專(zhuān)利名稱(chēng)：一種微波芯片測(cè)試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種微波芯片測(cè)試裝置，它可以廣泛應(yīng)用于各種功能的微波芯片測(cè)試，測(cè)試頻率可在40GHz以下適用。
背景技術(shù)：
目前，微波芯片的測(cè)試大都使用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀配合探針臺(tái)進(jìn)行測(cè)試，芯片的直流饋電一般采用直流探針壓在芯片的直流饋電塊上。對(duì)于低頻或者射頻頻段的芯片，這樣的測(cè)試方法對(duì)于測(cè)試結(jié)果及成本沒(méi)有影響。但是如果頻率繼續(xù)升高，到達(dá)微波或者毫米波，直流探針附帶的高頻效應(yīng)將影響微波芯片的測(cè)試結(jié)果，而且直流探針饋電的方法，無(wú)法在芯片外使用旁路電容來(lái)消除這個(gè)附加的影響，在芯片內(nèi)部制作較大面積的旁路電容，在成本和工藝上都很難實(shí)現(xiàn)。如果通過(guò)對(duì)直流探針進(jìn)行精確建模和測(cè)試，去除嵌入的直流探針對(duì)微波性能的影響，但是該方法需要巨大的人力和物力，從而使該方法不切實(shí)際。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于設(shè)計(jì)一種低成本、工藝簡(jiǎn)單的微波芯片測(cè)試裝置，能克服現(xiàn)有的微波芯片存在的上述缺陷，使之可以廣泛適用于各種微波芯片的測(cè)試需要。
本實(shí)用新型解決技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案一種微波芯片測(cè)試裝置，包括一介質(zhì)襯底，所述襯底的上表面附著有輸入輸出信號(hào)線、直流饋電線和調(diào)配塊，所述介質(zhì)襯底為中間設(shè)有缺口的環(huán)型襯底，襯底中間缺口處設(shè)有外層鍍金的金屬墊塊，被測(cè)芯片附著在金屬墊塊的上表面；所述輸入、輸出信號(hào)線分別設(shè)置在被測(cè)芯片的左右兩側(cè)，輸入輸出信號(hào)線一端通過(guò)跳線與被測(cè)芯片相連接，所述調(diào)配塊設(shè)置在輸入和輸出的信號(hào)線的上下兩側(cè)；所述直流饋電線設(shè)置在被測(cè)芯片的上下兩側(cè)，所述直流饋電線的一端通過(guò)跳線與MIM電容的上電極相連，再經(jīng)上電極由跳線連接到被測(cè)芯片的直流饋點(diǎn)，所述直流饋電線上固接有貼片電容，所述的直流饋電線的數(shù)量與被測(cè)微波芯片上的直流饋電點(diǎn)數(shù)量相同，且一一對(duì)應(yīng)。
貼片電容用來(lái)濾除電源的雜波，應(yīng)當(dāng)靠近被測(cè)得微波芯片，但是應(yīng)留出金絲焊點(diǎn)的位置。信號(hào)線的輸入和輸出根據(jù)被測(cè)芯片頻率、襯底材料相對(duì)介電常數(shù)和厚度的不同而不同；直流饋電線對(duì)于線寬和長(zhǎng)度沒(méi)有嚴(yán)格要求，只要符合直流電流容量即可；調(diào)配塊的大小位置與所測(cè)微波芯片的功能和頻率、以及實(shí)際印刷電路板工藝所能制作的最小線寬和間隙有關(guān)，需要經(jīng)過(guò)計(jì)算，精確確定該調(diào)配塊的位置等其他參數(shù)。
所述跳線為金絲跳線，每根直流饋電線與MIM、MIM與被測(cè)芯片之間的金絲跳線各為1根，所述輸入輸出信號(hào)線與被測(cè)芯片之間的金絲跳線為2根。
所述直流饋電線由SMA接頭引出，由同軸線饋電。
如果被測(cè)芯片的頻率在30GHz以下，測(cè)試裝置信號(hào)線由SMA接頭引出，由同軸線輸出和輸出信號(hào)；如果被測(cè)芯片的頻率在30GHz以上則測(cè)試裝置的信號(hào)線由K接頭引出，由同軸線輸入和輸出信號(hào)。
所述襯底呈“回”字型，所述金屬墊塊略大于被測(cè)芯片尺寸，所述被測(cè)芯片與金屬墊塊的厚度之和與介質(zhì)襯底的厚度相適應(yīng)。以便于被測(cè)微波芯片與外圍電路的金絲聯(lián)接。
所述的直流饋電線電容的電容量為10uF，MIM電容的電容量為100pF，其電容量與測(cè)試的微波芯片無(wú)關(guān)。
所述介質(zhì)襯底以及金屬墊塊下部還設(shè)有金屬熱沉，所述金屬墊塊和金屬熱沉為銅塊外表面鍍金。
所述的金屬墊塊與熱沉、金屬墊塊與被測(cè)微波芯片、襯底與熱沉、貼片電容的固定和SMA接頭與信號(hào)線、直流饋電線之間的連接都用金錫焊料粘接，之后置于烘箱內(nèi)烘干固定。
由以上公開(kāi)的技術(shù)方案可知，本實(shí)用新型與現(xiàn)有的微波芯片測(cè)試裝置相比具有如下優(yōu)點(diǎn)避免了傳統(tǒng)的在線測(cè)試裝置的直流探針引起的寄生效應(yīng)，該寄生效應(yīng)可能會(huì)引起芯片振蕩而無(wú)法正常工作，使之可以廣泛適用于各種微波芯片的測(cè)試需要。而且通過(guò)在信號(hào)的輸入輸出端加了調(diào)配塊，在測(cè)試的微波芯片的性能同時(shí)，也可以調(diào)諧微波芯片的性能達(dá)到所需要的頻響。此外，本實(shí)用新型還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低等優(yōu)點(diǎn)。


圖1為本實(shí)用新型微波芯片測(cè)試裝置的平面俯視圖。
圖2為本實(shí)用新型所涉及的一種微波芯片測(cè)試裝置的待測(cè)芯片與測(cè)試裝置電路的連接安裝的A-A斷面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為利用本實(shí)用新型所測(cè)芯片的飽和功率輸出曲線。
其中1為被測(cè)的微波芯片，2為貼片電容的接地通孔，3為被測(cè)微波芯片的直流饋電線，4為SMA連接件，5為貼片電容，6為直流饋電跳線，7為MIM電容，8為微波信號(hào)通路的跳線，9為輸入或輸出微波信號(hào)線，10為輸入輸出調(diào)配塊，11為SMA或K接頭，12為測(cè)試裝置的介質(zhì)襯底，13為金錫焊料層，14為金屬墊塊，15為金屬熱沉。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的微波芯片測(cè)試裝置結(jié)合實(shí)際被測(cè)芯片實(shí)施例及詳細(xì)說(shuō)明如下如圖1所示，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的一種微波芯片的測(cè)試裝置。信號(hào)線9的輸入和輸出根據(jù)被測(cè)芯片頻率、介質(zhì)襯底材料相對(duì)介電常數(shù)和厚度的不同而不同，本實(shí)施例中因?yàn)楸粶y(cè)芯片1是32GHz的功率放大器，該芯片1的襯底厚度為0.1mm，所以我們選擇測(cè)試裝置的襯底12的厚度為0.254mm(包括上層金屬9的厚度)的5880材料，相對(duì)介電常數(shù)為2.2；金屬墊塊14的厚度為0.15mm，金錫焊料13的厚度約為0.02mm，這樣被測(cè)芯片1與整個(gè)測(cè)試裝置基本等高，利于微波信號(hào)跳線8的粘接；輸入輸出信號(hào)線9的寬度為0.78mm，使得在該傳輸線的特征阻抗為50Ω；兼顧加工精度和調(diào)配精度，調(diào)配塊10的大小選為0.1mm×0.78mm，間隙為0.1mm；在每個(gè)直流饋電線3上，都需要一個(gè)貼片電容5來(lái)濾除電源的雜波，該貼片電容5的容值為10uF，其中貼片電容5接地的通孔2大小根據(jù)工藝直徑約為0.3mm；直流饋電線3由金絲6跳線至MIM電容7上電極，再由MIM電容7上電極跳線至芯片1的直流饋點(diǎn)，該MIM電容7的容值為100pF；所述的直流饋電線3與外圍的接頭4上下各四個(gè)，同時(shí)也可以根據(jù)被測(cè)芯片的直流饋電數(shù)目不同而不同。
所述的貼片電容5和通孔2的數(shù)目與直流饋電線3的數(shù)目相同，上下各四個(gè)，同時(shí)可以對(duì)應(yīng)不同的直流饋電線3的數(shù)目可相應(yīng)調(diào)整。
所述的微波信號(hào)線9與外圍的接頭11，根據(jù)被測(cè)芯片頻率的不同可以選擇SMA或K接頭。
所述的金屬熱沉15的高低可視需要做適當(dāng)調(diào)整。
所述的微波信號(hào)線9、直流饋電線3、調(diào)配塊10、金屬墊塊14和金屬熱沉15，均應(yīng)在加工完畢后進(jìn)行鍍金，以便于金錫焊料13粘接，同時(shí)也有利于微波信號(hào)跳線8和直流饋電跳線6的粘接。
圖3是利用本實(shí)用新型測(cè)試的毫米波功率放大器，其中虛線是采用連續(xù)波測(cè)試方法所測(cè)得到的功率放大器飽和輸出功率，直線是采用直流脈沖測(cè)試方法所測(cè)得的功率放大器飽和輸出功率。而采用傳統(tǒng)的直流探針臺(tái)在線測(cè)試，因?yàn)橹绷魈结樀募纳?yīng)引起芯片直流振蕩而無(wú)法測(cè)試。
權(quán)利要求1.一種微波芯片測(cè)試裝置，包括一介質(zhì)襯底，其特征在于所述襯底的上表面附著有輸入輸出信號(hào)線、直流饋電線和調(diào)配塊，所述介質(zhì)襯底為中間設(shè)有缺口的環(huán)型襯底，襯底中間缺口處設(shè)有外層鍍金的金屬墊塊，被測(cè)芯片附著在金屬墊塊的上表面；所述輸入、輸出信號(hào)線分別設(shè)置在被測(cè)芯片的左右兩側(cè)，輸入輸出信號(hào)線一端通過(guò)跳線與被測(cè)芯片相連接，所述調(diào)配塊設(shè)置在輸入和輸出的信號(hào)線的上下兩側(cè)；所述直流饋電線設(shè)置在被測(cè)芯片的上下兩側(cè)，所述直流饋電線的一端通過(guò)跳線與MIM電容的上電極相連，再經(jīng)上電極由跳線連接到被測(cè)芯片的直流饋點(diǎn)，所述直流饋電線上固接有貼片電容，所說(shuō)的直流饋電線的數(shù)量與被測(cè)微波芯片上的直流饋電點(diǎn)數(shù)量相同，且一一對(duì)應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波芯片測(cè)試裝置，其特征在于所述跳線為金絲跳線，每根直流饋電線與MIM、MIM與被測(cè)芯片之間的金絲跳線各為1根，所述輸入輸出信號(hào)線與被測(cè)芯片之間的金絲跳線為2根。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波芯片測(cè)試裝置，其特征在于所述直流饋電線由SMA接頭引出，由同軸線饋電。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波芯片測(cè)試裝置，其特征在于如果被測(cè)芯片的頻率在30GHz以下，測(cè)試裝置信號(hào)線由SMA接頭引出，由同軸線輸出和輸出信號(hào)；如果被測(cè)芯片的頻率在30GHz以上則測(cè)試裝置的信號(hào)線由K接頭引出，由同軸線輸入和輸出信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波芯片測(cè)試裝置，其特征在于所述襯底呈“回”字型，所述金屬墊塊略大于被測(cè)芯片尺寸，所述被測(cè)芯片與金屬墊塊的厚度之和與介質(zhì)襯底的厚度相適應(yīng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波芯片測(cè)試裝置，其特征在于，所述貼片電容的電容量為10uF，MIM電容的電容量為100pF。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的微波芯片測(cè)試裝置，其特征在于，所述介質(zhì)襯底以及金屬墊塊下部還設(shè)有金屬熱沉，所述金屬墊塊和金屬熱沉為銅塊外表面鍍金。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種微波芯片測(cè)試裝置，包括中間設(shè)有缺口的環(huán)型介質(zhì)襯底，襯底的上表面附著有輸入輸出信號(hào)線、直流饋電線和調(diào)配塊，介質(zhì)襯底為，中間缺口處設(shè)有外層鍍金的金屬墊塊，被測(cè)芯片附著在金屬墊塊的上表面，直流饋電線上固接有貼片電容，直流饋電線的一端通過(guò)跳線與MIM電容的上電極相連，再經(jīng)上電極連接到被測(cè)芯片的直流饋點(diǎn)。本實(shí)用新型不僅消除了直流探針對(duì)微波芯片測(cè)試結(jié)果的影響，而且通過(guò)在信號(hào)的輸入輸出端設(shè)置調(diào)配塊，在測(cè)試的微波芯片的性能同時(shí)，可調(diào)諧微波芯片的性能達(dá)到所需要的頻響，可以廣泛適用于各種微波芯片的測(cè)試需要。
文檔編號(hào)G01R31/00GK2849734SQ200520045600
公開(kāi)日2006年12月20日 申請(qǐng)日期2005年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月12日
發(fā)明者顧建忠, 孫曉瑋, 錢(qián)蓉, 喻筱靜, 張健, 王闖, 李凌云, 余穩(wěn) 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所