接，实现转动轴与第一支架和第二支架在轴向上的定位(所述的轴向是指转动轴的轴向，所述的轴是指中圆柱的轴)；
所述的第一支柱和第二支柱均为套管，通过套管的伸缩实现第一支柱和第二支柱长度的变化；
所述的试验夹具的材料均为防静电材料，防止静电损坏。
元器件固定安装在第一支架上的转压装置和第二支架上的转压装置之间；
该试验夹具还可以包括夹具子体；
所述的夹具子体用于固定安装元器件，所述的夹具子体的一端固定安装在第一支架上的转压装置上，所述的夹具子体的另一端固定安装在第二支架上的转压装置上。
所述的夹具子体为一带有若干个阶梯锥形通孔的长方形板，长方形板的阶梯通孔内安装TO封装元器件。
所述的夹具子体为一带有若干个与元器件封装匹配安装槽的长方形板，长方形板的安装槽内安装相应封装元器件。
本发明的有益效果是：
(1)本发明的夹具采用子母夹具的设计方式，可伸缩延展，扩展性强，适用多种封装形式；子母夹具间已卡簧固定，便于拆装；
(2)本发明的夹具采用矩阵阵列，便于器件的准确定位及快速查找计数；且操作简便，可实现待试器件的快速翻转，满足器件多方向射线检测试验需求，大幅度提高X光试验的效率；
(3)本发明的夹具能够避免常规胶贴法固定对器件造成显性损害及隐形损伤的问题；且采用轻量化设计，在保证夹具稳定性的前提下，对夹具结构进行优化，去除多余重量，保证夹具的轻量化；夹具采用防静电材料，避免静电对器件造成潜在损伤，影响器件的长期可靠性。
附图说明
图1为本发明的夹具结构示意图；1-第一支架，2-第二支架，3-第一支柱，4-第二支柱，5-转压装置，6-转动轴，7-压板，8-定位孔；
图2为转动轴的结构示意图；9-端盖，10-1号小圆柱，11-中圆柱，12-1号大圆柱，13-定位槽；
图3为压板的结构示意图；14-2号大圆柱，15-2号小圆柱，16-凸块，17-压簧孔；
图4为实施例中夹具子体的结构示意图。
具体实施方式
一种元器件用X射线批量化试验夹具，该试验夹具包括第一支架1、第二支架2、第一支柱3、第二支柱4和若干转压装置5，转压装置5为两个以上；
所述的第一支架1和第二支架2均用于安装转压装置5；
所述的第一支架1和第二支架2通过第一支柱3和第二支柱4进行固定连接且通过调整第一支柱3和第二支柱4的长度用来调整第一支架1和第二支架2之间的距离，进而达到调整位于第一支架1上的转压装置5和位于第二支架2上的转压装置5之间的距离。
所述的转压装置5包括转动轴6和压板7，所述转压装置5中的压板7包括空心圆柱、螺栓和压簧，空心圆柱的中心孔为压簧孔17，在空心圆柱的侧表面上带有一凸块16，压簧套在螺栓上，套有压簧的螺栓安装在空心圆柱的压簧孔17内。
所述的压板7的空心圆柱为阶梯圆柱，包括上端的2号大圆柱14和下端的2号小圆柱15，2号小圆柱15的主体部位内径与2号大圆柱14的内径一致，2号小圆柱15的底部内径小，2号大圆柱14的外径比2号小圆柱15的外径大，用于提拉方便。
所述转压装置5中的转动轴6包括端盖9和一体成型的阶梯圆柱，阶梯圆柱从左到右依次为1号小圆柱10、中圆柱11和1号大圆柱12，1号小圆柱10、中圆柱11和1号大圆柱12的外径依次变大，中圆柱11的外表面上沿周向上分布有三个定位槽13，其中一个定位槽13位于中圆柱11的外表面的最顶端，另外两个定位槽分布位于最顶端定位槽13的左侧90°和右侧90°位置，1号大圆柱12的底端和顶端均被铣平，1号大圆柱12的中间部分开有半圆柱槽和方槽，半圆柱槽靠近中圆柱11的位置，该半圆柱槽与所述压板7上的圆柱相匹配，所述压板7上的圆柱在该半圆柱槽内能够转动。
所述的方槽与元器件的外形相匹配，当元器件放置到该方槽中时通过所述压板7上的圆柱带有的凸块16能够对该元器件进行压实，达到固定元器件的目的。
所述的第一支架1和第二支架2上均开有用于安装转动轴5的定位孔8，定位孔8的内表面的最顶端位置有定位块，所述的定位孔8内表面上的定位块与所述的转动轴中圆柱上的定位槽13相匹配，且定位槽13能够对定位块进行定位。
在所述的定位孔8内表面上开有小孔，小孔内放置滚珠，滚珠通过压簧实现滚珠与所述的转动轴5中圆柱11上的定位槽13的匹配定位。
所述的端盖9与所述的转动轴6的1号小圆柱10通过螺栓连接，实现转动轴6与第一支架1和第二支架2在轴向上的定位；所述的第一支柱3和第二支柱4均为套管，通过套管的伸缩实现第一支柱3和第二支柱4长度的变化。
所述的试验夹具的材料均为防静电材料，元器件固定安装在第一支架1上的转压装置5和第二支架5上的转压装置5之间。
该试验夹具还包括夹具子体；所述的夹具子体用于固定安装元器件，所述的夹具子体的一端固定安装在第一支架上的转压装置上，所述的夹具子体的另一端固定安装在第二支架上的转压装置上。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
待试验的元器件外包装(如部分DIP、CFP等封装器件)可以与试验夹具相匹配时，则无需夹具子体辅助试验；
如图1所示，用于安装该待试元器件的试验夹具，包括第一支架1、第二支架2、第一支柱3、第二支柱4和六对转压装置5；
每对转压装置5中的一个转压装置安装在第一支架1上，另一个安装在第二支架2上；元器件固定安装在第一支架1上的转压装置5和第二支架5上的转压装置5之间。
所述的第一支架1和第二支架2通过第一支柱3和第二支柱4进行固定连接且通过调节第一支柱3和第二支柱4的伸缩来调整位于第一支架1上的转压装置5和位于第二支架2上的转压装置5之间的距离，使之与待试验元器件包装的长度一致；
所述的转压装置5包括转动轴6和压板7，所述转压装置5中的压板7包括空心圆柱、螺栓和压簧，空心圆柱的中心孔为压簧孔17，在空心圆柱的侧表面上带有一凸块16，压簧套在螺栓上，套有压簧的螺栓安装在空心圆柱的压簧孔17内。
如图3所示，所述的压板7的空心圆柱为阶梯圆柱，包括上端的2号大圆柱14和下端的2号小圆柱15，2号小圆柱15的主体部位内径与2号大圆柱14的内径一致，2号小圆柱15的底部内径小3.5mm，2号大圆柱14的外径比2号小圆柱15的外径大7.4mm，用于提拉方便。
如图2所示，所述转压装置5中的转动轴6包括端盖9和一体成型的阶梯圆柱，阶梯圆柱从左到右依次为1号小圆柱10、中圆柱11和1号大圆柱12，1号小圆柱10的外径为20mm，中圆柱11的外径为30mm，1号大圆柱12的外径为40mm；中圆柱11的外表面上沿周向上分布有三个定位槽13，其中一个定位槽13位于中圆柱11的外表面的最顶端，另外两个定位槽分布位于最顶端定位槽13的左侧90°和右侧90°位置，1号大圆柱12的底端和顶端均被铣平，1号大圆柱12的中间部分开有半圆柱槽和方槽，半圆柱槽靠近中圆柱11的位置，该半圆柱槽与所述压板7上的圆柱相匹配，所述压板7上的圆柱在该半圆柱槽内能够转动。
所述的方槽与元器件外包装相匹配，当元器件放置到该方槽中时通过所述压板7上的圆柱带有的凸块16能够对该元器件进行压实，达到固定元器件的目的。
所述的第一支架1和第二支架2上均开有用于安装转动轴5的定位孔8，定位孔8的内表面的最顶端位置有定位块，所述的定位孔8内表面上的定位块与所述的转动轴中圆柱上的定位槽13相匹配，且定位槽13能够对定位块进行定位。
在所述的定位孔8内表面上开有小孔，小孔内放置滚珠，滚珠通过压簧实现滚珠与所述的转动轴5中圆柱11上的定位槽13的匹配定位。
所述的端盖9与所述的转动轴6的1号小圆柱10通过螺栓连接，实现转动轴6与第一支架1和第二支架2在轴向上的定位；所述的第一支柱3和第二支柱4均为套管，通过套管的伸缩实现第一支柱3和第二支柱4长度的变化。
工作过程：
(1)程控试验
将安装好试验元器件的夹具置于X射线检测仪的置物板上，待试元器件呈现矩阵阵列，使用设备编程模块对阵列中元器件进行编程开发，固化试验参数，形成试验用例(初次试验，再次试验时可直接调用试验用例无需开发)，将试验用例套入矩阵阵列中所有元器件，运行设备，完成元器件Y方向X射线检测；转动转压装置90°，待试元器件呈现矩阵阵列，使用设备编程模块对阵列中元器件进行编程开发，固化试验参数，形成试验用例(初次试验，再次试验时可直接调用试验用例无需开发)，将试验用例套入矩阵阵列中所有元器件，运行设备，完成元器件X方向X射线检测
(2)手动试验
将安装好试验元器件的夹具置于X射线检测仪的置物板上，待试元器件呈现矩阵阵列，调节试验参数，开始试验，完成一方向X射线检测试验后转动转压装置90°，调节试验参数，继续完成另一方向X射线检测试验。
进行测试：检查X射线检测照相结果，元器件两方向X射线检测照片清晰，参数一致性好，对焦清晰，常规夹具相比，常规夹具实现X、Y两方向的翻转用时10分钟，本夹具用时1分钟。比较试验用例复用情况，本夹具定位元器件准确，再次开展同封装元器件试验时，无需二次调整试验用例，可直接运行试验用例，常规夹具由于定位不准，需对试验用例再次开发。
实施例2
该试验夹具还包括夹具子体；所述的夹具子体用于固定安装元器件，所述的夹具子体的一端固定安装在第一支架上的转压装置上，所述的夹具子体的另一端固定安装在第二支架上的转压装置上。
如图4所示，所述的夹具子体为一带有若干个与元器件封装匹配安装槽的长方形板，长方形板的安装槽内安装相应封装元器件。

Claims (7)

1.一种元器件用X射线批量化试验夹具，其特征在于：该试验夹具包括第一支架(1)、第二支架(2)、第一支柱(3)、第二支柱(4)和若干转压装置(5)，转压装置(5)为两个以上；
所述的第一支架(1)和第二支架(2)均用于安装转压装置(5)；
所述的第一支架(1)和第二支架(2)通过第一支柱(3)和第二支柱(4)进行固定连接且通过调整第一支柱(3)和第二支柱(4)的长度用来调整第一支架(1)和第二支架(2)之间的距离，进而达到调整位于第一支架(1)上的转压装置(5)和位于第二支架(2)上的转压装置(5)之间的距离；
所述的转压装置(5)包括转动轴(6)和压板(7)，所述转压装置(5)中的压板(7)包括空心圆柱、螺栓和压簧，空心圆柱的中心孔为压簧孔(17)，在空心圆柱的侧表面上带有一凸块(16)，压簧套在螺栓上，套有压簧的螺栓安装在空心圆柱的压簧孔(17)内；
所述的压板(7)的空心圆柱为阶梯圆柱，包括上端的2号大圆柱(14)和下端的2号小圆柱(15)，2号小圆柱(15)的主体部位内径与2号大圆柱(14)的内径一致，2号小圆柱(15)的底部内径小，2号大圆柱(14)的外径比2号小圆柱(15)的外径大；
所述转压装置(5)中的转动轴(6)包括端盖(9)和一体成型的阶梯圆柱，阶梯圆柱从左到右依次为1号小圆柱(10)、中圆柱(11)和1号大圆柱(12)，1号小圆柱(10)、中圆柱(11)和1号大圆柱(12)的外径依次变大，中圆柱(11)的外表面上沿周向上分布有三个定位槽(13)，其中一个定位槽(13)位于中圆柱(11)的外表面的最顶端，另外两个定位槽分布位于最顶端定位槽(13)的左侧90°和右侧90°位置，1号大圆柱(12)的底端和顶端均被铣平，1号大圆柱(12)的中间部分开有半圆柱槽和方槽，半圆柱槽靠近中圆柱(11)的位置，该半圆柱槽与所述压板(7)上的空心圆柱相匹配，所述压板(7)上的空心圆柱在该半圆柱槽内能够转动。
2.根据权利要求1所述的一种元器件用X射线批量化试验夹具，其特征在于：所述的方槽与元器件的外形相匹配，当元器件放置到该方槽中时通过所述压板(7)上的空心圆柱带有的凸块(16)能够对该元器件进行压实，达到固定元器件的目的。
3.根据权利要求1所述的一种元器件用X射线批量化试验夹具，其特征在于：所述的第一支架(1)和第二支架(2)上均开有用于安装转动轴(6)的定位孔(8)，定位孔(8)的内表面的最顶端位置有定位块，所述的定位孔(8)内表面上的定位块与所述的转动轴中圆柱上的定位槽(13)相匹配，且定位槽(13)能够对定位块进行定位。
4.根据权利要求3所述的一种元器件用X射线批量化试验夹具，其特征在于：在所述的定位孔(8)内表面上开有小孔，小孔内放置滚珠，滚珠通过压簧实现滚珠与所述的转动轴(6)中圆柱(11)上的定位槽(13)的匹配定位。
5.根据权利要求1所述的一种元器件用X射线批量化试验夹具，其特征在于：所述的端盖(9)与所述的转动轴(6)的1号小圆柱(10)通过螺栓连接，实现转动轴(6)与第一支架(1)和第二支架(2)在轴向上的定位；所述的第一支柱(3)和第二支柱(4)均为套管，通过套管的伸缩实现第一支柱(3)和第二支柱(4)长度的变化。
6.根据权利要求1、2、4或5任一所述的一种元器件用X射线批量化试验夹具，其特征在于：所述的试验夹具的材料均为防静电材料，元器件固定安装在第一支架(1)上的转压装置(5)和第二支架(5)上的转压装置(5)之间。
7.根据权利要求1、2、4或5任一所述的一种元器件用X射线批量化试验夹具，其特征在于：该试验夹具还包括夹具子体；所述的夹具子体用于固定安装元器件，所述的夹具子体的一端固定安装在第一支架上的转压装置上，所述的夹具子体的另一端固定安装在第二支架上的转压装置上。
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