(57)【要約】      （修正有）【課題】高価な校正基板を利用せずに、プローブの校正を行うことができる高周波特性測定用プローブの校正方法。【解決手段】平面伝送路を有する校正基板１０を測定器１６の１つの測定ポートに接続し、校正基板１０を利用した誤差補正方法により、校正基板１０の所定の校正面から測定器１６までの誤差を導出する。  プローブ２０を測定器１６の他の測定ポートに接続し、校正基板１０の校正面にプローブ２０の先端を接触させ、その電気特性を測定器１６により測定する。この測定値から、校正基板１０の誤差を取り除くことで、測定器１６からプローブ２０の先端までの誤差を導出し、プローブ２０の先端を校正面とする。  このプローブ２０を用いて被測定電子デバイス３０の高周波電気特性を測定すれば、その真値を高精度に求めることができる。【選択図】    図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波特性測定用プローブの校正方法において、
平面伝送路を有する校正基板を測定器の１つの測定ポートに接続する第１のステップと、
前記校正基板を利用した誤差補正方法により、前記校正基板上の所定の校正面から前記測定器までの誤差を導出する第２のステップと、
前記プローブを前記測定器の他の測定ポートに接続する第３のステップと、
前記校正基板の校正面に前記プローブの先端を接触させ、その電気特性を前記測定器により測定する第４のステップと、
前記第４のステップで得られた測定値から、第２のステップで得られた誤差を取り除くことで、前記測定器から前記プローブの先端までの誤差を導出し、前記プローブの先端に校正面を作成する第５のステップと、を有することを特徴とする校正方法。
【請求項２】
前記校正基板は、信号導体と接地導体とを持ち、単位長さ当たりの電気特性が一定の平面伝送路を有する基板であり、
前記第１のステップは、前記信号導体および接地導体の一端を前記測定器の測定ポートに接続することであり、
前記第２のステップは、
前記信号導体の長さ方向の少なくとも３箇所において、信号導体と接地導体とを接続状態にして反射係数を測定する第１サブステップと、前記接続状態での測定値および前記平面伝送路の電気特性から、前記校正基板の校正面から前記測定器までの誤差を導出する第２サブステップとを含む、ことを特徴とする請求項１に記載の校正方法。
【請求項３】
前記プローブは、信号導体と接地導体とを持ち、単位長さ当たりの電気特性が一定の平面伝送路を形成した基板よりなり、前記信号導体と接地導体との間隔は前記校正基板の信号導体と接地導体との間隔に等しく、かつ基板の誘電率は前記校正基板の誘電率とほぼ等しいことを特徴とする請求項１に記載の校正方法。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の校正方法を用いて校正した一対のプローブの先端を被測定電子デバイスに接触させて、その電気特性を前記測定器により測定するステップと、
前記被測定電子デバイスの測定値から前記第５のステップで求めた誤差を除去し、被測定電子デバイスの電気特性の真値を求めるステップと、を含むことを特徴とする電子デバイスの高周波特性測定方法。
【請求項５】
樹脂基板の上に、信号導体とその両側に接地導体とを持ち、単位長さ当たりの電気特性が一定のコプレーナ型平面伝送路をプリント配線してなり、
前記樹脂基板の長さ方向一端側に同軸コネクタが、そのコネクタの信号線が前記信号導体に、コネクタのグランド部が前記接地導体にそれぞれ接続されるように、取り付けられており、
前記樹脂基板の長さ方向他端側に、前記樹脂基板の本体部より細幅で、弾性変形可能な接触片が一体に形成され、
前記接触片には前記信号導体と接地導体とが一定間隔を保ったまま延設されていることを特徴とする高周波測定用プローブ。
【請求項６】
前記接触片には、前記信号導体と接地導体との間を通るスリットが設けられ、前記スリット長を測定対象周波数の半波長としたことを特徴とする請求項５に記載の高周波測定用プローブ。
【請求項７】
前記スリット幅を測定対象周波数の４分の１波長以下としたことを特徴とする請求項６に記載の高周波測定用プローブ。
【請求項８】
前記接触片の先端部に延ばされた前記信号導体と接地導体の先端部には、突起状のコンタクトが形成されていることを特徴とする請求項５ないし７のいずれかに記載の高周波測定用プローブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子デバイスの高周波特性を測定するのに使用される高周波特性測定用プローブの校正方法に関する。詳しくは、ネットワークアナライザなどの測定器によって電子デバイスのインピーダンス値やＱ値等を測定する際のプローブの測定誤差の補正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高周波測定用プローブとは、ミリ波帯商品のような高周波電子部品の高周波電気特性を測定するプローブのことである。デバイスの高周波特性の真値を測定するためには、デバイスと接触するプローブの先端で校正する必要がある。前記ミリ波帯商品をプローブを用いて測定する場合、プローブの校正を行わなければ、ミリ波帯商品の特性以外にプローブの誤差項を含めた値を測定してしまうため、ミリ波帯商品の真値を得ることができない。そこで、プローブの誤差項を取り除く校正が必要となる。
【０００３】
高周波特性測定用プローブの校正方法として、非特許文献１に示される方法が知られている。この校正方法は、校正基板に形成されたショート・ロード・スルーの各基準にプローブを接触させた状態と、プローブに何も接触させないオープン状態とをそれぞれ測定し、その測定値を使ってＳＯＬＴ校正することによって行われている。図１の（ａ）はショート、（ｂ）はロード、（ｃ）はスルーの各接続状態を示す。図１に示すプローブ１はエア・コプレーナ・プローブであり、プローブ１は中央に信号端子２を有し、両側にＧＮＤ端子３を有する。校正基板４にはショート基準５、ロード基準６、およびスルー基準７が形成されている。
【０００４】
校正基板４は、電気特性が変化しにくいアルミナ基板で形成されており、その上にショート・ロード・スルーの各基準特性が造り込まれているため、非常に高価である。特に、ロードの基準特性は５０Ω±０．３％（ＤＣ）に高精度に調整する必要がある。また、プローブ１を校正基板４に接触させる際、オーバードライブと呼ばれる押し付け工程があり、プローブ１の先端が校正基板４の基準上を圧接しながら滑る。その際、接触箇所に傷がつくため、約５０回程度使用すると校正基板４の特性が変化してしまう。つまり、校正基板４は消耗品であり、多大なコストが必要となる。また、プローブ１の端子間ピッチとそれを接触させる校正基板４の各基準のピッチは等しくなっているため、端子間ピッチの違うプローブを使用する際には、それに合った校正基板を別途購入する必要があった。
【０００５】
特許文献１には、平面伝送路を用いた新規な校正方法が開示されている。この校正方法（以下、ＲＲＲ校正と呼ぶ）は、単位長さ当たりの電気特性が既知の平面伝送路を有する校正基板を用い、平面伝送路の信号導体と接地導体との間を少なくとも３箇所で短絡させたときの反射係数を測定し、これら測定データから、校正基板のコネクタから校正面までの誤差項（および伝送路の伝達度と位相定数）を算出することができる方法である。
【０００６】
この校正方法の場合、校正基板としてコプレーナ基板のような安価な基板を用いることができるので、大幅なコスト低減が可能である。さらに、基板上の少なくとも３箇所で信号導体と接地導体とを短絡するだけで校正できるので、校正作業が簡単でかつ誤差を確実に除去できるという利点がある。
【非特許文献１】「オン・ウェーハ高周波測定入門」カスケード・マイクロテック株式会社発行、２００１年５月
【特許文献１】ＷＯ２００５／１０１０３５Ａ１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明の目的は、高価な校正基板を利用せずに、プローブの校正を行うことができる高周波特性測定用プローブの校正方法、この校正方法を利用した電子デバイスの高周波特性測定方法、および高周波特性測定用プローブを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る高周波特性測定用プローブの校正方法は、平面伝送路を有する校正基板を測定器の１つの測定ポートに接続する第１のステップと、前記校正基板を利用した誤差補正方法により、前記校正基板上の所定の校正面から前記測定器までの誤差を導出する第２のステップと、前記プローブを前記測定器の他の測定ポートに接続する第３のステップと、前記校正基板の校正面に前記プローブの先端を接触させ、その電気特性を前記測定器により測定する第４のステップと、前記第４のステップで得られた測定値から、第２のステップで得られた誤差を取り除くことで、前記測定器から前記プローブの先端までの誤差を導出し、前記プローブの先端に校正面を作成する第５のステップと、を有することを特徴とする校正方法である。
【０００９】
本発明は、特許文献１に示されるような平面伝送路を持つ校正基板を利用すれば、プローブの校正を安価にかつ簡単に実施できる点に着目したものである。すなわち、平面伝送路を有する校正基板を測定器の１つの測定ポートに接続し、この校正基板を利用した１ポート誤差補正方法により、校正基板上の所定の校正面から測定器までの誤差を導出する。校正基板のコネクタから校正面までの校正は、特許文献１に示される方法（ＲＲＲ法）で実施でき、コネクタから測定器までの校正はＳＯＬＴ法などの公知の方法を用いることで、簡単に校正できる。次に、プローブを測定器の他の測定ポートに接続し、校正基板の校正面にプローブの先端を接触させて電気特性を測定する。そして、この測定値から、校正基板の校正面から測定器までの誤差を取り除くことで、測定器からプローブまでの誤差を導出する。つまり、プローブの先端を校正面とすることができる。
【００１０】
校正基板の伝送路は、長さ方向に均一な特性インピーダンスを持つものであればよく、従来の校正基板のように特別の基準特性（ショート，ロード，スルー）を造りこむ必要がない。そのため、コプレーナ基板のような安価な基板を用いることができる。校正基板にプローブを接触させて校正する作業を繰り返す間に校正基板の電極が摩耗しても、従来に比べて交換費用を低減できる。さらに、プローブのピッチが変わっても、それに合わせて容易に校正基板を製作できる。その結果、高周波特性測定用プローブの校正にかかるコストを大幅に低減でき、高周波製品の測定コストを下げる効果がある。
【００１１】
好ましい実施の形態によれば、校正基板は、信号導体と接地導体とを持ち、単位長さ当たりの電気特性が一定の平面伝送路を有する基板であり、前記第１のステップは、前記信号導体および接地導体の一端を前記測定器の測定ポートに接続することであり、前記第２のステップは、前記信号導体の長さ方向の少なくとも３箇所において、信号導体と接地導体とを接続状態にして反射係数を測定する第１サブステップと、前記接続状態での測定値および前記平面伝送路の電気特性から、前記校正基板の校正面から前記測定器までの誤差を導出する第２サブステップとを含むのがよい。校正に際して、校正基板と測定器とを同軸ケーブル等で接続した状態のまま、３箇所以上で信号導体と接地導体とを接続状態にして反射係数を測定すればよいので、校正作業が簡単で正確である。なお、３箇所以上の接続箇所のいずれか１つと校正面とが同一箇所である必要はないが、いずれか１箇所を校正面と同じ位置とすれば、校正がさらに簡単である。信号導体と接地導体とを接続状態とする場合に、両者を短絡させる短絡基準を使用するのが望ましい。これは、短絡状態であればほぼ全反射状態になるので、信号導体の終端側の影響を受けないこと、及び、対象とする伝送路がＴＥＭ単一モードで動作する周波数範囲では短絡状態の特性には誘電体の影響が実質的に無く、電磁界シミュレーションで非常に精度良くその電気特性を予想できること等の理由による。
【００１２】
好ましい実施の形態によれば、前記プローブは、信号導体と接地導体とを持ち、単位長さ当たりの電気特性が一定の平面伝送路を形成した基板よりなり、前記信号導体と接地導体との間隔は前記校正基板の信号導体と接地導体との間隔に等しく、かつ基板の誘電率は前記校正基板の誘電率とほぼ等しいのがよい。この場合には、プローブと校正基板とがほぼ同様な構造を持つので、相互のインピーダンスを一致させることができる。そのため、更に高精度な校正が可能になる。
【００１３】
本発明において使用可能な校正基板としては、長さ方向に均一な特性インピーダンスを持つ基板であればよく、コプレーナ基板に限らず、スロット線路を用いることもできる。コプレーナ基板の場合には１０ＧＨｚまでの高周波特性の測定に適しており、スロット線路の場合は、１０ＧＨｚ以上の高周波特性の測定に適している。また、本発明で使用されるプローブは、コプレーナ構造に限らず、任意の構造のプローブを使用できる。
【００１４】
前記のように校正されたプローブの先端を被測定電子デバイスに接触させ、その電気特性を測定器により測定し、その測定値から第５のステップで求めたプローブの誤差を除去すれば、被測定電子デバイスの高周波電気特性の真値を高精度に求めることができる。
【００１５】
好ましい実施の形態によれば、樹脂基板の上に、信号導体とその両側に接地導体とを持ち、単位長さ当たりの電気特性が一定のコプレーナ型平面伝送路をプリント配線してなり、前記樹脂基板の長さ方向一端側に同軸コネクタが、そのコネクタの信号線が前記信号導体に、コネクタのグランド部が前記接地導体にそれぞれ接続されるように、取り付けられており、前記樹脂基板の長さ方向他端側に、前記樹脂基板の本体部より細幅で、弾性変形可能な接触片が一体に形成され、前記接触片には前記信号導体と接地導体とが一定間隔を保ったまま延設されている高周波測定用プローブを使用できる。このプローブはプリント基板で形成できるので、非常に安価であり、しかもコプレーナ構造であるから、被検体の高周波特性を高精度に測定できる。樹脂基板の持つ弾性によって接触片が弾性変形できるので、被検体のＩ／Ｏパッドに対して安定に接触させることができる。プローブの本体部と接触片とに、信号導体と接地導体とが同じ間隔で形成されているので、本体部と接触片との間で伝送路特性が殆ど変化せず、高精度の測定ができる。
【００１６】
好ましい実施の形態によれば、プローブの接触片には、信号導体と接地導体との間を通るスリットが設けられ、スリット長を測定対象周波数の半波長としてもよい。この場合には、接触片にスリットが設けられているため、信号導体を設けた接触片と接地導体を設けた接触片とが独自に弾性変形できる。また、スリットを形成すると、インピーダンスの不整合が発生するが、スリット長を測定対象周波数の半波長とすれば、インピーダンス不整合を緩和することができる。
【００１７】
好ましい実施の形態によれば、スリット幅を測定対象周波数の４分の１波長以下とするのがよい。すなわち、スリット幅を測定対象周波数の４分の１波長以下とすれば、信号の放射を抑制でき、損失を低減できる。
【００１８】
好ましい実施の形態によれば、接触片の先端部に延ばされた信号導体と接地導体の先端部には、それぞれ突起状のコンタクトを形成するのがよい。接触片の先端に突起状のコンタクトを形成することで、校正および測定時に接触位置が安定し、測定ばらつきが少なくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に、本発明における高周波特性測定用プローブの校正方法について、実施例を参照しながら具体的に説明する。ここでは、校正方法として特許文献１に示されたＲＲＲ校正法を用いた例について説明する。
【実施例１】
【００２０】
−校正基板の準備−
図２に示すように、コプレーナウェーブガイド（ＣＰＷ）伝送路構造のプリント基板によって製作した校正基板１０を用意する。この実施例の校正基板１０は、誘電体基板１１の上面に、長さ方向に全長に亘って延びる細幅状の信号導体１２と、その両側に一定間隔をあけて幅広な接地導体１３，１３とを設けたものである。誘電体基板１１としては、アルミナ基板、テフロン（登録商標）基板でもよいが、エポキシ基板またはガラス−エポキシ基板のようなＰＣＢ基板でもよい。なお、校正基板１０の伝送路は任意の間隔でよく、長さ方向に均一な特性インピーダンスを有するものであればよい。校正基板１０の長さ方向一端側にはコネクタ１４が取り付けられ、コネクタ１４の信号線１４ａが信号導体１１に、ＧＮＤ部１４ｂが接地導体１３にそれぞれ接続されている。コネクタ１４は同軸ケーブル１５を介して測定器１６の測定ポート１６ｂに接続されている。ここでは、測定器１６として３ポートのネットワークアナライザを用いた。
【００２１】
−校正基板のＲＲＲ校正−
次に、校正基板１０の他端から任意の間隔で、４箇所（Ｐ1 〜Ｐ4 ）で信号導体１２と接地導体１３とを短絡させる（図２参照）。短絡のために、例えば短絡基準１７を校正基板１０に押しつける。なお、信号導体１２と両方の接地導体１３を短絡させる必要はなく、信号導体１２といずれか一方の接地導体１３とを短絡させてもよい。ここでは校正基板１０の単位長さ当たりの電気特性が未知であるとして、４箇所で短絡させたが、単位長さ当たりの電気特性が既知である場合には、３箇所でよい。前記短絡状態での測定データを用いて、校正基板１０の校正面までの誤差項（散乱パラメータ）ＥRRR を求める。ここで、校正面とは例えば位置Ｐ1 のことである。
【００２２】
−ＲＲＲ校正の誤差モデルの誤差係数の計算−
ＲＲＲ校正の誤差モデルを図３に示す。反射法とは、一方のポート（コネクタ１４）から被検体に入射した電磁波のどれだけの割合が反射するかを観測して、これからインピーダンス等を求める手法で、１ポートであるから、図３に示すように誤差要因もＥ11、Ｅ21、Ｅ12、Ｅ22の４個しかない。散乱係数測定は比測定であるので、Ｅ21＝１とおけば、誤差要因はＥ11、Ｅ12、Ｅ22の３つである。図中のＳ11M は反射係数の測定値であり、Ｓ11A は被検体の散乱係数の真値である。
【００２３】
さて、前述の短絡基準１７の接続による測定結果から、図３中の各誤差係数Ｅ11、Ｅ12、Ｅ22は数式１で求められる。なお、Ｄ1 は中間変数である。
【数１】
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数式１の具体的な導出方法は、特許文献１に示された通りであるため、ここでは説明を省略する。
【００２４】
校正基板１０の誤差項を求める際に、図４に示すように、ＲＲＲ校正時の信号導体１２と接地導体１３を短絡する短絡基準１７の幅分の誤差項（散乱パラメータ）ＥL が無視できない場合には、ＥL を求める必要がある。短絡基準幅の誤差項ＥL は、ＲＲＲ校正時に算出される伝達度・位相定数を用いて、数式２のように算出できる。
【数２】
2008070175.tif 000004
ここで、αはＲＲＲ校正によって算出した校正基板伝送路の伝達度であり、βはＲＲＲ校正によって算出した校正基板伝送路の位相定数であり、Ｌは短絡基準の幅である。
【００２５】
前記算出した誤差項ＥL とＥRRR を用いて、校正基板１０の誤差項を数式３によって求める。計算にあたって、まず散乱パラメータＥL 、ＥRRR をそれぞれ伝送パラメータＴL 、ＴRRR に変換し、これらパラメータの積によって、校正基板１０の誤差項の伝送パラメータＴCAL を求めることができる。
【数３】
2008070175.tif 000005
【００２６】
以上のように求めた校正基板１０の誤差項ＴCAL によって、校正基板１０の先端Ｐ1 を校正面とすることができる。なお、ＲＲＲ校正によって校正基板１０のコネクタ１４から校正面Ｐ1 までは校正できるが、校正基板１０に接続された同軸ケーブル１５のコネクタ１４との接続部からネットワークアナライザ１６の測定ポート１６ｂまではＳＯＬＴ法などの公知の校正方法によって事前に校正しておく必要があることは言うまでもない。
【００２７】
−プローブの準備−
図５は、コプレーナウェーブガイド（ＣＰＷ）伝送路構造のプリント基板（ＰＣＢ）によって製作したプローブ２０の一例を示す。プローブ２０の伝送路も任意の間隔でよく、長さ方向に均一な特性インピーダンスを有するものであればよい。ここでは、プローブ２０として校正基板１０と同一形状のＣＰＷ（但し、長さと接触子の形状が異なる）を用いた。すなわち、樹脂基板２１の表面には、信号導体２２とその両側に一定間隔をあけて接地導体２３とが設けられ、プローブ２０の長さ方向一端側にはコネクタ２４が取り付けられている。コネクタ２４の信号線２４ａが信号導体２２に、ＧＮＤ部２４ｂが接地導体２３にそれぞれ接続されている。樹脂基板２１としては、例えばテフロン（登録商標）基板でもよいが、エポキシ基板やガラス−エポキシ基板等の安価なＰＣＢ材料を使用することができる。コネクタ２４の信号線２４ａとＧＮＤ部２４ｂは、同軸ケーブル２５を介してネットワークアナライザ１６の別の測定ポート１６ａに接続されている。
【００２８】
プローブ２０の先端部（コネクタと反対側の端部）には、図６に示すようにプローブ２０の本体部より幅狭な接触片２０ａが一体に形成され、接触片２０ａの先端まで信号導体２２および接地導体２３が延長されている。接触片２０ａは樹脂基板２１と一体の帯板部であり、スリット等は形成されていない。接触片２０ａにおける信号導体２２と接地導体２３との間隔は、プローブ２０の本体部における間隔と等しく、かつ樹脂基板２１から接触片２０ａが連続的に延びているので、本体部と接触片との間で伝送路特性が変化せず、インピーダンス不整合が発生しない。接触片２０ａ上に延長された信号導体２２および接地導体２３の先端部は、それぞれ接触部２２ａ，２３ａを形成している。接触片２０ａは所定のばね弾性を有するものがよく、その幅および長さは任意に設定できる。
【００２９】
−プローブの校正−
図７に示すように、ＲＲＲ校正の終了した校正基板１０の校正面に、プローブ２０の接触部２２ａ，２３ａを接触させる。すなわち、校正基板１０の信号導体１２にプローブ２０の信号導体２２を、校正基板１０の接地導体１３にプローブ２０の接地導体２３をそれぞれ接触させる。その状態での散乱パラメータＳM を測定する。測定した散乱パラメータＳM を伝送パラメータＴM に変換し、この伝送パラメータＴM に校正基板１０の伝送パタメータＴCAL の逆行列ＴCAL -1を掛け算することにより、数式４のようにプローブ２０の伝送パラメータＴprobe を求めることができる。伝送パラメータＴprobe は、プローブ２０の先端（接触部２２ａ，２３ａ）を校正面としたときのプローブ２０の誤差項である。
【数４】
2008070175.tif 000006
【００３０】
図７の下部に、プローブ２０の誤差項および校正基板１０の誤差項について、モデル図を示した。モデル図ではＥパラメータで表示した。なお、校正基板１０における校正作業と同様に、プローブ２０に接続された同軸ケーブル２５のコネクタ２４との接続部からネットワークアナライザ１６の測定ポート１６ａまでの範囲を、ＳＯＬＴ法などの公知の校正方法によって事前に校正しておく必要がある。
【００３１】
−別のプローブの準備・校正−
後述するように、電子デバイスの測定に当たって一対のプローブを用いる場合（電子デバイスの伝送Ｉ．Ｌ．特性を測定する場合）には、図８に示すように、プローブ２０と同一形状の別のプローブ２０’を準備し、図７と同様にして校正を実施する。すなわち、プローブ２０’を同軸ケーブル２５’を介してネットワークアナライザ１６の別の測定ポート１６ｃに接続し、ＲＲＲ校正の終了した校正基板１０の校正面に、プローブ２０’の接触部２２ａ’，２３ａ’を接触させ、その状態での散乱パラメータを測定し、数式４と同様にしてプローブ２０’の伝送パラメータを求める。なお、同軸ケーブル２５’のコネクタ２４’との接続部からネットワークアナライザ１６の測定ポート１６ｃまでの範囲は、ＳＯＬＴ法などの公知の校正方法によって事前に校正しておくのがよい。
【００３２】
−電子デバイスの測定−
電子デバイスの伝送（Ｉ．Ｌ．）特性を測定する場合には、校正済みの一対のプローブ２０，２０’を準備し、図９のように一対のプローブ２０，２０’の接触部２２ａ，２３ａ、２２ａ’，２３ａ’を電子デバイス３０の端子に接触させ、その高周波電気特性を測定する。校正済みのプローブ２０，２０’は、その先端部（接触部２２ａ，２３ａ、２２ａ’，２３ａ’）を校正面としてあるので、電子デバイス３０の電気特性を正確に測定できる。
【００３３】
前記実施形態では、３ポートの測定器１６を用いたので、測定器１６に２つのプローブ２０，２０’と１つの校正基板１０とを同時に接続でき、校正基板１０を取り外すことなく、校正作業および測定作業を行うことができる。測定器に２ポートしかない場合には、一方のプローブ２０を校正基板１０を利用して校正した後、プローブ２０を測定器から取り外して別のプローブ２０’を接続し、校正基板１０を利用して校正する。その後、校正基板１０を測定器から取り外し、校正済みのプローブ２０を測定器に再度接続することで、電子デバイスの伝送特性を測定することができる。
【００３４】
前記実施形態では、電子デバイスの伝送（Ｉ．Ｌ．）特性を測定する例について説明したが、反射（Ｒ．Ｌ．）特性を測定する場合には、１つのプローブだけで測定することができる。この場合には、３ポートの測定器１６は必要ではなく、少なくとも２ポートあればよい。具体的には、図７に示す校正を実施した後、校正したプローブ２０を電子デバイスの端子にそのまま接触させることで、反射特性を測定できる。
【００３５】
−実験例−
次に、本発明の校正方法を評価するために、プローブ２０のショート状態を測定し、シミュレーション値（Sonnet使用）と比較した。図１０に示すように、本発明の校正方法によって校正したプローブ２０の先端を、ショートチップ３１によってショートさせ、ショート状態を測定した結果を図１１，図１２に示す。図１１は振幅誤差を示し、図１２は位相誤差を示す。
【００３６】
測定条件は以下の通りである。
〔測定器〕  ネットワークアナライザ E8364B(Agilent Technologies) 
〔周波数範囲〕5 GHz 〜20GHz 
〔データ点数〕401 点
〔IF帯域幅〕100Hz （平均化処理なし）
プローブ、校正用基板は共に、15μm 片面銅箔（Ni下地のAuメッキ付き）、厚さ0.5mm の樹脂基板（誘電率ε:4.8、誘電正接tan δ:0.015）を持つＣＰＷ伝送路構造のプリント基板を使用した。ＣＰＷ伝送路の寸法は、信号伝送路幅1.35mm、絶縁溝幅0.15mmである。なお、プローブの伝送路長を72.3mmとした場合、伝送路損失は約−9[dB](0.125dB/mm×72.3mm) である。また、校正用基板の長さは15mmである。
【００３７】
図１１，図１２から明らかなように、本発明による校正結果とシミュレーション値とを比較すると、振幅誤差は±0.5[dB] 、位相誤差は±3[deg]であり、殆ど一致している。よって、本発明により、プローブ先端で精度よく校正されていることがわかる。
【実施例２】
【００３８】
図１３は、プローブの第２実施例を示す。このプローブ４０も第１実施例と同様に、コプレーナウェーブガイド（ＣＰＷ）伝送路構造のプリント基板（ＰＣＢ）によって製作したものであり、樹脂基板４１の表面に信号導体４２と接地導体４３，４３とが設けられ、プローブ４０の長さ方向一端側にはコネクタ（図示せず）が取り付けられている。プローブ４０の先端（コネクタと反対側の端部）には、２本のスリット４５ａ，４５ｂによって分離された３本の爪状の接触片４０ａ〜４０ｃが一体に形成され、各接触片の先端まで信号導体４２および接地導体４３，４３が延びている。接触片における信号導体４２および接地導体４３の間隔と、本体部における信号導体４２および接地導体４３の間隔とは等しい。各接触片４０ａ〜４０ｃの先端まで延びた信号導体４２および接地導体４３，４３の先端部には、それぞれ突起状のコンタクト４６ａ〜４６ｃが幅方向に並んだ位置に形成されている。
【００３９】
接触片４０ａ〜４０ｃの間に設けたスリット４５ａ，４５ｂのために接触片４０ａ〜４０ｃが分離されるので、インピーダンス不整合が発生するが、スリット４５ａ，４５ｂの長さを測定対象の測定波長の半波長とすることで、インピーダンス不整合を緩和でき、測定精度を高めることができる。また、スリット４５ａ，４５ｂの幅を、測定対象周波数の４分の１波長以下とすることで、信号の放射を抑制できる。例えば、測定対象周波数が３７〜３９ＧＨｚの場合、スリット４５ａ，４５ｂの長さを３．３ｍｍ、幅を０．５ｍｍ以下とした場合に、スリット部分の反射特性（Ｒ．Ｌ．）を−17[dB]以下とすることができ、不整合を緩和できた。
【００４０】
この実施例の場合は、３本の接触片４０ａ〜４０ｃがスリット４５ａ，４５ｂによって分離されているので、個々の接触片４０ａ〜４０ｃに所望のばね弾性を付与しやすい。そのため、コンタクト４６ａ〜４６ｃを被検体のＩ／Ｏパッドの高さに追従して安定して接触させることができる。各接触片４０ａ〜４０ｃの先端に突起状のコンタクト４６ａ〜４６ｃが形成されているので、校正および測定時に接触位置が安定し、測定ばらつきが少ない。
【００４１】
本発明にかかる校正方法は、前記実施例のようなＣＰＷ伝送路構造のプリント基板によって製作したプローブに限られるものではなく、如何なる形状のプローブの校正にも適用できる。すなわち、金属材料で形成された一般的なプローブ、例えば図１に示すような既存のプローブにも適用できる。また、校正基板もＣＰＷ伝送路構造のプリント基板に限らず、例えばアルミナ基板などのセラミック基板の表面に平面伝送路を形成した基板を用いてもよい。さらに、プローブおよび校正基板は、ＣＰＷ伝送路構造に限らず、スロット線路構造でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】従来のプローブを校正基板に接触させて校正を行う方法を示す図であり、（ａ）はショート、（ｂ）はロード、（ｃ）はスルーの各接続状態を示す。
【図２】本発明で用いる校正基板の校正方法を説明する図である。
【図３】ＲＲＲ校正の誤差モデルを示す図である。
【図４】短絡基準の幅分の誤差項を補正する方法を示す図である。
【図５】本発明にかかるプローブの第１実施例を測定器に接続した状態を示す図である。
【図６】図５に示すプローブの部分斜視図である。
【図７】プローブを校正基板に接触させて校正を行う方法を示す図である。
【図８】校正基板に別のプローブを接触させて校正を行う方法を示す図である。
【図９】校正済みのプローブを用いて電子デバイスの電気特性を測定する方法を示す図である。
【図１０】本発明にかかる校正方法を評価するため、プローブの先端をショート状態とした図である。
【図１１】ショート状態における校正値とシミュレーション値との振幅を比較した図である。
【図１２】ショート状態における校正値とシミュレーション値との位相を比較した図である。
【図１３】本発明にかかるプローブの第２実施例の部分斜視図である。
【符号の説明】
【００４３】
１０                校正基板
１１                誘電体基板
１２                信号導体
１３                接地導体
１４                コネクタ
１５                同軸ケーブル
１６                測定器（ネットワークアナライザ）
１６ａ〜１６ｃ      測定ポート
１７                短絡基準
２０，２０’        プローブ
２０ａ              接触片
２１                樹脂基板
２２                信号導体
２３                接地導体
２２ａ，２３ａ      接触部
２４，２４’        コネクタ
２５，２５’        同軸ケーブル
３０                被測定電子デバイス
４０                プローブ
４０ａ〜４０ｃ      接触片
４１                樹脂基板
４２                信号導体
４３                接地導体
４５ａ，４５ｂ      スリット
４６ａ〜４６ｃ      コンタクト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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