什么是射频同轴探针？

射频同轴探针是一种用于电子测试设备的测量装置，对硅片、管芯及开放式微芯片中的电子电路射频（RF）信号进行测量。此外，射频同轴探针还用于连接器组件中窄间距或高密度射频互连应用。

射频探针开发于1980年，在此之前，由于没有一种能够在无需安装或贴合状态下对单片微波集成电路（MMIC）装置进行测试的简便方法，因此测试过程常常使得电路完整性遭到破坏，引发系统干扰或降低电力负载。第一代射频探针采用共面陶瓷馈电，覆盖18 GHz以内频段。随着射频探针技术的进步，配置弹簧加载式内外导体的射频同轴探针开始在现代通信电子设备中所使用。如今，射频同轴探针仍然是射频开关、印刷电路板射频迹线、终端器件以及其他射频元器件测试中必备的重要工具。60~80 GHz毫米波频段消费级产品包括汽车雷达系统、WiGig标准测试和合规性验证、无线HDMI以及高性能LAN。

为什么需要使用探针？

由于待测设备（DUT）的性质和构成非常敏感且通常较为精细，因此射频电路的测量往往是一项棘手任务。高可靠性射频测量中困扰最多的两大问题是：频率太高时，当前测试设备无法进行射频能量的测量；当待测电路对电气环境中的微小变化敏感时，测量中要求频率或幅度不发生扰动。这些问题可通过采用对待测电路的能量扰动尽可能小的测量探针解决，其中，高阻抗探针中的放大器能够平衡待测电路的受扰能量。在射频电路系统测试中，探针与测试设备的阻抗匹配对于能否实现有效的功率传输而言至关重要。然而，随着测试频率越来越高，以及对测试误差的要求越来越严格，上述阻抗匹配变得越来越困难。在射频测试领域中，射频测试探针分为多种不同类型，如何选择合适的探针取决于对待接触测试点、频率或数据速率、探针可用空间以及环境条件的考量。在不久的将来，射频探针需要具有测试更小焊盘及多个信道的设计能力，以及同时覆盖多种毫米波、射频、逻辑和功率信道测量范围的能力。

重要探针参数

在高频测试当中，高频产品元器件的测试需要使用复杂的测试设备，该设备可包括矢量网络分析仪（VNA）、晶片探测系统、高频探针、半刚性或柔性同轴射频线缆以及校准基板。其中，由于探针必须与待测设备实现物理连接，因此是这一测量系统中最为关键的一环。高可靠性射频探针应该具有特征阻抗（通常为50欧姆）不发生退化的阻抗可重复性，在多次插拔后，相互配接的连接器上不允许出现肉眼可见的物理磨损。

频率匹配

根据待测电路用途的不同，建议使用工作频率与该用途匹配的探针。一些型号的探针设计可支持高达110 GHz的频率。大多数射频探针的阻抗为50欧姆，但是同时也存在针对高频测试需求的高阻抗探针、差分探针及双信号探针（SGS）。

结构

在对待测电路进行测试时，需要经传输线向该待测电路发送信号。射频探针至少需要两种导体，一种为信号导体，另一种为接地导体。这些导体的结构决定了待测电路测试所需的探针类型。探针结构分为GS（接地-信号）、GSG（接地-信号-接地）以及GSSG（接地-信号-信号-接地）三种。最常见的射频探针结构类型为GSG，该结构与共面波导类似。

探针间距

探针间距是指探针针尖与其中心之间的距离，一般为150/250微米。虽然探针间距的可行范围为50~1000微米，但过大的探针间距不适用于毫米波频率。

探针工位

探针工位用于射频探针在硅片上的定位。可通过探针工位将晶片调试至各个管芯之前或之后，进而实现从基本的连续性或隔离状况检查，至微电路全功能测试的各项测试操作。

探针滑移

当探针与待测设备接触时，以及当探针在沿Z-Y平面移动的过程中发生弯曲时，探针Z轴将会发生变化。理想的探针滑移量为1密耳（25μm）。探针的冲程越大，或探针所受的下压力越大，探针在针垫上的滑移量便越大。探针的滑移率越小，其对过大冲程的耐受程度就越高。