JP3606546B2 - High spatial resolution near-field probe or near-field probe system - Google Patents

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Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、電子式複写機、FAX、印刷機、パソコン等の事務機器、家庭用電気機器、産業機器等、各種電気電子機器からの電磁ノイズを検知し、また装置内に内在させるプリント配線基板等からのノイズを検知し、その対策に用いるEMC規制対策や電磁障害対策用検査機器、殊に対象物に近接させ、ノイズ源になる電流を特定する際に必要な近接磁界検出を行って電流を検知するいわゆる近磁界プローブに関するものである。
【0002】
【従来技術】
従来、EMC対策には、法的規制で定めているオープンサイトや電波暗室内で10m,30m等の遠方での電磁波を定められたアンテナを用いて計測した結果に基づいて対策を講じるやり方があり、他方、これとは別にこのような認証サイト等での計測の前に近接させたプローブで対象装置からの電磁界を検知し、この検知結果に基づいて必要な対策を講じるやり方がある。
また、電磁ノイズの検知手段としてはカレントプローブのようにケーブルに巻き付けて用いるタイプのものや、巻き線をループコイルとした比較的大きな対象へ近接して電流検知を行うプローブによるものもある(Credence社プローブ:US5773974)
しかし、プリント配線板からの微小な電磁ノイズを高精度に検出するのに、いわゆる近磁界プローブが用いられており、その一例として、特開昭62−106379号公報に記載されたものがある。このものは対称なループコイルとそれに続くシールドボックス内の回路で磁界のみにより生じた信号を検出する構成となっている。また、特開平7−191058号公報に記載されているものでは、フレキシブル基板上にエッチングで形成したセンサーとエルボーになった先に出力コネクターを設けたものであり、特開平8−248080号公報に記載されているものは近磁界プローブをプリント基板で構成し、シールドを設けてあるものである。さらに、実開平4−69771号公報に記載されている「EMIプローブ」
は、金属線コイルとコネクターと抵抗からなるプローブにおいて、電磁ノイズ測定対象に対して概ね開口を広げたコーン型のシールド板を設けてあるもの、あるいは一部を開口したシールド板を用いるものである。
また、公知ではないが、特願平9−059267号のものもある。このものは、
必要最小限のシールドをコイルから続く伝送路部に施す構成としているものであり、薄膜で近磁界プローブを作製し、その伝送路にシールドを設け、また、伝送路をトリプレート構造とすることで、測定上の誤差を低減させたものである。
【0003】
さらに、特願平10ー39797号のものがあり、このものは、位置決め可能な近磁界プローブであって、コイル部を積層し、その一部を位置決め用センサーとして用いて、位置決めの精度を高めたものである。
さらに、公知のものとして、特開平7−159378号公報(特許第2782316号)に、漏洩磁束検出装置およびスイッチング電源装置が記載されている。
このものは、検知用プローブが少なくとも一対の個別コイルからなり、電磁誘導法により漏洩磁束を検知する漏洩磁束検出装置において、一方の個別コイルが他方の個別コイルの逆相であるように巻線を施し、かつ個別コイルをそれぞれ引出線によって差動増幅器に接続し、この差動増幅器により、各個別コイルの漏洩磁束信号成分の加算演算と、各個別コイルのノイズ成分の差引演算とを同時に行なった増幅信号を得るように構成したものである。
【0004】
他方、従来からケーブルを流れる電流を検知するカレントプローブが用いられているが、EMC対策を施すために、PCB等に流れる電流を検知するには、プリント基板上の配線を切断した上に、余分な引き出し線を新たに設ける等の手段が必要で、引き回しのために回路上の誤差等のため、測定可能な周波数範囲が低く、かつ高密度に実装した基板には適用不可能であった。また、磁界検出用ループコイルを近接させる方式のCredence社の磁界および電流プローブでは巻き線でループコイルを構成していて、LSIのピンに流れる電流を検知できるだけの高分解能は実現できていない。同社のUS特許5773974においてこの磁界プローブのコイル部分についてはクレーム中でインダクティブアンテナと記載されているが、これで高分解能を実現できるものか疑問である。
【0005】
【解決しようとする課題】
そこで本発明は、ループコイルを有する磁界検知型プローブにおいて測定対象によって余分な外来ノイズを拾うことなく、簡便な構成で高感度高分解能で、電磁ノイズおよび電流を検知できる近磁界プローブまたは近磁界プローブシステムを工夫することをその課題とするものである。
【0006】
【課題解決のために講じた手段】
上記課題解決のための本発明の手段は次ぎのとおりである。
【解決手段1】
解決手段1は、ループコイルと伝送路よりなる近磁界プローブについて、導電性部材で、検知部の先端コイル側に開口部を持たせて全体を一体的に覆ったことである。
この解決手段1は性能テストで試みた構造であって、これにより簡単で効果の高いシールド方法及び構造が得られる。
【解決手段2】
解決手段2は、導電性部材で先端コイル付近まで一体で覆った近磁界プローブについて、平面に配置した先端コイルの配置面と導電性部材の間隔を測定対象の間隔に合わせて配置したことである。
この解決手段2は解決手段1によるものをさらに高空間分解を得るための構造に応用したものであり、コイルから上の距離を調整することによって高空間分解能が得られる。
【解決手段3】
解決手段3は、導電性部材で先端コイル付近まで一体的に覆った近磁界プローブについて、平面に配置した先端コイルの先端位置と先端コイルの配置面とに間隔をおいて配置した導電性部材の先端部の位置を測定対象にあわせて配置したことである。
これにより、コイルの露出面積を最適なものにすることができる。
【0007】
【解決手段4】
解決手段4は解決手段1乃至解決手段3の、ループコイルと伝送路よりなる近磁界プローブにおいて、伝送線路に続いてパッド部を設け、その接続部にコネクターを設け、同軸ケーブルを接続し、信号を積分する回路部にその同軸ケーブルを接続し、回路部からの出力をさらに同軸ケーブルで出力する近磁界プローブシステムとしたことである。なお、上記回路部が信号処理部であり、当該信号処理部により微分波形を積分して実時間電流波形とするなどの信号処理を行う。
【解決手段5】
解決手段5は解決手段4において、伝送線路部に直接チップ部品で構成された積分回路部を直接接続し、さらに、積分回路部の出力部にパッド部を設け、その接続部にコネクターを設け、当該コネクターに同軸ケーブルを接続して近磁界プローブシステムを構成したことである。
【解決手段6】
解決手段6は解決手段4において、積分回路等の信号処理部用回路部を半導体基板上に伝送線路部と一体に構成したことである。
【0008】
【解決手段7】
解決手段7は解決手段1乃至解決手段3によるプローブにおいて、その接続部にコネクターを有する同軸ケーブルを接続し、プローブ先端部を保持部材に接続しペン型プローブを構成したことである。
上記保持部材を手で把持してプローブを操作し、あるいは上記保持部材を支持部材に支持させた状態でこれを測定対象に近接させることができる。
【解決手段8】
解決手段8は解決手段7において近磁界プローブの支持部材を導電性部材とし、
それと一体に上記シールド部材を設けたことである。
【解決手段9】
解決手段9は解決手段1乃至解決手段3において、複数の面を持つ保持部材の少なくとも2つ以上の面にプローブ先端部を張り付けたことである。
これにより、ベクトル量を検知し、誤差補正を行うことができる。
【0009】
【解決手段10】
解決手段10は解決手段1乃至解決手段3、解決手段7乃至解決手段9によるプローブまたはプローブユニットにアンプ部を接続し、さらに計測器に接続して計測システムを構成したことである。
これにより、アンプでゲインを上げてオシロ等への接続を容易にし、また、アンプでインピーダンスを変更し、プローブ設計の自由度を向上させることができる。
【解決手段11】
解決手段11は解決手段1乃至解決手段3、解決手段7乃至解決手段9によるプローブを保持基板に並列に多数配置したプローブユニットをアンプ部と一体に接続し、さらに計測器に接続して計測システムを構成したことである。
これにより、アレー化して多数の計測対象について同時に計測することが可能であり、並列接触計測あるいは分布計測が可能である。
【解決手段12】
解決手段12は解決手段1乃至解決手段3のプローブ、または解決手段9の角度補正機能を有するプローブユニット、解決手段10のアンプ機能をもったプローブユニットまたは解決手段11のプローブアレーと、これらをXYZの3次元に移動させる手段と、プローブ、プローブユニットおよびプローブアレーで得られた信号を検知する計測部とで計測システムを構成したことである。
これによってLSI等の回路の実時間電流の分布を計測することができる。
【解決手段13】
解決手段13は、解決手段1乃至解決手段3、解決手段9、解決手段10のプローブまたはプローブユニットにおいて、その出力を一定時間ごとにサンプリングし、その出力の和を実行し、各時刻ごとの積分を行う積分回路あるいは信号処理回路を設けたことである。
これにより、ドリフト等の調整を不要にし、計測データをパソコン等の計算機に直接出力することができる。
【0010】
【実施例】
次いで、図面を参照しながら実施例を説明する。
実施例1は、解決手段1による近磁界プローブの実施例であって、図1の各図面に示す手順によって、次ぎのようにして作製される。
プローブ先端部のループコイル1、伝送線路2(平行線路型)、パッド部3を導電性箔により作製するのであるが、まず、一枚のシートを目的の形に切断して、
ループコイル1、伝送線路部2及びパッド部3を作製し、その後、グラスエポキシ基板等の絶縁性基板4上に接着する。この例では支持材もかねて絶縁シート5と導電性金属箔6を貼り合わしたものを加工している(図1(a),(b), (c))。その後、さらにパッド接続部3にコネクター7を半田などで接続し、同軸ケーブル8を接続する(図2(a),(b))。伝送路についてはコープレーナ型等もとられる。また、両面基板とすることでマイクロストリップ型とすることもできる。その上で、A1,Cuなどの金属箔による導電性部材9を,プローブ全体を覆うように一体に設けること(外部シールド)で、オシロスコープ等の計測器に接続できる近磁界プローブシステムが構成される(図3(a),(b)
,(c))。その際に、導電性部材9は先端のループコイル1を覆わない構成でもよく(図4(a),(b),(c))、または、前面にもシールドを設ける構成とすることもできる(図5(a),(b),(c))。このシールド部材は100μm程度のものでは、外形を保持するための支持板を用いてもよく、0.5mm程度のものについては、カバーを兼ねる構造とすることができる。
また、導電性部材9すなわち金属箔で覆う際には予め絶縁性部材を設けることで、プローブ部の金属部とのショートを避ける構成とすることができる。したがって、シールド部材を密着して形成することができ、全体形状を小型にできる。従来型に比べ導電性部材9で覆ったこと、すなわちシールド部材を設けたことで、余分な磁束の鎖交がなく、高感度なプローブが実現される。
【0011】
実施例2
図6,図7及び図8に示す実施例2は、解決手段2による近磁界プローブの実施例であって、実施例1の図1(a),(b),(c)と同じ手順で作製し、裏面に設けた積分回路部10をはじめとする信号処理部のコネクタ部11と平行線路部のパッド部とを同軸ケーブル12で接続したプローブ(図6(a),(b))
について、先端のループコイルの一部ないし全部にかかるように導電性部材9を設けたものである(図7(a),(b),(c))。このものの先端のループコイルの配置面と導電性部材9との間隔Eを測定対象のPCB基板上の配線の最小ピッチに合わせて設定する。例えば、先端のループコイルの寸法を2mmφとして、PCB基板上の配線の最小ピッチがO.5mmであれば、間隔Eを0.5mmとし、配線の最小ピッチが1mmであれば、上記間隔Eを1mmに設定する。このように上記間隔Eを設定することによって、信号発生部からの磁界を主として検知できることから測定対象に応じた最適な高分解能なプローブが実現される。
【0012】
実施例3
図9または図10に示す実施例3は解決手段3による近磁界プローブの例であり、実施例2のそれと同様にして作製したプローブについて、平面に配置した先端のループコイルの先端位置と先端コイルの配置面とに間隔をおいて配置した導電性部材9の先端部の位置を測定対象に合わせて配置したもの(配置の間隔E1)
であり、その一部ないし全部にかかるように導電性部材9を設けたものである。この時に配置した導電性部材の先端部の位置を,測定対象に合わせて実験的に求めて配置する。例えば、先端コイル部の寸法を2mmφとして、PCBの配線の最小ピッチが0.5mmであれば、先ず間隔Eを0.3mmとし、コイルの先端部と導電性部材の位置の差(配置の間隔E1)を0.2mmとし(図9(a),(b),(c))、配線の最小ピッチが1mmで、上記間隔Eが同様に0.3mmであれば配置の間隔E1を0.7mmに設定できる(図10(a),(b),(c))。この値は測定対象に合わせて、実測から寸法を求めて設定される。
このような設計の導電性部材によって、外部の磁界をさらにシールドできて、目的の測定対象に応じた検知領域の限定ができることで、最適な高分解能なプローブが実現される。
【0013】
実施例4
図11に示す実施例4は積分回路を備えた解決手段4による近磁界プローブである。
実施例1、実施例2、実施例3と同様にして作製した近磁界プローブのパッドの接続部にコネクターを半田などで接続して同軸ケーブルを接続し、さらに、図6(a),(b)と同様にして積分回路部を同一のグラスエポキシ基板上に設け、
その入力コネクター部に同軸ケーブルを接続して積分回路部から出力コネクター部に同軸ケーブル11を接続する。その後、A1,Cuなどの金属箔を用いた導電性部材9を設けて完成し(図11(a),(b),(c))、同軸ケーブル11をオシロスコープ等の計測器に接続して実時間波形計測可能な近磁界プローブシステムを構成する(なお、積分回路用DC電源の表記は省略している)。
微分波形であるループコイルからの信号を積分回路10により、信号処理することで、余分な素子を加えたり、引回し線を設けなくてもPCB等の平面状配線に流れる電流の実時間検知が可能となる。なお、プローブ先端部のループコイル、
伝送線路及びパッド部に関しては通常のプリント基板作製プロセスと同様の工程でもできる。積分回路部は必要に応じて別の信号処理部としてもよい。
【0014】
実施例5
図12及び図13に示す実施例5は解決手段5による例、すなわちその積分回路部の具体例である。
実施例1、実施例2、実施例3等と同様にして、プローブ先端部のループコイル、伝送線路を通常のプリント基板作製プロセスと同様の工程で作製し、その際に、伝送線路の先に積分回路10を構成するためのチップ部品用接続パッド3とさらに出力用コネクターパッド13を設けた配線パターンを同時に設ける。この配線パターン部にチップ部品(積分回路10)及びコネクター11aを半田付け等で接続し、当該コネクター11aに同軸ケーブル11を接続し(図12(a),
(b))、さらに、一体でプローブ部全体をAl,Cuなどの金属箔(導電性部材9)で覆い(図13(a),(b))、オシロスコープ等の計測器に同軸ケーブル11を接続して実時間波形計測可能な近磁界プローブシステムを構成する (ただし、図においては積分回路用DC電源の表記を省略している)。このようにすることによって小型プローブが構成される。なお、絶縁基板4である石英基板上に導電性薄膜であるAl等を成膜の後、通常の半導体プロセスに準じたフォトリソエッチング工程を経ても先ほどと同様の配線パターンを実現することができ、さらに、チップ部品、コネクターを導電性接着剤で接続することでも同様に実現することができる。
この場合に積分回路10としては、差動アンプを設けその出力をフィードバックし、その経路に高周波特性に優れたチップコンデンサーを設けることで十分な機能を発揮できる。その積分回路部の一例は図14に示すものを用いればよく、また、別の信号処理部を設ける必要がある場合は積分回路部の作製に準じてこれを設ければよい。
【0015】
実施例6
図15乃至図18に示す実施例6は、解決手段6の積分回路部の例である。
Si及びGaAs等の半導体基板上に通常の半導体プロセスにより積分回路部を予め形成し、さらに絶縁層及びスルーホール12を形成する(図15(a),(b)、図16(a),(b))。その後、実施例5における石英基板のかわりに積分回路部を形成したSi,GaAs等の半導体基板上に、プローブ先端部のループコイル1、伝送線路2をAl等の導電性金属で成膜後に、通常のフォトリソ工程を経て作製された積分回路部10とプローブ先端部とを接続する。なお、実施例5のように石英基板上にプローブ先端部を形成し、フリップチップ実装等でも同様にして実現することができる。この後、同軸ケーブル接続用コネクター11aへ実装して後、同軸ケーブル11を接続し(図17(a),(b))、さらに、一体でプローブ部全体をAl,Cuなどの導電性部材(金属箔)9でシールドする(図18(a),(b))。これをオシロスコープ等の計測器に接続することにより実時間波形計測可能な近磁界プローブシステムが構成される。
この実施例により全体をさらに小型化して、例えば、LSI内部の配線パターン寸法の電流検知が可能な近磁界プローブが製作される。なお、積分回路部以外の信号処理部も同様の構成で可能である。
【0016】
実施例7
図19及び図20に示す実施例7は解決手段7によるペン型の近磁界プローブである。
この実施例7においては、実施例6のSi基板上に形成した積分回路部をもつプローブ部と、さらにA1,Cuなどの金属箔による導電性部材とを設け、一体になったプローブ先端部をアラルダイト等のエポキシ系接着剤で保持部材14に接続する。保持部材14の材質としてはプラスチック、金属、ガラス等でよく、プローブ先端部の基板の材質と導電性の有無を勘案して定めればよい。形状としては、手で保持して計測個所に近接させ易く、あるいはループコイルを形成する基板自体を接触させ易い形にするのがよい(図19(a),(b))。プローブ先端部のコネクターに同軸ケーブルを接続し、これをオシロスコープ等の計測器に接続することによって近磁界プローブシステムが構成される(図20(a),(b))。
この近磁界プローブシステムにより、余分な素子を加えたり、引回し線を設けることなしにPCB等の平面状配線に流れる電流を確認することができるから、通常の電圧プローブと同様にオシロスコープ上で目的とする部分に手で持っていくことで電流信号を簡便に測定できる。なお、プローブ先端部を加工しあるいは接着材等を用いて、一時的に、目的の個所に固定する方法もとれる。
さらに支持部材15を設け、当該支持部材15に上記保持部材14を固定し、プローブ先端部を加工することなしに目的の個所に接触させた状態に固定することにより、電流信号を簡便に検知することも可能となる。
【0017】
実施例8
図21に示す実施例8は解決手段8による近磁界プローブであり、実施例6のSi基板上に形成した積分回路部と一体になったプローブ先端部をアラルダイト等のエポキシ系接着剤で保持部材14に接続したものである。保持部材の材質として導電性部材を用い、これにA1,Cuなどの金属箔による導電性部材を設けて一体にしている。全体の形状は計測個所に近接させ易く、あるいはループコイルを形成する基板自体を計測個所に接触させ易い形にするのがよい。プローブ先端部のコネクターに同軸ケーブル11を接続し、これをオシロスコープ等の計測器に接続することによって、近磁界プローブシステムが構成される。
実時間波形の検知が可能であって、余分な素子を加えたり、引回し線を設けることなしに、PCB等の平面状配線に流れる電流を検出して確認することができるから、通常の電圧プローブと同様にオシロスコープ上で目的とする部分に近磁界プローブの先端を手で持っていくだけで電流信号を簡便に測定できる。
なお、プローブ先端部を加工しあるいは接着材等を用いて、一時的に、目的の個所に固定する方法も採れるし、また支持部材を設け、当該支持部材に上記保持部材14を固定し、プローブ先端部を加工することなしに測定対象個所にプローブ先端部を接触させることによって、電流信号を簡便に検出することができる。
【0018】
実施例9
図22及び図24に示す実施例9は解決手段9による電流検知システムの一例で、実施例7のプローブ先端部を保持部材14に2つ以上取り付けたものであり(図22(a),(b),(c))、プローブ先端部の1個を支持基板に平行に配置し、他方のプローブ先端部を垂直に配置して張り付けている。この2つのプローブ先端部で電流によって発生した各磁界成分をそれぞれ検知し、この検知信号をフィードバックさせることで、接触時の角度のずれを補正する。この電流検知プローブシステムによれば、2つのプローブ先端で検出した各ベクトル分を合成することにより絶対値の誤差の少ない高精度の電流値を検知することができる(図24)。
なお、表示部において一方のプローブの出力を他方のプローブの出力を表示し、
かつ、両出力を2乗平均した値を計測器に出力する。また、表示部の指示値ができるだけ大きくなるように、測定箇所において、プローブを支持部材15に平行に保持させる。
【0019】
実施例10
図25に示す実施例10は解決手段10によるもので、実施例2等の積分回路を設けたプローブ(例えば図8)とアンプとをユニットにしたものであり、プローブとアンプとをユニットにしたことにより、通常のゲインを持つオシロスコープ等の計測器にそのまま接続して、PCB上のLSI等に流れる実時間電流を十分検知することができるものである。また、アンプを接続することでインピーダンスの変更が容易であり、設計の自由度が増すので、プローブ各部の寸法の設定を測定対象にあわせて適宜変更できる。
【0020】
実施例11
図26に示す実施例11は実施例2等の積分回路を設けたプローブ(例えば図8)を多数並列に配置したものであり、多数のプローブをスイッチで順次切り換えることにより、フラットケーブルに流れる複数の電流値を同時に検知することができる。寸法によっては、LSIのピンに対応して多数のプローブを配置することが可能であって、このようにすることによって例えば多数のアドレスデータラインについて同時に電流値を計測することが可能である。
【0021】
実施例12
図27に示す実施例12は解決手段12によるものであり、実施例6のプローブ(図18(a),(b))を微小移動可能なXYZ方向に移動する移動ステージ16に支持させ、この移動ステージ16によってプローブを微小移動させることにより、LSI内の配線の任意の多数の位置の実時間電流を計測し、その電流値分布を計測することが可能なものである。
【0022】
実施例13
図28に示す実施例13は解決手段13によるものであり、プローブからの検知信号をサンプリング部で一定時間毎にサンプリングし、積算部で積算しあるいはAD変換部でAD変換して出力することができるものである。これによりドリフト等の調整を要しないでパソコン等の計算機へ直接出力することが可能である。
【0023】
【発明の効果】
本発明のプローブによれば、プローブ部のさらに外部にシールド部材を一体で、
測定対象側にだけ開口を持たせことで余分なノイズを排除することができ、極めて微少な電流信号(微分波形)を検知できる。その上で、請求項2及び請求項3に係る発明により、シールド部材の位置を調整することでさらに狭い測定対象に絞った領域からの信号を主として検知できるのでより高分解能性が実現できる。
請求項4に係る発明により、積分回路などの信号処理部を設けたことで高周波の実時間電流波形などが得られ信号の解析が容易となる。
請求項5に係る発明によりチップ部品で構成するため、プローブ全体を小型化でき、また、請求項6に係る発明によりプローブ先端部及び積分回路部をモノリシック化することで、プローブ全体をさらに小型化できる。
【0024】
請求項7に係る発明,請求項8に係る発明においては、手で持って、あるいは簡単な固定治具を使ってプローブを保持できるので、測定個所の特定→測定→移動を目視しながら行うことが可能であり、測定時の作業性が向上する。
請求項9に係る発明により、プローブを2つ角度を変えて配置してあるので、固定時の角度相当の情報が検知可能であるので、それを用いて測定値の補正等を行うことで、測定誤差を低減できる。
請求項10に係る発明によりアンプないし、インピーダンス変換装置を設けたので、より小さな電流源も検知できる。また、測定対象にあわせたプローブ各部の寸法設計が可能となる。
請求項11に係る発明によりプローブを並列に配置することで、LSIの並列信号線を同時に計測でき、また請求項12に係る発明によりプローブを3次元に微小移動させることができるので、LSIの微細領域の電流分布を計測することが可能となる。
請求項13に係る発明によりプローブ出力を予めデジタル化するので、ドリフト調整が不要で、かつ計算機へも出力できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は実施例1の作製手順1を示す平面図であり、(b)は作製手順2を示す平面図であり、(c)は作製手順3を示す平面図である。
【図2】(a)は実施例1の作製手順4を示す側面図であり、(b)は作製手順4を示す平面図である。
【図3】(a)は実施例1のプローブの例1の正面図であり、(b)は同例1の側面図であり、(c)は同例1の平面図である。
【図4】(a)は実施例1のプローブの他の例2の正面図であり、(b)は同例2の側面図であり、(c)は同例2の平面図である。
【図5】(a)は実施例1のプローブのさらに他の例3の正面図であり、(b)は同例3の側面図であり、(c)は同例3の平面図である。
【図6】(a)は実施例2の作製手順4を示す正面図であり、(b)は作製手順4を示す平面図である。
【図7】(a)は実施例2のプローブの例1の正面図であり、(b)は同例1の側面図であり、(c)は同例1の平面図である。
【図8】(a)は実施例2のプローブの他の例2の正面図であり、(b)は同例2の側面図であり、(c)は同例2の平面図である。
【図9】(a)は実施例3のプローブの例1の正面図であり、(b)は同例1の側面図であり、(c)は同例1の平面図である。
【図10】(a)は実施例3のプローブの他の例2の正面図であり、(b)は同例2の正面図であり、(c)は同例2の平面図である。
【図11】(a)は実施例4のプローブの例1の正面図であり、(b)は同例1の側面図であり、(c)は同例1の平面図である。
【図12】(a)は実施例5のプローブ部の側面図であり、(b)は同プローブの平面図である。
【図13】(a)はシールドを施した実施例5のプローブの側面図であり、(b)
は同プローブの平面図である。
【図14】は実施例5の積分回路部の等価回路図である。
【図15】(a)は実施例6の製作工程1を示す平面図であり、(b)は同じ側面図である。
【図16】(a)は実施例6の製作工程2を示す平面図であり、(b)は同側面図である。
【図17】(a)は実施例6のプローブ部の平面図であり、(b)は同側面図である。
【図18】(a)はシールドを施した実施例6のプローブの平面図であり、(b)
は同側面図である。
【図19】(a)は実施例7のペン型の近磁界プローブの平面図であり、(b)は同側面図である。
【図20】は実施例7のペン型の近磁界プローブの使用例の側面図である。
【図21】(a)は実施例8のプローブの平面図であり、(b)は同側面図である。
【図22】(a)は実施例9の電流検知システムの平面図であり、(b)は電流検知システムにおけるプローブの側面図であり、(c)は同プローブの底面図である。
【図23】は実施例9の電流検知システムの使用例の側面図である。
【図24】は実施例9における角度補正法の一例を示す概念図である。
【図25】(a)は実施例10の側面図であり、(b)は同実施例の平面図であり、(c)は同実施例の正面図である。
【図26】は実施例11の電流検知システムの使用例の側面図である。
【図27】は実施例12の電流検知システムの使用例の側面図である。
【図28】は実施例13の積分回路部の概念図である。
【符号の説明】
1:ループコイル
2:平行線路部
3:パッド部
4:絶縁性基板
5:絶縁シート
6:導電性金属箔
7:コネクター
8:同軸ケーブル
9:導電性部材
10:積分回路部
11:同軸ケーブル
11a:同軸ケーブル用コネクター
12:スルーホール
13:接続用パッド
14:保持部材
15:支持部材
16:移動ステージ
[0001]
[Industrial application fields]
The present invention is a printed wiring board that detects electromagnetic noise from various electric and electronic devices such as electronic copying machines, facsimiles, printing machines, personal computers and other office equipment, household electrical equipment, industrial equipment, etc., and is embedded in the apparatus. Detecting noise from the electromagnetic field, etc., and using EMC magnetic field countermeasures and electromagnetic interference countermeasure inspection equipment, especially in close proximity to the object to detect the near magnetic field necessary to identify the noise source current. The present invention relates to a so-called near-field probe for detecting the above.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, EMC countermeasures include a method of taking countermeasures based on the results of measuring electromagnetic waves in a distant place such as 10m, 30m, etc. in an open site or anechoic chamber defined by legal regulations using a predetermined antenna. On the other hand, there is another method in which an electromagnetic field from the target device is detected by a probe that is brought into close proximity before measurement at such an authentication site, and necessary measures are taken based on the detection result.
As a means for detecting electromagnetic noise, there are a type that is used by wrapping around a cable like a current probe, and a type that uses a probe that detects a current close to a relatively large object using a winding as a loop coil (Credence). Company probe: US577974)
However, a so-called near-field probe is used to detect minute electromagnetic noise from a printed wiring board with high accuracy, and an example thereof is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-106379. This is configured to detect a signal generated only by a magnetic field in a symmetrical loop coil and a circuit in a shield box subsequent thereto. Moreover, in what is described in Unexamined-Japanese-Patent No. 7-191058, the sensor formed by etching on the flexible substrate and the output connector were provided at the tip of the elbow. In what is described, the near-field probe is formed of a printed circuit board, and a shield is provided. Furthermore, “EMI probe” described in Japanese Utility Model Laid-Open No. 4-67977
Is a probe composed of a metal wire coil, a connector, and a resistor, which is provided with a cone-shaped shield plate having a generally widened opening for an electromagnetic noise measurement target, or a shield plate having a partially opened opening. .
Further, although not known, there is also one disclosed in Japanese Patent Application No. 9-059267. This thing is
It is configured to apply the minimum necessary shield to the transmission path section that continues from the coil. By creating a near-field probe with a thin film, providing a shield on the transmission path, and making the transmission path a triplate structure , Which reduces measurement errors.
[0003]
Further, there is one of Japanese Patent Application No. 10-39797, which is a near-field probe that can be positioned, in which a coil portion is laminated and a part thereof is used as a positioning sensor to increase positioning accuracy. It is a thing.
Furthermore, as known ones, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-159378 (Patent No. 2882316) describes a leakage magnetic flux detection device and a switching power supply device.
This is a leakage magnetic flux detection device in which the detection probe is composed of at least a pair of individual coils and detects the magnetic flux leakage by the electromagnetic induction method, so that one of the individual coils is in a phase opposite to that of the other individual coil. In addition, each individual coil was connected to a differential amplifier by a lead line, and by this differential amplifier, the addition calculation of the leakage magnetic flux signal component of each individual coil and the subtraction calculation of the noise component of each individual coil were performed simultaneously. It is configured to obtain an amplified signal.
[0004]
On the other hand, a current probe for detecting the current flowing through the cable has been used in the past. However, in order to detect the current flowing through the PCB or the like in order to take an EMC measure, the wiring on the printed circuit board is cut off and the extra current is detected. Therefore, it is necessary to provide a new lead line and the like, and due to an error in the circuit for routing, the measurable frequency range is low and it cannot be applied to a substrate mounted at high density. In addition, in the magnetic field and current probe of the credence company in which the magnetic field detection loop coil is brought close to the loop coil, the loop coil is constituted by windings, and a high resolution enough to detect the current flowing through the pins of the LSI cannot be realized. In US Pat. No. 5,773,974 of the company, the coil portion of this magnetic field probe is described as an inductive antenna in the claims, but it is questionable whether this can achieve high resolution.
[0005]
[Problems to be solved]
Therefore, the present invention provides a near-field probe or a near-field probe that can detect electromagnetic noise and current with a simple configuration and high sensitivity and high resolution without picking up extraneous noise depending on the measurement target in a magnetic field detection probe having a loop coil. The challenge is to devise the system.
[0006]
[Measures taken to solve the problem]
Means of the present invention for solving the above problems are as follows.
[Solution 1]
The solution 1 is that the near-field probe composed of the loop coil and the transmission path is integrally covered with a conductive member by providing an opening on the tip coil side of the detection unit.
This solution 1 is a structure that has been tried in a performance test, and this provides a simple and effective shielding method and structure.
[Solution 2]
Solution 2 is that the near magnetic field probe that is integrally covered with the conductive member to the vicinity of the tip coil is arranged so that the distance between the tip coil arrangement surface arranged on the plane and the conductive member is matched to the measurement target interval. .
The solution 2 is obtained by applying the solution obtained by the solution 1 to a structure for obtaining a higher spatial resolution, and a high spatial resolution can be obtained by adjusting the distance above the coil.
[Solution 3]
The solving means 3 includes a conductive member that is disposed with a gap between the tip position of the tip coil arranged on the plane and the placement surface of the tip coil, with respect to the near-field probe integrally covered to the vicinity of the tip coil with the conductive member. That is, the position of the tip is arranged according to the measurement object.
As a result, the exposed area of the coil can be optimized.
[0007]
[Solution 4]
Solution 4 is a near magnetic field probe comprising a loop coil and a transmission path of Solution 1 to Solution 3, wherein a pad is provided following the transmission line, a connector is provided at the connection, a coaxial cable is connected, The coaxial cable is connected to a circuit unit that integrates and the near magnetic field probe system further outputs the output from the circuit unit through the coaxial cable. The circuit unit is a signal processing unit, and the signal processing unit performs signal processing such as integrating the differential waveform into a real-time current waveform.
[Solution 5]
The solution means 5 is the solution means 4 in which the integration circuit part composed of the chip parts is directly connected to the transmission line part, the pad part is provided at the output part of the integration circuit part, and the connector is provided at the connection part. That is, a near magnetic field probe system is configured by connecting a coaxial cable to the connector.
[Solution 6]
Solution means 6 is that, in Solution means 4, a signal processing circuit section such as an integration circuit is formed integrally with a transmission line section on a semiconductor substrate.
[0008]
[Solution 7]
Solution 7 is a probe according to Solution 1 to Solution 3, in which a coaxial cable having a connector is connected to the connection portion, and a probe tip is connected to a holding member to constitute a pen-type probe.
The probe can be operated by holding the holding member by hand, or it can be brought close to the measurement object in a state where the holding member is supported by a support member.
[Solution 8]
Solution 8 is a solution in which the support member of the near-field probe is a conductive member in Solution 7;
The shield member is provided integrally therewith.
[Solution 9]
Solution 9 is that, in Solution 1 to Solution 3, the probe tip is attached to at least two surfaces of the holding member having a plurality of surfaces.
Thereby, the vector amount can be detected and error correction can be performed.
[0009]
[Solution 10]
The solution 10 is that an amplifier unit is connected to the probe or probe unit according to solution 1 to solution 3 and solution 7 to solution 9, and further connected to a measuring instrument to constitute a measurement system.
As a result, the gain can be increased by the amplifier to facilitate connection to the oscilloscope or the like, and the impedance can be changed by the amplifier to improve the degree of freedom in probe design.
[Solution 11]
The solution means 11 is a measurement system in which a probe unit in which a large number of probes according to the solution means 1 to solution means 3 and solution means 7 to 9 are arranged in parallel on the holding substrate is connected to the amplifier unit, and further connected to a measuring instrument. It is to have constituted.
As a result, it is possible to make an array and simultaneously measure a large number of measurement objects, and to perform parallel contact measurement or distribution measurement.
[Solution 12]
The solving means 12 is the probe of the solving means 1 to 3 or the probe unit having the angle correcting function of the solving means 9, the probe unit having the amplifier function of the solving means 10 or the probe array of the solving means 11, and these are XYZ. The measurement system is composed of the three-dimensional movement means and the measurement unit for detecting signals obtained by the probe, the probe unit, and the probe array.
This makes it possible to measure the real-time current distribution of a circuit such as an LSI.
[Solution 13]
The solving means 13 is the probe or the probe unit of the solving means 1 to 3, the solving means 9, and the solving means 10, sampling its output at regular intervals, executing the sum of the outputs, and integrating each time Is provided with an integration circuit or a signal processing circuit.
This eliminates the need for adjustments such as drift, and allows measurement data to be directly output to a computer such as a personal computer.
[0010]
【Example】
Next, examples will be described with reference to the drawings.
Example 1 is an example of a near-field probe according to Solution 1 and is manufactured as follows by the procedure shown in each drawing of FIG.
The loop coil 1, transmission line 2 (parallel line type), and pad part 3 at the probe tip are made of conductive foil. First, a sheet is cut into a desired shape,
The loop coil 1, the transmission line portion 2, and the pad portion 3 are manufactured, and then bonded onto an insulating substrate 4 such as a glass epoxy substrate. In this example, the insulating material 5 and the conductive metal foil 6 are bonded together as a support material (FIGS. 1A, 1B, 1C). Thereafter, the connector 7 is further connected to the pad connecting portion 3 with solder or the like, and the coaxial cable 8 is connected (FIGS. 2A and 2B). For the transmission line, a coplanar type is used. Moreover, it can also be set as a microstrip type | mold by setting it as a double-sided board | substrate. Then, a near-field probe system that can be connected to a measuring instrument such as an oscilloscope is formed by integrally providing a conductive member 9 made of a metal foil such as A1, Cu so as to cover the entire probe (external shield). (Fig. 3 (a), (b)
, (C)). At that time, the conductive member 9 may be configured not to cover the loop coil 1 at the tip (FIGS. 4A, 4B, and 4C), or may be configured to have a shield on the front surface. (FIG. 5 (a), (b), (c)). If this shield member is about 100 μm, a support plate for holding the outer shape may be used, and if it is about 0.5 mm, a structure that also serves as a cover can be used.
Moreover, when covering with the conductive member 9, that is, the metal foil, an insulating member is provided in advance, so that a short circuit between the probe portion and the metal portion can be avoided. Therefore, the shield member can be formed in close contact, and the overall shape can be reduced. By covering with the conductive member 9 as compared with the conventional type, that is, by providing the shield member, there is no extra magnetic flux linkage, and a highly sensitive probe is realized.
[0011]
Example 2
The second embodiment shown in FIGS. 6, 7 and 8 is an embodiment of the near-field probe by the solution means 2, and is the same procedure as FIGS. 1A, 1 </ b> B, and 1 </ b> C of the first embodiment. A probe in which a connector unit 11 of a signal processing unit including the integrating circuit unit 10 provided on the back surface and a pad unit of a parallel line unit are connected by a coaxial cable 12 (FIGS. 6A and 6B)
The conductive member 9 is provided so as to cover a part or all of the loop coil at the tip (FIGS. 7A, 7B and 7C). The distance E between the arrangement surface of the loop coil at the tip of this and the conductive member 9 is set in accordance with the minimum pitch of the wiring on the PCB substrate to be measured. For example, if the dimension of the loop coil at the tip is 2 mmφ, the minimum pitch of the wiring on the PCB substrate is O.D. If it is 5 mm, the interval E is set to 0.5 mm, and if the minimum pitch of the wiring is 1 mm, the interval E is set to 1 mm. By setting the interval E in this way, the magnetic field from the signal generator can be mainly detected, so that an optimum high-resolution probe corresponding to the measurement object is realized.
[0012]
Example 3
The third embodiment shown in FIG. 9 or FIG. 10 is an example of a near-field probe by the solution means 3, and for the probe manufactured in the same manner as that of the second embodiment, the tip position and tip coil of the tip loop coil arranged in a plane. The position of the front end portion of the conductive member 9 arranged at a distance from the arrangement surface of the electrode is arranged in accordance with the measurement object (arrangement interval E1)
The conductive member 9 is provided so as to cover a part or all of it. The position of the tip of the conductive member disposed at this time is experimentally determined according to the object to be measured and disposed. For example, if the dimension of the tip coil portion is 2 mmφ and the minimum pitch of the PCB wiring is 0.5 mm, the interval E is first set to 0.3 mm, and the difference between the position of the coil tip portion and the conductive member (placement interval) E1) is set to 0.2 mm (FIGS. 9A, 9B, and 9C), and if the minimum pitch of the wiring is 1 mm and the interval E is also 0.3 mm, the arrangement interval E1 is set to 0. 0. It can be set to 7 mm (FIGS. 10A, 10B, and 10C). This value is set by obtaining a dimension from actual measurement in accordance with the measurement object.
The conductive member having such a design can further shield an external magnetic field and can limit the detection region according to the target measurement target, thereby realizing an optimum high-resolution probe.
[0013]
Example 4
The fourth embodiment shown in FIG. 11 is a near-field probe based on the solving means 4 having an integrating circuit.
A connector is connected to the connection part of the pad of the near-field probe manufactured in the same manner as in Example 1, Example 2, and Example 3 by soldering or the like, and a coaxial cable is connected. Further, FIGS. ) Is provided on the same glass epoxy substrate as in the case of
A coaxial cable is connected to the input connector portion, and the coaxial cable 11 is connected from the integrating circuit portion to the output connector portion. Thereafter, a conductive member 9 using a metal foil such as A1, Cu is provided and completed (FIGS. 11 (a), (b), (c)), and the coaxial cable 11 is connected to a measuring instrument such as an oscilloscope. A near-field probe system capable of measuring a real-time waveform is configured (note that the DC power supply for the integration circuit is omitted).
The signal from the loop coil, which is a differential waveform, is signal-processed by the integrating circuit 10 so that real-time detection of the current flowing in the planar wiring such as a PCB can be performed without adding extra elements or providing a lead line. It becomes possible. In addition, the loop coil at the probe tip,
With respect to the transmission line and the pad portion, the same process as a normal printed circuit board manufacturing process can be performed. The integration circuit unit may be another signal processing unit as required.
[0014]
Example 5
The fifth embodiment shown in FIGS. 12 and 13 is an example of the solving means 5, that is, a specific example of the integrating circuit section.
In the same manner as in Example 1, Example 2, Example 3, etc., a loop coil and a transmission line at the probe tip are manufactured in the same process as the normal printed circuit board manufacturing process. A wiring pattern provided with a chip component connection pad 3 and an output connector pad 13 for constituting the integrating circuit 10 is provided simultaneously. A chip component (integration circuit 10) and a connector 11a are connected to the wiring pattern portion by soldering or the like, and a coaxial cable 11 is connected to the connector 11a (FIG. 12A,
(B)) Further, the entire probe part is integrally covered with a metal foil (conductive member 9) such as Al or Cu (FIGS. 13A and 13B), and the coaxial cable 11 is attached to a measuring instrument such as an oscilloscope. Connected to form a near-field probe system capable of measuring a real-time waveform (however, the illustration of the DC power supply for the integration circuit is omitted in the figure). In this way, a small probe is configured. In addition, after forming Al or the like as a conductive thin film on the quartz substrate that is the insulating substrate 4, the same wiring pattern as before can be realized even after passing through a photolithography etching step according to a normal semiconductor process, Further, the same can be realized by connecting the chip component and the connector with a conductive adhesive.
In this case, the integrating circuit 10 can exhibit a sufficient function by providing a differential amplifier, feeding back its output, and providing a chip capacitor having excellent high frequency characteristics in its path. As an example of the integration circuit unit, the one shown in FIG. 14 may be used. When another signal processing unit needs to be provided, this may be provided in accordance with the production of the integration circuit unit.
[0015]
Example 6
The sixth embodiment shown in FIGS. 15 to 18 is an example of the integration circuit section of the solving means 6.
An integration circuit portion is formed in advance on a semiconductor substrate such as Si and GaAs by a normal semiconductor process, and further an insulating layer and a through hole 12 are formed (FIGS. 15A, 15B, 16A, 16A, 16B). b)). Then, after forming the loop coil 1 and the transmission line 2 at the tip of the probe with a conductive metal such as Al on a semiconductor substrate such as Si or GaAs where the integration circuit portion is formed instead of the quartz substrate in Example 5, The integration circuit unit 10 manufactured through a normal photolithography process and the probe tip are connected. In addition, the probe tip portion is formed on the quartz substrate as in the fifth embodiment, and the same can be realized by flip-chip mounting or the like. Thereafter, after mounting on the coaxial cable connector 11a, the coaxial cable 11 is connected (FIGS. 17 (a) and (b)), and the entire probe portion is integrally formed with a conductive member such as Al or Cu ( Shield with metal foil 9 (FIGS. 18A and 18B). By connecting this to a measuring instrument such as an oscilloscope, a near-field probe system capable of measuring a real-time waveform is constructed.
In this embodiment, the whole is further reduced in size, and for example, a near-field probe capable of detecting the current of the wiring pattern dimensions inside the LSI is manufactured. A signal processing unit other than the integration circuit unit can be configured in the same manner.
[0016]
Example 7
A seventh embodiment shown in FIGS. 19 and 20 is a pen-type near-field probe by the solution means 7.
In the seventh embodiment, a probe portion having an integration circuit portion formed on the Si substrate of the sixth embodiment and a conductive member made of a metal foil such as A1, Cu are provided, and the integrated probe tip portion is provided. The holding member 14 is connected with an epoxy adhesive such as Araldite. The material of the holding member 14 may be plastic, metal, glass, etc., and may be determined in consideration of the material of the substrate at the probe tip and the presence or absence of conductivity. As the shape, it is preferable to make it easy to hold it by hand and to make it close to the measurement location, or to make the substrate itself forming the loop coil easy to contact (FIGS. 19A and 19B). A near-field probe system is configured by connecting a coaxial cable to the connector at the probe tip and connecting it to a measuring instrument such as an oscilloscope (FIGS. 20A and 20B).
This near-field probe system allows you to check the current that flows in a planar wiring such as a PCB without adding extra elements or providing a lead wire. The current signal can be easily measured by bringing it to the part. It is possible to use a method of temporarily fixing the probe tip to a target location by processing the tip of the probe or using an adhesive or the like.
Further, a support member 15 is provided, the holding member 14 is fixed to the support member 15, and the current signal is easily detected by fixing the holding member 14 in a state where it is brought into contact with a target portion without processing the tip of the probe. It is also possible.
[0017]
Example 8
Example 8 shown in FIG. 21 is a near-field probe by means 8 for solving. The probe tip integrated with the integration circuit part formed on the Si substrate of Example 6 is held with an epoxy adhesive such as Araldite. 14 is connected. A conductive member is used as the material of the holding member, and a conductive member made of a metal foil such as A1, Cu is provided on the holding member so as to be integrated. It is preferable that the entire shape is easily brought close to the measurement location, or the substrate itself forming the loop coil is easily brought into contact with the measurement location. A near-field probe system is configured by connecting the coaxial cable 11 to the connector at the probe tip and connecting it to a measuring instrument such as an oscilloscope.
Real-time waveform detection is possible, and it is possible to detect and check the current flowing in a planar wiring such as PCB without adding extra elements or providing a lead line. Similar to the probe, the current signal can be easily measured by simply holding the tip of the near-field probe to the target portion on the oscilloscope.
In addition, the method of fixing the probe tip part temporarily or using a bonding material or the like to a target place can be used, or a support member is provided, and the holding member 14 is fixed to the support member. The current signal can be easily detected by bringing the tip of the probe into contact with the measurement target portion without processing the tip.
[0018]
Example 9
The ninth embodiment shown in FIGS. 22 and 24 is an example of a current detection system using the solving means 9, and two or more probe tips in the seventh embodiment are attached to the holding member 14 (FIGS. 22A and 22B). b), (c)), one of the probe tips is placed parallel to the support substrate, and the other probe tip is placed vertically and attached. The magnetic field components generated by the currents are detected at the two probe tip portions, and the detection signal is fed back, thereby correcting the angle deviation at the time of contact. According to this current detection probe system, it is possible to detect a highly accurate current value with a small absolute value error by synthesizing the vectors detected by the two probe tips (FIG. 24).
In addition, the display unit displays the output of one probe and the output of the other probe,
And the value which carried out the square average of both outputs is output to a measuring device. In addition, the probe is held in parallel with the support member 15 at the measurement location so that the indicated value on the display unit is as large as possible.
[0019]
Example 10
The embodiment 10 shown in FIG. 25 is based on the solving means 10, and is a unit in which a probe (for example, FIG. 8) provided with an integration circuit as in the embodiment 2 and an amplifier is unitized, and the probe and amplifier are unitized. As a result, it can be directly connected to a measuring instrument such as an oscilloscope having a normal gain, and the real-time current flowing through the LSI on the PCB can be sufficiently detected. Further, since the impedance can be easily changed by connecting an amplifier and the degree of freedom of design increases, the setting of the dimensions of each part of the probe can be appropriately changed according to the measurement object.
[0020]
Example 11
In the eleventh embodiment shown in FIG. 26, a number of probes (for example, FIG. 8) provided with integrating circuits such as those of the second embodiment are arranged in parallel, and a plurality of probes flowing in a flat cable are sequentially switched by a switch. Can be detected simultaneously. Depending on the dimensions, it is possible to arrange a large number of probes corresponding to the pins of the LSI, and in this way, for example, it is possible to simultaneously measure current values for a large number of address data lines.
[0021]
Example 12
The embodiment 12 shown in FIG. 27 is based on the solving means 12, and the probe (FIGS. 18A and 18B) of the embodiment 6 is supported on the movable stage 16 that moves in the XYZ directions that can be moved minutely. By moving the probe minutely by the moving stage 16, it is possible to measure the real-time current at any number of positions in the wiring in the LSI and measure the current value distribution.
[0022]
Example 13
The thirteenth embodiment shown in FIG. 28 is based on the solving means 13, and the detection signal from the probe is sampled at regular intervals by the sampling unit, integrated by the integrating unit, or AD converted by the AD converting unit and output. It can be done. As a result, it is possible to directly output to a computer such as a personal computer without adjusting drift.
[0023]
【The invention's effect】
According to the probe of the present invention, the shield member is integrated with the outside of the probe portion,
Excessive noise can be eliminated by providing an opening only on the measurement target side, and an extremely small current signal (differential waveform) can be detected. In addition, according to the inventions according to claim 2 and claim 3, by adjusting the position of the shield member, signals from a region narrowed down to a narrower measurement object can be mainly detected, so that higher resolution can be realized.
According to the invention of claim 4, by providing a signal processing unit such as an integration circuit, a high-frequency real-time current waveform or the like is obtained, and signal analysis is facilitated.
According to the invention of claim 5, the entire probe can be reduced in size because it is constituted by a chip component, and the probe tip and the integration circuit unit are monolithically reduced by the invention of claim 6, thereby further reducing the size of the entire probe. it can.
[0024]
In the inventions according to claims 7 and 8, since the probe can be held by hand or using a simple fixing jig, the measurement location should be specified → measurement → moved while visually observing. This improves the workability during measurement.
According to the invention of claim 9, since the probe is arranged at two different angles, information equivalent to the angle at the time of fixation can be detected. Measurement error can be reduced.
Since the amplifier or the impedance conversion device is provided according to the invention of claim 10, a smaller current source can be detected. In addition, it is possible to design the dimensions of each part of the probe in accordance with the measurement target.
By arranging the probes in parallel according to the invention according to claim 11, the parallel signal lines of the LSI can be measured simultaneously, and the probe according to the invention according to claim 12 can be minutely moved in three dimensions. It becomes possible to measure the current distribution in the region.
According to the thirteenth aspect of the present invention, the probe output is digitized in advance, so that no drift adjustment is required and it can be output to a computer.
[Brief description of the drawings]
1A is a plan view showing a production procedure 1 of Example 1, FIG. 1B is a plan view showing a production procedure 2, and FIG. 1C is a plan view showing a production procedure 3;
2A is a side view showing a production procedure 4 of Example 1, and FIG. 2B is a plan view showing the production procedure 4. FIG.
3A is a front view of Example 1 of the probe of Example 1, FIG. 3B is a side view of Example 1, and FIG. 3C is a plan view of Example 1. FIG.
4A is a front view of another example 2 of the probe of Example 1, FIG. 4B is a side view of Example 2, and FIG. 4C is a plan view of Example 2. FIG.
5A is a front view of yet another example 3 of the probe of Example 1, FIG. 5B is a side view of Example 3, and FIG. 5C is a plan view of Example 3. FIG. .
6A is a front view showing a production procedure 4 of Example 2, and FIG. 6B is a plan view showing the production procedure 4. FIG.
7A is a front view of Example 1 of the probe of Example 2, FIG. 7B is a side view of Example 1, and FIG. 7C is a plan view of Example 1. FIG.
8A is a front view of another example 2 of the probe of Example 2, FIG. 8B is a side view of Example 2, and FIG. 8C is a plan view of Example 2. FIG.
9A is a front view of Example 1 of the probe of Example 3, FIG. 9B is a side view of Example 1, and FIG. 9C is a plan view of Example 1. FIG.
10A is a front view of another example 2 of the probe of Example 3, FIG. 10B is a front view of the example 2, and FIG. 10C is a plan view of the example 2;
11A is a front view of Example 1 of the probe of Example 4, FIG. 11B is a side view of Example 1, and FIG. 11C is a plan view of Example 1. FIG.
12A is a side view of the probe unit of Example 5, and FIG. 12B is a plan view of the probe.
FIG. 13 (a) is a side view of the probe of Example 5 with a shield, (b)
Is a plan view of the probe.
FIG. 14 is an equivalent circuit diagram of an integrating circuit unit according to the fifth embodiment.
FIG. 15A is a plan view showing a manufacturing process 1 of Example 6, and FIG. 15B is the same side view.
16 (a) is a plan view showing a manufacturing process 2 of Example 6, and FIG. 16 (b) is a side view thereof.
17A is a plan view of a probe unit according to Embodiment 6, and FIG. 17B is a side view thereof.
18 (a) is a plan view of a probe of Example 6 with a shield, and FIG. 18 (b)
Is the same side view.
FIG. 19A is a plan view of a pen-type near-field probe of Example 7, and FIG. 19B is a side view thereof.
FIG. 20 is a side view of an example of using the pen-type near-field probe according to the seventh embodiment.
FIG. 21 (a) is a plan view of a probe of Example 8, and FIG. 21 (b) is a side view thereof.
22A is a plan view of a current detection system of Example 9, FIG. 22B is a side view of a probe in the current detection system, and FIG. 22C is a bottom view of the probe.
FIG. 23 is a side view of a usage example of the current detection system according to the ninth embodiment.
FIG. 24 is a conceptual diagram illustrating an example of an angle correction method according to the ninth embodiment.
25A is a side view of Example 10, FIG. 25B is a plan view of the example, and FIG. 25C is a front view of the example.
FIG. 26 is a side view of a usage example of the current detection system according to the eleventh embodiment.
FIG. 27 is a side view of an example of use of the current detection system according to the twelfth embodiment.
FIG. 28 is a conceptual diagram of an integrating circuit unit according to a thirteenth embodiment.
[Explanation of symbols]
1: Loop coil
2: Parallel line section
3: Pad part
4: Insulating substrate
5: Insulation sheet
6: Conductive metal foil
7: Connector
8: Coaxial cable
9: Conductive member
10: Integration circuit section
11: Coaxial cable
11a: Connector for coaxial cable
12: Through hole
13: Pad for connection
14: Holding member
15: Support member
16: Moving stage

Claims (13)

ループコイルと伝送路よりなる近磁界プローブにおいて、導電性部材で検知部の先端コイル側に開口部を持たせ、全体を一体で覆ったことを特長とする近磁界プローブ。A near-magnetic field probe comprising a loop coil and a transmission line, wherein an opening is provided on a tip coil side of a detection unit with a conductive member, and the whole is integrally covered. 導電性部材で先端コイル付近まで一体で覆った近磁界プローブにおいて、平面に配置した先端コイルの配置面と導電性部材の間隔を測定対象の間隔にあわせて配置したことを特長とする近磁界プローブ。In a near-field probe that is integrally covered with a conductive member up to the vicinity of the tip coil, the near-field probe is characterized in that the spacing between the tip coil arrangement surface and the conductive member arranged in a plane is set in accordance with the distance to be measured. . 導電性部材で先端コイル付近まで一体で覆った近磁界プローブにおいて、平面に配置した先端コイルの先端位置と先端コイルの配置面との間に間隔をおいて配置した導電性部材の先端部の位置を測定対象にあわせて配置したことを特長とする近磁界プローブ。In the near-field probe integrally covered with the conductive member up to the vicinity of the tip coil, the position of the tip of the conductive member arranged at a distance between the tip position of the tip coil placed on the plane and the placement surface of the tip coil A near-field probe characterized by the placement of the 請求項1乃至請求項3のループコイルと伝送路よりなる近磁界プローブにおいて、伝送線路に続いてパッド部を設け、その接続部にコネクターを設け、同軸ケーブルを接続し、信号を積分する回路部にその同軸ケーブルを接続し、回路部からの出力をさらに同軸ケーブルで出力する近磁界プローブシステム。4. A near magnetic field probe comprising a loop coil and a transmission line according to claim 1, wherein a pad portion is provided following the transmission line, a connector is provided at the connection portion, a coaxial cable is connected, and a signal is integrated. A near-field probe system that connects the coaxial cable to the circuit and outputs the output from the circuit section via a coaxial cable. 伝送線路部から直接チップ部品で構成された信号を積分する回路部に接続され、さらに、積分回路部の出力部にパッド部を設け、その接続部にコネクターを設けてさらに同軸ケーブルを接続した請求項4の近磁界プローブシステム。Connected to a circuit unit that integrates a signal composed of chip parts directly from the transmission line unit, and further provided a pad unit at the output unit of the integration circuit unit and a connector at the connection unit to connect a coaxial cable. Item 5. The near-field probe system according to Item 4. 積分をはじめとする信号処理部用回路部を半導体基板上に伝送線路部と一体で構成した請求項4の近磁界プローブシステム。5. The near-field probe system according to claim 4, wherein the signal processing circuit section including integration is formed integrally with the transmission line section on the semiconductor substrate. その接続部にコネクターを有する同軸ケーブルを接続してなるプローブ先端部とその先端部を保持部材に接続し、該保持部材を手で保持して操作し、あるいは支持部材を用いて測定対象に近接させることができるようにした、請求項1乃至請求項3のペン型近磁界プローブ。Connect the probe tip with a coaxial cable with a connector to the connection part and connect the tip to the holding member, hold the holding member by hand, or operate it close to the object to be measured using the support member The pen-type near-field probe according to claim 1, wherein the pen-type near-field probe can be made to operate. 上記支持部材を導電性部材とし、これと一体に上記シールド部材を設けた請求項8又は請求項7の近磁界プローブ。The near-field probe according to claim 8 or 7, wherein the support member is a conductive member, and the shield member is provided integrally therewith. 請求項1乃至請求項3の近磁界プローブにおいて、複数の面を持つ保持部材の少なくとも2つ以上の面にプローブ先端部を張り付けた近磁界プローブ。4. The near magnetic field probe according to claim 1, wherein a probe tip is attached to at least two surfaces of a holding member having a plurality of surfaces. 請求項1乃至請求項3、請求項7乃至請求項9の近磁界プローブにアンプ部を接続し、さらに計測器を接続した計測システム。A measurement system in which an amplifier is connected to the near magnetic field probe according to any one of claims 1 to 3 and claims 7 to 9, and a measuring instrument is further connected. 請求項1乃至請求項3、請求項7乃至請求項9の近磁界プローブを保持基板に並列に多数配置したプローブユニットをアンプ部と一体に接続し、
さらに計測器に接続した計測システム。
A probe unit in which a number of near-field probes according to claims 1 to 3 and claims 7 to 9 are arranged in parallel on a holding substrate is connected integrally with an amplifier unit,
A measurement system connected to a measuring instrument.
請求項1乃至請求項3、または請求項9の角度補正機能を有するプローブユニット、請求項10のアンプ機能をもったプローブユニットまたは請求項11のプローブアレーと、これらをXYZの3次元に移動させる手段と、プローブ、プローブユニットおよびプローブアレーで得られた信号を検知する計測部とで構成された計測システム。A probe unit having an angle correction function according to any one of claims 1 to 3 or claim 9, a probe unit having an amplifier function according to claim 10, or a probe array according to claim 11, and moving them in three dimensions of XYZ A measurement system comprising means and a measurement unit for detecting signals obtained by a probe, a probe unit, and a probe array. 請求項1乃至請求項3、請求項9、請求項10のプローブ又はプローブユニットの出力を一定時間ごとにサンプリングし、その出力の和を実行し、各時刻ごとの積分を行う積分回路あるいは信号処理回路を設けた計測システム。An integration circuit or signal processing that samples the outputs of the probes or probe units of claims 1 to 3, 9, and 10 at regular intervals, sums the outputs, and integrates at each time. A measurement system with a circuit.
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