本發(fā)明涉及微波電路測試設(shè)備，尤其涉及一種低不連續(xù)性空氣共面射頻微波探針及制備方法。

背景技術(shù)：

1、集成電路設(shè)計業(yè)的發(fā)展帶來大量設(shè)計驗證測試的需求，測試既是集成電路產(chǎn)業(yè)鏈的一環(huán)，也是集成電路產(chǎn)品驗證出廠時的關(guān)鍵步驟。探針對集成電路晶圓芯片的特性進行準確測量以改進設(shè)計和制造工藝，對發(fā)展高速和微波集成電路至關(guān)重要。因而微波集成電路測試技術(shù)在當(dāng)前的集成電路產(chǎn)業(yè)中占有相當(dāng)重要的地位。

2、國際上對于微波探針的研究起始于上世紀八十年代，發(fā)起相關(guān)研究的國家主要是美國。在80年代初，美國tektronix公司制成了最早的射頻圓晶片探針模型tmp9600。1983年cascade?microtech公司推出了wph探針，wph探針的頻率在1987年達到了50ghz，以滿足迅速開發(fā)的單片微波集成電路(mmic)的需要。

3、然而當(dāng)時探針使用的是共面陶瓷材料，陶瓷的特性是不能太彎曲，因而其壓觸的彈性不大，極易在測試中損壞，即使可以替換，其昂貴的價格仍然限制了它的應(yīng)用，且其支持的射頻頻率也較低。1988年，ggb工業(yè)公司發(fā)明基于微同軸電纜的射頻探針并申請專利，它采用微同軸電纜作為中間過渡媒質(zhì)，通過機械方面的改進顯著改善延長了探針的壽命，并使得探針的重新打造成本降低，簡化了制造工藝。

4、同時期，cascade公司在1994年展示了新型的40-ghz空氣-共面探針(acp)到目前為止，由于acp的柔軟材質(zhì)及無損式接觸，且針尖清晰、損耗低，許多工程師使用acp探測金壓點。acp探針成為現(xiàn)階段使用最為廣泛的探針。

5、一個傳統(tǒng)的acp射頻微波探針由以下幾部分組成：

6、與測試設(shè)備儀器相連的同軸轉(zhuǎn)接口、從測試接口到微同軸電纜的轉(zhuǎn)接、微同軸電纜到平面波導(dǎo)(cpw)的轉(zhuǎn)換、共面接口到接觸點部分，即針尖。

7、從acp的實現(xiàn)結(jié)構(gòu)可以看出，由于工藝焊接焊點等因素，必然存在不連續(xù)性電容，信號在完成測試傳輸時需要完成多次轉(zhuǎn)換，影響信號高速、無色散傳輸，造成信號失真。

8、基于此，需要開發(fā)設(shè)計出一種低不連續(xù)性的空氣共面射頻微波探針。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明實施方式提供了一種低不連續(xù)性空氣共面射頻微波探針及制備方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中的微波探針在測試傳輸時需要完成多次轉(zhuǎn)換，影響信號傳輸?shù)膯栴}。

2、第一方面，本發(fā)明實施方式提供了一種低不連續(xù)性空氣共面射頻微波探針，包括：

3、殼體、同軸接口以及探針組件；

4、所述同軸接口包括：內(nèi)導(dǎo)體以及固定組件；

5、所述內(nèi)導(dǎo)體同軸地固定設(shè)置在所述固定組件內(nèi)部，所述內(nèi)導(dǎo)體的前端外露于所述固定組件的前端；

6、所述探針組件固定設(shè)置于所述殼體的前端；

7、所述同軸接口固定設(shè)置于所述殼體的后端，所述內(nèi)導(dǎo)體的前端與所述探針組件的后端連接為一體。

8、在一種可能實現(xiàn)的方式中，所述內(nèi)導(dǎo)體為至少四級臺階的圓柱體；

9、所述內(nèi)導(dǎo)體的臺階直徑從前到后依次增大；

10、所述內(nèi)導(dǎo)體最前端的臺階與所述探針組件的后端連接；

11、所述內(nèi)導(dǎo)體通過除前端臺階和后端臺階以外的臺階與所述固定組件的內(nèi)部固定連接。

12、在一種可能實現(xiàn)的方式中，所述固定組件包括：支撐介質(zhì)以及同軸外殼，所述支撐介質(zhì)為絕緣體，所述同軸外殼為導(dǎo)體；

13、所述內(nèi)導(dǎo)體為圓柱體，所述內(nèi)導(dǎo)體貫穿所述支撐介質(zhì)并與所述支撐介質(zhì)固定連接；

14、所述支撐介質(zhì)固定設(shè)置在所述同軸外殼內(nèi)部；

15、所述同軸外殼的前端為圓柱體，所述同軸外殼的前端設(shè)有螺紋，所述同軸外殼通過前端的螺紋與所述殼體旋接。

16、在一種可能實現(xiàn)的方式中，所述支撐介質(zhì)包括：第一支撐介質(zhì)以及第二支撐介質(zhì)；

17、所述內(nèi)導(dǎo)體設(shè)有第一安裝臺階以及第二安裝臺階，所述第一安裝臺階的直徑大于所述第二安裝臺階的直徑，所述第一安裝臺階位于所述第二安裝臺階的后端；

18、所述第一支撐介質(zhì)以及所述第二支撐介質(zhì)均設(shè)有安裝孔，所述內(nèi)導(dǎo)體的第一安裝臺階貫穿地固定于所述第一支撐介質(zhì)的安裝孔中，所述內(nèi)導(dǎo)體的第二安裝臺階貫穿地固定于所述第二支撐介質(zhì)的安裝孔中；

19、所述第一支撐介質(zhì)的兩個端面設(shè)有環(huán)形的槽，所述第一支撐介質(zhì)設(shè)有貫穿兩個端面的孔。

20、在一種可能實現(xiàn)的方式中，所述第一支撐介質(zhì)以及所述第二支撐介質(zhì)均為聚醚醚酮材料。

21、在一種可能實現(xiàn)的方式中，所述探針組件包括：第一帶線、第二帶線以及探針本體；

22、所述第一帶線焊接在所述探針本體的針尖上方；

23、所述第二帶線焊接在所述探針本體的針尖下方；

24、所述第一帶線以及所述第二帶線均為表面鍍金錫的玻璃基板；

25、所述第一帶線以及所述第二帶線的表面面積均小于所述探針本體的表面面積，所述探針本體的前端以及所述探針本體的后端分別外露于所述第一帶線與所述第二帶線構(gòu)成的夾層。

26、在一種可能實現(xiàn)的方式中，所述殼體包括：第一殼體以及第二殼體；

27、所述同軸接口固定設(shè)置于所述殼體的后端，所述內(nèi)導(dǎo)體的前端與所述探針組件的后端連接為一體；

28、所述探針組件設(shè)置在所述第二殼體與所述第一殼體之間，通過將所述第二殼體壓緊在所述第一殼體上，實現(xiàn)將所述探針組件扣壓在所述殼體的前端。

29、在一種可能實現(xiàn)的方式中，所述內(nèi)導(dǎo)體、所述第一殼體以及所述第二殼體的表面分別鍍有au。

30、第二方面，本發(fā)明實施方式提供了一種低不連續(xù)性空氣共面射頻微波探針的制備方法，用于實現(xiàn)如上第一方面或第一方面的任一種可能的實現(xiàn)方式所述的低不連續(xù)性空氣共面射頻微波探針，所述低不連續(xù)性空氣共面射頻微波探針的制備方法包括：

31、通過薄膜工藝加工第一帶線以及第二帶線；

32、通過uv-liga精密加工探針針尖；

33、對內(nèi)導(dǎo)體、第一外殼以及第二外殼表面電鍍au；

34、將所述內(nèi)導(dǎo)體用第一支撐介質(zhì)以及第二支撐介質(zhì)固定；

35、將所述內(nèi)導(dǎo)體、所述第一支撐介質(zhì)以及所述第二支撐介質(zhì)用同軸外殼固定，形成同軸接口；

36、將所述第一帶線、所述探針本體以及所述第二帶線焊接為三明治結(jié)構(gòu)；

37、將所述同軸接口安裝在第一外殼；

38、將所述三明治結(jié)構(gòu)焊接在所述第一外殼上；

39、將所述探針本體的針尖尾部與所述同軸接頭焊接；

40、將所述探針本體的地針燒焊在所述第一外殼上；

41、將所述第二外殼焊接在所述第一外殼上。

42、在一種可能實現(xiàn)的方式中，所述將所述第一帶線、所述探針本體以及所述第二帶線焊接為三明治結(jié)構(gòu)，包括：

43、將所述第一帶線通過ctow共晶焊精密定位焊接在探針本體上方；

44、將所述第二帶線通過植球焊接在所述探針本體下方。

45、本發(fā)明實施方式與現(xiàn)有技術(shù)相比存在的有益效果是：

46、本發(fā)明實施方式公開了一種低不連續(xù)性空氣共面射頻微波探針，其為了降低介質(zhì)支撐柱對探針不連續(xù)性的影響，采用打孔的形式來降低支撐介質(zhì)的有效介電常數(shù)，使其更接近空氣，降低不連續(xù)性。本發(fā)明實施方式對于內(nèi)部多級寬帶匹配所引入的不連續(xù)性電容，通過仿真優(yōu)化引入高阻傳輸線對不連續(xù)性電容進行了補償。本發(fā)明實施方式對于內(nèi)部唯一的互聯(lián)焊點，對探針本體針尖尾部進行仿真優(yōu)化來減小焊點帶來的阻抗階躍，降低不連續(xù)性。本發(fā)明實施方式探針本體針尖采用紫外光刻微電鑄工藝制作(uv-liga)制作，具有極高的精度和可重復(fù)性。本發(fā)明實施方式探針本體針尖采用玻璃帶線共晶焊定位夾持，有效保證傳輸針和地針之間的間距，保證測試針尖強度。為了實現(xiàn)頻率范圍覆蓋dc-67ghz，采用多級階梯匹配、多種介電常數(shù)材料匹配。為了獲得較低的傳輸損耗，射頻微波探針內(nèi)導(dǎo)體采用電鍍au方案。為了使待測器件與探針之間獲得足夠的接觸力，探針本體針尖，針尖為可塑性比較強的鎳材料。同時在鎳上電鍍金來降低損耗。為了使待測器件與探針更加充分接觸，第二外殼做到了減薄，底部空間設(shè)計足夠大，盡可能不影響待測件。