一种氧传感器芯片封装过程中的瓷石粉重压装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种氧传感器芯片封装过程中的瓷石粉重压装置，包括基座、氧传感器固定板、主支架板、主侧板、支架盖板、气缸、气缸接头、压杆连接头和压紧杆；氧传感器固定板固定安装在基座上，氧传感器固定板上设置有用于装夹氧传感器的内六角凹槽；支架盖板安装固定在由主支架板和两个主侧板组建的平台上；气缸安装固定在支架盖板上；压杆连接头通过螺纹配合安装在气缸活塞杆的顶端；压紧杆安装在压杆连接头上；气缸通过气缸接头与外部可控气源相连。本实用新型借助气缸稳定的压力，以及良好的保压性能，可使瓷石粉片完全粉碎，并紧密包裹陶瓷芯，保证压实密封，防止传感器芯片在使用过程中松脱和折断，从而提高其可靠性与稳定性。
【专利说明】一种氧传感器芯片封装过程中的瓷石粉重压装置
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于机械工装领域，具体涉及一种氧传感器芯片封装过程中的瓷石粉 重压装置。
【背景技术】
[0002] 氧传感器的作用是测定发动机燃烧后的排气中氧是否过剩的信息，即氧气含量， 并把氧气含量转换成电压信号传递到发动机计算机，使发动机能够实现以过量空气因数为 目标的闭环控制；确保三元催化转化器对排气中的碳氢化合物（HC)、一氧化碳（C0)和氮 氧化合物（Ν0Χ)三种污染物都有最大的转化效率，最大程度地进行排放污染物的转化和净 化。
[0003] 由于氧传感器位于工作环境为高温高压的汽车发动机内部，需要对其核心传感芯 片及其信号采集线路进行有效的保护，因此氧传感器芯片都需要特殊封装，包括瓷石粉密 封、不锈钢罩保护以及线束辊压保护等。为了提高氧传感器封装结构的可靠性以及封装过 程的自动化装配程度，对其进行自动化机械工装设计很有必要。
[0004] 通过采用瓷石粉片的填料方式和机械定向的预压装置，过程快速，施力方向准确， 可以将瓷石粉片压碎以及将芯片、瓷石粉压到合适位置，避免压断或者压碎内部芯片。但是 预压过程一般为人工施压，仅仅实现芯片、瓷石粉填料和壳体之间的相对预定位，为了避免 压断或者压碎内部芯片，内部瓷石粉片并没有完全粉碎，之间还留有间隙，陶瓷芯没有被瓷 石粉末紧密包裹，这样容易导致传感器芯片在使用过程中松脱，最终使传感器芯片折断。 实用新型内容
[0005] 本发明的目的在于提供一种氧传感器芯片封装过程中的瓷石粉重压装置；该瓷石 粉重压装置借助气缸稳定的压力，以及良好的保压性能，可使瓷石粉片恰好完全粉碎，并紧 密包裹陶瓷芯，防止传感器芯片在使用过程中松脱，提高其可靠性与稳定性。
[0006] 本实用新型是通过如下技术方案实现的：
[0007] -种氧传感器芯片封装过程中的瓷石粉重压装置，包括基座、氧传感器固定板、主 支架板、主侧板、支架盖板、气缸、气缸接头、压杆连接头和压紧杆；
[0008] 氧传感器固定板固定安装在基座上，氧传感器固定板上设置有用于装夹氧传感器 的内六角凹槽；
[0009] 支架盖板安装固定在由主支架板和两个主侧板组建的平台上；气缸安装固定在支 架盖板上；压杆连接头通过螺纹配合安装在气缸活塞杆的顶端；压紧杆安装在压杆连接头 上；气缸通过气缸接头与外部可控气源相连；
[0010] 压紧杆的末端中心位置设置有轴向凹槽，压紧杆与氧传感器的安装方位应使得： 当压紧杆向下运动时，传感器芯片恰好插入压紧杆的轴向凹槽内，且两者不接触。
[0011] 本实用新型借助气缸稳定的压力，以及良好的保压性能，可使瓷石粉片完全粉碎， 并紧密包裹陶瓷芯，保证压实密封，防止传感器芯片在使用过程中松脱和折断，从而提高其 可靠性与稳定性。重压过程的工件装夹采用了定向的机械配合机构，重压行程和施加压力 可以精确控制和设定调节，重压施力工作过程自动化，保证了封装质量和效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0012] 图1为氧传感器结构示意图；
[0013] 图2为氧传感器内部结构示意图；
[0014] 图3为重压装置的结构示意图；
[0015] 图4为氧传感器固定板的结构示意图；
[0016] 图5为压紧杆的结构示意图；
[0017] 图中各标号的含义为：1 一基座；2-氧传感器固定板；3-氧传感；4一主支架板； 5-主侧板；6-支架盖板；7-气缸；8-气缸接头；9 一压杆连接头；10-压紧杆；11 一内六 角凹槽；12-轴向凹槽；21-防护管外罩；22-六角基座螺纹；23-六角基座；24-外钢罩； 25-防护管内罩；26-传感器芯片；27-短陶瓷芯；28-瓷石粉片；29-长陶瓷芯；30 -内 钢罩；31-保护电极；32-卡箍；33-接线夹。
【具体实施方式】
[0018] 下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型做进一步详细的说明。
[0019] 现有技术中的氧传感器如图1-2所示，是以内部中空的六角基座23为基础，六角 基座23的部分外壁上设置有六角基座螺纹22,防护管内罩25安装在六角基座23的底部， 防护管外罩21也安装在六角基座23的底部，并包裹防护管内罩25,传感器芯片26穿过长 陶瓷芯29、两个瓷石粉片28和短陶瓷芯27,其中长陶瓷芯29、两个瓷石粉片28和短陶瓷芯 27每个结构都呈圆柱体，它们的直径大于防护管内罩25的直径，且中心位置都开有长方形 通孔用于夹持传感器芯片26。传感器芯片26、长陶瓷芯29、瓷石粉片28和短陶瓷芯27组 成的整体坚直放置在六角基座23的内腔内，内钢罩30安装在六角基座23上端，两个保护 电极31关于传感器芯片26对称安装，并用两个卡箍32将两个保护电极31夹紧在传感器 芯片26上，保护电极31上部安装了接线夹33。外钢罩24安装在六角基座23上，并包裹六 角基座23上部。
[0020] 如图3-5所示，本实用新型提供了一种氧传感器芯片封装过程中的瓷石粉重压装 置，该瓷石粉重压装置用于将氧传感器中的瓷石粉片28彻底粉碎，使氧传感器内部结构压 实和密封。
[0021] 该重压装置包括基座1、氧传感器固定板2、主支架板4、主侧板5、支架盖板6、气缸 7、气缸接头8、压杆连接头9和压紧杆10。
[0022] 氧传感器固定板2固定安装在基座1上，氧传感器固定板2上设置有用于装夹氧 传感器3的内六角凹槽11，氧传感器3的六角基座23放置在内六角凹槽11内。
[0023] 支架盖板6安装固定在由主支架板4和两个主侧板5组建的平台上；气缸7安装 固定在支架盖板6上；压杆连接头9通过螺纹配合安装在气缸7活塞杆的顶端；压紧杆10 安装在压杆连接头9上；气缸7通过气缸接头8外接可控气源。
[0024] 压紧杆10的末端中心位置设置有轴向凹槽12,压紧杆10与氧传感器3的安装方 位应使得：当压紧杆10向下运动时，传感器芯片26恰好插入压紧杆10的轴向凹槽12内， 且两者不接触。轴向凹槽10的设置使得压紧杆4既可以避开传感器芯片26,又可以接触到 长陶瓷芯29和瓷石粉片28。
[0025] 上述氧传感器芯片封装过程中的瓷石粉重压装置的工作原理为：
[0026] 在预压后的基础上，传感器芯片26不再滑落后，将氧传感器整体放入重压装置 中（注意转动压紧杆10以避开传感器芯片26)，启动气缸7,压紧杆10下移并压紧瓷石粉 末。此时控制气缸7自动启动加压和增压，采用压力表显示压力值，压力在1T至3T(1T = lOOOKg)可调，保压时间可调，能可靠地将瓷石粉压实密封。保压15s后，关闭加压增压，当 压力表显示压力值为0时，启动气缸7复位，然后人工取下氧传感器。此时瓷石粉片完全粉 碎，并紧密包裹长陶瓷芯29和短陶瓷芯27。
[0027] 本实用新型可改变为多种方式对本领域的技术人员是显而易见的，这样的改变不 认为脱离本实用新型的范围。所有这样的对所述领域的技术人员显而易见的修改，将包括 在本权利要求的范围之内。
【权利要求】
1. 一种氧传感器芯片封装过程中的瓷石粉重压装置，其特征在于，包括基座（1)、氧传 感器固定板（2)、主支架板（4)、主侧板（5)、支架盖板（6)、气缸（7)、气缸接头（8)、压杆连 接头（9)和压紧杆（10); 氧传感器固定板（2)固定安装在基座（1)上，氧传感器固定板（2)上设置有用于装夹 氧传感器（3)的内六角凹槽（11); 支架盖板（6)安装固定在由主支架板（4)和两个主侧板（5)组建的平台上；气缸（7) 安装固定在支架盖板（6)上；压杆连接头（9)通过螺纹配合安装在气缸（7)活塞杆的顶端； 压紧杆（10)安装在压杆连接头（9)上；气缸（7)通过气缸接头（8)与外部可控气源相连； 压紧杆（10)的末端中心位置设置有轴向凹槽（12)，压紧杆（10)与氧传感器（3)的安 装方位应使得：当压紧杆（10)向下运动时，传感器芯片（26)恰好插入压紧杆（10)的轴向 凹槽（12)内，且两者不接触。
【文档编号】B23P19/027GK203831043SQ201420223466
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年4月23日 优先权日:2014年4月23日
【发明者】魏鑫磊, 曹宇, 李峰平, 蔡丰勇, 胡雪林, 张正亚, 王丰, 陆金花 申请人:温州大学