JP3558080B2 - 測定誤差の補正方法、電子部品の良否判定方法および電子部品特性測定装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、測定結果が基準測定装置に一致しない実測測定装置により測定した電子部品のインピーダンスを、前記基準測定装置を用いて測定した場合に得られると推定されるインピーダンスへ補正する測定誤差の補正方法、その補正方法を用いた電子部品の良否判定方法、およびその補正方法を実施する電子部品特性測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品のインピーダンスの測定においては、電子部品のメーカ側に設置された測定装置と、ユーザ側に設置された測定装置といったように、同一ないし同種の電子部品に対して複数の測定装置でそのインピーダンスを測定する場合がある。
【０００３】
このような場合、測定装置によってその測定誤差が互いに異なるために、測定の再現性が低く、同一ないし同種の電子部品に対して異なる測定装置で行った測定結果が同等にならない、という不具合が生じる。
【０００４】
低周波域におけるインピーダンスの測定においては、このような測定誤差は比較的小さなものであってそれほど問題とはならない。しかしながら、１ＭＨｚ以上２ＧＨｚ以下の高周波域におけるインピーダンスを測定する場合においては、各測定装置間の測定誤差が顕著なものとなる。そのため、このような周波数帯の測定の再現性を高めるために、オープン／ショート補正法、または、オープン／ショート／ロード補正法より、測定値が補正されている。以下、これらの補正方法を説明する。なお、以下の従来例および後述する本発明の実施の形態において実施されるインピーダンス測定とは、アドミタンス測定を含む概念である。
【０００５】
オープン／ショート補正法は、テストフィクスチャ（以下、治具という）による浮遊アドミタンスおよび残留インピーダンスの影響を補正するために、治具をオープン（開放）にした場合におけるインピーダンスと、ショート（短絡）にした場合におけるインピーダンスとをそれぞれ測定する。そのうえで、測定により得られたインピーダンス値に基づいて、被検体単体の特性（インピーダンス）を計算によって算出する補正方法である。
【０００６】
オープン／ショート／ロード補正法は、上述したオープン／ショート測定を実施したうえで、さらに、物理的真値が既知であるロードデバイスを前記治具に実装した状態で上述したのと同様のオープン／ショート測定を実施する。そのうえで、測定により得られたインピーダンス値に基づいて、被検体単体の特性（インピーダンス）を計算によって算出する。この補正方法は、オープン／ショート補正法よりも高い精度の補正が得られる（例えば、非特許文献１参照）。
【０００７】
【非特許文献１】
ＨＰ４２８４ＡプレシジョンＬＣＲメータ取扱説明書（１９９６年１２月／３３）のｐ．６−１５〜ｐ．６−１８
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のオープン／ショート補正法では、次の２条件のうちのいずれかを満足させる必要がある。
【０００９】
第１の条件は、浮遊アドミスタンスおよび残留インダクタンスの影響を求めるために理想的なオープン状態や理想的なショート状態においてインピーダンス測定を実施するという条件である。
【００１０】
第２の条件は、オープン状態やショート状態とした場合の治具のインピーダンスが既知であるという条件である。
【００１１】
しかしながら、これらの条件は次のような理由により満足させることは不可能である。すなわち、治具のオープン状態、ショート状態は理想状態であって実現不可能であるため、上記第１の条件を現実に満足させることはできない。
【００１２】
また、治具をオープン状態にしたとしても浮遊インダクタンスは発生し、ショート状態にしても残留インダクタンスは発生する。そのため、上記した従来例においては、
・浮遊アドミタンスの変動を抑制するためにオープン補正実施中は治具の近傍において操作者は手を動かすべきでないこと、
・残留インピーダンスを出来る限り小さくするためにショート補正時におけるショートデバイスとして用いる短絡板には導電率の高い金属板を用いるべきであること、
等の注意事項が記載されている。
【００１３】
しかしながら、これらの注意事項を忠実に守ったとしても、真のオープン状態／真のショート状態を実現することは不可能であり、そのために精度の高い補正は不可能である。
【００１４】
また、オープン／ショート／ロード補正法は、オープン／ショート補正法が有する上記不都合を同様に有するのは勿論である。さらには、オープン／ショート／ロード補正法はロード補正に用いるデバイスの較正値を正確に測定することができないという不都合も有している。以下、説明する。
【００１５】
オープン／ショート／ロード補正法において、ロード補正を実施する場合には、物理的真値が既知のデバイス（以下、標準器という）が必要となる。従来例には、予めインピーダンスを測定しておいた測定対象電子部品（チップコンデンサやチップコイル等）を標準器として用いても良いことが記載されている。しかしながら、このような補正方法が実施できるのは、測定周波数が十分に低くて浮遊アドミタンスや残留インピーダンスの影響を無視しても測定精度を維持できる場合だけである。具体的には、測定周波数が数１ＭＨｚ程度未満であれば、上記補正方法は有効である。
【００１６】
これに対して、近年の信号帯域の高周波化要求に伴って、電子部品に対して１ＭＨｚ〜数ＧＨｚ程度の高周波帯域におけるインピーダンス保証が求められつつある。しかしながら、上記補正方法ではこのような高周波帯域のインピーダンス保証に必要な補正精度を得ることができない。以下、説明する。
【００１７】
１ＭＨｚ〜数ＧＨｚ程度の高周波帯域において、インピーダンスを測定する場合には、浮遊アドミタンスや残留インピーダンスの影響を無視することができない。そのため、測定時の補正精度を十分に高いものとするうえで、浮遊アドミタンスや残留インピーダンスを正確に把握することが必要となる。これらの浮遊残留特性を把握するためには、標準器として使用する電子部品のインピーダンスを精度高く測定することが必要となる。
【００１８】
しかしながら、そのような精度の高いインピーダンス測定を電子部品に実施するためには、その電子部品を測定する際に用いる治具を補正しなければならず、そのような補正を行うためにはさらに別の標準器が必要となる。このことから分かるように、オープン／ショート／ロード補正法によって、１ＭＨｚ〜数ＧＨｚ程度の高周波帯域で高精度の補正を実施することは、極めて精度の高い標準器がない限り実質的に不可能である。
【００１９】
測定対象が同軸コネクタを有する場合には、インピーダンスの物理的真値が極めて正確に規定された標準器が入手可能である。しかしながら、そのような標準器は同軸コネクタに取り付け可能な形状を有する電子部品においてのみ作製可能であり、チップコンデンサやチップコイルといった一般的な電子部品においてそのような標準器を作製することは実質的に不可能である。
【００２０】
したがって、本発明の主たる課題は、１ＭＨｚ〜数ＧＨｚ程度の高周波帯域で高精度に測定インピーダンスを補正することが可能な補正方法を提供することである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するためには、本発明では、測定対象電子部品のインピーダンスを、測定結果が基準測定装置に一致しない実測測定装置により測定したうえで、その測定値を、前記基準測定装置を用いて測定した場合に得られると推定される電気特性に補正する測定誤差の補正方法であって、
予め、補正用データ取得試料として、測定操作により前記測定対象電子部品のインピーダンスと同等のインピーダンスを発生させる補正用データ取得試料を用意する工程と、
前記補正用データ取得試料のインピーダンスを、前記基準測定装置と前記実測測定装置とによりそれぞれ測定する工程と、
前記実測測定装置による測定結果と前記基準測定装置による測定結果との間の相互関係式を求める工程と、
前記実測測定装置により測定した前記測定対象電気部品のインピーダンスを前記相互関係式に代入したうえで当該相互関係式を計算することで、前記測定対象電気部品のインピーダンスを、前記基準測定装置により測定した場合に得られると推定されるインピーダンスに補正する工程と、
を含むことに特徴を有している。これにより、次のような作用を有する。
【００２２】
インピーダンスが同定されていない補正用データ取得試料を用いた測定結果に基づいて実測測定装置と基準測定装置との間の相互関係式を求め、この相互関係式に基づいて、測定対象電気部品のインピーダンスを、前記基準測定装置により測定した場合に得られると推定されるインピーダンスに補正しているので、高価な標準器を用いたキャリブレーションを必要としなくなるうえ、実測測定装置に用いる実測測定治具等の調整も必要としなくなる。さらには、理論計算により電気特性の補正を行うために、電子部品の形状（同軸形状／非同軸形状）によらず、そのインピーダンスの測定の再現性を高めることが可能となる。
【００２３】
なお、前記相互関係式を用いた補正法の一例として本発明は、解析式相対補正法を提案している。
【００２４】
解析式相対補正法による相互関係式の求め方として本発明は、
測定時における前記両測定装置の信号伝達形態を、測定誤差要因を含んで想定する手順と、
前記信号伝達形態における前記実測測定装置の測定値真値を求める理論数式と、前記信号伝達形態における前記基準測定装置の測定値真値を求める理論数式とを、それぞれ作成する手順と、
未定係数を含み前記基準測定装置の測定値真値と前記実測測定装置の測定値真値との間の関係を一義的に示す数式からなる前記相互関係式を、前記両理論数式に基づいて作成する手順と、
前記補正用データ取得試料のインピーダンスを、前記基準測定装置と前記実測測定装置とによりそれぞれ測定する手順と、
前記両測定装置で測定した前記補正用データ取得試料のインピーダンスの測定値を、前記相互関係式に代入することで、前記未定係数を特定する手順と、
を含むことに特徴を有している。
【００２５】
本発明の測定誤差の補正方法は電子部品の良否判定方法において、最適に実施することができる。この場合、電子部品の良否判定方法は、基準測定装置によって測定した場合のインピーダンスを要求特性とされる測定対象電子部品を、測定結果が前記基準測定装置に一致しない実測測定装置により測定し、その測定結果に基づいて良否判定を行うことにより構成される。
【００２６】
このような判定方法において、本発明を実施する場合には、前記実測測定装置によって測定した前記測定対象電子部品のインピーダンスを、本発明の測定誤差の補正方法によって補正し、この補正後のインピーダンスと前記要求特性とを比較して前記測定対象電子部品の良否を判定すればよい。そうすれば、測定対象電子部品の良否を精度高く判定することができる。
【００２７】
本発明は、上述した測定誤差の補正方法を実施できる測定装置としては、次の電子部品特性測定装置を提案する。
【００２８】
この測定装置は、測定対象電子部品のインピーダンスを測定する測定手段を有するものの、その測定結果が基準測定装置と一致しない測定装置であって、
前記測定対象電子部品のインピーダンスと同等のインピーダンスを発生させる補正用データ取得試料の電気特性を前記基準測定装置で測定した測定結果を記憶する記憶手段と、
前記測定手段により測定する前記補正用データ取得試料のインピーダンスと、前記記憶手段で記憶している基準測定装置による前記補正用データ取得試料のインピーダンスとの間の相互関係式を算定する相互関係式算定手段と、
前記測定手段により測定する前記測定対象電気部品のインピーダンスを前記相互関係式に代入したうえで当該相互関係式を計算することで、前記測定対象電気部品のインピーダンスを、前記基準測定装置により測定した場合に得られると推定されるインピーダンスに補正する補正手段と、
を有している。
【００２９】
本発明の測定装置は、具体的には、次のような解析式相対補正法に基づいて構成することができる。
【００３０】
すなわち、前記相互関係式算定手段は、
測定時における前記両測定装置の信号伝達形態を、測定誤差要因を含んで想定する手段と、
前記信号伝達形態における前記実測測定装置の測定値真値を求める理論数式と、前記信号伝達形態における前記基準測定装置の測定値真値を求める理論数式とを、それぞれ作成する手段と、
未定係数を含み前記基準測定装置の測定値真値と前記実測測定装置の測定値真値との間の関係を一義的に示す数式からなる前記相互関係式を、前記両理論数式に基づいて作成する手段と、
前記補正用データ取得試料のインピーダンスを、前記基準測定装置と前記実測測定装置とによりそれぞれ測定する手段と、
前記両測定装置で測定した前記補正用データ取得試料のインピーダンスの測定値を、前記相互関係式に代入することで、前記未定係数を特定する手段と、
を備えている。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面を参照して説明する。本実施形態では、表面実装型のチップコイル等の電子部品を測定対象電子部品として、この電子部品のインピーダンスを、インピーダンスアナライザを有する測定装置で測定する際の測定誤差の補正方法において本発明が実施されている。
【００３２】
図１は本実施形態の測定装置の構成を示す平面図であり、図２は測定治具の構成を示す平面図であり、図３は測定装置を構成するインピーダンスアナライザを示すブロック図であり、図４は測定対象試料（電子部品や補正データ取得試料）の構成を示す裏面図であり、図５は補正データ取得試料の構成を示す平面図である。
【００３３】
基準測定装置１および実測測定装置２を構成する測定装置は、図１に示すように、インピーダンスアナライザ３Ａ，３Ｂと、同軸ケーブル４と、測定治具５Ａ，５Ｂとを備えている。なお、インピーダンスアナライザ３Ａと測定治具５Ａとは基準測定装置１に設けられており、ネットワークアナライザ３Ｂと測定治具５Ｂとは実測測定装置２に設けられている。
【００３４】
インピーダンスアナライザ３Ａ，３Ｂは、１ポートの入出力部を有している。このポートに同軸ケーブル４が接続されている。同軸ケーブル４の遊端には、同軸ケーブルコネクタ６が設けられている。
【００３５】
測定治具５Ａ，５Ｂは、図２に示すように、絶縁基板７と、接続用配線部８と、同軸コネクタ９とを備えている。接続用配線部８は、絶縁基板７の基板表面７ａに形成されており、信号伝送路８ａと、接地線路８ｂ，８ｃとを備えている。信号伝送路８ａは、絶縁基板７の基板表面７ａにおいて、基板一端から基板中央に向かって延出配置されている。接地線路８ｂ，８ｃは、基板表面７ａの中央部において、信号伝送路８ａの両側それぞれに設けられている。
【００３６】
信号伝送路８ａは、基板端部において、同軸コネクタ９の内部導体コンタクト（図示省略）に接続されている。接地線路８ｂ，８ｃは、スルーホール接続部１０を介して基板裏面のグランドパターン（図示省略）に接続されており、さらには、グランドパターンを介して、同軸コネクタ９の外部導体コンタクト（図示省略）に接続されている。
【００３７】
なお、図２においては、基準測定装置１の測定治具（以下、基準測定治具という）５Ａと、実測測定装置２の測定治具（以下、実測測定治具という）５Ｂとを、同じ形状を有するものとしているが、これらは、特に同じ形状のものとする必要はない。特に、実測測定治具５Ｂの形状は、自動選別測定機等に適した形状にするなどにより、基準測定治具５Ａと異なる形状にしてもよい。
【００３８】
実測測定装置２を構成するインピーダンスアナライザ３Ｂは、図３に示すように、インピーダンスアナライザ本体２０と、制御部２１とを備えている。制御部２１は、制御部本体２２と、メモリ２３と、相互関係式算定手段２４と、補正手段２５とを備えている。
【００３９】
測定対象電子部品１１Ａや補正データ取得試料１１Ｂは、図４に示すように、その裏面１１ａに、伝送路端子１２ａと、接地端子１２ｂ，１２ｃとを備えている。測定対象電子部品１１Ａや補正データ取得試料１１Ｂの裏面１１ａを測定治具５の基板表面７ａに当接させることで、伝送路端子１２ａ，接地端子１２ｂ，１２ｃを、信号伝送路８ａ，接地線路８ｂ，８ｃに圧着させる。これにより測定対象電子部品１１Ａ，補正データ取得試料１１Ｂは、測定治具５Ａ，５Ｂに測定実装される。
【００４０】
本実施形態では、補正データ取得試料１１Ｂとして、測定装置１，２による測定操作により測定対象電子部品１１Ａの任意のインピーダンスと同等のインピーダンスを発生させる試料を用意する。さらには、本実施形態では、補正データ取得試料１１Ｂとして、測定装置により発生させるインピーダンスが互いに異なる複数（例えば３個）の試料１１Ｂ１ 〜 ３を用意する。なお、一般的に、電子部品においては、厳密に言って同一のインピーダンスを有するものは存在しない。そのため、試料１１Ｂ１ 〜 ３として、汎用の電子部品を用いても、それらのインピーダンスは互いに異なることになる。しかしながら、意図的にかつ厳密にインピーダンスの異なる試料１１Ｂ１ 〜 ３を作製する場合には次のようになされる。
【００４１】
すなわち、この場合の補正データ取得試料１１Ｂ１ 〜 ３は、図５に示すように、測定対象電子部品１１Ａと同等の形状を有する絶縁矩形体１３を有している。絶縁矩形体１３には、測定対象電子部品１１Ａの伝送路端子１２ａや接地端子１２ｂ，１２ｃと同等の構造を有する擬似伝送路端子１４ａ、および擬似接地端子１４ｂ，１４ｃが設けられている。これら擬似伝送路端子１４ａ，擬似接地端子１４ｂ，１４ｃは、枠体１３の下面から側面を介して上面１３ａまで延出した形状に形成されている。これら擬似伝送路端子１４ａ，擬似接地端子１４ｂ，１４ｃの矩形体上面側延出端は、それぞれ実装端子１５ａ〜１５ｃを構成している。
【００４２】
互いに隣り合う実装端子（１５ａと１５ｂ），（１５ａと１５ｃ）の間には、抵抗素子等からなるインピーダンス調整用素子１６ａ，１６ｂが実装されている。
【００４３】
このようにしてインピーダンス調整用素子１６ａ，１６ｂが実装された補正データ取素子１１Ｂ１ 〜 ３では、インピーダンス調整用素子１６ａ，１６ｂの電気特性（抵抗素子である場合には抵抗値）を任意に設定することで、補正データ取得試料１１Ｂ１ 〜 ３のインピーダンスをランダムに設定することが可能である。本実施形態では、測定装置による測定操作で生じさせるインピーダンスの正確な値を補正データ取得試料１１Ｂ１ 〜 ３に予め設定しておく必要はない。そのため、その分だけ補正データ取得試料１１Ｂ１ 〜 ３の作製コストを低く抑えることができる。
【００４４】
以下、本実施形態の測定装置による測定誤差の補正方法（解析式相対補正方法）を説明する。
【００４５】
まず、その概要を説明する。非同軸形状試料のインピーダンス測定における共通の課題として、インピーダンスの測定結果が測定装置によって異なった値となってしまうというものがある。具体的には、ユーザ保証を行う治具（基準測定治具５Ａ）を含んだ測定装置（基準測定装置１）による補正データ取得試料１１Ｂの測定結果と、出荷検査時に使用する治具（実測測定治具５Ｂ）を含んだ測定装置（実測測定装置２）による補正データ取得試料１１Ｂの測定結果とが異なってしまうという課題である。このような測定結果の不一致は、出荷検査時におけるユーザ保証を不可能にしてしまう。
【００４６】
そこで、本実施形態では、このような課題に対して、実測測定装置２による測定結果から基準測定装置１による測定結果を相対補正法に基づいた計算によって推定している。
【００４７】
以下、本実施形態の補正方法（解析式相対補正法）の理論を説明する。
【００４８】
まず、各測定系（基準測定装置１および実測測定装置２）の誤差要因を図６に示される信号伝達形態によってモデル化する。
【００４９】
図６において、Ｆは測定系の誤差要因である。Ｚは被検体試料（測定対象電子部品１１Ａや補正試料取得試料１１Ｂ）のインピーダンス値である。ＶＭは測定装置１，２によって観測される電圧である。電圧ＶＭは、被検体試料や誤差要因Ｆに印加される電圧である。ＶＡは被検体試料に実際に印加される電圧である。ＩＭは測定装置１，２によって観測される電流である。電流ＩＭは、被検体試料や誤差要因Ｆに流れる電流である。ＩＡは被検体試料に実際に流れる電流である。
【００５０】
誤差要因Ｆは、例えば、測定用ケーブルが有する抵抗，インダクタンス（残留インピーダンス），ケーブル容量（浮遊アドミタンス）等により生じる。誤差要因ＦをいわゆるＦ行列で表現すると、次の（１）式のようになる。
【００５１】
【数１】
ここで、測定装置１，２が測定するインピーダンスＺＭは、次の（２），（２’）式により求められる。
ＺＭ＝ＶＭ／ＩＭ …（２）
ＺＡ＝ＶＡ／ＩＡ …（２’）
上記（２），（２’）式を（１）式に代入することにより、次の（３）式が得られる。
ＺＡ＝（Ｄ・ＺＭ−Ｂ）／（Ｃ・ＺＭ−Ａ） …（３）
上記（３）式におけるＺＡは被検体試料のインピーダンス真値を示している。上記（３）式は有理式であり、誤差要因を構成する４つの未知数Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ（以下、これら未知数を誤差項Ａ〜Ｄという）のうち一つは明らかに自由に選択することができる。そのため、例えば、誤差項Ｄ＝１とおいたうえで、残りの３つの誤差項Ａ，Ｂ，Ｃを決定することにより、測定装置１，２が観測するインピーダンスＺＭから被検体試料のインピーダンス真値ＺＡを決定することができる。
【００５２】
しかしながら、被検体試料が非同軸形状を有する場合、１ＭＨｚ〜数ＧＨｚ程度の高周波帯域におけるインピーダンスが既知である標準器（標準器として機能する電子部品）を作製することは、現状ではほとんど不可能である。
【００５３】
そこで、本実施形態では、次のようにして被検体試料の実測測定装置の測定値を補正して被検体試料の基準測定装置における測定値を精度高く推定している。ここで、まず、測定の誤差要因Ｆ１を決定する誤差項Ａ１，Ｂ１，Ｃ１，Ｄ１が同定された基準測定装置１があり、この基準測定装置１によって補正データ取得試料１１Ｂのインピーダンス測定値ＺＭ１が測定されたと仮定する。
【００５４】
この場合、補正データ取得試料１１Ｂのインピーダンス真値ＺＡは、基準測定装置１によるインピーダンス測定値ＺＭ１から、次の理論数式（４）により求められる。
ＺＡ＝（Ｄ１・ＺＭ１−Ｂ１）／（Ｃ１・ＺＭ１−Ａ１） …（４）
同様に、測定の誤差要因Ｆ２を決定する誤差項Ａ２，Ｂ２，Ｃ２，Ｄ２が同定された実測測定装置２があり、この実測測定装置２によって補正データ取得試料１１Ｂのインピーダンス測定値ＺＭ２が測定されたと仮定する。
【００５５】
この場合、補正データ取得試料１１Ｂのインピーダンス真値ＺＡは、実測測定装置２によるインピーダンス測定値ＺＭ２から、次の理論数式（５）式により求められる。
ＺＡ＝（Ｄ２・ＺＭ２−Ｂ２）／（Ｃ２・ＺＭ２−Ａ２） …（５）
ここで、測定系は異なっていても、同じ補正データ取得試料１１Ｂを測定しているのであるからインピーダンス真値ＺＡは等しい。したがって、理論数式（４）と理論数式（５）の右辺同士は等しいことになる。そのため、次の（６）式が成立する。
【００５６】
さらに、上記（６）式を整理することによりの、次の（７）式が得られる。
【００５７】
上記（７）式において、右辺の分子・分母を（Ａ１・Ｄ２−Ｂ１・Ｃ２）で除したうえで適当な変数変換を行うことにより、未定係数が３個の次の（８）式が得られる。（８）式が本発明におけるインピーダンス測定の相対補正式である。
ＺＭ１＝（ＺＭ２＋α）／（β・ＺＭ２＋γ） …（８）
上記相互関係式（８）において未定係数α，β，γが同定できれば、実測測定装置２の測定結果ＺＭ２から基準測定装置１による測定結果ＺＭ１を精度高く推定することができる。
【００５８】
なお、仮に基準測定装置１が全く誤差要因Ｆのない完璧な測定装置であったとすると、このような理想的な基準測定装置１と実測測定装置２との間の相対補正を行うことになる。このような相対補正は、１ポート測定系の誤差除去式である上記（７）と一致するはずである。
【００５９】
実際、基準測定装置１を誤差要因Ｆのない完璧な装置とみなす場合、上記相互関係式（８）において、係数Ａ１＝１，Ｂ１＝０，Ｃ１＝０，Ｄ１＝１となる。そうすると、上記相互関係式（８）により得られるインピーダンス測定値ＺＭ１の値は、上記（７）式により得られるインピーダンス測定値ＺＭ１の値に一致する。
【００６０】
上記相互関係（８）においては、未定係数がα，β，γの３個含まれており、ＺＭ１およびＺＭ２の二つの変数は測定により得られる値である。そのため、補正データ取得試料１１Ｂとして、３個の試料を準備したうえで、これらの補正データ取得試料１１Ｂのインピーダンスを基準測定装置１と実測測定装置２とで測定すれば、未定係数α，β，γを同定することができる。つまり、この誤差補正方法を用いれば、補正データ取得試料１１Ｂのインピーダンス真値や測定装置１，２が有する誤差項Ａ１，Ｂ１，Ｃ１，Ｄ１，Ａ２，Ｂ２，Ｃ２，Ｄ２等は全く未知のままでも未定係数α，β，γを同定することができる。
【００６１】
相互関係式（８）において３つの補正データ取得試料１１Ｂのインピーダンス測定値を代入したうえで整理することで、次の相互関係式（９）が得られる。
【００６２】
【数２】
なお、（８），（９）に示した本発明における相互関係式は、基準測定装置１の測定値真値と実測測定装置２の測定値真値との間の関係を一義的に示す関係式である。ここでいう一義的とは両真値がほぼ正確に一致することをいう。また、ここいうほぼ正確とは、図９を参照して後述するように、補正誤差±０．８％以内に収まる程度の補正精度を示す。
【００６３】
相互関係式（９）式中において、ＺＭ２（１），ＺＭ２（２），ＺＭ１（１）等に示されるように、下付文字Ｍ１，Ｍ２の末尾に付与されている数字（１），（２），（３）は、その数字の番号を付与された補正データ取得試料１１Ｂ１ 〜 ３のインピーダンス測定値であることを示している。
【００６４】
なお、以上説明した補正方法においては、未定係数α，β，γを、３個の補正データ取得試料１１Ｂ１ 〜 ３のインピーダンス測定値ＺＭ２（１） 〜 Ｍ２（３）から３元１次連立方程式の解として算出している。しかしながら、４個以上の補正データ取得試料１１Ｂ１ 〜 ｎについてインピーダンス測定値ＺＭ２（１） 〜 Ｍ２（ｎ）を測定したうえで、最小自乗法などの最尤法を用いてこれら未定係数α，β，γを同定してもよい。そうすれば、補正データ取得試料１１Ｂの測定時において生じる測定誤差の影響を低減することができる。
【００６５】
また、上述した相互関係式（９）は３次の行列式であって数学的には非常に簡単な構成であるものの、作業者による手計算で解を得るには手間がかかる。そのため、計算機を用いた自動計算において汎用されているアルゴリズム，例えば、ＬＵ分解法などを用いて上述した相互関係式（９）を計算すれば計算の自動化を図ることができる。
【００６６】
次に、本発明のインピーダンス補正方法により補正した結果を説明する。図７は補正を実施したシステムの構成を示している。このシステムにおいて、基準測定装置１と実測測定装置２とは、インピーダンスアナライザ１００と、基準測定治具１０１と、実測測定治具１０２とを備えている。
【００６７】
インピーダンスアナライザ１００は４２９１Ａ（アジレント・テクノロジー製）から構成されている。インピーダンスアナライザ１００はテストヘッド１００ａを有している。テストヘッド１００ａは校正面１００ｂを有しており、この校正面１００ｂにＡＰＣ７（７ｍｍ直径のコネクタ）−ＳＭＡ（３．５ｍｍ直径のコネクタ）変換アダプタ１０３が取り付けられている。基準測定治具１０１と実測測定治具１０２とはＳＭＡコネクタ１０４を備えており、このコネクタ１０４をアダプタ１０３に装着することで、治具１０１，１０２はテストヘッド１００ａの校正面１００ｂに取り付け可能となっている。
【００６８】
ただし、実測測定治具１０２は、３ｄＢの減衰器（ＭＫＴ：タイセー社製）１０５と１．５ｍのセミフレキシブル同軸ケーブル（ＦＬＥＸＣＯ社製）１０６とを介してアダプタ１０３に取り付けられている。減衰器１０５と同軸ケーブル１０６とを介在させるのは、実測測定治具１０２に搭載する測定対象電子部品１１Ａが有するインピーダンスに通常発生するよりも大きな誤差を付与するためである。これにより、本発明の補正方法の精度の高さを分かりやすくすることができる。
【００６９】
なお、この構成においては、ＡＰＣ７−ＳＭＡ変換アダプタ１０３は、図１における同軸ケーブルコネクタ６を構成し、ＳＭＡコネクタ１０４は図２における同軸コネクタ９を構成し、基準測定治具１０１は基準測定治具５Ａを構成し、実測測定治具１０２は実測測定治具５Ｂを構成する。
【００７０】
以上のシステムにおいては、インピーダンスアナライザ１００に基準測定治具１０１を装着すれば、基準測定装置１と見なすことができる。また、インピーダンスアナライザ１００に実測測定治具１０２を装着すれば、実測測定装置２と見なすことができる。
【００７１】
以上説明したシステムにおいて、開放，短絡，終端の各補正データ取得試料１１Ｂ１ 〜 ３を基準測定治具１０１，実測測定治具１０２に実装する。そして、各治具１０１，１０２それぞれをテストヘッド１００ａに接続することでインピーダンスを測定する。さらには、測定により得られたインピーダンス測定値を前述した相互関係式（９）に代入することで、未定係数α，β，γを同定する。なお、インピーダンスの測定は、１ＭＨｚ〜１００ＮＨｚの周波数範囲，ポイント数２０１点で実施する。
【００７２】
次に、キャパシタ，インダクタ，１００Ω抵抗，３３０Ω抵抗からなる測定対象電子部品１１Ａ１ 〜 ４を用意し、これら測定対象電子部品１１Ａ１ 〜 ４を実測測定治具１０２に実装する。そして、実測測定治具１０２をテストヘッド１００ａに接続することで、測定対象電子部品１１Ａ１ 〜 ４のインピーダンスをインピーダンスアナライザ１００で測定する。
【００７３】
得られたインピーダンス測定値ＺＭ２（１） 〜 Ｍ２（４）（実測測定装置２の測定値に相当する）を、先に未定係数α，β，γを同定しておいた相互関係式（８），（９）式に代入することで、基準測定装置１の測定値ＺＭ１（１） 〜 Ｍ１（４）を推定する。
【００７４】
次に、測定対象電子部品１１Ａ１ 〜 ４を基準測定治具１０１に実装する。そして、基準測定治具１０１をテストヘッド１００ａに接続することで、測定対象電子部品１１Ａ１ 〜 ４のインピーダンスをインピーダンスアナライザ１００で測定する。測定により得られた測定対象電子部品１１Ａ１〜４のインピーダンス測定値（基準測定装置１での測定真値ＺＡ１ 〜 ４に相当する）と、先に推定しておいた基準測定装置１の測定値ＺＭ１（１） 〜 Ｍ１（４）とを比較する。その比較結果を図８と図９に示す。
【００７５】
図８は、測定結果を示し、図９は１００Ω抵抗と３３０Ω抵抗の測定値の誤差変動を示している。図８において横軸は周波数を示し、縦軸はインピーダンス値を示している。図９において横軸は周波数を示し、縦軸は誤差精度を示している。
また、これらの図において、真Ｌ，真Ｃ，真１００，真３３０は、それぞれ、インダクタ，キャパシタ，１００Ω抵抗，３３０Ω抵抗の基準測定装置１（基準測定治具１００）での測定結果を示している。無Ｌ，無Ｃ，無１００，無３３０は、それぞれ、インダクタ，キャパシタ，１００Ω抵抗，３３０Ω抵抗の実測測定装置２（実測測定治具１０２）での測定結果を示している。相対Ｌ，相対Ｃ，相対１００，相対３３０は、それぞれ、インダクタ，キャパシタ，１００Ω抵抗，３３０Ω抵抗の実測測定装置２（実測測定治具１０２）での補正値を示している。
【００７６】
これらの図から明らかなように、本発明の補正方法を実施することで、±０．８％以内に正確に補正されている。
【００７７】
以下、本実施形態の測定誤差補正方法により補正方法を具体的に説明する。
【００７８】
用意した３個の補正データ取得試料１１Ｂ１ 〜 ３が、基準測定装置１に搭載される。そして、各試料１１Ｂ１ 〜 ３のインピーダンスが各周波数ポイント毎に測定される。 これら基準測定装置１における補正データ取得試料１１Ｂ１ 〜 ３のインピーダンスを測定した結果が、実測測定装置２の図示しないデータ入力部を介して実測測定装置２に予め入力されている。入力された基準測定装置１の測定結果は、制御部本体２２を介してメモリ２３に記憶されている。
【００７９】
一方、実測測定装置２においても、同様に、補正データ取得試料１１Ｂ１ 〜 ３が基準測定装置２に搭載される。そして、補正データ取得試料１１Ｂ１ 〜 ３のインピーダンスが各周波数ポイント毎に測定される。
【００８０】
実測測定装置２による補正データ取得試料１１Ｂ１ 〜 ３のインピーダンス測定結果は、制御部本体２を介して相互関係式算定手段２４に入力される。
【００８１】
相互関係式算定手段２４は、実測測定装置２による補正データ取得試料１１Ｂ１ 〜 ３のインピーダンス測定結果が入力されると、制御部本体２２を介してメモリ２３から、基準測定装置１で測定した補正データ取得試料１１Ｂ１ 〜 ３の測定結果を読み出す。
【００８２】
相互関係式算定手段２４は、基準測定装置１の測定結果と実測測定装置２の測定結果とに基づいて、実測測定装置２による測定結果と基準測定装置１による測定結果との間の相互関係式を算定する。算定は、前述した相互関係式（８），（９）式に基づいて行われる。
【００８３】
以上の準備工程を経たのち、実測測定装置２のインピーダンスアナライザ本体２０により測定対象電気部品１１Ａのインピーダンスが測定される。測定対象電気部品１１Ａの測定結果は、制御部本体２２を介して補正手段２５に入力される。
【００８４】
補正手段２５は、測定対象電気部品１１Ａの測定結果が入力されると、制御部本体２２を介してメモリ２３から相互関係式を読み出す。補正手段２５は、読み出した相互関係式に測定対象電気部品１１Ａの測定結果であるインピーダンス値を代入して計算する。これにより、補正手段２５は、実測測定装置２における測定対象電気部品１１Ａの測定結果（インピーダンス）を、基準測定装置１により測定した場合に得られると推定されるインピーダンスに補正する。補正手段２５は、算定した補正値（インピーダンス）を制御部本体２２を介して外部に出力する。出力は、図示しない表示部により表示出力してもよいし、図示しないデータ出力部によりデータとして出力してもよい。
【００８５】
なお、このような計算処理は、上述したように、インピーダンスアナライザ３Ｂに内蔵された制御部２１により行ってもよいし、インピーダンスアナライザ３に接続された外部コンピュータに対して測定結果を出力してこの外部コンピュータにより行ってもよい。
【００８６】
以上説明した本実施形態の測定結果の補正方法によれば、次のような効果がある。すなわち、電子部品メーカでその電子部品のインピーダンスを保証する場合においては、メーカ側に設けられた測定装置で測定した結果に基づいて、そのインピーダンスが保証される。しかしながら、その電子部品を購入したユーザ側に設けられた測定装置において、その電子部品のインピーダンスを測定したとしても同等の測定結果が出るとは限らない。そのため、これでは、メーカが保証しているインピーダンスを確認することができず、その保証は再現性がなく不確実なものとなってしまう。
【００８７】
これに対して、メーカ側の測定装置を基準測定装置１とし、ユーザ側の測定装置２を実測測定装置としたうえで本実施形態の測定誤差の補正方法を実施すれば、メーカ側の測定結果と同等であると推定されるインピーダンスを、ユーザ側の実測測定装置２における測定結果に基づいてユーザ側で算出することができる。これにより、メーカ側の実施する電子部品の保証を再現することができて、十分に確実なものとなり、したがって、ユーザに受け入れられることが可能となる。
【００８８】
しかも、実測測定装置２の状態を厳密に検査管理する（例えば、実測測定装置２の実測測定治具５Ｂの特性を、基準測定装置１の基準測定治具５Ａの特性と同等となるように調整管理する）ことなく上記補正が行えるので、その分、測定に要するコストを抑えることができる。
【００８９】
さらには、メーカ側においては、量産工程中に多数設置される自動測定選別機を前記実測測定装置として選定することも可能になるので、その分、さらに測定に要するコスト（この場合には不良部品選別コスト）を抑えることができるうえに測定時間の短縮化を図ることができる。
【００９０】
しかも、測定治具５Ａ，５Ｂに起因する測定誤差の補正のみならず、実測測定装置２全体の測定誤差を同時に補正することができるので、実測測定装置２において特別なキャリブレーションを実施する必要もなくなり、その分、さらに測定コストを抑えることができる。
【００９１】
さらには、本実施形態の測定装置では、自動測定選別機に対する組み込み性能や長寿命化を測定特性の安定化より優先させた実測測定治具５Ｂを用いても、その測定結果に何ら影響は出ない。そのため、その分、さらに測定に有するコストを抑えることができるうえに、測定時間の短縮化を図ることができる。
【００９２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、基準測定装置に対して測定結果が完全に一致しない実測測定の測定結果を、基準測定装置の測定結果と同等に補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の測定誤差の補正方法を実施する測定装置の概略構成を示す平面図である。
【図２】本発明の測定誤差の補正方法を実施する測定装置を構成する測定治具の構成を示す平面図である。
【図３】本発明の測定誤差の補正方法を実施する測定装置の構成を示すブロック図である
【図４】本発明の測定誤差の補正方法を実施する測定装置を構成する補正データ取得試料および測定対象電気部品の構成を示す裏面図である。
【図５】本発明の測定誤差の補正方法を実施する測定装置を構成する補正データ取得試料の構成を示す平面図である。
【図６】本発明の測定誤差の補正方法を実施する際に用いる信号伝達形態（誤差モデル）の一例である。
【図７】本発明のインピーダンス補正方法による補正したシステムの構成を示す図である。
【図８】本発明の測定誤差の補正方法を実施して得られる補正データならびに測定結果を示す線図である。
【図９】本発明の測定誤差の補正方法を実施して得られる補正データの誤差精度を示す線図である。
【符号の説明】
１ 基準測定装置
２ 実測測定装置
３Ａ，３Ｂ インピーダンスアナライザ
４ 同軸ケーブル
５Ａ，５Ｂ 測定治具
６ 同軸ケーブルコネクタ
７ 絶縁基板
８ａ 信号伝送路
８ｂ，８ｃ 接地線路
９ 同軸コネクタ
１０ スルーホール接続部
１１Ａ 測定対象電子部品
１１Ｂ 補正データ取得試料
１２ａ 伝送路端子
１２ｂ，１２ｃ 接地端子
１３ 枠体
１４ａ 擬似伝送路端子
１４ｂ，１４ｃ 擬似接地端子
１５ａ〜１５ｃ 実装端子
１６ａ〜１６ｅ インピーダンス調整用素子
２０ インピーダンスアナライザ本体
２１ 制御部
２２ 制御部本体
２３ メモリ
２４ 相互関係式算定手段
２５ 補正手段
１００ インピーダンスアナライザ
１００ａ テストヘッド
１００ｂ 校正面
１０１ 基準測定治具
１０２ 実測測定治具
１０３ ＡＰＣ７−ＳＭＡ変換アダプタ
１０４ ＳＭＡコネクタ
１０５ 減衰器
１０６ 同軸ケーブル
【発明の属する技術分野】
本発明は、測定結果が基準測定装置に一致しない実測測定装置により測定した電子部品のインピーダンスを、前記基準測定装置を用いて測定した場合に得られると推定されるインピーダンスへ補正する測定誤差の補正方法、その補正方法を用いた電子部品の良否判定方法、およびその補正方法を実施する電子部品特性測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品のインピーダンスの測定においては、電子部品のメーカ側に設置された測定装置と、ユーザ側に設置された測定装置といったように、同一ないし同種の電子部品に対して複数の測定装置でそのインピーダンスを測定する場合がある。
【０００３】
このような場合、測定装置によってその測定誤差が互いに異なるために、測定の再現性が低く、同一ないし同種の電子部品に対して異なる測定装置で行った測定結果が同等にならない、という不具合が生じる。
【０００４】
低周波域におけるインピーダンスの測定においては、このような測定誤差は比較的小さなものであってそれほど問題とはならない。しかしながら、１ＭＨｚ以上２ＧＨｚ以下の高周波域におけるインピーダンスを測定する場合においては、各測定装置間の測定誤差が顕著なものとなる。そのため、このような周波数帯の測定の再現性を高めるために、オープン／ショート補正法、または、オープン／ショート／ロード補正法より、測定値が補正されている。以下、これらの補正方法を説明する。なお、以下の従来例および後述する本発明の実施の形態において実施されるインピーダンス測定とは、アドミタンス測定を含む概念である。
【０００５】
オープン／ショート補正法は、テストフィクスチャ（以下、治具という）による浮遊アドミタンスおよび残留インピーダンスの影響を補正するために、治具をオープン（開放）にした場合におけるインピーダンスと、ショート（短絡）にした場合におけるインピーダンスとをそれぞれ測定する。そのうえで、測定により得られたインピーダンス値に基づいて、被検体単体の特性（インピーダンス）を計算によって算出する補正方法である。
【０００６】
オープン／ショート／ロード補正法は、上述したオープン／ショート測定を実施したうえで、さらに、物理的真値が既知であるロードデバイスを前記治具に実装した状態で上述したのと同様のオープン／ショート測定を実施する。そのうえで、測定により得られたインピーダンス値に基づいて、被検体単体の特性（インピーダンス）を計算によって算出する。この補正方法は、オープン／ショート補正法よりも高い精度の補正が得られる（例えば、非特許文献１参照）。
【０００７】
【非特許文献１】
ＨＰ４２８４ＡプレシジョンＬＣＲメータ取扱説明書（１９９６年１２月／３３）のｐ．６−１５〜ｐ．６−１８
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のオープン／ショート補正法では、次の２条件のうちのいずれかを満足させる必要がある。
【０００９】
第１の条件は、浮遊アドミスタンスおよび残留インダクタンスの影響を求めるために理想的なオープン状態や理想的なショート状態においてインピーダンス測定を実施するという条件である。
【００１０】
第２の条件は、オープン状態やショート状態とした場合の治具のインピーダンスが既知であるという条件である。
【００１１】
しかしながら、これらの条件は次のような理由により満足させることは不可能である。すなわち、治具のオープン状態、ショート状態は理想状態であって実現不可能であるため、上記第１の条件を現実に満足させることはできない。
【００１２】
また、治具をオープン状態にしたとしても浮遊インダクタンスは発生し、ショート状態にしても残留インダクタンスは発生する。そのため、上記した従来例においては、
・浮遊アドミタンスの変動を抑制するためにオープン補正実施中は治具の近傍において操作者は手を動かすべきでないこと、
・残留インピーダンスを出来る限り小さくするためにショート補正時におけるショートデバイスとして用いる短絡板には導電率の高い金属板を用いるべきであること、
等の注意事項が記載されている。
【００１３】
しかしながら、これらの注意事項を忠実に守ったとしても、真のオープン状態／真のショート状態を実現することは不可能であり、そのために精度の高い補正は不可能である。
【００１４】
また、オープン／ショート／ロード補正法は、オープン／ショート補正法が有する上記不都合を同様に有するのは勿論である。さらには、オープン／ショート／ロード補正法はロード補正に用いるデバイスの較正値を正確に測定することができないという不都合も有している。以下、説明する。
【００１５】
オープン／ショート／ロード補正法において、ロード補正を実施する場合には、物理的真値が既知のデバイス（以下、標準器という）が必要となる。従来例には、予めインピーダンスを測定しておいた測定対象電子部品（チップコンデンサやチップコイル等）を標準器として用いても良いことが記載されている。しかしながら、このような補正方法が実施できるのは、測定周波数が十分に低くて浮遊アドミタンスや残留インピーダンスの影響を無視しても測定精度を維持できる場合だけである。具体的には、測定周波数が数１ＭＨｚ程度未満であれば、上記補正方法は有効である。
【００１６】
これに対して、近年の信号帯域の高周波化要求に伴って、電子部品に対して１ＭＨｚ〜数ＧＨｚ程度の高周波帯域におけるインピーダンス保証が求められつつある。しかしながら、上記補正方法ではこのような高周波帯域のインピーダンス保証に必要な補正精度を得ることができない。以下、説明する。
【００１７】
１ＭＨｚ〜数ＧＨｚ程度の高周波帯域において、インピーダンスを測定する場合には、浮遊アドミタンスや残留インピーダンスの影響を無視することができない。そのため、測定時の補正精度を十分に高いものとするうえで、浮遊アドミタンスや残留インピーダンスを正確に把握することが必要となる。これらの浮遊残留特性を把握するためには、標準器として使用する電子部品のインピーダンスを精度高く測定することが必要となる。
【００１８】
しかしながら、そのような精度の高いインピーダンス測定を電子部品に実施するためには、その電子部品を測定する際に用いる治具を補正しなければならず、そのような補正を行うためにはさらに別の標準器が必要となる。このことから分かるように、オープン／ショート／ロード補正法によって、１ＭＨｚ〜数ＧＨｚ程度の高周波帯域で高精度の補正を実施することは、極めて精度の高い標準器がない限り実質的に不可能である。
【００１９】
測定対象が同軸コネクタを有する場合には、インピーダンスの物理的真値が極めて正確に規定された標準器が入手可能である。しかしながら、そのような標準器は同軸コネクタに取り付け可能な形状を有する電子部品においてのみ作製可能であり、チップコンデンサやチップコイルといった一般的な電子部品においてそのような標準器を作製することは実質的に不可能である。
【００２０】
したがって、本発明の主たる課題は、１ＭＨｚ〜数ＧＨｚ程度の高周波帯域で高精度に測定インピーダンスを補正することが可能な補正方法を提供することである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するためには、本発明では、測定対象電子部品のインピーダンスを、測定結果が基準測定装置に一致しない実測測定装置により測定したうえで、その測定値を、前記基準測定装置を用いて測定した場合に得られると推定される電気特性に補正する測定誤差の補正方法であって、
予め、補正用データ取得試料として、測定操作により前記測定対象電子部品のインピーダンスと同等のインピーダンスを発生させる補正用データ取得試料を用意する工程と、
前記補正用データ取得試料のインピーダンスを、前記基準測定装置と前記実測測定装置とによりそれぞれ測定する工程と、
前記実測測定装置による測定結果と前記基準測定装置による測定結果との間の相互関係式を求める工程と、
前記実測測定装置により測定した前記測定対象電気部品のインピーダンスを前記相互関係式に代入したうえで当該相互関係式を計算することで、前記測定対象電気部品のインピーダンスを、前記基準測定装置により測定した場合に得られると推定されるインピーダンスに補正する工程と、
を含むことに特徴を有している。これにより、次のような作用を有する。
【００２２】
インピーダンスが同定されていない補正用データ取得試料を用いた測定結果に基づいて実測測定装置と基準測定装置との間の相互関係式を求め、この相互関係式に基づいて、測定対象電気部品のインピーダンスを、前記基準測定装置により測定した場合に得られると推定されるインピーダンスに補正しているので、高価な標準器を用いたキャリブレーションを必要としなくなるうえ、実測測定装置に用いる実測測定治具等の調整も必要としなくなる。さらには、理論計算により電気特性の補正を行うために、電子部品の形状（同軸形状／非同軸形状）によらず、そのインピーダンスの測定の再現性を高めることが可能となる。
【００２３】
なお、前記相互関係式を用いた補正法の一例として本発明は、解析式相対補正法を提案している。
【００２４】
解析式相対補正法による相互関係式の求め方として本発明は、
測定時における前記両測定装置の信号伝達形態を、測定誤差要因を含んで想定する手順と、
前記信号伝達形態における前記実測測定装置の測定値真値を求める理論数式と、前記信号伝達形態における前記基準測定装置の測定値真値を求める理論数式とを、それぞれ作成する手順と、
未定係数を含み前記基準測定装置の測定値真値と前記実測測定装置の測定値真値との間の関係を一義的に示す数式からなる前記相互関係式を、前記両理論数式に基づいて作成する手順と、
前記補正用データ取得試料のインピーダンスを、前記基準測定装置と前記実測測定装置とによりそれぞれ測定する手順と、
前記両測定装置で測定した前記補正用データ取得試料のインピーダンスの測定値を、前記相互関係式に代入することで、前記未定係数を特定する手順と、
を含むことに特徴を有している。
【００２５】
本発明の測定誤差の補正方法は電子部品の良否判定方法において、最適に実施することができる。この場合、電子部品の良否判定方法は、基準測定装置によって測定した場合のインピーダンスを要求特性とされる測定対象電子部品を、測定結果が前記基準測定装置に一致しない実測測定装置により測定し、その測定結果に基づいて良否判定を行うことにより構成される。
【００２６】
このような判定方法において、本発明を実施する場合には、前記実測測定装置によって測定した前記測定対象電子部品のインピーダンスを、本発明の測定誤差の補正方法によって補正し、この補正後のインピーダンスと前記要求特性とを比較して前記測定対象電子部品の良否を判定すればよい。そうすれば、測定対象電子部品の良否を精度高く判定することができる。
【００２７】
本発明は、上述した測定誤差の補正方法を実施できる測定装置としては、次の電子部品特性測定装置を提案する。
【００２８】
この測定装置は、測定対象電子部品のインピーダンスを測定する測定手段を有するものの、その測定結果が基準測定装置と一致しない測定装置であって、
前記測定対象電子部品のインピーダンスと同等のインピーダンスを発生させる補正用データ取得試料の電気特性を前記基準測定装置で測定した測定結果を記憶する記憶手段と、
前記測定手段により測定する前記補正用データ取得試料のインピーダンスと、前記記憶手段で記憶している基準測定装置による前記補正用データ取得試料のインピーダンスとの間の相互関係式を算定する相互関係式算定手段と、
前記測定手段により測定する前記測定対象電気部品のインピーダンスを前記相互関係式に代入したうえで当該相互関係式を計算することで、前記測定対象電気部品のインピーダンスを、前記基準測定装置により測定した場合に得られると推定されるインピーダンスに補正する補正手段と、
を有している。
【００２９】
本発明の測定装置は、具体的には、次のような解析式相対補正法に基づいて構成することができる。
【００３０】
すなわち、前記相互関係式算定手段は、
測定時における前記両測定装置の信号伝達形態を、測定誤差要因を含んで想定する手段と、
前記信号伝達形態における前記実測測定装置の測定値真値を求める理論数式と、前記信号伝達形態における前記基準測定装置の測定値真値を求める理論数式とを、それぞれ作成する手段と、
未定係数を含み前記基準測定装置の測定値真値と前記実測測定装置の測定値真値との間の関係を一義的に示す数式からなる前記相互関係式を、前記両理論数式に基づいて作成する手段と、
前記補正用データ取得試料のインピーダンスを、前記基準測定装置と前記実測測定装置とによりそれぞれ測定する手段と、
前記両測定装置で測定した前記補正用データ取得試料のインピーダンスの測定値を、前記相互関係式に代入することで、前記未定係数を特定する手段と、
を備えている。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面を参照して説明する。本実施形態では、表面実装型のチップコイル等の電子部品を測定対象電子部品として、この電子部品のインピーダンスを、インピーダンスアナライザを有する測定装置で測定する際の測定誤差の補正方法において本発明が実施されている。
【００３２】
図１は本実施形態の測定装置の構成を示す平面図であり、図２は測定治具の構成を示す平面図であり、図３は測定装置を構成するインピーダンスアナライザを示すブロック図であり、図４は測定対象試料（電子部品や補正データ取得試料）の構成を示す裏面図であり、図５は補正データ取得試料の構成を示す平面図である。
【００３３】
基準測定装置１および実測測定装置２を構成する測定装置は、図１に示すように、インピーダンスアナライザ３Ａ，３Ｂと、同軸ケーブル４と、測定治具５Ａ，５Ｂとを備えている。なお、インピーダンスアナライザ３Ａと測定治具５Ａとは基準測定装置１に設けられており、ネットワークアナライザ３Ｂと測定治具５Ｂとは実測測定装置２に設けられている。
【００３４】
インピーダンスアナライザ３Ａ，３Ｂは、１ポートの入出力部を有している。このポートに同軸ケーブル４が接続されている。同軸ケーブル４の遊端には、同軸ケーブルコネクタ６が設けられている。
【００３５】
測定治具５Ａ，５Ｂは、図２に示すように、絶縁基板７と、接続用配線部８と、同軸コネクタ９とを備えている。接続用配線部８は、絶縁基板７の基板表面７ａに形成されており、信号伝送路８ａと、接地線路８ｂ，８ｃとを備えている。信号伝送路８ａは、絶縁基板７の基板表面７ａにおいて、基板一端から基板中央に向かって延出配置されている。接地線路８ｂ，８ｃは、基板表面７ａの中央部において、信号伝送路８ａの両側それぞれに設けられている。
【００３６】
信号伝送路８ａは、基板端部において、同軸コネクタ９の内部導体コンタクト（図示省略）に接続されている。接地線路８ｂ，８ｃは、スルーホール接続部１０を介して基板裏面のグランドパターン（図示省略）に接続されており、さらには、グランドパターンを介して、同軸コネクタ９の外部導体コンタクト（図示省略）に接続されている。
【００３７】
なお、図２においては、基準測定装置１の測定治具（以下、基準測定治具という）５Ａと、実測測定装置２の測定治具（以下、実測測定治具という）５Ｂとを、同じ形状を有するものとしているが、これらは、特に同じ形状のものとする必要はない。特に、実測測定治具５Ｂの形状は、自動選別測定機等に適した形状にするなどにより、基準測定治具５Ａと異なる形状にしてもよい。
【００３８】
実測測定装置２を構成するインピーダンスアナライザ３Ｂは、図３に示すように、インピーダンスアナライザ本体２０と、制御部２１とを備えている。制御部２１は、制御部本体２２と、メモリ２３と、相互関係式算定手段２４と、補正手段２５とを備えている。
【００３９】
測定対象電子部品１１Ａや補正データ取得試料１１Ｂは、図４に示すように、その裏面１１ａに、伝送路端子１２ａと、接地端子１２ｂ，１２ｃとを備えている。測定対象電子部品１１Ａや補正データ取得試料１１Ｂの裏面１１ａを測定治具５の基板表面７ａに当接させることで、伝送路端子１２ａ，接地端子１２ｂ，１２ｃを、信号伝送路８ａ，接地線路８ｂ，８ｃに圧着させる。これにより測定対象電子部品１１Ａ，補正データ取得試料１１Ｂは、測定治具５Ａ，５Ｂに測定実装される。
【００４０】
本実施形態では、補正データ取得試料１１Ｂとして、測定装置１，２による測定操作により測定対象電子部品１１Ａの任意のインピーダンスと同等のインピーダンスを発生させる試料を用意する。さらには、本実施形態では、補正データ取得試料１１Ｂとして、測定装置により発生させるインピーダンスが互いに異なる複数（例えば３個）の試料１１Ｂ１ 〜 ３を用意する。なお、一般的に、電子部品においては、厳密に言って同一のインピーダンスを有するものは存在しない。そのため、試料１１Ｂ１ 〜 ３として、汎用の電子部品を用いても、それらのインピーダンスは互いに異なることになる。しかしながら、意図的にかつ厳密にインピーダンスの異なる試料１１Ｂ１ 〜 ３を作製する場合には次のようになされる。
【００４１】
すなわち、この場合の補正データ取得試料１１Ｂ１ 〜 ３は、図５に示すように、測定対象電子部品１１Ａと同等の形状を有する絶縁矩形体１３を有している。絶縁矩形体１３には、測定対象電子部品１１Ａの伝送路端子１２ａや接地端子１２ｂ，１２ｃと同等の構造を有する擬似伝送路端子１４ａ、および擬似接地端子１４ｂ，１４ｃが設けられている。これら擬似伝送路端子１４ａ，擬似接地端子１４ｂ，１４ｃは、枠体１３の下面から側面を介して上面１３ａまで延出した形状に形成されている。これら擬似伝送路端子１４ａ，擬似接地端子１４ｂ，１４ｃの矩形体上面側延出端は、それぞれ実装端子１５ａ〜１５ｃを構成している。
【００４２】
互いに隣り合う実装端子（１５ａと１５ｂ），（１５ａと１５ｃ）の間には、抵抗素子等からなるインピーダンス調整用素子１６ａ，１６ｂが実装されている。
【００４３】
このようにしてインピーダンス調整用素子１６ａ，１６ｂが実装された補正データ取素子１１Ｂ１ 〜 ３では、インピーダンス調整用素子１６ａ，１６ｂの電気特性（抵抗素子である場合には抵抗値）を任意に設定することで、補正データ取得試料１１Ｂ１ 〜 ３のインピーダンスをランダムに設定することが可能である。本実施形態では、測定装置による測定操作で生じさせるインピーダンスの正確な値を補正データ取得試料１１Ｂ１ 〜 ３に予め設定しておく必要はない。そのため、その分だけ補正データ取得試料１１Ｂ１ 〜 ３の作製コストを低く抑えることができる。
【００４４】
以下、本実施形態の測定装置による測定誤差の補正方法（解析式相対補正方法）を説明する。
【００４５】
まず、その概要を説明する。非同軸形状試料のインピーダンス測定における共通の課題として、インピーダンスの測定結果が測定装置によって異なった値となってしまうというものがある。具体的には、ユーザ保証を行う治具（基準測定治具５Ａ）を含んだ測定装置（基準測定装置１）による補正データ取得試料１１Ｂの測定結果と、出荷検査時に使用する治具（実測測定治具５Ｂ）を含んだ測定装置（実測測定装置２）による補正データ取得試料１１Ｂの測定結果とが異なってしまうという課題である。このような測定結果の不一致は、出荷検査時におけるユーザ保証を不可能にしてしまう。
【００４６】
そこで、本実施形態では、このような課題に対して、実測測定装置２による測定結果から基準測定装置１による測定結果を相対補正法に基づいた計算によって推定している。
【００４７】
以下、本実施形態の補正方法（解析式相対補正法）の理論を説明する。
【００４８】
まず、各測定系（基準測定装置１および実測測定装置２）の誤差要因を図６に示される信号伝達形態によってモデル化する。
【００４９】
図６において、Ｆは測定系の誤差要因である。Ｚは被検体試料（測定対象電子部品１１Ａや補正試料取得試料１１Ｂ）のインピーダンス値である。ＶＭは測定装置１，２によって観測される電圧である。電圧ＶＭは、被検体試料や誤差要因Ｆに印加される電圧である。ＶＡは被検体試料に実際に印加される電圧である。ＩＭは測定装置１，２によって観測される電流である。電流ＩＭは、被検体試料や誤差要因Ｆに流れる電流である。ＩＡは被検体試料に実際に流れる電流である。
【００５０】
誤差要因Ｆは、例えば、測定用ケーブルが有する抵抗，インダクタンス（残留インピーダンス），ケーブル容量（浮遊アドミタンス）等により生じる。誤差要因ＦをいわゆるＦ行列で表現すると、次の（１）式のようになる。
【００５１】
【数１】
ＺＭ＝ＶＭ／ＩＭ …（２）
ＺＡ＝ＶＡ／ＩＡ …（２’）
上記（２），（２’）式を（１）式に代入することにより、次の（３）式が得られる。
ＺＡ＝（Ｄ・ＺＭ−Ｂ）／（Ｃ・ＺＭ−Ａ） …（３）
上記（３）式におけるＺＡは被検体試料のインピーダンス真値を示している。上記（３）式は有理式であり、誤差要因を構成する４つの未知数Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ（以下、これら未知数を誤差項Ａ〜Ｄという）のうち一つは明らかに自由に選択することができる。そのため、例えば、誤差項Ｄ＝１とおいたうえで、残りの３つの誤差項Ａ，Ｂ，Ｃを決定することにより、測定装置１，２が観測するインピーダンスＺＭから被検体試料のインピーダンス真値ＺＡを決定することができる。
【００５２】
しかしながら、被検体試料が非同軸形状を有する場合、１ＭＨｚ〜数ＧＨｚ程度の高周波帯域におけるインピーダンスが既知である標準器（標準器として機能する電子部品）を作製することは、現状ではほとんど不可能である。
【００５３】
そこで、本実施形態では、次のようにして被検体試料の実測測定装置の測定値を補正して被検体試料の基準測定装置における測定値を精度高く推定している。ここで、まず、測定の誤差要因Ｆ１を決定する誤差項Ａ１，Ｂ１，Ｃ１，Ｄ１が同定された基準測定装置１があり、この基準測定装置１によって補正データ取得試料１１Ｂのインピーダンス測定値ＺＭ１が測定されたと仮定する。
【００５４】
この場合、補正データ取得試料１１Ｂのインピーダンス真値ＺＡは、基準測定装置１によるインピーダンス測定値ＺＭ１から、次の理論数式（４）により求められる。
ＺＡ＝（Ｄ１・ＺＭ１−Ｂ１）／（Ｃ１・ＺＭ１−Ａ１） …（４）
同様に、測定の誤差要因Ｆ２を決定する誤差項Ａ２，Ｂ２，Ｃ２，Ｄ２が同定された実測測定装置２があり、この実測測定装置２によって補正データ取得試料１１Ｂのインピーダンス測定値ＺＭ２が測定されたと仮定する。
【００５５】
この場合、補正データ取得試料１１Ｂのインピーダンス真値ＺＡは、実測測定装置２によるインピーダンス測定値ＺＭ２から、次の理論数式（５）式により求められる。
ＺＡ＝（Ｄ２・ＺＭ２−Ｂ２）／（Ｃ２・ＺＭ２−Ａ２） …（５）
ここで、測定系は異なっていても、同じ補正データ取得試料１１Ｂを測定しているのであるからインピーダンス真値ＺＡは等しい。したがって、理論数式（４）と理論数式（５）の右辺同士は等しいことになる。そのため、次の（６）式が成立する。
【００５６】
【００５７】
ＺＭ１＝（ＺＭ２＋α）／（β・ＺＭ２＋γ） …（８）
上記相互関係式（８）において未定係数α，β，γが同定できれば、実測測定装置２の測定結果ＺＭ２から基準測定装置１による測定結果ＺＭ１を精度高く推定することができる。
【００５８】
なお、仮に基準測定装置１が全く誤差要因Ｆのない完璧な測定装置であったとすると、このような理想的な基準測定装置１と実測測定装置２との間の相対補正を行うことになる。このような相対補正は、１ポート測定系の誤差除去式である上記（７）と一致するはずである。
【００５９】
実際、基準測定装置１を誤差要因Ｆのない完璧な装置とみなす場合、上記相互関係式（８）において、係数Ａ１＝１，Ｂ１＝０，Ｃ１＝０，Ｄ１＝１となる。そうすると、上記相互関係式（８）により得られるインピーダンス測定値ＺＭ１の値は、上記（７）式により得られるインピーダンス測定値ＺＭ１の値に一致する。
【００６０】
上記相互関係（８）においては、未定係数がα，β，γの３個含まれており、ＺＭ１およびＺＭ２の二つの変数は測定により得られる値である。そのため、補正データ取得試料１１Ｂとして、３個の試料を準備したうえで、これらの補正データ取得試料１１Ｂのインピーダンスを基準測定装置１と実測測定装置２とで測定すれば、未定係数α，β，γを同定することができる。つまり、この誤差補正方法を用いれば、補正データ取得試料１１Ｂのインピーダンス真値や測定装置１，２が有する誤差項Ａ１，Ｂ１，Ｃ１，Ｄ１，Ａ２，Ｂ２，Ｃ２，Ｄ２等は全く未知のままでも未定係数α，β，γを同定することができる。
【００６１】
相互関係式（８）において３つの補正データ取得試料１１Ｂのインピーダンス測定値を代入したうえで整理することで、次の相互関係式（９）が得られる。
【００６２】
【数２】
【００６３】
相互関係式（９）式中において、ＺＭ２（１），ＺＭ２（２），ＺＭ１（１）等に示されるように、下付文字Ｍ１，Ｍ２の末尾に付与されている数字（１），（２），（３）は、その数字の番号を付与された補正データ取得試料１１Ｂ１ 〜 ３のインピーダンス測定値であることを示している。
【００６４】
なお、以上説明した補正方法においては、未定係数α，β，γを、３個の補正データ取得試料１１Ｂ１ 〜 ３のインピーダンス測定値ＺＭ２（１） 〜 Ｍ２（３）から３元１次連立方程式の解として算出している。しかしながら、４個以上の補正データ取得試料１１Ｂ１ 〜 ｎについてインピーダンス測定値ＺＭ２（１） 〜 Ｍ２（ｎ）を測定したうえで、最小自乗法などの最尤法を用いてこれら未定係数α，β，γを同定してもよい。そうすれば、補正データ取得試料１１Ｂの測定時において生じる測定誤差の影響を低減することができる。
【００６５】
また、上述した相互関係式（９）は３次の行列式であって数学的には非常に簡単な構成であるものの、作業者による手計算で解を得るには手間がかかる。そのため、計算機を用いた自動計算において汎用されているアルゴリズム，例えば、ＬＵ分解法などを用いて上述した相互関係式（９）を計算すれば計算の自動化を図ることができる。
【００６６】
次に、本発明のインピーダンス補正方法により補正した結果を説明する。図７は補正を実施したシステムの構成を示している。このシステムにおいて、基準測定装置１と実測測定装置２とは、インピーダンスアナライザ１００と、基準測定治具１０１と、実測測定治具１０２とを備えている。
【００６７】
インピーダンスアナライザ１００は４２９１Ａ（アジレント・テクノロジー製）から構成されている。インピーダンスアナライザ１００はテストヘッド１００ａを有している。テストヘッド１００ａは校正面１００ｂを有しており、この校正面１００ｂにＡＰＣ７（７ｍｍ直径のコネクタ）−ＳＭＡ（３．５ｍｍ直径のコネクタ）変換アダプタ１０３が取り付けられている。基準測定治具１０１と実測測定治具１０２とはＳＭＡコネクタ１０４を備えており、このコネクタ１０４をアダプタ１０３に装着することで、治具１０１，１０２はテストヘッド１００ａの校正面１００ｂに取り付け可能となっている。
【００６８】
ただし、実測測定治具１０２は、３ｄＢの減衰器（ＭＫＴ：タイセー社製）１０５と１．５ｍのセミフレキシブル同軸ケーブル（ＦＬＥＸＣＯ社製）１０６とを介してアダプタ１０３に取り付けられている。減衰器１０５と同軸ケーブル１０６とを介在させるのは、実測測定治具１０２に搭載する測定対象電子部品１１Ａが有するインピーダンスに通常発生するよりも大きな誤差を付与するためである。これにより、本発明の補正方法の精度の高さを分かりやすくすることができる。
【００６９】
なお、この構成においては、ＡＰＣ７−ＳＭＡ変換アダプタ１０３は、図１における同軸ケーブルコネクタ６を構成し、ＳＭＡコネクタ１０４は図２における同軸コネクタ９を構成し、基準測定治具１０１は基準測定治具５Ａを構成し、実測測定治具１０２は実測測定治具５Ｂを構成する。
【００７０】
以上のシステムにおいては、インピーダンスアナライザ１００に基準測定治具１０１を装着すれば、基準測定装置１と見なすことができる。また、インピーダンスアナライザ１００に実測測定治具１０２を装着すれば、実測測定装置２と見なすことができる。
【００７１】
以上説明したシステムにおいて、開放，短絡，終端の各補正データ取得試料１１Ｂ１ 〜 ３を基準測定治具１０１，実測測定治具１０２に実装する。そして、各治具１０１，１０２それぞれをテストヘッド１００ａに接続することでインピーダンスを測定する。さらには、測定により得られたインピーダンス測定値を前述した相互関係式（９）に代入することで、未定係数α，β，γを同定する。なお、インピーダンスの測定は、１ＭＨｚ〜１００ＮＨｚの周波数範囲，ポイント数２０１点で実施する。
【００７２】
次に、キャパシタ，インダクタ，１００Ω抵抗，３３０Ω抵抗からなる測定対象電子部品１１Ａ１ 〜 ４を用意し、これら測定対象電子部品１１Ａ１ 〜 ４を実測測定治具１０２に実装する。そして、実測測定治具１０２をテストヘッド１００ａに接続することで、測定対象電子部品１１Ａ１ 〜 ４のインピーダンスをインピーダンスアナライザ１００で測定する。
【００７３】
得られたインピーダンス測定値ＺＭ２（１） 〜 Ｍ２（４）（実測測定装置２の測定値に相当する）を、先に未定係数α，β，γを同定しておいた相互関係式（８），（９）式に代入することで、基準測定装置１の測定値ＺＭ１（１） 〜 Ｍ１（４）を推定する。
【００７４】
次に、測定対象電子部品１１Ａ１ 〜 ４を基準測定治具１０１に実装する。そして、基準測定治具１０１をテストヘッド１００ａに接続することで、測定対象電子部品１１Ａ１ 〜 ４のインピーダンスをインピーダンスアナライザ１００で測定する。測定により得られた測定対象電子部品１１Ａ１〜４のインピーダンス測定値（基準測定装置１での測定真値ＺＡ１ 〜 ４に相当する）と、先に推定しておいた基準測定装置１の測定値ＺＭ１（１） 〜 Ｍ１（４）とを比較する。その比較結果を図８と図９に示す。
【００７５】
図８は、測定結果を示し、図９は１００Ω抵抗と３３０Ω抵抗の測定値の誤差変動を示している。図８において横軸は周波数を示し、縦軸はインピーダンス値を示している。図９において横軸は周波数を示し、縦軸は誤差精度を示している。
また、これらの図において、真Ｌ，真Ｃ，真１００，真３３０は、それぞれ、インダクタ，キャパシタ，１００Ω抵抗，３３０Ω抵抗の基準測定装置１（基準測定治具１００）での測定結果を示している。無Ｌ，無Ｃ，無１００，無３３０は、それぞれ、インダクタ，キャパシタ，１００Ω抵抗，３３０Ω抵抗の実測測定装置２（実測測定治具１０２）での測定結果を示している。相対Ｌ，相対Ｃ，相対１００，相対３３０は、それぞれ、インダクタ，キャパシタ，１００Ω抵抗，３３０Ω抵抗の実測測定装置２（実測測定治具１０２）での補正値を示している。
【００７６】
これらの図から明らかなように、本発明の補正方法を実施することで、±０．８％以内に正確に補正されている。
【００７７】
以下、本実施形態の測定誤差補正方法により補正方法を具体的に説明する。
【００７８】
用意した３個の補正データ取得試料１１Ｂ１ 〜 ３が、基準測定装置１に搭載される。そして、各試料１１Ｂ１ 〜 ３のインピーダンスが各周波数ポイント毎に測定される。 これら基準測定装置１における補正データ取得試料１１Ｂ１ 〜 ３のインピーダンスを測定した結果が、実測測定装置２の図示しないデータ入力部を介して実測測定装置２に予め入力されている。入力された基準測定装置１の測定結果は、制御部本体２２を介してメモリ２３に記憶されている。
【００７９】
一方、実測測定装置２においても、同様に、補正データ取得試料１１Ｂ１ 〜 ３が基準測定装置２に搭載される。そして、補正データ取得試料１１Ｂ１ 〜 ３のインピーダンスが各周波数ポイント毎に測定される。
【００８０】
実測測定装置２による補正データ取得試料１１Ｂ１ 〜 ３のインピーダンス測定結果は、制御部本体２を介して相互関係式算定手段２４に入力される。
【００８１】
相互関係式算定手段２４は、実測測定装置２による補正データ取得試料１１Ｂ１ 〜 ３のインピーダンス測定結果が入力されると、制御部本体２２を介してメモリ２３から、基準測定装置１で測定した補正データ取得試料１１Ｂ１ 〜 ３の測定結果を読み出す。
【００８２】
相互関係式算定手段２４は、基準測定装置１の測定結果と実測測定装置２の測定結果とに基づいて、実測測定装置２による測定結果と基準測定装置１による測定結果との間の相互関係式を算定する。算定は、前述した相互関係式（８），（９）式に基づいて行われる。
【００８３】
以上の準備工程を経たのち、実測測定装置２のインピーダンスアナライザ本体２０により測定対象電気部品１１Ａのインピーダンスが測定される。測定対象電気部品１１Ａの測定結果は、制御部本体２２を介して補正手段２５に入力される。
【００８４】
補正手段２５は、測定対象電気部品１１Ａの測定結果が入力されると、制御部本体２２を介してメモリ２３から相互関係式を読み出す。補正手段２５は、読み出した相互関係式に測定対象電気部品１１Ａの測定結果であるインピーダンス値を代入して計算する。これにより、補正手段２５は、実測測定装置２における測定対象電気部品１１Ａの測定結果（インピーダンス）を、基準測定装置１により測定した場合に得られると推定されるインピーダンスに補正する。補正手段２５は、算定した補正値（インピーダンス）を制御部本体２２を介して外部に出力する。出力は、図示しない表示部により表示出力してもよいし、図示しないデータ出力部によりデータとして出力してもよい。
【００８５】
なお、このような計算処理は、上述したように、インピーダンスアナライザ３Ｂに内蔵された制御部２１により行ってもよいし、インピーダンスアナライザ３に接続された外部コンピュータに対して測定結果を出力してこの外部コンピュータにより行ってもよい。
【００８６】
以上説明した本実施形態の測定結果の補正方法によれば、次のような効果がある。すなわち、電子部品メーカでその電子部品のインピーダンスを保証する場合においては、メーカ側に設けられた測定装置で測定した結果に基づいて、そのインピーダンスが保証される。しかしながら、その電子部品を購入したユーザ側に設けられた測定装置において、その電子部品のインピーダンスを測定したとしても同等の測定結果が出るとは限らない。そのため、これでは、メーカが保証しているインピーダンスを確認することができず、その保証は再現性がなく不確実なものとなってしまう。
【００８７】
これに対して、メーカ側の測定装置を基準測定装置１とし、ユーザ側の測定装置２を実測測定装置としたうえで本実施形態の測定誤差の補正方法を実施すれば、メーカ側の測定結果と同等であると推定されるインピーダンスを、ユーザ側の実測測定装置２における測定結果に基づいてユーザ側で算出することができる。これにより、メーカ側の実施する電子部品の保証を再現することができて、十分に確実なものとなり、したがって、ユーザに受け入れられることが可能となる。
【００８８】
しかも、実測測定装置２の状態を厳密に検査管理する（例えば、実測測定装置２の実測測定治具５Ｂの特性を、基準測定装置１の基準測定治具５Ａの特性と同等となるように調整管理する）ことなく上記補正が行えるので、その分、測定に要するコストを抑えることができる。
【００８９】
さらには、メーカ側においては、量産工程中に多数設置される自動測定選別機を前記実測測定装置として選定することも可能になるので、その分、さらに測定に要するコスト（この場合には不良部品選別コスト）を抑えることができるうえに測定時間の短縮化を図ることができる。
【００９０】
しかも、測定治具５Ａ，５Ｂに起因する測定誤差の補正のみならず、実測測定装置２全体の測定誤差を同時に補正することができるので、実測測定装置２において特別なキャリブレーションを実施する必要もなくなり、その分、さらに測定コストを抑えることができる。
【００９１】
さらには、本実施形態の測定装置では、自動測定選別機に対する組み込み性能や長寿命化を測定特性の安定化より優先させた実測測定治具５Ｂを用いても、その測定結果に何ら影響は出ない。そのため、その分、さらに測定に有するコストを抑えることができるうえに、測定時間の短縮化を図ることができる。
【００９２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、基準測定装置に対して測定結果が完全に一致しない実測測定の測定結果を、基準測定装置の測定結果と同等に補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の測定誤差の補正方法を実施する測定装置の概略構成を示す平面図である。
【図２】本発明の測定誤差の補正方法を実施する測定装置を構成する測定治具の構成を示す平面図である。
【図３】本発明の測定誤差の補正方法を実施する測定装置の構成を示すブロック図である
【図４】本発明の測定誤差の補正方法を実施する測定装置を構成する補正データ取得試料および測定対象電気部品の構成を示す裏面図である。
【図５】本発明の測定誤差の補正方法を実施する測定装置を構成する補正データ取得試料の構成を示す平面図である。
【図６】本発明の測定誤差の補正方法を実施する際に用いる信号伝達形態（誤差モデル）の一例である。
【図７】本発明のインピーダンス補正方法による補正したシステムの構成を示す図である。
【図８】本発明の測定誤差の補正方法を実施して得られる補正データならびに測定結果を示す線図である。
【図９】本発明の測定誤差の補正方法を実施して得られる補正データの誤差精度を示す線図である。
【符号の説明】
１ 基準測定装置
２ 実測測定装置
３Ａ，３Ｂ インピーダンスアナライザ
４ 同軸ケーブル
５Ａ，５Ｂ 測定治具
６ 同軸ケーブルコネクタ
７ 絶縁基板
８ａ 信号伝送路
８ｂ，８ｃ 接地線路
９ 同軸コネクタ
１０ スルーホール接続部
１１Ａ 測定対象電子部品
１１Ｂ 補正データ取得試料
１２ａ 伝送路端子
１２ｂ，１２ｃ 接地端子
１３ 枠体
１４ａ 擬似伝送路端子
１４ｂ，１４ｃ 擬似接地端子
１５ａ〜１５ｃ 実装端子
１６ａ〜１６ｅ インピーダンス調整用素子
２０ インピーダンスアナライザ本体
２１ 制御部
２２ 制御部本体
２３ メモリ
２４ 相互関係式算定手段
２５ 補正手段
１００ インピーダンスアナライザ
１００ａ テストヘッド
１００ｂ 校正面
１０１ 基準測定治具
１０２ 実測測定治具
１０３ ＡＰＣ７−ＳＭＡ変換アダプタ
１０４ ＳＭＡコネクタ
１０５ 減衰器
１０６ 同軸ケーブル
Claims (5)
- 測定対象電子部品のインピーダンスを、インピーダンス測定結果が基準測定装置に一致しない実測測定装置により測定したうえで、その測定値を、前記基準測定装置を用いて測定した場合に得られると推定されるインピーダンスに補正する測定誤差の補正方法であって、
予め、補正用データ取得試料として、測定操作により前記測定対象電子部品の任意のインピーダンスと同等のインピーダンスを発生させる補正用データ取得試料を用意する工程と、
前記補正用データ取得試料のインピーダンスを、前記基準測定装置と前記実測測定装置とによりそれぞれ測定する工程と、
前記実測測定装置による測定結果と前記基準測定装置による測定結果との間の相互関係式を求める工程と、
前記実測測定装置により測定した前記測定対象電気部品のインピーダンスを前記相互関係式に代入したうえで当該相互関係式を計算することで、前記測定対象電気部品のインピーダンスを、前記基準測定装置により測定した場合に得られると推定されるインピーダンスに補正する工程と、
を含むことを特徴とする測定誤差の補正方法。 - 請求項１に記載の測定誤差の補正方法において、
前記相互関係式を求める工程は、
測定時における前記両測定装置の信号伝達形態を、測定誤差要因を含んで想定する手順と、
前記信号伝達形態における前記実測測定装置の測定値真値を求める理論数式と、前記信号伝達形態における前記基準測定装置の測定値真値を求める理論数式とを、それぞれ作成する手順と、
未定係数を含み前記基準測定装置の測定値真値と前記実測測定装置の測定値真値との間の関係を一義的に示す数式からなる前記相互関係式を、前記両理論数式に基づいて作成する手順と、
前記補正用データ取得試料のインピーダンスを、前記基準測定装置と前記実測測定装置とによりそれぞれ測定する手順と、
前記両測定装置で測定した前記補正用データ取得試料のインピーダンスの測定値を、前記相互関係式に代入することで、前記未定係数を特定する手順と、
を含むことを特徴とする測定誤差の補正方法。 - 基準測定装置によって測定した場合のインピーダンスを要求特性とされる測定対象電子部品を、測定結果が前記基準測定装置に一致しない実測測定装置により測定し、その測定結果に基づいて良否判定を行う電子部品の良否判定方法であって、
前記実測測定装置によって測定した前記測定対象電子部品のインピーダンスを、請求項１または２に記載の測定誤差の補正方法によって補正し、この補正後のインピーダンスと前記要求特性とを比較して前記測定対象電子部品の良否を判定する、
ことを特徴とする電子部品の良否判定方法。 - 測定対象電子部品のインピーダンスを測定する測定手段を有するものの、その測定結果が基準測定装置と一致しない電子部品特性測定装置であって、
前記測定対象電子部品のインピーダンスと同等のインピーダンスを発生させる補正用データ取得試料のインピーダンスを前記基準測定装置で測定した測定結果を記憶する記憶手段と、
前記測定手段により測定する前記補正用データ取得試料のインピーダンスと、前記記憶手段で記憶している基準測定装置による前記補正用データ取得試料のインピーダンスとの間の相互関係式を算定する相互関係式算定手段と、
前記測定手段により測定する前記測定対象電気部品のインピーダンスを前記相互関係式に代入したうえで当該相互関係式を計算することで、前記測定対象電気部品のインピーダンスを、前記基準測定装置により測定した場合に得られると推定されるインピーダンスに補正する補正手段と、
を有することを特徴とする電子部品特性測定装置。 - 請求項４に記載の電子部品特性測定装置において、
前記相互関係式算定手段は、
測定時における前記両測定装置の信号伝達形態を、測定誤差要因を含んで想定する手段と、
前記信号伝達形態における前記実測測定装置の測定値真値を求める理論数式と、前記信号伝達形態における前記基準測定装置の測定値真値を求める理論数式とを、それぞれ作成する手段と、
未定係数を含み前記基準測定装置の測定値真値と前記実測測定装置の測定値真値との間の関係を一義的に示す数式からなる前記相互関係式を、前記両理論数式に基づいて作成する手段と、
前記補正用データ取得試料のインピーダンスを、前記基準測定装置と前記実測測定装置とによりそれぞれ測定する手段と、
前記両測定装置で測定した前記補正用データ取得試料のインピーダンスの測定値を、前記相互関係式に代入することで、前記未定係数を特定する手段と、
を備えることを特徴とする電子部品特性測定装置。
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