完全Z0＝50Ω
同軸スプリングプローブICソケット

RF - C ソケット目次

1 . 製品の概要
2 . アプリケーション インフォメーション
3 . 製品番号と指定方法
4 . 技術報告書：Bits. 完全 Z0＝50Ω同軸構造のスプリングプローブ ICソケット
5 . 技術報告書：完全 Z0＝50Ω同軸構造のスプリングプローブ等価回路モデル

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完全 Z0 =50Ω
同軸スプリングプローブICソケット
2 . アプリケーション インフォメーション
1 . 製品の概要
半導体製造プロセスとパッケージ技術の長足の進歩によりLSI の動作環境が、特に動作スピード或いは動作周波数がGHz 帯を超えた高速、高周波に移行しています。20 GHzを超RF-Cソケットファミリーは、20 GHz 帯の超高速、高周波数える周波数特性をもつRF-Cソケットファミリーは、従来のICソ特性でのLSIテスト、評価、検証用 ICソケットに最適です。
ソケッ

ケットやコネクタからより深く技術的に踏み込んで回路基板のトベースの一部もしくは全体を、銅合金の金属ベースで構成し高周波対応技術での視点や側面に立ち、且つLSI 動作性能にRF-Cソケットは、回路基板 GNDとのゼロ同位化接続を行い対照したソケット構造を実現しています。

高速信号用同軸スプリングプローブの同軸 GNDを安定化させています。同軸スプリングプローブは、完全 Z0＝50Ωの同軸構（1）高周波特性実現の完全同軸プローブ構想

写真 2 . 完全 Z0＝50Ω 同軸プローブ ICソケット成の接続構造、即ち同軸スプリングプローブの全長に於いて詳細に各部の特性インピーダンスを50Ωに整合させ、20 GHzを超高速、高周波用 ICソケットの設計と実現では、完全同軸プ超える接触端子の高周波特性を実現しています。

ローブ端子採用の端子配列、GND、電源端子、通常信号端子

RF-Cソケットファミリーは、BGA、LGA、CSP 及び QFNな位置をそれぞれ明確にする必要があります。
（写真 2、図 1）

ど主流の高周波対応パッケージ全てに適応でき、現在は端子間高周波回路基板は、基本的に分布定数の計算に法って特性

ピッチ1 .27、1 .0、0 .8 mm 及び 0 .5 mmでのマトリックスアレー

インピーダンスZ0＝50Ωを保持し回路配線され、伝送路上でベースC

ベースC

金属
ベースB

高分子プラチック
ベースB

金属
ベースA

高分子プラチック
ベースA

標準プローブに対して完全同軸（Z0＝50Ω）化 ICソケットが可能です。の波形歪みや歪回避の不作為をできるだけ排除しています。ICSHF 周波数帯の超高速、高周波での高性能 ICソケットは、
写真1. RF-Cソケットファミリー：完全 Z0＝50Ω同軸スプリング・プローブ ICソケット

LSI 個々の端子配列に準拠し完全同軸端子、GND 端子、電完全 Z0＝50Ω同軸プローブ

ソケット搭載による基板の伝送路延長線上への特性障害或いはその回避に対する不作為を置くことは、極力避けるべきです。

図 1. 完全 Z0 ＝50 Ω 同軸プローブ IC ソケット断面図

源端子及び標準信号端子に区分化しまとめてゆく必要があります。その為 パッケージ図面、端子配列及び端子内容 を確認し、RF-Cソケット構想では、基板ランドとIC 端子間の接続をRF-Cソケットファミリーの標準化ソケット形状で実現します。RF-Cソケットは、数 mmから最大 45 mm角のIC パッケージサイズに対受け持つプローブ接続端子の全長において、即ち上側プラン標準プローブでのGND 端子しソケットサイズ 28、33、39、47 及び 60 mm角で対応できます。

ジャー、バレル、下側プランジャーのどの部分に於いても特性イ

完全 Z0＝50Ω同軸プローブ

金属ソケットベース
高分子プラスチックソケットベース

ンピーダンスZ0＝50Ωにまとめ上げ、完全同軸 Z0＝50Ωなプ
完全 Z0＝50Ω同軸プローブのRF-Cソケットは、20 GHzの高周波特性で高速通信や画像処理用 LSIの評価、検証用に、或い標準プローブローブコンタクトを構築しています。

はハンドラ用テストソケットとして純粋に高周波性能を必要な時、或いは加えて高耐久性を必要とする時のICソケットとしてお使い

この同軸プローブは、2 種の誘電体と適正化した同軸芯のプ頂けます。また、RF-Cソケットは、A/DやD/Aコンバータ、ハイブリットICモジュール等でのアナログ回路 GNDの安定化と高周波ローブ外径との組み合わせによりZ0＝50Ωを接点長全てに於化の複合型性能仕様の製品評価実現の要求に対応でき、RFとGNDマネージメント技術の混載と集積でもある「完全 Z 0＝50Ωいて実現しています。
（詳細は図 1及び（5）参照）

同軸と安定 GND 化」は、更にB-to-Bコネクタや複合コネクタ等での幅広い応用が可能です。

ソケットベースC
ベースB
ベースA

従って、ソケット設計には、完全同軸端子を採用する端子配
図 2-1. 裏面図 RF-C ソケットファミリー

列位置を明確にすると共に、他端子との適正化配列のために製品の主な特長

製品の主な応用

LSI パッケージ図面、機能表、端子名と位置を明確にした資料■ 完全 Z0＝50Ωの同軸プローブ端子採用■ BGA、LGA、CSP、QFN ICソケットが必要です。

■ PCB、ソケット及びICの同位 GND 化採用■ ASIC、ASSP 等の評価・検証用■ 20 GHz/@ -1 dB 高周波通過特性性能■ プロダクションハンドラ・テスト用 ICソケット■ 0 .5、0 .8、1 .0 及び1 .27 mm ピッチ同軸マトリックス対応■ A/D 或いは D/A 変換器用 ICソケット■ ソケット分割 GND 方式のソケットベース構造採用■ H-ICやモジュールタイプコネクタ／ソケット■ 電源、標準信号端子は標準プローブ採用■ B-B（基板間）
コネクタ

トベースに高周波端子配列位置に貫通穴を開けて同軸 GND■ 各種カスタム仕様にも対応■ プロダクションICソケットのスリーブとしています。また、GND 端子用プローブは、直接金■ 周波数特性評価用ソケット治具

属ソケットベースに組み込みます。金属ソケットベースのコーナーソケット取付用基板
スルーホール 4
回路基板 GND パターン
ランドパターン（2）GND端子の配置とソケットベースのGND化
完全同軸プローブ端子は、金属（銅合金にメッキ処理）
ソケッ

図 2-2. フットプリントパターン

12

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端は、基板へのソケット搭載時に基板 GNDのスルーホールと共にスクリューを通し固定させソケットベースGNDと基板 GND の一周波信号ラインの同軸芯線であり、単独で体化を行います。このことによりLSI のGND 端子は、ソケットのGNDプローブと接触した状態で基板 GNDと一体化できます。
（図15 GHz (S 21 @-1 dB) 周波数特性をもちま2 -1 . 裏面図 RF-Cソケットファミリー）す。図 4 -2は、同両端可動タイププローブの（3）GND パターン配置と基板高周波信号配線ブ）です。X 軸のプローブ接点端子（プラン接圧−接触抵抗値特性（パフォーマンスカージャー）の動作距離に対するY 軸の接圧及回路基板のGNDは、ICの各 GND 端子へ配置させる他に、ICソケットの基板搭載用スルーホール（ソケットの４角）部にGND 配置のパターン化を行い、前述した金属部ベースソケットの安定 GNDを確保します。
（図 2 -2 . フットプリントパターン）

び接触抵抗値の変化を特性グラフ化しています。

図 4-1. 同軸芯用スプリングプローブ

図 4-2. パフォーマンスカーブまで引きま
回路基板の高周波信号配線は、特性インピーダンスZ0＝50ΩでICソケットの完全同軸プローブ端子のランド（真下）す。従って、基板表層でこの配線を行う場合は、ICソケットの金属ソケットベースが GND 電位にあるため、その真下に配線される配（7）回路基板への ICソケット搭載

線路部分の特性インピーダンスが変わってしまう恐れがあり対策が必要です。
例えば、基板中層を通して同軸接点のランドに持ってゆく手法、或いはソケットGND ベースを意識し配線パターン幅を調整しZ0＝50Ωで同軸接点のランドに繋ぐ手法があります。

ICソケットの回路基板への搭載は、図 5の様にソケット4コーナーのスルーホールと回路基板のスルーホールにスクリューを通IC パッケージベースCしナットで固定します。このとき同軸接点端子及びその他端子金属ベースBは、基板ランドに接触しプレロード状態になります。同軸部の誘（4）電源端子と通常信号端子
高周波信号用同軸端子とその周辺のGND 端子は、電源端子と通常信号端子とは区別して取り扱います。可能な限りベースソ高分子プラスチックベースA回路基板となります。また、図の様に基板 GNDとソケットGND、GNDプケットの金属ベース部を小さく抑え、他を高分子プラスチックベースで構成し電源と通常信号端子に通常（非同軸）のスプリングプローブ接点を通してIC GND 極めて安定したGND 電位となりローブを使用します。
（図 2 -1 . 裏面図 RF-Cソケットファミリー）ます。IC パッケージ側でも同様に、誘電体リングがスタンドオフ

この構成方法は、電源端子ではプローブ当りの十分な電流容量の確保に、また他端子の非同軸化でコスト低減に大きな効果が高分子プラスチックベースB

金属ベースA

電体リングは、スタンドオフで基板・ソケット間の回路短絡保護

標準信号／電源端子
GND パターン

GND 端子
完全 Z0＝50Ω同軸プローブ端子となりIC 端子の回路短絡を防いでいます。

図 5. 同軸プローブソケットの基板への搭載あります。狭ピッチになるほどに同軸芯となるプローブの外径が細く、電源端子に同軸プローブ端子を使用するには、LSIに必要なプローブ端子単位当たりの電流容量の確保が難しくなります。

（8）高周波特性

MD0102 -00 通過特性

完全 Z0＝50Ω同軸プローブは、ループ測定でS 21 通過特（5）完全 Z0 =50Ω同軸プローブ構造性 18 GHz（青線の利得 @-1 dB）を超える高周波特性を持つ
完全 Z0＝50Ω同軸プローブの構造は、スプリングプローブをことが確認されています。
（図 6） また、同軸芯に採用している同軸芯に使用し、且つ特性インピーダンスZ0を同軸構造全長

完全 Z0＝50Ω同軸プローブで全て等しく50Ωと成る構成です。図 3のように同軸芯は、マト標準プローブ

リックスピッチ0 .5、0 .8、1 .0 及び 1 .27 mmそれぞれに適正外MD102 -00プローブ非同軸時の特性（ループ測定）
は、15 GHz（赤線の利得 @-1 dB）を超えています。
詳細は、本資料掲載 4 .と5 .の技術書を参照してください。

径のスプリングプローブを使用します。同軸 GNDのスリーブは、金属ソケットベースに開けたスルーホールです。Z0 の等値化は、

図 6 . 同軸と非同軸での通過特性例（9）IC 押さえ・ソケットキャップ＆リッド

プローブのプランジャー部とバレル部の直径の違いに対してそれぞれ別の誘電体を使用し、更に各部外径詳細値の調整に依

標準プローブ GND 用

完全 Z0＝50Ω同軸プローブICソケットは、応用目的に合わせてソケットキャップ及びリッドの選択が可能です。IC の量産工り行われます。

程でIC ハンドラと共に最終テストに使用する場合は、キャップがプランジャー部は、誘電体をリング形状にし金属ベースソケッ
トに上下でプレスフィットさせ同軸芯プローブを図 3 の様な構成

図 3 . 完全 Z0＝50Ω 同軸プローブ

不要ですが、ASICやFPGA、LSIの開発実務では評価検証でのIC 交換の機会が非常に少ないためスクリュータイプのキャッで保持します。

プ、またIC 交換の機会が多い場合は、ワンタッチSキャップ或いはハンドルタイプのキャップを使用できます。
（図 7） 何れも、IC（6）スプリングプローブとその特性パッケージの厚さと相対的な設計の詰めが必要なためIC パッ
図 4 -1は、同軸芯として使用するスプリングプローブで、1 .0 mmピッチ用（MD102 -00）と0 .5 mmピッチ用（MD138 -00）です。高

ケージ情報交換の際に営業担当と打ち合わせをお願いします。

図 7 . スクリューS キャップとワンタッチS キャップ3

4

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（10）パッケージに対応する IC ソケットの選択とプリント基板設計のフットプリント寸法
RF-Cソケットは、使用予定のIC パッケージに合わせて次のようにソケット外形寸法、取り付け寸法、キャップ選択指定を行います。
1 . 使用するIC パッケージのリード端子ピッチ、パッケージ外形寸法、端子配列を明確にしてください。
2 . 端子ピッチによって表 1のピッチ別寸法表を参照します。例えば0 .5 mmピッチで15 mm角のパッケージの場合、表1ー（１）0 .5 mmピッチの表中の19 mm パッケージサイズ以下の数値を適用します。
3 . 図 8 .は、使用パッケージに適合するソケット寸法とフットプリント寸法図です。2 .の例の選択に基づいてソケットベース外形 A＝28×28mm、パッケージ挿入キャビティー C＝15 .2 mm（15 .0＋0 .2 mmギャップ）となります。また、リード端子ピッチは、e＝0 .5 mmで端子

図 9 . スクリューキャップ

図 10 . スクリューS キャップ

図 11 . ワンタッチS キャップ

図 12 . ハンドルキャップ

配列サイズ Eとマトリックスパターンがパッケージ配列に同じになります。
4 . 基板設計時は、リード端子位置決めピンG＝16mmとH＝24mmでφ1.85mmの貫通穴を置き、ソケット搭載用取り付け穴位置寸法 B＝24 mmでM2のスクリューを通すφ2 .3 mmスルーホールを置きます。
5 . IC 抑えキャップの選択は、使用するICパッケージのピッチとサイズに関わらず図 9、図 10、図 11、図 12から選択指定できます。図 9、図10は、ICの着脱回数の少ない低コスト版に推奨できます。図11、図12は、簡単に繰り返しICパッケージを変更する用途に向いていますが、リード端子数が 1 ,000を超えるようなパッケージでは、図 11のワンタッチSキャップ以外の使用を推奨します。

（1）0 .5 mmピッチ（3）1 .0 mmピッチ
パッケージサイズ

パッケージサイズ

19mm 以下

23mm 以下

27mm 以下

35mm 以下

45mm 以下

A

2833A394760

A'3237A'

4351

B

2429B

334152

C

MAX 19.2

MAX 23.2

CMAX 27.2

MAX 35.2

MAX 45.2

E

MAX 17.5

MAX 21.5

E

MAX 25

MAX 32

MAX 43
40G1620G

2432

H

2429H

33

4152

J

1924J

28

36

45e0.5ef

0.3 + 0.05 /0fd4 ­φ 2.3d（2）0 .8 mmピッチ

10.6 + 0.05/0
4 ­φ 2.3

4 ­φ 3.2（4）1 .27 mmピッチ
パッケージサイズ

ランドパッド：金フラッシュメッキ

66

パッケージサイズ

19mm 以下

23mm 以下

27mm 以下

35mm 以下

45mm 以下

A ベースソケットサイズ

A2833A394760

A' アライメントベースサイズ

A'3237A'4351

B ソケット取付け穴位置

B

2429

B

334152

C

MAX 19.2

MAX 23.2

C

MAX 27.2

MAX 35.2

MAX 45.2

E

MAX 17.6

MAX 20.8

E

MAX 24.13

MAX 33.02

MAX 43.18
40

C パッケージ用キャビティー
G アライメントキー位置

66

G

1620G

2432

H

2429H

334152

E パッケージリードサイズ

J1924J

283645e コンタクトピッチ

e0.8

f

0.4 + 0.05 /0fd4 ­φ 2.3d

H アライメントキー位置

f ランドパッドサイズ

図 8 . ソケット寸法図e

表 1 . ピッチ別ソケット寸法表

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1.27
0.6 + 0.1/0
4 ­φ 2.3

4 ­φ 3.2

3 . 製品番号と指定方法
4.
RF-Cソケットファミリーの型番は、下記に準拠して指定されます。製品選択及び発注時にご指定ください。

完全Z0 =50Ω同軸構造のスプリングプローブ ICソケット渡部 達己 入江 隆久

C 05 C 256 ‒ SS ‒ 2（8 ‒ X X X X）
（ 設計及び工場での指定番号 ）ベースソケットサイズ（mm）：□ 28 □ 33 □ 39
□ 47 □ 60 □ XX カスタム株式会社エス･イー･アール

概要： 完全 Z 0＝50Ω特性インピーダンスの同軸スプリングプローブICテストソケットは、回路基板とIC パッケージ端子の接続路であるICソケット接点部品個別の全箇所に於いてZ 0＝50Ωを実現し、更に同軸 GND 部のソケットベースに金属ベースを使用しPCB・GNDへ直接接続することによりPCB・GNDとIC・GND の等位化を行いSHF 周波数帯のS 21 通過特性（Loop 測定）２０GHｚを実現している。当該同軸構造は、１mmピッチBGAマトリックスのみならず0 .5 mmピッチCSPマトリックスに於いても実現している。
キーワード： Z 0＝50Ω特性インピーダンス、同軸スプリングプローブICソケット、通過特性、SHF 周波数帯、完全同軸

1 . はじめにキャップタイプ：□ SS = Screw S Cap□ ST = One Touch S Cap□ S2 = Screw Cap□ SH = Handle Cap

半導体プロセスや半導体製品のイノベーションに伴いICソケットやコネクタは、SHF 帯特性をカバーする性能が必要とされてきている。

□ NC = No Cap

SHF 帯域での回路基板上或いはIC 端子間の接続（1）接点リード数：□ 64 □ 78 □ 100 □ 144 □ 256 □ 356

に対しICソケットやコネクタは、信号接続端子として高速動作に対し正対した機能と性能を備える必要がある。

（2）□ 484 □ 652 □ 672 □ 676 □ 780 □ 1 ,020

写真 1は、その必要を具体的に0 .5 mm ピッチCSP IC□ 1 ,156 □ 1 ,508 □1 ,760 □ 実接点数で記載ください
パッケージタイプ：□ B=BGA

ソケットで実現した例である。
ソケットの接点端子は、完全同軸化し細部について、□ C=CSP □ L=LGA

例えば個別部分、部品全てでZ0＝50Ω特性インピーダ□ Q=QFN □ M=モジュール
ピッチ（mm）：□ 05 =0 .50ンスの整合化を行い、且つソケットベースGNDとPCB基板 GNDを結合する事で、IC パッケージ、ソケット、□ 08 =0 .80 □10 =1 .00 □12 =1 .27 □XX=ミックス

PCB 基板各 GND の一体化と完全 Z0＝50Ω化の相（3）ソケットファミリー名：□ C=RF-Cソケット

乗効果により20 GHz/@-1 dBを超える通過特性を実現している。

写真 1 . 完全 Z0＝50Ω 同軸プローブ ICソケット

RF-C ソケットファミリーの型番指定について下記の型番指定の項目説明です。

2 . 完全 Z0＝50Ω同軸スプリングプローブ

1 . ファミリー名：Cは、RF-C ソケットZ0＝50Ω 完全同軸プローブソケットです。

2 . ピッチ：パッケージのリード端子ピッチ指定です。

3 . パッケージタイプ ：パッケージ及びリード端子タイプ指定です。

同軸プローブの特性インピーダンスは、次のように求められる。

4 . リード端子数：パッケージリード数の実数を指定します。

5 . キャップタイプ：ICをソケットに固定する為のキャップの選択指定です。

6 . ソケットサイズ：IC パッケージに適合のソケットサイズを選択指定します。
（前述項目（10）の図面及び表中の“A”に該当します。)

7 .（設計及び工場での指定番号）：設計及び工場サイドで使用のため指定不要です。

Z0 = 138 / √ε × log（D/d）
ここでZ0 ： 特性インピーダンス（Ω）

ε： 誘電率D： 同軸 GNDの内径78

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ｄ： 同軸コア線（プローブ）の外径

MD138 -00（ε：誘電体）（ソケットGND）［従来構造］［完全Z0＝50Ω同軸構造］

MD102 -00

図 1 . 同軸プローブ

図 2 . 同軸コア（芯線）
プローブ

上図 1 左は従来の同軸構成方法で、右は完全Z0＝50Ω同軸構成方法である。完全Z0 同軸では、プランジャー

図 4 . プローブの特性測定方法

図 3 . 周波数特性測定環境部（プローブの細い部分）もバレル部（プランジャーの太い部分）も3つのパラメータ（ε、D、ｄ）の選択と調整を行い、基板側のプローブ先端からIC 端子側のプローブ先端部までプローブ各部詳細にZ0＝50Ωに整えてある。
図 2は、同軸コア（芯線）となるスプリングプローブである。1 .0 mmピッチと0 .5 mmピッチ用で次のように同軸化をから被測定プローブ2本を通して後ネットワークアナライザーに返ループ測定の結果である。
を測定した結果を図６に示す。
FBGA、CSPに使用されている標準的なプローブの通過特性（S 21）
プローブ長、バレル形状或いはプランジャー形状の差異が多少あるが基本的には５〜８GHｚ付近でS 21 特性は−１行っている。
1mmピッチFBGAマトリックス用

D＝0.9 ｄ１＝0.4 ｄ２＝0.2（mm） ε1＝１ ε2㲈3.2

0 .5 mmピッチCSPマトリックス用

D=0.41 ｄ１＝0.18 ｄ２＝0.09（ｍｍ） ε1＝１ ε2㲈3.2

ｄ１：バレル外径ｄ２：プランジャー外径dBを割っている。
周波数特性が大きく伸びていない主な理由は、フランジ或いはリング状のプローブ表面段差が高周波信号路となるプローブ外側表面での抵抗となっている為と考えられる。

3 . 同軸 GND、基板GNDの一体化
ICの高周波特性の安定化には、ICパッケージGNDの安定化、基板 GNDとの等位化が必要である。
同軸プローブ部のGNDは、ソケットベース板を銅合金板（写真２）を部分的に使用し、ソケットベースのネジ止め部に結合している。
PCB 基板への搭載は、ソケットをスクリューでがっちり基板 GNDに固定し、基板 GND、ソケットGND、GNDGND

極めて安定なGND 信号基準レベルをPCB 基板上で共有させている。

図 6 . MD102 -00と完全 Z0＝50Ω 同軸プローブの特性

図 5 . 標準的プローブの高周波特性プローブを一体化させてIC のGND 端子に接触させ、図 2に紹介したMD102 -00やMD138 -00は、表面段差を無くする基本に沿ったSHF 高周波対応のプローブである。

写真 2 . ソケットGND のとり方

MD102 -00は、本来 0 .5 mmピッチ用プローブであるが、ここでは1 mmピッチのマトリックス対応で配列し10〜15 GHｚの周波数特性を得ている。
フランジレスのアプローチと内部構造の高周波適応性更に仮想同軸構造での特性目標を考慮し、高周波特性を大きく伸ばしマトリックス端子タイプのICテスト用として使用できる結果を得ている。完全同軸の構

4 . 周波数特性

成では、1 mmピッチの同軸コアプローブとして使用している。
図 6は、MD102 -00を1mmピッチに配置し測定した結果と、MD102 -00を同軸コアプローブとして使用した完全 Z0＝50Ω同軸プローブの測定結果である。

４−１ 測定環境

プローブ単体での特性は、１５GHｚまで伸び、同軸化によってほぼ２０GHｚの性能に至っている。

SHF 高周波特性の測定は、ネットワークアナライザー（E8362 B：Agilent）、テストテーブル（GT-1000 R NPS：MD138 -00は、0 .5 mmピッチの同軸コアプローブとして使用されている。
バレル径 0 .18 mm、プランジャー径 0 .09 mm

Microwave）、ソケット設計基準に合わせた被測定プローブ搭載ベースソケットと測定用接続基板で図 3の構成である。

で完全 Z0＝50Ωの同軸構造の構成にプランジャーのコアリングは、厚さ0 .4 mmで0 .41ｍｍ外径に0 .12 mmのプラ４−２ プローブの測定と選択ンジャー用貫通穴をあけ同軸プローブ両端に取り付けている。
0.5mmピッチでも完全Z0＝50Ω同軸化によって1mmピッ

図 4は、スプリングプロ―ブの各特性測定方法である。S 21 通過特性は、SGからの信号を測定基板端面のプローブ端チの完全 Z0＝50Ω同軸プローブと同等の性能が確かめられている。

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5 . まとめ1 . Ｓパラメータ測定

従来、PCB 基板からICソケットを経てIC 端子に信号線が接続されるのにICソケットの通過線路域での特性インピーダンスの極端なミスマッチリリースが普通であった。そこで「同軸に」の発想は自然ではあるが、我々のアプローチは、局所局所に於いても特性インピーダンスを揃える事、信号基準となるGNDを一元化すること、更にコストを抑え

Ｓパラメータは、アジレントテクノロジー社のPNAシリーズネットワークアナライザを使用し、図 1に示す様なループ測定により同軸プローブコンタクトの測定を行った。
測定には、完全同軸プローブ構造のICソケットと同一の構造で同軸コンタクトを配置し既知の特性を持った測定ジグと先端でフル２ポート校正可能なGGB 社製の測定用ピコプローブを使用した。

ることの３つを同時実践する事である。
今回のICソケットは、AD 変換器が混載されたASICであるが故、GND 配置構想により有益な結果を導き出すことが出来ている。必要最大で最小限コスト抑制は、如何に高速同軸 GND、高速信号端子と他の普通信号端子、電源端子を棲み分けてICソケットを設計するかが重要と考えている。
その為には、IC パッケージ端子配列の設計の段階から、ICメーカ或いは使用者と我々ソケットを設計する側と、ま製品と同一構造た基板設計者間とでの早い時期からの協調ある進め方が望ましいと考える。

同軸構造被測定プローブ

図 1 . S パラメータの測定

測定ポート1

測定ポート22 . 等価回路の最適化

図 1に示す方法でＳパラメータ測定を行い、その実測値を回路シミレーションソフトウェア（アジレント社製 ADS）に取り込み、図 2に示す等価回路を使用して各受動素子定数の最適化を行った。図 2は、測定方法に合わせてコンタクト２本分の等価回路を示してあるため左右対称となっておりまた相対する素子も同値となる。

5.

完全Z0 =50Ω同軸構造のスプリングプローブ等価回路モデル
川村 良

図 2 . 等価回路モデル

株式会社エス･イー･アール

2 -1 . 最適化結果
概要
実測データと上記等価回路のADSを使用した最適化後のパラメータとして表１の回路定数が得られた。あわせてADSでのフィティング結果を図 3に示す。

SHF 帯高速信号を扱うLSIの実装設計には、HSPICE 等での事前シミュレーションが欠かせなくなっている。ニーズは、ICソケットを含んだ回路及び回路配線の同軸シミュレーションの要求に応える為に、１ミリメートルピッチ同軸

C1（ =C4） C2（ =C5） C3（ =C6） R1（ =R5） R2（ =R4） R3（ =R6） L1（ =L4）

L2（ =L5） L3（ =L6）

構造ソケットに組み込まれた同軸スプリングプローブ（MD102 -00 使用）のＳパラメータをネットワークアナライザを用

0.364pF

0.598nH

いて測定し、受動素子によって構成される等価回路及びそのパラメータを10 GHzまでの範囲に絞り求めている。

0.001pF

0.364pF

0.005Ω

0.01Ω

0.005Ω

表 1 . 等価回路定数1112

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0.317nH

0.317nH

TDR

TDT

青： 実測結果（S パラベース）
赤： 等価回路モデル結果

青： 実測結果（S パラベース）
赤： 等価回路モデル結果

実測 S パラメータ
図 3 . シミュレーションソフトウェアによる最適化結果

等価回路モデル等価回路モデル
時間軸シミュレーション回路

3. 考

実測 S パラメータ察

測定された特性は、図 1に示されるように折り返された2 本の同軸構造プローブの特性であり、通過特性の最悪値は10 GHz 近傍で-0 .5 dB〜-0 .6 dBとなっている。
完全同軸構造の効果としては、同一プローブの非同軸 ICソケットの構造に比べると通過特性で約 -1 dBシミュレーション回路（@10 GHz）
、同様に反射特性では-4 db(@10 GHz)の同軸化特性改善効果が現れている。
また、最適化された回路定数を使用したシミュレーションは、実測したＳパラメータとの比較結果を見てわかるように、通過特性の実測データとの利得の相違は最大でも0 .2 dB 程度となっており位相も含めて適正な相関が取れた

2 -2 . 時間軸シミュレーション

結果を得ている。

ADSで求めた最適化パラメータを元に時間軸シミュレーション（TDR/TDT）を実施した結果を示す。入力パルスの立ち上がりは75 psecで行っており、これはほぼ 10 GHzに相当する。

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