毫米波單片電路芯片的可靠性測(cè)試系統(tǒng)及其測(cè)試方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種毫米波單片電路芯片的可靠性測(cè)試系統(tǒng)及其測(cè)試方法，涉及測(cè)量電變量的裝置或方法【技術(shù)領(lǐng)域】。所述系統(tǒng)包括在片測(cè)試模塊和直流饋電模塊，所述在片測(cè)試模塊包括單片電路鎢銅載片、四個(gè)第一濾波電容以及四個(gè)第二濾波電容；所述直流饋電模塊包括銅支撐件、四個(gè)側(cè)面銅片以及四個(gè)穿心電容。所述系統(tǒng)基于常規(guī)測(cè)試夾具，設(shè)計(jì)并制作了單片電路芯片的在片測(cè)試模塊，使用該模塊，在可靠性試驗(yàn)前后可對(duì)單片電路芯片進(jìn)行微波測(cè)試，具有成本低，易實(shí)現(xiàn)，使用方便的特點(diǎn)。
【專利說明】毫米波單片電路芯片的可靠性測(cè)試系統(tǒng)及其測(cè)試方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及測(cè)量電變量的裝置或方法【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種毫米波單片電路芯 片的可靠性測(cè)試系統(tǒng)及其測(cè)試方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 基于半導(dǎo)體材料可制作毫米波單片電路芯片，為了驗(yàn)證毫米波單片電路芯片可靠 性，需要開展高溫反偏、功率老煉等試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)前后需要對(duì)單片電路芯片直流及微波參數(shù)進(jìn) 行測(cè)試。
[0003] 單片電路芯片為裸芯片形式，無法直接開展高溫反偏、功率老煉實(shí)驗(yàn)，需要裝配在 夾具內(nèi)才能開展可靠性試驗(yàn)，試驗(yàn)前后使用直流及微波測(cè)系統(tǒng)對(duì)裝配在夾具中的單片電路 芯片進(jìn)行測(cè)試。而對(duì)于毫米波單片電路芯片，如果頻率高達(dá)90GHz，因?yàn)闇y(cè)試夾具插損太大， 只能進(jìn)行夾具直流測(cè)試，無法進(jìn)行夾具微波測(cè)試，只能采用裸芯片在片測(cè)試的方法進(jìn)行微 波測(cè)試，而裸芯片裝配在夾具中。常規(guī)方法中，在片測(cè)試模塊不可拆卸，由于測(cè)試模塊具有 一定厚度，背面不平，放置在在片微波測(cè)試系統(tǒng)載臺(tái)上時(shí)不容易固定，且模塊側(cè)墻會(huì)影響微 波測(cè)試探針，造成在片測(cè)試很困難，同時(shí)由于濾波電容面積小，且遠(yuǎn)離單片電路芯片，無法 放置直流探針，需要把與單片電路芯片直流壓點(diǎn)連接的鍵合金絲去除，把直流探針放置在 單片電路芯片直流壓點(diǎn)上，才能進(jìn)行微波測(cè)試，鍵合金絲去除后，會(huì)遺留一部分金絲，在高 頻時(shí)嚴(yán)重影響測(cè)試結(jié)果，測(cè)試數(shù)據(jù)誤差大。故采用常規(guī)的方法無法在高溫反偏、功率老煉實(shí) 驗(yàn)試驗(yàn)后進(jìn)行在片微波測(cè)試。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種毫米波單片電路芯片的可靠性測(cè)試系統(tǒng) 及其測(cè)試方法，所述系統(tǒng)基于常規(guī)測(cè)試夾具，設(shè)計(jì)并制作了單片電路芯片的在片測(cè)試模塊， 使用該模塊，在可靠性試驗(yàn)前后可對(duì)單片電路芯片進(jìn)行微波測(cè)試，具有成本低，易實(shí)現(xiàn)，使 用方便的特點(diǎn)。
[0005] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是；一種毫米波單片電路芯片的 可靠性測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于：所述系統(tǒng)包括在片測(cè)試模塊和直流饋電模塊，所述在片測(cè)試 模塊包括單片電路鶴銅載片、第一濾波電容W及第二濾波電容，所述第一濾波電容設(shè)有四 個(gè)，圍合成矩形布置在單片電路鶴銅載片上表面的四個(gè)角處；所述第二濾波電容設(shè)有四個(gè)， 位于所述第一濾波電容圍合成的矩形內(nèi)，并圍合成矩形布置在所述單片電路鶴銅載片的中 部，第二濾波電容圍合成的矩形內(nèi)用于放置被測(cè)試的毫米波單片電路芯片，所述第一濾波 電容的一端設(shè)有金屬引出線，第一濾波電容的另一端通過鍵合金絲與與其距離最接近的第 二濾波電容的一端相連接，所述第二濾波電容的另一端為與被測(cè)試的毫米波單片電路芯片 的連接端；所述直流饋電模塊包括銅支撐件、側(cè)面銅片W及穿也電容，所述側(cè)面銅片設(shè)有四 個(gè)，分別焊接在所述銅支撐件的四個(gè)角處，每個(gè)側(cè)面銅片上設(shè)有一個(gè)穿也電容，所述穿也電 容的一端息空，另一端與放置在銅支撐件上表面在片測(cè)試模塊第一濾波電容上的金屬引出 線連接；第二濾波電容上設(shè)有直流探針接觸點(diǎn)，第一濾波電容的電極面積大于鍵合金絲直 徑的兩倍，距離第二濾波電容大于3mm。
[0006] 進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案在于；所述單片電路鶴銅載片上設(shè)有過孔，所述在片測(cè)試 模塊通過螺栓固定在直流饋電模塊的銅支撐件的上表面。
[0007] 本發(fā)明還公開了一種毫米波單片電路芯片的可靠性測(cè)試方法，其特征在于包括W 下步驟： (1) 制作單片電路芯片的在片測(cè)試模塊； (2) 將被測(cè)試的毫米波單片電路芯片裝配在所述在片測(cè)試模塊上； (3) 使用在片微波測(cè)試系統(tǒng)對(duì)裝配在在片測(cè)試模塊上的單片電路芯片進(jìn)行微波參數(shù)測(cè) 試； (4) 制作直流饋電模塊； (5) 將所述在片測(cè)試模塊裝配到所述直流饋電模塊上，構(gòu)成毫米波單片電路芯片的可 靠性測(cè)試系統(tǒng)； (6) 使用所述可靠性測(cè)試系統(tǒng)對(duì)所述單片電路芯片進(jìn)行直流參數(shù)測(cè)試； (7) 使用所述可靠性測(cè)試系統(tǒng)對(duì)所述單片電路芯片進(jìn)行可靠性測(cè)試； (8) 使用所述可靠性測(cè)試系統(tǒng)對(duì)所述單片電路芯片進(jìn)行直流參數(shù)測(cè)試； (9) 拆卸所述可靠性測(cè)試系統(tǒng)，將在片測(cè)試模塊和直流饋電模塊分離，取出在片測(cè)試模 塊； (10) 用在片微波測(cè)試系統(tǒng)對(duì)裝配在在片測(cè)試模塊上的單片電路芯片進(jìn)行微波參數(shù)測(cè) 試。
[0008] 進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案在于，所述步驟（1)具體為；將第一濾波電容燒結(jié)在單片 電路鶴銅載片的邊緣，單片電路芯片燒結(jié)在鶴銅載片的中央，第二濾波電容燒結(jié)在所述單 片電路芯片的周圍，并緊貼單片電路芯片直流壓點(diǎn)，所述單片電路芯片與第二濾波電容之 間、第二濾波電容與第一濾波電容之間通過金絲鍵合，形成在片測(cè)試模塊。
[0009] 采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于：所述系統(tǒng)的在片測(cè)試模塊可拆卸，背 面平整度高，可牢固的放置在在片微波測(cè)試系統(tǒng)載臺(tái)上，可輕松實(shí)現(xiàn)單片電路芯片的在片 微波測(cè)試。同時(shí)，通過采用大面積濾波電容，優(yōu)化電容位置，直流探針測(cè)試時(shí)放置在電容上， 而不是單片電路芯片直流壓點(diǎn)上，試驗(yàn)后無需把單片電路芯片上的鍵合金絲去除，只需拆 掉在片測(cè)試模塊便可實(shí)現(xiàn)在片微波測(cè)試，實(shí)現(xiàn)了試驗(yàn)前后對(duì)單片電路芯片直流參數(shù)及微波 參數(shù)的測(cè)試，具有成本低，易實(shí)現(xiàn)，使用方便的特點(diǎn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0011] 圖1是本發(fā)明中在片測(cè)試模塊的俯視結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本發(fā)明所述可靠性測(cè)試系統(tǒng)的主視結(jié)構(gòu)示意圖； 其中：1、單片電路鶴銅載片2、第一濾波電容3、第二濾波電容4、毫米波單片電路芯 片5、金屬引出線6、鍵合金絲7、銅支撐件8、側(cè)面銅片9、穿也電容10、直流探針接觸點(diǎn)。

【具體實(shí)施方式】
[0012] 下面結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整 地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于 本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他 實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0013] 在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)W便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明還可W 采用其他不同于在此描述的其它方式來實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可W在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的 情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實(shí)施例的限制。
[0014] 如圖1和圖2所示，本發(fā)明公開了一種毫米波單片電路芯片的可靠性測(cè)試系統(tǒng)，所 述系統(tǒng)包括在片測(cè)試模塊和直流饋電模塊。所述在片測(cè)試模塊包括單片電路鶴銅載片1、第 一濾波電容2 W及第二濾波電容3,單片電路鶴銅載片1的上下表面比較平整。所述第一濾 波電容2設(shè)有四個(gè)，圍合成矩形布置在單片電路鶴銅載片1上表面的四個(gè)角處；所述第二濾 波電容3設(shè)有四個(gè)，位于所述第一濾波電容2圍合成的矩形內(nèi)，并圍合成矩形布置在所述單 片電路鶴銅載片1的中部，第一濾波電容圍合成的矩形與第二濾波電容圍合成的矩形角與 角相對(duì)。第二濾波電容3圍合成的矩形內(nèi)用于放置被測(cè)試的毫米波單片電路芯片4,所述第 二濾波電容靠近毫米波單片電路芯片4上的直流壓點(diǎn)。
[0015] 所述第一濾波電容2的一端設(shè)有金屬引出線5,第一濾波電容2的另一端通過鍵合 金絲6與與其距離最接近的第二濾波電容3的一端相連接，所述第二濾波電容3的另一端 為與被測(cè)試的毫米波單片電路芯片4的連接端；所述直流饋電模塊包括銅支撐件7、側(cè)面銅 片8 W及穿也電容9,所述側(cè)面銅片8設(shè)有四個(gè)，分別焊接在所述銅支撐件7的四個(gè)角處，每 個(gè)側(cè)面銅片8上設(shè)有一個(gè)穿也電容9,所述穿也電容9的一端息空，另一端與放置在銅支撐 件7上表面在片測(cè)試模塊第一濾波電容2上的金屬引出線5連接。
[0016] 所述單片電路鶴銅載片1上設(shè)有兩個(gè)過孔10,所述在片測(cè)試模塊通過螺栓可分離 的固定在直流饋電模塊的銅支撐件7的上表面，第一濾波電容2的電極面積大于鍵合金絲 6直徑的兩倍，距離第二濾波電容3大于3mm。
[0017] 本發(fā)明還公開了一種毫米波單片電路芯片的可靠性測(cè)試方法，該方法已經(jīng)成功應(yīng) 用于90GHz InP毫米波低噪聲單片電路芯片可靠性試驗(yàn)中，芯片描述；1)柵寬；Imm ;2)工 作頻率90GHz?！揪唧w實(shí)施方式】如下所述： 1)將第一濾波電容2燒結(jié)在鶴銅載片邊緣，單片電路芯片燒結(jié)在鶴銅載片中央，第二 濾波電容3燒結(jié)在單片電路兩側(cè)，緊貼單片電路直流壓點(diǎn)。
[0018] 2)單片電路芯片與第二濾波電容之間、第二濾波電容與第一濾波電容之間使用金 絲進(jìn)行鍵合形成在片測(cè)試模塊，使用探針微波測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試單片電路微波參數(shù)，結(jié)果如表1 所示，第二濾波電容上設(shè)有直流探針接觸點(diǎn)10。
[0019] 3)裝配直流饋電模塊，穿也電容固定在側(cè)面銅片上，側(cè)面銅片固定在銅支撐件上。
[0020] 4)把在片測(cè)試模塊通過螺釘固定在直流饋電模塊的銅支撐件上。
[0021] 8)通過謝子使得穿電容與第一濾波電容相連。
[002引 9)測(cè)試單片電路芯片直流參數(shù)，如表1所示。
[002引 10)開展單片電路芯片功率老煉試驗(yàn)，電壓通過穿也電容、第一濾波電容、第二濾 波電容夾在被測(cè)試的單片電路芯片上，其中：電壓1.5V，電流30mA，結(jié)溫275度，時(shí)間lOh。 [0024] 11)試驗(yàn)結(jié)束，測(cè)試單片電路芯片直流參數(shù)，如表1所示。
[0025] 12)使用謝子使得穿也電容與第一濾波電容分離，掙掉螺釘，從銅支撐件上取下在 片測(cè)試模塊。
[0026] 13)使用探針微波測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試單片電路芯片微波參數(shù)，如表1所示。
[0027] 表1毫米波單片電路試驗(yàn)前后測(cè)試結(jié)果

【權(quán)利要求】
1. 一種毫米波單片電路芯片的可靠性測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于：所述系統(tǒng)包括在片測(cè)試 模塊和直流饋電模塊，所述在片測(cè)試模塊包括單片電路鎢銅載片（1)、第一濾波電容（2)以 及第二濾波電容（3)，所述第一濾波電容（2)設(shè)有四個(gè)，圍合成矩形布置在單片電路鎢銅載 片（1)上表面的四個(gè)角處；所述第二濾波電容（3)設(shè)有四個(gè)，位于所述第一濾波電容（2)圍 合成的矩形內(nèi)，并圍合成矩形布置在所述單片電路鎢銅載片（1)的中部，第二濾波電容（3) 圍合成的矩形內(nèi)用于放置被測(cè)試的毫米波單片電路芯片（4)，所述第一濾波電容（2)的一 端設(shè)有金屬引出線（5)，第一濾波電容（2)的另一端通過鍵合金絲（6)與與其距離最接近的 第二濾波電容（3)的一端相連接，所述第二濾波電容（3)的另一端為與被測(cè)試的毫米波單 片電路芯片（4)的連接端；所述直流饋電模塊包括銅支撐件（7)、側(cè)面銅片（8)以及穿心電 容（9)，所述側(cè)面銅片（8)設(shè)有四個(gè)，分別焊接在所述銅支撐件（7)的四個(gè)角處，每個(gè)側(cè)面銅 片（8)上設(shè)有一個(gè)穿心電容（9)，所述穿心電容（9)的一端懸空，另一端與放置在銅支撐件 (7)上表面在片測(cè)試模塊第一濾波電容（2)上的金屬引出線（5)連接；第二濾波電容（3)上 設(shè)有直流探針接觸點(diǎn)（10)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的毫米波單片電路芯片的可靠性測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于：所述 單片電路鎢銅載片（1)上設(shè)有過孔（10)，所述在片測(cè)試模塊通過螺栓固定在直流饋電模塊 的銅支撐件（7)的上表面，第一濾波電容（2)的電極面積大于鍵合金絲（6)直徑的兩倍，距 離第二濾波電容（3)大于3mm。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種毫米波單片電路芯片的可靠性測(cè)試方法，其特征在于包 括以下步驟： (1) 制作單片電路芯片的在片測(cè)試模塊； (2) 將被測(cè)試的毫米波單片電路芯片（4)裝配在所述在片測(cè)試模塊上； (3) 使用在片微波測(cè)試系統(tǒng)對(duì)裝配在在片測(cè)試模塊上的單片電路芯片進(jìn)行微波參數(shù)測(cè) 試； (4) 制作直流饋電模塊； (5) 將所述在片測(cè)試模塊裝配到所述直流饋電模塊上，構(gòu)成毫米波單片電路芯片的可 靠性測(cè)試系統(tǒng)； (6) 使用所述可靠性測(cè)試系統(tǒng)對(duì)所述單片電路芯片進(jìn)行直流參數(shù)測(cè)試； (7) 使用所述可靠性測(cè)試系統(tǒng)對(duì)所述單片電路芯片進(jìn)行可靠性測(cè)試； (8) 使用所述可靠性測(cè)試系統(tǒng)對(duì)所述單片電路芯片進(jìn)行直流參數(shù)測(cè)試； (9) 拆卸所述可靠性測(cè)試系統(tǒng)，將在片測(cè)試模塊和直流饋電模塊分離，取出在片測(cè)試模 塊； (10) 用在片微波測(cè)試系統(tǒng)對(duì)裝配在在片測(cè)試模塊上的單片電路芯片進(jìn)行微波參數(shù)測(cè) 試。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的毫米波單片電路芯片的可靠性測(cè)試方法，其特征在于所述步 驟（1)具體為：將第一濾波電容燒結(jié)在單片電路鎢銅載片的邊緣，單片電路芯片燒結(jié)在鎢 銅載片的中央，第二濾波電容燒結(jié)在所述單片電路芯片的周圍，并緊貼單片電路芯片直流 壓點(diǎn)，所述單片電路芯片與第二濾波電容之間、第二濾波電容與第一濾波電容之間通過金 絲鍵合，形成在片測(cè)試模塊。
【文檔編號(hào)】G01R31/28GK104237769SQ201410534272
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年10月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月11日
【發(fā)明者】默江輝, 楊中月, 李亮, 崔玉興, 付興昌, 蔡樹軍, 楊克武 申請(qǐng)人:中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十三研究所