KR101152046B1 - 측정오차의 보정방법 및 전자부품특성 측정장치 - Google Patents

측정오차의 보정방법 및 전자부품특성 측정장치 Download PDF

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Abstract

측정지그의 포트간의 누설신호 성분에 의한 보정오차를 없애 보정 정밀도를 향상시킬 수 있는 측정오차의 보정방법 및 전자부품특성 측정장치를 제공한다.
서로 다른 전기특성을 가지는 보정데이터 취득시료에 대하여, 기준측정지그(20)에 실장한 상태와 시험측정지그(30)에 실장한 상태로 전기특성 SD, ST를 측정한 결과로부터, 시험측정지그 실장상태에서의 측정값과 기준측정지그 실장상태에서의 측정값을 관련짓는 수식 CAij를 결정한다. 수식 CAij는 기준측정지그와 시험측정지그 중 적어도 한쪽의 적어도 2개의 포트간을 직접 전달하는 누설신호의 존재를 상정한 수식이다. 임의의 전자부품에 대하여 시험측정지그(30)에 실장한 상태로 전기특성을 측정하고, 결정한 수식 CAij를 이용해서, 상기 전자부품에 대하여 기준측정지그(20)에 실장한 상태로 측정했다면 얻어졌을 전기특성을 산출한다.

Description

측정오차의 보정방법 및 전자부품특성 측정장치{MEASUREMENT ERROR CORRECTING METHOD AND ELECTRONIC PART CHARACTERISTIC MEASURING INSTRUMENT}
본 발명은 측정오차의 보정방법 및 전자부품특성 측정장치에 관한 것이며, 상세하게는 전자부품의 전기특성을, 시험측정지그에 실장한 상태에서 측정한 결과로부터, 그 전자부품을 기준측정지그에 실장해서 측정했다면 얻어졌을 전기특성의 추정값을 산출하는, 측정오차의 보정방법 및 전자부품특성 측정장치에 관한 것이다.
종래, 표면 실장형 전자부품 등의 동축(同軸) 커넥터를 가지지 않는 전자부품은 동축 커넥터를 가지는 측정지그에 실장하여, 측정지그와 측정장치 사이를 동축 케이블을 통해 접속해서 전기특성이 측정되는 경우가 있다. 이러한 측정에 있어서는, 각각의 측정지그의 특성의 편차나, 각각의 동축 케이블 및 측정장치의 특성의 편차가 측정오차의 원인이 된다.
동축 케이블 및 측정장치에 대해서는, 기준특성을 가지는 표준기를 동축 케이블을 통해 측정장치에 접속해서 측정함으로써, 표준기를 접속한 동축 케이블 선단보다도 측정장치측의 오차를 식별할 수 있다.
그러나 측정지그에 대해서는, 전자부품을 실장하는 부분의 접속 단자와 동축 케이블에 접속하기 위한 동축 커넥터 사이의 전기특성의 오차를 정밀도 좋게 식별하는 것이 불가능하다. 또한, 측정지그간의 특성이 일치하도록 조정하는 것이 용이하지 않다. 특히 넓은 대역폭에서, 측정지그간의 특성이 일치하도록 측정지그를 조정하는 것은 매우 곤란하다.
그래서 보정데이터 취득용 시료를 복수의 측정지그에 실장해서 측정하고, 측정지그간에 있어서의 측정값의 편차로부터, 어느 측정지그(이하, '기준측정지그'라고 함)와 다른 측정지그(이하, '시험측정지그'라고 함) 사이의 상대적인 오차를 보정하는 수식을 미리 도출해 두고, 임의의 전자부품의 전기특성에 대하여, 시험측정지그에 실장한 상태에서 측정한 측정값으로부터, 이 수식을 이용해서, 그 전자부품을 기준측정지그에 실장해서 측정한 측정값의 추정값을 산출하는, 이른바 상대보정법이 제안되어 있다.
예를 들면 기준측정지그는 사용자에 대하여 전기특성을 보증하기 위해 사용하고, 시험측정지그는 전자부품의 제조 공정에서의 양품(良品) 선별을 위한 측정에 사용한다.
구체적으로는, 각 포트에 대하여, 시험측정지그 오차를 제거하는 산란행렬 ST와 기준측정지그 오차의 산란행렬을 합성한 산란행렬(이것을 '상대보정 어댑터'라고 함)을 각각 도출한다. 그 상대보정 어댑터를 시험측정지그 측정값의 산란행렬에 대하여 합성함으로써, 기준측정지그 측정값의 추정값을 산출한다. 상대보정 어댑터는 포트마다 기준측정지그, 시험측정지그의 양쪽에서 적어도 3개의 1포트 보정데이터 취득용 시료(예를 들면 Open, Short, Load와 같은 것)를 측정하여, 이 측정결과로부터 계산할 수 있다.(예를 들면 특허문헌 1, 비특허문헌 1, 2 참조).
일본국 특허공보 제3558074호
GAKU KAMITANI(Murata manufacturing Co., Ltd.) "A METHOD TO CORRECT DIFFERENCE OF IN-FIXTURE MEASUREMENTS AMONG FIXTURES ON RF DEVICES" APMC Vol.2, p1094-1097, 2003 J.P.DUNSMORE, L.BETTS(Agilent Technologies) "NEW METHODS FOR CORRELATING FIXTURED MEASUREMENTS" APMC Vol.1, p568-571, 2003
그러나 상기의 상대보정 어댑터는, 측정지그의 포트간을 직접 전달하고, 포트간에 접속된 전자부품에는 전달되지 않는 누설신호 성분에 관해서는, 보정하는 대상으로서 취급하지 않고 있다. 그 때문에, 적지 않게 측정지그에 존재하는 누설신호 성분에 의해 반드시 보정오차가 남는다.
이러한 보정오차로 인해, 선별 공정에 있어서 양부(良否) 판정의 마진(margin)을 보정오차분만큼 크게 할 필요가 생기므로 양품률 저하의 원인이 된다.
또한, 앞으로 전자부품의 소형화가 진행함에 따라, 포트간의 거리가 짧아지고, 전자부품을 측정하는 측정지그의 누설신호 성분이 커지기 때문에, 보정오차도 필연적으로 커지게 된다. 그 때문에 양부 판정의 마진을 크게 하는 것만으로는 대응할 수 없게 되어, 선별 공정에 있어서 양부 판정 자체가 불가능해질 가능성이 있다.
본 발명은 이러한 실정을 감안하여, 측정지그의 포트간의 누설신호 성분에 의한 보정오차를 없애 보정 정밀도를 향상시킬 수 있는 측정오차의 보정방법 및 전자부품특성 측정장치를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해, 아래와 같이 구성한 측정오차의 보정방법을 제공한다.
측정오차의 보정방법은 2포트 이상의 임의의 n포트를 가지는 전자부품에 대하여, 시험측정지그에 실장한 상태로 전기특성을 측정한 결과로부터, 상기 전자부품을 기준측정지그에 실장한 상태로 측정했다면 얻어졌을 전기특성의 추정값을 산출하는 방법이다. 측정오차의 보정방법은 (1)서로 다른 전기특성을 가지는 적어도 3개의 제1 보정데이터 취득시료에 대하여, 상기 기준측정지그에 실장한 상태로 전기특성을 측정하는 제1 스텝과, (2)a)상기 적어도 3개의 제1 보정데이터 취득시료, b)상기 적어도 3개의 제1 보정데이터 취득시료와 동등한 전기특성을 가진다고 볼 수 있는 적어도 3개의 제2 보정데이터 취득시료, 또는 c)상기 적어도 3개의 제1 보정데이터 취득시료 중 일부와 동등한 전기특성을 가진다고 볼 수 있는 적어도 1개의 제3 보정데이터 취득시료 및 그 밖의 상기 제1 보정데이터 취득시료에 대하여, 상기 시험측정지그에 실장한 상태로 전기특성을 측정하는 제2 스텝과, (3)상기 기준측정지그와 상기 시험측정지그 중 적어도 한쪽의 적어도 2개의 포트간에 있어서 상기 2개의 포트에 접속된 전자부품에 전달되지 않고 상기 2개의 포트간을 직접 전달하는 누설신호의 존재를 상정한 수식으로서, 동일한 전자부품에 대하여 상기 시험측정지그에 실장한 상태로 측정한 전기특성의 측정값과 상기 기준측정지그에 실장한 상태로 측정한 전기특성의 측정값을 관련짓는 수식을, 상기 제1 및 제2 스텝에서 측정한 결과로부터 결정하는 제3 스텝과, (4)임의의 전자부품에 대하여, 상기 시험측정지그에 실장한 상태로 전기특성을 측정하는 제4 스텝과, (5)상기 제4 스텝에서 측정한 결과로부터, 상기 제3 스텝에서 결정한 상기 수식을 이용해서, 상기 전자부품에 대하여 상기 기준측정지그에 실장한 상태로 측정했다면 얻어졌을 전기특성을 산출하는 제5 스텝을 구비한다.
상기 방법에 의하면, 포트간의 누설신호를 상정한 수식을 이용해서 전기특성을 추정하므로, 포트간의 누설신호가 존재하는 시험측정지그나 기준측정지그를 이용해서 상대보정을 할 때에는, 포트간의 누설신호를 전혀 상정하지 않은 수식을 이용해서 전기특성을 추정하는 경우보다, 측정오차의 보정 정밀도가 향상한다.
한편 제1, 제2 및 제4 스텝에 있어서, 시험측정지그 또는 기준측정지그에 접속해서 전기특성을 측정하는 측정계는 동일 특성을 가진다고 볼 수 있으면 되므로, 물리적으로 다른 측정계, 예를 들면 다른 측정장치나 접속 케이블 등을 이용해도 된다.
바람직하게는, 상기 기준측정지그 및 상기 시험측정지그의 각각에 있어서, 상기 누설신호가 존재하는 포트를 전부 보정하고자 한다면, 상기 제1 스텝에 있어서, 서로 다른 전기특성을 가지는 적어도 5개의 상기 제1 보정데이터 취득시료에 대하여, 상기 기준측정지그에 실장한 상태로 전기특성을 측정한다. 상기 제2 스텝에 있어서, 상기 적어도 5개의 제1 보정데이터 취득시료, 상기 적어도 5개의 제1 보정데이터 취득시료와 동등한 전기특성을 가진다고 볼 수 있는 적어도 5개의 상기 제2 보정데이터 취득시료, 또는 상기 적어도 5개의 제1 보정데이터 취득시료 중 일부와 동등한 전기특성을 가진다고 볼 수 있는 적어도 1개의 상기 제3 보정데이터 취득시료 및 그 밖의 상기 제1 보정데이터 취득시료에 대하여, 상기 시험측정지그에 실장한 상태로 전기특성을 측정한다. 상기 제3 스텝에 있어서, 상기 제1 및 제2 스텝에서 측정한 결과로부터 결정하는 상기 수식은 상기 기준측정지그 및 상기 시험측정지그의 각각에 있어서 모든 포트의 누설신호를 보정하는 것을 상정한 수식이다.
즉, 기준측정지그와 시험측정지그 각각에서 누설신호가 존재하는 포트를 전부 보정하고자 한다면, 전체 포트의 누설신호를 보정하는 것을 상정한 수식으로 할 필요가 있다. 예를 들면, 3개의 포트를 가지는 전자부품에 있어서, 포트 1-2 사이에만 누설이 있을 경우, 보정데이터 취득용 시료는 3개여도 된다. 포트 1-2 사이 및 포트 1-3 사이에 누설이 있을 경우, 포트 2-3 사이에도 누설이 있어, 그것도 보정하는 것을 상정한 수식으로 할 필요가 있다. 그 때에는 보정데이터 취득용 시료가 5개 필요하게 된다.
바람직하게는, 상기 제3 스텝에서 결정하는 상기 수식은, 임의의 n포트의 측정에 있어서, 상기 기준측정지그에 있어서의 S파라미터와, 상기 시험측정지그에 있어서의 S파라미터의 사이를, 동일 포트끼리 접속되고, 또한 누설신호의 존재를 상정하는 다른 포트간이 접속된 상대오차보정 회로망 모델에 대하여, (a)상기 기준측정지그에 있어서의 상기 m번째의 보정데이터 취득시료 측정값의 S파라미터 SDm과, (b)상기 시험측정지그에 있어서의 상기 m번째의 보정데이터 취득시료 측정값의 S파라미터 STm과, (c)상기 상대오차보정 회로망 모델의 T파라미터 TCA를 이용해서 표시되는 다음 식,
Figure 112010049386678-pct00001
에 대하여 TCA를 TCA에 있어서의 임의의 하나의 요소로 규격화함으로써 산출되는, 상기 임의의 하나의 요소로 규격화된 상기 회로망 모델의 T파라미터 TCA'이다.
이 경우, 누설신호의 존재를 상정하는 다른 포트간이 접속되어 있는 상대오차보정 회로망을 이용함으로써, 측정오차의 보정 정밀도가 향상한다.
상기 [수학식 1]에, 동일 또는 동일하다고 볼 수 있는 보정데이터 취득용 시료에 대하여, 제1 스텝에서 측정한 SD와, 제2 스텝에서 측정한 ST를 대입하고, TCA'를 미지수로 해서 산출한다.
상대보정 회로망 모델의 TCA'가 결정되면, 제5 스텝에 있어서, 제4 스텝에서 측정한 시험측정지그에서의 S파라미터로부터, 기준측정지그에서의 S파라미터를 산출할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제5 스텝에서 전기특성을 산출하는 상기 수식은, 임의의 n포트의 측정에 있어서, 상기 기준측정지그에 있어서의 S파라미터와, 상기 시험측정지그에 있어서의 S파라미터의 사이를, 동일 포트끼리 접속되고, 또한 누설신호의 존재를 상정하는 다른 포트간이 접속된 회로망 모델에 대하여, (a)상기 전자부품에 대하여 상기 기준측정지그에 실장한 상태로 측정했다면 얻어졌을 S파라미터 SD와, (b)상기 시험측정지그에 있어서의 상기 전자부품 측정값의 S파라미터 ST와, (c)상기 제3 스텝에서 산출된 상기 상대오차보정 회로망 모델의 TCA에 있어서의 임의의 하나의 요소로 규격화된 상기 상대오차보정 회로망 모델의 T파라미터 TCA'를 n×n으로 분할한 정방행렬, TCA11', TCA12', TCA21', TCA22'를 이용해서 표시되는 다음 식,
Figure 112010049386678-pct00002
에 기초하여 산출되는 SD이다.
이 경우, TCA를 TCA에 있어서의 임의의 하나의 요소로 규격화함으로써, [수학식 1]로부터 TCA'를 정밀도 좋게 도출하는 것이 가능해지고, 그 결과 [수학식 2]를 이용해서 시험측정지그에서의 S파라미터로부터, 기준측정지그에서의 S파라미터를 산출할 수 있게 된다.
또한, 본 발명은 아래와 같이 구성한 전자부품특성 측정장치를 제공한다.
전자부품특성 측정장치는 2포트 이상의 임의의 n포트를 가지는 전자부품에 대하여, 시험측정지그에 실장한 상태로 전기특성을 측정한 결과로부터, 상기 전자부품을 기준측정지그에 실장한 상태로 측정했다면 얻어졌을 전기특성을 산출한다. 전자부품특성 측정장치는 (1)상기 기준측정지그와 상기 시험측정지그 중 적어도 한쪽의 적어도 2개의 포트간에 있어서 상기 2개의 포트에 접속된 전자부품에 전달되지 않고 상기 2개의 포트간을 직접 전달하는 누설신호의 존재를 상정한 후에, 동일한 전자부품에 대하여 상기 시험측정지그에 실장한 상태로 측정한 전기특성의 측정값과 상기 기준측정지그에 실장한 상태로 측정한 전기특성의 측정값을 관련짓는 수식으로서, 서로 다른 전기특성을 가지는 적어도 3개의 제1 보정데이터 취득시료에 대하여, 상기 기준측정지그에 실장한 상태로 전기특성을 측정한 제1 측정결과와, 상기 적어도 3개의 제1 보정데이터 취득시료, 상기 적어도 3개의 제1 보정데이터 취득시료와 동등한 전기특성을 가진다고 볼 수 있는 적어도 3개의 제2 보정데이터 취득시료, 또는 상기 적어도 3개의 제1 보정데이터 취득시료 중 일부와 동등한 전기특성을 가진다고 볼 수 있는 적어도 1개의 제3 보정데이터 취득시료 및 그 밖의 상기 제1 보정데이터 취득시료에 대하여, 상기 시험측정지그에 실장한 상태로 전기특성을 측정한 제2 측정결과로부터 결정된 수식을 기억하는 수식기억수단과, (2)임의의 전자부품에 대하여, 상기 시험측정지그에 실장한 상태로 전기특성을 측정한 결과로부터, 상기 수식기억수단에 기억된 상기 수식을 이용해서, 상기 전자부품에 대하여 상기 기준측정지그에 실장한 상태로 측정했다면 얻어졌을 전기특성을 산출하는 전기특성 추정수단을 구비한다.
이 경우, 수식기억수단에 기억된 수식을 이용해서, 기준측정지그에 실장된 상태에서의 전기특성의 추정값을 산출할 수 있다.
한편, 전자부품특성 측정장치는 기준측정지그나 시험측정지그를 통해 전자부품의 특성을 측정하는 측정수단을 구비하거나, 측정수단으로 측정한 결과의 전부 또는 일부를 이용해서, 측정부 수식기억수단에 기억되는 수식을 도출하는 수식산출수단을 구비하거나 해도 된다.
바람직하게는, 상기 기준측정지그 및 상기 시험측정지그의 각각에 있어서, 상기 누설신호가 존재하는 포트를 전부 보정하고자 한다면, 상기 수식기억수단이 기억하는 상기 수식은, 서로 다른 전기특성을 가지는 적어도 5개의 상기 제1 보정데이터 취득시료에 대하여, 상기 기준측정지그에 실장한 상태로 전기특성을 측정한 상기 제1 측정결과와, 상기 적어도 5개의 제1 보정데이터 취득시료, 상기 적어도 5개의 제1 보정데이터 취득시료와 동등한 전기특성을 가진다고 볼 수 있는 적어도 5개의 상기 제2 보정데이터 취득시료, 또는 상기 적어도 5개의 제1 보정데이터 취득시료 중 일부와 동등한 전기특성을 가진다고 볼 수 있는 적어도 1개의 상기 제3 보정데이터 취득시료 및 그 밖의 상기 제1 보정데이터 취득시료에 대하여, 상기 시험측정지그에 실장한 상태로 전기특성을 측정한 상기 제2 측정결과로부터, 상기 기준측정지그 및 상기 시험측정지그의 각각에 있어서 모든 포트의 누설신호를 보정하는 것을 상정하여 결정된다.
바람직하게는, 상기 수식기억수단이 기억하는 상기 수식은, 임의의 n포트의 측정에 있어서, 상기 기준측정지그에 있어서의 S파라미터와, 상기 시험측정지그에 있어서의 S파라미터의 사이를, 동일 포트끼리 접속되고, 또한 누설신호의 존재를 상정하는 다른 포트간이 접속된 상대오차보정 회로망 모델에 대하여, (a)상기 기준측정지그에 있어서의 상기 m번째의 보정데이터 취득시료 측정값의 S파라미터 SDm과, (b)상기 시험측정지그에 있어서의 상기 m번째의 보정데이터 취득시료 측정값의 S파라미터 STm과, (c)상기 상대오차보정 회로망 모델의 T파라미터 TCA를 이용해서 표시되는 다음 식
[수학식 1]
Figure 112010049386678-pct00003
에 대하여 TCA를 TCA에 있어서의 임의의 하나의 요소로 규격화함으로써 산출되는, 상기 임의의 하나의 요소로 규격화된 상기 회로망 모델의 T파라미터 TCA'이다.
바람직하게는, 상기 전기특성 추정수단이, 임의의 전자부품에 대하여, 상기 시험측정지그에 실장한 상태로 전기특성을 측정한 결과로부터, 상기 전자부품에 대하여 상기 기준측정지그에 실장한 상태로 측정했다면 얻어졌을 전기특성을 산출할 때에 이용하는 상기 수식기억수단에 기억된 상기 수식은, 임의의 n포트의 측정에 있어서, 상기 기준측정지그에 있어서의 S파라미터와, 상기 시험측정지그에 있어서의 S파라미터의 사이를, 동일 포트끼리 접속되고, 또한 누설신호의 존재를 상정하는 다른 포트간이 접속된 회로망 모델에 대하여, (a)상기 전자부품에 대하여 상기 기준측정지그에 실장한 상태로 측정했다면 얻어졌을 S파라미터 SD와, (b)상기 시험측정지그에 있어서의 상기 전자부품 측정값의 S파라미터 ST와, (c)상기 제1 측정결과와 상기 제2 측정결과로부터 산출된 상기 상대오차보정 회로망 모델의 TCA에 있어서의 임의의 하나의 요소로 규격화된 상기 상대오차보정 회로망 모델의 T파라미터 TCA'를 n×n으로 분할한 정방행렬, TCA11', TCA12', TCA21', TCA22'를 이용해서 표시되는 다음 식,
[수학식 2]
Figure 112010049386678-pct00004
에 기초하여 산출되는 SD이다.
본 발명에 의하면, 측정지그의 포트간의 누설신호 성분에 의한 보정오차를 없애 보정 정밀도를 향상시킬 수 있다. 이로 인해, 전자부품의 양품률 향상, 정밀도 높은 특성 보증이 가능하게 된다. 또한, 전자부품의 소형화에 따라 누설신호 성분이 커져도, 보정 정밀도를 향상시킴으로써 전자부품의 소형화에 용이하게 대응할 수 있다. 또한 측정지그는 누설신호에 대하여 신경 써서 설계?제작할 필요가 없어지게 되므로 저비용화를 도모할 수 있다.
도 1은 2포트 측정계의 시그널 플로우 다이어그램이다. (종래예)
도 2는 2포트 측정계의 시그널 플로우 다이어그램이다. (본 발명)
도 3은 3포트 측정계의 블록도이다. (본 발명)
도 4는 측정상태를 나타내는 설명도이다. (실시예)
도 5는 보정데이터 취득시료의 설명도이다. (실시예)
도 6a는 상대보정 결과를 나타내는 그래프이다. (실시예)
도 6b는 상대보정 결과를 나타내는 그래프이다. (종래예)
도 7a는 상대보정 결과를 나타내는 그래프이다. (실시예)
도 7b는 상대보정 결과를 나타내는 그래프이다. (종래예)
도 8은 측정계의 설명도이다.
도 9는 상대보정법의 기본 원리를 나타내는 2단자쌍 회로도이다. (종래예)
도 10은 상대보정법의 기본 원리를 나타내는 2단자쌍 회로도이다. (종래예)
도 11은 누설신호의 설명도이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대하여 도 1～도 11을 참조하면서 설명한다.
<측정계>
도 8에 나타내는 바와 같이, 전자부품(2)(예를 들면, 고주파 수동 전자부품인 표면 탄성파 필터)은 측정지그(12)에 실장된 상태로, 측정장치(10)(예를 들면 네트워크 애널라이저)에 의해 그 전기특성이 측정된다. 측정지그(12)의 동축 커넥터(12a)와 측정장치(10) 사이는 동축 케이블(14)에 의해 접속된다. 화살표 16으로 나타내는 바와 같이, 전자부품(2)을 측정지그(12)의 장착부(12b)에 실장하면, 전자부품(2)의 단자(2a)가 측정장치(10)에 전기적으로 접속된다. 측정장치(10)는 전자부품(2)의 단자(2a) 중, 어느 단자에 신호를 입력하고, 다른 단자로부터의 출력신호를 검출함으로써, 전자부품(2)의 전기특성을 측정한다.
측정장치(10)는 소정의 프로그램에 따라, 측정 데이터에 대하여 연산 처리를 하여 전자부품(2)의 전기특성을 산출한다. 이 경우, 측정장치(10)는 내부 메모리나 기록 매체 등으로부터, 측정값이나 연산에 사용하는 파라미터 등의 필요한 데이터를 읽어 내거나, 외부 기기(예를 들면 서버)와 통신하여 필요한 데이터를 읽어 내거나 한다. 측정장치(10)는 복수의 기기로 분할하는 것도 가능하다. 예를 들면, 측정만 하는 측정부와, 측정 데이터의 입력을 접수하여 연산 처리나 양부 판정 등을 하는 연산부로 분할해도 된다.
한편, 측정장치(10)는 후술하는 상대보정을 하기 위한 수식의 데이터를 메모리 등의 수식기억수단에 기억하고, 그 데이터를 이용해서, 임의의 전자부품에 대하여 상대보정에 의해 전기특성의 추정값을 CPU 등의 전기특성 추정수단에 의해 산출할 수 있으면 된다. 즉, 측정장치(10)는 그 자체가 측정과 연산을 하여 상대보정을 하기 위한 수식을 결정하는 것이어도 되고, 다른 측정장치에서 측정한 데이터를 이용해서 상대보정을 위한 수식을 결정하는 것이어도 되며, 나아가서는, 다른 측정장치에서 결정된 상대보정을 하기 위한 수식의 데이터를 기억하고, 그 데이터를 이용해서, 임의의 전자부품에 대하여 상대보정에 의한 전기특성의 추정값을 산출하는 것이어도 된다.
측정지그(12)는 동일 특성인 것을 복수개 제작하기가 곤란하다. 그 때문에, 동일한 전자부품(2)이더라도 측정에 이용하는 측정지그(12)가 다르면, 측정지그마다 특성의 편차가 있기 때문에 측정결과도 다르다. 예를 들어, 사용자에 대하여 전기특성을 보증하기 위해 사용하는 측정지그(기준측정지그)와, 전자부품의 제조 공정에서의 양품 선별을 위한 측정에 사용하는 측정지그(시험측정지그)는 측정결과가 다르다. 이러한 측정지그간의 측정값의 차이는 상대보정법으로 보정할 수 있다.
<종래예의 상대보정법>
다음으로 종래예의 상대보정법의 기본 원리에 대하여 도 9 및 도 10을 참조하면서 설명한다. 이하에서는, 간단하게 2포트간의 전기특성에 대하여 2단자쌍 회로를 예로 들어 설명하지만, n단자쌍 회로(n은 1, 또는 3 이상의 정수)에 대해서도 확장할 수 있다.
도 9(a)는 2포트의 전자부품(이하, '시료 DUT'라고 함.)을 실장한 기준측정지그의 2단자쌍 회로를 나타낸다. 시료 DUT의 특성을 산란행렬(SDUT)로 표시하고 있다. 기준측정지그에 있어서의 동축 커넥터와 시료 DUT의 포트 사이의 오차특성을 산란행렬(ED1), (ED2)로 표시하고 있다. 회로의 양측 단자에 있어서, 기준측정지그에 시료 DUT를 실장한 상태에서의 측정값(이하, '기준측정지그 측정값'이라고도 함.) S11D, S21D가 얻어진다.
도 9(b)는 시료 DUT를 실장한 시험측정지그의 2단자쌍 회로를 나타낸다. 시료 DUT의 특성을 산란행렬(SDUT)로 표시하고 있다. 시험측정지그에 있어서의 동축 커넥터와 시료 DUT의 포트 사이의 오차특성을 산란행렬(ET1), (ET2)로 표시하고 있다. 회로의 양측 단자에 있어서, 시험측정지그에 시료 DUT를 실장한 상태에서의 측정값(이하, '시험측정지그 측정값'이라고도 함.) S11T, S21T가 얻어진다.
도 9(c)는 도 9(b)의 회로의 양측에, 오차특성(ET1), (ET2)를 중화하는 어댑터(ET1)-1, (ET2)-1을 접속한 상태를 나타낸다. 이 어댑터(ET1)-1, (ET2)-1은 이론상은 오차특성의 산란행렬(ET1), (ET2)을 전송행렬로 변환하고, 그 역행렬을 구하여 다시 산란행렬로 변환함으로써 얻어진다. 오차특성(ET1), (ET2)과 어댑터(ET1)-1, (ET2)-1 사이의 경계부분(80, 82)에 있어서, 시험측정지그에 시료 DUT를 실장해서 측정한 시험측정지그 측정값 S11T, S21T가 얻어진다. 도 9(c)의 회로 양측의 단자에 있어서, 시험측정지그의 오차가 제거되어 시료 DUT 자체의 측정값 S11DUT, S21DUT가 얻어진다.
도 9(c)의 회로는 시료 DUT와만 등가이므로, 도 9(a)와 마찬가지로, 양측에 기준측정지그의 오차특성의 산란행렬(ED1), (ED2)을 접속하면 도 10(a)와 같이 된다.
도 10(a)에 있어서 부호 84로 나타낸 (ED1), (ET1)-1을 합성한 산란행렬을 (CA1)로 하고, 부호 86로 나타낸 (ET2)-1, (ED2)을 합성한 산란행렬을 (CA2)로 하면 도 10(b)와 같이 된다. 이들 산란행렬(CA1), (CA2)은 이른바 '상대보정 어댑터'이며, 시험측정지그 측정값 S11T, S21T와 기준측정지그 측정값 S11D, S21D를 관련짓는다. 따라서, 상대보정 어댑터(CA1), (CA2)가 결정되면, 임의의 전자부품을 시험측정지그에 실장한 상태에서의 시험측정지그 측정값 S11T, S21T로부터, 상대보정 어댑터(CA1), (CA2)를 이용해서, 기준측정지그 측정값 S11D, S21D를 산출(추정) 할 수 있다.
상대보정 어댑터(CA1), (CA2)는 각각 4개의 계수 c00, c01, c10, c11;c22, c23, c32, c33을 포함하는데, 상반 정리에 의해 c01=c10, c23=c32가 된다. 따라서, 각 포트간에 대하여, 특성이 다른 3종류의 1포트 표준시료(보정데이터 취득용 시료)를 기준측정지그와 기준측정지그에 실장해서 측정한 측정값을 이용해서, 각 계수 c00, c01, c10, c11;c22, c23, c32, c33을 결정할 수 있다.
상대보정 어댑터를 산출하기 위한 보정데이터 취득용 시료의 기본 특성은 각 포트간의 전달 계수가 충분히 작으면서, 동일 포트?동일 주파수에서의 반사 계수 특성이, 각 보정데이터 취득용 시료간에서 각각 다를 필요가 있다. 반사 계수이므로, 개방, 단락 및 종단(終端)을 형성하는 것이, 상술한 보정데이터 취득용 시료의 기본 특성을 충족하기에 용이하다. 또한, 보정데이터 취득용 시료의 외형은 보정 대상 시료와 마찬가지로 측정지그에 부착 가능한 외형인 것이 바람직하다.
각 포트간에 있어서의 개방, 단락 및 종단은 측정 대상이 되는 시료와 동일한 패키지의 내부 등에 있어서, 패키지의 신호선과 그라운드를 리드선, 칩 저항기 등으로 접속하는 방법 등으로 실현할 수 있다. 그러나 이 방법에서는 측정 대상이 되는 시료가 소형화되면, 패키지 내부 등에 칩 저항기 등의 부재를 배치하기가 곤란해져, 보정데이터 취득용 시료를 제작할 수 없게 되고, 그 결과, 상대보정법을 이용해서 제품의 양품 선별을 할 수 없게 될 가능성이 있다.
이에 대한 대책으로서, 측정 대상이 되는 시료(전자부품)의 제조 공정을 이용해서 보정데이터 취득용 시료를 제작한다. 이 경우, 상품으로서의 전자부품을 제조하는 제조 라인, 전자부품의 시작품(sample)을 실험적으로 제조하는 제조 라인, 또는 양자의 절충 형태 중 어느 하나를 이용해서 보정데이터 취득용 시료를 제작해도 된다.
또한, 기준측정지그에 실장하는 보정데이터 취득용 시료와, 시험측정지그에 실장하는 보정데이터 취득용 시료는, 원리적으로는 동일한 전기특성이면 충분하므로 같은 것이 아니어도 된다. 예를 들면, 동일한 전기특성을 가진다고 볼 수 있는 복수개의 보정데이터 취득용 시료를 준비해 두고, 준비한 보정데이터 취득용 시료 중에서 임의로 선택한 별개의 보정데이터 취득용 시료를 각각, 기준측정지그와 시험측정지그에 실장해서 측정해도 상대보정 어댑터를 도출할 수 있다.
그런데, 도 11(a)의 설명도에 있어서 화살표 8a로 나타내는 바와 같이, 측정지그(12a)의 포트 1, 2의 신호경로(4a, 5a)간을 직접 전달하고, 측정지그(12a)에 실장된 전자부품(2s)의 포트 1, 2간에는 전달되지 않는 누설신호 성분이 적지 않게 존재한다. 또한, 도 11(b)의 설명도에 있어서 화살표 8b로 나타내는 바와 같이, 측정지그(12b)의 접근한 포트 2, 3간을 직접 전달하는 누설신호 성분은 커진다. 종래의 상대보정법은 이러한 측정지그에 있어서의 누설신호를 일절 고려하지 않은 회로망 모델에 기초하고 있다. 그 때문에, 종래의 상대보정법은 누설신호에 의한 보정오차가 남는다.
<본 발명의 기본 원리>
다음으로 본 발명의 기본 원리에 대하여 도 1～도 3을 참조하여 설명한다.
도 1은 비교를 위해, 종래예의 상대보정법에서 이용하는 2단자쌍 회로를 고쳐 쓴 시그널 플로우 다이어그램이다. 부호 20은 기준측정지그에 상당하는 부분이고, 부호 21은 기준측정지그의 동축 커넥터에 상당하는 단자이다. 부호 30은 시험측정지그에 상당하는 부분이고, 부호 31은 시험측정지그의 동축 커넥터에 상당하는 단자이다. 상대보정 어댑터(32)는 기준측정지그(20)의 단자(21)와 시험측정지그(30)의 단자(31) 사이에, 포트 1, 2마다 서로 독립적으로 접속되어 있다.
이에 반해, 본 발명의 상대보정법에서는 도 2에 나타내는 시그널 플로우 다이어그램을 이용한다. 즉, 본 발명에서는 포트 1, 2에 대하여, 기준측정지그(20)의 단자(21)와 시험측정지그(30)의 단자(31) 사이에 접속되는 상대보정 어댑터(32)는, 실선으로 나타낸 종래예와 같은 부분에, 파선으로 나타낸 부분을 추가하고 있다. 이 파선 부분에 의해, 기준측정지그와 시험측정지그 중 적어도 한쪽의 포트간에 있어서 포트간을 직접 전달하는 누설신호, 즉 포트에 접속된 전자부품에 전달되지 않는 누설신호의 존재를 상정할 수 있다.
상세하게는, CA12는 기준측정지그의 포트 2에의 입력신호(a2)로부터, 기준측정지그의 포트 1로부터의 출력신호(b1)에 접속되어 있다. CA21은 기준측정지그의 포트 1에의 입력신호(a1)로부터, 기준측정지그의 포트 2로부터의 출력신호(b2)에 접속되어 있다.
CA34는 시험측정지그의 포트 2로부터의 출력신호(b4)로부터, 시험측정지그의 포트 1에의 입력신호(a3)에 접속되어 있다. CA43은 시험측정지그의 포트 1로부터의 출력신호(b3)로부터, 시험측정지그의 포트 2에의 입력신호(a4)에 접속되어 있다.
CA14는 시험측정지그의 포트 2로부터의 출력신호(b4)로부터, 기준측정지그의 포트 1로부터의 출력신호(b1)에 접속되어 있다. CA41은 기준측정지그의 포트 1에의 입력신호(a1)로부터, 시험측정지그의 포트 2에의 입력신호(a4)에 접속되어 있다.
CA23은 시험측정지그의 포트 1로부터의 출력신호(b3)로부터, 기준측정지그의 포트 2로부터의 입력신호(b2)에 접속되어 있다. CA32는 기준측정지그의 포트 2에의 입력신호(a2)로부터, 시험측정지그의 포트 1에의 입력신호(a3)에 접속되어 있다.
도 2로부터 다음 3개의 식이 성립된다.
Figure 112010049386678-pct00005
Figure 112010049386678-pct00006
Figure 112010049386678-pct00007
여기서, 상대보정 어댑터(32)인 T파라미터 TCA
Figure 112010049386678-pct00008
를 2×2로 분할한 정방행렬의 소행렬을 TCA11, TCA12, TCA21, TCA22로 한다. 즉
Figure 112010049386678-pct00009
로 한다.
[수학식 3]은 [수학식 7]을 이용하면 다음과 같이 표시된다.
Figure 112010049386678-pct00010
[수학식 8(a)]에 [수학식 5]를 대입하고 또 [수학식 8(b)]를 대입하면 다음 식이 된다.
Figure 112010049386678-pct00011
이 [수학식 9]에 [수학식 4]를 대입하면 다음 식이 된다.
Figure 112010049386678-pct00012
이 [수학식 10]에 오른쪽부터 (TCA21?ST+TCA22)-1을 곱하면,
Figure 112010049386678-pct00013
이 되고, [수학식 11]이 도출된다.
이 [수학식 11]을 TCA에 대한 선형 결합으로 변형하면,
Figure 112010049386678-pct00014
Figure 112010049386678-pct00015
이 된다.
여기서,
Figure 112010049386678-pct00016
첨자 t는 전치행렬이다.
I2는 2×2의 단위행렬이다. 이하, In은 n×n의 단위행렬로 정의한다.
[수학식 12]는 tCA를 하나의 요소, 예를 들어 -tCA11로 규격화하면,
Figure 112010049386678-pct00017
이 된다. 여기서 A4×16은 4×16의 행렬, u4 ×1은 4×1의 행렬, B4×15는 4×15의 행렬이다.
따라서,
Figure 112010049386678-pct00018
Figure 112010049386678-pct00019
이 된다.
[수학식 16], [수학식 17]은 DUT를 기준측정지그, 및 시험측정지그로 측정함으로써 tCA'에 대한 4개의 선형 방정식이 도출되는 것을 나타내고 있다.
누설오차 상대보정 어댑터 tCA'를 미지라고 하면, [수학식 16], [수학식 17]은 tCA'에 대한 4개의 선형 연립방정식을 나타내고 있으므로, DUT를 보정데이터 취득용 시료로 하고, 몇 개쯤 보정데이터 취득용 시료를 측정함으로써 tCA'가 도출된다. 보정데이터 취득용 시료를 Nstd개 측정했을 경우, [수학식 16], [수학식 17]은 다음 식으로 표시된다.
Figure 112010049386678-pct00020
Figure 112010049386678-pct00021
Figure 112010049386678-pct00022
C4Nstd ×15 및 υ4N은 측정값이기 때문에 오차가 존재한다. 오차의 분포가 정규 분포라고 가정하면 tCA'는 최소 2승 문제를 풂으로써 구해진다. rank[C4Nstd ×15]≥15(tCA'의 미지수의 수)가 되기 위해서는, 5개 이상의 특성이 다른 보정데이터 취득용 시료를 준비하면 된다. 측정 환경에 따라서는 [수학식 18]에 대하여 측정값의 분산의 차이를 고려함으로써, tCA'의 해(解)의 정밀도가 향상한다. 또한, 오차의 분포가 정규 분포가 아니면 최우법(maximum-likelihood method)을 이용해서 풂으로써 구해진다.
상기 방법으로 구해진 tCA'를 [수학식 11]에 대입함으로써, 시험측정지그 측정값으로부터 기준측정지그 측정값을 추정할 수 있다.
<규격화에 대하여>
다음으로 TCA를 규격화함에 따른 기준측정지그 측정값과 시험측정지그 측정값의 관계식, [수학식 11]에의 영향을 고찰한다.
-tCA11을 α로 두면 [수학식 11]은 다음과 같이 변형된다.
Figure 112010049386678-pct00023
Figure 112010049386678-pct00024
[수학식 21], [수학식 22]는 규격화하여 도출한 tCA'를 이용해도 시험측정지그 측정값으로부터 기준측정지그 측정값을 추정할 수 있음을 나타내고 있으며, 따라서 규격화에 관해서 문제가 없다고 말할 수 있다.
한편, 규격화의 기준이 되는 T파라미터의 요소로서 -tCA11을 이용한 예를 나타냈지만, 실제로는 제로 부근의 값을 취하지 않는 요소를 선택하는 것이 바람직하다.
<N포트 측정계로의 확장>
다음으로 임의의 N포트 측정계로의 확장에 대하여 설명한다.
먼저, 3포트의 측정계에 대하여 설명한다. 3포트의 측정에 있어서의 누설신호를 모델화한 상대보정법의 블록도는 도 3과 같이 표시된다. 각 기호의 의미는 2포트의 예(도 1 및 도 2)와 같다.
도 3에 있어서, ST와 SD의 관계는 누설신호 상대보정 회로망의 T파라미터 TCA를 이용하면 다음 식으로 표시된다. 이것은 2포트의 경우에 대하여, 각 행렬이 3×3이 된 것뿐이며 거의 같다.
Figure 112010049386678-pct00025
Figure 112010049386678-pct00026
Figure 112010049386678-pct00027
2포트와 동일한 순서로 다음 식이 구해진다.
Figure 112010049386678-pct00028
Figure 112010049386678-pct00029
[수학식 26], [수학식 27]은 2포트인 경우의 [수학식 12], [수학식 13]과 차원은 다르지만, 그 이외에는 똑같고, 마찬가지로 규격화를 함으로써, 최소 2승법에 있어서의 관측 방정식의 형태로 가져올 수 있다. 그리고 5개 이상의 특성이 다른 보정데이터 취득용 시료를 기준측정지그와 시험측정지그로 측정하여 그 측정값을 대입해서 tCA'를 구할 수 있다.
즉, 3포트에 있어서의 누설오차 상대보정 어댑터의 해는 2포트의 방법의 확장으로 생각할 수 있다.
4포트 이상에서도 마찬가지이며, 본 수법은 임의의 N포트로 확장 가능하다.
<실시예>
2포트에 있어서 포트간 누설신호의 상대보정을 하기 위해, 동축 선로로 포트간 누설신호를 포함하는 2개의 측정상태, 즉 기준상태 및 시험상태를 구성하였다.
도 4에 측정계의 모식도를 나타낸다. 도 4(a)는 기준상태, 도 4(b)는 시험상태이다. 양쪽의 상태에 있어서, 화살표 20x, 30x로 나타내는 바와 같이, 분배기(20a, 20b;30a, 30b)에 의해 DUT3을 지나지 않는 패스, 즉 누설신호를 만들어 내고 있다. 누설신호 레벨은 감쇠기(attenuator)(20s, 30s)로 조정하고 있으며, 기준상태는 -37dB 정도, 시험상태는 -27dB 정도로 하였다. 또한 시험상태에는, -6dB의 감쇠기(30p)를 DUT3측에 더 접속하여, 기준상태에 대하여 로스를 늘리고 있다.
도 5에 보정데이터 취득용 시료를 나타낸다. 5개의 2포트의 보정데이터 취득용 시료 2a～2e를 준비하였다. 도 5(a)～(c)에 나타내는 OPEN/OPEN, SHORT/SHORT, LOAD/LOAD의 보정데이터 취득용 시료 2a～2c는 CAL키트(85052B)의 것을 2개 동시에 접속하였다. 도 5(d)의 LINE의 보정데이터 취득용 시료 2d는 3.5mm 암수형 커넥터(male-female connector)이다. 도 5(e)의 -6dBATT의 보정데이터 취득용 시료 2e에는 MKT 타이세 제품인 감쇠기를 사용하고 있다. 보정데이터 취득용 시료 2a～2e의 전기특성값 자체는 미지이고, 측정지그에 실장한 기준상태, 시험상태에서의 측정값만 사용하여 상대보정 회로망의 파라미터를 도출하였다.
그 밖의 실험 조건은 아래와 같다.
[측정기] E8364B(Agilent Technologies)
[측정 주파수] 500MHz～2GHz
[중간 주파수] 100Hz
[DUT] -3BATT(MKT 타이세)
도출한 상대보정 회로망의 파라미터를 이용해서, 시험측정지그에 실장한 상태의 측정값으로부터, 상대보정법에 의해, 기준측정지그에 실장한 상태에서의 전기특성의 추정값을 산출하였다.
도 6a에 S11, 도 7a에 S21의 보정 결과의 그래프를 나타낸다. 비교를 위해, 도 6b 및 도 7b에, 포트간의 누설신호를 고려하지 않는 종래예의 상대보정 어댑터를 사용했을 경우의 S11 및 S21의 보정 결과의 그래프를 나타낸다. 도면 중, '기준측정지그'는 기준측정지그에 실장한 상태에서의 측정값, '시험측정지그'는 시험측정지그에 실장한 상태에서의 측정값, '상대보정'은 종래예의 상대보정법에 의해, 시험측정지그에 실장한 상태의 측정값으로부터 산출한, 기준측정지그에 실장한 상태에서의 전기특성의 추정값, '누설상대보정'은 본 발명의 상대보정법에 의해, 시험측정지그에 실장한 상태에서의 측정값으로부터 산출한, 기준측정지그에 실장한 상태에서의 전기특성의 추정값이다.
종래예에서는 도 4와 같은 누설신호를 포함하는 측정계에 대하여, 누설신호를 포함시켜 보정할 수 없기 때문에, 도 6b 및 도 7b에 나타내는 바와 같이 보정오차가 남는다. 이에 반해, 도 6a 및 도 7b에 나타내는 바와 같이, 본 발명에서는 누설신호를 포함하는 경우에도 정밀도 좋게 보정할 수 있음을 알 수 있다. 이러한 결과로부터, 실제의 누설신호를 포함하는 측정에 있어서, 본 발명은 충분한 효과를 기대할 수 있다.
한편, 측정 주파수영역 내의 각 주파수마다 TCA'를 도출함으로써, TCA'의 주파수특성의 영향을 가미한 측정오차의 보정을 행할 수 있다. 즉, 실제로 상품이 사용되는 주파수에서의 TCA'를 구하고 거기에 따라서 오차보정을 행함으로써 정밀도 높은 특성 보증이 가능해진다.
또한, 예를 들어 네트워크 애널라이저와 같은 측정기의 교정 데이터를 결합시켜 1개의 회로망으로서 처리함으로써 보정 계산 시간의 단축을 꾀할 수 있다. 그로 인해, 대량생산시에 보다 고속으로 상품을 측정할 수 있다.
<기타>
3포트의 측정계에 있어서, 특정한 2개의 포트간(예를 들면 포트 1, 2간)에 있어서만 누설신호가 존재하고, 다른 포트간(예를 들면 포트 1, 3간, 포트 2, 3간)에서는 누설신호가 존재하지 않음을 알고 있을 경우에는 미지수가 줄기 때문에, 적어도 3개의 보정데이터 취득용 시료의 측정값으로부터 상대보정 어댑터를 결정할 수 있다.
또한, 누설신호가 존재하지 않는 기준측정지그 및 시험측정지그를 사용하는 경우에도 본 발명의 상대보정법을 적용할 수 있다. 이 경우에는 누설신호에 대하여 상대보정 성분이 제로가 되는 것뿐이며, 보정 정밀도는 종래예의 상대보정법과 같은 정도 혹은 그 이상이 된다.
따라서, 측정지그에서의 누설신호의 유무에 관계없이 본 발명의 상대보정법을 적용할 수 있다.
<정리>
종래에는 시험측정지그 오차를 제거하는 산란행렬과, 기준측정지그 오차의 산란행렬을 합성한 산란행렬(상대보정 어댑터)을 포트마다 도출하여, 시험측정지그 측정값의 산란행렬에 대하여 합성함으로써 기준측정지그 측정값을 추정한다.
이에 반해, 본 발명의 상대보정 어댑터는 도 2에서 파선으로 나타낸 바와 같이, DUT를 거치지 않고, 측정지그의 포트간을 직접 전달하는 누설신호 성분도 포함하도록 모델화한 상대보정 어댑터를 이용하고 있다. 그 때문에, 누설신호 성분에 의한 보정오차는 발생하지 않는다. 본 발명의 상대보정 어댑터는 측정지그와 같은 포트수를 가진, 각각 특성이 다른 적어도 3개의 보정데이터 취득용 시료를 기준측정지그, 시험측정지그로 측정하고 계산함으로써 도출된다. 본 발명은 2포트 이상의 임의의 N포트 측정에 확장 가능하다.
본 발명은 적지 않게 측정지그에도 발생하는 누설신호 성분을 보정 모델에 집어 넣고 있기 때문에, 누설신호 성분에 관한 보정오차가 발생하지 않는다. 따라서 상대보정법의 보정 정밀도가 향상하므로, 선별 공정에서의 양부 판정의 마진을 작게 할 수 있고, 양품률이 오른다. 또한 고성능의 부품에 관해서는 정밀도 높은 특성 보증이 필요하기 때문에 그 효과는 더욱 커진다.
또한, 소형의 부품에서는 측정지그의 단자 등이 협(狹)피치가 되어 누설신호 성분이 증대하는데, 본 발명에서는 같은 정밀도로 보정 가능하다. 아울러, 앞으로 더욱 진행될 것으로 생각되는 부품의 소형화에 대하여 대응할 수 있다.
또한, 본 발명은 누설신호 성분을 보정할 수 있기 때문에, 대량생산에 사용하는 측정지그에 있어서는 누설신호 성분을 신경쓰지 않고 설계, 제작할 수 있으므로, 지금까지보다 접촉성, 내구성이 좋고, 비용이 저렴한 측정지그를 실현할 수 있다.
한편, 본 발명은 상기한 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 다양한 변경을 가해서 실시할 수 있다.
20, 20a 기준측정지그
20x 누설신호
21, 21a 단자
30, 30a 시험측정지그
30x 누설신호
31, 31a 단자
32, 32a 상대보정 어댑터

Claims (8)

  1. 2포트 이상의 임의의 n포트를 가지는 전자부품에 대하여, 시험측정지그에 실장한 상태로 전기특성을 측정한 결과로부터, 상기 전자부품을 기준측정지그에 실장한 상태로 측정했다면 얻어졌을 전기특성의 추정값을 산출하는 측정오차의 보정방법으로서,
    서로 다른 전기특성을 가지는 적어도 3개의 제1 보정데이터 취득시료에 대하여, 상기 기준측정지그에 실장한 상태로 전기특성을 측정하는 제1 스텝과,
    상기 적어도 3개의 제1 보정데이터 취득시료, 상기 적어도 3개의 제1 보정데이터 취득시료와 동등한 전기특성을 가진다고 볼 수 있는 적어도 3개의 제2 보정데이터 취득시료, 또는 상기 적어도 3개의 제1 보정데이터 취득시료 중 일부와 동등한 전기특성을 가진다고 볼 수 있는 적어도 1개의 제3 보정데이터 취득시료 및 그 밖의 상기 제1 보정데이터 취득시료에 대하여, 상기 시험측정지그에 실장한 상태로 전기특성을 측정하는 제2 스텝과,
    상기 기준측정지그와 상기 시험측정지그 중 적어도 한쪽의 적어도 2개의 포트간에 있어서 상기 2개의 포트에 접속된 전자부품에 전달되지 않고 상기 2개의 포트간을 직접 전달하는 누설신호의 존재를 상정한 수식으로서, 동일한 전자부품에 대하여 상기 시험측정지그에 실장한 상태로 측정한 전기특성의 측정값과 상기 기준측정지그에 실장한 상태로 측정한 전기특성의 측정값을 관련짓는 수식을, 상기 제1 및 제2 스텝에서 측정한 결과로부터 결정하는 제3 스텝과,
    임의의 전자부품에 대하여, 상기 시험측정지그에 실장한 상태로 전기특성을 측정하는 제4 스텝과,
    상기 제4 스텝에서 측정한 결과로부터, 상기 제3 스텝에서 결정한 상기 수식을 이용해서, 상기 전자부품에 대하여 상기 기준측정지그에 실장한 상태로 측정했다면 얻어졌을 전기특성을 산출하는 제5 스텝을 포함한 것을 특징으로 하는 측정오차의 보정방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기준측정지그 및 상기 시험측정지그의 각각에 있어서, 상기 누설신호가 존재하는 포트를 전부 보정하고자 한다면,
    상기 제1 스텝에 있어서, 서로 다른 전기특성을 가지는 적어도 5개의 상기 제1 보정데이터 취득시료에 대하여, 상기 기준측정지그에 실장한 상태로 전기특성을 측정하고,
    상기 제2 스텝에 있어서, 상기 적어도 5개의 제1 보정데이터 취득시료, 상기 적어도 5개의 제1 보정데이터 취득시료와 동등한 전기특성을 가진다고 볼 수 있는 적어도 5개의 상기 제2 보정데이터 취득시료, 또는 상기 적어도 5개의 제1 보정데이터 취득시료 중 일부와 동등한 전기특성을 가진다고 볼 수 있는 적어도 1개의 상기 제3 보정데이터 취득시료 및 그 밖의 상기 제1 보정데이터 취득시료에 대하여, 상기 시험측정지그에 실장한 상태로 전기특성을 측정하고,
    상기 제3 스텝에 있어서, 상기 제1 및 제2 스텝에서 측정한 결과로부터 결정되는 상기 수식은, 상기 기준측정지그 및 상기 시험측정지그의 각각에 있어서 모든 포트의 누설신호를 보정하는 것을 상정한 수식인 것을 특징으로 하는 측정오차의 보정방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제3 스텝에서 결정하는 상기 수식은,
    임의의 n포트의 측정에 있어서, 상기 기준측정지그에 있어서의 S파라미터와, 상기 시험측정지그에 있어서의 S파라미터의 사이를, 동일 포트끼리 접속되고, 또한 누설신호의 존재를 상정하는 다른 포트간이 접속된 상대오차보정 회로망 모델에 대하여,
    상기 기준측정지그에 있어서의 상기 m번째의 보정데이터 취득시료 측정값의 S파라미터 SDm과,
    상기 시험측정지그에 있어서의 상기 m번째의 보정데이터 취득시료 측정값의 S파라미터 STm과,
    상기 상대오차보정 회로망 모델의 T파라미터 TCA를 이용해서 표시되는 다음 식,
    [수학식 1]
    Figure 112010049386678-pct00030

    에 대하여 TCA를 TCA에 있어서의 임의의 하나의 요소로 규격화함으로써 산출되는, 상기 임의의 하나의 요소로 규격화된 상기 회로망 모델의 T파라미터 TCA'인 것을 특징으로 하는 측정오차의 보정방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제5 스텝에서 전기특성을 산출하는 상기 수식은,
    임의의 n포트의 측정에 있어서, 상기 기준측정지그에 있어서의 S파라미터와, 상기 시험측정지그에 있어서의 S파라미터의 사이를, 동일 포트끼리 접속되고, 또한 누설신호의 존재를 상정하는 다른 포트간이 접속된 회로망 모델에 대하여,
    상기 전자부품에 대하여 상기 기준측정지그에 실장한 상태로 측정했다면 얻어졌을 S파라미터 SD와,
    상기 시험측정지그에 있어서의 상기 전자부품 측정값의 S파라미터 ST와,
    상기 제3 스텝에서 산출된 상기 상대오차보정 회로망 모델의 TCA에 있어서의 임의의 하나의 요소로 규격화된 상기 상대오차보정 회로망 모델의 T파라미터 TCA'를 n×n으로 분할한 정방행렬, TCA11', TCA12', TCA21', TCA22'를 이용해서 표시되는 다음 식,
    [수학식 2]
    Figure 112010049386678-pct00031

    에 기초해서 산출되는 SD인 것을 특징으로 하는 측정오차의 보정방법.
  5. 2포트 이상의 임의의 n포트를 가지는 전자부품에 대하여, 시험측정지그에 실장한 상태로 전기특성을 측정한 결과로부터, 상기 전자부품을 기준측정지그에 실장한 상태로 측정했다면 얻어졌을 전기특성을 산출하는 전자부품특성 측정장치로서,
    상기 기준측정지그와 상기 시험측정지그 중 적어도 한쪽의 적어도 2개의 포트간에 있어서 상기 2개의 포트에 접속된 전자부품에 전달되지 않고 상기 2개의 포트간을 직접 전달하는 누설신호의 존재를 상정한 후에, 동일한 전자부품에 대하여 상기 시험측정지그에 실장한 상태로 측정한 전기특성의 측정값과 상기 기준측정지그에 실장한 상태로 측정한 전기특성의 측정값을 관련짓는 수식으로서, 서로 다른 전기특성을 가지는 적어도 3개의 제1 보정데이터 취득시료에 대하여, 상기 기준측정지그에 실장한 상태로 전기특성을 측정한 제1 측정결과와, 상기 적어도 3개의 제1 보정데이터 취득시료, 상기 적어도 3개의 제1 보정데이터 취득시료와 동등한 전기특성을 가진다고 볼 수 있는 적어도 3개의 제2 보정데이터 취득시료, 또는 상기 적어도 3개의 제1 보정데이터 취득시료 중 일부와 동등한 전기특성을 가진다고 볼 수 있는 적어도 1개의 제3 보정데이터 취득시료 및 그 밖의 상기 제1 보정데이터 취득시료에 대하여, 상기 시험측정지그에 실장한 상태로 전기특성을 측정한 제2 측정결과로부터 결정된 수식을 기억하는 수식기억수단과,
    임의의 전자부품에 대하여, 상기 시험측정지그에 실장한 상태로 전기특성을 측정한 결과로부터, 상기 수식기억수단에 기억된 상기 수식을 이용해서, 상기 전자부품에 대하여 상기 기준측정지그에 실장한 상태로 측정했다면 얻어졌을 전기특성을 산출하는, 전기특성 추정수단을 포함한 것을 특징으로 하는 전자부품특성 측정장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 기준측정지그 및 상기 시험측정지그의 각각에 있어서, 상기 누설신호가 존재하는 포트를 전부 보정하고자 한다면,
    상기 수식기억수단이 기억하는 상기 수식은,
    서로 다른 전기특성을 가지는 적어도 5개의 상기 제1 보정데이터 취득시료에 대하여, 상기 기준측정지그에 실장한 상태로 전기특성을 측정한 상기 제1 측정결과와,
    상기 적어도 5개의 제1 보정데이터 취득시료, 상기 적어도 5개의 제1 보정데이터 취득시료와 동등한 전기특성을 가진다고 볼 수 있는 적어도 5개의 상기 제2 보정데이터 취득시료, 또는 상기 적어도 5개의 제1 보정데이터 취득시료 중 일부와 동등한 전기특성을 가진다고 볼 수 있는 적어도 1개의 상기 제3 보정데이터 취득시료 및 그 밖의 상기 제1 보정데이터 취득시료에 대하여, 상기 시험측정지그에 실장한 상태로 전기특성을 측정한 상기 제2 측정결과로부터,
    상기 기준측정지그 및 상기 시험측정지그의 각각에 있어서 모든 포트의 누설신호를 보정하는 것을 상정하여 결정되는 것을 특징으로 하는 전자부품특성 측정장치.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 수식기억수단이 기억하는 상기 수식은,
    임의의 n포트의 측정에 있어서, 상기 기준측정지그에 있어서의 S파라미터와, 상기 시험측정지그에 있어서의 S파라미터의 사이를, 동일 포트끼리 접속되고, 또한 누설신호의 존재를 상정하는 다른 포트간이 접속된 상대오차보정 회로망 모델에 대하여,
    상기 기준측정지그에 있어서의 상기 m번째의 보정데이터 취득시료 측정값의 S파라미터 SDm과,
    상기 시험측정지그에 있어서의 상기 m번째의 보정데이터 취득시료 측정값의 S파라미터 STm과,
    상기 상대오차보정 회로망 모델의 T파라미터 TCA를 이용해서 표시되는 다음 식,
    [수학식 1]
    Figure 112010049386678-pct00032

    에 대하여 TCA를 TCA에 있어서의 임의의 하나의 요소로 규격화함으로써 산출되는, 상기 임의의 하나의 요소로 규격화된 상기 회로망 모델의 T파라미터 TCA'인 것을 특징으로 하는 전자부품특성 측정장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 전기특성 추정수단이, 임의의 전자부품에 대하여, 상기 시험측정지그에 실장한 상태로 전기특성을 측정한 결과로부터, 상기 전자부품에 대하여 상기 기준측정지그에 실장한 상태로 측정했다면 얻어졌을 전기특성을 산출할 때에 이용하는 상기 수식기억수단에 기억된 상기 수식은
    임의의 n포트의 측정에 있어서, 상기 기준측정지그에 있어서의 S파라미터와, 상기 시험측정지그에 있어서의 S파라미터의 사이를, 동일 포트끼리 접속되고, 또한 누설신호의 존재를 상정하는 다른 포트간이 접속된 회로망 모델에 대하여,
    상기 전자부품에 대하여 상기 기준측정지그에 실장한 상태로 측정했다면 얻어졌을 S파라미터 SD와,
    상기 시험측정지그에 있어서의 상기 전자부품 측정값의 S파라미터 ST와,
    상기 제1 측정결과와 상기 제2 측정결과로부터 산출된 상기 상대오차보정 회로망 모델의 TCA에 있어서의 임의의 하나의 요소로 규격화된 상기 상대오차보정 회로망 모델의 T파라미터 TCA'를 n×n으로 분할한 정방행렬, TCA11', TCA12', TCA21', TCA22'를 이용해서 표시되는 다음 식,
    [수학식 2]
    Figure 112010049386678-pct00033

    에 기초해서 산출되는 SD인 것을 특징으로 하는 전자부품특성 측정장치.
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