氧传感器芯片填孔设备的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种氧传感器芯片填孔设备，包括机体，机体上方设置有芯片填孔机构，所述芯片填孔机构包括设置在机体上用于放置氧化锆板以及金属浆料的下模和通过固定在机体上的立柱设置在机体上与下模相对应的上模；所述上模与立柱之间滑动配合，上模通过设置在机体上的汽缸控制机构在立柱内上下移动。本发明结构简单、成本低廉、装配方便，通过挤压填充的方式，对打孔后氧化锆片完成孔内金属浆料的填充，保证了填孔的质量，从而提高了氧传感器芯片的可靠性。
【专利说明】氧传感器芯片填孔设备
【技术领域】
[0001] 本发明涉及机械设备领域，特别是一种用于对氧传感器芯片进行填孔的设备。
【背景技术】
[0002] 氧传感器是现代汽车中一个非常重要的传感器，通过氧传感器监测发动机排气中 氧的含量或浓度，并根据所测得的数据输出信号电压，然后反馈给发动机控制器，从而控制 喷油量的大小。氧传感器芯片是由多个带有电路的氧化锆板叠压烧结而成，氧化锆板上设 置有作为多成互连的通孔。在制作氧传感器芯片的过程中，有一项工艺为芯片的填孔工艺， 即向氧化锆板上的通孔中填充金属浆料；作为提高芯片可靠性的有力保障，填孔的质量即 就决定了产品的性能，所以，性能可靠的填孔设备就起着关键性的作用。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是提供一种结构简单、装配方便、成本低廉的氧传感器芯片填孔设 备。
[0004] 为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。
[0005] -种氧传感器芯片填孔设备，包括机体，机体上方设置有芯片填孔机构，所述芯片 填孔机构包括设置在机体上用于放置氧化锆板以及金属浆料的下模和通过固定在机体上 的立柱设置在机体上与下模相对应的上模；所述上模与立柱之间滑动配合，上模通过设置 在机体上的汽缸控制机构在立柱内上下移动。
[0006] 本发明所述上模的具体结构为：所述上模包括倒U型上压基台，倒U型上压基台的 两侧支柱穿接在立柱上设置的坚直轨道中，倒U型上压基台顶板的下方通过穿过倒U型上 压基台顶板的导向杆设置一上压板；所述倒U型上压基台顶板与上压板之间设置有受汽缸 控制机构控制的上气囊。
[0007] 所述上模的改进在于：所述导向杆为带螺帽的螺钉，螺钉的钉尖与上压板固定连 接，螺钉的螺帽与倒U型上压基台顶板的上端面之间设置有用于复位上压板的弹簧。
[0008] 所述上模的进一步改进在于：所述倒U型上压基台顶板的下端面上垂直设置有用 于对上压板进行导向的导向板。
[0009] 本发明所述下模的具体结构为：所述下模包括位于机体上方的下压基台，下压基 台上设置有垂直于下压基台的定位柱，定位柱与下压基台上端面之间的空间内自下而上依 次放置下压板、塑料膜片、灌装金属浆料的橡胶槽以及与氧化锆板相匹配的模板，所述塑料 膜片、橡胶槽以及模板通过固定框定位在定位柱的顶端；所述下压板与下压基台的上端面 之间设置有受汽缸控制机构控制的下气囊。
[0010] 所述下模的改进在于：所述模板上设置有通过定位销定位氧化锆板的定位孔。
[0011] 所述下模的进一步改进在于：所述下压基台与立柱相对应的端面上设置有导轨， 立柱的内侧面上设置有与导轨滑动配合的水平滑槽。
[0012] 所述下模的改进还在于：所述下压基台的下端面上设置有用于支撑下压基台的可 折叠支腿。
[0013] 本发明所述汽缸控制机构的具体结构为：所述汽缸控制机构包括无杆汽缸、气源、 电气比例阀以及控制按钮；所述无杆汽缸的输出端与倒U型上压基台的支柱连接，气源通 过导气管分别与上气囊和下气囊连通，电气比例阀设置在导气管上。
[0014] 本发明的改进还在于：所述上压板的下端面上以及下压板的上端面上分别设置有 橡胶垫。
[0015] 由于采用了以上技术方案，本发明所取得技术进步如下。
[0016] 本发明结构简单、成本低廉、装配方便，通过挤压填充的方式，对打孔后氧化锆片 完成通孔内金属浆料的填充，以达到多层氧化锆板间电路互通的目的，保证了填孔的质量， 从而提高了氧传感器芯片的可靠性，满足的实际生产的要求。
【专利附图】
【附图说明】
[0017] 附图1为本发明的结构示意图； 附图2为本发明的俯视图。
[0018] 其中：1.机体，2.下气囊，3.下压板，4.下橡胶垫，5.塑料膜片，6.螺钉A，7.固 定框，8.模板，9.氧化锆片，10.橡胶槽，11.上橡胶垫，12.上压板，13.上气囊，14.上压 基台，15.螺钉B，16.弹簧，17.下压基台，18.导轨，19.无杆气缸，20.定位销，21.立柱， 22.导向板，23.定位柱，24.可折叠支腿。
【具体实施方式】
[0019] 下面将结合附图和具体实施例对本发明进行进一步详细说明。
[0020] -种氧传感器芯片填孔设备，其结构如图1和如图2所示。包括机体1，机体上方 设置有芯片填孔机构。芯片填孔机构包括相配装的上模和下模；下模设置在机体上，用于放 置待填孔的氧化锆板以及金属浆料；上模通过固定在机体上的立柱设置在机体上，上模与 立柱21之间滑动配合，上模通过设置在机体上的汽缸控制机构在立柱内上下移动。
[0021] 上模包括上橡胶垫11、上压板12、上气囊13以及上压基台14。其中上压基台14 为倒U型结构，倒U型上压基台14包括顶板和设置在顶板两侧的支柱；倒U型上压基台的 支柱穿接在立柱上设置的坚直轨道中。上压板12通过穿过倒U型上压基台14顶板的导向 杆设置在倒U型上压基台14顶板的下方；上气囊13设置在倒U型上压基台顶板与上压板 12之间，并受汽缸控制机构控制充放气；上橡胶垫11紧贴上压板12下端面设置。
[0022] 本实施例中导向杆为带螺帽的螺钉，螺钉的钉尖与上压板固定连接，螺钉的螺帽 与倒U型上压基台顶板的上端面之间设置有弹簧16,用于在上气囊放气时复位上压板12。 所述倒U型上压基台顶板的下端面上还垂直设置有两块导向板22,用于对上压板12进行导 向。
[0023] 下模包括位于机体上方的下压基台17、下气囊2、下压板3、下橡胶垫4、塑料膜片 5、橡胶槽10、模板8以及固定框7。
[0024] 下压基台17上设置有垂直于下压基台的定位柱23,定位柱与上模的导向板位置 相对应，塑料膜片5和模板8自下而上放置在定位柱的顶端，并通过固定框7定位，固定框 则通过螺钉A6固定在定位柱顶端。橡胶槽10设置在塑料膜片5和模板8之间，橡胶槽的 空腔内灌装有金属浆料。模板8与氧化锆板相匹配，模板8上设置有通过定位销20定位氧 化锆板的定位孔。下气囊2位于下压板3与下压基台的上端面之间，受汽缸控制机构控制 充放气。下橡胶垫4粘附在下压板3的上端面上。
[0025] 本实施例中，下压基台17与立柱相对应的端面上还设置有导轨18,立柱21的内侧 面上设置有与导轨18滑动配合的水平滑槽，可以使得下压基台在取放氧化锆板的过程中 沿水平滑槽拉出，方便作业，如图2所示。下压基台17的下端面上设置有可折叠支腿24,用 于支撑下压基台。
[0026] 汽缸控制机构包括无杆汽缸19、气源、电气比例阀以及控制按钮。无杆汽缸的输出 端与倒U型上压基台的支柱连接，控制上模上下运动。气源通过导气管分别与上气囊13和 下气囊2连通，电气比例阀设置在导气管上，用于控制气源向上气囊13和下气囊2中充放 气。
[0027] 本发明使用时，首先将下压基台17沿水平滑槽拉出，将塑料膜片5放在下压板3 上方的下橡胶垫上；其次，确定模板8上填孔的位置，填孔位置对应橡胶槽10的空腔；将橡 胶槽10放在塑料膜片5上，把要填孔的金属浆料放入橡胶槽10的空腔内，放上模板8 ;然 后用螺钉A把固定框7、模板8、橡胶槽10、塑料膜片5固定在下压基台17上。在模板8上 的定位孔里放上定位销20,将要填孔的氧化锆片9套在模板8的定位销20上，保证氧化锆 片9上要填充的孔和模板8上的孔对齐即可。安装好后，将下压基台推入上模下方，并打开 可折叠支腿，支撑下压基台，减轻导轨受力。
[0028] 通过汽缸控制机构设置好压力和保压时间后，按下启动开关，控制无杆气缸19动 作。无杆气缸19带着上压基台14向下运动；当上压基台14的导向板底端与下压基台17 的定位柱顶端相接触时，打开电气比例阀，电气比例阀会给下气囊2和上气囊13分别通气， 使上压板12向下运动，下压板3同时向上运动。此时橡胶槽10、塑料膜片5和模板8之间 形成一个腔体，在压力作用下，腔体内的金属浆料只会由模板8上的模板孔注入氧化锆片9 的欲填充孔内。上压板在下行过程中，弹簧16同时被压缩。下橡胶垫4和上橡胶垫11在 填孔过程中起缓冲作用，橡胶垫和电气比例阀共同保证压力的均匀性。
[0029] 保压时间结束后，下气囊2和上气囊13内气压被释放，螺钉A上套装的弹簧16回 复原位将上压板12拉起。控制无杆气缸19动作，无杆气缸19带动上压基台14回到原位。
[0030] 最后再将下压基台沿水平滑槽拉出，手动取下氧化锆片9,即填孔结束。
【权利要求】
1. 一种氧传感器芯片填孔设备，其特征在于：包括机体（1)，机体上方设置有芯片填孔 机构，所述芯片填孔机构包括设置在机体上用于放置氧化锆板以及金属浆料的下模和通过 固定在机体上的立柱设置在机体上与下模相对应的上模；所述上模与立柱（21)之间滑动 配合，上模通过设置在机体上的汽缸控制机构在立柱内上下移动。
2. 根据权利要求1所述的氧传感器芯片填孔设备，其特征在于：所述上模包括倒U型 上压基台（14)，倒U型上压基台（14)的两侧支柱穿接在立柱上设置的坚直轨道中，倒U型 上压基台（14)顶板的下方通过穿过倒U型上压基台（14)顶板的导向杆设置一上压板（12); 所述倒U型上压基台顶板与上压板（12)之间设置有受汽缸控制机构控制的上气囊（13)。
3. 根据权利要求2所述的氧传感器芯片填孔设备，其特征在于：所述导向杆为带螺帽 的螺钉，螺钉的钉尖与上压板固定连接，螺钉的螺帽与倒U型上压基台顶板的上端面之间 设置有用于复位上压板（12)的弹簧（16)。
4. 根据权利要求3所述的氧传感器芯片填孔设备，其特征在于：所述倒U型上压基台 顶板的下端面上垂直设置有用于对上压板（12)进行导向的导向板（22)。
5. 根据权利要求1所述的氧传感器芯片填孔设备，其特征在于：所述下模包括位于机 体上方的下压基台（17)，下压基台（17)上设置有垂直于下压基台的定位柱（23)，定位柱与 下压基台上端面之间的空间内自下而上依次放置下压板（3)、塑料膜片（5)、灌装金属浆料 的橡胶槽（10)以及与氧化锆板相匹配的模板（8)，所述塑料膜片（5)、橡胶槽（10)以及模板 (8)通过固定框（7)定位在定位柱的顶端；所述下压板（3)与下压基台的上端面之间设置有 受汽缸控制机构控制的下气囊（2 )。
6. 根据权利要求5所述的氧传感器芯片填孔设备，其特征在于：所述模板（8)上设置有 通过定位销（20)定位氧化锫板的定位孔。
7. 根据权利要求5所述的氧传感器芯片填孔设备，其特征在于：所述下压基台（17)与 立柱相对应的端面上设置有导轨（18)，立柱（21)的内侧面上设置有与导轨（18)滑动配合 的水平滑槽。
8. 根据权利要求7所述的氧传感器芯片填孔设备，其特征在于：所述下压基台（17)的 下端面上设置有用于支撑下压基台的可折叠支腿（24 )。
9. 根据权利要求2或5所述的氧传感器芯片填孔设备，其特征在于：所述汽缸控制机 构包括无杆汽缸（19)、气源、电气比例阀以及控制按钮；所述无杆汽缸的输出端与倒U型上 压基台（14)的支柱连接，气源通过导气管分别与上气囊（13)和下气囊（2)连通，电气比例 阀设置在导气管上。
10. 根据权利要求2或5所述的氧传感器芯片填孔设备，其特征在于：所述上压板（12) 的下端面上以及下压板（3)的上端面上分别设置有橡胶垫。
【文档编号】H01L21/60GK104103535SQ201410323898
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年7月8日 优先权日:2014年7月8日
【发明者】谢蒙蒙 申请人:无锡隆盛科技股份有限公司