JP2943793B1 - 磁界検出装置および磁界分布測定装置 - Google Patents
磁界検出装置および磁界分布測定装置Info
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- JP2943793B1 JP2943793B1 JP11135098A JP11135098A JP2943793B1 JP 2943793 B1 JP2943793 B1 JP 2943793B1 JP 11135098 A JP11135098 A JP 11135098A JP 11135098 A JP11135098 A JP 11135098A JP 2943793 B1 JP2943793 B1 JP 2943793B1
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Abstract
【要約】
【課題】 本発明は、小型で実装密度が高く分解能が向
上し、異なる方向に発生する磁界の方向を検出できる磁
界検出装置を提供する。 【解決手段】 磁界検出装置は、積層プリント配線基板
にX軸プローブ2、Y軸プローブ1およびZ軸プローブ
3をマトリックス状に設けてプローブマトリックス14
を構成する。X軸およびY軸プローブ2,3は、軸方向
が基板表面と略平行にプリント配線にて形成した一対の
平行アンテナ片と、ブラインドビアホール4にて形成し
た一対の垂直アンテナ片とを有する。X軸およびY軸プ
ローブ2,3は基板表面に対して略垂直な面を有しかつ
互いに面が略垂直な環状である。Z軸プローブ3は、軸
方向が基板表面と略平行で互いに直行するプリント配線
にて形成した二対の平行アンテナ片にて基板表面に対し
て略平行な面を有する環状である。小型のループプロー
ブにて3次元の磁界分布を精密に測定できる。
上し、異なる方向に発生する磁界の方向を検出できる磁
界検出装置を提供する。 【解決手段】 磁界検出装置は、積層プリント配線基板
にX軸プローブ2、Y軸プローブ1およびZ軸プローブ
3をマトリックス状に設けてプローブマトリックス14
を構成する。X軸およびY軸プローブ2,3は、軸方向
が基板表面と略平行にプリント配線にて形成した一対の
平行アンテナ片と、ブラインドビアホール4にて形成し
た一対の垂直アンテナ片とを有する。X軸およびY軸プ
ローブ2,3は基板表面に対して略垂直な面を有しかつ
互いに面が略垂直な環状である。Z軸プローブ3は、軸
方向が基板表面と略平行で互いに直行するプリント配線
にて形成した二対の平行アンテナ片にて基板表面に対し
て略平行な面を有する環状である。小型のループプロー
ブにて3次元の磁界分布を精密に測定できる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁界を検出するル
ーププローブを備えた磁界検出装置およびこの磁界検出
装置を備えた磁界分布測定装置に関する。
ーププローブを備えた磁界検出装置およびこの磁界検出
装置を備えた磁界分布測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、磁界分布測定装置としては、例え
ば図19に示すようなワイヤにて形成されたループアン
テナを図18に示すように基板上にマトリックス状に配
設してアンテナマトリックス23を構成した磁界検出装
置を用いて、電子機器のプリント基板から発生するXY
平面上の磁界分布を1cm程度の分解能で測定して、図
20および図21に示すようにノイズ発生量の大きいI
CであるLSI21などの電子部品を特定する構成が知
られている。
ば図19に示すようなワイヤにて形成されたループアン
テナを図18に示すように基板上にマトリックス状に配
設してアンテナマトリックス23を構成した磁界検出装
置を用いて、電子機器のプリント基板から発生するXY
平面上の磁界分布を1cm程度の分解能で測定して、図
20および図21に示すようにノイズ発生量の大きいI
CであるLSI21などの電子部品を特定する構成が知
られている。
【0003】一方、図22に示すような特開昭61−2
7648号公報に記載のように、集積回路のチップ表面
に局所的に電界または磁界を印加できかつ位置可変なプ
ローブ電極を、集積回路のチップ表面上で移動させ、集
積回路の回路電流をモニタすることにより、故障回路を
検出する構成が知られている。
7648号公報に記載のように、集積回路のチップ表面
に局所的に電界または磁界を印加できかつ位置可変なプ
ローブ電極を、集積回路のチップ表面上で移動させ、集
積回路の回路電流をモニタすることにより、故障回路を
検出する構成が知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、プリント基
板におけるノイズの発生は、ノイズの発生量の大きいI
Cは高速クロックを使用するCPUやASICなどのL
SI21で、特にIC内とバイパスコンデンサを流れる
貫通電流のループによって引き起こされるグランドノイ
ズに起因することが多い。
板におけるノイズの発生は、ノイズの発生量の大きいI
Cは高速クロックを使用するCPUやASICなどのL
SI21で、特にIC内とバイパスコンデンサを流れる
貫通電流のループによって引き起こされるグランドノイ
ズに起因することが多い。
【0005】しかしながら、上記図18および図19に
示すようなXY平面上の磁界分布を測定する構成、特に
ワイヤにてループプローブを形成しマトリックス状に配
設したアンテナマトリックス23の構成では、図20お
よび図21に示すように分解能が低いため、IC近傍の
詳細な磁界分布を測定することができないため、ICの
最適なバイパスコンデンサの選択や配置、ICの最適な
電源配線設計などに利用できない。さらに、測定位置に
おけるプローブの方向がプリント基板である回路基板2
2の平面に対して平行な1方向のみであるため、他の方
向に発生する磁界の方向を検出できない。また、図22
に示すような特開昭61−27648号公報に記載の構
成では、プローブを用いて局所的に磁界を印加すること
により故障を解析できるが、磁界の分布を測定すること
ができない問題がある。
示すようなXY平面上の磁界分布を測定する構成、特に
ワイヤにてループプローブを形成しマトリックス状に配
設したアンテナマトリックス23の構成では、図20お
よび図21に示すように分解能が低いため、IC近傍の
詳細な磁界分布を測定することができないため、ICの
最適なバイパスコンデンサの選択や配置、ICの最適な
電源配線設計などに利用できない。さらに、測定位置に
おけるプローブの方向がプリント基板である回路基板2
2の平面に対して平行な1方向のみであるため、他の方
向に発生する磁界の方向を検出できない。また、図22
に示すような特開昭61−27648号公報に記載の構
成では、プローブを用いて局所的に磁界を印加すること
により故障を解析できるが、磁界の分布を測定すること
ができない問題がある。
【0006】本発明は、このような点に鑑みなされたも
ので、小型で実装密度が高く分解能が向上する、また磁
界の方向を検出可能である、さらには異なる方向に発生
する磁界の方向を検出可能な磁界検出装置および磁界分
布測定装置を提供することを目的とする。
ので、小型で実装密度が高く分解能が向上する、また磁
界の方向を検出可能である、さらには異なる方向に発生
する磁界の方向を検出可能な磁界検出装置および磁界分
布測定装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の磁界検出
装置は、プリント配線が積層形成された積層プリント配
線基板と、この積層プリント配線基板に設けられ、この
積層プリント配線基板の平面に対して略平行な一対の平
行アンテナ片および前記積層プリント配線基板の平面に
対して略垂直な一対の垂直アンテナ片を有し、前記一対
の平行アンテナ片および前記一対の垂直アンテナ片がそ
れぞれ接続されて前記積層プリント配線基板の平面に対
して略垂直な面を有する環状のループプローブとを具備
したものである。
装置は、プリント配線が積層形成された積層プリント配
線基板と、この積層プリント配線基板に設けられ、この
積層プリント配線基板の平面に対して略平行な一対の平
行アンテナ片および前記積層プリント配線基板の平面に
対して略垂直な一対の垂直アンテナ片を有し、前記一対
の平行アンテナ片および前記一対の垂直アンテナ片がそ
れぞれ接続されて前記積層プリント配線基板の平面に対
して略垂直な面を有する環状のループプローブとを具備
したものである。
【0008】請求項2記載の磁界検出装置は、請求項1
記載の磁界検出装置において、ループプローブは、積層
プリント配線基板にマトリックス状に設けられたもので
ある。
記載の磁界検出装置において、ループプローブは、積層
プリント配線基板にマトリックス状に設けられたもので
ある。
【0009】請求項3記載の磁界検出装置は、請求項1
または2記載の磁界検出装置において、ループプローブ
は、平行アンテナ片および垂直アンテナ片をそれぞれ複
数対有し、多重環状に形成されたものである。
または2記載の磁界検出装置において、ループプローブ
は、平行アンテナ片および垂直アンテナ片をそれぞれ複
数対有し、多重環状に形成されたものである。
【0010】請求項4記載の磁界検出装置は、請求項1
ないし3のいずれか一に記載の磁界検出装置において、
積層プリント配線基板に設けられ、この積層プリント配
線の平面に対して略平行な一対の平行アンテナ片、およ
び、前記積層プリント配線基板の平面に対して略垂直な
一対の垂直アンテナ片を有し、前記一対の平行アンテナ
片および前記一対の垂直アンテナ片がそれぞれ接続され
て前記積層プリント配線基板の平面に対して略垂直でか
つ前記ループプローブにて構成される面に対して略垂直
な面を有する環状の第2のループプローブを具備したも
のである。
ないし3のいずれか一に記載の磁界検出装置において、
積層プリント配線基板に設けられ、この積層プリント配
線の平面に対して略平行な一対の平行アンテナ片、およ
び、前記積層プリント配線基板の平面に対して略垂直な
一対の垂直アンテナ片を有し、前記一対の平行アンテナ
片および前記一対の垂直アンテナ片がそれぞれ接続され
て前記積層プリント配線基板の平面に対して略垂直でか
つ前記ループプローブにて構成される面に対して略垂直
な面を有する環状の第2のループプローブを具備したも
のである。
【0011】請求項5記載の磁界検出装置は、請求項4
記載の磁界検出装置において、第2のループプローブ
は、平行アンテナ片および垂直アンテナ片をそれぞれ複
数対有し、多重環状に形成されたものである。
記載の磁界検出装置において、第2のループプローブ
は、平行アンテナ片および垂直アンテナ片をそれぞれ複
数対有し、多重環状に形成されたものである。
【0012】請求項6記載の磁界検出装置は、請求項1
ないし5のいずれか一に記載の磁界検出装置において、
積層検出装置は、ブラインドビアホールを有し、垂直ア
ンテナ片は、前記ブラインドビアホールに設けられたも
のである。
ないし5のいずれか一に記載の磁界検出装置において、
積層検出装置は、ブラインドビアホールを有し、垂直ア
ンテナ片は、前記ブラインドビアホールに設けられたも
のである。
【0013】請求項7記載の磁界検出装置は、請求項1
ないし6のいずれか一に記載の磁界検出装置において、
積層プリント配線基板に設けられ、この積層プリント配
線基板の平面に対して略平行でかつ互いに略直行する二
対の平行アンテナ片がそれぞれ接続され前記積層プリン
ト配線基板の平面に対して略平行な面を有する環状の第
3のループプローブを具備したものである。
ないし6のいずれか一に記載の磁界検出装置において、
積層プリント配線基板に設けられ、この積層プリント配
線基板の平面に対して略平行でかつ互いに略直行する二
対の平行アンテナ片がそれぞれ接続され前記積層プリン
ト配線基板の平面に対して略平行な面を有する環状の第
3のループプローブを具備したものである。
【0014】請求項8記載の磁界検出装置は、請求項7
記載の磁界検出装置において、第3のループプローブ
は、複数対の平行アンテナ片がそれぞれ接続されて多重
環状に形成されたものである。
記載の磁界検出装置において、第3のループプローブ
は、複数対の平行アンテナ片がそれぞれ接続されて多重
環状に形成されたものである。
【0015】請求項9記載の磁界検出装置は、請求項1
ないし8のいずれか一に記載の磁界検出装置において、
平行アンテナ片は、プリント配線により形成されたもの
である。
ないし8のいずれか一に記載の磁界検出装置において、
平行アンテナ片は、プリント配線により形成されたもの
である。
【0016】請求項10記載の磁界検出装置は、請求項
1ないし9のいずれか一に記載の磁界検出装置におい
て、積層プリント配線基板は、磁界を遮断するシールド
層を備えたものである。
1ないし9のいずれか一に記載の磁界検出装置におい
て、積層プリント配線基板は、磁界を遮断するシールド
層を備えたものである。
【0017】請求項11記載の磁界分布測定装置は、請
求項1ないし10のいずれか一に記載の磁界検出装置
と、この磁界検出装置に接続され磁界を検出して出力す
るループプローブを選択するセレクタと、前記磁界検出
装置に接続され前記ループプローブから出力された電圧
が入力されるレシーバと、前記セレクタおよび前記レシ
ーバに接続され、前記レシーバを制御して特定の周波数
の磁界強度を測定させて所定の信号を出力させる制御部
とを具備したものである。
求項1ないし10のいずれか一に記載の磁界検出装置
と、この磁界検出装置に接続され磁界を検出して出力す
るループプローブを選択するセレクタと、前記磁界検出
装置に接続され前記ループプローブから出力された電圧
が入力されるレシーバと、前記セレクタおよび前記レシ
ーバに接続され、前記レシーバを制御して特定の周波数
の磁界強度を測定させて所定の信号を出力させる制御部
とを具備したものである。
【0018】
【発明の実施の形態】次に、本発明の一実施の形態の磁
界分布測定装置の構成を図面を参照して説明する。
界分布測定装置の構成を図面を参照して説明する。
【0019】図1は、本発明の一実施の形態の磁界検出
装置の構成を示す斜視透視図である。図2は、同上平面
透視図である。図3は、同上のX軸プローブの構成を示
す断面図である。図4は、同上のY軸プローブの構成を
示す断面図である。図5は、同上のZ軸プローブの構成
を示す断面図である。図6は、同上のループマトリック
スを示す平面透視図である。図7は、同上磁界分布測定
装置の回路構成を示すブロック図である。図8は、同上
LSI近傍の断面図である。図9は、同上バイパスコン
デンサが適正配置された電子機器の構成を示す平面図で
ある。図10は、同上の測定結果の磁界分布を示す分布
図である。図11は、同上バイパスコンデンサが適正配
置されていない被測定物であるプリント配線基板の構成
を示す平面図である。図12は、同上の測定結果の磁界
分布を示す分布図である。図13は、同上磁界強度のベ
クトル和を説明するグラフである。図14は、同上電流
方向を示す分布図である。図15は、同上測定するプリ
ント配線基板の発生磁界を示す断面図である。図16
は、同上の垂直方向の発生磁界を示す平面図である。
装置の構成を示す斜視透視図である。図2は、同上平面
透視図である。図3は、同上のX軸プローブの構成を示
す断面図である。図4は、同上のY軸プローブの構成を
示す断面図である。図5は、同上のZ軸プローブの構成
を示す断面図である。図6は、同上のループマトリック
スを示す平面透視図である。図7は、同上磁界分布測定
装置の回路構成を示すブロック図である。図8は、同上
LSI近傍の断面図である。図9は、同上バイパスコン
デンサが適正配置された電子機器の構成を示す平面図で
ある。図10は、同上の測定結果の磁界分布を示す分布
図である。図11は、同上バイパスコンデンサが適正配
置されていない被測定物であるプリント配線基板の構成
を示す平面図である。図12は、同上の測定結果の磁界
分布を示す分布図である。図13は、同上磁界強度のベ
クトル和を説明するグラフである。図14は、同上電流
方向を示す分布図である。図15は、同上測定するプリ
ント配線基板の発生磁界を示す断面図である。図16
は、同上の垂直方向の発生磁界を示す平面図である。
【0020】図7に示す磁界分布測定装置は、ループプ
ローブであるX軸プローブ2、第2のループプローブで
あるY軸プローブ1および第3のループプローブである
Z軸プローブ3をマトリックス状に設けてプローブマト
リックス14を構成した積層プリント配線基板を有した
磁界検出装置28を備えている。そして、この磁界検出
装置28のプローブマトリックス14には任意のX軸プ
ローブ2、Y軸プローブ1およびZ軸プローブ3を選択
するセレクタ15が接続され、選択されたが検出した磁
界を電圧として出力する。また、プローブマトリックス
14には出力された電圧を増幅するRFアンプ16が接
続され、このRFアンプ16には増幅された電圧が入力
されるRFレシーバ17が接続されている。
ローブであるX軸プローブ2、第2のループプローブで
あるY軸プローブ1および第3のループプローブである
Z軸プローブ3をマトリックス状に設けてプローブマト
リックス14を構成した積層プリント配線基板を有した
磁界検出装置28を備えている。そして、この磁界検出
装置28のプローブマトリックス14には任意のX軸プ
ローブ2、Y軸プローブ1およびZ軸プローブ3を選択
するセレクタ15が接続され、選択されたが検出した磁
界を電圧として出力する。また、プローブマトリックス
14には出力された電圧を増幅するRFアンプ16が接
続され、このRFアンプ16には増幅された電圧が入力
されるRFレシーバ17が接続されている。
【0021】さらに、セレクタ15およびRFレシーバ
17にはコンピュータ18が接続されている。このコン
ピュータ18は、セレクタ15に所定の信号を出力して
任意のループプローブを選択させるとともに、RFレシ
ーバ17に所定の信号を出力してRFアンプ16から入
力された増幅された電圧により特定の周波数の磁界強度
を測定しデジタル信号としてコンピュータ18に転送さ
せる。
17にはコンピュータ18が接続されている。このコン
ピュータ18は、セレクタ15に所定の信号を出力して
任意のループプローブを選択させるとともに、RFレシ
ーバ17に所定の信号を出力してRFアンプ16から入
力された増幅された電圧により特定の周波数の磁界強度
を測定しデジタル信号としてコンピュータ18に転送さ
せる。
【0022】また、コンピュータ18には、このコンピ
ュータ18が検出した磁界強度をデータ処理し、このデ
ータ処理に基づいて磁界強度分布を画面にて出力表示す
る表示手段であるCRTモニタ19が接続されている。
さらに、コンピュータ18には、磁界強度分布を印字出
力するプリンタ20が接続されている。
ュータ18が検出した磁界強度をデータ処理し、このデ
ータ処理に基づいて磁界強度分布を画面にて出力表示す
る表示手段であるCRTモニタ19が接続されている。
さらに、コンピュータ18には、磁界強度分布を印字出
力するプリンタ20が接続されている。
【0023】次に、磁界検出装置のプローブマトリック
スの構成を図面を参照して説明する。
スの構成を図面を参照して説明する。
【0024】磁界検出装置28は、図3ないし図5に示
すように、8つのプリント配線層を積層して形成した積
層プリント配線基板Pを備えている。そして、第1層が
X軸プローブ2の一部を構成するプリント配線が設けら
れたX軸プローブ構成層A5、第2層がY軸プローブ1
の一部を構成するプリント配線が設けられたY軸プロー
ブ構成層A6、第3層がZ軸プローブ3を構成するプリ
ント配線が設けられたZ軸プローブ構成層7、第4層が
X軸プローブ2の一部を構成するプリント配線が設けら
れたX軸プローブ構成層B8、第5層がY軸プローブ1
の一部を構成するプリント配線が設けられたY軸プロー
ブ構成層B9、第6層が磁界を遮断するシールド層1
0、第7層および第8層がX軸プローブ2、Y軸プロー
ブ1およびZ軸プローブ3から外部へ配線するための配
線パターンが設けられた配線層11および配線層12と
なっている。また、プローブマトリックス14には、こ
のプローブマトリックス14の基板表面と略垂直なブラ
インドビアホール4が複数設けられている。
すように、8つのプリント配線層を積層して形成した積
層プリント配線基板Pを備えている。そして、第1層が
X軸プローブ2の一部を構成するプリント配線が設けら
れたX軸プローブ構成層A5、第2層がY軸プローブ1
の一部を構成するプリント配線が設けられたY軸プロー
ブ構成層A6、第3層がZ軸プローブ3を構成するプリ
ント配線が設けられたZ軸プローブ構成層7、第4層が
X軸プローブ2の一部を構成するプリント配線が設けら
れたX軸プローブ構成層B8、第5層がY軸プローブ1
の一部を構成するプリント配線が設けられたY軸プロー
ブ構成層B9、第6層が磁界を遮断するシールド層1
0、第7層および第8層がX軸プローブ2、Y軸プロー
ブ1およびZ軸プローブ3から外部へ配線するための配
線パターンが設けられた配線層11および配線層12と
なっている。また、プローブマトリックス14には、こ
のプローブマトリックス14の基板表面と略垂直なブラ
インドビアホール4が複数設けられている。
【0025】そして、X軸プローブ2は、図1ないし図
3に示すように、第1層のX軸プローブ構成層A5およ
び第4層のX軸プローブ構成層B8に、軸方向がプロー
ブマトリックス14の基板表面とそれぞれ略平行にライ
ン状に設けられたプリント配線にて形成された一対の平
行アンテナ片を有している。また、X軸プローブ2は、
第1層のX軸プローブ構成層A5から第4層のX軸プロ
ーブ構成層B8に貫通するブラインドビアホール4と、
第1層のX軸プローブ構成層A5から第7層の配線層1
1に貫通するブラインドビアホール4とにそれぞれ設け
られた配線により形成された一対の垂直アンテナ片を有
している。そして、X軸プローブ2は、これら一対の平
行アンテナ片および一対の垂直アンテナ片がそれぞれ接
続され、プローブマトリックス14の基板表面に対して
略垂直な面を有する環状に形成されている。なお、この
X軸プローブ2は、被測定対象となる電子機器から発生
する磁界のプローブマトリックス14の基板表面と略平
行な方向の磁界を検出して電圧として出力する。
3に示すように、第1層のX軸プローブ構成層A5およ
び第4層のX軸プローブ構成層B8に、軸方向がプロー
ブマトリックス14の基板表面とそれぞれ略平行にライ
ン状に設けられたプリント配線にて形成された一対の平
行アンテナ片を有している。また、X軸プローブ2は、
第1層のX軸プローブ構成層A5から第4層のX軸プロ
ーブ構成層B8に貫通するブラインドビアホール4と、
第1層のX軸プローブ構成層A5から第7層の配線層1
1に貫通するブラインドビアホール4とにそれぞれ設け
られた配線により形成された一対の垂直アンテナ片を有
している。そして、X軸プローブ2は、これら一対の平
行アンテナ片および一対の垂直アンテナ片がそれぞれ接
続され、プローブマトリックス14の基板表面に対して
略垂直な面を有する環状に形成されている。なお、この
X軸プローブ2は、被測定対象となる電子機器から発生
する磁界のプローブマトリックス14の基板表面と略平
行な方向の磁界を検出して電圧として出力する。
【0026】また、Y軸プローブ1は、図1、図2およ
び図4に示すように、第2層のY軸プローブ構成層A6
および第5層のY軸プローブ構成層B9に、軸方向がプ
ローブマトリックス14の基板表面とそれぞれ略平行に
ライン状に設けられたプリント配線にて形成された一対
の平行アンテナ片を有している。また、Y軸プローブ1
は、第2層のY軸プローブ構成層A6から第5層のY軸
プローブ構成層B9に貫通するブラインドビアホール4
と、第2層のY軸プローブ構成層A6から第8層の配線
層12に貫通するブラインドビアホール4とにそれぞれ
設けられた配線により形成された一対の垂直アンテナ片
を有している。そして、Y軸プローブ1は、これら一対
の平行アンテナ片および一対の垂直アンテナ片がそれぞ
れ接続され、プローブマトリックス14の基板表面に対
して略垂直な面でかつX軸プローブ2にて構成される面
に対して略垂直な面を有する環状に形成されている。な
お、このY軸プローブ1の第2層のY軸プローブ構成層
A5から第8層の配線層12に貫通するブラインドビア
ホール4とに設けられた配線により形成された垂直アン
テナ片と対をなす他方の外部へ配線される部分は、第5
層のX軸プローブ構成層B8から第7層の配線層11に
貫通するブラインドビアホール4にて形成される。そし
て、このY軸プローブ1は、被測定対象となる電子機器
から発生する磁界のプローブマトリックス14の基板表
面と略平行でかつX軸プローブ1にて検出する磁界に略
直行する方向の磁界を検出して電圧として出力する。
び図4に示すように、第2層のY軸プローブ構成層A6
および第5層のY軸プローブ構成層B9に、軸方向がプ
ローブマトリックス14の基板表面とそれぞれ略平行に
ライン状に設けられたプリント配線にて形成された一対
の平行アンテナ片を有している。また、Y軸プローブ1
は、第2層のY軸プローブ構成層A6から第5層のY軸
プローブ構成層B9に貫通するブラインドビアホール4
と、第2層のY軸プローブ構成層A6から第8層の配線
層12に貫通するブラインドビアホール4とにそれぞれ
設けられた配線により形成された一対の垂直アンテナ片
を有している。そして、Y軸プローブ1は、これら一対
の平行アンテナ片および一対の垂直アンテナ片がそれぞ
れ接続され、プローブマトリックス14の基板表面に対
して略垂直な面でかつX軸プローブ2にて構成される面
に対して略垂直な面を有する環状に形成されている。な
お、このY軸プローブ1の第2層のY軸プローブ構成層
A5から第8層の配線層12に貫通するブラインドビア
ホール4とに設けられた配線により形成された垂直アン
テナ片と対をなす他方の外部へ配線される部分は、第5
層のX軸プローブ構成層B8から第7層の配線層11に
貫通するブラインドビアホール4にて形成される。そし
て、このY軸プローブ1は、被測定対象となる電子機器
から発生する磁界のプローブマトリックス14の基板表
面と略平行でかつX軸プローブ1にて検出する磁界に略
直行する方向の磁界を検出して電圧として出力する。
【0027】さらに、Z軸プローブ3は、図1、図2お
よび図5に示すように、第3層のZ軸プローブ構成層7
に、軸方向がプローブマトリックス14の基板表面とそ
れぞれ略平行でかつ互いに略直行するライン状に設けら
れたプリント配線にて形成された二対の平行アンテナ片
がそれぞれ接続され、プローブマトリックス14の基板
表面に対して略平行でX軸プローブ2およびY軸プロー
ブ1にて構成される面に対してそれぞれ略垂直な面を有
する環状に形成されている。なお、このZ軸プローブ3
の対をなす外部へ配線される部分は、第3層のZ軸プロ
ーブ構成層7から第7層の配線層11に貫通するブライ
ンドビアホール4にて形成される。そして、このZ軸プ
ローブ3は、被測定対象となる電子機器から発生する磁
界のプローブマトリックス14の基板表面と略垂直な方
向の磁界を検出して電圧として出力する。
よび図5に示すように、第3層のZ軸プローブ構成層7
に、軸方向がプローブマトリックス14の基板表面とそ
れぞれ略平行でかつ互いに略直行するライン状に設けら
れたプリント配線にて形成された二対の平行アンテナ片
がそれぞれ接続され、プローブマトリックス14の基板
表面に対して略平行でX軸プローブ2およびY軸プロー
ブ1にて構成される面に対してそれぞれ略垂直な面を有
する環状に形成されている。なお、このZ軸プローブ3
の対をなす外部へ配線される部分は、第3層のZ軸プロ
ーブ構成層7から第7層の配線層11に貫通するブライ
ンドビアホール4にて形成される。そして、このZ軸プ
ローブ3は、被測定対象となる電子機器から発生する磁
界のプローブマトリックス14の基板表面と略垂直な方
向の磁界を検出して電圧として出力する。
【0028】そしてさらに、これら対をなすX軸プロー
ブ2、Y軸プローブ1およびZ軸プローブ3は、図6に
示すように、マトリックス状に設けられてプローブマト
リックス14を構成し、磁界検出装置が形成されてい
る。
ブ2、Y軸プローブ1およびZ軸プローブ3は、図6に
示すように、マトリックス状に設けられてプローブマト
リックス14を構成し、磁界検出装置が形成されてい
る。
【0029】次に、上記磁界分布測定装置により電子機
器から発生する磁界の分布を測定する動作を図面を参照
して説明する。
器から発生する磁界の分布を測定する動作を図面を参照
して説明する。
【0030】まず、図8に示すように、磁界検出装置2
8のプローブマトリックス14上に被測定対象となる電
子部品を搭載した電子機器であるプリント配線基板30
を載置する。そして、この状態で、プローブマトリック
ス14は、セレクタ15によって任意のX軸プローブ
2、Y軸プローブ1およびZ軸プローブ3が選択され、
検出した磁界を電圧として出力する。そして、出力され
た電圧は、RFアンプ16によって増幅され、RFレシ
ーバ17へ入力される。この後、RFレシーバ17は、
コンピュータ18によって制御され、特定の周波数の磁
界強度を測定し、デジタル信号としてコンピュータ18
に転送する。そして、コンピュータ18は、検出した磁
界強度をデータ処理し、CRTモニタ19の画面上に磁
界強度分布として画像出力、あるいは、プリンタ20に
て印字出力する。
8のプローブマトリックス14上に被測定対象となる電
子部品を搭載した電子機器であるプリント配線基板30
を載置する。そして、この状態で、プローブマトリック
ス14は、セレクタ15によって任意のX軸プローブ
2、Y軸プローブ1およびZ軸プローブ3が選択され、
検出した磁界を電圧として出力する。そして、出力され
た電圧は、RFアンプ16によって増幅され、RFレシ
ーバ17へ入力される。この後、RFレシーバ17は、
コンピュータ18によって制御され、特定の周波数の磁
界強度を測定し、デジタル信号としてコンピュータ18
に転送する。そして、コンピュータ18は、検出した磁
界強度をデータ処理し、CRTモニタ19の画面上に磁
界強度分布として画像出力、あるいは、プリンタ20に
て印字出力する。
【0031】ここで、磁界の方向は、X軸プローブ2の
検出した磁界強度と、Y軸プローブ1の検出した磁界強
度とをベクトル和することにより測定される。すなわ
ち、図13に示すように、測定点におけるX軸方向の磁
界強度をX、Y軸方向の磁界強度をYとすると、測定点
の磁界の強度Cと方向θは、 C=(X2+Y2)1/2 θ=tan-1(Y/X) の式を用いて求められる。
検出した磁界強度と、Y軸プローブ1の検出した磁界強
度とをベクトル和することにより測定される。すなわ
ち、図13に示すように、測定点におけるX軸方向の磁
界強度をX、Y軸方向の磁界強度をYとすると、測定点
の磁界の強度Cと方向θは、 C=(X2+Y2)1/2 θ=tan-1(Y/X) の式を用いて求められる。
【0032】この式を用いて、電流の方向が磁界の方向
と直行した方向となることを利用して、図14に示すよ
うに、金属フレーム上にノイズ電圧29を印加したノイ
ズによる電流の方向を測定できる。
と直行した方向となることを利用して、図14に示すよ
うに、金属フレーム上にノイズ電圧29を印加したノイ
ズによる電流の方向を測定できる。
【0033】ここで、LSI24のデカプリングコンデ
ンサが適正配置されている、すなわち図9に示すように
LSI24の電源ピン25とグランドピン27にバイパ
スコンデンサ26が近い場合には、図10に示すよう
に、磁界強度分布は磁界の強い領域が小さくなる。一
方、デカプリングコンデンサが適正配置されていない、
すなわち図11に示すように電源ピン25とグランドピ
ン27にバイパスコンデンサ26が遠い場合には、図1
2に示すように、磁界強度分布は磁界の強い領域が大き
くなる。このように、磁界の強い領域が多いということ
は、広い範囲に高周波電流が流れていることを示し、E
MI発生の大きな要素となり得るので、EMI発生を容
易に詳細に判断できる。
ンサが適正配置されている、すなわち図9に示すように
LSI24の電源ピン25とグランドピン27にバイパ
スコンデンサ26が近い場合には、図10に示すよう
に、磁界強度分布は磁界の強い領域が小さくなる。一
方、デカプリングコンデンサが適正配置されていない、
すなわち図11に示すように電源ピン25とグランドピ
ン27にバイパスコンデンサ26が遠い場合には、図1
2に示すように、磁界強度分布は磁界の強い領域が大き
くなる。このように、磁界の強い領域が多いということ
は、広い範囲に高周波電流が流れていることを示し、E
MI発生の大きな要素となり得るので、EMI発生を容
易に詳細に判断できる。
【0034】また、図15に示すように、電子機器のプ
リント配線基板30の近傍に発生する磁界の方向は、こ
のプリント配線基板30のエッジ部分においてプリント
配線基板30の平面と垂直な方向の磁界が強くなる傾向
がある。そこで、図16に示すように、Z軸プローブ3
により、プリント配線基板30の平面と垂直方向の磁界
を測定する。
リント配線基板30の近傍に発生する磁界の方向は、こ
のプリント配線基板30のエッジ部分においてプリント
配線基板30の平面と垂直な方向の磁界が強くなる傾向
がある。そこで、図16に示すように、Z軸プローブ3
により、プリント配線基板30の平面と垂直方向の磁界
を測定する。
【0035】このように、上記実施の形態では、プリン
ト配線が積層形成された積層プリント配線基板の平面に
対して軸方向が略平行な一対の平行アンテナ片と、積層
プリント配線基板の平面に対して軸方向が略垂直な一対
の垂直アンテナ片とをそれぞれ接続して積層プリント配
線基板の平面に対して略垂直な面を有する環状のX軸プ
ローブ2を構成するため、例えばプリント配線を用いて
小型のX軸プローブ2が簡単な構成で形成可能となり、
分解能を向上できる。
ト配線が積層形成された積層プリント配線基板の平面に
対して軸方向が略平行な一対の平行アンテナ片と、積層
プリント配線基板の平面に対して軸方向が略垂直な一対
の垂直アンテナ片とをそれぞれ接続して積層プリント配
線基板の平面に対して略垂直な面を有する環状のX軸プ
ローブ2を構成するため、例えばプリント配線を用いて
小型のX軸プローブ2が簡単な構成で形成可能となり、
分解能を向上できる。
【0036】また、ループプローブを積層プリント配線
基板にマトリックス状に設けたため、磁界分布を詳細に
測定可能となり、電子部品の最適な配置や電源配線設計
などを効率よくできる。
基板にマトリックス状に設けたため、磁界分布を詳細に
測定可能となり、電子部品の最適な配置や電源配線設計
などを効率よくできる。
【0037】さらに、プリント配線が積層形成された積
層プリント配線基板の平面に対して軸方向が略平行な一
対の平行アンテナ片と、積層プリント配線基板の平面に
対して軸方向が略垂直な一対の垂直アンテナ片とをそれ
ぞれ接続して積層プリント配線基板の平面に対して略垂
直でかつX軸プローブ2にて構成される面に対して略垂
直な面を有する環状のY軸プローブ1を構成したため、
X軸プローブ2とにて小型で詳細な磁界分布を容易に測
定できる。
層プリント配線基板の平面に対して軸方向が略平行な一
対の平行アンテナ片と、積層プリント配線基板の平面に
対して軸方向が略垂直な一対の垂直アンテナ片とをそれ
ぞれ接続して積層プリント配線基板の平面に対して略垂
直でかつX軸プローブ2にて構成される面に対して略垂
直な面を有する環状のY軸プローブ1を構成したため、
X軸プローブ2とにて小型で詳細な磁界分布を容易に測
定できる。
【0038】そして、垂直アンテナ片は、ブラインドビ
アホール4を用いて形成したため、プリント配線を利用
した小型のループプローブを構成できる。
アホール4を用いて形成したため、プリント配線を利用
した小型のループプローブを構成できる。
【0039】さらに、積層プリント配線基板の平面に対
して略平行でかつ互いに略直行する二対の平行アンテナ
片をそれぞれ接続し積層プリント配線基板の平面に対し
て略平行な面を有する環状のZ軸プローブ3を構成した
ため、X軸プローブ2およびY軸プローブ1とにて3次
元の磁界分布を測定できる。
して略平行でかつ互いに略直行する二対の平行アンテナ
片をそれぞれ接続し積層プリント配線基板の平面に対し
て略平行な面を有する環状のZ軸プローブ3を構成した
ため、X軸プローブ2およびY軸プローブ1とにて3次
元の磁界分布を測定できる。
【0040】そして、これらX軸プローブ2、Y軸プロ
ーブ1およびZ軸プローブ3の平行アンテナ片をプリン
ト配線を利用して形成したため、簡単な構成で小型のル
ーププローブを構成できる。
ーブ1およびZ軸プローブ3の平行アンテナ片をプリン
ト配線を利用して形成したため、簡単な構成で小型のル
ーププローブを構成できる。
【0041】また、積層プリント配線基板の各層でのプ
リント配線を利用してX軸プローブ2、Y軸プローブ1
およびZ軸プローブ3を構成したため、容易に小型のル
ーププローブを構成でき、容易に簡単な構成で分解能が
高い磁界検出装置28を形成できる。
リント配線を利用してX軸プローブ2、Y軸プローブ1
およびZ軸プローブ3を構成したため、容易に小型のル
ーププローブを構成でき、容易に簡単な構成で分解能が
高い磁界検出装置28を形成できる。
【0042】さらに、各X軸プローブ2、Y軸プローブ
1およびZ軸プローブ3を構成する層と、これら各X軸
プローブ2、Y軸プローブ1およびZ軸プローブ3を外
部に配線する層との間にシールド層を設けたため、配線
層11,12に流れる信号により発生する電磁界が磁界
を検出する各X軸プローブ2、Y軸プローブ1およびZ
軸プローブ3へ与える影響を防止でき、より高分解能が
得られる。
1およびZ軸プローブ3を構成する層と、これら各X軸
プローブ2、Y軸プローブ1およびZ軸プローブ3を外
部に配線する層との間にシールド層を設けたため、配線
層11,12に流れる信号により発生する電磁界が磁界
を検出する各X軸プローブ2、Y軸プローブ1およびZ
軸プローブ3へ与える影響を防止でき、より高分解能が
得られる。
【0043】そして、この磁界検出装置28を用いて磁
界分布測定装置を構成したため、高分解能が容易に得ら
れ、小型の装置が得られる。
界分布測定装置を構成したため、高分解能が容易に得ら
れ、小型の装置が得られる。
【0044】なお、上記実施の形態において、例えば図
17に示すように、複数巻き状態の多重環状に形成して
もよい。この多重環状に形成することにより、より分解
能を向上できる。
17に示すように、複数巻き状態の多重環状に形成して
もよい。この多重環状に形成することにより、より分解
能を向上できる。
【0045】
【発明の効果】本発明は、プリント配線が積層形成され
た積層プリント配線基板の平面に対して軸方向が略平行
な一対の平行アンテナ片と、積層プリント配線基板の平
面に対して軸方向が略垂直な一対の垂直アンテナ片とを
それぞれ接続して積層プリント配線基板の平面に対して
略垂直な面を有する環状のループプローブを構成するた
め、例えばプリント配線を用いて小型のループプローブ
が簡単な構成で形成可能となり、分解能を向上できる。
た積層プリント配線基板の平面に対して軸方向が略平行
な一対の平行アンテナ片と、積層プリント配線基板の平
面に対して軸方向が略垂直な一対の垂直アンテナ片とを
それぞれ接続して積層プリント配線基板の平面に対して
略垂直な面を有する環状のループプローブを構成するた
め、例えばプリント配線を用いて小型のループプローブ
が簡単な構成で形成可能となり、分解能を向上できる。
【0046】また、ループプローブを積層プリント配線
基板にマトリックス状に設けたため、磁界分布を詳細に
測定可能となり、電子部品の最適な配置や電源配線設計
などを効率よくできる。
基板にマトリックス状に設けたため、磁界分布を詳細に
測定可能となり、電子部品の最適な配置や電源配線設計
などを効率よくできる。
【0047】さらに、プリント配線が積層形成された積
層プリント配線基板の平面に対して軸方向が略平行な一
対の平行アンテナ片と、積層プリント配線基板の平面に
対して軸方向が略垂直な一対の垂直アンテナ片とをそれ
ぞれ接続して積層プリント配線基板の平面に対して略垂
直でかつループプローブにて構成される面に対して略垂
直な面を有する環状の第2のループプローブを構成した
ため、ループプローブとにて小型で詳細な磁界分布を容
易に測定できる。
層プリント配線基板の平面に対して軸方向が略平行な一
対の平行アンテナ片と、積層プリント配線基板の平面に
対して軸方向が略垂直な一対の垂直アンテナ片とをそれ
ぞれ接続して積層プリント配線基板の平面に対して略垂
直でかつループプローブにて構成される面に対して略垂
直な面を有する環状の第2のループプローブを構成した
ため、ループプローブとにて小型で詳細な磁界分布を容
易に測定できる。
【0048】そして、垂直アンテナ片は、ブラインドビ
アホールを用いて形成したため、プリント配線を利用し
た小型のループプローブを簡単な構成でき容易に構成で
きる。
アホールを用いて形成したため、プリント配線を利用し
た小型のループプローブを簡単な構成でき容易に構成で
きる。
【0049】さらに、積層プリント配線基板の平面に対
して略平行でかつ互いに略直行する二対の平行アンテナ
片をそれぞれ接続し積層プリント配線基板の平面に対し
て略平行な面を有する環状の第3のループプローブを構
成したため、小型で3次元の磁界分布を高分解能で測定
できる。
して略平行でかつ互いに略直行する二対の平行アンテナ
片をそれぞれ接続し積層プリント配線基板の平面に対し
て略平行な面を有する環状の第3のループプローブを構
成したため、小型で3次元の磁界分布を高分解能で測定
できる。
【0050】そして、ループプローブの平行アンテナ片
をプリント配線を利用して形成したため、簡単な構成で
小型のループプローブを構成できる。
をプリント配線を利用して形成したため、簡単な構成で
小型のループプローブを構成できる。
【0051】また、積層プリント配線基板の各層でのプ
リント配線を利用してループプローブを構成したため、
容易に小型のループプローブを構成でき、容易に簡単な
構成で分解能が高い装置を形成できる。
リント配線を利用してループプローブを構成したため、
容易に小型のループプローブを構成でき、容易に簡単な
構成で分解能が高い装置を形成できる。
【0052】さらに、積層プリント配線基板に磁界を遮
断するシールド層を設けたため、信号により発生する電
磁界などが磁界を検出するループプローブへ与える影響
を防止でき、より高分解能が得られる。
断するシールド層を設けたため、信号により発生する電
磁界などが磁界を検出するループプローブへ与える影響
を防止でき、より高分解能が得られる。
【0053】そして、小型で高分解能の磁界検出装置を
用いて磁界分布測定装置を構成したため、高分解能が容
易に得られ、小型の装置が得られる。
用いて磁界分布測定装置を構成したため、高分解能が容
易に得られ、小型の装置が得られる。
【図1】本発明の一実施の形態の磁界検出装置の構成を
示す斜視透視図である。
示す斜視透視図である。
【図2】同上平面透視図である。
【図3】同上のX軸プローブの構成を示す断面図であ
る。
る。
【図4】同上のY軸プローブの構成を示す断面図であ
る。
る。
【図5】同上のZ軸プローブの構成を示す断面図であ
る。
る。
【図6】同上のループマトリックスを示す平面透視図で
ある。
ある。
【図7】同上磁界分布測定装置の回路構成を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図8】同上LSI近傍の断面図である。
【図9】同上バイパスコンデンサが適正配置された電子
機器の構成を示す平面図である。
機器の構成を示す平面図である。
【図10】同上の測定結果の磁界分布を示す分布図であ
る。
る。
【図11】同上バイパスコンデンサが適正配置されてい
ない被測定物であるプリント配線基板の構成を示す平面
図である。
ない被測定物であるプリント配線基板の構成を示す平面
図である。
【図12】同上の測定結果の磁界分布を示す分布図であ
る。
る。
【図13】同上磁界強度のベクトル和を説明するグラフ
である。
である。
【図14】同上電流方向を示す分布図である。
【図15】同上測定するプリント配線基板の発生磁界を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図16】同上の垂直方向の発生磁界を示す平面図であ
る。
る。
【図17】本発明の他の実施の形態を示すループプロー
ブの斜視図である。
ブの斜視図である。
【図18】従来例の磁界分布測定装置の磁界検出装置を
示す平面図である。
示す平面図である。
【図19】同上のループアンテナを示す側面図である。
【図20】同上磁界分布の測定状況を示す斜視図であ
る。
る。
【図21】同上の磁界分布の測定結果を示す分布図であ
る。
る。
【図22】従来の他の例の磁界分布測定装置を示すブロ
ック図である。
ック図である。
1 Y軸プローブ 2 X軸プローブ 3 Z軸プローブ 4 ブラインドビアホール 5 X軸プローブ構成層A 6 Y軸プローブ構成層A 7 Z軸プローブ構成層 8 X軸プローブ構成層B8 9 Y軸プローブ構成層B 10 シールド層 11,12 配線層 13 ループアンテナ 14 プローブマトリックス 15 セレクタ 16 RFアンプ 17 RFレシーバ 18 コンピュータ 19 CRTモニタ 20 プリンタ 21,24 LSI 22 回路基板 23 アンテナマトリックス 25 電源ピン 26 バイパスコンデンサ 27 グランドピン 28 磁界検出装置 29 ノイズ電圧 30 プリント配線基板
Claims (11)
- 【請求項1】 プリント配線が積層形成された積層プリ
ント配線基板と、この積層プリント配線基板に設けら
れ、この積層プリント配線基板の平面に対して略平行な
一対の平行アンテナ片および前記積層プリント配線基板
の平面に対して略垂直な一対の垂直アンテナ片を有し、
前記一対の平行アンテナ片および前記一対の垂直アンテ
ナ片がそれぞれ接続されて前記積層プリント配線基板の
平面に対して略垂直な面を有する環状のループプローブ
を具備したことを特徴とする磁界検出装置。 - 【請求項2】 ループプローブは、積層プリント配線基
板にマトリックス状に設けられたことを特徴とする請求
項1記載の磁界検出装置。 - 【請求項3】 ループプローブは、平行アンテナ片およ
び垂直アンテナ片をそれぞれ複数対有し、多重環状に形
成されたことを特徴とする請求項1または2記載の磁界
検出装置。 - 【請求項4】 積層プリント配線基板に設けられ、この
積層プリント配線基板の平面に対して略平行な一対の平
行アンテナ片および前記積層プリント配線基板の平面に
対して略垂直な一対の垂直アンテナ片を有し、前記一対
の平行アンテナ片および前記一対の垂直アンテナ片がそ
れぞれ接続されて前記積層プリント配線基板の平面に対
して略垂直な面を有する環状のループプローブと、積層
プリント配線基板に設けられ、この積層プリント配線基
板の平面に対して略平行な一対の平行アンテナ片、およ
び、前記積層プリント配線基板の平面に対して略垂直な
一対の垂直アンテナ片を有し、前記一対の平行アンテナ
片および前記一対の垂直アンテナ片がそれぞれ接続され
て前記積層プリント配線基板の平面に対して略垂直でか
つ前記ループプローブにて構成される面に対して略垂直
な面を有する環状の第2のループプローブを具備したこ
とを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一に記載の
磁界検出装置。 - 【請求項5】 第2のループプローブは、平行アンテナ
片および垂直アンテナ片をそれぞれ複数対有し、多重環
状に形成されたことを特徴とする請求項4記載の磁界検
出装置。 - 【請求項6】 積層検出装置は、ブラインドビアホール
を有し、 垂直アンテナ片は、前記ブラインドビアホールに設けら
れたことを特徴とする請求項1ないし5のいずれか一に
記載の磁界検出装置。 - 【請求項7】 積層プリント配線基板に設けられ、この
積層プリント配線基板の平面に対して略平行でかつ互い
に略直行する二対の平行アンテナ片がそれぞれ接続され
前記積層プリント配線基板の平面に対して略平行な面を
有する環状の第3のループプローブを具備したことを特
徴とする請求項1ないし6のいずれか一に記載の磁界検
出装置。 - 【請求項8】 第3のループプローブは、複数対の平行
アンテナ片がそれぞれ接続されて多重環状に形成された
ことを特徴とする請求項7記載の磁界検出装置。 - 【請求項9】 平行アンテナ片は、プリント配線により
形成されたことを特徴とする請求項1ないし8のいずれ
か一に記載の磁界検出装置。 - 【請求項10】 積層プリント配線基板は、磁界を遮断
するシールド層を備えたことを特徴とする請求項1ない
し9のいずれか一に記載の磁界検出装置。 - 【請求項11】 請求項1ないし10のいずれか一に記
載の磁界検出装置と、 この磁界検出装置に接続され磁界を検出して出力するル
ーププローブを選択するセレクタと、 前記磁界検出装置に接続され前記ループプローブから出
力された電圧が入力されるレシーバと、 前記セレクタおよび前記レシーバに接続され、前記レシ
ーバを制御して特定の周波数の磁界強度を測定させて所
定の信号を出力させる制御部とを具備したことを特徴と
する磁界分布測定装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11135098A JP2943793B1 (ja) | 1998-04-08 | 1998-04-08 | 磁界検出装置および磁界分布測定装置 |
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---|---|---|---|
JP11135098A JP2943793B1 (ja) | 1998-04-08 | 1998-04-08 | 磁界検出装置および磁界分布測定装置 |
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Publication Number | Publication Date |
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JP2943793B1 true JP2943793B1 (ja) | 1999-08-30 |
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