用于超声波检测的治具及超声波检测装置的制作方法

1.本技术涉及超声波无损检测技术领域，特别是涉及一种用于超声波检测的治具及超声波检测装置。


背景技术：

2.超声波无损检测是在不损坏被检测器件工作状态的前提下，使用超声波对不能被直观检验到的表面和内部质量进行检查的一种检测手段。超声波检测的原理是，如果器件中有气孔、裂纹、分层等缺陷(缺陷中有气体)，超声波传播到器件与缺陷的界面处时，就会全部或部分反射，反射回来的超声波被探头接收，通过仪器内部的电路处理，在仪器的荧光屏上就会显示出不同高度和有一定间距的波形，可以根据波形的变化特征判断缺陷在器件中的深度、位置和形状。超声波检测的优点是检测厚度大、灵敏度高、速度快、成本低、对人体无害，并且能对缺陷进行定位和定量。
3.利用超声波检测装置对芯片进行检测时，芯片通常置于装有水的水槽中。检测过程中，检测探头的快速移动会使水槽内的水产生运动势能，从而导致水体波动，而芯片体积较小，也会随之运动。这会致使成像不清晰，达不到测试要求。


技术实现要素：

4.基于此，提供一种用于超声波检测的治具及超声波检测装置，旨在解决对芯片进行检测时芯片会随水体波动而运动，从而导致成像不清晰的问题。
5.本技术第一方面的实施例提出了一种用于超声波检测的治具，包括：
6.固定框架，所述固定框架包括第一边框和与所述第一边框连接的第二边框，所述第一边框和所述第二边框相交设置；
7.定位件；
8.第一连接件和第二连接件，所述第一连接件与所述第一边框连接，所述第二连接件与所述第二边框连接，所述第一连接件和所述第二连接件均与所述定位件连接；
9.其中，所述第一连接件相对于所述第一边框的位置能够调节，所述第二连接件相对于所述第二边框的位置能够调节，所述定位件、所述第一边框和所述第二边框配置为共同固定住待检测的芯片。
10.本技术实施例中的用于超声波检测的治具，能够对待检测的芯片进行固定，以便于对芯片实施超声波检测。治具在使用时，可以利用定位件、第一边框和第二边框共同夹持住芯片，具体地，第一边框和第二边框的相交位置可以定位芯片的一个角，定位件可以定位芯片的处于对角位置的另外一个角，由此即可对芯片进行定位和夹持，从而将芯片固定在治具上。在进行超声波检测的过程中，治具设置于超声波检测装置的水槽中。在检测过程中，由于芯片被固定于治具，即便水槽中的水体因检测探头的运动而产生波动，芯片也不会发生运动。由此，可以避免芯片随水体波动而导致成像不清晰的问题。另外，第一连接件相对于第一边框的位置能够调节，第二连接件相对于第二边框的位置能够调节，通过调节第
一连接件和第二连接件的位置，可以改变定位件的位置，以使定位件可以与不同尺寸的芯片相适配，由此，使治具可以应用于各种尺寸的芯片的固定，从而扩大治具的应用范围。
11.在一些实施例中，所述第一边框上设置有沿所述第一边框的长度方向延伸的第一滑槽，所述第一连接件滑动配合于所述第一滑槽；所述第二边框上设置有沿所述第二边框的长度方向延伸的第二滑槽，所述第二连接件滑动配合于所述第二滑槽。通过使第一连接件在第一滑槽中滑动的方式，可以对第一连接件相对于第一边框的位置进行调节，同样地，通过使第二连接件在第二滑槽中滑动的方式，可以对第二连接件相对于第二边框的位置进行调节，进而可以改变定位件的位置，以使定位件可以与不同尺寸的芯片相适配。
12.在一些实施例中，所述第一连接件包括第一螺杆和第一螺母，所述第一螺杆的一端与所述定位件以可转动的方式连接，所述第一螺杆的另一端穿设于所述第一滑槽，所述第一螺母与所述第一螺杆配合，所述第一螺母设置于所述第一边框的背离所述定位件的一侧；所述第二连接件包括第二螺杆和第二螺母，所述第二螺杆的一端与所述定位件以可转动的方式连接，所述第二螺杆的另一端穿设于所述第二滑槽，所述第二螺母与所述第二螺杆配合，所述第二螺母设置于所述第二边框的背离所述定位件的一侧。
13.在该实施例中，通过旋转第一螺母，可以使第一螺杆沿自身轴线方向移动，进而带动定位件沿第一螺杆的轴线方向移动，通过旋转第二螺母，可以使第二螺杆沿自身轴线方向移动，进而带动定位件沿第二螺杆的轴线方向移动。由此，就可以对定位件的位置进行调整，同时，通过第一螺母、第二螺母对第一螺杆、第二螺杆的锁紧作用，也使得定位件和第一边框、第二边框能够夹持住芯片，从而将芯片固定在治具上。
14.在一些实施例中，所述第一边框和所述第二边框相互垂直。由于芯片通常为矩形，因此，可以将第一边框和第二边框设置成相互垂直，以使第一边框和第二边框之间呈90
°
的夹角，这样，使得第一边框和第二边框与芯片在形状上更为适配，从而可以更好地对芯片进行定位和夹持。
15.在一些实施例中，所述固定框架还包括第三边框和与所述第三边框连接的第四边框，所述第三边框还与所述第一边框连接，所述第四边框还与所述第二边框连接，所述第三边框平行于所述第二边框，所述第四边框平行于所述第一边框。如此设置，使得第一边框、第二边框、第三边框和第四边框共同合围成平行四边形，在该平行四边形中，第一边框和第二边框用于与定位件共同夹持住芯片，第三边框和第四边框起到加强结构的作用，从而使固定框架具有更好的结构强度和结构刚度。
16.在一些实施例中，所述第一边框、所述第二边框、所述第三边框和所述第四边框为一体式结构。由此，使得固定框架具有更好的结构稳定性，并且易于加工成型，制作成本较低。
17.在一些实施例中，所述定位件包括相互连接的第一定位臂和第二定位臂，所述第一定位臂和所述第二定位臂之间形成有夹角。如此设置，在利用第一边框和第二边框的相交位置对芯片的一个角进行定位的基础上，可以利用第一定位臂和第二定位臂之间的夹角对芯片的另一个角进行定位，从而对芯片实现定位和夹持。
18.在一些实施例中，所述夹角为90
°
。由于芯片通常为矩形，因此，将第一定位臂和第二定位臂之间的夹角设置为90
°
，能够使定位件与芯片在形状上更为适配，从而可以更好地对芯片进行定位和夹持。
19.本技术第二方面的实施例提出了一种超声波检测装置，包括：
20.超声波扫描显微镜；
21.水槽；以及
22.上述任一实施例中的用于超声波检测的治具，其中，所述治具固定于所述水槽的底部。
23.本技术实施例中的超声波检测装置，其中的用于超声波检测的治具能够对待检测的芯片进行固定，以便于对芯片实施超声波检测。治具在使用时，可以利用定位件、第一边框和第二边框共同夹持住芯片，具体地，第一边框和第二边框的相交位置可以定位芯片的一个角，定位件可以定位芯片的处于对角位置的另外一个角，由此即可对芯片进行定位和夹持，从而将芯片固定在治具上。在进行超声波检测的过程中，治具设置于超声波检测装置的水槽中。在检测过程中，由于芯片被固定于治具，即便水槽中的水体因检测探头的运动而产生波动，芯片也不会发生运动。由此，可以避免芯片随水体波动而导致成像不清晰的问题。另外，第一连接件相对于第一边框的位置能够调节，第二连接件相对于第二边框的位置能够调节，通过调节第一连接件和第二连接件的位置，可以改变定位件的位置，以使定位件可以与不同尺寸的芯片相适配，由此，使治具可以应用于各种尺寸的芯片的固定，从而扩大治具的应用范围。
24.在一些实施例中，所述固定框架为导磁金属件，所述水槽的底部设置有用于吸附所述固定框架的磁体。如此设置，使固定框架可以吸附于水槽的底部，从而保持固定框架在水槽中的位置不变。另外，固定框架以磁吸附的方式安装于水槽，也使得固定框架便于拆卸，从而有利于缩短更换芯片的时间，以提高芯片检测效率。
附图说明
25.图1为本技术一实施例中的治具的结构示意图；
26.图2为本技术一实施例中的治具的俯视示意图；
27.图3为本技术一实施例中的治具的爆炸示意图；
28.图4为本技术一实施例中的治具的第一连接件在第一滑槽中滑动的示意图。
29.附图标记：
30.10、治具；
31.100、固定框架；110、第一边框；111、第一滑槽；120、第二边框；121、第二滑槽；130、第三边框、140、第四边框；
32.200、定位件；210、第一定位臂；220、第二定位臂；
33.300、第一连接件；310、第一螺杆；320、第一螺母；
34.400、第二连接件；410、第二螺杆；420、第二螺母；
35.20、芯片。
具体实施方式
36.为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术。但是本技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不
违背本技术内涵的情况下做类似改进，因此本技术不受下面公开的具体实施例的限制。
37.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
38.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
39.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
40.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
41.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
42.超声波无损检测是在不损坏被检测器件工作状态的前提下，使用超声波对不能被直观检验到的表面和内部质量进行检查的一种检测手段。超声波检测的原理是，如果器件中有气孔、裂纹、分层等缺陷(缺陷中有气体)，超声波传播到器件与缺陷的界面处时，就会全部或部分反射，反射回来的超声波被探头接收，通过仪器内部的电路处理，在仪器的荧光屏上就会显示出不同高度和有一定间距的波形，可以根据波形的变化特征判断缺陷在器件中的深度、位置和形状。超声波检测的优点是检测厚度大、灵敏度高、速度快、成本低、对人体无害，并且能对缺陷进行定位和定量。
43.利用超声波检测装置对芯片进行检测时，芯片通常置于装有水的水槽中。检测过程中，检测探头的快速移动会使水槽内的水产生运动势能，从而导致水体波动，而芯片体积较小，也会随之运动。这会致使成像不清晰，达不到测试要求。
44.针对上述问题，本技术第一方面的实施例提出了一种用于超声波检测的治具10。如图1至图4所示，治具10包括固定框架100、定位件200、第一连接件300和第二连接件400。具体而言，固定框架100包括第一边框110和与第一边框110连接的第二边框120，第一边框110和第二边框120相交设置。第一连接件300与第一边框110连接，第二连接件400与第二边
框120连接，第一连接件300和第二连接件400均与定位件200连接。其中，第一连接件300相对于第一边框110的位置能够调节，第二连接件400相对于第二边框120的位置能够调节，定位件200、第一边框110和第二边框120配置为共同固定住待检测的芯片20。
45.本技术实施例中的用于超声波检测的治具10，能够对待检测的芯片20进行固定，以便于对芯片20实施超声波检测。治具10在使用时，可以利用定位件200、第一边框110和第二边框120共同夹持住芯片20，具体地，第一边框110和第二边框120的相交位置可以定位芯片20的一个角，定位件200可以定位芯片20的处于对角位置的另外一个角，由此即可对芯片20进行定位和夹持，从而将芯片20固定在治具10上。在进行超声波检测的过程中，治具10设置于超声波检测装置的水槽中。在检测过程中，由于芯片20被固定于治具10，即便水槽中的水体因检测探头的运动而产生波动，芯片20也不会发生运动。由此，可以避免芯片20随水体波动而导致成像不清晰的问题。另外，第一连接件300相对于第一边框110的位置能够调节，第二连接件400相对于第二边框120的位置能够调节，通过调节第一连接件300和第二连接件400的位置，可以改变定位件200的位置，以使定位件200可以与不同尺寸的芯片20相适配，由此，使治具10可以应用于各种尺寸的芯片20的固定，从而扩大治具10的应用范围。
46.在一些实施例中，第一边框110上设置有沿第一边框110的长度方向延伸的第一滑槽111，第一连接件300滑动配合于第一滑槽111。第二边框120上设置有沿第二边框120的长度方向延伸的第二滑槽121，第二连接件400滑动配合于第二滑槽121。通过使第一连接件300在第一滑槽111中滑动的方式，可以对第一连接件300相对于第一边框110的位置进行调节，同样地，通过使第二连接件400在第二滑槽121中滑动的方式，可以对第二连接件400相对于第二边框120的位置进行调节，进而可以改变定位件200的位置，以使定位件200可以与不同尺寸的芯片20相适配。
47.在一些实施例中，第一连接件300包括第一螺杆310和第一螺母320，第一螺杆310的一端与定位件200以可转动的方式连接，第一螺杆310的另一端穿设于第一滑槽111，第一螺母320与第一螺杆310配合，第一螺母320设置于第一边框110的背离定位件200的一侧。第二连接件400包括第二螺杆410和第二螺母420，第二螺杆410的一端与定位件200以可转动的方式连接，第二螺杆410的另一端穿设于第二滑槽121，第二螺母420与第二螺杆410配合，第二螺母420设置于第二边框120的背离定位件200的一侧。
48.在该实施例中，通过旋转第一螺母320，可以使第一螺杆310沿自身轴线方向移动，进而带动定位件200沿第一螺杆310的轴线方向移动，通过旋转第二螺母420，可以使第二螺杆410沿自身轴线方向移动，进而带动定位件200沿第二螺杆410的轴线方向移动。由此，就可以对定位件200的位置进行调整，同时，通过第一螺母320、第二螺母420对第一螺杆310、第二螺杆410的锁紧作用，也使得定位件200和第一边框110、第二边框120能够夹持住芯片20，从而将芯片20固定在治具10上。
49.在一些实施例中，第一螺杆310通过第一轴承(图中未示出)与定位件200连接，第二螺杆410通过第二轴承(图中未示出)与定位件200连接。如此设置，使得第一螺杆310与定位件200之间以可转动的方式连接，第二螺杆410与定位件200之间以可转动的方式连接，从而使第一螺杆310、第二螺杆410只能带动定位件200移动而不会带动定位件200转动。
50.在一些实施例中，第一边框110和第二边框120相互垂直。由于芯片20通常为矩形，因此，可以将第一边框110和第二边框120设置成相互垂直，以使第一边框110和第二边框
120之间呈90
°
的夹角，这样，使得第一边框110和第二边框120与芯片20在形状上更为适配，从而可以更好地对芯片20进行定位和夹持。
51.在一些实施例中，固定框架100还包括第三边框130和与第三边框130连接的第四边框140，第三边框130还与第一边框110连接，第四边框140还与第二边框120连接，第三边框130平行于第二边框120，第四边框140平行于第一边框110。如此设置，使得第一边框110、第二边框120、第三边框130和第四边框140共同合围成平行四边形，在该平行四边形中，第一边框110和第二边框120用于与定位件200共同夹持住芯片20，第三边框130和第四边框140起到加强结构的作用，从而使固定框架100具有更好的结构强度和结构刚度。
52.在一些实施例中，第一边框110、第二边框120、第三边框130和第四边框140为一体式结构，由此，使得固定框架100具有更好的结构稳定性，并且易于加工成型，制作成本较低。
53.在一些实施例中，定位件200包括相互连接的第一定位臂210和第二定位臂220，第一定位臂210和第二定位臂220之间形成有夹角。如此设置，在利用第一边框110和第二边框120的相交位置对芯片20的一个角进行定位的基础上，可以利用第一定位臂210和第二定位臂220之间的夹角对芯片20的另一个角进行定位，从而对芯片20实现定位和夹持。
54.进一步地，第一定位臂210和第二定位臂220之间的夹角为90
°
。由于芯片20通常为矩形，因此，将第一定位臂210和第二定位臂220之间的夹角设置为90
°
，能够使定位件200与芯片20在形状上更为适配，从而可以更好地对芯片20进行定位和夹持。
55.本技术第二方面的实施例提出了一种超声波检测装置，该超声波检测装置包括超声波扫描显微镜、水槽以及上述任一实施例中的用于超声波检测的治具10，其中，治具10固定于水槽的底部。
56.本技术实施例中的超声波检测装置，其中的用于超声波检测的治具10能够对待检测的芯片20进行固定，以便于对芯片20实施超声波检测。治具10在使用时，可以利用定位件200、第一边框110和第二边框120共同夹持住芯片20，具体地，第一边框110和第二边框120的相交位置可以定位芯片20的一个角，定位件200可以定位芯片20的处于对角位置的另外一个角，由此即可对芯片20进行定位和夹持，从而将芯片20固定在治具10上。在进行超声波检测的过程中，治具10设置于超声波检测装置的水槽中。在检测过程中，由于芯片20被固定于治具10，即便水槽中的水体因检测探头的运动而产生波动，芯片20也不会发生运动。由此，可以避免芯片20随水体波动而导致成像不清晰的问题。另外，第一连接件300相对于第一边框110的位置能够调节，第二连接件400相对于第二边框120的位置能够调节，通过调节第一连接件300和第二连接件400的位置，可以改变定位件200的位置，以使定位件200可以与不同尺寸的芯片20相适配，由此，使治具10可以应用于各种尺寸的芯片20的固定，从而扩大治具10的应用范围。
57.在一些实施例中，固定框架100为导磁金属件(例如铁件或铁合金件)，水槽的底部设置有用于吸附固定框架100的磁体。如此设置，使固定框架100可以吸附于水槽的底部，从而保持固定框架100在水槽中的位置不变。另外，固定框架100以磁吸附的方式安装于水槽，也使得固定框架100便于拆卸，从而有利于缩短更换芯片20的时间，以提高芯片20检测效率。
58.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实
施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
59.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：
1.一种用于超声波检测的治具，其特征在于，包括：固定框架，所述固定框架包括第一边框和与所述第一边框连接的第二边框，所述第一边框和所述第二边框相交设置；定位件；第一连接件和第二连接件，所述第一连接件与所述第一边框连接，所述第二连接件与所述第二边框连接，所述第一连接件和所述第二连接件均与所述定位件连接；其中，所述第一连接件相对于所述第一边框的位置能够调节，所述第二连接件相对于所述第二边框的位置能够调节，所述定位件、所述第一边框和所述第二边框配置为共同固定住待检测的芯片。2.根据权利要求1所述的用于超声波检测的治具，其特征在于，所述第一边框上设置有沿所述第一边框的长度方向延伸的第一滑槽，所述第一连接件滑动配合于所述第一滑槽；所述第二边框上设置有沿所述第二边框的长度方向延伸的第二滑槽，所述第二连接件滑动配合于所述第二滑槽。3.根据权利要求2所述的用于超声波检测的治具，其特征在于，所述第一连接件包括第一螺杆和第一螺母，所述第一螺杆的一端与所述定位件以可转动的方式连接，所述第一螺杆的另一端穿设于所述第一滑槽，所述第一螺母与所述第一螺杆配合，所述第一螺母设置于所述第一边框的背离所述定位件的一侧；所述第二连接件包括第二螺杆和第二螺母，所述第二螺杆的一端与所述定位件以可转动的方式连接，所述第二螺杆的另一端穿设于所述第二滑槽，所述第二螺母与所述第二螺杆配合，所述第二螺母设置于所述第二边框的背离所述定位件的一侧。4.根据权利要求1所述的用于超声波检测的治具，其特征在于，所述第一边框和所述第二边框相互垂直。5.根据权利要求1所述的用于超声波检测的治具，其特征在于，所述固定框架还包括第三边框和与所述第三边框连接的第四边框，所述第三边框还与所述第一边框连接，所述第四边框还与所述第二边框连接，所述第三边框平行于所述第二边框，所述第四边框平行于所述第一边框。6.根据权利要求5所述的用于超声波检测的治具，其特征在于，所述第一边框、所述第二边框、所述第三边框和所述第四边框为一体式结构。7.根据权利要求1所述的用于超声波检测的治具，其特征在于，所述定位件包括相互连接的第一定位臂和第二定位臂，所述第一定位臂和所述第二定位臂之间形成有夹角。8.根据权利要求7所述的用于超声波检测的治具，其特征在于，所述夹角为90
°
。9.一种超声波检测装置，其特征在于，包括：超声波扫描显微镜；水槽；以及如权利要求1至8任一项所述的用于超声波检测的治具，其中，所述治具固定于所述水槽的底部。10.根据权利要求9所述的超声波检测装置，其特征在于，所述固定框架为导磁金属件，所述水槽的底部设置有用于吸附所述固定框架的磁体。

技术总结
本申请涉及一种用于超声波检测的治具及超声波检测装置。治具包括：固定框架，固定框架包括第一边框和与第一边框连接的第二边框，第一边框和第二边框相交设置；定位件；第一连接件和第二连接件，第一连接件与第一边框连接，第二连接件与第二边框连接，第一连接件和第二连接件均与定位件连接；其中，第一连接件相对于第一边框的位置能够调节，第二连接件相对于第二边框的位置能够调节，定位件、第一边框和第二边框配置为共同固定住待检测的芯片。在进行超声波检测的过程中，治具设置于超声波检测装置的水槽中。即便水槽中的水体因检测探头的运动而产生波动，芯片也不会发生运动。由此，可以避免芯片随水体波动而导致成像不清晰的问题。题。题。


技术研发人员：张迎华 蒲嘉鹏 杨振颢 肖晟熙 王凯东
受保护的技术使用者：曙光信息产业股份有限公司
技术研发日：2023.03.01
技术公布日：2023/8/26