JP7230089B2 - Connection structure and connection method between coplanar line and connector, and sampling oscilloscope using the same - Google Patents
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Description
本発明は、コプレーナ線路とコネクタとの接続構造及び接続方法、並びにそれを用いたサンプリングオシロスコープに関する。 The present invention relates to a connection structure and connection method between a coplanar line and a connector, and a sampling oscilloscope using the same.
広帯域サンプリングオシロスコープは、サンプリング時点をずらしながら複数回のサンプリングを行うことにより被測定信号の波形を測定するものであり、被測定信号をサンプリングするサンプラ回路を備えている。サンプラ回路の周波数応答特性は、直流から数十GHz(例えば80GHz)までの広帯域でフラットで良好なことが要求されてきている。このため、例えばコプレーナ線路基板にサンプラ回路が設けられる場合には、コプレーナ線路基板と入出力コネクタとの接続部においても、数十GHz(例えば40GHz)以上の高周波帯域で良好な伝送特性が求められる。 A wideband sampling oscilloscope measures the waveform of a signal under measurement by sampling a plurality of times while shifting sampling points, and includes a sampler circuit for sampling the signal under measurement. The frequency response characteristics of the sampler circuit are required to be flat and favorable in a wide band from direct current to several tens of GHz (eg, 80 GHz). For this reason, when a sampler circuit is provided on a coplanar line substrate, for example, good transmission characteristics are required in a high frequency band of several tens of GHz (eg, 40 GHz) or more at the connection between the coplanar line substrate and the input/output connector. .
サンプラ回路に限らず、一般に、コプレーナ線路基板と同軸型の入出力コネクタとの接続部において、基板のコプレーナ線路とコネクタの中心導体線路を結ぶ信号経路に対してグランド経路が遠回りする構成になっていると、この部分がインダクタンス性となり、高周波ほどリターンロスが悪化することになる(例えば、特許文献1参照)。 Not limited to sampler circuits, in general, at the connection between the coplanar line board and the coaxial input/output connector, the ground line is detoured with respect to the signal line connecting the coplanar line on the board and the central conductor line of the connector. This portion becomes inductive, and the higher the frequency, the worse the return loss (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1には、多層配線基板と小型のコネクタとの接続部分において、多層配線基板のグランド層が露出され、露出部分とコネクタの外部導体とを半田や銀ペースト等によって電気的に接続する接続構造が記載されている。 In Patent Document 1, a ground layer of the multilayer wiring board is exposed at a connecting portion between the multilayer wiring board and a small connector, and the exposed portion and the external conductor of the connector are electrically connected by soldering, silver paste, or the like. structure is described.
しかしながら、特許文献1に記載の接続構造は、コプレーナ線路基板を金属ケースに収納し、金属ケースに同軸型の入出力コネクタを取り付け、該基板上のグランド導体の端面を導電性接着剤や金リボン等により金属ケースと接触させるような構造には採用することができず、数十GHz等の高周波帯域まで良好な伝送特性を伸ばせない問題があった。 However, in the connection structure described in Patent Document 1, a coplanar line board is housed in a metal case, a coaxial input/output connector is attached to the metal case, and the end face of the ground conductor on the board is attached with a conductive adhesive or a gold ribbon. Therefore, it cannot be used in a structure in which it is brought into contact with a metal case due to such reasons, and there is a problem that good transmission characteristics cannot be extended up to a high frequency band such as several tens of GHz.
図7は、従来例として、中心導体線路1013とその両側のグランド導体1014を有するコプレーナ線路基板1010が金属ケース1020に収容され、金属ケース1020に同軸型の入出力コネクタ1030が取り付けられた接続構造を示す図である。図7の従来例では、基板1010の中心導体線路1013とコネクタ1030の内部導体1031を結ぶ信号経路に対してグランド経路が遠回りする構成になっており、この部分がインダクタンス性となり、高周波ほどリターンロスが悪化する問題があった。基板1010のグランド導体1014の長手方向の端面を、導電性接着剤や金リボン等の導電材により金属ケース1020と接触させる構造にしても、中心の信号経路に対してグランド経路が遠回りする構成は変わらず、高周波伝送特性が悪化する問題は解消しない。
FIG. 7 shows, as a conventional example, a connection structure in which a
本発明は、上記の従来の課題を解決するためになされたものであり、コプレーナ線路とコネクタとの接続部における高周波伝送特性に優れた接続構造及び接続方法、並びにそれを用いたサンプリングオシロスコープを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and provides a connection structure and connection method excellent in high-frequency transmission characteristics at the connection between a coplanar line and a connector, and a sampling oscilloscope using the same. intended to
本発明のコプレーナ線路とコネクタとの接続構造(以下、単に接続構造ともいう)は、板状の誘電体からなる基材(11)の一方の表面に中心導体線路(13)と前記中心導体線路の長手方向全体にわたって該中心導体線路の両側に該中心導体線路からそれぞれ間隔をおいて配置された一対のグランド導体(14)とからなるコプレーナ線路(12)が形成された基板(10)と、前記基板を収容する金属ケース(20)と、前記コプレーナ線路の前記中心導体線路に電気的に接続された内部導体(31)と、絶縁材を介して前記内部導体を包囲すると共に前記グランド導体に電気的に接続された外部導体(32)とを同軸上に有し、前記金属ケースに取り付けられたコネクタ(30)と、を備え、前記グランド導体同士の内側の間隔が前記コネクタの前記外部導体の内径φに等しく、前記一対のグランド導体の一方のグランド導体と他方のグランド導体との内側の間隔は、前記中心導体線路の幅Wと、前記中心導体線路と前記一方又は他方のグランド導体との間隔Gを2倍した2Gとの和に等しく、W+2G=φの関係を満たしており、前記コプレーナ線路の前記中心導体線路に沿った方向における前記グランド導体の端部と、前記コネクタの前記外部導体の端部とが、電気的に接続されていることを特徴とする。 A connection structure between a coplanar line and a connector (hereinafter also simply referred to as a connection structure) of the present invention comprises a central conductor line (13) and the central conductor line (13) on one surface of a substrate (11) made of a plate-like dielectric material. a substrate (10) formed with a coplanar line (12) comprising a pair of ground conductors (14) spaced apart from the central conductor line on both sides of the central conductor line over the entire longitudinal direction ; a metal case (20) for housing the substrate; an internal conductor (31) electrically connected to the central conductor line of the coplanar line; a connector (30) having an electrically connected outer conductor (32) coaxially attached to the metal case, wherein the inner spacing between the ground conductors is the outer conductor of the connector; and the inner spacing between one ground conductor and the other ground conductor of the pair of ground conductors is equal to the width W of the center conductor line and the center conductor line and the one or the other ground It is equal to the sum of 2G obtained by doubling the distance G between the conductor and satisfies the relationship W+2G=φ, and the end of the ground conductor in the direction along the center conductor line of the coplanar line and the connector An end of the outer conductor is electrically connected .
上述のように、本発明の接続構造は、グランド導体同士の内側の間隔がコネクタの外部導体の内径に等しいので、基板の中心導体とコネクタの内部導体を結ぶ信号経路に対してグランド経路が遠回りせず最短で接続する構成となっている。この構成により、コプレーナ線路とコネクタとの接続部において、インピーダンスの不連続点が無く、高周波帯域でのリターンロスも抑制され、優れた高周波伝送特性を得ることができる。 As described above, in the connection structure of the present invention, since the inner spacing between the ground conductors is equal to the inner diameter of the outer conductor of the connector, the ground path is detoured with respect to the signal path connecting the central conductor of the substrate and the inner conductor of the connector. It is configured to be connected in the shortest possible time. With this configuration, there is no point of impedance discontinuity at the joint between the coplanar line and the connector, and return loss in a high frequency band is also suppressed, making it possible to obtain excellent high frequency transmission characteristics.
本発明のコプレーナ線路とコネクタとの接続構造において、前記金属ケースは、前記金属ケースの内部で前記基板を前記金属ケースの底から浮かせて保持する保持部(24)を含む構成であってもよい。 In the structure for connecting a coplanar line and a connector according to the present invention, the metal case may include a holding portion (24) for holding the board while floating from the bottom of the metal case inside the metal case. .
この構成により、本発明の接続構造は、コプレーナ線路が金属ケースの底面から一定の距離をあけて配置されているので、金属の底面の存在がコプレーナ線路の電界分布に影響を与えることなく、高周波帯域においても狙い通りのコプレーナ線路として有効に機能することができる。 With this configuration, in the connection structure of the present invention, since the coplanar line is arranged at a certain distance from the bottom surface of the metal case, the presence of the metal bottom surface does not affect the electric field distribution of the coplanar line, and high frequency transmission is possible. It can function effectively as a coplanar line as intended even in the band.
本発明のコプレーナ線路とコネクタとの接続構造は、前記コプレーナ線路が延在する方向における前記グランド導体の端部と、前記コネクタの前記外部導体の端部とが、導電材(40)を介して電気的に接続された構成であってもよい。 In the structure for connecting a coplanar line and a connector of the present invention, the end of the ground conductor in the direction in which the coplanar line extends and the end of the outer conductor of the connector are connected via a conductive material (40). An electrically connected configuration may also be used.
この構成により、本発明の接続構造は、基板のグランド導体の長手方向の端部とコネクタの外部導体の端部とが電気的に確実に接続されるので、基板の中心導体とコネクタの内部導体とを結ぶ信号経路に対してグランド経路が遠回りせずより確実に最短で接続する構成となっている。この構成により、高周波帯域でのリターンロスも抑制され、優れた高周波伝送特性を得ることができる。 With this configuration, in the connection structure of the present invention, the longitudinal ends of the ground conductors of the substrate and the ends of the outer conductors of the connector are electrically connected reliably, so the central conductor of the substrate and the inner conductor of the connector are electrically connected. The ground path does not take a detour to the signal path that connects the With this configuration, the return loss in the high frequency band is also suppressed, and excellent high frequency transmission characteristics can be obtained.
本発明のサンプリングオシロスコープは、被測定信号をサンプリングするサンプラ回路を備えたサンプリングオシロスコープであって、前記基板に形成された前記コプレーナ線路と前記金属ケースに取り付けられた前記コネクタとの上記いずれかに記載の接続構造と、前記基板にフリップチップ実装されたベアチップと、を備え、前記ベアチップに前記サンプラ回路が形成されていることを特徴とする。 A sampling oscilloscope of the present invention is a sampling oscilloscope comprising a sampler circuit for sampling a signal under measurement, wherein the coplanar line formed on the substrate and the connector attached to the metal case are described in any one of the above. and a bare chip flip-chip mounted on the substrate, wherein the sampler circuit is formed on the bare chip.
この構成により、本発明のサンプリングオシロスコープは、コプレーナ線路とコネクタとの接続部において優れた高周波伝送特性を得ることができる接続構造の基板に、ベアチップがフリップチップ実装され、そのベアチップにサンプラ回路が形成されているので、接続部での高周波伝送特性の悪化に起因してサンプラ回路の高周波応答特性を悪化させることがなく、直流から数十GHzまでの広帯域で良好な周波数応答特性を有するサンプリングオシロスコープを実現できる。 With this configuration, the sampling oscilloscope of the present invention has a bare chip flip-chip mounted on a board having a connection structure that can obtain excellent high-frequency transmission characteristics at the connection between the coplanar line and the connector, and the sampler circuit is formed on the bare chip. Therefore, a sampling oscilloscope that has good frequency response characteristics in a wide band from DC to several tens of GHz without deteriorating the high frequency response characteristics of the sampler circuit due to the deterioration of the high frequency transmission characteristics at the connection part. realizable.
本発明のコプレーナ線路とコネクタとの接続方法は、板状の誘電体からなる基材(11)の一方の表面に中心導体線路(13)と前記中心導体線路の長手方向全体にわたって該中心導体線路の両側に該中心導体線路からそれぞれ間隔をおいて配置されたグランド導体(14、14)とからなるコプレーナ線路(12)が形成された基板(10)を用意し、前記基板を金属ケース(20)に収容し、内部導体(31)と、絶縁材を介して該内部導体を包囲する外部導体(32)とを同軸上に有するコネクタを、前記金属ケースに取り付け、前記コネクタの前記内部導体を前記コプレーナ線路の前記中心導体線路に電気的に接続させ、前記外部導体を前記グランド導体に電気的に接続させることを含み、前記グランド導体同士の内側の間隔が前記コネクタの前記外部導体の内径φに等しく、前記一対のグランド導体の一方のグランド導体と他方のグランド導体との内側の間隔は、前記中心導体線路の幅Wと、前記中心導体線路と前記一方又は他方のグランド導体との間隔Gを2倍した2Gとの和に等しく、W+2G=φの関係を満たしており、前記コプレーナ線路の前記中心導体線路に沿った方向における前記グランド導体の端部と、前記コネクタの前記外部導体の端部とが、電気的に接続されていることを特徴とする。 In the method of connecting a coplanar line and a connector according to the present invention, a central conductor line (13) is formed on one surface of a substrate (11) made of a plate-shaped dielectric material, and the central conductor line (13) is provided along the entire longitudinal direction of the central conductor line. A substrate (10) is provided with a coplanar line (12) formed with ground conductors (14, 14) spaced apart from the center conductor line on both sides of the center conductor line, and the substrate is placed in a metal case (20 ) and coaxially having an inner conductor (31) and an outer conductor (32) surrounding the inner conductor via an insulating material, is attached to the metal case, and the inner conductor of the connector is electrically connecting to the center conductor line of the coplanar line and electrically connecting the outer conductor to the ground conductor, wherein the inner spacing between the ground conductors is the inner diameter φ of the outer conductor of the connector; and the inner spacing between one ground conductor and the other ground conductor of the pair of ground conductors is equal to the width W of the central conductor line and the width W of the central conductor line and the one or the other ground conductor It is equal to the sum of 2G obtained by doubling the distance G and satisfies the relationship W+2G=φ, and the end portion of the ground conductor in the direction along the center conductor line of the coplanar line and the outer conductor of the connector are electrically connected to each other .
上述のように、本発明の接続方法は、コネクタを金属ケースに取り付けるステップにおいて、基板のグランド導体同士の内側の間隔が同軸型のコネクタの外部導体の内径に等しいので、基板の中心導体とコネクタの内部導体を結ぶ信号経路に対してグランド経路が遠回りせず最短で接続する構成となっている。この構成により、コプレーナ線路とコネクタとの接続部において、インピーダンスの不連続点が無く、高周波帯域でのリターンロスも抑制され、優れた高周波伝送特性を得ることができる。 As described above, in the connecting method of the present invention, in the step of attaching the connector to the metal case, since the inner spacing between the ground conductors of the substrate is equal to the inner diameter of the outer conductor of the coaxial connector, the center conductor of the substrate and the connector are separated from each other. The configuration is such that the ground path is connected to the signal path that connects the internal conductors of the internal conductors at the shortest possible distance without detouring. With this configuration, there is no point of impedance discontinuity at the connecting portion between the coplanar line and the connector, and return loss in a high frequency band is suppressed, making it possible to obtain excellent high frequency transmission characteristics.
本発明によれば、コプレーナ線路とコネクタとの接続部における高周波伝送特性に優れた接続構造及び接続方法、並びにそれを用いたサンプリングオシロスコープを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a connection structure, a connection method, and a sampling oscilloscope using the same, which are excellent in high-frequency transmission characteristics at a connection portion between a coplanar line and a connector.
本発明の実施形態に係るコプレーナ線路12と同軸型のコネクタ30との接続構造1について図面を参照して説明する。
A connection structure 1 between a
(基板)
図1(a)は、本実施形態に係る接続構造1において、コプレーナ線路12が形成された基板10の平面図であり、図1(b)は図1(a)のA-A断面図である。図1に示すように、基板10は、板状の誘電体からなる基材11と、基材11の一方の表面11aに形成されたコプレーナ線路12とを備えている。コプレーナ線路12は、中心導体線路13と一対のグランド導体14,14とから構成されている。中心導体線路13は、X軸方向(長手方向)に延在する幅Wの導体パターンであり、一対のグランド導体14、14は、中心導体線路13の両側に中心導体線路13からそれぞれ間隔G、Gをおいて形成されている。基板10は、基材11の表面11aに、コプレーナ線路12の他に種々の高周波用の回路が形成されていてもよく、ベアチップなどの半導体ICが実装されていてもよい。
(substrate)
FIG. 1(a) is a plan view of a
コプレーナ線路12のインピーダンスは、主に中心導体線路13の幅W、中心導体線路13と両側のグランド導体14とのギャップ幅G、基材11の厚さt、基材11の比誘電率εにより定まる。これらのパラメータ(すなわちW、G、t、ε)を適切に設定することにより、コプレーナ線路12のインピーダンスを、コネクタ30のインピーダンスと同じ例えば50Ωとなるように設定することができる。
The impedance of the
本実施形態では、基板10の裏面11bには導体パターンが形成されていないが、裏面11bにもグランド導体層が形成された、いわゆるグランデッドコプレーナ線路を採用してもよい。この場合は、基板10の表面11aのグランド導体14と裏面11bのグランド導体層とが複数のビアホールにより電気的に接続されるようにする。
In this embodiment, no conductor pattern is formed on the
(金属ケース)
図2は、金属ケース20に基板10が収容された状態を示す断面図である。図2に示すように、金属ケース20は、中空部を有する金属製のケース本体21と、ケース本体21の開口を覆う金属製の蓋22とを備えている。金属ケース20内に基板10が収容されるので、外部からのノイズに強く、外部に不要なノイズを出すこともない。また、金属ケース20は、金属ケース20の内部で基板10を金属ケース20の底から浮かせて保持する保持部24を有している。具体的には、ケース本体21の対向する内壁に、ケース本体21の高さの中間高さにて保持部24としての段部または凸部がそれぞれ形成されている。基板10は、ケース本体21の対向する内壁に形成された保持部24としての段部に載置され保持されるようになっている。
(metal case)
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state in which the
この構成により、コプレーナ線路12が金属ケース20の金属の底面から一定の距離をあけて配置されているので、金属の底面の存在がコプレーナ線路の電界分布に影響を与えることなく、高周波帯域においても狙い通りのコプレーナ線路として有効に機能することができる。コプレーナ線路12として、グランデッドコプレーナ線路が用いられる場合には、基板10を金属ケース20の底面、あるいはその近くに配置してもよい。
With this configuration, the
金属ケース20の外形は、直方体形状であるが、これに限定されず、基板10を収容し、コネクタ30を取り付け可能な限り、任意の形状を採用してもよい。また、金属ケース20は、2分割できる構成であるが、これに限定されず、3以上のパーツに分割できる構成であってもよく、例えば底板を取り外しできるようにしてもよい。
The outer shape of the
(コネクタ)
コネクタ30は、コプレーナ線路12の中心導体線路13に電気的に接続された内部導体31と、絶縁体のビーズ33を介して内部導体31を包囲すると共にグランド導体14に電気的に接続された外部導体32とを同軸上に有する同軸構造のコネクタである。コネクタ30は、金属ケース20に気密性を持たせて、あるいは気密性を持たせずに金属ケース20の孔部23にねじ込んで取り付けられている。コネクタ30は、コプレーナ線路12に接続されている側とは反対の側に、同軸ケーブルが接続できるようになっている。
(connector)
The
同軸構造のコネクタ30のインピーダンスは、内部導体31の外径D、外部導体32の内径φ、内部導体31と外部導体32の間に設けられた絶縁体のビーズ33の比誘電率εによって定まる。よって、これらのパラメータD、φ、εを適切に設定することにより、コネクタ30のインピーダンスを、コプレーナ線路12のインピーダンスと同じ例えば50Ωに設定することができる。
The impedance of the
コネクタ30は、取り扱う周波数帯域に応じて、例えば、外部導体32の内径が1.85mmである所謂「1.85mmコネクタ」や、外部導体32の内径が1.0mmである所謂「1.0mmコネクタ」であってもよい。
Depending on the frequency band to be handled, the
図3に示すように、グランド導体14、14同士の内側の間隔(ギャップ幅ともいう)は、コネクタ30の外部導体32の内径φに等しくなっている。一方のグランド導体14と他方のグランド導体14との内側の間隔は、中心導体線路13の幅Wと、中心導体線路13とグランド導体14との間隔Gを2倍した2Gとの和である。すなわち、W+2G=φを満たしている。グランド導体14、14同士の内側の間隔がコネクタ30の外部導体32の内径φに等しいので、基板10の中心導体線路13とコネクタ30の内部導体31を結ぶ信号経路に対してグランド経路が遠回りせず最短で接続される構成となっている。この構成により、コプレーナ線路12と同軸構造のコネクタ30との接続部において、インピーダンスの不連続点が無く、高周波帯域でのリターンロスも抑制され、優れた高周波伝送特性を得ることができる。
As shown in FIG. 3 , the inner spacing (also called gap width) between the
コプレーナ線路12の中心導体線路13に沿った方向(長手方向ともいう)におけるグランド導体14の端部と、コネクタ30の外部導体32の端部とは、好ましくは導電性接着剤や金リボンなどの導電材40を介して接続されている。
The end of the
これにより、基板10のグランド導体14の長手方向の端部とコネクタ30の外部導体32の端部とが電気的に確実に接続されるので、基板10の中心導体線路13とコネクタ30の内部導体31とを結ぶ信号経路に対してグランド経路が遠回りせずより確実に最短で接続する構成となっている。この構成により、高周波帯域でのリターンロスも抑制され、優れた高周波伝送特性を得ることができる。
As a result, the longitudinal ends of the
なお、図3では、2つのコネクタ30が金属ケース20に取り付けられているが、個数は2に限定されず、1又は3以上のコネクタ30を取り付けた構成であってもよい。
Although two
(コプレーナ線路とコネクタとの接続方法)
次に、本実施形態に係るコプレーナ線路12とコネクタ30との接続方法について説明する。
(Method of connecting coplanar line and connector)
Next, a method of connecting the
図4は、コプレーナ線路12とコネクタ30との接続方法の概略を示すフローチャートである。図4に示すように、コプレーナ線路12の中心導体線路13の幅Wと、両側のグランド導体14の各々と中心導体線路13との間隔(ギャップ幅)Gが、コネクタ30の外部導体32の内径φと、φ=W+2Gの関係を満たすようなコプレーナ線路12の基板10を用意する(ステップS1)。
FIG. 4 is a flow chart showing an outline of a method of connecting the
次いで、金属ケース20の内部に保持部24として設けられた段部の上に、コプレーナ線路12の基板10を配置する(ステップS2)。基板10は、金属ケース20の底面から浮いた状態で保持される。
Next, the
次いで、金属ケース20の壁部に形成された孔部23に、同軸型のコネクタ30を例えばねじ込んで取り付ける(ステップS3)。
Next, the
次いで、コプレーナ線路12の中心導体線路13とコネクタ30の内部導体31を半田等により接続する(ステップS4)。
Next, the
次いで、基板10のグランド導体14の長手方向の端部とコネクタ30の外部導体32の端部との間に隙間があれば、その隙間を導電性接着剤や金リボン等の導電材40で埋めて両者を電気的に確実に接続するようにする(ステップS5)。隙間がない場合であっても、グランド導体14の長手方向の端部とコネクタ30の外部導体32の端部との接触部分に導電性接着剤や金リボン等の導電材を付与し、両者の電気的な接続を補強してもよい。
Next, if there is a gap between the longitudinal end of the
最後に金属ケース20の蓋22を閉める(ステップS6)。以上で、金属ケース20に基板10を収容した構成の、コプレーナ線路12と同軸型のコネクタ30との接続構造が完成する。
Finally, the
(サンプリングオシロスコープ)
次に、サンプリングオシロスコープ100について説明する。
(sampling oscilloscope)
Next, the
サンプリングオシロスコープ100は、広帯域・低雑音の特徴を有し、測定対象物(DUT(Device Under Test))200から送信された被測定信号の波形表示を行うものである。図5に示すように、サンプリングオシロスコープ100は、トリガ生成部110、サンプラ回路120、A/D変換部130、表示部140、及び制御部150を備えている。
The
トリガ生成部110は、サンプラ回路120を駆動するサンプラ駆動パルス(ストローブ信号)を生成するようになっている。トリガ生成部110は、例えばステップリカバリダイオードや高速動作するトランジスタ回路が使用され、高速パルスのストローブ信号を生成する。
The
サンプラ回路120は、例えばダイオードを含んで構成され、トリガ生成部110にて数百kHzから数十MHz程度で生成されるストローブ信号をサンプリングタイミングとして、外部から入力される被測定信号をサンプリングする。サンプリングは、例えばランダムサンプリングやシーケンシャルサンプリング等の等価時間サンプリングが採用される。
The
A/D変換部130は、サンプラ回路120にてサンプリングされたアナログ出力によるデータをデジタルのデータに変換する。
The A/
表示部140は、例えば液晶表示器などで構成され、制御部150の制御により、被測定信号の波形や統計処理された測定結果などを表示する。
The
制御部150は、高い周波数で繰り返す波形を観測するため、トリガ生成部110、サンプラ回路120、A/D変換部130、表示部140を統括制御する。
The
本実施形態のサンプリングオシロスコープ100では、金属ケース20に収容されたコプレーナ線路12の基板10と同軸型のコネクタ30との接続構造1が用いられ、図6に示すように、基板10にベアチップ160がフリップチップ実装されている。フリップチップ実装では、ベアチップ160を基板10に押し付け、ベアチップ160側の電極パッド161に設けられたバンプ162を、基板10側の電極パッド171と接合させる。このベアチップ160にサンプラ回路120が形成されている。
In the
この構成により、本実施形態のサンプリングオシロスコープ100は、コプレーナ線路12とコネクタ30との接続部において優れた高周波伝送特性を得ることができる接続構造1の基板10に、ベアチップ160がフリップチップ実装され、そのベアチップ160にサンプラ回路120が形成されているので、接続部での高周波伝送特性の悪化に起因してサンプラ回路120の高周波応答特性を悪化させることがなく、直流から数十GHzまでの広帯域で良好な周波数応答特性を有するサンプリングオシロスコープを実現できる。
With this configuration, in the
(作用・効果)
以上のように、本実施形態に係る接続構造1は、グランド導体14、14同士の内側の間隔(W+2G)がコネクタ30の外部導体32の内径φに等しいので、基板10の中心導体線路13とコネクタ30の内部導体31を結ぶ信号経路に対してグランド経路が遠回りせず最短で接続する構成となっている。この構成により、コプレーナ線路12とコネクタ30との接続部において、インピーダンスの不連続点が無く、高周波帯域でのリターンロスも抑制され、優れた高周波伝送特性を得ることができる。
(action/effect)
As described above, in the connection structure 1 according to the present embodiment, the inner spacing (W+2G) between the
また、本実施形態に係る接続構造1がサンプリングオシロスコープ100のサンプラ回路120に用いられると、コプレーナ線路12とコネクタ30との接続部において高周波伝送特性の悪化が抑制できるので、広帯域で周波数応答特性が良好な広帯域サンプリングオシロスコープの実現に資することができる。
Further, when the connection structure 1 according to the present embodiment is used in the
以上説明したように、本発明は、コプレーナ線路とコネクタとの接続部における高周波伝送特性が優れているという効果を有し、コプレーナ線路とコネクタとの接続構造及び接続方法、並びにそれを用いたサンプリングオシロスコープの全体に有用である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, the present invention has an effect that high-frequency transmission characteristics are excellent at the connection portion between the coplanar line and the connector, and provides a connection structure and connection method between the coplanar line and the connector, and sampling using the same. Useful throughout the oscilloscope.
1 接続構造
10 基板
11 基材
11a 表面
11b 裏面
12 コプレーナ線路
13 中心導体線路
14 グランド導体
20 金属ケース
21 ケース本体
22 蓋
23 孔部
24 保持部
30 コネクタ
31 内部導体
32 外部導体
33 ビーズ(絶縁材)
40 導電材
100 サンプリングオシロスコープ
110 トリガ生成部
120 サンプラ回路
130 A/D変換部
140 表示部
150 制御部
160 ベアチップ
161、171 電極パッド
162 バンプ
200 DUT
Reference Signs List 1
40
Claims (2)
板状の誘電体からなる基材(11)の一方の表面に中心導体線路(13)と前記中心導体線路の長手方向全体にわたって該中心導体線路の両側に該中心導体線路からそれぞれ間隔をおいて配置された一対のグランド導体(14)とからなるコプレーナ線路(12)が形成された基板(10)と、
前記基板を収容する金属ケース(20)と、
前記コプレーナ線路の前記中心導体線路に電気的に接続された内部導体(31)と、絶縁材を介して前記内部導体を包囲すると共に前記グランド導体に電気的に接続された外部導体(32)とを同軸上に有し、前記金属ケースに取り付けられたコネクタ(30)と、を備えた、前記基板に形成された前記コプレーナ線路と前記金属ケースに取り付けられた前記コネクタとの接続構造であって、
前記グランド導体同士の内側の間隔が前記コネクタの前記外部導体の内径φに等しく、
前記一対のグランド導体の一方のグランド導体と他方のグランド導体との内側の間隔は、前記中心導体線路の幅Wと、前記中心導体線路と前記一方又は他方のグランド導体との間隔Gを2倍した2Gとの和に等しく、W+2G=φの関係を満たしており、
前記コプレーナ線路の前記中心導体線路に沿った方向における前記グランド導体の端部と、前記コネクタの前記外部導体の平面状の端部とが、電気的に接続された前記接続構造と、
ベアチップであって、前記ベアチップ側の電極パッドに設けられたバンプが前記基板側の電極パッドと接合するように前記基板にフリップチップ実装された前記ベアチップと、
を備え、
前記ベアチップに前記サンプラ回路が形成されており、
前記金属ケースは、前記金属ケースの内部で前記基板を前記金属ケースの底から浮かせて保持する、前記金属ケースの対向する内壁に形成された保持部(24)を含む、サンプリングオシロスコープ。 A sampling oscilloscope comprising a sampler circuit for sampling a signal under measurement,
A central conductor line (13) is provided on one surface of a substrate (11) made of a plate-shaped dielectric material, and a central conductor line (13) is provided on both sides of the central conductor line over the entire longitudinal direction of the central conductor line with a space from the central conductor line. A substrate (10) on which a coplanar line (12) consisting of a pair of arranged ground conductors (14) is formed;
a metal case (20) containing the substrate;
an inner conductor (31) electrically connected to the central conductor line of the coplanar line; and an outer conductor (32) surrounding the inner conductor via an insulating material and electrically connected to the ground conductor. coaxially, and a connector (30) attached to the metal case, a connection structure between the coplanar line formed on the substrate and the connector attached to the metal case, wherein ,
the inner spacing between the ground conductors is equal to the inner diameter φ of the outer conductor of the connector;
The inner spacing between one ground conductor and the other ground conductor of the pair of ground conductors is twice the width W of the central conductor line and the spacing G between the central conductor line and the one or the other ground conductor. is equal to the sum of 2G obtained by
the connection structure in which an end of the ground conductor in the direction along the central conductor line of the coplanar line and a planar end of the outer conductor of the connector are electrically connected;
a bare chip that is flip-chip mounted on the substrate so that bumps provided on electrode pads on the bare chip side are bonded to electrode pads on the substrate side;
with
The sampler circuit is formed on the bare chip,
The sampling oscilloscope, wherein the metal case includes holding portions (24) formed on opposing inner walls of the metal case that hold the substrate floating from the bottom of the metal case inside the metal case.
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