JP2001349903A

JP2001349903A - 高周波プローブ

Info

Publication number: JP2001349903A
Application number: JP2000169879A
Authority: JP
Inventors: Kenji Ikeda; 健志池田
Original assignee: NOOZERU ENGINEERING KK
Current assignee: NOOZERU ENGINEERING KK
Priority date: 2000-06-07
Filing date: 2000-06-07
Publication date: 2001-12-21

Abstract

(57)【要約】【課題】半導体レーザチップを直接検査する場合など被
測定端子同士の間に段差があってもこれらと適切な電気
的接触を確保することができる高周波プローブを提供す
る。【解決手段】可撓性および絶縁性を備えた基板１３１上
に、マイクロストリップ線路あるいはコプラナー線路を
成すように信号線１３２とグラウンド線１３３、１３４
とを設け、信号線とグラウンド線の間に基板の一端部か
ら所定長の切り込み１３８、１３９を入れ、かつ信号線
１３２のある中央可撓部３４１の長さをグラウンド線の
ある左右の可撓部３４２、３４３よりわずかに短くす
る。長さの差と撓みにより、段差のある端子に対しても
適切な接触が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被測定端子と接触
して信号の授受を行うための高周波プローブに関する。

【０００２】特に、半導体レーザチップの様に素子表面
にグラウンド端子を持たず、電流を流すには当該素子チ
ップの表面と裏面の両方に接触する必要がある素子チッ
プ用の実用的な高周波プローブに関する。

【０００３】

【従来の技術】従来、半導体レーザの高周波特性は、し
かるべきマイクロストリップ線路上に同素子を半田付け
して組み立て、評価するのが普通であった。しかし、コ
スト低減の観点からチップ状態で評価選別する必要性に
迫られている。

【０００４】一般にギガヘルツ帯の信号源や測定機は、
その入出力インピーダンスが５０Ωである。したがっ
て、高周波プローブ１２００は、図１２に示すように、
信号源や測定機を同軸ケーブルで接続するために、特性
インピーダンスが５０Ωの同軸接栓１２１０（コネクタ
ー）を一端に持っている。

【０００５】また、従来の高周波プローブでは、同軸接
栓１２１０から硬い金属製同軸線路１２２０が延びてお
り、図１３に示すように、その先端数ミリメートルの部
分（先端部１２３０）に、中心導体、即ち信号線用とし
て１個の金属製接触子（信号接触子１２３１）を有する
とともに、外部導体、即ちグラウンド線用として通常２
個の金属製接触子（グラウンド接触子１２３２）を備え
ている。

【０００６】このような高周波プローブは、図１４に示
すように、マイクロ波帯の集積回路１４００の評価に用
いられており、これらの場合には、あらかじめ測定評価
を予想して、同集積回路上の線路も特性インピーダンス
が５０Ωになるように、整合用の抵抗やコンデンサーを
集積して形成されている。この場合、多くがコプラナー
導波路を採用しており、信号線とグラウンド線とが同一
表面上にある。また、基板の表裏を使うマイクロストリ
ップ線路を採用している場合でも、測定プローブを当て
る部分では、裏面からグラウンド線をスルーホール
（「孔を介して」と言う意味で”ｖｉａｈｏｌｅ”と称
する場合もある）を介して表面に出すように設計してあ
る。

【０００７】従って、図１４のように、信号線の端子１
４１１と、グラウンド側端子１４１２とが、丁度、高周
波プローブの先端の信号接触子１２３１、グラウンド接
触子１２３２とに対応して接触する。

【０００８】このように、同一平面上に端子が並び得る
場合には、プローブも上述既往の同軸線路型のプローブ
１２００で好都合に対応可能である。しかし、半導体レ
ーザをチップ状態のままで駆動して検査する場合、プロ
ーブと接触する端子を同一平面上に並べることはむつか
しい。すなわち、半導体レーザチップは小さく、上述の
ようにグラウンド側の電極を表面に設けるなどの細工を
施すための場所的余裕が全くない。このため、プローブ
の信号接触子は半導体レーザチップの上面に、グラウン
ド接触子は半導体レーザチップを載置する基台に接触さ
せねばならない。

【０００９】図１５は、従来の高周波プローブ１２００
を半導体レーザチップ１５００の評価に使用する場合の
例を図示したものである。同図に示すものでは、半導体
レーザチップ１５００の厚さに相当する高さの金属製ヤ
トイ１５２１、１５２２を、導電性基台１５１０の上に
置いて高さを合わせている。なお、金属製ヤトイを置い
た状態に相当するように、導電性基台１５１０自体の表
面を凸状に加工して高さを合わせる等も行われる。

【００１０】また図１６に示すものでは、高周波プロー
ブの先端に、ちょうど、半導体レーザチップ１５００の
厚さに相当する金属片１６１１、１６１２を取り付ける
ことで、高さ合わせを行っている。さらに図１７に示す
ように、高周波プローブ１２００を傾けて、少なくとも
一方のグラウンド接触子１２３２が導電性基台１５１０
と接触し、信号接触子１２３１が半導体レーザチップ１
５００と接続する形を採ることで半導体レーザチップ１
５００を検査する等が行われていた。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】半導体レーザのチップ
厚は、多くが７０μｍから１４０μｍの間に設計されて
いるが、加工精度上、さらに±１５μｍ程度の公差を許
容しなければならない。このように、チップ厚が広範囲
にばらつくので、図１５から図１７に示した何れの方法
を採っても、既存の硬い金属製接触子を着けたタイプの
高周波プローブ１２００では、半導体レーザをチップ状
態で検査することに十分対応することは出来なかった。

【００１２】また、半導体レーザの動作点におけるイン
ピーダンスは１０Ω以下で、多くが５Ω程度である。し
たがって、このまま５０Ωの信号源や測定機に接続した
のでは、誤差が多くて使えない。信号源への反射を減ら
して見かけ上の不整合を減らすべく、減衰器を挿入する
手法があるが、これは信号源を保護する役目を果たして
も精度を向上することにはならない。

【００１３】また、小信号解析を行う場合には、必要な
電力が小さいので精度を我慢すれば使えるが、最近の半
導体レーザチップ検査に要求される大振幅動作時には、
上記減衰器で必要な信号まで減衰することを考えると、
対応できる信号源が存在しないこととなり、この方法は
採用できない。

【００１４】逆に、電界吸収効果を使った半導体光変調
器（ＥＡＭ）は、そのインピーダンスが１ＫΩ程度と５
０Ωより高いので、この場合にも外付けでターミネータ
を必要とする。

【００１５】さらに、半導体チップの検査などの用途で
は、接触荷重が大き過ぎると素子寿命を短くしたり、甚
だしい場合には素子を破壊したりする。また逆に、荷重
が少な過ぎれば充分安定な電気的接触が得られず、目的
を達することが出来ない。プローブの本体部にはまった
く撓等を設けないのが普通であるので、このような接触
時の荷重は、プローブの付根部分に調整バネを持った逃
げを設けて、当該バネの調整で対応している。したがっ
て、かかる逃げの機構を設ける分だけ、プローブ価格の
高騰を招いていた。

【００１６】半導体チップの検査などの用途では、その
使用頻度は毎月数万個乃至数百万個に及び、プローブの
先端が比較的短期間のうちに磨耗する。また、被測定物
の機種や品種変更、あるいは試作品投入等に際し、往々
にして当該評価／検査装置の模様替えや調整が必要にな
るが、この調整中の不用意な接触によってもプローブが
破損してしまう。

【００１７】このような磨耗や破損に際しては、プロー
ブの交換を必要とするが、既往の高周波プローブは、先
端部のみを交換する構造にはなっておらず、数十万円と
高価なプローブ全体を交換しなければならなかった。

【００１８】本発明は、このような従来の技術が有する
問題点に着目してなされたもので、半導体レーザチップ
を直接検査する場合など被測定端子同士の間に段差があ
ってもこれらと適切な電気的接触を確保でき、かつ素子
をチップ状態のまま直接測定してもインピーダンスの整
合がとれ、適切な接触荷重が得られ、しかも接触子部だ
けを容易に交換することのできる高周波プローブを提供
することを目的としている。

【００１９】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めの本発明の要旨とするところは、次の各項の発明に存
する。［１］被測定端子と接触して信号の授受を行うための高
周波プローブにおいて、可撓性および絶縁性を備えた基
板（１３１）上に、当該基板（１３１）の一端部側まで
延びる少なくとも１本の信号線（１３２）を設けるとと
もに、前記基板（１３１）のうち前記信号線（１３２）
を設けた側と同一面あるいは裏面あるいは同一面と裏面
の両面に前記一端部側まで延びる少なくとも１本のグラ
ウンド線（１３３、１３４）を設けて、前記信号線（１
３２）とグラウンド線（１３３、１３４）とが所定の特
性インピーダンスを持つマイクロストリップ線路あるい
はコプラナー線路を成すようにし、前記被測定端子のう
ち信号用のものと接触させる信号接触子部（１３５）を
前記信号線（１３２）の前記一端部側における端部に設
けるか当該端部を前記信号接触子部とし、かつ前記被測
定端子のうちグラウンド用のものと接触させるグラウン
ド接触子部（１３６、１３７）を少なくとも１本のグラ
ウンド線（１３３、１３４）の前記一端部側における端
部に設けるか当該端部を前記グラウンド接触子部とし、
前記基板（１３１）の前記一端部側から、前記信号線
（１３２）と少なくとも１つのグラウンド線（１３３、
１３４）との間に所定長の切り込み（１３８、１３９）
を入れて、前記信号接触子部の存する部分（１４１、３
４１）と前記グラウンド接触子部の存する部分（１４
２、１４３、３４２、３４３）とが前記切り込み（１３
８、１３９）を境にして独立に撓むことができるように
したことを特徴とする高周波プローブ。

【００２０】［２］前記基板（１３１）は、前記信号接
触子部の存する部分（３４１）よりも前記グラウンド接
触子部の存する部分（３４２、３４３）が前記一端部側
において突出していることを特徴とする［１］に記載の
高周波プローブ。

【００２１】［３］信号用の被測定端子とグラウンド用
の被測定端子との間の段差よりも前記突出量を大きくし
たことを特徴とする［２］に記載の高周波プローブ。

【００２２】［４］前記信号線（１３２）の途中または
前記信号線（１３２）と前記グラウンド線との間であっ
て前記信号接触子部（１３５）の近傍に、少なくとも抵
抗器等の素子（５５０、７５０）をインピーダンスの整
合用に設けたことを特徴とする［１］、［２］または
［３］に記載の高周波プローブ。

【００２３】［５］別のマイクロストリップ線路あるい
はコプラナー線路の形成された第２の基板（９７０）を
設け、前記信号接触子部（１３５）および前記グラウン
ド接触子部（１３６、１３７）が形成された前記一端部
側と反対の端部側において前記基板（１３１）と前記第
２の基板（９７０）とが挿抜自在な構造を成しているこ
とを特徴とする［１］、［２］、［３］または［４］に
記載の高周波プローブ。

【００２４】前記本発明は次のように作用する。可撓性
および絶縁性を備えた基板（１３１）上に、所定の特性
インピーダンスを持つマイクロストリップ線路あるいは
コプラナー線路を成すように信号線（１３２）とグラウ
ンド線（１３３、１３４）とを設け、基板（１３１）の
一端部から信号線（１３２）とグラウンド線（１３３、
１３４）の間に所定長の切り込み（１３８、１３９）を
入れたので、信号線（１３２）の先端を成すあるいは先
端に設けた信号接触子部の存する部分（１４１、３４
１）とグラウンド線の先端を成すあるいは先端に設けた
グラウンド接触子部の存する部分（１４２、１４３、３
４２、３４３）とが、先の切り込み（１３８、１３９）
を境にして独立に撓むことができる。

【００２５】これにより、半導体レーザのチップや光変
調器のチップなど被測定端子間の段差が避けられないデ
バイスについても確実な電気的接触を得ることができ、
ＧＨｚ帯での評価をチップ状態で行うことができる。

【００２６】また、信号接触子部（１３５）を設けた部
分（３４１）よりもグラウンド接触子部（１３６、１３
７）を設けた部分（３４２、３４３）を突出させたもの
では、突出している分だけ被測定端子間の段差を吸収で
きるので、切り込み（１３８、１３９）の部分からの撓
み量を少なくすることができる。特に、信号用の被測定
端子とグラウンド用の被測定端子との間の段差よりも突
出量を大きくしたものでは、信号接触子部（１３５）よ
りも先にグラウンド接触子部（１３６、１３７）が基台
に接触し、その後、グラウンド接触子部（１３６、１３
７）の側が基台上を滑りつつ撓むことによって信号接触
子部（１３５）が被測定素子の上面に形成された電極に
接触するようになる。これにより、導電性基台上に載置
した被検査素子へ高周波プローブをあてる際に、被検査
素子が位置ずれすることを防止できる。

【００２７】さらに、信号線（１３２）の途中または信
号線（１３２）とグラウンド線（１３３、１３４）との
間であって信号接触子部（１３５）の近傍に、チップ抵
抗（５５０、７５０）等の素子をインピーダンスの整合
用に設けたので、信号源から見たインピーダンスを５０
Ωなど、反射の出ない適切な値にすることができる。

【００２８】また、別のマイクロストリップ線路あるい
はコプラナー線路の形成された第２の基板（９７０）を
設け、プローブの先端を成す側の基板（１３１）と第２
の基板（９７０）とを挿抜自在な構造としたものでは、
プローブの先端部分が磨耗や破損した場合に、比較的安
価な先端部分だけを容易に交換することができる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の各種
の実施の形態を説明する。図１は、本発明の第一の実施
の形態にかかる高周波プローブ１００を示している。高
周波プローブ１００は、信号源からの同軸ケーブルを接
続するための同軸接栓１１０と、同軸接栓１１０から延
びる所定長の同軸線路１２０と、同軸線路１２０の先端
に接続され、被測定端子と接触する部分を成す先端部１
３０とから構成されている。

【００３０】高周波プローブ１００の先端部１３０は、
例えばポリイミドなどの薄くて可撓性に富む絶縁性の基
板１３１の表面及び裏面に金属パターンを形成したもの
である。先端部１３０の中央部に形成された金属パター
ンは、信号電流を流すための信号線１３２であり、同軸
線路１２０の中心導体１２１に繋がれている。また、信
号線１３２に沿ってこれをはさむ両側に、同軸線路１２
０の外部導体１２２と接続されたグラウンド線１３３、
１３４が形成されている。

【００３１】これらのグラウンド線１３３、１３４は、
基板１３１の裏面のほぼ全面に形成された導体とも接続
されており、信号線１３２は、主にこの裏面導体との間
で、インピーダンスが５０Ωのマイクロストリップ線路
を構成している。もちろん、基板１３１の厚さが厚く、
かつ信号線１３２と両グラウンド線１３３、１３４との
間隔が狭い場合には、信号線１３２とこれらグラウンド
線１３３、１３４により、コプラナー導波路を構成する
ことになる。

【００３２】先端部１３０のうち同軸線路１２０と接続
された側と反対側の端部における信号線１３２の先端
に、被測定物の信号端子に接触すべく、十ミクロンオー
ダの寸法で突出させた信号接触子部１３５が形成されて
いる。同様に２つのグラウンド線１３３、１３４の先端
には、グラウンド接触子１３６、１３７が形成されてい
る。なお、十ミクロンオーダの寸法で突出させた部分を
設けずに、信号線１３２やグラウンド線１３３、１３４
の先端部分を被測定物の信号端子等に接触させるための
部分としてもよい。すなわち、信号線１３２の先端部分
を信号接触子として用い、グラウンド線１３６、１３７
の先端部分をグラウンド接触子として用いるようにして
もよい。

【００３３】さらに、基板１３１には、信号線１３２と
グラウンド線１３３、１３４との間に、信号接触子部１
３５等のある側の端部から、長さ約５ｍｍの切り込み１
３８、１３９を入れてある。当該切り込み１３８、１３
９により、基板１３１の先端は、信号接触子部１３５の
周辺部分を成す中央可撓部１４１と、グラウンド接触子
１３６の周辺部分を成す右可撓部１４２と、グラウンド
接触子１３７の周辺部分を成す左可撓部１４３に分割さ
れている。なお中央可撓部１４１の幅は、半導体レーザ
チップ２００など所望の被測定物の幅よりもわずかに広
く設定してある。

【００３４】図２は、図１に示した高周波プローブ１０
０を半導体レーザチップ２００に接触させた状態を示し
ている。信号接触子部１３５のある中央可撓部１４１
は、切り込み１３８、１３９のない部分（切り込みの終
端よりも同軸線路１２０寄りの部分）に比べて幅が狭
く、撓み易いので、先端部１３０の中央可撓部１４１部
分を所望の被測定物である半導体レーザチップ２００の
上面の電極パターンに押し当てると、切り込みの終端部
あたりから中央可撓部１４１の部分が撓む。

【００３５】中央可撓部１４１部分の幅は半導体レーザ
チップ２００の幅よりもわずかに広く設定してあるの
で、グラウンド接触子１３６、１３７の存する右可撓部
１４２および左可撓部１４３は中央可撓部１４１の部分
が撓むと、それぞれ半導体レーザチップ２００に接触す
ることなくその両脇で、半導体レーザチップ２００の載
った基台２１０の上面に接触する。このように、信号接
触子部１３５を半導体レーザチップ２００の上面の電極
パターンに接触させ、かつグラウンド接触子１３６、１
３７を基台２１０に接触させることができるので、同軸
接栓１１０をしかるべき信号源に接続すれば、半導体レ
ーザチップ２００へ信号電流を流すことが可能になる。

【００３６】高周波プローブ１００の先端が半導体レー
ザチップ２００に当る角度を約４５度とすれば、半導体
レーザチップ２００の厚みが０．１ｍｍの場合には、撓
み量は、信号接触子部１３５のある中央可撓部１４１の
先端で約０．１４ｍｍとなり、長さ約５ｍｍの切り込み
で充分対処することができる。

【００３７】また先端部１３０を可撓性を備えた基板１
３１で構成しているので、調整バネを持った逃げの機構
等をプローブの付け根部分に設けなくても、基板１３１
の撓む性質により、接触時の荷重が適切な値に調整さ
れ、素子の劣化や破壊を防止しつつ充分安定な電気的接
触を得ることができる。

【００３８】図３は、本発明の第２の実施の形態にかか
る高周波プローブ３００の先端部３３０を示している。
なお同軸接栓と同軸線路の部分は、第１の実施の形態で
示した高周波プローブ１００と同様であり、図３ではそ
れらの記載を省略してある。また高周波プローブ１００
と同一の部分には同一の符号を付し、それらの説明を適
宜省略する。

【００３９】第２の実施の形態にかかる高周波プローブ
３００は、切り込み１３８、１３９の終端部分から先の
長さを、中央可撓部３４１と右可撓部３４２および左可
撓部３４３とで相違させてある。具体的には、図示する
ように、信号接触子部１３５の周辺部分を成す中央可撓
部３４１の長さを、グラウンド接触子１３６の周辺部分
を成す右可撓部３４２およびグラウンド接触子１３７の
周辺部分を成す左可撓部３４３よりも、約０．１７ｍｍ
短く設定してある。

【００４０】第１の実施の形態では、半導体レーザチッ
プ２００の厚さによる段差を、信号接触子部１３５のあ
る中央可撓部１４１の撓みによって補償したが、図４に
示すように、第２の実施の形態では、切り込みの終端部
分から先の中央可撓部１４１の長さを右可撓部１４２お
よび左可撓部１４３よりも約０．１７ｍｍ短くして、第
１の実施の形態とは逆に、主としてグラウンド接触子１
３６、１３７のある右可撓部１４２および左可撓部１４
３の撓みと滑りでチップ厚の公差に対処している。

【００４１】高周波プローブ３００を半導体レーザチッ
プ２００に接触させる際には、まずグラウンド接触子１
３６およびグラウンド接触子１３７が基台２１０に接触
し、その後、基台２１０上をスライドしつつ右可撓部３
４２および左可撓部３４３が撓むことで、信号接触子部
１３５が半導体レーザチップ２００の上面の電極と接触
することになる。この結果、高周波プローブ３００を接
触させる際に半導体レーザチップ２００の位置が動いて
しまうことがなくなり、正確な測定に繋がる。

【００４２】すなわち、半導体レーザチップ２００の動
特性を測定するには、高周波プローブ３００から信号電
流を流して半導体レーザチップ２００を駆動し、半導体
レーザチップ２００から出射するレーザビームを対向す
る位置に置いたフォトダイオードなどの受光素子で受光
し、その出力により半導体レーザチップ２００の動特性
を評価することになるので、半導体レーザチップ２００
と受光素子との位置関係が重要で、高周波プローブ３０
０をあてた際に半導体レーザチップが動いて位置ずれし
ないことが、正確な測定に繋がることになる。

【００４３】図５は、本発明の第３の実施の形態にかか
る高周波プローブ５００の先端部５３０を示している。
本図でも特徴的なプローブの先端部５３０のみを示し、
他の実施の形態と共通的な同軸接栓１１０や同軸線路１
２０は図示省略してある。

【００４４】第３の実施の形態にかかる高周波プローブ
５００は、信号線１３２の途中に、チップ抵抗５５０
を、負荷（被測定素子）と直列になるように入れたもの
であって、半導体レーザの評価に適している。チップ抵
抗５５０以降、信号接触子部１３５までの信号線に相当
する部分を中間信号線５５１と呼ぶと、この中間信号線
５５１は、後述のように、極力短くしなければならな
い。以下、この点について若干詳細に説明する。

【００４５】図６は、第３の実施の形態にかかる高周波
プローブ５００を用いて半導体レーザチップ２００を駆
動する際の電気的な等価回路を示している。半導体レー
ザチップ２００の内部の電気的等価回路としては、半導
体レーザの核心をなすダブル接合部分の抵抗と静電容
量、これに繋がる結晶の抵抗、及びこの結晶と電極金属
との接触抵抗並びにこれら電極間の静電容量などで構成
されている。これらのうち、接合部の抵抗は発振閾値以
下の電流に対しては、接合の温度を電子ボルトで表し、
これを流している電流で割った値となる。すなわち室温
で２５ｍＡを流せば１Ω、５０ｍＡを流せば０．５Ωと
言った値である。一方、閾値以上では、ほぼ０Ωとな
る。

【００４６】静電容量成分は数ｐＦ程度で、無視でき
る。結晶の抵抗はチップの設計によるが０．５〜２．５
Ω程度であり、結晶と電極金属の接触抵抗も、結晶材と
そのキャリア濃度および金属材の選定と処理に拠るが、
通常２．５〜４．５Ω程度である。また、残る電極間の
静電容量もチップ状態では１ｐＦ程度で無視できる。従
って、バイアス電流が閾値以上の場合について合計する
と３〜７Ω、即ち５±２Ωと言うことになる。

【００４７】信号源６１０から見た場合、抵抗値４５Ω
のチップ抵抗５５０と抵抗値５±２Ωの半導体レーザチ
ップ２００とが５０Ω線路の終端になる。また、半導体
レーザチップ２００から信号源６１０を見た場合、９５
Ωの内部インピーダンスを持った電源と見えるはずであ
る。負荷の半導体レーザチップ２００が個々のチップに
よって抵抗値が変っても、流れる電流は±２％程度しか
変らない。

【００４８】このように、単純に、チップ抵抗５５０と
半導体レーザチップ２００とが５０Ω線路の終端になる
のは、中間に入る中間信号線５５１の長さが、考えてい
る周波数の１／８波長程度以下の長さの場合である。例
えば、２．４８８ＧｂｐｓのＮＲＺ信号を半導体レーザ
に加える場合、この基本波成分の５倍に帯域を持たせれ
ば十分と考えられるので、基本波成分１．２４４ＧＨｚ
の５倍、即ち６．２２ＧＨｚまでを必要帯域とすれば、
短縮率０．５５のポリイミドを基板とするマイクロスト
リップ線路では、３．３ｍｍまでとなる。実際上は、５
倍の高調波までを考慮せず、３倍波まででも使用でき
る。この場合には、５．５３ｍｍ程度が長さの限度とな
る。

【００４９】図７は、本発明の第４の実施の形態にかか
る高周波プローブ７００の先端部７３０を示している。
本図でも特徴的なプローブ先端部７３０のみを示して、
他の実施の形態と共通的な同軸接栓１１０や同軸線路１
２０は図示省略してある。第４の実施の形態にかかる高
周波プローブ５００では、信号線１３２の途中に５３Ω
のチップ抵抗６５０を負荷（被測定素子）に並列になる
様に入れたものであり、光変調器の評価に適している。

【００５０】図８は、第４の実施の形態にかかる高周波
プローブ５００を用いて光変調器を駆動する際の電気的
な等価回路を示している。ここで評価対象にした光変調
器８００は、構造的には、先の半導体レーザとほぼ同じ
であるが、中のｐｎ接合に逆方向のバイアス電圧と高速
電気信号を重畳して加える。このため、電圧を加えても
電流が流れ難く、言いかえればインピーダンスが高い。

【００５１】しかし、バイアスを加えて光を吸収させる
と言うことは光電流が流れることを意味するので、単な
るダイオードの逆特性に比べれば、インピーダンスは低
く、大略１〜２ｋΩ程度である。信号源８１０から見た
場合、５３Ωと１〜２ｋΩとが並列になるので、その合
成抵抗は５０．３〜５１Ωとなり、整合がとれている。

【００５２】光変調器８００から電源側を見た場合、信
号源インピーダンスは２６Ω程度となり、自身のインピ
ーダンス１〜２ｋΩに比べれば、ほぼ１．３から２．６
％と小さく、ほぼ定電圧駆動が実現できている。もちろ
ん、チップ抵抗６５０と光変調器８００との間の長さ、
すなわち中間信号線７５１の長さを、先の例同様に１／
８波長程度以下にする必要はある。さらに、中間信号線
７５１の部分を、信号線１３２の単なる延長とすると、
裏面グラウンド電極との間の静電容量が評価対象の光変
調器８００と並列に入ることとなるため、中間信号線７
５１の裏面或は／及び表面両脇のグラウンド電極を遠避
け或は除去してある。

【００５３】図９は、本発明の第５の実施の形態にかか
る高周波プローブ９００を示している。同軸接栓１１０
から入った信号が同軸線路１２０を通り、接続ボックス
９７０を介して先端部９３０へ繋がり、この先端部９３
０の先に各接触子があって、被測定物のチップへ繋がる
ようになっている。

【００５４】そして、接続ボックス９７０と先端部９３
０とは挿抜自在に作られていて、先端部９３０が比較的
容易に交換可能になっている。なお、先端部９３０は、
接続ボックス９７０との接続箇所以外の部分は、他の実
施の形態で示した高周波プローブと同様の構造を成して
いる。

【００５５】図１０は、挿抜部の詳細を示すために接続
ボックス９７０の中を図示したものである。接続ボック
ス９６０の中には、接続中継用導波路９７２があり、同
軸線路１２０と接続されている。この接続中継用導波路
９７２の他端は、先端部９３０とその一端を重ねて圧迫
することで電気的に接続される。この圧迫を支えるのが
ネオプレン（登録商標）ゴムなど弾力性のある円柱形部
材９７５であり、これと相対するのがプラスチック製三
角柱９７４である。

【００５６】図１１に、先端部９３０と接続ボックス９
７０内の接続中継用導波路９７２との接続の様子を示
す。接続中継用導波路９７２の信号線９７２ａ及びグラ
ウンドパターン９７２ｂ、９７２ｃが、先端部９３０の
対応するパターン面と一部重なり合い、そこを円柱形部
材９７５とプラスチック製三角柱９７４とで押さえてい
る。ここでは、円柱形部材９７５とプラスチック製三角
柱９７４とで押さえているが、接続ボックス９７０自体
を重なり方向に曲げるなどすれば、一層安定に保持する
ことが出来る。

【００５７】このように、先端部９３０を挿抜可能にす
ることにより、先端部９３０を簡単に交換でき、大量測
定に伴う各接触子の磨耗時や破損時に、同一機能の先端
部と容易に交換可能であると共に、あるときは直接変調
のＤＦＢ−ＬＤ評価用に、図５に示したチップ抵抗５５
０を直列に挿入するタイプの先端部５３０をつけて測定
し、別の時には図７に示したチップ抵抗７５０を並列に
入れるタイプの先端部７３０をつけて測定するなど、対
象物に臨機応変に対応することができる。

【００５８】先端部分だけであれば、大量生産すること
で、従来品の数十万円に比べて、１／１０程度の価格に
抑えることができる。

【００５９】以上説明した各実施の形態では、信号線が
１本で、グラウンド線が２本のプローブを例示したが、
信号線とグラウンド線がそれぞれ１本ずつであっても最
低限同じ働きを期待することが出来る。また、独立した
信号線が複数本あり、それらの外側にグラウンド線及び
グラウンド接触子を設けたり、各信号線の間にグラウン
ド線とグラウンド接触子を配したりすることも可能であ
る。こうすれば、多数のチップを同時に測定することが
可能になるほか、段差の大きいマイクロ波帯の集積回
路、或はそれらチップを搭載した基板の評価にも使え
る。

【００６０】また、各実施の形態では、先端部の基板
に、ポリイミドフィルムを使用したが、使用周波数帯に
よってはテフロン（登録商標）やエボキシ系樹脂等であ
っても良い。さらに、先端部の挿抜機構についても、単
にネオプレンゴム製の円柱形物体と三角柱状のプラスチ
ックを組み合わせるのでなく、単純に入れたバネで押さ
え、あるいは、ねじで締め付けるなどの方法も採用可能
である。

【００６１】

【発明の効果】本発明にかかる高周波プローブによれ
ば、可撓性および絶縁性を備えた基板上に、所定の特性
インピーダンスを持つマイクロストリップ線路あるいは
コプラナー線路を成すように信号線とグラウンド線とを
設け、基板の一端部から信号線とグラウンド線の間に所
定長の切り込みを入れたので、信号線の先端に設けた信
号接触子部の存する部分とグラウンド線の先端に設けた
グラウンド接触子部の存する部分とが、先の切り込みを
境にして独立に撓むことができる。これにより、半導体
レーザのチップや光変調器のチップなど被測定端子間の
段差が避けられないデバイスに対しても適切な電気的接
触を得ることができ、ＧＨｚ帯での評価をチップ状態で
行うことができる。

【００６２】また、信号線の途中あるいは信号線とグラ
ウンド線との間であって信号接触子部の近傍に、チップ
抵抗等を設けてプローブ内でインピーダンスの整合をと
るものでは、半導体レーザチップや光変調器チップなど
のようにインピーダンスを同軸線路等と整合のとれる値
にできない小さなデバイスについても、これらをチップ
状態のままで評価することができる。

【００６３】また、別のマイクロストリップ線路あるい
はコプラナー線路の形成された第２の基板を設け、プロ
ーブの先端を成す側の基板と第２の基板とを挿抜自在な
構造としたものでは、プローブの先端部分が磨耗や破損
した場合に、比較的安価な先端部分だけを容易に交換す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る高周波プロー
ブを示す説明図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態に係る高周波プロー
ブを半導体レーザチップに接触させた状態を示す説明図
である。

【図３】本発明の第２の実施の形態に係る高周波プロー
ブの先端部を示す説明図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態に係る高周波プロー
ブを半導体レーザチップに接触させた状態を示す説明図
である。

【図５】本発明の第３の実施の形態に係る高周波プロー
ブの先端部を示す説明図である。

【図６】本発明の第３の実施の形態にかかる高周波プロ
ーブを用いて半導体レーザチップを駆動する際の電気的
な等価回路である。

【図７】本発明の第４の実施の形態に係る高周波プロー
ブの先端部を示す説明図である。

【図８】本発明の第４の実施の形態にかかる高周波プロ
ーブを用いて半導体レーザチップを駆動する際の電気的
な等価回路である。

【図９】本発明の第５の実施の形態に係る高周波プロー
ブを示す説明図である。

【図１０】本発明の第５の実施の形態にかかる高周波プ
ローブの接続ボックスおよび先端部を示す説明図であ
る。

【図１１】本発明の第５の実施の形態にかかる高周波プ
ローブの有する接続ボックスの内部および先端部の接続
状態を示す説明図である。

【図１２】従来から使用されている高周波プローブを示
す斜視図である。

【図１３】従来から使用されている高周波プローブの先
端部を示す説明図である。

【図１４】従来から使用されている高周波プローブの使
用例を示す説明図である。

【図１５】従来から使用されている高周波プローブを半
導体レーザチップに接触させる場合の一例であって、チ
ップ周辺にヤトイを設けて段差を無くしたものを示す説
明図である。

【図１６】従来から使用されている高周波プローブを半
導体レーザチップに接触させる場合の一例であって、接
触子に下駄を履かせて対応したものを示す説明図であ
る。

【図１７】従来から使用されている高周波プローブを半
導体レーザチップに接触させる場合の一例であって、プ
ローブを傾けて対応した場合を示す説明図である。

【符号の説明】

１００、３００、５００、７００、９００…高周波プロ
ーブ１１０…同軸接栓１２０…同軸線路１２１…中心導体１２２…外部導体１３０、３３０、５３０、７３０、９３０…先端部１３１…基板１３２、９７２ａ…信号線１３３、１３４、９７２ｂ、９７２ｃ…グラウンド線１３５…信号接触子部１３６、１３７…グラウンド接触子１３８、１３９…切り込み１４１、３４１…中央可撓部１４２、３４２…右可撓部１４３、３４３…左可撓部２００…半導体レーザチップ２１０…基台５５０、６５０…チップ抵抗５５１、７５１…中間信号線６１０、８１０…信号源８００…光変調器９７０…接続ボックス９７２…接続中継用導波路９７４…プラスチック製三角柱９７５…円柱形部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被測定端子と接触して信号の授受を行うた
めの高周波プローブにおいて、可撓性および絶縁性を備えた基板上に、当該基板の一端
部側まで延びる少なくとも１本の信号線を設けるととも
に、前記基板のうち前記信号線を設けた側と同一面ある
いは裏面あるいは同一面と裏面の両面に前記一端部側ま
で延びる少なくとも１本のグラウンド線を設けて、前記
信号線とグラウンド線とが所定の特性インピーダンスを
持つマイクロストリップ線路あるいはコプラナー線路を
成すようにし、前記被測定端子のうち信号用のものと接触させる信号接
触子部を前記信号線の前記一端部側における端部に設け
るか当該端部を前記信号接触子部とし、かつ前記被測定
端子のうちグラウンド用のものと接触させるグラウンド
接触子部を少なくとも１本のグラウンド線の前記一端部
側における端部に設けるか当該端部を前記グラウンド接
触子部とし、前記基板の前記一端部側から、前記信号線と少なくとも
１つのグラウンド線との間に所定長の切り込みを入れ
て、前記信号接触子部の存する部分と前記グラウンド接
触子部の存する部分とが前記切り込みを境にして独立に
撓むことができるようにしたことを特徴とする高周波プ
ローブ。
【請求項２】前記基板は、前記信号接触子部の存する部
分よりも前記グラウンド接触子部の存する部分が前記一
端部側において突出していることを特徴とする請求項１
に記載の高周波プローブ。
【請求項３】信号用の被測定端子とグラウンド用の被測
定端子との間の段差よりも前記突出量を大きくしたこと
を特徴とする請求項２に記載の高周波プローブ。
【請求項４】前記信号線の途中または前記信号線と前記
グラウンド線との間であって前記信号接触子部の近傍
に、少なくとも抵抗器等の素子をインピーダンスの整合
用に設けたことを特徴とする請求項１、２または３に記
載の高周波プローブ。
【請求項５】別のマイクロストリップ線路あるいはコプ
ラナー線路の形成された第２の基板を設け、前記信号接
触子部および前記グラウンド接触子部が形成された前記
一端部側と反対の端部側において前記基板と前記第２の
基板とが挿抜自在な構造を成していることを特徴とする
請求項１、２、３または４に記載の高周波プローブ。