JP3298338B2 - インダクタンス測定装置及びその測定用プローブ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の薄膜配
線、半導体パッケージのリード、プリント基板の配線の
インダクタンスのような、微小なインダクタンスを測定
するために用いるインダクタンス測定装置及びインダク
タンス測定用プロ−ブ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のインダクタンスの測定は、主にコ
イルの自己インダクタンス、相互インダクタンスを対象
としており、その値が大きいため、４端子対法を用いた
ＬＣＲメータを用いて容易に測定が可能であり、広く用
いられている。また、小さなインダクタンスをもつサン
プルを測定する場合では、例えば、インピーダンスアナ
ライザやパルスジェネレータとオシロスコープを用いた
測定方法が用いられていた（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｃ
ｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ＶＬＳＩ Ｐ
ａｃｋａｇｅｓ， ４１ｓｔ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ
Ｃｏｍｐｏｒｎｅｎｔｓ ＆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ １９９１，Ｍａｙ１１， ｐ
ｐ． ６２〜６９）。この、方法では測定対象の他にグ
ランド線が必要であり、それらのあいだに必然的に生ず
る寄生インダクタンスに十分配慮されておらず、正確な
測定が難しいという問題があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】近年、コンピュータを
初めとした電子装置の動作速度の高速化に伴い、半導体
装置の薄膜配線、半導体パッケージのリード、プリント
基板の配線のインダクタンスのような、ｎＨオーダーの
微小なインダクタンスが、誤動作を引き起こすノイズの
原因となっている。そのため、このような配線のインダ
クタンスを定量化する必要から、微小なインダクタンス
測定を可能とする、インダクタンス測定装置が求められ
ている。

【０００４】しかし、このような微小なインダクタンス
の測定では、サンプル形状により測定プロ−ブを接続す
る点の位置が変わるため、必然的に配線の位置が変わ
り、配線の寄生インダクタンスも変化する。そのため測
定プロ−ブをショートして行うショート補正は、配線の
位置が測定の場合と異なるため有効ではない。若しも測
定サンプルを測定するプロ−ブ位置で、十分に小さなイ
ンダクタンスをもつサンプルを測定すればショート補正
が可能である。しかし、測定サンプルのインダクタンス
が小さいために、そのようなサンプルは現実には存在せ
ず、測定誤差を補正できない。

【０００５】測定系の配線の寄生インダクタンスの他
に、測定系の配線と測定サンプルの間にも寄生インダク
タンスが容易に形成され、この寄生インダクタンスも大
きな誤差を生ずる。このように、測定系の配線間、及び
測定系の配線と測定サンプル間の寄生インダクタンスの
ため、微小なインダクタンスの測定に大きな誤差を生ず
る問題があった。

【０００６】また、このような微小インダクタンスをも
つ測定サンプルのインダクタンスを測定する場合には、
測定サンプルの周辺に大きな導体があると、測定時に測
定サンプルに流す電流により、この大きな導体に電磁誘
導により渦電流が流れ、その結果測定したインダクタン
スが実際よりも小さく測定される誤差を引き起こす。特
に測定サンプルとサンプル台は距離が近いため、２０％
程度の誤差を生じることが、検討の結果わかった。この
ように、測定サンプルとサンプル台の間の寄生インダク
タンスにより、微小なインダクタンスの測定に誤差を生
ずる問題があった。

【０００７】本発明の目的は、測定系の配線、測定サン
プル、サンプル台に起因する寄生インダクタンスを十分
に小さくし、微小なインダクタンスをもつサンプルのイ
ンダクタンス測定を可能とする、インダクタンス測定装
置及びインダクタンス測定用プロ−ブ装置を提供するこ
とにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のインダクタンスの測定装置は、少なくと
も、電源、電流計、測定サンプルとを第１の配線を用い
て直列に接続し閉回路を形成した電流検出回路と、電圧
計、測定サンプルとを第２の配線を用いて直列に接続し
て閉回路を形成した電圧検出回路とを備えてなり、前記
第１の配線は、少なくとも前記測定サンプル付近で単線
からなる第１の直線配線を有し、前記第２の配線は、少
なくとも前記測定サンプル付近で単線からなる第２の直
線配線を有して、前記第１の直線配線と前記第２の直線
配線とがなす角度を約９０度とするものである。

【０００９】また上記目的を達成するために、本発明の
インダクタンスの測定装置は、少なくとも、電源、電流
計、測定サンプルとを第１の配線を用いて直列に接続し
閉回路を形成した電流検出回路と、電圧計、測定サンプ
ルとを第２の配線を用いて直列に接続して閉回路を形成
した電圧検出回路と、前記測定サンプルを載せるサンプ
ル台とを備えてなり、前記サンプル台を絶縁性の材料
で構成し、或いは前記第１の配線は、少なくとも前記
測定サンプル付近で単線からなる第１の直線配線を有
し、前記第２の配線は、少なくとも前記測定サンプル付
近で単線からなる第２の直線配線を有して、前記第１の
直線配線と前記第２の直線配線とがなす角度を約９０度
とし、前記サンプル台を絶縁性の材料で構成し、或いは
前記第１の配線は、少なくとも前記測定サンプル付近
で単線からなる第１の直線配線を有し、前記第２の配線
は、少なくとも前記測定サンプル付近で単線からなる第
２の直線配線を有して、前記サンプル台を絶縁性の材料
で構成した平板とし、前記第１の直線配線及び前記第２
の直線配線を前記サンプル台と約９０度に配置するもの
である。

【００１０】また上記目的を達成するために、本発明の
インダクタンス測定用プローブ装置は、少なくとも、測
定サンプルに先端を接触させて電気的な接続を外部に引
き出す４本のプローブと、前記測定サンプルを置くサン
プル台とを備えてなり、前記４本のプローブは、前記
測定サンプルに接続したときに、前記測定サンプルを含
めた単線からなる２組のループ状の配線を有し、少なく
とも前記測定サンプル付近では前記２組のループ状の配
線は夫々直線配線を有して、１組の前記ループ状配線の
前記直線配線は、もう１組の前記ループ状配線の前記直
線配線と約９０度の角度で配置するものであり、或いは
前記４本のプローブは、前記測定サンプルに接続した
ときに、前記測定サンプルを含めた単線からなる２組の
ループ状の配線を有し、少なくとも前記測定サンプル付
近では前記２組のループ状の配線は夫々直線配線を有し
て、１組の前記ループ状配線の前記直線配線は、もう１
組の前記ループ状配線の前記直線配線と約９０度の角度
で配置し、前記サンプル台を絶縁性の材料で構成するも
のであり、或いは前記４本のプローブは、前記測定サ
ンプルに接続したときに、前記測定サンプルを含めた単
線からなる２組のループ状の配線を有し、少なくとも前
記測定サンプル付近では前記２組のループ状の配線は夫
々直線配線を有して、前記サンプル台を絶縁性の材料で
構成した平板とし、前記直線配線を前記サンプル台と約
９０度に配置するものである。

【００１１】

【００１２】

【作用】電流検出回路は、測定サンプルに電流を印加
し、その電流を測定する機能を持つ。電流検出回路内の
電源は電流検出回路に交流電流を供給する。電流計は電
流検出回路に流れる交流電流とその位相を検出する。第
１の配線は、電源、電流計、測定サンプルの間を直列に
接続し、閉回路を形成する。電圧検出回路は、測定サン
プルに流れた電流によって測定サンプルに誘導された電
圧とその位相を測定する機能をもつ。電圧検出回路内の
電圧計は電圧検出回路に誘導された電圧とその位相を検
出する。

【００１３】第２の配線は、電圧計、測定サンプルの間
を直列に接続し、閉回路を形成する。サンプル台は、そ
の上に測定サンプルを置いて、機械的に支持する働きを
もつ。測定サンプルに電流を流すためには２点の接続が
必要であり、電圧を測定するためにも２点の接続が必要
である。電流検出回路の第１の配線は測定サンプルを含
んだ閉回路を形成するために、測定サンプルの２つの接
続点を結ぶ単線で構成されたループ状の配線を必要とす
る。このループ状の配線を少なくとも測定サンプル付近
では直線配線で構成する。

【００１４】電圧検出回路も同様であり、第２の配線は
測定サンプルを含んだ閉回路を形成するために、測定サ
ンプルの２つの接続点を結ぶ単線で構成されたループ状
の配線を必要とする。このループ状の配線は同様に少な
くとも測定サンプル付近では直線配線で構成する。

【００１５】上記課題のうち、電流検出回路の第１の配
線と、電圧検出回路の第２の配線との寄生インダクタン
スを小さくするためには、第１の配線の直線配線と前記
第２配線の直線配線とがなす角度を約９０度とする。こ
うすると、第１の配線と第２の配線が近接して配置され
る測定サンプルの近くでは、直線配線がおよそ直角に配
置されているために、第１の配線の直線配線に電流が流
れて磁場が形成されても、第２の配線の直線配線に誘導
される起電力は小さい。その結果、測定誤差を生ずる寄
生インダクタンスを小さくできるため、微小なインダク
タンスをもつ測定サンプルのインダクタンスを測定でき
る。

【００１６】尚、測定サンプルが２つの導体から成り、
１つの導体を電流検出回路に接続し、もう一つの導体を
電圧測定回路に接続した場合には測定値は相互インダク
タンスとなり、測定サンプルが１つの導体であれば、測
定値は自己インダクタンスとなることは言うまでもな
い。このインダクタンス測定装置によれば、測定サンプ
ルと直線配線との寄生インダクタンスは、サンプルの配
置によって必ずしもゼロとはならない。しかし、測定サ
ンプルが線状の導体であればこれらの寄生インダクタン
スはほぼお互いに打消あうため問題とはならない。サン
プルが板状の場合には次に説明する構成が有効である。

【００１７】上記課題のうち、電流検出回路の第１の配
線及び電圧検出回路の第２の配線と、測定サンプルとの
寄生インダクタンスを小さくするためには、直線配線と
測定サンプルとがなす角度を約９０度とする。そうする
と、直線配線と測定サンプルとは直交するため寄生イン
ダクタンスは十分小さくなる。

【００１８】勿論、第１の配線の直線配線と第２の配線
の直線配線の間の相互インダクタンスはあるが、先に述
べた構成で予め線状の配線を同一のサンプル測定位置で
測定しておけば、この寄生インダクタンスを測定でき
る。その結果、板状導体を含むサンプルを測定した値か
ら、予め求めた寄生インダクタンスを差し引くことによ
り精度良く、測定を行うことができる。

【００１９】上記課題のうち、測定サンプルと導体より
なるサンプル台との寄生インダクタンスによる誤差は、
サンプル台を絶縁性材料で構成することにより、サンプ
ル台に渦電流が流れないようにすることにより、取り除
くことができる。絶縁性材料としては、非磁性体の材料
で絶縁性があれば良く、アルミナ等の絶縁性セラミック
やアクリル等の樹脂材料が好ましい。

【００２０】また、インダクタンス測定用プロ−ブ装置
は、上記発明の、インダクタンス測定装置と同じ作用を
持つため説明を省略する。◆上記のように、本発明によ
れば、測定配線、測定サンプル、サンプル台の寄生イン
ダクタンスを小さくできるため、微小なインダクタンス
をもつサンプルのインダクタンスを測定できるインダク
タンス測定装置及びインダクタンス測定用プロ−ブ装置
を提供できる効果がある。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１、図２及び表
１を用いて説明する。◆本実施例の概略の構成を述べ
る。図１及び図２は本実施例のインダクタンス測定装置
のそれぞれ、斜視図及び等価回路図を示す。第１の測定
サンプル１及び第２の測定サンプル２を絶縁性の材料で
構成したサンプル台４の上に置き、夫々の測定サンプル
にそれぞれ２本の同軸線の芯線を接触させて電気的導通
をとる。同軸線は電流及び電圧を検出するＬＣＲメータ
３００に接続する。電流検出回路１０１及び電圧検出回
路２０１を閉回路とするために、夫々の測定サンプルに
芯線を接続した同軸線の外被導体を単線で接続する。こ
こで、同軸線、単線は、電気抵抗が小さく非磁性の銅等
の金属が好ましい。また、サンプル台４を構成する絶縁
性材料は、非磁性で絶縁体であれば良く、アルミナ、ガ
ラス等の絶縁性セラミックや、アクリル、ポリカーボネ
イト等の樹脂材料が好ましい。

【００２２】図１を用いてより詳しく構成を述べる。第
１の測定サンプル１には同軸線１２ａ及び同軸線１２ｂ
の芯線を接触させ、同軸線１２ａの第１の測定サンプル
１付近の外被導体に直線配線１０ａを接続し、同軸線１
２ｂの第１の測定サンプル１付近の外被導体に直線配線
１０ｂを接続し、これらの直線配線１０ａ，１０ｂを第
１の測定サンプル１より遠ざかる方向に、かつお互いに
平行に配置する。更に、直線配線１０ａ及び直線配線１
０ｂの測定サンプル１から離れた端を接続配線１１で接
続する。

【００２３】同軸線１２ａ及び同軸線１２ｂはＬＣＲメ
ータに接続する。同様に第２の測定サンプル２には同軸
線２２ａ及び同軸線２２ｂの芯線を接触させ、同軸線２
２ａの第２の測定サンプル２付近の外被導体に直線配線
２０ａを接続し、同軸線２２ｂの第２の測定サンプル２
付近の外被導体に直線配線２０ｂを接続し、これらの直
線配線２０ａ，２０ｂを第１の測定サンプル２より遠ざ
かる方向に、かつお互いに平行に配置する。更に、直線
配線２０ａ及び直線配線２０ｂの測定サンプル２から離
れた端を接続配線２１で接続する。

【００２４】同軸線２２ａ及び同軸線２２ｂはＬＣＲメ
ータに接続する。このとき直線配線１０ａ及び１０ｂ
と、直線配線２０ａ及び２０ｂとのなす角度を約９０度
に配置する。尚、第１の測定サンプル１の一端と、第２
の測定サンプル２の一端は配線３により、接続する。こ
のように配線した本実施例のインダクタンス測定装置は
図２の等価回路図にある電流検出回路１０１及び電圧検
出回路２０１を構成する。電流検出回路１０１は基本的
には電源１３、電流計１４、第１の測定サンプル１を弟
１の配線１０１を用いて直列に接続して構成されてい
る。

【００２５】本実施例のように、オートブリッジバラン
スを用いた４端子対ＬＣＲメータ３００では、更に直列
に抵抗１５、抵抗１６、帰還電源１７を接続し、安定な
測定が行える。同様に、電圧検出回路２０１は、基本的
には電圧計２３、第２の測定サンプルを第２の配線２０
０を用いて直列に接続して構成されている。本実施例の
ように、オートブリッジバランスを用いた４端子対ＬＣ
Ｒメータ３００では、更に直列に帰還アンプ２４が接続
されている。

【００２６】第１の配線は、同軸線１２ａ、１２ｂ、第
１の直線配線１０ａ、１０ｂ、第１の接続配線１１から
なっている。同様に、第２の配線は、同軸線２２ａ、２
２ｂ、第１の直線配線２０ａ、２０ｂ、第１の接続配線
２１からなっている。更に、同軸線１２ａ、１２ｂ、２
２ａ、２２ｂは芯線３０と外被導体３１よりなり、この
間には容量３２が形成される。

【００２７】本実施例の作用を以下述べる。電流検出回
路１０１の電源１３により、この閉回路に交流電流を流
す。この交流電流は、抵抗１５、同軸線１２ａの芯線３
０、第１の測定サンプル１、同軸線１２ｂの芯線３０、
電流計１４、抵抗１６、帰還電源１７、同軸線１２ｂの
外被導体３１、直線配線１０ｂ、接続配線１１、直線配
線１０ａ、同軸線１２ａの外被導体３１を流れる。一部
の交流電流は、同軸線の容量３２を流れるが、この値は
１００ｐＦ程度であるため、測定電流約１００ｍＡと比
べて無視できる。

【００２８】この閉回路に流れた電流値と位相を電流計
１４で検出する。第一の測定サンプル１に交流電流が流
れると、測定サンプル１の周囲に形成される磁場の磁束
密度が変動し、第２の測定サンプル２に誘導起電力を発
生する。同軸線の芯線３０と外被導体３１とは、逆方向
に同じ電流が流れて磁場は打消あうため、外部の配線に
電磁誘導を生じない。そのため寄生インダクタンスによ
る誤差を生じない。

【００２９】電圧検出回路２０１の第２の測定サンプル
２に誘導された交流電圧は、配線２００で接続した電圧
計２３でその電圧及び位相を測定する。このとき第２の
測定サンプル２に直列に接続した同軸線２２ａの芯線３
０により電圧計２３の一端に接続し、測定サンプル２の
他端からは、同軸線２２ｂの芯線３０、帰還アンプ２
４、同軸線２２ｂの外被導体３１、直線配線２０ｂ、接
続配線２１、直線配線２０ａ、同軸線２２ａの外被導体
３１を介して電圧計２３に接続する。同軸線２２ａ、２
２ｂは外部からの誘導磁場があっても、誘導起電力が芯
線３０と外被導体３１に等しく発生するので、閉回路で
はキャンセルして測定される電圧には影響しない。

【００３０】帰還アンプ２４はこのアンプの作動入力が
およそ０Ｖとなるように、帰還電源１７に帰還をかけ、
２つのサンプルを結ぶ配線３を通して負帰還動作を行
う。電圧測定回路では、電圧計２３及び帰還アンプ２４
は高いインピーダンスをもつように構成すると、この閉
回路を流れる電流は無視できる。そのため、配線２０
０、及び第２の測定サンプルの自己インダクタンスは測
定誤差を生じない。本実施例では測定誤差は、電流測定
回路１０１と電圧測定回路２０１の間の寄生インダクタ
ンスより発生する。

【００３１】同軸線は寄生インダクタンスを発生させな
いので、同軸以外の配線、すなわち直線配線１０ａ、１
０ｂ、２０ａ、２０ｂ、接続配線１１、２１、測定サン
プル１、２の間の寄生インダクタンスが問題となる。

【００３２】

【表１】

【００３３】表１に示すように測定対象は二重丸で示す
第１の測定サンプル１と第２の測定サンプル２の間の相
互インダクタンスである。×印は原理的にそのインダク
タンスが誤差を生じないものを示し、〇印は誤差となる
要因を示す。また、⊥印は配線がお互いに垂直であれば
相互インダクタンスがゼロにできる要因を示す。ここ
で、半導体パッケージのリードを例にすると、測定サン
プル間の相互インダクタンスは１０〜２０ｎＨ程度であ
る。

【００３４】誤差を生ずる原因となる寄生インダクタン
スは測定対象のインダクタンスの１０％以下、望ましく
は１％以下とする必要がある。そのため、寄生インダク
タンスは１〜２ｎＨ以下、望ましくは０．１〜０．２ｎ
Ｈ以下とする必要がある。配線間の相互インダクタンス
は、配線間の距離が近いほど、また平行成分が長いほど
大きい。電流測定回路１０１の直線配線１０ａ、１０ｂ
は電圧測定回路２０１に近接して配置され、しかも長さ
が測定サンプルの長さに比べて長いが、電圧測定回路２
０１の直線配線２０ａ、２０ｂとおよそ垂直に配置する
ことにより、寄生インダクタンスをゼロとすることがで
きる。

【００３５】従って、測定誤差を生ずる寄生インダクタ
ンスは、第１の測定サンプル１と第２の接続配線２１、
第２の測定サンプル２と第１の接続配線１１、第１の接
続配線１１と第２の接続配線２１の３つの寄生インダク
タンスが主因となる。第一の直線配線１０ａ、１０ｂ及
び第２の直線配線２０ａ、２０ｂの長さを長くすれば、
この３つの寄生インダクタンスを生ずる配線あるいは測
定サンプルの間の距離が大きくなるので、測定対象とす
るインダクタンスの値よりも十分小さい値とすることが
できる。実用的には、直線配線の長さは、測定サンプル
の長さのおよそ１０倍以上とすれば良い。

【００３６】尚、直線配線１０ａ、１０ｂ、２０ａ、２
０ｂと測定サンプル１、２とは直交すれば寄生インダク
タンスはゼロとなるが、測定サンプルによっては必ずし
も直交しない。例えば図１にあるように、第２の測定サ
ンプルが第１の直線配線１０ａ、１０ｂと直交しない場
合にも、第２の測定サンプルと第１の直線配線１０ａと
の相互インダクタンスは、第２の測定サンプルと第１の
直線配線１０ｂとの相互インダクタンスと値がほぼ等し
く符号が逆になるので、お互いに打ち消し合って誤差は
小さい。

【００３７】このように、本実施例によれば、電流測定
回路と電圧測定回路の寄生インダクタンスを小さくでき
るため、微小なインダクタンスを測定できるインダクタ
ンス測定装置を提供できる効果がある。また配線系の寄
生インダクタンスが十分小さくいため、測定サンプルご
とに寄生インダクタンスを測定するなどの面倒な手順は
必要なく、容易に各種の測定サンプルを測定できる。

【００３８】尚、本実施例では、第１の測定サンプル１
と第２の測定サンプル２は異なる導体であり、測定する
値は第１の測定サンプル１と第２の測定サンプル２との
相互インダクタンスであったが、第１の測定サンプルと
第２の測定サンプルは同一の導体であっても良く、この
場合測定される値は自己インダクタンスであることは言
うまでもない。また、本実施例では、インダクタンスの
測定に４端子対のＬＣＲメータを用いており、配線に同
軸線を用いているが、電流及び電圧の検出方法及び配線
方法は本実施例に述べた構成に限られるわけではない。

【００３９】本発明の本質は、インダクタンス測定の電
流検出回路と電圧検出回路の構成で、両方の回路に測定
サンプルを含めて単線からなる閉ループ状の配線が必要
となることからきている。単線は周囲に磁場を形成し、
この磁場によって、電流検出回路と電圧検出回路との間
に寄生インダクタンスが生ずる。測定サンプル以外の単
線部分を測定サンプル付近では、直線状とし、電流検出
回路と電圧検出回路のこの直線配線をお互いにおよそ垂
直にすることにより、寄生インダクタンスを最小にする
のが本発明の本質である。

【００４０】尚、電流検出回路と電圧検出回路の直線配
線をお互いに厳密に９０度にするのが好ましいが、実用
上はこの角度が８５度〜９５度であれば寄生インダクタ
ンスが測定サンプルのインダクタンスよりも十分に小さ
くできる。尚、サンプル台４と直線配線１０ａ、１０
ｂ、２０ａ、２０ｂの角度は約４５度がサンプルをプロ
−ブしやすく、より好ましい。

【００４１】本実施例によれば、電流測定回路と電圧測
定回路の寄生インダクタンスを小さくできるため、微小
なインダクタンスを測定できるインダクタンス測定装置
を提供できる効果がある。また本実施例によれば、寄生
インダクタンスが小さいため各種の測定サンプルを容易
に測定できる効果がある。また、本実施例によれば、サ
ンプル台に絶縁性材料を用いているために、サンプル台
にうず電流が流れないため、サンプル台との寄生成分が
なく、高精度にインダクタンスを測定できる効果があ
る。

【００４２】次に、本発明の別の一実施例を図３用いて
説明する。絶縁性のサンプル台４のう上に第１の測定サ
ンプル１及び第２の測定サンプルを置き、それぞれの測
定サンプルに、それぞれ直線配線１０ａ、１０ｂ及び２
０ａ、２０ｂをプロ−ブする。電流測定回路１０１で
は、さらに、直線配線１０ａ、１０ｂを接続配線１１、
撚り線１２ｃを介して電流計１４及び電源１３に接続す
る。これにより、電流測定回路１０１は第１の測定サン
プル１、電流計１４、電源１３を、直線配線１０ａ，１
０ｂ接続配線１１、撚り線１２ｃからなる配線１００に
より、直列に接続した閉回路となる。一方、電圧測定回
路２０１では、さらに、直線配線２０ａ、２０ｂを接続
配線２１、撚り線２２ｃを介して電圧計２３に接続す
る。これにより、電圧測定回路２０１は第２の測定サン
プル２及び電圧計２３を、直線配線２０ａ，２０ｂ接続
配線２１、撚り線２２ｃからなる配線２００により、直
列に接続した閉回路となる。

【００４３】第１の直線配線１０ａと１０ｂ、第２の直
線配線２０ａと２０ｂは平行にし、第１の直線配線と第
２の直線配線のなす角度を約９０度とする。撚り線１２
ｃ，２２ｃ、直線配線１０を構成する導体や、サンプル
台４を構成する材料は先の実施例と同様である。

【００４４】本実施例の作用及び効果は本質的には先の
実施例と同一である。先の実施例と異なるのは、配線及
び回路を簡単にしていることである。サンプル台４、測
定サンプル１、２、電流計１４、電源１３、電圧計２
３、直線配線１０ａ、１０ｂ、２０ａ、２０ｂ及び接続
配線１１、２１の作用及び効果は先の実施例と同一であ
るので省略する。第１の配線１００及び第２の配線２０
０に用いている、撚り線１２ｃ及び２２ｃは２本の線が
撚り合わされており、電流検出回路１０１ではこの２本
の線に同一の電流が逆方向に流れるため、他の配線と寄
生インダクタンスを作らない効果があり、電圧検出回路
２０１では２本の線付近で磁束密度の変動があっても、
閉回路では逆方向に電圧が誘導され測定電圧に影響を与
えない効果がある。

【００４５】この効果は先の実施例で同軸線を用いた効
果と同様である。本実施例によれば、本実施例によれ
ば、電流測定回路と電圧測定回路の寄生インダクタンス
を小さくできるため、微小なインダクタンスを測定でき
るインダクタンス測定装置を提供できる効果がある。
尚、本実施例では、第１の測定サンプル１と第２の測定
サンプル２は異なる導体であり、測定する値は第１の測
定サンプル１と第２の測定サンプル２との相互インダク
タンスであったが、第１の測定サンプルと第２の測定サ
ンプルは同一の導体であっても良く、この場合測定され
る値は自己インダクタンスであることは言うまでもな
い。より簡単な構成でインダクタンスを測定できる効果
がある。

【００４６】本実施例によれば、先の実施例の効果に加
えて、より簡単な構成でインダクタンスを測定できる効
果がある。◆次に、本発明の別の一実施例を図４、図２
及び表２を用いて説明する。

【００４７】本実施例の構成は、第１図に示した実施例
と殆ど同一であり、また等価回路は図２と同一である。
そのため、異なる部分のみ詳細に説明する。本実施例で
は第１の直線配線１０ａ、１０ｂ及び第２の直線配線２
０ａ、２０ｂは共にサンプル台４におよそ垂直に配置し
ている。また、第１の測定サンプル１は線状であるが、
第２の測定サンプルにはシート状の導体を用いており、
測定サンプルと直線配線とはおよそ垂直となっている。
ここでおよそ垂直とは８５度〜９５度の角度をいう。こ
の範囲では、実用上測定サンプルと直線配線との寄生イ
ンダクタンスを測定サンプルのインダクタンスよりも十
分に小さくすることができる。測定方法は先に示した実
施例と同じであるが、測定系の寄生インダクタンスは表
２に示すようになる。

【００４８】

【表２】

【００４９】すなわち、電流測定回路１０１の第１の直
線配線１０ａ、１０ｂは、電圧測定回路２０１の第２の
直線配線２０ａ、２０ｂと平行に配置するので、ここに
大きな寄生インダクタンスが発生する。一方、これらの
直線配線は測定サンプルとおよそ垂直なので寄生インダ
クタンスは十分小さくなる。接続配線１１及び２１は共
に測定サンプルと寄生インダクタンスをもつが直線配線
の長さを十分に長くすることにより、十分小さい値にで
きることは先の実施例と同様である。しかし、これら接
続配線同士の距離は小さいため、ここにも大きな寄生イ
ンダクタンスが発生する。

【００５０】このように電流測定回路１０１と電圧測定
回路２０１との間には大きな寄生インダクタンスが発生
するが、測定サンプルの測定位置が決まると、直線配線
及び接続配線の位置が決まるため、寄生インダクタンス
の値も決まる。この寄生インダクタンスは次の手順で測
定できる。

【００５１】まず、本実施例のインダクタンス測定装置
によって測定したい測定サンプルのプロ−ブ位置を決め
る。次にそのプロ−ブ位置で測定できるような例えば図
１に示した直線状の測定基準となる測定サンプルを用意
する。この測定サンプルを先に図１で示した実施例のイ
ンダクタンス測定装置によりを測定し、更に同じ線状の
サンプルを本実施例のインダクタンス測定装置により測
定する。それらの測定値をそれぞれＬ１，Ｌ２とする
と、本実施例のインダクタンス測定装置の寄生インダク
タンスＬ０は、Ｌ０＝Ｌ２−Ｌ１より容易に求めること
ができる。

【００５２】次に、対象とする測定サンプルを本実施例
のインダクタンス測定装置で測定し、その結果をＬ３と
すると、芯の測定値Ｌ４はＬ４＝Ｌ３−Ｌ０により寄生
インダクタンスを除去して測定することができる。 本
実施例によれば、シート状の導体を含んだ測定サンプル
であっても、測定サンプルと配線の寄生インダクタンス
を小さくできるため、インダクタンスを測定できるイン
ダクタンス測定装置を提供できる効果がある。

【００５３】尚、本実施例は同軸線及びＬＣＲメータを
用いているが、図３に示した実施例と同様に単線からな
る構成も同様に構成できることは言うまでもない。尚、
本実施例では、第１の測定サンプル１と第２の測定サン
プル２は異なる導体であり、測定する値は第１の測定サ
ンプル１と第２の測定サンプル２との相互インダクタン
スであったが、第１の測定サンプルと第２の測定サンプ
ルは同一の導体であっても良く、この場合測定される値
は自己インダクタンスである。

【００５４】以上の本発明の実施例の説明はインダクタ
ンス測定装置についての説明であるが、同時にインダク
タンス測定プロ−ブ装置を含んでおり、発明の効果は同
一であるので省略する。ただし、インダクタンス測定プ
ロ−ブ装置を構成する要素は、図１から図４に示す実施
例では、配線１００、サンプル台４である。場合によっ
ては配線１００の同軸線１２ａ、１２ｂの一部や、撚り
線１２ｃはインダクタンス測定プロ−ブ装置には含まれ
ない。また同軸線と撚り線の効果は同一であり、どちら
を用いてもよい。

【００５５】

【発明の効果】本発明によれば、第１の配線の直線配線
と第２の配線の直線配線の角度を約９０度に配置するこ
とにより両者の寄生インダクタンスを小さくすることが
できるため、微小なインダクタンスを測定可能な、イン
ダクタンスプロ−ブ装置及びインダクタンス測定装置を
提供できる効果がある。

【００５６】本発明によれば、第１の配線の直線配線及
び第２の配線の直線配線と測定サンプルの角度を約９０
度に配置することにより両者の寄生インダクタンスを小
さくすることができるため、微小なインダクタンスを測
定可能な、インダクタンスプロ−ブ装置及びインダクタ
ンス測定装置を提供できる効果がある。

【００５７】本発明によれば、絶縁性のサンプル台を用
いることにより、測定サンプルや測定系の配線に電流を
流しても、サンプル台には渦電流が流れず、サンプル台
に起因する寄生インダクタンスをなくすることができる
ため、微小なインダクタンスを測定可能な、インダクタ
ンスプロ−ブ装置及びインダクタンス測定装置を提供で
きる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のインダクタンス測定プロ−
ブ装置及びインダクタンス測定装置の斜視図である。

【図２】本発明の一実施例のインダクタンス測定プロ−
ブ装置及びインダクタンス測定装置の等価回路図であ
る。

【図３】本発明の別の一実施例のインダクタンス測定プ
ロ−ブ装置及びインダクタンス測定装置の斜視図であ
る。

【図４】本発明の別の一実施例のインダクタンス測定プ
ロ−ブ装置及びインダクタンス測定装置の斜視図であ
る。

【符号の説明】

１…第１の測定サンプル、２…第２の測定サンプル、３
…帰還配線、４…サンプル台、１０ａ，１０ｂ…第１の
直線配線、１１…接続配線、１２ａ，１２ｂ，２２ａ，
２２ｂ…同軸線、２２ｃ…撚り線、１３…電源、１４…
電流計、１５、１６…抵抗、１７…帰還電源、２０ａ，
２０ｂ…第２の直線配線、２３…電圧計、２４…作動増
幅器、３０…芯線、３１…外被導体、３２…容量、１０
０…第１の配線、１０１…電流測定回路、２００…第２
の配線、２０１…電圧測定回路、３００…ＬＣＲメー
タ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−19869（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01R 27/26

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも、電源、電流計、測定サンプル
   とを第１の配線を用いて直列に接続し閉回路を形成した
   電流検出回路と、電圧計、測定サンプルとを第２の配線
   を用いて直列に接続して閉回路を形成した電圧検出回路
   とを備えてなるインダクタンスの測定装置において、前
   記第１の配線は、少なくとも前記測定サンプル付近で単
   線からなる第１の直線配線を有し、前記第２の配線は、
   少なくとも前記測定サンプル付近で単線からなる第２の
   直線配線を有して、前記第１の直線配線と前記第２の直
   線配線とがなす角度を約９０度とすることを特徴とする
   インダクタンスの測定装置。
2. 【請求項２】少なくとも、電源、電流計、測定サンプル
   とを第１の配線を用いて直列に接続し閉回路を形成した
   電流検出回路と、電圧計、測定サンプルとを第２の配線
   を用いて直列に接続して閉回路を形成した電圧検出回路
   と、前記測定サンプルを載せるサンプル台とを備えてな
   るインダクタンスの測定装置において、前記第１の配線
   は、少なくとも前記測定サンプル付近で単線からなる第
   １の直線配線を有し、前記第２の配線は、少なくとも前
   記測定サンプル付近で単線からなる第２の直線配線を有
   して、前記第１の直線配線と前記第２の直線配線とがな
   す角度を約９０度とし、前記サンプル台を絶縁性の材料
   で構成することを特徴とするインダクタンスの測定装
   置。
3. 【請求項３】少なくとも、電源、電流計、測定サンプル
   とを第１の配線を用いて直列に接続し閉回路を形成した
   電流検出回路と、電圧計、測定サンプルとを第２の配線
   を用いて直列に接続して閉回路を形成した電圧検出回路
   と、前記測定サンプルを載せるサンプル台とを備えてな
   るインダクタンスの測定装置において、前記第１の配線
   は、少なくとも前記測定サンプル付近で単線からなる第
   １の直線配線を有し、前記第２の配線は、少なくとも前
   記測定サンプル付近で単線からなる第２の直線配線を有
   して、前記サンプル台を絶縁性の材料で構成した平板と
   し、前記第１の直線配線及び前記第２の直線配線を前記
   サンプル台と約９０度に配置することを特徴とするイン
   ダクタンスの測定装置。
4. 【請求項４】少なくとも、測定サンプルに先端を接触さ
   せて電気的な接続を外部に引き出す４本のプローブと、
   前記測定サンプルを置くサンプル台とを備えてなるイン
   ダクタンス測定用プローブ装置において、前記４本のプ
   ローブは、前記測定サンプルに接続したときに、前記測
   定サンプルを含めた単線からなる２組のループ状の配線
   を有し、少なくとも前記測定サンプル付近では前記２組
   のループ状の配線は夫々直線配線を有して、１組の前記
   ループ状配線の前記直線配線は、もう１組の前記ループ
   状配線の前記直線配線と約９０度の角度で配置すること
   を特徴とするインダクタンス測定用プローブ装置。
5. 【請求項５】少なくとも、測定サンプルに先端を接触さ
   せて電気的な接続を外部に引き出す４本のプローブと、
   前記測定サンプルを置くサンプル台とを備えてなるイン
   ダクタンス測定用プローブ装置において、前記４本のプ
   ローブは、前記測定サンプルに接続したときに前記測定
   サンプルを含めた単線からなる２組のループ状の配線を
   有し、少なくとも前記測定サンプル付近では前記２組の
   ループ状の配線は夫々直線配線を有して、１組の前記ル
   ープ状配線の前記直線配線は、もう１組の前記ループ状
   配線の前記直線配線と約９０度の角度で配置し、前記サ
   ンプル台を絶縁性の材料で構成することを特徴とするイ
   ンダクタンス測定用プローブ装置。
6. 【請求項６】少なくとも、測定サンプルに先端を接触さ
   せて電気的な接続を外部に引き出す４本のプローブと、
   前記測定サンプルを置くサンプル台とを備えてなるなる
   インダクタンス測定用プローブ装置において、前記４本
   のプローブは、前記測定サンプルに接続したときに、前
   記測定サンプルを含めた単線からなる２組のループ状の
   配線を有し、少なくとも前記測定サンプル付近では前記
   ２組のループ状の配線は夫々直線配線を有して、前記サ
   ンプル台を絶縁性の材料で構成した平板とし、前記直線
   配線を前記サンプル台と約９０度に配置することを特徴
   とするインダクタンス測定用プローブ装置。