DE112008002578T5

DE112008002578T5 - Messvorrichtung und Detektionseinrichtung

Info

Publication number: DE112008002578T5
Application number: DE112008002578T
Authority: DE
Inventors: Masayuki Kimishima; Shoichi Mizuno; Takao Seki
Original assignee: Advantest Corp
Current assignee: Advantest Corp
Priority date: 2007-09-28
Filing date: 2008-09-02
Publication date: 2010-07-15
Also published as: JP5235194B2; US20090085581A1; JPWO2009040991A1; WO2009040991A1; US7622932B2

Abstract

Messvorrichtung, die die Charakteristik eines zu messenden Bauteil misst, umfassend:
einen messsignalerzeugenden Bereich, der ein Vorwärtssignal an das zu messende Bauteil durch einen Vorrichtungsseitenanschluss übermittelt;
einen Richtungskoppler, der ein durch Teilung eines Teils eines Rückwärtssignal erhaltenen Rückwärtsteilungssignal übermittelt, das von dem zu messendem Bauteil durch den Vorrichtungsseitenanschluss zuführbar ist;
einen Rückwärtsmischer, der ein durch Vervielfältigung eines Ortssignal mit einer vorgegebenen Frequenz durch das Rückwärtsteilungssignal erhaltenes Rückwärtsdetektionssignal übermittelt; und
einen Analysebereich, der eine Charakteristik des zu messenden Bauteils analysiert, das auf dem Rückwärtsdetektionssignal basiert, wobei
der Richtungskoppler in dem Mehrlagensubstrat angeordnet ist, und
der Rückwärtsmischer in einem auf der Oberfläche des Mehrlagensubstrats vorgesehenen Chip angeordnet ist.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Messvorrichtung und eine Detektionseinrichtung.
STAND DER TECHNIK
Als eine Messvorrichtung, welche eine Reflexionscharakteristik und eine Übertragungscharakteristik eines jeden Anschlusses des zu messenden Bauteils durch Messen der Hochfrequenzeigenschaften, wie eines Streumatrixparameters (nachstehend als S-Parameter bezeichnet), eines zu messenden Bauteils misst, ist ein Netzwerkanalysator bekannt, zum Beispiel aus der Veröffentlichung der japanischen Patentanmeldung Nr. 10-3111854 . Eine Messung durch einen solchen Netzwerkanalysator wird oft zusammen mit einem Funktionstest eines zu messenden Bauteils durchgeführt, wie einem IC und einem LSI.
Wenn also ein Netzwerkanalysator miniaturisiert und in eine Testvorrichtung eingebaut ist, die einen Funktionstest des zu messenden Bauteils durchführt, kann die Messung der Reflexionscharakteristik und der Übertragungscharakteristik von jedem Anschluss des zu messenden Bauteils und die Durchführung des Funktionstests des zu messenden Bauteils effektiv ausgeführt werden.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
PROBLEME, DIE DURCH DIE ERFINDUNG GELÖST WERDEN
Deswegen ist es eine Aufgabe eines Aspekts der vorliegenden Neuerungen, eine Messvorrichtung und eine Detektionseinrichtung zur Verfügung zu stellen, welche in der Lage sind, die obigen mit dem Stand der Technik verbundenen Nachteile zu überwinden. Die obige und andere Aufgaben können erreicht werden durch in den unabhängigen Ansprüchen beschriebenen Kombinationen. Die abhängigen Ansprüche definieren weitere vorteilhafte und beispielhafte Kombinationen der vorliegenden Erfindung.
MITTEL ZUR LÖSUNG DES PROBLEMS
Nach einem ersten Aspekt der hier beschriebenen Neuerungen, ist eine exemplarische Messvorrichtung vorgesehen, die eine Charakteristik eines zu messenden Bauteils misst. Die Messvorrichtung umfasst: einen signalerzeugenden Bereich, der ein Vorwärtssignal an das zu messende Bauteil durch einen Vorrichtungsseitenanschluss übermittelt; einen Richtungskoppler, der ein durch Teilen eines Teils eines Rückwärtssignals erhaltenes Rückwärtsteilungssignal übermittelt, das von dem zu messendem Bauteil durch den Vorrichtungsseitenanschluss zugeführt wird; einen Rückwärtsmischer, der ein Rückwärtsdetektionssignal übermittelt, das durch Vervielfältigung eines Ortssignal mit einer vorgegebenen Frequenz durch das Rückwärtsteilungssignal erhalten wird, und einen Analysebereich, der eine auf dem Rückwärtsdetektionssignal basierende Charakteristik des zu messenden Bauteils analysiert. Der Richtungskoppler ist in einem Mehrlagensubstrat angeordnet. Der Rückwärtsmischer ist in einem auf einer Oberfläche des Mehrlagensubstrats vorgesehenen Chip angeordnet.
Nach einem zweiten Aspekt der hier beschriebenen Neuerungen, ist exemplarisch eine signaldetektierende Detektionseinrichtung vorgesehen. Die Detektionseinrichtung umfasst: einen Richtungskoppler, der ein durch Teilung eines Teils eines Rückwärtssignals erhaltenes Rückwärtsteilungssignal übermittelt, das durch einen Anschluss zugeführt wird; und einen Rückwärtsmischer, der ein Rückwärtsdetektionssignal übermittelt, das durch Vervielfältigung eines Ortssignal mit einer vorgegebenen Frequenz durch das Rückwärtsteilungssignal erhalten wird. Der Richtungskoppler ist in einem Mehrlagensubstrat angeordnet. Der Rückwärtsmischer ist in einem auf der Oberfläche des Mehrlagensubstrats vorgesehenen Chip angeordnet.
Die Zusammenfassung beschreibt nicht notwendigerweise alle notwendigen Merkmale der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Die vorliegende Erfindung kann auch eine Unterkombination der oben beschriebenen Merkmale sein. Die obigen und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die folgende Beschreibung der Ausführungsformen in Verbindung mit den begleitenden Figuren verdeutlicht.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
1 zeigt eine Konfiguration, in welcher eine Messvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein zu messendes Bauteil 500 misst.
2 zeigt eine interne Konfiguration einer Detektionseinrichtung 51.
3 zeigt eine interne Konfiguration einer Detektionseinrichtung 52.
4 zeigt einen Schnitt durch die Linie A-A' der 1, gesehen von einer durch Pfeile angedeuteten Richtung.
5 zeigt eine Positionsbeziehung zwischen der Leiterbahn 135 und 136, gesehen von der oberen Oberflächenseite des Mehrlagensubstrats 101.
BESTE ART ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Hiernach werden einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die Ausführungsformen beschränken nicht die Erfindung gemäß den Ansprüchen, und alle Kombinationen der in den Ausführungsformen beschriebenen Merkmale sind nicht unbedingt erforderlich für die durch Aspekte der Erfindung vorgesehenen Mittel.
1 zeigt eine Konfiguration, in welcher eine Messvorrichtung 10, nach einer vorliegenden Ausführungsform, ein zu messendes Bauteil 500 misst. Das zu messenden Bauteil 500, das eine Messung durch die Messvorrichtung 10 durchlauft, hat eine erste Schnittstelle 510 und eine zweite Schnittstelle 520, welche einen Satz von Zuführungs-/Übermittlungsanschlüssen bilden. Hier wird ein durch die erste Schnittstelle 510 zugeführtes Signal von der zweiten Schnittstelle 520 übermittelt. Die Messvorrichtung 10 ist eine Vorrichtung, die die Reflexionscharakteristik und die Übertragungscharakteristik der ersten Schnittstelle 510 und der zweiten Schnittstelle 520 des zu messenden Bauteils 500 misst, und umfasst einen messsignalerzeugenden Bereich 20, einen ortssignalerzeugenden Bereich 22, ein Hauptsubstrat 30 und einen Analysebereich 40. Das Hauptsubstrat 30 umfasst eine Detektionseinrichtung 51, eine Detektionseinrichtung 52, einen Schaltungsbereich 301, einen Schaltungsbereich 302, einen A/D-Umwandlungsbereich 401 und einen A/D-Umwandlungsbereich 402.
Die Detektionseinrichtung 51 ist jeweils elektrisch verbunden mit dem messsignalerzeugenden Bereich 20, dem ortssignalerzeugenden Bereich 22, dem Schaltungsbereich 301 und dem Schaltungsbereich 302, und ist weiter elektrisch verbunden mit der ersten Schnitt stelle 510 des zu messenden Bauteils 500 durch einen Vorrichtungsseitenanschluss 31 des Hauptsubstrates 30. Außerdem ist die Detektionseinrichtung 52 jeweils elektrisch verbunden mit dem messsignalerzeugenden Bereich 20, dem ortssignalerzeugenden Bereich 22, dem Schaltungsbereich 301 und dem Schaltungsbereich 302, und ist weiter elektrisch verbunden mit der zweiten Schnittstelle 520 des zu messenden Bauteils 500 durch den Vorrichtungsseitenanschluss 32 des Hauptsubstrats 30.
2 zeigt eine interne Konfiguration der Detektionseinrichtung 51. Die Detektionseinrichtung 51 umfasst ein Mehrlagensubstrat 101, ein Dämpfungsglied 111, einen Verstärker 121, einen Signalverteilungsschaltkreis 141, Bandpassfilter 151 und 153 und Verstärker 161 und 163. Das Mehrlagensubstrat 101 umfasst einen Richtungskoppler 131, der darin angeordnet ist, und einen Chip 201, der auf der Oberfläche davon angeordnet ist. Der Chip 201 umfasst einen Vorwärtsmischer 211 und einen Rückwärtsmischer 221. Hier können der Vorwärtsmischer 211 und der Rückwärtsmischer 221 jeweils auch auf individuellen Chips angeordnet sein.
3 zeigt eine interne Konfiguration einer Detektionseinrichtung 52. Die Detektionseinrichtung 52 umfasst ein mehrlagiges Substrat 102, ein Dämpfungsglied 112, einen Verstärker 122, einen Signalverteilungsschaltkreis 142, Bandpassfilter 152 und 154 und Verstärker 162 und 164. Das Mehrlagensubstrat 102 umfasst einen Richtungskoppler 132, der darauf angeordnet ist, und einen Chip 202, der auf der Oberfläche davon angeordnet ist. Der Chip 202 umfasst einen Vorwärtsmischer 212 und einen Rückwärtsmischer 222.
Hiernach wird die Messung einer Reflexionscharakteristik von der ersten Schnittstelle 510 des zu messenden Bauteils 500 beschrieben. Bei der Messung ist eine übermittelnde Seite des Verstärkers 161 der Messvorrichtung 10 elektrisch mit einer zuführenden Seite des A/D-Umwandlungsbereichs 401 durch den Schaltungsbereich 301 verbunden. Außerdem ist eine ausgebende Seite des Verstärkers 163 elektrisch mit einer zuführenden Seite des A/D-Umwandlungsbereichs 402 durch den Schaltungsbereich 302 verbunden. Der messsignalerzeugende Bereich 20 übermittelt ein Vorwärtssignal 701S an das Dämpfungsglied 111 der Detektionseinrichtung 51. Zum Beispiel kann das Vorwärtssignal 701S ein Hochfrequenzsignal mit einer vorgegebenen Frequenz in einem zur Messung der Reflexionscharakteristik geeignetem Frequenzband sein. Beispielsweise dämpft das Dämpfungsglied 111 das Vorwärtssignal 701S um einen bestimmten Dämpfungsfaktor und übermittelt es an den Verstärker 121.
Zum Beispiel kann hier das Dämpfungsglied 111 das Vorwärtssignal 701S nicht dampfen, sondern direkt an den Verstärker 121 weiterleiten.
Beispielsweise verstärkt der Verstärker 121 das Vorwärtssignal 701S um einen bestimmten Verstärkungsfaktor und übermittelt diesen an den Richtungskoppler 131. Der Richtungskoppler 131 übermittelt ein Vorwärtssignal 701S an den Vorrichtungsseitenanschluss 31 und übermittelt ein Vorwärtsteilungssignal 711S an den Vorwärtsmischer 211 des Chips 20, das durch Teilung eines Teils des Vorwärtssignal 701S erhaltenen wird. Das von dem Richtungskoppler 131 an den Vorrichtungsseitenanschluss 31 übermittelte Vorwärtssignal 701S wird an der ersten Schnittstelle 510 des zu messenden Bauteils 500 durch den Vorrichtungsseitenanschluss 31 angewendet.
Hier führt das Mehrlagensubstrat 101 dem Richtungskoppler 131 durch den Vorrichtungsseitenanschluss 31 ein Ruckwärtssignal 721S zu, das von der ersten Schnittstelle 510 durch Anlegen des Vorwärtssignals 701S an die erste Schnittstelle 510 des zu messenden Bauteils 500 übermittelt wird. Der Richtungskoppler 131 übermittelt ein Rückwärtsteilungssignal 731 an den Rückwärtsmischer 221 des Chip 201, das durch Teilung eines Teils des Rückwärtssignals 721S erhalten wird. Zum Beispiel ist hier für den Richtungskoppler 131 ein Verhältnis des durch Teilen des Vorwärtssignals 701S erhaltenen Vorwärtsteilungssignals 711S zu dem Vorwärtssignal 701S (Intensitätsverhältnis), und ein Verhältnis des durch Teilung des Rückwärtssignal 721S erhaltenen Rückwärtsteilungssignals 731S zu dem Rückwärtssignal 721S (Intensitätsverhältnis) abhängig von der Charakteristik des Richtungskopplers 131 und bekannt durch vorherige Messungen.
Der ortssignalerzeugende Bereich 22 übermittelt ein Ortssignal 741S an den Signalverteilungsschaltkreis 141 der Detektionseinrichtung 51. Hier ist es bevorzugt, dass die Frequenz des Ortssignals 741S durch den A/D-Umwandlungsbereich 401 und dem A/D-Umwandlungsbereich 402 geprüft wird. Der Signalverteilungsschaltkreis 141 teilt jeweils das Ortssignal 741S in zwei Teile und übermittelt ein Teil des geteilten Signals an den Vorwärtsmischer 211 des Chips 201 und den anderen Teil des geteilten Signals an den Rückwärtsmischer 221 des Chips 201.
Der Vorwärtsmischer 211 übermittelt an den Bandpassfilter 151 ein durch Vervielfältigung des einen Teils des Ortssignals 741S erhaltenen Vorwärtsdetektionssignal 751S, das durch den Signalverteilungsschaltkreis 141 durch das Vorwärtsteilungssignal 711S des Richtungskopplers 131 geteilt wird. Der Bandpassfilter 151 übermittelt eine Signalkomponente des Frequenzbands des zu detektierenden Vorwärtsdetektionssignals 751S (nachstehend wird es als Vorwärtsübertragungssignal 771S bezeichnet). Zum Beispiel kann hier das Vorwärtsübertragungssignal 771S eine Signalkomponente des Frequenzbands um die Frequenz sein, die die Differenz zwischen der Frequenz des Ortssignal 741S und der Frequenz des Vorwärtsteilungssignals 711S ist.
Außerdem übermittelt der Rückwärtsmischer 221 an den Bandpassfilter 153 ein durch Vervielfältigung des anderen Teils des Ortssignal 741S erhaltendes Rückwärtsdetektionssignal 761S, das durch den Signalverteilungsschaltkreis 141 durch das Rückwärtsteilungssignal 731S des Richtungskopplers 131 geteilt wird. Der Bandpassfilter 153 übermittelt dadurch eine Signalkomponente eines Frequenzbands des zu ermittelnden Rückwärtsdetektionssignals 761S (nachstehend wird es als Rückwärtsübertragungssignal 781S bezeichnet). Zum Beispiel kann hier das Rückwärtsübertragungssignal 781S eine Signalkomponente des Frequenzbands um die Frequenz sein, die die Differenz zwischen der Frequenz des Ortssignal 743S und der Frequenz des Rückwärtsteilungssignals 731S ist.
Zum Beispiel verstärkt der Verstärker 161 das durch den Bandpassfilter 151 übermittelte Vorwärtsübertragungssignal 771S um einen bestimmten Verstärkungsfaktor und übermittelt es. Das Vorwärtsübertragungssignal 771S des Verstärkers 161 wird in den A/D-Umwandlungsbereich 401 eingegeben. Zum Beispiel verstärkt außerdem der Verstärker 163 das durch den Bandpassfilter 153 übermittelte Rückwärtsübertragungssignal 781S um einen bestimmten Verstärkungsfaktor und übermittelt es. Das Rückwärtsübertragungssignal 781S des Verstärkers 163 wird dem A/D-Umwandlungsbereich 402 zugeführt.
Der A/D-Umwandlungsbereich 401 A/D wandelt das Vorwärtsübertragungssignal 771S des Verstärkers 161 um und übermittelt es an den Analysebereich 40. Außerdem wandelt der A/D-Umwandlungsbereich 402 A/D die Komponente des Rückwärtsübertragungssignals 781S des Verstärkers 163 um und übermittelt es an den Analysebereich 40. Der Analysebereich 40 berechnet eine auf dem Vorwärtsübertragungssignal 771S des A/D-Umwandlungsbereichs 401 basierende Spannung des Vorwärtssignals 701S und berechnet eine auf dem Rückwärtsübertragungssignal 781S des A/D-Umwandlungsbereich 402 basierende Spannung des Rückwärtssignals 721S. Der Analysebereich 40 analysiert weiter die Ref lexionscharakteristik der ersten Schnittstelle 510 des zu messenden Bauteils 500, die auf der berechneten Spannung des Vorwärtssignals 701S und der berechneten Spannung des Rückwärtssignals 721S basiert. Zu diesem Zeitpunkt kann der Analysebereich 40 einen Reflexionskoeffizient (S11 vom S-Parameter) der ersten Schnittstelle 510 berechnen, der auf der analysierten Reflexionscharakteristika basiert, und zeigt diesen zum Beispiel in einem Anzeigebereich an oder kann den Reflexionskoeffizient nach außen übermitteln.
Als nächstes wird die Messung von einer Übertragungscharakteristik des zu messenden Bauteils 500 von der ersten Schnittstelle 510 zu der zweiten Schnittstelle 520 beschrieben. Nachstehend werden jeweils überschneidende Inhalte mit der Messung der Reflexionscharakteristik der ersten Schnittstelle 510 ausgelassen, die vorher beschrieben wurden. Zudem haben Signale, die die gleichen wie die Signale die zur Messung der Reflexionscharakteristik der ersten Schnittstelle 510 vorgesehen sind, dieselben Bezugszeichen wie die Signale die zur Messung der Reflexionscharakteristik der ersten Schnittstelle 510 vorgesehen sind und auf ihre Beschreibung wird verzichtet. Bei der Messung ist eine übermittelnde Seite des Verstärkers 161 der Messvorrichtung 10 elektrisch mit einer zuführenden Seite des A/D-Umwandlungsbereichs 401 über den Schaltungsbereich 301 verbunden. Außerdem ist eine übermittelnde Seite des Verstärkers 164 elektrisch mit einer zuführenden Seite des A/D-Umwandlungsbereichs 402 über den Schaltungsbereich 302 verbunden.
Das Vorwärtssignal 701S wird wie in der oben beschriebenen Messung der Reflexionsscharakteristik der ersten Schnittstelle 510 von dem messsignalerzeugenden Bereich 20 der Detektionseinrichtung 51 zugeführt und das Ortssignal 741S wird von dem ortssignalerzeugenden Bereich 22 der Detektionseinrichtung 51 zugeführt. Darüber hinaus wendet die Detektionseinrichtung 51 das Vorwärtsteilungssignal 711S an die erste Schnittstelle 510 des zu messenden Bauteils 500 an, das durch Teilung des Vorwärtssignals 701S des messsignalerzeugenden Bereichs 20 erhalten wird. Zudem übermittelt die Detektionseinrichtung 51 ein Vorwärtsübertragungssignal 771S, das durch Vervielfältigung des Ortsignals 743S des ortssignalerzeugenden Bereichs 22 durch das Vorwärtsteilungssignal 711S erzeugt wird, an den A/D-Umwandlungsbereich 401.
Von dem an die erste Schnittstelle 510 des zu messenden Bauteils 500 angewendete Vorwärtssignal 701S wird ein verbleibender Teil, anders als ein durch die erste Schnittstelle 510 reflektierter Teil (nachstehend als Übertragungssignal 722S bezeichnet), an die zweite Schnittstelle 520 des zu messenden Bauteils 500 übertragen. Dann wird das Übertragungssignal 722S von der zweiten Schnittstelle 520 dem Richtungskoppler 132 der Detektionseinrichtung 52 durch den Vorrichtungsseitenanschluss 32 zugeführt. Der Richtungskoppler 132 übermittelt ein Übertagungsteilungssignal 732S an den Rückwärtsmischer 222 des Chips 202, das durch Teilung des Übertragungssignals 722S erhalten wird. Zum Beispiel ist hier ist für den Richtungskoppler 132 ein Verhältnis des durch Teilung des Übertragungssignal 722S erhaltene Übertagungsteilungssignals 732S zu dem Übertragungssignal 722S (Intensitätsverhältnis) abhängig von der Charakteristik des Richtungskopplers 132 und ist durch vorherige Messungen bekannt.
Der ortssignalerzeugende Bereich 22 übermittelt ein Ortssignal 741S an den Signalverteilungsschaltkreis 141 der Detektionseinrichtung 51 und übermittelt auch ein Ortssignal 742S an den Signalverteilungsverteilungsschaltkreis 142 der Detektionseinrichtung 52. Hier ist es jeweils bevorzugt, dass die Frequenz des Ortssignals 742S durch den A/D-Umwandlungsbereich 401 gemessen werden kann und der A/D-Umwandlungsbereich 402 das Ortssignal 741S messen kann. Der Signalverteilungsschaltkreis 142 teilt das Ortssignal 742S in zwei Teile und übermittelt ein Teil des geteilten Ortssignals an den Rückwärtsmischer 222 des Chips 202. Der Rückwärtsmischer 222 übermittelt ein durch Vervielfältigung des einen Teils des Ortssignal 742S erhaltenen Übertragungsdetektionssignal 752S an den Bandpassfilter 354, das durch den Signalverteilungsschaltkreis 142 durch das Übertagungsteilungssignal 732S des Richtungskopplers 232 geteilt wird.
Der Bandpassfilter 154 übermittelt eine Signalkomponente des Übertragungsdetektionssignals 752S innerhalb eines zu ermittelnden Frequenzbandes (nachstehend wird es als Übertragungssendesignal 772S bezeichnet). Zum Beispiel kann hier das Übertragungssendesignal 772S eine Signalkomponente eines Frequenzbandes um eine Frequenz sein, welche die Differenz ist zwischen der Frequenz des Ortssignal 742S und der Frequenz des Übertagungsteilungssignals 732S. Beispielsweise verstärkt der Verstärker 164 das durch den Bandpassfilter 154 übertragene Übertragungssendesignal 772S um einen bestimmten Verstärkungsfaktor und übermittelt es. Das Übertragungssendesignal 772S des Verstärkers 164 wird dem A/D-Umwandlungsbereich 402 zugeführt.
Der A/D-Umwandlungsbereich 401 A/D wandelt das Vorwärtsübertragungssignal 771S des Verstärkers 161 der Detektionseinrichtung 51 um und übermittelt es an den Analy sebereich 40. Außerdem wandelt der A/D-Umwandlungsbereich 402 A/D das Übertragungssendesignal 772S des Verstärkers 164 um und übermittelt es an den Analysebereich 40. Der Analysebereich 40 berechnet eine auf dem Vorwärtsübertragungssignal 771S des A/D-Umwandlungsbereichs 401 basierende Spannung des Vorwärtssignals 701S und berechnet eine auf dem Übertragungssendesignal 772S des A/D-Umwandlungsbereichs 402 basierende Spannung des Übertragungssignal 722S. Der Analysebereich 40 analysiert weiter die Übertragungscharakteristik von der ersten Schnittstelle 510 zu der zweiten Schnittstelle 520 des zu messenden Bauteils 500, die auf der berechneten Spannung des Vorwärtssignals 701S und der Spannung des Übertragungssignals 722S basiert. Zu diesem Zeitpunkt kann der Analysebereich 40 ein Übertragungsfaktor (S21 vom S-Parameter) von der ersten Schnittstelle 510 zu der zweiten Schnittstelle 520 berechnen, der auf der analysierten Übertragungscharakteristik basiert, und zeigt diesen zum Beispiel in einem Anzeigebereich an und kann den Übertragungsfaktor nach außen übermitteln.
Hier kann die Messvorrichtung 10 die Reflexionscharakteristik der zweiten Schnittstelle 520 durch Durchführung einer Messung ähnlich zu der Messung der Reflexionscharakteristik der ersten Schnittstelle 510 analysieren, wie oben beschrieben durch Verwendung der Detektionseinrichtung 52, elektrisch verbunden mit der zweiten Schnittstelle 520. Darüber hinaus kann die Messvorrichtung 10 ein Reflexionsfaktor (S22 vom S-Parameter) von der zweiten Schnittstelle 520 berechnen, der auf der analysierten Reflexionscharakteristik basiert, und zeigt diesen zum Beispiel in einem Anzeigebereich an und kann den Reflexionsfaktor nach außen übermitteln.
Zudem kann die Messvorrichtung 10 auch die Übertragungscharakteristik von der zweiten Schnittstelle 520 zu der ersten Schnittstelle 510 durch Messung derselben analysieren, wie in der oben beschriebenen Messung der Übertragungscharakteristik von der ersten Schnittstelle 510 zu der zweiten Schnittstelle 520 durch Austausch, und führt Zuführung-Übermittlung von jedem Signal der Detektionseinrichtung 51 und der Detektionseinrichtung 52 durch. Ferner kann die Messvorrichtung 10 einen Übertragungsfaktor (S12 vom S-Parameter) von der zweiten Schnittstelle 520 zu der ersten Schnittstelle 510 berechnen, der auf der analysierten Übertragungscharakteristik basiert, und zeigt diesen zum Beispiel in einem Anzeigebereich an und kann den Übertragungsfaktor nach außen übermitteln.
4 zeigt eine Schnittansicht durch die Linie A-A' der 1, von der durch Pfeile angedeuteten Richtung aus gesehen. Wie in 4 gezeigt, umfasst das Mehrlagensubstrat 101 eine Vielzahl von dielektrischen aufeinander geschichteten Substraten 105, 106 und 107 und ist auf einer oberen Oberfläche des Hauptsubstrats 30 angeordnet. Das Mehrlagensubstrat 101 kann aus einem Niedertemperatur-Einbrand-Keramik (LTCC)-Substrat beschaffen sein, oder aus einer anderen Art von keramischem Mehrlagensubstrat. Zum Beispiel kann ferner das Mehrlagensubstrat 101 elektrisch mit einem Schaltkreis verbunden sein, das auf der oberen Oberfläche des Hauptsubstrats 30 durch eine Vielzahl von Anschlüssen zur Zuführung-Übermittlung angeordnet ist, die auf der unteren Oberfläche angeordnet sind.
Ein konkaver Bereich 190 ist auf der Oberflächenseite des Mehrlagensubstrats 101 ausgebildet. Der Chip 201 ist auf der Unterseite des konkaven Bereichs 190 montiert. Ferner ist der Chip 201 elektrisch durch einen Verbindungsdraht 230 mit einer auf einem dielektrischen Substrat 107 geformten leitfähigen Struktur 180 verbunden. Hier können der Chip 201 und die leitfähige Struktur 188 nicht nur durch den Verbindungsdraht 230 elektrisch verbunden sein, beispielsweise eine Drahtverbindung, sondern auch durch die leitfähige Struktur 188.
Ein Deckelteil 250 wird an der Oberseite des konkaven Bereichs 190 zur Verfügung gestellt, um den konkaven Bereich 190 abzudecken. Das Deckelteil 250 ist aus einem leitenden Material hergestellt und elektrisch mit der um den konkaven Bereich 190 auf dem dielektrischen Substrat 107 angeordneten leitfähigen Struktur 181 verbunden. Die um den konkaven Teil 190 vorgesehene leitfähige Struktur 181 ist elektrisch verbunden mit der Erdungsstruktur 188, die auf der unteren Oberfläche des Mehrlagensubstrats 101 durch eine Vielzahl von Durchkontaktierungen 185 angeordnet ist. Dadurch ist der Deckelteil 250 elektrisch mit der Erdungsstruktur 188 verbunden, um ein Erdungspotential zu erhalten.
Wie oben beschrieben, ist die obere Seite des konkaven Bereichs 190, auf dem der Chip 201 vorgesehen ist, mit dem Deckelteil 250 abgedeckt, das elektrisch mit der Erdungsstruktur 188 verbunden ist, so dass es möglich ist zu verhindern, dass der Schaltkreis innerhalb des Chips 201 durch elektrische Störungen betroffen ist, wie zum Beispiel durch elektromagnetisches Rauschen von der oberen Seite des Mehrlagensubstrats 101 her. Hier ist es bevorzugt, dass die Konfiguration der Erdungsstruktur 188 zumindest die Unterseite des Chips 201 umfasst. Dadurch ist es möglich zu verhindern, dass der Schaltkreis innerhalb des Chips 201 durch elektrische Störungen betroffen ist, wie zum Beispiel durch elektromagnetisches Rauschen von der unteren Seite des Mehrlagensubstrats 101 her.
Ein Abdeckungsteil 170 ist auf der oberen Seite des Mehrlagensubstrats 101 angeordnet, um die Oberfläche des Mehrlagensubstrats 101 abzudecken. Es ist bevorzugt, dass der Abdeckungsteil 170 aus einem Kunststoff besteht und luftdicht die Oberfläche des Mehrlagensubstrats 101 versiegelt. Ferner ist es in diesem Fall bevorzugt, dass das Innere des Abdeckungsteils 170 mit einem Inertgas gefüllt ist, beispielsweise mit Stickstoff. Dadurch ist es möglich zu verhindern, dass Sauerstoff oder Luftfeuchtigkeit von außen an die Oberfläche des Mehrlagensubstrats 101 dringen kann, so dass es möglich ist zu verhindern, dass die Komponenten und die Verkabelung auf der Oberfläche des Mehrlagensubstrats 101 korrodieren.
Hier ist es bevorzugt, dass der Abdeckungsteil 170 genug Stärke aufweist, um äußere Einwirkungen zu absorbieren. Darüber hinaus kann die Oberfläche des Mehrlagensubstrats 101 geschützt werden, in dem die obere Seite des Mehrlagensubstrats 101 mit einem isolierenden Kunststoff anstelle des Abdeckungsteils 170 gefüllt wird.
Darüber hinaus umfasst der Richtungskoppler 131 zwei Leiterbahnen 135 und 136, welche sich auf voneinander verschiedenen Lagen des Mehrlagensubstrats 101 befinden. Speziell ist die Leiterbahn 135 auf dem dielektrischen Substrat 106 angeordnet und die Leiterbahn 136 ist auf dem dielektrischen Substrat 105 angeordnet. Hier können die Leiterbahn 135 und die Leiterbahn 136 auf voneinander verschiedenen Lagen des Mehrlagensubstrats 101 angeordnet sein, und können im Abstand voneinander auf derselben Ebene derselben Lage angeordnet sein. In beiden Fällen ist es bevorzugt, dass die Leiterbahn 135 und die Leiterbahn 136 voneinander isoliert sind.
5 zeigt eine Positionsbeziehung zwischen den Leiterbahnen 135 und 136 von der oberen Seite des Mehrlagensubstrats 101 aus gesehen. Wie in 5 gezeigt, haben die beiden Leiterbahnen 135 und 136 des Richtungskopplers 131 voneinander entgegengesetzte Bereiche in Dickenrichtung des Mehrlagensubstrats 101. Ferner sind die kompletten Leiterbahnen 135 und 136 einschließlich der entgegengesetzten Bereiche voneinander isoliert. Zum Beispiel wird in dem Richtungskoppler 131 mit der oben beschriebene Struktur, wenn ein Signal von der Verstärker 121 Seite an die erste Schnittstellen 510 Seite auf der Leiterbahn 136 übermittelt wird, ein Intensitätskorrelationssignal des besagten Signals auf der Leiterbahn 135 durch elektromagnetische Kopplung generiert. Dadurch kann der Richtungskoppler 131 das Intensitätskorrelationssignal auf der Seite des Vorwärtsmischers 211 berücksichtigen. Zum Beispiel wird weiter, wenn ein Signal von der Seite des ersten Anschlusses 510 zu der Seite des Verstärkers 121 auf der Leiterbahn 136 in dem Richtungskoppler 131 übermittelt wird, ein Intensitätskorrelationssignal des besagten Signals auch auf der Leiterbahn 135 generiert. In diesem Fall kann der Richtungskoppler 131 das Intensitätskorrelationssignal auf der Seite des Rückwärtsmischers 221 berücksichtigen.
Vorstehend wurde die Konfiguration der Querschnittsansicht einschließlich des Mehrlagensubstrats 101 der Detektionseinrichtung 51 in der Messvorrichtung 10 beschrieben. Hier ist die Konfiguration der Querschnittsansicht einschließlich des Mehrlagensubstrats 102 der Detektionseinrichtung 52 die gleiche wie die der Detektionseinrichtung 51, so dass auf eine Beschreibung hier verzichtet werden kann, die Querschnittsansicht von der Detektionseinrichtung 52 hat die gleiche Charakteristik wie die Querschnittsansicht von der Detektionseinrichtung 51.
Während die Aspekte der Erfindung in exemplarischen Ausführungsformen beschrieben worden sind, ist es selbstverständlich, dass ein Fachmann viele Veränderungen und Ausgestaltungen vornehmen kann, ohne von dem Kern und dem Umfang der Erfindung abzuweichen. Es ist offensichtlich von der Definition der beigefügten Ansprüche her, dass die Ausführungsformen mit solchen Modifikationen auch zu dem Umfang der Erfindung gehören.
Wie aus der obigen Beschreibung offensichtlich ist es nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung möglich, die Messvorrichtung 10 und die Detektionseinrichtungen 51 und 52 zur Verfügung zu stellen, welche einen Einfluss auf den elektrischen Schaltkreis durch elektrische Störungen und physikalische Einschläge verhindern können, wie elektromagnetisches Rauschen, und die S-Parameter zwischen der ersten Schnittstelle 510 und der zweiten Schnittstelle 520 des zu messenden Bauteils 500 berechnen können.
Die Operationen, Vorgehensweisen, Schritte und Stadien jedes Verfahrens, durchgeführt durch eine Vorrichtung, System, Programm, und Verfahren gezeigt in den Ansprüchen, Ausführungsformen oder Diagrammen, können in beliebiger Reihenfolge vorgenommen werden, solange diese nicht durch ”vorher”, „davor” oder „dergleichen” angezeigt werden und solange das Ergebnis von einem vorherigen Verfahrensschritt nicht in einem späteren Verfah rensschritt verwendet wird. Selbst wenn der Verfahrensfluss in den Ansprüchen, Ausführungsformen oder Diagrammen beschrieben ist mit Formulierungen wie „zuerst” oder „danach”, bedeutet es nicht notwendigerweise, dass das Verfahren in dieser Reihenfolge durchgeführt werden muss.
ZUSAMMENFASSUNG
Eine Messvorrichtung wird bereitgestellt, die eine Charakteristik eines zu messenden Bauteils misst. Die Messvorrichtung umfasst: einen signalerzeugenden Bereich, der ein Vorwärtssignal an das zu messende Bauteil durch einen Vorrichtungsseitenanschluss übermittelt; einen Richtungskoppler, der ein durch Teilung eines Teils des Rückwärtssignals erhaltenes Rückwärtsteilungssignal übermittelt, das durch das zu messende Bauteil durch den Vorrichtungsseitenanschluss übermittelt wird; ein Rückwärtsmischer, der ein Rückwärtsdetektionssignal übermittelt, das durch Vervielfältigung eines Ortssignal mit einer vorgegebenen Frequenz durch das Rückwärtsteilungssignal erhalten wird; und ein Analysebereich, der die Charakteristik des zu messenden Bauteils analysiert, das auf dem Rückwärtsdetektionssignal basiert. Der Richtungskoppler ist in einem Mehrlagensubstrat angeordnet, und der Rückwärtsmischer ist in einem auf der Oberfläche des Mehrlagensubstrats vorgesehenen Chip angeordnet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- JP 10-3111854 [0002]

Claims

Messvorrichtung, die die Charakteristik eines zu messenden Bauteil misst, umfassend: einen messsignalerzeugenden Bereich, der ein Vorwärtssignal an das zu messende Bauteil durch einen Vorrichtungsseitenanschluss übermittelt; einen Richtungskoppler, der ein durch Teilung eines Teils eines Rückwärtssignal erhaltenen Rückwärtsteilungssignal übermittelt, das von dem zu messendem Bauteil durch den Vorrichtungsseitenanschluss zuführbar ist; einen Rückwärtsmischer, der ein durch Vervielfältigung eines Ortssignal mit einer vorgegebenen Frequenz durch das Rückwärtsteilungssignal erhaltenes Rückwärtsdetektionssignal übermittelt; und einen Analysebereich, der eine Charakteristik des zu messenden Bauteils analysiert, das auf dem Rückwärtsdetektionssignal basiert, wobei der Richtungskoppler in dem Mehrlagensubstrat angeordnet ist, und der Rückwärtsmischer in einem auf der Oberfläche des Mehrlagensubstrats vorgesehenen Chip angeordnet ist.
Messvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Richtungskoppler weiter ein Vorwärtsteilungssignal übermittelt, das durch Teilung eines Teils des Vorwärtssignals erhältlich ist, die Messvorrichtung weiter einen Vorwärtsmischer umfasst, der ein Vorwärtsdetektionssignal übermittelt, das durch Vervielfältigung des Ortssignal durch das Vorwärtsteilungssignal erhältlich ist, der Analysebereich die Charakteristik des zu messenden Bauteils analysiert, das wenigstens auf dem Rückwärtsdetektionssignal oder/und dem Vorwärtsdetektionssignal basiert, und der Vorwärtsmischer in dem Chip angeordnet ist.
Messvorrichtung nach Anspruch 2, umfassend den Richtungskoppler, den Rückwärtsmischer und den Vorwärtsmischer, jeweils korrespondierend zu der ersten Schnittstelle und der zweiten Schnittstelle des zu messenden Bauteils.
Messvorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Analysebereich den S-Parameter zwischen der ersten Schnittstelle und der zweiten Schnittstelle des zu messenden Bauteils berechnet, der auf dem Vorwärtsteilungssignal und dem Rückwärtsteilungssignal basiert, die durch den Rückwärtsmischer und dem Vorwärtsmischer übermittelt werden, jeweils korrespondierend zu der ersten Schnittstelle und der zweiten Schnittstelle.
Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Richtungskoppler mindestens zwei einander gegenüberliegende Bereiche aufweisende Leiterbahnen umfasst, welche auf voneinander verschiedenen Lagen des Mehrlagensubstrat angeordnet sind und einander gegenüberliegen.
Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei ein konkaver Bereich auf der Oberfläche des Mehrlagensubstrats angeordnet ist, und der Chip an der unteren Oberfläche des konkaven Bereichs angeordnet ist.
Messvorrichtung nach Anspruch 6, weiter umfassend ein leitendes Deckelteil, das den konkaven Teil abdeckt.
Messvorrichtung nach Anspruch 7, wobei das Mehrlagensubstrat weiter umfasst: eine an der Unterseite des Chip gebildete Erdungsstruktur; und eine Vielzahl von um den konkaven Bereich angeordnete Bohrungen, die zwischen der Erdungsstruktur und dem Deckelteil elektrisch verbinden.
Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, weiter umfassend einen Abdeckungsteil, der die Oberfläche des Mehrlagensubstrats abdeckt.
Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, weiter umfassend ein Hauptsubstrat mit einer oberen Oberfläche, auf welcher das Mehrlagensubstrat angeordnet ist.
Detektionseinrichtung, die ein Signal erfasst, umfassend: einen Richtungskoppler, der ein durch Teilung von einem Teil des Rückwärtssignals erhaltenes Rückwärtsteilungssignal übermittelt, das durch einen Anschluss übermittelbar ist; und einen Rückwärtsmischer, der ein durch Vervielfältigung eines Ortssignals mit einer vorgegebenen Frequenz durch das Rückwärtsteilungssigna erhaltenes Rückwärtsdetektionssignal übermittelt, wobei der Richtungskoppler in dem Mehrlagensubstrat angeordnet ist, und der Rückwärtsmischer in einem auf der Oberfläche des Mehrlagensubstrats vorgesehenen Chip angeordnet ist.
Die Detektionseinrichtung nach Anspruch 11, wobei der Richtungskoppler weiter ein durch Teilung eines Teils des Vorwärtssignals erhaltenes Vorwärtssignal übermittelt, das durch den Anschluss übermittelbar ist, die Detektionseinrichtung weiter einen Vorwärtsmischer umfasst, der ein durch Vervielfältigung des Ortssignal durch das Vorwärtsteilungssignal erhaltenes Vorwärtsdetektionssignal übermittelt, und der Vorwärtsmischer in dem Chip angeordnet ist.