專利名稱：Saw濾波器自動測試系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對SAW濾波器的自動測試技術(shù)，為一種可實現(xiàn)對SAW濾波器性能參數(shù) 自動測試的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
SAW濾波器作為一種常用電子元件，具有允許某一部分頻率的信號順利的通過，而 另外一部分頻率的信號則受到較大的抑制的功能，被廣泛應(yīng)用于電視、衛(wèi)星通信、光纖通信 和移動通信的基站、直放站、手機以及GPS、電子對抗和雷達等領(lǐng)域。SAW濾波器結(jié)構(gòu)多種多 樣，其幾何尺寸也各不相同。 SAW濾波器在制成后，為保證合格率，需要對其進行性能測試，現(xiàn)有的測試系統(tǒng)主 要采用人工測試的方式。人工測試的步驟為采用一臺網(wǎng)絡(luò)分析儀進行測試，采用人工將濾 波器放置于與網(wǎng)絡(luò)分析儀相連接的測試夾具上，測試夾具帶有相應(yīng)濾波器的匹配電路，濾 波器接口與測試夾具接口相連通，所述網(wǎng)絡(luò)分析儀通過測試夾具測試濾波器性能，獲取濾 波器性能參數(shù)并在顯示屏上顯示，再由人工讀取顯示的性能參數(shù)與合格參數(shù)進行比較和判 定，如果沒超出合格的預(yù)設(shè)范圍則判定此濾波器合格，如超出范圍，則判定不合格。
這種現(xiàn)有的人工測試的方式，存在以下缺陷 1、測試效率低下，一個熟練的測試人員也只能達到200只每小時，測試人員達到 熟練操作的程度需要多方面的培訓和一段時間的熟練過程。 2、自動化程度低，由于需要人工進行濾波器的取放，裝夾、讀數(shù)、比較、判斷，故工 人勞動強度大。 3、測試準確率低，由于是采用人工進行比較和判斷，故誤判率較高，產(chǎn)品性能一致
性不好，特別是當工人勞累后，此缺陷就更為突出。 4、測試數(shù)據(jù)無法記錄，致使無法對器件進行失效統(tǒng)計和分析。 5、產(chǎn)品成本高，由于采用人工操作，增加了產(chǎn)品成本。 近年來，機器自動化測試技術(shù)發(fā)展迅速，國外已經(jīng)成功研制了幾種SAW濾波器自 動測試機，但國外同類自動測試機存在以下缺點
1、價格高，導(dǎo)致濾波器生產(chǎn)成本提高。 2、對SAW濾波器幾何尺寸或型號適應(yīng)性不強，對測試不同幾何尺寸濾波器產(chǎn)品帶 來困難。 3、國外進口的這類SAW濾波器測試機的夾具中沒有匹配電路，不能對成品在實際 使用狀態(tài)下的性能進行測試。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種自動化程度 高、需人工少、測試效率高、準確性高、對濾波器幾何尺寸或型號適應(yīng)性強以及低成本的SAW 濾波器自動測試系統(tǒng)。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案
—種SAW濾波器自動測試系統(tǒng)，包括一臺自動測試機、一臺網(wǎng)絡(luò)分析儀、一臺預(yù)設(shè) 程序的計算機和通訊電纜，其特征在于 —臺自動測試機，包括機體、PLC自動控制模塊、液晶顯示屏，依次并列設(shè)置于機體 內(nèi)的托盤臺、校正工位、測試夾具和廢品盒，平行設(shè)置于所述托盤臺、校正工位、測試夾具和 廢品盒上方的滑軌，滑軌上設(shè)有PLC自動控制模塊控制的真空吸附式機械手，其中，所述測 試夾具上端面設(shè)置有濾波器測試端口 ，側(cè)邊設(shè)置有網(wǎng)絡(luò)分析儀連接端口 ，在濾波器測試端 口和網(wǎng)絡(luò)分析儀連接端口之間設(shè)置有與待測試濾波器相應(yīng)的端口匹配電路，所述真空吸附 式機械手下端具有真空吸盤； —臺網(wǎng)絡(luò)分析儀，該網(wǎng)絡(luò)分析儀接入端口通過通訊電纜與測試夾具側(cè)邊的網(wǎng)絡(luò)分 析儀連接端口相連接，輸出端口通過通訊電纜與計算機連接，用于測試濾波器性能參數(shù)并 將參數(shù)傳至計算機； —臺預(yù)設(shè)程序的計算機，該計算機分別與網(wǎng)絡(luò)分析儀和自動測試機相連接，處理 來自網(wǎng)絡(luò)分析儀濾波器性能參數(shù)并判斷是否符合要求，同時將處理結(jié)果通過通訊電纜反饋 給自動測試機內(nèi)的PLC自動控制模塊。 使用時，該系統(tǒng)通過計算機程序自動循環(huán)實現(xiàn)以下步驟 a、選擇與濾波器相應(yīng)的測試夾具，所述測試夾具可以更換和重復(fù)使用，夾具上可 選擇帶有相應(yīng)濾波器的匹配電路，實現(xiàn)對封裝后的成品在實際工作狀態(tài)下的性能進行測 試； b、所述機械手通過真空吸盤吸附的方式，將放置于托盤臺上托盤內(nèi)的濾波器吸起 后，沿滑軌滑動至器件校正工位以校準測試位置，然后沿滑軌滑動至測試夾具上方，并將濾 波器下壓使其與測試夾具上的測試端口接通； c、所述網(wǎng)絡(luò)分析儀測得濾波器性能參數(shù)，通過通訊電纜將參數(shù)傳至計算機；
d、所述計算機通過預(yù)設(shè)的軟件程序，將接收到的濾波器性能參數(shù)與預(yù)設(shè)參數(shù)進行 對比，判斷濾波器性能是否符合規(guī)格要求，同時將處理結(jié)果通過通訊電纜反饋給自動測試 機內(nèi)的PLC自動控制模塊； e、如判斷濾波器性能符合規(guī)格要求，則通過PLC自動控制模塊控制真空吸附式機
械手將合格的濾波器吸起并送回原位；如判斷濾波器性能不符合規(guī)格要求，則通過計算機
控制自動測試機中的真空吸附式機械手將不合格的濾波器吸起并送至廢品盒。 作為上述技術(shù)方案的優(yōu)化，所述自動測試機機體內(nèi)還設(shè)置有校正工位，校正工位
位于托盤臺和測試夾具之間，與滑軌平行放置，校正工位上設(shè)有四只相同結(jié)構(gòu)的氣動活塞，
沿十字形排列，每只氣動活塞上有螺栓連接的觸手，通過螺栓調(diào)整每只觸手在氣動活塞上
的長度從而決定其位移的距離，真空氣壓機械式驅(qū)動氣動活塞沿各自滑軌相向運動，直至
四只觸手分別與濾波器對應(yīng)的四個側(cè)面完全接觸，從而調(diào)整了機械手上的濾波器的位置。
這樣，當機械手通過真空吸盤將放置于托盤臺上托盤內(nèi)的濾波器吸起后，沿滑軌先滑動至
器件校正工位以校準器件位置到與測試位置對應(yīng)的預(yù)設(shè)位置，然后沿滑軌滑動至測試夾具
上方并進行測試，保證濾波器下壓時與測試夾具上的測試端口能更精確地對準并接通。 作為進一步的優(yōu)化，所述測試夾具上濾波器測試端口的上端設(shè)置有各向異性導(dǎo)電
膜。所述各向異性導(dǎo)電膜是現(xiàn)有技術(shù)中的一種高分子導(dǎo)電膜，經(jīng)熱壓后，在膜厚方向具有導(dǎo)
電性、在膜面方向具有絕緣性。這樣在測試時，可增強濾波器與測試夾具之間的接觸性能，使得測試更準確。此優(yōu)化改進后的測試夾具，本申請人已經(jīng)單獨申請了專利對其進行保護。
另外，本系統(tǒng)所采用的自動測試機，本申請人也單獨地申請了專利對其進行保護。 作為又一優(yōu)化，所述測試夾具上可選擇帶有相應(yīng)濾波器的匹配電路，實現(xiàn)了對封
裝后的成品在實際工作狀態(tài)下性能的測試。所述測試夾具可以更換和重復(fù)使用，可根據(jù)濾
波器型號或尺寸選擇更換正確的測試夾具。 總體來說，本系統(tǒng)主要由網(wǎng)絡(luò)分析儀、自動測試機、計算機以及編寫的采集控制軟 件、PLC控自動制模塊、測試夾具以及一些通訊、測試電纜組成。其中網(wǎng)絡(luò)分析儀和計算機 可采用現(xiàn)有的技術(shù)中的設(shè)備，自動測試機可采用技術(shù)方案中公開的結(jié)構(gòu)設(shè)計，其中自動測 試機中的測試夾具可在所公開結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上根據(jù)不同型號的濾波器設(shè)置不同的測試端口 結(jié)構(gòu)和濾波器匹配電路，自動測試機在PLC自動控制模塊的自動控制下完成對濾波器的抓 取、移動和放置；網(wǎng)絡(luò)分析儀通過測試電纜和測試夾具完成對濾波器的參數(shù)測試和分析； 計算機的數(shù)據(jù)采集控制軟件可由Agilent公司GPIB to USB電纜對儀器進行初始化和必要 的控制，并從網(wǎng)絡(luò)分析儀器中讀取濾波器測試的各項參數(shù)并進行對比分析判斷，并將分析 判斷反饋至自動測試機完成測試后的濾波器的放回托盤或放至廢品盒；其中計算機與自動 測試機之間通過雙向的通訊電纜進線同步和信息交互。
比于現(xiàn)有測試技術(shù)，本發(fā)明的優(yōu)點在于 1、測試效率高，人工只需將放好濾波器的托盤放置于托盤臺上，其他工作步驟均 由系統(tǒng)自動控制完成，測試速度更快，可達到1000每小時的測試速率 2、由于本系統(tǒng)需人工的地方很少，故具有自動化程度高，工人勞動強度低的優(yōu)點。
3、由于是采用計算機進行比較和判斷，故誤判率低，產(chǎn)品性能一致性好，不會因工 人勞累而導(dǎo)致誤判。 4、采用計算機可方便地記錄保存測試數(shù)據(jù)，對器件進行失效統(tǒng)計和分析，指導(dǎo)設(shè) 計改進； 5、價格低，本系統(tǒng)的成本只有國外同類產(chǎn)品的二十分之一左右； 6、 SAW濾波器幾何尺寸或型號適應(yīng)性強，本測試系統(tǒng)通過更換不同的測試夾具，可
以實現(xiàn)對不同幾何尺寸或型號的濾波器進行測試； 7、可以對封裝后的成品在實用狀態(tài)下的工作性能進行測試，本系統(tǒng)在測試夾具中 帶有濾波器的相關(guān)匹配電路，實現(xiàn)了對濾波器實際工作中的性能進行測試。


下面結(jié)合附圖和具體實例對本發(fā)明作進一步說明。
圖1為SAW濾波器自動測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為自動測試機正視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為測試夾具俯視結(jié)構(gòu)圖。
圖4為校正工位俯視結(jié)構(gòu)圖。 圖中1.自動測試機，2.通訊電纜，3.網(wǎng)絡(luò)分析儀，4.計算機，5.液晶顯示屏，6.滑 軌，7.托盤臺，8.真空吸附式機械手，9.校正工位，IO.測試夾具，ll.廢品盒，12.PLC自動 控制模塊，13.網(wǎng)絡(luò)分析儀連接端口，14.端口匹配電路，15.濾波器測試端口，16.各向異性 導(dǎo)電膜，17.導(dǎo)軌，18.氣動活塞，19.螺栓，20.觸手。
具體實施例方式
圖1所示一種SAW濾波器自動測試系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過由通訊電纜2連接的一臺自 動測試機1 (圖2所示)、一臺網(wǎng)絡(luò)分析儀3和一臺預(yù)設(shè)程序的計算機4組成。
在圖2中，所述自動測試機l，包括液晶顯示屏5，滑軌6，PLC自動控制模塊12，設(shè) 置在滑軌6上可滑動并受PLC自動控制模塊12控制的真空吸附式機械手8，設(shè)置在滑軌6 下面并與之平行的托盤臺7、校正工位9 (圖4所示)、通過通訊電纜2與網(wǎng)絡(luò)分析儀3相連 接的測試夾具10 (圖3所示)、廢品盒11。 在圖3中，所述測試夾具10的結(jié)構(gòu)為測試夾具外殼、設(shè)置于外殼上表面的濾波器 測試端口 15、設(shè)置于殼體側(cè)面的網(wǎng)絡(luò)分析儀連接端口 13、設(shè)置在濾波器測試端口 15和網(wǎng)絡(luò) 分析儀連接端口 13之間的端口匹配電路14、覆蓋在所述濾波器測試端口 15上的各向異性 導(dǎo)電膜16 ;所述各向異性導(dǎo)電膜16在膜厚方向具有導(dǎo)電性，在膜面方向具有絕緣性，可增 強濾波器與測試夾具之間的接觸性能，使得測試效果更準確。 圖4中所述校正工位9，其結(jié)構(gòu)包括校正工位基座、設(shè)置在基座上面的在導(dǎo)軌17上 移動的四只相同結(jié)構(gòu)的氣動活塞18，沿十字形排列，每只氣動活塞18上有螺栓19連接的觸 手20，通過螺栓19調(diào)整每只觸手在氣動活塞18上的長度從而決定其位移的距離，真空氣壓 機械式驅(qū)動氣動活塞18沿各自滑軌相向運動，直至四只觸手20分別與濾波器對應(yīng)的四個 側(cè)面完全接觸，從而實現(xiàn)了調(diào)整機械手8上的濾波器的位置的功能。
該系統(tǒng)通過計算機程序控制自動循環(huán)實現(xiàn)以下步驟 a、所述自動測試機1內(nèi)真空吸附式機械手8通過前端吸盤采用真空吸附的方式， 將放置于托盤臺7上托盤內(nèi)的濾波器吸起后，沿滑軌6滑動至器件校正工位9以校準測試 位置，然后沿滑軌6滑動至測試夾具10上方，將濾波器下壓使其與測試夾具10上的濾波器 測試端口 15接通； b、所述網(wǎng)絡(luò)分析儀3測得濾波器性能參數(shù)，通過通訊電纜2將參數(shù)傳至計算機4 ;
c、所述計算機4通過預(yù)設(shè)的軟件程序，將接收到的濾波器性能參數(shù)與預(yù)設(shè)參數(shù)進 行對比，判斷濾波器性能是否符合規(guī)格要求，然后通過通訊電纜2將處理結(jié)果反饋給自動 測試機1內(nèi)的PLC自動控制模塊12 ; d、如果計算機4判斷濾波器性能符合規(guī)格要求，則PLC自動控制模塊12控制真空 吸附式機械手8將合格的濾波器吸起并送回器件托盤臺7，如果計算機4判斷濾波器性能不 符合規(guī)格要求，則PLC自動控制模塊12控制真空吸附式機械手8將不合格的濾波器吸起并 送至廢品盒11。 具體地說，本系統(tǒng)實施時，采用了通過通訊電纜2聯(lián)結(jié)自動測試機1、網(wǎng)絡(luò)分析儀 3、計算機4三臺設(shè)備構(gòu)成的一套完整的測試系統(tǒng)。其中，所述網(wǎng)絡(luò)分析儀3和計算機4，均 直接購買現(xiàn)有的設(shè)備儀器，自動測試機1是申請人自主設(shè)計，但是只要本領(lǐng)域普通技術(shù)人 員知道了本發(fā)明的技術(shù)方案后，均可以不需付出創(chuàng)造性勞動即可制作本系統(tǒng)中的自動測試 機1。其自動測試機1實施時，采用真空吸附機械手8對濾波器進行抓取，通過高精度絲桿 在高速伺服電機的控制下沿滑軌6移動到所需位置，其過程實施時可通過PLC自動控制模 塊12進行控制以達到自動化的目的。本系統(tǒng)中計算機內(nèi)預(yù)設(shè)軟件，軟件程序包括數(shù)據(jù)采集 控制部分、數(shù)據(jù)處理部分以及數(shù)據(jù)通訊部分，雖然技術(shù)方案沒有公布軟件程序的具體源程
6序的內(nèi)容，但是技術(shù)方案中公布了軟件程序所控制的步驟程序，這些步驟均是本領(lǐng)域內(nèi)的 常見步驟，比如控制機械手動作、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理以及數(shù)據(jù)通訊等等。所以本領(lǐng)域普通 技術(shù)人員只需知道了本系統(tǒng)技術(shù)方案中的步驟，即可不需經(jīng)過創(chuàng)造性勞動而編譯出相關(guān)軟 件程序從而實現(xiàn)本系統(tǒng)中的步驟。具體地說，實施時，數(shù)據(jù)采集控制軟件是基于NI-LabVIEW 平臺開發(fā)、設(shè)計和編寫。整套軟件集成了數(shù)據(jù)的采集、數(shù)據(jù)的后期分析、數(shù)據(jù)的記錄、測試結(jié) 果的判斷，以及對設(shè)備的通訊、控制等多項功能。程序界面友好，操作簡單，速度快，運行穩(wěn) 定可靠，精度高。能兼容不同廠家的測試儀器和設(shè)備。具有良好的擴展性，能適應(yīng)將來發(fā)展 的需要。機械控制軟件，即自動測試機各類機械動作的控制采用了西門子PLC自動控制模 塊12，其程序效率高，控制速度快、精度高、運行穩(wěn)定可靠，并可通過通訊電纜2完成與計算 機軟件之間的同步和信息通訊。
權(quán)利要求
一種SAW濾波器自動測試系統(tǒng)，包括一臺自動測試機、一臺網(wǎng)絡(luò)分析儀、一臺預(yù)設(shè)程序的計算機和通訊電纜，其特征在于所述自動測試機，包括機體、PLC自動控制模塊、液晶顯示屏，依次并列設(shè)置于機體內(nèi)的托盤臺、校正工位、測試夾具和廢品盒，平行設(shè)置于所述托盤臺、校正工位、測試夾具和廢品盒上方的滑軌，滑軌上設(shè)有PLC自動控制模塊控制的真空吸附式機械手，其中，所述測試夾具上端面設(shè)置有濾波器測試端口，側(cè)邊設(shè)置有網(wǎng)絡(luò)分析儀連接端口，在濾波器測試端口和網(wǎng)絡(luò)分析儀連接端口之間設(shè)置有與待測試濾波器相應(yīng)的端口匹配電路，所述真空吸附式機械手下端具有真空吸盤；所述網(wǎng)絡(luò)分析儀，該網(wǎng)絡(luò)分析儀接入端口通過通訊電纜與測試夾具側(cè)邊的網(wǎng)絡(luò)分析儀連接端口相連接，輸出端口通過通訊電纜與計算機連接，用于測試濾波器性能參數(shù)并將參數(shù)傳至計算機；所述預(yù)設(shè)程序的計算機，該計算機分別與網(wǎng)絡(luò)分析儀和自動測試機相連接，處理來自網(wǎng)絡(luò)分析儀濾波器性能參數(shù)并判斷是否符合要求，同時將處理結(jié)果通過通訊電纜反饋給自動測試機內(nèi)的PLC自動控制模塊。
2. 如權(quán)利要求1所述的SAW濾波器自動測試系統(tǒng)，其特征在于，所述測試夾具中濾波器 測試端口和網(wǎng)絡(luò)分析儀連接端口之間設(shè)置有濾波器相應(yīng)的匹配電路，所述測試夾具可以拆 裝和重復(fù)使用，為適應(yīng)所測濾波器的不同型號和尺寸，可以更換相應(yīng)的測試夾具。
3. 如權(quán)利要求1所述的SAW濾波器自動檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述校正工位位于機體 內(nèi)托盤臺和測試夾具之間，校正工位通過真空氣壓機械式驅(qū)動上面的四只相同結(jié)構(gòu)的帶有 觸手的氣動活塞，以校準吸附在機械手上的濾波器的位置。
4. 如權(quán)利要求1所述的SAW濾波器自動測試系統(tǒng)，其特征在于，所述測試夾具上濾波器 測試端口上面覆蓋有各向異性導(dǎo)電膜，導(dǎo)電膜為一種高導(dǎo)電率的各向異性高分子膜，經(jīng)熱 壓后，在膜厚方向具有導(dǎo)電性、在膜面方向具有絕緣性。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種SAW濾波器自動測試系統(tǒng)，包括一臺自動測試機、一臺網(wǎng)絡(luò)分析儀、一臺預(yù)設(shè)程序的計算機和通訊電纜。其中所述自動測試機包括機體、PLC自動控制模塊、液晶顯示屏、滑軌，滑軌上設(shè)有PLC自動控制模塊控制的真空吸附式機械手，滑軌下面依次并列設(shè)置托盤臺、校正工位、測試夾具和廢品盒，所述測試夾具上端面設(shè)置有濾波器測試端口，濾波器測試端口上面覆蓋各向異性導(dǎo)電膜，用于接觸并接通待測濾波器，測試夾具側(cè)面設(shè)有網(wǎng)絡(luò)分析儀連接端口，在濾波器測試端口和網(wǎng)絡(luò)分析儀連接端口之間設(shè)置有與待測濾波器相應(yīng)的匹配電路。本系統(tǒng)具有自動化程度高、需人工少、測試效率高、誤判率低、功能性強和成本低的優(yōu)點。
文檔編號G01R31/00GK101782612SQ20091019161
公開日2010年7月21日 申請日期2009年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月26日
發(fā)明者彭云, 施建鋒, 曹亮, 趙啟鵬 申請人:中國電子科技集團公司第二十六研究所