CN102017333A

CN102017333A - 接触式探头装置

Info

Publication number: CN102017333A
Application number: CN2008801290061A
Authority: CN
Inventors: 志贺元次
Original assignee: Elmec Corp
Current assignee: Elmec Corp
Priority date: 2008-05-30
Filing date: 2008-05-30
Publication date: 2011-04-13
Also published as: WO2009144812A1; JP4940349B2; JPWO2009144812A1; US20110006795A1; EP2282381A4; EP2282381A1; US8690584B2

Abstract

在实装基板上连接电子部件的接触式探头装置中，能够以低损失得到超高频带中的良好接触状态。绝缘基板(1)具有多个从外周端形成的幅度窄的切口(3)。筒形电极(9)由导电板材形成筒状，同时具有向该轴方向延伸的狭缝(9a)。多个筒形电极(9)被插入切口(3)中，使其绝缘基板(1)嵌入各狭缝(9a)中，从而被绝缘基板(1)支撑。

Description

接触式探头装置

技术领域

本发明涉及接触式探头装置，例如涉及用于将片状电子部件连接在电子设备内的实装基板的接触式探头连接装置的改良。

背景技术

近年来，形成于电子设备内的实装基板上的电子电路高速化发展，逐渐需要到装载在其实装基板上的，可以在超过10GHz的超高频带上使用的电子部件。

这些可在超高频带上使用的电子部件中，一般使用无引线的芯片构造(Leadless chip)或焊锡球(Solderbump)组成的BGA球栅阵列(Ballgrid array)封装构造，这是为了防止由设置在该部件上的端子的电感(Inductance)成分引起的频率特性的恶化。

尤其，使用BGA球栅阵列封装构造的电子部件，在试制阶段等中，用焊烙铁手工焊接实装基板时，使焊烙铁接触焊锡球的瞬间，焊锡球变形，容易发生无法作为端子使用的现象，导致手工焊接困难，所以组装试制机时很费工夫。

因此，作为可在超高频带使用的电子部件，通常使用芯片构造。

然而，在芯片构造的电子部件中，如果其端子数多，在焊接到实装基板后，遇到再调整或改变设计而需要卸掉该电子部件的情况时，易发生卸件困难的情况，有时也可能损坏实装基板。

因此，出现了使片状的电子部件的装卸容易，可用于与电子设备的实装基板的连接，可在10GHz以上的超高频带使用的接触式探头。

例如特开2002-227695号公报(专利文献1)中公开了拥有这类构成的接触式探头。

此专利文献1公开了将像氟树脂及硅树脂那样的具有耐热性和容易弹性变形的合成树脂的筒体的外周，用很薄的金属薄膜覆盖构成的接触式探头，即使检查的电子部件上有凹凸不均匀部分，也能有效地吸收其凹凸不均匀部分，实现小型化以及降低与实装基板的接触电阻值。

专利文献1：特开2002-227695号公报

发明内容

然而，上述的专利文献1，由于在易弹性变形的合成树脂的筒体上薄薄地形成了金属薄膜，所以在与电子部件重复接触过程中，金属薄膜的变形被重复，此处易产生裂缝等，不能长时间稳定地得到与电子部件的良好接触，在长期耐久性上存在难点。

另外，金属薄膜在合成树脂筒体上通过无电解电镀形成，而向绝缘材料的无电解电镀是特殊技术，存在易导致成本高的问题。

本发明正是为解决这样的课题而进行的，其目的在于，提供一种在片状电子部件和实装基板之间，能够简单且确实地实现稳定接触的接触式探头装置。

另外，本发明的目的在于提供一种在10GHz以上的超高频带上，能获得良好的频率特性的接触式探头装置。

为了解决上述那样的问题，本发明的接触式探头装置，具备：绝缘基板，具有从外周端形成的多个幅度窄的切口；多个筒形电极，由导电板材料形成筒状的同时，具有向轴向延伸的狭缝，其被插入切口中，使其绝缘基板嵌入各狭缝中，从而被绝缘基板支撑。

在本发明的接触式探头装置中，上述绝缘基板也可能为具有可挠性的构成。

在本发明的接触式探头装置中，也可以具有框型绝缘外壳，在此绝缘外壳上，从其绝缘基板一个主面侧嵌入支撑上述筒形电极的绝缘基板，同时在相对的主面侧上形成露出其筒形电极及绝缘基板的主要区域的空地的构成。

在本发明的接触式探头装置的构成也可以是具有金属导板的结构，上述金属导板至少覆盖上述绝缘外壳的侧外周，且凸设有将电子设备固定于实装基板的固定片。

在本发明的接触式探头装置的构成也可以是，收纳在上述空地的，压制电子部件的压制部件，被其金属导板支撑的构成。

在本发明的接触式探头装置的构成也可以是，上述压制部件具有被其金属导板支撑的螺母部件和被旋入此螺母部件中的螺栓部件。

发明效果

本发明的接触式探头装置中，由于上述绝缘基板的切口被插入筒形电极，被其绝缘基板支撑，各个筒形电极独立，能够与外部电极弹性对接，所以电子部件和筒形电极之间、筒形电极和外部的实装基板之间，能够简单且确实地实现稳定的接触，在超高频带下得到良好的频率特性。

在本发明的接触式探头装置中，利用上述绝缘基板具有可挠性的构成，即使例如片状电子部件等有点变形，也能够沿着其变形对接片状电子部件及实装基板的电极，更进一步简单且确实地实现稳定的接触。

在本发明的接触式探头装置中，具有框型绝缘外壳，从一个主面侧嵌入绝缘基板，同时在相对的主面侧上形成露出筒形电极及绝缘基板的主要区域的空地的构成，通过向其空地收纳电子部件，使电子部件对筒形电极可装卸地放置，电子部件的定位也很容易。

在本发明的接触式探头装置中，金属导板至少覆盖上述绝缘外壳的侧外周，且凸设有将电子设备固定于实装基板的固定片的构成，能够很容易地使该装置固定在实装基板上。

在本发明的接触式探头装置中，压制收纳于相对的上述主面侧的空地的电子部件的压制部件被金属导板支撑的构成，通过按压电子部件，可以确保外部电极与筒形电极的更确实地连接。

在本发明的接触式探头装置中，上述压制部件具有被其金属导板支撑的螺母部件和被旋入此螺母部件中的螺栓部件的构成，使电子部件对于筒形电极可装卸、可按压。

附图说明

图1是表示本发明的接触式探头装置的实施方式的立体图。

图2是图1的接触式探头装置的分解立体图。

图3是说明本发明的接触式探头装置的使用例的立体图。

图4是说明电子部件的理想连接构成的立体图。

图5A、图5B是比较本发明的接触式探头装置和现有例的特性图。

图6是说明本发明的接触式探头装置的第1应用例的立体图。

图7A、图7B是说明第1应用例的分解立体图。

图8A、图8B是说明本发明的接触式探头装置的第2应用例的立体图及分解立体图。

图9A、图9B是说明本发明的接触式探头装置的第3应用例的立体图及分解立体图。

附图编号说明

1-绝缘基板 1a-宽

1b-长 3-切口

5-电子部件 7-电极

7a、7b-输入输出电极 7c、7d、7e、7f-地电极

9-筒形电极 9a-狭缝

11-实装基板 13-图形电极

15-绝缘外壳 17-金属导板

17a-固定片 17b-压制片

17c-支撑部 17d-连接片

17e-贯通孔 19-空地

21-压制部件 21a-螺母部件(压制部件)

21b-螺栓部件(压制部件) 21c-支撑槽

A-接触式探头装置

具体实施方式

下面，参照附图说明本发明的实施方式。

图1及图2是表示本发明的接触式探头装置A的实施方式的立体图及分解立体图。

在图1及图2中，绝缘基板1是由具有可挠性、由高频损失特性良好的公知的绝缘性树脂材料形成的例如长6mm、宽4mm左右的长方形的，厚度为0.2mm的薄型基板。其具有从外周端切入1.2mm左右幅度的窄切口3，相对的宽1a上各具有1个，相对的长1b上各具有4个。

切口3按照设置于后述的电子部件5的外周的外部连接用电极7的形成间隙(间隔)而形成，各切口3上分别被嵌入了横截面C字形的筒形电极9。

筒形电极9是，由导电板材料如0.1mm的薄不锈钢板、磷青铜形成为轴向长1mm、外径0.8mm左右的筒状(辊状)，同时具有向该轴向延伸的具有狭缝9a的弹簧电极。

各筒形电极9被插入切口3中，使绝缘基板1嵌入狭缝9a上，同时环状配置于绝缘基板1的外缘部，使面向狭缝9a的端部弹性地与绝缘基板1的表里面对接。

绝缘基板1的切口3，是利用切割、槽刨等现有公知的加工方法，以比筒形电极9的不锈钢板厚度稍微小一点点的宽幅，形成与筒形电极9的轴向尺寸几乎相同的长度。

另外，为了更容易知道绝缘基板1的切口3，图2表示了筒形电极9被插入之前的状态。

这样构成的本发明的接触式探头装置A，如图3所示，将外周上形成了多个外部连接用电极7如电磁延迟线等的片状电子部件5放置在绝缘基板1上，使此绝缘基板1对接公知的电子设备(未图示)的实装基板11上形成的多个图形电极13使用。

而且，实装基板11上的多个图形电极13，通过现有公知的技术，按照接触式探头装置A的筒形电极9的配置位置形成。另外，接触式探头装置A的筒形电极9(切口3)是，按照电子部件5的电极7的配置位置形成。

电子部件5为内藏了延迟线主体的片状电磁延迟线时，在图3中，如电极7a、7b为内藏延迟线的输入电极及输出电极，电极7c、7d、7e、7f为其内藏延迟线的地电极(后述的图4也同样)。

图4表示了将电子部件5直接对接于实装基板11上，将电子部件5的电极7直接连接于图形电极13的理想构成。

图5A、图5B是从反射强度及通过强度的观点比较了本发明的图3的高频探头装置A和图4的现有构成的频率特性图。而且，电子部件5输入输出电极7a、7b之间在内部被最短连接，同时传播电感也被设定为期望值。

通过图5A、图5B，本发明的高频探头装置A的特性(粗实线)表示了与图4的理想构成的特性(细实线)相比，可看到通过强度稍稍恶化，但反射强度(回波损耗：S参数的S11)及通过强度(插入损耗：S参数的S21)双方在超过10GHz的频带都不十分逊色的结果。

而且，筒形电极9的不锈钢板的电阻率比铜等高，但筒形电极9的形状小，所以可忽略损耗，能够充分使用。

这样，本发明的高频探头装置A，具备：可挠性绝缘基板1，其具有从外周端形成的多个幅度窄的切口3；多个筒形电极9，由导电板材料形成筒状的同时，具有向该轴向延伸的狭缝，被插入其切口3中，以使其绝缘基板1嵌入该狭缝9，从而被绝缘基板1支撑。

因此，各个筒形电极9自身具有弹性，同时从绝缘基板1的相对面弹性地突出，所以即使是电子部件5及实装基板11的任一者或两者失去平坦性的状态下，绝缘基板1的全部筒形电极9也能独立确实地接触电子部件5的电极7及实装基板11的图形电极13。

不过，由于筒形电极9以线接触状态对接电子部件5的电极7及实装基板11的图形电极13，所以从此点也易确保良好的接触状态。

另外，由于包含地电极的绝缘基板1的全部筒形电极9与电子部件5的电极7及实装基板11的图形电极13的接触良好，所以即使在10GHz以上的超高频带也能够充分实用。这点上，如果地电极的接触状态不良好，超高频带的损耗易增大，而且其损失原因也难以理解。

下面，说明本发明的接触式探头装置A的应用例。

图6及图7A、图7B是表示本发明的接触式探头装置A的第1应用例的立体图及分解立体图。

第1应用例如图6所示构成为，在配置了筒形电极9的绝缘基板1上添加了保持此绝缘基板1的绝缘外壳15及覆盖此外周的金属导板17。

绝缘外壳15如图7A所示，具有比较扁平的框型形状，从一个主面侧(图7A、图7B中的下面侧)嵌入具有筒形电极9的绝缘基板1，通过绝缘外壳15防止被嵌入绝缘基板1的筒形电极9从绝缘基板1脱离。

绝缘外壳15在相对的主面侧(图7A、图7B中的上面侧)上，筒形电极9和在绝缘基板1上、形成用那些筒形电极9包围的主要区域从图中上面侧露出空地19的形状。其空地19发挥电子部件5的收纳部功能。

而且，从绝缘外壳15的一个主面侧(图7A、图7B中的下面侧)未图示，配置在绝缘基板1上的筒形电极9部分向下突出，如图6所示，使电子部件5收纳在空地19上时，电子部件5的电极7对接筒形电极9。

金属导板17如图7B所示，由铜板等的导电性金属板形成C字角状、框片状，至少覆盖绝缘外壳15的侧外周，与其对接。

在金属导板17上，从一个主面侧(图7A、图7B中的下面侧)与实装基板11的图形电极13对接的多个固定片17a一致的向外下方以L字形状凸设。从另一个主面侧(图7A、图7B中的上面侧)压制绝缘外壳15的四角的作为压制部件的压制片17b，一致的向内侧弯曲凸设。

用金属导板17覆盖保持了具有筒形电极9的绝缘基板1的绝缘外壳15外周的构成，如图6所示，在实装基板11上的多个图形电极13上重叠固定片17a，被焊接固定使用。

而且，被固定片17a连接的实装基板11上的图形电极13，为地电极或虚地。

金属导板17在被实装基板11的图形电极13固定的状态下，绝缘外壳15的四角通过金属导板17的压制片17b，被按压在实装基板11方向，绝缘基板1上的筒形电极9被压接在实装基板11上的图形电极13上，确保确实地接触。

在上述的图1～图7B的构成中，电子部件5的检查等变得容易，电子部件5自身为不被加压保持的构成。但是，在本发明中，也可以添加向电子部件5的按压保持机构的构成，最适合于装置试制作时等预测电子部件5的交换的地方。

图8A、图8B及图9A、图9B是表示本发明的接触式探头装置A的第2应用例及第3应用例的立体图及分解立体图，利用了有关上述第1应用例的构成。

第2应用例如图8A所示构成为，具有压制部件21，其具有被金属导板17支撑的螺母部件21a和被旋入此螺母部件21a的螺栓部件21b。

也就是说，如图8B所示，金属导板17的相向部立起高于绝缘外壳15的厚度，前端向内侧弯曲形成，形成轨道状的支撑部17c。

金属导板17的支撑部17c插通被螺母部件12上形成的支撑槽21c，使得螺母部件21a面向绝缘基板1(电子部件5)被支撑。

螺栓部件21b被旋入螺母部件21a上，可进退动作，通过旋入螺母，能够使装载在绝缘基板1的筒形电极9上的电子部件5压在筒形电极9上。

第3应用例如图9A所示，与第2应用例相同，形成具有螺母部件21a和被旋入在此螺母部件21a上的螺栓部件21b的压制部件21的构成，但螺母部件21a的支撑构造与第2应用例不同。

也就是说，如图9B所示，金属导板17其相向部立起高度长于绝缘外壳15厚度，同时相向部之间用面向绝缘基板1的连接片17d连接。

另一方面，作为在绝缘外壳15上形成的电子部件5的收纳部的空地19，兼任螺母部件21a的收纳部，被空地19收纳的螺母部件21a能抑制其转动。

而且，从金属导板17的连接片17d上形成的贯通孔17e，插通螺栓部件21b，通过旋入螺母部件21a使其进退动作，能够将装载在筒形电极9上的电子部件5压制在筒形电极9上。

在这样的第2及第3应用例中，由于具有对于电子部件5自身的按压保持机构，所以在电子设备试作时等，最适合于预测电子部件5的交换的地方。

另外，在本发明中，绝缘外壳15及金属导板17的形状并不限定于上述形状，压制部件21也不限定于图8A、图8B及图9A、图9B所示的螺母部件21a和螺栓部件21b的组合形状。

Claims

1.一种接触式探头装置，其特征在于，具备：

绝缘基板，其具有从外周端形成的多个幅度窄的切口；

多个筒形电极，其由导电板材料形成筒状的同时，具有向该轴方向延伸的狭缝，被插入上述切口中，使上述绝缘基板嵌入该狭缝，从而被上述绝缘基板支撑。

2.根据权利要求1所述的接触式探头装置，其特征在于，

上述绝缘基板具有可挠性。

3.根据权利要求1或2所述的接触式探头装置，其特征在于，

具有框型绝缘外壳，从一个主面侧嵌入支撑上述筒形电极的上述绝缘基板，同时在相对的主面侧上形成露出上述筒形电极及上述绝缘基板的主要区域的空地。

4.根据权利要求3所述的接触式探头装置，其特征在于，

具有金属导板，至少覆盖上述绝缘外壳的侧外周，凸设有将电子设备固定于实装基板的固定片。

5.根据权利要求4所述的接触式探头装置，其特征在于，

压制收纳在相对的上述主面侧的上述空地的电子部件的压制部件，被上述金属导板支撑。

6.根据权利要求5所述的接触式探头装置，其特征在于，

上述压制部件，具有被上述金属导板支撑的螺母部件和被旋入此螺母部件中的螺栓部件。