DE112011104803T5

DE112011104803T5 - Messfehlerkorrekturverfahren und Elektronikkomponentencharakteristik-Messvorrichtung

Info

Publication number: DE112011104803T5
Application number: DE112011104803T
Authority: DE
Inventors: Taichi Mori
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2011-01-31
Filing date: 2011-12-10
Publication date: 2013-10-24
Also published as: KR20130117841A; JPWO2012105127A1; WO2012105127A1; US20130317767A1

Abstract

Ein Messfehlerkorrekturverfahren und eine Elektronikkomponentencharakteristik-Messvorrichtung sind vorgesehen, die in der Lage sind, vorteilhafte Effekte eines relativen Korrekturverfahrens zu erhalten, das auf eine gegebene Anzahl von Toren erweiterbar ist und bei dem ein Lecksignal zwischen Toren modelliert wird, ohne Kalibrierung eines VNA zu erfordern. Für jedes der Korrekturdatenerfassungsmuster mit elektrischen Charakteristika, die sich voneinander unterscheiden, werden elektrische Charakteristika SD und ST in einem Zustand 40 gemessen, in dem das Korrekturdatenerfassungsmuster auf einer Standardhalterung befestigt ist, beziehungsweise in einem Zustand 50, in dem das Korrekturdatenerfassungsmuster auf einer Testhalterung befestigt ist. Für jedes Signalquellentor eines Messsystems, das ein Messinstrument zum Messen elektrischer Charakteristika umfasst, wird ein mathematischer Ausdruck 52 bestimmt, der das Vorliegen eines Lecksignals annimmt, das direkt zwischen zumindest zwei Toren von zumindest entweder der Standardhalterung oder der Testhalterung übertragen wird. Elektrische Charakteristika einer gegebenen Elektronikkomponente werden in dem Zustand 50 gemessen, in dem die Elektronikkomponente auf der Testhalterung befestigt ist. Durch Verwenden des bestimmten mathematischen Ausdrucks 52 werden elektrische Charakteristika berechnet, die erhalten werden würden, falls Messung durchgeführt würde in dem Zustand 40, in dem die Elektronikkomponente auf der Standardhalterung befestigt ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Messfehlerkorrekturverfahren und Elektronikkomponentencharakteristik-Messvorrichtungen. Genauer gesagt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Messfehlerkorrekturverfahren und eine Elektronikkomponentencharakteristik-Messvorrichtung zum Berechnen, von einem Ergebnis, das durch Messen elektrischer Charakteristika einer Elektronikkomponente mit der Elektronikkomponente auf einer Testvorrichtung befestigt erhalten wird, eines geschätzten Werts elektrischer Charakteristika, die erhalten werden würden, falls die Messung mit der Elektronikkomponente auf einer Standardhalterung befestigt durchgeführt werden würde.
Stand der Technik
Herkömmlicherweise wurden verschiedene Verfahren zum mathematischen Schätzen eines gemessenen Werts vorgeschlagen, der unter Verwendung einer Standardhalterung erhalten werden würde (ein Zustand, der Nutzern oder dergleichen bekannt ist) von einem Messergebnis, das unter Verwendung einer Testhalterung (für einen Massenproduktionsprozess) erhalten wird.
Beispielsweise wird in einem ersten, in Nicht-Patentdokumenten 1 und 2 und Patentdokument 1 offenbarten Verfahren, eine Streumatrix (bezeichnet als „relativer Korrekturadapter” in Nicht-Patentdokument 1 und Patentdokument 1), die eine Zusammensetzung aus einer Streumatrix zum Entfernen von Fehlern einer Testhalterung und einer Streumatrix von Fehlern einer Standardhalterung ist, für jedes Tor abgeleitet. Der relative Korrekturadapter wird dann mit einer Streumatrix von Werten kombiniert, die unter Verwendung der Testhalterung gemessen werden, wobei Werte, die unter Verwendung der Standardhalterung gemessen werden würden, geschätzt werden. Jeder relative Korrekturadapter kann von Messergebnissen berechnet werden, die erhalten werden durch Messen von zumindest drei Ein-Tor-Standardmustern oder -proben unter Verwendung der Standardhalterung und der Testhalterung für ein entsprechendes Tor.
Ein zweites, in Patentdokument 2 offenbartes Verfahren (analytisches relatives Korrekturverfahren) nutzt die Tatsache, dass das gleiche Muster unter Verwendung einer Standardhalterung und unter Verwendung einer Testhalterung gemessen wird. Wahre Werte des Musters werden von einem Vergleichsausdruck von Werten, gemessen unter Verwendung der Standardhalterung und der wahren Werte des Musters, und von einem Vergleichsausdruck von Werten, gemessen unter Verwendung der Testhalterung und der wahren Werte des Musters, entfernt, um einen Vergleichsausdruck der Werte gemessen unter Verwendung der Standardhalterung und der Werte gemessen unter Verwendung der Testhalterung abzuleiten. Dieser Vergleichsausdruck wird dann verwendet, um Werte zu schätzen, die unter Verwendung der Standardhalterung gemessen werden würden, von Werten, die unter Verwendung der Testhalterung gemessen werden. Unbekannte Werte in dem Vergleichsausdruck werden von Werten abgeleitet, die erhalten werden durch Messen von Standardmustern unter Verwendung der Standardhalterung und der Testhalterung. Die Anzahl der Standardmuster hängt von der Anzahl der unbekannten Werte in dem Vergleichsausdruck ab.
Ein drittes, in Nicht-Patentdokument 3 offenbartes Verfahren ist ein Verfahren zum Ableiten wahrer Werte eines Musters von gemessenen Werten, die erhalten werden durch Messen des Musters durch einen Vektornetzwerkanalysator (hierin nachfolgend bezeichnet als „VNA”). Das heißt, das dritte Verfahren ist ein VNA-Kalibrierungsverfahren. Bei diesem Verfahren wird ein Standardgerät, dessen wahre Werte auf der Basis seiner mechanischen Abmessungen eingestuft werden, durch ein Messinstrument gemessen, das nicht kalibriert wurde. Von einer Beziehung zwischen den erhaltenen Messwerten und den wahren Werten des Standardgeräts werden Fehler des Messinstruments abgeleitet. Eine Berechnung zum Eliminieren der Fehler von gemessenen Werten eines Musters wird durchgeführt, um die wahren Werte des Musters zu schätzen.
Ein viertes, in Patentdokument 3 offenbartes Verfahren ist ein Verfahren zum Kalibrieren eines VNA, das annimmt, dass eine Halterung, auf der ein Muster mit spezifischen Charakteristika befestigt ist, ein Transfernormalgerät ist. Bei diesem Verfahren wird Kalibrierung des VNA an einem Ende eines Kabels durchgeführt, mit dem die Halterung verbunden ist. Danach wird die Halterung verbunden und einige Muster mit unterschiedlichen Charakteristika werden gemessen. Auf diese Weise werden wahre Werte für Werte, die durch Messen eines bestimmten Musters unter Verwendung der Halterung erhalten werden, verfügbar, und somit kann die Halterung, auf der das Muster bzw. die Probe mit spezifischen Charakteristika befestigt ist, als ein Transfernormalgerät verwendet werden. Als Folge können Charakteristika des Standardgeräts geändert werden durch Ersetzen der Halterung, die als ein Transfernormalgerät gemessen wird und durch Ersetzen des Musters. Somit kann Kalibrierung am Ende des Kabels durchgeführt werden ohne Verbindung und Trennung zwischen Verbindern während der Kalibrierung zu erfordern.
Ein fünftes, in Patentdokument 4 offenbartes Verfahren ist ein Verfahren, bei dem ein Fehlermodell der SOLT-Kalibrierung in einem relativen Korrekturadapter reflektiert wird durch Erweitern des Modells des oben beschriebenen ersten Verfahrens, das in Nicht-Patentdokumenten 1 und 2 und Patentdokument 1 offenbart ist. Genauer gesagt, ein Standardmuster zum Senden eines Signals zwischen Toren wird vorbereitet zusätzlich zu drei Ein-Tor-Mustern mit unterschiedlichen Charakteristika für jedes Tor. Abhängig von der Position einer Signalquelle werden relative Korrekturadapter eines Tors der Signalquelle und eines Tors, an das ein Signal gesendet wird, geändert, wodurch Korrektur von Richtwirkung oder dergleichen ermöglicht wird. Aus diesem Grund ist Kalibrierung eines Messinstruments nicht mehr erforderlich.
Ein sechstes in Patentdokument 5 offenbartes Verfahren ist ein relatives Korrekturverfahren (relatives Leckfehlerkorrekturverfahren), das ein Lecksignal berücksichtigt, das in einer Halterung verursacht wird.
Zitatliste
Patentdokument

Patentdokument 1: Japanisches Dokument Nr. 3558086
Patentdokument 2: Japanisches Dokument Nr. 3558074
Patentdokument 3: Japanische ungeprüfte Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2004-309132
Patentdokument 4: Japanisches Patent Nr. 3965701
Patentdokument 5: Internationale Veröffentlichung Nr. 2009/098816

Nicht-Patentdokument

Nicht-Patentdokument 1: GAKU KAMITANI (Murata manufacturing Co., Ltd.), "A METHOD TO CORRECT DIFFERENCE OF IN-FIXTURE MEASUREMENTS AMONG FIXTURES ON RF DEVICES", APMC, 2003, Bd. 2, S. 1.094–1.097
Nicht-Patentdokument 2: J. P. DUNSMORE, L. BETTS (Agilent Technologies), "NEW METHODS FOR CORRELATING FIXTURED MEASUREMENTS", APMC, 2003, Bd. 1, S. 568–571
Nicht-Patentdokument 3: Agilent Technologies Application Note 1287-3

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
1 ist ein schematisches Diagramm, das Fehlerfaktoren beim Messen elektrischer Charakteristika eines Musters (DUT) 2 durch Verwenden eines Vektornetzwerkanalysators (VNA) 10 darstellt.
Wie es in 1 dargestellt ist, ist in dem VNA 10 eine Signalquelle 22 mit einem Schalter 26 verbunden über ein variables Dämpfungsglied 24. Jedes der Tore, zwischen denen der Schalter 26 schaltet, ist mit einem entsprechenden Referenzempfänger 30 verbunden über einen entsprechenden Richtwirkungskoppler 28 und mit einem entsprechenden Testempfänger 32 über einen entsprechenden Richtwirkungskoppler 29. Jedes der Tore des VNA 10 ist elektrisch verbunden mit einem entsprechenden der Tore des DUT 2.
In dem Fall, wo ein Tor 1 als eine Signalquelle dient, werden durch einen gestrichelten Pfeil 70 gekennzeichnete Richtwirkungsfehler in dem VNA 10 verursacht. Außerdem werden Quellenanpassungsfehler, gekennzeichnet durch einen Strichpunktlinienpfeil 90, Trennfehler, gekennzeichnet durch Strichpunktlinienpfeile 92 und 96, und Lastanpassungsfehler, gekennzeichnet durch Strichpunktlinienpfeile 94 und 98 außerhalb des VNA 20 verursacht.
In dem VNA 10 wird durch den Schalter 26 zwischen Signalquellentoren geschaltet. Folglich ändern sich Fehler, die in dem VNA verursacht werden, jedes Mal, wenn durch den Schalter 26 von einem Tor zu einem anderen geschaltet wird. Aus diesem Grund können Charakteristika des DUT 2 nicht genau gemessen werden, es sei denn Werte von Fehlern, die in dem VNA 10 verursacht werden, werden für jedes der Signalquellentore definiert.
In dem ersten Verfahren, das in Nicht-Patentdokumenten 1 und 2 und Patentdokument 1 offenbart ist, wird ein Fehlermodell erzeugt, um eine Differenz zwischen Fehlern von Halterungen zu korrigieren. Somit werden Fehlerfaktoren eines VNA nicht bewältigt. Um eine ausreichende Korrekturgenauigkeit zu erhalten, muss der VNA kalibriert werden, wenn Messungen unter Verwendung einer Standardhalterung und einer Testhalterung durchgeführt werden im Fall der Verwendung des relativen Korrekturverfahrens vom Korrekturadaptertyp. Folglich wird in einem Herstellungsprozess eine Kalibrierungsarbeit häufig durchgeführt mit einem Verbinder einer Halterung von einem Kabel getrennt. Dies erhöht jedoch die Anzahl der Arbeitsstunden, da manuelle Kalibrierung mühsam ist. Außerdem wird der Verbinder wiederholt manuell verbunden oder getrennt. Dies verursacht häufig einen Bruch in dem halbstarren Kabel, eine Abnutzung des Verbinders, eine Abnutzung eines Kalibrierungsstandardgeräts, eine Schwankung der Halterungsstärke des Verbinders und dergleichen.
Bei dem zweiten, in Patentdokument 2 offenbarten Verfahren werden Fehlerfaktoren eines VNA in einem Fehlermodell des analytischen relativen Korrekturverfahrens modelliert. Somit muss eine Kalibrierung des VNA nicht durchgeführt werden, wenn das analytische relative Korrekturverfahren verwendet wird. Bei dem in Patentdokument 2 offenbarten Verfahren zum Ableiten eines Vergleichsausdrucks, der zum Bestimmen von Werten verwendet wird, die unter Verwendung einer Standardhalterung gemessen werden würden, von Werten, die unter Verwendung einer Testhalterung gemessen werden, genauer gesagt einem Verfahren zum Ableiten eines Vergleichsausdrucks zwischen den unter Verwendung der Testhalterung gemessenen Werten und den unter Verwendung der Standardhalterung gemessenen Werten durch Eliminieren wahrer Werte eines Standardmusters von Vergleichsausdrücken der gemessenen Werte und der wahren Werte des Standardmusters für die gemessenen Werte unter der Annahme, dass die wahren Werte von Standardmustern identisch sind während einer Messung unter Verwendung der Standardhalterung und einer Messung unter Verwendung der Testhalterung, wird der Vergleichsausdruck aufgrund der mathematischen Schwierigkeiten nur für bis zu zwei Tore bestimmt. Somit können Muster mit drei oder mehr Toren durch das zweite Verfahren nicht gehandhabt werden. Außerdem werden Leckfehler, die bei diesem Verfahren definiert werden, vereinfacht und nicht alle Leckfehler werden modelliert. Aus diesem Grund gibt es ein Problem, dass aufgrund der Vereinfachung Fehler auftreten.
Bei dem dritten, in Nicht-Patentdokument 3 offenbarten Verfahren kann eine Kalibrierungsebene genau vor einem Muster erzeugt werden, da ein Standardgerät genau für ein Koaxial-(Wellenleiter-)Muster erzeugt wird. Es ist jedoch praktisch unmöglich, ein Standardgerät für ein Nicht-Koaxial-(Nichtwellenleiter-)Muster genau zu erzeugen, und somit ist es schwierig, eine Kalibrierungsebene genau vor einem Muster zu erzeugen. Folglich umfasst die Messung eines Nicht-Koaxial-(Nichtwellenleiter-)Musters unter Verwendung einer Messhalterung ein Problem, dass keine Messreproduzierbarkeit erreicht wird aufgrund einer Schwankung der Fehlerfaktoren zwischen Messhalterungen, da an dem Ende der Halterungen keine Kalibrierung durchgeführt werden kann.
In dem vierten, in Patentdokument 3 offenbarten Verfahren wirkt ein Satz einer Halterung und eines Musters als eine Transferstandardvorrichtung, und somit kann ein VNA kalibriert werden ohne den Verbinder von dem VNA zu trennen. Dieses Verfahren beinhaltet jedoch ein Problem, dass keine Messreproduzierbarkeit erreicht wird aufgrund einer Schwankung der Fehlerfaktoren zwischen Messhalterungen, da die Kalibrierungsebene an einem Ende eines Kabels ist, mit dem die Halterung verbunden ist.
In dem fünften Verfahren, offenbart in Patentdokument 4, werden in dem Fall, wo ein Lecksignal zwischen Toren eines Messsystems problematisch wird, Fehler verursacht, da das Lecksignal nicht modelliert wird.
Hinsichtlich solcher Umstände schafft die vorliegende Erfindung ein Messfehlerkorrekturverfahren und eine Elektronikkomponentencharakteristik-Messvorrichtung, die in der Lage sind, vorteilhafte Effekte eines relativen Korrekturverfahrens zu erhalten, das auf eine gegebene Anzahl von Toren erweiterbar ist und bei dem ein Lecksignal zwischen Toren modelliert wird, ohne Kalibrierung eines VNA zu erfordern.
Lösung des Problems
Um die oben beschriebenen Probleme zu adressieren, schafft die vorliegende Erfindung ein Messfehlerkorrekturverfahren, das auf folgende Weise konfiguriert ist.
Ein Messfehlerkorrekturverfahren zum Berechnen, für n (wobei n eine positive Ganzzahl von 2 oder mehr ist) gegebene Tore, wobei die n gegebenen Tore zwei oder mehr Tore einer Elektronikkomponente sind, eines geschätzten Werts elektrischer Charakteristika, die erhalten werden würden, falls eine Messung mit der Elektronikkomponente auf einer Standardhalterung befestigt durchgeführt werden würde, von einem Ergebnis, das durch Messen elektrischer Charakteristika der Elektronikkomponente mit der Elektronikkomponente auf einer Testhalterung befestigt erhalten wird, umfasst einen ersten bis fünften Schritt. In dem ersten Schritt werden für jedes von zumindest drei ersten Korrekturdatenerfassungsmustern elektrische Charakteristika des ersten Korrekturdatenerfassungsmusters gemessen mit dem ersten Korrekturdatenerfassungsmuster auf der Standardhalterung befestigt, wobei die ersten Korrekturdatenerfassungsmuster elektrische Charakteristika aufweisen, die sich voneinander unterscheiden. In dem zweiten Schritt werden für jedes Muster elektrische Charakteristika des Musters mit dem Muster auf der Testhalterung befestigt gemessen, wobei die Muster die zumindest drei ersten Korrekturdatenerfassungsmuster, zumindest drei zweite Korrekturdatenerfassungsmuster, die so gesehen werden können, dass dieselben elektrische Charakteristika aufweisen, die äquivalent sind zu denjenigen der zumindest drei ersten Korrekturdatenerfassungsmuster, oder zumindest ein drittes Korrekturdatenerfassungsmuster sind, das so gesehen werden kann, dass dasselbe elektrische Charakteristika aufweist, die äquivalent sind zu denjenigen von zumindest einem der zumindest drei ersten Korrekturdatenerfassungsmuster und dem Rest der ersten Korrekturdatenerfassungsmuster. In dem dritten Schritt wird für jedes der Signalquellentore eines Messsystems, das ein Messinstrument zum Messen elektrischer Charakteristika umfasst, ein mathematischer Ausdruck von Messergebnissen bestimmt, die in dem ersten und zweiten Schritt erhalten werden, wobei der mathematische Ausdruck das Vorliegen von Lecksignalen zwischen zumindest zwei Toren von zumindest entweder der Standardhalterung oder der Testhalterung annimmt, wobei die Lecksignale Signale sind, die nicht an die Elektronikkomponente übertragen werden, die mit den zwei Toren verbunden ist, sondern direkt zwischen den zwei Toren übertragen werden, wobei der mathematische Ausdruck einen gemessenen Wert elektrischer Charakteristika einer auf der Testhalterung befestigten Elektronikkomponente einem gemessenen Wert elektrischer Charakteristika der gleichen auf der Standardhalterung befestigten Elektronikkomponente zuordnet. In dem vierten Schritt werden elektrische Charakteristika einer gegebenen Elektronikkomponente mit der gegebenen Elektronikkomponente auf der Testhalterung befestigt gemessen. In dem fünften Schritt werden von einem in dem vierten Schritt erhaltenen Messergebnis durch Verwenden der in dem dritten Schritt bestimmten mathematischen Ausdrücke elektrische Charakteristika berechnet, die erhalten werden würden, falls eine Messung an der Elektronikkomponente mit der Elektronikkomponente auf der Standardhalterung befestigt durchgeführt werden würde.
Mit dem obigen Verfahren können elektrische Charakteristika korrigiert werden, einschließlich Fehler eines Messinstruments durch Verwenden eines mathematischen Ausdrucks, der das Vorliegen eines Lecksignals in einem Messsystem annimmt, das das Messinstrument umfasst. Selbst wenn keine Kalibrierung des Messinstruments durchgeführt wird, ist es folglich möglich, relative Korrektur durchzuführen zwischen einem Messsystem, das das Messinstrument umfasst, und einer Standardhalterung, und einem Messsystem, das das Messinstrument umfasst, und einer Testhalterung durch Modellieren aller Leckfehlerkoeffizienten zwischen Toren.
Vorzugsweise ist jeder der in dem dritten Schritt bestimmten mathematischen Ausdrücke ein mathematischer Ausdruck, der das Vorliegen zumindest eines Lecksignals aus den Lecksignalen zwischen zumindest zwei Toren von zumindest entweder der Standardhalterung oder der Testhalterung annimmt, wobei die Lecksignale Signale sind, die nicht an die Elektronikkomponente übertragen werden, die mit den zwei Toren verbunden ist, sondern direkt zwischen den zwei Toren übertragen werden.
In diesem Fall kann die Anzahl der Leckfehlerkoeffizienten reduziert werden, und somit kann die Durchführung vereinfacht werden. Beispielsweise ist es möglich, eine Zeit zu reduzieren, die für die Durchführung des ersten und zweiten Schritts erforderlich ist durch Reduzieren der Anzahl der Korrekturdatenerfassungsmuster, oder eine Zeit zu reduzieren, die zum Bestimmen des mathematischen Ausdrucks in dem dritten Schritt erforderlich ist.
Die Anzahl der ersten Korrekturdatenerfassungsmuster ist vorzugsweise 2n + 2.
In diesem Fall wird die Anzahl der Korrekturdatenerfassungsmuster minimiert und somit kann die Effizienz der Messoperation verbessert werden.
Um die oben beschriebenen Probleme zu adressieren, schafft die vorliegende Erfindung auch eine Elektronikkomponentencharakteristik-Messvorrichtung, die auf folgende Weise konfiguriert ist.
Eine Elektronikkomponentencharakteristik-Messvorrichtung berechnet, für n (wobei n eine positive Ganzzahl von 2 oder mehr ist) gegebene Tore, wobei die n gegebenen Tore zwei oder mehr Tore einer Elektronikkomponente sind, elektrische Charakteristika, die erhalten werden würden, falls eine Messung mit der Elektronikkomponente auf einer Standardhalterung befestigt durchgeführt werden würde, von einem Ergebnis, das durch Messen elektrischer Charakteristika der Elektronikkomponente mit der Elektronikkomponente auf einer Testhalterung befestigt erhalten wird. Die Elektronikkomponentencharakteristik-Messvorrichtung umfasst: (a) Mathematischer-Ausdruck-Speichereinrichtung zum Speichern jedes mathematischen Ausdrucks, der für ein entsprechendes der Signalquellentore eines Messsystems bestimmt wird, das ein Messinstrument zum Messen elektrischer Charakteristika umfasst, wobei der mathematische Ausdruck das Vorliegen von Lecksignalen zwischen zumindest zwei Toren von zumindest entweder der Standardhalterung oder der Testhalterung annimmt, wobei die Lecksignale Signale sind, die nicht an die Elektronikkomponente übertragen werden, die mit den zwei Toren verbunden ist, sondern direkt zwischen den zwei Toren übertragen werden, wobei der mathematische Ausdruck einen gemessenen Wert elektrischer Charakteristika einer auf der Testhalterung befestigten Elektronikkomponente einem gemessenen Wert elektrischer Charakteristika der gleichen auf der Standardhalterung befestigten Elektronikkomponente zuordnet, wobei der mathematische Ausdruck von einem ersten Messergebnis und einem zweiten Messergebnis bestimmt wird, wobei das erste Messergebnis erhalten wird durch Messen, für jedes der zumindest drei ersten Korrekturdatenerfassungsmuster, elektrischer Charakteristika des ersten Korrekturdatenerfassungsmusters mit dem ersten Korrekturdatenerfassungsmuster auf der Standardhalterung befestigt, wobei die ersten Korrekturdatenerfassungsmuster elektrische Charakteristika aufweisen, die sich voneinander unterscheiden, wobei das zweite Messergebnis erhalten wird durch Messen, für jedes der Muster, elektrischer Charakteristika des Musters mit dem Muster auf der Testhalterung befestigt, wobei die Muster die zumindest drei ersten Korrekturdatenerfassungsmuster, zumindest drei zweite Korrekturdatenerfassungsmuster, die so gesehen werden können, dass dieselben elektrische Charakteristika aufweisen, die äquivalent sind zu denjenigen der zumindest drei ersten Korrekturdatenerfassungsmuster, oder zumindest ein drittes Korrekturdatenerfassungsmuster sind, das so gesehen werden kann, dass dasselbe elektrische Charakteristika aufweist, die äquivalent sind zu denjenigen von zumindest einem der zumindest drei ersten Korrekturdatenerfassungsmuster und dem Rest der ersten Korrekturdatenerfassungsmuster; und (b) Elektrische-Charakteristika-Schätzeinrichtung zum Berechnen, von einem Ergebnis, das durch Messen elektrischer Charakteristika einer gegebenen Elektronikkomponente mit der gegebenen Elektronikkomponente auf der Testhalterung befestigt erhalten wird, durch Verwenden der in der Mathematischer-Ausdruck-Speichereinrichtung gespeicherten mathematischen Ausdrücke, elektrischer Charakteristika, die erhalten werden würden, falls eine Messung an der Elektronikkomponente mit der Elektronikkomponente auf der Standardhalterung befestigt durchgeführt werden würde.
Selbst wenn keine Kalibrierung eines Messinstruments durchgeführt wird, ist es mit der oben beschriebenen Konfiguration möglich, relative Korrektur durchzuführen zwischen einem Messsystem, das das Messinstrument umfasst, und einer Standardhalterung, und einem Messsystem, das das Messinstrument umfasst und einer Testhalterung, durch Modellieren aller Leckfehlerkoeffizienten zwischen Toren.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung können vorteilhafte Effekte eines relativen Korrekturverfahrens, das auf eine gegebene Anzahl von Toren erweiterbar ist, und bei dem ein Lecksignal zwischen Toren modelliert wird, erhalten werden, ohne Kalibrieren eines VNA zu erfordern.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Darstellung eines Messsystems in dem Fall des Messens elektrischer Charakteristika durch Verwenden eines VNA. (Erläuterndes Beispiel)
2 ist ein Signalflussdiagramm, das ein Zwei-Tor-Messfehlermodell darstellt. (Ausführungsbeispiel 1)
3 ist ein Signalflussdiagramm, das ein Zwei-Tor-Messfehlermodell darstellt. (Ausführungsbeispiel 1)
4 ist ein Signalflussdiagramm, das ein Zwei-Tor-Messfehlermodell darstellt. (Herkömmliches Beispiel)
5 ist ein Signalflussdiagramm, das ein Zwei-Tor-Messfehlermodell darstellt. (Ausführungsbeispiel 1)
6 ist ein Signalflussdiagramm, das ein Zwei-Tor-Messfehlermodell darstellt. (Ausführungsbeispiel 1)
7 ist ein Blockdiagramm, das ein Messfehlermodell darstellt. (Ausführungsbeispiel 1)
8 ist ein Signalflussdiagramm, das Fehler darstellt, wenn eine Messung unter Verwendung einer Standardhalterung durchgeführt wird. (Ausführungsbeispiel 1)
9 ist ein Signalflussdiagramm, das Fehler darstellt, wenn eine Messung unter Verwendung einer Testhalterung durchgeführt wird. (Ausführungsbeispiel 1)
10 ist ein Signalflussdiagramm, das Fehler darstellt, wenn eine Messung unter Verwendung der Testhalterung durchgeführt wird. (Ausführungsbeispiel 1)
11 ist ein erläuterndes Diagramm eines Messsystems. (Ausführungsbeispiel 1)
12 ist ein Signalflussdiagramm, das ein Grundprinzip eines relativen Korrekturverfahrens darstellt. (Erläuterndes Beispiel)
13 ist ein Signalflussdiagramm, das das Grundprinzip des relativen Korrekturverfahrens darstellt. (Erläuterndes Beispiel)
Beschreibung von Ausführungsbeispielen
Mit Bezugnahme auf 2 bis 13 wird nachfolgend ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
<Messsystem> Wie es in 11 dargestellt ist, ist eine Elektronikkomponente 2 (beispielsweise ein Oberflächenwellenfilter, das eine hochfrequente passive Elektronikkomponente ist) auf einer Halterung 12 befestigt. In diesem Zustand werden elektrische Charakteristika der Elektronikkomponente 2 durch eine Messvorrichtung 10 (beispielsweise einen VNA) gemessen. Jeder Koaxialverbinder 12a der Halterung 12 und der Messvorrichtung 10 sind durch ein entsprechendes Koaxialkabel 14 miteinander verbunden. Wie es durch einen Pfeil 16 angezeigt ist, wenn die Elektronikkomponente 2 auf einen Befestigungsabschnitt 12b der Halterung 12 befestigt ist, sind Anschlüsse 2a der Elektronikkomponente 2 elektrisch verbunden mit der Messvorrichtung 10. Die Messvorrichtung 10 gibt ein Signal in einen bestimmten Anschluss aus den Anschlüssen 2a der Elektronikkomponente 2 ein und erfasst ein Ausgangssignal, das von einem anderen Anschluss ausgegeben wird, um elektrische Charakteristika der Elektronikkomponente 2 zu messen.
Gemäß einem bestimmten Programm führt die Messvorrichtung 10 Berechnungsverarbeitung an Messdaten durch, um elektrische Charakteristika der Elektronikkomponente 2 zu berechnen. Die Messvorrichtung 10 liest notwendige Daten, wie z. B. gemessene Werte und Parameter, die bei der Berechnung verwendet werden, von einem internen Speicher oder Aufzeichnungsmedium aus. Alternativ kommuniziert die Messvorrichtung 10 mit einem externen Gerät (beispielsweise einem Server), liest die notwendigen Daten aus, speichert die Daten vorübergehend in einem Speicher und liest die Daten, falls notwendig, von dem Speicher aus. In diesem Fall umfasst die Messvorrichtung 10 eine Mathematischer-Ausdruck-Speichereinrichtung, eine Elektrische-Charakteristik-Schätzeinrichtung und eine Messeinrichtung zum Durchführen von Messung an einer Elektronikkomponente.
Die Messvorrichtung 10 kann in eine Mehrzahl von Bauelementen unterteilt sein. Beispielsweise kann die Messvorrichtung 10 unterteilt sein in eine Messeinheit (die Messeinrichtung) zum Durchführen von Messungen, und eine Recheneinheit (die Mathematischer-Ausdruck-Speichereinrichtung und die Elektrische-Charakteristik-Schätzeinrichtung) zum Empfangen von Messdaten und Durchführen Elektrischer-Charakteristik-Rechenverarbeitung und Qualitätsprüfung.
Es ist schwierig, eine Mehrzahl von Halterungen 12 mit identischen Charakteristika zu erzeugen. Falls unterschiedliche Halterungen 12 bei einer Messung verwendet werden, unterscheiden sich aus diesem Grund Messergebnisse für die gleiche Elektronikkomponente 2 voneinander, da die Charakteristika der Halterungen 12 voneinander abweichen. Beispielsweise unterscheidet sich ein Messergebnis, erhalten mit einer Halterung (Standardhalterung), die zum Sichern elektrischer Charakteristika für Nutzer verwendet wird, von demjenigen, das mit einer Halterung (Testhalterung) erhalten wird, die bei einer Messung zum Auswählen von qualitativ hochwertigen Elektronikkomponenten in einem Herstellungsprozess von Elektronikkomponenten verwendet wird. Eine solche Differenz in den gemessenen Werten zwischen Halterungen kann unter Verwendung eines relativen Korrekturverfahrens korrigiert werden.
Eine Prozedur zum Korrigieren von Messfehlern durch Verwenden des relativen Korrekturverfahrens ist wie folgt:
(Schritt 1) Für jedes einer bestimmten Anzahl von Korrekturdatenerfassungsmustern werden elektrische Charakteristika des Musters mit dem Muster auf einer Standardhalterung befestigt gemessen.
(Schritt 2) Für jedes der bestimmten Anzahl von Korrekturdatenerfassungsmustern, dessen elektrische Charakteristika mit dem Muster auf der Standardhalterung befestigt gemessen werden, werden elektrische Charakteristika des Musters mit dem Muster auf einer Testhalterung befestigt gemessen.
(Schritt 3) Von Daten, die mit den Mustern auf der Standardhalterung befestigt in Schritt 1 gemessen werden und Daten, die mit den Mustern auf der Testhalterung befestigt in Schritt 2 gemessen werden, wird ein mathematischer Ausdruck bestimmt zum Zuordnen gemessener Werte elektrischer Charakteristika gemessen mit einer Elektronikkomponente auf der Testhalterung befestigt und gemessener Werte elektrischer Charakteristika gemessen mit der gleichen Elektronikkomponente auf der Standardhalterung befestigt.
(Schritt 4) Elektrische Charakteristika einer gegebenen Elektronikkomponente werden mit der Elektronikkomponente auf der Testhalterung befestigt gemessen.
(Schritt 5) Der in Schritt 3 bestimmte mathematische Ausdruck wird verwendet, um für die Elektronikkomponente, deren elektrische Charakteristika in Schritt 4 gemessen werden, elektrische Charakteristika zu berechnen, die erhalten werden würden, falls Messungen mit der Elektronikkomponente auf der Standardhalterung befestigt durchgeführt werden würden.
<Relatives Korrekturverfahren> Mit Bezugnahme auf 12 und 13 wird ein Grundprinzip des relativen Korrekturverfahrens beschrieben. Der Einfachheit halber werden nachfolgend beispielhaft elektrische Charakteristika zwischen zwei Toren beschrieben; die Anzahl der Tore ist jedoch auf n Tore erweiterbar (n ist eine Ganzzahl von 1 oder 3 oder mehr).
Teil (a) von 12 ist ein Signalflussdiagramm für eine Standardhalterung, auf der eine Zwei-Tor-Elektronikkomponente (hierin nachfolgend als „Muster-DUT” bezeichnet) befestigt ist. Eine Streumatrix (S_DUT) bezeichnet Charakteristika des Muster-DUT. Streumatrizen (E_D1) und (E_D2) bezeichnen jeweils Fehlercharakteristika zwischen entsprechenden Koaxialverbindern der Standardhalterung und entsprechenden Toren des Muster-DUT. An Anschlüssen auf den jeweiligen Seiten des Signalflussdiagramms werden gemessene Werte, erhalten mit dem Muster-DUT auf der Standardhalterung befestigt (hierin nachfolgend auch als „standardhaltungsgemessene Werte” bezeichnet) S_11D und S_21D erhalten.
Teil (b) von 12 ist ein Signalflussdiagramm für eine Testhalterung, auf der das Muster-DUT befestigt ist. Die Streumatrix (S_DUT) bezeichnet Charakteristika des Muster-DUT. Streumatrizen (E_T1) und (E_T2) bezeichnen jeweils Fehlercharakteristika zwischen entsprechenden Koaxialverbindern der Testhalterung und entsprechenden Toren des Muster-DUT. An Anschlüssen auf den jeweiligen Seiten des Signalflussdiagramms werden gemessene Werte, erhalten mit dem Muster-DUT auf der Testhalterung befestigt (hierin nachfolgend auch als „testhalterungsgemessene Werte” bezeichnet) S_11T und S_21T erhalten.
Teil (c) von 12 stellt einen Zustand dar, in dem Adapter (E_T1)^–1 und (E_T2)^–1 die jeweils die Fehlercharakteristika (E_T1) und (E_T2) aufheben, mit den jeweiligen Seiten des Signalflussdiagramms von Teil (b) von 12 verbunden sind. Diese Adapter (E_T1)^–1 und (E_T2)^–1 werden theoretisch erhalten durch Transformieren der Streumatrizen (E_T1) und (E_T2) der Fehlercharakteristika in Transfermatrizen, Bestimmen inverser Matrizen der Transfermatrizen und erneut jeweils Transformieren der inversen Matrizen in Streumatrizen. An einer Grenze 80 zwischen den Fehlercharakteristika (E_T1) und dem Adapter (E_T1)^–1 und einer Grenze 82 zwischen den Fehlercharakteristika (E_T2) und dem Adapter (E_T2)^–1 werden jeweils die Testhalterungsmesswerte S_11T und S_21T erhalten, die mit dem Muster-DUT auf der Testhalterung befestigt gemessen werden. Fehler der Testhalterung werden entfernt und folglich werden gemessene Werte S_11DUT und S_21DUT des Muster-DUT selbst an Anschlüssen auf den jeweiligen Seiten des Signalflussdiagramms von Teil (c) von 12 erhalten.
Das Signalflussdiagramm von Teil (c) von 12 ist äquivalent zu einem Signalflussdiagramm des Muster-DUT. Wenn die Streumatrizen (E_D1) und (E_D2) der Fehlercharakteristika der Standardhalterung mit den jeweiligen Seiten verbunden sind wie in Teil (a) von 12, wird Teil (a) von 13 erhalten.
(CA1) bezeichnet eine Streumatrix, die erhalten wird durch Kombinieren von (E_D1)^–1 und (E_T1)^–1, die in Teil (a) von 13 durch ein Bezugszeichen 84 bezeichnet sind. (CA2) bezeichnet eine Streumatrix, die erhalten wird durch Kombinieren von (E_T2)^–1 und (E_D2)^–1, die durch ein Bezugszeichen 86 bezeichnet sind. Dann wird Teil (b) von 13 erhalten. Diese Streumatrizen (CA1) und (CA2) sind so genannte „relative Korrekturadapter”. Die Streumatrix (CA1) ordnet den testhalterungsgemessenen Wert S_11T dem standardhaltungsgemessenen Wert S_11D zu, während die Streumatrix (CA2) den testhalterungsgemessenen Wert S_21T dem standardhaltungsgemessenen Wert S_21D zuordnet. Sobald die relativen Korrekturadapter (CA1) und (CA2) bestimmt sind, ist es somit möglich, die standardhaltungsgemessenen Werte S_11D und S_21D zu berechnen (zu schätzen) durch Verwenden der relativen Korrekturadapter (CA1) und (CA2), von den testhalterungsgemessenen Werten S_11T und S_21T, die jeweils mit einer gegebenen auf der Testhalterung befestigten Elektronikkomponente erhalten werden.
Die relativen Korrekturadapter (CA1) und (CA2) umfassen jeweils vier Koeffizienten: c₀₀, c₀₁, c₁₀, und c₁₁; und c₂₂, c₂₃, c₃₂, und c₃₃. Hier ist c₀₁ = c₁₀ und c₂₃ = c₃₂ gemäß dem Reziprozitätstheorem. Somit können die Koeffizienten c₀₀, c₀₁, c₁₀, c₁₁, c₂₂, c₂₃, c₃₂, und c₃₃ bestimmt werden unter Verwendung gemessener Werte, die mit jedem von drei Ein-Tor-Standardmustern (Korrekturdatenerfassungsmuster) mit unterschiedlichen Charakteristika gemessen werden, die auf der Standardhalterung und der Testhalterung zwischen Toren befestigt sind.
Grundcharakteristika von Korrekturdatenerfassungsmustern, die zum Berechnen der relativen Korrekturadapter verwendet werden, müssen wie folgt sein: ein Transferfaktor zwischen Toren ist ausreichend klein, und Reflexionskoeffizientencharakteristika an dem gleichen Tor und der gleichen Frequenz unterscheiden sich zwischen den Korrekturdatenerfassungsmustern. Da es eine Frage des Reflexionskoeffizienten ist, ist das Bilden eines Leerlaufs, eines Kurzschlusses und eines Abschlusses eine einfache Möglichkeit zum Erreichen der oben beschriebenen Grundcharakteristika der Korrekturdatenerfassungsmuster. Außerdem haben die Korrekturdatenerfassungsmuster vorzugsweise eine äußere Form, die auf Halterungen befestigt werden kann, genauso wie Muster, die einer Korrektur unterzogen werden.
Ein Leerlauf, ein Kurzschluss und ein Abschluss zwischen Toren kann implementiert werden durch Verbindung einer Signalleitung in dem gleichen Gehäuse wie ein Messzielmuster mit Masse über eine Anschlussleitung, einen Chipwiderstand oder dergleichen innerhalb des Gehäuses. Mit diesem Verfahren ist es jedoch schwierig, eine Komponente, wie z. B. einen Chipwiderstand, in dem Gehäuse anzuordnen, wenn das Messzielmuster verkleinert wird, und somit können keine Korrekturdatenerfassungsmuster erzeugt werden. Folglich kann es unmöglich werden, die Auswahl von qualitativ hochwertigen Produkten unter Verwendung des relativen Korrekturverfahrens durchzuführen.
Um dies zu bewältigen, werden Korrekturdatenerfassungsmuster unter Verwendung eines Herstellungsprozesses von Messzielmustern (Elektronikkomponenten) erzeugt. In diesem Fall können die Korrekturdatenerfassungsmuster erzeugt werden unter Verwendung einer Fertigungslinie zum Herstellen von Elektronikkomponenten, die als Produkte dienen, einer Fertigungslinie zum experimentellen Herstellen des Prototyps elektrischer Komponenten oder beider Fertigungslinien.
Da es außerdem theoretisch ausreichend ist, dass ein auf einer Standardhalterung befestigtes Korrekturdatenerfassungsmuster und ein auf einer Testhalterung befestigtes Korrekturdatenerfassungsmuster die gleichen elektrischen Charakteristika haben, muss es nicht das gleiche sein. Beispielsweise wird eine Mehrzahl von Korrekturdatenerfassungsmustern vorbereitet, von denen ausgegangen wird, dass dieselben die gleichen elektrischen Charakteristika haben. Korrekturdatenerfassungsmuster, die zufällig von diesen vorbereiteten Korrekturdatenerfassungsmustern ausgewählt werden, werden jeweils auf der Standardhalterung und der Testhalterung befestigt und einer Messung unterzogen. Auf diese Weise können relative Korrekturadapter ebenfalls abgeleitet werden.
<Fehlermodell> Als nächstes wird ein Fehlermodell des relativen Korrekturverfahrens beschrieben.
2 und 3 sind Signalflussdiagramme von Fehlermodellen, die bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden. 2 stellt den Fall dar, wo Tor 1 als ein Signalquellentor dient. 3 stellt den Fall dar, wo Tor 2 als ein Signalquellentor dient.
Pfeile, die in 2 und 3 mit einer gestrichelten Linie dargestellt sind, stellen Lecksignale dar. Ein Fehlermodell, das bei der vorliegenden Erfindung verwendet wird, umfasst Leckfehler zwischen Toren und Fehler, die in dem VNA verursacht werden (Fehler des VNA). In einem Abschnitt 40, der äquivalent ist zu einem Zustand, in dem ein betreffendes Muster auf einer Standardmesshalterung befestigt ist, ist ein Abschnitt 52, der äquivalent zu einem relativen Korrekturadapter ist, mit einem Abschnitt 50 verbunden, der äquivalent zu einem Zustand ist, in dem das betreffende Muster auf einer Testmesshalterung befestigt ist.
Die Bedeutung der in 2 und 3 verwendeten Symbole ist wie folgt:

S_D:: Ein Wert eines betreffenden Musters (hierin nachfolgend als DUT bezeichnet)
S_T:: Ein gemessener Wert des DUT beeinträchtigt durch Fehlerparameter
e1_ij:: Ein VNA-Fehlerparameter in dem Fall, wo Tor 1 als eine Signalquelle dient
e2_ij:: Ein VNA-Fehlerparameter in dem Fall, wo Tor 2 als eine Signalquelle dient
a_i:: Ein Eingangssignal in ein entsprechendes Messsystem
b_i:: Ein Ausgangssignal von einem entsprechenden Messsystem

Wenn angenommen wird, dass S_D von 2 und 3 einen standardhaltungsgemessenen Wert bezeichnet und S_T einen testhalterungsgemessenen Wert bezeichnet, gemessen durch einen VNA, der nicht kalibriert wurde, kann dieses Modell auch angesehen werden als ein Modell eines relativen Leckfehlerkorrekturverfahrens, offenbart in Patentdokument 5, das VNA-Fehlerparameter des Testhalterungsmesssystems umfasst. In diesem Fall sind e1_ij und e2_ij Ergebnisse, die erhalten werden durch Bestimmen inverser Matrizen von T-Parametern von relativen Korrekturadaptern und Transformieren der inversen Matrizen in S-Parameter.
4 stellt ein Signalflussdiagramm eines Fehlermodells des relativen Leckfehlerkorrekturverfahrens dar (hierin nachfolgend als herkömmliches Verfahren bezeichnet), das in Patentdokument 5 offenbart ist. Wie in 2 und 3 ist von 4 auch ein Ergebnis, das erhalten wird durch Bestimmen einer inversen Matrix von T-Parametern eines relativen Korrekturadapters und Transformieren der inversen Matrix in S-Parameter.
Das Fehlermodell des relativen Leckfehlerkorrekturverfahrens (hierin nachfolgend als herkömmliches Verfahren bezeichnet), offenbart in Patentdokument 5, umfasst Leckfehler zwischen Toren, aber umfasst keine Fehler des VNA. Somit wird der gleiche Korrekturkoeffizient für unterschiedliche Signalquellentore verwendet. Das Fehlermodell der vorliegenden Erfindung umfasst Fehler des VNA und somit muss der Korrekturkoeffizient für jedes der unterschiedlichen Signalquellentore definiert werden.
Der Vergleich der Anzahl der Parametern des relativen Korrekturadapters der vorliegenden Erfindung, einschließlich der VNA-Fehlerparameter (die Anzahl der Parameter ist gleich der Summe von e1_ij und e2_ij von 2 und 3) mit der Anzahl der Parameter des relativen Korrekturadapters des herkömmlichen Verfahrens (die Anzahl der Parameter ist gleich der Summe von e1_ij von 4) offenbart, dass es 24 Parameter für die vorliegende Erfindung gibt und 16 für das herkömmliche Verfahren. Das heißt, die Anzahl der Parameter des relativen Korrekturadapters ist bei der vorliegenden Erfindung um die Anzahl der hinzugefügten VNA-Fehlerparameter erhöht.
Die nachfolgende Tabelle 1 stellt ein Vergleichsergebnis der Anzahl der relativen Korrekturparameter zwischen der vorliegenden Erfindung und dem herkömmlichen Verfahren bezüglich der Anzahl der Messtore dar. Tabelle 1

Anzahl der Tore Anzahl der Parameter des relativen Korrekturadapters

Vorliegende Erfindung Herkömmliches Verfahren

2 24 16

3 189 81

4 832 256
Wenn den Parametern für die Lecksignale zwischen Toren null zugewiesen wird, kann das Modell der vorliegenden Erfindung als ein Korrekturmodell angesehen werden, das VNA-Fehlerparameter des Testhalterungsmesssystems in dem Fall umfasst, in dem Lecksignale zwischen Toren nicht berücksichtigt werden.
5 und 6 stellen Signalflussdiagramme von Fehlermodellen für den Fall dar, wo Trennung zwischen Toren in der Standardhalterung und der Testhalterung sichergestellt ist. 5 stellt den Fall dar, wo Tor 1 als ein Signalquellentor dient. 6 stellt den Fall dar, wo Tor 2 als ein Signalquellentor dient.
5 und 6 stellen den Fall dar, wo alle Lecksignale zwischen Toren, die in 2 und 3 mit einer gestrichelten Linie dargestellt sind, null sind. Um jedoch einige der Lecksignale zwischen den Toren null zu machen, wird null Parametern zugewiesen, die sich auf die Lecksignale zwischen Toren beziehen, die null gemacht sind.
7 stellt ein relatives Korrekturmodell der vorliegenden Erfindung dar für den Fall, wo Tor 1 als ein Signalquellentor des Testhalterungsmesssystems in einem k-Tor-Messsystem dient.
Die Bedeutungen der in 7 verwendeten Symbole sind wie folgt:

S_D:: S-Parameter eines standardhaltungsgemessenen Werts
S_T:: S-Parameter eines testhalterungsgemessenen Werts
T_{CA_1}:: T-Parameter des relativen Korrekturadapters der vorliegenden Erfindung für den Fall, wo Tor 1 als ein Signalquellentor des Testhalterungsmesssystems dient
a_i:: Ein Eingangssignal in ein entsprechendes Messsystem
b_i:: Ein Ausgangssignal von einem entsprechenden Messsystem
k:: Die Anzahl der Tore des Messsystems
M:: 2 × k

Die S-Parameter (S_T) eines Abschnitts 50a, der äquivalent zu einem Zustand ist, in dem ein betreffendes Muster auf einer Testmesshalterung befestigt ist, werden durch eine k×k-Matrix bezeichnet. Die T-Parameter (T_{CA_1}) eines Abschnitts 52a, der äquivalent zu dem relativen Korrekturadapter ist, werden durch eine M×M-Matrix bezeichnet. Die S-Parameter (S_D) eines Abschnitts 40a, der äquivalent ist zu einem Zustand, in dem das Gegenstandsmuster auf der Standardmesshalterung befestigt ist, werden durch eine k×k-Matrix bezeichnet.
Eine in 7 dargestellte Beziehung ist in Matrixdarstellung ausgedrückt. Dann wird der nachfolgende Ausdruck 1 erhalten.
Ausdruck 1
Es gibt kein Eingangssignal von anderen Toren als Tor 1, das ein Signalquellentor des Testhalterungsmesssystems ist. Somit sind in Ausdruck 1 Eingangssignale in das Testhalterungsmesssystem mit Ausnahme von a_k+1 null.
Folglich ist die Matrixdarstellung nicht beeinträchtigt, selbst wenn Werte von Spalten von der (k + 1)-ten Spalte und mit Ausnahme von (k + 1)-ten Spalte von T_{CA_1} des Ausdrucks 1 auf einen gegebenen Wert x festgelegt sind. Das heißt, Parameter von T_{CA_1} die als der gegebene Wert x festgelegt sind, müssen nicht abgeleitet werden.
Ausdruck 2 unten bezeichnet eine Beziehung zwischen Eingangs- und Ausgangssignalen des Messsystems und den T-Parametern des relativen Korrekturadapters der vorliegenden Erfindung für den Fall, wo ein Tor j als ein Signalquellentor des Testhalterungsmesssystems dient.
Ausdruck 2
Im Fall von Ausdruck 2 ist die Matrixdarstellung nicht beeinträchtigt, selbst wenn Werte von Spalten, von der (k + 1)-ten Spalte und mit Ausnahme der (k + 1)-ten Spalte, von T_{CA_i} auf den gegebenen Wert x festgelegt sind. Daher müssen Parameter von T_{CA_i}, die auf den gegebenen Wert x festgelegt sind, nicht abgeleitet werden, ähnlich wie T_{CA_1}.
Für jedes aller Tore, die bei der Messung von Charakteristika einer Elektronikkomponente verwendet werden, wird T_{CA_i} abgeleitet für den Fall, wo das Tor als eine Signalquelle dient. Der resultierende T_{CA_i} für alle die Tore dient als relativer Korrekturadapter der vorliegenden Erfindung.
<Verfahren zum Ableiten eines relativen Korrekturadapters> Als nächstes wird ein Verfahren zum Ableiten eines relativen Korrekturadapters der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Der relative Korrekturadapter T_{CA_i} für den Fall, wo das Tor j als ein Signalquellentor des Testhalterungsmesssystems dient, kann abgeleitet werden durch Verwenden von Rechenausdrücken des relativen Korrekturadapters gemäß dem herkömmlichen Verfahren. Ausdrücke 3 bis 8 zeigen die Rechenausdrücke des herkömmlichen Verfahrens:
Ausdruck 3
Die Bedeutungen der in Ausdruck 3 verwendeten Symbole sind wie folgt:

t_{CA_(4·k2-1)×1}':: Eine Matrix, die erhalten wird durch Durchführen von Spaltenerweiterung an T_CA und Durchführen von Normierung unter Verwendung eines gegebenen T_CA Parameters (siehe Ausdrücke 5 und 6)
C_{(4·k·Nstd)×(4·k2-1)}:: Siehe Ausdrücke 4 bis 7
v_{(2·k·Nstd)×1}:: Siehe Ausdruck 8

Hier bezeichnet ⊗ das Kronecker-Produkt.
Bedeutungen von in Ausdruck 4 verwendeten Symbolen sind wie folgt:

S_{i_T}:: ein testhalterungsgemessener Wert eines i-ten Standardmusters
S_{i_D}:: ein standardhaltungsgemessener Wert des i-ten Standardmusters
t_CA:: eine Matrix, die erhalten wird durch Durchführen von Spaltenerweiterung an T_CA (siehe Ausdruck 5)
I_k:: eine k×k-Einheitsmatrix

Hier bezeichnet cs[ ] Spaltenerweiterung.
Ausdruck 6
Ausdruck 7
Ausdruck 8
In der vorliegenden Erfindung wird die folgende Verarbeitung einmalig durchgeführt an C_{(2·k·Nstd)×(4·k2-1)} von Ausdruck 3. Hier wird angenommen, dass C_{(2·k·Nstd)×(4·k2-1)}, wenn das Tor j als eine Signalquelle dient, und mit C_{j_(2·k·Nstd)×(4·k2-1)} bezeichnet wird.

(1) Alle Spalten von C_{j_(2·k·Nstd)×(4·k2-1)}, die multipliziert werden mit Elementen, die auf den gegebenen Wert in t_{ca_j}' festgelegt sind, werden gelöscht. Dies reduziert die Anzahl der Spalten und C_{j_(2·k·Nstd)×(2·k2+2·k-1)} wird erhalten.
(2) Werte von S_{i_T} mit Ausnahme von gemessenen Werten, die gemessen werden, wenn das Tor j als eine Signalquelle dient, werden auf null gesetzt. Das heißt, Spalten mit Ausnahme der j-ten Spalte der S-Parametermatrix von S_{i_T} werden auf null festgelegt.
(3) Als ein Ergebnis des Durchführens der Verarbeitung von (1) und (2) erscheinen Spalten, deren Werte alle null sind, in C_{j_(2·k·Nstd)×(2·k2+2·k-1)}. Obwohl Berechnung in diesem Zustand durchgeführt werden kann, ist es wünschenswert, solche Spalten zu löschen bezüglich der Reduzierung der Rechenmenge. Als Ergebnis wird C_{j_(2·Nstd)×(2·k2+2·k-1)} erhalten.

Als ein Ergebnis dieser Verarbeitung wird Ausdruck 3 umgewandelt in Ausdruck 9.
Ausdruck 9
Ausdruck 9 wird für jeden Fall gelöst, wo ein entsprechendes Tor als ein Signalquellentor dient. Alle resultierenden t_{CA_j_(2·k2+2·k-1)}' sind die relativen Korrekturadapter der vorliegenden Erfindung und werden verwendet, um eine relative Korrekturberechnung der vorliegenden Erfindung durchzuführen. Ein Rechenverfahren zum Lösen von Ausdruck 9 ist das Verfahren der kleinsten Quadrate wie bei dem herkömmlichen Verfahren.
Die Anzahl der Standardmuster, die notwendig sind zum Lösen von Ausdruck 9 ist (2·k² + 2·k – 1)/k oder mehr. Hier ist (2·k² + 2·k – 1)/k gleich 2k + 2 – 1/k und k ist eine positive Ganzzahl. Somit ist die Anzahl der Standardmuster (Korrekturdatenerfassungsmustern), die zum Lösen von Ausdruck 9 notwendig ist, durch Ausdruck 10 bezeichnet. Die Anzahl der Standardmuster ≥ 2k + 2 Ausdruck 10
Gemäß Ausdruck 10 ist die minimale Anzahl der Standardmuster, die zum Lösen von Ausdruck 9 notwendig ist, beispielsweise sechs in einem Zwei-Tor-Messsystem, acht in einem Drei-Tor-Messsystem und 10 in einem Vier-Tor-Messsystem.
<Korrekturrechenausdruck> Als nächstes wird ein Korrekturrechenausdruck, der die relativen Korrekturadapter der vorliegenden Erfindung verwendet, beschrieben.
Wie es durch Ausdruck 11 angezeigt ist, ist T_{CA_j}' unterteilt in vier. Jede unterteilte Matrix ist eine k×k-Matrix, wobei k die Anzahl der Tore bezeichnet.
Ausdruck 11
Außerdem ist eine Beziehung zwischen S_D und Signalen durch Ausdruck 12 bezeichnet.
Ausdruck 12
Ausdruck 12 ist durch Ausdrücke 13 und 14 durch Verwenden von Ausdruck 11 bezeichnet.
Ausdruck 13
Ausdruck 14
Ausdrücke 13 und 14 werden ersetzt in Ausdruck 12 und beide Seiten werden durch a_k+j unterteilt. Dann wird Ausdruck 15 erhalten. Ausdruck 15 ist eine Grundformel der Korrekturformel der vorliegenden Erfindung. Wie es von der obigen Beschreibung offensichtlich ist, unterscheiden sich Positionen der Werte von S_T, die zu ersetzen sind und 0 oder 1 Werte in Ausdruck 15 abhängig von der Tornummer eines Tors, das als eine Signalquelle dient.
Ausdruck 15
Ausdruck 15 wird durch Ausdruck 16 auf leicht verständliche Weise bezeichnet. Sowohl V als auch W bezeichnet eine k×1-Matrix. V_j = S_D·W_j Ausdruck 16
Die durch Ausdruck 15 bezeichnete Berechnung wird für jedes Tor 1 bis Tor k für den Fall durchgeführt, wo das Tor als eine Signalquelle dient, um V und W abzuleiten. Nach dem Ableiten von V und W werden alle resultierenden von V und W kombiniert, wodurch Ausdruck 17 erhalten wird. (V₁...V_j...V_k) = S_D·(W₁...W_j...W_k) Ausdruck 17
Von Ausdruck 17 kann S_D durch Ausdruck 18 bezeichnet werden. S_D = (V₁...V_j...V_k)·(W₁...W_j...W_k)^–1 Ausdruck 18
Auf diese Weise kann die Korrekturberechnung der vorliegenden Erfindung für eine gegebene Anzahl von Toren, d. h. k Tore, durchgeführt werden.
Wie oben beschrieben, werden relative Adapter bestimmt unter Verwendung eines Fehlermodells, das das Vorliegen von Lecksignalen in einem Messsystems annimmt, das einen VNA umfasst, und Korrekturberechnung wird unter Verwendung der relativen Adapter durchgeführt. Auf diese Weise können gemessene Werte korrigiert werden einschließlich Fehlern des VNA. Selbst wenn keine Kalibrierung des VNA durchgeführt wird, ist es aus diesem Grund, möglich, relative Korrektur durchzuführen zwischen einem Messsystem, das ein Messinstrument und eine Standardhalterung umfasst und einem Messsystem, das das Messinstrument und eine Testhalterung umfasst, durch Modellieren aller Leckfehlerkoeffizienten zwischen Toren.
<Beispiel für zwei Tore> In dem Fall von zwei Toren sind Ausdruck 3 und 8 und 11 bis 18 wie folgt bezeichnet. Die Ausdrucknummer mit dem Apostroph entspricht der entsprechenden Ausdrucknummer für den Fall einer gegebenen Anzahl von Toren, d. h. k Tore.
Ausdruck 19'
Ausdruck 20'
Ausdruck 21'
Ausdruck 22'
Ausdruck 23'
Ausdruck 24'
Ausdruck 25'
Ausdruck 26'
Ausdruck 27'
Ausdruck 28'
Ausdruck 29' V₁ = S_D·W₁ Ausdruck 30' (V₁ V₂) = S_D·(W₁ W₂) Ausdruck 31' S_D = (V₁ V₂)·(W₁ W₂)^–1 Ausdruck 32'
<Simulation> Als nächstes wird die Simulation für den Fall von zwei Toren durch die Verwendung der Ausdrücke 19' bis 32' beschrieben.
Ein Ablauf der Simulation ist wie folgt:

(1) Fehler einer Standardhalterung und Fehler einer Testhalterung werden bestimmt.
(2) Relative Korrekturadapter T_{CA_j} werden von (1) berechnet.
(3) Werte von sechs Standardmustern werden bestimmt.
(4) Gemessene Werte der sechs Standardmuster, die mit der Standardhalterung und mit der Testhalterung erhalten werden, werden berechnet.
(5) Relative Korrekturadapter der vorliegenden Erfindung werden abgeleitet.
(6) Es wird geprüft, ob Ergebnisse von (5) mit Ergebnissen von (2) übereinstimmen.

Nachfolgend werden Einzelheiten über Simulationsbedingungen beschrieben.
8, 9, 19 stellen Fehler einer Standardhalterung und einer Testhalterung dar, die in der Simulation verwendet werden durch Verwenden von Signalflussgraphen.
Gemäß gemessenen Werten der in 9 und 10 dargestellten Testhalterung werden wahre Werte T_CA von relativen Korrekturadaptern, die für die Korrektur in gemessene Werte der in 8 dargestellten Standardhalterung verwendet werden, nachfolgend gezeigt.
Ausdruck 33
Festgelegte wahre Werte der sechs Standardmuster sind nachfolgend gezeigt. Das Beschreibungsverfahren „STD#(Charakteristika des Tors 1/Charakteristika des Tors 2) = S-Parameter” wird verwendet.
Ausdruck 34
Die Simulationsergebnisse sind wie folgt.
Die Rechenergebnisse der relativen Korrekturadapter der vorliegenden Erfindung sind durch Ausdruck 35 bezeichnet.
Ausdruck 35
Das Rechenergebnis der vorliegenden Erfindung, bezeichnet durch Ausdruck 35, stimmt mit Ausdruck 33 überein, der das Ergebnis anzeigt, das von der Simulation erhalten wird. Folglich kann bewiesen werden, dass relative Korrekturadapter, die Leckfehler für VNA-Fehler enthalten, die sich von einem Signalquellentor zum anderen unterscheiden, durch die vorliegende Erfindung abgeleitet werden können.
<Zusammenfassung> Wie oben beschrieben, macht es das Anlegen eines relativen Korrekturverfahrens unter Verwendung eines Messfehlerkorrekturmodells, das Fehler eines Messinstruments enthält, möglich, relative Korrektur durchzuführen zwischen einem Messsystem, das ein Messinstrument und eine Standardhalterung umfasst, und einem Messsystem, das das Messinstrument und eine Testhalterung umfasst, durch Modellieren aller Leckfehlerkoeffizienten zwischen Toren, selbst wenn keine Kalibrierung des Messinstruments durchgeführt wird.
Es ist anzumerken, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die obigen Ausführungsbeispiele begrenzt ist und mit verschiedenen Änderungen ausgeführt werden kann.
Beispielsweise kann Korrektur durchgeführt werden durch Zuweisen von null zu Parametern von Lecksignalen zwischen Toren, die nicht absichtlich modelliert werden.
Eine Messung mit einer auf einer Standardhalterung befestigten Elektronikkomponente und Messung mit der Elektronikkomponente auf einer Testhalterung befestigt können unter Verwendung des gleichen Messinstruments oder unterschiedlicher Messinstrumente durchgeführt werden. Wenn unterschiedliche Messinstrumente verwendet werden, wird von elektrischen Charakteristika gemessen durch ein erstes Messinstrument unter Verwendung der Standardhalterung und elektrischen Charakteristika gemessen durch ein zweites Messinstrument unter Verwendung der Testhalterung, ein mathematischer Ausdruck bestimmt, der elektrische Charakteristika einer Elektronikkomponente gemessen durch das erste Messinstrument unter Verwendung der Standardhalterung elektrischen Charakteristika der gleichen Elektronikkomponente gemessen durch das zweite Messinstrument unter Verwendung der Testhalterung zuordnet. Dann werden unter Verwendung des bestimmten mathematischen Ausdrucks elektrische Charakteristika, die erhalten werden würden, falls eine Messung durch das erste Messinstrument unter Verwendung der Standardhalterung durchgeführt werden würde, von elektrischen Charakteristika einer gegebenen Elektronikkomponente geschätzt, die durch das zweite Messinstrument mit der Elektronikkomponente auf der Testhalterung befestigt gemessen werden.
Bezugszeichenliste

2: DUT
10: VNA
22: Signalquelle
26: Schalter
30: Referenzempfänger
32: Testempfänger
40: Abschnitt äquivalent zu einem Zustand, in dem ein Muster auf einer Standardhalterung befestigt ist
50: Abschnitt äquivalent zu einem Zustand, in dem ein Muster auf einer Testhalterung befestigt ist
52: Abschnitt äquivalent zu einem relativen Korrekturadapter

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 3558086 [0009]
JP 3558074 [0009]
JP 2004-309132 [0009]
JP 3965701 [0009]
WO 2009/098816 [0009]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

GAKU KAMITANI (Murata manufacturing Co., Ltd.), ”A METHOD TO CORRECT DIFFERENCE OF IN-FIXTURE MEASUREMENTS AMONG FIXTURES ON RF DEVICES”, APMC, 2003, Bd. 2, S. 1.094–1.097 [0010]
J. P. DUNSMORE, L. BETTS (Agilent Technologies), ”NEW METHODS FOR CORRELATING FIXTURED MEASUREMENTS”, APMC, 2003, Bd. 1, S. 568–571 [0010]
Agilent Technologies Application Note 1287-3 [0010]

Claims

Ein Messfehlerkorrekturverfahren zum Berechnen, für n (wobei n eine positive Ganzzahl von 2 oder mehr ist) gegebene Tore, wobei die n gegebenen Tore zwei oder mehr Tore einer Elektronikkomponente sind, eines geschätzten Werts elektrischer Charakteristika, die erhalten werden würden, falls eine Messung mit der Elektronikkomponente auf einer Standardhalterung befestigt durchgeführt werden würde, von einem Ergebnis, das durch Messen elektrischer Charakteristika der Elektronikkomponente mit der Elektronikkomponente auf einer Testhalterung befestigt erhalten wird, wobei das Messfehlerkorrekturverfahren folgende Schritte aufweist: einen ersten Schritt des Messens, für jedes von zumindest drei ersten Korrekturdatenerfassungsmustern, elektrischer Charakteristika des ersten Korrekturdatenerfassungsmusters mit dem ersten Korrekturdatenerfassungsmuster auf der Standardhalterung befestigt, wobei die ersten Korrekturdatenerfassungsmuster elektrische Charakteristika aufweisen, die sich voneinander unterscheiden; einen zweiten Schritt des Messens, für jedes der Muster, elektrischer Charakteristika des Musters mit dem Muster auf der Testhalterung befestigt, wobei die Muster die zumindest drei ersten Korrekturdatenerfassungsmuster, zumindest drei zweite Korrekturdatenerfassungsmuster, die so gesehen werden können, dass dieselben elektrische Charakteristika aufweisen, die äquivalent sind zu denjenigen der zumindest drei ersten Korrekturdatenerfassungsmuster, oder zumindest ein drittes Korrekturdatenerfassungsmuster sind, das so gesehen werden kann, dass dasselbe elektrische Charakteristika aufweist, die äquivalent sind zu denjenigen von zumindest einem der zumindest drei ersten Korrekturdatenerfassungsmuster und dem Rest der ersten Korrekturdatenerfassungsmuster; einen dritten Schritt des Bestimmens, für jedes Signalquellentor eines Messsystems, das ein Messinstrument zum Messen elektrischer Charakteristika umfasst, eines mathematischen Ausdrucks von Messergebnissen, die in dem ersten und zweiten Schritt erhalten werden, wobei der mathematische Ausdruck das Vorliegen von Lecksignalen zwischen zumindest zwei Toren von zumindest entweder der Standardhalterung oder der Testhalterung annimmt, wobei die Lecksignale Signale sind, die nicht an die Elektronikkomponente übertragen werden, die mit den zwei Toren verbunden ist, sondern direkt zwischen den zwei Toren übertragen werden, wobei der mathematische Ausdruck einen gemessenen Wert elektrischer Charakteristika einer auf der Testhalterung befestigten Elektronikkomponente einem gemessenen Wert elektrischer Charakteristika der gleichen auf der Standardhalterung befestigten Elektronikkomponente zuordnet; einen vierten Schritt des Messens elektrischer Charakteristika einer gegebenen Elektronikkomponente mit der gegebenen Elektronikkomponente auf der Testhalterung befestigt; und einen fünften Schritt des Berechnens, von einem Messergebnis, das in dem vierten Schritt erhalten wird, durch Verwenden der in dem dritten Schritt bestimmten mathematischen Ausdrücke, elektrischer Charakteristika, die erhalten werden würden, falls eine Messung an der Elektronikkomponente mit der Elektronikkomponente auf der Standardhalterung befestigt durchgeführt werden würden.
Das Messfehlerkorrekturverfahren gemäß Anspruch 1, bei dem jeder der in dem dritten Schritt bestimmten mathematischen Ausdrücke ein mathematischer Ausdruck ist, der das Vorliegen von zumindest einem Lecksignal aus den Lecksignalen zwischen zumindest zwei Toren von zumindest entweder der Standardhalterung oder der Testhalterung annimmt, wobei die Lecksignale Signale sind, die nicht an die Elektronikkomponente übertragen werden, die mit den zwei Toren verbunden ist, sondern direkt zwischen den zwei Toren übertragen werden.
Das Messfehlerkorrekturverfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem die Anzahl der ersten Korrekturdatenerfassungsmuster 2n + 2 ist.
Eine Elektronikkomponentencharakteristik-Messvorrichtung, die für n (wobei n eine positive Ganzzahl von 2 oder mehr ist) gegebene Tore, wobei die n gegebenen Tore zwei oder mehr Tore einer Elektronikkomponente sind, elektrische Charakteristika berechnet, die erhalten werden würden, falls eine Messung mit der Elektronikkomponente auf einer Standardhalterung befestigt durchgeführt werden würde, von einem Ergebnis, das durch Messen elektrischer Charakteristika der Elektronikkomponente mit der Elektronikkomponente auf einer Testhalterung befestigt erhalten wird, wobei die Elektronikkomponentencharakteristik-Messvorrichtung folgende Merkmale aufweist: Mathematischer-Ausdruck-Speichereinrichtung zum Speichern jedes mathematischen Ausdrucks, der für ein entsprechendes der Signalquellentore eines Messsystems bestimmt wird, das ein Messinstrument zum Messen elektrischer Charakteristika umfasst, wobei der mathematische Ausdruck das Vorliegen von Lecksignalen zwischen zumindest zwei Toren von zumindest entweder der Standardhalterung oder der Testhalterung annimmt, wobei die Lecksignale Signale sind, die nicht an die Elektronikkomponente übertragen werden, die mit den zwei Toren verbunden ist, sondern direkt zwischen den zwei Toren übertragen werden, wobei der mathematische Ausdruck einen gemessenen Wert elektrischer Charakteristika einer auf der Testhalterung befestigten Elektronikkomponente einem gemessenen Wert elektrischer Charakteristika der gleichen auf der Standardhalterung befestigten Elektronikkomponente zuordnet, wobei der mathematische Ausdruck von einem ersten Messergebnis und einem zweiten Messergebnis bestimmt wird, wobei das erste Messergebnis erhalten wird durch Messen, für jedes der zumindest drei ersten Korrekturdatenerfassungsmuster, elektrischer Charakteristika des ersten Korrekturdatenerfassungsmusters mit dem ersten Korrekturdatenerfassungsmuster auf der Standardhalterung befestigt, wobei die ersten Korrekturdatenerfassungsmuster elektrische Charakteristika aufweisen, die sich voneinander unterscheiden, wobei das zweite Messergebnis erhalten wird durch Messen, für jedes der Muster, elektrischer Charakteristika des Musters mit dem Muster auf der Testhalterung befestigt, wobei die Muster die zumindest drei ersten Korrekturdatenerfassungsmuster, zumindest drei zweite Korrekturdatenerfassungsmuster, die so gesehen werden können, dass dieselben elektrische Charakteristika aufweisen, die äquivalent sind zu denjenigen der zumindest drei ersten Korrekturdatenerfassungsmuster, oder zumindest ein drittes Korrekturdatenerfassungsmuster sind, das so gesehen werden kann, dass dasselbe elektrische Charakteristika aufweist, die äquivalent sind zu denjenigen von zumindest einem der zumindest drei ersten Korrekturdatenerfassungsmuster und dem Rest der ersten Korrekturdatenerfassungsmuster; und Elektrische-Charakteristika-Schätzeinrichtung zum Berechnen, von einem Ergebnis, das durch Messen elektrischer Charakteristika einer gegebenen Elektronikkomponente mit der gegebenen Elektronikkomponente auf der Testhalterung befestigt erhalten wird, durch Verwenden der in der Mathematischer-Ausdruck-Speichereinrichtung gespeicherten mathematischen Ausdrücke, elektrischer Charakteristika, die erhalten werden würden, falls eine Messung an der Elektronikkomponente mit der Elektronikkomponente auf der Standardhalterung befestigt durchgeführt werden würde.