რადიოსიხშირული ზონდების განვითარება
რადიოსიხშირული (RF) ზონდები მნიშვნელოვან როლს ასრულებს რადიოსიხშირული პროდუქტების სასიცოცხლო ციკლის თითქმის ყველა ეტაპზე: ტექნოლოგიის დამუშავებიდან, მოდელის პარამეტრის მოპოვებიდან, დიზაინის შემოწმებიდან და გამართვიდან დაწყებული მცირე წარმოების ტესტირებამდე და წარმოების საბოლოო ტესტირებამდე. RF ზონდების გამოყენებით, შესაძლებელია RF კომპონენტების ნამდვილი მახასიათებლების გაზომვა ვაფლის დონეზე. ამან შეიძლება შეამციროს კვლევისა და განვითარების დრო და მნიშვნელოვნად შეამციროს ახალი პროდუქტების შექმნის ღირებულება.
სულ რაღაც ოცდაათი წლის განმავლობაში, RF გამოძიების ტექნოლოგიამ საოცარი პროგრესი განიცადა, დაბალი სიხშირის გაზომვიდან დაწყებული კომერციული გადაწყვეტილებებით, რომლებიც შესაფერისია სხვადასხვა პროგრამებისთვის: მაგალითად, წინაღობის შესატყვისი 110 გჰც მაღალი სიხშირისა და მაღალი ტემპერატურის გარემოში, მრავალ პორტიანი, დიფერენციალური და შერეული სიგნალის საზომი მოწყობილობები, მაღალი სიმძლავრის გაზომვები 60 ვტ-მდე უწყვეტი ტალღის რეჟიმში და ტერაჰერცის პროგრამები 750 გჰც-მდე, RF გამოკვლევები ჩანს.
ადამიანების მიერ RF გამოძიების ტექნოლოგიის ადრეული გამოყენება ძალიან განსხვავდება დღევანდელი ინსტრუმენტებისგან. ადრეულმა ზონდებმა გამოიყენეს 50-Ω მიკროსტრიქციული ხაზი, რომელიც თანდათანობით გადაეყარა მოკლე მავთულის წვერიდან, გამოსაკვლევი სუბსტრატის გავლით. მცირე ხვრელი უკავშირდება ტესტირებადი მოწყობილობის ბალიშს (DUT). ამ დროს ტექნიკური სირთულე იმაში მდგომარეობს, თუ როგორ უნდა მივაღწიოთ განმეორებად გაზომვას 4GHz- ის გარღვევისას. მიუხედავად იმისა, რომ შესაძლებელია დაკალიბრების პროცესის საშუალებით კონტაქტის მავთულის ბოძზე წისქვილის შედარებით დიდი სერიის ინდუქციის აღმოფხვრა, როდესაც ვაფლის დამონტაჟება გადაადგილდება, მავთულის ბოძის წვერის გამოსხივების წინაღობა მნიშვნელოვნად შეიცვლება. ბოძების წვერის დიზაინი, რომელიც გამოიყენება მაღალი სიხშირის გაზომვისას, განსხვავდება ძელის წვერისგან, რომელიც გამოიყენება DC და დაბალი სიხშირის გაზომვისთვის და 50-Ω გარემო რაც შეიძლება ახლოს უნდა იყოს DUT წნევის წერტილთან.
მობილური ტელეფონის რადიოსიხშირული მოდულის დენის გამაძლიერებელი (PA)
სიმძლავრის გამაძლიერებელი (PA) გამოიყენება გადამცემის მიერ რადიოსიხშირული სიგნალის გამოსავლის გასამდიდრებლად. დენის გამაძლიერებლის ველი არის დამოუკიდებელი ველი ბარიერებით. ეს ასევე არის კომპონენტი, რომლის ინტეგრირება შეუძლებელია მობილურ ტელეფონში. ეს არის ასევე ყველაზე მნიშვნელოვანი კომპონენტი მობილურ ტელეფონში. მობილური ტელეფონის მუშაობას, ნაკვალევს, ზარის ხარისხს, მობილური ტელეფონის სიძლიერეს და კვების ელემენტის ხანგრძლივობას განსაზღვრავს ენერგია, რომელსაც გადაწყვეტს გამაძლიერებელი.
დენის გამაძლიერებლის სფეროში მთავარი მწარმოებლები არიან RFMD, Skyworks, TriQuint, Renesas, NXP, Avago, ANADIGICS. ახლა Qualcomm– ი, რომელიც თავდაპირველად PA– ს საწარმოს პარტნიორი იყო, ასევე პირდაპირ შეუერთდა PA– ს ბაზარს. ის დაიწყებს CMOS პროცესში წარმოებულ PA 2013 წლის მეორე ნახევარში, LTE-FDD, LTE-TDD, WCDMA, EV-DO, CDMA 1x, TD-SCDMA და GSM / EDGE შვიდი რეჟიმის მხარდაჭერით, სპექტრი მოიცავს 40-ზე მეტ რეჟიმს. სიხშირის ზოლები გლობალურ გამოყენებაში და გამოაცხადა PA ინდუსტრიაში შესვლის შესახებ მრავალსიხშირული და მრავალ რეჟიმის უპირატესობებით.
მას შემდეგ, რაც PA– ს ბაზარი LDMS PA– ს „გამოწვევის“ ეპოქას განიცდის, გალიუმის არსენიდი (GaAs) PA გახდა 3G ეპოქაში PA– ს ბაზრის „გამოწვევა“. TriQuint, რამაც გამოიწვია გალიუმის არსენიდი თავდასხმაში PA ბაზარზე, აქტიურად აყალიბებს გეგმას გალიუმის არსენიდისთვის, იწყებს მაღალეფექტური მრავალსიხშირული მრავალ რეჟიმის ენერგიის გამაძლიერებელს MMPA 3G / 4G სმარტფონების გაფართოებისთვის.
Qualcomm უტევს PA ბაზარზე CMOS PA. მომავალში, PA შეიძლება გახდეს მობილური ტელეფონის პლატფორმის ნაწილი, და ადგილი ექნება მობილური ტელეფონის ჩიპ პლატფორმის კომპანიების PA კომპანიების შეძენასა და შერწყმას.
როგორ ხდება ინტეგრირება სხვადასხვა სიხშირული დიაპაზონისა და ფორმატის დენის გამაძლიერებლებისთვის, ეს არის მნიშვნელოვანი თემა, რომელსაც ინდუსტრია სწავლობს. ამჟამად არსებობს ორი გამოსავალი: ერთი არის შერწყმის არქიტექტურა, რომელიც აერთიანებს რადიოსიხშირული ენერგიის გამაძლიერებლებს სხვადასხვა სიხშირით და მეორე არის ინტეგრაცია სიგნალის ბმულით, ანუ PA და დუპლექსერები ინტეგრირებულია. ორ სქემას აქვს საკუთარი დადებითი და უარყოფითი მხარეები და შესაფერისია სხვადასხვა მობილური ტელეფონებისთვის. შერწყმული არქიტექტურა, PA– ს აქვს ინტეგრაციის მაღალი ხარისხი, რომელსაც აქვს აშკარა ზომის უპირატესობა 3 – ზე მეტი სიხშირის დიაპაზონისთვის და აქვს აშკარა ღირებულების უპირატესობა 5-7 სიხშირის დიაპაზონისთვის. მინუსი ის არის, რომ მიუხედავად იმისა, რომ PA არის ინტეგრირებული, დუპლექსერი მაინც საკმაოდ რთულია და PA– ს ინტეგრირებისას ადგილი აქვს გადართვის დანაკარგს და გავლენას მოახდენს მუშაობას. ამ უკანასკნელი არქიტექტურისთვის შესრულება უკეთესია. დენის გამაძლიერებლისა და დუპლექსერის ინტეგრაციამ შეიძლება გააუმჯობესოს მიმდინარე მახასიათებლები, რამაც შეიძლება დაზოგოს ათობით მილიამპერიანი მიმდინარეობა, რაც ტოლია საუბრის დროის 15% -ით გაგრძელების. ამრიგად, ინდუსტრიის შემოთავაზებაა, რომ მოხდეს კონვერგენტირებული არქიტექტურის გამოყენება 6 სიხშირეზე მეტი დიაპაზონის არსებობის დროს (2G– ს არ ჩავთვლით, მაგრამ 3G– ს და 4G– ს) და ოთხ სიხშირეზე ნაკლებია, გამოიყენეთ PA და დუპლექსერის ინტეგრირებული ხსნარი PAD. დღეისათვის TriQuint– ს შეუძლია უზრუნველყოს ორი სახის არქიტექტურული გადაწყვეტილება, RFMD ძირითადად ურჩევნია fusion PA– ს არქიტექტურას, ხოლო Skyworks– ს ურჩევნია მრავალსიხშირული PAD გადაწყვეტილება.
2.4G RF ანტენის გამართვის შეცვლა და რეალური საბრძოლო გაზიარება
2019-8-26 16:16:18 კომენტარის ანგარიში
კეუდი
0 მობილური ტელეფონის რადიოსიხშირული მოდული RF გადამცემი
მიმღები არის მობილური ტელეფონის რადიოსიხშირული გადამამუშავებელი ერთეული, რომელიც ძირითადად მოიცავს მიმღებ განყოფილებას და გადამცემ ერთეულს. პირველი ასრულებს მიღებული სიგნალის გაძლიერებას, გაფილტვრას და ქვემოთ გადაქცევას და ბოლოს გამოაქვს ბაზის სიგნალი. ჩვეულებრივ მიიღებენ ნულოვანი შუალედური სიხშირისა და ციფრული დაბალი შუალედური სიხშირის გზას, რათა მოხდეს რადიოსიხშირიდან ფუძემდებლური ზოლის გადაქცევა; ეს უკანასკნელი ასრულებს ბაზის ზოლის სიგნალების გადაკეთებას, გაფილტვრას და გაძლიერებას. ძირითადად, ორჯერ სიხშირის გადაქცევის გზა უნდა განხორციელდეს ბაზის ზოლის სიგნალიდან რადიოსიხშირული სიგნალიდან გარდაქმნის მისაღწევად. როდესაც რადიოსიხშირული / შუალედური სიხშირე (RF / IF) IC იღებს სიგნალს, მიმღები განყოფილება იღებს სიგნალს ანტენისგან (დაახლოებით 800 ჰერცი G 3 გჰც) გაძლიერების, გაფილტვრისა და სინთეზის შემდეგ, შემდეგ რადიოსიხშირული სიგნალი გარდაიქმნება ბაზის ზოლად , რასაც მოჰყვება ბაზის ზოლის სიგნალის დამუშავება; როდესაც RF / IFIC გადასცემს სიგნალს, 20 კჰც-ზე დაბალი საბაზისო ზოლი გარდაიქმნება, რადიოსიხშირული სიხშირის სიგნალად გარდაიქმნება და შემდეგ გადადის.
ბოლო რამდენიმე წლის განმავლობაში გადამცემების დარგის მწარმოებლები ორ მთავარ კატეგორიად იყოფა. ერთი კატეგორია ეყრდნობოდა ბეიზბენდის პლატფორმებს და იყენებდა გადამცემებს, როგორც პლატფორმის ნაწილს, როგორიცაა Qualcomm, NXP, Freescale და MediaTek. ეს ხდება იმის გამო, რომ მიმღებს ძალიან მჭიდრო კავშირი აქვს ბაზის სიხშირესთან და, როგორც წესი, ეს ორი უნდა იყოს შემუშავებული თანამშრომლობით. სხვა კატეგორია არის პროფესიონალური RF მწარმოებლები, როგორიცაა Infineon, STMicroelectronics და Skyworks, რომლებიც არ ეყრდნობიან ბეისბანდის პლატფორმებს გამგზავნის ბაზრის გაფართოების მიზნით.
ინტეგრაციისა და მრავალ რეჟიმის მიმართულებით გადამცემების შემუშავებისთანავე, ერთ რეჟიმის მიმღებები სრულადაა ინტეგრირებული ბაზის სიხშირეში. სხვადასხვა სიხშირის დიაპაზონისა და ფორმატის RF წინა მოწყობილობები ასევე დამზადებულია სხვადასხვა გზით. დისკრეტული RF მიმღებები იშვიათი ხდება.
მობილური ტელეფონის რადიოსიხშირული წინა მოდული (FEM)
წინა მოდული აერთიანებს ჩამრთველს და რადიოსიხშირული ფილტრს, რომ დასრულდეს ანტენის მიმღები და გადამცემი ჩართვა, სიხშირული ზოლის შერჩევა და რადიოსიხშირული სიგნალების მიღება და გადაცემა. სიხშირის დიაპაზონში 2 გჰც-ზე დაბლა, მრავალი RF წინა მოდული შექმნილია დამატებითი მეტალის ოქსიდის ნახევარგამტარის (CMOS), ბიპოლარული შეერთების ტრანზისტორის (BJT), სილიციუმის გერმანიუმის (SiGe) ან ბიპოლარული CMOS და სხვა სილიციუმის ინტეგრირებული სქემის წარმოების გამოყენებით თანდათანობით ხდება მეინსტრიმი. მას შემდეგ, რაც სილიციუმის ინტეგრირებულ სქემებს აქვთ მწიფე წარმოების პროცესები, ისინი საკმარისია დიდი და რთული სქემების შესაქმნელად და მათი დაპროექტება შესაძლებელია შუა სიხშირისა და ფუძის სიხშირის სქემებთან ერთად, ამიტომ მათ განვითარების დიდი პოტენციალი აქვთ. სხვა ჰეტეროსტრუქტურის ტრანზისტორები ასევე გაჩნდა სპეციალური დანიშნულების სქემებში; ამასთან, 5 გჰც-ზე მეტი სიხშირის დიაპაზონში, მისი შესრულება დაბალი ხმაურის მახასიათებლებში, მაღალი ენერგიის გამომუშავება და ენერგიის გაზრდის ეფექტურობა ბევრად ჩამოუვარდება გალიუმის არსენიდის ველის ეფექტის ტრანზისტორებს. ამ ეტაპზე დარიშხანი გალიუმის ველის ეფექტის მქონე ტრანზისტორის წარმოების პროცესს კვლავ აქვს უპირატესობა ელექტრული ფუნქციების შესრულებაში. RF წინა მოდულის მიკროსქემის დიზაინი ყოველთვის ორიენტირებულია ელექტროენერგიის გამაძლიერებლების დიზაინზე, ახდენს დაბალი ძაბვის მუშაობას, მაღალი ენერგიის გამომუშავებას და მაღალი ენერგიის ეფექტურობას, რათა დააკმაყოფილოს დაბალი ძაბვის ბატარეები, რითაც ამცირებს ზომას და აკმაყოფილებს ენერგიის დაზოგვის მოთხოვნები. ენერგიის გაზრდის ეფექტურობა და სწორხაზოვნება ხშირად არ შეესაბამება. ამასთან, ციფრული მოდულაციის ტექნოლოგიის ფართო გამოყენების პირობებში, თუ როგორ უნდა შევინარჩუნოთ კარგი სწორხაზოვნება, გარდაუვალი კვლევა გახდა.
მაგალითად, მაღალი ინტეგრაციის ჭკვიანი ტელეფონის წინა მოდული, რომელიც 2013 წლის დასაწყისში გამოჩნდა, მოიცავს ტრადიციულ GSM850, 900, 1800 და 1900 MHz სიხშირის ზონებს, ასევე WCDMA სიხშირის დიაპაზონებს 1, 2, 4 და 5 და LTE სიხშირის დიაპაზონები 2, 4, 5 და 5 დიაპაზონი 17. სამი ზედაპირული აკუსტიკური ტალღის ფილტრისა და ხუთი დუპლექსორის გარდა, მოდული შეიცავს სიხშირის ზოლის შერჩევის ჩამრთველს და დეკოდერს, და ამავე დროს ESD დაცვის სქემას, რომელსაც შეუძლია დაიცვას ანტენის გამოსასვლელთან 4 კვ-მდე.
მობილური ტელეფონის RF მოდულის განვითარების ტენდენცია
მობილური ტელეფონების მწარმოებლები განაგრძობენ მობილური ტელეფონების განვითარებას, რომლებიც მხარს უჭერენ უფრო მეტ სიხშირის ზონებს და რადიოსიხშირული სტრუქტურის გამარტივებას, სხვადასხვა სიხშირის ზოლები და საჰაერო ინტერფეისის მოდულები, როგორიცაა GSM, EDGE, WCDMA და HSPA, რომლებიც გამოიყენება 3G მობილურ ტელეფონებში, ინტეგრირებულია უაღრესად ინტეგრირებულ და ოპტიმიზირებულ RF მოდულებს შორის ის გახდა პირველი არჩევანი 3G მობილური ტელეფონის დიზაინის RF გადაწყვეტილებებისთვის.
რადიოსიხშირული (RF) მობილური ტელეფონების მომხმარებლები სულ უფრო ხშირად მიიღებენ ინტეგრირებულ მოდულებს, რადგან მათ შეუძლიათ გაამარტივონ ქვესისტემები, შეამცირონ ხარჯები და შეამცირონ ზომა, დაამატონ ახალი ფუნქციები მობილურ ტელეფონებს, დაზოგონ სივრცე და უზრუნველყონ ერთიანი ჩიპების წინა გადაწყვეტა. პირობები ვინაიდან რადიოსიხშირული (RF) გადამცემი მოდულების ფრონტ-მოდული მოდელები (FEM) გამოიყენეს, მობილური ტელეფონის RF წინა ფენების ინტეგრაცია განაგრძო. სინამდვილეში, როგორც კი RF მიმღებმა მიიღო პირდაპირი კონვერტაციის ან ნულოვანი შუალედური სიხშირის (ZIF) არქიტექტურა (ჯერ გამორიცხავს შუა სიხშირის დიაპაზონს და შემდეგ გამორიცხავს IF ზედაპირის აკუსტიკური ტალღის ფილტრს), ფრონტის ბოლოში ინტეგრაცია უკვე დაწყებულია. გადამცემების არქიტექტურის განვითარებასთან ერთად, გარე სინთეზის კომპონენტები (მაგ., ძაბვის კონტროლირებადი ოსილატორი და ფაზით დაბლოკილი ციკლი) პირდაპირ ინტეგრირებულია გადამცემი ჩიპში. მაღალი ინტეგრაციის დონე აღწევს ხარჯების შემცირებას და წრიული დაფის ზომის შემცირებას. მაღალი ინტეგრაციის ტენდენცია არ აჩერებს შეჩერების ნიშანს. ამასთან, რადგან ინტეგრაციის ამდენი გზა არსებობს, ეს ფრთხილად უნდა იქნას განხილული დიზაინში.
Qualcomm– მა დაიწყო PA და გააუმჯობესა მობილური პლატფორმაზე დაფუძნებული გადაწყვეტილებები ინტეგრაციის მაგალითია. ადრე მობილური ტელეფონების პლატფორმის გადაწყვეტილებები ძირითადად მოიცავდა მობილური ტელეფონის ბეიზბანდის ჩიპებს, აპლიკაციების პროცესორებს, რადიოსიხშირული ჩიპებს, ენერგიის მართვას და კავშირის ჩიპებს. PA არ შედიოდა პლატფორმის გადაწყვეტილებებში, მაგრამ ჰყავდა საკუთარი დამოუკიდებელი მიმწოდებელი. Qualcomm– მა დაიწყო PA, უფრო მეტი რომ მისი გადაწყვეტილებები უფრო „პლატფორმა“ გახადოს
ამის შემდეგ, ინჟინრებმა მიღწევები შეიტანეს გამოძიების ტექნოლოგიაში. განისაზღვრება რადიოსიხშირული ზონდების ძირითადი მოთხოვნები და მუშაობის პრინციპები:
1) ზონდის 50-Ω თვითმფრინავის გადამცემი ხაზი პირდაპირ უნდა დაუკავშირდეს DUT წნევის წერტილს მავთულზე შეხების გარეშე. მიკროსტრიქონის ხაზისა და შემდგომი თანმხლები ზონდის დიზაინისთვის, ზონდის კონტაქტი მიიღწევა მცირე ზომის ლითონის ბურთით, რომელიც საკმარისად დიდი უნდა იყოს საიმედო და განმეორებადი კონტაქტის უზრუნველსაყოფად.
2) იმისათვის, რომ ერთდროულად შეძლოთ DUT– ის სიგნალის წნევის წერტილთან და მიწის წნევის წერტილთან დაკავშირება, საჭიროა ზონდის დახრა. ამ პროცესს "გამოძიების პლანარიზაციას" უწოდებენ.
3) ზონდის კონტაქტური გამეორება ბევრად უკეთესია, ვიდრე კოაქსიალური შემაერთებლის. ხელი შეუწყოს გამოძიების წვერის და ჩიპური სტანდარტებისა და დაკალიბრების სპეციალური მეთოდების შემუშავებას.
4) მაღალ განმეორებადობასთან კონტაქტს შეუძლია ზონდის ზუსტი დაკალიბრება და გაზომვის საცნობარო სიბრტყის მის უკიდურეს წვერზე გადატანა. ზონდის ხაზიდან ზონდის დაკარგვა და ასახვა და კოაქსიალურ კონექტორზე გადასვლა ანალოგიურად კომპენსირდება RF კაბელისა და შემაერთებლის შეცდომით.
5) მცირე გეომეტრიული ზომის გამო, შეიძლება ვივარაუდოთ, რომ თვითმფრინავის სტანდარტული ნაწილის ეკვივალენტური მოდელი არის სუფთა ერთიანად. გარდა ამისა, ადამიანებს მარტივად შეუძლიათ წინასწარ განსაზღვრონ მოდელის პარამეტრები სტანდარტული ნაწილების გეომეტრიული ზომებიდან.
როგორც ზონდის დიზაინი იცვლება მიკროსტრიქციული ხაზებიდან კოპლარული ტალღის მეგზურებად (CPW), ზონდის წარმოება ხდება ძალიან მარტივად (სურათი 1). Tektronix- მა საბოლოოდ გარდაქმნა ზონდი „გააკეთე თვითონ“ ინსტრუმენტიდან ნამდვილ პროდუქტად რადიოსიხშირული ნახევარგამტარული ინდუსტრიაში (სურათი 2). ეს მაცნეობს ვაფლის დონეზე RF გაზომვის ეპოქის დაწყებას.
სურათი 1. ვაფლის ზონდის დიზაინი, რომელიც დაფუძნებულია კერამიკულ კოპლარულ ხაზებზე
სურათი 2. (ა) კოპლარული ზონდის ზედა ხედი და გვერდითი ხედი
(B) ჩიპური წინაღობის სხვადასხვა სტანდარტების ერთ პორტიანი გაზომვა კორექტირების შემდეგ
1980-იანი წლების დასაწყისში Tektronix– მა შემოგვთავაზა ყველაზე ადრეული RF ვაფლის ზონდი მოდელი TMP9600 და საფირონის დაკალიბრების სუბსტრატი CAL96 (სურათი 3). გამოძიების მთავარმა შემქმნელებმა, ერიკ სტრიდმა და რიდ გლისონმა, 1983 წელს დააარსეს Cascade Microtech და დაიწყეს WPH გამოძიება. ამ ორმა კომპანიამ რამდენიმე წლის განმავლობაში უზრუნველყო ძალიან მსგავსი RF ზონდები, სანამ 1990-იანი წლების დასაწყისში Tektronix- მა საბოლოოდ დატოვა ვაფლის ზონდის ბიზნესი. ასეთი შესაძლებლობის პირობებში, CascadeMicrotech გახდა ინდუსტრიაში RF ზონდების ყველაზე მნიშვნელოვანი მიმწოდებელი Hewlett Packard- თან კარგი ურთიერთობის გამო.
სურათი 3. (ა) პირველი კომერციული საფირონის დაკალიბრების სუბსტრატი CAL96;
(B) RF ვაფლის ზონდი TMP9600 Tektronix– დან;
(C) WPH ზონდი Cascade Microtech– ისგან.
WPH გამოძიების სიხშირე მოკლე დროში 26 გჰც-მდე გაიზარდა და 50 წელს 1987 გჰც-ს მიაღწია სწრაფად განვითარებული მონოლითური მიკროტალღური ინტეგრირებული მიკროსქემის (MMIC) საჭიროებების დასაკმაყოფილებლად. V- და W- ბენდის ზონდები გამოჩნდა, შესაბამისად, 1991 და 1993 წლებში. 1988 წელს კასკადმა წარმოადგინა 26.5GHz სერიის უკიდურესად წვერიანი ჩანაცვლებადი ზონდი (RTP) ფართომასშტაბიანი წარმოების პროგრამებისთვის. ახლა, ხალხს შეუძლია სწრაფად შეცვალოს კერამიკული ბოძების წვერი, გამოსაცდელი კორპუსიდან საცდელი სკამიდან გადაადგილების გარეშე. WPH ზონდებმა ხელი შეუწყო მიკროტალღოვანი ტექნოლოგიის განვითარებას 1980 – იან და 1990 – იან წლებში, მაგრამ არსებობს რამდენიმე ტექნიკური შეზღუდვა. ყველაზე კრიტიკული შეზღუდვა არის მყიფე კერამიკული CPW მავთული. რეკომენდებული მნიშვნელობის ზემოთ მინიმალური ძალის გამოყენებაც (მაგალითად, უკეთესი კონტაქტის მისაღწევად) ზიანს აყენებს ზონდს. ბევრი ინჟინერი ამ მომენტს "სიკვდილის ხმას" უწოდებს. კერამიკული ზონდების გაბზარვის ხმა, როგორც წესი, მთელ პროექტს ბოლომდე უბიძგებს, რადგან ზონდები ძალიან ძვირია უნივერსიტეტებისა და მცირე კვლევითი ლაბორატორიებისთვის. მიუხედავად იმისა, რომ RTP სერია დაინერგა, კერამიკული ზონდი სხვა ტექნოლოგიებმა გამოაძევეს ბაზრიდან.
როდესაც GGB Industries- მა მოითხოვა პატენტის მიღება რადიოსიხშირული ზონდისთვის, რომელიც დაფუძნებულია მიკრო-კოაქსიალური კაბელის საფუძველზე, 1988 წელი კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი ეტაპი გახდა. მიკრო კოაქსიალური კაბელის გამოყენებას, როგორც შუალედურ გარდამავალ საშუალებას, აქვს შემდეგი უპირატესობები:
1) მექანიკური ასპექტების მნიშვნელოვანი გაუმჯობესება ზონდის სიცოცხლეს აგრძელებს.
2) დაზიანებული ზონდის ხელახლა დაკვრა შესაძლებელია შედარებით მარტივი და იაფი გზით.
3) გაუმჯობესებულია ელექტრული მახასიათებლები.
4) წარმოების პროცესის გამარტივება.
5) ხარჯების შემცირება. 1993 წელს, GGB– მა IEEE– ს თეორიებისა და ტექნოლოგიების ასოციაციის საერთაშორისო მიკროტალღური წლიური კონფერენციაზე (IMS) წარადგინა W- ჯგუფის ზონდი. 1999 წელს მათმა ზონდებმა მიაღწიეს 220 გჰც-ს, 2006 წელს ისინი კიდევ გაფართოვდა 325 გჰც-მდე და 2012 წელს მიაღწიეს 500 გჰც-ს. ერთად მჭიდრო თანამშრომლობა მომწოდებლებთან, როგორიცაა კარლ სუსი (მოგვიანებით SUSS MicroTech), GGB Industries გახდა ერთ-ერთი ყველაზე გავლენიანი კომპანია მსოფლიოს RF ბაზარზე.
ამავდროულად, 40 წელს 43-ე საგაზაფხულო ARFTG კონფერენციაზე კასკადმა აჩვენა ახალი 1994 გიგაჰერციანი ჰაერ-თანაპლანარული ზონდი (ACP) (სურათი 5). რამდენიმე წლის განმავლობაში, ACP ზონდებმა სწრაფად მიაღწიეს 110GHz (1 მმ კონექტორის მოდელს) და 140GHz (დაფუძნებული ტალღის მეგზურის მოდელზე), შეცვალა WPH წარმოების ხაზი. ჯერჯერობით, ACP- ის რბილი და არა დესტრუქციული კონტაქტის გამო, ბევრ ინჟინერს სურს გამოიყენოს ACP ოქროს წნევის წერტილების დასადგენად.
სურათი 4. Picoprobe გამოძიება GGB Industries– დან
სურათი 5, Cascade Microtech's ACP გამოძიება
სურათი 6. Z∣- გამოძიების მოდელი.
სურათი 7. უსასრულობის ზონდი კასკადი მიკროტექნიკისგან
2000 წელს როზენბერგერმა შემოიტანა RF ზონდების ახალი კონცეფცია PCB პროგრამებისთვის, რამაც მნიშვნელოვნად გადააჭარბა ტრადიციულ ტექნოლოგიას. ზონდების გეომეტრიული ზომა შემცირდა ვაფლის დონისთვის საჭირო დონეზე და იგი 2001 წელს დაიწყო ახალი RF ვაფლის ზონდი ∣Z∣- ზონდით. ∣Z∣- ზონდს შეუძლია 40GHz დიაპაზონის დაფარვა და რამდენიმე ინოვაციური იდეის რეალიზება.
1) ეს ზონდი არ იყენებს მიკრო კოაქსიალურ კაბელს. გააცნობიერეთ კოაქსიალური კავშირიდან პირდაპირი გადასვლა ჰაერზე იზოლირებულ კოპლანარულ კონტაქტურ მავთულზე.
2) ეს გადასვლა ხდება ზონდის სხეულში, რაც საშუალებას იძლევა გადასვლის წერტილის ზუსტი ოპტიმიზაცია, ამით შესაძლო შეწყვეტის შემცირება.
3) Coplanar კონტაქტი მიიღება ულტრაიისფერი ლითოგრაფიისა და ელექტროპლატაციის პროცესის (UV-LIGA) გამოყენებით, რომელიც MEMS პროდუქტების დამზადების პროცესის მსგავსია. მის ძალზე მაღალ სიზუსტეს და განმეორებადობას შეუძლია შექმნას CPW მავთულის ძალიან ზუსტი ფორმა და მუდმივი ჰაერის ხარვეზი.
1990-იანი წლების შუა პერიოდში სილიციუმი ფართოდ გამოიყენებოდა რადიოსიხშირული დარგის სფეროში. ამას გარკვეული გამოწვევები მოაქვს რადიოსიხშირული ზონდების წარმოებას. ტრადიციულად, RF გამოძიების კონტაქტი მზადდება ბერილიუმ-სპილენძისგან (BeCu). ეს მასალა შეიძლება ძალიან პრობლემური გახდეს სილიციუმის მოწყობილობებისა და სქემების ალუმინის კონტაქტის წნევის წერტილების გამოკვლევისას. BeCu ბოძის წვერის სწრაფი დაჟანგვა და ჭუჭყის დაგროვება გამოიწვევს ალუმინის საკონტაქტო წნევის წერტილის განმეორებადობის დიდ შემცირებას. ამ პრობლემის გადასაჭრელად, მიმწოდებელი უზრუნველყოფს რადიოსიხშირული ზონდის ვოლფრამის (W) ბოძზე. ტესტის ინჟინრები, რომლებიც მუშაობენ მრავალმიზნებიანი საზომი მოწყობილობებით, იძულებულნი არიან შეცვალონ ზონდი ყოველ ჯერზე DUT ტიპის (სილიციუმის ან III-V ნაერთის ნახევარგამტარი) შეცვლისას, მაშინაც კი, თუ ტესტის სიხშირის დიაპაზონი იგივე იქნება. ∣Z∣- გამოძიება ასევე მზად არის ამ უხერხულობის მოსაგვარებლად. Coplanar კონტაქტი დამზადებულია ნიკელისგან (Ni), რომელიც აჩვენებს საუკეთესო კონტაქტის ეფექტურობას კონტაქტის წნევის წერტილებში ალუმინისა და ოქროსგან. ამის შემდეგ, რადიოსიხშირული ზონდების სხვა მომწოდებლებმაც დაიწყეს მრავალპროფილიანი ზონდების დამზადება Ni ან Ni შენადნობიდან, ბოძების წვერების გასაკეთებლად.
MOS და BICMOS მოწყობილობების რადიოსიხშირული მახასიათებლების მზარდი მოთხოვნილებით და DUT კონტაქტის ზომის შემცირებით, 59 წელს Cascade Microtech– მა წარმოადგინა მიკროტალღური გაზომვის კონფერენცია 2002 – ე საგაზაფხულო ავტომატური RF ტექნიკის ჯგუფის (ARFTG) საფუძველზე. ახალი ვაფლის ზონდი წვრილი კინო ტექნოლოგია. ეს მეთოდი ემყარება კასკადის Pyramid Probe Card ტექნოლოგიას. რბილი პოლიმიდიანი ფილმის სუბსტრატზე მიკროსტრიქციული ხაზი გადასცემს სიგნალებს კოაქსიალური ხაზიდან DUT– მდე არაჟანგვითი იშვიათი ლითონის გამოკვლევის წვერით. Ni გამოძიების წვერის საკონტაქტო არეა დაახლოებით 12 მკმ x 12 მკმ, რომელსაც შეუძლია ძალზე მცირე კონტაქტის წნევის წერტილების დადგენა. ეს ახალი Infinity ზონდი აჩვენებს შესანიშნავ კონტაქტურ თანმიმდევრულობას და ძალიან დაბალი ზონდიდან გამოკვლევას.
კასკადის კომპანია გთავაზობთ სხვადასხვა სპეციფიკაციის Infinity ზონდებს, რომლებიც 110 გჰც-ზე დაბლა მუშაობენ. ტალღოვანზე დაფუძნებული ზონდები 220 და 325 გიგაჰერცი სიხშირეების შესაბამისად შემოღებულ იქნა 2005 და 2007 წლებში. კასკადმა დაიწყო Infinity ზონდების მოწოდება 500GHz დიაპაზონისთვის 2009 წლის ბოლოს.
2009–2011 წლებში ორი ახალი წევრი შემოვიდა სექსუალური ზონდების ბაზარზე: DMPI მიკრომანქანის ზონრებით, რომლებიც მიზნად ისახავს ქვე – THz– ის ბაზარს. ტაივანიდან Allstron უზრუნველყოფს იაფ ზონდებს 110 გჰც-ზე დაბალი პროგრამებისთვის. მათ შორის, ტესტის ხარჯების შემცირება ყველაზე მნიშვნელოვანი მოთხოვნაა. Allstron- ის ზონდი არის ტრადიციული დიზაინი, რომელიც დაფუძნებულია მიკრო-კოაქსიალურ კაბელზე. საკონტაქტო სტრუქტურა არის ჰაერის იზოლირებული CPW მავთული. ის ACP– ს მსგავსია, მაგრამ ბოძზე წვერი მზადდება გარკვეულ ფორმაში, რათა აღმოაჩინოს ალუმინის წნევის წერტილები მცირე პასივაციის ფანჯრებით.
სურათი 8. Allstron- ის რადიოსიხშირული ზონდი
RF ვაფლის ზონდების თანამედროვე დიზაინით ტესტის სიგნალი გარდაიქმნება სამგანზომილებიანი გარემოდან (კოაქსიალური კაბელი ან მართკუთხა ტალღის მეგზური) ორგანზომილებიანი (კოპლანარული) ზონდის კონტაქტად. ამგვარი ოპერაცია მოითხოვს გადამცემი საშუალების დამახასიათებელი წინაღობის Z0 ფრთხილად დამუშავებას და ელექტრომაგნიტური ენერგიის სწორ გარდაქმნას გამრავლების სხვადასხვა რეჟიმებს შორის. მიუხედავად იმისა, რომ ვაფლის ზონდის შეყვანა არის სტანდარტიზებული კოაქსიალური ან ტალღის მეგზური, მისი გამომავალი (ზონდის წვერი) შეუძლია გააცნობიეროს დიზაინის სხვადასხვა კონცეფციები. ამ ინტერფეისებს, განსაკუთრებით ზონდის წვერს, შეაქვთ შეწყვეტა გაზომვის სიგნალის გზაზე. ეს შეწყვეტა თავისთავად წარმოქმნის უფრო მაღალი რიგის გამრავლების რეჟიმებს. ამიტომ, ვაფლის გამოკვლევა და DUT აგზნება მხოლოდ ერთ კვაზი- TEM გამრავლების რეჟიმს უნდა უჭერდეს მხარს და უნდა გამორიცხავდეს მაღალი რიგის რეჟიმებს ან უფრო მაღალი წინაღობის რეჟიმები ჰქონდეს უფრო მაღალი რიგის რეჟიმებში.
EM ველის სადისტრიბუციო რუკის გარდაქმნა შენარჩუნებულია რამოდენიმე რადიოსიხშირული გადასვლის ღონისძიებით ერთ ზონდზე. რადიოსიხშირული ტრადიციული ზონდი შედგება შემდეგი ნაწილებისაგან:
1) ტესტერის ინტერფეისი (კოაქსიალური ან ტალღის მეგზური)
2) ტესტის ინტერფეისიდან მიკრო კოაქსიალურ კაბელზე გადასვლა
3) მიკრო კოაქსიალური კაბელიდან გადასვლას პლანშე ტალღის მეგზურზე, მაგალითად, CPW ან მიკროსტრიქტის ხაზზე
4) ვაფლის DUT- ის კოპლანური ინტერფეისი (ან ბოძების წვერი) წინაშე დგას რამდენიმე ტიპის ზონდები ან კომბინაცია 3) და 4), ან მიკრო-კოაქსიალური კაბელი არ არის გამოყენებული (სურათი 9). კოაქსიალური შემაერთებელი არის საერთო ტესტის სისტემის ინტერფეისი 65 გჰც-ზე ნაკლები სიხშირის მქონე RF გამოკვლევებისთვის. კოაქსიალური და ტალღური კავშირის სქემები შესაძლებელია ინტერფეისები სიხშირის დიაპაზონში 50-დან 110 გჰც-მდე. ერთი სკანირებისას, ფართოზოლოვანი ტესტის სისტემა, რომელიც მოიცავს DC– დან 110GHz– მდე, იყენებს ყველაზე მცირე ზომის (1 მმ) კოაქსიალურ კონექტორს. სხვადასხვა ზომის მართკუთხა ტალღების მეგზური უკავშირდება გაზომვის სისტემებს 110 გიგაჰერციდან ზემოთ.
სურათი 9. ა) რადიოსიხშირული აღმოჩენა მიკრო კოაქსიალური კაბელის საფუძველზე
(B) Waveguide ინტერფეისი
(C) კოაქსიალურიდან კოპლანარულ ხაზზე პირდაპირი გადასვლა
ზონდის ტექნოლოგიის სიცოცხლის ხანგრძლივობა დაახლოებით 12 წელია. გამოძიების ტექნოლოგიის განვითარების ორი ძირითადი ფაქტორია:
1) გააუმჯობესეთ გაზომვის სიზუსტე მაღალი დონის პროგრამებში
2) შეამცირეთ ზომიერი პროგრამების საცდელი ღირებულება.
ზომიერი (Allstron) და მაღალი დონის პროგრამების (DMPI) გამოძიების ახალი მომწოდებლების გარდა, RF და მიკროტალღური ინდუსტრიის ზოგიერთი მცირე და საშუალო მომსახურების პროვაიდერი ასევე გთავაზობთ პროდუქტებს დაბალი სიხშირის და ფართოზოლოვანი სფეროებისთვის.
FindRF– ის მიერ მოწოდებული MP სერიის კოაქსიალური ზონდები აკმაყოფილებს DC-20GHz გაზომვის მოთხოვნებს. მახასიათებლები შემდეგია:
1. DC-20GHz გამტარობა
2. ულტრა დაბალი ჩასმა და დაბრუნების დანაკარგი
3. GSG, GS კონფიგურაცია (0.8 / 1.5 / 2.5 მმ სიმაღლის დიაპაზონი)
უპირატესობა:
1. წრიული დაფის სიგნალის ამოცნობი და ტესტირება ყოველგვარი შედუღების გარეშე
2. თავსებადია pogo ქინძისთავებთან, რაც საშუალებას იძლევა არათანაბარი სტრუქტურების შესწავლას
3. ზონდის ექსპლუატაციის ვადა უფრო გრძელია
4. ტესტირების ნაკლები დრო
მიმართა:
1) RF და მიკროტალღური მოდულის სიგნალის ჩასმა, გამოვლენა და გაზომვა;
2) მაღალი სიხშირის მიკროსქემის დაფების ელექტრული მუშაობის ანალიზი;
ჩვენი სხვა პროდუქტი:
