JP2009229327A - 回路素子測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回路素子測定装置とＤＵＴとのコンタクトチェックを、回路素子測定装置に専用の交流電圧源を設けることなく短時間で行うことができる２端子の回路素子測定装置を実現すること。
【解決手段】既知の直流電圧を出力する電圧印加部と、電流の直流成分と交流成分を測定する電流測定部と、この電流測定部の出力電圧をモニタするモニタ部を備え、前記電圧印加部の出力端子が被測定対象回路素子の一端に接続され、前記電流測定部の入力端子が前記被測定対象回路素子の他端に接続される回路素子測定装置において、前記モニタ部は、前記電圧印加部から前記被測定対象回路素子に電圧が印加される前における前記電流測定部の出力電圧と前記被測定対象回路素子に電圧が印加されてから一定時間内における前記電流測定部の出力電圧の最大値を比較し、前記被測定対象回路素子との接続について、差が生じない場合には接続不良と判断し、差が生じている場合には接続正常と判断することを特徴とするもの。
【選択図】 図１

Description

本発明は、回路素子測定装置に関し、詳しくは、被測定対象回路素子（以下、ＤＵＴという）との間における接続のチェックに関するものである。

チップ形状の受動部品の小型化に伴って、部品メーカーの自動検査工程においても、回路素子測定装置とＤＵＴとの間におけるプロ−ビングの信頼性が問題になっている。そこで、チップ部品の自動検査工程で使用されるような回路素子測定装置には、ＤＵＴとの接続をチェックするためのコンタクトチェック機能が用意されている。

通常の抵抗測定においては、ＤＵＴのリ−ド線抵抗の影響を受けないように４端子測定法が用いられるが、リ−ド線抵抗が無視できるような高抵抗の測定では２端子測定法が用いられている。

高抵抗測定の代表的なＤＵＴにコンデンサがあるが、コンデンサの絶縁抵抗は高いほど良品とされるものであることから、回路素子測定装置とＤＵＴとの間で接触不良を起こしていることにより抵抗が高くなっても良品と判断されてしまうことがある。そこで、絶縁抵抗測定とともにＤＵＴの交流インピ−ダンスを測定することにより回路素子測定装置とＤＵＴとのコンタクトチェックを行い、接触不良による誤測定を防止している。

図４は、コンタクトチェック機能を有する従来の回路素子測定装置の一例を示すブロック図である。回路素子測定装置１０は、電流測定部１１とＣＰＵ１２とメモリ１３と電圧印加部１４とで構成されている。

電流測定部１１において、演算増幅器１１ａの反転入力端子と出力端子間にはコンデンサ１１ｂと抵抗１１ｃが並列に接続され、非反転入力端子は共通電位点に接続され、出力端子は高速のＡ／Ｄ変換器１１ｄに接続されている。Ａ／Ｄ変換器１１ｄの出力端子にはＣＰＵ１２が接続され、ＣＰＵ１２にはＣＰＵ１２のプログラムなどを格納するメモリ１３が接続されている。

電圧印加部１４において、演算増幅器１４ａの反転入力端子と出力端子間には抵抗１４ｂが接続され、非反転入力端子は共通電位点に接続されている。そして、反転入力端子と共通電位点間には、抵抗１４ｃと直流電圧源１４ｄの直列回路と抵抗１４ｅと交流電圧源１４ｆの直列回路が並列に接続されている。

ＤＵＴ２０はコンデンサ２１と抵抗２２の並列回路であって、一端は２軸同軸ケ−ブル３０の内部導体３１を介して回路素子測定装置１０の電流測定部１１を構成する演算増幅器１１ａの反転入力端子に接続され、他端は回路素子測定装置１０の電圧印加部１４を構成する演算増幅器１４ａの出力端子に接続されている。２軸同軸ケ−ブル３０の外部導体３２のＤＵＴ２０側の端部は接地され、電流測定部１１側の端部は演算増幅器１１ａの非反転入力端子に接続されている。

このような構成において、ＤＵＴ２０には、電圧印加部１４から交流電圧が重畳された直流電圧が印加される。

ＤＵＴ２０の絶縁抵抗は、既知の直流電圧源１４ｄの電圧値と、電流測定部１１が測定するＤＵＴ２０を流れる電流の直流成分に基づき、ＣＰＵ１２で演算して求められる。

一方、ＤＵＴ２０の交流インピ−ダンスは、既知の交流電圧源１４ｆの電圧値と、電流測定部１１が測定するＤＵＴ２０を流れる電流の交流成分に基づき、ＣＰＵ１２で演算して求められる。なお、電流測定部１１の基準電位は演算増幅器１４ａの非反転入力端子が接続されている共通電位点の電位であり、電圧印加部１４の基準電位と等しく、２軸同軸ケ−ブル３０の外部導体３２が接続されている接地に対してフローティングされている。

回路素子測定装置１０とＤＵＴ２０とのコンタクトチェックの結果は、電流の直流成分と交流成分の測定値が共に０である場合に接触不良と判断され、電流の交流成分の測定値が０でない場合には回路素子測定装置１０とＤＵＴ２０の接続状態は正常と判断される。

このような構成によれば、回路素子測定装置１０の共通電位点を接地電位に接続することにより、ＤＵＴ２０を固定する治具周辺のオフセット容量が測定値に影響を与えないようにすることができ、低容量のＤＵＴに対しても精度よくコンタクトチェックを行うことができる。

また、２軸同軸ケ−ブル３０の外部導体３２を接地することにより、同軸ケーブルやコネクタを使用できる。ここで、基準電位は共通電位点の一点で接地されているのでグランドアース間の電位は等しくなり、グランドループによる測定系への影響はない。

特許文献１には図４に示した２端子回路素子測定装置の構成例が記載されている。
特開２００４−２４５５８４号公報

しかし、図４の構成によれば、回路素子測定装置１０とＤＵＴ２０とのコンタクトチェックを行うために回路素子測定装置１０には専用の交流電圧源１４ｆを設けなければならず、回路素子測定装置１０の部品点数が増えて構成が複雑になる。

また、回路素子測定装置１０とＤＵＴ２０とのコンタクトチェックにあたっては、電流の直流成分と交流成分の測定値が共に０であるか否かを確認しなければならず、部品の製造ラインにおけるタクトタイム（部品１個の生産に必要とする時間）を長くする一因になりかねない。

本発明は、このような課題を解決するものであり、その目的は、回路素子測定装置とＤＵＴとのコンタクトチェックを、回路素子測定装置に専用の交流電圧源を設けることなく短時間で行うことができる２端子の回路素子測定装置を実現することにある。

このような課題を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、
既知の直流電圧を出力する電圧印加部と、電流の直流成分と交流成分を測定する電流測定部と、この電流測定部の出力電圧をモニタするモニタ部を備え、前記電圧印加部の出力端子が被測定対象回路素子の一端に接続され、前記電流測定部の入力端子が前記被測定対象回路素子の他端に接続される回路素子測定装置において、
前記モニタ部は、前記電圧印加部から前記被測定対象回路素子に電圧が印加される前における前記電流測定部の出力電圧と前記被測定対象回路素子に電圧が印加されてから一定時間内における前記電流測定部の出力電圧の最大値を比較し、前記被測定対象回路素子との接続について、差が生じない場合には接続不良と判断し、差が生じている場合には接続正常と判断することを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の回路素子測定装置において、前記電圧印加部は、直流電圧源とスイッチの直列回路であることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１記載の回路素子測定装置において、前記電圧印加部は、Ｄ／Ａ変換器とアンプの直列回路であることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の回路素子測定装置において、前記電流測定部と前記被測定対象回路素子は２軸同軸ケ−ブルの内部導体を介して接続され、この２軸同軸ケ−ブルの外部導体は前記電流測定部に接続されることを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載の回路素子測定装置において、前記モニタ部は、Ａ／Ｄ変換器であることを特徴とする。

本発明によれば、回路素子測定装置に専用の交流電圧源を設けることなく、回路素子測定装置とＤＵＴとのコンタクトチェックを、短時間で行うことができる。

以下、本発明について、図面を用いて詳細に説明する。図１は本発明の一実施例を示すブロック図であり、図４と共通する部分には同一の符号を付けている。図１が図４と異なる点は、電圧印加部１４の構成である。

図１において、電圧印加部１４は、直流電圧源１４ｄの正極がスイッチ１４ｇを介してＤＵＴ２０の一端に接続され、負極が共通電位点に接続されている。ＤＵＴ２０の他端には、２軸同軸ケ−ブル３０の内部導体３１を介して、回路素子測定装置１０の電流測定部１１を構成する演算増幅器１１ａの反転入力端子が接続され、２軸同軸ケ−ブル３０の外部導体３２は演算増幅器１１ａの非反転入力端子に接続されている。回路素子測定装置１０の共通電位点を接地電位に接続することにより、ＤＵＴ２０を固定する治具周辺のオフセット容量が測定値に影響を与えないようにすることができ、低容量のＤＵＴ２０に対しても精度よくコンタクトチェックを行うことができる。

このような構成において、電圧印加部１４のスイッチ１４ｇをオンにすることにより、ＤＵＴ２０には直流電圧源１４ｄの出力電圧が印加される。

図２は図１の各部の動作波形図であり、破線Ａは時刻ｔａでスイッチ１４ｇをオンにしたことによりＤＵＴ２０に印加される電圧波形を示し、実線Ｂは電流測定部１１を構成する演算増幅器１１ａの出力波形を示し、一点鎖線ＣはＤＵＴ２０の絶縁抵抗が非常に大きくて直流的には電流が流れない場合の波形を示している。

時刻ｔａでスイッチ１４ｇをオンにすると、回路素子測定装置１０とＤＵＴ２０との接続が正常であれば、ＤＵＴ２０に印加される電圧波形は、破線Ａのように時刻ｔａから所定の時間を経て一定値に到達する。

前述の立上り時間内にＤＵＴ２０のコンデンサ２１を流れた電流が電流測定部１１のコンデンサ１１ｂを流れることにより、演算増幅器１１ａからこれらの容量比に基づく実線Ｂまたは一点鎖線Ｃに示すような波形の電圧が出力される。

この電圧変化を高速のＡ／Ｄ変換器１１ｄでモニタすることにより、スイッチ１４ｇがオフの時の値とオン直後から一定時間内の最大値を比較して、差が生じない場合には接続不良と判断し、差が生じている場合には接続が正常であると判断する。絶縁抵抗については、一定の時間が経過して演算増幅器１１ａの出力が安定した時点のＡ／Ｄ変換器１１ｄの出力に基づき計算する。

このように構成することにより、従来のようなコンタクトチェック機能専用の交流電圧源１４ｆは不要になって部品点数を削減でき、構成を簡素化できる。

そして、回路素子測定装置とＤＵＴとのコンタクトチェックにあたっては、電流測定部１１を構成する演算増幅器１１ａの出力をＡ／Ｄ変換器１１ｄでモニタし、スイッチ１４ｇがオフの時の値とオン直後から一定時間内の最大値を比較して差の有無に基づいて判断すればよく、従来よりも高速に判定できることからタクトタイムを短縮できる。

図３は本発明の他の実施例を示すブロック図であり、図１と共通する部分には同一の符号を付けている。図３において、電圧印加部１４は、図１の直流電圧源１４ｄとスイッチ１４ｇの直列回路に代えて、Ｄ／Ａ変換器１４ｈと演算増幅器１４ｉよりなる反転アンプの直列回路で構成されている。すなわち、演算増幅器１４ｉの反転入力端子には、抵抗１４ｊを介してＤ／Ａ変換器１４ｈの出力端子が接続されている。反転入力端子と出力端子間には、抵抗１４ｋと、コンデンサ１４ｍとスイッチ１４ｎの直列回路と、コンデンサ１４ｐとスイッチ１４ｑの直列回路が並列に接続されている。非反転入力端子は共通電位点に接続され、出力端子はＤＵＴ２０の一端に接続されている。

このように構成することにより、ＤＵＴ２０への印加電圧を図１のようなスイッチ１４ｇのオン・オフにより制御するのではなく、０から所定の電圧までの立上り時間を、Ｄ／Ａ変換器１４ｈの出力特性で、さらには演算増幅器１４ｉでスイッチ１４ｎ、１４ｑを選択的にオンにすることによって被測定対象回路素子の容量値に最適な条件で高精度に測定できるように制御することができる。

以上説明したように、本発明によれば、回路素子測定装置とＤＵＴとのコンタクトチェックを、回路素子測定装置に専用の交流電圧源を設けることなく短時間で行うことができる２端子の回路素子測定装置を実現できる。

本発明の一実施例を示すブロック図である。 図１の各部の動作波形図である。 本発明の他の実施例を示すブロック図である。 コンタクトチェック機能を有する従来の回路素子測定装置の一例を示すブロック図である。

符号の説明

１０ 回路素子測定装置
１１ 電流測定部
１２ ＣＰＵ
１３ メモリ
１４ 電圧印加部
２０ ＤＵＴ（被測定対象回路素子）
３０ ２軸同軸ケ−ブル
３１ 内部導体
３２ 外部導体

Claims (5)

1. 既知の直流電圧を出力する電圧印加部と、電流の直流成分と交流成分を測定する電流測定部と、この電流測定部の出力電圧をモニタするモニタ部を備え、前記電圧印加部の出力端子が被測定対象回路素子の一端に接続され、前記電流測定部の入力端子が前記被測定対象回路素子の他端に接続される回路素子測定装置において、
   前記モニタ部は、前記電圧印加部から前記被測定対象回路素子に電圧が印加される前における前記電流測定部の出力電圧と前記被測定対象回路素子に電圧が印加されてから一定時間内における前記電流測定部の出力電圧の最大値を比較し、
   前記被測定対象回路素子との接続について、差が生じない場合には接続不良と判断し、差が生じている場合には接続正常と判断することを特徴とする回路素子測定装置。
2. 前記電圧印加部は、直流電圧源とスイッチの直列回路であることを特徴とする請求項１記載の回路素子測定装置。
3. 前記電圧印加部は、Ｄ／Ａ変換器とアンプの直列回路であることを特徴とする請求項１記載の回路素子測定装置。
4. 前記電流測定部と前記被測定対象回路素子は２軸同軸ケ−ブルの内部導体を介して接続され、この２軸同軸ケ−ブルの外部導体は前記電流測定部に接続されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の回路素子測定装置。
5. 前記モニタ部は、Ａ／Ｄ変換器であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の回路素子測定装置。

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