特許 7427362 試験測定プローブ・カプラ及びその使用方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-01-26

(45)【発行日】2024-02-05

(54)【発明の名称】試験測定プローブ・カプラ及びその使用方法

(51)【国際特許分類】

   G01R 1/07 20060101AFI20240129BHJP

   G01R 31/28 20060101ALI20240129BHJP

【ＦＩ】

G01R1/07

G01R31/28 L

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2018226565

(22)【出願日】2018-12-03

(65)【公開番号】P2019101042

(43)【公開日】2019-06-24

【審査請求日】2021-11-22

(31)【優先権主張番号】62/593859

(32)【優先日】2017-12-01

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】16/162354

(32)【優先日】2018-10-16

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】391002340

【氏名又は名称】テクトロニクス・インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＴＥＫＴＲＯＮＩＸ，ＩＮＣ．

(74)【代理人】

【識別番号】100090033

【弁理士】

【氏名又は名称】荒船 博司

(74)【代理人】

【識別番号】100093045

【弁理士】

【氏名又は名称】荒船 良男

(74)【代理人】

【識別番号】110001209

【氏名又は名称】特許業務法人山口国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ジョシア・エイ・バートレット

【審査官】菅藤 政明

(56)【参考文献】

【文献】特開２００１－９９８８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１５４２３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１９１６８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－２７６６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－１３２７３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－９１１２７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｒ １／０７

Ｇ０１Ｒ ３１／２８－３１／３１５

Ｇ０１Ｒ １３／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

試験測定プローブ・カプラであって、
基板と、
該基板の第１面の表面よりも凹んだ形状で上記第１面に設けられる凹部と、
該凹部内に設けられ、第１距離広がる第１信号タップ導体と、
該第１信号タップ導体に電気的に結合される第１信号コンタクトと、
上記基板の上記第１面の上記表面に沿って第２距離広がり、上記第１信号タップ導体と実質的に平行で、上記第１信号タップ導体から第１横方向離れて配置される第１グラウンド・タップ導体と、
該第１グラウンド・タップ導体と電気的に結合される第１グラウンド・コンタクトと
を具え、
上記凹部は、上記試験測定プローブ・カプラを被試験デバイスに対して配置したときに、上記被試験デバイスの目標トレースを収容し、上記第１信号タップ導体を、上記目標トレースと非接触で電磁気的に結合可能にするように形成される試験測定プローブ・カプラ。

【請求項2】

上記凹部内に上記目標トレースを収容すると、上記第１信号タップ導体と上記目標トレースとを実質的に平行に揃えて配置できるよう上記凹部が形成される請求項１の試験測定プローブ・カプラ。

【請求項3】

上記基板の上記第１面の上記表面に沿って第３距離広がる第２グラウンド・タップ導体と、
該第２グラウンド・タップ導体と電気的に結合される第２グラウンド・コンタクトと
を更に具え、
上記第２グラウンド・タップ導体は、上記第１信号タップ導体と実質的に平行であり、上記第１信号タップ導体から第２横方向離れて配置され、上記第１信号タップ導体の上記第２横方向は、上記第１信号タップ導体の上記第１横方向と反対方向である請求項１又は２の試験測定プローブ・カプラ。

【請求項4】

上記基板の上記第１面の上記表面よりも凹んだ形状で上記第１面に設けられる第２凹部と、
該第２凹部内に設けられ、第４距離広がる第２信号タップ導体と、
該第２信号タップ導体に電気的に結合される第２信号コンタクトと
を更に具え、
上記第２信号タップ導体は、上記第１信号タップ導体と実質的に平行であり、上記第１信号タップ導体及び上記第１グラウンド・タップ導体の間に配置され、
上記第２凹部は、上記試験測定プローブ・カプラを上記被試験デバイスに対して配置したときに、上記被試験デバイスの第２目標トレースを収容し、上記第２信号タップ導体を、上記第２目標トレースと非接触で電磁気的に結合可能にするように形成される請求項１から３のいずれかの試験測定プローブ・カプラ。

【請求項5】

上記第１信号コンタクト、上記第１グラウンド・コンタクト又は上記第２グラウンド・コンタクトが、上記第１面と対向する上記基板の第２面に配置される請求項３の試験測定プローブ・カプラ。

【請求項6】

請求項１から５のいずれかの試験測定プローブ・カプラを用いる方法であって、
上記被試験デバイスと部分的に接触させて上記試験測定プローブ・カプラを配置する処理と、
上記被試験デバイスの上記目標トレースの部分と非接触で実質的に平行に上記試験測定プローブ・カプラの上記第１信号タップ導体を揃える処理と、
試験測定システムによって上記第１信号タップ導体からの電気信号を捕捉する処理と
を具える試験測定プローブ・カプラの使用方法。

【請求項7】

上記第１信号タップ導体からの電気信号を捕捉する処理が、上記試験測定プローブ・カプラのコンタクトに試験測定プローブを接触させる処理を有する請求項６の試験測定プローブ・カプラの使用方法。

【請求項8】

上記試験測定システムによって上記第１信号タップ導体からの上記電気信号を分析し、上記被試験デバイスの上記目標トレース中の電気信号の電気特性を推定する処理と、
上記第１信号タップ導体からの上記電気信号を上記被試験デバイスの上記目標トレース中の上記電気信号の上記電気特性と相関させる処理と
を更に具える請求項６又は７の試験測定プローブ・カプラの使用方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、試験測定システムに関し、特に、試験測定システムのための試験測定プローブ・カプラと、この試験測定プローブ・カプラの使用方法に関する。

【背景技術】

【0002】

オシロスコープのような試験測定装置のユーザは、回路基板のような被試験デバイス（ＤＵＴ）を試験測定装置の入力部に接続し、ＤＵＴに生じている電気信号を視覚化し、測定を実行するのに、プローブを使うことが多い。ユーザは、例えば、金めっきパッドやめっきビアのような回路基板中の導電性の試験ポイントと、プローブの導電性チップとの間を物理的に接触させることによって、プローブとＤＵＴ上の試験ポイントの間の電気的接続を確立することが多い。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特表２０１０－５３５３２９号公報

【非特許文献】

【0004】

【文献】「電磁場解析」の記事、特に「電磁場解析ソフトウェア」の項、Wikipedia、［online］、［２０１８年１２月１日検索］、インターネット<https://ja.wikipedia.org/wiki/電磁場解析>

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、場合によっては、ＤＵＴのアクセスする導電性試験ポイントのない部分（例えば、半田マスクで覆われる回路基板トレースなど）を進む信号を検査する必要がある。

【0006】

従来のシステムの中には、伝送チャンネル中を伝播する信号の電圧又は電流を測定するのに、方向性カプラを利用するものがあるが、こうしたシステムでは、カプラを挿入するのに信号パスを切断するか、又は、ＤＵＴのチャンネル中にカプラを組み込む必要がある。

【0007】

そこで、本発明による実施形態は、従来技術のこうした課題を解決しようとするものである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

以下では、本願で開示される技術の説明に有益な実施例が提示される。この技術の実施形態は、以下で記述する実施例の１つ以上及び任意の組み合わせを含んでいても良い。

【0009】

実施例１としては、試験測定プローブ・カプラがあり、基板と、該基板に沿って第１距離広がる第１信号タップ導体と、該第１信号タップ導体に電気的に結合される第１信号コンタクトと、上記基板に沿って第２距離広がり、上記第１信号タップ導体と実質的に平行で、上記第１信号タップ導体から第１横方向離れて配置される第１グラウンド・タップ導体と、該第１グラウンド・タップ導体と電気的に結合される第１グラウンド・コンタクトとを具えている。

【0010】

実施例２としては、実施例１のプローブ・カプラがあり、このとき、上記基板には、チャンネルがあり、上記第１信号タップ導体の上記第１距離は、上記チャンネルの範囲内である。ここで、チャンネルとは、信号伝送路であり、溝又は凹部構造体でもある。

【0011】

実施例３としては、実施例１又は２のプローブ・カプラがあり、このとき、上記第１信号タップ導体は、上記基板の一端部まで広がって、上記第１信号コンタクトに物理的に接続される。

【0012】

実施例４としては、実施例１から３のいずれかのプローブ・カプラがあり、このとき、上記基板を通過して延び、上記第１信号タップ導体を上記第１信号コンタクトに電気的に結合するビア（ＶＩＡ）を更に具えている。

【0013】

実施例５としては、実施例１から４のいずれかのプローブ・カプラがあり、このとき、上記第１グラウンド・タップ導体は、上記基板の一端部まで広がって、上記第１グラウンド・コンタクトに物理的に接続される。

【0014】

実施例６としては、実施例１から５のいずれかのプローブ・カプラがあり、上記基板を通過して延び、上記第１グラウンド・タップ導体を上記第１グラウンド・コンタクトに電気的に結合するビアを更に具えている。

【0015】

実施例７としては、実施例１から６のいずれかのプローブ・カプラがあり、このとき、上記基板に沿って第３距離広がる第２グラウンド・タップ導体と、該第２グラウンド・タップ導体と電気的に結合される第２グラウンド・コンタクトとを更に具え、上記第２グラウンド・タップ導体は、上記第１信号タップ導体と実質的に平行であり、上記第１信号タップ導体から第２横方向離れて配置され、上記第１信号タップ導体の上記第２横方向は、上記第１信号タップ導体の上記第１横方向と反対である。

【0016】

実施例８としては、実施例７のプローブ・カプラがあり、このとき、上記第２グラウンド・タップ導体は、上記基板の一端部まで広がって、上記第２グラウンド・コンタクトに物理的に接続される。

【0017】

実施例９としては、実施例７又は８のプローブ・カプラがあり、上記基板を通過して延び、上記第２グラウンド・タップ導体を上記第２グラウンド・コンタクトに電気的に結合するビアを更に具えている。

【0018】

実施例１０としては、実施例１から９のいずれかのプローブ・カプラがあり、上記基板に沿って第４距離広がる第２信号タップ導体と、該第２信号タップ導体に電気的に結合される第２信号コンタクトとを更に具え、上記第２信号タップ導体は、上記第１信号タップ導体と実質的に平行であり、上記第１信号タップ導体及び上記第１グラウンド・タップ導体の間に配置される。

【0019】

実施例１１としては、実施例１０のプローブ・カプラがあり、このとき、上記第２信号タップ導体は、上記基板の一端部まで広がって、上記第２信号コンタクトに物理的に接続される。

【0020】

実施例１２としては、実施例１０又は１１のプローブ・カプラがあり、上記基板を通過して延び、上記第２信号タップ導体を上記第２信号コンタクトに電気的に結合するビアを更に具えている。

【0021】

実施例１３としては、実施例１０から１２のいずれかのプローブ・カプラがあり、上記基板に沿って第３距離広がる第２グラウンド・タップ導体と、該第２グラウンド・タップ導体と電気的に結合される第２グラウンド・コンタクトとを更に具え、上記第２グラウンド・タップ導体は、上記第１信号タップ導体と実質的に平行で、上記第１信号タップ導体から第２横方向離れて配置され、上記第１信号タップ導体の上記第２横方向は、上記第１信号タップ導体の上記第１横方向と反対である。

【0022】

実施例１４としては、試験測定プローブ・カプラを用いる方法があり、上記試験測定プローブ・カプラは、基板と、該基板に沿って第１距離広がる第１信号タップ導体と、上記基板に沿って第２距離広がり、上記第１信号タップ導体と実質的に平行で、上記第１信号タップ導体から第１横方向離れて配置される第１グラウンド・タップ導体とを有し、上記方法は、被試験デバイス（ＤＵＴ）に接触させて上記プローブ・カプラを配置する処理と、上記ＤＵＴの目標トレースの部分と実質的に平行に上記試験測定プローブ・カプラの上記第１信号タップ導体を揃える処理と、試験測定システムによって上記第１信号タップ導体からの電気信号を捕捉する処理とを具えている。

【0023】

実施例１５としては、実施例１４の方法があり、上記第１信号タップ導体からの電気信号を捕捉する処理は、上記試験測定プローブ・カプラのコンタクトに試験測定プローブを接触させる処理を含んでいる。

【0024】

実施例１６としては、実施例１４又は１５の方法があり、上記第１信号タップ導体は、上記ＤＵＴの上記目標トレースに直接的には接触していない（例えば、目標トレースが被覆されているか、又は、第１信号タップ導体が被覆されているので）。

【0025】

実施例１７としては、実施例１４から１６のいずれかの方法があり、上記ＤＵＴの上記目標トレース中の電気信号の電気特性を推量するために、上記試験測定システムによって上記第１信号タップ導体からの上記電気信号を分析する処理を更に具えている。

【0026】

実施例１８としては、実施例１７の方法があり、上記電気信号を分析する処理が、上記第１信号タップ導体からの上記電気信号を上記ＤＵＴの上記目標トレース中の上記電気信号の上記電気特性と相関させる処理を含んでいる。

【0027】

実施例１９としては、実施例１４から１８のいずれかの方法があり、このとき、上記第１信号タップ導体が、ある程度導電性のフィルムに覆われており、このある程度導電性のフィルムは、上記ＤＵＴの上記目標トレースに接触し、上記ＤＵＴの上記目標トレース中の上記電気信号に関する低周波数信号パスを生じる（提供する）。

【0028】

実施例２０としては、実施例１４から１６のいずれかの方法があり、このとき、プローブ・カプラが、上記基板に沿って第４距離広がり、上記第１信号タップ導体と実質的に平行であり、上記第１信号タップ導体及び上記第１グラウンド・タップ導体の間に配置される第２信号タップ導体を更に具え、上記方法が、上記プローブ・カプラの上記第２信号タップ導体を上記ＤＵＴの第２目標トレースの一部分と実質的に平行に揃える処理と、上記試験測定システムによって上記第２信号タップ導体からの電気信号を捕捉する処理と、上記ＤＵＴの上記第２目標トレース中の電気信号の電気特性を推量するために、上記試験測定システムによって上記第２信号タップ導体からの上記電気信号を分析する処理とを更に具えている。

【0029】

本発明の実施形態の態様、特徴及び効果は、添付の図面を参照し、以下の実施形態の説明を読むことで明らかとなろう。

【図面の簡単な説明】

【0030】

【図1】図１は、本発明の実施形態による試験測定プローブ・カプラの上側又はプローブ側の部分を示す等角図である。

【図2】図２は、図１の試験測定プローブ・カプラの底面側又はＤＵＴ側の部分を示す等角図である。

【図3】図３は、単純化した例示的なＤＵＴの目標トレース上に配置された図１のプローブ・カプラを示す等角図である。

【図4】図４は、図３のようにアレンジされたＤＵＴ１２８及びプローブ・カプラ１００の間の結合状態の例を示す。

【図5】図５は、本発明の実施形態による試験測定プローブ・カプラの底面側又はＤＵＴ側の部分を示す等角図である。

【図6】図６は、単純化した例示的なＤＵＴの１対の目標トレース上に配置された図５のプローブ・カプラを示す等角図である。

【図7】図７は、本発明の実施形態による試験測定プローブ・カプラの上側又はプローブ側の部分を示す等角図である。

【図8】図８は、図７に示された線に沿った断面図である。

【図9】図９は、例示的な試験測定装置に接続された例示的な試験測定プローブ・カプラを示す。

【図10】図１０は、本発明の実施形態による試験測定プローブ・カプラを利用する方法の例を示す。

【発明を実施するための形態】

【0031】

本願で説明するように、本発明の実施形態は、印刷回路基板（ＰＣＢ）又はハイブリッド集積回路のような構造に沿って進む高速な信号を、例えば、プロービングすることによって、捕捉することを可能にするもので、このとき、物理的な接触や信号パスの切断などを必要としない。そうするために、本発明の実施形態には、プローブ・カプラが含まれ、これは、方向性カプラの対の片方として使用され、このとき、方向性カプラの対の他方がＤＵＴ中の目標のトレースとなる。加えて、本発明の実施形態としては、ＤＵＴ中の目標トレース中の信号を、プローブ・カプラ中の信号に対して相関させるか又は校正する方法もある。

【0032】

図１は、本発明の実施形態による試験測定プローブ・カプラの上側又はプローブ側の部分を示す等角図である。図２は、図１の試験測定プローブ・カプラの底面側又はＤＵＴ側の部分を示す等角図である。図１及び２に図示すように、プローブ・カプラ１００には、基板１０１、第１信号タップ導体１０２、第１信号コンタクト１０３、第１グラウンド・タップ導体１０４、第１グラウンド・コンタクト１０５、第２グラウンド・タップ導体１０６及び第２グラウンド・コンタクト１０７があっても良い。プローブ・カプラ１００は、後述のように、ＤＵＴの被測定トレース上に配置されるように構成される。

【0033】

基板１０１には、第１面１０８と、第１面１０８と対向する又は背中合わせの（反対側の）第２面１０９があっても良い。第１面１０８は、底面又はＤＵＴ側面としても良い一方、第２面１０９は、上面又はプローブ側面としても良い。基板１０１は、例えば、実質的に平面（planar）であっても良い。基板１０１は、例えば、セラミック厚膜構造体であっても良い。本願で使用されるように、「実質的に平面」とは、完璧な平面性を必要としないものの、大部分又は基本的に平面であることを意味する。

【0034】

第１信号タップ導体１０２は、基板１０１に沿った（例えば、基板１０１の第１面１０８に沿った）第１距離（長さ又は全長）１１０だけ広がっている（延びている）。図示のように、第１距離１１０は、第１信号タップ導体１０２の長手方向の基板１０１の長さであっても良い。第１信号タップ導体１０２は、絶縁フィルムで被覆されていても良いし、又は、ある程度導電性（１００パーセント絶縁ではない）のフィルムで被覆されていても良い。第１信号タップ導体１０２は、ＰＣＢ１２８の目標トレース１２２（図３参照）で流れる信号のような、ＤＵＴ中の関心のある信号に電気的又は電磁気的に結合されるよう構成される。第１信号コンタクト１０３は、基板１０１の第２面１０９上にあっても良く、第１信号タップ導体１０２に電気的に結合される。第１信号コンタクト１０３は、図１に図示するように、信号コンタクト・プレートであっても良いが、他の構成を第１信号コンタクト１０３として使用しても良い。

【0035】

実施形態では、第１信号タップ導体１０２が、基板１０１の一方の端部（第１端部）付近まで延び、第１信号コンタクト１０３に物理的に接続される導電性端部キャップ１１１を形成しても良い。実施形態では、図１に示されるように、第１信号タップ導体１０２が、基板１０１の第２端部（第２端部は、第１端部の反対側）付近まで延び、もう１つの第１信号コンタクト１０３に物理的に接続される、もう１つの導電性端部キャップ１１１を形成しても良い。実施形態では、ビア１１２（図７及び８参照）が、基板１０１を通って延び、第１信号タップ導体１０２を第１信号コンタクト１０３に電気的に結合しても良い。

【0036】

第１グラウンド・タップ導体１０４は、基板１０１に沿って（例えば、基板１０１の第１面１０８に沿って）第２距離（長さ）１１３だけ広がっている。図示のように、第２距離１１３は、第１グラウンド・タップ導体１０４の長手方向の基板１０１の長さであっても良い。第１グラウンド・タップ導体１０４は、第１信号タップ導体１０２と実質的に平行であっても良く、第１信号タップ導体１０２から第１横方向１１４だけ離れて配置されても良い。この開示で使用されているように、「実質的に平行」とは、完全な平行度は必要としないものの、全ての点において、大部分は又は基本的に等距離を意味する。この構成の例が、図２に示される。第１グラウンド・コンタクト１０５は、基板１０１の第２面１０９上にあっても良く、第１グラウンド・タップ導体１０４に電気的に結合される。第１グラウンド・タップ導体１０４は、ＰＣＢ１２８のグラウンド面１１５（図３参照）のようなＤＵＴのグラウンドに結合するよう構成される。第１グラウンド・コンタクト１０５は、図１に示すようなグラウンド・コンタクト面であるか又はグラウンド・コンタクト面を含んでも良し、他の構成を第１グラウンド・コンタクト１０５に用いても良い。

【0037】

実施形態では、第１グラウンド・タップ導体１０４は、基板１０１の一端部（第１端部）付近まで延び、第１グラウンド・コンタクト１０５に物理的に接続される導電性端部キャップ１１６を形成しても良い。実施形態では、図１に示すように、第１グラウンド・タップ導体１０４は、基板１０１の第２端部（第２端部は、第１端部の反対側）付近まで延び、もう１つの第１グラウンド・コンタクト１０５に物理的に接続される、もう１つの導電性端部キャップ１１６を形成しても良い。実施形態では、ビア１１２（図７及び８参照）が、基板１０１を通って延び、第１グラウンド・タップ導体１０４を第１グラウンド・コンタクト１０５に電気的に結合しても良い。

【0038】

第２グラウンド・タップ導体１０６は、基板１０１に沿って（例えば、基板１０１の第１面１０８に沿って）第３距離（長さ）１１７だけ広がっている。図示のように、第３距離１１７は、第２グラウンド・タップ導体１０６の長手方向の基板１０１の長さであっても良い。第２グラウンド・タップ導体１０６は、第１信号タップ導体１０２と実質的に平行であっても良く、第１信号タップ導体１０２から第２横方向１１８だけ離れて配置されても良い。第１信号タップ導体１０２の第２横方向１１８は、第１信号タップ導体１０２の第１横方向１１４と反対である。この構成の例が、図２に示される。例えば、図２に示されるように、第１横方向１１４は、第１信号タップ導体１０２の左側であっても良く、第２横方向１１８は、第１信号タップ導体１０２の右側であっても良い。「左」及び「右」は、便宜上、図２で生じる見え方を基準にして使用されるものである。しかし、開示される技術は、実際の使用では、多数の方向付けがあり得る。

【0039】

第２グラウンド・コンタクト１０７は、基板１０１の第２面１０９上にあっても良く、第２グラウンド・タップ導体１０６に電気的に結合される。第２グラウンド・コンタクト１０７は、プローブ・カプラ１００のグラウンドを、ＰＣＢ１２８のグラウンド面１１５（図３参照）のようなＤＵＴのグラウンドに結合するよう構成される。第２グラウンド・コンタクト１０７は、図１に示すようなグラウンド・コンタクト面を含んでも良いが、他の構成を第２グラウンド・コンタクト１０７に用いても良い。

【0040】

実施形態では、第２グラウンド・タップ導体１０６は、基板１０１の一端部（第１端部）付近まで延び、第２グラウンド・コンタクト１０７に物理的に接続される導電性端部キャップ１１９を形成しても良い。実施形態では、図１に示すように、第２グラウンド・タップ導体１０６は、基板１０１の第２端部（第２端部は、第１端部の反対側）付近まで延び、もう１つの第２グラウンド・コンタクト１０７に物理的に接続される、もう１つの導電性端部キャップ１１９を形成しても良い。実施形態では、ビア１１２（図７及び８参照）が、基板１０１を通って延び、第２グラウンド・タップ導体１０６を第２グラウンド・コンタクト１０７に電気的に結合しても良い。

【0041】

実施形態では、基板１０１が、チャンネル（Channel：電気的には信号伝送路であり、メカ的には溝又は凹部構造）１２０、例えば、基板１０１の第１面１０８中にチャンネル１２０を有していても良い。１例が図２に示されている。そのため、第１信号タップ導体１０２の第１距離１１０は、チャンネル１２０の範囲内となる。マイナスＺ方向１２１（基板１０１の第１面１０８に垂直）のチャンネル１２０の深さは、第１信号タップ導体１０２のマイナスＺ方向１２１における厚さよりも大きい。結果として、第１信号タップ導体１０２は、基板１０１の第１面１０８の表面より下へ凹んでいても良い。第１信号タップ導体１０２が基板１０１の第１面１０８の表面より下へ凹んでいる場合、この凹みは、図３に示すように、ＤＵＴの目標のトレース１２２を収容するのに十分な深さとしても良い。別の実施形態では、チャンネル１２０内に第１信号タップ導体１０２を配置させるのではなく、代わりに、第１グラウンド・タップ導体１０４や第２グラウンド・タップ導体１０６の厚さを増加させたり、第１及び第２グラウンド・タップ導体１０４及び１０６を配置する基板部分の厚さを増加させて、目標トレース１２２の厚さよりも大きくすることによって、ＤＵＴの目標トレース１２２を第１信号タップ導体１０２の下に収容しても良い。

【0042】

図３は、単純化したＤＵＴ１２８の目標トレース１２２上に配置された図１のプローブ・カプラ１００を示す等角図である。図示のように、目標トレース１２２は、他の構成でも良いが、８ミル（約０.２ミリ・メータ）幅のトレースであっても良く、ＤＵＴのグラウンド面１１５より上に５ミル（約０.１３ミリ・メータ）の高さがある（１ミル＝1/1000インチ＝0.0254ｍｍ）。例えば、グラウンド面１１５は、目標トレース１２２と平行で同一面上にある複数のグラウンド面から構成されても良い。目標トレース１２２は、また、フィルム（薄膜）又はポリアミド半田マスクのような半田マスク１２３で覆われていても良い。上述のように、ＤＵＴ１２８は、ＰＣＢ若しくはハイブリッド集積回路であるか、又は、ＰＣＢ若しくはハイブリッド集積回路を含んでいても良い。

【0043】

図４は、図３のようにアレンジされたＤＵＴ１２８及びプローブ・カプラ１００の間の結合状態の例を示す。「dB(St(trace_T1,trace_T2))」と名付けられた曲線１３０は、ＤＵＴ（つまり、ＰＣＢ１２８）上にプローブ・カプラ１００を配置した後のトレースの挿入損失である。「dB(St(signalPad_T1,trace_T2))」と名付けられた曲線１３１は、トレース・ポート２及びプローブ信号パッド・ポート１の間で結合されるエネルギーである。「dB(St(signalPad_T1,trace_T1))」と名付けられた曲線１３２は、トレース・ポート１及びプローブ信号パッド・ポート１の間で結合されるエネルギーである。

【0044】

図５は、本発明の実施形態による試験測定プローブ・カプラの底面側又はＤＵＴ側の部分を示す等角図である。図６は、単純化したＤＵＴの１対の目標トレース１２２及び１２９上に配置された図５のプローブ・カプラを示す等角図である。図５及び６のプローブ・カプラ５００は、以下で説明することを除けば、図１及び２のプローブ・カプラ１００と同一である。よって、プローブ・カプラ５００には、基板１０１、第１信号タップ導体１０２、第１信号コンタクト１０３、第１グラウンド・タップ導体１０４、第１グラウンド・コンタクト１０５、第２グラウンド・タップ導体１０６及び第２グラウンド・コンタクト１０７があっても良い。これらの夫々は、図１及び２に関して上述されている。図５及び６に示すように、プローブ・カプラ５００には、更に、第２信号タップ導体１２４及び第２信号コンタクト１２５があっても良い。

【0045】

第２信号タップ導体１２４は、基板１０１に沿って（例えば、基板１０１の第１面１０８に沿って）第４距離（長さ）１２６だけ広がっている。図示のように、第４距離１２６は、第２信号タップ導体１２４の長手方向の基板１０１の長さであっても良い。第２信号タップ導体１２４は、第１信号タップ導体１０２と実質的に平行であっても良く、また、第１信号タップ導体１０２と第１グラウンド・タップ導体１０４の間に存在しても良い。第２信号タップ導体１２４は、絶縁フィルムで被覆されていても良いし、又は、ある程度導電性のフィルムで被覆されていても良い。第２信号タップ導体１２４は、ＰＣＢ１２８の第２目標トレース１２９（図６参照）で流れる信号のような、ＤＵＴ中の関心のある第２信号に結合されるよう構成される。これに代えて、第１信号タップ導体１０２及び第２信号タップ導体１２４の両方が、目標トレース１２２及び１２９の両方で流す関心のある差動信号に結合されるように構成されても良い。第２信号コンタクト１２５は、基板１０１の第２面１０９上にあっても良く、第２信号タップ導体１２４に電気的に結合される。第２信号コンタクト１２５には、図６に示すように、信号コンタクト面があっても良いが、第２信号コンタクト１２５として他の構成が用いられても良い。

【0046】

実施形態では、第２信号タップ導体１２４が、基板１０１の一方の端部（第１端部）付近まで延び、第２信号コンタクト１２５に物理的に接続される導電性端部キャップ１２７を形成しても良い。実施形態では、図６に示されるように、第２信号タップ導体１２４が、基板１０１の第２端部（第２端部は、第１端部の反対側）付近まで延び、もう１つの第２信号コンタクト１２５に物理的に接続される、もう１つの導電性端部キャップ１２７を形成しても良い。実施形態では、ビア１１２（図７及び８参照）が、基板１０１を通って延び、第２信号タップ導体１２４を第２信号コンタクト１２５に電気的に結合しても良い。

【0047】

よって、図５及び６のプローブ・カプラ５００は、ＤＵＴ上の差動信号を測定したり、複数トレースを測定するのに利用できる。目標トレース１２２は、広い側がその対応する信号タップ導体（図５及び６の例では、第１信号タップ導体１０２）と結合されており、この対が結合状態において支配的である。言い換えると、この対（第１信号タップ導体１０２及び目標トレース１２２）に由来する信号は、第２信号タップ導体１２４と第２目標トレース１２９との間の信号よりも、強力である。その他の反対トレース（図６の例では、目標トレース１２９）のクロストーク結合は、測定できるか又は計算でき、そして、対称であると推定して、例えば、ＭＩＭＯ（multiple-input and multiple-output）補正係数を利用して、測定値から除去できる。図５及び６に図示する例示的なプローブ・カプラ５００は、グラウンド・信号・信号・グラウンド（ＧＳＳＧ：ground-signal-signal-ground）構成のＤＵＴの複数の目標トレースに結合するように構成されるが、他の実施形態では、信号・グラウンド・グラウンド・信号（ＳＧＧＳ：signal-ground-ground-signal）構成、グラウンド・信号・グラウンド・信号・グラウンド（ＧＳＧＳＧ：ground-signal-ground-signal-ground）構成、又は他の構成中の複数の目標トレースに結合するように構成されても良い。

【0048】

図７は、本発明の実施形態による試験測定プローブ・カプラの上側又はプローブ側の部分を示す等角図である。図８は、図７に示された線に沿った断面図である。図１から３のプローブ・カプラ１００に関して説明するが、図７及び８の説明は、図５及び６のプローブ・カプラ５００にも等しく適用される。具体的には、図１から６に示す端部キャップ１１１、１１６及び１１９に加えて又は代えて、基板１０１は、１つ以上のビア１１２を含んでいても良い。ビア１１２は、基板１０１を通って延び、第１信号タップ導体１０２、第１グラウンド・タップ導体１０４及び第２グラウンド・タップ導体１０６の１つ以上を、夫々対応する第１信号コンタクト１０３、第１グラウンド・コンタクト１０５及び第２グラウンド・コンタクト１０７に電気的に結合する。

【0049】

図７及び８は、１つの信号タップ導体を有する実施形態を示しているが、図５及び６に示す第２信号タップ導体１２４のような、追加の信号タップ導体を有する実施形態が、同様に、基板１０１を通って延びる１つ以上のビア１１２を有し、第２信号タップ導体１２４を第２信号コンタクト１２５に電気的に結合しても良い。

【0050】

実施形態では、図１から３のプローブ・カプラ１００と、図５及び６のプローブ・カプラ５００は、プローブ装置によって接触される（プローブされる）ように構成されるか、又は、それ自身がプローブの一部分であっても良い。

【0051】

図９は、例示的な試験測定装置１３３に接続された例示的な試験測定プローブ・カプラ１００を示す。プローブ・カプラ１００は、プローブ・カプラ１００の後ろから描かれている。図９に示されるように、プローブ・カプラ１００は、例えば、磁気クランプ１３４によってＤＵＴ１２８に取り付けられる。プローブ・カプラ１００は、また、例えば、コネクタ１３５及びケーブル１３６によってＤＵＴ１２８に取り付けられる。図９は、図１から３のプローブ・カプラ１００を描いているが、図５及び６のプローブ・カプラ５００も、同様に試験測定装置１３３に接続できる。

【0052】

図１０は、本発明の実施形態による試験測定プローブ・カプラ１００、５００を利用する例示的な方法を示す。図１０に示されるように、プローブ・カプラ１００、５００を利用する方法１０００には、次の処理を含んでいても良い。ステップ１００１では、プローブ・カプラ１００、５００を配置して被試験デバイス（ＤＵＴ）と接触させる。ステップ１００２では、プローブ・カプラ１００、５００の第１信号タップ導体１０２を、ＤＵＴの目標トレース１２２と実質的に平行に揃える。ステップ１００３では、試験測定装置によって、第１信号タップ導体１０２からの電気信号を捕捉する。ステップ１００５では、試験測定装置によって、第１信号タップ導体１０２からの電気信号を分析し、ＤＵＴの目標トレース１２２中の電気信号の電気特性を推測（infer：推量、推定）する。電気特性は、例えば、電気信号の電圧、電流、周波数又はエネルギーの中の１つ以上であっても良い。

【0053】

第１信号タップ導体１０２が、目標トレース１２２と実質的に平行に揃っている場合、第１信号タップ導体１０２は、目標トレース１２２と直接的に接触していなくても良い。これは、例えば、目標トレース１２２が半田マスク１２３又は同様の被覆で覆われていることがあるためであったり、又は、目標トレース１２２と第１信号タップ導体１０２との間に隙間（ギャップ）があるためである。更には、本発明の実施形態としては、上述のように、第１信号タップ導体１０２が絶縁フィルムで被覆された実施形態もあり得るからである。

【0054】

第１信号タップ導体１０２からの電気信号を捕捉する処理１００３には、プローブ・カプラ１００、５００の１つ以上のコンタクト（接触子）に試験測定プローブを接触させる処理を含んでいても良い。これらコンタクトは、例えば、上述の図１から７で説明した第１信号コンタクト１０３、第２信号コンタクト１２５、第１グラウンド・コンタクト１０５及び第２グラウンド・コンタクト１０７であっても良い。

【0055】

この方法は、また、第１信号タップ導体１０２からの電気信号を捕捉する処理１００３又は分析する処理１００５の後に、ＤＵＴからプローブ・カプラ１００、５００を取り外す処理１００６をオプションで含んでいても良い。即ち、ＤＵＴを非動作状態にして、ＤＵＴにダメージを与えることなくプローブ・カプラ１００、５００をＤＵＴから取り外すか、又は、ＤＵＴの後ろ側にプローブ・カプラ１００、５００の一部を残したままとしても良い。

【0056】

この方法は、また、第１信号タップ導体１０２からの電気信号を、ＤＵＴの目標トレース１２２中の電気信号の電気特性に対して校正する処理１００４をオプションで含んでいても良い。この校正処理１００４は、例えば、以下の手法の１つ以上を利用しても良い。

【0057】

（ａ）ＤＵＴ－プローブ対の電磁気的シミュレーション：材料の特性の知識と、３Ｄ又は２.５Ｄの電磁場解析ソフトウェア（electromagnetic field solver：非特許文献１参照）とを用いて、プローブ・カプラとＤＵＴの目標トレースをシミュレーションする。

【0058】

（ｂ）ＤＵＴ－プローブ対の部分的測定：ＤＵＴにプローブ・カプラが設置された場合と設置されない場合の両方について、プローブ・カプラのスルー・パス（through path）及び反射パスの時間又は周波数領域測定により、結合状態を推量する。回路は線形なので、ＤＵＴトレースに結合されたトレースと比較して、このトレースに沿って伝搬されるエネルギーを求めるのに反射率測定手法（reflectometry techniques）を利用でき、また、位置的／相対的インピーダンス測定手法（positional/relative impedance measurement techniques）で、カプラ（coupler：結合）部分の自己容量及び相互容量並びに自己インダクタンス及び相互インダクタンスを規定できる。カプラのサイズ及び材料の境界条件（boundary condition）は、問題を解析的に解くのに利用できる。

【0059】

（ｃ）ＤＵＴ－プローブ対へ測定を移動する：ＤＵＴと材料的及びサイズ的に同じ校正用回路基板（これは、フィクスチャ（プローブ固定装置）も兼ねる）を使用する。校正用回路基板に複数の試験信号を印可し、試験測定装置でそれらの結果を測定し、それらの測定値に補正係数を適用する。次いで、プローブをＤＵＴへと配置換えし、測定を繰り返す。

【0060】

他の校正手法も用いることができる。加えて、図１０に示す校正処理１００４は、処理１００３で電気信号を捕捉する度に毎回実行する必要はない。むしろ、校正処理１００４は、連続する複数の信号捕捉処理の間に１回又は所定回数毎に１回周期的に実行しても良い。

【0061】

電気信号を分析する処理１００５は、第１信号タップ導体１０２からの電気信号を、ＤＵＴの目標トレース１２２中の電気信号の電気特性と相関させる処理を含んでいても良い。この相関処理は、例えば、上述の校正手法を用いても良い。

【0062】

図１から３を参照すると、方法１０００のプローブ・カプラ１００、５００には、第１面１０８及びこの第１面１０８の反対側の第２面１０９を有する基板１０１と、基板１０１の第１面１０８に沿って第１距離１１０だけ延びる第１信号タップ導体１０２と、基板１０１の第１面１０８に沿って第２距離１１３だけ延びる第１グラウンド・タップ導体１０４とがあっても良く、この第１グラウンド・タップ導体１０４は、第１信号タップ導体１０２と実質的に平行で、第１信号タップ導体１０２から第１横方向１１４だけ離れて配置される。これらの夫々は、上述したようなものである。

【0063】

方法１０００のプローブ・カプラ１００、５００には、また、基板１０１の第１面１０８に沿って第３距離１１７だけ延びる第２グラウンド・タップ導体１０６があっても良く、この第２グラウンド・タップ導体１０６は、第１信号タップ導体１０２と実質的に平行で、第１信号タップ導体１０２から第２横方向１１８だけ離れて配置される。第１信号タップ導体１０２の第２横方向１１８は、第１信号タップ導体１０２の第１横方向１１４と反対の方向である。これらの夫々は、上述したようなものである。

【0064】

方法１０００のプローブ・カプラ１００、５００には、更に、基板１０１の第１面１０８に沿って第４距離１２６だけ延びる第２信号タップ導体１２４があっても良く、この第２信号タップ導体１２４は、第１信号タップ導体１０２と実質的に平行で、第１信号タップ導体１０２と第１グラウンド・タップ導体１０４の間に配置される。これらの夫々は、上述したようなものである。こうした実施形態では、方法１０００には、更に、プローブ・カプラ５００の第２信号タップ導体１２４をＤＵＴの第２目標トレース１２９に実質的に平行に揃える処理と、試験測定装置によって第２信号タップ導体１２４からの電気信号を捕捉する処理と、試験測定装置によって第２信号タップ導体１２４からの電気信号を分析し、ＤＵＴの第２目標トレース１２９中の電気信号の電気特性を推定する処理とがあっても良い。第１信号タップ導体１０２に関して上述のように、第２信号タップ導体１２４は、第２目標トレース１２９と接触していなくても良い。

【0065】

上述のように、第１信号タップ導体１０２及び第２信号タップ導体１２４の夫々は、絶縁フィルムで覆われているか、又は、ある程度導電性のフィルムで覆われていても良い。もし、ユーザが、例えば、ＤＵＴの目標トレース１２２中の電気信号の低周波数を取り出したいなら、このフィルムは、電気信号の直流（ＤＣ）及び低周波数（ＬＦ）成分を通過させて、ＤＣ／ＬＦ信号パスを生じるような適度に導電性のあるもので形成すると良い。これに代えて、第２信号パス（例えば、スプリット信号パス）を用いて、低周波数を取り出すようにしても良い。

【0066】

結果として、本発明の実施形態は、方向性カプラの対の一方として利用できるプローブ・カプラを提供することで、信号パスに物理的に接触したり、信号パスを切断することなく、印刷回路基板（ＰＣＢ）、ハイブリッド集積回路又は同様の構造体から信号を捕捉することが可能になる。ＤＵＴ中の目標トレースは、方向性カプラの対の他方として機能する。このようにして、本発明の実施形態をＤＵＴに付加することで、所望の信号を捕捉でき、次いで、ＤＵＴにダメージを与えることなくＤＵＴから取り外すか、又は、ＤＵＴの裏側のプローブ・カプラの一部を残したままとしても良い。次いで、プローブ・カプラは、別の信号を調べるために、ＤＵＴの別の目標トレースに直ちに適用できる。

【0067】

本発明の実施例は、特別に作成されたハードウェア、ファームウェア、デジタル・シグナル・プロセッサ又はプログラムされた命令に従って動作するプロセッサを含む特別にプログラムされた汎用コンピュータ上で動作できる。本願における「コントローラ」又は「プロセッサ」という用語は、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、ＡＳＩＣ及び専用ハードウェア・コントローラ等を意図する。本発明の態様は、１つ又は複数のコンピュータ（モニタリング・モジュールを含む）その他のデバイスによって実行される、１つ又は複数のプログラム・モジュールなどのコンピュータ利用可能なデータ及びコンピュータ実行可能な命令で実現できる。一般に、プログラム・モジュールとしては、ルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、データ構造などを含み、これらは、コンピュータその他のデバイス内のプロセッサによって実行されると、特定のタスクを実行するか、又は、特定の抽象データ形式を実現する。コンピュータ実行可能命令は、ハードディスク、光ディスク、リムーバブル記憶媒体、ソリッド・ステート・メモリ、ＲＡＭなどのコンピュータ可読記憶媒体に記憶しても良い。当業者には理解されるように、プログラム・モジュールの機能は、様々な実施例において必要に応じて組み合わせられるか又は分散されても良い。更に、こうした機能は、集積回路、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）などのようなファームウェア又はハードウェア同等物において全体又は一部を具体化できる。特定のデータ構造を使用して、本発明の１つ以上の態様をより効果的に実施することができ、そのようなデータ構造は、本願に記載されたコンピュータ実行可能命令及びコンピュータ使用可能データの範囲内と考えられる。

【0068】

開示された態様は、場合によっては、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア又はそれらの任意の組み合わせで実現されても良い。開示された態様は、１つ以上のプロセッサによって読み取られ、実行され得る１つ又は複数のコンピュータ可読媒体によって運搬されるか又は記憶される命令として実現されても良い。そのような命令は、コンピュータ・プログラム・プロダクトと呼ぶことができる。本願で説明するコンピュータ可読媒体は、コンピューティング装置によってアクセス可能な任意の媒体を意味する。限定するものではないが、一例としては、コンピュータ可読媒体は、コンピュータ記憶媒体及び通信媒体を含むことができる。

【0069】

コンピュータ記憶媒体は、コンピュータ読み取り可能な情報を記憶するために使用することができる任意の媒体を意味する。限定するものではないが、例としては、コンピュータ記憶媒体としては、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、電気消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、フラッシュメモリやその他のメモリ技術、コンパクト・ディスク読み出し専用メモリ（ＣＤ-ＲＯＭ）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）やその他の光ディスク記憶装置、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスク記憶装置やその他の磁気記憶装置、及び任意の技術で実装された任意の他の揮発性又は不揮発性の取り外し可能又は取り外し不能の媒体を含んでいても良い。コンピュータ記憶媒体としては、信号そのもの及び信号伝送の一時的な形態は排除される。

【0070】

通信媒体は、コンピュータ可読情報の通信に利用できる任意の媒体を意味する。限定するものではないが、例としては、通信媒体には、電気、光、無線周波数（ＲＦ）、赤外線、音又はその他の形式の信号の通信に適した同軸ケーブル、光ファイバ・ケーブル、空気又は任意の他の媒体を含むことができる。

【0071】

開示された主題の上述のバージョンは、記述したか又は当業者には明らかであろう多くの効果を有する。それでも、開示された装置、システム又は方法のすべてのバージョンにおいて、これらの効果又は特徴のすべてが要求されるわけではない。

【0072】

加えて、本願の記述は、特定の特徴に言及している。本明細書における開示には、これらの特定の特徴の全ての可能な組み合わせが含まれると理解すべきである。ある特定の特徴が特定の態様又は実施例の状況において開示される場合、その特徴は、可能である限り、他の態様及び実施例の状況においても利用できる。

【0073】

また、本願において、２つ以上の定義されたステップ又は工程を有する方法に言及する場合、これら定義されたステップ又は工程は、状況的にそれらの可能性を排除しない限り、任意の順序で又は同時に実行しても良い。

【0074】

更に、用語「を具える（comprises）」及びその文法的に等価なものは、本願において、他のコンポーネント（components）、機能（features）、ステップ、処理（processes）、工程（operations）がオプションで存在することを示すのに使用される。例えば、コンポーネントＡ、Ｂ及びＣ「を具える（comprising）」又は「何かが」コンポーネントＡ、Ｂ及びＣ「を具える（which comprises）」という条件は、コンポーネントＡ、Ｂ及びＣだけを含んでも良いし、又は、コンポーネントＡ、Ｂ及びＣと共に１つ以上の他のコンポーネントを含んでいても良い。

【0075】

また、「左」、「右」、「上（top）」、「下（bottom：底）」のような方向が、便宜上、図面で提供される図に関連して使用されている。しかし、開示技術は、実際の使用においては、多数の方向があり得る。よって、図面における上面上又は底面上という特性は、実際の使用においては、同じ向き又は方向ではないことがある。

【0076】

説明の都合上、本発明の具体的な実施例を図示し、説明してきたが、本発明の要旨と範囲から離れることなく、種々の変更が可能なことが理解できよう。従って、本発明は、添付の特許請求の範囲を除いて限定されるべきではない。

【符号の説明】

【0077】

１００ 試験測定プローブ・カプラ
１０１ 基板
１０２ 第１信号タップ導体
１０３ 第１信号コンタクト
１０４ 第１グラウンド・タップ導体
１０５ 第１グラウンド・コンタクト
１０６ 第２グラウンド・タップ導体
１０７ 第２グラウンド・コンタクト
１０８ 基板の第１面（底面又はＤＵＴ側面）
１０９ 基板の第２面（上面又はプローブ側面）
１１０ 第１距離（長さ又は全長）
１１１ 導電性端部キャップ
１１２ ビア（ＶＩＡ）
１１３ 第２距離（長さ又は全長）
１１４ 第１横方向
１１５ ＰＣＢのグラウンド面
１１６ 導電性端部キャップ
１１７ 第３距離（長さ又は全長）
１１８ 第２横方向
１１９ 導電性端部キャップ
１２０ チャンネル
１２１ 下向きで第１面１０８に垂直な方向（マイナスＺ方向）
１２２ 目標のトレース
１２３ フィルム又は半田マスク
１２４ 第２信号タップ導体
１２５ 第２信号コンタクト
１２６ 第４距離（長さ又は全長）
１２７ 導電性端部キャップ
１２８ 印刷回路基板
１２９ 第２目標トレース
１３３ 試験測定装置
１３４ 磁気クランプ
１３５ コネクタ
１３６ ケーブル
５００ プローブ・カプラ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】