0 引言

    球柵陣列(Ball Grid Array，BGA)封裝技術(shù)由美國(guó)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(lái)連接集成電路中傳輸?shù)碾娦盘?hào)^[1]，從而實(shí)現(xiàn)在I/O數(shù)目上的大大增加，同時(shí)可以使電信號(hào)連接距離大幅縮小，提高信號(hào)傳遞速度，減少信號(hào)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(lái)電子器件小型化發(fā)展趨勢(shì)的要求^[2]，因此作為常用實(shí)現(xiàn)形式之一的BGA封裝技術(shù)近年來(lái)愈發(fā)受到關(guān)注。

    由于球柵陣列(BGA)封裝端口非連接器結(jié)構(gòu)，無(wú)法直接連接矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀進(jìn)行S參數(shù)測(cè)量，因此對(duì)BGA封裝的測(cè)試夾具的引入必不可少。為實(shí)現(xiàn)夾具與測(cè)試封裝的可重復(fù)使用，目前采用的測(cè)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(hào)和10 GHz以內(nèi)的射頻信號(hào)傳輸測(cè)試，對(duì)更高頻率的射頻信號(hào)的性能測(cè)試效果較差；鉚紐扣連接方法可以完成25 GHz以下射頻信號(hào)的測(cè)試，但其裝配及返修更換非常復(fù)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(jià)低廉且可重復(fù)使用的BGA封裝測(cè)試方法可以為射頻BGA封裝的設(shè)計(jì)與加工帶來(lái)很大便利。

    基于上述需求，本文設(shè)計(jì)了一種用于射頻微系統(tǒng)BGA封裝模塊的微波測(cè)試夾具，并為其設(shè)計(jì)了相應(yīng)校準(zhǔn)件。提出的微波測(cè)試方法為免焊接測(cè)試，因此具有可重復(fù)使用的特點(diǎn)；對(duì)設(shè)計(jì)的測(cè)試夾具進(jìn)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(diǎn)形狀，使用該測(cè)試夾具對(duì)BGA封裝模塊進(jìn)行測(cè)試時(shí)對(duì)焊球的損壞較小；設(shè)計(jì)的測(cè)試夾具具有易加工、安裝難度小、取放料方便等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，根據(jù)直通反射延遲線(Through-Reflect-Line，TRL)校準(zhǔn)原理為該測(cè)試夾具設(shè)計(jì)了相應(yīng)的校準(zhǔn)件并仿真分析，其中開路校準(zhǔn)件的回波損耗小于0.11 dB，接近全反射，直通和延遲線校準(zhǔn)件的插入損耗都小于0.28 dB，滿足TRL校準(zhǔn)的設(shè)計(jì)要求，可以有效消除測(cè)試夾具帶來(lái)的誤差項(xiàng)。

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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(cè)技術(shù)研究所，北京100094)