KR20030004474A - Calibrating device for a multilayer laminated circuit module and method for making thereof, and method for measuring high frequency property of the multilayer laminated circuit module by using the calibrating device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 측정소자의 고주파 특성 측정에 관한 것으로, 보다 상세하게는 측정 소자의 고주파 특성 측정에 앞서 수행되는 캘리브레이션을 위한 캘리브레이션용 소자와 그의 방법과, 제조된 캘리브레이션 소자를 이용하여 측정 소자의 고주파 특성을 정확하게 측정하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to the measurement of high frequency characteristics of a measurement device, and more particularly, to a calibration element and a method for calibration performed prior to the measurement of high frequency characteristics of a measurement device, and a high frequency property of a measurement device using the manufactured calibration device. It is about how to measure accurately.
일반적으로, 전자 회로의 고주파 특성은 네트워크 분석기를 통하여 측정이 이루어진다. 네트워크 분석기는 내부에서 생성된 고주파 신호를 전송 선로를 통하여 측정을 원하는 회로 또는 소자(DUT : Device Under Test)(이하, 측정 소자라 칭함)에 인가하였을 때 인가된 에너지와 전송 또는 반사되어 나오는 에너지의 비율을 측정하는 장비이다. 네트워크 분석기를 통한 고주파 특성을 측정하는 경우, 가장 먼저 필요한 것이 측정될 소자의 양단까지 고주파 신호가 전송될 때 발생할 수 있는 손실 및 위상변화를 보상해 주기 위하여 측정 시스템의 종점과 측정소자의 시점이 어디인지를 정확하게 규정해 주어야 한다. 이 경계를 기준 평면(reference plane)이라 지칭하며, 네트워크 분석기로부터 기준 평면까지 고주파 신호를 전송하기 위하여 설치한 케이블, 커플러, 믹서, 커넥터 등의 영향을 모두 제거하여 측정소자의 순수한 특성만을 추출할 수 있도록 준비하는 작업을 캘리브레이션(calibration)이라 지칭한다.In general, high frequency characteristics of electronic circuits are measured through a network analyzer. When a network analyzer applies a high frequency signal generated internally to a circuit or device (DUT: Device Under Test) (hereinafter, referred to as a measuring device) to be measured through a transmission line, It is a device to measure the ratio. When measuring high frequency characteristics through a network analyzer, the first thing that is needed is where the end point of the measurement system and the point of time of the measuring element are compensated to compensate for the loss and phase change that may occur when the high frequency signal is transmitted to both ends of the measuring element. It should be precisely defined. This boundary is referred to as the reference plane, and the pure characteristics of the measuring device can be extracted by removing all influences of cables, couplers, mixers, and connectors installed to transmit high-frequency signals from the network analyzer to the reference plane. The work of preparing to make it is called calibration.
네트워크 분석기의 캘리브레이션 방법은 정밀도 및 편리성에 따라서, SOLT(Short-Open-Load-Thru), LRM(Line-Reflect-Match), LRRM(Line-Reflect- Reflect-Match), TRL(Thru-Reflect-Line) 등의 방법으로 구분된다. 네트워크 분석기로부터 나온 고주파 신호는 주로 동축케이블을 통하여 전달되며, 커넥터의 끝단이 기준 평면이 되는 것이 일반적이다.The calibration method of the network analyzer is based on precision and convenience, depending on the Short-Open-Load-Thru (SOLT), Line-Reflect-Match (LRM), Line-Reflect- Reflect-Match (LRRM), and Thru-Reflect-Line ) And the like. The high frequency signal from the network analyzer is mainly transmitted through the coaxial cable, and the end of the connector is generally the reference plane.
도 1은 측정 소자의 고주파 특성을 측정하기 위한 일반적인 지그(zig)를 도시한 것이다. 도 1의 지그는 그의 하부가 접지로서 사용되는 PCB 기판(10)과, 측정 소자(100)가 배치되는 마이크로스트립 라인(30)과 마이크로스트립 라인(30)에 회로적으로 연결되는 커넥터(20)를 가지고 있으며, 커넥터(20)는 상술한 네트워크 분석기에 도시 안된 동축 케이블을 통하여 연결되어 측정소자(100)의 고주파 특성이 측정된다.1 shows a typical jig for measuring the high frequency characteristics of a measuring element. The jig of FIG. 1 has a PCB substrate 10 whose lower portion is used as ground, and a connector 20 which is circuitally connected to the microstrip line 30 and the microstrip line 30 on which the measuring element 100 is disposed. The connector 20 is connected to the network analyzer through a coaxial cable (not shown) to measure the high frequency characteristics of the measuring device 100.
도 4는 도 1에 예시된 지그를 이용하여 고주파 특성의 측정을 위한 측정소자(100)의 예로서 캐패시터(120)가 내장된 적층 부품을 예시한다. 도 4의 측정소자(100)는 외부에 전도성의 패드(110)가 존재하고, 내부에 회로 또는 소자인 캐패시터 패턴(120)을 패드(110)에 연결하는 비아 홀(130)을 가지고 있다.4 illustrates a laminated part in which a capacitor 120 is embedded as an example of the measuring device 100 for measuring high frequency characteristics using the jig illustrated in FIG. 1. The measuring device 100 of FIG. 4 has a conductive pad 110 at the outside, and has a via hole 130 connecting the capacitor pattern 120, which is a circuit or element, to the pad 110.
도 1의 지그를 이용하여 도 4에 예시된 바와 같이 내장된 소자(120)가 비아홀(130)을 통하여 외부의 패드(110)에 연결되어 있는 측정소자의 고주파 특성을 측정하는 경우, 측정소자(100)의 각각의 패드(110)가 지그의 마이크로스트립 라인(30)의 양측에 접촉하도록 배치한다. 이 때, 일측의 커넥터(20)만을 네트워크 분석기에 연결시키면 측정소자(100)의 반사특성을 측정할 수 있고, 양측의 커넥터(20)를 네트워크 분석기에 연결시키면 측정소자(100)의 전달특성을 측정할 수 있다.When the embedded device 120 measures the high frequency characteristics of the measurement device connected to the external pad 110 through the via hole 130 using the jig of FIG. 1, the measurement device ( Each pad 110 of 100 is placed in contact with both sides of the microstrip line 30 of the jig. At this time, if only one connector 20 of the connection to the network analyzer can measure the reflection characteristics of the measuring element 100, if both connectors 20 to the network analyzer to measure the transfer characteristics of the measurement element 100 It can be measured.
이 경우, 측정소자(100)가 기준 평면에 바로 연결될 수 없고, 커넥터(20)와 마이크로스트립 라인(30)을 통하여 측정소자(100)의 패드(110)에 연결되기 때문에, 비록 연결부위에서 생기는 손실이나 위상 변화는 정규화(normalize)라는 과정을 통하여 보상하여 줄 수 있지만, 측정소자(100) 앞단까지 바로 기준 평면이 되는 것보다 정확도에서 떨어지는 단점을 가지고 있다.In this case, since the measuring element 100 cannot be directly connected to the reference plane, but is connected to the pad 110 of the measuring element 100 through the connector 20 and the microstrip line 30, the loss occurring at the connecting portion. In addition, the phase change can be compensated through a process called normalization, but has a disadvantage in that the accuracy is lower than that of the reference plane directly to the front end of the measuring device 100.
회로용 기판 또는 반도체 웨이퍼 상태에서의 고주파 특성은 도 1의 지그를 이용하여 측정이 불가능하므로, 도 2에 예시된 바와 같은 온-웨이퍼 프로우브(on-wafer probe) 시스템을 이용하여 측정이 이루어진다. 온-웨이퍼 프로우브 시스템은 네트워크 분석기의 포트 1과 포트 2에 동축케이블과 커넥터에 의해 각기 연결되는 두 개의 프로우브로 이루어지고, 각각의 프로우브는 그의 종류에 따라서, 도 2에서와 같이 3개의 팁(60)으로 이루어진 G-S-G(Ground-Signal-Ground)와 2개의 팁으로 이루어진 G-S(Ground-Signal)로 나뉘어 질 수 있다. 두 경우 모두 접지(Ground)와 신호(Signal)는 일정한 피치만큼 이격되어 있고, 온-웨이퍼 프로우브 시스템의 팁(60)을 네트워크 분석기의 동축케이블과 연결하기 위한 커넥터(50)가 부착되어 있다.Since the high frequency characteristics in a circuit board or semiconductor wafer state cannot be measured using the jig of FIG. 1, the measurement is performed using an on-wafer probe system as illustrated in FIG. 2. The on-wafer probe system consists of two probes, each connected by a coaxial cable and a connector to ports 1 and 2 of the network analyzer, and each probe has three probes as shown in FIG. It may be divided into a GSG (Ground-Signal-Ground) consisting of a tip 60 and a G-Ground (Signal) consisting of two tips. In both cases, the ground and the signal are spaced by a predetermined pitch, and a connector 50 is attached to connect the tip 60 of the on-wafer probe system with the coaxial cable of the network analyzer.
온-웨이퍼 프로우브 팁(60)을 이용하여 측정소자(100)의 고주파 특성을 측정하는 경우, 도 3에 예시된 바와 같이 0.8 mm 두께의 알루미나 기판상에 금속패턴이 형성된 캘리브레이션을 위한 임피던스 스탠더드 기판(impedance standard substrate)이라는 것을 이용하여 측정소자(100)의 고주파 특성을 측정하기 전에 먼저 캘리브레이션을 수행한다. 온-웨이퍼 프로우브 시스템의 캘리브레이션 및 고주파 특성 측정 방법은 프로우브 팁(60)을 도 3a, 도 3b 또는 도 3c의 임피던스 스탠더드 패턴에 접속시켜서 수행된다. 이 경우, 온-웨이퍼 프로우브 팁(60)까지 기준 평면을 연장할 수 있으므로, 프로우브 팁(60)에서 바로 측정 소자가 연결되면 매우 정확한 측정이 가능한 특징을 가지고 있다. 이 때, 포트 1과 포트 2의 프로우브 팁(60)을 각각 임피던스 스탠더드 기판의 패턴의 양측에 접속시키면 측정소자(100)의 전달 및 반사 특성을 측정할 수 있고, 단지 포트 하나의 프로우브 팁(60) 만을 임피던스 스탠더드 기판의 패턴의 일측에 접속시키면 측정소자(100)의 반사특성만을 측정할 수 있다.When measuring the high frequency characteristics of the measuring device 100 using the on-wafer probe tip 60, an impedance standard substrate for calibration in which a metal pattern is formed on a 0.8 mm thick alumina substrate as illustrated in FIG. Calibration is first performed before measuring the high frequency characteristics of the measuring device 100 using an impedance standard substrate. The calibration and high frequency characteristics measurement method of the on-wafer probe system is performed by connecting the probe tip 60 to the impedance standard pattern of FIG. 3A, 3B or 3C. In this case, since the reference plane can be extended to the on-wafer probe tip 60, the measuring element is directly connected at the probe tip 60, and thus has a very accurate measurement. At this time, if the probe tips 60 of the port 1 and the port 2 are connected to both sides of the pattern of the impedance standard substrate, respectively, the transmission and reflection characteristics of the measuring device 100 can be measured, and only one probe tip of the port is used. When only 60 is connected to one side of the pattern of the impedance standard substrate, only the reflection characteristic of the measuring element 100 can be measured.
SOLT 캘리브레이션의 경우, 쓰루(thru)는 도 3a의 쓰루-커넥트 스탠더드(through-connect standard)를 사용하여 캘리브레이션을 수행하고, 쇼트(short)는 도 3b의 쇼트 회로 스탠더드(short circuit standard)를 사용하고, 로드(load)는 도 3c의 로드 스탠더드(load standard)를 사용하여 캘리브레이션을 수행하고, 오픈(open)은 팁을 기판에서부터 일정거리 이상으로 띄어주어 캘리브레이션을 수행한다. 도 3c에서 중간의 검은색 부분은 RF에서 임피던스 매칭을 위한 저항성분을 나타낸다.In the case of SOLT calibration, the thru performs the calibration using the through-connect standard of FIG. 3A, and the short uses the short circuit standard of FIG. 3B. The load performs calibration using the load standard of FIG. 3C, and the open performs the calibration by moving the tip over a predetermined distance from the substrate. The middle black part in FIG. 3C represents a resistance component for impedance matching in RF.
그러나, 도 4와 같은 구조를 갖는 소자가 내장된 측정소자(100)의 구조는 실제로 내장된 소자의 고주파 특성 측정에 영향을 미치는 패드(110)와 비아홀(130)이 포함된 구조를 가지고 있기 때문에, 이들로 인하여 측정소자(100)의 실제 특성과는 다른 특성을 나타내게된다.However, since the structure of the measuring device 100 in which the device having the structure as shown in FIG. 4 is embedded has a structure including the pad 110 and the via hole 130 that affect the measurement of the high frequency characteristics of the embedded device. Due to these, the display device 100 exhibits characteristics different from the actual characteristics of the measuring device 100.
보다 상세히 말해서, 도 1의 지그를 사용하여 측정소자(100)의 고주파 특성을 측정하는 경우, 도 1에 예시된 바와 같이 측정소자(100)의 패드부분(110)이 마이크로스트립 라인(10)위에 접촉되도록 그 소자(100)를 뒤집어서 측정하게 된다. 이 경우, 마이크로스트립 라인(10)까지는 정규화하는 과정을 거치지만, 접촉의 불완전성, 비아홀의 영향등에 의해 정확한 측정이 이루어질 수 없다.More specifically, in the case of measuring the high frequency characteristics of the measuring device 100 using the jig of FIG. 1, as illustrated in FIG. 1, the pad portion 110 of the measuring device 100 is placed on the microstrip line 10. The device 100 is turned upside down to make contact. In this case, the microstrip line 10 is normalized, but accurate measurement cannot be made due to the imperfection of the contact or the influence of the via hole.
한편, 도 2의 온-웨이퍼 프로우브 시스템을 사용하여 측정소자(100)의 고주파 특성을 측정하는 경우, 팁(60)에서부터 측정소자(100)의 패드(110)까지의 연결은 캘리브레이션에 의해 그 영향을 제거할 수 있어서, 도 1의 지그를 사용하는 경우보다 정확한 측정이 가능하다. 그러나, 측정소자(100)의 비아홀(130)의 영향은 제거할 수 없으므로, 다시 비아홀(130)의 영향을 제거하는 과정을 거쳐야 한다. 측정소자(100)의 비아홀(130)은 마이크로스트립 라인(30)과 그 특성이 상이하여 단순한 정규화 과정으로는 그 영향을 제거할 수 없고 따라서 그 영향을 제거하였다 하더라도 정확도는 상당히 떨어지게 된다.On the other hand, when measuring the high frequency characteristics of the measuring device 100 using the on-wafer probe system of FIG. 2, the connection from the tip 60 to the pad 110 of the measuring device 100 is calibrated by calibration. Since the influence can be eliminated, a more accurate measurement is possible than when using the jig of FIG. However, since the influence of the via hole 130 of the measuring device 100 cannot be removed, the process of removing the influence of the via hole 130 must be performed again. The via hole 130 of the measuring device 100 is different from the microstrip line 30 and its characteristics cannot be removed by a simple normalization process. Therefore, even if the effect is removed, the accuracy is considerably reduced.
그러므로, 본 발명은 상술한 문제를 해결하고자 안출된 것으로, 적층 부품의 내부에 내장된 전자소자의 고주파 특성을 보다 정확하게 측정할 수 있는 캘리브레이션용 소자와 그의 제조 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.Therefore, an object of the present invention is to provide a calibration element and a method for manufacturing the same, which can more accurately measure the high frequency characteristics of an electronic device embedded in a laminated component.
본 발명의 다른 목적은 캘리브레이션 소자를 이용하여 적층 부품의 내부에 내장된 측정소자의 고주파 특성을 측정하는 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for measuring high frequency characteristics of a measuring device embedded in a laminated component using a calibration device.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 내장된 소자가 비아홀을 통하여 외부의 전도성 패드에 연결되는 구조를 갖는 적층 부품의 캘리브레이션을 위한 소자는: 상기 측정될 내장 소자와 동일한 높이에 배치되고, 상기 내장 소자의 캘리브레이션을 위한 임피던스 패턴이 인쇄된 임피던스 패턴 층; 상기 임피던스 패턴 층상에 적층되며, 상기 내장 소자의 비아 홀과 동일한 높이를 갖는 비아홀이 형성된 비아홀 층; 상기 비아홀 층상에 적층되고, 상기 비아홀을 통하여 상기 임피던스 패턴이 전기적으로 연결되는 전도성 패드가 형성된 전도성 패드 층을 포함한다. 따라서, 상기 전도성 패드에는 상기 캘리브레이션을 위한 측정 장치가 접촉되어 상기 내장 소자의 위치에 대응하는 상기 임피던스 패턴까지 캘리브레이션된다.According to an embodiment of the present invention for achieving the above object, an element for calibration of a laminated component having a structure in which an embedded device is connected to an external conductive pad through a via hole: the same height as the embedded device to be measured An impedance pattern layer disposed in and printed with an impedance pattern for calibration of the embedded device; A via hole layer stacked on the impedance pattern layer and having a via hole having the same height as the via hole of the embedded device; And a conductive pad layer stacked on the via hole layer, the conductive pad layer having a conductive pad electrically connected to the impedance pattern through the via hole. Therefore, the measuring device for calibration is in contact with the conductive pad and is calibrated to the impedance pattern corresponding to the position of the embedded device.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 내장된 소자가 비아홀을 통하여 외부의 전도성 패드에 연결되는 구조를 갖는 적층 부품의 캘리브레이션을 위한 소자의 제조 방법은: 기준 층으로서의 시트를 준비하는 단계; 상기 기준 시트상에 상기 내장 소자의 캘리브레이션을 위한 임피던스 패턴이 인쇄된 시트를 적층하는 단계로서, 상기 기준층 시트와 상기 임피던스 패턴이 인쇄된 시트의 수직방향의 높이는 상기 적층부품의 바닥면으로부터 상기 측정될 내장 소자의 상단면까지의 수직방향의 높이와 동일한 상기 단계; 상기 내장 소자의 비아 홀과동일한 높이를 갖는 비아 홀이 형성된 시트를 상기 임피던스 패턴 시트상에 적층하는 단계; 상기 비아홀이 형성된 시트의 상부에 상기 비아홀을 통하여 상기 임피던스 패턴이 전기적으로 연결되는 전도성 패드가 인쇄된 전도성 패트 시트를 적층하는 단계를 포함한다.According to another embodiment of the present invention for achieving the above object, a method for manufacturing a device for the calibration of a laminated component having a structure in which the embedded device is connected to an external conductive pad through a via hole: a sheet as a reference layer Preparing; Stacking a sheet on which the impedance pattern for calibration of the embedded device is printed on the reference sheet, wherein a height in the vertical direction of the reference layer sheet and the sheet on which the impedance pattern is printed is measured from the bottom surface of the laminated part; The same step as the height in the vertical direction to the top surface of the embedded device; Stacking a sheet on which the via hole having the same height as the via hole of the embedded device is formed on the impedance pattern sheet; And stacking a conductive pad sheet on which the conductive pad to which the impedance pattern is electrically connected through the via hole is formed on the sheet on which the via hole is formed.
따라서, 상기 전도성 패드에는 상기 측정 소자의 캘리브레이션을 위한 측정 장치가 접촉되어 상기 측정 소자의 위치에 대응하는 상기 임피던스 패턴까지 캘리브레이션된다.Thus, the conductive pad is in contact with the measuring device for calibration of the measuring element, and is calibrated to the impedance pattern corresponding to the position of the measuring element.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 내장된 소자가 비아홀을 통하여 외부의 전도성 패드에 연결되는 구조를 갖는 적층 부품의 캘리브레이션용 소자를 이용한 상기 적층 부품내 소자의 고주파 특성을 측정하는 방법은 온-웨이퍼 프로우브 팁을 상기 캘리브레이션용 소자의 전도성 패드에 접촉하여 캘리브레이션을 수행하는 단계; 상기 캘리브레이션용 소자에 의해 상기 측정소자의 비아홀에 의한 영향이 배제된 채로 상기 온-웨이퍼 프로우브 팁을 상기 적층 부품의 전도성 패드에 접촉하여 고주파 특성을 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another embodiment of the present invention for achieving the above object, the high-frequency characteristics of the device in the laminated component using the calibration element of the laminated component having a structure in which the built-in device is connected to the external conductive pad through the via hole The method for measuring the step of performing a calibration by contacting the on-wafer probe tip with the conductive pad of the calibration device; And measuring the high frequency characteristics by contacting the on-wafer probe tip with the conductive pad of the laminated part while the influence of the via hole of the measuring device is excluded by the calibration device.
도 1은 전자 소자의 고주파 특성을 측정하기 위한 지그의 개략적인 사시도,1 is a schematic perspective view of a jig for measuring a high frequency characteristic of an electronic device;
도 2a 및 도 2b는 전자 소자의 고주파 특성을 측정하기 위한 온-웨이퍼 프로우브의 평면도 및 측면도,2A and 2B are plan and side views of an on-wafer probe for measuring high frequency characteristics of an electronic device;
도 3은 전자 소자의 캘리브레이션에 사용되는 임피던스 표준 패턴,3 is an impedance standard pattern used for calibration of an electronic device,
도 4는 적층 부품의 단면도,4 is a cross-sectional view of the laminated component,
도 5는 본 발명에 따라서 구성된 도 4의 적층 부품의 캘리브레이션용 소자의 사시도,5 is a perspective view of an element for calibration of the laminated component of FIG. 4 constructed in accordance with the present invention;
도 6a 내지 도 6c는 도 5의 캘리브레이션용 소자의 제조 과정을 설명하는 순서도,6A through 6C are flowcharts illustrating a manufacturing process of the calibration device of FIG. 5;
도 7은 본 발명에 따라서 캘리브레이션용 소자를 이용한 적층 부품의 고주파 특성 측정 과정을 설명하는 흐름도,7 is a flowchart illustrating a high frequency characteristic measurement process of a laminated component using a calibration element according to the present invention;
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10 : 금속 하우징 20, 50 : 커넥터10: metal housing 20, 50: connector
30 : 마이크로스트립 라인 60 : 프로우브 팁30: microstrip line 60: probe tip
100 : 적층 부품 130, 320 : 비아홀100: laminated part 130, 320: via hole
300 : 캘리브레이션용 소자 310 : 임피던스 임피던스 패턴300: calibration element 310: impedance impedance pattern
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예의 동작을 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the operation of the preferred embodiment according to the present invention.
도 5는 본 발명에 따라서 구성된 캘리브레이션용 소자의 구성을 도시한다. 본 발명에 따라서 구성된 캘리브레이션용 소자(300)는 도 4의 적층 부품(100)의 보다 정확한 고주파 특성을 측정하는데 필요한 캘리브레이션에 사용되며, 실질적으로 측정을 위한 적층 부품(100)을 구성하는 물질, 예를 들면 세라믹과 동일한 물질로 구성되어 있다. 본 발명의 캘리브레이션용 소자(300)는 도 3에 예시된 바와 같은 내부의 임피던스 스탠더드 기판 패턴(310)과 외부의 패드(330)와 이들 스탠더드 기판 패턴(310)과 패드(330)을 전기적으로 연결하는 비아홀(320)을 가지고 있다. 도 3a은 쓰루-커넥트 스탠더드 패턴을 나타내고, 도 3b는 쇼트 회로 스탠더드 패턴을 나타내며, 도 3c는 로드 스탠더드 패턴을 나타낸다.Fig. 5 shows a configuration of a calibration element constructed in accordance with the present invention. The calibration element 300 constructed in accordance with the present invention is used for the calibration required to measure the more accurate high frequency characteristics of the laminated component 100 of FIG. 4, and substantially constitutes the laminated component 100 for measurement. For example, it is made of the same material as the ceramic. The calibration device 300 of the present invention electrically connects the internal impedance standard substrate pattern 310 and the external pad 330 and the standard substrate pattern 310 and the pad 330 as illustrated in FIG. 3. Has a via hole 320. 3A shows a through-connect standard pattern, FIG. 3B shows a short circuit standard pattern, and FIG. 3C shows a load standard pattern.
도 6은 도 5의 캘리브레이션 측정용 소자의 제조 방법을 도시한다.FIG. 6 illustrates a method of manufacturing the calibration measurement device of FIG. 5.
먼저, 도 6a에 예시된 바와 같이, 소정 두께의 세라믹 그린 시트(305)를 기준 층으로 준비한 다음，세라믹 그린 시트(305) 위에 임피던스 스탠더드 패턴(310)이 인쇄된 세라믹 시트(315)를 적층한다. 이 때, 두 세라믹 시트(305) 및 (315)의 수직방향의 높이는 도 4에 예시된 적층 부품(100)의 바닥면으로부터 내부 소자(120)의 상부면까지의 수직방향의 높이와 동일하여야 한다. 그 다음, 도 6b에 예시된 바와 같이 임피던스 스탠더드 패턴이 인쇄된 세라믹 시트(315) 위에 전도체 페이스트로 채워진 비아홀(320)을 갖는 세라믹 시트(325)를 적층한다. 이 과정에 의해 일차적으로 임피던스 스탠더드 패턴(310)과 비아홀(320)이 회로적으로 연결된다.First, as illustrated in FIG. 6A, a ceramic green sheet 305 having a predetermined thickness is prepared as a reference layer, and then a ceramic sheet 315 on which the impedance standard pattern 310 is printed is laminated on the ceramic green sheet 305. . At this time, the height in the vertical direction of the two ceramic sheets 305 and 315 should be equal to the height in the vertical direction from the bottom surface of the laminated component 100 illustrated in FIG. 4 to the top surface of the internal element 120. . Next, as illustrated in FIG. 6B, a ceramic sheet 325 having a via hole 320 filled with a conductor paste is stacked on the ceramic sheet 315 on which the impedance standard pattern is printed. By this process, the impedance standard pattern 310 and the via hole 320 are primarily connected to each other.
이 후, 도 6c에 예시된 바와 같이 세라믹 시트(325) 위에 전도성 패드(330)의 패턴이 인쇄된 세라믹 시트(335)를 적층한다. 전도성 패드(330)는 캘리브레이션을 위하여 도 2에 예시된 온-웨이퍼 프로우브 팁(60)과 접촉하는 데 사용된다. 이과정에 의해 최종적으로 임피던스 스탠더드 패턴(310)과 전도성 패드(330)가 비아홀(320)을 통하여 회로적으로 연결된다.Thereafter, as illustrated in FIG. 6C, the ceramic sheet 335 on which the pattern of the conductive pad 330 is printed is laminated on the ceramic sheet 325. Conductive pad 330 is used to contact the on-wafer probe tip 60 illustrated in FIG. 2 for calibration. By this process, the impedance standard pattern 310 and the conductive pad 330 are finally connected to each other through the via hole 320.
이 후, 라미레이팅 공정(laminating)에 의해 상술한 구조의 캘리브레이션용 소자를 일체화하고, 절단 공정(cutting)과 소결 공정(sintering)을 통하여 도 6b에 예시된 바와 같은 단일의 캘리브레이션용 소자가 제조된다.Subsequently, a single calibration element as illustrated in FIG. 6B is manufactured by integrating the calibration device of the above-described structure by laminating, and through cutting and sintering. .
이와 관련하여, 상술한 비아홀(320)을 갖는 세라믹 시트(325)를 제작하는 방법은 그린 세라믹 시트(325)를 통상의 펀칭 장치를 이용하여 펀칭함으로써 비아홀(320)을형성하고, 그 비아홀(320)을 전도체 페이스트로 충진시킴으로써 형성된다.In this regard, the method of manufacturing the ceramic sheet 325 having the via hole 320 described above forms the via hole 320 by punching the green ceramic sheet 325 using a conventional punching device, and the via hole 320. ) Is filled with a conductor paste.
본 발명의 캘리브레이션용 소자(300)을 이용하여 도 4의 회로 모듈(100)의 고주파 특성을 측정하는 방법은 도 7의 흐름도를 참조하여 다음과 같이 설명된다.A method of measuring the high frequency characteristics of the circuit module 100 of FIG. 4 using the calibration device 300 of the present invention is described as follows with reference to the flowchart of FIG. 7.
먼저 고주파 특성의 측정을 위한 회로 모듈(100)의 기판 재질과, 내장된 소자(120)의 위치를 파악하는 단계(710)로부터 시작된다.First, a step 710 of determining a substrate material of the circuit module 100 and a location of the embedded device 120 for measuring high frequency characteristics is started.
그 다음, 회로 모듈(100)에 대응하는 캘리브레이션용 소자의 패턴을 설계하고(단계 720), 도 5 및 도 6에 예시된 바와 같은 캘리브레이션용 소자(300)를 제조한다(단계 730).Next, a pattern of a calibration element corresponding to the circuit module 100 is designed (step 720), and a calibration element 300 as illustrated in FIGS. 5 and 6 is manufactured (step 730).
그 다음, 도 2에 예시된 온-웨이퍼 프로우브의 프로우브 팁(60)을 캘리브레이션용 소자(300)의 전도성 패드(330)에 접촉하여 커넥터(50)를 통하여 연결된 네트워크 분석기를 통하여 캘리브레이션을 수행한다(단계 740).Then, the probe tip 60 of the on-wafer probe illustrated in FIG. 2 is contacted with the conductive pad 330 of the calibration element 300 to perform calibration through a network analyzer connected through the connector 50. (Step 740).
캘리브레이션 측정이 완료된 후, 다시 온-웨이퍼 프로우브의 프로우브팁(60)을 적층 부품(100)의 전도성 패드(110)에 접촉하여 커넥터(50)를 통하여 연결된 네트워크 분석기를 통하여 고주파 특성을 측정한다(단계 750). 이와 달리, 도 1에 예시된 지그의 마이크로스트립 라인(30)상에 측정소자(100)를 배치하고, 커넥터(20)를 통하여 연결된 네트워크 분석기를 이용하여 측정소자(100)의 고주파 특성을 측정할 수도 있다. 이 때, 종래 기술의 캘리브레이션은 최상단의 패드(110)로부터 내장된 소자(120)로 연결되는 비아홀(130)들의 영향이 모두 고주파 특성의 측정값에 포함되지만, 본 발명의 캘리브레이션은 최상단의 패드(330)로부터 임피던스 패턴(310)까지 연결되는 비아홀(320)까지 기준 평면(refernce plane)의 확장이 가능하므로 측정소자(100)의 비아홀(130)의 영향이 제거된 보다 정확한 고주파 특성을 측정하는 것이 가능하다.After the calibration measurement is completed, the probe tip 60 of the on-wafer probe is again in contact with the conductive pad 110 of the laminated component 100 to measure high frequency characteristics through a network analyzer connected through the connector 50. (Step 750). On the contrary, the measuring element 100 is disposed on the microstrip line 30 of the jig illustrated in FIG. 1, and the high frequency characteristic of the measuring element 100 is measured using a network analyzer connected through the connector 20. It may be. At this time, in the calibration of the prior art, the effects of the via holes 130 connected to the embedded element 120 from the uppermost pad 110 are included in the measured value of the high frequency characteristic, but the calibration of the present invention is performed by the uppermost pad ( Since the reference plane can be extended from the 330 to the via hole 320 connected to the impedance pattern 310, measuring a more accurate high frequency characteristic in which the influence of the via hole 130 of the measuring device 100 is removed is eliminated. It is possible.
상술한 본 발명에 있어서, 캘리브레이션용 소자를 세라믹 재질로 사용한 것으로 설명되고 예시되어 있지만, 그 재질은 측정대상이 되는 회로 모듈의 재질에 따라서 바뀌어질 수 있음은 당연할 것이다.In the present invention described above, although the calibration element is described and illustrated as using a ceramic material, it will be obvious that the material may be changed depending on the material of the circuit module to be measured.
또한, 본 발명에 있어서, 온-웨이퍼 프로우브를 사용하는 경우 캘리브레이션용 소자를 별개로 제조하여 사용하는 것으로 설명되고 예시되어 있지만, 이와 달리 온-웨이퍼를 사용하지 않는 대신 어느 하나의 테스트 지그에 임피던스 패턴을 직접 제작하여 캘리브레이션을 수행하고, 다른 하나의 테스트 지그에 측정용 소자를 배치하여 고주파 특성을 측정하도록 할 수 있을 것이다.In addition, in the present invention, when using the on-wafer probe is described and illustrated as using a separate manufacturing device for the calibration, in contrast, instead of using the on-wafer instead of impedance to any one test jig The pattern may be directly manufactured to perform calibration, and the measurement element may be placed on another test jig to measure high frequency characteristics.
이상에서 설명한 바와 같이, 비아홀을 갖는 기판에 내장된 소자의 고주파 특성을 측정할 때, 측정소자와 유사한 구조의 캘리브레이션 측정용 소자를 제작하여 캘리브레이션을 측정한 다음, 고주파 특성 측정이 이루어짐으로써 비아홀에 의한 영향을 원천적으로 배제할 수 있으며, 보다 정확한 고주파 특성의 측정이 가능하다.As described above, when measuring the high frequency characteristics of a device embedded in a substrate having a via hole, a calibration measurement element having a structure similar to that of a measuring element is manufactured to measure a calibration, and then a high frequency characteristic measurement is performed to determine the The influence can be eliminated at the source, and more accurate measurement of high frequency characteristics is possible.
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