在80年代初，Tektronix公司推出了最早的射頻圓晶片探針模型TMP9600和藍(lán)寶石校準(zhǔn)基片CAL96（圖3）。探針的主要開(kāi)發(fā)者Eric Strid和Reed Gleason于1983年創(chuàng)辦了Cascade Microtech公司并推出了WPH探針。這兩個(gè)公司曾經(jīng)在若干年間提供著非常類(lèi)似的射頻探針，一直到Tektronix公司于90年代初最終退出了圓晶片探針這個(gè)業(yè)務(wù)。在這樣的機(jī)會(huì)下，CascadeMicrotech憑借著與Hewlett Packard公司之間的良好關(guān)系，便成為工業(yè)界射頻探針最主要的供應(yīng)商。

　　圖3 （a）第一個(gè)商用的藍(lán)寶石校準(zhǔn)基片CAL96；

　　（b）來(lái)自Tektronix公司的射頻圓晶探針TMP9600；

　　（c）來(lái)自Cascade Microtech公司的WPH探針。

　　WPH探針的頻率在很短的時(shí)間內(nèi)就擴(kuò)大到26GHz，并且在1987年達(dá)到了50GHz，以滿(mǎn)足迅速開(kāi)發(fā)的單片微波集成電路（MMIC）的需要。V-波段和W-波段探針?lè)謩e于1991年和1993年出現(xiàn)。1988年，Cascade推出了用于規(guī)?；a(chǎn)應(yīng)用的26.5GHz系列極尖可替換的探針（RTP）?，F(xiàn)在，人們無(wú)需從測(cè)試臺(tái)上將探針主體移動(dòng)便可以迅速更換陶瓷極尖。WPH探針對(duì)80年代和90年代微波技術(shù)開(kāi)發(fā)做出了貢獻(xiàn)，但存在若干個(gè)技術(shù)上的局限。最關(guān)鍵的局限在于脆弱的陶瓷CPW線(xiàn)。即使施加高于建議值的一個(gè)最小的力（例如，為了達(dá)到更好的接觸）都會(huì)損壞探針。許多工程師將這個(gè)時(shí)刻稱(chēng)為“死亡之聲”。陶瓷探針破裂的聲音通常還會(huì)將整個(gè)項(xiàng)目推向窮途末路，因?yàn)閷?duì)于大學(xué)和小的研究室來(lái)說(shuō)探針是非常昂貴的。雖然引入了RTP系列，但陶瓷探針還是被別的技術(shù)擠出了市場(chǎng)。

　　當(dāng)GGB工業(yè)公司為基于微同軸電纜的射頻探針申請(qǐng)專(zhuān)利時(shí)，1988年便成為另一個(gè)里程碑。采用微同軸電纜作為中間過(guò)渡媒質(zhì)具有下列這些好處：

　　1） 機(jī)械方面的顯著改善延長(zhǎng)了探針的壽命。

　　2） 被損壞的探針可以通過(guò)一種相對(duì)較為容易且并不昂貴的方式而重新敲打出來(lái)。

　　3） 電器特性得到了改善。

　　4） 簡(jiǎn)化制造工藝。

　　5） 降低成本。

　　在1993年，GGB公司在IEEE理論和技術(shù)協(xié)會(huì)的國(guó)際微波年會(huì)上（IMS）介紹了W-波段探針。在1999年，它們的探針達(dá)到了220GHz，在2006年又進(jìn)一步擴(kuò)展到325GHz，在2012年又達(dá)到了500GHz。加上與供應(yīng)商的密切合作，如Karl Suss（后來(lái)的SUSS MicroTech），GGB工業(yè)公司成為全世界射頻市場(chǎng)上最有影響力的公司之一。

　　同時(shí)期，Cascade公司在1994年的第43屆春季ARFTG會(huì)議上展示了新型的40-GHz空氣-共面探針（ACP）（圖5）。幾年之內(nèi)，ACP探針迅速達(dá)到了110GHz（1-mm連接器模型）和140GHz（基于波導(dǎo)模型），代替了WPH生產(chǎn)線(xiàn)。到目前為止，由于A(yíng)CP的柔軟及無(wú)損式接觸，許多工程師喜歡將ACP用于探測(cè)金壓點(diǎn)。

　　圖4來(lái)自GGB 工業(yè)公司的Picoprobe 探針

　　圖5 Cascade Microtech 公司的ACP 探針

　　
圖6∣Z∣-探針模型。

　　圖7 Cascade Microtech 公司的Infinity 探針

　　在2000年，Rosenberger公司強(qiáng)勢(shì)推出了一個(gè)用于PCB應(yīng)用、具有明顯超過(guò)傳統(tǒng)技術(shù)的射頻探針的新概念，將探針的幾何尺寸縮小到圓晶片層次所要求的水平，并于2001年推出了新的射頻圓晶探針∣Z∣-探針。∣Z∣-探針可以覆蓋40GHz范圍并且實(shí)現(xiàn)了若干種創(chuàng)新思想。

　　1） 這個(gè)探針沒(méi)有使用微同軸電纜。實(shí)現(xiàn)了從同軸連接到空氣絕緣共面接觸線(xiàn)的直接過(guò)渡。

　　2） 這個(gè)過(guò)渡是在探針體內(nèi)制作的，這便允許對(duì)過(guò)渡點(diǎn)進(jìn)行一個(gè)準(zhǔn)確的優(yōu)化，從而將可能的不連續(xù)性減到最小。

　　3） 共面接觸是采用一個(gè)紫外光刻和電鍍工藝（UV-LIGA）制作的，這個(gè)工藝與制作MEMS 產(chǎn)品的工藝類(lèi)似。其極高的精度和可重復(fù)性可以形成CPW線(xiàn)和一個(gè)恒定的空氣氣隙非常準(zhǔn)確的形狀。

　　在90年代中期，硅被大量應(yīng)用于射頻領(lǐng)域。這給射頻探針的制作帶來(lái)一些挑戰(zhàn)。從傳統(tǒng)上講，射頻探針的接觸是用鈹（beryllium）-銅（BeCu）制作的。在探測(cè)硅器件和電路的鋁接觸壓點(diǎn)時(shí)，這種材料就會(huì)變得很麻煩。BeCu極尖的迅速氧化和臟物的累積會(huì)導(dǎo)致對(duì)鋁接觸壓點(diǎn)的接觸重復(fù)性的極大降低。為了解決這個(gè)問(wèn)題，供應(yīng)商提供了帶有鎢（W）極尖的射頻探針。操作多用途測(cè)量裝置的測(cè)試工程師們?cè)诿看胃淖僁UT類(lèi)型（硅或III-V族復(fù)合物半導(dǎo)體）時(shí)，都被迫要更換探針，即使測(cè)試的頻率范圍保持不變。∣Z∣-探針也致力于解決這種不便之處。共面接觸是由鎳（Ni）來(lái)制作的，在與鋁和金的接觸壓點(diǎn)上均展示出最佳的接觸性能。隨后，其它射頻探針的供應(yīng)商也開(kāi)始提供用Ni或Ni合金來(lái)制作極尖的多用途探針。

　　隨著對(duì)MOS和BICMOS器件的射頻特性及縮小DUT接觸點(diǎn)尺寸不斷增長(zhǎng)的需求， CascadeMicrotech公司在2002年的第59屆春季自動(dòng)射頻技術(shù)組織（AutomaTIc RF Techniques Group-ARFTG）微波測(cè)量大會(huì)上介紹了基于薄膜技術(shù)的新的圓晶探針。這個(gè)方法是基于Cascade公司的Pyramid Probe Card 技術(shù)。在一個(gè)柔軟的聚酰亞胺薄膜基片上的微帶線(xiàn)從同軸線(xiàn)通過(guò)非氧化稀有金屬探針極尖向DUT傳輸信號(hào)。Ni探針極尖的接觸面積大約為12μm x12 μm，從而可以探測(cè)極小的接觸壓點(diǎn)。這個(gè)新型的Infinity 探針展示了卓越的接觸的一致性和探針-到-探針的很低的串?dāng)_。

　　Cascade公司提供了工作在110GHz一下不同規(guī)格的Infinity探針。用于220和325GHz 測(cè)量的基于波導(dǎo)的探針是分別于2005和2007年推出的。在Cascade于2009年后期開(kāi)始提供用于500GHz-波段的Infinity探針。

　　在2009-2011年間，兩個(gè)新成員進(jìn)入了成熟的探針市場(chǎng)：帶有微機(jī)械加工的探針DMPI 瞄準(zhǔn)的是新興的亞太赫茲（sub-THz）市場(chǎng)。來(lái)自臺(tái)灣的Allstron公司為110GHz以下的應(yīng)用提供了并不昂貴的探針，其中，測(cè)試成本的降低是最主要的要求。來(lái)自于A(yíng)llstron公司的探針是一種基于微同軸電纜的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)。接觸結(jié)構(gòu)是空氣絕緣的CPW線(xiàn)。它類(lèi)似于A(yíng)CP，但是極尖被做成一定的形狀來(lái)探測(cè)具有很小鈍化窗口（passivaTIon windows）的鋁壓點(diǎn)。

　　圖8 Allstron 公司的射頻探針

　　現(xiàn)代對(duì)于射頻圓晶探針的設(shè)計(jì)將測(cè)試信號(hào)從一個(gè)三維媒質(zhì)（同軸電纜或矩形波導(dǎo)）轉(zhuǎn)換到兩維（共面）探針的接觸上。這種操作需要對(duì)傳輸媒質(zhì)的特性阻抗Z0進(jìn)行仔細(xì)的處理，并且要在不同傳播模式之間進(jìn)行電磁能量的正確轉(zhuǎn)換。雖然晶片探針的輸入是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化同軸或波導(dǎo)界面，但它的輸出（探針極尖）則可以實(shí)現(xiàn)不同的設(shè)計(jì)概念。這些界面，特別是探針極尖，會(huì)將不連續(xù)性帶入到測(cè)量信號(hào)路徑中。這種不連續(xù)性本身會(huì)產(chǎn)生高階傳播模。因此，圓晶探針和DUT激勵(lì)必須只能支持單個(gè)準(zhǔn)-TEM傳播模式并且要排除高階?；蛘邔?duì)高階模展現(xiàn)出更高的阻抗。

　　EM場(chǎng)分布圖的轉(zhuǎn)換是由處于單個(gè)探針組裝內(nèi)的若干個(gè)射頻過(guò)渡措施來(lái)維持的。一個(gè)傳統(tǒng)的射頻探針是由下列幾個(gè)部分組成的：

　　1） 測(cè)試儀的界面（同軸或波導(dǎo)）

　　2） 從測(cè)試界面到微同軸電纜的過(guò)渡

　　3） 從微同軸電纜到一個(gè)平面波導(dǎo)的過(guò)渡，如CPW或微帶線(xiàn)

　　4） 面向晶片上DUT的共面界面（或者極尖）

　　若干種探針或者將3）和4）組合在一起，或者不使用微同軸電纜（圖9）。一個(gè)同軸連接器是低于65GHz的射頻探針常用的測(cè)試系統(tǒng)界面。同軸和波導(dǎo)這兩種連接方案均是50 到110GHz頻率范圍內(nèi)可能的界面。在單次掃描中，覆蓋了從直流到110GHz的寬帶測(cè)試系統(tǒng)利用了最小尺寸（1mm）的同軸連接器。不同尺寸的矩形波導(dǎo)是與110GHz以上的測(cè)量系統(tǒng)對(duì)接的。

　　圖9 （a）基于一個(gè)微同軸電纜的射頻探針

　?。?/font>b）波導(dǎo)界面