文獻標識碼: A
DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.200903
中文引用格式: 張曉慶,劉德喜,祝大龍,等. DC-40 GHz通用化BGA封裝的射頻微系統(tǒng)測試技術(shù)研究[J].電子技術(shù)應用,2021,47(1):2-6,10.
英文引用格式: Zhang Xiaoqing,Liu Dexi,Zhu Dalong,et al. Research on generalized testing technology of DC-40 GHz RF microsystem in BGA package[J]. Application of Electronic Technique,2021,47(1):2-6,10.
0 引言
球柵陣列(Ball Grid Array,BGA)封裝技術(shù)由美國Motorola公司于1989年開發(fā),其使用焊球取代傳統(tǒng)封裝的金屬絲和連接器,并以面陣列的形式排列于基板背面來連接集成電路中傳輸?shù)碾娦盘?sup>[1],從而實現(xiàn)在I/O數(shù)目上的大大增加,同時可以使電信號連接距離大幅縮小,提高信號傳遞速度,減少信號損耗與延遲。隨著微電子封裝技術(shù)向小尺寸、低功耗、高性能等方向飛速發(fā)展,射頻微系統(tǒng)集成技術(shù)符合未來電子器件小型化發(fā)展趨勢的要求[2],因此作為常用實現(xiàn)形式之一的BGA封裝技術(shù)近年來愈發(fā)受到關注。
由于球柵陣列(BGA)封裝端口非連接器結(jié)構(gòu),無法直接連接矢量網(wǎng)絡分析儀進行S參數(shù)測量,因此對BGA封裝的測試夾具的引入必不可少。為實現(xiàn)夾具與測試封裝的可重復使用,目前采用的測試夾具與BGA封裝一般以壓接為主,常見的互連方法主要有彈性探針連接[3]、鉚紐扣連接形式、膜片連接形式[4]等,其中膜片連接方法適用于數(shù)字信號和10 GHz以內(nèi)的射頻信號傳輸測試,對更高頻率的射頻信號的性能測試效果較差;鉚紐扣連接方法可以完成25 GHz以下射頻信號的測試,但其裝配及返修更換非常復雜,且其插損較大。因此,引入一種易加工易操作、電接觸良好、造價低廉且可重復使用的BGA封裝測試方法可以為射頻BGA封裝的設計與加工帶來很大便利。
基于上述需求,本文設計了一種用于射頻微系統(tǒng)BGA封裝模塊的微波測試夾具,并為其設計了相應校準件。提出的微波測試方法為免焊接測試,因此具有可重復使用的特點;對設計的測試夾具進行仿真分析,仿真結(jié)果顯示夾具具有良好的電接觸性,且由于其特殊的焊球壓觸點形狀,使用該測試夾具對BGA封裝模塊進行測試時對焊球的損壞較??;設計的測試夾具具有易加工、安裝難度小、取放料方便等優(yōu)點。同時,根據(jù)直通反射延遲線(Through-Reflect-Line,TRL)校準原理為該測試夾具設計了相應的校準件并仿真分析,其中開路校準件的回波損耗小于0.11 dB,接近全反射,直通和延遲線校準件的插入損耗都小于0.28 dB,滿足TRL校準的設計要求,可以有效消除測試夾具帶來的誤差項。
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作者信息:
張曉慶,劉德喜,祝大龍,史 磊,劉亞威
(北京遙測技術(shù)研究所,北京100094)