拆卸式聲波傳感器信號(hào)測試裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種拆卸式聲波傳感器信號(hào)測試裝置，其包括：測試電路板、電極引線、蓋板、柔性薄膜、底座以及聲波傳感器；底座上設(shè)置有第一凹槽，聲波傳感器部分位于第一凹槽中，柔性薄膜固定于底座和蓋板之間，柔性薄膜上設(shè)置有開口，開口與第一凹槽相對(duì)設(shè)置，開口的邊緣壓在聲波傳感器的邊緣上；聲波傳感器包括基片、地電極、引入電極、引出電極，地電極、引入電極、引出電極自開口處暴露出，測試電路板設(shè)置于蓋板上，電極引線一端與測試電路板電性連接，另一端穿過蓋板形成連接觸頭，連接觸頭與地電極、引入電極、引出電極進(jìn)行電性連接。本實(shí)用新型的拆卸式聲波傳感器信號(hào)測試裝置結(jié)構(gòu)簡易、使用便捷，能夠保證器件信號(hào)的穩(wěn)定輸出。
【專利說明】拆卸式聲波傳感器信號(hào)測試裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及傳感器【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種拆卸式聲波傳感器信號(hào)測試裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，為了獲取穩(wěn)定準(zhǔn)確的測試信號(hào)，現(xiàn)有的聲波傳感器的電極與外部引出線必須保證穩(wěn)定連接。例如，工業(yè)上通常采用器件上電極和外部引出線焊接的方式，比如鋁電極通過硅鋁絲連接，而金電極則采用球焊等手段。經(jīng)焊接后的傳感器盡管能夠獲取穩(wěn)定的測試信號(hào)，但在拆卸時(shí)需要破壞引出線，相應(yīng)必然會(huì)使電極發(fā)生損傷，尤其薄膜類聲波器件的振動(dòng)區(qū)域厚度均不超過10 μ m，熱力方式拆卸難以避免器件發(fā)生碎裂等現(xiàn)象。因此，采用上述焊接方式連接的對(duì)應(yīng)的傳感器不能用于后續(xù)實(shí)際的測試過程中，僅能夠用于批量抽樣的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。
[0003]另外，為了保證引線之后電極仍能可靠使用，工業(yè)中鋁電極或金電極作為Pad區(qū)域進(jìn)行焊接時(shí)均對(duì)電極厚度有所要求，比如鋁電極的厚度不低于600-800nm，而采用球焊的金電極的厚度也不小于400nm。聲波傳感器在濺射沉積上述厚度的電極時(shí)將需要較長的濺射時(shí)間，相應(yīng)使得器件在該工藝過程中產(chǎn)生較高的溫度，這將對(duì)器件其余沉積薄膜層產(chǎn)生熱應(yīng)力的影響，尤其當(dāng)薄膜類聲波器件先進(jìn)行背部腐蝕槽的工藝，后進(jìn)行電極制作的話，則熱、力因素將嚴(yán)重影響薄膜區(qū)域。
[0004]因此，針對(duì)上述問題，有必要提出進(jìn)一步的解決方案。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型的目的在于提供一種拆卸式聲波傳感器信號(hào)測試裝置，以克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述實(shí)用新型目的，本實(shí)用新型的一種拆卸式聲波傳感器信號(hào)測試裝置，其包括:測試電路板、電極引線、蓋板、柔性薄膜、底座以及聲波傳感器；
[0007]所述底座上設(shè)置有第一凹槽，所述聲波傳感器部分位于所述第一凹槽中，所述底座上還設(shè)置有定位銷和螺孔，所述蓋板通過所述定位銷和螺孔固定于所述底座上，所述柔性薄膜固定于所述底座和蓋板之間，所述柔性薄膜上設(shè)置有開口，所述開口與所述第一凹槽相對(duì)設(shè)置，所述開口的邊緣壓在所述聲波傳感器的邊緣上；
[0008]所述聲波傳感器包括基片、以及沉積于所述基片上的地電極、引入電極、引出電極，所述地電極、引入電極、引出電極自所述開口處暴露出，所述測試電路板設(shè)置于所述蓋板上，所述電極引線一端與所述測試電路板電性連接，另一端穿過所述蓋板形成連接觸頭，所述連接觸頭與所述地電極、引入電極、引出電極進(jìn)行電性連接。
[0009]作為本實(shí)用新型的拆卸式聲波傳感器信號(hào)測試裝置的改進(jìn)，所述螺孔為四個(gè)，所述四個(gè)螺孔對(duì)稱分布于所述底座上，所述定位銷為兩個(gè)，所述兩個(gè)定位銷相對(duì)設(shè)置于底座上，所述蓋板上設(shè)置有四個(gè)螺釘，所述蓋板的底面設(shè)置有插孔，柔性薄膜上開設(shè)有第一通孔和第二通孔，所述四個(gè)螺釘穿過所述第一通孔與所述螺孔相配合，所述定位銷穿過所述第二通孔插接于所述插孔中。
[0010]作為本實(shí)用新型的拆卸式聲波傳感器信號(hào)測試裝置的改進(jìn)，所述底座上還設(shè)置有第二凹槽，所述第一凹槽臨近所述第二凹槽設(shè)置，并與所述第二凹槽相連通，所述第二凹槽的深度大于所述第一凹槽的深度。
[0011]作為本實(shí)用新型的拆卸式聲波傳感器信號(hào)測試裝置的改進(jìn)，所述引入電極相對(duì)設(shè)置，所述引入電極之間設(shè)置有第一叉指電極，所述兩個(gè)引入電極分別與所述第一叉指電極電性連接；所述引出電極相對(duì)設(shè)置，所述引出電極之間設(shè)置有第二叉指電極，所述兩個(gè)引出電極分別與所述第二叉指電極電性連接。
[0012]作為本實(shí)用新型的拆卸式聲波傳感器信號(hào)測試裝置的改進(jìn)，所述聲波傳感器可以為Lamb或FBAR聲波傳感器，所述Lamb以及FBAR聲波傳感器電極背部一側(cè)設(shè)置有腐蝕槽，薄膜處娃基襯底厚度不超過10 ym。
[0013]作為本實(shí)用新型的拆卸式聲波傳感器信號(hào)測試裝置的改進(jìn)，所述引入電極與引出電極相對(duì)設(shè)置，所述引入電極和引出電極分別與各自振動(dòng)部分相連接，所述聲波傳感器可以為SAW和Lamb傳感器，SAff和Lamb傳感器所述電極引線為五條；
[0014]所述聲波傳感器可以為FBAR傳感器，所述FBAR傳感器電極引線為三條，所述電極弓丨線形成的各連接觸頭與所述地電極、引入電極、引出電極相接觸。
[0015]作為本實(shí)用新型的拆卸式聲波傳感器信號(hào)測試裝置的改進(jìn)，所述地電極、引入電極、引出電極的沉積厚度小于300nm。
[0016]作為本實(shí)用新型的拆卸式聲波傳感器信號(hào)測試裝置的改進(jìn)，所述聲波傳感器的厚度與所述第一凹槽的深度之間的差值為20 μ m-300 μ m，第一凹槽設(shè)計(jì)長度和寬度均比對(duì)應(yīng)聲波傳感器設(shè)計(jì)長度和寬度尺寸超出50-150 μ m。
[0017]作為本實(shí)用新型的拆卸式聲波傳感器信號(hào)測試裝置的改進(jìn)，所述柔性薄膜為硅膠模，所述柔性薄膜的厚度范圍為0.2mm-1.5mm。
[0018]作為本實(shí)用新型的拆卸式聲波傳感器信號(hào)測試裝置的改進(jìn)，所述測試電路板還包括屏蔽線，所述測試電路板通過所述屏蔽線連接到外部測試裝置上。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型的拆卸式聲波傳感器信號(hào)測試裝置克服了現(xiàn)有聲波傳感器中電極與外部焊接連接方式中存在的不足，其聲波傳感器經(jīng)測試后可取出，并繼續(xù)用于后續(xù)氣、液介質(zhì)中相關(guān)樣品的測試過程，其外圍連接裝置則可重復(fù)使用，同時(shí)器件上電極厚度可大大減小，有效降低濺射沉積中因溫度升高使器件產(chǎn)生熱應(yīng)力的可能性。此外，本實(shí)用新型的拆卸式聲波傳感器信號(hào)測試裝置結(jié)構(gòu)簡易、使用便捷，能夠保證器件信號(hào)的穩(wěn)定輸出。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型中記載的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0021]圖1為本實(shí)用新型的拆卸式聲波傳感器信號(hào)測試裝置的一【具體實(shí)施方式】的立體分解示意圖；
[0022]圖2為圖1中底座的立體示意圖；
[0023]圖3為圖1中蓋板和測試電路板的另一角度的立體示意圖；
[0024]圖4為圖1中一種SAW聲波傳感器的立體放大示意圖；
[0025]圖5為圖1中一種Lamb聲波傳感器的立體放大示意圖；
[0026]圖6為圖1中一種FBAR聲波傳感器的立體放大示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖所示的各實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明，但應(yīng)當(dāng)說明的是，這些實(shí)施方式并非對(duì)本實(shí)用新型的限制，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員根據(jù)這些實(shí)施方式所作的功能、方法、或者結(jié)構(gòu)上的等效變換或替代，均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0028]如圖1所示，本實(shí)用新型的拆卸式聲波傳感器信號(hào)測試裝置100包括:測試電路板10、電極引線20、蓋板30、柔性薄膜40、底座50以及聲波傳感器60。
[0029]所述柔性薄膜40位于所述底座50和蓋板30之間。所述測試電路板10設(shè)置于所述蓋板30上，所述電極引線20 —端與所述測試電路板10電性連接，另一端穿過所述蓋板30形成連接觸頭。該連接觸頭用于與聲波傳感器60的相應(yīng)電極進(jìn)行電性連接。所述測試電路板10還包括屏蔽線，所述測試電路板10通過所述屏蔽線連接到外部測試裝置上。
[0030]如圖2、3所示，所述底座50上設(shè)置有第一凹槽51和第二凹槽52，所述聲波傳感器60部分位于所述第一凹槽51中。優(yōu)選地，所述聲波傳感器60的厚度與所述第一凹槽51的深度之間的差值為20 μ m-300 μ m，即聲波傳感器60高出第一凹槽51為20 μ m_300 μ m。如此設(shè)置，以便于柔性薄膜40能夠?qū)β暡▊鞲衅?0施加一定的作用力。此外，所述第一凹槽51的面積略大于聲波傳感器60的面積，便于順利放置傳感器，考慮到聲波傳感器切割時(shí)的誤差以及機(jī)加工凹槽產(chǎn)生的工藝誤差，第一凹槽設(shè)計(jì)長度和寬度均比對(duì)應(yīng)聲波傳感器設(shè)計(jì)長度和寬度尺寸50-150 μ m?所述第一凹槽51臨近所述第二凹槽51設(shè)置，并與所述第二凹槽52相連通，所述第二凹槽52的深度大于所述第一凹槽51的深度。所述第二凹槽52便于放置與夾取聲波傳感器60時(shí)放置鑷子等工具。
[0031]所述底座50上還設(shè)置有定位銷53和螺孔54，所述蓋板30通過所述定位銷53和螺孔54固定于所述底座50上。具體地，本實(shí)施方式中，所述螺孔54為四個(gè)，所述四個(gè)螺孔54對(duì)稱分布于所述底座50上，所述定位銷53為兩個(gè)，所述兩個(gè)定位銷53相對(duì)設(shè)置于底座50上，所述蓋板30上設(shè)置有四個(gè)螺釘31，所述蓋板30的底面設(shè)置有插孔32，柔性薄膜40上開設(shè)有第一通孔41和第二通孔42，所述四個(gè)螺釘31穿過所述第一通孔41與所述螺孔54相配合，所述定位銷53穿過所述第二通孔42插接于所述插孔32中。
[0032]如圖4所示，進(jìn)一步地，所述聲波傳感器60包括基片、以及沉積于所述基片上的地電極61、引入電極62、引出電極63。所述柔性薄膜40上設(shè)置有開口，所述開口與所述第一凹槽51相對(duì)設(shè)置，所述開口的邊緣壓在所述聲波傳感器60的邊緣上。所述地電極61、引入電極62、引出電極63自所述開口處暴露出。
[0033]上述實(shí)施方式中，所述引入電極62相對(duì)設(shè)置，所述引入電極62之間設(shè)置有第一叉指電極64，所述兩個(gè)引入電極62分別與所述第一叉指電極64電性連接；所述引出電極63相對(duì)設(shè)置，所述引出電極63之間設(shè)置有第二叉指電極65，所述兩個(gè)引出電極63分別與所述第二叉指65進(jìn)行電極電性連接。其中，引入電極62獲取激勵(lì)信號(hào)，通過逆壓電效應(yīng)，聲波傳感器60表面獲取機(jī)械振動(dòng)，叉指電極64、65傳遞振動(dòng)能量，然后通過正壓電效應(yīng)傳遞電信號(hào)并經(jīng)引出電極63輸出。
[0034]如圖5所示，在另一實(shí)施方式Lamb傳感器中，所述聲波傳感器60的背部還設(shè)置有腐蝕槽66，薄膜處硅基襯底厚度不超過10 μ m。如此設(shè)置，聲波傳感器60利用該腐蝕槽66處相應(yīng)薄膜的振動(dòng)來獲取更高的質(zhì)量靈敏度。
[0035]如圖6所不，在另一實(shí)施方式FBAR傳感器中，所述引入電極62與引出電極63相對(duì)設(shè)置，所述引入電62和引出電極63分別與各自振動(dòng)部分67相連接，所述電極引線20為三條，所述三條電極引線20形成的三個(gè)連接觸頭與相應(yīng)地電極61、引入電極62、引出電極63相接觸。
[0036]上述各實(shí)施方式中，所述地電極61、引入電極62、引出電極63的沉積厚度小于300nm，該厚度值均低于超聲焊接或球焊要求，從而，降低了沉積過程中熱應(yīng)力的不良影響。
[0037]所述柔性薄膜40用于使聲波傳感器60受力時(shí)保持穩(wěn)定和平衡，不至于使聲波傳感器60受到剛性力而破壞。同時(shí)，設(shè)置該柔性薄膜40有利于電極引線20與電極61、62、63的接觸。這是因?yàn)?，電極引線20與電極61、62、63之間的壓力偏小則會(huì)導(dǎo)致測試信號(hào)難以穩(wěn)定，另一方面，如果壓力過大，會(huì)因聲波傳感器60各個(gè)電極布局時(shí)并非完全對(duì)稱而脆裂，或者破壞電極表面而影響后續(xù)使用。優(yōu)選地，柔性薄膜40為硅膠模，所述柔性薄膜40的厚度范圍為0.2mm-1.5mm。
[0038]綜上所述，本實(shí)用新型的拆卸式聲波傳感器信號(hào)測試裝置克服了現(xiàn)有聲波傳感器中電極與外部焊接連接方式中存在的不足，其聲波傳感器經(jīng)測試后可取出，并繼續(xù)用于后續(xù)氣、液介質(zhì)中相關(guān)樣品的測試過程，其外圍連接裝置則可重復(fù)使用，同時(shí)器件上電極厚度可大大減小，有效降低濺射沉積中因溫度升高使器件產(chǎn)生熱應(yīng)力的可能性。此外，本實(shí)用新型的拆卸式聲波傳感器信號(hào)測試裝置結(jié)構(gòu)簡易、使用便捷，能夠保證器件信號(hào)的穩(wěn)定輸出。
[0039]對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本實(shí)用新型不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本實(shí)用新型的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型。因此，無論從哪一點(diǎn)來看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本實(shí)用新型的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本實(shí)用新型內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。
[0040]此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。
【權(quán)利要求】
1.一種拆卸式聲波傳感器信號(hào)測試裝置，其特征在于，所述拆卸式聲波傳感器信號(hào)測試裝置包括:測試電路板、電極引線、蓋板、柔性薄膜、底座以及聲波傳感器； 所述底座上設(shè)置有第一凹槽，所述聲波傳感器部分位于所述第一凹槽中，所述底座上還設(shè)置有定位銷和螺孔，所述蓋板通過所述定位銷和螺孔固定于所述底座上，所述柔性薄膜固定于所述底座和蓋板之間，所述柔性薄膜上設(shè)置有開口，所述開口與所述第一凹槽相對(duì)設(shè)置，所述開口的邊緣壓在所述聲波傳感器的邊緣上； 所述聲波傳感器包括基片、以及沉積于所述基片上的地電極、引入電極、引出電極，所述地電極、引入電極、引出電極自所述開口處暴露出，所述測試電路板設(shè)置于所述蓋板上，所述電極引線一端與所述測試電路板電性連接，另一端穿過所述蓋板形成連接觸頭，所述連接觸頭與所述地電極、引入電極、引出電極進(jìn)行電性連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拆卸式聲波傳感器信號(hào)測試裝置，其特征在于，所述螺孔為四個(gè)，所述四個(gè)螺孔對(duì)稱分布于所述底座上，所述定位銷為兩個(gè)，所述兩個(gè)定位銷相對(duì)設(shè)置于底座上，所述蓋板上設(shè)置有四個(gè)螺釘，所述蓋板的底面設(shè)置有插孔，柔性薄膜上開設(shè)有第一通孔和第二通孔，所述四個(gè)螺釘穿過所述第一通孔與所述螺孔相配合，所述定位銷穿過所述第二通孔插接于所述插孔中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拆卸式聲波傳感器信號(hào)測試裝置，其特征在于，所述底座上還設(shè)置有第二凹槽，所述第一凹槽臨近所述第二凹槽設(shè)置，并與所述第二凹槽相連通，所述第二凹槽的深度大于所述第一凹槽的深度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拆卸式聲波傳感器信號(hào)測試裝置，其特征在于，所述引入電極相對(duì)設(shè)置，所述引入電極之間設(shè)置有第一叉指電極，所述兩個(gè)引入電極分別與所述第一叉指電極電性連接；所述引出電極相對(duì)設(shè)置，所述引出電極之間設(shè)置有第二叉指電極，所述兩個(gè)引出電極分別與所述第二叉指電極電性連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拆卸式聲波傳感器信號(hào)測試裝置，其特征在于，所述聲波傳感器可以為Lamb或FBAR聲波傳感器，所述Lamb以及FBAR聲波傳感器電極背部一側(cè)設(shè)置有腐蝕槽，薄膜處娃基襯底厚度不超過10 μ m。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拆卸式聲波傳感器信號(hào)測試裝置，其特征在于，所述引入電極與引出電極相對(duì)設(shè)置，所述引入電極和引出電極分別與各自振動(dòng)部分相連接，所述聲波傳感器可以為SAW和Lamb傳感器，SAW和Lamb傳感器所述電極引線為五條； 所述聲波傳感器可以為FBAR傳感器，所述FBAR傳感器電極引線為三條，所述電極引線形成的各連接觸頭與所述地電極、引入電極、引出電極相接觸。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拆卸式聲波傳感器信號(hào)測試裝置，其特征在于，所述地電極、引入電極、引出電極的沉積厚度小于300nm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拆卸式聲波傳感器信號(hào)測試裝置，其特征在于，所述聲波傳感器的厚度與所述第一凹槽的深度之間的差值為20 μπι-300 μπι，第一凹槽設(shè)計(jì)長度和寬度均比對(duì)應(yīng)聲波傳感器設(shè)計(jì)長度和寬度尺寸超出50-150 μ m。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拆卸式聲波傳感器信號(hào)測試裝置，其特征在于，所述柔性薄膜為硅膠模，所述柔性薄膜的厚度范圍為0.2mm-l.5mm。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拆卸式聲波傳感器信號(hào)測試裝置，其特征在于，所述測試電路板還包括屏蔽線，所述測試電路板通過所述屏蔽線連接到外部測試裝置上。
【文檔編號(hào)】G01D18/00GK204255395SQ201420777822
【公開日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年12月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月10日
【發(fā)明者】李傳宇, 周連群, 孔慧, 姚佳 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院蘇州生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)研究所