JPH0634715A

JPH0634715A - 高周波帯プローブヘッド

Info

Publication number: JPH0634715A
Application number: JP4213552A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Kato; 隆幸加藤
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1992-07-17
Filing date: 1992-07-17
Publication date: 1994-02-10
Also published as: US5408188A

Abstract

(57)【要約】【目的】高周波帯、特に同軸ケーブルの使用の困難な
６０ＧＨｚ以上のミリ波帯において低損失，低反射のプ
ローブを得ることを目的とする。【構成】導波管の一端にリッジ変換部を設け、該リッ
ジ先端部に信号用コンタクト部を設け、該コンタクト部
をはさんで導波管外郭の同一平面上に複数の接地用コン
タクト部を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は高周波帯、特に６０Ｇ
Ｈｚ以上のミリ波帯で動作するＩＣチップの評価を行な
う際に用いる高周波帯プローブヘッドに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】図１１はマイクロ波信号の伝送に用いら
れる代表的なマイクロ波線路を示す図であり、図１１
(a) は同軸線路、図１１(b) はコプレーナライン、図１
１(c) は導波管をそれぞれ示す。

【０００３】図１１(a) に示すように、同軸線路１５０
は、導体信号線路１１１の周囲にテフロン等の誘電体１
１３と導体接地外郭１１４を有する。同軸線路は、良好
なシールド性と機械的に柔軟であるという利点を有す
る。同軸線路により伝送可能な信号の周波数範囲はＤＣ
〜６０ＧＨｚ程度である。ここで、例えば、４０ＧＨｚ
帯のマイクロ波信号の伝送に用いられる同軸線路では、
導体信号線路１１１の直径は２〜３mm，導体接地外郭１
１４の内径は５mm程度である。

【０００４】図１１(b) に示すように、コプレーナライ
ン１５１は、誘電体１２３の一平面上に、導体信号線路
１２１と該導体信号線路１２１の両側にこれを挟むよう
に配置された導体接地線路１２２とを有する。コプレー
ナラインは、信号線路１２１と接地線路１２２が同一平
面上にあるため上方からのプローブが容易であり、また
周波数の自由度が大きいため、高周波帯信号が用いられ
る集積回路（以下、高周波帯ＩＣと称する）や該高周波
帯ＩＣの評価を行なう際に用いる高周波帯プローブに多
用されている。コプレーナラインにより伝送可能なマイ
クロ波信号の周波数範囲はＤＣ〜１５０ＧＨｚ程度であ
る。

【０００５】図１１(c) に示すように、導波管１５２
は、長方形の導体接地外郭１３４を有し、その内部は空
気である。導波管は、同軸線路において損失増大の原因
となる中心導体と誘電体がないので、同軸線路に比べ高
周波信号の減衰が小さいという長所を有するが、使用可
能な周波数帯域が設計周波数の３０％〜５０％と比較的
狭く、特にＤＣ信号が通らないという欠点がある。導体
接地外郭は一般に亜鉛（Ｚｎ），無酸素銅（Ｃｕ）で形
成されており、管の内壁には損失低減のため金（Ａｕ）
などの良導体のメッキが２〜３ミクロンの厚みで施され
ている。導波管により伝送可能なマイクロ波信号の周波
数範囲は４０〜３００ＧＨｚ程度である。ここで、例え
ば、４０ＧＨｚ帯のマイクロ波信号の伝送に用いられる
導波管では、導体接地外郭１３４の内側の寸法は長辺が
４〜５mm，短辺が２〜３mm程度である。この導波管のサ
イズは、周波数が高い程小さいものが使用され、例えば
１００ＧＨｚ帯のマイクロ波信号の伝送に用いられる導
波管では長辺が１．２mm，短辺が０．５mm程度である。

【０００６】図１８は高周波帯ＩＣを評価する装置の構
成の一例を示す概略図であり、図において、２０１は評
価装置本体、２０４は被評価ＩＣである。第１の接続ケ
ーブル２０２ａにより評価装置本体２０１と接続された
第１の高周波帯プローブヘッド２０３ａは被評価ＩＣの
信号入力端子２０５ａに当接され、第２の接続ケーブル
２０２ｂにより評価装置本体２０１と接続された第２の
高周波帯プローブヘッド２０３ｂは被評価ＩＣの出力端
子２０５ｂに当接される。

【０００７】ここで、高周波帯ＩＣの評価装置における
装置本体と高周波帯プローブヘッドとの間の接続ケーブ
ル２０２ａ，２０２ｂとしては、同軸ケーブル（ＤＣ〜
６０ＧＨｚ）または導波管（４０〜３００ＧＨｚ）の使
用が一般的であり、また被評価高周波帯ＩＣの入出力イ
ンターフェイス部分はコプレーナライン構造が一般的で
あるため、プローブヘッド部分で両者の変換を行なう必
要が生じる。

【０００８】図１２は同軸ケーブルをコプレーナライン
に変換する従来の同軸型高周波帯プローブヘッドの一例
を示す分解斜視図である。図において、１０５はプロー
ブヘッドカバー、１０６は裏面側にコプレーナライン構
造を有する誘電体ブレード、１０７は導体からなるプロ
ーブヘッドボディである。同軸ケーブル１５０はプロー
ブヘッドボディ１０７に固着された導体からなるソケッ
ト部１１２に挿入され、固定用ナット１１５で固定され
ており、その導体信号線路１１１の先端は、プローブヘ
ッドボディ１０７の誘電体ブレード１０６が配置される
部分に突出している。図１３は図１２に示すプローブヘ
ッドの誘電体ブレード１０６先端部の裏面を示す図であ
る。図１３に示すように、誘電体ブレード１０６は、誘
電体からなるブレード状の板１０３の裏面に、導体信号
線路１０１，及び導体接地線路１０２を配置し、導体信
号線路１０１，及び導体接地線路１０２の先端部分に信
号コンタクト部１０９，及び接地コンタクト部１１０を
それぞれ設けたものである。図１４は図１２に示すプロ
ーブヘッドの同軸／コプレーナライン（誘電体ブレー
ド）変換部を示す断面図である。図１４に示すように、
同軸ケーブルの中心導体１１１は下向きのコプレーナラ
インの導体信号線路１０１と接続されている。また同軸
ケーブルの導体接地線路１１４はプローブヘッドボディ
１０７に固着されたソケット部１１２に接しており、下
向きのコプレーナラインの導体接地線路１０２は図示し
ない位置でプローブヘッドボディ１０７に接触している
ので、同軸ケーブルの導体接地線路１１４はコプレーナ
ラインの導体接地線路１０２に接続された構造となって
いる。なお、図１４において、１１６は同軸ケーブル１
５０の先端部分に固着された導体部材であり、この導体
部材１１６がソケット部１１２と固定用ナット１１５に
よりプローブヘッドボディ１０７に固定されることによ
り、同軸ケーブル１５０がプローブヘッドボディ１０７
に固定される。

【０００９】また、図１５(a) は導波管をコプレーナラ
インに変換する従来の導波管型高周波帯プローブヘッド
の一例を示す側面図である。図１５(b) は図１５(a) に
示すプローブヘッドのプローブヘッドボディ１１７内部
の導波管／コプレーナライン（誘電体ブレード）変換部
を示す分解斜視図である。図において、１５４ａ，１５
４ｂは導波管１５２と同一の内側の寸法を有する導波管
を形成する導体接地外郭部材であり、プローブヘッドボ
ディ１１７内部に収納される。また１１８は導体接地外
郭部材１５４ａに設けられたリッジ部である。リッジ部
１１８は導波管内部上面より徐々に突出しており、先端
部分において誘電体ブレード１０６の導体信号線路と接
続されている。図１６は上記プローブヘッドの導波管／
コプレーナライン（誘電体ブレード）変換部の接続状態
を示す断面図であり、図１６(b)に示すように、リッジ
部１１８の先端部分は導線１５５により下向きのコプレ
ーナラインの導体信号線路１０１に接続されている。

【００１０】図１７は図１２，図１５に示す従来の高周
波帯プローブを用いて高周波帯ＩＣの評価を行っている
状態を示す斜視図である。高周波帯ＩＣ１６０の入出力
インターフェイス部分は、半導体基板１６１上に配置さ
れた信号線の端部に設けられた信号電極パッド１６２
と、バイアホール１６４を介して基板１６１裏面に形成
された裏面接地導体１７０に接続された接地電極パッド
１６３とにより構成されるコプレーナライン構造を有す
る。一方、前記従来例のプローブヘッドはいずれも先端
部に誘電体ブレード１１６（下向きコプレーナライン）
を有しており、この誘電体ブレード１１６の信号コンタ
クト部１０９，接地コンタクト部１１０をそれぞれ高周
波帯ＩＣ１６０の信号電極パッド１６２，接地電極パッ
ド１６３と密着させる。

【００１１】図１７に示す高周波帯プローブヘッドの高
周波帯ＩＣの入出力インターフェイス部分への当接は、
図１８に示す高周波帯ＩＣの入力端子（又は出力端子）
の部分に第１（又は第２）の高周波帯プローブヘッドを
当接させることに該当する。このようにプローブヘッド
を高周波帯ＩＣの入出力端子に当接させた状態で、第１
のプローブヘッドから例えば１００ＧＨｚ前後のミリ波
帯信号を高周波帯ＩＣの入力端子に印加し、高周波帯Ｉ
Ｃの出力端子にあらわれるマイクロ波信号を第２のプロ
ーブヘッドで取り出して、評価装置本体で特性の評価を
行なう。

【００１２】ところで、図１２，図１５に示す従来の高
周波帯プローブヘッドは同軸ケーブルもしくは導波管を
まず誘電体ブレード（下向きコプレーナライン）に変換
し、さらにＩＣのインターフェイス部（コプレーナライ
ン）に変換するという２段階変換を行っているため、変
換部での通過損失，反射損失が大きくなるという問題点
がある。ここで、誘電体ブレードからＩＣのインターフ
ェイス部への変換で生ずる損失は０．２ｄＢ程度と比較
的小さいが、例えば、２０〜３０ＧＨｚ帯の同軸ケーブ
ルをコプレーナライン構造の誘電体ブレードに変換する
場合では０．４ｄＢ程度の損失が生じ、さらに１００Ｇ
Ｈｚ帯の導波管をコプレーナライン構造の誘電体ブレー
ドに変換する場合では０．８ｄＢ程度の損失が生ずる。

【００１３】図１９は、特願平４−１００７１１号に記
載された、導波管を直接ＩＣのインターフェイス部（コ
プレーナライン）に変換する、従来の高周波帯プローブ
ヘッドを示す図であり、図１９(a) は該ヘッドを下面側
からみた斜視図、図１９(b)は図１９(a) のXIXb−XIXb
線断面を示す図である。

【００１４】この高周波帯プローブヘッド３２０は、水
平方向の導波管部分３２０ａと、その一端にこれと一体
に形成された垂直方向の導波管部分３２０ｂとから構成
されている。水平方向の導波管３２０ａの下面３２０ｄ
の所定箇所には、高周波帯ＩＣの入出力インターフェイ
ス部の接地電極パッドに接触可能な接地コンタクト部３
２３が設けられている。水平方向の導波管３２０ａの下
面３２０ｄの、上記接地コンタクト部３２３間には開口
部３２０ｃが形成されており、該開口部３２０ｃの中央
部分には高周波帯ＩＣの入出力インターフェイス部の信
号電極パッドと接触可能な信号コンタクト部３２４が配
置されている。この信号コンタクト部３２４はヘッド本
体の導波管部分３２０ａ内の上面に下面方向に向かって
突出するように配置された導電性部材（リッジ部）３２
２の下端３２２ａに支持されている。

【００１５】このような構造を有する高周波帯プローブ
ヘッドでは、プローブヘッド内に導波管／コプレーナラ
イン変換部分を持たず、コプレーナライン構造の誘電体
ブレード部分もないので、ミリ波帯の信号の損失を低減
することができ、精度よく特性測定を行なうことができ
る。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】従来の導波管を直接Ｉ
Ｃのコプレーナラインに変換する高周波帯プローブヘッ
ドは上述のように構成されているので、高周波帯ＩＣの
評価を行なう際に、図２０(a) に示すように、高周波帯
プローブヘッドのコンタクト部３２３，３２４が水平方
向の導波管部分３２０ａに隠れた状態となり、プローブ
の際のコンタクト部と被検査ＩＣの電極パッドとの位置
合わせ、及びこれらの接触状態の確認が困難であるとい
う問題点があった。特に被検査ＩＣ側の電極パッド間に
段差がある場合、例えば図２０(b) に示すように接地電
極パッド１６３が信号電極パッド１６２よりも高いよう
な場合には、信号コンタクト部３２４が信号電極パッド
１６２に当接しないという接触不良が生ずるが、従来の
高周波帯プローブヘッドではこの接触不良の確認は困難
である。また、この従来の高周波帯プローブヘッドは、
その水平方向の導波管部分３２０ａの前端部分が導体接
地外郭で覆われた構造を有するため、この前端部分で反
射される高周波成分を考慮して設計しなければならない
という問題点もあった。

【００１７】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、容易に設計可能で、プローブの
際のコンタクト部と被検査ＩＣの電極パッドとの位置合
わせ，及びこれらの接触状態の確認が容易な、高周波
帯、特に同軸ケーブルの使用の困難な６０ＧＨｚ以上の
ミリ波帯において低損失，低反射のプローブを得ること
を目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】この発明に係る高周波帯
プローブヘッドは、一端が開放端構造である導波管の該
開放端近傍の上部内面に設けられた、開放端に近づくほ
どその先端部分が下方に突出した形状を有するリッジ変
換部と、該リッジ変換部の先端部分に設けられた、被検
査ＩＣの信号入力端子に当接する信号コンタクト部と、
該信号コンタクト部をはさんで導波管外郭の同一平面上
に設けられた、被検査ＩＣの接地端子に当接する複数の
接地コンタクト部とを備え、導波管からＩＣインターフ
ェイス部のコプレーナラインへの直接変換を行なうもの
である。

【００１９】

【作用】この発明においては、導波管を開放端構造と
し、この導波管の該開放端近傍の上部内面に、先端に信
号コンタクト部を備えたリッジ変換部を設け、該信号コ
ンタクト部をはさんで導波管外郭の同一平面上に接地コ
ンタクト部を設けた構成としたから、設計が容易な、プ
ローブの際のコンタクト部と被検査ＩＣの電極パッドと
の位置合わせ，及びこれらの接触状態の確認が容易であ
り、かつ低損失，低反射の高周波帯プローブヘッドが得
られる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図について説明す
る。（実施例１）図１は本発明の第１の実施例による高周波
帯プローブヘッドを示す図であり、図１(a) はその斜視
図、図１(b) は図１(a) のIb−Ib線断面を示す図であ
る。図において、４は導波管を構成する導体接地外郭で
ある。導体からなるリッジ変換部８は、導波管の端部の
導体接地外郭４内面上部に直接設けられ、導波管の先端
部に近づくにつれて導波管の上部から下方に向けて、徐
々に突出する形状を有する。リッジ変換部８の先端部は
導体接地外郭４の先端部分の下部に設けられた切り込み
部４０を突き抜ける形で導体接地外郭４の外側に突出し
ており、この突出した部分には信号コンタクト部９が設
けられる。また、接地コンタクト部１０は導体接地外郭
４の下面上に、信号コンタクト部９を挟むように配置さ
れる。ここで信号コンタクト部９と接地コンタクト部１
０の中心間の距離は１００〜２５０ミクロンである。ま
た、図において１は高周波帯プローブヘッド全体を示
す。

【００２１】図２は本第１の実施例による高周波帯プロ
ーブヘッド１を用いて高周波帯ＩＣの評価を行っている
状態を示す斜視図である。高周波帯ＩＣ２の入出力イン
ターフェイス部分は、半導体基板１１上に配置された信
号線の端部に設けられた信号電極パッド１２と、バイア
ホール１４を介して基板１１裏面に形成された裏面接地
導体２０に接続された接地電極パッド１３とにより構成
されるコプレーナライン構造を有する。本第１の実施例
による高周波帯プローブヘッドを用いて高周波帯ＩＣの
評価を行なう場合、信号コンタクト部９，接地コンタク
ト部１０をそれぞれ高周波帯ＩＣ２の信号電極パッド１
２，接地電極パッド１３と密着させる。ここで、通常、
高周波帯ＩＣ２の電極パッド１２，１３間の間隔は、高
周波帯プローブヘッドのコンタクト部９，１０間の間隔
に合わせて作製されるので、プローブする際に信号コン
タクト部が正確に信号電極パッドに位置合わせされれ
ば、接地コンタクト部は自ずと接地電極パッドに位置合
わせされる。本実施例では導波管の端部が導体接地外郭
で覆われていないので、リッジ部の位置を端部側から容
易に確認することができ、このリッジ部の位置に基づい
て容易に信号コンタクト部を信号電極パッドに位置合わ
せすることができる。しかも本実施例では、信号コンタ
クト部９，接地コンタクト部１０が導波管の端部に並ぶ
ように配置されているので、信号コンタクト部９，及び
接地コンタクト部１０と高周波帯ＩＣ２の信号電極パッ
ド１２，及び接地電極パッド１３との接触状態を目視に
より容易に確認することができる。

【００２２】この状態で、従来例と同様に、高周波帯Ｉ
Ｃの入力端子側に当接した高周波帯プローブヘッドから
例えば１００ＧＨｚ前後のミリ波帯信号を高周波帯ＩＣ
の入力端子に印加し、高周波帯ＩＣの出力端子にあらわ
れるマイクロ波信号を高周波帯ＩＣの出力端子に当接し
た高周波帯プローブヘッドで取り出して、評価装置本体
で特性の評価を行なう。

【００２３】このように、本実施例では、導波管を開放
端構造とし、この導波管の該開放端近傍の上部内面に、
先端に信号コンタクト部を備えたリッジ変換部を設け、
該信号コンタクト部をはさんで導波管外郭の同一平面上
に接地コンタクト部を設けたので、プローブの際のコン
タクト部と被検査ＩＣの電極パッドとの位置合わせ，及
びこれらの接触状態の確認を容易とできる。また、本実
施例は、導波管が開放端構造であり、高周波信号の導波
管端部における反射がプローブヘッドのインピーダンス
に影響を与えないので、設計が極めて容易である。

【００２４】（実施例２）ところで、被評価装置が高周
波信号の入出力端子とは別にＤＣ入出力端子を備えた高
周波帯ＩＣである場合とは異なり、例えば高周波帯トラ
ンジスタ単体のように高周波信号入力部とＤＣ入力部、
高周波信号出力部とＤＣ出力部が同じ端子となっている
ものを評価する場合は、高周波帯プローブヘッドの信号
コンタクト部から高周波，ＤＣの両方を入出力する必要
がある。上記第１の実施例ではリッジ部８は導体接地外
郭と等電位、即ち接地された構成となっており、信号コ
ンタクト部の電位を制御することはできないので、上述
のように高周波信号入力部とＤＣ入力部、高周波信号出
力部とＤＣ出力部が同じ端子となっているものを評価す
ることが困難である。

【００２５】図３は高周波信号入力部とＤＣ入力部、高
周波信号出力部とＤＣ出力部が同じ端子となっている高
周波帯装置の評価を容易に行なうことのできる本発明の
第２の実施例による高周波帯プローブヘッドを示す図で
あり、図３(a) はその斜視図、図３(b) は図３(a) のII
Ib−IIIb線断面を示す図である。図において、導体から
なるリッジ変換部８０は、導波管の端部の導体接地外郭
４内面上部にＤＣブロック用誘電体層１５を介して設け
られ、上記第１の実施例のリッジ変換部と同様、導波管
の先端部に近づくにつれて導波管の上部から下方に向け
て、徐々に突出する形状を有し、導体接地外郭４の先端
部分の下部に設けられた切り込み部４０を突き抜ける形
で導体接地外郭４の外側に突出したリッジ変換部８０の
先端部分には信号コンタクト部９が設けられる。また、
接地コンタクト部１０は導体接地外郭４の下面上に、信
号コンタクト部９を挟むように配置される。また、１７
は誘電体基板であり、該基板上にはバイアス回路が形成
されている。１８は貫通コンデンサである。１６ａはリ
ッジ変換部８０とバイアス回路とを接続するワイヤ、１
６ｂはバイアス回路と貫通コンデンサを接続するワイヤ
である。

【００２６】図４は本第２の実施例による高周波帯プロ
ーブヘッド１を用いて高周波帯ＩＣの評価を行っている
状態を示す斜視図である。ここでは高周波信号入力部と
ＤＣ入力部、高周波信号出力部とＤＣ出力部が同じ端子
となっている被評価高周波帯装置として、ソース接地型
の高周波帯トランジスタを例として示す。高周波帯トラ
ンジスタ３のゲート信号入力部分は、半導体基板１１上
に配置された信号線の端部に設けられた信号電極パッド
１２と、バイアホール１４を介して基板１１裏面に形成
された裏面接地導体２０に接続された接地電極パッド１
３とにより構成されるコプレーナライン構造を有する。
またソース電極３５はバイアホール１４を介して接地さ
れており、ゲート電極３６は信号電極パッド１２が設け
られた信号線に接続され、ドレイン電極３７はコプレー
ナライン構造の出力端子に接続される。本第２の実施例
による高周波帯プローブヘッドを用いて高周波帯トラン
ジスタの評価を行なう場合、トランジスタに信号を印加
する側のプローブヘッド（信号入力側プローブヘッド）
の信号コンタクト部９，接地コンタクト部１０をそれぞ
れ高周波帯トランジスタの信号電極パッド１２，接地電
極パッド１３と密着させ、トランジスタからの出力信号
を取り出す側のプローブヘッド（信号出力側プローブヘ
ッド）の信号コンタクト部９，接地コンタクト部１０を
それぞれ図示しない高周波帯トランジスタの出力端子側
の信号電極パッド，及びこの出力端子とともにコプレー
ナライン構造を構成する接地電極パッドに密着させる。
この状態で、信号入力側プローブヘッドの信号コンタク
ト部９より高周波帯トランジスタの信号電極パッド１２
に高周波信号と直流バイアスとを与え、高周波帯トラン
ジスタの出力端子側の信号電極パッドに現れる高周波出
力信号とＤＣ信号とを信号出力側プローブヘッドの信号
コンタクト部９より取り出し、評価装置により評価を行
なう。

【００２７】ここで、本実施例では、リッジ部８０及び
信号コンタクト部９は誘電体層１５により、接地されて
いる導波管外郭４と絶縁されているため自由な電位の設
定が可能である。リッジ部８０の電位設定は貫通コンデ
ンサ１８，ワイヤ１６ｂ，バイアス回路１７，及びワイ
ヤ１６ａを介して外部より行なう。ここで、ワイヤ１６
ａはインダクタンス成分が大きいため高周波信号は通過
できず、よって測定周波数帯域におけるプローブヘッド
のインピーダンスに影響を与えることはない。また、こ
こでは貫通コンデンサ３０が被評価ＩＣの発振を防止す
る素子として機能するが、バイアス回路１７に被評価Ｉ
Ｃの発振を防止する発振防止回路等を含ませることも可
能である。

【００２８】このような本実施例によれば、上記第１の
実施例と同様の効果が得られるとともに、高周波信号入
力部とＤＣ入力部、高周波信号出力部とＤＣ出力部が同
じ端子となっている高周波帯装置の評価を容易に行なう
ことができる。なお、上記実施例ではバイアス回路１７
を介してリッジ部８０に電位を印加する構成としている
が、ワイヤ１６ａのみを介して直接印加するようにして
もよい。また，上記実施例では電位供給のための線路と
してワイヤを用いているが、導体リボンを用いることも
可能である。

【００２９】（実施例３）図５は本発明の第３の実施例
による高周波帯プローブヘッドを示す図であり、図５
(a) はその斜視図、図５(b) は図５(a) のVb−Vb線断面
を示す図である。図において、図３と同一符号は同一又
は相当部分である。本第３の実施例では、導波管の先端
部近傍の側壁に信号導波方向に伸びる開孔部４０が設け
られており、導体で形成された可動スタブ１８が該開孔
部に挿入される。ここで、開孔部の長さＬ1 は１／４波
長以上、スタブの長さＬ2 は１／４波長程度である。

【００３０】図６は本第３の実施例による高周波帯プロ
ーブヘッドを用いて高周波帯ＩＣの評価を行っている状
態を示す斜視図であり、図において、図４と同一符号は
同一又は相当部分である。本実施例による高周波帯プロ
ーブヘッドを用いた高周波トランジスタの評価は、上記
第２の実施例と同様、信号入力側プローブヘッドの信号
コンタクト部９，接地コンタクト部１０をそれぞれ高周
波帯トランジスタの信号電極パッド１２，接地電極パッ
ド１３と密着させ、信号出力側プローブヘッドの信号コ
ンタクト部９，接地コンタクト部１０をそれぞれ図示し
ない高周波帯トランジスタの出力端子側の信号電極パッ
ド，及びこの出力端子とともにコプレーナライン構造を
構成する接地電極パッドに密着させた状態で、信号入力
側プローブヘッドの信号コンタクト部９より高周波帯ト
ランジスタの信号電極パッド１２に高周波信号と直流バ
イアスとを与え、高周波帯トランジスタの出力端子側の
信号電極パッドに現れる高周波出力信号とＤＣ信号とを
信号出力側プローブヘッドの信号コンタクト部９より取
り出して行なう。

【００３１】ここで、本実施例では導波管外郭４側面の
開孔部に設けられた可動スタブ１８が信号伝達方向（図
５(b) 中のｘ方向）及び導波管中心方向（図５(b) 中の
ｙ方向）に移動することにより、被測定素子端面でのイ
ンピーダンスの位相及び絶対値の調整を行なう。可動ス
タブ１８の長さは１／４波長程度、すなわち１mm以下で
あり、マイクロマシン技術を用いた静動モータによる駆
動等が考えられる。

【００３２】このような本実施例によれば、上記第１，
第２の実施例と同様の効果が得られるとともに、被測定
素子端面でのインピーダンスの位相及び絶対値の調整を
行なうことができる。

【００３３】なお、スタブによる調整は、一般に高周波
トランジスタ単体の評価を行なう場合に必要となるもの
であるので、本第３の実施例では高周波入力とＤＣ入力
を同一のパッドから行なうことのできる構成、即ち図３
に示す本発明の第２の実施例の高周波帯プローブヘッド
に可動スタブを設けたものについて示したが、高周波入
力とＤＣ入力を異なるパッドより行なう高周波集積回路
においても稀にスタブにより調整して評価を行なう場合
があり、このような場合は図１に示す本発明の第１の実
施例の高周波帯プローブヘッドに可動スタブを設けた構
成とすることも可能である。

【００３４】（実施例４）ところで、被評価装置の表面
のフラットネスが悪い場合、特に、図２０で示したよう
に、接地電極パッドが信号電極パッドよりも高いような
場合、あるいは逆に信号電極パッドが接地電極パッドよ
りも高いような場合には、高周波帯プローブヘッドのコ
ンタクト部が被評価装置の電極パッドに正常に接触しな
いため、評価を精度よく行なうことができない。

【００３５】図７(a) は被評価装置の表面のフラットネ
スが悪い場合にも評価を精度よく行なうことのできる本
発明の第４の実施例による高周波帯プローブヘッドを示
す図であり、図７(b) はその使用時の状態を示す図であ
る。図において、図１と同一符号は同一又は相当部分で
あり、４１は導体接地外郭４のリッジ変換部８が設けら
れた部分の両側にリッジ変換部８に沿って設けられた切
込み（スリット）である。

【００３６】本実施例では、導波管上面の導体接地外郭
４に図のようなスリット４１を備えているので、ＩＣ表
面のフラットネスが悪い場合、例えば、図７(b) に示す
ように、信号電極パッド１４が接地電極パッドよりも高
い場合には、導体接地外郭４のスリット４１に挟まれた
部分が上方に湾曲し、ＩＣ表面の段差分を吸収でき、高
周波帯プローブヘッドのコンタクト部とＩＣのパッドと
の接触を良好に得ることができる。

【００３７】なお、図７に示すように、信号コンタクト
部９と接地コンタクト部１０のパッド接触面を面一に構
成した場合には、接地電極パッドが信号電極パッドより
も高い場合に信号コンタクト部９が信号電極パッド１２
に接触不能となるが、図８(a) に示す変形例のように、
リッジ部８の上下方向の寸法を大きくする、あるいは信
号コンタクト部材の厚みを厚くすることにより、信号コ
ンタクト部９が接地コンタクト部１０よりも突出した構
造とすることにより、図８(b) に示すように、接地電極
パッドが信号電極パッドよりも高い場合にも良好な接触
状態を得ることができる。ここで突出寸法ｈ1 は、被評
価装置の電極パッド間で予期される段差に応じて設定す
ればよい。

【００３８】なお、上記実施例では、上記第１の実施例
の高周波帯プローブヘッドの導体接地外郭にスリットを
設けたものについて示したが、第２，第３の実施例の高
周波帯プローブヘッドの導体接地外郭４にスリットを設
けてもよく、上記実施例と同様の効果を奏する。

【００３９】（実施例５）ところで、図１８にも示すよ
うに、高周波帯プローブを用いて高周波帯ＩＣの評価を
行なう場合、高周波帯ＩＣの入力端子に対して高周波信
号を印加する入力側の高周波帯プローブと、高周波帯Ｉ
Ｃの出力端子からの高周波信号を受ける出力側の高周波
帯プローブとを対で用いるのが一般的である。一方、上
記第１〜第４の実施例の高周波帯プローブヘッドは、先
端が開孔状態（開放端構造）であるため、若干の信号の
洩れ出し，洩れ込みが発生し、特に上述のごとく入力
側，及び出力側のプローブヘッドを対で用いる場合のよ
うに、複数のプローブヘッドを近距離で対向させて使用
する場合には相互のアイソレーションの劣化が懸念され
る。

【００４０】図９は複数のプローブヘッドを近距離で対
向させて使用する場合のプローブヘッド間相互のアイソ
レーションの劣化を防止できる、本発明の第５の実施例
による高周波帯プローブ（高周波帯プローブセット）を
示す側面図である。図において１９は接地導体もしくは
電波吸収材料で形成された遮蔽板である。信号入力側プ
ローブヘッド１ａと信号出力側プローブヘッド１ｂは、
対向した状態で、その信号コンタクト部９ａ，９ｂ間の
間隔ｄが被評価装置の入力信号電極パッドと出力信号電
極パッド間の間隔となるように、導体からなる固定治具
５０により固定されている。固定治具５０とプローブヘ
ッド１ａ，１ｂとの固着は、溶接又は導伝性接着材によ
り行なう。遮蔽板１９を接地導体とする場合には固定治
具５０と一体成形することができる。プローブヘッド１
ａ，１ｂは評価する高周波帯装置に応じて上記第１〜第
４の実施例の何れかの構造のものを用いる。なお、接地
コンタクト部は図示していない。

【００４１】図１０は図９に示す高周波帯プローブセッ
トを用いて高周波帯ＩＣの評価をオンウエハ状態で行な
っている状態を示す側面図である。図において、１２
ａ，及び１２ｂは高周波帯ＩＣの入力信号電極パッド，
及び出力信号電極パッドである。本第５の実施例による
高周波帯プローブセットを用いて高周波帯ＩＣを評価す
る場合、信号入力側プローブヘッド１ａの信号コンタク
ト部９ａを高周波帯ＩＣの入力信号電極パッド１２ａ
に、信号出力側プローブヘッド１ｂの信号コンタクト部
９ｂを高周波帯ＩＣの入力信号電極パッド１２ｂにそれ
ぞれ密着させる。図示しないが、このときそれぞれのプ
ローブヘッドの接地コンタクト部は高周波帯ＩＣの接地
電極パッドに当接される。この状態で、信号コンタクト
部９ａより高周波信号を入力信号電極パッド１２ａに印
加し、出力信号電極パッド１２ｂに現れる高周波信号を
信号コンタクト部９ｂにより取り出して高周波帯ＩＣの
評価を行なう。ここで、本実施例のプローブセットはヘ
ッドの間に接地導体もしくは電波吸収材料からなる遮蔽
板１９があるためヘッド間の良好なアイソレーションが
得られる。

【００４２】なお、上記実施例ではプローブヘッド１
ａ，１ｂを固定治具５０に固着したものについて示した
が、ネジ止め式等とすることによりコンタクト部９ａ，
９ｂ間の間隔ｄを可変とすることも可能である。

【００４３】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、一端が
開放端構造である導波管の該開放端近傍の上部内面に設
けられた、開放端に近づくほどその先端部分が下方に突
出した形状を有するリッジ変換部と、該リッジ変換部の
先端部分に設けられた、被検査ＩＣの信号入力端子に当
接する信号コンタクト部と、該信号コンタクト部をはさ
んで導波管外郭の同一平面上に設けられた、被検査ＩＣ
の接地端子に当接する複数の接地コンタクト部とを備え
た構成としたから、設計が容易な、プローブの際のコン
タクト部と被検査ＩＣの電極パッドとの位置合わせ，及
びこれらの接触状態の確認が容易であり、かつ低損失，
低反射の高周波帯プローブヘッドが得られる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例による高周波帯プローブ
を示す図である。

【図２】図１の高周波帯プローブを用いて高周波帯ＩＣ
の評価を行っている状態を示す斜視図である。

【図３】本発明の第２の実施例による高周波帯プローブ
を示す図である。

【図４】図３の高周波帯プローブを用いて高周波帯ＩＣ
の評価を行っている状態を示す斜視図である。

【図５】本発明の第３の実施例による高周波帯プローブ
を示す図である。

【図６】図５の高周波帯プローブを用いて高周波帯ＩＣ
の評価を行っている状態を示す斜視図である。

【図７】本発明の第４の実施例による高周波帯プローブ
及びこれを用いて高周波帯ＩＣの評価を行っている状態
を示す斜視図である。

【図８】本発明の第４の実施例による高周波帯プローブ
の変形例を説明するための図である。

【図９】本発明の第５の実施例による高周波帯プローブ
セットを示す図である。

【図１０】図９の高周波帯プローブセットを用いて高周
波帯ＩＣの評価を行っている状態を示す図である。

【図１１】同軸ケーブル，コプレーナライン，及び導波
管を示す図である。

【図１２】同軸ケーブルをコプレーナラインに変換する
従来の同軸型高周波帯プローブヘッドの一例を示す分解
斜視図である。

【図１３】プローブヘッドの構成部品である誘電体ブレ
ード（下向きコプレーナライン）の先端部の裏面を示す
図である。

【図１４】図１２に示すプローブヘッドの同軸／コプレ
ーナライン（誘電体ブレード）変換部を示す断面図であ
る。

【図１５】導波管をコプレーナラインに変換する従来の
導波管型高周波帯プローブヘッドの一例を説明するため
の図である。

【図１６】図１５に示すプローブヘッドの導波管／コプ
レーナライン（誘電体ブレード）変換部の接続状態を示
す断面図である。

【図１７】従来の高周波帯プローブを用いて高周波帯Ｉ
Ｃの評価を行っている状態を示す斜視図である。

【図１８】高周波帯ＩＣを評価する装置の構成の一例を
示す概略図である。

【図１９】導波管を直接ＩＣのインターフェイス部（コ
プレーナライン）に変換する従来の高周波帯プローブヘ
ッドを示す図である。

【図２０】図１９に示す高周波帯プローブヘッドにおけ
る問題点を説明するための図である。

【符号の説明】

４導体接地外郭８リッジ部９信号コンタクト部１０接地コンタクト部１１半導体基板１２ＩＣ側信号電極パッド１３ＩＣ側接地電極セッド１４バイアホール１５ＤＣブロック用誘電体層１６ワイヤ１７バイアス回路１８可動スタブ１９遮蔽板２０裏面接地導体３０貫通コンデンサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高周波帯信号が用いられる装置の特性を
測定するための高周波帯プローブヘッドにおいて、一端が開放端構造である導波管と、該導波管の上記開放端近傍の上部内面に設けられ、上記
開放端に近づくほどその先端部分が下方に突出した形状
を有するリッジ変換部と、該リッジ変換部の先端部分に設けられ、被検査装置の信
号入力端子に当接する信号コンタクト部と、該信号コンタクト部をはさんで導波管外郭の同一平面上
に設けられ、被検査装置の接地端子に当接する複数の接
地コンタクト部とを備えたことを特徴とする高周波帯プ
ローブヘッド。
【請求項２】上記リッジ部は、導波管を構成する導体
接地外郭の内面に誘電体層を介して固着されており、上
記導体接地外郭とＤＣ的に絶縁されていることを特徴と
する請求項１記載の高周波帯プローブヘッド。
【請求項３】上記リッジ部に接続された大きなインダ
クタンスを有する線路を備え、該線路を介して上記リッ
ジ部にＤＣ電位が与えられることを特徴とする請求項２
記載の高周波帯プローブヘッド。
【請求項４】上記導波管を構成する導体接地外郭に設
けられた導波管進行方向に長さλ／４（λ：波長）以上
の開孔部と、該開孔部に挿入され、導波管進行方向及び導波管中心方
向にそれぞれ独立に可動するスタブとを備えたことを特
徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の高
周波帯プローブヘッド。
【請求項５】上記導波管を構成する導体接地外郭の上
記リッジ変換部が設けられた部分の両側に上記リッジ変
換部に沿って設けられた切込みを備えたことを特徴とす
る請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の高周波帯
プローブヘッド。
【請求項６】一端が開放端構造である導波管と、該導
波管の上記開放端近傍の上部内面に設けられ、上記開放
端に近づくほどその先端部分が下方に突出した形状を有
するリッジ変換部と、該リッジ変換部の先端部分に設け
られ、被検査装置の信号入力端子に当接する信号コンタ
クト部と、該信号コンタクト部をはさんで導波管外郭の
同一平面上に設けられ、被検査装置の接地端子に当接す
る複数の接地コンタクト部とを備えた高周波帯プローブ
ヘッドが複数個対向して配置されて構成される高周波帯
プローブヘッドであって、導波管先端開孔部同士の間に電波吸収体もしくは接地導
体からなる平板を備えたことを特徴とする高周波帯プロ
ーブヘッド。