CN110346070A - 载具及采用该载具的mems压力传感器模组校准设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种载具及采用该载具的MEMS压力传感器模组校准设备，所述载具包括：一载板，用于承载至少一待测样品；一压板，设置在所述载板上方，用于抵压所述待测样品，所述压板包括至少一过孔，所述待测样品的电连接处暴露于所述过孔；至少一电连接装置，包括第一连接端及第二连接端，所述第一连接端及所述第二连接端电连接，所述第一连接端能够与外部装置电连接，所述第二连接端能够穿过所述过孔与所述待测样品的电连接处电连接。本发明的优点在于，所述载具能够将待测样品与外部装置连接，在移动及测试过程中避免频繁拆卸待测样品，提高生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及MEMS压力传感器模组领域，尤其涉及一种载具及采用该载具的MEMS压力传感器模组校准设备。
背景技术
目前MEMS压力传感器模组批量校准方法普遍采用将模组放入治具中连同治具一起放入高低温烘箱加热或冷却到不同的温度点，然后进行参数采集，计算校准系数，最后将参数烧录到芯片。举例说明，采用三个温度点(25℃，-5℃，70℃)的MEMS压力传感器模组校准的常规流程是：(1)人工装夹MEMS压力传感器模组至治具中，并放入烘箱；(2)首先进行常温校准参数采集；(3)常温校准参数采集完毕后，烘箱的温度降低到低温(通常需要30分钟)，再低温保温若干时间(通常为20分钟)；(4)进行低温校准参数采集；(5)低温校准参数采集完毕后，烘箱的温度升温到高温(通常需要30分钟)，再高温保温若干时间(通常为20分钟)；(6)进行高温校准参数采集；(7)高温校准参数采集完毕后参数计算与烧录；(8)降温到安全温度；(9)人工取出治具及产品。
上述常规校准方案存在以下缺陷：(1)治具导热慢；(2)采用烘箱加温，所有动作串行进行，一个周期最低2小时，效率极低，大批量生产需要多台设备；(3)生产过程每个产品需要人工装夹上料、取出，人力成本高；(4)升温或降温到不同温度点时间长，无法在流水线设备上实现不同温度下的校准参数采集，不能够大规模生产。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种载具及采用该载具的MEMS压力传感器模组校准设备，其能够提高生产效率，简化校准工艺。
为了解决上述问题，本发明提供了一种载具，其包括：一载板，用于承载至少一待测样品；一压板，设置在所述载板上方，用于抵压所述待测样品，所述压板包括至少一过孔，所述待测样品的电连接处暴露于所述过孔；至少一电连接装置，包括第一连接端及第二连接端，所述第一连接端及所述第二连接端电连接，所述第一连接端能够与外部装置电连接，所述第二连接端能够穿过所述过孔与所述待测样品的电连接处电连接。
进一步，所述载板的上表面具有至少一凹槽，所述待测样品放置在所述凹槽内。
进一步，所述载具还包括耐磨板，在所述载板的底面需要与外部传送装置接触的区域设置所述耐磨板。
进一步，所述载板还包括至少两个相对设置的插孔，外部装置能够自所述载板的底面插入所述插孔，以抬高所述载具。
进一步，所述电连接装置的所述第一连接端与所述第二连接端通过至少一信号线连接。
进一步，所述载具还包括至少一支撑块，所述支撑块设置在所述载板的上表面，所述电连接装置的第一连接端固定在所述支撑块上。
进一步，所述载板和所述压板之间通过定位销及定位孔相对固定。
本发明还提供一种MEMS压力传感器模组校准设备，其包括：至少一常温段，用于对所述MEMS压力传感器模组进行常温校准参数采集；至少一低温段，用于对所述MEMS压力传感器模组进行低温校准参数采集；至少一高温段，用于对所述MEMS压力传感器模组进行高温校准参数采集；如上所述的载具，所述载具用于承载所述MEMS压力传感器模组，所述电连接装置的第一连接端能够与所述常温段、低温段及高温段电连接，以使得所述常温段、低温段及高温段能够采集所述MEMS压力传感器模组的参数；所述常温段、低温段及高温段的至少其中之一能够将常温校准参数、低温校准参数及高温校准参数烧录至所述MEMS压力传感器模组中。
进一步，所述MEMS压力传感器模组校准设备还包括一内部输送装置，所述内部输送装置通过所述常温段、低温段及高温段，所述载具能够置于所述内部输送装置上，所述内部输送装置能够输送所述载具至设定位置。
进一步，所述MEMS压力传感器模组校准设备还包括一外部输送装置，当完成数据采集后，所述载具能够置于所述外部输送装置上，所述外部输送装置用于输送所述载具至设定位置。
进一步，所述MEMS压力传感器模组校准设备还包括：至少一不良品检测段，用于对完成烧录的MEMS压力传感器模组进行检测；至少一冷却段，用于对完成检测的MEMS压力传感器模组进行冷却；所述当完成数据采集后，所述载具被所述内部输送装置运输至不良品检测段，当完成检测后，所述载具被所述外部输送装置输送至冷却段。
进一步，所述MEMS压力传感器模组校准设备还包括一上料段，所述上料段与所述冷却段位于所述MEMS压力传感器模组校准设备的同一侧。
进一步，所述MEMS压力传感器模组校准设备还包括一载具转移装置，所述载具转移装置用于将所述载具自所述内部输送装置转移至所述外部输送装置上。
进一步，所述低温段包括快速制冷装置及短路保护装置，所述快速制冷装置对MEMS压力传感器模组表面进行快速制冷，所述短路保护装置对MEMS压力传感器模组进行短路保护，防止MEMS压力传感器模组低温产生水雾而短路。
进一步，所述高温段包括隧道炉及测试装置，所述隧道炉用于对MEMS压力传感器模组进行加热，所述测试装置用于对MEMS压力传感器模组进行测试及数据采集。
本发明的一个优点在于，所述载具能够将待测样品与外部装置连接，在移动及测试过程中避免频繁拆卸待测样品，提高生产效率。
本发明的另一优点在于，所述MEMS压力传感器模组校准设备可实现MEMS压力传感器模组的快速冷却、加热，通过循环线实现校准工艺的自动化，大幅度提高效率并保证稳定的产品质量；同时，不同温度工位独立进行，实现快速的升温与降温，不同工位采集数据相互独立，简化了校准工艺。
附图说明
图1是本发明载具的一个具体实施方式的结构示意图；
图2是本发明载具的一个具体实施方式的另一角度结构示意图；
图3是本发明MEMS压力传感器模组校准设备的一个具体实施方式的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明提供的载具及采用该载具的MEMS压力传感器模组校准设备的具体实施方式做详细说明。
图1是本发明载具的一个具体实施方式的结构示意图，图2是本发明载具的一个具体实施方式的另一角度结构示意图。请参阅图1及图2，所述载具1包括一载板10、一压板11及至少一电连接装置12。
所述载板10用于承载至少一待测样品100。所述待测样品100为需要与外部电连接的结构，在本具体实施方式中，所述待测样品为MEMS压力传感器模组。所述MEMS压力传感器模组具有用于与外部电连接的PIN针。在所述载板10上能够放置一个待测样品100或者依次放置多个待测样品100。在本具体实施方式中，在所述载板10上设置了四个待测样品100。
进一步，所述载板10的上表面具有至少一凹槽(附图中未绘示)，所述待测样品100放置在所述凹槽内。所述凹槽能够进一步限位所述待测样品100，从而避免所述待测样品100移位。在本发明一具体实施方式中，全部的或部分的所述待测样品100放置在同一凹槽中。在本具体实施方式中，一个所述待测样品100放置在一个凹槽中，从而进一步避免待测样品100移位。
所述压板11设置在所述载板10上方，用于抵压所述待测样品100。所述压板11包括至少一过孔110，所述待测样品100的电连接处暴露于所述过孔110。在本具体实施方式中，一个所述过孔110对应一个所述待测样品100，在本发明其他具体实施方式中，一个过孔110也可对应多个所述待测样品100。其中，所述过孔110的边缘抵压所述待测样品100的上表面，以避免所述待测样品100移位。
进一步，所述载板10和所述压板11之间通过定位销及定位孔相对固定。在本具体实施方式中，在所述压板11上设置有至少一定位孔(附图中未绘示)，在所述载板10上设置有至少一定位销102，所述定位销102插入所述定位孔，以实现所述载板10和所述压板11之间的固定及定位。
在本具体实施方式中，所述载具1包括多个电连接装置12，每一个所述电连接装置12对应一个所述待测样品100。所述电连接装置12用于将待测样品100与外部装置电连接，以实现外部装置对所述待测样品100的测试及数据采集。
所述电连接装置12包括第一连接端12A及第二连接端12B。所述第一连接端12A与所述第二连接端12B可通过至少一信号线12C电连接。在本具体实施方式中，所述第一连接端12A与所述第二连接端12B通过三根信号线12C电连接。
所述第一连接端12A能够与外部装置电连接。在本具体实施方式中，所述第一连接端12A为铜导电棒，所述外部装置上设置有能够与所述铜导电棒电连接的配合装置，从而实现所述第一连接端12A与外部装置电连接的目的。
所述第二连接端12B能够穿过所述过孔110与所述待测样品100的电连接处电连接。在本具体实施方式中，所述待测样品100的电连接处为PIN针，所述第二连接端12B为插孔，两者能够配合插接。
进一步，所述载具1还包括至少一支撑块13。所述支撑块13设置在所述载板10的上表面，例如，所述支撑块13通过螺钉等固定件固定在所述载板10的上表面。所述电连接装置12的第一连接端12A固定在所述支撑块13上。在本具体实施方式中，所述载具1包括一个支撑块13，所述支撑块13沿所述载板10的表面延伸，所有所述电连接装置12的第一连接端12A均固定在所述支撑块13上；而在本发明其他具体实施方式中，所述载具1包括多个所述支撑块13，每一个所述电连接装置12对应一个所述支撑块13。
进一步，若所述电连接装置12的第一连接端12A为铜导电棒，则所述支撑块13上设置有过孔130，所述铜导电棒可置于所述过孔130中，外部装置的连接结构可自所述过孔130与所述铜导电棒电连接。
进一步，所述载具1还包括耐磨板14。在所述载板10的底面需要与外部传送装置接触的区域设置所述耐磨板14。所述耐磨板14能够代替所述载板10的底面而与外部传送装置接触，从而避免所述载板10的底面被磨损，延长所述载具1的使用寿命。
进一步，所述载板10还包括至少两个相对设置的插孔101。所述插孔101内安装称套，外部装置上装有定位销，外部装置的上升气缸作动，进而将外部装置顶起，定位销插入衬套，下压气缸下压，实现载具1与所述外部装置的静止，进而实现所述载具1的对准定位。进一步，所述压板11上也对应设置有插孔，以便于定位销插入。
当使用本发明载具装载待测样品时，所述待测样品装载在所述载具1上，所述电连接装置12的第二连接端12B与所述待测样品100的电连接处连接。待测样品100装夹在所述载具1上后，在各个测试工位进行转移及在各个测试工位的测试过程中，只需要移动所述载具并将所述载具的电连接装置的第一连接端12A与各个测试工位的测试装置连接即可，不需要将所述待测样品100自所述载具1上拆卸，降低人工操作频率，从而节约成本，且提高生产效率。
本发明还提供一种MEMS压力传感器模组校准设备。图3是本发明MEMS压力传感器模组校准设备的一个具体实施方式的结构示意图。请参阅图3，所述MEMS压力传感器模组校准设备包括至少一常温段30、至少一低温段31、至少一高温段32及上述的载具1(请参阅图1及图2)。
所述常温段30用于对所述MEMS压力传感器模组进行常温校准参数采集。在所述常温段30，所述MEMS压力传感器模组处于常温温度范围内。其中所述常温温度可为室温，例如，在一具体实施方式中，所述常温温度为25℃。所述载具1的电连接装置12的第一连接端12A与所述常温段30的测试装置301连接，所述测试装置301通过所述电连接装置12与所述MEMS压力传感器模组连接，以对所述MEMS压力传感器模组的常温校准参数进行采集。在本具体实施方式中，所述MEMS压力传感器模组校准设备包括一个常温段30。在本发明其他具体实施方式中，为了能够同时进行多组测量，所述MEMS压力传感器模组校准设备可包括多个常温段。
所述低温段31用于对所述MEMS压力传感器模组进行低温校准参数采集。在所述低温段31，所述MEMS压力传感器模组处于低温温度范围内。其中所述低温温度范围可为0～-10℃，例如，在一具体实施方式中，所述低温温度为-5℃。所述载具1的电连接装置12的第一连接端12A与所述低温段31的测试装置311连接，所述测试装置311通过所述电连接装置12与所述MEMS压力传感器模组连接，以对所述MEMS压力传感器模组的低温校准参数进行采集。在本具体实施方式中，所述MEMS压力传感器模组校准设备包括一个低温段31。在本发明其他具体实施方式中，为了能够同时进行多组测量，所述MEMS压力传感器模组校准设备可包括多个低温段。
进一步，在本发明中，所述低温段31包括快速制冷装置及短路保护装置。所述快速制冷装置对MEMS压力传感器模组表面进行快速制冷。所述快速制冷装置主体采用ThermoJet设备配合干燥剂进行快速制冷，结构为不完全封闭罩结构，冷气和干燥剂从罩子的一端流进，另外一端流出。所述短路保护装置对MEMS压力传感器模组进行短路保护，防止MEMS压力传感器模组低温产生水雾而短路。
所述高温段32用于对所述MEMS压力传感器模组进行高温校准参数采集。在所述高温段32，所述MEMS压力传感器模组处于高温温度范围内。其中所述高温温度范围可为50～90℃，例如，在一具体实施方式中，所述高温温度为70℃。所述载具1的电连接装置12的第一连接端12A与所述高温段32的测试装置322连接，所述测试装置322通过所述电连接装置12与所述MEMS压力传感器模组连接，以对所述MEMS压力传感器模组的高温校准参数进行采集。在本具体实施方式中，所述MEMS压力传感器模组校准设备包括一个高温段32。在本发明其他具体实施方式中，为了能够同时进行多组测量，所述MEMS压力传感器模组校准设备可包括多个高温段。
进一步，在本具体实施方式中，所述高温段32包括隧道炉321及测试装置322，所述隧道炉321用于对MEMS压力传感器模组进行加热，以使所述MEMS压力传感器模组能够达到预设温度，所述测试装置322用于对MEMS压力传感器模组进行测试及数据采集。
所述载具用于承载所述MEMS压力传感器模组。请参阅图1、图2及图3，所述载具的电连接装置12的第一连接端12A能够与所述常温段30、低温段31及高温段32电连接，以使得所述常温段30、低温段31及高温段32能够采集所述MEMS压力传感器模组的参数。
进一步，在MEMS压力传感器模组校准设备中，所述常温段30、低温段31及高温段32依次设置，以满足测试需求。
其中，所述常温段30、低温段31及高温段32的至少其中之一能够将常温校准参数、低温校准参数及高温校准参数烧录至所述MEMS压力传感器模组中。具体地说，当全部参数测试完毕，可采用所述常温段30、低温段31及高温段32的其中之一能够将常温校准参数、低温校准参数及高温校准参数烧录至所述MEMS压力传感器模组中。在本具体实施方式中，所述高温段32为校准设备的最后一个阶段，则在所述高温段32将常温校准参数、低温校准参数及高温校准参数烧录至所述MEMS压力传感器模组中。
进一步，所述MEMS压力传感器模组校准设备还包括一内部输送装置33。在本具体实施方式中，所述内部输送装置33依次通过所述常温段30、低温段31及高温段32，所述载具能够置于所述内部输送装置33上，所述内部输送装置33能够输送所述载具至设定位置。所述内部输送装置33包括但不限于顶置式滚子链条输送装置，其通过链条带动滚子转动，进而带动载具移动。
进一步，在本具体实施方式中，所述MEMS压力传感器模组校准设备还包括一外部输送装置34，当完成数据采集后，所述载具能够置于所述外部输送装置34上，所述外部输送装置34用于输送所述载具至设定位置。其中，所述外部输送装置34包括但不限于皮带传送装置。
进一步，在本具体实施方式中，所述MEMS压力传感器模组校准设备还包括至少一不良品检测段35及至少一冷却段36。
不良品检测段35用于对完成烧录的MEMS压力传感器模组进行检测。在本具体实施方式中，不良品检测段35采用滴墨方式进行不合格品的标记，并采用颜色识别传感器进行标记的判定，预防不合格品流入到成品中。所述不良品检测段35位于MEMS压力传感器模组校准设备的尾端，以在完成全部测试、参数采集及烧录后进行检测。在本具体实施方式中，所述不良品检测段35位于高温段32之后。
所述冷却段36用于对完成检测的载具进行冷却。在本具体实施方式中，所述冷却段36采用冷水循环，使得载具达到常温，以进行循环利用。所述当完成数据采集后，所述载具被所述内部输送装置33运输至不良品检测段，当完成检测后，所述载具被所述外部输送装置34输送至冷却段36，在所述冷却段36卸料后，对所述载具进行冷却。优选地，在本具体实施方式中，所述冷却段36与所述MEMS压力传感器模组校准设备的上料段37在同一侧，使得上料和卸料仅仅需要一人即可，节省了人力成本。
进一步，所述MEMS压力传感器模组校准设备还包括一载具转移装置38，所述载具转移装置38用于将所述载具自所述内部输送装置33转移至所述外部输送装置34上。所述载具转移装置38包括但不限于气缸等装置。
本具体实施方式的MEMS压力传感器模组校准设备的工作过程描述如下：
(1)将MEMS压力传感器模组置于载具的载板10上，压板11抵压所述MEMS压力传感器模组，所述MEMS压力传感器模组的电连接处与所述电连接装置的第二连接端12B电连接。承载有MEMS压力传感器模组的载具自所述上料段37被置于所述内部输送装置33上。
(2)所述内部输送装置33将承载有MEMS压力传感器模组的载具输送至常温段30，所述电连接装置的第一连接端12A与所述常温段30的测试装置连接，所述常温段30对所述MEMS压力传感器模组进行测试，并进行常温校准参数采集。
(3)当常温校准参数采集采集完毕后，所述内部输送装置33将承载有MEMS压力传感器模组的载具输送至低温段31，所述电连接装置的第一连接端12A与所述低温段31的测试装置连接，所述低温段31对所述MEMS压力传感器模组进行降温处理至预设温度，并进行测试及低温校准参数采集。
(4)当低温校准参数采集完毕后，所述内部输送装置33将承载有MEMS压力传感器模组的载具输送至高温段32，所述电连接装置的第一连接端12A与所述高温段32的测试装置连接，所述高温段32对所述MEMS压力传感器模组进行升温处理至预设温度，并进行测试及高温校准参数采集。其中，所述高温段32可采用隧道炉进行加热。
(5)当常温校准参数、低温校准参数及高温校准参数采集完毕后，可在高温段将该些参数汇集并烧录至MEMS压力传感器模组中。
(6)烧录完毕，所述内部输送装置33将承载有MEMS压力传感器模组的载具输送至不良品检测段36，进行检测。
(7)检测完毕，所述载具转移装置将承载有MEMS压力传感器模组的载具自所述内部输送装置33上转移至外部输送装置34上。
(8)所述外部输送装置34将承载有MEMS压力传感器模组的载具输送至冷却段37，并进行卸料，卸料后所述载具在所述冷却段37进行冷却，使载具可循环使用，所述MEMS压力传感器模组被输送进行后续的储存等工序。
本发明MEMS压力传感器模组校准设备可实现MEMS压力传感器模组的快速冷却、加热，通过循环线实现校准工艺的自动化，大幅度提高效率并保证稳定的产品质量；同时，不同温度工位独立进行，实现快速的升温与降温，不同工位采集数据相互独立，简化了校准工艺。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (15)
1.一种载具，其特征在于，包括：
一载板，用于承载至少一待测样品；
一压板，设置在所述载板上方，用于抵压所述待测样品，所述压板包括至少一过孔，所述待测样品的电连接处暴露于所述过孔；
至少一电连接装置，包括第一连接端及第二连接端，所述第一连接端及所述第二连接端电连接，所述第一连接端能够与外部装置电连接，所述第二连接端能够穿过所述过孔与所述待测样品的电连接处电连接。
2.根据权利要求1所述的载具，其特征在于，所述载板的上表面具有至少一凹槽，所述待测样品放置在所述凹槽内。
3.根据权利要求1所述的载具，其特征在于，所述载具还包括耐磨板，在所述载板的底面需要与外部传送装置接触的区域设置所述耐磨板。
4.根据权利要求1所述的载具，其特征在于，所述载板还包括至少两个相对设置的插孔，外部装置能够自所述载板的底面插入所述插孔，以抬高所述载具。
5.根据权利要求1所述的载具，其特征在于，所述电连接装置的所述第一连接端与所述第二连接端通过至少一信号线连接。
6.根据权利要求1所述的载具，其特征在于，所述载具还包括至少一支撑块，所述支撑块设置在所述载板的上表面，所述电连接装置的第一连接端固定在所述支撑块上。
7.根据权利要求1所述的载具，其特征在于，所述载板和所述压板之间通过定位销及定位孔相对固定。
8.一种MEMS压力传感器模组校准设备，其特征在于，包括：
至少一常温段，用于对所述MEMS压力传感器模组进行常温校准参数采集；
至少一低温段，用于对所述MEMS压力传感器模组进行低温校准参数采集；
至少一高温段，用于对所述MEMS压力传感器模组进行高温校准参数采集；
如权利要求1～7任意一项所述的载具，所述载具用于承载所述MEMS压力传感器模组，所述电连接装置的第一连接端能够与所述常温段、低温段及高温段电连接，以使得所述常温段、低温段及高温段能够采集所述MEMS压力传感器模组的参数；
所述常温段、低温段及高温段的至少其中之一能够将常温校准参数、低温校准参数及高温校准参数烧录至所述MEMS压力传感器模组中。
9.根据权利要求8所述的MEMS压力传感器模组校准设备，其特征在于，所述MEMS压力传感器模组校准设备还包括一内部输送装置，所述内部输送装置通过所述常温段、低温段及高温段，所述载具能够置于所述内部输送装置上，所述内部输送装置能够输送所述载具至设定位置。
10.根据权利要求9所述的MEMS压力传感器模组校准设备，其特征在于，所述MEMS压力传感器模组校准设备还包括一外部输送装置，当完成数据采集后，所述载具能够置于所述外部输送装置上，所述外部输送装置用于输送所述载具至设定位置。
11.根据权利要求10所述的MEMS压力传感器模组校准设备，其特征在于，所述MEMS压力传感器模组校准设备还包括：
至少一不良品检测段，用于对完成烧录的MEMS压力传感器模组进行检测；
至少一冷却段，用于对完成检测的MEMS压力传感器模组进行冷却；
所述当完成数据采集后，所述载具被所述内部输送装置运输至不良品检测段，当完成检测后，所述载具被所述外部输送装置输送至冷却段。
12.根据权利要求11所述的MEMS压力传感器模组校准设备，其特征在于，所述MEMS压力传感器模组校准设备还包括一上料段，所述上料段与所述冷却段位于所述MEMS压力传感器模组校准设备的同一侧。
13.根据权利要求10所述的MEMS压力传感器模组校准设备，其特征在于，所述MEMS压力传感器模组校准设备还包括一载具转移装置，所述载具转移装置用于将所述载具自所述内部输送装置转移至所述外部输送装置上。
14.根据权利要求8所述的MEMS压力传感器模组校准设备，其特征在于，所述低温段包括快速制冷装置及短路保护装置，所述快速制冷装置对MEMS压力传感器模组表面进行快速制冷，所述短路保护装置对MEMS压力传感器模组进行短路保护，防止MEMS压力传感器模组低温产生水雾而短路。
15.根据权利要求8所述的MEMS压力传感器模组校准设备，其特征在于，所述高温段包括隧道炉及测试装置，所述隧道炉用于对MEMS压力传感器模组进行加热，所述测试装置用于对MEMS压力传感器模组进行测试及数据采集。
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