CN209606471U - 一种用于高频率微尺度声表面波器件测试的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于高频率微尺度声表面波器件测试的装置，包括真空手套箱、微型手动探针测试台和矢量网络分析仪,所述真空手套箱包括真空手套箱箱体和机械泵，所述微型手动探针测试台包括载台机构、探针机构和显微镜机构，所述载台机构包括工作台、载物台和卡盘，两个探针分别为输入探针和输出探针，所述矢量网络分析仪的输出测试端口通过输出导线与所述输出探针连接，所述矢量网络分析仪的输入测试端口通过输入导线与所述输入探针连接。本实用新型结构简单，设计合理，成本低，增强了高频率微尺度声表面波器件测试的可靠性，确保高频率微尺度声表面波器件失效测试准确性，实用性强。

Description

一种用于高频率微尺度声表面波器件测试的装置

技术领域

本实用新型属于高频率微尺度声表面波器件失效测试技术领域，具体涉及一种用于高频率微尺度声表面波器件测试的装置。

背景技术

近年来，高频率微尺度声表面波器件在数字移动通信高频系统中得到了广泛应用。随着无线电通信频带资源的日益紧张，对于高频(2.5GHz-1000GHz)声表面波器件的需求越来越高。

随着科学技术的进步和工业生产的发展，高频率微尺度声表面波器件趋于多元化，相应的对于高频率微尺度声表面波器件测试系统的要求也越来越高。因此，高频用于高频率微尺度声表面波器件测试的装置研究将是影响整个高频率微尺度声表面波器件研究、应用的关键。在对高频率微尺度声表面波器件的测试中，随着高频率微尺度声表面波器件尺寸的缩小，空气中的水分、灰尘等杂质因子会附着在探针上，对器件参数的影响不能忽略，并且这还会腐蚀探针台的部件，降低其使用时限，不利于成本的节约。因此，现如今缺少一种结构简单、设计合理的用于高频率微尺度声表面波器件测试的装置，增强了高频率微尺度声表面波器件测试的可靠性，确保声表面波器件失效测试准确性。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种用于高频率微尺度声表面波器件测试的装置，其结构简单，设计合理，成本低，增强了高频率微尺度声表面波器件测试的可靠性，确保声表面波器件失效测试准确性，实用性强。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种用于高频率微尺度声表面波器件测试的装置，其特征在于：包括真空手套箱、设置在所述真空手套箱内且供待测试声表面波器件安装的微型手动探针测试台和与所述真空手套箱连接的矢量网络分析仪,所述真空手套箱包括真空手套箱箱体和与所述真空手套箱箱体连接的机械泵，所述真空手套箱箱体的前侧面设置有供测试者手部插入且对所述微型手动探针测试台进行操作的手套孔，所述真空手套箱箱体的顶部设置有观察窗；

所述微型手动探针测试台包括载台机构、设置在所述载台机构上的探针机构和显微镜机构，所述载台机构包括水平放置的工作台、安装在工作台上的载物台和安装在载物台上且供待测试声表面波器件放置的卡盘，所述探针机构包括对称设置在载物台两侧的探针工作台、设置在探针工作台上的探针座和一端安装在探针座上且另一端延伸至卡盘上的探针，所述显微镜机构包括由上至下依次布设的目镜、镜筒、物镜转换器和设置物镜转换器下方且位于卡盘上方的物镜，以及调节物镜靠近或者远离卡盘的细准焦螺旋和粗准焦螺旋，所述物镜转换器通过旋转轴固定在镜筒的底部，所述物镜的数量为多个；

两个探针分别为输入探针和输出探针，所述矢量网络分析仪的输出测试端口通过输出导线与所述输出探针连接，所述矢量网络分析仪的输入测试端口通过输入导线与所述输入探针连接。

上述的一种用于高频率微尺度声表面波器件测试的装置，其特征在于：所述真空手套箱箱体的一侧面设置有第一气密封玻璃烧结航空插头接口和第二气密封玻璃烧结航空插头接口，所述输入探针的一端设置有第一连接导线，所述输出探针的一端设置有第二连接导线，所述第一连接导线和第二连接导线分别通过探针转接头与第一气密封玻璃烧结航空插头接口和第二气密封玻璃烧结航空插头接口位于真空手套箱箱体内的一端连接，所述输入导线与第一气密封玻璃烧结航空插头接口位于真空手套箱箱体外的另一端连接，所述输出导线和第二气密封玻璃烧结航空插头接口位于真空手套箱箱体外的另一端连接。

上述的一种用于高频率微尺度声表面波器件测试的装置，其特征在于：所述真空手套箱箱体的一侧面设置有电源插头、抽气阀门和过渡舱，所述过渡舱与真空手套箱箱体连通，所述机械泵通过抽真空管与抽气阀门连接，所述电源插头连接有220V电源。

上述的一种用于高频率微尺度声表面波器件测试的装置，其特征在于：所述矢量网络分析仪为KEYSIGHT公司生产的型号为PNA-X/PNA/PNA-L矢量网络分析仪；

所述矢量网络分析仪上设置有显示屏、电源开关、USB接口和操作按键。

上述的一种用于高频率微尺度声表面波器件测试的装置，其特征在于：所述载物台上设置有滑轨机构，所述滑轨机构包括设置在载物台上且沿载物台宽度方向布设的第一滑轨和设置在第一滑轨上且沿载物台宽度方向移动的第二滑轨，所述卡盘位于第二滑轨上且沿载物台长度方向移动。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型结构简单，设计合理，成本低，通过设置真空手套箱，从而便于微型手动探针测试台和待测试声表面波器件安装，避免空气中的水分、灰尘等杂质因子附着在探针上而影响待测试声表面波器件参数的测试，也避免空气中的水分、灰尘等杂质因子腐蚀探针台，提高了测试装置其使用时限，从而有利于节约成本。

2、本实用新型设置微型手动探针测试台，是为了适用于高频率微尺度的声表面波器件，通过物镜对待测试声表面波器件放大从而便于通过观察窗和目镜人为观察，准确地将输入探针和输出探针固放在待测试声表面波器件的输入引脚和输出引脚，为待测试声表面波器件性能参数的测试提供了稳定的测试环境。

3、本实用新型设置矢量网络分析仪，是为了对待测试声表面波器件的输入引脚施加变频正弦波激励信号，从而对待测试声表面波器件的输出引脚的响应信号进行采集，通过不同频率正弦波激励信号下的待测试声表面波器件的响应信号，获取待测试声表面波器件的中心频率、带宽和插入损耗等参数，从而为待测试声表面波器件失效判断提供判断依据。

4、本实用新型设置机械泵，是为了对真空手套箱进行抽真空，是为了确保真空环境下对待测试声表面波器件进行性能测试，减少静电作用影响和杂质的干扰。

综上所述，本实用新型结构简单，设计合理，成本低，增强了高频率微尺度声表面波器件测试的可靠性，确保声表面波器件失效测试准确性，实用性强。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型真空手套箱的结构示意图。

图3为本实用新型微型手动探针测试台的结构示意图。

附图标记说明:

1—真空手套箱箱体； 2—微型手动探针测试台； 3—矢量网络分析仪；

4—机械泵； 5—抽真空管； 6—抽气阀门；

8—观察窗； 9—手套孔；

10-1—第一气密封玻璃烧结航空插头接口；

10-2—第二气密封玻璃烧结航空插头接口；

11-1—输入导线； 11-2—输出导线； 12—过渡舱；

13—电源插头； 14—工作台； 15—卡盘；

16—进气阀门； 17—探针转接头； 18—载物台；

19—探针工作台； 20—探针座； 21—目镜；

22—细准焦螺旋； 23—粗准焦螺旋； 24—物镜转换器；

25—显示屏； 26—USB接口； 27—探针；

28—电源开关； 29—输出测试端口； 30—输入测试端口；

33-1—第一连接导线； 33-2—第二连接导线； 34—镜筒；

35—第一滑轨； 36—第二滑轨； 37—物镜。

具体实施方式

如图1和图3所示，本实用新型包括真空手套箱、设置在所述真空手套箱内且供待测试声表面波器件安装的微型手动探针测试台2和与所述真空手套箱连接的矢量网络分析仪3,所述真空手套箱包括真空手套箱箱体1和与所述真空手套箱箱体1连接的机械泵4，所述真空手套箱箱体1的前侧面设置有供测试者手部插入且对所述微型手动探针测试台2进行操作的手套孔9，所述真空手套箱箱体1的顶部设置有观察窗8；

所述微型手动探针测试台2包括载台机构、设置在所述载台机构上的探针机构和显微镜机构，所述载台机构包括水平放置的工作台14、安装在工作台14上的载物台18和安装在载物台18上且供待测试声表面波器件放置的卡盘15，所述探针机构包括对称设置在载物台18两侧的探针工作台19、设置在探针工作台19上的探针座20和一端安装在探针座20上且另一端延伸至卡盘15上的探针27，所述显微镜机构包括由上至下依次布设的目镜21、镜筒34、物镜转换器24和设置物镜转换器24下方且位于卡盘15上方的物镜37，以及调节物镜37靠近或者远离卡盘15的细准焦螺旋22和粗准焦螺旋23，所述物镜转换器24通过旋转轴固定在镜筒34的底部，所述物镜37的数量为多个；

两个探针27分别为输入探针和输出探针，所述矢量网络分析仪3的输出测试端口29通过输出导线11-2与所述输出探针连接，所述矢量网络分析仪3的输入测试端口30通过输入导线11-1与所述输入探针连接。

如图2和图3所示，本实施例中，所述真空手套箱箱体1的一侧面设置有第一气密封玻璃烧结航空插头接口10-1和第二气密封玻璃烧结航空插头接口10-2，所述输入探针的一端设置有第一连接导线33-1，所述输出探针的一端设置有第二连接导线33-2，所述第一连接导线33-1和第二连接导线33-2分别通过探针转接头17与第一气密封玻璃烧结航空插头接口10-1和第二气密封玻璃烧结航空插头接口10-2位于真空手套箱箱体1内的一端连接，所述输入导线11-1与第一气密封玻璃烧结航空插头接口10-1位于真空手套箱箱体1外的另一端连接，所述输出导线11-2和第二气密封玻璃烧结航空插头接口10-2位于真空手套箱箱体1外的另一端连接。

如图2所示，本实施例中，所述真空手套箱箱体1的一侧面设置有电源插头13、抽气阀门6和过渡舱12，所述过渡舱12与真空手套箱箱体1连通，所述机械泵4通过抽真空管5与抽气阀门6连接，所述电源插头13连接有220V电源。

本实施例中所述矢量网络分析仪3为KEYSIGHT公司生产的型号为PNA-X/PNA/PNA-L矢量网络分析仪；

所述矢量网络分析仪3上设置有显示屏25、电源开关28、USB接口26和操作按键。

如图3所示，本实施例中，所述载物台18上设置有滑轨机构，所述滑轨机构包括设置在载物台18上且沿载物台18宽度方向布设的第一滑轨35和设置在第一滑轨35上且沿载物台18宽度方向移动的第二滑轨36，所述卡盘15位于第二滑轨36上且沿载物台18长度方向移动。

本实施例中，所述手套孔9内伸入真空手套箱箱体1设置有软手套，供测试者手伸入对细准焦螺旋22和粗准焦螺旋23进行旋钮，从而实现对物镜37距离卡盘15的高度进行调节，便于物镜37靠近待测试声表面波器件。

本实施例中，观察窗8的设置，是为了配合目镜21，便于通过观察窗8和目镜21观察探针27的安装位置，操作便捷。

本实施例中，第一气密封玻璃烧结航空插头接口10-1和第二气密封玻璃烧结航空插头接口10-2的设置，是为了便于所述输入探针的一端设置的第一连接导线33-1和所述输出探针的一端设置的第二连接导线33-2的连接，从而通过气密封玻璃烧结航空插头接口，使得所述输入探针通过第一连接导线33-1和第一气密封玻璃烧结航空插头接口10-1与输入导线11-1连接，实现对待测试声表面波器件变频正弦波激励信号的施加；所述输出探针通过第二连接导线33-2和第二气密封玻璃烧结航空插头接口10-2与输出导线11-2连接，实现对待测试声表面波器件响应信号的接收。

本实施例中，机械泵4为TW-3A机械泵，其体积小，成本低，且其机械泵上安装有油污过滤器，可以过滤机械泵在工作时产生的油烟，避免对环境的污染，保护人体健康，对真空手套箱箱体1进行抽真空，便于进行测试。

本实施例中，设置进气阀门16，是为了测试完成后通过进气阀门16对真空手套箱箱体1进行充气，恢复正常状态，便于待测试声表面波器件拆除，重新进行下一次试验。

本实施例中，过渡舱12的设置，作为真空手套箱箱体1与真空手套箱箱体1外的过渡空间，能够有效地隔绝真空手套箱箱体1与外界的联系，使得真空手套箱箱体1内的待测试声表面波器件能够在真空手套箱箱体1与大气隔绝的情况下进行测试，提高测试准确性。

本实施例中，设置USB接口26，是为了矢量网络分析仪3测量过程中，通过在USB接口26上插接U盘能获取矢量网络分析仪3测量数据，便于存储。

需要说明的是，本发明装置适用于待测试声表面波器件的高频率范围不大于300GHz，待测试声表面波器件所对应的声表面波长为30nm以上。

本实用新型具体使用时，将待测试声表面波器件放置在卡盘15上，先操作粗准焦螺旋23使物镜37快速向下移动，然后操作细准焦螺旋22使物镜37缓慢向下移动，直至靠近待测试声表面波器件处；通过操作卡盘15沿第二滑轨36移动，实现卡盘15沿载物台18长度方向移动，通过操作卡盘15和第二滑轨36沿第一滑轨35移动，实现卡盘15沿载物台18宽度方向移动，从而将卡盘15上放置的待测试声表面波器件移动，直至通过目镜21能观测到待测试声表面波器件，使待测试声表面波器件移动至观测位置；并将输入探针与待测试声表面波器件的输入引脚连接，输出探针与待测试声表面波器件的输出引脚连接，矢量网络分析仪3的输出测试端口29通过输出导线11-2与第二气密封玻璃烧结航空插头接口10-2位于真空手套箱箱体1外的另一端连接，矢量网络分析仪3的输入测试端口30通过输入导线11-1与第一气密封玻璃烧结航空插头接口10-1位于真空手套箱箱体1外的另一端连接，所述第一连接导线33-1和第二连接导线33-2分别通过探针转接头17与第一气密封玻璃烧结航空插头接口10-1和第二气密封玻璃烧结航空插头接口10-2位于真空手套箱箱体1内的一端连接；

通过矢量网络分析仪3上的操作按键，使所述矢量网络分析仪3的输出测试端口对声表面波器件的输入引脚施加变频正弦波激励信号，同时所述矢量网络分析仪的输入测试端口获取扫频过程中施加变频正弦波激励信号时声表面波器件的输出引脚的响应信号，根据正弦波激励信号和不同频率正弦波激励信号下的响应信号，得到声表面波器件的插入损耗，矢量网络分析仪3上的显示屏25显示以频率为横坐标，以插入损耗为纵坐标的声表面波器件的频率损耗曲线，则声表面波器件的频率损耗曲线中最大峰值对应的频率为声表面波器件的中心频率测量值，声表面波器件的频率损耗曲线中最大峰值对应的插入损耗为声表面波器件的插入损耗测量值S_r，声表面波器件的插入损耗测量值S_r-3dB所对应的两个频率之差绝对值为声表面波器件的带宽测量值，则通过显示屏25能观测到声表面波器件的插入损耗、带宽和中心频率等参数，增强了高频率微尺度声表面波器件测试的可靠性，确保声表面波器件失效测试准确性。实际使用过程中，当声表面波器件的尺寸从几百个纳米缩小到几个纳米范围内将会出现失效效应，声表面波器件出现失效效应而限制了器件的使用，从而便于通过声表面波器件的插入损耗、带宽和中心频率等参数为声表面波器件的失效提供判断依据。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (5)

1.一种用于高频率微尺度声表面波器件测试的装置，其特征在于：包括真空手套箱、设置在所述真空手套箱内且供待测试声表面波器件安装的微型手动探针测试台(2)和与所述真空手套箱连接的矢量网络分析仪(3),所述真空手套箱包括真空手套箱箱体(1)和与所述真空手套箱箱体(1)连接的机械泵(4)，所述真空手套箱箱体(1)的前侧面设置有供测试者手部插入且对所述微型手动探针测试台(2)进行操作的手套孔(9)，所述真空手套箱箱体(1)的顶部设置有观察窗(8)；

所述微型手动探针测试台(2)包括载台机构、设置在所述载台机构上的探针机构和显微镜机构，所述载台机构包括水平放置的工作台(14)、安装在工作台(14)上的载物台(18)和安装在载物台(18)上且供待测试声表面波器件放置的卡盘(15)，所述探针机构包括对称设置在载物台(18)两侧的探针工作台(19)、设置在探针工作台(19)上的探针座(20)和一端安装在探针座(20)上且另一端延伸至卡盘(15)上的探针(27)，所述显微镜机构包括由上至下依次布设的目镜(21)、镜筒(34)、物镜转换器(24)和设置物镜转换器(24)下方且位于卡盘(15)上方的物镜(37)，以及调节物镜(37)靠近或者远离卡盘(15)的细准焦螺旋(22)和粗准焦螺旋(23)，所述物镜转换器(24)通过旋转轴固定在镜筒(34)的底部，所述物镜(37)的数量为多个；

两个探针(27)分别为输入探针和输出探针，所述矢量网络分析仪(3)的输出测试端口(29)通过输出导线(11-2)与所述输出探针连接，所述矢量网络分析仪(3)的输入测试端口(30)通过输入导线(11-1)与所述输入探针连接。

2.按照权利要求1所述的一种用于高频率微尺度声表面波器件测试的装置，其特征在于：所述真空手套箱箱体(1)的一侧面设置有第一气密封玻璃烧结航空插头接口(10-1)和第二气密封玻璃烧结航空插头接口(10-2)，所述输入探针的一端设置有第一连接导线(33-1)，所述输出探针的一端设置有第二连接导线(33-2)，所述第一连接导线(33-1)和第二连接导线(33-2)分别通过探针转接头(17)与第一气密封玻璃烧结航空插头接口(10-1)和第二气密封玻璃烧结航空插头接口(10-2)位于真空手套箱箱体(1)内的一端连接，所述输入导线(11-1)与第一气密封玻璃烧结航空插头接口(10-1)位于真空手套箱箱体(1)外的另一端连接，所述输出导线(11-2)和第二气密封玻璃烧结航空插头接口(10-2)位于真空手套箱箱体(1)外的另一端连接。

3.按照权利要求1所述的一种用于高频率微尺度声表面波器件测试的装置，其特征在于：所述真空手套箱箱体(1)的一侧面设置有电源插头(13)、抽气阀门(6)和过渡舱(12)，所述过渡舱(12)与真空手套箱箱体(1)连通，所述机械泵(4)通过抽真空管(5)与抽气阀门(6)连接，所述电源插头(13)连接有220V电源。

4.按照权利要求1所述的一种用于高频率微尺度声表面波器件测试的装置，其特征在于：所述矢量网络分析仪(3)为KEYSIGHT公司生产的型号为PNA-X/PNA/PNA-L矢量网络分析仪；

所述矢量网络分析仪(3)上设置有显示屏(25)、电源开关(28)、USB接口(26)和操作按键。

5.按照权利要求1所述的一种用于高频率微尺度声表面波器件测试的装置，其特征在于：所述载物台(18)上设置有滑轨机构，所述滑轨机构包括设置在载物台(18)上且沿载物台(18)宽度方向布设的第一滑轨(35)和设置在第一滑轨(35)上且沿载物台(18)宽度方向移动的第二滑轨(36)，所述卡盘(15)位于第二滑轨(36)上且沿载物台(18)长度方向移动。