(57)【要約】【課題】回路基板等の信号測定方法に関するものであり、プローブとの接触点で発生する反射が被測定回路に伝わり、信号波形が変化することを低減するものである。【解決手段】信号配線１０６に接続されるインピーダンス整合用等の回路素子を２つ以上に分割し、その接続点にプローブ１０７を接触させて信号の分圧電圧を測定することで、被測定回路に隣接する回路素子１０１で信号の反射を減衰させている。さらに、回路素子１０１と１０２のインピーダンス値と測定した分圧電圧を用いて補正演算を行い、測定点の信号を導出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板等の信号測定方法において、被測定箇所と参照電位を有する導体との間にインピーダンスを有する少なくとも２個の回路素子を直列に接続して配置する回路素子配置ステップと、前記回路素子によって分圧された前記被測定箇所の分圧電圧を前記被測定箇所に隣接していない少なくとも１個の回路素子の両端の電圧を測定することで測定する分圧電圧測定ステップと、前記回路素子のインピーダンス値を用いて前記分圧電圧から前記被測定箇所の電圧を導出する補正演算ステップとを含むことを特徴とする信号測定方法。
【請求項２】
前記直列に接続して配置された回路素子がインピーダンス整合用抵抗である請求項１に記載の信号測定方法。
【請求項３】
前記直列に接続して配置された回路素子がプルアップ用抵抗もしくはプルダウン用抵抗である請求項１に記載の信号測定方法。
【請求項４】
少なくとも２個の回路素子が直列に接続されて配置されている電子部品であって、前記直列に配置された回路素子の接続点および両端に接続された少なくとも３個の端子電極を有しており、前記回路素子の接続点に接続された端子電極が配置された面と、前記回路素子の両端に接続された少なくとも２個の端子電極が配置された面とが前記電子部品の反対面に位置することを特徴とする電子部品。
【請求項５】
前記電子部品の測定用電極が窪み形状であることを特徴とする請求項４に記載の電子部品。
【請求項６】
前記電子部品の形状がコネクタ形状で、他のコネクタ形状の電子部品と固定して接続することが可能であることを特徴とする請求項４または５に記載の電子部品。
【請求項７】
直列に接続されて配置された回路素子のインピーダンス値やインピーダンス値の大小を判別することが可能なマーク、色分け、記号あるいは文字が記されていることを特徴とする請求項４〜６のいずれか一項に記載の電子部品。
【請求項８】
直列に接続された少なくとも２個の回路素子により分圧された電圧を測定することが可能な測定装置であって、回路素子のインピーダンス値を記憶する手段を有し、測定された分圧電圧と前記回路素子のインピーダンス値を用いて、回路素子の任意の端子の信号を自動的に補正演算する手段を有することを特徴とする信号測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路基板等の信号測定方法と信号測定に用いる測定装置および電子部品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電圧測定用のプローブを回路基板上の測定点に直接接触させて信号電圧もしくは電流を測定すると、プローブの寄生誘導成分と浮遊容量成分による共振周波数でプローブの入力インピーダンスが極端に低下するため、被測定回路からプローブに大きな電流が流れ込み、共振周波数周辺の被測定信号電圧成分が大きく変化する現象が起こる。
【０００３】
そこで、従来、プローブの寄生誘導成分と浮遊容量成分による共振周波数以上の電圧成分測定時には、図１２に示されるように入力インピーダンスの極端な低下を避けるための抵抗素子をプローブの先端に配置した構成を有するプローブを用いる方法が用いられていた。
【０００４】
なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、非特許文献１が知られている。
【非特許文献１】Ｄａｖｅ  Ｄａｓｃｈｅｒ著「Ｔｈｅ  Ｔｒｕｔｈ  Ａｂｏｕｔ  Ｔｈｅ  Ｆｉｄｅｌｉｔｙ  ｏｆ  Ｈｉｇｈ−Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ  Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｐｒｏｂｅｓ：Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｎｏｔｅ  １４０４」Ａｇｉｌｅｎｔ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ、Ｉｎｃ．、２００２年５月１３日、Ｐ．１−１９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
半導体や電子機器の動作に不具合が生じた場合、不具合の原因を解析するため、測定した回路基板上の信号波形を測定して、不具合の原因となる信号波形を正確に測定する必要がある。しかしながら上記従来の構成では、プローブの共振による被測定信号への影響は抑制できるものの、接触点で発生する反射が被測定回路に伝わり、信号波形が変化するため、反射が問題となる数ＧＨｚ以上の高周波信号成分を正確に測定することが難しく、不具合の原因解析が難航するという問題点を有していた。
【０００６】
本発明は上記従来の問題点を解決するもので、被測定回路の信号測定精度を向上させるための測定方法と測定装置および電子部品を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために本発明は、信号配線に接続されるインピーダンス整合用等の回路素子を分割し、その接続点にプローブを接触させて測定を行う測定方法である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の測定方法は、被測定回路基板とプローブとの接触点と被測定信号配線との間の回路素子によって信号の反射成分が減衰することから、被測定信号の変化を低減させる効果を奏するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１における信号測定方法について、図面を参照しながら説明する。
【００１０】
図１（ａ）は本発明の実施の形態１における測定方法の構成図、図１（ｂ）は補正演算に用いる式、（ｃ）はフローチャート図、図２は他の測定方法の構成図である。
【００１１】
図１（ａ）において、被測定信号配線１０６はインピーダンス整合が必要な高速信号配線である。１０１、１０２は回路素子としてのインピーダンス整合用抵抗素子であり、インピーダンス整合のために、抵抗素子１０１、１０２のインピーダンス値の合計を被測定信号配線１０６の特性インピーダンスとできるだけ一致させることが望ましい。これらの抵抗素子１０１、１０２を信号受信部品１０９に充分近い位置に配置された電子部品用パッド１０３、１０４、１０５に実装する（ステップＳ１）。また、信号送信部品１０８が送出した信号は被測定信号配線１０６を流れ、信号受信部品１０９に伝わっている。さらに、被測定信号配線１０６と直接接続していない抵抗素子１０２の両端の分圧電圧を電圧測定用のプローブ１０７で測定する（ステップＳ２）。
【００１２】
以上のような構成において、被測定回路とプローブの接触点である電子部品用パッド１０４の付近で発生する反射成分は抵抗素子１０１で減衰され、被測定信号配線１０６に流れる信号波形の変化を減少させることができる。
【００１３】
なお、プローブ１０７および測定器で検出できる分圧電圧は抵抗素子１０１と１０２による分圧比で、被測定信号電圧よりも低下しているため、電圧レベルを補正するための図１（ｂ）に示す演算を実施するか、もしくは同演算を実現する電気回路において、被測定信号電圧を導出する。ただし、図１（ｂ）中のＶｓｉｇは被測定信号配線１０６の電圧であり、Ｖｍｅｓはプローブおよび測定器で検出した分圧電圧であり、Ｚ１は抵抗素子１０１のインピーダンス値であり、Ｚ２は抵抗素子１０２のインピーダンス値である（ステップＳ３）。
【００１４】
なお、本実施の形態ではインピーダンス整合用抵抗を分割して、被測定信号配線１０６と直接接続していない抵抗素子１０２の両端の電圧を測定する方法としたが、他の例として、図２のようにプルアップ用の抵抗素子を分割して、抵抗素子２０１および２０２を配置し、被測定信号配線１０６と直接接続していない抵抗素子２０２の両端の電圧を差動用プローブ２０７もしくはシングルエンド用プローブを２本用いて測定する方法としてもよい。このとき、抵抗素子２０１、２０２の抵抗値の合計をプルアップに用いる抵抗値と一致させることが望ましい。同様に、プルダウン用の抵抗素子を分割して、被測定信号配線と直接接続していない抵抗素子の両端の電圧を測定する方法としてもよい。このとき、分割した抵抗素子の抵抗値の合計をプルダウンに用いる抵抗値と一致させることが望ましい。
【００１５】
（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２における電子部品について、図面を参照しながら説明する。
【００１６】
図３は本発明の実施の形態２における電子部品の構成図であり、図３（ａ）はその斜視図、図３（ｂ）は図３（ａ）の手前から見た等価回路図である。図４は他の電子部品の例を示す斜視図である。
【００１７】
図３において、３０１は信号測定用の電子部品であり、回路基板等に実装する面を底面と定義すると、回路基板等の電気端子と接続するための端子電極３０２、３０３を底面に有している。また、上面に電圧測定用のプローブと接続するための端子電極３０４を有している。さらに、基板と接続するための端子電極３０２と３０３の間には回路素子としての抵抗部３０５と３０６が配置され、抵抗部３０５と３０６の接続点とプローブとの端子電極３０４が電気的に接続されている。
【００１８】
以上のような構成において、基板との接続用端子電極３０２、３０３とプローブとの接続用端子電極３０４が反対面に配置されているため、基板に実装した状態ではプローブとの接続用端子電極３０４のみ電子部品の上面に配置され、他の端子電極と接触することなく信号測定を容易に実施することができる効果が得られる。
【００１９】
また、電子部品３０１を回路基板に実装するときに、基板との接続用端子電極３０２、３０３に接触させるはんだ等の接着剤が拡散してプローブとの接続用端子電極３０４にも接触し、基板との接続用端子電極３０２、３０３とプローブとの接続用端子電極３０４とがショートする可能性を低下させる効果が得られる。
【００２０】
また、電子部品の基板との接続用端子電極の形状を一般的に広く用いられている１００５サイズや０６０３サイズ等の抵抗部品の端子電極と同じ形状にして、信号を測定したい箇所のみ本電子部品を実装できるようにしてもよい。
【００２１】
なお、本実施の形態では基板との接続用端子電極３０２、３０３を電子部品３０１の底面にのみ配置し、プローブとの接続用端子電極３０４を上面にのみ配置したが、他の例として、図４（ａ）に示すように、基板との接続用端子電極４０２、４０３を電子部品４０１の側面や上面に設けてもよいし、図４（ｂ）に示すように、プローブとの接続用端子電極４１４を電子部品４１１の側面にかかるように設けてもよい。また、本実施の形態ではプローブとの接続用端子電極３０４を電子部品３０１の上面の中心付近に配置したが、図４（ｃ）に示すように、プローブとの接続用端子電極４２４を電子部品４２１の中心からずれた位置に配置してもよいし、図４（ｄ）に示すように、プローブとの接続用端子電極４３４を電子部品４３１の上面の端に配置してもよい。
【００２２】
また、本実施の形態における他の電子部品の例を組み合わせた構成としてもよい。
【００２３】
（実施の形態３）
以下、本発明の実施の形態３における電子部品について、図面を参照しながら説明する。
【００２４】
図５は本実施の形態３における電子部品の斜視図である。図６は他の電子部品の例を示す構成図である。なお、実施の形態２の構成と同様の構成を有するものについては、同一符号を付してその説明を省略する。
【００２５】
図５の構成において、実施の形態２と相違する点は、電子部品３０１のプローブとの接続端子３０４を窪み形状の端子電極５０４とした点である。
【００２６】
以上のような構成により、プローブと電子部品を接続する際に、プローブの先端を電子部品の窪みの中に差し込むことで固定することができ、再現性が高く安定した測定結果を得ることができる効果がある。
【００２７】
なお、本実施の形態では電子部品のプローブとの接続用端子電極５０４のみ窪み形状としたが、他の例として、図６のように、電子部品６０１の上面にプローブとの接続用端子電極６０４および基板との接続用端子電極３０２と電気的に接続された端子６０７を窪み形状として配置してもよい。
【００２８】
（実施の形態４）
以下、本発明の実施の形態４における電子部品について、図面を参照しながら説明する。
【００２９】
図７は本実施の形態４における電子部品の構成図である。
【００３０】
図７の構成において、７０１は電圧測定用のコネクタ形状の電子部品であり、回路基板等の電気端子と接続するための端子電極７０２、７０３を底面に有している。また、上面に電圧測定用の別のコネクタ形状の電子部品と接続するための窪み形状の端子電極７０４、７０７を有しており、その一方の端子である７０７は基板との接続用端子電極の一方である７０２と電気的に接続されている。さらに、基板との接続用端子電極７０２と７０３の間には抵抗成分を持つ抵抗部７０５と７０６が配置され、抵抗部７０５と７０６の接続点および基板との接続用端子電極７０２と電気的に接続されていない方のプローブとの接続用端子電極７０４が電気的に接続されている。
【００３１】
さらに、別のコネクタ形状の電子部品７１１は、コネクタ形状の電子部品７０１の窪み形状７０４、７０７と勘合する凸形状の端子電極７０８、７０９を有しており、これらの端子電極は接続ケーブル７１０を通じて、電圧測定用のプローブあるいは測定器と接続されている。
【００３２】
以上の様な構成により、コネクタ形状の電子部品７０１と７１１を固定することで、２つのコネクタ形状の電子部品の端子電極が安定して接続され、再現性が高く安定した測定結果を得ることができる効果がある。
【００３３】
なお、本実施の形態ではコネクタ形状の電子部品の窪みは７０４と７０７の１ペアであったため、１点の電圧のみ測定可能であったが、他の例として、図８の８００のように、本実施の形態のコネクタ形状の電子部品８０１、８０２、８０３、８０４を合体させたようなコネクタ形状にして、同時に複数点の電圧を測定可能な構成にしてもよい。
【００３４】
なお、本実施の形態では基板側のコネクタ形状の電子部品７０１の端子電極７０４、７０７が窪み形状で、測定器側のコネクタ形状の電子部品７１１の端子電極７０８、７０９が凸型形状であったが、他の例として、基板側のコネクタ形状の電子部品の端子電極が凸型形状で、測定器側のコネクタ形状の電子部品の端子電極が窪み型形状であったり、それぞれのコネクタ形状の電子部品の端子電極の一方が凸型で、他方が窪み型であってもよい。
【００３５】
（実施の形態５）
以下、本発明の実施の形態５における電子部品について、図面を参照しながら説明する。
【００３６】
図９は本実施の形態５における電子部品の構成図である。なお、実施の形態２の構成と同様の構成を有するものについては、同一符号を付してその説明を省略する。
【００３７】
図９において実施の形態２と相違する点は、抵抗部９０５、９０６のインピーダンス値としての抵抗値もしくは抵抗値の大きい方の抵抗部が配置された方向を識別可能なマーク９０８や色分け、記号あるいは抵抗値を示す文字９０９、９１０を記した点である。
【００３８】
（実施の形態６）
以下、本発明の実施の形態６における測定装置について、図面を参照しながら説明する。
【００３９】
図１０（ａ）は本実施の形態６における測定装置の構成図であり、図１０（ｂ）は図１０（ａ）に記す、測定装置１０００の動作のブロック図である。図１１は他の測定装置の例を示すブロック図である。なお、実施の形態１の構成と同様の構成を有するものについては、同一符号を付してその説明を省略する。
【００４０】
図１０（ａ）において、測定装置１０００はケーブル１０１０を通じてプローブ１００７と接続されており、実施の形態１の測定方法で測定された抵抗素子１０２の両端の電圧が測定装置で検出される。
【００４１】
以上のような構成において、測定装置１０００はインピーダンス値を記憶することができるインピーダンス値記憶部１１０５を有しており、インピーダンス値入力部１１０３から入力されたインピーダンス値を格納することができる。さらに、補正演算部１１０７では、インピーダンス値記憶部１１０５に格納されたインピーダンス値と測定データ入力部１１０６から入力された測定データを用いて、実施の形態１の補正演算を自動的に実施することができ、測定の効率を高める効果が得られる。
【００４２】
なお、本実施の形態では補正演算に使用するインピーダンス値を取得するために、インピーダンス値入力部１１０３から入力したインピーダンス値を用いる例を示したが、他の例として、図１１に示すように、部品識別情報入力部１２０２から入力された名称または番号等の識別情報をカギとして、部品インピーダンス情報記憶部１２０４にあらかじめ登録された部品のインピーダンス値を呼び出して用いてもよい。なお、部品インピーダンス情報記憶部１２０４は、測定装置内に存在してもよいし、取り外し可能な記憶媒体、ネットワーク上もしくはインターネット上に存在してもよい。
【００４３】
なお、本実施の形態では測定装置１０００内に補正演算を行うための機能ブロックが存在する例を示したが、他の例として、プローブ１００７内に補正演算を行うための機能ブロックの一部もしくは全部があってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明の信号測定方法と装置および電子部品は、回路基板上の信号測定時にプローブを接続することで発生する信号の反射の影響を低減させることができ、高精度な測定を実現する方法として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の実施の形態１における測定方法の構成図
【図２】同実施の形態における他の測定方法の例を示す構成図
【図３】本発明の実施の形態２における電子部品の構成図
【図４】同実施の形態における他の電子部品の例を示す斜視図
【図５】本発明の実施の形態３における電子部品の斜視図
【図６】同実施の形態における他の電子部品の例を示す構成図
【図７】本発明の実施の形態４における電子部品の構成図
【図８】同実施の形態における他の電子部品の例を示す斜視図
【図９】本発明の実施の形態５における電子部品の構成図
【図１０】本発明の実施の形態６における測定装置の構成図
【図１１】同実施の形態における他の測定装置の例を示すブロック図
【図１２】従来の測定方法の構成図
【符号の説明】
【００４６】
１０１，１０２，２０１，２０２    抵抗素子（回路素子）
１０３，１０４    電子部品用パッド
１０５    グランド電位の電子部品用パッド（参照電位を有する導体）
１０６    被測定信号配線
１０７，１００７    プローブ
１０８    信号送信部品
１０９    信号受信部品
２０５    電源電位の電子部品用パッド（参照電位を有する導体）
２０７    差動用プローブ
３０１，４０１，４１１，４２１，４３１，６０１    測定用電子部品（電子部品）
３０２，３０３，４０２，４０３，７０２，７０３    基板との接続用端子電極
３０４，４０４，４１４，４２４，４３４，５０４，６０４    プローブとの接続用端子電極
３０５，３０６，７０５，７０６，９０５，９０６    抵抗部（回路素子）
６０７    基板との接続端子と接続された部品上面の端子電極
７０１，７１１，８０１，８０２，８０３，８０４    コネクタ形状の電子部品
７０４，７０７，７０８，７０９    コネクタ形状の電子部品の端子電極
７１０，１０１０    ケーブル
８００    複数点の測定が可能なコネクタ形状の電子部品
９０８    マーク
９０９，９１０    文字
１０００    測定装置
１１０３    インピーダンス値入力部
１１０５    インピーダンス値記憶部
１１０６    測定データ入力部
１１０７    補正演算部
１１０８    補正演算データ出力部
１２０２    部品識別情報入力部
１２０４    部品ピーダンス情報記憶部
Ｓ１    回路素子配置ステップ
Ｓ２    分圧測定ステップ
Ｓ３    補正演算ステップ
【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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