CN114325350A - 一种小型mems传感器测试设备及测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种小型MEMS传感器测试设备和测试方法。MEMS传感器测试设备包括：器件工装、探针板组件及气缸组件，所述器件工装上设有标定孔、方向标记和应力感应器件，所述探针板组件包括多个探针以及探针定位工装，所述探针定位工装上开设有探针定位孔，所述探针定位孔的位置与所述器件工装上小型MEMS传感器的引脚（PIN脚）以及所述信号引出电路板中的焊盘位置相对应。本发明实现超小引脚间距MEMS传感器的测试，并减小探针与MEMS传感器引脚的接触力，减小MEMS传感器所受应力，提高测试精度。
Description
技术领域
本发明属于传感器领域，涉及一种小型MEMS传感器测试设备及测试方法。
背景技术
由于市场需求，小型MEMS传感器的封装尺寸越来越小，引脚尺寸及间距也很小，难以实现多路测试，测试效率低。目前，一种测试方法：采用测试座与电路板连接进行测试，多路采集数量受到限制；另一种测试方法用探针接触测试，现有设备无法实现超小引脚间距传感器的测试，而且探针与传感器接触力较大，使传感器的应力增大，影响测试精度。
发明内容
为解决上述问题，提高测试效率和测试精度，本发明实施例提出一种小型MEMS传感器测试设备及测试方法。实现小型MEMS传感器在线测试，减小探针与传感器引脚接触力，传感器探针间距可达到0.5毫米，单组探针可包括8根探针，8根探针对应8个引脚的MEMS传感器。
为实现以上述目的，本发明采用的方案为：
第一方面提供一种小型MEMS传感器测试设备，包括：测量装置、器件工装、探针板组件及气缸组件，所述器件工装和所述探针板组件设置于气缸组件内，所述探针板组件位于所述器件工装与所述测量装置之间，所述器件工装上设有标定孔、方向标记和应力感应器件，所述探针板组件包括探针以及探针定位工装，所述探针定位工装上开设有探针定位孔，所述测量装置设有信号引出电路板，所述探针定位孔的位置与所述器件工装上小型MEMS传感器的引脚（PIN脚）以及所述信号引出电路板中的焊盘位置相对应。
上料，把MEMS传感器安装到所述器件工装中。
所述气缸组件包括气缸上盖，所述气缸上盖用于实现所述探针与所述MEMS传感器和所述信号引出电路板中的焊盘稳定接触。
进一步的，所述器件工装、所述探针板组件和所述测量装置中信号引出电路板之间构成三明治结构，通过所述标定孔和所述探针定位孔进行组合定位。
进一步的，所述标定孔根据待测量的MEMS传感器的尺寸大小选择所述标定孔的尺寸大小及数量，所述标定孔的尺寸最小2mm，所述MEMS传感器安装在所述标定孔内。
进一步的，根据所述器件工装的所述方向标记确定MEMS传感器的摆放方向，所述器件工装上设有多个方位不同的区域，各个所述区域设一个应力感应器件，反馈 MEMS传感器与探针的接触力。
进一步的，所述器件工装的材质为双面玻纤，所述双面玻纤厚度为2毫米（mm）至5毫米（mm），所述器件工装上设有加强筋。
进一步的，所述探针板组件中的探针为双头可伸缩探针，所述双头可伸缩探针一端与所述MEMS传感器的引脚接触，所述双头可伸缩的另一端与所述测量装置中的信号引出电路板中的焊盘接触；
所述多个探针之间间距达到0.5毫米，且每8根探针组成一组探针组件，所述8根探针对应8个引脚的MEMS传感器；
所述多个探针之间针平行，使所述多个探针与MEMS传感器引脚接触力不高于5克力，所述多个探针与所述MEMS传感器接触。
进一步的，所述测量装置包括信号引出电路板、电连接线缆及其采集件，所述电连接线缆与信号引出电路板焊盘连接，以使电信号输出。
进一步的，所述采集件的数据采集过程在所述气缸组件内完成，所述气缸组件包括SIL硅橡胶密封圈或ACM丙烯酸脂橡胶密封圈，且所述气缸组件的材料为硬质不锈钢。
第二方面提供一种用于小型MEMS传感器测试方法，所述方法包括：
S1：小型MEMS传感器在进行测试前，将MEMS传感器放置于器件工装的标定孔中；
S2:通过改变气缸组件中气缸上盖的位置，压紧，使针床组件的探针与MEMS传感器的引脚、信号引出电路板中的焊盘接触稳定，通过应力感应器件的输出，调整压紧程度，通过测量装置中的采集件把采集到的数据传输到目标体上；
S3：所述采集件的采集方式包括多个温区进行温度测试和多个不同压力点的压力。
测试本发明与现有技术对比为：
所述探针卡组件、传感器、器件工装，信号引出电路板的接触方式，使探针与传感器接触稳定，减少接触力带给传感器应力传递，增加了产品测试精度。
所述探针间距较小，实现小间距引脚传感器的测试，增加了测试效率。
可根据小型MEMS传感器的工艺需求通用于高温、低温、高压、真空等环境中，可通用于间距小，引脚距离小的多路采集的所有场所。
附图说明
图1为发明的整体结构剖面图。
图中1-气缸组件，2-密封圈，3-弹性装置，4-电连接线缆，5-下压垫，6-标定孔、7-器件工装，8-探针，9-探针定位孔，10-探针定位工装，11-引出信号电路板焊盘，12-信号引出电路板。
图2 为器件工装俯视图。
图中13-标定孔，14-应力敏感器件，15-方向标记。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。但本领域技术人员知晓，本发明并不局限于附图和以下实施例。
如图1、图2所示，一种小型MEMS传感器测试设备，包括气缸组件1、器件工装7、探针板组件（包括探针8、探针定位孔9、探针定位工装10）以及测量装置（包括信号引出电路板12、电连接线缆及其采集件）。所述器件工装和所述探针板组件设置于气缸组件内，所述探针板组件位于所述器件工装与所述测量装置之间。
其中，所述器件工装7上设有标定孔13、方向标记15和应力感应器件14。所述方向标记15明确MEMS传感器的摆放方向，保证信号连接的准确；所述标定孔13的大小根据MEMS传感器的大小设定，数量根据工装大小和气缸组件的大小设定；所述器件工装7上设有多个方位不同的区域，各个所述区域设一个应力感应器件14，具体为所述器件工装为上、下、中、左、右各个区域设一个应力感应器件，反馈 MEMS传感器与探针的接触力；所述标定孔13内含有小孔，所述探针8穿过小孔与MEMS传感器的引脚接触；所述器件工装7下设有所述弹簧装置3，可以上下移动，保证探针与MEMS压力传感器的接触；所述器件工装7的材质为双面玻纤，厚度为2毫米（mm）至5毫米（mm），所述器件工装7上设有加强筋。工装满足高低温膨胀系数与传感器芯片匹配，在传送和高低温循环过程中无变形，不影响传感器芯片感受压力。所述探针板组件中探针定位工装10含有所述探针定位孔9和探针8，所述探针板组件中的探针8为双头可伸缩探针，所述双头可伸缩探针一端穿过器件工装标定孔13内小孔与所述MEMS传感器的引脚接触，所述双头可伸缩的另一端与所述测量装置中的信号引出电路板中的焊盘11接触，通过压紧，螺栓固定所述气缸组件1实现可靠接触。所述多个探针8之间间距可以达到0.5毫米，且每8根探针组成一组探针组件，所述8根探针对应8个引脚的MEMS传感器；所述多个探针之间针平行，使所述多个探针与MEMS传感器引脚接触力不高于5克力，所述多个探针与所述MEMS传感器接触。所述信号引出板的焊盘11与所述电连接线缆4连接实现信号的引出。所述气缸组件1中的气缸上盖上下移动，压紧，螺栓固定，实现所述探针8与MEMS传感器、所述信号引出电路板中的焊盘11的稳定接触。所述气缸组件1包括所述密封圈2，所述密封圈2可以为SIL硅橡胶密封圈或ACM丙烯酸脂橡胶密封圈。所述气缸组件1主要受力结构材料为硬质不锈钢（热处理），耐压达到2MPa，密封效果好，压力保持精度高。
本发明再次基础上还提出一种用于小型MEMS传感器测试方法，所述方法包括：
S1：小型MEMS传感器在进行测试前，将MEMS传感器放置于器件工装的标定孔中；
S2：通过改变气缸组件中气缸上盖的位置，压紧器件工装，使针床组件的探针与MEMS传感器的引脚、信号引出电路板中的焊盘接触稳定。通过应力感应器件的输出，调整压紧程度，通过测量装置中的采集件把采集到的数据传输到目标体上；
S3：所述采集件的采集方式包括多个温区进行温度测试和多个不同压力点的压力。
以上，对本发明的实施方式进行了说明。但是，本发明不限定于上述实施方式。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种小型MEMS传感器测试设备，其特征在于，包括：测量装置、器件工装、探针板组件及气缸组件，所述器件工装和所述探针板组件设置于气缸组件内，所述探针板组件位于所述器件工装与所述测量装置之间，所述器件工装上设有标定孔、方向标记和应力感应器件，所述探针板组件包括多个探针以及探针定位工装，所述探针定位工装上开设有探针定位孔，所述测量装置设有信号引出电路板，所述探针定位孔的位置与所述器件工装上小型MEMS传感器的引脚以及所述信号引出电路板中的焊盘位置相对应。
2.如权利要求1所述的小型MEMS传感器测试设备，其特征在于，所述气缸组件包括气缸上盖，所述气缸上盖升降用于实现所述探针与所述MEMS传感器和所述信号引出电路板中的焊盘稳定接触。
3.如权利要求1所述的小型MEMS传感器测试设备，其特征在于，所述标定孔根据待测量的MEMS传感器的尺寸大小选择所述标定孔的尺寸大小及数量，所述标定孔的尺寸最小2mm，所述MEMS传感器安装在所述标定孔内。
4.如权利要求1所述的小型MEMS传感器测试设备，其特征在于，根据所述器件工装的所述方向标记确定MEMS传感器的摆放方向，所述器件工装上设有多个方位不同的区域，各个所述区域设一个应力感应器件，反馈 MEMS传感器与探针的接触力。
5.如权利要求1所述的小型MEMS传感器测试设备，其特征在于，所述器件工装的材质为双面玻纤，所述双面玻纤的厚度为2毫米（mm）至5毫米（mm）；所述器件工装上设有加强筋；所述器件工装设有弹性装置。
6.如权利要求1所述的小型MEMS传感器测试设备，其特征在于，所述探针板组件中的探针为双头可伸缩探针，所述双头可伸缩探针一端与所述MEMS传感器的引脚接触，所述双头可伸缩的另一端与所述测量装置中的信号引出电路板中的焊盘接触；
所述多个探针之间间距达到0.5毫米，且每8根探针组成一组探针组件，所述8根探针对应8个引脚的MEMS传感器；所述多个探针之间针平行，使所述多个探针与MEMS传感器引脚接触力不高于5克力，所述多个探针与所述MEMS传感器接触。
7.如权利要求1所述的小型MEMS传感器测试设备，其特征在于，所述测量装置上还设有信号引出电路板、电连接线缆及其采集件，所述电连接线缆与信号引出电路板焊盘连接，以使电信号输出。
8.如权利要求7所述的小型MEMS传感器的测试设备，其特征在于，所述采集件的数据采集过程在所述气缸组件内完成，所述气缸组件包括SIL硅橡胶密封圈或ACM丙烯酸脂橡胶密封圈，且所述气缸组件的材料为硬质不锈钢。
9.一种用于小型MEMS传感器测试方法，其特征在于，所述方法包括：
S1：小型MEMS传感器在进行测试前，将MEMS传感器放置于器件工装的标定孔中；
S2：通过改变气缸组件中气缸上盖的位置，压紧，使探针板组件的探针与MEMS传感器的引脚、信号引出电路板中的焊盘接触稳定，通过应力感应器件的输出，调整压紧程度，通过测量装置中的采集件把采集到的数据传输到目标体上；
S3：采集件的采集方式包括多个温区进行温度测试和多个不同压力点的测试。
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