CN117622588B - 一种mems气体压力传感器用封口装置及其封口方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种MEMS气体压力传感器用封口装置及其封口方法，用于解决人工对MEMS气体压力传感器进气口处贴合包装精准度较差，且整体封口效率低的问题；本发明是通过电机转动带动转轴以及转架同时转动，转轴转动时实现支柱上活动块以及传动块的上下活动，从而将传动块底部按压头下压至蓝膜的顶部，对于传动块的下降同时带动齿柱接触传动齿一，使得转动的传动齿一带动齿块侧存放块上升并接触传送带上MEMS气体压力传感器，将整个MEMS气体压力传感器抬起的同时完成对蓝膜两侧的抵接，最终实现蓝膜在MEMS气体压力传感器顶部的贴合，由于在整个MEMS气体压力传感器进气口上进行蓝膜切割贴合，整体贴合精度提高。

Description

一种MEMS气体压力传感器用封口装置及其封口方法

技术领域

本发明涉及MEMS气体压力传感器技术领域，具体为一种MEMS气体压力传感器用封口装置及其封口方法。

背景技术

MEMS技术在传感器领域得到广泛应用，其中MEMS压力传感器由于其高精度、小尺寸和低功耗等优势而备受关注，封装是MEMS 压力传感器制备过程中的重要环节，其封装结构和封装方法直接影响着传感器的性能和可靠性；

而对于MEMS气体压力传感器封装又分为两个主要组成部分，传感器芯片封装以及传感器外包装，其中传感器芯片是MEMS气体压力传感器的核心部件，其主要由压力敏感结构、信号电路和补偿电路组成，通常利用耐高温、防腐蚀和抗压力的盖板材料封装，隔离芯片与外界环境，同时保护芯片免受机械和化学侵蚀，而对整个MEMS气体压力传感器整体包装，包括对MEMS气体压力传感器进气口的密封，避免未使用之前受环境因素造成的传感器芯片引脚腐蚀受损，而对于MEMS气体压力传感器用封口设备，常见的人工贴合包装精准度较差，且整体封口效率低；

为此，我们提出一种MEMS气体压力传感器用封口装置及其封口方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种MEMS气体压力传感器用封口装置及其封口方法，以解决上述背景技术中提出的人工对MEMS气体压力传感器进气口处贴合包装精准度较差，且整体封口效率低的问题；

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种MEMS气体压力传感器用封口装置，包括放置台、支柱和顶板，所述放置台的顶部两侧对称固定有支柱，且位于支柱的顶部通过螺栓固定有顶板，两根所述支柱上套设滑动连接有活动块，且位于活动块底部支柱上滑动连接有传动机构；

所述传动机构包括传动块、按压头、转臂一、转臂二和齿柱，所述支柱上滑动连接有传动块，且位于传动块的底部通过螺栓固定有按压头，所述按压头上安装有熔断丝，所述传动块的两侧通过轴承分别转动连接有转臂一和转臂二，且位于转臂二的底部转动连接有联动杆，所述联动杆的一端与转臂一的一侧相连接，所述转臂一与转臂二的相对侧安装有弹簧一，所述传动块的两侧通过点焊对称固定有齿柱；

所述传动块的一侧通过螺栓固定有调节箱，所述转臂一的一侧贯穿调节箱一侧并与调节箱滑动连接，所述调节箱内通过轴承活动连接有凸轮，且位于凸轮的一侧与转臂一相抵接；

所述放置台的两侧内壁对称开设有通槽，所述放置台内对称开设有空腔，且位于空腔的一侧与通槽相连通，所述空腔内且位于通槽的一侧滑动连接有齿块，两个所述齿块的相对面通过螺栓固定有存放块，所述空腔的内壁通过轴承活动连接有传动齿一，所述齿柱的一端贯穿放置台并延伸至空腔内，所述齿柱位于空腔内的一侧与传动齿一啮合连接，且位于传动齿一的另一侧与齿块啮合连接；

两个所述支柱的外壁套设固定有固定箱，且位于固定箱的顶部通过螺栓固定有电机，所述顶板的顶部通过轴承活动连接有转轴，且位于转轴的一端套设固定有皮带轮一，所述转轴的另一端套设固定有转盘，所述转盘的一侧通过轴承活动连接有转杆，且位于转杆的一端与活动块的顶部活动连接；

所述传动块的底部且位于支柱上套设安装有弹簧二，所述放置台的顶部通过螺栓固定有放膜板，且位于放膜板上开设有通孔，所述放置台内且位于放膜板底部安装有传送带，所述放置台的两侧内壁通过轴承活动连接有卷膜辊。

进一步的，所述固定箱的两侧内壁通过轴承活动连接有转架，且位于转架的一侧套设固定有皮带轮二，所述固定箱内且位于转架的一侧活动连接有滑杆，且位于滑杆的一端贯穿固定箱并与固定箱滑动连接，所述卷膜辊的一侧套设固定有传动齿二，且位于传动齿二的一侧安装有转臂三，所述转臂三的一侧转动连接有限位销一，且位于限位销一的一侧与传动齿二相抵接，所述滑杆的一端与转臂三端部滑动连接，所述放置台的一侧转动连接有限位销二，且位于限位销二的一侧与传动齿二相抵接。

该MEMS气体压力传感器的封口方法为：

将用于MEMS气体压力传感器进气端封口的蓝膜一侧固定到卷膜辊上，并沿着放膜板拉出固定，调节放置台内传送带间距，对整个MEMS气体压力传感器两侧夹紧，启动位于固定箱上电机以及传动带，带动整个MEMS气体压力传感器移动至放膜板的底部；

位于调节箱内的凸轮转动抵接转臂一，使得在转盘转动带动转杆下推活动块运动时，转动的凸轮脱离对转臂一的抵接从而造成转臂一与转臂二的两侧对活动块两侧卡槽抵接，配合活动块持续下降，整个传动块一侧齿柱下降的同时带动传动齿一转动，传动齿一转动带动齿块一侧存放块上升抵接位于传送带上MEMS气体压力传感器底部；

整个MEMS气体压力传感器上升抵接位于通孔顶部的蓝膜的同时，整个传动块带动按压头抵接到MEMS气体压力传感器顶部，将整个放膜板上蓝膜夹紧，利用按压头上熔断丝对整个蓝膜进行切断，同时将蓝膜粘连至MEMS气体压力传感器进气口端。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明中，通过电机转动带动转轴以及转架同时转动，转轴转动时实现支柱上活动块以及传动块的上下活动，从而将传动块底部按压头下压至蓝膜的顶部，对于传动块的下降同时带动齿柱接触传动齿一，使得转动的传动齿一带动齿块侧存放块上升并接触传送带上MEMS气体压力传感器，将整个MEMS气体压力传感器抬起的同时完成对蓝膜两侧的抵接，最终实现蓝膜在MEMS气体压力传感器顶部的贴合，由于在整个MEMS气体压力传感器进气口上进行蓝膜切割贴合，整体贴合精度提高，同时传送带的传动提高MEMS气体压力传感器整体切换封口效率；

2、本发明中，通过电机转动带动转架转动，使得位于转架上连接杆拉动滑杆在放置台侧面活动，从而带动转臂三的上下活动，实现放置台上活动连接的卷料辊定角度转动，从而完成对切割蓝膜后的废料收卷，以及蓝膜在放膜板上移动，无需人为调节。

附图说明

图1为MEMS气体压力传感器整体结构示意图；

图2为本发明MEMS气体压力传感器用封口装置整体结构示意图；

图3为本发明转臂一与转臂二连接结构示意图；

图4为本发明图2的A处结构放大示意图；

图5为本发明的放置台侧视连接MEMS气体压力传感器结构示意图；

图6为本发明的放置台内空腔中零部件连接结构示意图；

图7为本发明的固定箱上滑杆与转臂三连接结构示意图。

图中：1、放置台；2、支柱；3、顶板；4、固定箱；5、电机；6、转轴；7、皮带轮一；8、转盘；9、转杆；10、活动块；11、传动机构；111、传动块；112、按压头；113、熔断丝；114、转臂一；115、转臂二；116、联动杆；117、弹簧一；118、齿柱；12、调节箱；13、凸轮；14、弹簧二；15、放膜板；16、通孔；17、传送带；18、存放块；19、空腔；20、传动齿一；21、通槽；22、齿块；23、卷膜辊；24、转架；25、皮带轮二；26、滑杆；27、传动齿二；28、转臂三；29、限位销一；30、限位销二。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

请参阅图1-7，本发明提供一种技术方案：

实施例1：

目前的MEMS压力传感器有硅压阻式压力传感器和硅电容式压力传感器，两者都是在硅片上生成的微机械电子传感器，硅压阻式压力传感器是采用高精密半导体电阻应变片组成惠斯顿电桥作为力电变换测量电路的，具有较高的测量精度、较低的功耗，极低的成本，而MEMS硅压阻式压力传感器则采用周边固定的圆形的应力杯硅薄膜内壁，采用MEMS 技术直接将四个高精密半导体应变片刻制在其表面应力最大处，组成惠斯顿测量电桥，作为力电变换测量电路，将压力这个物理量直接变换成电量，而位于硅压阻式压力传感器和硅电容式压力传感器，都会涉及芯片以及壳体的封装；

如图1所示，基于MEMS气体压力传感器成型后的封装，涉及对MEMS气体压力传感器进气口的密封，使用前再将相关密封膜撕除，避免MEMS气体压力传感器在日常存储运输中受到环境影响；

如图2所示，整个MEMS气体压力传感器用封口装置设置有放置台1，且位于放置台1的顶部设置有四根支柱2，支柱2顶部安装有顶板3，且位于顶板3上活动连接有转轴6，转轴6的一端套设固定有皮带轮一7，另一端套设固定有转盘8，位于后方支柱2上套设固定有固定箱4，且位于固定箱4的顶部通过螺栓固定有电机5，电机5的输出端上安装有皮带轮，通过皮带的连接，使得整个电机5转动后带动转轴6上的皮带轮一7转动，也就实现转盘8侧面转杆9的上下活动，从而带动支柱2上活动块10的活动；

位于前方支柱2上且位于活动块10的底部套设滑动连接有传动机构11，且位于传动机构11内传动块111底部安装有弹簧二14，通过弹簧二14对传动块111的支撑，使得位于传动块111底部安装的按压头112位于放膜板15顶部，如图3所示，位于传动块111的两侧分别转动连接有转臂一114和转臂二115，其中转臂一114侧面的传动块111上安装有调节箱12，转臂一114的一端贯穿调节箱12并与调节箱12内活动连接的凸轮13相抵接，而对于转臂一114与转臂二115相对面安装有联动杆116和弹簧一117，通过弹簧一117的拉伸，转臂一114与转臂二115产生向内侧转动作用力，而联动杆116的安装，使得在凸轮13转动带动转臂一114顺时针转动时，联动杆116拉动转臂二115在传动块111一侧逆时针转动，使转臂一114与转臂二115向外展开；

通过转臂一114与转臂二115的安装，使得在转杆9带动活动块10下降时，先展开在闭合的转臂一114与转臂二115侧面与活动块10两侧卡槽衔接，从而通过活动块10下降带动传动块111整体下降，完成位于传动块111底部按压头112与放膜板15上蓝膜接触，同时通过按压头112上安装的熔断丝113加热，实现料带上蓝膜的切割与按压；

同时根据附图1所示MEMS气体压力传感器结构，位于放膜板15底部安装有传送带17，整个传送带17分为两半，利用两半传送带17实现对MEMS气体压力传感器两侧的夹紧传送，实现多组MEMS气体压力传感器位于放置台1内的自动上下料，为方便将蓝膜粘连到MEMS气体压力传感器顶部进气口位置，利用上抬设备将整个MEMS气体压力传感器举起并抵接在按压头112的底部，为此，在整个传动块111的两侧对称安装有齿杆，齿杆的一端贯穿放置台1并延伸至放置台1内空腔19中，如图5所示，位于放置台1内设置有用于上抬MEMS气体压力传感器的存放块18，且位于存放块18的两侧贯穿放置台1上的通槽21并延伸至空腔19中，与空腔19中的齿块22一侧相固定，如图6所示，整个空腔19中活动连接有传动齿一20，齿柱118的一侧与传动齿一20啮合连接，而齿块22与传动齿的另一侧啮合连接，使得在传动块111带动齿柱118下降后，下降的齿柱118带动传动齿一20逆时针转动，最终将位于通槽21内的齿块22上抬，从而带动存放块18上推MEMS气体压力传感器底部，最终带动上升的MEMS气体压力传感器顶部接触到放膜板15底部通孔16位置，与下降的按压头112对蓝膜夹紧，最终完成蓝膜在MEMS气体压力传感器进气口位置的贴合；

而在贴合封口结束的MEMS气体压力传感器，由于整个存放块18的下降重新落在传送带17上，利用传送带17的活动，成功将封口结束的MEMS气体压力传感器排出，传送带17位于MEMS气体压力传感器的两侧设置有槽口，方便操作人员对MEMS气体压力传感器的等间隔放置，同时使得在存放块18带动MEMS气体压力传感器上升时不会出现倾倒问题，而位于MEMS气体压力传感器主干直径的不同，整个传送带17之间宽度可以自行调节，从而实现对不同直径大小MEMS气体压力传感器夹紧，利于后期多组MEMS气体压力传感器精准化快速封口。

实施例2：

对于蓝膜与MEMS气体压力传感器的跟随活动，同时完成对切割后蓝膜的收卷，位于放置台1的后方活动连接有卷膜辊23，封口初期，事先将蓝膜固定到卷膜辊23上，如图7所示，位于卷膜辊23的一侧放置台1上活动连接有传动齿二27，同时位于固定箱4内活动连接有转架24，转架24上安装有皮带轮二25，利用电机5输出端上皮带轮转动同时带动皮带轮一7与皮带轮二25转动，皮带轮二25的转动实现转架24的转动，从而拉动位于固定箱4底部滑杆26上下活动；

位于滑杆26底部滑动连接有转臂三28，而位于转臂三28的一端与传动齿二27侧面相固定，从而在滑杆26下降后带动整个转臂三28上传动齿二27顺时针转动一定角度，位于转臂三28上转动连接有限位销一29，且位于限位销一29上通过弹簧的拉动与传动齿二27齿纹相抵接，而位于放置台1的侧壁转动连接的限位销二30同样与传动齿二27齿纹相抵接；

转臂三28向下移动的同时就会通过限位销一29带动传动齿二27顺时针转动，而在转臂三28向上运动时，此时的传动齿二27就会受到限位销二30的抵接，使得在限位销一29的拉动下，无法带动传动齿二27转动，因此实现整个传动齿二27侧面连接的卷膜辊23定量收卷操作，由于卷料辊每次收卷距离固定，使得蓝膜被定量拉料收卷，配合上传送带17底部MEMS气体压力传感器不但移动，最终实现MEMS气体压力传感器快速封口操作；

而对于蓝膜的更换，只需将两侧料辊进行交接，同时通过调节箱12内凸轮13转动，带动传动块111两侧转臂一114与转臂二115展开，脱离对活动块10两侧的抵接，此时在电机5转动下，转杆9不断带动活动块10在支柱2上活动，而整个传动块111不在活动，此时活动的滑杆26就开始带动传动齿二27定距离移动，最终实现整个卷膜辊23的转动，完成蓝膜收卷拉动，使得在不停机的情况下，完成整个放膜板15上蓝膜的更换，从而提高整个MEMS气体压力传感器封口效率。

本发明的工作原理：

将用于MEMS气体压力传感器进气端封口的蓝膜一侧固定到卷膜辊23上，并沿着放膜板15拉出固定，调节放置台1内传送带17间距，对整个MEMS气体压力传感器两侧夹紧，启动位于固定箱4上电机5以及传动带，带动整个MEMS气体压力传感器移动至放膜板15的底部；

位于调节箱12内的凸轮13转动抵接转臂一114，使得在转盘8转动带动转杆9下推活动块10运动时，转动的凸轮13脱离对转臂一114的抵接从而造成转臂一114与转臂二115的两侧对活动块10两侧卡槽抵接，配合活动块10持续下降，整个传动块111一侧齿柱118下降的同时带动传动齿一20转动，传动齿一20转动带动齿块22一侧存放块18上升抵接位于传送带17上MEMS气体压力传感器底部；

整个MEMS气体压力传感器上升的同时抵接位于通孔16顶部的蓝膜，相对的，整个传动块111带动按压头112同时抵接到MEMS气体压力传感器顶部，将整个放膜板15上蓝膜夹紧，利用按压头112上熔断丝113对整个蓝膜进行切断，同时将蓝膜粘连至MEMS气体压力传感器进气口端；

而在贴合封口结束的MEMS气体压力传感器，由于整个存放块18的下降重新落在传送带17上，利用传送带17的活动，成功将封口结束的MEMS气体压力传感器排出。

以上内容仅仅是对本发明结构所做的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (3)

1.一种MEMS气体压力传感器用封口装置，包括放置台（1）、支柱（2）和顶板（3），所述放置台（1）的顶部两侧对称固定有支柱（2），且位于支柱（2）的顶部通过螺栓固定有顶板（3），其特征在于，两根所述支柱（2）上套设滑动连接有活动块（10），且位于活动块（10）底部支柱（2）上滑动连接有传动机构（11）；

所述传动机构（11）包括传动块（111）、按压头（112）、转臂一（114）、转臂二（115）和齿柱（118），所述支柱（2）上滑动连接有传动块（111），且位于传动块（111）的底部通过螺栓固定有按压头（112），所述按压头（112）上安装有熔断丝（113），所述传动块（111）的两侧通过轴承分别转动连接有转臂一（114）和转臂二（115），且位于转臂二（115）的底部转动连接有联动杆（116），所述联动杆（116）的一端与转臂一（114）的一侧相连接，所述转臂一（114）与转臂二（115）的相对侧安装有弹簧一（117），所述传动块（111）的两侧通过点焊对称固定有齿柱（118）；

所述传动块（111）的一侧通过螺栓固定有调节箱（12），所述转臂一（114）的一侧贯穿调节箱（12）一侧并与调节箱（12）滑动连接，所述调节箱（12）内通过轴承活动连接有凸轮（13），且位于凸轮（13）的一侧与转臂一（114）相抵接；

所述放置台（1）的两侧内壁对称开设有通槽（21），所述放置台（1）内对称开设有空腔（19），且位于空腔（19）的一侧与通槽（21）相连通，所述空腔（19）内且位于通槽（21）的一侧滑动连接有齿块（22），两个所述齿块（22）的相对面通过螺栓固定有存放块（18），所述空腔（19）的内壁通过轴承活动连接有传动齿一（20），所述齿柱（118）的一端贯穿放置台（1）并延伸至空腔（19）内，所述齿柱（118）位于空腔（19）内的一侧与传动齿一（20）啮合连接，且位于传动齿一（20）的另一侧与齿块（22）啮合连接；

两个所述支柱（2）的外壁套设固定有固定箱（4），且位于固定箱（4）的顶部通过螺栓固定有电机（5），所述顶板（3）的顶部通过轴承活动连接有转轴（6），且位于转轴（6）的一端套设固定有皮带轮一（7），所述转轴（6）的另一端套设固定有转盘（8），所述转盘（8）的一侧通过轴承活动连接有转杆（9），且位于转杆（9）的一端与活动块（10）的顶部活动连接；

所述传动块（111）的底部且位于支柱（2）上套设安装有弹簧二（14），所述放置台（1）的顶部通过螺栓固定有放膜板（15），且位于放膜板（15）上开设有通孔（16），所述放置台（1）内且位于放膜板（15）底部安装有传送带（17），所述放置台（1）的两侧内壁通过轴承活动连接有卷膜辊（23）。

2.根据权利要求1所述的一种MEMS气体压力传感器用封口装置，其特征在于，所述固定箱（4）的两侧内壁通过轴承活动连接有转架（24），且位于转架（24）的一侧套设固定有皮带轮二（25），所述固定箱（4）内且位于转架（24）的一侧活动连接有滑杆（26），且位于滑杆（26）的一端贯穿固定箱（4）并与固定箱（4）滑动连接，所述卷膜辊（23）的一侧套设固定有传动齿二（27），且位于传动齿二（27）的一侧安装有转臂三（28），所述转臂三（28）的一侧转动连接有限位销一（29），且位于限位销一（29）的一侧与传动齿二（27）相抵接，所述滑杆（26）的一端与转臂三（28）端部滑动连接，所述放置台（1）的一侧转动连接有限位销二（30），且位于限位销二（30）的一侧与传动齿二（27）相抵接。

3.一种MEMS气体压力传感器的封口方法，用于如权利要求2所述的一种MEMS气体压力传感器用封口装置，其特征在于，该MEMS气体压力传感器的封口方法为：

将用于MEMS气体压力传感器进气端封口的蓝膜一侧固定到卷膜辊（23）上，并沿着放膜板（15）拉出固定，调节放置台（1）内传送带（17）间距，对整个MEMS气体压力传感器两侧夹紧，启动位于固定箱（4）上电机（5）以及传动带，带动整个MEMS气体压力传感器移动至放膜板（15）的底部；

位于调节箱（12）内的凸轮（13）转动抵接转臂一（114），使得在转盘（8）转动带动转杆（9）下推活动块（10）运动时，转动的凸轮（13）脱离对转臂一（114）的抵接从而造成转臂一（114）与转臂二（115）的两侧对活动块（10）两侧卡槽抵接，配合活动块（10）持续下降，整个传动块（111）一侧齿柱（118）下降的同时带动传动齿一（20）转动，传动齿一（20）转动带动齿块（22）一侧存放块（18）上升抵接位于传送带（17）上MEMS气体压力传感器底部；

整个MEMS气体压力传感器上升抵接位于通孔（16）顶部的蓝膜的同时，整个传动块（111）带动按压头（112）抵接到MEMS气体压力传感器顶部，将整个放膜板（15）上蓝膜夹紧，利用按压头（112）上熔断丝（113）对整个蓝膜进行切断，同时将蓝膜粘连至MEMS气体压力传感器进气口端。