一种微波芯片检测装置
技术领域
本实用新型涉及芯片测试技术领域，尤其涉及一种微波芯片检测装置。
背景技术
目前的微波器件功能复杂、封装小、引脚多，在投入使用前对其功能、性能进行测试，可以充分的剔除早期失效品，为器件的正式投入使用减小隐患。
现有的用于微波器件检测的装置，存在以下局限性：
(1)只能对管脚简单的器件进行测试，复杂管脚尤其需要外部控制的芯片，测试难度较大；
(2)只能单频点测试，或通过控制单元重新配置更改频率，测试流程复杂、测试频点受到下载程序繁琐等因素限制，测试项目和参数单一，无法覆盖芯片的全部性能；
(3)不能够实现全流程自动测试，并自动保存测试结果；
(4)高频信号传输容易受到寄生参数干扰，阻抗不匹配导致测试结果失真；
(5)有源射频芯片容易受到开关电源干扰，导致输出信号被调制；
(6)测试结果一致性差，尤其是频率较高时。
实用新型内容
鉴于上述的分析，本实用新型旨在提供一种微波芯片检测装置，解决微波芯片的无损检测问题。
本实用新型的目的主要是通过以下技术方案实现的：
本实用新型公开了一种微波芯片检测装置，包括测试装具(2)、控制单元(3)、输入端口(4)、输出端口(5)；
所述测试装具(2)，用于无损安装待测微波芯片；
所述控制单元(3)、输入端口(4)、输出端口(5)分别通过所述测试装具(2)与所述待测微波芯片的控制端口、微波输入端口和微波输出端口连接；
所述输入端口(4)外接微波信号源(9)，用于为所述待测微波芯片提供信号源；
所述输出端口(5)外接频谱分析仪(10)，用于检测所述待测微波芯片的输出信号；
所述控制单元(3)，用于控制所述待测微波芯片输出不同的参数信号。
进一步地，所述测试装具(2)包括测试插座和上盖板，所述测试插座包括与所述待测芯片的焊盘一一对应的弹簧针；所述待测芯片按照正确的方向放入测试插座中时，所述上盖板与所述测试插座盖合。
进一步地，所述控制单元(3)包括控制组件(31)和开关组件(32)；
所述控制组件(31)的输入端连接开关组件(32)，输出端通过所述测试装具(2)连接所述待测微波芯片的控制端口；所述控制芯片基于开关组件中不同开关的通断，控制所述待测微波芯片输出对应不同开关的参数信号。
进一步地，所述开关组件(32)包括4个与所述控制组件(31)连接的独立的微动开关。
进一步地，控制单元(3)还包括GPIB通讯接口(33)和/或RS232通讯接口(34)；所述GPIB通讯接口(33)和/或RS232通讯接口(34)，用于将所述控制组件(31)与电脑(7)进行连接。
进一步地，所述的GPIB通讯接口(33)通过NI的GPIB转接卡与电脑(7)连接；所述的RS232通讯接口(34)通过USB转RS232转接卡与电脑(7)连接。
进一步地，还包括供电单元(6)，所述供电单元(6)包括供电电路和供电接口；
所述供电接口将外接的直流稳压电源(8)连接到供电电路；
所述供电电路包括开关电源电路和线性电源电路，分别给控制单元(3)和待测芯片供电。
进一步地，还包括基板(1)，所述测试装具(2)、控制单元(3)、输入端口(4)、输出端口(5)和供电单元(6)通过焊接的方式固定于基板(1)上。
进一步地，所述待测微波芯片为锁相频率合成器。
进一步地，所述测试装具(2)包括型号24QN50S14040-C的专用测试插座。
与现有技术相比，本申请至少可实现如下有益效果之一：
本实用新型采用的测试装具通过弹簧针实现与芯片焊盘的连接，弹簧针具有伸缩功能，可实现芯片与焊盘的有效连接，而不会对芯片有损伤；同时在电路板上利用电容滤波，有效去除寄生参数；在输入输出端口，通过阻抗匹配，减小信号传输损耗；内部通过双供电模式，将开关电源进行隔离，减小开关电源对输出信号造成的调制影响；通过微动开关组合，突破了在锁相频率合成器测试中无法更改输出频率或只能通过重新烧写程序更改频率的限制，可覆盖待测芯片的全部频率范围，同时，通过程控接口，也可实现对待测芯片全参数测试，自定义测试项目和内容，该检测装置，解决了该类芯片无法筛选、测试，无法满足使用前剔除早期失效品的质量要求。
本实用新型可采用标准器件，制造成本低、结构简单；可进行全流程自动化测试，测试过程简单、便捷，适用于批量测试。
本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本实用新型的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
图1为本实施例中的微波芯片检测装置原理示意图。
附图标记：1-基板，2-测试装具，3-控制单元，4-输入端口，5-输出接口，6-供电单元，7-电脑，8-直流稳压电源，9-微波信号源，10-频谱分析仪，31-控制组件，32-开关组件，33-GPIB通讯接口，34-RS232通讯接口。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本实用新型的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本实用新型的实施例一起用于阐释本实用新型的原理。
本实用新型的一个具体实施例，公开了一种微波芯片检测装置，如图1所示，包括基板(1)、测试装具(2)、控制单元(3)、输入端口(4)、输出端口(5)和供电单元(6)；
所述基板(1)为10×10cm印制电路板，通过焊接方式将测试装具(2)、控制单元(3)、输入端口(4)、输出端口(5)和供电单元(6)固定于基板(1)上。
所述测试装具(2)，用于无损安装待测微波芯片；具体包括测试插座和上盖板，所述测试插座包括与所述待测芯片的焊盘一一对应的弹簧针；所述待测芯片按照正确的方向放入测试插座中，所述上盖板与所述测试插座盖合，使得芯片的焊盘与测试插座内的弹簧针可靠连接，保证了管脚的信号传输，提高了测试稳定性和可靠性。
优选的，所述待测微波芯片为锁相频率合成器，内部集合了锁相环、VCO(压控振荡器)、分频器、比较器等多种功能单元，该类器件可广泛应用于雷达、无线通讯、导航等电子设备中，具有广泛的市场应用前景。
优选的，所述测试装具(2)包括Plastronics公司的型号24QN50S14040-C的专用测试插座。
具体的，所述控制单元(3)、输入端口(4)、输出端口(5)和供电单元(6)分别通过所述测试装具(2)与所述待测微波芯片的控制端口、微波输入端口、微波输出端口以及供电端口电连接；
所述输入端口(4)外接微波信号源(9)，用于为所述待测微波芯片提供信号源；
优选的，微波信号源(9)是指可输出固定频率10MHz，功率0dBm的信号源，为检测装置提供外部激励信号。
所述输出端口(5)外接频谱分析仪(10)，用于检测所述待测微波芯片的输出信号；
优选的，所述频谱分析仪(10)为覆盖待测器件频率范围，包括测试相位功能的频谱分析仪，实现对待测器件频率、功率、杂散以及相位测试和存储功能。
优选的，所述输入端口(4)和输出接口(5)的接口形式为SMA，输入接口的SMA一端焊接在基板(1)上，另一端通过射频电缆与微波信号源(10)连接，输出接口的SMA一端焊接在基板(1)上，另一端通过射频电缆与频谱分析仪(11)连接；通过标准接口SMA与测试设备连接，损耗小，重复测试精度高。
所述控制单元(3)，用于产生控制信号，控制所述待测微波芯片输出信号的参数。
具体的，所述控制单元(3)包括控制组件(31)和开关组件(32)；
所述控制组件(31)的输入端连接开关组件(32)，输出端通过所述测试装具(2)连接所述待测微波芯片的控制端口。
所述开关组件(32)为微动开关组合，产生用于实现对待测微波芯片功能测试的开关指令；
所述控制组件(31)可以为包括单片机和及其配置电路的组成形式，或者为FPGA或DSP等其他控制器与配置电路的组成形式，在开关组件的开关指令控制下，输出覆盖待测芯片内的所有频率点的频率控制字到所述待测微波芯片的控制端口。
优选的，所述开关组件(32)包括4个与所述控制组件(31)连接的独立的微动开关：开关1、开关2、开关3和开关4；
具体的，在所述开关1产生的开关指令下，所述控制组件(31)产生使所述测微波芯片的输出端输出每按一次频率步进1MHz的微波频率的频率控制字；
在所述开关2产生的开关指令下，所述控制组件(31)产生使所述测微波芯片的输出端输出每按一次频率步进5MHz的微波频率的频率控制字；
在所述开关3产生的开关指令下，所述控制组件(31)产生使所述测微波芯片的输出端输出每按一次频率步进25MHz的微波频率的频率控制字；
在所述开关4产生的开关指令下，所述控制组件(31)产生使所述测微波芯片的输出端输出每按一次频率步进100MHz的微波频率的频率控制字。
通过4个开关的组合，可以覆盖待测芯片内的频率点。
借助上述的微动开关组合，本发明实现了测试方法的突破，锁相频率合成器的正常使用中，会与控制单元搭配使用，按照需求输出相应频率信号或完成信号扫频输出，一般作为混频器的本振信号使用；但是在筛选检测中，考察的是单频点的技术参数，更改测试频率，需要重新烧写控制程序对芯片进行配置，本发明利用微动开关，无需重新烧写程序，可直接通过按动开关并组合切换，实现任意频点信号的输出并检测，大大节约了测试时间，提高了测试效率，同时可以实现对待测锁相频率合成器全频带信号性能的检测。
具体的，本实施例的控制单元(3)还包括GPIB通讯接口(33)和RS232通讯接口(34)；所述GPIB通讯接口(33)和RS232通讯接口(34)，用于将控制组件(31)与电脑(7)进行连接。
具体的，所述的GPIB通讯接口(33)是通过NI的GPIB转接卡与电脑(7)连接；所述的RS232通讯接口(34)是通过USB转RS232转接卡与电脑(7)连接。
通过GPIB或RS232通信接口，可以实现电脑(7)对控制组件(31)的计算机程控，满足自动化测试需求，并自动保存测试结果。
在本实施例中，可通过现有的单片机或其他控制程序实现开关指令与频率控制字的对应关系；以及作为上位机的电脑(7)通过GPIB或RS232与控制组件(31)连接，发送与所述开关组件(32)对应的开关指令，程控控制组件(31)输出对应的频率控制字，进行自动化测试，也均可采用现有的公开的程控技术实现，均非本专利的保护范围。
具体的，所述供电单元(6)包括供电电路和供电接口；
所述供电接口将外接的直流稳压电源(8)连接到供电电路；
所述供电接口为双端供电端子，一端接+5V，一端接地。
所述采用直流稳压电源(8)提供+5V的外部供电，采用直流稳压形式供电避免了开关电源对锁相频率合成器的干扰，导致输出信号被调制的问题；
由于控制单元(3)需要开关电源供电，因此在所述供电电路中包括开关电源电路和线性电源电路，分别给控制单元(3)和待测芯片供电，同时对开关电源电路进行信号隔离，以较小或消除对输出信号影响。
综上，相比于现有技术，本实施例采用的测试装具通过弹簧针实现与芯片焊盘的连接，弹簧针具有伸缩功能，可实现芯片与焊盘的有效连接，而不会对芯片有损伤；同时在电路板上利用电容滤波，有效去除寄生参数；在输入输出端口，通过阻抗匹配，减小信号传输损耗；内部通过双供电模式，将开关电源进行隔离，减小开关电源对输出信号造成的调制影响；通过微动开关组合，突破了在锁相频率合成器测试中无法更改输出频率或只能通过重新烧写程序更改频率的限制，可覆盖待测芯片的全部频率范围，同时，通过程控接口，也可实现对待测芯片全参数测试，自定义测试项目和内容，该检测装置，解决了该类芯片无法筛选、测试，无法满足使用前剔除早期失效品的质量要求。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
