射频探针的发展史

方式而重新敲打出来。

3） 电器特性得到了改善。

4） 简化制造工艺。

5） 降低成本。

在1993年，GGB公司在IEEE理论和技术协会的国际微波年会上（IMS）介绍了W-波段探针。在1999年，它们的探针达到了220GHz，在2006年又进一步扩展到325GHz，在2012年又达到了500GHz。加上与供应商的密切合作，如Karl Suss（后来的SUSS MicroTech），GGB工业公司成为全世界射频市场上最有影响力的公司之一。

同时期，Cascade公司在1994年的第43届春季ARFTG会议上展示了新型的40-GHz空气-共面探针（ACP）（图5）。几年之内，ACP探针迅速达到了110GHz（1-mm连接器模型）和140GHz（基于波导模型），代替了WPH生产线。到目前为止，由于ACP的柔软及无损式接触，许多工程师喜欢将ACP用于探测金压点。

图4、来自GGB 工业公司的Picoprobe 探针

图5 、Cascade Microtech 公司的ACP 探针

图6、Z∣-探针模型。

图7、Cascade Microtech 公司的Infinity 探针

在2000年，Rosenberger公司强势推出了一个用于PCB应用、具有明显超过传统技术的射频探针的新概念，将探针的几何尺寸缩小到圆晶片层次所要求的水平，并于2001年推出了新的射频圆晶探针∣Z∣-探针。∣Z∣-探针可以覆盖40GHz范围并且实现了若干种创新思想。

1） 这个探针没有使用微同轴电缆。实现了从同轴连接到空气绝缘共面接触线的直接过渡。

2） 这个过渡是在探针体内制作的，这便允许对过渡点进行一个准确的优化，从而将可能的不连续性减到最小。

3） 共面接触是采用一个紫外光刻和电镀工艺（UV-LIGA）制作的，这个工艺与制作MEMS 产品的工艺类似。其极高的精度和可重复性可以形成CPW线和一个恒定的空气气隙非常准确的形状。

在90年代中期，硅被大量应用于射频领域。这给射频探针的制作带来一些挑战。从传统上讲，射频探针的接触是用铍（beryllium）-铜（BeCu）制作的。在探测硅器件和电路的铝接触压点时，这种材料就会变得很麻烦。BeCu极尖的迅速氧化和脏物的累积会导致对铝接触压点的接触重复性的极大降低。为了解决这个问题，供应商提供了带有钨（W）极尖的射频探针。操作多用途测量装置的测试工程师们在每次改变DUT类型（硅或III-V族复合物半导体）时，都被迫要更换探针，即使测试的频率范围保持不变。∣Z∣-探针也致力于解决这种不便之处。共面接触是由镍（Ni）来制作的，在与铝和金的接触压点上均展示出最佳的接触性能。随后，其它射频探针的供应商也开始提供用Ni或Ni合金来制作极尖的多用途探针。

随着对MOS和BICMOS器件的射频特性及缩小DUT接触点尺寸不断增长的需求，CascadeMicrotech公司在2002年的第59届春季自动射频技术组织（Automatic RF Techniques Group-ARFTG）微波测量大会上介绍了基于薄膜技术的新的圆晶探针。这个方法是基于Cascade公司的Pyramid Probe Card 技术。在一个柔软的聚酰亚胺薄膜基片上的微带线从同轴线通过非氧化稀有金属探针极尖向DUT传输信号。Ni探针极尖的接触面积大约为12μm x12 μm，从而可以探测极小的接触压点。这个新型的Infinity 探针展示了卓越的接触的一致性和探针-到-探针的很低的串扰。

Cascade公司提供了工作在110GHz一下不同规格的Infinity探针。用于220和325GHz 测量的基于波导的探针是分别于2005和2007年推出的。在Cascade于2009年后期开始提供用于500GHz-波段的Infinity探针。

在2009-2011年间，两个新成员进入了成熟的探针市场：带有微机械加工的探针DMPI 瞄准的是新兴的亚太赫兹（sub-THz）市场。来自台湾的Allstron公司为110GHz以下的应用提供了并不昂贵的探针，其中，测试成本的降低是最主要的要求。来自于Allstron公司的探针是一种基于微同轴电缆的传统设计。接触结构是空气绝缘的CPW线。它类似于ACP，但是极尖被做成一定的形状来探测具有很小钝化窗口（passivation windows）的铝压点。

图8、Allstron 公司的射频探针

现代对于射频圆晶探针的设计将测试信号从一个三维媒质（同轴电缆或矩形波导）转换到两维（共面）探针的接触上。这种操作需要对传输媒质的特性阻抗Z0进行仔细的处理，并且要在不同传播模式之间进行电磁能量的正确转换。虽然晶片探针的输入是一个标准化同轴或波导界面，但它的输出（探针极尖）则可以实现不同的设计概念。这些界面，特别是探针极尖，会将不连续性带入到测量信号路径中。这种不连续性本身会产生高阶传播模。因此，圆晶探针和DUT激励必须只能支持单个准-TEM传播模式并且要排除高阶模或者对高