CN115113025A - 射频芯片rf-htol老化实验系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种射频芯片RF‑HTOL老化实验系统，包括：射频信号源模块、分路放大传输模块和接收测试模块；射频信号源模块用于单路输出设定频率和功率的第一射频信号；分路放大传输模块用于将第一射频信号进行放大并输出多路第二射频信号；接收测试模块设置于加热装置内，加热装置用于为射频芯片提供老化测试所需的密闭环境和温度；接收测试模块用于安装多个待测试的射频芯片，以及用于将接收的每路第二射频信号转换为多路第三射频信号，并将每路第三射频信号输入至一个射频芯片，以进行RF‑HTOL老化测试。本发明能够提高射频芯片的测试效率，满足多种不同类型芯片的批量射频高温寿命老化测试。

Description

射频芯片RF-HTOL老化实验系统

技术领域

本发明属于集成电路芯片测试领域，更具体地，涉及一种射频芯片RF-HTOL老化实验系统。

背景技术

在面向集成电路的芯片封测领域，需要对芯片产品进行可靠性实验，可靠性试验是为了解、评价、分析和提高产品的可靠性而进行的各种试验的总称。可靠性试验的目的是:发现产品在设计、材料和工艺等方面的各种缺陷，经分析和改进，使产品可靠性逐步得到增长，最终达到预定的可靠性水平；为改善产品的战备完好性、提高任务成功率、减少维修保障费用提供信息；确认是否符合规定的可靠性定量要求。

目前公司所有射频芯片都需要做可靠性试验，可靠性试验的项目有多种，其中针对射频芯片的RF-HTOL(Radio Frequency-High Temperature Operation Life，射频高温运行寿命)老化试验又是重中之重，是一个非常关键的可靠性测试项目,从中可以得到很多产品的信息,比如早期失效率和寿命分布等。

RF-HTOL老化试验是测试射频芯片在射频工作条件下的高温高压工作的耐受力，其实验环境为结温125℃，模拟射频芯片正常工作的duty cycle(占空比)模式，且输入端加RF信号，输出端加50ohm负载。试验时长需要1000小时，试验环境密闭。

传统方案一是将信号源的输出的信号通过一个高性能、大体积的功率放大仪器进行信号功率放大，然后再经过功分器将信号分路给待测芯片。由于只有一级放大器，且信号经过功分器有损耗，所以功分器的路数不能太多或者级联程度不能太高，这就导致一次性所能测试的射频芯片不会太多，测试效率低下，并且此方案对功率放大器的性能要求很高，仪器价格很高，提高了成本，其次，仪器所支持的带宽小，适用性差。

传统方案二是将信号源的输出的信号通过一个功率放大器进行信号功率放大，然后再经过射频开关将信号分别给待测芯片，系统通过一个专门的控制器控制射频开关状态。此方案虽然对PA的性能要求没有方案一的要求高，可以节省一些成本，但是此方案由于是用控制器控制射频开关通路状态，每个时间点只有一条通路是导通状态，将射频信号分时的传输给待测芯片，所以其每个待测芯片所接收到的射频信号不是实时的、同步的，而是间歇性的，导致测试时间长、效率低。

发明内容

本发明的目的是提出一种射频芯片RF-HTOL老化实验系统，实现提高射频芯片的测试效率，满足多种不同类型芯片的批量高温寿命老化测试。

为实现上述目的，本发明提出了一种射频芯片RF-HTOL老化实验系统，包括：射频信号源模块、分路放大传输模块和接收测试模块；

所述射频信号源模块用于单路输出设定频率和设定功率的第一射频信号；

所述分路放大传输模块包括第一输入端口和多个第一输出端口，所述射频信号源的输出端与所述分路放大传输模块的输入端口连接，所述分路放大传输模块用于将所述第一射频信号进行放大并输出多路第二射频信号；

所述接收测试模块设置于加热装置内，所述加热装置用于为所述射频芯片提供老化测试所需的密闭环境和温度；

所述接收测试模块包括多个第二输入端口，每个所述第二输入端口与一个所述第一输出端口连接，所述接收测试模块用于安装多个待测试的射频芯片，以及用于将接收的每路第二射频信号转换为多路第三射频信号，并将每路所述第三射频信号输入至一个射频芯片，以进行老化测试。

可选地，所述射频信号源模块为射频信号发生器，所述射频信号发生器支持DC-8GHz的频率输出以及设定的功率输出。

可选地，所述分路放大传输模块至少包括一个第一四路功分器、四个第二四路功分器、一个第一功率放大器和四个第二功率放大器；

所述第一四路功分器和所述第二四路功分器均具有一个输入端和四个输出端，所述第一功率放大器和所述第二功率放大器均具有四个输入端和四个输出端；

所述第一四路功分器的输入端作为所述分路放大传输模块的输入端口，所述第一四路功分器的四个输出端分别与所述第一功率放大器的四个输入端连接；

所述第一功率放大器的四个输出端分别与四个所述第二四路功分器的输入端连接；

每个所述第二四路功分器的四个输出端分别与一个所述第二功率放大器的四个输入端连接；

所述第二功率放大器的每个输出端作为所述分路放大传输模块的一个输出端。

可选地，所述接收测试模块至少包括八组测试单元，每组测试单元包括至少两个母板，每个所述母板上设有至少两个八路功分器和至少十六个子板，每个所述子板上设有至少一个待测试的射频芯片；

所述八路功分器具有一个输入端和八个输出端，每个所述八路功分器的输入端作为个所述第二输入端口，所述八路功分器的输入端与所述分路放大传输模块的一个输出端连接；

所述子板具有射频输入端和射频输出端；

所述八路功分器的每个输出端与一个所述子板的射频输入端连接。

可选地，所述子板上包括用于安装所述射频芯片的测试座，所述测试座上设有与所述射频芯片引脚连接的探针以及用于将所述射频芯片射频通路引出的射频接口，所述射频接口为所述子板的射频输入端和射频输出端。

可选地，所述射频接口为SMA同轴接口。

可选地，所述母板上还设有直流电源接口，所述子板上还设有所述射频芯片正常工作所需电源的直流接口，所述直流接口与所述直流电源接口连接。

可选地，所述子板的射频输出端引出所述射频芯片的输出，所述子板的射频输出端连接50欧姆的负载。

可选地，所述子板与所述母板之间通过插接口可拆卸连接。

可选地，所述加热装置为高温炉。

本发明的有益效果在于：

本发明通过射频信号源模块单路输出设定频率和设定功率的第一射频信号，然后通过分路放大传输模块将单路的第一射频信号进行放大并输出多路第二射频信号，之后通过接收测试模块将接收的每路第二射频信号再次转换为多路第三射频信号，并将每路第三射频信号输入至一个射频芯片，以进行老化测试，能够同时对多个射频芯片进行射频高温运行寿命测试，满足大批量的射频芯片的射频高温寿命老化实验需要，提高测试实验效率，降低芯片测试周期和芯片研发成本。

进一步地，本发明中的射频信号源支持DC-8GHz宽频带，可广泛应用于各类射频芯片的RF-HTOL老化试验，可任意调整工作频点，支持输入射频功率可调，能够满足不同参数的射频芯片的测试频率和功率需求。而且本发明中子板与母板通过插接口实现可拆卸连接，在需要测试不同的射频芯片时，整个系统仅更换接收测试模块中的子板即可，通用性强，变更少，能够有效节省研发成本和时间。

本发明的系统具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。

附图说明

通过结合附图对本发明示例性实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，在本发明示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了根据本发明实施例的一种射频芯片RF-HTOL老化实验系统的结构示意图。

图2示出了根据本发明实施例的一种射频芯片RF-HTOL老化实验系统的中分路放大传输模块的结构示意图；

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明。虽然附图中显示了本发明的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。

实施例

如图1所示，本实施例提出一种射频芯片RF-HTOL老化实验系统，该系统包括：射频信号源模块1、分路放大传输模块2和接收测试模块3；

所述射频信号源模块1用于单路输出设定频率和设定功率的第一射频信号；

所述分路放大传输模块2包括第一输入端口和多个第一输出端口，所述射频信号源的输出端与所述分路放大传输模块2的输入端口连接，所述分路放大传输模块2用于将所述第一射频信号进行放大并输出多路第二射频信号；

所述接收测试模块3设置于加热装置内，所述加热装置用于为所述射频芯片提供老化测试所需的密闭环境和温度；

所述接收测试模块3包括多个第二输入端口，每个所述第二输入端口与一个所述第一输出端口连接，所述接收测试模块3用于安装多个待测试的射频芯片，以及用于将接收的每路第二射频信号转换为多路第三射频信号，并将每路所述第三射频信号输入至一个射频芯片，以进行老化测试。

具体地，整个试验系统主要有三部分组成，第一部分为发射部分，主要有信号源组成，为系统提供待测芯片所需要的射频输入信号源；第二部分为分路放大传输部分，主要有功率放大器和功分器组成，主要功能是将发射部分的一路射频输入信号分成16路并分别将功率放大；第三部分为接收测试部分，主要有携带待测射频芯片的子板303、母板301、功分器组成。这三部分组成了整个RF-HTOL试验系统，由于试验过程中需要密闭高温环境，本实施例中，加热装置通过高温炉实现，由于高温炉其内部空间有限，整个系统并不是全部都在高温炉内，仅系统的第三部分的接收测试部分会在高温炉内，第一部分的射频信号源模块1和第二部分的分路放大传输模块2在炉外的常温环境，并由射频线连接到炉内第三部分的接收测试模块3。

本实施例中，所述射频信号源模块1为射频信号发生器，所述射频信号发生器支持DC-8GHz的频率输出以及设定的功率输出。

具体地，现在有些射频芯片需用到6G至7G的频段，因此优选信号源需要支持DC-8GHz的频率输出，以此能够满足大部分射频芯片的测试频率需求。

如图2所示，本实施例中，所述分路放大传输模块2至少包括一个第一四路功分器201、四个第二四路功分器203、一个第一功率放大器202和四个第二功率放大器204；

所述第一四路功分器201和所述第二四路功分器203均具有一个输入端和四个输出端，所述第一功率放大器202和所述第二功率放大器204均具有四个输入端和四个输出端；

所述第一四路功分器201的输入端作为所述分路放大传输模块2的所述输入端口，所述第一四路功分器201的四个输出端分别与所述第一功率放大器202的四个输入端连接；

所述第一功率放大器202的四个输出端分别与四个所述第二四路功分器203的输入端连接；

每个所述第二四路功分器203的四个输出端分别与一个所述第二功率放大器204的四个输入端连接；

所述第二功率放大器204的每个输出端作为所述分路放大传输模块2的一个输出端。

具体地，分路放大传输部分由5个四路功分器和5个功率放大模组组成，其中每个功率放大模组可将4路输入的较小的射频信号放大后输出4路放大的射频信号。同理，四路功分器和功率放大模组都需要支持DC-8GHz的频率范围。其连接方式为：将信号源给出的单路射频信号给到第一四路功分器201的单路输入端，将1路射频信号分为4路射频信号，由于射频信号过了四路功分器其能量有损耗，所以第一四路功分器201的4路输出端接第一功率放大器202的4路输入端，经过功放模组后将其射频信号放大，再由第一功率放大器202的4路输出端接到四个第二四路功分器203的单路输入端，将放大后的4路射频信号再各分4路，这样就可以分出16路射频信号，然后再将4个第二四路功分器203的4路输出端接到四个第二功率放大器204的输入端，这样在四个第二功率放大器204的输出端就可以得到16路经过放大的射频信号。

需要说明的是，由于接入功分器使射频信号有损耗，其损耗分为分配损耗和自身的插入损耗。分配损耗，指主路到支路的分配损耗实质上与功分器的功率分配比有关，如两等分功分器的分配损耗是3dB，四等分功分器的分配损耗是6dB，八等分功分器的分配损耗是9dB，以此类推。插入损耗，指输入输出间的插入损耗是由于传输线(如微带线)的介质或导体不理想等因素，考虑输入端的驻波比所带来的损耗。并且不同频率下的插入损耗也有略微不同。由于射频信号发生器产生的信号源不能提供很大功率的射频信号，一般最大输出功率在15-20dBm，再经过后面多级功分器的衰减，使信号变得微弱，所以必须由功率放大器将其射频信号放大，才能给待测的射频芯片使用。

如图1所示，本实施例中，所述接收测试模块3至少包括八组测试单元，每组测试单元包括至少两个母板，每个所述母板301上设有至少两个八路功分器302和至少十六个子板303，每个所述子板303上设有至少一个待测试的射频芯片；

所述八路功分器302具有一个输入端和八个输出端，每个所述八路功分器302的输入端作为个所述第二输入端口，所述八路功分器302的输入端与所述分路放大传输模块2的一个输出端连接；

所述子板303具有射频输入端和射频输出端；

所述八路功分器302的每个输出端与一个所述子板303的射频输入端连接。

本实施例中，所述子板303上包括用于安装所述射频芯片的测试座，所述测试座上设有与所述射频芯片引脚连接的探针以及用于将所述射频芯片射频通路引出的射频接口，所述射频接口为所述子板303的射频输入端和射频输出端。

其中，所述射频接口为SMA同轴接口。所述子板303的射频输出端引出所述射频芯片的输出，所述子板303的射频输出端连接50欧姆的负载。

本实施例中，所述母板上还设有直流电源接口，所述子板303上还设有所述射频芯片正常工作所需电源的直流接口，所述直流接口与所述直流电源接口连接。

具体地，高温炉内设置有用于承载多母板的测试支架，测试支架上设有多个用于连接母板的电源插座，插座内设有提供DC资源的探针，母板为根据测试需求定制的电路板，电路板上对应设置连接子板的电路，母板的一端设有相应的电源插头，插头上设有与电源插座内探针对应的触点，将母板一端的插头插接在电源插座内实现固定在测试支架上并实现高温炉为母板的供电。

本实施例中，所述子板303与所述母板301通过插接口实现可拆卸连接。

具体地，接收测试模块3，可包括多组测试部分，本实施例为8组，每组由1个母板301、2个八路功分器302和16个携带待测射频芯片的子板303组成，可根据实际待测射频芯片的数量而定，本实施例的系统最多可一次同时进行128个的射频芯片测试。其中，16个子板303都需将射频芯片所要测的射频通路以SMA接口引出，芯片所需正常工作的DC接口引出。母板301需要兼容高温炉所能提供的DC资源和尺寸限制，并且需要将16个子板303和2个八路功分器302安装和固定，最终由高温炉通过母板301提供DC资源使射频芯片能正常工作。2个八路功分器302需要支持DC-8GHz的频率范围，并将由第三部分的射频信号引入，提供给16个子板303的射频输入端，子板303的射频输出端接50Ω负载。由于子板303与所述母板301可拆卸连接，当测试不同的射频芯片时，整个系统仅需更换第三部分接收测试模块3中的子板303即可。

本实施例的试验的整套链路系统搭建完成后，RF信号由第一部分的射频信号源模块1提供，通过第二部分的分路放大传输模块分成多路，连接到待测芯片的子板303上，子板303的输出端接50Ω负载；DC资源由高温炉内的资源通过母板301控制每个子板303芯片的工作模式，保证芯片在工作状态，进行RF-HTOL老化试验。

综上，本发明的系统可进行多颗射频芯片同时测试，提高了实验效率，节省时间，在试验中可以针对各种不同的射频芯片提供所需要的任意工作频点和输入射频信号功率，适用性广泛，同时系统其通用性强，测试不同的射频芯片时，整个系统仅更换第三部分中的子板303即可，其他不变，兼容性十分强大，避免了一种射频芯片对应一套硬件试验系统，节省研发成本和时间。

同时，本发明解决了传统方案一中对PA高增益、高输出功率性能的高度要求，节省了成本，并且拓宽了所支持的频带，可以针对各种不同的射频芯片提供所需要的任意工作频点和输入射频信号功率，适用性广泛。

解决了传统方案二中射频信号分时传输给待测芯片问题，也不需控制器控制，可进行多颗射频芯片同时测试，提高了实验效率，节省时间。

并且本发明的实验系统低成本，且通用性强，变更少，测试不同的射频芯片时，整个系统仅更换第三部分中的子板即可，节省研发成本和时间。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (10)

1.一种射频芯片RF-HTOL老化实验系统，其特征在于，包括：射频信号源模块、分路放大传输模块和接收测试模块；

所述射频信号源模块用于单路输出设定频率和设定功率的第一射频信号；

所述分路放大传输模块包括第一输入端口和多个第一输出端口，所述射频信号源的输出端与所述分路放大传输模块的输入端口连接，所述分路放大传输模块用于将所述第一射频信号进行放大并输出多路第二射频信号；

所述接收测试模块设置于加热装置内，所述加热装置用于为所述射频芯片提供老化测试所需的密闭环境和温度；

所述接收测试模块包括多个第二输入端口，每个所述第二输入端口与一个所述第一输出端口连接，所述接收测试模块用于安装多个待测试的射频芯片，以及用于将接收的每路第二射频信号转换为多路第三射频信号，并将每路所述第三射频信号输入至一个射频芯片，以进行老化测试。

2.根据权利要求1所述的实验系统，其特征在于，所述射频信号源模块为射频信号发生器，所述射频信号发生器支持DC-8GHz的频率输出以及设定的功率输出。

3.根据权利要求1所述的实验系统，其特征在于，所述分路放大传输模块至少包括一个第一四路功分器、四个第二四路功分器、一个第一功率放大器和四个第二功率放大器；

所述第一四路功分器和所述第二四路功分器均具有一个输入端和四个输出端，所述第一功率放大器和所述第二功率放大器均具有四个输入端和四个输出端；

所述第一四路功分器的输入端作为所述分路放大传输模块的输入端口，所述第一四路功分器的四个输出端分别与所述第一功率放大器的四个输入端连接；

所述第一功率放大器的四个输出端分别与四个所述第二四路功分器的输入端连接；

每个所述第二四路功分器的四个输出端分别与一个所述第二功率放大器的四个输入端连接；

所述第二功率放大器的每个输出端作为所述分路放大传输模块的一个输出端。

4.根据权利要求3所述的实验系统，其特征在于，所述接收测试模块至少包括八组测试单元，每组测试单元包括至少两个母板，每个所述母板上设有至少两个八路功分器和至少十六个子板，每个所述子板上设有至少一个待测试的射频芯片；

所述八路功分器具有一个输入端和八个输出端，每个所述八路功分器的输入端作为个所述第二输入端口，所述八路功分器的输入端与所述分路放大传输模块的一个输出端连接；

所述子板具有射频输入端和射频输出端；

所述八路功分器的每个输出端与一个所述子板的射频输入端连接。

5.根据权利要求4所述的实验系统，其特征在于，所述子板上包括用于安装所述射频芯片的测试座，所述测试座上设有与所述射频芯片引脚连接的探针以及用于将所述射频芯片射频通路引出的射频接口，所述射频接口为所述子板的射频输入端和射频输出端。

6.根据权利要求5所述的实验系统，其特征在于，所述射频接口为SMA同轴接口。

7.根据权利要求5所述的实验系统，其特征在于，所述母板上还设有直流电源接口，所述子板上还设有所述射频芯片正常工作所需电源的直流接口，所述直流接口与所述直流电源接口连接。

8.根据权利要求5所述的实验系统，其特征在于，所述子板的射频输出端引出所述射频芯片的输出，所述子板的射频输出端连接50欧姆的负载。

9.根据权利要求4所述的实验系统，其特征在于，所述子板与所述母板之间通过插接口可拆卸连接。

10.根据权利要求1所述的实验系统，其特征在于，所述加热装置为高温炉。

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