(57)【要約】【課題】正確に高周波回路の検査が行えるように基板を冷却することができる基板の冷却器及び正確に高周波回路の検査が行えるような高周波信号を測定することができる高周波信号の測定器を提供する。【解決手段】冷却ファン８が、高周波ＩＣ３が搭載された基板２を冷却する。温度センサ９が、基板２の温度を測定する。ジッタ測定器が、基板２に搭載された発振器４が出力するクロック信号のジッタを測定する。制御部１１が、温度センサが測定した基板２の温度に基づいて冷却ファン８の回転を制御すると共に冷却ファン８の回転中にジッタ測定器によりジッタの増加が測定されると冷却ファン８の回転を下げるように設定されている。【選択図】図１
2010096607.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波回路が搭載された基板を冷却する冷却ファンと、前記基板の温度を測定する温度センサと、前記温度センサが測定した基板の温度に基づいて前記冷却ファンの回転を制御するファン制御手段と、を備えたことを特徴とする基板の冷却器において、
前記基板に搭載された回路が出力する信号のジッタを測定するジッタ測定手段を備え、
前記ファン制御手段が、前記冷却ファンの回転中に前記ジッタ測定手段によりジッタの増加が測定されると前記冷却ファンの回転を下げるように設定されている
ことを特徴とする基板の冷却器。
【請求項２】
前記ジッタ測定手段が、前記高周波回路に供給するために前記基板上に搭載された発振器から出力されるクロック信号のジッタを計測する
ことを特徴とする請求項１に記載の基板の冷却器。
【請求項３】
基板上に搭載された高周波回路から出力される高周波信号を測定する測定手段と、前記基板を冷却する冷却ファンと、前記基板の温度を測定する温度センサと、前記温度センサが測定した基板の温度に基づいて前記冷却ファンの回転を制御するファン制御手段と、を備えたことを特徴とする高周波信号の測定器において、
前記基板上の回路が出力する信号のジッタを測定するジッタ測定手段を備え、
前記ファン制御手段が、前記冷却ファンの回転中に前記ジッタ測定手段によりジッタの増加が測定されると前記冷却ファンの回転を下げるように設定されている
ことを特徴とする高周波信号の測定器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の冷却器及び高周波回路の測定器に係り、特に、高周波回路が搭載された基板を冷却する冷却ファンと、前記基板の温度を測定する温度センサと、前記温度センサが測定した基板の温度に基づいて前記冷却ファンの回転を制御するファン制御手段と、を備えたことを特徴とする基板の冷却器及び当該冷却器を備えた高周波信号の測定器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、高周波ＩＣ（Integrated Circuit）の電気的特性を検査する装置としては、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。しかしながら、特許文献１に示す高周波ＩＣ測定冶具を用いた検査方法では、高周波ＩＣのみを検査するので、実際に高周波ＩＣを基板に取り付けられたときの特性を知ることができない。例えば、高周波ＩＣの動作帯域が数百ＭＨｚ〜ＧＨｚ帯の高周波ＩＣの場合、ＩＣ出力端子と基板の伝送線路とのインピーダンス整合を精密に取る必要が出てくる。インピーダンスが不整合な場合、高周波ＩＣのＩＣ出力端子で信号の反射が起こり、信号波形が歪む。
【０００３】
そこで、高周波ＩＣを実際に使用する基板に取り付け、通電状態で高周波ＩＣの電気的特性を測定すれば、より実使用に近い条件での電気的特性を検査することができる。しかしながら、回路を通電状態にして高周波ＩＣの電気的特性を測定すると、回路部品からの発熱により基板温度が上昇し、高周波ＩＣの特性に狂いが生じ、正確な検査が出来ないといった問題が生ずる。特に近年では、基板の小型化、部品実装の高密度化により発熱の影響が顕著になっている。
【０００４】
このような問題を解決するために、例えば、基板を恒温槽内に配置してファンを使って気化した液体窒素を撹拌するものや（特許文献２）、基板温度を検出して温度に応じて冷却ファンをオン／オフするもの（特許文献３）が提案されている。しかしながら、基板の温度を下げるためにファンを回転させると電磁ノイズが放射され、高周波ＩＣから出力される高周波信号が影響を受ける。このため、依然、高周波ＩＣの正確な検査ができない、という問題が生じていた。
【特許文献１】特開平１０−２５３７０２号公報
【特許文献２】特開昭６０−２５２２７６号公報
【特許文献３】特開２０００−２７７９６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明は、上記のような問題点に着目し、正確に高周波回路の検査が行えるように基板を冷却することができる基板の冷却器及び正確に高周波回路の検査が行えるような高周波信号を測定することができる高周波信号の測定器を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するためになされた請求項１記載の発明は、高周波回路が搭載された基板を冷却する冷却ファンと、前記基板の温度を測定する温度センサと、前記温度センサが測定した基板の温度に基づいて前記冷却ファンの回転を制御するファン制御手段と、を備えたことを特徴とする基板の冷却器において、前記基板に搭載された回路が出力する信号のジッタを測定するジッタ測定手段を備え、前記ファン制御手段が、前記冷却ファンの回転中に前記ジッタ測定手段によりジッタの増加が測定されると前記冷却ファンの回転を下げるように設定されていることを特徴とする基板の冷却器に存する。
【０００７】
請求項２記載の発明は、前記ジッタ測定手段が、前記高周波回路に供給するために前記基板上に搭載された発振器から出力されるクロック信号のジッタを計測することを特徴とする請求項１に記載の基板の冷却器に存する。
【０００８】
請求項３記載の発明は、基板上に搭載された高周波回路から出力される高周波信号を測定する測定手段と、前記基板を冷却する冷却ファンと、前記基板の温度を測定する温度センサと、前記温度センサが測定した基板の温度に基づいて前記冷却ファンの回転を制御するファン制御手段と、を備えたことを特徴とする高周波信号の測定器において、前記基板上の回路が出力する信号のジッタを測定するジッタ測定手段を備え、前記ファン制御手段が、前記冷却ファンの回転中に前記ジッタ測定手段によりジッタの増加が測定されると前記冷却ファンの回転を下げるように設定されていることを特徴とする高周波信号の測定器に存する。
【発明の効果】
【０００９】
以上説明したように請求項２記載の発明によれば、基板上の回路が出力する信号のジッタを計測することにより冷却ファンからの高周波信号に対するノイズの影響を計測して、ファン制御手段が冷却ファンの回転中にジッタの増加が測定されると冷却ファンの回転を下げるように設定されているので、基板の温度上昇を抑えつつ冷却ファンからの高周波信号に対する電磁ノイズの影響を低減することができるため、正確に高周波回路の検査が行えるように基板を冷却することができる。
【００１０】
請求項２記載の発明によれば、高周波信号のジッタを直接計測するのではなく、基板上に搭載された発振器のクロック信号のジッタを計測しているため、高周波信号の品質を悪化させることがなく、より一層正確に高周波回路の検査を行うことができる。また、発振器からのクロック信号を流用してジッタを測定しているため、ジッタを測定するため発振器とは別に信号発生回路を設ける必要がないため、コストダウンを図ることができる。
【００１１】
請求項３記載の発明によれば、基板上の回路が出力する信号のジッタを計測することにより冷却ファンからの高周波信号に対するノイズの影響を計測して、ファン制御手段が冷却ファンの回転中にジッタの増加が測定されると冷却ファンの回転を下げるように設定されているので、基板の温度上昇を抑えつつ冷却ファンからの高周波信号に対する電磁ノイズの影響を低減することができるため、正確に高周波回路の検査が行えるような高周波信号を測定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
第１実施形態
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。本発明の高周波回路の検査装置１（以下単に検査装置１と略記する）は、図１に示すように、基板２上に搭載された状態の高周波ＩＣ３（高周波回路）の検査を行う。上記基板２には、上記高周波ＩＣ３の他に発振器４などが搭載されている。発振器４は、クロック出力端からクロック信号を出力する。発振器４のクロック出力端と高周波ＩＣ３のクロック入力端とは、基板２上に形成されたプリント配線により接続されている。高周波ＩＣ３は、発振器４から出力されるクロック信号の供給を受けて動作する。
【００１３】
検査装置１は、測定手段としての高周波信号の測定器５と、高周波信号の評価器６と、冷却器７と、を備えている。測定器５は、高周波ＩＣ３の高周波出力端に接離可能なプローブＰ１を有している。このプローブＰ１を高周波ＩＣ３の高周波出力端に接続すると、高周波ＩＣ３の高周波出力端から出力される高周波信号が測定器５に供給される。測定器５は、この高周波信号を所定時間毎に測定して、その測定結果を後述する評価器６に対して供給する。評価器６は、上述した測定器５から供給された高周波信号の測定結果から高周波信号の電気的特性を求めて高周波ＩＣ３の評価を行う装置である。
【００１４】
冷却器７は、冷却ファン８と、温度センサ９と、ジッタ測定手段としてのジッタ測定器１０と、ファン制御手段としての制御部１１と、を備えている。冷却ファン８は、基板２に風を送って基板２を冷却するためのファンである。温度センサ９は、基板２上に搭載されて、基板２の温度を測定するセンサである。そして、温度センサ９は、基板２の温度の測定結果を後述する制御部１１に対して供給する。
【００１５】
ジッタ測定器１０は、発振器４のクロック出力端に接離可能なプローブＰ２を有している。このプローブＰ２を発振器４のクロック出力端に接続すると、発振器４のクロック出力端から出力されるクロック信号がジッタ測定器１０に対して供給する。ジッタ測定器１０は、このクロック信号の時間変動（ジッタ）を測定する。正常時のクロック信号（図２（Ａ））と、電磁ノイズが発生しているときのクロック信号（図２（Ｂ））と、を比較しても明らかなように、電磁ノイズは、クロック信号のジッタＪとして現れる。ジッタ測定器１０は、電磁ノイズに応じた値としてクロック信号のジッタＪを計測して後述する制御部１１に対して供給する。
【００１６】
制御部１１は、冷却器７全体の制御を司る。制御部１１は、例えばマイクロコンピュータから構成されていて、プログラムに従って各種の処理を行うＣＰＵと、ＣＰＵが行う処理のプログラムなどを格納した読み出し専用のメモリであるＲＯＭと、ＣＰＵでの各種の処理過程で利用するワークエリア、各種データを格納するデータ格納エリアなどを有する読出書込自在のメモリであるＲＡＭと、を有する（何れも図示せず）。制御部１１は、上述した温度センサ９からの測定結果と上述したジッタ測定器１０からの計測結果との両者に基づいて冷却ファン８の回転を制御する。
【００１７】
次に、上述した構成の検査装置１の動作について、図３を参照して説明する。まず、測定者は、プローブＰ１を高周波ＩＣ３の高周波出力端に接続すると共にプローブＰ２を発振器４のクロック出力端に接続する。次に、測定者は、基板２上の回路（発振器４及び高周波ＩＣ３など）、測定器５、評価器６及び冷却器７の電源をオンする。この電源オンに応じて測定器５は所定時間毎に高周波ＩＣ３から出力される高周波信号を測定して、測定結果を評価器６に対して出力する。測定器５は、高周波ＩＣ３の検査に必要な高周波信号の測定が終了するとその旨を測定者に報知する。この報知を受けて測定者は、冷却器７に設けられた図示しない測定終了ボタンを操作する。また、電源オンに応じて評価器６は、測定器５からの測定結果を受けて高周波信号の電気的特性を求めて高周波ＩＣ３の検査を行う。
【００１８】
冷却器７の電源オンに応じて制御部１１は、ファン制御処理を開始し、まず冷却ファン８の回転を停止させる（ステップＳ１）。次に、制御部１１は、温度センサ９による基板温度Ｔの測定及びジッタ測定器１０によるジッタの測定を開始させる（ステップＳ２）。これにより、温度センサ９は定期的に基板２の温度を計測する。また、ジッタ測定器１０は定期的にクロック信号のジッタを計測する。
【００１９】
その後、制御部１１は、温度センサ９により測定された基板温度Ｔが設定温度を超えたか否かを判断する（ステップＳ３）。基板温度Ｔが設定温度を超えていなければ（ステップＳ３でＮ）、制御部１１は、高周波ＩＣ３の特性が狂うほど基板温度Ｔが上昇していないと判断して、冷却ファン８が回転していれば冷却ファン８の回転を停止させた後に（ステップＳ１２）、再びステップＳ３に戻る。
【００２０】
一方、基板温度Ｔが設定温度を超えていれば（ステップＳ３でＹ）、制御部１１は、基板温度Ｔが上昇して正確な高周波ＩＣ３の評価ができないと判断して冷却ファン８の回転を開始させる（ステップＳ４）。次に、制御部１１は、温度センサ９により測定された基板温度Ｔが上昇しているか否かを判断する（ステップＳ５）。基板温度Ｔが上昇していなければ（ステップＳ５でＮ）、制御部１１は、直ちにステップＳ３に戻る。一方、基板温度Ｔが上昇していれば（ステップＳ５でＹ）、制御部１１は、冷却ファン８の回転を上げる（ステップＳ６）。そして、制御部１１は、冷却ファン８の回転を上げた結果、電磁ノイズが発生してジッタ測定器１０により測定されたジッタが増えたか否かを判断する（ステップＳ７）。
【００２１】
発振器４により測定されたクロック信号のジッタが増えていれば（ステップＳ７でＹ）、制御部１１は、当然、同一基板２上に搭載された高周波ＩＣ３の高周波信号も電磁ノイズの影響を受けてジッタが増えていて正確な高周波ＩＣ３の検査を行えないと判断して、冷却ファン８の回転を下げた後に（ステップＳ８）、再びステップＳ７に戻る。
【００２２】
一方、発振器４のクロック信号のジッタが増えていなければ（ステップＳ７でＮ）、制御部１１は、当然高周波信号のジッタも増えておらずこのまま冷却ファン８を回しても正確に高周波ＩＣ３の検査が行えると判断して、冷却ファン８の回転を下げることなく、ステップＳ９に進む。ステップＳ９において、制御部１１は、測定者により高周波信号の測定終了のボタンが押されたか否かを判断する。測定終了のボタンが押されている場合（ステップＳ９でＹ）、制御部１１は、冷却ファン８の回転を停止して（ステップＳ１０）、ファン制御処理を終了する。これに対して、測定終了のボタンが押されていなければ（ステップＳ９でＮ）、制御部１１は、再びステップＳ３に戻り、冷却ファン８の制御を継続する。
【００２３】
上述した制御部１１の動作により基板温度Ｔは、例えば図４に示すようになる。同図に示すように、基板２上の回路に電源が供給されると、基板温度Ｔが上昇する。基板温度Ｔが設定温度を超えると制御部１１により冷却ファン８が回転され、基板温度Ｔ１の上昇が緩やかになる。冷却ファン８を回転させても基板温度Ｔが上昇し続けると、制御部１１は冷却ファン８の回転を上げる。これにより、基板温度Ｔが下がる。冷却ファン８の回転を上げると電磁ノイズが増えジッタが増える。このようにジッタが増加すると、制御部１１は、冷却ファン８の回転を下げる。これにより、基板温度Ｔが上昇すると、制御部１１は再び冷却ファン８の回転を上げて、以下冷却ファン８の回転の上げ下げを繰り返す。この制御部１１の動作により、図４に示すように、基板温度Ｔ１は上がったり下がったりを繰り返し、基板２の温度上昇を抑えつつ冷却ファン８からの高周波信号に対する電磁ノイズの影響を低減して、正確に高周波ＩＣ３の検査が行えるように基板２を冷却することができる。
【００２４】
また、上述した実施形態によれば、高周波信号のジッタを直接計測するのではなく、基板２上に搭載された発振器４のクロック信号のジッタを計測しているため、高周波信号の品質を悪化させることがなく、より一層正確に高周波ＩＣ３の検査を行うことができる。また、発振器４からのクロック信号を流用してジッタを測定しているため、ジッタを測定するため発振器４とは別に信号発生回路を設ける必要がないため、コストダウンを図ることができる。
【００２５】
第２実施形態
次に、本発明の第２実施形態を図面に基づいて説明する。第２実施形態において、検査装置１の構成は、図１に示す第１実施形態と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。第１実施形態と第２実施形態とで異なる点は、制御部１１のファン制御処理の手順である。以下、第２実施形態における制御部１１のファン制御手順を図５に基づいて説明する。
【００２６】
冷却器７の電源オンに応じて制御部１１は、ファン制御処理を開始し、まず温度センサ９により基板温度Ｔを測定させて、温度センサ９が測定した基板温度Ｔを基板温度Ｔｎ−１としてメモリに格納する（ステップＳ２１）。次に、制御部１１は、ジッタ測定器１０によりクロック信号のジッタＪを測定させて、ジッタ測定器１０が測定したジッタＪをジッタＪｎ−１としてメモリに格納する（ステップＳ２２）。
【００２７】
次に、制御部１１は、基板温度Ｔ及びジッタＪを測定してから一定時間ΔＴ経過するのを待って（ステップＳ２３でＹ）、再び温度センサ９により基板温度Ｔを測定させて、温度センサ９が測定した基板温度Ｔを基板温度Ｔｎとしてメモリに格納する（ステップＳ２４）。次に、制御部１１は、ジッタ測定器１０によりクロック信号のジッタＪを測定させて、ジッタ測定器１０が測定したジッタＪをジッタＪｎとしてメモリに格納する（ステップＳ２５）。これにより、基板温度Ｔｎ、Ｔｎ−１には一定時間ΔＴ前後して測定した基板温度Ｔが格納される。また、ジッタＪｎ、Ｊｎ−１には一定時間ΔＴ前後して測定したジッタＪが格納される。
【００２８】
その後、制御部１１は、基板温度Ｔｎと基板温度Ｔｎ−１との差（Ｔｎ−Ｔｎ−１）を求め、求めた差（Ｔｎ−Ｔｎ−１）が０を越えているか否かを判断する（ステップＳ２６）。差（Ｔｎ−Ｔｎ−１）が０を越えていなければ（ステップＳ２６でＮ）、制御部１１は、基板温度Ｔが上昇していないと判断して再びステップＳ２３に戻る。一方、差（Ｔｎ−Ｔｎ−１）が０を越えていれば（ステップＳ２６でＹ）、制御部１１は、基板温度Ｔが上昇して正確な高周波ＩＣ３の検査を行うことができないと判断して冷却ファン８の回転を上げる（ステップＳ２７）。
【００２９】
次に、制御部１１は、ジッタＪｎとジッタＪ（ｎ−１）との差（Ｊｎ−Ｊ（ｎ−１））を求め、求めた差（Ｊｎ−Ｊ（ｎ−１））が所定値ΔＪを越えているか否かを判断する（ステップＳ２８）。差（Ｊｎ−Ｊ（ｎ−１））が所定値ΔＪを越えていなければ（ステップＳ２８でＮ）、制御部１１は、直ちに後述するステップＳ３０に進む。一方、差（Ｊｎ−Ｊ（ｎ−１））が所定値ΔＪを越えてれば（ステップＳ２８でＹ）、制御部１１は、ジッタＪが増加して正確な高周波ＩＣ３の検査を行うことができないと判断して、冷却ファン８の回転を下げた後に（ステップＳ２９）、ステップＳ３０に進む。
【００３０】
次に、ステップＳ３０において制御部１１は、測定者により高周波信号の測定終了のボタンが押されたか否かを判断する。測定終了のボタンが押されている場合（ステップＳ３０でＹ）、制御部１１は、冷却ファン８の回転を停止して（ステップＳ３１）、ファン制御処理を終了する。これに対して、測定終了のボタンが押されていなければ（ステップＳ３０でＮ）、制御部１１は、基板温度Ｔｎを基板温度Ｔ（ｎ−１）とし、ジッタＪｎをジッタＪ（ｎ−１）としてメモリに格納した後に（ステップＳ３２）、再びステップＳ２３に戻る。
【００３１】
上述した第２実施形態によれば、第１実施形態と同様に、制御部１１は冷却ファン８の回転中にジッタが増加すると冷却ファン８の回転を下げる。これにより、基板温度Ｔは上がったり下がったりを繰り返す。このため、基板２の温度上昇を抑えつつ冷却ファン８からの高周波信号に対する電磁ノイズの影響を低減して、正確に高周波ＩＣ３の検査が行えるように基板２を冷却することができる。
【００３２】
なお、上述した第２実施形態では、差（Ｊｎ−Ｊ（ｎ−１））が所定値ΔＪを越えていなければ（ステップＳ２８でＮ）、制御部１１は、直ちにステップＳ３０に進んでいたが、本発明はこれに限ったものではない。例えば、差Ｊｎ−Ｊ（ｎ−１）が所定値ΔＪを越えていなければ（ステップＳ２８でＮ）、冷却ファン８の回転数を上げた後にステップＳ３０に進むようにしてもよい。
【００３３】
また、上述した第２実施形態では、差（Ｔｎ−Ｔ（ｎ−１））が０を越える前もジッタＪｎ、Ｊ（ｎ−１）を測定するようにしていたが、本発明はこれに限ったものではない。例えば、差Ｔｎ−Ｔ（ｎ−１）が０を越えた後に、ジッタＪを測定するようにしてもよい。
【００３４】
また、上述した第１及び第２実施形態では、発振器４から出力されるクロック信号のジッタを測定していたが、本発明はこれに限ったものではない。例えば、高周波ＩＣ３から出力される高周波信号のジッタを直接測定しても良いし、基板２上に発振器４とは別に基準信号発生器を搭載させて、基準信号発生器から出力される基準信号のジッタを測定するようにしてもよい。
【００３５】
また、上述した第１及び第２実施形態では、冷却器７と測定器５とは別々に動作していたが、本発明はこれに限ったものではない。例えば、図６に示すように冷却器７と測定器５とを接続して、例えば、冷却器７のジッタ測定器１０により測定されたジッタが大きいときには計測器で計測した高周波信号の測定結果を破棄してもよい。これにより、より精度の高い高周波信号の計測を行うことができる。また、測定器５により評価に必要な高周波信号の測定が終了したときに自動的に冷却ファン８の回転を停止させるようにしてもよい。
【００３６】
また、上述した第１及び第２実施形態では、冷却ファン８は基板２付近の空気を循環させて基板２を冷却していたが、本発明はこれに限ったものではない。冷却ファン８としては、気化した冷却媒体を循環させるものであってもよい。また、基板２に密着させて内部に水や冷媒などが循環して熱を吸収する冷却器７において、水や冷媒を循環させるファンであってもよい。
【００３７】
また、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の冷却器及び測定器を組み込んだ高周波回路の検査装置の一実施形態を示すブロック図である。
【図２】（Ａ）は外来電磁波がない正常時のクロック信号を示すタイムチャートであり、（Ｂ）は外来電磁波によりジッタが生じたときのクロック信号を示すタイムチャートである。
【図３】第１実施形態における制御部のファン制御処理手順を示すフローチャートである。
【図４】基板温度のタイムチャートである。
【図５】第２実施形態における制御部のファン制御処理手順を示すフローチャートである。
【図６】他の実施形態における冷却器及び測定器を組み込んだ高周波回路の検査装置の一実施形態を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００３９】
１    検査装置
２    基板
３    高周波ＩＣ（高周波回路）
４    発振器
５    測定器（測定手段）
７    冷却器
８    冷却ファン
９    温度センサ
１０  ジッタ測定器（ジッタ測定手段）
１１  制御部（ファン制御手段）
【図１】
2010096607.tif 000003
【図２】
2010096607.tif 000004
【図３】
2010096607.tif 000005
【図４】
2010096607.tif 000006
【図５】
2010096607.tif 000007
【図６】
2010096607.tif 000008