Устройство для испытания полупроводниковых чувствительных элементов датчиков давления

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для изготовления миниатюрных полупроводниковых датчиков неэлектрических величин. Целью изобретения является расширение эксплуатационных возможностей и обеспечение термоциклирования. Это достигается тем, что в устройство, содержащее корпус 1 с электромагнитной обмоткой, источник 20 давления, систему регулирования температуры корпуса, введен источник 24 сжиженного газа с испарителем 23, а корпусе 1 выполнен дополнительный канал, расположенный у опорной поверхности корпуса, при этом входное отверстие дополнительного канала соединено с источником 24 сжиженного инертного газа, а выходное отверстие - с атмосферой. Испаритель 23 подключен к регулируемому источнику 17 тока. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

s G 01 27/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ .

)о о

1 и

IQ, C)

С) > (61) 1569634 (21) 4712146/10 (22) 14,04.89 (46) 07.07.91. Бюл.¹25 (72) П,Г,Михайлов, С,А,Козин, В.Н.Марин и Е.М.Белозубов (53) 531,787 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1569634, кл. G 01 L 27/00, 1988. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХВ ЫХ ЧУВСТВИТЕЛ ЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ДАТЧИКОВ ДАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для изготовления .миниатюрных полупроводниковых датчиков неэлектрических велиИзобретение относится к измерительной технике, моЖет быть использовано при изготовлении миниатюрных датчиков неэ лектрических величин (давления, силы, параметров движения) и является усовершенс1вованием известного устройства по авт.св. ¹ 1569634, Целью изобретения является расшире-" ние эксплуатационных воэможностей и обеспечение термоциклирования чувствительных элементов.

На фиг.1 представлено устройство для испытания полупроводниковых чувствительных элементов датчиков, разрез; на фиг,2 — принципиальная схема устройства.

Устройство содержит корпус-держатель

1 с опорной поверхностью, обмотку 2, нагреватель 3, теплоэаполнитель 4, термочувствительный элемент 5, штуцера 6, впускной канал 7 давления (разрежения), полость 8, калиброванное отверстие 9, клеммный де„„5LI„„1661600 А2 чин. Целью изобретения является расширение эксплуатационных возможностей и обеспечение термоциклирования, Это достигается тем, что в устройство, содержащее корпус 1 с электромагнитной обмоткой, источник 20 давления, систему регулирования температуры корпуса, введен источник

24 сжиженного газа с испарителем 23, а в корпусе 1 выполнен дополнительный канал, расположенный у опорной поверхности корпуса, при этом входное отверстие дополнительного канала соединено с источником

24 сжиженного инертного газа, а выходное отверстие — с атмосферой. Испаритель 23 подключен к регулируемому источнику 17 тока. 2 ил. ржатель 10 с клеммами 11, электрические выводы 12, дополнительный канал 13 с выходным отверстием 14 и входным отверстием 15, измеритель-регистратор 16 температуры, регулируемый источник 17 тока, измеритель 18 давления, регулятор 19 давления, источник 20 давления, сравнивающее устройство 23, задатчик 22 температуры, испаритель 23 и источник 24 сжиженного газа (сосуд Дьюара с жидким азотом).

Копус-держатель 1 изготовлен из магнитомягкой стали, внутри которого смонтированы электромагнитная обмотка 2 и нагреватель 3.

Вблизи ат .опорной поверхности корпуса вмонтирован термочувствительный элемент 5. В корпус заделаны вводные штуцера

6, через один из которых по впускному каналу 7 подается в полость 8 испытательное давление Р„. а в другой — от исто. ника 24

1.661600 сжиженного инертного газа (сосуда Дьюара) газообразный азот, поступающий в дополнительный канал 13, Для подачи испытательного давления (разрежения) на чувствительный элемент 25 служит калиброванное отверстие 9. На клеммном держателе 10 размещены электрические клеммы 11, соединенные электрическими выводами 12 с нагревательным и термочувствительн ым элементами.

Испаритель 23 жидкого азота служит для нагревания жидкого азота и представляет собой несколько витков спирали, намотанных на керамический полый каркас.

Сигнал Yz на испаритель 23 поступает с блока регулирования температуры — с регулируемого источника 17 тока. Кроме источника тока в блок замера и регулирования температуры входят: измеритель-регистратор 16, сравнивающее устройство 21 и задатчик 22 температуры.

Принцип работы устройства поясняется фиг.2. При установке испытываемого полупроводникового чувствительного элемента (кристалла) 25 на опорную поверхность корпуса 1 запитывается электромагнитная обмотка 2 и кристалл с напыленной на его нижней поверхности ферромагнитной пленкой 26 притягивается к поверхности корпуса, Далее через нижний штуцер 6 подается испытательное давление Рн от источника 20 давления. Контрольное давление устанавливается регулятором 19 давления и контролируется по измерителю 18 давления (стрелочный манометр, электроконтактный манометр). Выходной сигнал с кристалла снимается с помощью зондов 27, опущенных на контактные площадки кристалла, Питание к кристаллу подводится также с помощью зондов. Для комплексного испытания кристаллов датчиков служит система нагрева и охлаждения, "„истема нагрева функционирует следующим образом: на нагреватель 3 (спираль, кабель) с одного выхода регулируемого источника 17 тока подается сигнал У<, происходит разогрев нагревателя 3 и тепловой поток через теплозаполнитель4 поступает на кристалл. Информация о текущей температуре Xi кристалла поступает в систему контроля и регулирования температуры от термочувствительного элемента 5 (термопара, термосопротивление), Х подается на сравнивающее устройство 21, где сравнивается с сигналом, поступающим от задатчика 22 температуры, разница между X) и опорным GMI íàëîì поступает на измерительный регистратор

16, который управляет источником 17 тока.

5

Система охлаждения снижает температуру кристалла до отрицательных значений, Испаритель 23, помещенный в сосуд

Дьюара с жидким азотом, способствует испарению и повышению давления в сосуде, Испаряющийся азот, имеющий низкую температуру, потоком поступает в верхний штуцер 6 и, проходя по каналам 13, способствует охлаждению кристалла. Поток газообразного азота выходит в атмосферу через выходное отверстие 14.

Система измерения температуры действует аналогично, как и при нагреве, отличие лишь в том, что при отрицательных температурах с регулируемого источника 17 тока сигнал на испаритель 23 Уг поступает с другого канала, При этом при увеличении Ур увеличивается поток азота и снижается температура поверхности корпуса устройства и кристалла, При совместном действии нагрева и охлаждения возможна установка температуры в широком диапазоне, перекрывающем реальный диапазон работы датчика, Отклик с испытываемых тензочувствительных и термочувствительных элементов кристалла через зонды 27 поступает на регистрирующую аппаратуру, По результатам испытаний кристалла судят о его эксплуатационных харакг теристиках. Таким образом в предложенном решении расширяются эксплуатационные возможности устройства за счет обеспечения возможности испытания кристаллов. при температурах ниже комнатной, так и при минусовых температурах. Кроме. того кристалл в предлагаемом устройстве можно испытывать на воздействие термоцикло в.

Использование устройства для испытания чувствительных элементов датчиков позволяет обеспечить следующие преимущества: повысить достоверность результатов испытаний за счет расширения диапазона испытательных температур; выявить скрытые дефекты в кристаллах до их установки в датчик, предотвратив таким образом отказ датчика при его эксплуатации на изделии; расширить возможности диагностики за счет термоциклирования кристаллов.

Формула изобретения

Устройство для испытания полупроводниковых чувствительных элементов датчиков давления пб авт. св, N1569634,,о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей за счет увеличения диапазона испытательных температур и обеспечения термоциклирования чувствительных элементов, в него введен источник сжиженного инертного газа с ис1661600

Фиг. 2

Составитель Н. Матрохина

Редактор С. Кулакова Техред M,Моргентал Корректор А, Осауленко

Заказ 2117 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент.", r. Ужгород. ул.Гагарина, 101 парителем, а в корпусе выполнен дополнительный канал, расположенный под опорной поверхностью корпуса, входное отверстие которого соединено с источником сжиженного инертного газа, а выходное отверстие сообщено с атмосферой, причем испаритель подключен к регулируемому источнику тока.