CN114964616A - 标定装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种标定装置，涉及传感器技术领域，该标定装置包括压合机构、旋转机构和控制模块；压合机构包括第一合模组件和第二合模组件，第一合模组件和第二合模组件可相向运动以围合形成容纳腔，容纳腔内用于固定放置待测芯片；旋转机构与压合机构转动配合，并配置成能够于标定工况下，带动压合机构绕平行于待测芯片所在平面的轴线转动；控制模块设置于压合机构，用于控制容纳腔内的气压和温度。通过该标定装置，缓解了现有用于标定合封的压力传感器和加速度传感器的设备其标定功能单一的技术问题，提高了生产效率，同时降低了生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及传感器技术领域，尤其是涉及一种标定装置。
背景技术
近年来，得益于汽车电子和消费电子行业的高速成长，全球MEMS(Micro-Electro-Mechanical System，微机电系统)传感器行业发展势头非常迅猛，国内市场对硅麦克风、加速度传感器、陀螺仪、高精度压力传感器、气体传感器等MEMS传感器的需求快速增长。其中，压力传感器和加速度传感器几乎占据了50％的MEMS传感器市场份额。
无论何种传感器，在投入使用前都需要进行校准，也称之为标定。目前，针对合封的压力传感器和加速度传感器的标定，国际上已有若干较为成熟的自动化生产方案，比如德国XCERRA的Multitest和意大利SPEA的HT3580。
XCERRA的Multitest以及SPEA的HT3580的测试工位根据不同MEMS标定应用，可以更换不同的测试模块，各测试模块分别对应支持陀螺仪标定、压力传感器标定、湿度传感器标定、硅麦标定以及加速度传感器标定等。虽然设备运行稳定性及泛用性都相当出色，但针对不同的MEMS标定需求，必须更换相应的test module(测试模块)，甚至是base unit(基础单元，包含上下料部分)。对于合封的压力传感器和加速度传感器都需要标定的情况，合封芯片至少需要在同一台设备中流转4次(压力标定*2个温度，加速度标定*2个温度)，而且设备本身还需要通过更换测试模块支持循环生产(压力标定*2个温度→加速度标定*2个温度→下一次压力标定*2个温度→下一次加速度标定*2个温度)，或者准备多套搭配有固定测试模块的设备以消除更换工序。需要指出的是，采用前一个方案，生产效率很低，而采用后一个方案，生产成本很高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种标定装置，以缓解现有技术中用于标定合封的压力传感器和加速度传感器的设备其标定功能单一的技术问题。
为了解决上述技术问题，本发明采取的技术手段为：
本发明提供的标定装置包括：压合机构、旋转机构和控制模块；
所述压合机构包括第一合模组件和第二合模组件，所述第一合模组件和所述第二合模组件可相向运动以围合形成容纳腔，所述容纳腔内用于固定放置待测芯片；
所述旋转机构与所述压合机构转动配合，并配置成能够于标定工况下，带动所述压合机构绕平行于待测芯片所在平面的轴线转动；
所述控制模块设置于所述压合机构，用于控制所述容纳腔内的气压和温度。
进一步地，所述压合机构还包括直线驱动组件；
所述直线驱动组件与所述第一合模组件或所述第二合模组件传动连接，用于驱动所述第一合模组件或所述第二合模组件移动以使二者围合形成所述容纳腔。
进一步地，所述直线驱动组件包括固定支架、升降板和第一直线驱动器；
所述升降板与所述固定支架滑动连接，所述第一合模组件安装于所述升降板；
所述第一直线驱动器的驱动端与所述升降板连接，用于带动所述升降板沿纵向滑动。
进一步地，所述第二合模组件设置于所述固定支架，并与所述固定支架滑动连接；
所述第二合模组件能够于滑动工况下滑动至所述升降板与所述固定支架围成的标定空间之内或之外，以正对或错开所述第一合模组件。
进一步地，所述直线驱动组件还包括第二直线驱动器，所述第二直线驱动器安装于所述固定支架，并处于所述升降板的下方；
所述第二直线驱动器的驱动端与所述第二合模组件连接，用于带动所述第二合模组件滑动。
进一步地，所述第一合模组件包括上模，所述第二合模组件包括下模；
所述上模设有上腔，所述下模设有下腔，所述上腔和所述下腔能够于合模工况下围合形成所述容纳腔。
进一步地，所述第一合模组件还包括第一密封件，所述第一密封件设置于所述上模并围绕于所述上腔的开口；
所述第二合模组件还包括第二密封件，所述第二密封件设置于所述下模并围绕于所述下腔的开口；
所述第一密封件和所述第二密封件能够于合模工况下紧密抵接。
进一步地，所述旋转机构包括固定座和旋转驱动器；
所述固定座设有两组，所述压合机构处于两组所述固定座之间，并与两组所述固定座转动连接；
所述旋转驱动器的驱动端与所述压合机构连接，用于带动所述压合机构转动预设角度。
进一步地，所述控制模块包括温控组件；
所述温控组件设置于所述第一合模组件，所述温控组件的TEC处于所述容纳腔内。
进一步地，所述控制模块还包括气控组件，所述气控组件包括排气管，所述排气管的出口与所述容纳腔连通。
与现有技术相比，本发明提供的标定装置所具有的技术优势为：
在本申请中，第一合模组件和第二合模组件可相向运动以围合形成容纳腔，通过控制模块可控制容纳腔内的气压，即控制模块可将容纳腔内的气压值控制到预设标定点，从而完成压力标定；旋转机构能够带动压合机构绕平行于待测芯片所在平面的轴线转动，即通过旋转机构可将容纳腔及固定设置于容纳腔内的待测芯片整体转动到预设角度，如此即可完成加速度标定；另外，控制模块还可控制容纳腔内的温度，如此即可完成温度标定。由以上可以看出，该标定装置将压力、加速度和温度标定三功能集成在一个工位上，合封的压力传感器和加速度传感器采用该装置可一次性完成标定。
相较于现有技术，该标定装置功能多样，避免了因测试模块更换导致的效率浪费，提升了生产效率，同时有效降低了设备硬件成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或相关技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明实施例提供的标定装置在某一视角下的装配示意图；
图2为本发明实施例提供的标定装置在另一视角下的装配示意图；
图3为本发明实施例提供的标定装置的直线驱动组件的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的标定装置的第一合模组件的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的标定装置的第二合模组件在某一视角下的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的标定装置的第二合模组件在另一视角下的结构示意图。
图标：
100-第一合模组件；110-上模；111-上腔；112-第一卡槽；
200-第二合模组件；210-下模；220-滑块；211-下腔；212-第二卡槽；221-滑槽；
300-直线驱动组件；310-固定支架；320-升降板；330-第一直线驱动器；340-第二直线驱动器；311-滑轨；321-容纳孔；
400-固定座；500-旋转驱动器；600-温控组件。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
参考图1至图6，本实施例提供的标定装置包括压合机构、旋转机构和控制模块；压合机构包括第一合模组件100和第二合模组件200，第一合模组件100和第二合模组件200可相向运动以围合形成容纳腔，容纳腔内用于固定放置待测芯片；旋转机构与压合机构转动配合，并配置成能够于标定工况下，带动压合机构绕平行于待测芯片所在平面的轴线转动；控制模块设置于压合机构，用于控制容纳腔内的气压和温度。
继续参考图1至图6，第一合模组件100和第二合模组件200可相向运动以围合形成容纳腔，通过控制模块可控制容纳腔内的气压，即控制模块可将容纳腔内的气压值控制到预设标定点，从而完成压力标定；旋转机构能够带动压合机构绕平行于待测芯片所在平面的轴线转动，即通过旋转机构可将容纳腔及固定设置于容纳腔内的待测芯片整体转动到预设角度，如此即可完成加速度标定；另外，控制模块还可控制容纳腔内的温度，如此即可完成温度标定。由以上可以看出，该标定装置将压力、加速度和温度标定三功能集成在一个工位上，合封的压力传感器和加速度传感器采用该装置可一次性完成标定。
相较于现有技术，该标定装置功能多样，避免了因测试模块更换导致的效率浪费，提升了生产效率，同时有效降低了设备硬件成本。
进一步地，参考图1至图3，压合机构还包括直线驱动组件300；直线驱动组件300与第一合模组件100或第二合模组件200传动连接，用于驱动第一合模组件100或第二合模组件200移动以使二者围合形成容纳腔。
继续参考图1至图3，在本申请的一种实施例中，直线驱动组件300包括固定支架310、升降板320和第一直线驱动器330；升降板320与固定支架310滑动连接，第一合模组件100安装于升降板320；第一直线驱动器330的驱动端与升降板320连接，用于带动升降板320沿纵向滑动。
具体的，参考图3，固定支架310由底板、盖板以及固定连接于底板和盖板之间的四根支撑柱组成；升降板320处于底板和盖板之间，其四角对应套设于四根支撑柱；升降板320的中部设有容纳孔321，该容纳孔321可容纳温控组件600，以避免温控组件600与升降板320之间产生干涉；第一合模组件100安装于升降板320的底面；第一直线驱动器330设有两个，且均采用气缸，两个气缸固定安装于底板；气缸的驱动端与升降板320连接，以带动升降板320沿支撑柱的轴向上下移动。
参考图4至图6，第一合模组件100包括上模110，第二合模组件200包括下模210；上模110设有上腔111，下模210设有下腔211，上腔111和下腔211能够于合模工况下围合形成容纳腔。
参考图1，气缸启动时可带动升降板320上下滑动，从而带动第一合模组件100同步运动，如此即实现第一合模组件100与第二合模组件200之间的相向或相背运动，实现上腔111和下腔211之间的对接或分离，对应形成封闭的容纳腔以进行标定或取下已测芯片以更换下一待测芯片。
在其他实施例中，可将第二合模组件200安装于升降板320的上表面，对应地，第一合模组件100安装于盖板的底面，第一直线驱动器330驱动升降板320向上滑动以带动第二合模组件200向上运动至与第一合模组件100对接，如此二者可同样围合形成容纳腔。
另外，第一合模组件100还包括第一密封件，第一密封件设置于上模110并围绕于上腔111的开口；第二合模组件200还包括第二密封件，第二密封件设置于下模210并围绕于下腔211的开口；第一密封件和第二密封件能够于合模工况下紧密抵接。
具体参考图4和图6，上模110还设有围绕上腔111开口的第一卡槽112，第一密封件采用密封环，密封环设置于第一卡槽112；下模210还设有围绕下腔211开口的第二卡槽212，第二密封件采用密封环，密封环设置于第二卡槽212。上模110和下模210相向运动至第一密封件和第二密封件紧密抵接时，上腔111和下腔211围合形成容纳腔，密封件的存在避免了在标定工况下气体的泄露，保证了对容纳腔内气压值的精确控制。
进一步地，参考图1至图3，第二合模组件200设置于固定支架310，并与固定支架310滑动连接；第二合模组件200能够于滑动工况下滑动至升降板320与固定支架310围成的标定空间之内或之外，以正对或错开第一合模组件100。
具体的，参考图1，第一合模组件100处于升降板320下方，上腔111的开口朝下，第二合模组件200设置于底板，下腔211的开口朝上。标定时，首先将待测芯片插接于电路板的socket，并将电路板固定于下腔211，其次滑动第二合模组件200至第一合模组件100的正下方，然后通过第一直线驱动器330驱动上腔111与下腔211对接，形成容纳腔，如此即完成标定前准备工作；标定结束后，向上驱动第一合模组件100，向远离升降板320的方向滑动第二合模组件200，即完成模分离，可更换下一待测芯片。通过该设计，便于更换待测芯片，提升了生产效率。
进一步地，参考图3，直线驱动组件300还包括第二直线驱动器340，第二直线驱动器340安装于固定支架310，并处于升降板320的下方；第二直线驱动器340的驱动端与第二合模组件200连接，用于带动第二合模组件200滑动。
继续参考图3，底板上设有两条相互平行的滑轨311，下模210的底端固定连接有两滑块220，滑块220设有与滑轨311相匹配的滑槽221；第二直线驱动器340采用气缸，气缸固定安装于底板并处于两滑轨311之间，气缸的驱动端固定于下模210的底面。气缸启动时可带动下模210沿滑轨311移动，实现对下模210的驱动。
进一步地，参考图1和图2，旋转机构包括固定座400和旋转驱动器500；固定座400设有两组，压合机构处于两组固定座400之间，并与两组固定座400转动连接；旋转驱动器500的驱动端与压合机构连接，用于带动压合机构转动预设角度。
继续参考图1和图2，底板上固定连接有两支撑架，两支撑架位于滑轨311的两端；支撑架上固设有转动轴，固定座400上设有转动轴承，转动轴穿过转动轴承与旋转驱动器500的驱动端连接，在这里，旋转驱动器500可采用伺服马达。通过上述设置，伺服马达可将压合机构整体旋转到特定角度，完成加速度标定。
进一步地，控制模块包括温控组件600、气控组件；温控组件600设置于第一合模组件100，温控组件600的TEC设置于上腔111，以控制待测芯片的温度；气控组件包括排气管，排气管的出口与容纳腔连通，通过气控组件可向容纳腔内排放压缩气体以控制容纳腔内气压；控制模块还包括控制器，控制器与第一直线驱动器330、第二直线驱动器340以及旋转驱动器500电连接，以控制驱动器的工作状态，从而实现标定的自动化。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种标定装置，其特征在于，包括：压合机构、旋转机构和控制模块；
所述压合机构包括第一合模组件(100)和第二合模组件(200)，所述第一合模组件(100)和所述第二合模组件(200)可相向运动以围合形成容纳腔，所述容纳腔内用于固定放置待测芯片；
所述旋转机构与所述压合机构转动配合，并配置成能够于标定工况下，带动所述压合机构绕平行于待测芯片所在平面的轴线转动；
所述控制模块设置于所述压合机构，用于控制所述容纳腔内的气压和温度。
2.根据权利要求1所述的标定装置，其特征在于，所述压合机构还包括直线驱动组件(300)；
所述直线驱动组件(300)与所述第一合模组件(100)或所述第二合模组件(200)传动连接，用于驱动所述第一合模组件(100)或所述第二合模组件(200)移动以使二者围合形成所述容纳腔。
3.根据权利要求2所述的标定装置，其特征在于，所述直线驱动组件(300)包括固定支架(310)、升降板(320)和第一直线驱动器(330)；
所述升降板(320)与所述固定支架(310)滑动连接，所述第一合模组件(100)安装于所述升降板(320)；
所述第一直线驱动器(330)的驱动端与所述升降板(320)连接，用于带动所述升降板(320)沿纵向滑动。
4.根据权利要求3所述的标定装置，其特征在于，所述第二合模组件(200)设置于所述固定支架(310)，并与所述固定支架(310)滑动连接；
所述第二合模组件(200)能够于滑动工况下滑动至所述升降板(320)与所述固定支架(310)围成的标定空间之内或之外，以正对或错开所述第一合模组件(100)。
5.根据权利要求4所述的标定装置，其特征在于，所述直线驱动组件(300)还包括第二直线驱动器(340)，所述第二直线驱动器(340)安装于所述固定支架(310)，并处于所述升降板(320)的下方；
所述第二直线驱动器(340)的驱动端与所述第二合模组件(200)连接，用于带动所述第二合模组件(200)滑动。
6.根据权利要求1所述的标定装置，其特征在于，所述第一合模组件(100)包括上模(110)，所述第二合模组件(200)包括下模(210)；
所述上模(110)设有上腔(111)，所述下模(210)设有下腔(211)，所述上腔(111)和所述下腔(211)能够于合模工况下围合形成所述容纳腔。
7.根据权利要求6所述的标定装置，其特征在于，所述第一合模组件(100)还包括第一密封件，所述第一密封件设置于所述上模(110)并围绕于所述上腔(111)的开口；
所述第二合模组件(200)还包括第二密封件，所述第二密封件设置于所述下模(210)并围绕于所述下腔(211)的开口；
所述第一密封件和所述第二密封件能够于合模工况下紧密抵接。
8.根据权利要求1所述的标定装置，其特征在于，所述旋转机构包括固定座(400)和旋转驱动器(500)；
所述固定座(400)设有两组，所述压合机构处于两组所述固定座(400)之间，并与两组所述固定座(400)转动连接；
所述旋转驱动器(500)的驱动端与所述压合机构连接，用于带动所述压合机构转动预设角度。
9.根据权利要求1所述的标定装置，其特征在于，所述控制模块包括温控组件(600)；
所述温控组件(600)设置于所述第一合模组件(100)，所述温控组件(600)的TEC处于所述容纳腔内。
10.根据权利要求2所述的标定装置，其特征在于，所述控制模块还包括气控组件，所述气控组件包括排气管，所述排气管的出口与所述容纳腔连通。
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