WO2008065791A1

WO2008065791A1 - Procédé de correction d'erreur de caractéristiques hautes fréquences d'un composant électronique

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Publication number: WO2008065791A1
Application number: PCT/JP2007/067378
Authority: WO
Inventors: Naoki Fujii; Gaku Kamitani
Original assignee: Murata Manufacturing Co., Ltd.
Priority date: 2006-11-30
Filing date: 2007-09-06
Publication date: 2008-06-05
Also published as: CN101542299B; CN102520258B; US20100017669A1; JP5483132B2; JP5483131B2; JPWO2008066137A1; DE112007002891T5; JP5126065B2; JP5483133B2; CN101542299A; JP2012163573A; JP2012181201A; JP2012163574A; DE112007002891B4; CN102520258A; US8423868B2

Description

明細書

電子部品の高周波特性誤差補正方法

技術分野

[0001] 本発明は、電子部品の高周波特性誤差補正方法に関し、詳しくは、 2端子インピーダンス部品の高周波特性の測定において測定系の誤差を補正する方法に関する。背景技術

[0002] 従来、電子部品の量産工程において、自動特性選別機を用いて電子部品の電気特性が測定されている。自動特性選別機での測定系は、基準となる測定系と回路特性が異なるため、自動特性選別機による測定値を補正して、基準となる測定系での測定値を推定することにより、歩留まりの向上を図ることができる。このような補正を行う方法として、 SOLT、 TRL校正及び RRRR/TRRR校正と呼ばれる技術が知られている。

[0003] まず、 TRL/SOLT校正につ!/、て、説明する。

[0004] 被検体である表面実装部品の散乱係数行列の真値を測定するために使用できる従来技術としては、 TRL校正が最も有効な技術である。また、広く使用されている従来技術として SOLT校正がある。これらについて簡単に説明する。

[0005] 被検体の真値を得るためには、測定系の誤差要因を同定して、測定結果から誤差要因の影響を取り除かなければならない。図 1に、代表的な誤差除去方法 (校正方法)で使用される誤差モデルを示す。

[0006] すなわち、図 1 (a)に示すように、被検体である電子部品 2は、測定治具 10の上面に形成された伝送路上に接続される。測定治具 10の伝送路の両端に設けられたコネクタ 11a, l ibには、同軸ケーブル 50, 60の一端に設けられたコネクタ 51 , 61が接続され、同軸ケーブル 50, 60の他端は不図示のネットワークアナライザの測定ポートに接続される。矢印 51s, 61sは校正面を示す。

[0007] 図 1 (b)は TRL補正の誤差モデルであり、散乱係数 S , S , S , S で表さ

11A 12A 21A 22A れる測定治具の回路 12と、端子対 a — b 、 a — bとの間に、散乱係数 e , e , e ,

1 1 2 2 00 01 10 e で表される一方の測定ポート側の回路 52と、散乱係数 f , f , f , f で表される他方の測定ポート側の回路 62とが接続されている。

[0008] 図 1 (c)は SOLT補正の誤差であり、散乱係数 S , S , S , S で表される測

11A 12A 21A 22A

定治具の回路 14の両側に、散乱係数 E , E , Ι , Ε で表される一方の測定ポート

DF RF SF

側の回路 54と、散乱係数 Ε , Ε で表される他方の測定ポート側の回路 64とが接

LF TF

続されている。

[0009] SOLT校正の場合、誤差要因を同定するためには、被検体測定面に少なくとも 3種類の散乱係数が既知のデバイスを取り付けて測定を行わなければならず、図 2に示すように、伝統的に開放 (ΟΡΕΝ)、短絡 (SHORT)、終端 (LOAD=50 Q )の標準器 8 0, 81 , 82が使用されることが多いが、同軸環境以外では、良好な「開放」「終端」の標準器の実現は極めて困難であり、治具 10の先端 (矢印 51s, 61sで示す校正面）で校正できない。同軸環境であれば、このような標準器はスライディングロード等の手法で実現できるため、この方法は広く使用されており、 SOLT校正と呼ばれる。

[0010] TRL校正とは、実現の難しいデバイス形状の標準器に代えて、ポート間直結状態（ Through)と全反射 (Reflection通常は短絡)及び長さが異なる数種類の伝送路 (Li ne)を標準器として使用するものである。標準器の伝送路は、比較的散乱係数が既知のものを製作しやすぐまた、全反射も短絡であれば比較的簡単にその特性を予想できることから、特に導波管環境では最も精度の高い校正方法として知られている

[0011] 図 3に TRL校正の誤差要因導出方法を示す。図中、伝送路には斜線を付している。校正面は、矢印 2s, 2tで示すように、デバイスとの接続部である。誤差要因を同定するためには、ポート間直結状態 (Through)の基板 86と全反射 (Reflection通常は短絡)の基板 83及び長さが異なる数種類の伝送路 (Line)の基板 84, 85を、標準器として使用する。この例では、 Throughはいわゆる Zero-Throughである。被検体の測定時には、被検体の大きさだけ長さを長くした測定基板 87に被検体 2をシリーズ接続して測定する。

[0012] TRL, SOLT校正の概要は、先に述べたとおりである力 S、これらの技術には、以下の 2つの問題がある。

[0013] (1)標準器である伝送路等 (Line数種類と Reflection)と Throughにおいて、同軸 -平面伝送路の接続部に生じる誤差要因が全て等しくなければ校正誤差を生じる。たとえ各標準器で同じ種類のコネクタを使用しても、おのおのが異なる場合には特にコネクタの特性バラツキの影響が非常に大きくなり、ミリ波帯に近づくと事実上実施不可能である。

[0014] (2)上記課題を解決するため、市販治具では、同軸コネクタを共通として標準器伝送路と接触接続することでコネクタ測定のバラツキの影響を回避しょうという工夫もされているが、同軸ピンが破損するため接触部に十分な押しつけ荷重を確保することが構造上難しぐ接触が安定しないために校正が不安定になることが多い。また、測定周波数が高くなると一般に伝送路も同軸ピンも細くなるので、これらの位置決め再現性による測定バラツキが大きくなつてしまう。

[0015] これらの問題を解決するため、いわゆる RRRR/TRRR校正法が提案されている。

[0016] 次に、 RRRR/TRRR校正法の概要を説明する。

[0017] これらは、ただ 1つの伝送路上の所定の数力所にて信号導体と接地導体を短絡することにより、伝送路先端までの測定系の誤差を同定し、表面実装部品の高周波電気特性を高精度に測定できることが特徴である。 TRL/SOLT校正法で問題となつて!/、た伝送路特性のバラツキや、伝送路と同軸コネクタの接点状態のバラツキと無関係であることが利点となる。

[0018] 誤差モデルは、図 4及び図 5に示すとおり、 SOLT/TRL校正と同様である。すなわち、図 4は TRRR校正の誤差モデルであり、図 1 (c)に示した SOLT校正の誤差モデノレと同じである。図 5は RRRR校正の誤差モデルであり、図 1 (b)に示した TRL校正の誤差モデルと同じである。

[0019] RRRR/TRRR校正法のポイントは、校正に用いる「標準測定値」の測定方法であり、 SOLTでは標準デバイス、 TRLでは標準伝送路の測定値を「標準測定値」としているが、 RRRR/TRRR校正法では、図 6に示すように、測定基板 10a上で短絡基準の位置を変えて測定した測定値を「標準測定値」として!/、る。コネクタの影響が生じないので、卓上測定においては、 SOLT校正や TRL校正より高精度で有効な方法であるといえる。

[0020] しかし、 TRRR/RRRR校正では、治具伝送路 10s, 10tに短絡基準（ショートチップ 2s)を接続する位置の違いによって生じる反射係数の変化を校正基準として使用するので、測定する信号の波長が長い場合 (周波数が低い)場合、短絡基準の接続位置を大きく変える必要があり、図中の T , Tを長くする必要があるために、測定基

1 2

板 10aの長さ（矢印 Lで示す方向の寸法）を長くする必要がある。また、量産工程で用いる自動特性選別機では、構造、寸法に制約があるので、治具 10aに補正のための GND端子を設けることや、ショートチップ 2sを精度良く位置決めできる構造にすることが難しい (例えば、特許文献 1、 2参照)。

特許文献 1： WO2005/101033号公報

特許文献 2 : WO2005/101034号公報

非特許文献 1： Application Note 1287-9: In- Fixture Measurements Using Vector Net work Analyzers, ( (しノ 1999 Hewlett-Packard Company)

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0021] 電子部品の量産工程において用いられている自動特性選別機では、例えば図 9の要部構成図に示したように、測定端子部 30から突出する測定ピン 32a, 32bに、被検体である電子部品 2の電極 2a, 2bが押し当てられて測定ピン 32a, 32bの間に直列に接続され、測定ピン 32a, 32bは、同軸ケーブル 34, 36を介して、不図示の測定機に接続されている。測定端子部 30の周囲に、電子部品 2を接続できる程度の狭い空間し力、確保できない場合、測定端子部 30に実質的に量産デバイス自体又は量産デバイスと略同じ寸法 ·形状の試料しか接続できないという制約のもとで、測定系の誤差補正を行わざるを得ない。このような場合には、次の課題を生じる。

[0022] (1)長さの異なる伝送路を自動特性選別機の測定端子部に接続することは、そもそも不可能であり、 TRL校正が適用できない。

[0023] (2)SOLT校正は、現実的には測定端子部先端での校正ができず、同軸、導波管系にしか適用できないという制約がある。通常は、同軸コネクタ部までは SOLT校正により校正し、それ以後の伝送路は誤差が生じないように設計することで十分な測定精度を得ている。ところ力自動特性選別機の測定端子部では、同軸コネクタ以後の伝送路に形状、寸法制約があるので、同軸コネクタ部までの校正だけでは、十分な精度が得られなレ、ことが多レ、。

[0024] (3)SOLT校正で何らかの工夫を行って測定端子部の先端で標準デバイスを測定しょうとしても、次の問題が生じる。

[0025] i) SOLT校正では各ポートでの 1ポートデバイスの測定が必要である。すなわち、図 7の測定基板 10bの平面図に示すように 1本の信号線 ΙΟχのスリット 10kの間に 2 端子電子部品をシリーズ接続で測定する場合、測定に不要であるので端子部に接地端子はな!/、。しかし、 SOLT校正では接地導体がなければ 1ポートデバイスは測定できないため、 SOLT校正を適用するには、校正のためだけに接地端子を設ける必要がある。

[0026] ii) SOLT校正では、 2つのポートそれぞれで、値が既知の 3種類の 1ポートデバイスの測定が必要であるが、図 8の測定基板 10cの平面図に示すように信号導体 10pと接地導体 10gとの間にデバイスの 2つの端子が接続されるために、各ポートが独立した 1ポートデバイスの測定が不可能である。

[0027] (4)2端子電子部品をシリーズ接続で測定する場合、測定に不要であるので端子部に接地端子はない。し力、し、 RRRR校正ではショートでの測定が必要であるため、 RR RR校正を適用するには、校正のためだけに接地端子を設ける必要がある。

[0028] (5)RRRR校正では基板の数箇所でショートを行!/、測定するが、周波数が低!/、場合、短絡基準の接続位置を大きく変える必要があり、そのために測定基板の長さを長くする必要がある。

[0029] 本発明は、かかる実情に鑑み、 2端子インピーダンス部品について、補正の対象となる測定系が実測時と同じ状態のままで校正作業を行うことができる、電子部品の高周波特性誤差補正方法を提供しょうとするものである。

課題を解決するための手段

[0030] 本発明は、上記課題を解決するために、以下のように構成した電子部品の高周波特性誤差補正方法を提供する。

[0031] 電子部品の高周波特性誤差補正方法は、 2端子インピーダンス部品である電子部品を実測測定系で測定した結果から、当該電子部品を基準測定系で測定したならば得られるであろう当該電子部品の高周波特性の推定値を算出する方法である。電子部品の高周波特性誤差補正方法は、（1)高周波特性の異なる少なくとも 3つの第 1の補正データ取得用試料を、前記基準測定系で測定する第 1のステップと、（2)少なくとも 3つの前記第 1の補正データ取得用試料、又は前記第 1の補正データ取得用試料と同等の高周波特性を有すると見なせる少なくとも 3つの第 2の補正データ取得用試料を、前記実測測定系で測定する第 2のステップと、（3)前記第 1及び第 2のステツプで得られた測定結果から、前記実測測定系で測定した測定値と前記基準測定系で測定した測定値とを、伝送路の誤差補正係数を用いて関連付ける数式を決定する第 3のステップと、（4)任意の電子部品を前記実測測定系で測定する第 4のステップと、（5)前記第 4のステップで得られた測定結果に基づいて、前記第 3のステップで決定した前記数式を用いて、当該電子部品を前記基準測定系で測定したならば得られるであろう当該電子部品の高周波特性の推定値を算出する第 5のステップとを備える。

[0032] 上記方法によれば、電子部品と実質的に同じ形状、寸法の補正データ取得用試料を用いて、第 1及び第 2のステップを実行することができる。従来、自動特性選別機の測定系では同軸コネクタ先端までの校正しかできなかった力上記方法により電子部品を接続する端子部先端までの補正ができるようになる。

[0033] 好まし!/、一態様は、前記実測測定系及び前記基準測定系にお!/、て、前記電子部品はシリーズ接続される。前記数式は、前記基準測定系で電子部品を測定したときのインピーダンス Z が測定される端子 1 , 2 と、前記実測測定系で電子部品を測定

m m m

したときのインピーダンス Zが測定される端子 1 , 2との間に接続される誤差モデル

d d d

に基づいて導出される。前記端子 1 力も見たインピーダンスを算出するとき、前記誤

m

差モデルは、前記端子 1 と前記端子 1との間にインピーダンス Z と Zとが直列に接

m d 11 f

続され、前記インピーダンス Z と Zとの接続点とグランドとの間にインピーダンス Z

11 f 12 が接続され、前記端子 2と前記端子 2 との間にインピーダンス Z が接続され、前記

d m 21

端子 2とグランドとの間にインピーダンス Z が接続される。前記インピーダンス Z , Z d 22 f 1

, Z , Z , Z は、前記第 1のステップで少なくとも 3つの前記第 1の補正データ取

1 12 21 22

得用試料のインピーダンスを測定した結果 Z , Z , Z と、前記第 2のステップにお

dl d2 d3

いて、少なくとも 3つの前記第 1の補正データ取得用試料又は前記第 2の補正データ取得用試料について、前記端子 1 のインピーダンスを測定した結果 z , ζ , ζ

m mil ml2 ml

、及び前記端子 2 のインピーダンスを測定した結果 Z , Ζ , Ζ とを用い、次の

3 m πι21 πι22 m23

数式 [数 la]と、

[数 la]

denom (Z_J2 - Z_dl)Z_ml3 + (Z ― Z_d3)Z_ml2 + (Z_d3― Z_d2)Z_mU = [

I denom 士 ^/( rfi)(Z ₃ i 一一 Z_wllX )Z

I denom 次の数式 [数 lb]と、

[数 lb]

denom (Z_d2 -Z_dl)Z_m23 +{Z_d{ -Z_d3)Z_m22 +(Z_rf3 -Z_d2)Z_m2l [ 土 V 一 ^l

~ 一一 Z ^t

I denom 土 (2rf2― ZrflX + 一 ) X 一

I denom

から得られる 16通りの Z ， Z ， Z ， Z の糸且み合わせのうち、

11 12 21 22

次の数式ほ女 2]について、 Z , Z , Z がー致する少なくとも 1つの組み合わせを用

fl f2 f3

いて、決定される。

ほ夂 2]

Z_fl = -[{(Z22 +(Z₂₁ +Z₀))Z_dl + ((Z_2l +Z₀) + Z_l2)Z₂₂ +Z_n(Z_2l +Z₀)}Z_mU

+ {(-Z₁₂ -Z_U)Z₂₂ +(-Z₁₂ -Z_U)(Z₂, +Ζ₀)}Ζ_Λ

+ {(— - z_u)(z₂₁ +z。)一 Z_UZ_I2 /ム ₂₂ -Z Z_l2 (Z₂₁ + Z₀) ]

/[{( + (Z₂₁ +Z₀)}Z_mll + (-Z₁₂ -Z_n)Z₂₂ +(-Z₁₂-Z₁₁)(Z₂₁+Z₀)] z,₂ = -[{(z₂₂ + (Z₂₁ + Z₀ ))Z,₂ + ((Z₂₁ +Z₀) + Z₁₂ )Z₂₂ + Z₁₂ (Z₂₁ + Z₀ )}Z_ml2

+ {(-z_n― Z_u )Z₂₂ + (-Z₁₂― Z, , )(Z₂₁ + Z₀ )}Z,₂

+ {(^— -^12— ^ll) 21 + Z₀ノー Z_{u 12} Z₂₂一 _{u 12}( ₂i +Z₀) J

/[{(Z₂₂ + (Z₂₁ + Z₀)}Z_mll + (-Z_u― Z_U)Z₂₂ + (-Z₁₂― Z„)(Z_2I + z

Z ₃ = -[{(Z₂₂ + (Z₂₁ + Z ))Z_rf3 + ((Z₂₁ +Z₀) + Z₁₂ )Z₂₂ +Z₁₂(Z₂₁+ z₀ )}z_ml3

+ {(- Z -Z_n)Z₂₂ +(- Z₁₂ -Z_n)(Z₂₁ +z₀)}z,3

+ {(—Z₁₂— Z_n八 ₂₁ 一 _Z_UZ₁₂)Z₂₂― Z_n^_l2 ^₂₁ +z ]

/[{(Z₂₂ +(Z₂₁ +Z₀)}Z_ml3 +(-Z₁₂ -Z_n)Z₂₂ +(— Z₁₂ -Z„)(Z₂₁ +Z₀)]

[0034] この場合、シリーズ接続の実測測定系での測定結果にっレ、て伝送路の誤差を補正することにより、基準測定系での測定結果を推定することができる。

[0035] 好まし!/、他の態様は、前記実測測定系及び前記基準測定系にお!/、て、前記電子部品はシャント接続される。前記数式は、前記基準測定系で電子部品を測定したときのアドミタンス Y が測定される端子 1 , 2 と、前記実測測定系で電子部品を測定し

m m m

たときのアドミタンス Yが測定される端子 1 ， 2との間に接続される誤差モデルに基

d d d

づいて導出される。前記端子 1 力も見たアドミタンスを導出するとき、前記誤差モデノレは、前記端子 1 と前記端子 1 との間にアドミタンス Y が接続され、前記端子 1 と

m d 12 m 前記アドミタンス Y との接続点とグランドとの間にアドミタンス Υ が接続され、前記ァ

12 11

ドミタンス Υ と前記端子 1 との接続点とグランドとの間にアドミタンス Υが接続され、

12 d f

前記端子 2と前記端子 2 との間にアドミタンス Y が接続され、前記アドミタンス Y と

d m 22 22 前記端子 2 との接続点とグランドとの間にアドミタンス Y が接続される。前記アドミタ

m 21

ンス Υ, Υ , Υ , Y ， Y は、前記第 1のステップで少なくとも 3つの前記第 1の補 f 11 12 21 22

正データ取得用試料のアドミタンスを測定した結果 Y Υ , Y と、前記第 2のステ

dl d2 d3

ップにおいて、少なくとも 3つの前記第 1の補正データ取得用試料又は前記第 2の補正データ取得用試料について、前記端子 1 のアドミタンスを測定した結果 Y , Y

m mil ml

, Υ 、及び前記端子 2 のアドミタンスを測定した結果 Υ , Υ , Υ とを用い、

2 ml3 m m21 m22 m23 次の数式ほ女 3a]と、

[数 3a]

denom = (Y_d2 - Y_d, ) + (Y_dl - )Y_mX1 + ( - Y_d2 ) 1 ⁼土 [ 2 ^ Λ/¾3

- { ( - ) 2 3 + ( - ) 3 + ( - ) ₂} ]

I denom

I denom 次の数式 [数 3b]と、

[数 3b] denom = (Y_d2 - )Y_m23 + ( - Y_d3 )Y_m22 + ( 一 Y_d2 )Y_m2l

- fc - ) _{2 23} + ( -^3)^2,^23 + ¾2 -^1)> 21^22} ]

I denom

/ denom から得られる 16通りの Y ， Υ , Υ ， Υ の組み合わせのうち、

11 12 21 22

次の数式ほ女 4]について、

[数 4コ

Υ =-[{(¾ +(F₂₁ +Y_a))Y_{dl +}((Y_{2l +}Y₀) ₊ Y_u)Y_{22 +}Y_l2(Y_2l +Y₀)}Y_mU + {(- -Y_U)Y₂₂ +(-7₁₂ -Y )(Y_2l +Y₀)}Y

+ {(— +7₀)-r_n7₁₂}r₂₂ -Y Y (Y_{2l +} Y₀) ]

/[{(F_{22 +}(7_{21 +}r₀)}i _{il +}(-7₁₂ -Y_u)Y_{n +}{-Y_n -Y_u)(Y_n +Y,)]

Y + ）+ )¾ +r_i2(F_{21 +}r₀)}7_ml2

+ {(-Yn - ) ¾ + (- - ) + )}

+{(- ¾ - ) σ₂, -YuYniY +γ₀) ]

/fc +σ ₁₂ + (- - ) ¾ - ：— [{(¾ + ₂₁ + )) +((¾ + ₀) + r₁₂)F_{22 +}r₁₂(r₂₁ +Y₀)}v_ml3

+ {(-Yn - ) ¾ + (-^ -^) +y ₃

+{(-^12 - +Y,)-YnYu}Yi2 -^ΜΥ₂₁ + ） ]

/[{(¾ +σ₂₁ +y K₃ +(- ¾ - ) - ) Y , Y , Y がー致する少なくとも 1つの組み合わせを用いて、決定される。

f l f2 f3

[0036] この場合、シャント接続の実測測定系での測定結果について伝送路の誤差を補正することにより、基準測定系での測定結果を推定することができる。

[0037] なお、第 2のステップにおいて、少なくとも 3つの前記第 1の補正データ取得用試料又は第 2の補正データ取得用試料について実測測定系でアドミタンス Υ 、Υ , Υ mi l ml2

, Υ 、Y , Υ を測定するとき、端子 1と端子 2との間が電気的に接続されて ml3 πι21 πι22 m23

いてもよい。

発明の効果

[0038] 本発明によれば、 2端子インピーダンス部品について、補正の対象となる測定系が実測時と同じ状態のままで校正作業を行うことができる。その結果、これまで有効な校正方法がなかった自動特性選別機にお!/、て正確な校正を実施の上選別を実施できるので、これまで不可能であった量産デバイスの正確な測定選別及び特性のユーザ一保証が可能になる。

[0039] また、従来の誤差補正技術では、誤差補正のためにコネクタから端子を外して標準デバイスを接続する等の本来の測定にはない作業が必要となる。また、そのためには接地端子を設けたり、短絡基準を押し当てることができる構造としたりする必要がある。これに対して、本発明の方法では、通常の測定と同じ作業で補正のための測定を行えばよい。また、補正のための GND端子、短絡機構は不要であり、端子部には通常の測定ができる機能だけがあればよい。

図面の簡単な説明

[0040] [図 l] (a)測定系の説明図、（b)TRL校正の誤差モデルの回路図、（c) SOLT校正の誤差モデルの回路図である。（従来例）

[図 2]SOLT校正の誤差要因導出法の説明図である。（従来例）

[図 3]TRL校正の誤差要因導出法の説明図である。（従来例）

[図 4]TRRR校正の誤差モデルの回路図である。（従来例）

[図 5]RRRR校正の誤差モデルの回路図である。（従来例）

[図 6]TRRR校正、 RRRR校正での測定位置の説明図である。（従来例）

[図 7]シリーズ接続の測定基板の平面図である。（従来例） [図 8]シャント接続の測定基板の平面図である。（従来例）

[図 9]測定端子部の校正を示す要部断面構成図である。（実施例）

[図 10] (a)測定系の構成図、（b)測定基板の正面図である。（実施例 1)

[図 11]チップインダクタの測定結果を示すグラフである。（実施例 1 )

[図 12] (a)測定系の構成図、（b)測定基板の正面図である。（実施例 2)

[図 13]チップ抵抗の測定結果を示すグラフである。（実施例 2)

[図 14]シリーズ接続の誤差モデルの回路図である。（実施例 1)

[図 15]ポート 1側から見た等価回路の回路図である。（実施例 1)

[図 16]ポート 1側から見た等価回路の回路図である。（実施例 1)

[図 17]ポート 1側から見た等価回路の回路図である。（実施例 1)

[図 18]ポート 1側から見た等価回路の回路図である。（実施例 1)

[図 19]ポート 1側から見た等価回路の回路図である。（実施例 1)

[図 20]シャント接続の誤差モデルの回路図である。（実施例 2)

[図 21]ポート 1側から見た等価回路の回路図である。（実施例 2)

[図 22]ポート 1側から見た等価回路の回路図である。（実施例 2)

[図 23]ポート 1側から見た等価回路の回路図である。（実施例 2)

[図 24]ポート 1側から見た等価回路の回路図である。（実施例 2)

[図 25]ポート 1側から見た等価回路の回路図である。（実施例 2)

符号の説明

[0041] 2 電子部品

20, 21 測定基板

22a, 22b 伝送路

26 信号導体

28 接地導体

発明を実施するための最良の形態

[0042] 以下、本発明の実施の形態について、図 9〜図 25を参照しながら説明する。

[0043] まず、本発明の誤差補正方法の原理について、図 14〜図 25を参照しながら説明する。 [0044] <原理 1〉シリーズ接続の場合の測定誤差補正の原理について、図 14〜図 19 を参照しながら説明する。

[0045] マイクロ波以上の周波数では、通常電子部品の電気特性は散乱係数行列で表現される力電気特性を散乱係数行列で表現しなければならない特段の理由があるわけではなぐこれと相互変換できるパラメータであれば、目的に応じてより使用しやす V、パラメータを用いればょレ、。 2端子インピーダンス素子のシリーズ測定を想定した際の誤差パラメータとして、ここではインピーダンスの T型接続回路を採用し、その誤差モデルを図 14に示す。図中、点線で囲まれた部分が各ポートの誤差モデルであり、誤差モデルは、基準となる測定系で被検体が測定される端子 1 , 2 と、補正の対象

m m

となる測定系で被検体が測定される端子 1 , 2との間に接続されている。変数 Zはィ

d d

ンピーダンスを表す。また、 DUTと表示された部分が被検体である。 2端子インピーダンス素子のシリーズ測定であるので、被検体は 2端子インピーダンス素子としてモデル化し、シャント容量は無視し得ると考える。

[0046] ポート 1から観察すればポート 2は単なる終端インピーダンスにすぎないので、図 15 の等価回路を得る。ここに、 Zはポート 2の等価インピーダンスである。

2

[0047] 図 15を注意深く観察すれば、 Z , Z , Zは単なる直列接続である。そこで、 Z と Z

13 d 2 13 をまとめて Z と表示すると、等価回路は図 16のように変形できる。

2 el

[0048] 図 16の誤差モデル中の未知数は Z Z Z の 3つであるので、補正データ取得

11 12 el

用試料 Zを測定した際の測定値 Z を 3組取得すれば、これら未知数は決定する。具

d m

体的には、補正データ取得用試料 3つのインピーダンス値を Z , Z , Z 、これに対

dl d2 d3

する測定値を Ζ , Ζ , Ζ とすると、次の数式ほ女 5a]の関係が成り立つ。

mi l ml2 ml3

[数 5a]

z 12 + + 2

^Μ13 ' z_{n +}z_{el +} z_di ¹¹

[0049] 誤差要因は、数式ほ女 5a]から求めた次の数式ほ女 5b]によって、計算できる。式中の土が異なる角早のうち、どちらを選択するかは後に述

[数 5b]

defJom = (Z_J2 -Z_dl)Z_m +(Z_d} ~Z_ii3)Z_ml2 ^ (Z_d -Z_d2)Z_m

Ζ_Π = [ 士 "\ / 一一一一 A 一

I denom

Z₁₂ _Z_rfl)(Z ₃ (~Z_d2 -Z_dl)Z_d3 +Z_dxZ_dl ^_m 一 Z_mU)(Z_ml3 + /»ll)Z ⁺ ^ m ^ mil)

I denom

[0050] Z は、数式 [数 5b]の Z Z を数式 [数 5a]に代入すれば、次の数式 [数 5c]によ

el 11 12

り求められるが、誤差補正の計算、すなわち後述する数式 [数 7]には使用されない。

[数 5c] γ

1 一 7 + 7 _ 7 ¹ なお、数式 [数 5c]は、 Z Z の代わりに、 Z Z を用いても、あるいは Z Z mil dl ml2 d2 ml3 d3 を用いても、求めること力 sできる。

[0051] ポート 2から観察すれば、ポート 1は単なる終端インピーダンスにすぎないので、図 1

7の等価回路を得る。ここに、 Zは、ポート 1の等価インピーダンスである。

[0052] 図 17を注意深く観察すれば、 Z , Z , Zは単なる直列接続である。そこで、 Z と Z

21 d 1 21 をまとめて Z と表示すると、等価回路は図 18のように変形できる。

1 e2

[0053] 図 18の誤差モデル中の未知数は Z Z Z の 3つであるので、補正データ取得

21 22 e2

用試料 Zを測定した際の測定値 Z を 3組取得すれば、これら未知数は決定する。

d m

[0054] 具体的には、 3つの補正データ取得用試料 (i=l, 2, 3)について、それぞれのィンピーダンス値を Z 、これに対する測定値を Z とすると、次の数式ほ女 6a]が成り立

di m2i

[数 6a] 7 21

22 + Z_e2 + ，

' 7-^—つつ -- (z_e -+

722 +z_e2十 ₂

(Z_e " ά " τι I

m²³ 77 +7 + +7

22 ₃

[0055] 3つの補正データ取得用試料 (i=l 2 3)についての数式ほ女 6a]から、誤差要因である Z , Z を求めると、次の数式 [数 6b]が求まる。式中の土が異なる解のうち、ど

21 22

ちらを選択するかは後に述べる。

[数 6b]

denom = (Z_d2 -Z_dl)Z_m23 +(Z_dl— z Z_w22 +(Z_rf3 -Z_d2)Z_m2X

― {( ム )Z + ( 一 Ζ Z_{W21 M23} + (Z_d2― Z_dl)Z

I denom I denom

[0056] Z は、数式ほ女 6b]で求めた Z Z を数式ほ女 6a]に代入すれば、次の数式ほ女 6

21

c]により求められる力誤差補正の計算、すなわち後述する数式ほ女 7]には使用されない。

[数 6c]

7 一 ^ ~ n^i2

2 — 7 + 7 — 7 ^d なお、数式ほ女 6c]は、 Ζ Z の代わりに、 Z Z を用いても、あるいは Z Z πι21 dl πι22 d2 m23 d3 を用いても、求めること力 sできる。

[0057] 以上によって Z , Z を除く誤差モデルは定まる。

13 23

[0058] ところで、 Z と Z については、補正データ取得用試料をシリーズ接続するだけで

13 23

は、これらのィ直を求めることができない。

[0059] しかし、 Z と Z は直列接続の関係であるので、別個独立にその値を定める必要は

13 23

ないので、誤差モデルを図 19のように描き直す。図中の Zは、 Z と Z の直列接続（

f 13 23

つまり値の和）と観念できる誤差要因である。 [0060] 図 19の誤差モデルは、端子 1 と端子 1との間にインピーダンス Z と Zとが直歹 I

f

接続され、インピーダンス Z と Zとの接続点とグランドとの間にインピーダンス Z

11 f 12 接続され、端子 2と端子 2 との間にインピーダンス Z が接続され、端子 2とグランド

d m 21 d

との間にインピーダンス z が接続されている。

[0061] 例えばポート 1から見たインピーダンスは、図 19の誤差モデルにおいてボート 2側が無反射終端 (つまり、通常は 50 Ωが接続された状態)された状態を表していることから、 Zは、補正データ取得用試料の値 Zとこれを接続した際の測定値 Z の組から求 f a m めること力 Sでさる。

[0062] 3つの補正データ取得用試料 (i=l, 2, 3)について、補正データ取得用試料の値 Z と、これを接続した際の測定値 Z との組み合わせには 3通りあり、次の数式ほ女 7] ai mi

で Zを計算することができる。なお、式中の Zは特性インピーダンスを示す。

fi 0

[数 7]

z_fx =— [{(Z₂₂ + (Z₂₁ + Z₀ ))Z_dl + ((Z₂₁ +Z₀) + Z₁₂ )Z₂₂ + Z₁₂ (Z₂₁ + Z₀ )}Z_mt ,

+ {(— Z₁₂ -Z_n)Z₂₂ + (-z₁₂ -ζ_ηχζ₂₁ +Ζ₀)}Ζ_Λ

+ {(— Z₁₂― Z_H)(Z₂₁ Z_lla^₁₂ / — Z_n^₁₂

/[{(Z₂₂ + (Z₂₁ +Z₀)}Z_mll + (-Z₁₂ -Z_n)Z₂₂ + (-Z₁₂ -Z_U)(Z₂₁ +Z₀)]

Z_/2 =-[{(Z₂₂ + (Z₂₁ +Z₀))Z_rf2 + ((Z₂₁ +Z₀) + Z₁₂)Z₂₂ +Z₁₂(Z₂₁ +Z₀)}Z_ml2

+ {(-

+ {(^—

+ Ζ₀) J

/[{(Ζ₂₂ + (Ζ₂₁ +Ζ₀)}Ζ„_Π + (-Ζ₁₂ -Ζ_η)Ζ₂₂ +(-Ζ₁₂ -Z_U)(Z₂₁ +Z₀)] ζ ₃ = -[{(ζ₂₂ + (Ζ₂₁ + Ζ₀ ))Z_d3 + ((Ζ₂₁ +Ζ₀) + Ζ₁₂)Ζ₂₂ + Ζ₁₂ (Ζ₂₁ + Ζ₀ )}Ζ_Μ13

+ {(- Ζ,₂ -Ζ_Π)Ζ₂₂ + (-Ζ₁₂ -Ζ_η)(Ζ₂₁ +Ζ₀)}Ζ^₃

+ {(- Ζ₁₂ -Ζ_Π)(Ζ₂₁ +Ζ - Ζ„Ζ₁₂}Ζ₂₂ -Ζ_ηΖ_η(Ζ_2] +Ζ₀) ]

/[{(Ζ₂₂ + (Ζ₂₁ +Z_a)}Z_m +(- Ζ₁₂ -Z_u)Z₂₂ +(-Z_n -Z_U)(Z_{21 +}Z₀)]

[0063] Ζの値は 1つであるので、数式ほ女 7]で求めた Ζ Ζ Ζ は、同じ値を取るべきで

f fl 12 f3

ある力 S、数式ほ女 5b]及びほ女 6b]に示すように、 Ζ Ζ , Ζ , Ζ には、符号の異な

12 21 21 22

る 2つの解があり、その通りの組み合わせによっては、 Ζ , Ζ , Ζ がー致しない。

fl f2 f3

[0064] そこで、次の表 1に示す 2⁴= 16通りの組み合わせパターンのそれぞれについて、上記数式ほ女 7]の Z Z , Z を計算し Z Z Z がー致する Z , Z Z Z の

fl f2 f3 、 fl f2 f3 12 21 21 22 組み合わせを選択することにする。 Z , Z ， Z がー致する組み合わせは複数存在

f l f2 f3

するので、そのうちのいずれを用いてもよい。

[表 1]

[0065] なお、そもそも、 Z と Z は直列接続として Zを形成する誤差要因なのであるから、

13 23 f

補正データ取得用試料が 2端子インピーダンス素子のシリーズ接続をするものである限り、図 19の誤差モデルに基づいて補正を行えば、図 14に基づく補正と全く同じ結果が得られる。

[0066] <原理 2〉シャント測定時の 2ポート誤差補正の原理について、図 20〜図 25を参照しながら説明する。

[0067] 2端子インピーダンス素子のシャント測定を想定した際には、誤差パラメータとしてィンピーダンスの兀型接続回路にれも回路ノラメータとしてはあまり一般的ではない）を採用することとし、この誤差モデルを図 20に示す。図中、点線で囲まれた部分が各ポートの誤差モデルであり、誤差モデルは、基準となる測定系で被検体が測定される端子 1 ， 2 と、補正の対象となる測定系で被検体が測定される端子 1 , 2との間に m m d d

接続される。変数はアドミタンスを表す。回路モデルはシリーズ測定の場合と異なるが、これらは相互変換可能である。また、 DUTと表示された部分が被検体である。 2端子インピーダンス素子のシャント測定であるので、被検体は 2端子インピーダンス素子としてモデル化し得る。

[0068] シリーズ測定の場合と同様、図中の誤差モデルのパラメータの値を、補正データ取得用試料の測定結果から導出することが補正の目的である。やはり、補正データ取得用試料は図に示された状態での接続のみを行うこととし、測定治具の複雑化といつた課題を生じな!/、ようにする。

[0069] さて、等価回路こそ一見異なるものの、以下のように、シリーズ接続の場合とほとんど同様の手順で誤差モデルのパラメータを決定できる。

[0070] まず、ポート 1から観察した際に、ポート 2は単なる終端アドミタンスにすぎないので

、図 21の等価回路を得る。ここに、 Yはポート 2の等価アドミタンスである。

2

[0071] 図 21の Y Y Yは並列接続の関係であるから、 Y と Yをまとめて Y と表示す

13 d 2 13 2 el

ると、等価回路は図 22のように変形できる。

[0072] シリーズ測定の場合と同様、図 22の誤差モデル中の未知数は 3つであるので、やはり 3つの補正データ取得用試料の測定によって、これら未知数は決定することができる。シリーズ測定の場合に倣って変数名を決めると、次の数式ほ女 8a]が成り立つ。

[数 8a] γ 一 (ュ el + ノト V γ _ + ) v γ γ

[0073] 誤差要因は、数式 [数 8a]から求めた次の数式 [数 8b]によって計算できる。

[数 8b]

denom = ¾₂ _ ) ₃ + ( - ^) ₂ + ( - ₂) 】

I denom

W ( 2 — ) (¾ + (— ^2 - ) + ) ( 2 _ - + U 2 )

I denom

[0074] Y は、数式 [数 8b]で求めた Y Y を数式 [数 8a]に代入すれば、次の数式 [数

el 11 12

8c]により求められる力 S、誤差補正の計算、すなわち後述する数式ほ女 10]には使用されない。

[数 8c]

γ γ - γ γ

γ _ ¹m\\¹\2 ¹\\¹Υ1 γ

^1λ ~ γ +γ -γ ^ά1

-Ίΐ卞 2 -'mil なお、数式ほ女 8c]は、 Υ ，Υ の代わりに、 Υ ，Υ を用いても、あるいは Υ ，Υ mil dl ml2 d2 ml3 d を用いても、求めること力 Sできる。

3

[0075] 実は、この数式ほ女 8b]は、シリーズ測定の場合と実質的に同じ数式である。式中の土が異なる解のうち、どちらを選択するかは後に述べる。

[0076] 次にポート 2から見た場合につ!/、て、未知数の導出を説明する。

[0077] ポート 2から観察した際にはポート 2は単なる終端アドミタンスにすぎないので、図 2 3の等価回路を得る。ここに、 Yはポート 1の等価アドミタンスである。

[0078] 図 23の Υ , Υ , Yは並列接続の関係であるから、 Y と Yをまとめて Y と表示す

23 d 1 23 1 e2

ると、等価回路は図 24のように変形できる。

[0079] ポート 1の場合と同様に変数名を決めると、誤差要因は数式を同様に計算でき、次の数式ほ女 9a]が成り立つ。

[数 9a]

γ (^el + )^22 I γ

m23 - _γ γ γ 21

[0080] 誤差要因は、数式ほ女 9a]から求めた次の数式ほ女 9b]によって計算できる。

[数 9b] denom = (Y_d2― Y_dl )F_ra23 + ( - )Y_ml2 + ( 一 Y_d2 )Y_m21 ~[土一】/l ュ

- * [( +( - ) " ~ ^ΐ

/ denom

Y =土十厂 — 】ゴ )(

I denom

[0081] Y は、数式 [数 9b]で求めた Y ， Υ を数式 [数 9a]に代入すれば、次の [数 9c]

e2 11 22

により求められるが、誤差補正の計算、すなわち後述する数式ほ女 10]には使用されない。

[数 9c]

γ γ - γ γ

e^l " γ + γ - γ ^dl なお、数式ほ女 9c]は、 Y Υ の代わりに、 Υ Υ を用いても、あるいは Υ Υ

πι21 dl πι22 d2 m23 d を用いても、求めること力 sできる。

3

[0082] 以上の手順でまだ得られていない誤差要因である Υ , Y は、補正データ取得用

13 23

試料をシャント接続するだけでは求めることが不可能である力並列接続の関係であるので、別個独立にその値を定める必要はないので、誤差モデルを図 25のように描き直す。図中の Yは、 Y と Y の並列接続（つまり値の和）と観念できる誤差要因で

f 13 23

ある。

[0083] 図 25の誤差モデルは、端子 1 と端子 1との間にアドミタンス Y が接続され、端子 1

m d 12

とアドミタンス Y との接続点とグランドとの間にアドミタンス Υ が接続され、アドミタン m 12 11

ス Y と端子 1との接続点とグランドとの間にアドミタンス Yが接続され、端子 2と端子

12 d f d

2 との間にアドミタンス Y が接続され、アドミタンス Υ と端子 2 との接続点とグランド m 22 22 m

との間にアドミタンス γ が接続されている。

21

[0084] 例えばポート 1から見たインピーダンスは、図 23の誤差モデルにおいてポート 2側が無反射終端 (つまり、通常は 50 Ωが接続された状態)された状態を表していることから、 Υは、補正データ取得用試料の値 Υとこれを接続した際の測定値 Υ の組から求 f d m めること力 sできる。この点でもシリーズ測定の場合と同様であり、次の数式数式ほ女 10 ]で丫を計算すること力できる。なお、式中の Yは特性アドミ:

fi 0

[数 10] r_fl =-[{(¾ +(r₂₁ +γ_ϋ))Υ_{ιη +}((r_{2I +} r₀) + 7₁₂)F_{22 +}r₁₂(r_{21 +}Y₀)}r_ml

+ {(- ₁₂ -γ )γ₂₂ + (-Y -Y_n)(Y_2l +Y₀)}Y_dl

+ — +7₀)-7_n¾}7₂₂ -Y_nY_n(Y_2l+Y₀) ]

/[{(¾ +r₀)}Y_mn + (-Yn - ) - ) ( + ₀)] γη = =-[{( +(¾ +y。)) +(σ₂₁ +y。）+¾) +y₀ }r_m

(- ₂₂ + (- ¾ - yu)( , + )}

(― Yn - ) σ₂₁ + ₀)-K„y₁₂}7₂₂ -y_ur₁₂(r₂₁ +y₀) ]

r₂₂ + (Y_2l + r₀)}Y_mn + (- ― γ_η)γ₁₂ + (- ₂ - γ_ηχγ₂ + r₀)]

^₃ =-[{(¾+(¾ + W +(( +r₀) + d₂₂ +y₁₂( ₂₁+r₀)}y_ro:

+ {(- ₁₂ -Y_n)Y_{22 +} ^Y_n -Y_n)(Y_2] +Y₀)}Y_d3

+ {(-Yn一^) +r₀)-^,7₁₂}7₂₂ -Υ_ηΥ_η(Υ₂ +Y₀) ]

/[{( +( + ₀)}Y_mn + (- ¾— ) + (- — w₂₁

[0085] Zの値は 1つであるので、数式ほ女 10]で求めた Y 、 Υ , Υ は、同じ値を取るべき

f fl f2 f3

である力、数式ほ女 8b]及びほ女 9b]に示すように、 Y , Υ ， Υ , Υ には、符号の

12 12 21 22

異なる 2つの解があり、その組み合わせによっては、 Υ , Υ , Υ がー致しない。

fl 12 f3

[0086] そこで、次の表 2に示す 2⁴= 16通りの組み合わせパターンのそれぞれについて、上記数式ほ女 10]の Y , Y ， Y を計算し Y , Y ， Y がー致する Y ， Y , Y ， fl f2 f3 、 fl f2 f3 1 12 21

Y の組み合わせを選択することにする。 Y , Y , Y がー致する組み合わせは複

22 fl f2 f3

数存在するので、そのうちのいずれを用いてもよい。

[表 2] 1符号丫 21符号丫₁₂符号丫22符号

パターン 1 + + + +

パターン 2 + + + 一

パターン 3 + + 一 +

パターン 4 + + 一一

パターン 5 + - + +

パターン 6 + - + 一

/《ターン 7 + 一一 +

/《ターン 8 + ― ― 一

パターン 9 - + + +

パターン 10 ― + + - パターン 11 - + 一 +

パターン 12 ― + 一 - パターン 13 一 - + +

パターン 14 ― - + 一

パターン 15 一 - 一 +

パターン 16 ― - - - [0087] Y と Y は並列接続して Υを形成する誤差要因であるから、補正データ取得用試

13 23 f

料が 2端子インピーダンス素子のシャント接続をするものである限り、図 25の誤差モデルに基づいて補正を行えば、図 20基づく補正と全く同じ結果が得られる。

[0088] 次に、実施例について、図 10〜図 13を参照しながら説明する。

[0089] く実施例 1〉シリーズ接続の場合について、図 10及び図 11を参照しながら説明する。シリーズ接続とは、測定機の 2つのポート間に被測定物接続する方法である。

[0090] 補正の対象となる測定系では、図 10 (a)の全体構成図及び (b)の測定基板 20の正面図に示すように、被検体である電子部品 2が、測定基板 20の上面に形成された伝送路 22a, 22b間のスリット 22xをまたぐように配置され、伝送路 22a, 22b間に直列に接続される。測定基板 20の上面及び下面の伝送路 22a, 22b ; 24の両端に SM Aコネクタ 56, 66がはんだ付けされており、ネットワークアナライザ 70と同軸ケーブル 58, 68を介して接続されている。ネットワークアナライザ 70には Agilent社製ネットヮークアナライザ 8753Dを用い、測定基板 20は、特性インピーダンス 50 Ωで設計されている。測定基板 20の長さ Lは 50mm、幅 Wは 30mmである。

[0091] 基準となる測定系では、 Agilent社製インピーダンスアナライザ 4291に、 Agilent 社製測定治具 16192Aを取り付けて、測定を行う。

[0092] 被検体である電子部品 2は、 1.0mm X 0.5mmサイズの 56nHのチップインダクタである。

[0093] 測定及び補正の作業を順に説明する。

[0094] (1) 3つの補正データ取得用試料を準備する。 3つの補正データ取得用試料には、

2·2 Ω、 51 Ω、 510 Ωの抵抗を使用した。

[0095] (2)補正データ取得用試料のインピーダンス Ζ , Ζ , Ζ を、基準測定系で測定す

dl d2 d3

る。なお、測定ポイント数、掃引周波数範囲は基準測定機、実際に用いるネットワークアナライザで統一しておく必要がある。

[0096] (3)実際に測定に用いる測定機 (8753D)において、同軸ケーブル先端までの伝送路の校正を行う。この校正は、一般的に行っている SOLT校正でよい。

[0097] (4)補正データ取得用試料のインピーダンスを実際に測定に用いる測定機 (8753

D)で測定する。その際、基準測定機と同じ測定ポイント数、掃引周波数範囲で Z , z ml2 , z 及び

ml3 z m21 , z を取得する。

m22 , z m23

[0098] (5)基準測定機 (4291)、実際に測定に用いる測定機 (8753D)での測定データから補正係数を、上述したく原理 1〉に基づいて、パソコンで計算する。ここまでが、測定系の補正の手順となる。

[0099] (6)実際に測定に用いる測定機 (8753D)で、チップインダクタを測定する。

[0100] (7)測定データと補正データとを用いて、補正された測定をパソコンによって計算する。

[0101] 以上の手順により測定、補正処理を行った結果、基準測定機での測定結果と、ネットワークアナライザの測定がー致した。

[0102] 図 11に、 1005サイズのチップインダクタ（52nH)について、測定、補正処理を行つた結果のグラフを示す。図 11(a)は、基準値、補正前の測定値及び補正後の測定値のグラフである。「基準値」は、基準測定機での測定値である。「補正前」は、実際に測定に用いる測定機での測定結果そのものであり、補正してレ、なレ、測定値である。「補正後」は、実際に測定に用いる測定機での測定値を補正した値 (基準測定機で測定した場合の測定値の推定値)である。図 1 l(b— 1)は「補正前」の測定値のグラフ、図 1 l(b— 2)は「補正後」の測定値のグラフ、図 11(c)は「基準値」のグラフである。

[0103] 図 11(a)に示されたように、「基準値」と「補正後」とは、図では区別できないくらいによく一致しているが、「補正前」は「基準値」から大きくずれている。つまり、補正を行わない場合、基準測定機での測定値と大きく外れた測定値しか得られないが、補正を行うことで、基準測定機での測定値と極めて近レヽ測定値を得ること力 Sできる。

[0104] く実施例 2〉シャント接続の場合について、図 12及び図 13を参照しながら説明する。シャント接続とは、測定機の 1つのポートとグランドの間に被測定物を接続する方法である。

[0105] 補正の対象となる測定系では、図 12 (a)の全体構成図及び (b)の測定の正面図に示すように、被検体である電子部品 2が、測定基板 21の上面に形成された信号導体 24と接地導体 25との間に接続される。測定基板 21は信号導体 24及び接地導体 25 の両端に SMAコネクタ 56, 66がはんだ付けされており、ネットワークアナライザ 70と同軸ケーブル 58, 68を介して接続されている。ネットワークアナライザ 70には Agilen t社製ネットワークアナライザ 8753Dを用い、測定基板 20は、特性インピーダンス 50 Ωで設計されている。測定基板 20の長さ Lは 50mm、幅 Wは 30mmである。

[0106] 基準となる測定系は、 Agilent社製インピーダンスアナライザ 4291に、 Agilent社製測定治具 16192Aを取り付けて、測定を行う。

[0107] 被検体である電子部品 2は、 l.Omm X 0.5mmサイズの 50 Ωのチップ抵抗である。

[0108] 次に、測定及び補正の作業を順に説明する。

[0109] (1) 3つの補正データ取得用試料を準備する。 2·2 Ω、 51 Ω、 510 Ωの抵抗を使用した。

[0110] (2)補正データ取得用試料のアドミタンス Υ , Υ , Υ を基準測定機で測定する。

dl d2 d3

なお、測定ポイント数、掃引周波数範囲は基準測定機、実際に用いるネットワークァナライザで統一しておく必要がある。

[0111] (3)実際に測定に用いる測定機 (8753D)において、同軸ケーブル先端までの伝送路の校正を行う。この校正は、一般的に行っている SOLT校正でよい。

[0112] (4)補正データ取得用試料のアドミタンスを実際に測定に用いる測定機 (8753D) で測定する。その際、基準測定機と同じ測定ポイント数、掃引周波数範囲で Y , Y mi l

, Y 及び Y , Y , Y を取得する。

ml2 ml3 m21 m22 m23

[0113] (5)基準測定機 (4291)、実際に測定に用いる測定機 (8753D)での測定データから補正係数を、上述したく原理 2〉に基づいて、パソコンで計算する。ここまでが、補正の手順となる。

[0114] (6)実際に測定に用いる測定機 (8753D)で、チップ抵抗を測定する。

[0115] (7)測定データと補正データを用いて、補正された測定をパソコンによって計算する。

[0116] 以上の手順により測定、補正処理を行った結果、基準測定機での測定結果と、ネットワークアナライザの測定がー致した。

[0117] 図 13に、 1005サイズのチップ抵抗（50 Ω )について、測定、補正処理を行った結果のグラフに示す。図 13(a)は、基準値、補正前の測定値及び補正後の測定値のグラフである。「基準値」は、基準測定機での測定値である。「補正前」は、実際に測定に用いる測定機での測定結果そのものであり、補正していない測定値である。「補正後」は、実際に測定に用いる測定機での測定値を補正した値 (基準測定機で測定した場合の測定値の推定値)である。図 13(b— 1)は「補正前」の測定値のグラフ、図 13 (b— 2)は「補正後」の測定値のグラフ、図 13(c)は「基準値」のグラフである。

[0118] 図 13(a)に示されたように、「基準値」と「補正後」とは、図では区別できないくらいによく一致しているが、「補正前」は「基準値」から大きくずれている。つまり、補正を行わない場合には、基準測定機での測定値と大きく外れた測定値しか得られないが、補正を行うことで、基準測定機での測定値と極めて近レヽ測定値を得ること力 Sできる。

[0119] <まとめ〉以上に説明した誤差補正方法を用いると、 2端子インピーダンス部品について、補正の対象となる測定系が実測時と同じ状態のままで、校正作業を行うことができる。そのため、実質的に量産デバイス自体又は量産デバイスと略同じ寸法- 形状の試料しか測定端子部に接続できな!/ヽ自動特性選別機にっレ、ても、測定系の誤差補正を行うことができる。

[0120] なお、本発明は、上記した実施の形態に限定されるものではなぐ種々の変更を加えて実施することが可能である。

[0121] 例えば、本発明は、測定基板を用いる測定系に限らず、測定ピンを用いる測定系などにも適用することができる。

Claims

請求の範囲

[1] 2端子インピーダンス部品である電子部品を実測測定系で測定した結果から、当該電子部品を基準測定系で測定したならば得られるであろう当該電子部品の高周波特性の推定値を算出する、電子部品の高周波特性誤差補正方法であって、

高周波特性の異なる少なくとも 3つの第 1の補正データ取得用試料を、前記基準測定系で測定する第 1のステップと、

少なくとも 3つの前記第 1の補正データ取得用試料、又は前記第 1の補正データ取得用試料と同等の高周波特性を有すると見なせる少なくとも 3つの第 2の補正データ取得用試料を、前記実測測定系で測定する第 2のステップと、

前記第 1及び第 2のステップで得られた測定結果から、前記実測測定系で測定した測定値と前記基準測定系で測定した測定値とを、伝送路の誤差補正係数を用いて関連付ける数式を決定する第 3のステップと、

任意の電子部品を前記実測測定系で測定する第 4のステップと、

前記第 4のステップで得られた測定結果に基づ!/、て、前記第 3のステップで決定した前記数式を用いて、当該電子部品を前記基準測定系で測定したならば得られるであろう当該電子部品の高周波特性の推定値を算出する第 5のステップと、を備えることを特徴とする、電子部品の高周波特性誤差補正方法。

[2] 前記実測測定系及び前記基準測定系において、前記電子部品はシリーズ接続され、

前記数式は、前記基準測定系で電子部品を測定したときのインピーダンス Z が測 m 定される端子 1 , 2 と、前記実測測定系で電子部品を測定したときのインピーダンス m m

Zが測定される端子 1 , 2との間に接続される誤差モデルに基づいて導出され、 d d d

前記端子 1 力も見たインピーダンスを算出するとき、前記誤差モデルは、前記端子 m

1 と前記端子 1との間にインピーダンス z と zとが直列に接続され、前記インピーダ m d 11 f

ンス Z と Zとの接続点とグランドとの間にインピーダンス Z が接続され、前記端子 2

11 f 12 d と前記端子 2 との間にインピーダンス Z が接続され、前記端子 2とグランドとの間に m 21 d

インピーダンス z が接続され、

22

前記インピーダンス Z， Z ， Z ， Z ， Z は、前記第 1のステップで少なくとも 3つの前記第 1の補正データ取得用試料のインピーダンスを測定した結果 Z ， Z , Z と、

dl d2 d3

前記第 2のステップにおいて、少なくとも 3つの前記第 1の補正データ取得用試料又は前記第 2の補正データ取得用試料について、前記端子 1 のインピーダンスを測

m

定した結果 Z , Z , Z 、及び前記端子 2 のインピーダンスを測定した結果 Z mil ml2 ml 3 m m21

, z ζ とを用い、

m22 πι23

次の数式 [数 la]と、

[数 la]

denom (Z_dl Z_d )Z_ml3 + (Z_i/1一 Z_d3)Z_ml2 + (Z_d3 Z_d2)Z_mn

― [土 _ -ム、一 ~ ^mll

— +(Z Z_mii _mn ⁺

I denom

Z Z_d2 ,_dl)(Z_d3 +、— ₂ -Z_d )^_d +Z X^_ml2ー wll)(Z_ml3 + ^Z mu)^Z

I denom 次の数式 [数 lb]と、

[数 lb]

denom = (Z_d2 -Z_dl)Z_m23 +(Z -Z_d3)Z_m22 +{Z_d2 -Z_d2)Z_m2l 一 V <

I denom

A 一 2rflX 一 rfl) ― Z_m2 一

I denom から得られる 16通りの Z Z Z Z の糸且み合わせのうち、

11 12 21 22

次の数式 [数 2]について、

2] 2 = -[{(^2 +(Z_2l +Z₀))Z_dl +((Z_2l +Z_Q) + Z_l2)Z₂₂ +Z_l2(Z_2l +Z₀)}Z_mU

+ {(—Z₁₂ -Z_U)Z₂₂ + (-Z₁₂ -Z_U)(Z₂, +Ζ₀)}Ζ_Λ

+ {(— - Z_U)(Z₂₁ + Z₀)- Z Z_l2}Z₂₂ -Z Z_l2 (Z₂₁ + Z₀) ]

/[{( + (Z₂₁ +Z₀)}Z_mll +(— Z_l2 -Z_n)Z₂₂ +(-Z₁₂ -Z_n)(Z₂₁ +Z₀)]

Z_/2 = -[{(Z₂₂ + (Z₂₁ + Z₀ ))Z_rf2 + ((Z₂₁ +Z₀) + Z₁₂)Z₂₂ + Z_n (Z₂₁ + Z。 )}Z_ml2

+ {(-2,2 - z„)z₂₂ + (-Z₁₂ -Z_n)(Z₂₁ +Z₀)}Z_J2

12 ^— -^ll)( 21 0)一 ^11 12 22 —"^11 12 21 J

/[{(Z₂₂ +(Z_2t +Z₀)}Z_mU + (-Z_u -Z_U)Z₂₂ + (-Z₁₂ -Z )(Z₂₁ +Z₀)]

Z ₃ = -[{(Z₂₂ + (Z₂₁ + Z₀ ))Z_rf3 + ((Z₂₁ +Z₀) + Z₁₂ )Z₂₂ +Z₁₂(Z₂₁ + Z₀ )}Z_ml3

+ {(- Z -Z_n)Z₂₂ + (-Z₁₂ -Z_n)(Z₂₁ +Z₀)}Z_rf3

+ {(— Z₁₂ -Z„)(Z₂₁ +Z₀)_ , ₂}2₂₂ -Z_UZ₁₂(Z₂₁ +Z₀) ]

/[{(Z₂₂ +(Z₂₁ +Z₀)}Z_ml3 +(-Z₁₂ -Z_n)Z₂₂ + (-Z₁₂ -Z„)(Z₂₁ +Z₀)] z , z , z がー致する少なくとも 1つの組み合わせを用いて、決定されることを特徴 fl f2 f3

とする、請求項 1に記載の電子部品の高周波特性誤差補正方法。

[3] 前記実測測定系及び前記基準測定系において、前記電子部品はシャント接続され、

前記数式は、前記基準測定系で電子部品を測定したときのアドミタンス Y が測定さ

m

れる端子 1 , 2 と、前記実測測定系で電子部品を測定したときのアドミタンス Yが測

m m d 定される端子 1 2との間に接続される誤差モデルに基づいて導出され、

d d

前記端子 1 力、ら見たアドミタンスを導出するとき、前記誤差モデルは、前記端子 1

m m と前記端子 1との間にアドミタンス Y が接続され、前記端子 1 と前記アドミタンス Y

d 12 m 12 との接続点とグランドとの間にアドミタンス Y が接続され、前記アドミタンス Υ と前記

11 12 端子 1との接続点とグランドとの間にアドミタンス Υが接続され、前記端子 2と前記端 d f d

子 2 との間にアドミタンス Y が接続され、前記アドミタンス Υ と前記端子 2 との接続 m 22 22 m

点とグランドとの間にアドミタンス Y が接続され、

21

前記アドミタンス Υ Υ Υ Υ Υ は、

f 11 12 21 22

前記第 1のステップで少なくとも 3つの前記第 1の補正データ取得用試料のアドミタンスを測定した結果 Y , Y , Y と、

dl d2 d3

前記第 2のステップにおいて、少なくとも 3つの前記第 1の補正データ取得用試料又は前記第 2の補正データ取得用試料について、前記端子 1 のアドミタンスを測定

m

した結果 Υ , Υ , Y 、及び前記端子 2 のアドミタンスを測定した結果 Υ , Y

mil ml2 ml^ m m21

, Y とを用い、

πι22 πι23

次の数式ほ女 3a]と、

[数 3a]

denom = (Y_d2 - ) + ( - ) ₂ + (7,₃ - Y_d2 )Y_mll

^ll =土 Lェ <ί2一】 dl ―】 ―】 ml Φ —

- {( - Uml3 - UM

} ]

I denom

I denom 次の数式ほ女 3b]と、

[数 3b] denom = {Y_dl― )F_m23 + ( - )Y_mll + ( 一 Y_d2 )Y_m21 ~[土一】 rfl 一】

- {( - - ) + ( ~

I denom

Y ( 2 ~ 2— + ^1 2)( 22 ~ ^Jm2lX — 21

I denom から得られる 16通りの Y Υ Υ Υ の糸且み合わせのうち、

11 12 21 22

次の数式 [数 4]について、

[数 4] r_fl =—[{(¾+(¾ + (σ₂₁ +^o)+ ^2 +y₀)}Y_mn

十 {(-r₁₂一 γ_η)γ₂₂ + {-γ_η― γ_Η)(Υ₂₁ + Y₀ )}Y_DL

+ {(-Y_n― )( + ）— 2— ( +^) ]

/[{(¾ +(¾ +Y₀)}Y_mn +(-Yu - ) + (-Yn y_f2 = ₂ +(¾+ Yo w_d2 +((γ₂₁+γ₀)+Υη )γ₂₂ + γ₁₂ ( + γ₀ )}Y_mn

+ {(-Υη— ) ¾ + (- ¾— )(¾

+ {(-r_u - Y_N)(Y_2L +Y₉)- Y_UY_N }Y₂₂ - Υ Υη (^₂₁ +Υο) ]

/[{(¾ + ₂₁ + )} 2 + (- -Yn)Yi2 + ('Yn - )( +。)] γ = - + + Yo )) + (( + ） + Yn + Yu ₂, + ₀ )}

+{(-¾ - ) ¾ + (- ¾ - w₂₁ +Yo)} _a,

/[{(¾ +(Y_2l +Y₀)}Y_mn +(-₁₂ -γ_η)Υ_η +(-r₁₂ -r_uxr₂₁ + r₀)]

Y , Y , Y がー致する少なくとも lつの組み合わせを用いて、決定されることを特徴 fl f2 f3