CN110672120A - 一种器件校准装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种器件校准装置，该器件校准装置用于对指定封装形式的模块进行检测，器件校准装置包括：底座，底座包括多个侧壁，每一侧壁上设置有多个导电件；其中，导电件用于与待校准模块的引脚连接，导电件的底端与底座固定连接，导电件的顶端为活动端，在垂直于底座的方向上可产生位移。在本发明的方案中，导电件具有弹性，导电件在垂直于底座的方向上可以发生位移，在校准时，模块与底座的接触应力可以通过导电件释放，不会像现有的底座那样发生不可逆的形变，大大降低了使用底座进行检测和校准时，接触应力对于模块的影响，提高校准精度以及校准的一致性。

Description

一种器件校准装置

技术领域

本发明属于器件检测与校准领域，更具体地，涉及一种器件校准装置。

背景技术

基于微机电系统(Micro-Electro-Mechanic System，简写为MEMS)的传感器具有体积小、重量轻、可靠性高、成本低以及易于大规模生产等优点。近年来随着MEMS技术的普及以及器件价格的下降，MEMS器件拥有广阔的应用前景。MEMS陀螺仪和加速度作为典型的MEMS惯性传感器，已经广泛应用于无人机、机器人的智能控制以及消费电子产品领域。主要的MEMS器件包含MEMS陀螺仪、加速度计、气压计、麦克风或温湿计等等。当前大多数应用需要集成多个MEMS传感器，因此终端用户在采购单类器件后仍需要自己做集成方案。系统集成商通常采用PLCC封装(如图1)或者邮票孔封装形式，将多个传感器和处理模块集成到一块印制电路板上，这种做法使得多传感器模块能像单颗传感器一样贴片到主电路板上。终端用户只需要在自己的主电路板上预留PLCC封装的贴片引脚即可。另一方面，对于MEMS陀螺仪、加速度计等惯性器件通常需要进行校准，采用PLCC标准封装形式可以将集成惯性传感器的电路板模块直接安放在PLCC插座内，传感器模块无需焊接即可实现与主板通信。待传感器校准测试完成后即可取下模块，满足大批量校准测试需求。

但是，由于PCB板制造与封装误差，PLCC封装模块与PLCC封装底座容易产生装配误差，如果模块与底座过盈配合容易导致底座接触点与模块产生应力，而加速度计、陀螺仪等MEMS惯性器件容易受到应力影响，完成校准取下模块贴装到用户主板上时，此时由于模块所受应力解除，会导致其内部惯性器件的零偏误差发生变化，降低了器件的校准精度，同时由于各个模块校准时受到的应力不同，应力释放产生的零偏误差也会不一样，进而影响校准精度的一致性。

鉴于此，克服该现有技术所存在的缺陷是本技术领域亟待解决的问题。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种器件校准装置，其目的在于通过可发生位移变化的导电件释放接触应力，大大降低了接触应力对于模块的影响，提高校准精度以及校准的一致性，由此解决目前校准时，接触应力所带来的一致性较差的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种器件校准装置，所述器件校准装置用于对指定封装形式的模块进行检测，所述器件校准装置包括：底座1，所述底座1包括多个侧壁11，每一所述侧壁11上设置有多个导电件12；

其中，所述导电件12用于与待校准模块的引脚连接，所述导电件12的底端与所述底座1固定连接，所述导电件12的顶端为活动端，在垂直于所述底座1的方向上可产生位移。

优选地，所述导电件12为弹簧球触点；

所述弹簧球触点用于与待校准模块的金属触点连接，在待校准模块被设置在所述底座1上后，所述弹簧球触点在垂直于所述底座1的方向上选择性产生位移，以使待校准模块的每一金属触点与相应所述弹簧球触点有效接触。

优选地，所述器件校准装置还包括上盖2，所述上盖2与所述底座1铰接，所述上盖2的侧面设置有卡扣21，所述底座1的侧面设置有卡合部13；

其中，所述卡扣21与所述卡合部13卡合，以将所述上盖2与所述底座1扣合在一起，避免待校准模块发生移动。

优选地，每一所述侧壁11上设置有多个开槽15，每一所述开槽15内设置有所述导电件12，所述导电件12呈多级弯折状，所述导电件12的顶部121与所述底座1所在的平面平行；

在初始状态下，所述导电件12的顶部121相对于所述底座1处于第一位置，在所述导电件12被按压时，所述导电件12的顶部121相对于所述底座1处于第二位置，在施加在所述导电件12上的力被释放后，所述导电件12的顶部121重新回到所述第一位置；

当所述导电件12的顶部121相对于所述底座1处于第一位置时，所述导电件12的顶部121相对于所述底座1具有第一距离；当所述导电件12的顶部121相对于所述底座1处于第二位置时，所述导电件12的顶部121相对于所述底座1具有第二距离，其中，所述第二距离小于所述第一距离。

优选地，所述导电件12包括第一连接部122、第二连接部123和固定部124，所述顶部121与所述第一连接部122连接，所述第二连接部123与所述第一连接部122连接，所述第二连接部123与所述固定部124连接，所述导电件12的固定部124与所述底座1固定连接，所述顶部121为自由活动端，其中，所述第一连接部122和所述第二连接部123均倾斜于所述底座1所在的平面；

其中，在待测模块设置在所述底座1上后，所述待测模块的引脚与相应的导电件12的顶部121连接，所述导电件12的顶部121由所述第一位置运动至所述第二位置。

优选地，每一所述开槽15处设置有探测器3，所述探测器3用于检测各个导电件12的形变情况，确定所述第二距离与所述第一距离之间的差值，以确定待校准模块与各个导电件12的连接情况。

优选地，所述探测器3为位置探测器，所述位置探测器设置在所述开槽15的侧部，所述位置探测器用于检测所述第一连接部122与所述第二连接部123的连接点的位置变化情况，以确定所述第二距离与所述第一距离之间的差值。

优选地，所述探测器3为角度探测器，所述角度探测器设置在所述开槽15的底部，所述角度探测器用于检测设置在所述固定部124和所述第二连接部123之间的角度变化情况，以确定所述第二距离与所述第一距离之间的差值。

优选地，所述底座1上还设置有导引体4，所述导引体4的开口尺寸逐渐变小，直至所述导引体4与所述底座1耦合；

其中，所述导电件12与所述导引体4之间存在间隙。

优选地，所述底座1包括四个侧壁11，所述底座1的截面形状为正方形或长方形，所述导引体4包括四个导引面，每一所述导引面与对应的所述侧壁11连接；

且每一所述导引面呈梯形状，所述导引面较小的一边与所述侧壁11连接。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有如下有益效果：本发明提供一种器件校准装置，该器件校准装置用于对指定封装形式的模块进行检测，器件校准装置包括：底座，底座包括多个侧壁，每一侧壁上设置有多个导电件；其中，导电件用于与待校准模块的引脚连接，导电件的底端与底座固定连接，导电件的顶端为活动端，在垂直于底座的方向上可产生位移。在本发明的方案中，导电件具有弹性，导电件在垂直于底座的方向上可以发生位移，在校准时，模块与底座的接触应力可以通过导电件释放，不会像现有的底座那样发生不可逆的形变，大大降低了接触应力对于模块的影响，提高校准精度以及校准的一致性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种底座的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种器件校准装置的结构示意图；

图3是本发明提供的多个器件校准装置设置在测试底板上的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的另一种器件校准装置的底座的结构示意图；

图5是本发明实施提供的另一种器件校准装置的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的图5中沿AA’线的剖面结构示意图(底座上设置一较大尺寸的待校准模块)；

图7是本发明实施例提供的图5中沿AA’线的剖面结构示意图(底座上设置一较大小尺寸的待校准模块)；

图8是本发明实施例提供的一种导电件的结构示意图；

图9是本发明实施例提供的导电件与探测器的一种相对位置示意图；

图10是本发明实施例提供的导电件与探测器的另一种相对位置示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，术语“内”、“外”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不应当理解为对本发明的限制。

此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

实施例1：

参阅图2，本实施例提供一种器件校准装置，所述器件校准装置用于对指定封装形式的模块进行检测，所述器件校准装置包括：底座1，所述底座1包括多个侧壁11，每一所述侧壁11上设置有多个导电件12。

其中，所述导电件12用于与待校准模块的引脚连接，所述导电件12的底端与所述底座1固定连接，所述导电件12的顶端为活动端，其中，导电件12具有弹性，在垂直于所述底座1的方向上可产生位移，以匹配可能由于加工工艺产生的PCB误差，避免虚接触的情况发生。

其中，所述待校准模块的封装为PLCC封装或其他形式的封装，所述待校准模块为惯性测量单元，所述惯性测量单元包括陀螺仪或角速度计。

在可选的方案中，所述底座1包括四个侧壁11，所述四个侧壁11首尾依次连接，形成支撑待校准模块的支撑部，所述到导电件12沿所述侧壁11等间距规则排布。

在本发明的方案中，导电件12具有弹性，导电件12在垂直于底座1的方向上可以发生位移，在校准时，模块与底座1的接触应力可以通过导电件12释放，不会像现有的底座1那样发生不可逆的形变，大大降低了使用底座1进行检测和校准时，接触应力对于模块的影响，提高校准精度以及校准的一致性。

在本实施例中，所述导电件12为弹簧球触点；所述弹簧球触点用于与待校准模块的金属触点连接，在待校准模块被设置在所述底座1上后，所述弹簧球触点在垂直于所述底座1的方向上选择性产生位移，以使待校准模块的每一金属触点与相应所述弹簧球触点有效接触，一方面可以通过弹簧球是释放应力，避免对校准造成影响，另一方面消除可能由于加工工艺产生的PCB误差，避免虚接触的情况发生。

在可选的方案中，所述器件校准装置还包括上盖2，所述上盖2与所述底座1铰接，所述上盖2的侧面设置有卡扣21，所述底座1的侧面设置有卡合部13；其中，所述卡扣21与所述卡合部13卡合，以将所述上盖2与所述底座1扣合在一起，避免待校准模块发生移动。

在本实施例中，采用上盖2和底座1卡合的方式固定模块，拆卸模块时，打开卡扣即可将模块拿起，不需要像标准底座1拆卸模块那样使用专业的起拔器，便于快速更换待测模块，提高检测和校准效率。

进一步地，所述上盖2上设置有弹性凸台22，所述弹性凸台22可以为橡胶垫，所述弹性凸台22也由盖板和弹簧件构成，弹簧件的一端与上盖2连接，弹簧件的另一端与盖板连接，使得盖板的位置可变，以适应不同厚度的模块。当所述上盖2与所述底座1扣合在一起后，所述弹性凸台22用于抵接待校准模块，以避免待校准模块发生移动，实现三轴校准，而且器件不会产生松动。相较于现有技术中，采用弹簧针式的校准装置，稳定性更好。

在实际使用中，在对大批量的模块进行检测和校准时，可以将底座1以阵列形式，通过底座1与测试底板焊接在一起(如图3所示)，能够实现批量的校准，提高校准效率。

区别于现有技术，本实施例的器件校准装置至少具有如下优点：

(1)采用弹簧球触点与卡扣安装设计，降低了检测校准时接触点与模块的接触应力，提高校准精度。对模块的尺寸误差适应性强，保证了校准结果的一致。

(2)相较于使用标准底座进行模块检测和校准，本发明在拆装模块时更加方便，无需专用的起拔器，便于快速更换待测模块，提高测试校准效率。

(3)相较于使用弹簧针式的校准装置，本发明可以实现完整的三轴校准，校准时不易发生模块松动，避免影响校准效果。

实施例2：

在实际应用场景下，正对PLCC封装形式的模块，在一个尺寸偏大的模块压入PLCC底座后，再更换另一个尺寸偏小的模块时，经常出现由于接触不良导致模块无法通讯，需要人为去把压缩的触点拉会正常位置。为解决前述问题，本实施本实施例提供另一种形式的器件校准装置，区别于前述实施例1，本实施例的器件校准装置对于导电件的结构进行了改进，使得器件校准装置能够适用不同尺寸的模块，提高器件校准装置利用率。

在本实施例中，所述器件校准装置用于对指定封装形式的模块进行检测，所述器件校准装置包括：底座1，所述底座1包括多个侧壁11，每一所述侧壁11上设置有多个导电件12；其中，所述导电件12用于与待校准模块的引脚连接，所述导电件12的底端与所述底座1固定连接，所述导电件12的顶端为活动端，在垂直于所述底座1的方向上可产生位移，以匹配可能由于加工工艺产生的PCB误差，避免虚接触的情况发生。

其中，所述待校准模块的封装为PLCC封装，所述待校准模块为惯性测量单元，所述惯性测量单元包括陀螺仪或角速度计。

如图4所示，其中，在图4中只是在其中一个侧壁11上展示了导电件12，在其他侧壁11上也采用同样的方式进行设置，在图4中未进行展示。每一所述侧壁11上设置有多个开槽15，每一所述开槽15内设置有所述导电件12，所述导电件12呈多级弯折状，所述导电件12的顶部121与所述底座1所在的平面平行；在初始状态下，所述导电件12的顶部121相对于所述底座1处于第一位置，在所述导电件12被按压时，所述导电件12的顶部121相对于所述底座1处于第二位置，在施加在所述导电件12上的力被释放后，所述导电件12的顶部121重新回到所述第一位置；当所述导电件12的顶部121相对于所述底座1处于第一位置时，所述导电件12的顶部121相对于所述底座1具有第一距离；当所述导电件12的顶部121相对于所述底座1处于第二位置时，所述导电件12的顶部121相对于所述底座1具有第二距离，其中，所述第二距离小于所述第一距离。其中，当所述导电件12的顶部121相对于所述底座1处于第一位置时，所述导电件12呈自然状态，所述导电件12的顶部121远离所述底座1的固定部124，当所述导电件12的顶部121相对于所述底座1处于第二位置时，所述导电件12呈压缩状态，所述导电件12的顶部121向靠近所述底座1的固定部124的方向上运动，直至稳定。

在本实施例中，所述导电件12的顶部121具有一定的长度，例如，2mm～4mm，可以适用于不同尺寸的待校准模块，如图6所示，如果待校准模块的尺寸较大，则待校准模块的触点可以与导电件12的顶部121的外缘位置接触，以形成电连接；如图7所示，如果待校准模块的尺寸较大，则待校准模块的触点可以与导电件12的顶部121的内缘位置接触，以形成电连接，从而适用一定尺寸范围内的多种类型的待校准模块。

在可选的方案中，如图8所示，所述导电件12包括第一连接部122、第二连接部123和固定部124，所述顶部121与所述第一连接部122连接，所述第二连接部123与所述第一连接部122连接，所述第二连接部123与所述固定部124连接，所述导电件12的固定部124与所述底座1固定连接，所述顶部121为自由活动端，其中，所述第一连接部122和所述第二连接部123均倾斜于所述底座1所在的平面；其中，在待测模块设置在所述底座1上后，所述待测模块的引脚与相应的导电件12的顶部121连接，所述导电件12的顶部121由所述第一位置运动至所述第二位置。在其他方案中，导电件12还可以为其他形式的弯折结构，保证导电件12在外力的作用下，能够发生形变即可。

在优选的实施例中，为了保证模块的各个引脚与相应的导电件12有效接触，每一所述开槽15处设置有探测器3，所述探测器3用于检测各个导电件12的形变情况，确定所述第二距离与所述第一距离之间的差值，以确定待校准模块与各个导电件12的连接情况。其中，所述第二距离与所述第一距离之间的差值大于0.5mm或其他数值，可以确定待校准模块与各个导电件12有效接触。

在可选的方案中，所述探测器3为位置探测器，如图9所示，所述位置探测器设置在所述开槽15的侧部，所述位置探测器用于检测所述第一连接部122与所述第二连接部123的连接点(D点)的位置变化情况，以确定所述第二距离与所述第一距离之间的差值。

在另一个可选的方案中，所述探测器3为角度探测器，如图10所示，所述角度探测器设置在所述开槽15的底部，所述角度探测器用于检测设置在所述固定部124和所述第二连接部123之间的角度变化情况(角度a)，以确定所述第二距离与所述第一距离之间的差值。

进一步地，结合图5～图7，为了便于将模块放置在底座1上，所述底座1上还设置有导引体4，所述导引体4的开口尺寸逐渐变小，直至所述导引体4与所述底座1耦合；其中，所述导电件12与所述导引体4之间存在间隙。

在实际应用场景下，所述底座1包括四个侧壁11，所述底座1的截面形状为正方形或长方形，与之相应的，所述导引体4包括四个导引面，每一所述导引面与对应的所述侧壁11连接；且每一所述导引面呈梯形状，所述导引面较小的一边与所述侧壁11连接。在其他实施例中，所述导引体4的导引面还可以为一完成的弧形面，类型漏斗的形式。

区别于现有技术，本实施例的器件校准装置至少具有如下优点：

(1)采用具有弹性的导电件，导电件在垂直于底座的方向上可以发生位移，降低了检测校准时接触点与模块的接触应力，提高校准精度。在校准时，模块与底座的接触应力可以通过导电件释放，不会像现有的底座那样发生不可逆的形变，大大降低了接触应力对于模块的影响，提高校准精度以及校准的一致性，对模块的尺寸误差适应性强，保证了校准结果的一致。

(2)在对每一模块进行校准后，弹性件会自动恢复到初始状态(自然状态)，器件校准装置能够适用不同尺寸的模块，提高器件校准装置利用率。

(3)采用探测器检测导电件的压缩状态，从而确保待校准模块与相应的导电件能够有效接触，保证校准的有效进行，提高校准效率。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种器件校准装置，其特征在于，所述器件校准装置用于对指定封装形式的模块进行检测，所述器件校准装置包括：底座(1)，所述底座(1)包括多个侧壁(11)，每一所述侧壁(11)上设置有多个导电件(12)；

其中，所述导电件(12)用于与待校准模块的引脚连接，所述导电件(12)的底端与所述底座(1)固定连接，所述导电件(12)的顶端为活动端，在垂直于所述底座(1)的方向上可产生位移。

2.根据权利要求1所述的器件校准装置，其特征在于，所述导电件(12)为弹簧球触点；

所述弹簧球触点用于与待校准模块的金属触点连接，在待校准模块被设置在所述底座(1)上后，所述弹簧球触点在垂直于所述底座(1)的方向上选择性产生位移，以使待校准模块的每一金属触点与相应所述弹簧球触点有效接触。

3.根据权利要求1所述的器件校准装置，其特征在于，所述器件校准装置还包括上盖(2)，所述上盖(2)与所述底座(1)铰接，所述上盖(2)的侧面设置有卡扣(21)，所述底座(1)的侧面设置有卡合部(13)；

其中，所述卡扣(21)与所述卡合部(13)卡合，以将所述上盖(2)与所述底座(1)扣合在一起，避免待校准模块发生移动。

4.根据权利要求1所述的器件校准装置，其特征在于，每一所述侧壁(11)上设置有多个开槽(15)，每一所述开槽(15)内设置有所述导电件(12)，所述导电件(12)呈多级弯折状，所述导电件(12)的顶部(121)与所述底座(1)所在的平面平行；

在初始状态下，所述导电件(12)的顶部(121)相对于所述底座(1)处于第一位置，在所述导电件(12)被按压时，所述导电件(12)的顶部(121)相对于所述底座(1)处于第二位置，在施加在所述导电件(12)上的力被释放后，所述导电件(12)的顶部(121)重新回到所述第一位置；

当所述导电件(12)的顶部(121)相对于所述底座(1)处于第一位置时，所述导电件(12)的顶部(121)相对于所述底座(1)具有第一距离；当所述导电件(12)的顶部(121)相对于所述底座(1)处于第二位置时，所述导电件(12)的顶部(121)相对于所述底座(1)具有第二距离，其中，所述第二距离小于所述第一距离。

5.根据权利要求4所述的器件校准装置，其特征在于，所述导电件(12)包括第一连接部(122)、第二连接部(123)和固定部(124)，所述顶部(121)与所述第一连接部(122)连接，所述第二连接部(123)与所述第一连接部(122)连接，所述第二连接部(123)与所述固定部(124)连接，所述导电件(12)的固定部(124)与所述底座(1)固定连接，所述顶部(121)为自由活动端，其中，所述第一连接部(122)和所述第二连接部(123)均倾斜于所述底座(1)所在的平面；

其中，在待测模块设置在所述底座(1)上后，所述待测模块的引脚与相应的导电件(12)的顶部(121)连接，所述导电件(12)的顶部(121)由所述第一位置运动至所述第二位置。

6.根据权利要求5所述的器件校准装置，其特征在于，每一所述开槽(15)处设置有探测器(3)，所述探测器(3)用于检测各个导电件(12)的形变情况，确定所述第二距离与所述第一距离之间的差值，以确定待校准模块与各个导电件(12)的连接情况。

7.根据权利要求6所述的器件校准装置，其特征在于，所述探测器(3)为位置探测器，所述位置探测器设置在所述开槽(15)的侧部，所述位置探测器用于检测所述第一连接部(122)与所述第二连接部(123)的连接点的位置变化情况，以确定所述第二距离与所述第一距离之间的差值。

8.根据权利要求6所述的器件校准装置，其特征在于，所述探测器(3)为角度探测器，所述角度探测器设置在所述开槽(15)的底部，所述角度探测器用于检测设置在所述固定部(124)和所述第二连接部(123)之间的角度变化情况，以确定所述第二距离与所述第一距离之间的差值。

9.根据权利要求4～8任一项所述的器件校准装置，其特征在于，所述底座(1)上还设置有导引体(4)，所述导引体(4)的开口尺寸逐渐变小，直至所述导引体(4)与所述底座(1)耦合；

其中，所述导电件(12)与所述导引体(4)之间存在间隙。

10.根据权利要求9所述的器件校准装置，其特征在于，所述底座(1)包括四个侧壁(11)，所述底座(1)的截面形状为正方形或长方形，所述导引体(4)包括四个导引面，每一所述导引面与对应的所述侧壁(11)连接；

且每一所述导引面呈梯形状，所述导引面较小的一边与所述侧壁(11)连接。

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