專利名稱：一種微波芯片測試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種微波芯片測試裝置，它可以廣泛應(yīng)用于各種功能的微波芯片測試，測試頻率可在40GHz以下適用。
背景技術(shù)：
目前，微波芯片的測試大都使用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀配合探針臺進行測試，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。對于低頻或者射頻頻段的芯片，這樣的測試方法對于測試結(jié)果及成本沒有影響。但是如果頻率繼續(xù)升高，到達微波或者毫米波，直流探針附帶的高頻效應(yīng)將影響微波芯片的測試結(jié)果，而且直流探針饋電的方法，無法在芯片外使用旁路電容來消除這個附加的影響，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現(xiàn)。如果通過對直流探針進行精確建模和測試，去除嵌入的直流探針對微波性能的影響，但是該方法需要巨大的人力和物力，從而使該方法不切實際。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于設(shè)計一種低成本、工藝簡單的微波芯片測試裝置，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試需要。
本實用新型解決技術(shù)問題的技術(shù)方案一種微波芯片測試裝置，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，被測芯片附著在金屬墊塊的上表面；所述輸入、輸出信號線分別設(shè)置在被測芯片的左右兩側(cè)，輸入輸出信號線一端通過跳線與被測芯片相連接，所述調(diào)配塊設(shè)置在輸入和輸出的信號線的上下兩側(cè)；所述直流饋電線設(shè)置在被測芯片的上下兩側(cè)，所述直流饋電線的一端通過跳線與MIM電容的上電極相連，再經(jīng)上電極由跳線連接到被測芯片的直流饋點，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)量與被測微波芯片上的直流饋電點數(shù)量相同，且一一對應(yīng)。
貼片電容用來濾除電源的雜波，應(yīng)當(dāng)靠近被測得微波芯片，但是應(yīng)留出金絲焊點的位置。信號線的輸入和輸出根據(jù)被測芯片頻率、襯底材料相對介電常數(shù)和厚度的不同而不同；直流饋電線對于線寬和長度沒有嚴(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微波芯片的功能和頻率、以及實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)過計算，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與被測芯片之間的金絲跳線各為1根，所述輸入輸出信號線與被測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。
如果被測芯片的頻率在30GHz以下，測試裝置信號線由SMA接頭引出，由同軸線輸出和輸出信號；如果被測芯片的頻率在30GHz以上則測試裝置的信號線由K接頭引出，由同軸線輸入和輸出信號。
所述襯底呈“回”字型，所述金屬墊塊略大于被測芯片尺寸，所述被測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，其電容量與測試的微波芯片無關(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、金屬墊塊與被測微波芯片、襯底與熱沉、貼片電容的固定和SMA接頭與信號線、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。
由以上公開的技術(shù)方案可知，本實用新型與現(xiàn)有的微波芯片測試裝置相比具有如下優(yōu)點避免了傳統(tǒng)的在線測試裝置的直流探針引起的寄生效應(yīng)，該寄生效應(yīng)可能會引起芯片振蕩而無法正常工作，使之可以廣泛適用于各種微波芯片的測試需要。而且通過在信號的輸入輸出端加了調(diào)配塊，在測試的微波芯片的性能同時，也可以調(diào)諧微波芯片的性能達到所需要的頻響。此外，本實用新型還具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低等優(yōu)點。


圖1為本實用新型微波芯片測試裝置的平面俯視圖。
圖2為本實用新型所涉及的一種微波芯片測試裝置的待測芯片與測試裝置電路的連接安裝的A-A斷面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為利用本實用新型所測芯片的飽和功率輸出曲線。
其中1為被測的微波芯片，2為貼片電容的接地通孔，3為被測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為微波信號通路的跳線，9為輸入或輸出微波信號線，10為輸入輸出調(diào)配塊，11為SMA或K接頭，12為測試裝置的介質(zhì)襯底，13為金錫焊料層，14為金屬墊塊，15為金屬熱沉。
具體實施方式
本實用新型設(shè)計的微波芯片測試裝置結(jié)合實際被測芯片實施例及詳細(xì)說明如下如圖1所示，本實用新型設(shè)計的一種微波芯片的測試裝置。信號線9的輸入和輸出根據(jù)被測芯片頻率、介質(zhì)襯底材料相對介電常數(shù)和厚度的不同而不同，本實施例中因為被測芯片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，這樣被測芯片1與整個測試裝置基本等高，利于微波信號跳線8的粘接；輸入輸出信號線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；在每個直流饋電線3上，都需要一個貼片電容5來濾除電源的雜波，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，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，同時也可以根據(jù)被測芯片的直流饋電數(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，同時可以對應(yīng)不同的直流饋電線3的數(shù)目可相應(yīng)調(diào)整。
所述的微波信號線9與外圍的接頭11，根據(jù)被測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)在加工完畢后進行鍍金，以便于金錫焊料13粘接，同時也有利于微波信號跳線8和直流饋電跳線6的粘接。
圖3是利用本實用新型測試的毫米波功率放大器，其中虛線是采用連續(xù)波測試方法所測得到的功率放大器飽和輸出功率，直線是采用直流脈沖測試方法所測得的功率放大器飽和輸出功率。而采用傳統(tǒng)的直流探針臺在線測試，因為直流探針的寄生效應(yīng)引起芯片直流振蕩而無法測試。
權(quán)利要求1.一種微波芯片測試裝置，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，被測芯片附著在金屬墊塊的上表面；所述輸入、輸出信號線分別設(shè)置在被測芯片的左右兩側(cè)，輸入輸出信號線一端通過跳線與被測芯片相連接，所述調(diào)配塊設(shè)置在輸入和輸出的信號線的上下兩側(cè)；所述直流饋電線設(shè)置在被測芯片的上下兩側(cè)，所述直流饋電線的一端通過跳線與MIM電容的上電極相連，再經(jīng)上電極由跳線連接到被測芯片的直流饋點，所述直流饋電線上固接有貼片電容，所說的直流饋電線的數(shù)量與被測微波芯片上的直流饋電點數(shù)量相同，且一一對應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波芯片測試裝置，其特征在于所述跳線為金絲跳線，每根直流饋電線與MIM、MIM與被測芯片之間的金絲跳線各為1根，所述輸入輸出信號線與被測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所述的微波芯片測試裝置，其特征在于如果被測芯片的頻率在30GHz以下，測試裝置信號線由SMA接頭引出，由同軸線輸出和輸出信號；如果被測芯片的頻率在30GHz以上則測試裝置的信號線由K接頭引出，由同軸線輸入和輸出信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波芯片測試裝置，其特征在于所述襯底呈“回”字型，所述金屬墊塊略大于被測芯片尺寸，所述被測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。
專利摘要本實用新型公開了一種微波芯片測試裝置，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跳線與MIM電容的上電極相連，再經(jīng)上電極連接到被測芯片的直流饋點。本實用新型不僅消除了直流探針對微波芯片測試結(jié)果的影響，而且通過在信號的輸入輸出端設(shè)置調(diào)配塊，在測試的微波芯片的性能同時，可調(diào)諧微波芯片的性能達到所需要的頻響，可以廣泛適用于各種微波芯片的測試需要。
文檔編號G01R31/00GK2849734SQ200520045600
公開日2006年12月20日 申請日期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, 錢蓉, 喻筱靜, 張健, 王闖, 李凌云, 余穩(wěn) 申請人:中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所