一种应用于无引线封装MEMS绝压型芯片的压力测试装置制造方法及图纸

一种应用于无引线封装MEMS绝压型芯片的压力测试装置，涉及MEMS压力芯片压力性能检测技术领域。它是为了解决现有的检测方法准备工作繁琐、效率低且芯片不可继续使用的问题。本发明专利技术主要有两部分装置构成：芯片固定及电气连接装置，芯片测试环境装置。芯片固定及电气连接装置是由定位压环、定位筒、针座、定位柱、护筒构成，它的作用主要是对测试芯片起到安全放置和将芯片上的电极与外部测试线缆形成可靠电气连接。芯片测试环境装置主要是由管座、管座螺母、管座螺柱、腔体、导气管和4根金属插针组成，它们之间形成一个密闭测试腔室用于芯片检测压力的控制。本发明专利技术适用于快速无损的对无引线封装MEMS绝压型芯片进行压力性能检测。

A pressure testing device applied to MEMS absolute pressure chip without lead package

【技术实现步骤摘要】
一种应用于无引线封装MEMS绝压型芯片的压力测试装置
本专利技术属于MEMS压力芯片压力性能检测

技术介绍
耐高温抗震动MEMS(微机电系统)压力传感器在高温振动等恶劣环境中的压力检测上应用广泛，不仅可以用于发动机的压力检测，而且还可用于各种高温耐热腔体和表面的压力检测，是高端设备压力监测及控制系统中的关键基础部件。无引线封装MEMS绝压型芯片(如图2所示)是耐高温抗震动压力传感器制造中的核心元器件，无引线封装MEMS芯片性能的好坏直接影响高温传感器性能高低。由于没有专门用于无引线封装MEMS绝压型芯片的测试装置，只能借鉴常规硅MEMS压力芯片(如图1所示)的测试方法，将芯片粘接到测试管座上并通过金丝(或其它金属丝)压焊方式将芯片电极与测试管座上的金属插针形成电气连接。但是该型芯片由于其特殊的封装结构导致金丝压焊到芯片电极上非常困难，芯片与测试管座之间要靠胶黏剂固化12小时之后才能形成固定，导致芯片压力检测准备工作繁琐且效率低，而且测试后的芯片由于电极上已经压焊过金丝(会对芯片电极造成损伤)不能继续使用只能报废处理。
技术实现思路
本专利技术是为了解决现有的无引线封装MEMS绝压型芯片压力检测方法中，准备工作繁琐、效率低且测试后的芯片不可继续使用的问题，现提供一种应用于无引线封装MEMS绝压型芯片的压力测试装置。一种应用于无引线封装MEMS绝压型芯片的压力测试装置，包括：芯片测试环境装置和芯片固定及电气连接装置；芯片测试环境装置包括：管座1、管座螺母2、管座螺柱3、腔体4、导气管5和4根金属插针16；腔体4为底部开有导气孔的圆桶形结构，导气管5的一端与导气孔连通，管座螺柱3的末端与腔体4的开口端相连通，管座1将管座螺柱3的首端密封，使得管座螺柱3和腔体4的内部形成密闭腔室11，管座螺母2为顶部设有测试孔的圆桶形结构，管座螺母2的开口端与管座螺柱3的首端螺纹连接，管座1用于固定4根金属插针16，芯片固定及电气连接装置包括：定位压环7、定位筒8、针座9、定位柱10、护筒12和4根弹簧探针13；定位筒8为圆桶状结构，定位筒8底部开有筒通孔8-2，定位柱10为圆柱体结构，沿定位柱10的中轴开有柱通孔10-1，在定位柱10的顶部端面设有芯片沉孔，在定位柱10的底部端面沿其直径方向开有横槽10-2，针座9用于固定4根弹簧探针13，针座9和定位柱10均位于定位筒8内部，且定位柱10和定位筒8之间留有空隙，定位柱10与定位筒8同轴设置，筒通孔8-2与柱通孔10-1相连通，针座9位于定位柱10上方，护筒12固定在针座9顶部，定位压环7套接在护筒12外侧并与定位筒8螺纹连接，定位压环7用于压紧针座9，电气连接装置位于芯片测试环境装置的密闭腔室11内，筒通孔8-2与导气管5相连通，芯片15位于芯片沉孔内，4根弹簧探针13的首端分别与芯片15的四个电极电气连接，4根弹簧探针13的尾端均位于护筒12内，4根金属插针16的首端分别通过快速插头6与4根弹簧探针13的尾端电气连接，4根金属插针16的尾端均从测试孔伸出至管座螺母2外部。一种应用于无引线封装MEMS绝压型芯片的压力测试装置，主要有两部分装置构成：芯片固定及电气连接装置，芯片测试环境装置。芯片固定及电气连接装置是由定位压环、定位筒、针座、定位柱、护筒和4根弹簧探针构成，它的作用主要是对测试芯片起到安全放置和将芯片上的电极与外部测试线缆形成可靠电气连接。芯片测试环境装置主要是由管座、管座螺母、管座螺柱、腔体、导气管和4根金属插针组成，它们之间形成一个密闭测试腔室用于芯片检测压力的控制。采用弹簧探针与芯片电极形成电气连接，实现芯片的无损压力检测，测试后的芯片可以继续进行后续的封装工艺；由于测试装置的机械接口都是螺纹结构，对芯片安装和拆卸都非常方便，节约了测试时间；各机械结构柱状外表面处加工出便于手动拧紧的压花结构及便于扳手旋紧的六方结构，增加了使用的便利性，实现了快速无损的对无引线封装MEMS绝压型芯片进行压力性能检测。附图说明图1为常规硅MEMS压力芯片的示意图，其中(a)表示芯片结构，(b)表示封装形式，A11为敏感膜、A12为金属电极、A13为硅、A14为硼硅玻璃、B11为金丝键合、B12为插针；图2为无引线MEMS压力芯片的示意图，其中(a)表示芯片结构，(b)表示封装形式，A21为敏感膜、A22为金属电极引出口、A23为硅、A24为硼硅玻璃、A25为凹槽、B21为金属电极、B22为插针；图3为本专利技术所述的一种应用于无引线封装MEMS绝压型芯片的压力测试装置的剖视图；图4为本专利技术所述的压力测试装置的三维结构图；图5为本专利技术所述的芯片测试环境装置的结构图，其中(a)为剖视图，(b)为外部视图；图6为本专利技术所述的芯片固定及电气连接装置的结构图，其中(a)为剖视图，(b)为外部视图；具体实施方式具体实施方式一：参照图3至6具体说明本实施方式，本实施方式所述的一种应用于无引线封装MEMS绝压型芯片的压力测试装置，包括：芯片测试环境装置和芯片固定及电气连接装置；芯片测试环境装置包括：管座1、管座螺母2、管座螺柱3、腔体4、导气管5和4根金属插针16；腔体4为底部开有导气孔的圆桶形结构，导气管5的一端与导气孔连通，管座螺柱3的末端与腔体4的开口端相连通，管座1将管座螺柱3的首端密封，使得管座螺柱3和腔体4的内部形成密闭腔室11，管座螺母2为顶部设有测试孔的圆桶形结构，管座螺母2的开口端与管座螺柱3的首端螺纹连接，管座1用于固定4根金属插针16，芯片固定及电气连接装置包括：定位压环7、定位筒8、针座9、定位柱10、护筒12和4根弹簧探针13；定位筒8为圆桶状结构，定位筒8底部开有筒通孔8-2，定位柱10为圆柱体结构，沿定位柱10的中轴开有柱通孔10-1，在定位柱10的顶部端面设有芯片沉孔，在定位柱10的底部端面沿其直径方向开有横槽10-2，针座9用于固定4根弹簧探针13，针座9和定位柱10均位于定位筒8内部，且定位柱10和定位筒8之间留有空隙，定位柱10与定位筒8同轴设置，筒通孔8-2与柱通孔10-1相连通，针座9位于定位柱10上方，护筒12固定在针座9顶部，定位压环7套接在护筒12外侧并与定位筒8螺纹连接，定位压环7用于压紧针座9，电气连接装置位于芯片测试环境装置的密闭腔室11内，筒通孔8-2与导气管5相连通，芯片15位于芯片沉孔内，4根弹簧探针13的首端分别与芯片15的四个电极电气连接，4根弹簧探针13的尾端均位于护筒12内，4根金属插针16的首端分别通过快速插头6与4根弹簧探针13的尾端电气连接，4根金属插针16的尾端均从测试孔伸出至管座螺母2外部。本实施方式中，柱通孔10-1用于传递测试气压给芯片，横槽10-2的作用是将测试气压往定位柱10外柱面处引导，使得定位柱10上、下端面处的气压相等，芯片上下表面间的压力平衡使得芯片总体不受大的外力影响，起到保护芯片及测试探针的作用。定位筒8底面处有筒通孔8-2用于传递压力，其内部的圆柱腔用于固定放置定位柱10，且与定位柱10之间留有空隙，目的是传递从横槽10-2处导出的压力传递测试气体压力。芯片固定及电气连接装置的作用对测试芯片起到安全放置并通过探针13形成可靠电气连接，将外部的供电施加到芯片输入电极上，并将输出电极上的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应用于无引线封装MEMS绝压型芯片的压力测试装置，其特征在于，包括：芯片测试环境装置和芯片固定及电气连接装置；芯片测试环境装置包括：管座(1)、管座螺母(2)、管座螺柱(3)、腔体(4)、导气管(5)和4根金属插针(16)；腔体(4)为底部开有导气孔的圆桶形结构，导气管(5)的一端与导气孔连通，管座螺柱(3)的末端与腔体(4)的开口端相连通，管座(1)将管座螺柱(3)的首端密封，使得管座螺柱(3)和腔体(4)的内部形成密闭腔室(11)，管座螺母(2)为顶部设有测试孔的圆桶形结构，管座螺母(2)的开口端与管座螺柱(3)的首端螺纹连接，管座(1)用于固定4根金属插针(16)，芯片固定及电气连接装置包括：定位压环(7)、定位筒(8)、针座(9)、定位柱(10)、护筒(12)和4根弹簧探针(13)；定位筒(8)为圆桶状结构，定位筒(8)底部开有筒通孔(8‑2)，定位柱(10)为圆柱体结构，沿定位柱(10)的中轴开有柱通孔(10‑1)，在定位柱(10)的顶部端面设有芯片沉孔，在定位柱(10)的底部端面沿其直径方向开有横槽(10‑2)，针座(9)用于固定4根弹簧探针(13)，针座(9)和定位柱(10)均位于定位筒(8)内部，且定位柱(10)和定位筒(8)之间留有空隙，定位柱(10)与定位筒(8)同轴设置，筒通孔(8‑2)与柱通孔(10‑1)相连通，针座(9)位于定位柱(10)上方，护筒(12)固定在针座(9)顶部，定位压环(7)套接在护筒(12)外侧并与定位筒(8)螺纹连接，定位压环(7)用于压紧针座(9)，电气连接装置位于芯片测试环境装置的密闭腔室(11)内，筒通孔(8‑2)与导气管(5)相连通，芯片(15)位于芯片沉孔内，4根弹簧探针(13)的首端分别与芯片(15)的四个电极电气连接，4根弹簧探针(13)的尾端均位于护筒(12)内，4根金属插针(16)的首端分别通过快速插头(6)与4根弹簧探针(13)的尾端电气连接，4根金属插针(16)的尾端均从测试孔伸出至管座螺母(2)外部。...

【技术特征摘要】
1.一种应用于无引线封装MEMS绝压型芯片的压力测试装置，其特征在于，包括：芯片测试环境装置和芯片固定及电气连接装置；芯片测试环境装置包括：管座(1)、管座螺母(2)、管座螺柱(3)、腔体(4)、导气管(5)和4根金属插针(16)；腔体(4)为底部开有导气孔的圆桶形结构，导气管(5)的一端与导气孔连通，管座螺柱(3)的末端与腔体(4)的开口端相连通，管座(1)将管座螺柱(3)的首端密封，使得管座螺柱(3)和腔体(4)的内部形成密闭腔室(11)，管座螺母(2)为顶部设有测试孔的圆桶形结构，管座螺母(2)的开口端与管座螺柱(3)的首端螺纹连接，管座(1)用于固定4根金属插针(16)，芯片固定及电气连接装置包括：定位压环(7)、定位筒(8)、针座(9)、定位柱(10)、护筒(12)和4根弹簧探针(13)；定位筒(8)为圆桶状结构，定位筒(8)底部开有筒通孔(8-2)，定位柱(10)为圆柱体结构，沿定位柱(10)的中轴开有柱通孔(10-1)，在定位柱(10)的顶部端面设有芯片沉孔，在定位柱(10)的底部端面沿其直径方向开有横槽(10-2)，针座(9)用于固定4根弹簧探针(13)，针座(9)和定位柱(10)均位于定位筒(8)内部，且定位柱(10)和定位筒(8)之间留有空隙，定位柱(10)与定位筒(8)同轴设置，筒通孔(8-2)与柱通孔(10-1)相连通，针座(9)位于定位柱(10)上方，护筒(12)固定在针座(9)顶部，定位压环(7)套接在护筒(12)外侧并与定位筒(8)螺纹连接，定位压环(7)用于压紧针座(9)，电气连接装置位于芯片测试环境装置的密闭腔室(11)内，筒通孔(8-2)与导气管(5)相连通，芯片(15)位于芯片沉孔内，4根弹簧探针(13)的首端分别与芯片(15)的四个电极电气连接，4根弹簧探针(13)的尾端均位于护筒(12)内，4根金属插针(16)的首端分别通过快速插头(6)与4根弹簧探针(13)的尾端电气连接，4根金属插针(16)的尾端均从测试孔伸出至管座螺母(2)外部。2.根据权利要求1所述的一种应用于无引线封装MEMS绝压型芯片的压力测试装置，...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁文波，王晓光，苗欣，吴佐飞，尹彦昭，赵瑞堃，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第四十九研究所，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23