射频探针台是怎么工作的?

导读

  在半导体、微电子及通信技术飞速发展的今天,芯片的集成度越来越高,频率也迈入了千兆赫甚至太赫兹的领域。如何在这些肉眼难辨的微小芯片上,精确地测量其高频性能?这时就需要用到射频探针台了。频探针台不仅仅是一个简单的载物平台,更是一个集精密机械、微波工程和自动化控制于一体的高科技系统。那么大家知道射频探针台是怎么工作的吗?下面键德测试测量小编就带大家一起来看看吧!


射频探针台是怎么工作的?

射频探针台
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  一、建立可靠的射频连接


  射频探针台根本的工作,是在晶圆或裸片上,为测试仪器(如网络分析仪)和被测器件(DUT)之间,建立起一条临时但极其精确的射频连接路径。在直流或低频领域,普通的测试探针或许就能胜任,但在射频(通常指MHz至GHz范围)领域,任何微小的连接瑕疵都可能导致信号反射、损耗和失真,使测试结果毫无意义。因此,射频探针台的核心使命,就是确保从测试仪器发出的射频信号,通过同轴电缆,无损地传输到探针尖端,再精确地施加到芯片上微米级的焊盘上,并将响应信号同样精准地回传。这条路径的完整性,是所有高频测试得以进行的基础。


  二、精密定位与屏蔽环境


  为了实现上述使命,射频探针台由几个关键部件协同工作。首先是高精度三维定位系统,通常由多轴马达驱动,通过手柄或软件控制,能够实现亚微米级别的移动。操作者通过显微镜观察,将直径仅有几十微米的探针尖端,精准地对准并轻柔地接触到芯片上的焊盘。其次是射频探针本身,它是一个微型工程奇迹,内部包含了与同轴电缆相匹配的微型同轴结构,尖端则是特殊的接触针(如铍铜针),确保在微小压力下形成稳定的电接触。最后,为了屏蔽外界电磁干扰,整个测试区域通常被一个金属屏蔽箱所包围,形成一个法拉第笼,保证测试环境的纯净,确保测量结果的准确性。


  三、从视觉对准到信号传输


  射频探针台的工作流程是一个严谨而精细的过程。首先,操作者将承载着芯片的晶圆放置在承片台上,并通过显微镜找到需要测试的芯片。接着,启动三维定位系统,在视觉引导下,小心翼翼地将探针下降,直至其尖端与芯片焊盘接触。这一步对操作者的经验和耐心要求极高。当所有探针(通常有多个,用于信号、接地等)都准确接触后,测试便可以开始。此时,网络分析仪等测试仪器发出的射频信号,沿着“同轴电缆-探针-芯片焊盘-芯片内部电路-芯片焊盘-探针-同轴电缆”的闭环路径进行传输和测量。测试完成后,探针台会自动或手动抬起探针,移动到下一个芯片或测试点,重复上述过程,实现自动化、高效率的晶圆级测试。


  通过上述介绍可以看出,射频探针台通过高精度定位系统和专用射频探针,在屏蔽环境下,为测试仪器与芯片之间架起了一座可靠的信号桥梁。它将宏观世界的测试指令,精准地投射到微观世界的电路上,并忠实地带回测试数据。正是这台看似不起眼的设备,支撑着从5G通信、卫星雷达到高端芯片设计的整个高频电子产业的创新与发展,是现代电子工程研发与生产中不可或缺的关键工具。

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