(57)【要約】【課題】被測定物、特に高周波電子部品の良否判定を正確に行うことができる。【解決手段】周波数が比較的高い高周波信号を伝送する伝送線路２４を介して治具基板１２に取り付けられるとともに被測定物２８の端子に導電性シート部材４６を介して電気的に接触し高周波信号を被測定物２８に入力する測定ピン２６と、伝送線路２４と電気的に接続されるとともに被測定物２８の電気的特性を計測する計測手段と接続するコネクタ３６と、を有し、被測定物２８の電気的特性を測定するための電気的特性測定治具１０であって、測定ピン２８の長さは、０．８ｍｍ以下に設定されている構成とした。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
周波数が比較的高い高周波信号を伝送する伝送線路を介して治具基板に取り付けられるとともに被測定物の端子に導電性シート部材を介して電気的に接触し前記高周波信号を前記被測定物に入力する測定ピンと、前記伝送線路と電気的に接続されるとともに前記被測定物の電気的特性を計測する計測手段と接続するコネクタと、を有し、前記被測定物の電気的特性を測定するための電気的特性測定治具であって、
前記測定ピンの長さは、０．８ｍｍ以下に設定されていることを特徴とする電気的特性測定治具。
【請求項２】
前記測定ピンは前記伝送線路上の所定領域に半田付けされて前記治具基板上に取り付けられ、
前記治具基板には、前記治具基板を貫通し前記所定領域の空気を外部に逃がす開口孔が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電気的特性測定治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電圧制御発振器（ＶＣＯ）やこれを用いた発振器モジュールのような高周波電子部品の電気的特性を測定するための電気的特性測定治具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来において、複数の外部電極を有する電子部品の電気的特性を図るためには、外部電極に同時に測定治具の電極を電気的に接続する必要がある。このような測定治具と電子部品との電気的な接続としては、治具基板面から突出するように設けられた測定ピンと電子部品の外部電極との間に、異方導電シート（押圧した部分のみ導通するシート）を介して押圧する方法が一般的である。
ここで、図６に示すように、電気的特性測定治具１００の測定ピン１０２は、治具基板１０４を貫通するように挿入されており、そこで半田付けされるなどして治具基板１０４に形成された電極パターンと電気的に接続されるとともに、治具基板１０４に固定されている。このような構造の電気的特性測定治具１００によりワーク押え１０６で位置決めされた電子部品１０８の電気特性が測定されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−３０８４２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記電気的特性測定治具では、例えば周波数が２ＧＨｚを超えるような高周波電子部品を測定すると、入力リターンロスが大きくなり、電子部品の良否判定の際に誤測によって本来良品であるものが不良品と判断されることがあった。
【０００５】
そこで、本発明は、上記事情を考慮し、被測定物、特に高周波電子部品の電気的測定を正確に測定することができる電気的特性測定治具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、周波数が比較的高い高周波信号を伝送する伝送線路を介して治具基板に取り付けられるとともに被測定物の端子に導電性シート部材を介して電気的に接触し前記高周波信号を前記被測定物に入力する測定ピンと、前記伝送線路と電気的に接続されるとともに前記被測定物の電気的特性を計測する計測手段と接続するコネクタと、を有し、前記被測定物の電気的特性を測定するための電気的特性測定治具であって、前記測定ピンの長さは、０．８ｍｍ以下に設定されていることを特徴とする。
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、測定ピンが導電性シート部材を介して被測定物の端子と電気的に接続されており、伝送線路を伝送する高周波信号が測定ピンから被測定物に入力される。測定ピンから被測定物に高周波信号が入力されると、その入力リターンロスがコネクタを介して計測手段に入力される。計測手段では、この入力リターンロスに基づいて被測定物の電気的特性が計測され、入力リターンロスが所定の値よりも大きくなると被測定物が不良品と判断される。
ところで、被測定物として周波数が約２ＧＨｚを超える高周波電子部品の電気的特性を測定する場合には、入力リターンロスが大きくなり、本来良品である被測定物が不良品と判断されることがあった。このような事情のもと、発明者らは幾多の試行錯誤及び実験などを通して、測定ピンの長さが入力リターンロスに大きく影響していることをつきとめた。
そこで、測定ピンの長さを０．８ｍｍ以下に設定することにより、高周波信号の周波数が０から８ＧＨｚにおいて入力リターンロスが−２０ｄＢ以下となるため、被測定物として高周波電子部品の電気的特性を測定する場合にも、その電気的特性を正確にかつ安定して測定することができる。この結果、電気的特性測定治具を用いた測定結果の信頼性を向上させることができ、被測定物が良品か不良品かを正確に判断することができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電気的特性測定治具において、前記測定ピンは前記伝送線路上の所定領域に半田付けされて前記治具基板上に取り付けられ、前記治具基板には、前記治具基板を貫通し前記所定領域の空気を外部に逃がす開口孔が形成されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明によれば、測定ピンは、伝送線路上の所定領域に半田付けされて治具基板に取り付けられる。
ここで、治具基板には治具基板を貫通する開口孔が形成されており、半田付けの際に発生したガスなどがこの開口孔を通って外部に逃げるため、測定ピンが伝送線路から浮き上がることを防止できる。この結果、測定ピンの浮き上がりに伴う被測定物の電気的特性の測定誤差を防止することができる。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に記載の発明によれば、測定ピンの長さを０．８ｍｍ以下に設定することにより、高周波信号の周波数が０から８ＧＨｚにおいて入力リターンロスが−２０ｄＢ以下となるため、被測定物として高周波電子部品の電気的特性を測定する場合にも、その電気的特性を正確にかつ安定して測定することができる。この結果、電気的特性測定治具の測定結果の信頼性を向上させることができ、被測定物が良品か不良品かを正確に判断することができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、治具基板には治具基板を貫通する開口孔が形成されており、半田付けの際に発生したガスなどがこの開口孔を通って外部に逃げるため、測定ピンが伝送線路から浮き上がることを防止できる。この結果、測定ピンの浮き上がりに伴う被測定物の電気的特性の測定誤差を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、本発明の第１実施形態に係る電気的特性測定治具について、図面を参照して説明する。
【００１３】
図１及び図２に示すように、電気的特性測定治具１０は、治具基板１２を備えている。この治具基板１２には、治具基板１２の厚み方向（図１中矢印Ａ方向）に貫通した複数のスルーホール１４、１６がそれぞれ形成されている。治具基板１２の表面及び裏面には、配線パターンである電源回路パターン２０、２１がそれぞれ形成されている。また、治具基板１２の表面及び裏面には、配線パターンであるアース用配線パターン１、３がそれぞれ形成されている。
【００１４】
また、スルーホール１４の内周面には導体が形成されている。このスルーホール１４には電源供給ピン１８が挿通され、電源供給ピン１８が治具基板１２の裏面で半田付けされている。これにより、電源供給ピン１８がスルーホール１４の内周面、表面側の電源回路パターン２０及び裏面側の電源回路パターン２１と電気的に接続される。この電源供給ピン１８は、鍔部１８Ａと軸部１８Ｂと、で構成されている。
また、スルーホール１６の内周面には導体が形成されている。このスルーホール１６にはアースピン２２が挿通され、アースピン２２が治具基板１２の裏面で半田付けされている。これにより、アースピン２２がスルーホール１６の内周面、表面側のアース用配線パターン１及び裏面側のアース用配線パターン３と電気的に接続される。このアースピン２２は、鍔部２２Ａと軸部２２Ｂと、で構成されている。
また、配線パターンを構成し周波数が比較的高い高周波信号を伝送する伝送線路２４の上面には、高周波用測定ピン２６が半田付けされており、伝送線路２４と電気的に接触した状態で治具基板１２に取り付けられている。高周波用測定ピン２６は、鍔部２６Ａと軸部２６Ｂとで構成されている。また、伝送線路２４は、被測定物２８の電気的特性を示す信号を後述のＳＭＡコネクタ３６を介して計測システムに出力する機能も有している。
【００１５】
ここで、本明細書において、「高周波信号」とは、周波数が２ＧＨｚ以上の信号を意味するものとする。
【００１６】
また、図３に示すように、高周波用測定ピン２６のピン長さは、０．８ｍｍ以下に設定されており、他のピン１８、２２（図３では電源供給ピン１８を図示）のピン長さと比較して短くなっている。
ここで、本明細書において、「ピン長さ」とは、軸部の軸の長さと鍔部の厚み方向の長さとを足した長さＬを意味するものとする。また、各ピン１８、２２、２６の鍔部１８Ａ、２２Ａ、２６Ａの厚み方向の長さは、全て同じ寸法となるように設定されている。
【００１７】
また、図１及び図４に示すように、伝送線路２４は、治具基板１２上に形成された５０Ωのストリップラインである。これにより、伝送線路２４が５０Ωにマッチングを取ったものとして形成される。
ここで、図４に示すように、治具基板１２の厚みをＨ、伝送線路２４の厚みをＴ、伝送線路２４の幅をＷ、治具基板１２の比誘電率をε、実効誘電率をεｆ、特性インピーダンスをＺとすると、εｆとＺは、それぞれ図４に示すような理論式により特定される。かかる理論式により、伝送線路２４の厚みＴを治具基板１２の厚みＨよりも小さくする必要があり、治具基板１２の比誘電率εを低く設定することにより、伝送線路２４のマッチングミスによる測定誤差がなくなり、電気的特性測定治具１０を用いた被測定物２８の電気的特性の誤差を低減することができる。
【００１８】
また、図１に示すように、治具基板１２には、伝送線路２４と治具基板１２を貫通するガス抜き孔３２が形成されている。このガス抜き孔３２の径は、スルーホール１４、１６の径と比較して小さくなるように設定されている。ガス抜き孔３２を形成することにより、高周波用測定ピン２６の軸部２６Ｂの底面と伝送線路２４とで囲まれた内部空間Ｋが治具基板１２の外部と連通する。
ガス抜き孔３２は、高周波用測定ピン２６を半田付けするときに、高周波用測定ピン２６が半田に浮くことによって他のピン１８、２２との高さ方向のずれが生じないようにするためのものである。なお、各ピン同士の高さ方向のずれは、接触不良が生じないように４０μｍ以内とすることが好ましい。
【００１９】
また、図２に示すように、治具基板１２にはＳＭＡコネクタ３６が半田付けされており、ＳＭＡコネクタ３６が伝送線路２４と電気的に接続されている。なお、ＳＭＡコネクタ３６は、後述する被測定物（電子部品）２８の電気的特性を計測する計測システム（計測手段、図示省略）と接続されている。
【００２０】
さらに、図１に示すように、治具基板１２の各配線パターンの上面には、スペーサ４０が配設されている。電源供給ピン１８及びアースピン２２の各軸部１８Ｂ、２２Ｂは、スペーサ４０に形成された開孔４２を貫通し、さらにスルーホール１４、１６を貫通している。
また、高周波用測定ピン２６の軸部２６Ｂは、０．８ｍｍ以下に設定されているため、スペーサ４０に形成された開孔４４を挿通しているが、ガス抜き孔３２に挿通してはいない。このスペーサ４０は、テフロン（登録商標）、ＴＩポリマー等の比誘電率が低い材料で構成されており、その厚みは各ピン１８、２２、２６の各鍔部１８Ａ、２２Ａ、２６Ａの厚み方向の寸法と略同じ寸法に設定されている。このように、スペーサ４０を配設することにより、各ピン１８、２２、２６の各鍔部１８Ａ、２２Ａ、２６Ａの上面を同じ高さに調整することができる。
【００２１】
また、各ピン１８、２２、２６の各鍔部１８Ａ、２２Ａ、２６Ａの上面には、導電性シート（導電性シート部材）４６が配置されている。この導電性シート４６は、複合導電材料、例えば、シリコンゴムと金属繊維からなるもので作られている。複合導電材料としては、異方性導電ゴムが用いられる。異方性導電ゴムは、その厚み方向に導電性を有し平面に沿った方向には導電性を有しない材料である。具体的には、シリコンゴム中に金メッキした真鍮性の繊維を上下に導通するように埋蔵したものなどが挙げられる。
【００２２】
また、スペーサ４０の上面には、被測定物２８を位置決めする治具ポケット５０が配置されている。この治具ポケット５０は、スペーサ４０と同様にテフロン（登録商標）、ＴＩポリマー等の比誘電率が低い材料で構成されている。
【００２３】
また、導電性シート４６の上面には、電気的特性が測定される被測定物２８が載置される。この被測定物２８としては、例えば、発振回路を構成するインピーダンス素子の中に可変容量ダイオードを有し、外部から加える電圧値によってこの可変素子のインピーダンスを変化させることで、発振周波数が連続的に変化する発振器（ＶＣＯ）や、取り扱う信号周波数を常に一定に保つようにＶＣＯ、ＰＬＬＩＣ、ＬＰＦ（Ｌｏｗ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）から構成された発振器モジュールなどの高周波電子部品が適当である。
また、被測定物２８の上面にはワーク押え５２が載置されており、このワーク押え５２により、被測定物２８が導電性シート４６の上で位置決めされる。ワーク押え５２は、治具ポケット５０やスペーサ４０と同様に、テフロン（登録商標）、ＴＩポリマー等の比誘電率が低い材料で構成されている。
このように、被測定物２８の各端子（図示省略）が導電性シート４６を介して各ピン１８、２２、２６と電気的に接続されている。
【００２４】
次に、本発明の第１実施形態に係る電気的特性測定治具の作用について説明する。
【００２５】
図１乃至図５に示すように、高周波測定ピン２６が導電性シート４６を介して被測定物２８の端子と電気的に接続されており、高周波信号が高周波用測定ピン２６から被測定物２８に入力される。高周波用測定ピン２６から被測定物２８に高周波信号が入力されると、その入力リターンロスがＳＭＡコネクタ３６を介して計測手段に入力される。計測手段では、この入力リターンロスに基づいて被測定物２８の電気的特性が計測され、入力リターンロスが所定の値よりも大きくなると被測定物２８が不良品と判断される。
ここで、被測定物２８として周波数が約２ＧＨｚを超える高周波電子部品の電気的特性を測定する場合には、入力リターンロスが大きくなり、本来良品である被測定物２８が不良品と判断されることがあった。このような事情のもと、発明者らは幾多の試行錯誤及び実験などを通して、測定ピンの長さが入力リターンロスに大きく影響していることをつきとめた。
そこで、高周波用測定ピン２６の長さを０．８ｍｍ以下に設定することにより、高周波信号の周波数が０から８ＧＨｚにおいて入力リターンロスが−２０ｄＢ以下となるため、被測定物２８として高周波電子部品の電気的特性を測定する場合にも、その電気的特性を正確にかつ安定して測定することができる。この結果、電気的特性測定治具１０を用いた測定結果の信頼性を向上させることができ、被測定物２８が良品か不良品かを正確に判断することができる。
また、被測定物２８と電気的特性測定治具１０との接触信頼性を向上させることができ、特に高周波電子部品の電気的特性測定治具１０を用いた各種ノイズ測定において測定誤差を防止することができる。
【００２６】
また、図１に示すように、治具基板１２には治具基板１２を貫通するガス抜き孔３２が形成されているため、高周波用測定ピン２６の半田付けの際に発生したガスをこのガス抜き孔３２を通して外部に逃がすことができる。このため、高周波用測定ピン２６が伝送線路２４から浮き上がることを防止できる。この結果、高周波用測定ピン２６の浮き上がりに伴う被測定物２８の電気的特性の測定誤差を防止することができる。
【００２７】
なお、図５に示すように、治具基板１２に高周波用測定ピン２６の軸部２６Ｂが挿通される貫通孔（開口孔）６０を形成し、軸部２６Ｂを貫通孔６０に挿通した状態で高周波用測定ピン２６を伝送線路２４上に比較的薄めに半田付けしてもよい。このとき、各ピン１８、２２、２６の高さの誤差（バラツキ）を４０μｍ以下にすることにより、スペーサ４０を不要にすることができる。これにより、電気的特性測定治具１０を安価に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る電気的特性測定治具の部分的な側面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る電気的特性測定治具を構成する治具基板の平面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る電気的特性測定治具に用いられる各ピンの比較図である。
【図４】実効誘電率εｆと特性インピーダンスＺを算出するための理論式である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る電気的特性測定治具の変形例となる電気的特性測定治具の部分的な側面図である。
【図６】従来の電気的特性測定治具の部分的な側面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１０    電気的特性測定治具
１２    治具基板
２４    伝送線路
２８    被測定物
２６    高周波用測定ピン（測定ピン）
３２    ガス抜き孔（開口孔）
３６    ＳＭＡコネクタ（コネクタ）
６０    貫通孔（開口孔）
【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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