CN107148575B

CN107148575B - 探针

Info

Publication number: CN107148575B
Application number: CN201580058198.1A
Authority: CN
Inventors: 由井孝欣
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2014-11-07
Filing date: 2015-10-06
Publication date: 2021-03-12
Anticipated expiration: 2035-10-06
Also published as: JP6380549B2; TWI597501B; WO2016072193A1; US20170227579A1; KR20170061156A; CN113063973A; TW201621323A; CN107148575A; US10197598B2; KR101897996B1; JPWO2016072193A1

Abstract

本发明的目的在于提供一种能够实现作为测定对象的电子部件相对于电路基板的高密度化的探针。探针(1)是能够同时测定多个部位的探针。另外，探针(1)具备：多个主体部(30)，其包括与连接器(300)接触的中心导体(20)；以及第一部件(50)，其将多个主体部(30)捆扎在一起。在第一部件(50)设置有供多个中心导体(20)的末端从底面突出的凹部(C1)。凹部(C1)具有从其底部朝向开口部扩展的倾斜面(S1)。

Description

探针

技术领域

本发明涉及用于电子部件的测定的探针。

背景技术

近年来，可处理多个频率的通信终端正成为主流。这样的通信终端具有多个RF电路，各RF电路分别与天线模块连接。另外，各RF电路具有用于与天线模块连接的连接器。这里，在通信终端的RF电路的动作确认中，使多个RF电路同时执行动作，将探针压靠于各连接器从而确认其动作。而且，作为RF电路的动作确认等所使用的探针，公知有专利文献1所记载的探针(以下，称为现有的探针)。

然而，如上所述，现在的通信终端具有多个RF电路，并且具有与该数量对应的用于与天线模块连接的连接器。而且，这些连接器随着通信终端的小型化、高密度化，在基板上接近配置。这里，在进行RF电路的动作确认时，若使用现有的探针，则因连接器的接近配置而使得探针彼此接触，从而产生无法充分进行RF电路的动作确认的情况。因此，为了避免这样的情况，需要增大基板上的连接器的间隔。即，使用现有的探针的电路基板的检查成为了该电路基板的小型化、高密度化的阻碍。

专利文献1：日本特开2012－99246号公报

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够实现作为测定对象的电子部件相对于电路基板的高密度化的探针。

本发明的一个方式所涉及的探针能够同时测定多个部位，在上述探针中，具备：多个主体部，所述主体部包括能够与测定对象同时接触的中心导体；以及第一部件，其将上述多个主体部捆扎在一起。在上述第一部件设置有凹部，上述多个中心导体的末端从该凹部的底面突出。上述凹部具有从该凹部的底部朝向开口部扩展的倾斜面。

在本发明的一个方式所涉及的探针中，利用1个部件将包括与测定对象接触的多个中心导体的多个主体部捆扎在一起。因此，当对在基板上接近配置的连接器等进行测定时，能够避免探针彼此接触的情况。由此，能够实现电路基板上的连接器等的高密度化。并且，在本发明的一个方式所涉及的探针中，在第一部件设置有凹部，多个中心导体的末端从该凹部的底面突出，该凹部具有从其底部朝向开口部扩展的倾斜面。由此，若将本发明的一个方式所涉及的探针压靠于测定对象，则该测定对象在倾斜面上滑动而移动并与中心导体接触。即，在本发明的一个方式所涉及的探针中，利用凹部的倾斜面，能够使测定对象与中心导体顺畅地接触。作为结果，在本发明的一个方式所涉及的探针中，能够准确地测定从测定对象发出的电信号。

根据本发明，能够实现作为测定对象的电子部件相对于电路基板的高密度化。

附图说明

图1是作为一个实施例的探针的外观图。

图2是作为一个实施例的探针的剖视图。

图3是作为一个实施例的探针的凹部的外观图。

图4是与作为一个实施例的探针连接的连接器的剖视图。

图5是表示作为一个实施例的探针与连接器的连接过程的图。

图6是表示作为一个实施例的探针与连接器的连接过程的图。

图7是表示作为一个实施例的探针压靠于电路基板时的第二部件的状况的外观图。

图8是表示作为一个实施例的探针与连接器的连接过程的图。

图9是表示作为一个实施例的探针与连接器的连接过程的图。

图10是将作为另一实施例的探针与连接器的连接过程中的中心导体附近放大所得的剖视图。

图11是将作为一个实施例的探针与连接器的连接过程中的中心导体附近放大所得的剖视图。

具体实施方式

参照附图对作为一个实施例的探针1进行说明。以下，将从探针1的末端朝向缆线的方向定义为z轴方向。另外，将探针1所具备的中心导体排列的方向定义为x轴方向。并且，将与x轴以及z轴正交的方向定义为y轴方向。此外，x轴、y轴以及z轴相互正交。另外，将z轴方向的正方向侧的面称为上表面，将z轴方向的负方向侧的面称为下表面。并且，将与z轴方向平行的面称为侧面。

(探针的概略结构参照图1)

探针1是能够同时测定从设置在电路基板上的2个端子发出的电信号的探针。因此，如图1所示，在探针1连接有用于传送所接收到的2个信号的2根同轴缆线100。另外，探针1具备：包括与设置在电路基板上的端子接触的中心导体20的2个主体部30；将主体部30的一端侧捆扎在一起的第一部件50；将主体部30的另一端侧捆扎在一起的第二部件60；用于将主体部30固定于电路基板检查用的设备的凸缘70；位于第一部件50与凸缘70之间的弹簧80；以及位于弹簧80与凸缘70之间的衬套90。

(探针的各部的说明参照图2、图3)

如图2所示，主体部30由中心导体20、内部导体32、外筒34、衬套36、以及弹簧38构成。

中心导体20是由Cu构成的棒状的部件。另外，如图2所示，中心导体20构成为，仅其z轴方向的负方向侧的端部从后述的第一部件50露出。并且，在中心导体20的z轴方向上的中心附近，设置有阶梯部。该阶梯部卡在作为构成主体部30的部件之一的衬套36上，以防止中心导体20从主体部30脱离。

内部导体32是沿z轴方向延伸的圆柱状的导体。另外，从内部导体32的z轴方向的正负两侧挖出具有底部的圆筒状的凹坑H1、H2。此外，这些凹坑H1、H2不相连。在z轴方向的负方向侧的凹坑H1，从负方向侧依次配置有中心导体20、弹簧38。收纳于凹坑H1的弹簧38设置成其一端与凹坑H1的底部抵接，其另一端与中心导体20抵接，以便中心导体20借助弹簧38而产生回复力。在z轴方向的正方向侧的凹坑H2拉入有后述的同轴缆线100的芯线。另外，内部导体32的z轴方向的负方向侧的外周侧的侧面与衬套36接触。内部导体32经由该衬套36而支承于外筒34。

外筒34是沿z轴方向延伸的圆筒状的部件，其覆盖内部导体32的周围。另外，如上所述，外筒34经由衬套36而支承内部导体32。并且，外筒34的两端固定于第一部件50以及第二部件60。

衬套36是由聚甲醛(POM)或者聚四氟乙烯(PTFE)等构成的树脂。在本实施例中，作为衬套36的材料而使用聚甲醛(POM)。该树脂的介电常数优选为比内部导体32低。通过使用介电常数低的材料，从而例如在将探针的电阻设定为50Ω时，即便使衬套36小型化而缩短内部导体32与外筒34的距离，也抑制在它们之间产生的杂散电容的产生，因此能够容易地进行探针的电阻50Ω的设定。另外，衬套36形成为使直径不同的2个圆筒36a、36b邻接、以便使它们的中心轴一致的形状。这里，直径较大的一方的圆筒36a相对于直径较小的另一方的圆筒36b位于z轴方向的正方向侧，并嵌入于外筒34的z轴方向的负方向侧的端部。另外，在圆筒36a的内周侧，与中心导体20一同插入有内部导体32。直径较小的另一方的圆筒36b嵌入于在后述的第一部件50设置的贯通孔。另外，从圆筒36b的内周侧朝向z轴方向的负方向侧突出有中心导体20。此外，圆筒36b的内径比圆筒36a的内径小。因此，在衬套36的内周侧形成有阶梯部。中心导体20的阶梯部卡在该衬套36的阶梯部上，从而防止中心导体20从主体部30弹出。

弹簧38是呈螺旋状的弹簧，如上所述，该弹簧38位于内部导体32的内部。弹簧38基本上处于被压缩的状态，以便将中心导体20朝向z轴方向的负方向侧推动。而且，若探针1与测定对象的端子接触，则弹簧38进一步压缩，从而缓和中心导体20与该端子接触时的冲击。

第一部件50是位于探针1的z轴方向的负方向侧的端部的由Cu构成的部件。其形状形成为在剖面呈椭圆的柱状的末端部52的上表面载置直径不同的2个圆盘54、56而得到的形状。另外，在第一部件50设置有沿z轴方向贯通该第一部件50的2个贯通孔H3、H4。通过在这些贯通孔H3、H4嵌入2个主体部30，从而将2个主体部30固定并捆扎于第一部件50。此外，贯通孔H3、H4的直径在末端部52侧与圆盘54、56侧不同，圆盘54、56侧比末端部52侧大。由此，仅主体部30的衬套36以及中心导体20到达贯通孔H3、H4的末端部52侧。

如图3所示，在末端部52的下表面设置有凹部C1。凹部C1是在从z轴方向观察时与末端部52的剖面相似形状的椭圆，该椭圆被设置成将贯通第一部件50的贯通孔H3、H4包围。因此，从凹部C1突出有嵌入于贯通孔H3、H4的主体部30的中心导体20。另外，如图2所示，在凹部C1设置有从该凹部C1的底部朝向开口部、即从z轴方向的正方向侧朝向负方向侧扩展的倾斜面S1。此外，倾斜面S1从与凹部C1的底部在z轴方向上分离规定距离L的位置设置。此外，规定距离L也可以为0，即倾斜面S1也可以直接设置于凹部C1的底部。

圆盘54、56被设置成从z轴方向的正方向侧朝向负方向侧依次排列，以使得它们的中心轴一致。这里，圆盘54的直径比圆盘56的直径小，因此在圆盘54与圆盘56的接触部分附近的外周侧，由槽U形成阶梯部。

第二部件60是位于探针1的z轴方向的正方向侧的端部的由Cu构成的部件。其形状形成为剖面呈椭圆且沿z轴方向延伸的柱状。另外，在第二部件60的侧面与下表面所成的角，施加有锥形加工。并且，在第二部件60设置有沿z轴方向贯通该第二部件60的2个贯通孔H5、H6。而且，在贯通孔H5、H6从z轴方向的负方向侧嵌入2个主体部30。并且，从贯通孔H5、H6的z轴方向的正方向侧插入2根同轴缆线100。由此，同轴缆线100的芯线102与主体部30的内部导体32连接。此外，后述的同轴缆线100中的芯线102以及绝缘膜104以外的部分的下表面，与设置在贯通孔H5以及贯通孔H6内的圆筒形的衬套86、88接触。

凸缘70是用于将探针1安装于电路基板检查用的检查设备的部件。另外，凸缘70是椭圆状的平板。并且，在凸缘70，从x轴方向的负方向侧朝向正方向侧依次设置有贯通孔H7～H10。而且，贯通孔H8、H9是供2个主体部30的外筒34贯通的贯通孔，贯通孔H7、H10是用于将探针安装于检查设备的贯通孔。这里，贯通孔H8、H9的直径比外筒34的直径稍大。因此，在主体部30与凸缘70的接触部分存在有少许间隙。由此，主体部30不完全固定于凸缘70，能够相对于凸缘70上下移动，另外也能够相对于凸缘70倾斜。此外，凸缘70的形状不仅是椭圆状，也可以是矩形状、或者矩形状与圆弧状组合而成的形状。并且，第二部件60与主体部30也可以由一体的部件构成。

并且，在凸缘70的上表面以及下表面设置有凹部C2、C3，以便包围贯通孔H8、H9。在设置于上表面的凹部C2，收纳第二部件60的z轴方向的负方向侧的部分。这里，在凹部C2的侧面与凸缘70的上表面所成的角施加有锥形加工。因此，若第二部件60收纳于凹部C2，则第二部件60的锥形部分与凸缘70中的凹部C2的锥形部分紧贴在一起。另外，在设置于凸缘70的下表面的凹部C3，收纳后述的衬套90的z轴方向的正方向侧的端部。此外，凹部C3的直径D1比衬套90的z轴方向的正方向侧的端部的直径D2大。因此，衬套90能够沿着凸缘70的下表面移动。由此，在探针1被压靠于后述的连接器300的情况下，探针1能够在xy平面上移动，从而修正xy平面上的探针1的中心导体20与后述的连接器300的接触部304的位置偏移，进而能够使中心导体20与接触部304良好地接触。

弹簧80是沿z轴方向延伸的螺旋状的弹簧，在其内周侧收纳有2个主体部30。另外，弹簧80的z轴方向的负方向侧的一端嵌入于第一部件50中的槽U。并且，弹簧80的z轴方向的正方向侧的另一端嵌入于后述的衬套90。而且，弹簧80对第一部件50朝向z轴方向的负方向侧施力。此外，弹簧80与主体部30不接近，弹簧80与主体部30分离规定距离M。

衬套90是沿z轴方向延伸的圆筒状的聚甲醛(POM)树脂部件。而且，在衬套90的内周侧，配置有2个主体部30的外筒34。另外，衬套90的z轴方向的长度是外筒34的z轴方向的长度的一半。除此之外，衬套90的一部分收纳于凸缘70的凹部C3。由此，外筒34的z轴方向的正方向侧的周围被衬套90覆盖。并且，衬套90的一部分在与z轴正交的方向上伸出。由此，在衬套90的侧面形成阶梯部，在该阶梯部嵌入有弹簧80的z轴方向的正方向侧的另一端。关于衬套90的材料，可以代替聚甲醛(POM)而使用聚醚醚酮(PEEK)等滑动性优良的树脂部件。

(与探针连接的缆线的概要参照图2)

如图2所示，探针1与2根同轴缆线100的末端连接。同轴缆线100具备芯线102、绝缘膜104、108以及外部导体106。芯线102是供从测定对象经由探针1而传递来的高频信号通过的导线。外部导体106包围芯线102的周围，并被施加接地电位。绝缘膜104设置于芯线102的周围，并将芯线102与外部导体106绝缘。绝缘膜108设置于外部导体106的周围，并构成同轴缆线100的表面。另外，在同轴缆线100的末端设置有同轴连接器用的插座109。同轴缆线100经由插座109而与探针1连接。另外，同轴缆线100与未图示的测定装置连接。

(对象侧端子的概要参照图4)

对在探针1测定电信号时所连接的电路基板上的端子进行说明。以下，将电路基板上的端子称为连接器300。连接器300例如是设置在移动电话的天线与RF电路之间的同轴连接器。另外，如图4所示，连接器300具备外部导体302、接触部304、以及壳体306。

外部导体302是呈大致圆筒状的金属部件。但是，外部导体302所构成的圆筒的一部分被切除。而且，外部导体302的电位被保持在接地电位。

接触部304是与电路基板上的RF电路电连接的金属端子。因此，接触部304的一端是在测定来自RF电路的电信号时供探针1的中心导体20压靠的部分。另外，接触部304的一端位于外部导体302所构成的圆筒的中心，其一端的形状形成为底部朝向z轴方向的正方向侧的碗状。该底部是与探针1的中心导体20接触的部分，因此形成为平面。而且，接触部304从外部导体302所构成的圆筒的中心通过该圆筒的被切除的部分，并与朝向电路基板上的RF电路的传送线路连接。

壳体306是在外部导体302与接触部304之间填埋的树脂制的部件。由此，外部导体302与接触部304被绝缘。

(由探针进行的测定作业参照图5～图9)

如上所述，探针1是用于同时测定从设置在电路基板上的2个端子发出的电信号的探针。具体而言，如图5所示，探针1被压靠于设置在电路基板上的2个连接器300(端子)，以便覆盖上述2个连接器300(端子)。但是，根据与电路基板上的连接器300的位置有关的公差，中心导体20与2个接触部304在保持原样的状态下不能充分接触。但是，在探针1的末端部52，设置有具有从z轴方向的正方向侧朝向负方向侧扩展的倾斜面S1的凹部C1。由此，如图6所示，若探针1被压靠于电路基板，则连接器300在设置于凹部C1的倾斜面S1上滑动而朝向中心导体20移动。

并且，在探针1压靠于电路基板时，借助来自电路基板的反作用力，第一部件50被朝向z轴方向的正方向侧向上推动。伴随于此，如图7所示，将2个主体部30捆扎在一起的第二部件60也被朝向z轴方向的正方向侧向上推动。作为结果，第二部件60的相对于凸缘70的固定被解除。另外，如上所述，由于在主体部30与凸缘70的接触部分存在有少许间隙，所以主体部30能够相对于凸缘70倾斜。根据以上的理由，若探针1被压靠于电路基板，则如图8所示，探针1的末端部52与连接器300的位置、形状等相配合地自由倾斜。由此，如图9所示，能够实现探针1的中心导体20与连接器300中的接触部304的面接触。

(效果)

在探针1中，利用第一部件50将包括与连接器300接触的2个中心导体20的主体部30捆扎在一起。因此，当对在电路基板上接近配置的连接器300进行测定时，能够避免探针彼此接触的情况。即，若使用探针1，则不会产生由连接器300的接近配置引起的问题。作为结果，能够实现电路基板上的连接器等的高密度化。

另外，在第一部件50设置有供2个中心导体20的末端从底面突出的凹部C1，该凹部C1的形状具有从其底部朝向开口部扩展的倾斜面S1。由此，若将探针1压靠于连接器300，则连接器300在倾斜面S1上滑动而移动并与中心导体20接触。即，在探针1中，利用凹部C1的倾斜面S1，能够使连接器300的接触部304与中心导体20顺畅地接触。作为结果，在探针1中，能够准确地测定经由连接器300从RF电路发出的电信号。

并且，凹部C1的倾斜面S1从与凹部C1的底部在z轴方向上分离规定距离L的位置设置。由此，能够使连接器300的接触部304与中心导体20进一步顺畅地接触。具体而言，假设凹部C1的倾斜面S1从凹部C1的底部设置。此时，当连接器300在倾斜面S1上滑动而移动时，存在外部导体302比接触部304先与中心导体20接触的担忧；或者如图10所示的另一实施例那样，在使用规定距离L为0的探针3的情况下，虽然不产生由连接器300的接近配置引起的问题，但存在探针3的中心导体20嵌入连接器300的外部导体302与接触部304之间的担忧。另一方面，图11所示的探针1中的凹部C1的倾斜面S1从与凹部C1的底部在z轴方向上分离规定距离L的位置设置。详细而言，设置有在与凹部C1的底面正交的方向上延伸的高度L的壁面W1。从壁面W1设置倾斜面S1。由此，如图11所示，在倾斜面S1滑动而移动来的连接器300在接触部304与中心导体20接触前，能够到达该倾斜面S1中的与凹部C1的底部最近的端点E。其结果是，在倾斜面S1上滑动而移动来的连接器300的接触部304与中心导体20的位置大致一致的状态下，连接器300沿着壁面W1被压入凹部C1的底部。因此，图11所示的探针1的结构与图10所示的探针3的结构相比，进一步具有防止外部导体302比接触部304先与中心导体20接触的情况、中心导体20嵌入连接器300的外部导体302与接触部304之间的情形的效果，因此是优选的。

然而，在探针1的主体部30与凸缘70的接触部分存在有少许间隙。由此，主体部30能够相对于凸缘70倾斜。在将探针1压靠于电路基板时，该探针1的末端部52与连接器300的位置、形状等相配合地自由倾斜。由此，能够实现探针1的中心导体20与连接器300中的接触部304的面接触。

另外，探针1不仅利用第一部件50，也利用第二部件60将2个主体部30捆扎在一起。由此，2个主体部30在2个点被支承，因此例如与仅由第一部件50进行支承的情况相比，其姿势变得稳定。作为结果，能够防止2个主体部30在测定时接触等情况。

并且，探针1的弹簧80与主体部30不接近，弹簧80与主体部30分离规定距离。由此，在对2个中心导体20的间距进行变更的情况下，根据探针1，仅对设置于第一部件的凹坑H1、H2以及设置于第二部件的贯通孔H5、H6的间距进行变更即可。即，在探针1中，能够通过极其简单的方法，对2个中心导体20的间距进行变更。

(其他实施例)

本发明所涉及的探针并不限定于上述实施例，能够在其要旨的范围内进行各种变更。例如，各部件的材料、大小、具体的形状等是任意的。另外，中心导体的数量并不限定于2个，也可以是3个以上。并且，本发明所涉及的探针的测定对象并不限定于RF电路，也可以将发出电信号的全部构件作为其对象。

工业上的利用可能性

如以上那样，本发明可用于探针，特别是在能够实现作为测定对象的电子部件相对于电路基板的高密度化的方面比较优良。

附图标记的说明

C1、C2、C3...凹部；H1、H2...凹坑；H3～H10...贯通孔；L...规定距离；S1...倾斜面；U...槽；W1...壁面；1、3...探针；20...中心导体；30...主体部；32...内部导体；34...外筒；36...衬套；36a、36b...圆筒；38...弹簧；50...第一部件；52...末端部；60...第二部件；70...凸缘；80...弹簧；86、88、90...衬套；100...同轴缆线；102...芯线；104、108...绝缘膜；106、302...外部导体；109...插座；300...连接器；304...接触部；306...壳体。

Claims

1.一种探针，是用于同时测定至少两个高频信号的探针，能够同时测定多个部位，该探针的特征在于，具备：

多个主体部，所述多个主体部分别包括能够与测定对象同时接触的中心导体、从四周覆盖中心导体的外筒、位于所述外筒内的内部导体、位于所述中心导体和所述内部导体之间并与所述中心导体和所述内部导体接触的主体部弹簧以及设于所述中心导体和所述外筒之间且由介电常数比所述中心导体低的材料构成的第三部件，所述多个主体部能够经由各所述中心导体分别与作为测定对象的多个同轴电缆连接；以及

第一部件，所述第一部件将所述多个主体部捆扎在一起，

在所述第一部件设置有凹部，多个所述中心导体的末端从该凹部的底面突出，

所述凹部具有从该凹部的底部朝向一个开口部扩展的倾斜面。

2.根据权利要求1所述的探针，其特征在于，所述倾斜面在从所述凹部的底部朝向开口部的高度方向上，从与该凹部的底部分离规定距离的位置设置。

3.根据权利要求1或2所述的探针，其特征在于，

还具备用于将所述主体部安装于固定夹具的凸缘部，

在所述主体部与所述凸缘部的接触部分设置有规定的间隙。

4.根据权利要求1或2所述的探针，其特征在于，

还具备将所述多个主体部捆扎在一起的第二部件。

5.根据权利要求1或2所述的探针，其特征在于，

所述第一部件是导体，在与测定对象接触时形成接地电位。