一种传感器芯片定位装置

技术领域

本发明涉及气体传感器芯片焊接技术领域，具体涉及一种传感器芯片定位装置。

背景技术

气体传感器芯片是一种硅片或集成电路，主要用于检测和测量环境中的气体成分。这种芯片的核心组成包括传感器元件、信号处理电路和输出接口。传感器元件通常采用特殊的材料，如金属氧化物半导体或纳米材料。当气体分子与传感器表面接触时，会产生化学反应或电学变化，导致电阻、电容或电压等参数的变化。信号处理电路则对这些变化进行放大、滤波和转换，以提供可用的数字信号输出。

气体传感器芯片可以检测各种气体浓度，并将气体浓度转换成电信号输出。常见的气体传感器芯片有氧气传感器芯片、二氧化碳传感器芯片、有毒气体传感器芯片等。与传统的气体检测仪器相比，气体传感器芯片具有灵敏度高、响应速度快、使用方便等优点。这种芯片广泛应用于工业控制、环境监测、室内空气质量检测等领域。

现有技术中，需要将芯片与传感器管脚通过铂钨线焊线进行焊接，但是在实际应用时，由于传感器芯片非常微小，边长约1.5到2.0毫米，厚度不到0.3毫米；该类型的芯片上有4个黄金焊盘，焊接时的压力接近1公斤；芯片容易偏位；位置的一致性要求很高；装入芯片的难度很高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种传感器芯片定位装置，解决以下技术问题：

由于传感器芯片非常微小，焊接压力较大；因此芯片容易偏位；位置的一致性要求很高；装入芯片的难度很高。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种传感器芯片定位装置，包括固定布设于定位台上的底座，所述底座上呈对称开设第一滑槽与第二滑槽，第一滑槽与第二滑槽之间开设有用于嵌设传感器基座的传感器定位槽；

所述第一滑槽中滑动布设有芯片载具一，第二滑槽中滑动布设有芯片载具二，芯片载具一朝向芯片载具二的端部固定布设有承载板，芯片载具二朝向芯片载具一的端部固定布设有限位板；

所述承载板上呈对称固定布设有用于与芯片的其中两组平行侧边卡接的限位凸起，承载板上还固定布设有第一卡板，限位板上相应布设有第二卡板，第一卡板与第二卡板用于与芯片的另外两组平行侧边卡接；

还包括驱动件，所述驱动件用于同步驱动芯片载具一与芯片载具二相互靠近或远离。

优选的，所述第一卡板与第二卡板相靠近的一端设置为倾斜端，倾斜端用于与芯片侧边压接。

优选的，所述承载板远离芯片载具一的一端开设导向槽，限位板远离芯片载具二的一端固定布设有与导向槽嵌合的导向座。

优选的，所述芯片载具一远离承载板的一端固定布设限位架一，芯片载具二远离限位板的一端固定布设有限位架二。

优选的，所述驱动件包括分别设置于限位架一与限位架二上的磁铁机构一，磁铁机构设置于限位架一与限位架二朝向底座的一侧；

其中，所述底座两侧相应布设有与磁铁机构一相互吸引的磁铁机构二。

优选的，所述传感器定位槽中还开设有腔体，驱动件还包括布设于腔体中的楔形块，楔形块两侧对称设置倾斜面，底座两侧呈对称开设与腔体连通的空槽，两侧空槽中分别滑动布设有与限位架一与限位架二固定的导杆，两侧导杆端部均转动布设有与倾斜面滚动抵接的滚轮；

其中，所述楔形块与驱动其升降的升降部连接。

优选的，所述升降部包括布设于腔体底部的筒体，筒体上滑动插接布设有伸缩杆，伸缩杆另一端与楔形块固定；

其中，所述筒体顶部设有电磁铁，楔形块底部相应布设有磁环。

优选的，所述楔形块上固定布设顶杆，顶杆末端固定布设推板。

优选的，所述传感器基座为圆形基座，传感器基座一侧设有凸起部；

其中，所述传感器定位槽两侧呈对称设置弧形槽边，以与传感器基座相应；其中一侧的弧形槽边处还开设有用于嵌设凸起部的预留槽。

优选的，所述传感器基座之间呈周向阵列布设若干组传感器管脚，以用于与芯片上的黄金焊盘焊接；

其中，所述传感器定位槽中还开设有若干组用于插接传感器管脚的通槽。

本发明的有益效果：

(1)本发明在对芯片进行定位时，将芯片置于两组限位凸起之间进行初步限位，而后通过第一卡板与第二卡板对芯片进行全方位限位，此时，芯片表面的黄金焊盘与传感器管脚顶部平齐，而后通过铂钨线焊线对两者焊接即可，在焊接的过程中，稳定性更高，芯片不会发生偏移的现象；

(2)本发明的第一卡板与第二卡板对芯片侧边进行定位时，由于倾斜端的设置，在对芯片进行水平夹持的过程中，于竖直方向也可以起到压紧芯片的效果，使得在焊接过程中，芯片不会因为焊接压力而出现上下振动的现象，稳定性更高。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明一种传感器芯片定位装置的结构示意图；

图2是本发明一种传感器芯片定位装置的爆炸结构示意图；

图3是本发明图1中A处放大部分的结构示意图；

图4是本发明一种传感器芯片定位装置中底座的结构示意图；

图5是本发明一种传感器芯片定位装置中传感器芯片的结构示意图；

图6是本发明一种传感器芯片定位装置中楔形块的结构示意图；

图7是本发明一种传感器芯片定位装置中芯片载具一的结构示意图；

图8是本发明一种传感器芯片定位装置中芯片载具二的结构示意图；

图9是本发明一种传感器芯片定位装置中卡板的结构示意图。

图中：1、定位台；2、底座；3、芯片载具一；4、芯片；5、楔形块；201、第一滑槽；202、第二滑槽；203、传感器定位槽；204、弧形槽边；205、预留槽；206、通槽；207、腔体；208、空槽；301、芯片载具二；302、限位架一；303、限位架二；304、承载板；305、限位板；306、第一卡板；307、导向槽；308、限位凸起；309、导向座；310、第二卡板；311、倾斜端；401、黄金焊盘；402、传感器管脚；403、传感器基座；404、铂钨线焊线；405、凸起部；501、倾斜面；502、筒体；503、电磁铁；504、伸缩杆；505、磁环；506、滚轮；507、导杆；508、顶杆；509、推板。

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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参阅图1-图4所示，本发明为一种传感器芯片定位装置，包括固定布设于定位台1上的底座2，底座2上呈对称开设第一滑槽201与第二滑槽202，第一滑槽201与第二滑槽202之间开设有用于嵌设传感器基座403的传感器定位槽203；在本实施例的一种实施方式中，对传感器与芯片焊接时，通过传感器定位槽203对传感器基座403进行定位，以提高焊接时的稳定性；

在本实施例中，请参阅图5，传感器基座403为圆形基座，传感器基座403一侧设有凸起部405；相应的，传感器定位槽203两侧呈对称设置弧形槽边204，以与传感器基座403相应，其中，其中一侧的弧形槽边204处还开设有用于嵌设凸起部405的预留槽205；具体的，在定位传感器时，将传感器基座403一侧的凸起部405嵌设于预留槽205中即可实现传感器的定位，提高定位效率；

此外，传感器基座403之间呈周向阵列布设若干组传感器管脚402，以用于与芯片4上的黄金焊盘401焊接；具体的，本实施例中，传感器管脚402与黄金焊盘401均布设有四组，两者一一对应进行焊接。

其中，传感器定位槽203中还开设有若干组用于插接传感器管脚402的通槽206；在定位传感器时，将传感器管脚402同步插接至通槽206中；

第一滑槽201中滑动布设有芯片载具一3，第二滑槽202中滑动布设有芯片载具二301，芯片载具一3朝向芯片载具二301的端部固定布设有承载板304，芯片载具二301朝向芯片载具一3的端部固定布设有限位板305；

请参阅图6-图8，承载板304上呈对称固定布设有用于与芯片4的其中两组平行侧边卡接的限位凸起308，其中，承载板304上还固定布设有第一卡板306，限位板305上相应布设有第二卡板310，第一卡板306与第二卡板310用于与芯片4的另外两组平行侧边卡接；具体的，在本实施例中，两组限位凸起308与第一卡板306以及第二卡板310围合形成用于定位芯片4的芯片穴，在对芯片4进行定位时，将芯片4置于两组限位凸起308之间进行初步限位，而后通过第一卡板306与第二卡板310对芯片4进行全方位限位，此时，芯片4表面的黄金焊盘401与传感器管脚402顶部平齐，而后通过铂钨线焊线404对两者焊接即可，在焊接的过程中，稳定性更高，芯片4不会发生偏移的现象。

还包括驱动件，驱动件用于同步驱动芯片载具一3与芯片载具二301相互靠近或远离；可以说明的是，对传感器与芯片4进行焊接时，首先通过驱动件驱动芯片载具一3与芯片载具二301相互远离，而后将传感器基座403定位于传感器定位槽203中，其次将芯片4置于两组限位凸起308之间进行初步限位，最后通过驱动件驱动芯片载具一3与芯片载具二301相互靠近，以通过第一卡板306与第二卡板310对芯片4进行全方位限位，通过铂钨线焊线404对黄金焊盘401与传感器管脚402进行焊接处理，本实施例可以实现对芯片4的精准定位，同时，在焊接的过程中，限位凸起308与第一卡板306以及第二卡板310配合对芯片4进行全方位限位，焊接完成后，驱动件驱动芯片载具一3与芯片载具二301相互远离即可实现拆卸，操作非常方便。

实施例2

在实施例1的基础上，请参阅图9，第一卡板306与第二卡板310相靠近的一端设置为倾斜端311，倾斜端311用于与芯片4侧边压接；可以说明的是，第一卡板306与第二卡板310对芯片4侧边进行定位时，由于倾斜端311的设置，在对芯片4进行水平夹持的过程中，于竖直方向也可以起到压紧芯片4的效果，使得在焊接过程中，芯片4不会因为焊接压力而出现上下振动的现象，稳定性更高；

作为本实施例进一步的方案，请参阅图7-图8，承载板304远离芯片载具一3的一端开设导向槽307，限位板305远离芯片载具二301的一端固定布设有与导向槽307嵌合的导向座309；可以说明的是，驱动件在驱动芯片载具一3与芯片载具二301相互靠近时，导向座309嵌入至导向槽307中实现预定位，避免出现对接偏差。

请参阅图1-图2，芯片载具一3远离承载板304的一端固定布设限位架一302，芯片载具二301远离限位板305的一端固定布设有限位架二303；本实施例中，驱动件在驱动芯片载具一3与芯片载具二301相互靠近时，限位架一302与底座2侧端接触即表示芯片载具一3移动到位，限位架二303与底座2侧端接触即表示芯片载具二301移动到位，限位架一302与限位架二303起到限制两侧载具移送过位的效果，避免造成芯片4损伤。

驱动件包括分别设置于限位架一302与限位架二303上的磁铁机构一，磁铁机构设置于限位架一302与限位架二303朝向底座2的一侧，其中，底座2两侧相应布设有与磁铁机构一相互吸引的磁铁机构二；具体的，本实施例中对于磁铁机构一与磁铁机构二的具体形状不加以限制，可以为圆形、方形或异形结构，在磁铁机构二对磁铁机构一的吸引作用下，使得限位架一302与限位架二303在自然状态下处于与底座2贴合的状态；

请参阅图4与图6，传感器定位槽203中还开设有腔体207，驱动件还包括布设于腔体207中的楔形块5，楔形块5两侧对称设置倾斜面501，底座2两侧呈对称开设与腔体207连通的空槽208，两侧空槽208中分别滑动布设有与限位架一302与限位架二303固定的导杆507，两侧导杆507端部均转动布设有与倾斜面501滚动抵接的滚轮506；其中，楔形块5与驱动其升降的升降部连接；可以说明的是，当限位架一302与限位架二303均与底座2吸合时，两侧滚轮506滚动抵接于倾斜面501顶部，芯片与传感器焊接完成后，通过升降部驱动楔形块5朝向顶部运动，楔形块5在运动的过程中驱动两侧导杆507朝向相远离的方向运动，导杆507进而驱动限位架一302与限位架二303相远离，可以对芯片传感器进行拆卸；

拆卸完成后，通过升降部驱动楔形块5朝向底部运动，在磁铁机构二对磁铁机构一的吸引作用下，限位架一302与限位架二303朝向底座2方向运动，同步驱动两侧导杆507相互靠近，以使滚轮506始终保持与倾斜面501的贴合状态。

请参阅图6，升降部包括布设于腔体207底部的筒体502，筒体502上滑动插接布设有伸缩杆504，伸缩杆504另一端与楔形块5固定，其中，筒体502顶部设有电磁铁503，楔形块5底部相应布设有磁环505；具体的，电磁铁503通过线路与通电模块与控制器连接；本实施例中，当需要驱动楔形块5向上运动时，通过控制器控制通电模块向电磁铁503输送电流以产生磁力，该磁力与磁环505为同性磁，进而在斥力作用下推动楔形块5上升，当需要驱动楔形块5向下运动时，通过控制器控制通电模块断电，该楔形块5在重力作用下进行下降复位。

需要注意的是，升降部不仅限于本实施例中的电磁驱动机构，还可以采用气缸或液压缸等驱动部件，本实施例对此不加以限定，以能够实现驱动楔形块5自动化升降即可。

在本实施方式中，为了便于取出焊接后的芯片传感器，楔形块5上固定布设顶杆508，顶杆508末端固定布设推板509；可以说明的是，芯片4与传感器焊接完成后，在驱动楔形块5上升的过程中，当承载板304朝向外侧运动并与传感器基座403分离时，推板509刚好抵接于传感器基座403底面，随着楔形块5继续向上运动，通过推板509即可将该芯片传感器顶升至超出传感器定位槽203一段距离，进而便于机械手将该芯片传感器移出，实现自动化下料的效果，当楔形块5朝向底部运动时，推板509同步朝向底部运动，无需人工进行调整。

一种传感器芯片定位装置的定位方法，包括如下步骤：

通过控制器控制通电模块向电磁铁503输送电流以产生磁力，在斥力作用下推动楔形块5上升，楔形块5在运动的过程中驱动两侧导杆507朝向相远离的方向运动，导杆507通过限位架一302与限位架二303驱动芯片载具一3与芯片载具二301相远离；

将传感器基座403一侧的凸起部405嵌设于预留槽205中，同时，将传感器管脚402同步插接至通槽206中，对传感器进行定位；

将芯片4置于两组限位凸起308之间进行初步限位；

通过控制器控制通电模块断电，楔形块5复位，在磁铁机构二对磁铁机构一的吸引作用下，限位架一302与限位架二303朝向底座2方向运动，同步驱动芯片载具一3与芯片载具二301靠近，通过第一卡板306与第二卡板310对芯片4进行全方位限位；

通过铂钨线焊线404配合焊接设备对黄金焊盘401与传感器管脚402进行焊接处理；

焊接完成后，再次楔形块5继续向上运动，通过推板509将该芯片传感器顶升至超出传感器定位槽203一段距离，机械手将该芯片传感器移出。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示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、以及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，“第一”、“第二”仅由于描述目的，且不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

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”等应做广义理解，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连接，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。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。