| 【発明の名称】 |
特性インピーダンス測定機 |
| 【発明者】 |
【氏名】後藤 伸方
【氏名】遠山 佳秀
【氏名】田垣 隆司
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| 【要約】 |
【課題】電気的ノイズを防ぎ，正確な測定値を得る特性インピーダンス測定機を提供すること。
【解決手段】プリント配線板に電気信号を発信し受信するＴＤＲメータと，これに電気的に接続されたプローブ２と，プローブ２を保持し移動させる保持手段と，プリント配線板を保持するテーブルとからなる特性インピーダンス測定機。プローブ２は，内線２１とその周囲に絶縁層２２を介して配設された外管２３とよりなる本体部２０と，内線２１から延設された信号端子２６と，外管２３に配設された接地端子２７とを有する。信号端子２６と接地端子２７とをプリント配線板の一対の測定端子に接触させて電気信号をプリント配線板とＴＤＲメータとの間で授受させる。接地端子２７は，外管２３の先端部２３１に配設してある。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 プリント配線板に電気信号を発信し受信して特性インピーダンスを測定すると共に測定結果を表示するＴＤＲメータと，該ＴＤＲメータに電気的に接続されたプローブと，該プローブを保持し移動或いは回動させる保持手段と，上記プリント配線板を保持するテーブルとからなる特性インピーダンス測定機において，上記プローブは，導電性の内線と該内線の周囲に絶縁層を介して配設された導電性の外管とよりなる本体部と，上記内線から延設された信号端子と，上記外管に配設された接地端子とを有してなり，上記信号端子と上記接地端子とを上記プリント配線板の測定端子に接触させて上記電気信号を上記プリント配線板と上記ＴＤＲメータとの間で授受させるよう構成してあり，かつ，上記接地端子は，上記外管の先端部に配設してあることを特徴とする特性インピーダンス測定機。
【請求項２】 請求項１において，上記接地端子は，上記外管に対し着脱可能に取り付けてあることを特徴とする特性インピーダンス測定機。
【請求項３】 請求項１又は２において，上記接地端子は，上記信号端子との間隔が先端にいくほど狭くなるように，上記外管に斜めに配設してあることを特徴とする特性インピーダンス測定機。
【請求項４】 請求項１〜３のいずれか一項において，上記接地端子は，該接地端子を進退可能に保持する導電性の支持体を介して上記外管に配設してあると共に，弾性部材によって先端側に付勢してあることを特徴とする特性インピーダンス測定機。
【請求項５】 請求項４において，上記支持体は，上記接地端子を進退可能に挿入するための筒状部と，上記外管を把持する把持部とを有していると共に，上記筒状部を上記把持部の先端部に配設してなることを特徴とする特性インピーダンス測定機。
【請求項６】 請求項４又は５において，上記接地端子は，伸長状態において上記信号端子よりも先端側にまで伸びていることを特徴とする特性インピーダンス測定機。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【技術分野】本発明は，プリント配線板の特性インピーダンスを測定するための特性インピーダンス測定機に関する。
【０００２】
【従来技術】従来より，プリント配線板の特性インピーダンスを測定するために，特性インピーダンス測定機が用いられている。上記特性インピーダンス測定機は，ＴＤＲメータと，該ＴＤＲメータに電気的に接続されたプローブとを有する（図１参照）。上記ＴＤＲメータは，プリント配線板に電気信号を発信し受信して特性インピーダンスを測定すると共に測定結果を表示する。また，上記プローブは，上記ＴＤＲメータに可撓ケーブルによって，接続されている。
【０００３】また，図５（Ａ）に示すごとく，上記プローブ９は，導電性の内線９１と該内線９１の周囲に絶縁層を介して配設された導電性の外管９３とよりなる本体部９０と，上記内線９１から延設された信号端子９６と，上記外管９３に配設された接地端子９７とを有してなる。
【０００４】そして，上記信号端子９６と上記接地端子９７とを上記プリント配線板の一対の測定端子に接触させて上記電気信号を上記プリント配線板と上記ＴＤＲメータとの間で授受させるよう構成してある（図４参照）。また，上記接地端子９７を上記測定端子に接触させる際には，上記接地端子９７を上記外管９３の先端部９３１にも接触させる。
【０００５】上記ＴＤＲメータから上記信号端子９６を介してプリント配線板へ流出する電流は，上記プローブ９の内線９１を通る。一方，上記プリント配線板から上記接地端子９７を介してＴＤＲメータへ流入する電流は，上記接地端子９７から上記外管９３に流入し，ＴＤＲメータへ流入する。
【０００６】
【解決しようとする課題】しかしながら上記従来の特性インピーダンス測定機には，以下の問題がある。即ち，上記特性インピーダンス測定機におけるプローブ９は，図５（Ａ）に示すごとく，接地端子９７をその上端部９７９において，外管９３の長さ方向における略中央部に取付けてある。そのため，上記外管９３を流れる電流は，外管９３の略中央部において接地端子９７へ迂回して流れ，外管９３の先端部９３１へは流れなくなる場合がある。これにより，迂回した電流が上記信号端子９６を流れる電流との結合状態が弱まり，電気的ノイズが発生する。
【０００７】即ち，各電流は共にその周囲にそれぞれ磁界を発生させ，この磁界の作用によって互いの電流に電気的ノイズを生じさせる。これにより，上記特性インピーダンス測定機は，正確な測定値を得ることが困難となる。上記電気的ノイズの発生を防止するためには，上記電流が迂回しないようにする必要がある。
【０００８】かかる観点から，図５（Ｂ）に示すごとく，上記接地端子９７を上記外管９３と共に導電ゴム９８で被覆し，上記接地端子９７を介して流れる電流が電気的ノイズを発生しないよう構成したプローブ９９がある。しかし，このプローブ９９の場合には，その外形が大きくなり，また，定期的に交換が必要な接地端子９７を交換することが困難となる。そこで，上記信号端子９６を介して流れる電流が全て上記プローブの内線９１を流れ，上記設置端子９７を介して流れる電流が全て上記外管９３を一様に流れるよう構成することが理想である。
【０００９】本発明は，かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので，電気的ノイズを防ぎ，正確な測定値を得る特性インピーダンス測定機を提供しようとするものである。
【００１０】
【課題の解決手段】請求項１に記載の発明は，プリント配線板に電気信号を発信し受信して特性インピーダンスを測定すると共に測定結果を表示するＴＤＲメータと，該ＴＤＲメータに電気的に接続されたプローブと，該プローブを保持し移動或いは回動させる保持手段と，上記プリント配線板を保持するテーブルとからなる特性インピーダンス測定機において，上記プローブは，導電性の内線と該内線の周囲に絶縁層を介して配設された導電性の外管とよりなる本体部と，上記内線から延設された信号端子と，上記外管に配設された接地端子とを有してなり，上記信号端子と上記接地端子とを上記プリント配線板の測定端子に接触させて上記電気信号を上記プリント配線板と上記ＴＤＲメータとの間で授受させるよう構成してあり，かつ，上記接地端子は，上記外管の先端部に配設してあることを特徴とする特性インピーダンス測定機にある。
【００１１】本発明において最も注目すべきことは，上記接地端子が，上記外管の先端部に配設してあることである。上記外管の先端部とは，上記本体部において上記信号端子が配設されている側の上記外管の先端部である。また，上記特性インピーダンス測定機の有する上記プローブは，１個でも複数個でもよい。
【００１２】上記特性インピーダンス測定機によるプリント配線板の特性インピーダンスの測定は，例えば以下のように行う。即ち，まず，上記ＴＤＲメータから所定電圧のパルス電流からなる電気信号を，上記信号線を介してプリント配線板に発信する。入射した電気信号は上記プリント配線板の導体配線に送られると，該導体配線からは反射電流が上記ＴＤＲメータに流れる。この反射電圧をＴＤＲメータによって測定し，その反射波形を表示する。ＴＤＲメータは，上記入射電圧と反射電圧とにより，そのプリント配線板の導体配線における特性インピーダンスを演算し表示する。
【００１３】次に，本発明の作用効果につき説明する。上記特性インピーダンス測定機においては，上記プローブの接地端子が，上記外管の先端部に配設されている。そのため，上記特性インピーダンス測定機を使用するとき，上記接地端子を介して流れる電流は，全て上記先端部から上記外管に進入し，その全体を流れる。
【００１４】即ち，上記接地端子を介して流れる電流は，上記本体部において，上記外管のみを流れる。これによって，電気的ノイズが発生することがない。それ故，上記特性インピーダンス測定機は，正確な測定値を得ることができる。
【００１５】以上のごとく，本発明によれば，電気的ノイズを防ぎ，正確な測定値を得る特性インピーダンス測定機を提供することができる。
【００１６】次に，請求項２に記載の発明のように，上記接地端子は，上記外管に対し着脱可能に取り付けてあることが好ましい。これにより，消耗の早い接地端子のみを交換することが可能となり，上記特性インピーダンス測定機の維持費を低減することができる。
【００１７】上記接地端子は，通常上記プリント配線板の測定端子に対して最初に接触させる。これにより，上記プリント配線板に帯電した静電気を除去して，上記ＴＤＲメータの故障を防いでいる。そのため，上記接地端子は上記信号端子に比べて早く消耗する。また，先端部の形状が変化すると正確な測定が困難となる。従って，上記接地端子は，早期の交換が必要である。
【００１８】しかし，上記プローブにおいて消耗が早いのは上記接地端子のみであり，上記接地端子が消耗する毎に上記プローブ全体を交換することは経済的でない。そこで，上記のごとく上記接地端子を上記本体部に対し着脱可能とすることにより，接地端子のみの交換を可能とし，上記特性インピーダンス測定機の維持費を低減することができる。
【００１９】次に，請求項３に記載の発明のように，上記接地端子は，上記信号端子との間隔が先端にいくほど狭くなるように，上記外管に斜めに配設してあることが好ましい。これにより，上記プリント配線板における一対の測定端子が近接している場合にも，該一対の測定端子に，上記接地端子と信号端子を容易に接触させることができる。また，上記接地端子の上記信号端子に対する傾斜角度を調整することにより，容易に上記一対の測定端子の間隔の変化に対応することができる。
【００２０】次に，請求項４に記載の発明のように，上記接地端子は，該接地端子を進退可能に保持する導電性の支持体を介して上記外管に配設してあると共に，弾性部材によって先端側に付勢してあることが好ましい。これによって，上記接地端子を上記プリント配線板の測定端子に接触させる際に，その接触圧力を容易に一定に保つことができる。これにより，一層正確な測定値を得ることができる。
【００２１】次に，請求項５に記載の発明のように，上記支持体は，上記接地端子を進退可能に挿入するための筒状部と，上記外管を把持する把持部とを有していると共に，上記筒状部を上記把持部の先端部に配設してなることが好ましい。これにより，上記接地端子を上記外管の先端部に容易に配設することができる。
【００２２】次に，請求項６に記載の発明のように，上記接地端子は，伸長状態において上記信号端子よりも先端側にまで伸びていることが好ましい。これにより，上記接地端子を上記プリント配線板の測定端子に，容易に最初に接触させてプリント配線板の静電除去を行うことができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】実施形態例本発明の実施形態例にかかる特性インピーダンス測定機につき，図１〜図４を用いて説明する。本例の特性インピーダンス測定機１は，図１に示すごとく，ＴＤＲメータ１１と，該ＴＤＲメータ１１に電気的に接続されたプローブ２と，該プローブ２を保持し前後左右上下に移動或いは水平回動させる保持手段１２と，上記プリント配線板３を保持するテーブル１３とからなる。上記ＴＤＲメータ１１は，プリント配線板３に電気信号を発信し受信して特性インピーダンスを測定すると共に測定結果を表示するよう構成してある。
【００２４】また，上記プローブ２は，図２（Ａ），（Ｂ）に示すごとく，導電性の内線２１と該内線２１の周囲に絶縁層２２を介して配設された導電性の外管２３とよりなる本体部２０と，上記内線２１から延設された信号端子２６と，上記外管２３に配設された接地端子２７とを有してなる。
【００２５】そして，図４に示すごとく，上記プローブ２は，上記信号端子２６と上記接地端子２７とを上記プリント配線板３の一対の測定端子３１に接触させて上記電気信号を上記プリント配線板３と上記ＴＤＲメータ１１との間で授受させるよう構成してある。図２（Ａ），（Ｂ）に示すごとく，上記接地端子２７は，上記外管２３の先端部２３１に配設してある。また，上記接地端子２７は，上記信号端子２６との間隔が先端にいくほど狭くなるように，上記外管２３に斜めに配設してある。
【００２６】また，上記接地端子２７は，上記外管２３に対し着脱可能に取り付けてある。即ち，上記接地端子２７は，該接地端子２７を進退可能に保持する導電性の支持体２８（図３）を介して上記外管２３に配設してある（図２（Ａ），（Ｂ））。そして，上記接地端子２７は，弾性部材２８１によって先端側に付勢してある（図３の矢印Ａ）。
【００２７】上記支持体２８は，図３に示すごとく，上記接地端子２７を進退可能に挿入するための筒状部２８３と，上記外管２３を把持する把持部２８４とを有していると共に，上記筒状部２８３を上記把持部２８４の先端部２８５に配設してなる。そして，上記筒状部２８３の内部には，導電性の内筒２８２が固定されており，該内筒２８２と上記接地端子２７との間に上記弾性部材２８１が介在している。また，上記内筒２８２は，上記接地端子２７を上記筒状部２８３の先端において電気的に接続している。また，上記接地端子２７は，図２（Ａ），（Ｂ）に示すごとく，伸長状態において上記信号端子２６よりも先端側にまで伸びている。
【００２８】また，上記特性インピーダンス測定機１は，図１に示すごとく，上記プローブ３を２個配設している。上記各プローブ２は，可撓ケーブル１１２によってそれぞれ上記ＴＤＲメータ１１に電気的に接続されている。そして，上記各プローブ２は，それぞれの保持手段１２によって保持されている。また，上記プリント配線板３における一対の測定端子３１は，上記プリント配線板３１に形成されたテストパターン等の導体配線によって互いに接続されている。
【００２９】上記特性インピーダンス測定機１によるプリント配線板３の特性インピーダンスの測定は，以下のように行う。即ち，まず，プリント配線板３を，測定前ストッカー４０から上記特性インピーダンス測定機１に投入し，テーブル１３によって保持する。次いで，上記各プローブ２を，上記保持手段１２によって前後左右上下に移動させ，更にはプローブ２の中心軸即ち内線２１を中心に水平回動させる。これにより，上記プローブ２の信号端子２６及び接地端子２７を，上記プリント配線板３の一対の測定端子３１に接触させる（図４）。
【００３０】次いで，上記ＴＤＲメータ１１から所定電圧のパルス電流からなる電気信号を，上記信号線２１を介してプリント配線板３に発信する。入射した電気信号は上記プリント配線板３の導体配線に送られると，該導体配線からは反射電流が上記ＴＤＲメータ２３に流れる。この反射電流の反射電圧をＴＤＲメータ１１によって測定し，その波形を表示する。上記入射電圧と反射電圧とにより，そのプリント配線板３の導体配線における特性インピーダンスを演算し表示する。同様に，順次多数のプリント配線板の特性インピーダンスを測定する。
【００３１】このようにして測定した特性インピーダンスの値によって上記プリント配線板３を，第１ストッカー４１，第２ストッカー４２，第３ストッカー４３に振り分ける。この振り分け方としては，例えば，複数ピースの製品が１枚のプリント配線板３に形成されている場合に，全てのピースの特性インピーダンスが基準値以下のプリント配線板３を第１ストッカー４１，一部のピースの特性インピーダンスが基準値以下のプリント配線板３を第２ストッカー４２，全てのピースの特性インピーダンスが基準値を超えるプリント配線板３を第３ストッカー４３に振り分ける方法がある。或いは，特性インピーダンスの基準値を２つ設定し，各プリント配線板３を特性インピーダンスの大きさによって３段階に種別し，低い方から第１ストッカー４１，第２ストッカー４２，第３ストッカー４３にそれぞれ振り分ける方法もある。その他，必要に応じて種々の振り分け方が考えられる。
【００３２】次に，本例の作用効果につき説明する。上記特性インピーダンス測定機１においては，上記プローブ２の接地端子２７が，上記外管２３の先端部２３１に配設されている。そのため，上記特性インピーダンス測定機１を使用するとき，上記接地端子２７を介して流れる電流は，上記先端部２３１から上記外管２３の全体を流れる。
【００３３】即ち，上記接地端子２を介して流れる電流は，上記本体部２０において，上記内線２１を流れる電流と略同軸上を流れる。これによって，上記各電流は，プリント配線板３と接地端子２７と信号端子２６との間で，より小さい，いわゆるスモールグランドループを形成することができる。そのため，上記各電流は電気的ノイズを発生させることがない。それ故，上記特性インピーダンス測定機１は，正確な測定値を得ることができる。
【００３４】また，上記接地端子２７は，上記プローブ２の上記本体部２０に対し着脱可能に取り付けてある。これにより，消耗の早い接地端子２７のみを交換することが可能となり，上記特性インピーダンス測定機１の維持費を低減することができる。
【００３５】また，上記接地端子２７は，上記信号端子２６との間隔が先端にいくほど狭くなるように，上記外管２３に斜めに配設してある（図２（Ａ），（Ｂ））。そのため，上記プリント配線板３における一対の測定端子３１が近接している場合にも，該一対の測定端子３１に，上記接地端子２３と信号端子２６を容易に接触させることができる。また，上記接地端子２７の上記信号端子２６に対する傾斜角度を調整することにより，容易に上記一対の測定端子３１の間隔の変化に対応することができる。
【００３６】また，上記接地端子２７は，該接地端子２７を進退可能に保持する導電性の支持体２８を介して上記外管２３に配設してあると共に，弾性部材２８１によって先端側に付勢してある。これによって，上記接地端子２７を上記プリント配線板３の測定端子３１に接触させる際に，その接触圧力を容易に一定に保つことができる。これにより，一層正確な測定値を得ることができる。
【００３７】また，上記支持体２８は，上記接地端子２７を進退可能に挿入するための筒状部２８３と，上記外管２３を把持する把持部２８４とを有していると共に，上記筒状部２８３を上記把持部２８４の先端部２８５に配設してなる。これにより，上記接地端子２７を上記外管２３の先端部２３１に容易に配設することができる。また，上記接地端子２７は，伸長状態において上記信号端子２６よりも先端側にまで伸びているため，上記接地端子２７を上記プリント配線板３の測定端子３１に，容易に最初に接触させてプリント配線板３の静電除去を行うことができる。
【００３８】
【発明の効果】本発明によれば，例えば上記のごとくプリント配線板と接地端子と信号端子の間で，より小さい，いわゆるスモールグランドループを確実に形成させることにより，電気的ノイズを防ぎ，正確な測定値を得る特性インピーダンス測定機を提供することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】００００００１５８
【氏名又は名称】イビデン株式会社
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| 【出願日】 |
平成１２年１月７日（２０００．１．７） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７９１４２
【弁理士】
【氏名又は名称】高橋 祥泰 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−１９４３９７（Ｐ２００１−１９４３９７Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年７月１９日（２００１．７．１９） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−１５８０（Ｐ２０００−１５８０） |
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