一种宇航用元器件试验结构的制作方法

本实用新型涉及一种宇航用元器件试验结构，属于宇航用元器件领域。

背景技术：

振动、冲击试验是宇航用元器件升级筛选试验和可靠性试验必不可少的重要试验内容。试验可确定器件经受动态应力的能力，测定在规定频率范围内，振动对器件的影响，测量在振动条件下器件所产生的电噪声，测定器件能否适用在需经受中等严酷程度冲击的电子设备中。目前，宇航型号所使用的高等级、高可靠性元器件的品种和数量越来越多。在实际质量保证工作中，会遇到各种不同形式，各种封装及各种材料及造价昂贵的元器件，这就需要研制各种适应性的振动、冲击试验夹具，用于元器件的振动、冲击试验。

国内外对于CCD图像传感器有多种试验固定方式，常用的固定方式有夹具法和胶贴法。胶贴法理论上适合于各种封装元器件的固定，但对复杂封装元器件或高量级的振动、冲击试验胶贴法并不可靠，易造成显性损害并有可能造成元器件的隐形损伤，目前在宇航高等级元器件的振动、冲击试验中已基本不采用。

夹具法一般根据具体需求自行设计制造夹具。同时，对于CCD图像传感器的振动、冲击试验又有其特殊性。比如，CCD图像传感器基体材料与上盖透光材料为不同材质，CCD图像传感器的玻璃盖板质地比较脆，在力场中容易造成碎裂，因此要对CCD图像传感器玻璃盖板部分进行专门保护；再如，玻璃盖板与四周的陶瓷材料不在同一平面上，容易导致受力不均等；此外，CCD图像传感器对静电防护也有一定的要求。这些都是目前夹具设计中的难题。

技术实现要素：

本实用新型的技术解决问题是：为克服现有技术的不足，提供一种宇航用元器件试验结构，以更好地完成振动冲击试验。

本实用新型的技术解决方案是：

一种宇航用元器件试验结构，包括夹具本体和盖板，夹具本体为立方体结构，每个面为内嵌式结构，在每个面上设置有放置CCD图像传感器的样品放置孔，每个面上的样品放置孔轴对称或中心对称，防止CCD图像传感器在振动过程中产生共振；在样品放置孔上开有引脚固定孔，带有引脚的CCD图像传感器可插入夹具本体的引脚固定孔中；

盖板可覆盖于样品放置孔上，盖板上设有平面阶梯结构，与CCD图像传感器的玻璃平面和陶瓷平面组成的阶梯结构配合，盖板与夹具本体连接以压紧置于样品放置孔上的CCD图像传感器，使冲击力均匀分配到CCD图像传感器的各个平面。

夹具本体和盖板为同种金属材质，优选铝合金。

每个面的样品放置孔厚度为0.6cm～1.3cm。

立方体结构的六个面围成中空结构，实现夹具本体的空间翻转，以完成60G～80G高量级振动、3000G冲击试验。

每个面的样品放置孔上放置金、银或铝薄片，以实现CCD图像传感器与夹具本体刚性固定，并均匀受力。

引脚固定孔为盲孔或通孔。

引脚与引脚固定孔为间隙配合，配合间隙为0.2mm～0.5mm。

盖板与样品放置孔一对一设置。

每个面的样品放置孔被一个盖板全部覆盖。

盖板压紧置于样品放置孔上的CCD图像传感器时，盖板低于样品放置孔的高度。

本实用新型与现有技术相比的优点在于：

(1)本实用新型将夹具本体设计为立方体结构，每个面样品放置孔厚度为0.6cm～1.3cm，六个面围成中空结构，样品放置孔轴对称或中心对称设计，以防止在振动过程中产生共振，造成样品损伤；同时在设备对样品重量有一定要 求的情况下，以完成60G～80G高量级振动、3000G冲击试验，易于实现夹具本体的空间反转；

(2)本实用新型采用内嵌式设计，保证安装固定CCD图像传感器后，CCD图像传感器和整个盖板都处于夹具本体内部，保证在力学试验中一次安装CCD图像传感器，完成6个方向的振动、冲击试验；

(3)本实用新型采用轻量化设计，立方体结构的六个面围成中空结构，在保证夹具刚度的前提下，去除多余重量，保证夹具的轻量化，进而可以完成高量级振动、冲击试验。

附图说明

图1为本实用新型夹具本体结构示意图；

图2为本实用新型夹具本体的正投影示意图；

图3为本实用新型图2的B-B向剖示图；

图4为本实用新型盖板的结构示意图；

图5为本实用新型图4的A-A向剖视图；

图6为本实用新型CCD图像传感器主视图；

图7为本实用新型CCD图像传感器侧视图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细描述。

本实用新型通过振动试验，模拟由导弹、高速推进喷气式飞机和火箭引擎装置产生的更有特色的现场环境，以验证振动对陶瓷体、玻璃体、引脚或陶瓷体与玻璃体之间的密封是否造成缺陷或损伤。

本实用新型通过冲击试验，模拟在装卸、运输或现场操作中由于突然受力或运动状态突然变化而产生的冲击，这种类型的冲击可能破坏工作特性或引起类似于因振动太强而造成的损坏，若冲击脉冲是重复性的，则损坏更严重。

本实用新型尤其模拟完成60G～80G高量级振动、3000G冲击试验，以克服目前现有夹具设计中的难题，具体方案为：

如图1～3所示，一种宇航用元器件试验结构，包括夹具本体1和盖板3，夹具本体1为立方体结构，每个面为内嵌式结构，在每个面上设置有放置CCD图像传感器的样品放置孔2，通过多次试验，将每个面的样品放置孔2厚度定为0.6cm～1.3cm时，在振动冲击试验中，可保证足够刚度的情况下，使夹具尽可能轻。

每个面上的样品放置孔2轴对称或中心对称，以防止CCD图像传感器在振动过程中产生共振；具体地，可将盖板3与样品放置孔2一对一设置或者每个面的样品放置孔被一个盖板全部覆盖。

在样品放置孔2上开有引脚固定孔，引脚固定孔设计为盲孔或通孔，带有引脚的CCD图像传感器可插入夹具本体1的引脚固定孔中；引脚与引脚固定孔为间隙配合，经试验验证，将配合间隙确定为0.2mm～0.5mm时，可有效防止在振动或冲击过程中对引脚造成损伤。

如图4～5所示，盖板3可覆盖于样品放置孔2上，盖板3上设有平面阶梯结构，与CCD图像传感器的玻璃平面和陶瓷平面组成的阶梯结构配合(如图6～7所示)，盖板3与夹具本体1连接以压紧置于样品放置孔2上的CCD图像传感器，使冲击力均匀分配到CCD图像传感器的各个平面，确保在振动、冲击试验时玻璃盖板不因为异常应力而碎裂。

夹具本体1和盖板3为同种金属材质，优选铝合金，防止CCD图像传感器与夹具本体1和盖板3之间产生静电，对CCD图像传感器造成损害。

立方体结构的六个面围成中空结构，实现夹具本体的空间翻转，以完成60G～80G高量级振动、3000G冲击试验。每个面的样品放置孔2上放置金、银或铝薄片，以实现CCD图像传感器与夹具本体1刚性固定，并均匀受力。

盖板3压紧置于样品放置孔2上的CCD图像传感器时，盖板3低于样品放置孔2的高度。

试验时，首先将CCD图像传感器插入引脚固定孔中，盖上盖板，使CCD图像传感器的双平面与盖板的双受力面契合，然后将盖板与夹具本体通过螺钉固 定。

通过在实际试验的结果证明，该夹具设计方法能够满足对宇航用CCD图像传感器进行振动、冲击试验的要求。同时在机械加工中容易加工，精度容易保证，工序少，成本低。

本实用新型说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。