JP2007057416A - 測定誤差の補正方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 複数の試験治具を用いる場合に発生する治具間のバラツキを補正し、非信号ラインポートを有する電子部品の電気特性測定に関する誤差補正を、複数の試験治具を同時に用いて効果的に行うことができる、測定誤差の補正方法を提供する。
【解決手段】 電子部品１１０は、高周波信号の印加または検出に係わる信号ラインポート以外に、非信号ラインポートを有する。信号ラインポート及び非信号ラインポートを測定可能な第１の試験治具１３０と、信号ラインポートのみ測定可能な基準治具１２０との間で相対補正を行うための数式を決定する。第２の試験治具１４０と第１の試験治具１３０との間で相対補正を行うための数式を決定する。電子部品１１０を第２の試験治具１４０に実装した状態での測定値を、第１の試験治具１３０に実装した状態に相対補正し、さらに、基準治具１２０に実装した状態に相対補正する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、測定誤差の補正方法に関し、詳しくは、高周波信号の印加または検出に係わる信号ラインに接続される信号ラインポートと、信号ラインポート以外の非信号ラインポートとを有する電子部品の電気特性を、試験治具に実装した状態で信号ラインポート及び非信号ラインポートを測定した結果から、その電子部品を信号ラインポートのみ測定可能である基準治具に実装して測定したならば得られるであろう電気特性の推定値を算出する、測定誤差の補正方法に関する。

従来、同軸コネクタを有しない表面実装型電子部品は、同軸コネクタを有する治具に実装し、治具と測定装置の間を同軸ケーブルを介して接続して、電気特性が測定されることがある。このような測定においては、個々の治具の特性のばらつきや、個々の同軸ケーブル及び測定装置の特性のばらつきが、測定誤差の原因となる。

同軸ケーブル及び測定装置については、基準特性を有する標準器を同軸ケーブルを介して測定装置に接続して測定することにより、標準器を接続した同軸ケーブル先端よりも測定装置側の誤差を同定することができる。

しかし、治具については、電子部品を実装する端子と同軸ケーブルに接続する同軸コネクタとの間の電気特性の誤差を精度よく同定することができない。また、治具間の特性が一致するように調整することは容易ではない。特に広い帯域幅で治具間の特性を一致するように治具を調整することは、極めて困難である。

そこで、補正データ取得用試料を複数の治具に実装して測定し、治具間における測定値のばらつきから、ある治具（これを、「基準治具」という。）と他の治具（これを、「試験治具」という。）との間の相対的な誤差を補正する数式を予め導出しておき、この数式を用いて、任意の電子部品を試験治具に実装した状態で測定した結果から、その電子部品を基準治具に実装して測定したならば得られるであろう電気特性の推定値を算出することが提案されており、このような測定誤差の補正方法を、「相対補正法」という。例えば、基準治具はユーザーに対して電気特性を保証するために用い、試験治具は電子部品の製造工程における良品選別のための測定に用いる（例えば、非特許文献１、２参照）。
ＧＡＫＵ ＫＡＭＩＴＡＮＩ（Ｍｕｒａｔａ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．） "Ａ ＭＥＴＨＯＤ ＴＯ ＣＯＲＲＥＣＴ ＤＩＦＦＥＲＥＮＣＥ ＯＦ ＩＮ−ＦＩＸＴＵＲＥ ＭＥＡＳＵＲＥＭＥＮＴＳ ＡＭＯＮＧ ＦＩＸＴＵＲＥＳ ＯＮ ＲＦ ＤＥＶ１ＣＥＳ" ＡＰＭＣ Ｖｏｌ．２， ｐ１０９４−１０９７， ２００３ Ｊ．Ｐ．ＤＵＮＳＭＯＲＥ， Ｌ．ＢＥＴＴＳ （Ａｇｉｌｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ） "ＮＥＷ ＭＥＴＨＯＤＳ ＦＯＲ ＣＯＲＲＥＬＡＴＩＮＧ ＦＩＸＴＵＲＥＤ ＭＥＡＳＵＲＥＭＥＮＴＳ" ＡＰＭＣ Ｖｏｌ．１， ｐ５６８−５７１， ２００３

このような手法は、もともと、測定対象の電子部品が信号ラインポート（測定装置を用いて電子部品が有する任意の電気特性を測定するための高周波信号の印加または検出に係わる信号ラインに接続されるポート）のみを有する場合に対応するための手法である。

測定対象の電子部品が信号ラインポート以外のポート（電源ラインやＧＮＤライン等、電気特性測定に係わらない非信号ラインに接続されるポート。以下、「非信号ラインポート」という。）を有する場合、非信号ラインポートに接続される治具特性によって、電子部品そのものの電気特性が変化してしまう。そのため、試験治具では非信号ラインポートについても測定装置に接続して測定を行い、基準治具では非信号ラインポートは非信号ラインポートのままで（すなわち、測定装置に接続しないで）特性保証を行うような場合には、このような手法の考え方をさらに発展し、信号ラインポートと非信号ラインポートの間が接続されたスルーデバイスを用いて相対補正法を適用することにより対応することができる。

ところで、本来、試験治具の非信号ラインポートには同軸コネクタが取り付けられておらず、いわば電極端子そのままの状態となっている。これは、元々、非信号ラインポートには電源などから引き出されたリード線がはんだ付けにより接続されるためである。このような試験治具に対して、スルーデバイスを用いて相対補正法を行うためには、非信号ラインポートに同軸コネクタを接続し、測定ポート（上記の非信号ライン）として電気特性を測定できるようにする必要がある。

しかし、そのような同軸コネクタの接続を行うとすると、試験治具が複数あった場合に、それぞれの治具の非信号ラインに同軸コネクタを同一には接続できないので、非信号ラインポートの特性にバラツキが出ることになり、基準治具と直接相対補正を行っていない試験治具との間では誤差補正ができていないことになる。全ての試験治具を基準治具と直接相対補正することは、基準治具の価格、消耗を考慮すると現実的でない。

本発明は、上記実情に鑑み、複数の試験治具を用いる場合に発生する治具間のバラツキを補正し、信号ラインポート以外に非信号ラインポートを有しその電気特性が非信号ラインポートに接続される治具の特性によって変化してしまう電子部品の電気特性測定に関する誤差補正を、複数の試験治具を同時に用いて効果的に行うことができる、測定誤差の補正方法を提供しようとするものである。

本発明は、上記課題を解決するために、以下のように構成した測定誤差の補正方法を提供する。

本発明の測定誤差の補正方法は、高周波信号の印加または検出に係わる信号ラインに接続される信号ラインポートと、該信号ラインポート以外の非信号ラインポートとを有する電子部品について、前記信号ラインポート及び前記非信号ラインポートを測定可能である試験治具に実装した状態での電気特性の測定結果から、前記信号ラインポートのみ測定可能である基準治具に実装した状態での電気特性の推定値を算出するタイプの方法である。測定誤差の補正方法は、第１〜第７のステップを備える。前記第１のステップにおいて、少なくとも３種類の補正データ取得用試料の信号ラインポートの少なくとも一つについて、第１の前記試験治具（以下、「前記第１試験治具」という。）に実装した状態と前記基準治具に実装した状態とで電気特性を測定する。前記第２のステップにおいて、信号ラインポートの少なくとも一つと非信号ラインポートの少なくとも一つとが電気的に接続された補正データ取得用スルーデバイスについて、前記第１試験治具に実装した状態で前記信号ラインポート及び前記非信号ラインポートの電気特性を測定し、かつ、前記基準治具に実装した状態で前記信号ラインポートの電気特性を測定する。前記第３のステップにおいて、前記第１及び第２のステップで得られた電気特性の測定値に基づいて、前記電子部品の前記第１試験治具に実装した状態での電気特性の測定値から、前記電子部品を前記基準治具に実装した状態での電気特性の推定値を算出するための数式を決定する。前記第４のステップにおいて、少なくとも３種類の補正データ取得用試料を前記第１試験治具に実装した状態と第２の前記試験治具（以下、「前記第２試験治具」という。）に実装した状態とで、信号ラインポートの少なくとも一つと非信号ラインポートの少なくとも一つの電気特性を測定する。前記第５のステップにおいて、前記第４のステップで得られた電気特性の測定値に基づいて、前記第１試験治具と前記第２試験治具の対応するポートの測定値を関連付ける数式を決定する。前記第６のステップにおいて、前記電子部品について、前記第２試験治具に実装した状態で前記信号ラインポートおよび前記非信号ラインポートの電気特性を測定する。前記第７のステップにおいて、前記第６のステップで得られた電気特性の測定値に基づいて、前記第３及び第５のステップで決定した前記数式を用いて、前記電子部品を前記基準治具に実装した状態で前記信号ラインポートを測定したならば得られるであろう電気特性の推定値を算出する。

上記方法において、第１のステップの測定値により、信号ラインポートについて、基準治具と第１の試験治具（第１試験治具）との間の相対的な測定誤差の補正を行うことができる。この信号ラインポートについての補正結果と、第２のステップの測定値とから、非信号ラインポートについても、基準治具と第１試験治具との間の相対的な測定誤差の補正が可能となる。第１及び第２のステップの測定値から決定した数式（以下、「第１の数式」という。）を用いると、信号ラインポートのみならず非信号ラインポートについても測定誤差を補正することができるので、任意の電子部品について、第１試験治具に実装した状態で信号ラインポート及び非信号ラインポートを測定した結果から、基準治具に実装したときの電気特性を、精度よく推定することができる。

また、第４のステップの測定値から決定した数式（以下、「第２の数式」という。）を用いると、第２の試験治具（第２試験治具）に実装した状態で信号ラインポート及び非信号ラインポートを測定した結果から、第１試験治具に実装した場合の電気特性を、精度よく推定することができる。つまり、基準治具と直接相対補正を行うことができる試験治具（第１試験治具）と、基準治具と直接相対補正を行うことができない試験治具（第２試験治具）との間で相対補正を行うことができる。

よって、電子部品を第２試験治具に実装した状態での測定した電気特性について、まず、第２の数式を用いて相対補正を行うことにより、第１試験治具に実装した状態での測定値（推定値）を求めることができる。さらに、その第１試験治具に実装した状態での測定値（推定値）について、第１の数式を用いて相対補正を行うことにより、基準治具に実装した状態での測定値（推定値）に変換することができる。

なお、第１のステップで用いる補正データ取得用試料と、第４のステップで用いる補正データ取得用試料とは、同一のものであっても、異なるものであってよい。

本発明の測定誤差の補正方法によれば、複数の試験治具を用いる場合に発生する治具間のバラツキを補正し、信号ラインポート以外に非信号ラインポートを有しその電気特性が非信号ラインポートに接続される治具の特性によって変化してしまう電子部品の電気特性測定に関する誤差補正を、複数の試験治具を同時に用いて効果的に行うことができる。

以下、本発明の実施の形態について、図１〜図１４を参照しながら説明する。

まず、測定誤差の補正方法の概要について、図１、図２ａ及び図２ｂを参照しながら説明する。

図１に示すように、電子部品１１０は、異なる治具１２０，１３０，１４０を用いて測定することができる。

図１（ａ）に示した治具１２０（以下、「基準治具１２０」という。）は、例えばユーザーに対して電気特性を保証するために用いる。電子部品１１０の非信号ラインポートには、電気素子１１２がシャント接続される。基準治具１２０は、電子部品１１０の信号ラインポートに接続される同軸コネクタ１２２，１２４のみを備える。

図１（ｂ）に示した治具１３０（以下、「第１の試験治具１３０」という。）と、図１（ｃ）に示した治具１４０（以下、「第２の試験治具１４０」という。）とは、例えば電子部品の製造工程における良品選別のための測定に用いる。第１の試験治具１３０及び第２の試験治具１４０は、電子部品１１０の信号ラインポートに接続される同軸コネクタ１３２，１３４；１４２，１４４と、電子部品１１０の非信号ラインポートに接続される同軸コネクタ１３６；１４６とを備える。

詳しくは後述するが、予め、非信号ラインポートの同軸コネクタがない基準治具１２０と、非信号ラインポートの同軸コネクタ１３６を備える第１の試験治具１３０と間の相対的な測定誤差を補正するための第１の数式を導出しておく。そして、任意の電子部品について、第１の試験治具１３０に実装して測定を行い、導出した第１の数式を用いて、その電子部品を基準治具１２０に実装して測定したならば得られるであろう電気特性を推定する。

また、予め、非信号ラインポートに接続される同軸コネクタ１３６，１４６を備えた第１の試験治具１３０と第２の試験治具１４０との間の相対的な測定誤差を補正する第２の数式を導出しておく。そして、任意の電子部品１１０について、第２の試験治具１４０に実装して測定を行い、第２の数式を用いて、その電子部品を第１の試験治具１３０に実装して測定したならば得られるであろう電気特性を推定する。そして、その推定値に対して第１の数式を用いることによって、第２の試験治具１４０に実装した電子部品１１０を基準治具１２０に実装して測定したならば得られるであろう電気特性を推定する。

電子部品の信号ラインポートや非信号ラインポートの数は、それぞれ１以上であればよい。図２ａ及び図２ｂは、３つの信号ラインポートと１つの非信号ラインポートを有する電子部品１０についての例を示している。

図２ａに示したように、基準治具２０には、電子部品１０を実装する実装部と、同軸コネクタ２０ａ，２０ｂ，２０ｃとが設けられている。図示していないが、実装部には電子部品１０の端子に圧着する接続端子が設けられ、接続端子と同軸コネクタ２０ａ，２０ｂ，２０ｃとが電気的に接続されている。電子部品１０の３つの信号ラインポートは、それぞれ、同軸コネクタ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ及び３本の同軸ケーブル２５を介して、測定装置２６に接続される。つまり、電子部品１０を基準治具２０に実装したときには、測定装置２６を用いて、信号ラインポートのみを測定する。

図２ｂに示したように、電子部品１０を他方の治具３０（すなわち、試験治具）に実装したときには、測定装置３６を用いて信号ラインポート及び非信号ラインポートの測定を行う。試験治具３０には、電子部品１０を実装する実装部と、同軸コネクタ３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄとが設けられている。図示していないが、実装部には電子部品１０の端子に圧着する接続端子が設けられ、接続端子と同軸コネクタ３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄとが電気的に接続されている。電子部品１０の３つの信号ラインポート及び一つの非信号ラインポートは、それぞれ、同軸コネクタ３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ及び４本の同軸ケーブル３５を介して、測定装置３６に接続される。

同軸ケーブル２５及び測定装置２６は、予め、同軸ケーブル２５の先端（同軸コネクタ２０ａ，２０ｂ，２０ｃと接続する部分）に、既知の電気特性を有する標準器を接続して校正しておく。同様に、同軸ケーブル３５及び測定装置３６は、同軸ケーブル３５の先端（同軸コネクタ３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄと接続する部分）に標準器を接続して校正しておく。

測定装置２６，３６には、例えばネットワークアナライザを用いる。ネットワークアナライザは、複数のポートを有し高周波で用いられる電子部品の電気特性を単に測定するだけでなく、任意に設定したプログラムにより測定した生データを演算して出力する機能も備えている。

次に、電子部品を試験治具（第１の試験治具）に実装したときの測定結果から、基準治具に実装したときの電気特性を推定する方法の基本原理について、説明する。

以下では、簡単のため、一つの信号ラインポートと一つの非信号ラインポートとを有する２ポートの試料（ＤＵＴ）についての２端子対回路を例に説明するが、図２ａ及び図２ｂで示した４端子対回路のようなｎ端子対回路（ｎは、３以上の整数）に対しても拡張することができる。

図３ａに示すように、一つの信号ラインポートと一つの非信号ラインポートとを有する電子部品１１を実装する基準治具７０には、信号ラインポートの同軸コネクタ７０ａのみが設けられている。電子部品１１の信号ラインポートのみが、同軸コネクタ７０ａ及び同軸ケーブル７５を介して測定装置７６に接続され、信号ラインポートについてのみ測定される。

図３ｂに示すように、一つの信号ラインポートと一つの非信号ラインポートとを有する電子部品１１を実装する試験治具８０には、信号ラインポートの同軸コネクタ８０ａと非信号ラインポートの同軸コネクタ８０ｂとが設けられている。電子部品１１の信号ラインポート及び非信号ラインポートは、同軸コネクタ８０ａ，８０ｂ及び同軸ケーブル８５を介して測定装置８６に接続され、信号ラインポート及び非信号ラインポートについて測定される。

図４（ａ）は、基準治具７０に、一つの信号ラインポートと一つの非信号ラインポートとを有する電子部品１１（以下、「試料１１」ともいう。）を実装したときの２端子対回路を示す。試料１１の信号ラインポートに接続される基準治具７０の一方のポート側２１（端子対０−０'側）の誤差特性を散乱行列（Ｅ_Ｄ１）、試料１１の特性を散乱行列（Ｓ_ＤＵＴ）で表す。端子対０−０'は、基準治具７０の同軸コネクタに相当する。信号ラインポート側の端子０'からは、基準治具７０に試料１１を実装したときの測定値Ｓ_１１Ｄが得られる。試料１１を基準治具７０に実装したときには、信号ラインポートのみの測定を行うため、試料１１の非信号ラインポートに接続される基準治具７０の他方のポート側２２の誤差特性は、反射係数Γ_Ｄ２のみとなる。

図４（ｂ）は、試験治具８０に試料１１を実装したときの２端子対回路を示す。試料１１の信号ラインポートに接続される試験治具８０の一方のポート側３１（端子対１１'側）の誤差特性を散乱行列（Ｅ_Ｔ１）、試料１１の特性を散乱行列（Ｓ_ＤＵＴ）とする。信号ラインポート側の端子１'からは、試験治具８０に試料１１を実装したときの測定値Ｓ_１１Ｔが得られる。試料１１を試験治具８０に実装したときには、非信号ラインポートについても測定を行うため、試料１１の非信号ラインポートに接続される試験治具８０の他方のポート側３２の誤差特性を、散乱行列（Ｅ_Ｔ２）で表す。非信号ラインポート側の端子２からは、試験治具８０に試料１１を実装したときの測定値Ｓ_２１Ｔが得られる。端子対１−１'、２−２'は、それぞれ、測定装置８６の校正が同軸ケーブル８５の先端で行われた同軸コネクタ接続部に相当する。

図５（ａ）は、図４（ｂ）の回路の両側に、符号３３，３４で示すように、試験治具８０の誤差特性（Ｅ_Ｔ１），（Ｅ_Ｔ２）を中和するアダプタ（Ｅ_Ｔ１）^−１，（Ｅ_Ｔ２）^−１を接続した状態を示す。このアダプタ（Ｅ_Ｔ１）^−１，（Ｅ_Ｔ２）^−１は、理論上は、誤差特性の散乱行列（Ｅ_Ｔ１），（Ｅ_Ｔ２）を伝送行列に変換し、その逆行列を求め、再度散乱行列に変換することにより得られる。誤差特性（Ｅ_Ｔ１），（Ｅ_Ｔ２）とアダプタ（Ｅ_Ｔ１）^−１，（Ｅ_Ｔ２）^−１との間の境界部分３８，３９を、以下、「校正面３８，３９」という。校正面３８，３９においては、試験治具８０に試料１１を実装したときの測定値Ｓ_１１Ｔ，Ｓ_２１Ｔが得られる。この回路では、試験治具８０の誤差は除去されるので、回路の両側の端子からは、試料１１そのものの測定値Ｓ_{１１ＤＵＴ}，Ｓ_{２１ＤＵＴ}が得られる。

図５（ａ）の回路は、試料１１のみと等価であるので、図４（ａ）と同様に、両側に、基準治具７０の信号ラインポート側２１の誤差特性の散乱行列（Ｅ_Ｄ１）と、基準治具７０の非信号ラインポート側２２の誤差特性である反射係数Γ_Ｄ２を接続すると、図５（ｂ）のようになる。

図５（ｂ）において、回路全体の散乱行列は、端子０'の値Ｓ_１１Ｄが既知であるので、求めることができる。端子対００'と校正面３８の間の部分４１の２端子対回路を考えると、両側の端子の値Ｓ_１１Ｄ，Ｓ_１１Ｔが既知であるので、（Ｅ_Ｄ１）と（Ｅ_Ｔ１）^−１とを合成した散乱行列を求めることができる。校正面３８，３９の間の部分の２端子対回路を考えると、両側の端子の値Ｓ_１１Ｔ，Ｓ_２１Ｔ，Ｓ_１２Ｔ，Ｓ_２２Ｔが校正面から直接測定できるので、その散乱行列を求めることができる。端子対００'と校正面３８の間の部分４１の散乱行列と、校正面３８，３９の間の部分の散乱行列とを合成することにより、端子対００'から校正面３９までの散乱行列を求めることができる。残った部分、すなわち校正面３９よりも右側の部分４２について、（Ｅ_Ｔ２）^−１とΓ_Ｄ２とを合成した散乱行列は、図５（ｂ）に示した回路全体の散乱行列と、端子対００'と校正面３９との間の合成した散乱行列とから、求めることができる。

つまり、端子対００'と校正面３８の間の部分４１について合成した散乱行列を（Ｃ１）、校正面３９よりも右側の部分４２について（Ｅ_Ｔ２）^−１とΓ_Ｄ２とを合成した反射係数をＣ２Γとすると、図６に示すようになる。

この（Ｃ１）は、いわゆる「相対補正アダプタ」であり、ポート毎に独立して求めることができる。（Ｃ１）の各要素をＣ１_００，Ｃ１_０１，Ｃ１_１０，Ｃ１_１１とすると、相反定理によりＣ１_０１＝Ｃ１_１０となる。したがって、相対補正アダプタ（Ｃ１）は、対象となるポートについて電気特性の異なる少なくとも３つの補正データ取得用試料を用意し、それぞれ、基準治具７０と試験治具８０に実装した状態で測定することにより、決定することができる。

すなわち、散乱係数（Ｃ１_００，Ｃ１_０１，Ｃ１_１０，Ｃ１_１１）は、３つの補正データ取得用試料について、試験治具８０に実装したときのＳ_１１Ｔ、基準治具７０に実装したときのＳ_１１Ｄの測定値を、それぞれ、Ｓ_１１Ｔｉ、Ｓ_１１Ｄｉ（ｉ＝１，２，３）とすると、次の式（１）により求めることができる。

非信号ラインポートの相対補正アダプタＣ２Γについては、このようにして求めた散乱係数（Ｃ１_００，Ｃ１_０１，Ｃ１_１０，Ｃ１_１１）と、信号ラインポートと非信号ラインポートが接続されたスルーデバイス（すなわち、補正データ取得用スルーデバイス）の測定値とから求める。

すなわち、スルーデバイスを基準治具７０に実装した状態で測定することにより、測定値Ｓ_１１Ｄを求める。また、スルーデバイスを試験治具８０に実装した状態で測定することにより、試験治具８０に実装した状態の散乱係数（Ｓ_１１Ｔ，Ｓ_１２Ｔ，Ｓ_２１Ｔ，Ｓ_２２Ｔ）を求める。そして、図６において校正面３９より左側の部分について、図７に示すように、散乱係数（Ｃ１_００，Ｃ１_０１，Ｃ１_１０，Ｃ１_１１）と散乱係数（Ｓ_１１Ｔ，Ｓ_１２Ｔ，Ｓ_２１Ｔ，Ｓ_２２Ｔ）とを合成した散乱係数（Ｓ_１１Ｉ，Ｓ_１２Ｉ，Ｓ_２１Ｉ，Ｓ_２２Ｉ）を求める。

Ｃ２Γは、測定値Ｓ_１１Ｄ及び散乱係数（Ｓ_１１Ｉ，Ｓ_１２Ｉ，Ｓ_２１Ｉ，Ｓ_２２Ｉ）とを用いて、次の式（２）により求める。

以上のようにして決定した信号ラインポートの相対補正アダプタ（Ｃ１_００，Ｃ１_０１，Ｃ１_１０，Ｃ１_１１）と、非信号ラインポートの相対補正アダプタＣ２Γは、任意の電子部品の電気特性を推定するため、後述する式（３）において用いる。

一つの信号ラインポートと一つの非信号ラインポートを有する２ポートの試料１１については、試験治具８０に実装した状態で測定を行い、試験治具８０に電子部品を実装した状態での散乱係数（Ｓ_１１Ｔ，Ｓ_１２Ｔ，Ｓ_２１Ｔ，Ｓ_２２Ｔ）を求め、次の（３）式を用いて、基準治具７０に実装した状態で測定したならば得られる測定値Ｓ_１１Ｄを算出することができる。

任意のＭポートの非信号ラインポートを持つＮポートの電子部品（Ｍ＜Ｎ）についても、前記電子部品を試験治具に実装した状態で測定を行い散乱係数を求め、各信号ラインポート、各非信号ラインポートにそれぞれ対応する相対補正アダプタを合成することによって、前記電子部品を基準治具に実装した状態で測定したならば得られる測定値を算出することができる。

基準試験治具３０，８０を用いる測定装置３６，８６は、非信号ラインポートについて上述したような測定誤差の補正を行うことができるように構成されている。基準治具２０，７０を用いる測定装置２６，７６は、非信号ラインポートについて測定を行わないので、特に測定装置３６，８６と同じ構成とする必要はない。もっとも、測定装置３６，８６と同じ構成のものであっても、使用可能である。

次に、電子部品を第２の試験治具に実装した状態で測定した結果から、その電子部品を第１の試験治具に実装した状態で測定したならば得られるであろう電気特性を推定する基本原理について、図８を参照しながら説明する。

図８は、電子部品を第１の試験治具に実装したときのシグナルフローダイヤグラムである。端子対１ｄ−１ｄ'，２ｄ−２ｄ'，３ｄ−３ｄ'，４ｄ−４ｄ'は、第１の試験治具の４つの同軸コネクタに対応する。第１の試験治具の３つの信号ラインポートについての誤差特性の散乱行列を、（Ｅ_Ｄ１），（Ｅ_Ｄ２），（Ｅ_Ｄ３）とする。第１の試験治具の１つの非信号ラインポートについての誤差特性の散乱行列を（Ｅ_Ｄ４）とする。

図９は、電子部品を第２の試験治具に実装したときのシグナルフローダイヤグラムに、後述する端子対４ｔ−４ｔ'に相対補正アダプタ（Ｃ_Ａ４）を仮想的に接続したものである。端子対１ｔ−１ｔ'，２ｔ−２ｔ'，３ｔ−３ｔ'，４ｔ−４ｔ'は、第２の試験治具の４つの同軸コネクタに対応する。第２の試験治具の３つの信号ラインポートについての誤差特性の散乱行列を、（Ｅ_Ｔ１），（Ｅ_Ｔ２），（Ｅ_Ｔ３）とする。第２の試験治具の１つの非信号ラインポートについての誤差特性の散乱行列を（Ｅ_Ｔ４）とする。

図９に示したように、端子対４ｔ−４ｔ'に、誤差特性（Ｅ_Ｔ４）を中和するアダプタ（Ｅ_Ｔ４）^−１と、誤差特性（Ｅ_Ｄ４）を接続すると、電子部品の非信号ラインポートより先は（Ｅ_Ｄ４）となる。これは、図８に示したように、電子部品を第１の試験治具に実装したときの非信号ポートラインと端子対４ｄ−４ｄ'との間の誤差特性と等価となる。この相対補正アダプタ（Ｃ_Ａ４）は、第２の試験治具に実装した状態での電気特性の測定値と、第１の試験治具に実装した状態での電気特性の測定値とを関連付ける数式である。

相対補正アダプタ（Ｃ_Ａ４）は、前述した図６の（Ｃ１）と同様に、非信号ラインポートについて、電気特性の異なる少なくとも３種類の補正データ取得用試料を第１の試験治具と第２の試験治具にそれぞれ実装した状態で電気特性を計測することにより、決定することができる。

したがって、任意の電子部品を第２の試験治具に実装した状態で非信号ラインポートの端子４ｔ−４ｔ'について測定し、これに相対補正アダプタ（Ｃ_Ａ４）を合成すると、第１の試験治具の端子対４ｄ−４ｄ'における値が得られる。つまり、任意の電子部品を試験治具に実装した状態で測定した結果から、その電子部品を第１の試験治具に実装したならば得られるであろうその電子部品の電気特性の推定値を算出することができる。

相対補正アダプタはポート毎に独立して求めることができ、ポートごとに、電気特性の異なる少なくとも３種類の補正データ取得用試料を第１の試験治具と第２の試験治具にそれぞれ実装した状態で電気特性を計測することにより、ポートごとの相対補正アダプタを決定することができる。したがって、信号ラインポートについても同様に、相対補正アダプタを用いて、第２の試験治具に実装した状態での電気特性の測定値から、第１の試験治具に実装した状態での電気特性の測定値を推定することができる。

次に、本発明の実施例について説明する。

電子部品１０には、図１０に示す不平衡入力−平衡出力２．４ＧＨｚ帯ＬＣフィルタを用いる。このデバイスは、信号ラインポートであるポート１〜３と、非信号ラインポートであるＤＣポートを備えている。ポート１は不平衡入力ポート、ポート２及び３は平衡出力ポートである。ＤＣポートは、製造時の特性選別工程においてマルチメータで直流的なチェックを行うため、マルチメータに接続するためのポートである。ＤＣポートは、製造時に平衡出力の断線検出のためＤＣ印加されるが、製品としては使用されないため、ユーザー使用時には開放状態となる。

図２ｂに示すように、試験治具３０は、ポート１〜３と測定装置３６とを接続する同軸コネクタ３０ａ，３０ｂ，３０ｃ以外に、ＤＣポートにマルチメータを接続するための同軸コネクタ３０ｄを有している。つまり、信号ラインポート（ポート１〜３）と非信号ラインポート（ＤＣポート）が測定される。

一方、ユーザー保証状態となる基準治具２０において、ＤＣポートは開放状態となっていて、図２ａに示すように、信号ラインポート（ポート１〜３）のみが測定され、非信号ラインポート（ＤＣポート）は測定されない。このような治具２０，３０間の非信号ラインポートの違いにより、試験治具３０と基準治具２０とでデバイス測定値が変化する。

具体的な実験条件は、次の通りである。
・ＤＵＴ 不平衡入力−平衡出力２．４ＧＨｚ帯ＬＣフィルタ
・測定器 ＡＤＶＡＮＴＥＳＴ Ｒ３７６７ＣＧ（８ＧＨｚ ４ポートネットワークアナライザ）
・周波数範囲 ５００ＭＨｚ〜３．５ＧＨｚ
・データ点数 ４０１点
・ＩＦ帯域幅 ３ｋＨｚ
・基準治具 ＤＣポートにＲＦコネクタを取り付けた４ポート治具
・試験治具 基準治具のＤＣポートに１ｐＦのコンデンサをシャント接続した４ポート治具
・標準試料 非信号ラインポートに対する補正データ取得用試料として、Ｏｐｅｎ、Ｓｈｏｒｔ、Ｌｏａｄの３種類の標準試料を用意した。
・評価内容 Ｓ_１１、Ｓ_２１、Ｓ_３１、Ｓ_ｄｓ２１、Ｓ_ｄｄ２２、Ｐｈａｓｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａ１

図１１〜１４に、本発明を用いて試験治具測定値から基準治具測定値を推定した結果（非信号ラインポート間相対補正結果）を示す。図中、「基準」は基準治具に実装した状態で測定した特性である。「試験」は第２の試験治具に実装した状態で測定した特性である。「補正」は、第１の試験治具と第２の試験治具との間の相対補正アダプタ（第２の数式）とを用いて、第２の試験治具に実装した状態で測定した特性を第１の試験治具に実装した状態に補正した後、その補正値を、基準治具と第１の試験治具との間の相対補正アダプタ（第１の数式）を用いて、基準治具に実装した状態に補正した特性である。

図１１、図１２ａ及び図１２ｂから、Ｓ_ｄｓ２１についてはバランス特性のために、基準治具、第２の試験治具間では大きな特性の違いが見られないが、Ｓ_２１及びＳ_３１については、試験基板特性が基準試験基板特性に補正されていることが確認できる。また、Ｐｈａｓｅ（位相ずれ）についても、通過域においてその効果が確認できる。

ここで補足として、非信号ラインポートがＤＣポートの場合、パスコンを実装することが考えられる。そこで、パスコン容量値と相対補正の関係について実験を行った結果を、図１３に示す。評価特性としては、ＤＣポートの影響を大きくうけるＳ_２１について評価した。図１３よりパスコン容量が２ｐＦ以下であれば、非信号ラインポートの相対補正の効果は確認できるが、４ｐＦでは全く相対補正ができていない。つまり、適切に相対補正を行うことのできるパスコン容量は２ｐＦ以下である必要がある。

この理由を調査するために、パスコン容量ごとに、相対補正アダプタ導出のためのＬｏａｄ標準試料の特性測定を行った結果を図１４に示す。評価特性は、非信号ラインポートの反射特性であるＳ_４４である。この結果、パスコン容量が４ｐＦになると、ｓｈｏｒｔ標準試料と同一特性となってしまい、相対補正アダプタの精度低下の要因になっている。この現象は、非信号ラインポートからのＲＦ信号が標準試料に到達する前に、パスコンで全反射を発生してしまうためである。

以上に説明した測定誤差の補正方法によれば、基準治具及び試験治具に実装した状態で非信号ラインポートをＲＦ測定することで、基準治具に実装した状態での電気特性を推定することができる。基準治具と第１の試験治具との間の相対補正アダプタ（第１の数式）と、第１の試験治具と第２の試験治具との間の相対補正アダプタ（第２の数式）とを用いることによって、複雑で多大な時間を要する治具間のポートの特性を揃えるための調整が不要となる。これによって、複数の試験治具を用いる場合に発生する治具間のバラツキを補正し、非信号ラインポートを有する電子部品の電気特性測定に関する誤差補正を、複数の試験治具を同時に用いて効果的に行うことができる。また、より高精度な電気特性のユーザー保証を可能にするほか、良品率の向上などの効果を得られる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形を加えて実施することができる。

基準治具及び試験治具の説明図である。 基準治具を用いて測定する場合の全体構成図である。 試験治具を用いて測定する場合の全体構成図である。 基準治具を用いて測定する場合の全体構成図である。 試験治具を用いて測定する場合の全体構成図である。 誤差補正の基本原理を示す２端子対回路図である。 誤差補正の基本原理を示す２端子対回路図である。 誤差補正の基本原理を示す２端子対回路図である。 誤差補正の基本原理を示す２端子対回路図である。 電子部品を第１の試験治具に実装して測定する場合のシグナルフローダイヤグラムである。 電子部品を第２の試験治具に実装して測定する場合のシグナルフローダイヤグラムである。 非信号ラインポートを有する電子部品の回路図である。 図１０の電子部品の電気特性図である。 図１０の電子部品の電気特性図である。 図１０の電子部品の電気特性図である。 図１０の電子部品の電気特性図である。 図１０の電子部品の電気特性図である。

符号の説明

１０，１１，１１０ 電子部品
２０，７０，１２０ 基準治具
３０，８０，１３０，１４０ 試験治具

Claims (1)

1. 高周波信号の印加または検出に係わる信号ラインに接続される信号ラインポートと、該信号ラインポート以外の非信号ラインポートとを有する電子部品について、前記信号ラインポート及び前記非信号ラインポートを測定可能である試験治具に実装した状態での電気特性の測定結果から、前記信号ラインポートのみ測定可能である基準治具に実装した状態での電気特性の推定値を算出する、測定誤差の補正方法であって、
   少なくとも３種類の補正データ取得用試料の信号ラインポートの少なくとも一つについて、第１の前記試験治具（以下、「前記第１試験治具」という。）に実装した状態と前記基準治具に実装した状態とで電気特性を測定する第１のステップと、
   信号ラインポートの少なくとも一つと非信号ラインポートの少なくとも一つとが電気的に接続された補正データ取得用スルーデバイスについて、前記第１試験治具に実装した状態で前記信号ラインポート及び前記非信号ラインポートの電気特性を測定し、かつ、前記基準治具に実装した状態で前記信号ラインポートの電気特性を測定する第２のステップと、
   前記第１及び第２のステップで得られた電気特性の測定値に基づいて、前記電子部品の前記第１試験治具に実装した状態での電気特性の測定値から、前記電子部品を前記基準治具に実装した状態での電気特性の推定値を算出するための数式を決定する第３のステップと、
   少なくとも３種類の補正データ取得用試料を前記第１試験治具に実装した状態と第２の前記試験治具（以下、「前記第２試験治具」という。）に実装した状態とで、信号ラインポートの少なくとも一つと非信号ラインポートの少なくとも一つの電気特性を測定する第４のステップと、
   前記第４のステップで得られた電気特性の測定値に基づいて、前記第１試験治具と前記第２試験治具の対応するポートの測定値を関連付ける数式を決定する第５のステップと、
   前記電子部品について、前記第２試験治具に実装した状態で前記信号ラインポートおよび前記非信号ラインポートの電気特性を測定する第６のステップと、
   前記第６のステップで得られた電気特性の測定値に基づいて、前記第３及び第５のステップで決定した前記数式を用いて、前記電子部品を前記基準治具に実装した状態で前記信号ラインポートを測定したならば得られるであろう電気特性の推定値を算出する第７のステップとを備えたことを特徴とする、測定誤差の補正方法。

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