CN209460301U - 一种探针台 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种探针台，包括第二底座，在第二底座上设置有放置区域、探针机构；传感器芯片放置在放置区域；在所述放置区域周围固定有多个探针机构，多个探针机构分别与放置区域里固定的传感器芯片的触点电性连接。与现有技术相比，将现有技术中的多个独立的探针调整装置集成到第二底座上，并将每个大体积的探针调整装置改造成小型的探针机构，大大降低成本，使用时省略了调整每个探针调整装置位置的步骤。

Description

一种探针台

技术领域

本实用新型涉及涉及气体传感器气敏特性测试设备技术领域，具体来说是一种探针台。

背景技术

对气体传感器进行气敏特性测试或观察气体传感器的材料形貌时，需要对气体传感器的电极触点接电，因此往往需要用到探针接电结构，通过其上的探针与气体传感器的电极触点接触实现电连接，进而检测气体传感器的电阻。现有的探针接电结构，包括四个独立的探针调整装置，围绕在气体传感器放置台的四周，每个探针调整装置需要单独接电，并分别调整一根探针与气体传感器的一个电极触点接触。探针调整装置上设有三个方向调节旋钮，分别旋转三个旋钮，可控制探针沿X轴、Y轴和Z轴方向移动，通过多次调整，最终使探针与传感器的电极触点接触，接通电源后，可实现电连接。

由于气体传感器是微型芯片，大多测试及观察过程在显微镜下进行，而上述探针测试结构的尺寸很大，结构复杂，使得使用过程繁琐，操作不便，制作成本高。每个单独的探针调整装置的市场价格均很昂贵。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是现有技术中的探针测试结构的尺寸大，结构复杂，使用麻烦，成本高。

本实用新型通过以下技术方案来解决上述技术问题：

一种探针台，包括第二底座，在第二底座上设置有放置区域、探针机构；传感器芯片放置在放置区域；在所述放置区域周围固定有多个探针机构，多个探针机构分别与放置区域里固定的传感器芯片的触点电性连接。

优选的，所述探针机构包括探针支架和探针；所述探针支架包括立柱和盖帽；所述盖帽固定在立柱的顶部，探针固定在盖帽上；所述立柱为中空结构，通过第二旋转轴固定在第二底座上，立柱能够以第二旋转轴为转轴转动；所述探针与第二旋转轴电性连接，第二旋转轴与外部设备电性连接。

优选的，所述第二旋转轴的顶部具有限位头，在所述第二旋转轴上套设有第二弹簧，第二弹簧限位在限位头和立柱底壁之间，自然状态下，第二弹簧受压。

优选的，所述盖帽为导电材料制得，盖帽底部与限位头接触；探针通过盖帽与第二旋转轴电性连接。

优选的，所述盖帽包括帽体和自帽体侧壁水平延伸出的水平支架；所述水平支架的自由端朝向传感器芯片；在所述自由端开设有自上而下朝向传感器芯片倾斜的安装孔，探针插在安装孔内。

优选的，所述水平支架的外周套设有第三弹簧，第三弹簧限位在探针和帽体之间，且对探针施压，探针能够上下抽动。

优选的，在所述第二底座内设置有转接板；第二旋转轴与转接板电连接，转接板与外部设备电连接。

优选的，在第二底座的上表面开设有第一容置槽，其内限位有芯片托盘，芯片托盘上开设有第二容置槽，传感器芯片限位在第二容置槽内。

优选的，所述第一容置槽和第二容置槽的两相对侧均开设有夹取槽。

优选的，还包括第二上盖；所述第二底座与第二上盖可拆卸连接，形成第二测试腔，传感器芯片处于第二测试腔内；第二上盖开设有第二进气口和第二出气口，待测气体通过第二进气口进入第二测试腔内。

优选的，所述夹取槽的结构为上大下小的具有导向功能的敞口结构。

本实用新型的优点在于：

将现有技术中的多个独立的探针调整装置集成到第二底座上，并将每个大体积的探针调整装置改造成小型的探针机构，大大降低成本，使用时省略了调整每个探针调整装置位置的步骤。

探针支架可旋转及探针可手动上下调整的设计，取代了三个旋钮的功能。工作人员在使用时，不需要反复调节三个旋钮，手动调整探针对准电极触点即可，由于传感器电极触点尺寸很小，手动调整比旋钮调整更方便准确。此外，利用探针机构自身结构进行导电，并将电路结构集成在第二底座内，统一与外接电源连通，对线路进行了简化和规整。由此可见，本实用新型尺寸小、结构简单，大幅降低制作成本，制造和使用简单方便。

通过第一容置槽和第二容置槽的设置，以及夹取槽的设置，可快速固定芯片、芯片托盘和拿取芯片、芯片托盘。

附图说明

图1为本实用新型实施例中气敏特性测试装置俯视角度的爆炸图；

图2为本实用新型实施例中气敏特性测试装置仰视角度的爆炸图；

图3为本实用新型实施例中去除管罩、第一上盖后的结构示意图；

图4为本实用新型实施例中去除管罩、第一上盖后的另一视角结构示意图；

图5为图4中的B-B剖视结构示意图；

图6为图5中A部放大结构示意图；

图7为本实用新型实施例中第二底座、芯片托盘、传感器芯片之间的固定结构示意图；

图8为本实用新型实施例中动、静两用的探针台的整体结构示意图；

图9为本实用新型实施例中的气敏特性测试装置采用探针台进行静态检测时的结构示意图；

图10为本实用新型实施例中的气敏特性测试装置采用探针台进行动态检测时的结构示意图。

具体实施方式

为使对本实用新型的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，用以较佳的实施例及附图配合详细的说明，说明如下：

如图1、图2所示，可将本实用新型的探针台4应用于气体传感器的气敏特性测试装置，气敏特性测试装置包括第一底座1、第一上盖2、管罩3。

第一底座1是探针台4与外部设备连接的转接机构，其上开设了与探针台4电性连接的接口11、与外部设备、电源连接的外部接口12。接口11开设在第一底座1的上表面，外部接口12开设在第一底座1的侧面。在第一底座1的上表面开设有一沉槽10，接口11设置在沉槽10内，探针台4通过沉槽10的限位快速而稳定的与接口11连接。

在第一底座1内设置有相互电连接的主板和第三转接板(图未示)，接口11焊接在第三转接板上，并通过主板与外部设备实现电连接以及通信连接。主板为PCB板。本实施例给出的第一底座1的平面形状为圆形，当然可以为多边形，如方形、三角形，也可以为异形。图中给出的是圆形第一底座1，在其上表面靠近圆周方向开设有下插槽13。

第一上盖2的平面形状可以与第一底座1相同，也可以不相同，为了生产方便，节约成本，本实施例给出与第一底座1平面形状相同的第一上盖2。第一上盖2上开设有进气机构22。在第一上盖2的下表面与下插槽13相对应的位置开设有上插槽21，上插槽21和下插槽13内均固定有密封圈。

管罩3为透明材质的筒体，如可采用玻璃制得。其两端开口，下端插入下插槽13，上端插入上插槽21，在管罩3和第一上盖2自重的压制下，使第一底座1、管罩3、第一上盖2围成密封的第一测试腔，接口11处于第一测试腔内，进气机构22与第一测试腔连通。

如图3所示，探针台4包括第二底座41，第二底座41为绝缘材料制成，本实施例采用无机非金属材料制成。在第二底座41上开设有4个安装孔，每个安装孔内安插有1个探针机构，4个探针机构分布在正方形的四个拐角处；在第二底座41上表面处于正方形的中间位置固定传感器芯片45。

如图4-6所示，探针机构包括探针支架和探针43；探针支架包括立柱421和盖帽422；盖帽422螺纹连接固定在立柱421的顶部，探针43固定在盖帽422上；立柱421为中空结构，通过第二旋转轴423固定在第二底座41上，立柱421能够以第二旋转轴423为转轴转动；本实施例中的第二旋转柱423为螺钉，其底端穿过第一转接板47与螺母固定。探针43与第二旋转轴423电性连接，第二旋转轴423与接口11电性连接。第二旋转轴423为螺钉。在第二旋转轴423上套设有第二弹簧424，第二弹簧424限位在螺钉头和立柱421底部之间。通过转动立柱421，以及第二弹簧424的压制作用，可实现调整探针43的位置。盖帽422为金属材料制得，探针43通过盖帽422与第二旋转轴423电性连接。盖帽422包括帽体4221和自帽体4221侧壁水平延伸出的水平支架4222；水平支架4222的自由端朝向传感器芯片45；在自由端开设有自上而下朝向传感器芯片45的斜孔，探针43插在斜孔内。在水平支架4222外周套设第三弹簧(图中未示出)，第三弹簧限位在探针43和帽体4221之间，自然状态下对探针43施加压力，探针43能够沿斜孔上下抽动，调整探针43的高度，使四根探针43的针尖分别与传感器芯片45上的四个触点接触。探针43采用钨钢制成，具有较强的回弹性，使用时，可将适当拉长探针43，使探针43的针尖压合在传感器芯片45的触点上，电连接更为稳定。

如图7所示，为了稳定芯片，本实施例在第二底座41的上表面开设有第一容置槽411，其内限位有芯片托盘44，芯片托盘44上开设有第二容置槽441，传感器芯片45限位在第二容置槽441内。本实施例给出的第一容置槽411和第二容置槽441为方形，也可以为圆形、异形或其他多边形结构。

芯片托盘44放置在第一容置槽411内后，其四边与第一容置槽411内壁抵接，以及，传感器芯片45放置在第二容置槽441后，其四边与第二容置槽441内壁抵接，导致取出困难。所以本实施例在第一容置槽411和第二容置槽441的两相对侧均开设有夹取槽40。夹取槽40的结构为上大下小的具有导向功能的敞口结构，夹子的夹头伸入夹取槽40后，被导向至被夹取物的侧边。

如图8所示，为了实现动态监测，探针台4还包括第二上盖46；第二上盖46为一端开口，另一端为盲端的柱体；在第二底座41的侧面设置有外螺纹，第二上盖46的开口端内壁开设有内螺纹，第二上盖46扣合在第二底座41上后通过螺合固定，使第二底座41封堵第二上盖46开口形成第二密闭空间，探针机构和传感器芯片45均处于该密闭空间内；在第二上盖46的相对两侧分别开设有进气口461和出气口462。在第二上盖46的相对两侧分别开设有进气口461和出气口462，在进气口461与出气口462出均固定有转接头。

如图6所示，在第二底座41内部设置有第一转接板47，第一转接板47的底部焊接有4螺帽，该4个螺帽与4个立柱421位置对应，第二旋转轴423穿过第一转接板47与电性螺帽连接，从而实现第一转接板47的固定以及旋转轴423与第一转接板47的电性连接。在第一转接板47的下方还设置有第二转接板(图中未示出)，第一转接板47与第二转接板通过导线电性连接。第二底座41的底部固定有PogoPin母座，第二转接板与PogoPin母座电性连接，PogoPin母座和第一底座1上的PogoPin公座电性连接，PogoPin公座焊接在第三转接板(图中未示出)上，第三转接板通过导线与主板48电性连接，从而实现第二底座41与第一底座1电性连接。采用多层转接板是为了方便实现电连接，简化并规整线路。本实施例中的PogoPin母座66和PogoPin公座的位置可互换，实现电连接即可。

作为进一步优选的技术方案，本实施例在沉槽10和探测装置4的底部均设置磁铁并相互吸引，通过磁铁之间的磁力，压紧接口11上的电子元器件连接器(即第一底座1上的PogoPin公座)和探测装置4底部的电子元器件连接器(即第二底座41上的PogoPin母座)实现良好的电接触。

本实施例中气敏特性测试装置的工作原理为：

A、静态测试

先去除第二上盖46，然后将感器芯片放置在芯片托盘44上，手动上下调节探针43，使四根探针43的针尖分别与传感器芯片45上的四个触点接触，主板通过USB接口与电脑连接。依次组装管罩3和第一上盖2，确定管罩3和第一上盖2、第一底座1密封固定形成密封腔，如图9所示。接通电源，打开电脑上的测试软件，设置各项参数。通过第一上盖2的进气机构向密封腔中注射待检测气体，传感器芯片45裸片上的气敏材料在接触被测气体后，产生的电信号，依次经过探针43、盖帽422、探针支架螺钉、螺帽、第一转接板47、第二转接板和PogoPin母座、PogoPin公座、第三转接板传送至第一底座1内的PCB主板48，这时操控电脑里配套的气敏特性测试软件，即可获得实验数据。

C、动态测试(一般针对可燃气体或有毒气体)

如图10所示，去除第一上盖2和管罩3。在测试台上安装好传感器芯片45，并调试好探针43。然后安装第二上盖46，使第二上盖46与第二底座41密封固定。第二进气口461一侧的转接头通过导管与装有待测气体的高压气瓶连接，第二出气口462一侧的转接头通过导管与废气处理装置连接。接通电源，打开高压气瓶阀门，让被测气体以一定的速率匀速通过测试装置，这时操作电脑里配套的气敏特性测试软件，即可获得实验数据。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型的范围内。本实用新型要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (10)

1.一种探针台，其特征在于：包括第二底座(41)，在第二底座(41)上设置有放置区域、探针机构；传感器芯片(45)放置在放置区域；在所述放置区域周围固定有多个探针机构，多个探针机构分别与放置区域里固定的传感器芯片(45)的触点电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种探针台，其特征在于：所述探针机构包括探针支架和探针(43)；所述探针支架包括立柱(421)和盖帽(422)；所述盖帽(422)固定在立柱(421)的顶部，探针(43)固定在盖帽(422)上；所述立柱(421)为中空结构，通过第二旋转轴(424)固定在第二底座(41)上，立柱(421)能够以第二旋转轴(424)为转轴转动；所述探针(43)与第二旋转轴(424)电性连接，第二旋转轴(424)与外部设备电连接；所述第二旋转轴(424)的顶部具有限位头，在所述第二旋转轴(424)上套设有第二弹簧，第二弹簧限位在限位头和立柱(421)底壁之间，自然状态下，第二弹簧受压。

3.根据权利要求2所述的一种探针台，其特征在于：所述盖帽(422)为导电材料制得，盖帽(422)底部与限位头接触；探针(43)通过盖帽(422)与第二旋转轴(424)电性连接。

4.根据权利要求3所述的一种探针台，其特征在于：所述盖帽(422)包括帽体和自帽体侧壁水平延伸出的水平支架(4222)；所述水平支架(4222)的自由端朝向传感器芯片；在所述自由端开设有自上而下朝向传感器芯片倾斜的安装孔，探针(43)插在安装孔内。

5.根据权利要求4所述的一种探针台，其特征在于：所述水平支架(4222)的外周套设有第三弹簧，第三弹簧限位在探针(43)和帽体(4221)之间，且对探针(43)施压，探针(43)能够上下抽动。

6.根据权利要求2至5任一所述的一种探针台，其特征在于：在所述第二底座(41)内设置有转接板；第二旋转轴(424)与转接板电连接，转接板与外部设备电连接。

7.根据权利要求1至5任一所述的一种探针台，其特征在于：在第二底座(41)的上表面开设有第一容置槽(411)，其内限位有芯片托盘(44)，芯片托盘(44)上开设有第二容置槽(441)，传感器芯片(45)限位在第二容置槽(441)内。

8.根据权利要求7所述的一种探针台，其特征在于：所述第一容置槽(411)和第二容置槽(441)的两相对侧均开设有夹取槽。

9.根据权利要求1至5任一所述的一种探针台，其特征在于：还包括第二上盖(46)；所述第二底座(41)与第二上盖(46)可拆卸连接，形成第二测试腔，传感器芯片处于第二测试腔内；第二上盖(46)上开设有第二进气口(461)和第二出气口(462)，待测气体通过第二进气口(461)进入第二测试腔内。

10.根据权利要求8所述的一种探针台，其特征在于，所述夹取槽的结构为上大下小的具有导向功能的敞口结构。