高周波特性測定装置
【課題】本発明は、低コストかつ短時間でデバイスの高周波特性を測定する高周波特性測定装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本願の発明に係る高周波特性測定装置は、実装前のデバイスにプローブ針を当てて高周波特性を測定する高周波特性測定装置であって、入力整合回路が形成された入力整合回路基板と、該入力整合回路基板と電気的に接続された第1同軸コネクタと、該入力整合回路基板と電気的に接続された複数の第1プローブ針と、出力整合回路が形成された出力整合回路基板と、該出力整合回路基板と電気的に接続された第2同軸コネクタと、該出力整合回路基板と電気的に接続された複数の第2プローブ針と、を備えたことを特徴とする。
【解決手段】本願の発明に係る高周波特性測定装置は、実装前のデバイスにプローブ針を当てて高周波特性を測定する高周波特性測定装置であって、入力整合回路が形成された入力整合回路基板と、該入力整合回路基板と電気的に接続された第1同軸コネクタと、該入力整合回路基板と電気的に接続された複数の第1プローブ針と、出力整合回路が形成された出力整合回路基板と、該出力整合回路基板と電気的に接続された第2同軸コネクタと、該出力整合回路基板と電気的に接続された複数の第2プローブ針と、を備えたことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、デバイスの高周波特性の測定に用いられる高周波特性測定装置に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献1には、信号を伝送するプローブ針(以後、単にプローブ針と称する)を1本有するコプレーナ型の高周波特性測定装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2005−223170号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
例えば大型のデバイスなどでは、入力側及び出力側にそれぞれ複数のパッドを有するものがある。コプレーナ型の高周波特性測定装置はプローブ針が1本であるので、複数のパッドを有するデバイスの高周波特性を測定できない。
【0005】
複数のパッドを有するデバイスは、当該デバイスをパッケージに実装した後に高周波特性を測定していた。そのため、複数のパッドを有するデバイスの高周波特性を測定するにはコストと時間が必要であった。
【0006】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、低コストかつ短時間でデバイスの高周波特性を測定する高周波特性測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本願の発明に係る高周波特性測定装置は、実装前のデバイスにプローブ針を当てて高周波特性を測定する高周波特性測定装置であって、入力整合回路が形成された入力整合回路基板と、該入力整合回路基板と電気的に接続された第1同軸コネクタと、該入力整合回路基板と電気的に接続された複数の第1プローブ針と、出力整合回路が形成された出力整合回路基板と、該出力整合回路基板と電気的に接続された第2同軸コネクタと、該出力整合回路基板と電気的に接続された複数の第2プローブ針と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、高周波特性測定装置に複数のプローブ針が形成されているので、パッケージに実装する前に複数パッドを有するデバイスの高周波特性を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本発明の実施の形態1に係る高周波特性測定装置を示す図である。
【図2】高周波特性測定装置の測定対象となるトランジスタを示す図である。
【図3】本発明の実施の形態1に係る高周波特性測定装置でトランジスタの高周波特性を測定することを示す図である。
【図4】本発明の実施の形態2に係る高周波特性測定装置を示す図である。
【図5】本発明の実施の形態2に係る高周波特性測定装置の変形例を示す図である。
【図6】本発明の実施の形態3に係る高周波特性測定装置を示す図である。
【図7】本発明の実施の形態3に係る高周波特性測定装置の変形例を示す図である。
【図8】本発明の実施の形態4に係る高周波特性測定装置の断面図である。
【図9】本発明の実施の形態5に係る高周波特性測定装置を示す図である。
【図10】本発明の実施の形態6に係る高周波特性測定装置を示す図である。
【図11】本発明の実施の形態7に係る高周波特性測定装置を示す図である。
【図12】本発明の実施の形態8に係る高周波特性測定装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係る高周波特性測定装置を示す図である。高周波特性測定装置10は、入力部分12と出力部分32を備えている。入力部分12は、第1プレート14を備えている。第1プレート14は、表面をメタルで覆われたプレートである。第1プレート14には第1接続基板16が固定されている。第1接続基板16には複数のパッド18が形成されている。複数のパッド18はそれぞれが導電性の材料で形成されている。パッド18には、第1プローブ針20が固定されている。第1プローブ針20は複数形成されている。そして、1つのパッド18には1つの第1プローブ針20が固定されている。このように、第1接続基板16のパッド18には第1プローブ針20が固定されている。
【0011】
第1プレート14には、入力整合回路が形成された入力整合回路基板22が固定されている。入力整合回路基板22とパッド18には、これらを接続するように第1ワイヤ24が固定されている。複数の第1ワイヤ24により、入力整合回路基板22と複数の第1プローブ針20とは電気的に接続されている。また、入力整合回路基板22には第1同軸コネクタ26が電気的に接続されている。第1同軸コネクタ26は外部のチューナなどと接続されるものである。
【0012】
続いて、出力部分32について説明する。出力部分32は、第2プレート34を備えている。第2プレート34は、表面をメタルで覆われたプレートである。第2プレート34には第2接続基板36が固定されている。第2接続基板36には複数のパッド38が形成されている。複数のパッド38はそれぞれが導電性の材料で形成されている。パッド38には、第2プローブ針40が固定されている。第2プローブ針40は複数形成されている。そして、1つのパッド38には1つの第2プローブ針40が固定されている。このように、第2接続基板36のパッド38には第2プローブ針40が固定されている。
【0013】
第2プレート34には、出力整合回路が形成された出力整合回路基板42が固定されている。出力整合回路基板42とパッド38には、これらを接続するように第2ワイヤ44が固定されている。第2ワイヤ44により、出力整合回路基板42と複数の第2プローブ針40とは電気的に接続されている。また、出力整合回路基板42には第2同軸コネクタ46が電気的に接続されている。第2同軸コネクタ46は外部のチューナなどと接続されるものである。
【0014】
図2は、高周波特性測定装置の測定対象となるトランジスタを示す図である。トランジスタ50はウエハに形成されたデバイスである。実装前の、デバイスがウエハ上に形成された状態を「オンウエハ」と称する。オンウエハのトランジスタ50は、複数のゲートパッド52と複数のドレインパッド54を備えている。トランジスタ50のチャネル領域56は、トランジスタ50の長手方向に伸びている。
【0015】
図3は、本発明の実施の形態1に係る高周波特性測定装置でトランジスタの高周波特性を測定することを示す図である。高周波特性測定装置10によりトランジスタ50の高周波特性を測定する際には、第1プローブ針20をゲートパッド52に当て、第2プローブ針40をドレインパッド54に当てる。
【0016】
また、第1同軸コネクタ26と第2同軸コネクタ46は外部のチューナに接続される。そして、第1同軸コネクタ26の端面で50オームの特性インピーダンスとなるようにキャリブレーションを実施する。図1における破線は、同軸コネクタの端面でキャリブレーションを実施することを意味する。
【0017】
高周波特性測定装置10では以下のようにトランジスタ50の高周波特性を測定する。第1同軸コネクタ26から高周波信号を入力し、入力整合回路基板22の入力整合回路、第1ワイヤ24、パッド18、及び第1プローブ針20を介して、トランジスタ50のゲートパッド52にこれを伝播させる。
【0018】
この高周波信号はトランジスタ50によって増幅され、第2プローブ針40、パッド38、第2ワイヤ44、及び出力整合回路基板42の出力整合回路を伝播して、第2同軸コネクタ46へ至る。こうして、外部のチューナにより各種の電気特性を評価する。
【0019】
大ゲート幅のトランジスタでは、ゲートパッド(入力信号パッド)とドレインパッド(出力信号パッド)がそれぞれ複数形成されることがある。このような大ゲート幅のトランジスタの高周波特性の測定は、当該トランジスタを内部整合形HPA(High Power Amplifier)パッケージなどに実装した後に行っていた。このように実装後にしか高周波特性を測定できない場合、パッケージのコストを要し、かつパッケージに時間がかかるので短時間での測定ができない。
【0020】
ところが、本発明の実施の形態1に係る高周波特性測定装置10によれば、トランジスタをオンウエハで測定できるので、トランジスタをパッケージに実装することなくその高周波特性を測定できる。よって低コストかつ短時間でトランジスタの高周波特性を測定できる。
【0021】
また、高周波特性測定装置の入力整合回路及び出力整合回路を、パッケージに用いる予定のものと同等品とすることで、実際にはトランジスタをパッケージに実装することなしに、実装後の高周波特性を把握できる。これにより、どのような回路構成のパッケージにすべきかを迅速に判断できる。
【0022】
本発明の実施の形態に係る高周波特性測定装置10の測定対象はトランジスタ50としたが、複数の入力信号パッドと複数の出力信号パッドを有するデバイスであれば特に限定されない。
【0023】
トランジスタのソース用にグランドパッドが形成されることがある。そこで、本発明の実施の形態1に係る高周波特性測定装置10に、当該グランドパッドとの接触用のプローブ針を形成してもよい。
【0024】
入力整合回路基板22とパッド18の接続には第1ワイヤ24を用い、出力整合回路基板42とパッド38の接続には第2ワイヤ44を用いたが、これらの接続をフリップチップ実装で用いるバンプ構造で実現してもよい。
【0025】
実施の形態2.
図4は、本発明の実施の形態2に係る高周波特性測定装置を示す図である。実施の形態1にて説明済みの部分については同一の符号を付して再度の説明を省略する。今後説明する図についても同様である。
【0026】
入力整合回路基板22は着脱用基板28に固定されている。そして、着脱用基板28は、ねじ28aにより第1プレート14に固定されている。第1接続基板16は着脱用基板29に固定されている。そして、着脱用基板29は、ねじ29aにより第1プレート14に固定されている。第1同軸コネクタ26はねじ26aにより第1プレート14に固定されている。
【0027】
出力整合回路基板42は着脱用基板49に固定されている。そして、着脱用基板49は、ねじ49aにより第2プレート34に固定されている。第2接続基板36は着脱用基板48に固定されている。そして、着脱用基板48は、ねじ48aにより第2プレート34に固定されている。第2同軸コネクタ46はねじ46aにより第2プレート34に固定されている。
【0028】
本発明の実施の形態2に係る高周波特性測定装置は、入力整合回路基板22を取り外して他の入力整合回路基板と交換することができる。また、出力整合回路基板42を取り外して他の出力整合回路基板と交換することができる。従って、複数の入力整合基板と複数の出力整合基板を用いてデバイスの高周波特性を測定することができるので、デバイス又はデバイスを含むパッケージの特性を容易に最適化できる。
【0029】
本発明の実施の形態2に係る高周波特性測定装置は、第1接続基板16と第2接続基板36を取り外して他の接続基板と交換することができる。これにより例えば、入力(出力)信号パッドの数や幅の異なるトランジスタに対しても、それに応じたプローブ針を有する接続基板に交換できる。
【0030】
本発明の実施の形態2に係る高周波特性測定装置は、第1同軸コネクタ26と第2同軸コネクタ46を取り外して他の同軸コネクタと交換することができる。これにより例えば、同軸コネクタの破損の際に新しい同軸コネクタに容易に交換できる。また、測定環境に合わせて、同軸コネクタの形状を変えることもできる。
【0031】
図5は、本発明の実施の形態2に係る高周波特性測定装置の変形例を示す図である。この高周波特性測定装置は、1枚のプレート15に、着脱用基板28、29、48、及び49、並びに第1同軸コネクタ26、及び46が固定されている。すなわち、入力整合回路基板22、第1接続基板16、第1同軸コネクタ26、出力整合回路基板42、第2接続基板36、及び第2同軸コネクタ46が取り外し可能なように、1枚のプレート15に固定されている。これにより、デバイスの全てのパッドに対してプローブ針を一括して当てることができる。
【0032】
本発明の実施の形態2に係る高周波特性測定装置では、各部品をねじ止めすることで各部品を交換可能とした。しかしながら、上述の各部品を交換可能とすれば本発明の効果を得ることができるので、入力整合回路基板22、第1接続基板16、及び第1同軸コネクタ26が取り外し可能なように第1プレートに固定され、出力整合回路基板42、第2接続基板36、及び第2同軸コネクタ46が取り外し可能なように第2プレートに固定されてもよい。
【0033】
本発明の実施の形態2に係る高周波特性測定装置では、複数の部品が交換可能となっているが、目的に応じてこれらの部品のうちのいずれか1つが交換可能となるようにしてもよい。
【0034】
また、例えば、入力整合回路基板22と第1接続基板16を1つの着脱用基板に固定してもよい。なお、本発明の実施の形態2に係る高周波特性測定装置は、少なくとも実施の形態1と同程度の変形が可能である(今後の実施の形態も同様である)。
【0035】
実施の形態3.
図6は、本発明の実施の形態3に係る高周波特性測定装置を示す図である。高周波特性測定装置60は、第1プレート14と第2プレート34を1枚のプレート62の上に形成している。
【0036】
これにより、プローブ針(第1プローブ針20及び第2プローブ針40)を容易に一括してトランジスタ50のパッド(ゲートパッド52及びドレインパッド54)に当てることができる。特に、オンウエハのトランジスタの全数検査(測定)を行う場合、プローブ針の取り扱いが容易となる。
【0037】
図7は、本発明の実施の形態3に係る高周波特性測定装置の変形例を示す図である。高周波特性測定装置70は、測定ユニット80、82、及び84を備えている。各測定ユニットは図6の高周波特性測定装置に相当する。そのため、測定ユニット1つについて1つのトランジスタを測定することができる。全ての測定ユニット80、82、及び84は1枚のプレート72に固定されている。よって、複数のトランジスタに一括してプローブ針を当てた状態で、一括又は連続して当該複数のトランジスタの測定ができるのでスループットを向上できる。なお、高周波特性測定装置70が備える測定ユニットの数は任意である。
【0038】
実施の形態4.
図8は、本発明の実施の形態4に係る高周波特性測定装置の断面図である。図8に示さない構成は図1と同様である。図8Aについて説明する。第1プレート14には凹部14aが形成されている。そして、入力整合回路基板22は、入力整合回路が形成された面22aが凹部14aに対向するように第1プレート14に固定されている。
【0039】
入力整合回路基板22にはスルーホール22bが形成されている。そして、スルーホール22bには金属パターン22cが接続されている。従って、入力整合回路基板22の信号線路はスルーホール22b及び金属パターン22cにより表面側に取り出されている。金属パターン22cに前述の第1ワイヤを接続することで、入力整合回路基板22の電気的接続が確保される。
【0040】
図8Bについて説明する。第2プレート34には凹部34aが形成されている。そして、出力整合回路基板42は、出力整合回路が形成された面42aが凹部34aに対向するように第2プレート34に固定されている。
【0041】
出力整合回路基板42にはスルーホール42bが形成されている。そして、スルーホール42bには金属パターン42cが形成されている。従って、出力整合回路基板42の信号線路はスルーホール42b及び金属パターン42cにより表面側に取り出されている。金属パターン42cに前述の第2ワイヤを接続することで、出力整合回路基板42の電気的接続が確保される。
【0042】
ところで、トランジスタをパッケージに実装する場合、入力整合回路と出力整合回路はキャップでシールドされる。従って、高周波特性測定装置による測定によって、パッケージされたトランジスタの高周波特性と近い特性を得るためには、測定環境を近似させることが望ましい。本発明の実施の形態4に係る高周波特性測定装置によれば、入力整合回路が凹部14aによりシールドされ、出力整合回路が凹部34aによりシールドされる。従って、実際にパッケージされたトランジスタの高周波特性と近い特性を得ることができる。
【0043】
更に、入力及び出力整合回路が形成された面が外部に露出しないので、予期しない外部からの機械的なストレスを避けることもできる。
【0044】
実施の形態5.
図9は、本発明の実施の形態5に係る高周波特性測定装置を示す図である。高周波特性測定装置100は、DCバイアス印加用回路基板102が第1プレート14に固定されたことを特徴とする。
【0045】
高周波特性測定装置は、トランジスタを実装したパッケージと同条件で測定できる限りにおいて、測定系を簡素化することが望ましい。そこで、高周波特性測定装置100にDCバイアス印加用回路基板102を組み込むことにより、測定系の構成を簡素化し検査作業者の負担を軽減することが出来る。具体的には、外部測定系に組み込まれるバイアスティーが不要となる。また、例えば、並列抵抗等の安定化回路を整合回路近傍に配置することで、発振を抑制しながら高周波特性を測定することができる。
【0046】
実施の形態6.
図10は、本発明の実施の形態6に係る高周波特性測定装置を示す図である。高周波特性測定装置110の入力整合回路は、デバイスの特性を測定するために最適化された第1プリマッチ回路112で形成されている。また、出力整合回路は、デバイスの特性を測定するために最適化された第2プリマッチ回路114で形成されている。
【0047】
実施の形態5までの入力整合回路及び出力整合回路は、パッケージに用いられる入力整合回路及び出力整合回路と同等品である。しかしながら、高周波特性測定装置110は、第1プリマッチ回路112と第2プリマッチ回路114を用いることでパッケージよりもシンプルな構成であり、トランジスタの特性測定を目的に構成される。高周波特性測定装置110では例えば、トランジスタの最大出力を引き出すインピーダンスなどを調査する。また、高周波特性測定装置110によれば、チューナを用いたロード、ソースインピーダンスを変化させた場合のトランジスタ特性の把握を容易に行うことが出来る。
【0048】
実施の形態7.
図11は、本発明の実施の形態7に係る高周波特性測定装置を示す図である。高周波特性測定装置120は、パッド18が入力整合回路基板122と直接接続され、パッド38が出力整合回路基板124に直接接続されている。
【0049】
高い周波数を用いる場合は、ワイヤのインダクタンス成分により所望の特性を実現できないことがある。ところが、高周波特性測定装置120によれば、ワイヤを用いていないのでワイヤのインダクタンス成分をなくすことができる。
【0050】
実施の形態8.
図12は、本発明の実施の形態8に係る高周波特性測定装置を示す図である。高周波特性測定装置130は、整合回路部分をSPNTスイッチ132、及び134で構成したことが特徴である。そして、SPNTスイッチ132には第1群プローブ針132aと第2群プローブ針132bが固定されている。SPNTスイッチ134には第1群プローブ針134aと第2群プローブ針134bが固定されている。
【0051】
トランジスタ140に第1群プローブ針132a及び134aが当てられ、トランジスタ142に第2群プローブ針132b及び134bが当てられる。このように、複数のトランジスタに同時にプローブ針を当てた状態で、SPNTスイッチ132及び134を切替えることでトランジスタを個別に測定する。これにより測定のスループットを向上させることが可能となる。
【0052】
なお、整合回路をSPNTスイッチに置き換えずに、整合回路の外側にSPNTスイッチを配置しても、測定系統を1系統としつつスイッチによる切り替えが可能となる。
【0053】
本発明の実施の形態8に係る高周波特性測定装置は、複数の第1プローブ針及び複数の第2プローブ針のプローブ針の数が、一度に複数のデバイスにコンタクトできる数となっている。そして、入力整合回路と出力整合回路は、複数のデバイスのそれぞれを順次測定するように、信号を伝送するプローブ針を切替えるスイッチを含むように構成されている。これらの特徴を失わない範囲において様々な変形が可能である。
【符号の説明】
【0054】
10 高周波特性測定装置、 12 入力部分、 14 第1プレート、 16 第1接続基板、 18,38 パッド、 20 第1プローブ針、 22 入力整合回路基板、 26 第1同軸コネクタ、 32 出力部分、 34 第2プレート、 36 第2接続基板、 40 第2プローブ針、 42 出力整合回路基板、 46 第2同軸コネクタ
【技術分野】
【0001】
本発明は、デバイスの高周波特性の測定に用いられる高周波特性測定装置に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献1には、信号を伝送するプローブ針(以後、単にプローブ針と称する)を1本有するコプレーナ型の高周波特性測定装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2005−223170号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
例えば大型のデバイスなどでは、入力側及び出力側にそれぞれ複数のパッドを有するものがある。コプレーナ型の高周波特性測定装置はプローブ針が1本であるので、複数のパッドを有するデバイスの高周波特性を測定できない。
【0005】
複数のパッドを有するデバイスは、当該デバイスをパッケージに実装した後に高周波特性を測定していた。そのため、複数のパッドを有するデバイスの高周波特性を測定するにはコストと時間が必要であった。
【0006】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、低コストかつ短時間でデバイスの高周波特性を測定する高周波特性測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本願の発明に係る高周波特性測定装置は、実装前のデバイスにプローブ針を当てて高周波特性を測定する高周波特性測定装置であって、入力整合回路が形成された入力整合回路基板と、該入力整合回路基板と電気的に接続された第1同軸コネクタと、該入力整合回路基板と電気的に接続された複数の第1プローブ針と、出力整合回路が形成された出力整合回路基板と、該出力整合回路基板と電気的に接続された第2同軸コネクタと、該出力整合回路基板と電気的に接続された複数の第2プローブ針と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、高周波特性測定装置に複数のプローブ針が形成されているので、パッケージに実装する前に複数パッドを有するデバイスの高周波特性を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本発明の実施の形態1に係る高周波特性測定装置を示す図である。
【図2】高周波特性測定装置の測定対象となるトランジスタを示す図である。
【図3】本発明の実施の形態1に係る高周波特性測定装置でトランジスタの高周波特性を測定することを示す図である。
【図4】本発明の実施の形態2に係る高周波特性測定装置を示す図である。
【図5】本発明の実施の形態2に係る高周波特性測定装置の変形例を示す図である。
【図6】本発明の実施の形態3に係る高周波特性測定装置を示す図である。
【図7】本発明の実施の形態3に係る高周波特性測定装置の変形例を示す図である。
【図8】本発明の実施の形態4に係る高周波特性測定装置の断面図である。
【図9】本発明の実施の形態5に係る高周波特性測定装置を示す図である。
【図10】本発明の実施の形態6に係る高周波特性測定装置を示す図である。
【図11】本発明の実施の形態7に係る高周波特性測定装置を示す図である。
【図12】本発明の実施の形態8に係る高周波特性測定装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係る高周波特性測定装置を示す図である。高周波特性測定装置10は、入力部分12と出力部分32を備えている。入力部分12は、第1プレート14を備えている。第1プレート14は、表面をメタルで覆われたプレートである。第1プレート14には第1接続基板16が固定されている。第1接続基板16には複数のパッド18が形成されている。複数のパッド18はそれぞれが導電性の材料で形成されている。パッド18には、第1プローブ針20が固定されている。第1プローブ針20は複数形成されている。そして、1つのパッド18には1つの第1プローブ針20が固定されている。このように、第1接続基板16のパッド18には第1プローブ針20が固定されている。
【0011】
第1プレート14には、入力整合回路が形成された入力整合回路基板22が固定されている。入力整合回路基板22とパッド18には、これらを接続するように第1ワイヤ24が固定されている。複数の第1ワイヤ24により、入力整合回路基板22と複数の第1プローブ針20とは電気的に接続されている。また、入力整合回路基板22には第1同軸コネクタ26が電気的に接続されている。第1同軸コネクタ26は外部のチューナなどと接続されるものである。
【0012】
続いて、出力部分32について説明する。出力部分32は、第2プレート34を備えている。第2プレート34は、表面をメタルで覆われたプレートである。第2プレート34には第2接続基板36が固定されている。第2接続基板36には複数のパッド38が形成されている。複数のパッド38はそれぞれが導電性の材料で形成されている。パッド38には、第2プローブ針40が固定されている。第2プローブ針40は複数形成されている。そして、1つのパッド38には1つの第2プローブ針40が固定されている。このように、第2接続基板36のパッド38には第2プローブ針40が固定されている。
【0013】
第2プレート34には、出力整合回路が形成された出力整合回路基板42が固定されている。出力整合回路基板42とパッド38には、これらを接続するように第2ワイヤ44が固定されている。第2ワイヤ44により、出力整合回路基板42と複数の第2プローブ針40とは電気的に接続されている。また、出力整合回路基板42には第2同軸コネクタ46が電気的に接続されている。第2同軸コネクタ46は外部のチューナなどと接続されるものである。
【0014】
図2は、高周波特性測定装置の測定対象となるトランジスタを示す図である。トランジスタ50はウエハに形成されたデバイスである。実装前の、デバイスがウエハ上に形成された状態を「オンウエハ」と称する。オンウエハのトランジスタ50は、複数のゲートパッド52と複数のドレインパッド54を備えている。トランジスタ50のチャネル領域56は、トランジスタ50の長手方向に伸びている。
【0015】
図3は、本発明の実施の形態1に係る高周波特性測定装置でトランジスタの高周波特性を測定することを示す図である。高周波特性測定装置10によりトランジスタ50の高周波特性を測定する際には、第1プローブ針20をゲートパッド52に当て、第2プローブ針40をドレインパッド54に当てる。
【0016】
また、第1同軸コネクタ26と第2同軸コネクタ46は外部のチューナに接続される。そして、第1同軸コネクタ26の端面で50オームの特性インピーダンスとなるようにキャリブレーションを実施する。図1における破線は、同軸コネクタの端面でキャリブレーションを実施することを意味する。
【0017】
高周波特性測定装置10では以下のようにトランジスタ50の高周波特性を測定する。第1同軸コネクタ26から高周波信号を入力し、入力整合回路基板22の入力整合回路、第1ワイヤ24、パッド18、及び第1プローブ針20を介して、トランジスタ50のゲートパッド52にこれを伝播させる。
【0018】
この高周波信号はトランジスタ50によって増幅され、第2プローブ針40、パッド38、第2ワイヤ44、及び出力整合回路基板42の出力整合回路を伝播して、第2同軸コネクタ46へ至る。こうして、外部のチューナにより各種の電気特性を評価する。
【0019】
大ゲート幅のトランジスタでは、ゲートパッド(入力信号パッド)とドレインパッド(出力信号パッド)がそれぞれ複数形成されることがある。このような大ゲート幅のトランジスタの高周波特性の測定は、当該トランジスタを内部整合形HPA(High Power Amplifier)パッケージなどに実装した後に行っていた。このように実装後にしか高周波特性を測定できない場合、パッケージのコストを要し、かつパッケージに時間がかかるので短時間での測定ができない。
【0020】
ところが、本発明の実施の形態1に係る高周波特性測定装置10によれば、トランジスタをオンウエハで測定できるので、トランジスタをパッケージに実装することなくその高周波特性を測定できる。よって低コストかつ短時間でトランジスタの高周波特性を測定できる。
【0021】
また、高周波特性測定装置の入力整合回路及び出力整合回路を、パッケージに用いる予定のものと同等品とすることで、実際にはトランジスタをパッケージに実装することなしに、実装後の高周波特性を把握できる。これにより、どのような回路構成のパッケージにすべきかを迅速に判断できる。
【0022】
本発明の実施の形態に係る高周波特性測定装置10の測定対象はトランジスタ50としたが、複数の入力信号パッドと複数の出力信号パッドを有するデバイスであれば特に限定されない。
【0023】
トランジスタのソース用にグランドパッドが形成されることがある。そこで、本発明の実施の形態1に係る高周波特性測定装置10に、当該グランドパッドとの接触用のプローブ針を形成してもよい。
【0024】
入力整合回路基板22とパッド18の接続には第1ワイヤ24を用い、出力整合回路基板42とパッド38の接続には第2ワイヤ44を用いたが、これらの接続をフリップチップ実装で用いるバンプ構造で実現してもよい。
【0025】
実施の形態2.
図4は、本発明の実施の形態2に係る高周波特性測定装置を示す図である。実施の形態1にて説明済みの部分については同一の符号を付して再度の説明を省略する。今後説明する図についても同様である。
【0026】
入力整合回路基板22は着脱用基板28に固定されている。そして、着脱用基板28は、ねじ28aにより第1プレート14に固定されている。第1接続基板16は着脱用基板29に固定されている。そして、着脱用基板29は、ねじ29aにより第1プレート14に固定されている。第1同軸コネクタ26はねじ26aにより第1プレート14に固定されている。
【0027】
出力整合回路基板42は着脱用基板49に固定されている。そして、着脱用基板49は、ねじ49aにより第2プレート34に固定されている。第2接続基板36は着脱用基板48に固定されている。そして、着脱用基板48は、ねじ48aにより第2プレート34に固定されている。第2同軸コネクタ46はねじ46aにより第2プレート34に固定されている。
【0028】
本発明の実施の形態2に係る高周波特性測定装置は、入力整合回路基板22を取り外して他の入力整合回路基板と交換することができる。また、出力整合回路基板42を取り外して他の出力整合回路基板と交換することができる。従って、複数の入力整合基板と複数の出力整合基板を用いてデバイスの高周波特性を測定することができるので、デバイス又はデバイスを含むパッケージの特性を容易に最適化できる。
【0029】
本発明の実施の形態2に係る高周波特性測定装置は、第1接続基板16と第2接続基板36を取り外して他の接続基板と交換することができる。これにより例えば、入力(出力)信号パッドの数や幅の異なるトランジスタに対しても、それに応じたプローブ針を有する接続基板に交換できる。
【0030】
本発明の実施の形態2に係る高周波特性測定装置は、第1同軸コネクタ26と第2同軸コネクタ46を取り外して他の同軸コネクタと交換することができる。これにより例えば、同軸コネクタの破損の際に新しい同軸コネクタに容易に交換できる。また、測定環境に合わせて、同軸コネクタの形状を変えることもできる。
【0031】
図5は、本発明の実施の形態2に係る高周波特性測定装置の変形例を示す図である。この高周波特性測定装置は、1枚のプレート15に、着脱用基板28、29、48、及び49、並びに第1同軸コネクタ26、及び46が固定されている。すなわち、入力整合回路基板22、第1接続基板16、第1同軸コネクタ26、出力整合回路基板42、第2接続基板36、及び第2同軸コネクタ46が取り外し可能なように、1枚のプレート15に固定されている。これにより、デバイスの全てのパッドに対してプローブ針を一括して当てることができる。
【0032】
本発明の実施の形態2に係る高周波特性測定装置では、各部品をねじ止めすることで各部品を交換可能とした。しかしながら、上述の各部品を交換可能とすれば本発明の効果を得ることができるので、入力整合回路基板22、第1接続基板16、及び第1同軸コネクタ26が取り外し可能なように第1プレートに固定され、出力整合回路基板42、第2接続基板36、及び第2同軸コネクタ46が取り外し可能なように第2プレートに固定されてもよい。
【0033】
本発明の実施の形態2に係る高周波特性測定装置では、複数の部品が交換可能となっているが、目的に応じてこれらの部品のうちのいずれか1つが交換可能となるようにしてもよい。
【0034】
また、例えば、入力整合回路基板22と第1接続基板16を1つの着脱用基板に固定してもよい。なお、本発明の実施の形態2に係る高周波特性測定装置は、少なくとも実施の形態1と同程度の変形が可能である(今後の実施の形態も同様である)。
【0035】
実施の形態3.
図6は、本発明の実施の形態3に係る高周波特性測定装置を示す図である。高周波特性測定装置60は、第1プレート14と第2プレート34を1枚のプレート62の上に形成している。
【0036】
これにより、プローブ針(第1プローブ針20及び第2プローブ針40)を容易に一括してトランジスタ50のパッド(ゲートパッド52及びドレインパッド54)に当てることができる。特に、オンウエハのトランジスタの全数検査(測定)を行う場合、プローブ針の取り扱いが容易となる。
【0037】
図7は、本発明の実施の形態3に係る高周波特性測定装置の変形例を示す図である。高周波特性測定装置70は、測定ユニット80、82、及び84を備えている。各測定ユニットは図6の高周波特性測定装置に相当する。そのため、測定ユニット1つについて1つのトランジスタを測定することができる。全ての測定ユニット80、82、及び84は1枚のプレート72に固定されている。よって、複数のトランジスタに一括してプローブ針を当てた状態で、一括又は連続して当該複数のトランジスタの測定ができるのでスループットを向上できる。なお、高周波特性測定装置70が備える測定ユニットの数は任意である。
【0038】
実施の形態4.
図8は、本発明の実施の形態4に係る高周波特性測定装置の断面図である。図8に示さない構成は図1と同様である。図8Aについて説明する。第1プレート14には凹部14aが形成されている。そして、入力整合回路基板22は、入力整合回路が形成された面22aが凹部14aに対向するように第1プレート14に固定されている。
【0039】
入力整合回路基板22にはスルーホール22bが形成されている。そして、スルーホール22bには金属パターン22cが接続されている。従って、入力整合回路基板22の信号線路はスルーホール22b及び金属パターン22cにより表面側に取り出されている。金属パターン22cに前述の第1ワイヤを接続することで、入力整合回路基板22の電気的接続が確保される。
【0040】
図8Bについて説明する。第2プレート34には凹部34aが形成されている。そして、出力整合回路基板42は、出力整合回路が形成された面42aが凹部34aに対向するように第2プレート34に固定されている。
【0041】
出力整合回路基板42にはスルーホール42bが形成されている。そして、スルーホール42bには金属パターン42cが形成されている。従って、出力整合回路基板42の信号線路はスルーホール42b及び金属パターン42cにより表面側に取り出されている。金属パターン42cに前述の第2ワイヤを接続することで、出力整合回路基板42の電気的接続が確保される。
【0042】
ところで、トランジスタをパッケージに実装する場合、入力整合回路と出力整合回路はキャップでシールドされる。従って、高周波特性測定装置による測定によって、パッケージされたトランジスタの高周波特性と近い特性を得るためには、測定環境を近似させることが望ましい。本発明の実施の形態4に係る高周波特性測定装置によれば、入力整合回路が凹部14aによりシールドされ、出力整合回路が凹部34aによりシールドされる。従って、実際にパッケージされたトランジスタの高周波特性と近い特性を得ることができる。
【0043】
更に、入力及び出力整合回路が形成された面が外部に露出しないので、予期しない外部からの機械的なストレスを避けることもできる。
【0044】
実施の形態5.
図9は、本発明の実施の形態5に係る高周波特性測定装置を示す図である。高周波特性測定装置100は、DCバイアス印加用回路基板102が第1プレート14に固定されたことを特徴とする。
【0045】
高周波特性測定装置は、トランジスタを実装したパッケージと同条件で測定できる限りにおいて、測定系を簡素化することが望ましい。そこで、高周波特性測定装置100にDCバイアス印加用回路基板102を組み込むことにより、測定系の構成を簡素化し検査作業者の負担を軽減することが出来る。具体的には、外部測定系に組み込まれるバイアスティーが不要となる。また、例えば、並列抵抗等の安定化回路を整合回路近傍に配置することで、発振を抑制しながら高周波特性を測定することができる。
【0046】
実施の形態6.
図10は、本発明の実施の形態6に係る高周波特性測定装置を示す図である。高周波特性測定装置110の入力整合回路は、デバイスの特性を測定するために最適化された第1プリマッチ回路112で形成されている。また、出力整合回路は、デバイスの特性を測定するために最適化された第2プリマッチ回路114で形成されている。
【0047】
実施の形態5までの入力整合回路及び出力整合回路は、パッケージに用いられる入力整合回路及び出力整合回路と同等品である。しかしながら、高周波特性測定装置110は、第1プリマッチ回路112と第2プリマッチ回路114を用いることでパッケージよりもシンプルな構成であり、トランジスタの特性測定を目的に構成される。高周波特性測定装置110では例えば、トランジスタの最大出力を引き出すインピーダンスなどを調査する。また、高周波特性測定装置110によれば、チューナを用いたロード、ソースインピーダンスを変化させた場合のトランジスタ特性の把握を容易に行うことが出来る。
【0048】
実施の形態7.
図11は、本発明の実施の形態7に係る高周波特性測定装置を示す図である。高周波特性測定装置120は、パッド18が入力整合回路基板122と直接接続され、パッド38が出力整合回路基板124に直接接続されている。
【0049】
高い周波数を用いる場合は、ワイヤのインダクタンス成分により所望の特性を実現できないことがある。ところが、高周波特性測定装置120によれば、ワイヤを用いていないのでワイヤのインダクタンス成分をなくすことができる。
【0050】
実施の形態8.
図12は、本発明の実施の形態8に係る高周波特性測定装置を示す図である。高周波特性測定装置130は、整合回路部分をSPNTスイッチ132、及び134で構成したことが特徴である。そして、SPNTスイッチ132には第1群プローブ針132aと第2群プローブ針132bが固定されている。SPNTスイッチ134には第1群プローブ針134aと第2群プローブ針134bが固定されている。
【0051】
トランジスタ140に第1群プローブ針132a及び134aが当てられ、トランジスタ142に第2群プローブ針132b及び134bが当てられる。このように、複数のトランジスタに同時にプローブ針を当てた状態で、SPNTスイッチ132及び134を切替えることでトランジスタを個別に測定する。これにより測定のスループットを向上させることが可能となる。
【0052】
なお、整合回路をSPNTスイッチに置き換えずに、整合回路の外側にSPNTスイッチを配置しても、測定系統を1系統としつつスイッチによる切り替えが可能となる。
【0053】
本発明の実施の形態8に係る高周波特性測定装置は、複数の第1プローブ針及び複数の第2プローブ針のプローブ針の数が、一度に複数のデバイスにコンタクトできる数となっている。そして、入力整合回路と出力整合回路は、複数のデバイスのそれぞれを順次測定するように、信号を伝送するプローブ針を切替えるスイッチを含むように構成されている。これらの特徴を失わない範囲において様々な変形が可能である。
【符号の説明】
【0054】
10 高周波特性測定装置、 12 入力部分、 14 第1プレート、 16 第1接続基板、 18,38 パッド、 20 第1プローブ針、 22 入力整合回路基板、 26 第1同軸コネクタ、 32 出力部分、 34 第2プレート、 36 第2接続基板、 40 第2プローブ針、 42 出力整合回路基板、 46 第2同軸コネクタ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
実装前のデバイスにプローブ針を当てて高周波特性を測定する高周波特性測定装置であって、
入力整合回路が形成された入力整合回路基板と、
前記入力整合回路基板と電気的に接続された第1同軸コネクタと、
前記入力整合回路基板と電気的に接続された複数の第1プローブ針と、
出力整合回路が形成された出力整合回路基板と、
前記出力整合回路基板と電気的に接続された第2同軸コネクタと、
前記出力整合回路基板と電気的に接続された複数の第2プローブ針と、を備えたことを特徴とする高周波特性測定装置。
【請求項2】
前記複数の第1プローブ針が固定されたパッドを有する第1接続基板と、
前記入力整合回路基板と前記第1接続基板のパッドを接続する第1ワイヤと、
前記複数の第2プローブ針が固定されたパッドを有する第2接続基板と、
前記出力整合回路基板と前記第2接続基板のパッドを接続する第2ワイヤと、を備えたことを特徴とする請求項1に記載の高周波特性測定装置。
【請求項3】
前記入力整合回路基板と前記第1同軸コネクタが取り外し可能なように固定された第1プレートと、
前記出力整合回路基板と前記第2同軸コネクタが取り外し可能なように固定された第2プレートと、を備えたことを特徴とする請求項1に記載の高周波特性測定装置。
【請求項4】
前記入力整合回路基板、前記第1接続基板、及び前記第1同軸コネクタが取り外し可能なように固定された第1プレートと、
前記出力整合回路基板、前記第2接続基板、及び前記第2同軸コネクタが取り外し可能なように固定された第2プレートと、を備えたことを特徴とする請求項2に記載の高周波特性測定装置。
【請求項5】
前記入力整合回路基板、前記第1同軸コネクタ、前記出力整合回路基板、及び前記第2同軸コネクタが取り外し可能なように固定された1枚のプレートを備えたことを特徴とする請求項1に記載の高周波特性測定装置。
【請求項6】
前記入力整合回路基板、前記第1接続基板、前記第1同軸コネクタ、前記出力整合回路基板、前記第2接続基板、及び前記第2同軸コネクタが取り外し可能なように固定された1枚のプレートを備えたことを特徴とする請求項2に記載の高周波特性測定装置。
【請求項7】
凹部が形成されたプレートを備え、
前記入力整合回路基板と前記出力整合回路基板は、前記入力整合回路基板の入力整合回路が形成された面、及び前記出力整合回路基板の出力整合回路が形成された面が前記凹部に対向するように前記プレートに固定されたことを特徴とする請求項1又は2に記載の高周波特性測定装置。
【請求項8】
DCバイアス印加用回路基板を備えたことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の高周波特性測定装置。
【請求項9】
前記入力整合回路は、前記デバイスの特性を測定するために最適化された第1プリマッチ回路で構成され、
前記出力整合回路は、前記デバイスの特性を測定するために最適化された第2プリマッチ回路で構成されたことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の高周波特性測定装置。
【請求項10】
前記第1プローブ針は、前記入力整合回路基板に直接接続されたパッドに固定され、
前記第2プローブ針は、前記出力整合回路基板に直接接続されたパッドに固定されたことを特徴とする請求項1に記載の高周波特性測定装置。
【請求項11】
前記入力整合回路と前記出力整合回路は、信号を伝送するプローブ針を切替えるスイッチを含むように構成されたことを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の高周波特性測定装置。
【請求項1】
実装前のデバイスにプローブ針を当てて高周波特性を測定する高周波特性測定装置であって、
入力整合回路が形成された入力整合回路基板と、
前記入力整合回路基板と電気的に接続された第1同軸コネクタと、
前記入力整合回路基板と電気的に接続された複数の第1プローブ針と、
出力整合回路が形成された出力整合回路基板と、
前記出力整合回路基板と電気的に接続された第2同軸コネクタと、
前記出力整合回路基板と電気的に接続された複数の第2プローブ針と、を備えたことを特徴とする高周波特性測定装置。
【請求項2】
前記複数の第1プローブ針が固定されたパッドを有する第1接続基板と、
前記入力整合回路基板と前記第1接続基板のパッドを接続する第1ワイヤと、
前記複数の第2プローブ針が固定されたパッドを有する第2接続基板と、
前記出力整合回路基板と前記第2接続基板のパッドを接続する第2ワイヤと、を備えたことを特徴とする請求項1に記載の高周波特性測定装置。
【請求項3】
前記入力整合回路基板と前記第1同軸コネクタが取り外し可能なように固定された第1プレートと、
前記出力整合回路基板と前記第2同軸コネクタが取り外し可能なように固定された第2プレートと、を備えたことを特徴とする請求項1に記載の高周波特性測定装置。
【請求項4】
前記入力整合回路基板、前記第1接続基板、及び前記第1同軸コネクタが取り外し可能なように固定された第1プレートと、
前記出力整合回路基板、前記第2接続基板、及び前記第2同軸コネクタが取り外し可能なように固定された第2プレートと、を備えたことを特徴とする請求項2に記載の高周波特性測定装置。
【請求項5】
前記入力整合回路基板、前記第1同軸コネクタ、前記出力整合回路基板、及び前記第2同軸コネクタが取り外し可能なように固定された1枚のプレートを備えたことを特徴とする請求項1に記載の高周波特性測定装置。
【請求項6】
前記入力整合回路基板、前記第1接続基板、前記第1同軸コネクタ、前記出力整合回路基板、前記第2接続基板、及び前記第2同軸コネクタが取り外し可能なように固定された1枚のプレートを備えたことを特徴とする請求項2に記載の高周波特性測定装置。
【請求項7】
凹部が形成されたプレートを備え、
前記入力整合回路基板と前記出力整合回路基板は、前記入力整合回路基板の入力整合回路が形成された面、及び前記出力整合回路基板の出力整合回路が形成された面が前記凹部に対向するように前記プレートに固定されたことを特徴とする請求項1又は2に記載の高周波特性測定装置。
【請求項8】
DCバイアス印加用回路基板を備えたことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の高周波特性測定装置。
【請求項9】
前記入力整合回路は、前記デバイスの特性を測定するために最適化された第1プリマッチ回路で構成され、
前記出力整合回路は、前記デバイスの特性を測定するために最適化された第2プリマッチ回路で構成されたことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の高周波特性測定装置。
【請求項10】
前記第1プローブ針は、前記入力整合回路基板に直接接続されたパッドに固定され、
前記第2プローブ針は、前記出力整合回路基板に直接接続されたパッドに固定されたことを特徴とする請求項1に記載の高周波特性測定装置。
【請求項11】
前記入力整合回路と前記出力整合回路は、信号を伝送するプローブ針を切替えるスイッチを含むように構成されたことを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の高周波特性測定装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【公開番号】特開2012−242196(P2012−242196A)
【公開日】平成24年12月10日(2012.12.10)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−111075(P2011−111075)
【出願日】平成23年5月18日(2011.5.18)
【出願人】(000006013)三菱電機株式会社 (33,312)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成24年12月10日(2012.12.10)
【国際特許分類】
【出願日】平成23年5月18日(2011.5.18)
【出願人】(000006013)三菱電機株式会社 (33,312)
【Fターム(参考)】
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