JP4363062B2

JP4363062B2 - Electrical characteristic measuring device and measurement error calibration method of electrical measuring device

Info

Publication number: JP4363062B2
Application number: JP2003058557A
Authority: JP
Inventors: 岳神谷; 力藤本
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2003-02-17
Filing date: 2003-03-05
Publication date: 2009-11-11
Anticipated expiration: 2023-03-05
Also published as: JP2004309132A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＳＡＷフィルタやアイソレータ等の散乱係数測定やチップインダクタにおけるインピーダンスを測定する測定装置や測定方法に関し、特に測定系の誤差の校正方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、測定値から測定系の誤差の影響を除去することを目的としてＳＯＬＴ補正が実施される。この補正法は、次のように実施される。すなわち、まず、電気特性（散乱係数等）の物理的真値が予め特定された標準器が用意される。ここでは、電気特性の物理的真値が極限値を示す同軸電子部品が標準器として用いられる。このような同軸電子部品が標準器として用いられるのは、電気特性が極限値を示す同軸電子部品であればその電気特性の物理的真値の特定が比較的容易であるためである。具体的には、開放,短絡,終端等の電気状態を有する同軸電子部品の電気特性の物理的真値は極限値を示す。そのため、このような同軸電子部品が標準器として用いられる。なお、同軸電子部品等の電子部品において電気特性の物理的真値を特定することを、以下、値付けと称す。
【０００３】
ＳＯＬＴ補正の説明に戻る。次に、測定器に設けられた２つの接続ポートそれぞれに同軸ケーブルが接続されたうえでその同軸ケーブルの先端に、用意した標準器が接続される。この状態で標準器の電気特性が測定される。さらに、標準器が取り除かれた状態で同軸ケーブルの先端同士（測定器の接続ポート同士）が接続（スルー接続）され、この状態でも電気特性が測定される。そして、標準器が接続された状態での電気特性と非接続状態での電気特性を比較することにより、同軸ケーブル先端までの誤差要因が同定される。誤差要因を同定することで、標準器が接続された状態での電気特性と非接続状態での電気特性との間の対応関係が算定される。この場合、同軸ケーブルの先端が校正面となる。
【０００４】
以上の対応測定値どうしの対応関係の算定（誤差要因の同定）を実施したうえで、実際の被検体試料の電気特性測定時において、算定した対応関係に基づいて測定値を補正する（誤差要因の影響を計算により取り除く）。このような対応関係の算定および対応関係に基づく測定値の補正（誤差要因の同定および計算による誤差要因の取り除き作業）が校正と呼ばれており、上述したＳＯＬＴ補正は校正の一例である。
【０００５】
誤差要因は図６に示す誤差モデルによって表現される。図６は、２ポートの測定系の誤差モデルであるが、３ポート以上の多ポートの場合もあり、この場合において、上述したのと同様の校正処理が実施される。
【０００６】
また、電子的にいくつかの既知の特性（値付けされた特性）を作り出すことが可能な電子標準器もある。この電子標準器は一度同軸ケーブルに接続すれば標準器の着脱をせずとも複数の特性を作り出したうえで測定して校正を完了することができる。
【０００７】
同軸コネクタを有しない電子部品（以下、非同軸電子部品という）、例えば、表面実装型電子部品の電気特性を測定する際においても、上記校正は必要となる。この場合、測定器の接続ポートに接続された同軸ケーブルと非同軸電子部品とが治具により中継される。治具は同軸ケーブルに接続される同軸コネクタを有しており、この同軸コネクタが同軸ケーブルに接続された状態で同軸ケーブルに接続される。非同軸電子部品は同軸ケーブルに接続された治具上に実装されてその電気特性が測定される。
【０００８】
非同軸電子部品の校正においても基本的には標準器が必要となる。しかしながら、非同軸電子部品の標準器を造ることは、現実的にほとんど不可能である。これは、同軸形状以外の標準器はその値付けが非常に困難であることに起因している。そのため、標準器がない状態で非同軸電子部品を対象とする校正を行う場合、同軸ケーブルに治具を取り付るにも拘わらず、その校正面は、同軸ケーブルの先端となる。したがって、非同軸電子部品では、非同軸電子部品（値付けはされていない）を治具に取り付けた状態の電気特性が同定される。
【０００９】
この場合、治具にも誤差が生じる可能性がある。そのため、治具により生じる誤差要因を無視した状態で非同軸電子部品の電気特性が同定されるか、あるいは治具の物理的寸法を基にした計算によって治具に起因する誤差要因が推定されたうえで、測定により得られる電気特性から治具の推定誤差要因が計算により除去されることで、非同軸電子部品の測定時の校正精度が高められる。（非特許文献１参照）
【００１０】
【非特許文献１】
Agilent Technologies 8720ES User's Guide p41-p51
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようにして非同軸電子部品の校正を実施する従来の構成では、校正精度が必ずしも高いものにならないうえに、さらに次のような課題がある。
【００１２】
すなわち、誤差要因の同定を実施する際には、治具から同軸ケーブルを取り外して標準器を接続しなければならない。ところが、出荷検査に用いられる電気特性測定選別器などでは同軸ケーブルにはセミリジットケーブルと呼ばれる固いケーブルが用いられることが多い。この場合、治具から同軸ケーブルを取り外そうとするとその作業は非常に手間のかかる作業となる。
【００１３】
また、治具に対する同軸ケーブルの取り付け作業はトルクレンチを用いて治具の同軸コネクタに対して締め付け作業を実施することで行われる。この作業は多少とも熟練を必要とし、締め付け量を正確に制御しないとそのことでも測定誤差が生じてしまう。さらには、校正を繰り返すとセミリジットケーブルが折れるなどの破損事故の原因にもなる。
【００１４】
電子標準器を用いれば、同軸コネクタの付け外しの回数は減るものの、治具と同軸ケーブルとを外したり、付けたりといった作業が必要となる点では、前述した校正作業と相違ない。
【００１５】
さらには、電子標準器を用いようと用いまいと、同軸コネクタの付け外しはトルクレンチ等を用いた非常に微小な調整作業を必要するために、校正作業を人手に頼らずに自動化することが困難であった。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するためには、本発明は、同軸接続面を有し、この同軸接続面に、非同軸接続面を有する治具を接続したうえで、前記非同軸接続面に非同軸電子部品を接続し、この状態で前記非同軸電子部品の電気特性を測定する電気特性測定装置の測定誤差校正方法において、次のように構成した。
【００１７】
すなわち、前記同軸接続面に前記治具を接続したうえで、前記非同軸接続面に非同軸電子部品を接続し、前記非同軸電子部品を前記治具に実装した複合部品からなる校正用部品の電気特性を初期特性として測定する工程と、前記初期特性を記憶する工程と、所定時間経過後、もしくは装置内外に何らかの変化が生じた時点で、前記非同軸接続面に前記非同軸電子部品を再度接続し、この状態で前記校正用部品の電気特性を経過特性として測定する工程と、前記初期特性を記憶先から呼び出したうえで、前記経過特性と前記初期特性とを比較し、両特性が一致しない場合には前記同軸接続面を校正面として前記経過特性を前記初期特性に一致させる対応関係を算定する工程と、前記対応関係が算定されている状態で前記非同軸電子部品の測定を行う場合には、その測定結果を前記対応関係に基づいて補正する工程とを含んで電気特性測定装置の測定誤差校正方法を構成した。
【００１８】
以下、本発明の作用について説明する。本発明の課題において説明したように、電気特性測定装置の同軸接続面（同軸ケーブルの先端）と治具との接続作業はできるだけ行わないのが好ましい。しかしながら、治具を取り付けたままで測定値の校正を実施するには、非同軸電子部品の標準器が必要となる。
【００１９】
従来から電気特性の測定値の校正作業には、開放・短絡等の電気状態であって、その電気特性（散乱係数等）が極限値に正確に調整された標準器が用いられている。同軸電子部品に対する前記校正作業において、開放・短絡・終端等の電気状態の同軸電子部品が標準器として用いられるのは、同軸電子部品においてはその電気状態を開放・短絡・終端等の電気状態にすればその電気特性の物理的真値をその電気状態に対応する極限値に正確に調整することが可能である、という理由に因っている。
【００２０】
しかしながら、非同軸電子部品においては、その電気状態をどのような状態にしたとしても、その電気特性の物理的真値を正確に値付けすることはほとんど不可能である。
【００２１】
そこで、本願発明者は考察を重ねた結果、次のことを思い至った。すなわち、測定値の校正作業に必要な標準器は値付けされたものが必要である。しかしながら、必ずしも、電気特性（散乱係数等）の物理的真値が極限値を示す非同軸電子部品（開放・短絡・終端等の電気状態を有する）が標準器として必要であるわけではない。
【００２２】
非同軸電子部品においては、電気特性の物理的真値が特定された標準器を作製することがほとんど不可能であるものの、同軸コネクタを有する治具に実装すれば、その状態（非同軸電子部品＋治具）の電気特性の物理的真値を特定することが可能となる。したがって、非同軸電子部品を治具に実装した複合部品を校正用部品（すなわち、擬似的な標準器）として用いることができ、そうすれば、その校正精度は格段に向上する。このような校正用部品を用いて校正を行う場合、同軸電子部品の校正時と同様、同軸接続面（同軸ケーブルの先端）が校正面となる。
【００２３】
しかしながら、このような複合部品を校正用部品として用いる場合、やはり、測定器側の同軸接続面に対して校正用部品を着脱する作業が必要となる。そうすると、同軸接続面に対してトルクレンチ等を用いて治具を同軸接続面から着脱しなければならずその作業が面倒であるうえに、トルクレンチの締め付け量の調整誤差が測定誤差の原因にもなる。さらには、校正を繰り返すと測定器側の同軸接続面（同軸ケーブルであって、例えばセミリジットケーブル）が折れるなどの破損事故の原因にもなる。
【００２４】
ここで、治具を用いることに着目する。治具を用いる場合、測定対象である非同軸電子部品を含む複数の非同軸電子部品で単一の治具を共用することができる。そうすれば、同軸接続面に治具を取り付けたまま、治具に非同軸電子部品を実装することが可能となる。このようにしても、治具と各非同軸電子部品との複合部品それぞれを校正用部品として用いることができる。この場合、治具に対する非同軸電子部品の実装は圧着操作を利用した仮実装により実施することができ、そうすれば、非同軸電子部品の実装動作の自動化も可能となる。
【００２５】
なお、校正用部品として、互いに電気特性の異なる複数の非同軸電子部品を用いるのが好ましい。そうすれば、精度の高い２ポート補正等のＳＯＬＴ補正により校正することが可能となる。
【００２６】
なお、前記初期特性を測定する前工程として、前記同軸接続面に、既知の電気特性を有する同軸電子部品からなる標準器を接続した状態で、この標準器の電気特性を測定する工程と、測定した前記標準器の電気特性を前記既知の電気特性に一致させる初期対応関係を算定することで、前記同軸接続面を校正面にする工程とをさらに含み、前記非同軸電子部品の測定結果の補正工程において、前記非同軸電子部品の測定結果を、前記初期対応関係と前記対応関係とに基づいて補正するのが好ましい。
【００２７】
そうすると、校正精度がさらに向上するうえに、複数の電気特性測定装置それぞれの同軸接続面を装置間で共通化された校正面とすることができる。校正面の共通化が図れれば、治具に校正用部品を実装してなる複合部品を初期特性を複数の電気特性測定装置で共通化することが可能となる。
【００２８】
この場合、前記標準器として、互いに電気特性の異なる複数の同軸電子部品を用いるのが好ましい。そうすれば、校正面を精度高く形成することが可能となる。
【００２９】
またこの場合、前記校正用部品の初期特性を測定する工程に替えて、前記校正面に前記治具を介して接続された前記非同軸電子部品の初期特性を記憶している外部の記憶装置からその初期特性を取り込む工程を含んでもよい。これは各電気特性測定装置で校正面を共通化していることにより可能となる。このようにすれば、測定データの精度が各装置で実質的に同一とみなすことができるうえに次のような利点がある。
【００３０】
すなわち、予め、前記初期特性を一つの電気特性測定装置で測定して外部に記憶装置に記憶おけば、初期特性は、各電気特性測定装置から任意に取り出して用いることが可能となる。そうすれば、各電気特性測定装置毎に初期特性を測定する手間が省略される。
【００３１】
また、本発明の測定誤差校正方法が実施される電気特性測定装置においては、前記同軸接続面に接続された前記治具に前記非同軸電子部品を着脱自在に装着する手段を有するのが好ましい。そうすれば、電気特性測定装置の校正操作を自動化することが可能となる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態にかかる電気特性測定装置、およびこの装置を用いた測定誤差校正方法について図１〜図４を参照して説明する。図１（ａ）〜図１（ｃ）は実施の形態１の電気特性測定装置の構成図である。図２は非同軸電子部品の外観斜視図である。図３は表面実装型の電子部品の外観斜視図である。図４は電気特性測定装置による測定動作を示すフローチャートである。
【００３３】
本実施の形態の構成は、図１（ａ）〜図１（ｃ）に示すように、ネットワーク・アナライザ,インピーダンス・アナライザ,ＬＣＲメータ等の電気特性測定装置１と、測定対象非同軸電子部品等を実装する治具２と、電気特性測定装置１と治具２とを接続する一対の同軸ケーブル３,３と、非同軸電子部品４とを有している。
【００３４】
電気特性測定装置１は、表面実装電子部品等の非同軸電子部品（以下、ＳＭＤという）５の電気特性（散乱係数,インピーダンス等）を測定する装置である。ＳＭＤ５は、例えば、表面弾性波装置から構成されており、図３に示すように、その表面には信号用端子電極５ａと接地用端子電極５ｂとが設けられている。
【００３５】
電気特性測定装置１は、測定装置本体１ａと、情報処理器１ｂとを備えている。電気特性測定装置１は、非同軸電子部品４およびＳＭＤ５の各種特性を所定の周波数範囲（例えば３０ｋＨｚ〜６ＧＨｚ）にわたって測定する。非同軸電子部品４は、基本的にはＳＭＤ５と同様の電子部品であって、図２に示すように、同様の信号用端子電極４ａと接地用端子電極４ｂとが設けられている。非同軸電子部品４は、複数設けられており、これら複数の非同軸電子部品４は互いに異なる電気特性を発生させる構造を有している。本実施の形態では、開放,短絡,終端,伝達の４つの電気特性に近似した電気特性をそれぞれ発生させる４つの非同軸電子部品４Ａ〜４Ｄが設けられている。
【００３６】
測定装置本体１ａは、一対の接続用の同軸端子１ｃ,１ｃを有している。同軸ケーブル３の両端には、それぞれ同軸コネクタ３ａと同軸コネクタ３ｂとが設けられている。同軸ケーブル３,３の一端側の同軸コネクタ３ａは同軸端子１ｃに接続されている。同軸ケーブル３,３の他端側の同軸コネクタ３ｂには治具２が接続可能になっている。本実施形態では、同軸コネクタ３ｂにより同軸接続面が構成されている。
【００３７】
情報処理器１ｂは、測定装置本体１ａの動作制御を司るとともに、測定装置本体１ａから送出される各種データを受信し、そのデータを記憶するとともに、そのデータに基づき所定の計算を行ってその計算結果を記憶し、さらにその計算結果を測定装置本体１ａに送出している。なお、本実施形態では、測定装置本体１ａと情報処理器１ｂと別体としたが、これらを一体にしてもよいのはいうまでもない。
【００３８】
治具２は、同軸ケーブル３にＳＭＤ５を接続するための伝送経路変換具である。治具２は、誘電体基板２ａと、誘電体基板２ａの表面に形成されたマイクロストリップライン２ｂと、同じく表面に形成されたグランドパターン２ｃと、同軸コネクタ２ｄとを備えている。
【００３９】
同軸コネクタ２ｄは誘電体基板２ａの両端それぞれに設けられている。マイクロストリップライン２ｂとグランドパターン２ｃとは、誘電体基板２ａの表面中央で分割されている。
【００４０】
誘電体基板２ａの一端側に設けられたマイクロストリップライン２ｂは一方の同軸コネクタ２ｄの中心導体（図示省略）に電気接続されている。同じく誘電体基板２ａの一端側に設けられたグランドパターン２ｃは、一方の同軸コネクタ２ｄの外部導体（図示省略）に電気接続されている。
【００４１】
誘電体基板２ａの他端側に設けられたマイクロストリップライン２ｂは他方の同軸コネクタ２ｄの中心導体（図示省略）に電気接続されている。同じく誘電体基板２ａの他端側に設けられたグランドパターン２ｃは、他方の同軸コネクタ２ｄの外部導体（図示省略）に電気接続されている。
【００４２】
このように構成された治具２において、ＳＭＤ５の信号用端子電極５ａは、マイクロストリップライン２ｂに圧着接続可能になっており、接地用端子電極５ｂはグランドパターン２ｃに圧着接続可能になっている。同軸コネクタ２ｄは、同軸ケーブル３,３の他端側の同軸コネクタ３ｂに接続可能になっている。本実施形態では、誘電体基板２ａの表面に設けられたマイクロストリップライン２ｂとグランドパターン２ｃとから非同軸接続面が構成されている。
【００４３】
同軸ケーブル３は、通常、セミリジットケーブルから構成されている。
【００４４】
次に、この電気特性測定装置１を用いた測定誤差の校正方法およびＳＭＤ５の測定動作を図４のフローチャートを参照して説明する。
【００４５】
まず、同軸コネクタを備えた通常の３種の標準器１０Ａ,１０Ｂ,１０Ｃが用意される。各標準器１０Ａ〜１０Ｃは、予め定められた電気特性（ＬＯＡＤ，ＯＰＥＮ，ＳＨＯＲＴのうちの一つ）を精度高く発生させる同軸電子部品から構成される。２ポート補正を実施する場合には、標準器１０Ａ〜１０Ｃは、それぞれ一対設けられており、一対設けられた同軸ケーブル３,３のそれぞれに取り付け可能となっている。
【００４６】
用意した標準器１０Ａ〜１０Ｃが、同軸ケーブル３,３の同軸コネクタ３ｂ,３ｂそれぞれに接続された状態で、その電気特性が順次測定される。さらには、標準器１０Ａ〜１０Ｃが接続されずに、同軸コネクタ３ｂ,３ｂどうしが直接接続された状態（ＴＨＲＯＵＧＨ）でその電気特性が測定される（Ｓ４０１）。
【００４７】
測定結果は、情報処理器１ｂに送出されて記憶される。測定結果は、標準器１０Ａ〜１０Ｃ（具体的にはその既知特性）に対応付けられて情報処理器１ｂに記憶される。
【００４８】
全ての標準器１０Ａ〜１０Ｃの電気特性の測定が終了すると、情報処理器１ｂは、記憶している各標準器１０Ａ〜１０Ｃの測定結果を呼び出して、その測定結果を対応する既知特性に一致させる初期対応関係を算定する、すなわち、初期誤差要因を同定する。初期対応関係の算定は、例えば、２ポート補正（ＳＯＬＴ補正法）といった周知の校正方法により実施される（Ｓ４０２）。
【００４９】
２ポート補正は、簡単に言えば、上記測定結果に基づいて、電気特性測定装置１（同軸コネクタ３ｂ先端まで）の誤差要因を同定し、測定対象の測定時には、同定した誤差要因の影響を取り除くことで、精度の高い測定を実現する校正法である。
【００５０】
算定された初期対応関係は、情報処理器１ｂに記憶される（Ｓ４０３）。
【００５１】
なお、標準器１０Ａ〜１０Ｃを用いた初期対応関係の算定により、電気特性測定装置１においては、同軸コネクタ３ｂが校正面となる。
【００５２】
以上説明した初期対応関係の算定が終了すると、標準器１０Ａ〜１０Ｃが取り除かれる。そして、一方の同軸ケーブル３と他方の同軸ケーブル３との間に治具２が接続される。接続は、両同軸ケーブル３の同軸コネクタ３ｂ,３ｂそれぞれに、治具２の同軸コネクタ２ｄが連結されることで行われる。
【００５３】
治具２が接続された状態で、治具２上に非同軸電子部品４Ａ〜４Ｄが順次実装される。実装は、非同軸電子部品４Ａ〜４Ｄの信号用端子電極４ａおよび接地用端子電極４ｂを、治具２のマイクロストリップライン２ｂおよびグランドパターン２ｃに圧着させることで実施される。
【００５４】
非同軸電子部品４Ａ〜４Ｄが治具２に実装された状態で、その電気特性が測定される。測定に際しては、情報処理器１ｂで記憶している初期対応関係に基づいて測定結果が校正される。すなわち、初期誤差要因の影響が計算により取り除かれる（Ｓ４０４）。
【００５５】
測定結果は情報処理器１ｂに送出されて記憶される。測定結果は、非同軸電子部品４Ａ〜４Ｄを治具２に実装した複合部品からなる校正用部品の初期特性として情報処理器１ｂに記憶される（Ｓ４０５）。
【００５６】
これにより電気特性測定装置１の初期校正作業が終了する。
【００５７】
初期校正作業が終了すると、電気特性測定装置１により、測定対象であるＳＭＤ５の電気特性の測定業務が開始される。ＳＭＤ５の電気特性の測定作業は、校正用部品の電気特性の測定作業と同様である。また、ＳＭＤ５の測定に際しても、情報処理器１ｂで記憶している初期対応関係に基づいて測定結果が校正される（Ｓ４０６）。
【００５８】
Ｓ４０６の具体的な測定業務は、図１（ｃ）に示すように、例えば、ＳＭＤ５の良品判別業務がある。このような業務を遂行するために、測定装置本体１ａは、搬送機構２０を有している。搬送機構２０は、ＸＹＺ方向に自由に移動する搬送アーム２１を有している。搬送アーム２１の先端には、ＳＭＤ５や非同軸電子部品４Ａ〜４Ｄを着脱自在に吸引保持する部品吸引保持部２２が設けられている。
【００５９】
搬送機構２０は、測定前のＳＭＤ５が収納されたトレイ２３からＳＭＤ５をピックアップして治具２上に搬送し、さらにＳＭＤ５を治具２に実装する。搬送機構２０は、測定が終了したＳＭＤ５を治具２からピックアップする。さらに、搬送機構２０は、電気特性測定装置１により測定結果が良と判定されたＳＭＤ５'を良品トレイ２４まで搬送してここに収納させ、測定結果が不良と判定されたＳＭＤ５''を不良品トレイ２５まで搬送してここに収納させる。
【００６０】
なお、図１（ｃ）中、符号２６は、校正用部品トレイである。校正用部品トレイ２６には、非同軸電子部品４Ａ〜４Ｄが収納されている。Ｓ４０４および後述するＳ４０９において実施する非同軸電子部品４Ａ〜４Ｄの電気特性（初期特性ないし経過特性）の測定時には、搬送機構２０は、校正用部品トレイ２６から非同軸電子部品４Ａ〜４Ｄを取り出したうえで治具２に対して搬入搬出する。したがって、搬送機構２０を用いれば、ＳＭＤ５や非同軸電子部品４Ａ〜４Ｄの電気特性の測定は完全に自動化することができる。
【００６１】
なお、ＳＭＤ５の測定作業に際しては、非同軸電子部品４Ａ〜４Ｄの測定時に用いられた治具２がそのまま用いられる。そのため、治具２の脱着作業を行う必要がない分、測定の手間が省略される。さらには、治具２の脱着に起因する同軸ケーブル３の破損等は全く生じない。さらには、治具２の脱着に伴った接続強度の変化は全く発生せず、そのため、接続強度の変化に起因する測定誤差の発生も全く見られない。
【００６２】
フローチャートの説明に戻る。電気特性測定装置１によるＳＭＤ５の電気特性の測定業務が進行する期間中、所定の時間が経過したか否か、もしくは、電気特性測定装置１にドリフトが発生する程度の環境変化（温度変化等）が発生したか否かが、情報処理器１ｂで判断される（Ｓ４０７,Ｓ４０８）。
【００６３】
そして、Ｓ４０７,Ｓ４０８で所定時間が経過しておらず、さらには環境変化も生じていないと判断する場合には、Ｓ４０６に戻ってＳＭＤ５の電気特性の測定業務を続行する。
【００６４】
一方、Ｓ４０７,Ｓ４０８で所定時間が経過した、もしくは環境変化が生じたと判断する場合には、再度、非同軸電子部品４Ａ〜４Ｄを治具２に実装した複合部品からなる校正用部品の電気特性の測定が実施されて、校正用部品の経過特性が測定される。測定に際しては、情報処理器１ｂで記憶されている初期対応関係に基づいて測定結果が校正される（Ｓ４０９）。
【００６５】
校正用部品の測定作業に際しては治具２がそのまま用いられる。そのため、治具２の脱着作業を行う必要がない分、測定の手間が省略される。さらには、治具２の脱着に起因する同軸ケーブル３の破損等は全く生じない。さらには、治具２の脱着に伴った接続強度の変化は全く発生せず、そのため、接続強度の変化に起因する測定誤差の発生も全く見られない。
【００６６】
なお、径時判断や環境変化の判断は作業者自身が行ってもよいし、電気特性測定装置１が自動的に実施してもよい。電気特性測定装置１が自動的に判断する場合には、タイマや環境変化の検知センサを電気特性測定装置１に設けておき、情報処理器１ｂにより判断を下すように構成すればよい。
【００６７】
Ｓ４０９で測定された校正用部品の経過特性は情報処理器１ｂに入力される。情報処理器１ｂでは、校正用部品の経過特性が入力されると、予め記憶しておいた校正用部品の初期特性を呼び出して、両特性を比較する（Ｓ４１０）。
【００６８】
Ｓ４１０で、両特性が一致する場合、情報処理器１ｂは、電気特性測定装置１の測定にドリフトが生じていないと判断する。そして、Ｓ４０６に戻ってＳＭＤ５の電気特性の測定を継続する。
【００６９】
Ｓ４１０で両特性が一致せず、ドリフトが発生したと判断すると場合、情報処理器１ｂは、電気特性測定装置１の測定にドリフトが生じたと判断する。
【００７０】
Ｓ４１０で両特性が一致しないと判断する場合、情報処理器１ｂは、経過特性が初期特性に一致する対応関係の算定（誤差要因の同定）を実施する。対応関係の算定は、前述した初期対応関係の算定と同様、２ポート補正（ＳＯＬＴ補正法）といった周知の校正方法により実施される（Ｓ４１１）。算定された対応関係は、情報処理器１ｂに記憶される（Ｓ４１２）。
【００７１】
Ｓ４１２で対応関係が算定されたのち、電気特性測定装置１は、Ｓ４０６に戻ってＳＭＤ５の電気特性の測定を継続する。その際、測定装置本体１ａは、情報処理器１ｂから初期対応関係と対応関係とを読み出し、読み出した両対応関係に基づいて測定結果を複次校正する（両誤差要因の影響を計算により取り除く）ことで、正確な測定結果を導き出す。
【００７２】
電気特性測定装置１では、以上説明したＳ４０６〜Ｓ４１２の操作を繰り返すことで、ＳＭＤ５の測定結果を常時正確に校正する。このようにして実施するＳＭＤ５の測定結果の校正精度を図５を参照して説明する。図５において、一点鎖線は、初期対応関係および対応関係に基づいた両校正を全く実施しない測定値のままのデータである。点線は、電気特性測定装置１の測定ドラフトが生じない状態で初期対応関係に基づいて校正を実施した校正値である。実線は、電気特性測定装置１の測定ドラフトが生じた状態で初期対応関係および対応関係の両対応関係に基づいて複次校正を実施した校正値である。
【００７３】
図５に示すように、初期対応関係および対応関係に基づいて複次校正を実施した補正値は、電気特性測定装置１の初期測定値、すなわち、初期対応関係に基づいて校正を実施した補正値にほとんど一致している。これは、電気特性測定装置１に生じる測定ドラフトをほぼ完全に校正していることを示している。さらには、電気特性測定装置１では校正精度を高い状態で持続できることを示している。
【００７４】
なお、本実施形態においては、測定装置本体１ａと情報処理器１ｂと搬送機構２０とから請求項における第１の手段の一例が構成され、情報処理器１ｂから第２の手段の一例が構成され、測定装置本体１ａと情報処理器１ｂと搬送機構２０とから第３の手段の一例が構成され、情報処理器１ｂから第４の手段の一例が構成され、情報処理器１ｂから第５の手段の一例が構成され、測定装置本体１ａと情報処理器１ｂと搬送機構２０とから第６の手段の一例が構成され、情報処理器１ｂから第７の手段の一例が構成され、情報処理器１ｂから第８の手段の一例が構成され、搬送機構２０から第９の手段の一例が構成されている。
【００７５】
以上、説明した実施の形態では、初期特性を、電気特性測定装置１で測定して記憶する構成とした。しかしながら、電気特性測定装置１においては、同軸ケーブル３の同軸コネクタ３ｂを校正面としている。そのため、複数の電気特性測定装置１において同一もしくは同等の標準器１０Ａ〜１０Ｃを用いて校正を実施しそれらの同軸コネクタ３ｂを校正面とすると、各電気特性測定装置１の間で校正面を共通化することが可能となる。そうすると、上述した初期特性を各電気特性測定装置１で共通化することが可能となって、各電気特性測定装置１それぞれで初期特性を測定する必要がなくなる。
【００７６】
すなわち、各電気特性測定装置１の情報処理器１ｂを互いに相互通信可能に接続したうえで、いずれか一つの電気特性測定装置１で初期特性を測定してその初期特性をその電気特性測定装置１の情報処理器１ｂに記憶しておく。そうすれば、他の電気特性測定装置１では、初期特性の測定を実施する必要がなくなる。その場合には、測定を実施した他の電気特性測定装置１の情報処理器１ｂから初期特性をダウンロードすれば事足りる。これにより、校正作業がさらに容易になる。
【００７７】
なお、上述した実施の形態では、Ｓ４０７やＳ４０８における径時判断や環境変化判断に基づいて経過特性の測定の必要性を判断していた。この他、電気特性測定装置１の起動時に強制的に経過特性の測定を実施してもよい。また、次のよにしてもよい。すなわち、ＳＭＤ５の測定結果の分布状態を予め調査して記憶したうえで、ＳＭＤ５の測定結果の分布状態を常時算出する。そして、算出した分布状態と記憶している分布状態とを比較し、算出した分布状態が記憶している分布状態から逸脱していると判断すると、経過特性の測定を実施するようにしてもよい。
【００７８】
また、上述した実施の形態では、時間経過もしくは環境変化に基づいて、対応関係の設定（再設定）を実施するとした（Ｓ４０７〜Ｓ４１２）。しかしながら、この他、次のようにしてもよい。
【００７９】
すなわち、まず、校正用部品を用いた対応関係の設定（再設定）を行うか否かを判定する判断部品を設ける。そして、治具２に判断部品を実装した状態で電気特性を測定して情報処理器１ｂで記憶しておく。このような準備を行ったうえで、定期的に判断部品の電気特性を測定して、測定結果が判断部品初期特性に一致するか否かをみる。そして、一致する場合は、電気特性測定装置１の測定にドラフトが生じていないと判断してＳＭＤ５の測定を継続する。一方、一致しない場合は、電気特性測定装置１の測定にドラフトが生じていると判断して、対応関係の設定（再設定：Ｓ４０７〜Ｓ４１２）を実施する。
【００８０】
なお、上述した対応関係の設定方法においては、判断部品を用いることなく無実装状態（擬似オープン状態）の治具２の電気特性を測定して、その測定結果を、上記判断部品の測定結果としてもよい。そうすれば、判断部品を省略できる分、手間がかからない。
【００８１】
また、上述した実施の形態では、初期対応関係を算定していた。しかしながら、本発明は、必ずしも初期対応関係を算定する必要がなく、その算定を省略することもできる。以下、説明する。
【００８２】
本発明は、
・上述した対応関係を算定して記憶し、その対応関係に基づいてＳＭＤ５の測定値を校正する、
・経過特性が初期特性から変化すると、変化した経過特性と初期特性に基づいて新たな対応関係を算定して記憶する、
という工程を有することに基本的な特徴を有している。
【００８３】
上述した実施の形態において、初期対応関係の算定と記憶とを実施したのは、同軸ケーブル３の同軸コネクタ３ｂ（電気特性測定装置１の同軸接続面）を校正面とするためである。同軸コネクタ３ｂを校正面とすれば、校正の精度がさらに向上するうえに次のような利点がある。すなわち、同一の標準器１０Ａ〜１０Ｃを用いて初期対応関係を算定すれば、複数の電気特性測定装置１で、その校正面を共通化することができる。これにより、複数の電気特性測定装置１で初期特性データを共有化することができ、複数の電気特性測定装置１で測定システムを構築する場合に非常に都合がよい。しかしながら、単一の電気特性測定装置１でＳＭＤ５の測定を実施する等の場合には、必ずしも初期対応関係を算定して記憶しなくても、高精度の測定校正を実施することができる。
【００８４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、非同軸電子部品の測定装置の測定校正において、校正精度を高く維持した状態で、その手間の省略と、装置の破損防止と、測定の自動化の推進とを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の電気特性測定装置の構成、およぞその校正方法の説明に供する装置構成図である。
【図２】非同軸電子部品の構成を示す外観斜視図である。
【図３】測定対象であるＳＭＤの構成を示す外観斜視図である。
【図４】実施の形態の校正方法のフローチャートである。
【図５】実施の形態の校正方法により校正した結果を示す線図である。
【図６】誤差要因を表現する誤差モデルの一例を示す図である。
【符号の説明】
１電気特性測定装置１ａ測定装置本体１ｂ情報処理器
１ｃ同軸端子２治具２ａ誘電体基板
２ｂマイクロストリップライン２ｃグランドパターン
２ｄ同軸コネクタ３同軸ケーブル３ａ同軸コネクタ
３ｂ同軸コネクタ４Ａ〜４Ｃ非同軸電子部品４ａ信号用端子電極
４ｂ接地用端子電極５ＳＭＤ５ａ信号用端子電極
５ｂ接地用端子電極１０Ａ〜１０Ｃ標準器２０搬送機構
２１搬送アーム２２部品吸引保持部２３トレイ
２４良品トレイ２５不良品トレイ２６校正用部品トレイ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a measurement apparatus and a measurement method for measuring a scattering coefficient of a SAW filter, an isolator, etc., and an impedance of a chip inductor, and more particularly to a method for calibrating an error of a measurement system.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, SOLT correction is performed for the purpose of removing the influence of measurement system errors from measurement values. This correction method is performed as follows. That is, first, a standard device in which the physical true value of electrical characteristics (scattering coefficient, etc.) is specified in advance is prepared. Here, a coaxial electronic component in which the physical true value of the electrical characteristic shows a limit value is used as a standard device. The reason why such a coaxial electronic component is used as a standard device is that it is relatively easy to specify the physical true value of the electrical characteristic of a coaxial electronic component whose electrical characteristic exhibits a limit value. Specifically, the physical true value of the electrical characteristics of the coaxial electronic component having an electrical state such as an open circuit, a short circuit, and a termination indicates a limit value. Therefore, such a coaxial electronic component is used as a standard device. Note that specifying the physical true value of electrical characteristics in an electronic component such as a coaxial electronic component is hereinafter referred to as pricing.
[0003]
Returning to the description of the SOLT correction. Next, after a coaxial cable is connected to each of the two connection ports provided in the measuring instrument, a prepared standard device is connected to the tip of the coaxial cable. In this state, the electrical characteristics of the standard device are measured. Further, the ends of the coaxial cables (connection ports of the measuring device) are connected (through connection) with the standard device removed, and the electrical characteristics are measured even in this state. Then, the error factor up to the end of the coaxial cable is identified by comparing the electrical characteristics in the connected state with the electrical characteristics in the disconnected state. By identifying the error factors, the correspondence between the electrical characteristics in the state where the standard device is connected and the electrical characteristics in the disconnected state is calculated. In this case, the tip of the coaxial cable becomes the calibration surface.
[0004]
After calculating the correspondence between the corresponding measurement values (identification of error factors), correct the measurement values based on the calculated correspondence when measuring the electrical characteristics of the actual specimen (error factor). To eliminate the influence of Such calculation of correspondence and correction of measurement values based on the correspondence (identification of error factors and removal of error factors by calculation) are called calibration, and the above-described SOLT correction is an example of calibration.
[0005]
The error factor is expressed by an error model shown in FIG. FIG. 6 shows an error model of a two-port measurement system, but there may be a case of multiple ports of three or more ports. In this case, the same calibration process as described above is performed.
[0006]
There are also electronic standards that can electronically create some known characteristics (valued characteristics). Once this electronic standard is connected to a coaxial cable, calibration can be completed by creating a plurality of characteristics without removing the standard.
[0007]
The above calibration is also required when measuring the electrical characteristics of an electronic component having no coaxial connector (hereinafter referred to as a non-coaxial electronic component), for example, a surface mount electronic component. In this case, the coaxial cable and the non-coaxial electronic component connected to the connection port of the measuring instrument are relayed by the jig. The jig has a coaxial connector connected to the coaxial cable, and the coaxial connector is connected to the coaxial cable in a state of being connected to the coaxial cable. The non-coaxial electronic component is mounted on a jig connected to a coaxial cable, and its electrical characteristics are measured.
[0008]
Basically, a standard device is required for calibration of non-coaxial electronic components. However, it is practically impossible to make a standard for non-coaxial electronic components. This is due to the fact that standard devices other than the coaxial shape are very difficult to price. for that reason, Standard device When calibration is performed on a non-coaxial electronic component in a state where there is not, the calibration surface becomes the tip of the coaxial cable even though a jig is attached to the coaxial cable. Therefore, in the non-coaxial electronic component, the electrical characteristics in a state where the non-coaxial electronic component (not priced) is attached to the jig are identified.
[0009]
In this case, an error may occur in the jig. For this reason, the electrical characteristics of non-coaxial electronic components were identified while ignoring the error factors caused by the jig, or the error factors attributed to the jig were estimated by calculations based on the physical dimensions of the jig. In addition, since the estimation error factor of the jig is removed from the electrical characteristics obtained by the measurement, the calibration accuracy at the time of measuring the non-coaxial electronic component can be improved. (See Non-Patent Document 1)
[0010]
[Non-Patent Document 1]
Agilent Technologies 8720ES User's Guide p41-p51
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional configuration for calibrating non-coaxial electronic components in this way does not necessarily have a high calibration accuracy, and further has the following problems.
[0012]
That is, when identifying the error factor, the standard cable must be connected by removing the coaxial cable from the jig. However, in electrical characteristic measurement sorters used for shipping inspection, a rigid cable called a semi-rigid cable is often used as a coaxial cable. In this case, if the coaxial cable is to be removed from the jig, the operation is very laborious.
[0013]
The coaxial cable is attached to the jig by tightening the coaxial connector of the jig using a torque wrench. This operation requires some skill, and if this does not accurately control the tightening amount, a measurement error will occur. Furthermore, repeated calibration may cause damage such as broken semi-rigid cables.
[0014]
If the electronic standard is used, the number of times of attaching / detaching the coaxial connector is reduced, but it is not different from the above-described calibration work in that an operation of removing or attaching the jig and the coaxial cable is required.
[0015]
In addition, whether or not to use an electronic standard, the installation and removal of the coaxial connector requires a very fine adjustment work using a torque wrench, etc., so the calibration work can be automated without relying on humans. It was difficult.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, the present invention has a coaxial connection surface, a jig having a non-coaxial connection surface is connected to the coaxial connection surface, and the non-coaxial electrons are connected to the non-coaxial connection surface. In the measurement error calibration method of the electrical characteristic measuring apparatus for connecting the parts and measuring the electrical characteristics of the non-coaxial electronic parts in this state, the following configuration is adopted.
[0017]
That is, after the jig is connected to the coaxial connection surface, a non-coaxial electronic component is connected to the non-coaxial connection surface, and a calibration component consisting of a composite component in which the non-coaxial electronic component is mounted on the jig. Measuring the electrical characteristics as initial characteristics; storing the initial characteristics; and after a predetermined time has elapsed or when any change occurs inside or outside the apparatus, the non-coaxial electronic component is again placed on the non-coaxial connection surface. In this state, the process of measuring the electrical characteristics of the calibration part as a progress characteristic and the initial characteristics are called from the storage destination, and then the progress characteristics and the initial characteristics are compared, and both characteristics match. If not The coaxial connection surface as a calibration surface A step of calculating a correspondence relationship that matches the elapsed characteristics with the initial property; and when measuring the non-coaxial electronic component in a state where the correspondence relationship is calculated, the measurement result is based on the correspondence relationship. The method for correcting the measurement error of the electrical characteristic measuring apparatus is configured including the step of correcting the error.
[0018]
Hereinafter, the operation of the present invention will be described. As described in the problem of the present invention, it is preferable that the connection operation between the coaxial connection surface (the end of the coaxial cable) of the electrical characteristic measuring device and the jig is not performed as much as possible. However, in order to calibrate the measured value with the jig attached, a standard device for non-coaxial electronic components is required.
[0019]
Conventionally, calibration of measured values of electrical characteristics has been performed using a standard device that is in an electrical state such as an open / short circuit and whose electrical characteristics (scattering coefficient, etc.) are accurately adjusted to the limit values. In the calibration work for coaxial electronic components, coaxial electronic components in the electrical state such as open / short circuit / terminated are used as standard devices in the coaxial electronic component. This is because the physical true value of the electrical characteristic can be accurately adjusted to the limit value corresponding to the electrical state.
[0020]
However, in the non-coaxial electronic component, it is almost impossible to accurately value the physical true value of the electrical characteristics regardless of the electrical state.
[0021]
Therefore, as a result of repeated studies, the present inventor has come up with the following. That is, a standard device required for the calibration work of the measured value needs to be priced. However, non-coaxial electronic components (having an electrical state such as open / short circuit / termination) in which the physical true value of the electrical characteristics (scattering coefficient, etc.) are limited Standard device Is not necessary.
[0022]
In non-coaxial electronic components, it is almost impossible to produce a standard device with specified physical true values of electrical characteristics, but when mounted on a jig having a coaxial connector, the state (non-coaxial electronic components) It is possible to specify the physical true value of the electrical characteristics of the (+ jig). Therefore, a composite part in which non-coaxial electronic parts are mounted on a jig can be used as a calibration part (that is, a pseudo standard device), and the calibration accuracy is significantly improved. When calibration is performed using such a calibration component, the coaxial connection surface (the end of the coaxial cable) becomes the calibration surface, as in the calibration of the coaxial electronic component.
[0023]
However, when such a composite part is used as a calibration part, it is necessary to attach and detach the calibration part to and from the coaxial connection surface on the measuring instrument side. Then, the jig must be attached to and detached from the coaxial connection surface using a torque wrench, etc., and the work is troublesome, and the adjustment error of the tightening amount of the torque wrench causes the measurement error. Also become. Furthermore, repeated calibration may cause damage accidents such as breakage of the coaxial connection surface (coaxial cable, eg, semi-rigid cable) on the measuring instrument side.
[0024]
Here, attention is paid to using a jig. When using a jig, a single jig can be shared by a plurality of non-coaxial electronic components including the non-coaxial electronic component to be measured. Then, it is possible to mount the non-coaxial electronic component on the jig while the jig is attached to the coaxial connection surface. Even with this, the jig and Each non-coaxial electronic component Each of the composite parts can be used as a calibration part. In this case, the mounting of the non-coaxial electronic component on the jig can be performed by provisional mounting using a crimping operation, and then the mounting operation of the non-coaxial electronic component can be automated.
[0025]
In addition, it is preferable to use a plurality of non-coaxial electronic components having different electrical characteristics as calibration components. If it does so, it will become possible to calibrate by SOLT correction | amendment, such as highly accurate 2 port correction | amendment.
[0026]
In addition, as a pre-process for measuring the initial characteristics, a process of measuring the electrical characteristics of the standard device with a standard device made of coaxial electronic parts having known electrical characteristics connected to the coaxial connection surface, and measurement And correcting the measurement result of the non-coaxial electronic component by calculating an initial correspondence that matches the electrical characteristics of the standard device with the known electrical characteristics, thereby making the coaxial connection surface a calibration surface. Preferably, in the step, the measurement result of the non-coaxial electronic component is corrected based on the initial correspondence relationship and the correspondence relationship.
[0027]
In this case, the calibration accuracy can be further improved, and the coaxial connection surfaces of the plurality of electrical characteristic measuring devices can be used as a calibration surface shared by the devices. If the calibration surface can be shared, the initial characteristics of a composite part formed by mounting a calibration part on a jig can be shared by a plurality of electrical characteristic measuring apparatuses.
[0028]
In this case, it is preferable to use a plurality of coaxial electronic components having different electrical characteristics as the standard device. Then, the calibration surface can be formed with high accuracy.
[0029]
In this case, instead of the step of measuring the initial characteristics of the calibration component, the calibration surface is connected to the calibration surface via the jig. Non-coaxial electronic component A step of fetching the initial characteristics from an external storage device storing the initial characteristics. This is made possible by sharing the calibration surface in each electrical characteristic measuring device. In this way, the accuracy of the measurement data can be regarded as substantially the same in each apparatus, and the following advantages are obtained.
[0030]
That is, if the initial characteristics are measured in advance by one electrical characteristic measuring device and stored in a storage device, the initial characteristics can be arbitrarily extracted from each electrical characteristic measuring device and used. If it does so, the effort which measures an initial characteristic for every electric characteristic measuring apparatus is abbreviate | omitted.
[0031]
Further, in the electrical characteristic measuring apparatus in which the measurement error calibration method of the present invention is implemented, the jig connected to the coaxial connection surface is connected to the jig. Non-coaxial electronic component It is preferable to have a means for detachably mounting. Then, it becomes possible to automate the calibration operation of the electrical characteristic measuring apparatus.
[0032]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An electrical characteristic measuring apparatus according to an embodiment of the present invention and a measurement error calibration method using this apparatus will be described with reference to FIGS. FIG. 1A to FIG. 1C are configuration diagrams of the electrical characteristic measuring apparatus according to the first embodiment. Figure 2 Non-coaxial electronic components FIG. FIG. 3 is an external perspective view of the surface mount type electronic component. FIG. 4 is a flowchart showing the measuring operation by the electrical characteristic measuring apparatus.
[0033]
As shown in FIGS. 1A to 1C, the configuration of the present embodiment includes an electrical property measuring device 1 such as a network analyzer, an impedance analyzer, an LCR meter, a non-coaxial electronic component to be measured, and the like. A pair of coaxial cables 3 and 3 for connecting the electrical property measuring apparatus 1 and the jig 2; Non-coaxial electronic components 4.
[0034]
The electrical property measuring device 1 is a device for measuring electrical properties (scattering coefficient, impedance, etc.) of a non-coaxial electronic component (hereinafter referred to as SMD) 5 such as a surface-mounted electronic component. The SMD 5 is composed of, for example, a surface acoustic wave device, and as shown in FIG. 3, a signal terminal electrode 5a and a ground terminal electrode 5b are provided on the surface thereof.
[0035]
The electrical characteristic measuring device 1 includes a measuring device main body 1a and an information processor 1b. The electrical property measuring apparatus 1 is Non-coaxial electronic components 4 and various characteristics of SMD5 are measured over a predetermined frequency range (for example, 30 kHz to 6 GHz). Non-coaxial electronic components Reference numeral 4 is basically an electronic component similar to the SMD 5, and as shown in FIG. 2, the same signal terminal electrode 4a and grounding terminal electrode 4b are provided. Non-coaxial electronic components 4 is provided in a plurality, and the plurality of these Non-coaxial electronic components 4 has a structure for generating different electrical characteristics. In the present embodiment, four electrical characteristics that approximate the four electrical characteristics of open circuit, short circuit, termination, and transmission are generated. Non-coaxial electronic components 4A to 4D are provided.
[0036]
The measuring apparatus main body 1a has a pair of coaxial terminals 1c and 1c for connection. A coaxial connector 3a and a coaxial connector 3b are provided at both ends of the coaxial cable 3, respectively. A coaxial connector 3a on one end side of the coaxial cables 3, 3 is connected to a coaxial terminal 1c. The jig 2 can be connected to the coaxial connector 3 b on the other end side of the coaxial cables 3 and 3. In the present embodiment, a coaxial connection surface is constituted by the coaxial connector 3b.
[0037]
The information processor 1b controls the operation of the measurement apparatus main body 1a, receives various data transmitted from the measurement apparatus main body 1a, stores the data, performs predetermined calculations based on the data, and performs the calculation. The result is stored, and the calculation result is sent to the measuring apparatus main body 1a. In the present embodiment, the measuring device main body 1a and the information processing device 1b are separated from each other, but it goes without saying that these may be integrated.
[0038]
The jig 2 is a transmission path converter for connecting the SMD 5 to the coaxial cable 3. The jig 2 includes a dielectric substrate 2a, a microstrip line 2b formed on the surface of the dielectric substrate 2a, a ground pattern 2c also formed on the surface, and a coaxial connector 2d.
[0039]
The coaxial connectors 2d are provided at both ends of the dielectric substrate 2a. The microstrip line 2b and the ground pattern 2c are divided at the center of the surface of the dielectric substrate 2a.
[0040]
The microstrip line 2b provided on one end side of the dielectric substrate 2a is electrically connected to a central conductor (not shown) of one coaxial connector 2d. Similarly, a ground pattern 2c provided on one end side of the dielectric substrate 2a is electrically connected to an external conductor (not shown) of one coaxial connector 2d.
[0041]
The microstrip line 2b provided on the other end side of the dielectric substrate 2a is electrically connected to the central conductor (not shown) of the other coaxial connector 2d. Similarly, the ground pattern 2c provided on the other end side of the dielectric substrate 2a is electrically connected to the outer conductor (not shown) of the other coaxial connector 2d.
[0042]
In the jig 2 thus configured, the signal terminal electrode 5a of the SMD 5 can be crimped to the microstrip line 2b, and the ground terminal electrode 5b can be crimped to the ground pattern 2c. . The coaxial connector 2 d can be connected to the coaxial connector 3 b on the other end side of the coaxial cables 3 and 3. In the present embodiment, a non-coaxial connection surface is constituted by the microstrip line 2b and the ground pattern 2c provided on the surface of the dielectric substrate 2a.
[0043]
The coaxial cable 3 is usually composed of a semi-rigid cable.
[0044]
Next, a measurement error calibration method using the electrical characteristic measuring apparatus 1 and a measurement operation of the SMD 5 will be described with reference to a flowchart of FIG.
[0045]
First, three standard devices 10A, 10B and 10C having a coaxial connector are prepared. Each of the standard devices 10A to 10C is composed of coaxial electronic components that generate a predetermined electrical characteristic (one of LOAD, OPEN, and SHORT) with high accuracy. When performing the two-port correction, a pair of standard devices 10A to 10C are provided, and can be attached to the pair of coaxial cables 3 and 3, respectively.
[0046]
In the state where the prepared standard devices 10A to 10C are connected to the coaxial connectors 3b and 3b of the coaxial cables 3 and 3, their electrical characteristics are sequentially measured. Furthermore, the electrical characteristics are measured in the state where the standard connectors 10A to 10C are not connected and the coaxial connectors 3b and 3b are directly connected (THROUGH) (S401).
[0047]
The measurement result is sent to and stored in the information processor 1b. The measurement results are stored in the information processor 1b in association with the standard devices 10A to 10C (specifically, their known characteristics).
[0048]
When the measurement of the electrical characteristics of all the standard devices 10A to 10C is completed, the information processing device 1b calls the stored measurement results of the standard devices 10A to 10C and matches the measurement results with the corresponding known characteristics. An initial correspondence is calculated, that is, an initial error factor is identified. The initial correspondence is calculated by a known calibration method such as two-port correction (SOLT correction method) (S402).
[0049]
In simple terms, the 2-port correction identifies the error factor of the electrical characteristic measuring apparatus 1 (up to the tip of the coaxial connector 3b) based on the measurement result, and removes the influence of the identified error factor when measuring the measurement target. This is a calibration method that realizes highly accurate measurement.
[0050]
The calculated initial correspondence relationship is stored in the information processing device 1b (S403).
[0051]
In the electrical characteristic measuring apparatus 1, the coaxial connector 3b becomes the calibration surface by calculating the initial correspondence using the standard devices 10A to 10C.
[0052]
When the calculation of the initial correspondence described above is completed, the standard devices 10A to 10C are removed. The jig 2 is connected between one coaxial cable 3 and the other coaxial cable 3. The connection is performed by connecting the coaxial connector 2d of the jig 2 to the coaxial connectors 3b and 3b of both the coaxial cables 3, respectively.
[0053]
With the jig 2 connected, on the jig 2 Non-coaxial electronic components 4A to 4D are sequentially mounted. Implementation is Non-coaxial electronic components The signal terminal electrode 4a and the ground terminal electrode 4b of 4A to 4D are carried out by pressure bonding to the microstrip line 2b and the ground pattern 2c of the jig 2.
[0054]
Non-coaxial electronic components In a state where 4A to 4D are mounted on the jig 2, their electrical characteristics are measured. At the time of measurement, the measurement result is calibrated based on the initial correspondence stored in the information processor 1b. That is, the influence of the initial error factor is removed by calculation (S404).
[0055]
The measurement result is sent to and stored in the information processor 1b. The measurement result is Calibration parts consisting of composite parts in which non-coaxial electronic parts 4A to 4D are mounted on jig 2 Is stored in the information processor 1b as the initial characteristics (S405).
[0056]
Thereby, the initial calibration work of the electrical characteristic measuring apparatus 1 is completed.
[0057]
When the initial calibration work is completed, the electrical property measurement apparatus 1 starts the measurement operation of the electrical property of the SMD 5 that is the measurement target. The measurement work of the electrical characteristics of SMD5 is Calibration parts This is the same as the measurement work of the electrical characteristics. Also, when measuring SMD5, the measurement result is calibrated based on the initial correspondence stored in the information processor 1b (S406).
[0058]
A specific measurement job in S406 is, for example, a non-defective product discrimination job in SMD5 as shown in FIG. In order to perform such operations, the measuring apparatus main body 1 a has a transport mechanism 20. The transport mechanism 20 has a transport arm 21 that freely moves in the XYZ directions. At the tip of the transfer arm 21, SMD5 and Non-coaxial electronic components A component suction holding unit 22 that detachably holds 4A to 4D is provided.
[0059]
The transport mechanism 20 picks up the SMD 5 from the tray 23 in which the SMD 5 before measurement is stored, transports the SMD 5 onto the jig 2, and further mounts the SMD 5 on the jig 2. The transport mechanism 20 picks up the SMD 5 that has been measured from the jig 2. Further, the transport mechanism 20 transports the SMD 5 ′ determined to be good by the electrical characteristic measuring apparatus 1 to the non-defective product tray 24 and stores the SMD 5 ′ in which the measurement result is determined to be defective. It is transported to the tray 25 and stored therein.
[0060]
In FIG. 1C, reference numeral 26 denotes a calibration component tray. The calibration component tray 26 includes Non-coaxial electronic components 4A to 4D are stored. Implemented in S404 and later-described S409 Non-coaxial electronic components When measuring the electrical characteristics (initial characteristics or progress characteristics) of 4A to 4D, the transport mechanism 20 is moved from the calibration component tray 26. Non-coaxial electronic components After taking out 4A-4D, it carries in with respect to the jig | tool 2, and carries it out. Therefore, if the transport mechanism 20 is used, SMD5 or Non-coaxial electronic components The measurement of the electrical properties of 4A-4D can be fully automated.
[0061]
In the measurement work of SMD5, Non-coaxial electronic components The jig 2 used in the measurement of 4A to 4D is used as it is. Therefore, the labor of measurement is omitted because the jig 2 does not need to be attached and detached. Furthermore, the coaxial cable 3 is not damaged at all due to the attachment / detachment of the jig 2. Furthermore, no change in connection strength due to the attachment / detachment of the jig 2 occurs, and therefore no measurement error due to the change in connection strength is observed.
[0062]
Return to the description of the flowchart. During the period in which the electrical property measuring device 1 performs the measurement work of the electrical properties of the SMD 5, whether or not a predetermined time has passed, or the environmental changes (such as temperature changes) to the extent that the electrical property measuring device 1 drifts Is determined by the information processing device 1b (S407, S408).
[0063]
If it is determined in S407 and S408 that the predetermined time has not elapsed and the environment has not changed, the process returns to S406 and the measurement of the electrical characteristics of the SMD 5 is continued.
[0064]
On the other hand, when it is determined in S407 and S408 that a predetermined time has passed or an environmental change has occurred, Calibration parts consisting of composite parts in which non-coaxial electronic parts 4A to 4D are mounted on jig 2 Measurement of the electrical properties of the Calibration parts The course characteristics are measured. In the measurement, the measurement result is calibrated based on the initial correspondence stored in the information processor 1b (S409).
[0065]
Calibration parts In the measurement operation, the jig 2 is used as it is. Therefore, the labor of measurement is omitted because the jig 2 does not need to be attached and detached. Furthermore, the coaxial cable 3 is not damaged at all due to the attachment / detachment of the jig 2. Furthermore, no change in connection strength due to the attachment / detachment of the jig 2 occurs, and therefore no measurement error due to the change in connection strength is observed.
[0066]
Note that the determination of the time of day and the determination of the environmental change may be performed by the operator himself or may be automatically performed by the electrical characteristic measuring apparatus 1. When the electrical characteristic measuring apparatus 1 automatically determines, a timer or an environmental change detection sensor may be provided in the electrical characteristic measuring apparatus 1, and the information processor 1b may make the determination.
[0067]
Measured in S409 Calibration parts The process characteristics are input to the information processor 1b. In the information processor 1b, Calibration parts When the process characteristics of Calibration parts The initial characteristics are called and the two characteristics are compared (S410).
[0068]
If both characteristics match in S410, the information processing device 1b determines that there is no drift in the measurement of the electrical property measuring apparatus 1. And it returns to S406 and the measurement of the electrical property of SMD5 is continued.
[0069]
If it is determined in S410 that both characteristics do not match and a drift has occurred, the information processing device 1b determines that a drift has occurred in the measurement of the electrical characteristic measuring apparatus 1.
[0070]
If it is determined in S410 that the two characteristics do not match, the information processing device 1b calculates a correspondence relationship (identification of error factors) in which the elapsed characteristics match the initial characteristics. The calculation of the correspondence relationship is performed by a known calibration method such as two-port correction (SOLT correction method), similar to the calculation of the initial correspondence relationship described above (S411). The calculated correspondence relationship is stored in the information processing device 1b (S412).
[0071]
After the correspondence is calculated in S412, the electrical characteristic measuring apparatus 1 returns to S406 and continues measuring the electrical characteristics of the SMD 5. At that time, the measuring apparatus main body 1a reads the initial correspondence relationship and the correspondence relationship from the information processor 1b, and multi-calibrates the measurement result based on the read correspondence relationship (the influence of both error factors is removed by calculation). Thus, an accurate measurement result is derived.
[0072]
In the electrical property measuring apparatus 1, the measurement results of SMD5 are always calibrated accurately by repeating the operations of S406 to S412 described above. The calibration accuracy of the measurement result of SMD5 performed in this way will be described with reference to FIG. In FIG. 5, the alternate long and short dash line is data as measured values that do not perform both calibrations based on the initial correspondence and the correspondence. A dotted line is a calibration value obtained by performing calibration based on the initial correspondence relationship in a state where the measurement draft of the electrical characteristic measuring apparatus 1 does not occur. The solid line is a calibration value obtained by performing a multi-level calibration based on both the initial correspondence relationship and the correspondence relationship in a state where the measurement draft of the electrical characteristic measuring apparatus 1 is generated.
[0073]
As shown in FIG. 5, the initial correspondence relationship and the correction value that has been subjected to the multiple calibration based on the correspondence relationship are the initial measurement value of the electrical characteristic measuring apparatus 1, that is, the correction value that has been calibrated based on the initial correspondence relationship. Almost matches. This indicates that the measurement draft generated in the electrical characteristic measuring apparatus 1 is almost completely calibrated. Furthermore, it is shown that the electrical characteristic measuring apparatus 1 can maintain the calibration accuracy in a high state.
[0074]
In the present embodiment, the measurement apparatus main body 1a, the information processor 1b, and the transport mechanism 20 constitute an example of the first means in the claims, and the information processor 1b constitutes an example of the second means. The measuring device main body 1a, the information processor 1b, and the transport mechanism 20 constitute an example of the third means, the information processor 1b constitutes an example of the fourth means, and the information processor 1b to the fifth means. The measurement apparatus main body 1a, the information processor 1b, and the transport mechanism 20 constitute an example of the sixth means, the information processor 1b constitutes an example of the seventh means, and the information processor 1b. An example of the eighth means is configured, and an example of the ninth means is configured from the transport mechanism 20.
[0075]
In the embodiment described above, the initial characteristics are measured and stored by the electrical characteristic measuring apparatus 1. However, in the electrical characteristic measuring apparatus 1, the coaxial connector 3b of the coaxial cable 3 is used as a calibration surface. Therefore, when calibration is performed using the same or equivalent standard devices 10A to 10C in the plurality of electrical property measuring apparatuses 1 and the coaxial connectors 3b are used as calibration surfaces, the calibration surfaces are common among the electrical property measuring apparatuses 1. Can be realized. As a result, the initial characteristics described above can be shared by the respective electric characteristic measuring apparatuses 1, and there is no need to measure the initial characteristics in each electric characteristic measuring apparatus 1.
[0076]
That is, after the information processing devices 1b of each electrical property measuring device 1 are connected to each other so as to be able to communicate with each other, the initial property is measured by any one of the electrical property measuring devices 1 and the initial property is converted into the electrical property measuring device 1 Stored in the information processor 1b. Then, in the other electrical characteristic measuring apparatus 1, it is not necessary to measure the initial characteristics. In that case, it suffices to download the initial characteristics from the information processor 1b of the other electrical characteristic measuring apparatus 1 that has performed the measurement. This further facilitates the calibration work.
[0077]
In the above-described embodiment, the necessity of measurement of the elapsed characteristic is determined based on the time-of-day determination and the environment change determination in S407 and S408. In addition, the elapsed characteristics may be forcibly measured when the electrical characteristic measuring apparatus 1 is started. The following may also be used. That is, the distribution state of the measurement result of SMD5 is always calculated after the distribution state of the measurement result of SMD5 is investigated and stored in advance. Then, the calculated distribution state is compared with the stored distribution state, and if it is determined that the calculated distribution state deviates from the stored distribution state, the elapsed characteristic may be measured. .
[0078]
In the above-described embodiment, the correspondence relationship is set (reset) based on the passage of time or environmental change (S407 to S412). However, in addition, the following may be performed.
[0079]
That is, first, Calibration parts Judgment parts for determining whether or not to set (re-set) the correspondence relationship using are provided. Then, electrical characteristics are measured and stored in the information processor 1b with the judgment component mounted on the jig 2. After making such preparations, the electrical characteristics of the judgment part are periodically measured, and it is checked whether or not the measurement result matches the judgment part initial characteristic. And when it corresponds, it judges that the draft has not arisen in the measurement of the electrical property measuring apparatus 1, and continues the measurement of SMD5. On the other hand, if they do not match, it is determined that a draft has occurred in the measurement of the electrical characteristic measuring apparatus 1, and the correspondence is set (reset: S407 to S412).
[0080]
In the correspondence setting method described above, the electrical characteristics of the jig 2 in the non-mounted state (pseudo-open state) are measured without using the judgment component, and the measurement result is used as the measurement result of the judgment component. Also good. If it does so, it will not be time-consuming as much as the judgment parts can be omitted.
[0081]
In the above-described embodiment, the initial correspondence relationship is calculated. However, according to the present invention, it is not always necessary to calculate the initial correspondence relationship, and the calculation can be omitted. This will be described below.
[0082]
The present invention
・ Calculate and store the above-described correspondence, and calibrate the measured value of SMD5 based on the correspondence.
-When the course characteristics change from the initial characteristics, a new correspondence is calculated and stored based on the changed course characteristics and the initial characteristics.
It has the basic feature of having a process.
[0083]
In the embodiment described above, the calculation and storage of the initial correspondence relationship is performed because the coaxial connector 3b of the coaxial cable 3 (coaxial connection surface of the electrical characteristic measuring device 1) is used as the calibration surface. If the coaxial connector 3b is used as a calibration surface, the calibration accuracy is further improved and the following advantages are obtained. That is, if the initial correspondence is calculated using the same standard device 10A to 10C, the calibration surfaces can be shared by the plurality of electrical characteristic measuring apparatuses 1. Thereby, the initial characteristic data can be shared by the plurality of electrical characteristic measuring apparatuses 1, which is very convenient when a measuring system is constructed by the plurality of electrical characteristic measuring apparatuses 1. However, in the case where the SMD 5 is measured by the single electrical characteristic measuring device 1, it is possible to perform highly accurate measurement calibration without necessarily calculating and storing the initial correspondence relationship.
[0084]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in the measurement calibration of the measuring device for non-coaxial electronic parts, the calibration accuracy is maintained at a high level, the labor is omitted, the device is prevented from being damaged, and the automation of the measurement is promoted. Can be planned.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an electrical property measuring apparatus according to an embodiment of the present invention and an apparatus configuration for explaining a calibration method thereof.
[Figure 2] Non-coaxial electronic components It is an external appearance perspective view which shows the structure of this.
FIG. 3 is an external perspective view showing a configuration of an SMD that is a measurement target.
FIG. 4 is a flowchart of a calibration method according to the embodiment.
FIG. 5 is a diagram showing the result of calibration by the calibration method of the embodiment.
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of an error model expressing an error factor.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electrical property measuring device 1a Measuring device main body 1b Information processor
1c Coaxial terminal 2 Jig 2a Dielectric substrate
2b Microstrip line 2c Ground pattern
2d Coaxial connector 3 Coaxial cable 3a Coaxial connector
3b Coaxial connector 4A-4C Non-coaxial electronic components 4a Signal terminal electrode
4b Terminal electrode for grounding 5 SMD 5a Terminal electrode for signal
5b Terminal electrode for grounding 10A to 10C Standard device 20 Transport mechanism
21 Transport arm 22 Parts suction holding unit 23 Tray
24 Good product tray 25 Defective product tray 26 Calibration component tray

Claims

After having a coaxial connection surface and connecting a jig having a non-coaxial connection surface to the coaxial connection surface, a non-coaxial electronic component is connected to the non-coaxial connection surface. A measurement error calibration method for an electrical property measuring apparatus for measuring electrical properties,
After connecting the jig to the coaxial connection surface, a non-coaxial electronic component is connected to the non-coaxial connection surface, and an electrical characteristic of a calibration component comprising a composite component in which the non-coaxial electronic component is mounted on the jig Measuring as initial characteristics, and
Storing the initial characteristics;
A step of reconnecting the non-coaxial electronic component to the non-coaxial connection surface after a predetermined time elapses or when some change occurs inside and outside the apparatus, and measuring the electrical characteristic of the calibration component as a elapsed characteristic in this state When,
After calling the initial characteristic from the storage destination, the elapsed characteristic is compared with the initial characteristic. If the two characteristics do not match, the coaxial connection surface is used as a calibration surface to match the elapsed characteristic with the initial characteristic. A process of calculating the correspondence,
When measuring the non-coaxial electronic component in a state where the correspondence is calculated, correcting the measurement result based on the correspondence,
A measurement error calibration method for an electrical property measurement apparatus, comprising:

In the measurement error calibration method of the electrical property measuring device according to claim 1,
As the calibration component, a plurality of non-coaxial electronic components having different electrical characteristics from each other are used.
A measurement error calibration method for an electrical characteristic measuring apparatus.

In the measurement error calibration method of the electrical property measuring device according to claim 1 or 2,
As a pre-process for measuring the initial characteristics, a process of measuring electrical characteristics of the standard device in a state where a standard device made of coaxial electronic components having known electrical characteristics is connected to the coaxial connection surface;
Calculating an initial correspondence that matches the measured electrical characteristics of the standard with the known electrical characteristics, thereby making the coaxial connection surface a calibration surface,
In addition,
In the step of correcting the measurement result of the non-coaxial electronic component, the measurement result of the non-coaxial electronic component is corrected based on the initial correspondence and the correspondence.
A measurement error calibration method for an electrical characteristic measuring apparatus.

In the measurement error calibration method of the electrical property measuring device according to claim 3,
As the standard device, a plurality of coaxial electronic components having different electrical characteristics are used.
A measurement error calibration method for an electrical characteristic measuring apparatus.

In the measurement error calibration method of the electrical characteristic measuring device according to claim 3 or 4,
Instead of the step of measuring the initial characteristic of the calibration component, the initial characteristic is taken in from an external storage device that stores the initial characteristic of the non-coaxial electronic component connected to the calibration surface via the jig. Process
A measurement error calibration method for an electrical property measurement apparatus, comprising:

After having a coaxial connection surface and connecting a jig having a non-coaxial connection surface to the coaxial connection surface, a non-coaxial electronic component is connected to the non-coaxial connection surface. An electrical property measuring device for measuring electrical properties,
The electrical characteristics of a calibration part composed of a composite part in which a non-coaxial electronic component is connected to the non-coaxial connection surface of the jig connected to the coaxial connection surface and the non-coaxial electronic component is mounted on the jig are initially set. A first means for measuring as a characteristic;
A second means for storing the initial characteristics;
After a predetermined time elapses or when some change occurs inside or outside the apparatus, the non-coaxial electronic component is reconnected to the non-coaxial connection surface, and in this state, the electrical characteristic of the calibration component is measured as the elapsed characteristic. 3 means,
After calling the initial characteristic from the recording means, the elapsed characteristic is compared with the initial characteristic. If the two characteristics do not match, the coaxial connection surface is used as a calibration surface and the elapsed characteristic is matched with the initial characteristic. A fourth means for calculating the correspondence to be
When measuring the non-coaxial electronic component in a state where the correspondence is calculated, a fifth means for correcting the measurement result based on the correspondence,
An electrical property measuring apparatus comprising:

The electrical property measuring apparatus according to claim 6,
A sixth means for measuring electrical characteristics of the standard device in a state in which a standard device made of coaxial electronic components having known electrical characteristics is connected to the coaxial connection surface;
A seventh means for making the coaxial connection surface a calibration surface by calculating an initial correspondence relationship that matches the measured electrical characteristics of the standard device with the known electrical characteristics;
In addition,
The fifth means corrects the measurement result of the non-coaxial electronic component based on the initial correspondence and the correspondence.
An electrical property measuring apparatus characterized by the above.

The electrical property apparatus according to claim 7,
In place of the first means, eighth means for taking in the initial characteristics from an external storage device storing the initial characteristics of the non-coaxial electronic component connected to the calibration surface via the jig,
An electrical property measuring apparatus comprising:

In the electrical property measuring device according to any one of claims 6 to 8,
A ninth means for detachably mounting the non-coaxial electronic component on the jig connected to the coaxial connection surface;
Furthermore, the electrical property measuring apparatus characterized by having.