WO2005029099A1

WO2005029099A1 - 電流測定装置及び試験装置と、これに用いる同軸ケーブル及び集合ケーブル

Info

Publication number: WO2005029099A1
Application number: PCT/JP2004/013753
Authority: WO
Inventors: Mitsunori Satou; Yasuo Furukawa
Original assignee: Hirakawa Hewtech Corporation; Advantest Corporation
Priority date: 2003-09-22
Filing date: 2004-09-21
Publication date: 2005-03-31
Also published as: US20060202704A1; US7548076B2; US20070108987A1; JPWO2005029099A1; TWI350378B; US7242197B2; TW200512460A

Abstract

　測定第１端子と、測定第２端子との間を流れる被測定電流を測定する電流測定装置であって、一端が測定第１端子と電気的に接続され、他端が測定第２端子と電気的に接続された複数の１次コイルと、複数の１次コイルに流れる被測定電流に応じて、被測定電流を示す電圧を生じる２次コイルと、それぞれが複数の１次コイルのそれぞれに対応し、対応する１次コイルの一端と測定第１端子とを電気的に接続する信号線と、シールドとを有する複数の同軸ケーブルとを備え、同軸ケーブルのそれぞれは、信号線と、信号線を被覆する絶縁層と、絶縁層の外周に巻き付けられたテープ状の導電体を有する第１のシールドと、第１のシールドの外周に設けられた導電体により構成される第２のシールドとを有することを特徴とする電流測定装置を提供する。

Description

明細書

電流測定装置及び試験装置と、これに用いる同軸ケーブル及び集合ケ一ブル

技術分野

[0001] 本発明は、電流測定装置及び試験装置と、これに用いる同軸ケーブル及び集合ケ一ブルに関する。特に本発明は、被測定電流を示す電圧を生じるコイルを備える電流測定装置と、被測定電流を電流源から伝送するために用いる低インピーダンスの同軸ケーブル及び集合ケーブルに関する。文献の参照による組み込みが認められる指定国については、下記の出願に記載された内容を参照により本出願に組み込み、本出願の一部とする。

1.特願 2003— 330732 出願日 2003年 09月 22日

背景技術

[0002] 従来、被測定電流が生じる磁界に基づいて電流を測定する電流測定装置が知られている。例えば、電流プローブは、トランスの 1次側コイルに流れる被測定電流に応じて 2次側コイルに生じる電圧に基づ、て、電流を測定する。

電子デバイスの電源電流を測定する場合、電子デバイスの電源端子と電流測定装置の間を同軸ケーブル等により接続し、被測定電流を電流測定装置に入力する。この様な測定において、観測帯域は、容量、インダクタンス、及び特性インピーダンス等の要因によって定められる。

[0003] ここで、電源ラインの容量は変更できな、ため、観測帯域を広げるためには、インダクタンス及び特性インピーダンスを小さくすることが望まし、。このような低インピーダンスの同軸ケーブルの例としては、導体外周にポリエステル又はポリイミドを基体とするフィルム基材にアルミ箔等を貼着した導電積層体を、アルミ箔を導体側にして卷回し、この外周に更に絶縁層を設けるものが開示されている (特許文献 1参照。 ) o 特許文献 1：特公平 4 56408号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題 [0004] しかし、従来の電流プローブでは、被測定電流の流れて、る配線のインダクタンスの影響で、高精度な電流測定を行うことが困難であった。そのため、例えば、電子デバイスの試験において、高い精度の IDDT試験を行うことは困難であった。また、電流プローブにおいては、 1次コイルの卷数の 2乗に比例してインダクタンスが増大するため、 1次コイルの卷数を 2以上とすると、電流測定における挿入インピーダンスが増大する。そのため、従来は、 1次コイルの卷数が 2以上である電流プローブを提供するのは困難であり、電流プローブにより、高い精度で微小電流を測定することは困難であった。

[0005] また、同軸ケーブルの特性インピーダンス値は、信号線 (芯線)の外径と信号線の外周に設けられた絶縁体の外径とが近、ほど小さくなることが知られて、る。ここで、上記の同軸ケーブルは、導電積層体を用いて信号線となる導体の有効断面積及び実効半径を増すことにより、信号線の外径と絶縁体の外径とを近づける。しかしながら、上記の同軸ケーブルは、特性インピーダンス値が 50 Ω以上を対象としており、外周の絶縁体の肉厚を十分な厚さとすることによりカットスルー抵抗を大きくしている。

[0006] 一方、電子デバイスの電源電流を測定することを目的として特性インピーダンス値が数 Ωの同軸ケーブルを実現にするためには、絶縁体の厚さを極薄として絶縁体の外径を相対的に小さくする必要が生じる。これを実現するためには、カットスルー抵抗を大きくして絶縁体の剥き出しを容易にし、かつ、絶縁体の耐電圧を満足させることが必要となる。

[0007] そこで本発明は、上記の課題を解決することのできる電流測定装置及び試験装置と、これに用いる同軸ケーブル及び集合ケーブルとを提供することを目的とする。この目的は請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。

課題を解決するための手段

[0008] 本発明の第 1の形態によると、測定第 1端子と、測定第 2端子との間を流れる被測定電流を測定する電流測定装置であって、一端が前記測定第 1端子と電気的に接続され、他端が前記測定第 2端子と電気的に接続された 1次コイルと、前記 1次コィルに流れる前記被測定電流に応じて、前記被測定電流を示す電圧を生じる 2次コィルと、前記 1次コイルの前記一端と前記測定第 1端子とを電気的に接続する信号線と

、シールドとを有する同軸ケーブルとを備え、前記同軸ケーブルは、前記信号線と、前記信号線を被覆する絶縁層と、前記絶縁層の外周に巻き付けられたテープ状の導電体を有する第 1の前記シールドと、前記第 1のシールドの外周に設けられた導電体により構成される第 2の前記シールドとを有することを特徴とする電流測定装置を提供する。

[0009] 複数の前記 1次コイルと、前記複数の 1次コイルに流れる前記被測定電流に応じて、前記被測定電流を示す電圧を生じる前記 2次コイルと、それぞれが前記複数の 1次コイルのそれぞれに対応し、対応する前記 1次コイルの前記一端と前記測定第 1端子とを電気的に接続する信号線と、シールドとを有する複数の前記同軸ケーブルとを備えてもよい。

[0010] 前記 2次コイルの一端と、他端とを電気的に接続する抵抗器を更に備え、前記電流測定装置は、前記 2次コイルの前記一端の電位を、前記被測定電流を示す値として出力してもよい。

[0011] 前記 1次コイル、及び前記 2次コイルのそれぞれが巻かれるコアを更に備えてもよい

[0012] 本発明の第 2の形態によると、電子デバイスを試験する試験装置であって、前記電子デバイスに入力されるべき入力パターン信号を生成するパターン発生部と、前記電子デバイスに電力を供給する電源部と、前記入力パターン信号を前記電子デバィスに供給する信号入力部と、前記電子デバイスが有する電源端子と、前記電源部との間を流れる被測定電流を測定する電流測定部と、前記電流測定部の測定結果に基づいて、前記電子デバイスの良否を判定する判定部と備え、前記電流測定部は、一端が前記電源端子と電気的に接続され、他端が前記電源部と電気的に接続された 1次コイルと、前記 1次コイルに流れる前記被測定電流に応じて、前記被測定電流を示す電圧を生じる 2次コイルと、前記 1次コイルの前記一端と前記測定第 1端子とを電気的に接続する信号線と、シールドとを有する同軸ケーブルとを有し、前記同軸ケ一ブルは、前記信号線と、前記信号線を被覆する絶縁層と、前記絶縁層の外周に卷き付けられたテープ状の導電体を有する第 1の前記シールドと、前記第 1のシールドの外周に設けられた導電体により構成される第 2の前記シールドとを含むことを特徴とする試験装置を提供する。

[0013] 前記電源部は、前記電子デバイスが前記電源端子に受け取るべき動作電圧を、前記 1次コイルの前記他端に供給してもよい。

[0014] 前記電源部は、前記 1次コイルの前記他端を接地してもよい。

[0015] 前記電流測定部は、前記入力パターン信号の値の変化に応じて、前記被測定電流を測定してもよい。

[0016] 前記電流測定部は、複数の前記 1次コイルと、前記複数の 1次コイルに流れる前記被測定電流に応じて、前記被測定電流を示す電圧を生じる前記 2次コイルと、それぞれが前記複数の 1次コイルのそれぞれに対応し、対応する前記 1次コイルの前記一端と前記測定第 1端子とを電気的に接続する信号線と、シールドとを有する複数の同軸ケーブルとを有してもよ！、。

[0017] 前記電子デバイスは、予め定められた電位を受け取る複数の前記電源端子を備え、それぞれの前記電源端子は、いずれかの前記 1次コイルの前記一端と電気的に接続され、それぞれの前記 1次コイルの前記一端は、いずれかの前記電源端子と電気的に接続されてもよい。

[0018] 本発明の第 3の形態によれば、信号線と、前記信号線を被覆する絶縁層と、前記絶縁層の外周に巻き付けられたテープ状の導電体を有する第 1のシールドと、前記第 1 のシールドの外周に設けられた導電体により構成される第 2のシールドとを備える同軸ケーブルを提供する。。

[0019] 前記信号線及び前記第 1のシールド間の特性インピーダンス値は 2. 5 Ω以下であつてもよい。

[0020] 前記第 1のシールドは、テープ状の絶縁体と、前記テープ状の絶縁体より幅が広く、前記テープ状の絶縁体と平行に接する第 1領域と、テープ幅方向の一方の縁部から予め定められた幅を有する、前記テープ状の絶縁体と重ならない第 2領域とを含むテープ状の導電体により構成されるテープ状の複合テープ体を有し、前記複合テープ体は、前記テープ状の導電体における前記第 1領域の少なくとも一部が、前記テープ状の導電体における既に前記絶縁層に巻き付けられた部分の前記第 2領域の少なくとも一部と重なり、前記テープ状の絶縁体が、既に前記絶縁層に巻き付けられた前記テープ状の絶縁体と当該同軸ケーブルの半径方向において重ならず、かつ、前記テープ状の導電体側が前記絶縁層に接するように前記絶縁層の外周に巻き付けられてもよい。

[0021] 前記テープ状の導電体は、テープ幅方向における前記第 1領域が設けられた縁部と反対側の縁部から予め定められた幅を有する、前記テープ状の絶縁体と重ならない第 3領域を含み、前記複合テープ体は、更に、前記テープ状の導電体における前記第 3領域の少なくとも一部が、既に前記絶縁層に巻き付けられた前記テープ状の絶縁体の外側に重なるように前記絶縁層の外周に卷きつけられ、前記テープ状の導電体は、前記第 3領域の少なくとも一部において前記第 2のシールドに接してもよい。

[0022] 本発明の第 4の形態によれば、実質的に同一の長さを有する複数の同軸ケーブルと、前記複数の同軸ケーブルを、前記複数の同軸ケーブルの各端部が軸方向に対して揃うように平行に束ねる固定体と、前記複数の同軸ケーブルの各端部にお、て軸方向と垂直な面を有し、前記複数の同軸ケーブルの各端部に露出された前記複数の同軸ケーブルの各信号線を電気的に接続する信号線接続導体が設けられた信号線接続具と、前記複数の同軸ケーブルの各端部の近傍にぉ、て露出された前記複数の同軸ケーブルの各シールドを電気的に接続するシールド接続具とを有する集合ケーブルを提供する。

[0023] なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなぐこれらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

発明の効果

[0024] 本発明によれば、被測定電流を複数の同軸ケーブルを介して伝送させ、各同軸ケ一ブルの特性インピーダンスのばらつきを少なくし、かつ低!ヽ特性インピーダンスを実現することにより、高精度な電流測定を行うことがことができる。

図面の簡単な説明

[0025] [図 1]本発明の一実施形態に係る試験装置 100の構成の一例を示す図である。

[図 2]本実施形態に係る電流測定部 110の構成の一例を示す図である。

[図 3]本実施形態に係る試験方法の一例を示すフローチャートである。 [図 4]本実施形態に係る電流測定部 110の構成の別の例を示す図である。

[図 5]本実施形態に係る集合ケーブル 500の構成を示す図である。

[図 6]本実施形態に係る信号線接続導体 560の配線パターンの一例を示す図である

。図 6 (a)は第 1の配線パターン、図 6 (b)は第 2の配線パターン、図 6 (c)は第 3の配線パターンをそれぞれ示す。

[図 7]本実施形態に係る同軸ケーブル 204の、軸方向と垂直な方向の断面を示す図である。

[図 8]本実施形態に係る同軸ケーブル 204の構成を示す図である。

[図 9]本実施形態に係る同軸ケーブル 204の、軸方向の断面を示す図である。

[図 10]本実施形態に係る同軸ケーブル 204の構成の別の例を示す図である。

[図 11]本実施形態に係る同軸ケーブル 204の特性を実測した結果を表形式により示す図である。

[図 12]本実施形態に係る同軸ケーブル 204の特性インピーダンス値を実測した結果を示すグラフである。図 12 (a)は同軸ケーブル 204が 1本の場合、図 12 (b)は同軸ケ一ブル 204が 5本の場合の特性インピーダンス値の実測結果を示す。

発明を実施するための最良の形態

[0026] 以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は請求の範隨こかかる発明を限定するものではなぐまた実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

[0027] 以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範隨こかかる発明を限定するものではなぐまた実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らな、。

[0028] 図 1は、本発明の一実施形態に係る試験装置 100の構成の一例を示す。本実施形態において、試験装置 100は、電子デバイス 102を試験する試験装置であって、パターン発生部 104、電源部 108、信号入力部 106、電流測定部 110、及び判定部 1 12を備える。

[0029] パターン発生部 104は、電子デバイス 102に入力されるべき入力パターン信号を生成する。電源部 108は、電子デバイス 102に電力を供給する。本実施形態において、電源部 108は、電流測定部 110を介して、電子デバイス 102に電力を供給する。信号入力部 106は、入力パターン信号を電子デバイス 102に供給する。信号入力部 106は、例えば、テストヘッドに設けられてよい。

[0030] 電流測定部 110は、電子デバイス 102が有する電源端子と、電源部 108との間を流れる被測定電流を測定する。本実施形態において、電流測定部 110は、入力バターン信号の値の変化に応じて、被測定電流を測定する。電流測定部 110は、例えば、入力パターン信号の変化に応じた、 IDD電流の遷移を測定してよい。本実施形態において、電源部 108は、電子デバイス 102の VDD電源端子に、動作電圧 VDDを供給する。試験装置 100は、電子デバイス 102に対する IDDT試験を行ってよい。また、電流測定部 110は、入力パターン信号の変化に応じたグランド電流の変化を測定してもよい。この場合、電源部 108は、電子デバイス 102の VSS電源端子を接地する。判定部 112は、電流測定部 110の測定結果に基づいて、電子デバイス 102の良否を判定する。本実施形態において、判定部 112は、当該測定結果が示す電流値が予め定められた値より大きい場合、電子デバイス 102は不良であると判定する。

[0031] ここで、電子デバイスとは、与えられた電流又は電圧に応じて所定の作用を行う部品ヽヽ、 f列；、 IC (Integrated Circuit)や (Large— ¾cale Integrated circuit)のような能動素子力成る半導体部品を含む。更に、これらの部品はウェハに設けられた状態であってもよぐまた、これら部品を結合して一つの ¾ /ケージに収めた部品や、これら部品をプリント基板に装着して所定の機能を実現したブレッドボード等の部品も含む。

[0032] 図 2は、本実施形態に係る電流測定部 110の構成の一例を示す。電流測定部 110 は、複数の 1次コイル 22、複数の同軸ケーブル 204、測定第 1端子 208、測定第 2端子 210、抵抗器 206、 2次コイル 24、コア 20、及び電流値算出部 202を有する。本実施形態において、電流測定部 110は、 n個（nは、予め定められた正の整数である）の 1次コイル（22—1— 22— n)、及び n個の同軸ケーブル（204—1— 204— n)を有する。電流測定部 110は、測定第 1端子 208と、測定第 2端子 210との間を流れる被測定電流を測定する電流測定装置であってょ、。

[0033] 複数の 1次コイル (22— 1一 22— n)は、一端が測定第 1端子 208と電気的に接続され、他端が測定第 2端子 210と電気的に接続される。例えば、 1次コイル 22— k (kは、 l≤k≤nを満たす整数である）の一端である端子 26-kは、測定第 1端子 208と電気的に接続される。また、 1次コイル 22— kの他端である端子 28— kは、測定第 2端子 21 0と電気的に接続される。

[0034] 複数の同軸ケーブル（204—1— 204— n)は、それぞれが複数の 1次コイル（22—1 一 22— n)のそれぞれに対応する。複数の同軸ケーブル（204— 1— 204— n)のそれぞれは、対応する 1次コイル 22の一端と測定第 1端子 208とを電気的に接続する信号線と、シールドとを有する。当該シールドは接地されるのが好ましい。これに代えて、当該シールドは、予め定められた電圧を出力する電源に接続されてもよぐ例えば電子デバイス 102の動作電圧 VDDを供給する VDD電源に接続されてよヽ。また、当該シールドは、測定第 2端子 210に接続されてもよい。本実施形態において、同軸ケーブル 204— kが有する信号線は、 1次コイル 22— kの一端である端子 26— kと、測定第 1端子 208とを電気的に接続する。複数の同軸ケーブル（204— 1一 204— n)は、それぞれ略等、伝送インピーダンス特性を有するのが好ま、。

[0035] 測定第 1端子 208は、図 1に関連して説明した電子デバイス 102の電源端子と電気的に接続する。また、測定第 2端子 210は、図 1に関連して説明した電源部 108と電気的に接続する。すなわち、端子 26-kは、当該電源端子と電気的に接続され、端子 28-kは、電源部 108と電気的に接続される。

[0036] 本実施形態において、端子 26-kは、電子デバイス 102の VDD電源端子と電気的に接続する。電源部 108は、電子デバイス 102が VDD電源端子に受け取るべき動作電圧 VDDを、端子 28-kに供給する。別の実施例において、端子 26-kは、電子デバイス 102の VSS電源端子と電気的に接続してもよい。この場合、電源部 108は、端子 28 - kを接地する。

[0037] 抵抗器 206は、 2次コイル 24の一端である端子 30と、他端である端子 32とを電気的に接続する。本実施形態において、抵抗器 206は、予め定められたインピーダンス Z0を有する。 2次コイル 24は、複数の 1次コイル（22— 1一 22— n)に流れる被測定電流に応じて、被測定電流を示す電圧を生じる。 2次コイル 24の端子 32は接地される。本実施形態において、 2次コイル 24は、被測定電流を示す電圧である端子 30の電位を電流値算出部 202に供給する。

[0038] コア 20は、複数の 1次コイル（22—1— 22— n)、及び 2次コイル 24のそれぞれが卷かれるコアである。コア 20は、強磁性体コアであるのが好ましい。コア 20は、例えばフエライトコアであってよい。

[0039] 本実施形態において、コア 20は、環状の形状を有する。コア 20は、それぞれ略長方形の外周及び内周を有する環状の形状を有し、当該略長方形の一の長辺に複数の 1次コイル（22— 1一 22— n)が巻かれ、他の長辺に 2次コイル 24が巻かれる。別の実施例において、コア 20は、複数の 1次コイル（22— 1— 22— n)の上に積層して 2次コイル 24が巻かれるコアであってもよ!/、。

[0040] コア 20は、過飽和コアであってもよい。この場合、被測定電流の大きさが予め定められた電流値を超えた場合にコア 20が飽和することにより、端子 30の電位が過剰に大きくなることを防ぐことができる。これにより、電流測定部 110は、微小な被測定電流を効率よく測定することができる。

[0041] 電流値算出部 202は、端子 30の電位に基づいて、被測定電流を示す値を算出する。電流測定部 110は、当該値を図 1に関連して説明した判定部 112に供給する。電流測定部 110は、端子 30の電位を、被測定電流を示す値として出力してもよい。

[0042] 本実施形態においては、複数の同軸ケーブル（204— 1一 204— n)力電子デバィス 102の電源端子と、複数の 1次コイル（22— 1一 22— n)とを並列に接続する。そのため、本実施形態によれば、複数の同軸ケーブル（204— 1一 204— n)のそれぞれが有する特性インピーダンスの影響を低減することができる。

[0043] また、当該並列接続により、抵抗器 206のインピーダンス Z0の被測定電流に対する影響である挿入インピーダンスも低減される。そのため、本実施形態においては、 1 次コイル 22の卷数は、 2以上であってよい。この場合、電流測定部 110は、被測定電流を高い増幅度で増幅することができる。これにより、電流測定部 110は、高い精度で微小電流を測定することができる。更には、本実施形態によれば、電子デバイス 10 2の電源端子と、 1次コイル 22とを同軸ケーブル 204を介して接続することにより、配線の寄生インダクタンスを低減することができる。

[0044] 図 3は、図 1に関連して説明した試験装置 100に係る試験方法の一例を示すフローチャートである。当該試験方法は、電子デバイスを試験する試験方法である。

[0045] 本実施形態においては、試験装置 100は、まず、パターン発生段階 S102で、図 1 に関連して説明した電子デバイス 102に入力されるべき入カノターン信号を生成する。ノターン発生段階 S102は、図 1に関連して説明したパターン発生部 104を用いて行ってよい。次に、信号入力段階 S104で、入力パターン信号を電子デバイス 102 に供給する。信号入力段階 S104は、図 1に関連して説明した信号入力部 106を用いて行ってよい。

[0046] 次に、電流測定段階 S 106で、図 2に関連して説明した 2次コイル 24に生じる、被測定電流を示す電圧を、被測定電流を示す測定結果として出力する。 2次コイル 24は、図 2に関連して説明した複数の 1次コイル（22— 1一 22— n)に流れる被測定電流に基づいて当該電圧を生じる。本実施形態においては、図 1に関連して説明した電源部 108が、電子デバイス 102に被測定電流を供給する。電流測定段階 S106は、図 1に関連して説明した電流測定部 110を用いて行ってょ、。

[0047] 次に、判定段階 S108で、電流測定段階 S106の測定結果に基づいて、電子デバイス 102の良否を判定する。本実施形態において、判定段階 S108は、当該測定結果が示す電流値が予め定められた値より大き、場合、電子デバイス 102は不良であると判定する。判定段階 S108は、図 1に関連して説明した判定部 112を用いて行つてよい。試験装置 100は、判定段階 S 108の次に、動作を終了してよい。

[0048] 図 4は、本実施形態に係る電流測定部 110の構成の別の例を示す。本例にぉ、て、電子デバイス 102は、予め定められた電位を受け取る複数の電源端子を備える。それぞれの電源端子は、いずれかの 1次コイルの一端と電気的に接続され、それぞれの 1次コイルの当該一端は、 V、ずれかの電源端子と電気的に接続される。

[0049] 本例において、電子デバイス 102は、 n個の VDD電源端子（302—1— 302— n)を有する。電流測定部 110は、 n個の測定第 1端子（208—1— 208 - n)を有する。測定第 1端子 208— kは、 VDD電源端子 302— kと電気的に接続する。同軸ケーブル 204 一 kは、測定第 1端子 208— kと、 1次コイル 22— kの端子 26— kとを電気的に接続する

[0050] 本例によれば、電子デバイス 102の複数の VDD電源端子（302— 1一 302— n)と、図 1に関連して説明した電源部 108との間を流れる電流を測定することができる。別の実施例においては、電子デバイス 102は、更に多くの VDD電源端子を有してもよい。この場合、一の測定第 1端子 208が、複数の VDD電源端子 302と電気的に接続する。また、更に別の実施例では、一の VDD電源端子 302が、複数の測定第 1端子 208と電気的に接続してもよい。電子デバイス 102は、電流測定部 110と接続する複数の電源端子として、複数の VSS電源端子を有してもよい。

[0051] 上記の図 2及び図 4に示した電流測定部 110において、複数の端子 26は、互いに電気的に接続されてもよい。また、電流測定部 110は、複数の 1次コイル 22及び複数の同軸ケーブル 204に代えて、 1個の 1次コイル 22及び当該 1次コイル 22に接続された 1個の同軸ケーブル 204を備えてもよい。あるいは電流測定部 110は、 1個の 1次コイル 22と、当該 1次コイル 22に接続された複数の同軸ケーブル 204を備えてもよい。この場合、複数の同軸ケーブル 204のそれぞれの信号線は、当該 1次コイル 2 2の端子 26と、複数の同軸ケーブル 204に共通の測定第 1端子 208とを電気的に接続してもよぐこれに代えて、当該 1次コイル 22の端子 26と、複数の測定第 1端子 20 8のうち互いに異なる測定第 1端子 208とを電気的に接続してもよい。

[0052] 図 5は、本実施形態に係る集合ケーブル 500の構成を示す。本実施形態に係る集合ケーブル 500は、複数の同軸ケーブル 204を近接して並列に配置することにより、集合ケーブル 500全体の特性インピーダンス値を、同軸ケーブルの特性インピーダンス値に対し同軸ケーブルの本数分の 1に低減することを目的とする。

[0053] 集合ケーブル 500は、複数の同軸ケーブル 204と、固定体 540と、信号線接続具 5 50と、シールド接続具 570とを備える。複数の同軸ケーブル 204のそれぞれは、図 2 又は図 4に示した同軸ケーブル 204—1— nのいずれかに対応する。複数の同軸ケーブル 204のそれぞれは、例えば 500mm等の実質的に同一の長さを有し、各同軸ケ一ブル 204の両端において、内部導体である信号線 520を 3mm、絶縁層 525を 0. 8mm、外部導体であるシールド 530を 1. Omm剥き出された状態で用いられる。ここで、各同軸ケーブル 204は、集合ケーブル 500の特性インピーダンス値を 1 Ω以下、より好ましくは 0. 5 Ω以下に抑えるために、数 Ω以下、より好ましくは 2. 5 Ω以下の特性インピーダンス値となるように構成される。固定体 540は、複数の同軸ケーブル 20 4を、複数の同軸ケーブル 204の各端部が軸方向に対して揃うように平行に束ね、複数の同軸ケーブル 204を並列配置した状態に固定する。より具体的には、固定体 54 0は、接着剤付きテープ体により構成され、複数の同軸ケーブル 204の両端近傍部分において複数の同軸ケーブル 204を固定してもよい。これに代えて固定体 540は、プラスチックテープ体により構成され、複数の同軸ケーブル 204の外周を融着により固定してもよい。あるいは固定体 540は、熱収縮チューブ体により構成され、熱収縮されることにより複数の同軸ケーブル 204を固定してもよい。

[0054] 信号線接続具 550は、複数の同軸ケーブル 204の各端部において軸方向と垂直な面を有する。信号線接続具 550には、複数の同軸ケーブル 204の各端部に露出された各信号線 520を電気的に接続する信号線接続導体 560が設けられており、複数の信号線 520を並列配置した状態で導通させる。信号線接続具 550は、例えば同軸ケーブル 204の軸方向と垂直に設けられたプリント基板であってよい。この場合、信号線接続具 550は、各同軸ケーブル 204の信号線 520が挿入される複数のスルホールを有し、これらの複数のスルホールを信号線接続導体 560により互いに接続する構造を採ってよい。これに代えて信号線接続具 550は、金属帯体等を金型で成形して構成し、全面が信号線接続導体 560として機能するプラグ体等として実現されてもよい。

[0055] 信号線接続具 550を用いて複数の同軸ケーブル 204の各信号線 520を電気的に接続することにより、露出された信号線 520や絶縁層 525等の長さ、インダクタンス、及び特性インピーダンス等を複数の同軸ケーブル 204で同一に保ったまま複数の信号線 520を相互に接続することができる。

[0056] シールド接続具 570は、複数の同軸ケーブル 204の各端部の近傍において露出された各シールド 530を電気的に接続する。シールド接続具 570は、例えば幅 1. Om m、厚さ 20 μ mの銅箔等であってよい。

[0057] 以上に示した集合ケーブル 500によれば、複数の同軸ケーブル 204を並列配置することにより、集合ケーブル 500全体の特性インピーダンス値を、同軸ケーブルの特性インピーダンス値に対し同軸ケーブルの本数分の 1に低減することができる。すなわち例えば、 5本の同軸ケーブル 204を並列配置し、各同軸ケーブル 204の特性ィンピーダンス値が 2 Ωの場合、集合ケーブル 500の特性インピーダンス値を 0. 4 Ωに低減することができる。また、固定体 540、信号線接続具 550及びシールド接続具 5 70を用いることにより、複数の同軸ケーブル 204の長さ等を同一に保った状態で束ねて一体ィ匕することができ、各同軸ケーブル 204に生じる特性のばらつきを最小限に抑えつつ、集合ケーブル 500の引き回しを容易にすることができる。

[0058] 図 6は、本実施形態に係る信号線接続導体 560の配線パターンの一例を示す。図 6 (a)は第 1の配線パターンを示す。第 1の配線パターンは、例えば 5本等の複数の同軸ケーブル 204を一列に配列した集合ケーブル 500にお!/、て、一列に配列された複数の信号線 520を電気的に接続するために信号線接続具 550上に設けられる。第 1の配線パターンは、同軸ケーブル 204の配列方向と垂直方向に曲げやすい集合ケーブル 500を実現するのに適して!/、る。

この場合、シールド接続具 570は、複数の同軸ケーブル 204の各シールド 530間を当該シールド接続具 570で包み込むことにより接続する。

[0059] 図 6 (b)は、第 2の配線パターンを示す。第 2の配線パターンは、例えば 5本等の複数の同軸ケーブル 204を、集合ケーブル 500が占有する部分の断面積を最小とするように配列した状態で各信号線 520を電気的に接続するために、信号線接続具 550 上に設けられる。第 2の配線パターンには、中心に配置される同軸ケーブル 204の信号線 520を挿入するスルーホールと、その周辺に配置される各同軸ケーブル 204を信号線 520挿入するスルーホールとの間にそれぞれ配線が設けられる。

この場合、斜め方向に並んだ同軸ケーブル 204の各シールド 530間をシールド接続具 570で包みこむことにより接続した後、全ての同軸ケーブル 204の各シールド 5 30の外周をシールド接続具 570で包み込むことにより接続する。

[0060] 図 6 (c)は、第 3の配線パターンを示す。第 3の配線パターンは、例えば 9本等の多数の同軸ケーブル 204を格子状に配列した状態で各信号線 520を電気的に接続するために設けられる。そして、第 3の配線パターンには、各行の行方向に配列された 2 以上の信号線 520を挿入するスルーホールを電気的に接続する配線と、少なくとも 1 の列の列方向に配列された 2以上の信号線 520を挿入するスルーホールを電気的に接続するための配線とが設けられる。この場合、まず中央の列方向に並んだ同軸ケーブル 204の各シールド 530間をシ一ルド接続具 570で包み込むことにより接続した後、全ての同軸ケーブル 204の各シールド 530の外周をシールド接続具 570で包み込むことにより接続する。

[0061] 図 7は、本実施形態に係る同軸ケーブル 204の、軸方向と垂直な方向の断面を示す。また、図 8は、本実施形態に係る同軸ケーブル 204の構成を示す。また、図 9は、本実施形態に係る同軸ケーブル 204の、軸方向の断面を示す。同軸ケーブル 204 は、信号線 520と、信号線 520を被覆する絶縁層 525と、絶縁層 525の外周に巻き付けられたテープ状の複合テープ体 710を有する第 1シールド 738と、第 1シールド 738の外周に設けられた導電体により構成される第 2シールド 740と、第 2シールド 7 40の外周に設けられた外皮 750とを備える。

[0062] 信号線 520は、例えば 0. 52mmの錫メツキ軟銅線等の導電体である。絶縁層 525 は、信号線 520に巻き付けられたテープ状の絶縁体、より具体的にはテープ状のプラスチック体を有する。すなわち例えば、絶縁層 525は、厚さ 1. 2 /ζ πι、比誘電率 3. 5のポリエステルナフタレート（PEN)テープを 1Z2重ねで信号線 520に巻き付けた第 1絶縁層 525aを含んで構成される。更に絶縁層 525は、例えば厚さ 1. 2 mのホットメルト接着材付きで、比誘電率 3. 5の PENテープ等の接着剤付きのテープ状のプラスチック体を、接着層を内側として 1/2重ねで第 1絶縁層 525aの外周に巻き付けた第 2絶縁層 525bを含んでもよい。

この場合、第 1絶縁層 525aは導体に均一に巻き付けられ、第 2絶縁層 525bは接着層を有するテープ状の絶縁体を第 1絶縁層 525aの上に巻き付けた構成を採るため、巻き付けによる締め付け力が強くなる。このため、巻き付け後におけるテープ状の絶縁体のゆるみや、ゆるみに伴う外径の凸凹等が生じにくぐ厚さと外径のバラッキが無く均一な極薄の絶縁体を実現することができる。この結果、同軸ケーブル 204 は、特性インピーダンス値を安定して 2 Ω等の低、値に保つことができる。

[0063] 複合テープ体 710は、テープ状の絶縁体 720及び導電体 730を重ねて構成される。絶縁体 720は、例えば幅 2. 5mm、厚さ 2. 5 mの PET^—プ等であってよい。導電体 730は、絶縁体 720より幅が広ぐ例えば幅 3. Omm、厚さ 9 mの銅箔テープ等であってよい。 [0064] 本実施形態に係る複合テープ体 710は、導電体 730における幅方向の略中央位置に絶縁体 720が位置するように重ねられており、導電体 730側を内側として 1Z2 重ねで絶縁層 525の外周に巻き付けられる。より具体的には、導電体 730は、絶縁体 720より幅が広ぐ絶縁体 720と平行に接する第 1領域 732と、テープ幅方向の一方の縁部力も予め定められた幅を有する、絶縁体 720と重ならない第 2領域 734と、テープ幅方向における第 1領域 732が設けられた縁部と反対側の縁部から予め定められた幅を有する、絶縁体 720と重ならない第 3領域 736とを含む。そして、複合テープ体 710は、導電体 730における第 1領域 732の少なくとも一部力導電体 730における既に絶縁層 525に巻き付けられた部分の第 2領域 734の少なくとも一部と重なり、絶縁体 720が、既に絶縁層 525に巻き付けられた絶縁体 720と当該同軸ケーブル 204の半径方向において重ならず、かつ、導電体 730側が絶縁層 525に接するように絶縁層 525の外周に巻き付けられる。更に、複合テープ体 710は、導電体 730における第 3領域 736の少なくとも一部力既に絶縁層 525に巻き付けられた絶縁体 7 20の外側に重なるように絶縁層 525の外周に卷きつけられてもよ!/、。

[0065] 例えば図 9において、複合テープ体 710は、第 1領域 732aの少なくとも一部力既に絶縁層 525に巻き付けられた部分である第 2領域 734bの少なくとも一部と重なり、絶縁体 720aが、既に絶縁層 525に巻き付けられた絶縁体 720bと当該同軸ケープル 204の半径方向において重ならず、第 3領域 736aの少なくとも一部力既に絶縁層 525に巻き付けられた絶縁体 720bの外側に重なるように、絶縁層 525の外周に巻きつけられる。そして、導電体 730の少なくとも一部は、第 1シールド 738の外面に露出するため、第 3領域 736の少なくとも一部において第 2シールド 740に接することとなる。この結果、導電体 730及び第 2シールド 740は、一体としてシールド線として機能することとなり、同軸ケーブル 204における絶縁体部分の外径を実質的に絶縁層 525の外径とすることができる。したがって、信号線 520の外径と絶縁体部分の外径を実質的に近づけることができ、特性インピーダンスを低減することができる。

[0066] 以上に示した様に複合テープ体 710は、絶縁層 525へ巻き付ける際の張力に耐え、かつ、できるだけ薄くするために、例えば厚さ約 9. の銅箔と、厚さ約 2.

の PETから構成される。この結果、複合テープ体 710を絶縁層 525に巻き付ける際に、複合テープ体 710の伸びや切断を抑えると共に、しわや隙間が生じるのを防ぐことができる。そして、既に巻き付けられた第 2領域 734の上に第 1領域 732が重ねて巻き付けられる結果、第 1シールド 738を絶縁層 525に密着させることができ、絶縁層 525と接する部分に導電体 730による円筒状のシールド層を構成することができる。更に、この様にして構成した複合テープ体 710は、高いカットスルー抵抗を維持することができるため、絶縁体の剥離が容易となる。

[0067] 第 2シールド 740は、例えば複数の導電線を予め定められた卷付間隔で第 1シールド 738の外周に巻き付けて設けられる。すなわち例えば第 2シールド 740は、 0. 0 5mmで 35本の錫メツキ軟銅線を卷付間隔 4. 5mmで横巻きして設けられる。外皮 7 50は、例えば厚さ 100 mmで FEP榭脂の押出層として設けられる。以上に例示した寸法に基づけば、同軸ケーブル 204の外径は、 0. 88mmとなる。

[0068] 以上に示した同軸ケーブル 204によれば、極薄のテープ状のプラスチック体により絶縁層 525を構成し、テープ状の絶縁体 720及び導電体 730を有する複合テープ体 710により第 1シールド 738を構成することにより、特性インピーダンスが低ぐ特性のばらつきが小さぐかつカットスルー抵抗が高い伝送路を実現することができる。

[0069] 図 10は、本実施形態に係る同軸ケーブル 204の構成の別の例を示す。図 10に示した同軸ケーブル 204は、第 3領域 736を有しない点を除き図 7から図 9に示した同軸ケーブル 204中の複合テープ体 710と同様の構成を採るため、相違点を除き説明を省略する。本例における複合テープ体 710は、導電体 730におけるテープ幅方向の一方の縁部に絶縁体 720が接するように重ねられる。

[0070] 図 11は、以上に例示した寸法に基づく同軸ケーブル 204の特性を実測した結果を表形式により示す。耐電圧の試験においては、信号線 520と、第 1シールド 738及び第 2シールド 740との間〖こ、交流電圧 300Vを 60秒印加して、これに耐えるカゝ否かを試験した。絶縁抵抗の試験においては、信号線 520と、第 1シールド 738及び第 2シ一ルド 740との間に直流電圧 250Vを加え 1分間充電した後における絶縁抵抗値を測定した。

[0071] 図 12は、本実施形態に係る同軸ケーブル 204の特性インピーダンス値を実測した結果を示すグラフである。図 12 (a)は同軸ケーブル 204が 1本の場合の特性インピ一ダンス値の実測結果を示す。図 12 (a)の実測において、同軸ケープノレ 204の一端の信号線 520と、第 1シールド 738及び第 2シールド 740とを SMAコネクタに接続し、他端の信号線 520と、第 1シールド 738及び第 2シールド 740とを短絡接続した。図 12 (b)は同軸ケーブル 204が 5本の場合の特性インピーダンス値の実測結果を示す。図 12 (b)の実測において、同軸ケーブル 204の一端における信号線 520同士を信号線接続具 550に接続し、シールド 530同士をシールド接続具 570により接続して S MAコネクタに接続した。また、同軸ケーブル 204の他端における信号線 520同士を信号線接続具 550に接続し、シールド 530同士をシールド接続具 570により接続して、信号線接続具 550及びシールド接続具 570を短絡接続した。

図 11及び図 12に示した通り、以上に例示した寸法に基づく同軸ケーブル 204によれば、高い耐電圧を有し、かつ、 1本で 2. 0 Ω力ら 2. 5 Ω、 5本で 0. 4 Ωの特性インピーダンス値を有する同軸ケーブルを実現することができる。

[0072] 以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、請求の範囲の記載から明らかである。

産業上の利用可能性

[0073] 以上に示したように、本発明によれば、被測定電流を複数の同軸ケーブルを介して伝送させ、各同軸ケーブルの特性インピーダンスのばらつきを少なくし、かつ低い特性インピーダンスを実現することにより、高精度な電流測定を行うことがことができる。

Claims

請求の範囲

[1] 測定第 1端子と、測定第 2端子との間を流れる被測定電流を測定する電流測定装置であって、

一端が前記測定第 1端子と電気的に接続され、他端が前記測定第 2端子と電気的に接続された 1次コイルと、

前記 1次コイルに流れる前記被測定電流に応じて、前記被測定電流を示す電圧を生じる 2次コイルと、

前記 1次コイルの前記一端と前記測定第 1端子とを電気的に接続する信号線と、シ一ルドとを有する同軸ケーブルと

を備え、

前記同軸ケーブルは、

前記信号線と、

前記信号線を被覆する絶縁層と、

前記絶縁層の外周に巻き付けられたテープ状の導電体を有する第 1の前記シールドと、

前記第 1のシールドの外周に設けられた導電体により構成される第 2の前記シールド、と

を有する

ことを特徴とする電流測定装置。

[2] 複数の前記 1次コイルと、

前記複数の 1次コイルに流れる前記被測定電流に応じて、前記被測定電流を示す電圧を生じる前記 2次コイルと、

それぞれが前記複数の 1次コイルのそれぞれに対応し、対応する前記 1次コイルの前記一端と前記測定第 1端子とを電気的に接続する信号線と、シールドとを有する複数の前記同軸ケーブルと

を備えることを特徴とする請求項 1記載の電流測定装置。

[3] 前記 2次コイルの一端と、他端とを電気的に接続する抵抗器を更に備え、

前記電流測定装置は、前記 2次コイルの前記一端の電位を、前記被測定電流を示す値として出力することを特徴とする請求項 1に記載の電流測定装置。

[4] 前記 1次コイル、及び前記 2次コイルのそれぞれが巻かれるコアを更に備えることを特徴とする請求項 1に記載の電流測定装置。

[5] 電子デバイスを試験する試験装置であって、

前記電子デバイスに入力されるべき入力パターン信号を生成するパターン発生部と、

前記電子デバイスに電力を供給する電源部と、

前記入力パターン信号を前記電子デバイスに供給する信号入力部と、前記電子デバイスが有する電源端子と、前記電源部との間を流れる被測定電流を測定する電流測定部と、

前記電流測定部の測定結果に基づ!、て、前記電子デバイスの良否を判定する判定部と

を備え、

前記電流測定部は、

一端が前記電源端子と電気的に接続され、他端が前記電源部と電気的に接続された 1次コイルと、

を有し、

前記同軸ケーブルは、

前記信号線と、

前記信号線を被覆する絶縁層と、

前記第 1のシールドの外周に設けられた導電体により構成される第 2の前記シールド、とを含むことを特徴とする試験装置。

[6] 前記電流測定部は、前記入力パターン信号の値の変化に応じて、前記被測定電流を測定することを特徴とする請求項 5に記載の試験装置。

[7] 前記電流測定部は、

複数の前記 1次コイルと、

それぞれが前記複数の 1次コイルのそれぞれに対応し、対応する前記 1次コイルの前記一端と前記測定第 1端子とを電気的に接続する信号線と、シールドとを有する複数の同軸ケーブルと

を有することを特徴とする請求項 5記載の試験装置。

[8] 前記電子デバイスは、予め定められた電位を受け取る複数の前記電源端子を備えそれぞれの前記電源端子は、いずれかの前記 1次コイルの前記一端と電気的に接続され、

それぞれの前記 1次コイルの前記一端は、いずれかの前記電源端子と電気的に接続されることを特徴とする請求項 7に記載の試験装置。

[9] 信号線と、

前記信号線を被覆する絶縁層と、

前記絶縁層の外周に巻き付けられたテープ状の導電体を有する第 1のシールドと、前記第 1のシールドの外周に設けられた導電体により構成される第 2のシールドとを備えることを特徴とする同軸ケーブル。

[10] 前記信号線及び前記第 1のシールド間の特性インピーダンス値は 2. 5 Ω以下であることを特徴とする請求項 9記載の同軸ケーブル。

[11] 前記第 1のシールドは、テープ状の絶縁体と、前記テープ状の絶縁体より幅が広く、前記テープ状の絶縁体と平行に接する第 1領域と、テープ幅方向の一方の縁部から予め定められた幅を有する、前記テープ状の絶縁体と重ならない第 2領域とを含むテープ状の導電体により構成されるテープ状の複合テープ体を有し、前記複合テープ体は、前記テープ状の導電体における前記第 1領域の少なくとも一部が、前記テープ状の導電体における既に前記絶縁層に巻き付けられた部分の前記第 2領域の少なくとも一部と重なり、前記テープ状の絶縁体が、既に前記絶縁層に巻き付けられた前記テープ状の絶縁体と当該同軸ケーブルの半径方向にぉ、て重ならず、かつ、前記テープ状の導電体側が前記絶縁層に接するように前記絶縁層の外周に巻き付けられる

ことを特徴とする請求項 10記載の同軸ケーブル。

[12] 前記テープ状の導電体は、テープ幅方向における前記第 1領域が設けられた縁部と反対側の縁部から予め定められた幅を有する、前記テープ状の絶縁体と重ならない第 3領域を含み、

前記複合テープ体は、更に、前記テープ状の導電体における前記第 3領域の少なくとも一部が、既に前記絶縁層に巻き付けられた前記テープ状の絶縁体の外側に重なるように前記絶縁層の外周に卷きつけられ、

前記テープ状の導電体は、前記第 3領域の少なくとも一部にぉ、て前記第 2のシールドに接する

ことを特徴とする請求項 11記載の同軸ケーブル。

[13] 実質的に同一の長さを有する複数の同軸ケーブルと、

前記複数の同軸ケーブルを、前記複数の同軸ケーブルの各端部が軸方向に対して揃うように平行に束ねる固定体と、

前記複数の同軸ケーブルの各端部にお、て軸方向と垂直な面を有し、前記複数の同軸ケーブルの各端部に露出された前記複数の同軸ケーブルの各信号線を電気的に接続する信号線接続導体が設けられた信号線接続具と、

前記複数の同軸ケーブルの各端部の近傍において露出された前記複数の同軸ケ一ブルの各シールドを電気的に接続するシールド接続具と

を有する集合ケーブル。