CN216846695U - Mems压力芯片测试治具 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及半导体器件测试技术领域，具体涉及一种MEMS压力芯片测试治具。MEMS压力芯片测试治具包括：气仓，具有腔体及分别与腔体连通的进气口、安装口，进气口用于与第一压力气源连通；管座，设置在安装口处并包括基板和多个导电针，多个导电针设置在基板上，基板朝向进气口的一侧设有待测试的MEMS压力芯片，待测试的MEMS压力芯片与导电针电连接；密封件，可拆卸地连接在气仓上并密封腔体。本实用新型的MEMS压力芯片测试治具的通用性强，可以满足各种类型芯片的测试，测试的温度范围、压力范围广，且仅通过气仓、管座及密封件实现压力芯片的压力、温度测试，结构简单，使用方便。

Description

MEMS压力芯片测试治具

技术领域

本实用新型涉及半导体器件测试技术领域，具体涉及一种MEMS压力芯片测试治具。

背景技术

目前，利用硅的压阻效应和MEMS技术制作的压阻式压力传感器是近年来发展非常迅速的一种压力传感器，它具有灵敏度高、响应速度快、可靠性好、精度高、低功耗、易于微型化与集成化等一系类优点，被广泛应用于医疗仪器、航空航天、消费电子等领域。

在研制MEMS压阻式压力芯片(下称MEMS压力芯片)的过程中，进行压力和温度相关性能测试，是必不可少的。在测试这些性能的过程中，需要一种特定的治具，这种治具需要实现两个功能，一是实现MEMS压力芯片惠斯通电桥的输入与输出；二是形成一个能承受一定温度范围的密封腔体，以便给芯片施加不同的压力。

目前，通用的测试治具很少见，各个厂家会根据自己的需求去设计治具，其结构复杂、通用性能不高，本新型提供一种简单的结构，其使用简单、成本低、通用性强，可以适用于所有MEMS压力芯片的测试。

实用新型内容

因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的对MEMS压力芯片进行测试的治具通用性差、结构复杂的缺陷，从而提供一种通用性强、结构简单、使用方便的MEMS压力芯片测试治具。

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种MEMS压力芯片测试治具，包括：气仓，具有腔体及分别与腔体连通的进气口、安装口，进气口用于与第一压力气源连通；管座，设置在安装口处并包括基板和多个导电针，多个导电针设置在基板上，基板朝向进气口的一侧设有待测试的MEMS压力芯片，待测试的MEMS压力芯片与导电针电连接；密封件，可拆卸地连接在气仓上并密封腔体。

可选的，基板上开设有气压孔。

可选的，基板上开设有差压孔，管座还包括差压管，差压管的一端设置在差压孔中，差压管用于与第二压力气源连通。

可选的，气仓朝向密封件的一侧面上设有安装槽，安装槽与安装口连通，基板的边缘位于安装槽中。

可选的，基板的外周面上设有凸耳，安装槽的槽壁上设有凹槽，凸耳位于凹槽中，多个导电针形成两排，凸耳对应于一排导电针。

可选的，MEMS压力芯片测试治具还包括密封圈，密封圈位于安装槽中且位于基板远离密封件的一侧，或者，密封圈设置在基板和密封件之间。

可选的，气仓包括第一管段及第二管段，第一管段的外径小于第二管段的外径，第一管段的外周面上设有与第一压力气源连接的螺纹，密封件与第二管段远离第一管段的一端可拆卸地连接。

可选的，气仓上开设有螺纹孔，密封件上设有供紧固件穿设的通孔，紧固件穿过通孔与螺纹孔螺纹连接。

可选的，管座和腔体分别设有多个且一一对应设置，气仓上设有与多个腔体连通的连通通道。

可选的，气仓为长方体腔体结构。

本实用新型具有以下优点：

将待测试的MEMS压力芯片设置在基板上并与导电针电连接，导电针用于电压输入和信号输出，电源的电压信号通过导电针输入，第一压力气源将气体输送至气仓的腔体中，气体的压力作用在待测试的MEMS压力芯片上，待测试的MEMS压力芯片的信号通过导电针输出。当更换不同的管座时，气仓和密封件是通用的，该测量治具通用性强，可以满足各种类型芯片的测试；第一压力气源可以输入不同压力的气体，进而可以给待测试的MEMS压力芯片施加不同的压力、不同的温度，测试压力最高可达几十MPa，测试温度范围从-80℃到600℃，测试的温度范围、压力范围广，且仅通过气仓、管座及密封件实现压力芯片的压力、温度测试，结构简单，使用方便。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有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实用新型的一些实施方式，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示出了本实用新型的MEMS压力芯片测试治具的实施例一的分解示意图；

图2示出了图1的MEMS压力芯片测试治具的剖视示意图；

图3示出了图2的MEMS压力芯片测试治具的管座的示意图；

图4示出了图3的管座的侧视示意图；

图5示出了图1的MEMS压力芯片测试治具的气仓的侧视示意图；

图6示出了图5的气仓的A-A向剖视示意图；

图7示出了图6的气仓的B处放大示意图；

图8示出了本实用新型的MEMS压力芯片测试治具的实施例二的管座的剖视示意图；

图9示出了本实用新型的MEMS压力芯片测试治具的实施例三的管座的剖视示意图；

图10示出了本实用新型的MEMS压力芯片测试治具的实施例四的立体示意图；

图11示出了本实用新型的MEMS压力芯片测试治具的实施例五的立体示意图；

图12示出了图11的MEMS压力芯片测试治具的剖视示意图。

附图标记说明：

10、气仓；11、腔体；12、进气口；13、安装口；14、安装槽；141、凹槽；15、第一管段；16、第二管段；161、切面；17、螺纹孔；18、连通通道；20、管座；21、基板；211、气压孔；212、差压孔；213、凸耳；22、导电针；23、差压管；24、玻璃珠；30、密封件；31、避让孔；32、通孔；40、密封圈；50、紧固件；60、待测试的MEMS压力芯片。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。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。

在本实用新型的描述中，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，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例一

如图1至图3及图6所示，本实施例的MEMS压力芯片测试治具包括：气仓10、管座20及密封件30，气仓10具有腔体11及分别与腔体11连通的进气口12、安装口13，进气口12用于与第一压力气源连通；管座20设置在安装口13处并包括基板21和多个导电针22，多个导电针22设置在基板21上，基板21朝向进气口12的一侧设有待测试的MEMS压力芯片60，待测试的MEMS压力芯片60与导电针22电连接；密封件30可拆卸地连接在气仓10上并密封腔体11，密封件30具有避让多个导电针22的避让孔31。

应用本实施例的MEMS压力芯片测试治具，将待测试的MEMS压力芯片60设置在基板21上并与导电针22电连接，导电针22用于电压输入和信号输出，电源的电压信号通过导电针22输入，第一压力气源将气体输送至气仓10的腔体11中，气体的压力作用在待测试的MEMS压力芯片60上，待测试的MEMS压力芯片60的信号通过导电针22输出。当更换不同的管座20时，气仓10和密封件30是通用的，该测量治具通用性强，可以满足各种类型芯片的测试；第一压力气源可以输入不同压力的气体，进而可以给待测试的MEMS压力芯片60施加不同的压力、不同的温度，测试压力最高可达几十MPa，测试温度范围从-80℃到600℃，测试的温度范围、压力范围广，且仅通过气仓10、管座20及密封件30实现压力芯片的压力、温度测试，结构简单，使用方便。并且，密封件30具有避让多个导电针22的避让孔31，方便加工密封件30，降低制造成本。

在本实施例中，如图6和图7所示，气仓10朝向密封件30的一侧面上设有安装槽14，安装槽14与安装口13连通，基板21的边缘位于安装槽14中。安装槽14用于安装基板21，方便固定管座20。优选地，基板21的外周面呈阶梯状。可以理解，在其他实施例中，基板21的外周面为光滑的柱面。

在本实施例中，如图4至图7所示，基板21的外周面上设有凸耳213，安装槽14的槽壁上设有凹槽141，凸耳213位于凹槽141中，多个导电针22形成两排，凸耳213对应于一排导电针22。通过凸耳213对两排导电针22进行区分。当然，也可以不设置凸耳213。

具体地，导电针22的数量为四根以上，其中，两根导电针22用来给惠斯通电桥施加电压或者电流，另外2根导电针22用来输出惠斯通电桥电压。需要说明的是，导电针22也可以称为Pin针，Pin针通过凸耳213来区分，方便与其他部件连接。管座20用来实现MEMS压力芯片惠斯通电桥的输入与输出，它是一种玻璃烧结体，基板21和Pin针通过玻璃珠24烧结在一起，整体耐高温且玻璃烧结处气密性高。

在本实施例中，如图1和图2所示，MEMS压力芯片测试治具还包括密封圈40，密封圈40位于安装槽14中且位于基板21远离密封件30的一侧，通过密封圈40达到密封的目的。先把密封圈40放进气仓10的安装槽14内，然后将管座20放在密封圈40上面，管座20的凸耳213对应气仓10的凹槽141，再通过螺钉把密封件30和气仓10锁紧，气仓10上的螺纹跟压力气源的出气管相匹配，通过选用不同强度的螺钉和管座20，可以测试高达几十Mpa的压力范围；通过选用不同材质的密封圈40，可以实现-80℃到600℃的温度测试需求。

在本实施例中，如图1、图2和图6所示，气仓10包括第一管段15及第二管段16，第一管段15的外径小于第二管段16的外径，第一管段15的外周面上设有与第一压力气源连接的螺纹，密封件30与第二管段16远离第一管段15的一端可拆卸地连接。气仓10的第一管段15上的螺纹与第一压力气源的出气管相匹配，可实现气仓与第一压力气源的出气管连接，连接方式简便。可以理解，在其他实施例中，第一管段15及第二管段16的外径也可以相同。

在本实施例中，第二管段16朝向第一管段15的一端设有两个相对设置的切面161，切面161的设置方便操作人员握住气仓10，便于装配气仓10与出气管。当然，也可以不设置切面161。

在本实施例中，气仓10上开设有螺纹孔17，密封件30上设有供紧固件50穿设的通孔32，紧固件50穿过通孔32与螺纹孔17螺纹连接，气仓10和密封件30通过紧固件连接，拆装方便，方便更换不同的管座。其中，紧固件为螺钉或螺栓。

在本实施例中，基板21、密封件30、第一管段15及第二管段16部分的截面形状均呈圆形，方便加工制造，降低成本。可以理解，在其他实施例中，基板21、密封件30、第一管段15及第二管段16部分的截面形状均呈矩形。

需要说明的是，待测试的MEMS压力芯片60为MEMS压阻式压力芯片，管座为TO管座，成本低，Transistor Outline的含义为晶体管外形，其简称为TO，管座可以采用TO8、TO9等。具体地，待测试的MEMS压力芯片60为绝压芯片。

实施例二

如图8所示，实施例二的MEMS压力芯片测试治具与实施例一的区别在于基板21上是否设置气压孔211，在实施例二中，基板21上开设有气压孔211，此时待测试的MEMS压力芯片60为表压芯片。

实施例三

如图9所示，实施例三的MEMS压力芯片测试治具与实施例一的区别在于基板21上是否设置差压孔212和差压管23，在实施例三中，基板21上开设有差压孔212，管座20还包括差压管23，差压管23的一端设置在差压孔212中，差压管23用于与第二压力气源连通，此时待测试的MEMS压力芯片60为差压芯片。

具体地，差压管23的一端焊接在基板21上，焊接牢固可靠。优选地，差压孔212包括内孔段和外孔段，内孔段的孔径小于外孔段的孔径，即差压孔212为阶梯孔，差压管23的一端设置在外孔段中。当然，差压孔212也可以为直孔段。

实施例四

如图10所示，实施例四的MEMS压力芯片测试治具与实施例一的区别在于密封圈40的设置位置不同，在实施例四中，密封圈40设置在基板21和密封件30之间，即密封圈40放在密封件30和管座20之间，同样可以达到密封的目的。

实施例五

如图11和图12所示，实施例五的MEMS压力芯片测试治具与实施例一的区别在于气仓的结构不同，在实施例五中，管座20和腔体11分别设有多个且一一对应设置，气仓10上设有与多个腔体11连通的连通通道18，在气仓上设计多个腔体11，只需要连接一次气源，就可以同时对多个MEMS压力芯片进行测试，一个测试治具同时测试多个MEMS压力芯片，提高测试效率。

在本实施例中，气仓10为长方体腔体结构，腔体11沿气仓10的长度方向排布。可以理解，在其他实施例中，气仓10呈圆柱形，腔体11沿气仓10的圆周方向排布。

从以上的描述中，可以看出，本实用新型的上述的实施例实现了如下技术效果：

1、一种通用的Mems压阻式压力芯片测试治具包括气仓10、管座、密封件30、密封圈40及螺钉，测试治具操作简便，测试压力最高可达几十MPa，测试温度范围从-80℃到600℃,测试的温度范围、压力范围广。

2、测试治具通过选用不同类型的管座，如绝压管座、表压管座和差压管座，可以测试对应的MEMS压力芯片类型，测试治具使用简单，通用性强，可以测试所有类似的MEMS压力芯片，实现对所有MEMS压力芯片的性能测试。表压管座比绝压管座多了一个气压孔，差压管座比表压管座则是多了一个差压管23，差压管23可以连接到第二个压力气源，且差压管座的气压孔为阶梯孔。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种MEMS压力芯片测试治具，其特征在于，包括：

气仓(10)，具有腔体(11)及分别与所述腔体(11)连通的进气口(12)、安装口(13)，所述进气口(12)用于与第一压力气源连通；

管座(20)，设置在所述安装口(13)处并包括基板(21)和多个导电针(22)，多个所述导电针(22)设置在所述基板(21)上，所述基板(21)朝向所述进气口(12)的一侧设有待测试的MEMS压力芯片(60)，所述待测试的MEMS压力芯片(60)与所述导电针(22)电连接；

密封件(30)，可拆卸地连接在所述气仓(10)上并密封所述腔体(11)。

2.根据权利要求1所述的MEMS压力芯片测试治具，其特征在于，所述基板(21)上开设有气压孔(211)。

3.根据权利要求1所述的MEMS压力芯片测试治具，其特征在于，所述基板(21)上开设有差压孔(212)，所述管座(20)还包括差压管(23)，所述差压管(23)的一端设置在所述差压孔(212)中，所述差压管(23)用于与第二压力气源连通。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的MEMS压力芯片测试治具，其特征在于，所述气仓(10)朝向所述密封件(30)的一侧面上设有安装槽(14)，所述安装槽(14)与所述安装口(13)连通，所述基板(21)的边缘位于所述安装槽(14)中。

5.根据权利要求4所述的MEMS压力芯片测试治具，其特征在于，所述基板(21)的外周面上设有凸耳(213)，所述安装槽(14)的槽壁上设有凹槽(141)，所述凸耳(213)位于所述凹槽(141)中，多个所述导电针(22)形成两排，所述凸耳(213)对应于一排所述导电针(22)。

6.根据权利要求5所述的MEMS压力芯片测试治具，其特征在于，所述MEMS压力芯片测试治具还包括密封圈(40)，所述密封圈(40)位于所述安装槽(14)中且位于所述基板(21)远离所述密封件(30)的一侧，或者，所述密封圈(40)设置在所述基板(21)和所述密封件(30)之间。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的MEMS压力芯片测试治具，其特征在于，所述气仓(10)包括第一管段(15)及第二管段(16)，所述第一管段(15)的外径小于所述第二管段(16)的外径，所述第一管段(15)的外周面上设有与第一压力气源连接的螺纹，所述密封件(30)与所述第二管段(16)远离所述第一管段(15)的一端可拆卸地连接。

8.根据权利要求7所述的MEMS压力芯片测试治具，其特征在于，所述气仓(10)上开设有螺纹孔(17)，所述密封件(30)上设有供紧固件(50)穿设的通孔(32)，所述紧固件(50)穿过所述通孔(32)与所述螺纹孔(17)螺纹连接。

9.根据权利要求1至3中任一项所述的MEMS压力芯片测试治具，其特征在于，所述管座(20)和所述腔体(11)分别设有多个且一一对应设置，所述气仓(10)上设有与多个所述腔体(11)连通的连通通道(18)。

10.根据权利要求9所述的MEMS压力芯片测试治具，其特征在于，所述气仓(10)为长方体腔体结构。

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