JP2003130911A - プローブ構造及び高周波部品検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インサーションロスを小さくし、精度の高い
高周波特性の検査を可能にしたプローブ構造及び高周波
部品検査装置を提供するものである。 【解決手段】 凹所１４が形成された筐体本体１２と蓋
体１１とによって空洞部２０が形成された金属筐体１０
と、当該空洞部２０に臨ませて金属筐体１０に備えられ
るプローブピン４０と、当該金属筐体１０に設けられ前
記空洞部２０に貫通する貫通孔１９と、前記空洞部２０
内において前記プローブピン４０及び前記貫通孔１９か
ら挿通された高周波部品５０の端子５１と線接触する可
動片１３とからプローブ構造を構成し、プローブピン４
０の側面と前記高周波部品５０の端子５１側面とが可動
片１３によって線接触された接続構造の周囲が金属筐体
１０にて囲まれた同軸構造２１とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はプローブ構造及び高
周波部品検査装置に関する。具体的には、インサーショ
ンロスを低減したプローブ構造及び当該プローブ構造を
利用した高周波部品検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１０は従来の高周波部品検査装置にお
けるプローブ部１００を示す概略斜視図、図１１は当該
プローブ部１００におけるプローブ構造を示す説明図で
ある。高周波部品検査装置は、高周波半導体装置や高周
波リレーなど各種高周波部品５０の高周波特性を測定す
る装置であって、図１０に示すプローブ部１００と図示
しない高周波測定装置とから構成され、プローブ部１０
０のコネクタ４３に接続ケーブル（同軸ケーブル）４２
を介して高周波測定装置が接続される。なお、コネクタ
４３は取付部材４４によって金属筐体１１０の外面に備
えられる。

【０００３】プローブ部１００は接地される金属筐体１
１０に構成されており、内壁面にフッ素樹脂等の誘電体
層１１２が備えられた端子挿入穴１１１にプローブピン
４０が配設された構造をしている。プローブピン４０
は、コネクタ４３に接続された同軸ケーブル４１（内部
配線）の芯線が露出されて形成される。このプローブ構
造にあっては、端子挿入穴１１１に挿入された高周波部
品５０の端子５１先端とプローブピン４０の先端とが点
接触する構造となっている。図１０における１１３は、
測定用以外の端子５１を挿入するためのダミー用挿入穴
である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなプローブ構造では、高周波部品５０の端子５１とプ
ローブピン４０の接続は点接触によるため、接触性にバ
ラツキが生じたり、プローブピン４０の摩耗に伴い接触
性が低下し、インサーションロスが大きくなり精度よい
高周波特性の検査を行なうことができなくなるおそれが
ある。

【０００５】また、プローブピン４０は同軸ケーブル４
１でコネクタ４３で接続されているため、同軸ケーブル
４１による特性損失があり、高周波特性の劣化を生じさ
せる原因ともなっていた。

【０００６】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たものであって、インサーションロスを小さくし、精度
の高い高周波特性の検査を可能にしたプローブ構造及び
高周波部品検査装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本願第１の発明に係るプ
ローブ構造は、高周波部品の端子と測定回路とを接続す
るためのプローブ構造であって、金属筐体に備えられた
空洞部と、前記空洞部に臨ませて前記金属筐体に備えら
れるブローブピンと、前記金属筐体に設けられ前記空洞
部に貫通する貫通孔と、前記空洞内において前記プロー
ブピンの側面及び前記貫通孔から挿通された高周波部品
の端子側面と線接触する可動片とからなることを特徴と
している。

【０００８】このプローブ構造においては、端子の挿入
により湾曲した可動片と略平行な状態に、前記可動片の
湾曲側にある前記空洞部の側壁を湾曲させておくのが好
ましい。

【０００９】また、可動片は、例えば、前記空洞部の側
方から当該空洞部に臨ませて備えられた押え部材によっ
て前記プローブピン及び前記端子に接触可能にするのが
よく、当該押え部材を交換可能に前記金属筐体に備える
のが好ましい。

【００１０】さらに、前記金属筐体の裏面に、前記プロ
ーブピンと測定回路とを接続するための複数のコネクタ
を備え、当該複数のコネクタが互いに接触することなく
各コネクタに前記測定回路と接続する接続ケーブルを接
続できるよう前記空洞部を配置するのが望ましい。

【００１１】本願第２の発明に係るプローブ構造は、高
周波部品の端子と測定回路とを接続するためのプローブ
構造であって、前記測定回路と接続するプローブピンの
側面と前記高周波部品の端子側面とが可動片によって線
接触された接続構造の周囲が金属体にて囲まれた同軸構
造であることを特徴としている。

【００１２】これらのプローブ構造においては、前記可
動片を可動バネとすることが好ましく、さらには可動片
に当該可動片の接触端側から中央部に向かう切れ込みを
設けるのがよい。

【００１３】また、前記可動片の一端が前記ブローブピ
ンに固定された片切り構造により線接触させたり、ある
いは、前記可動片の両端を前記プローブピン及び前記端
子と両切り構造により線接触させてもよい。

【００１４】本発明に係る高周波部品検査装置は、高周
波特性測定装置と、当該高周波特性測定装置と高周波部
品の端子を電気的に接続するためのプローブ部とを備え
た高周波部品検査装置であって、当該プローブ部は上記
本発明に係るプローブ構造を備えたことを特徴としてい
る。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明について各図を用い
て詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態に係るプ
ローブ構造を有するプローブ部１の分解斜視図、図２は
当該プローブ構造を示す斜視説明図、図３は当該プロー
ブ構造に使用される可動片１３を示す側面図、図４は当
該プローブ構造における動作を示す平面説明図である。

【００１６】本発明によるプローブ構造は、空洞部２０
が形成された金属筐体１０と、当該空洞部２０に臨ませ
て金属筐体１０に備えられるプローブピン４０と、当該
金属筐体１０に設けられ前記空洞部２０に貫通する貫通
孔１９と、前記空洞部２０内において前記プローブピン
４０及び前記貫通孔１９から挿通された高周波部品５０
の端子５１と線接触する可動片１３とから構成されてい
る。すなわち、当該プローブ構造は、図２に示すように
プローブピン４０の側面と前記高周波部品５０の端子５
１側面とが可動片１３によって線接触された接続構造の
周囲が金属筐体１０にて囲まれた同軸構造２１となって
いる。

【００１７】金属筐体１０はやや厚肉状の金属体からな
る筐体本体１２と、当該筐体本体１２の上面に被せられ
る蓋体１１とから構成され、例えば図示しないボルトな
どの締結具によって蓋体１１が取り外し可能に筐体本体
１２に固定される。この金属筐体１０はプローブ部１の
本体をなすものである。

【００１８】筐体本体１２には、蓋体１１とによって空
洞部２０となる凹所１４が形成されている。凹所１４内
には以下に説明するように可動片１３が配置されるた
め、当該凹所１４は平面視で矩形状若しくはやや扁平し
た楕円形状などに形成される。従って、当該筐体本体１
２の厚みは、可動片１３の高さに合わせて設定され、比
較的厚みの小さなものである。また、筐体本体１２の上
面には凹所１４に臨ませて、押え部材１６を嵌め込む嵌
合用凹部１５が形成され、当該嵌合用凹部１５に少なく
とも１以上の突起１８が備えられる。前記凹所１４は、
凹所１４に配置された可動片１３を電気的にシールドす
ることができればよく、例えば金属ブロックの切削加工
より作製され、あるいは金属板のプレス加工によって、
嵌合用凹部１５と一体に作製される。

【００１９】筐体本体１２の下面には取付部材４４を介
してコネクタ４３が備えられ、これには高周波検査部品
（図示せず）と接続された接続ケーブル（同軸ケーブ
ル）４２が接続される。こうして接続された接続ケーブ
ル４２の芯線が前記凹所１４内に引き込まれ、プローブ
ピン４０として用いられる。また、プローブピン４０は
凹所１４内のいずれか一方側端部近郊に配設される。

【００２０】蓋体１１は筐体本体１２に被せられ、凹所
１４と共に空洞部２０を構成する。この蓋体１１は、高
周波部品５０の端子５１を空洞内に挿通させる貫通孔１
９を備える。この貫通孔１９は、挿入された端子５１
が、凹所１４内前記プローブピン４０と反対側端部に位
置される。また、図示はしないが、蓋体１１及び金属筐
体１０には測定用以外の端子５１を挿入するためのダミ
ー用穴がいくつか設けられる。

【００２１】可動片１３は、前記プローブピン４０と前
記端子５１とを電気的に接続するものであって、金属板
などから復元力を発揮する可動バネとして作成されたも
のが好ましく用いられる。この可動バネ（可動片１３）
は、図３（ａ）（ｂ）に示すように側面視でほぼ矩形状
に作成され、可動片１３の両端部にてプローブピン４０
の側面及び端子５１の側面にて線接触するよう凹所１４
内に配置される。また、可動片１３には同図（ｂ）に示
すようにその接触端側から中央部に向かう切れ込み１３
ａを設けるのが好ましい。この結果、同図（ａ）に比べ
て接触端における復元力がさらに発揮され、プローブピ
ン４０及び端子５１との接触性がより一層高められる。

【００２２】可動片１３は、プローブピン４０及び端子
５１との接触性を確保するため、凹部１５内に嵌合され
る押え部材１６の先端に当接して配置される。この押え
部材１６は、金属筐体１０によるシールド性を確保する
ためフッ素樹脂などの絶縁体から作製される。このと
き、図４（ａ）に示す如く両切り構造にも、あるいは図
４（ｂ）に示す如く片切り構造のいずれにも配置でき
る。両切り構造では、端子５１が挿入されていない場合
（同図（ａ）左図参照）、端子５１が挿入された場合
（同図（ａ）右図参照）のいずれの場合でも、可動片１
３は好ましくは凹所１４側壁とほぼ平行になるように配
置され、端子５１が挿入された場合に端子５１及びプロ
ーブピン４０と可動片１３とが線接触するように押え部
材１６の先端位置が調整される。当該両切り構造にした
場合、可動片１３を簡単に取り外せるので、可動片１３
の摩耗や復元力の劣化により接触性が低下した場合には
可動片１３を交換するなどメンテナンス作業を容易に行
える。

【００２３】また、片切り構造では、プローブピン４０
に可動片１３の一方側接触端を固定しておき、端子５１
が挿入されていない場合（同図（ｂ）左図参照）に、可
動片１３の残る一方側接触端が貫通孔１９付近に位置す
るように押え部材１６の先端位置が調整される。この結
果、端子５１が挿入された場合には（同図（ｂ）右図参
照）、可動片１３が押え部材１６側に押し戻され端子５
１と接触する。この片切り構造にした場合、メンテナン
ス作業を容易には行えないが、端子５１との接触性は両
切り構造に比べて良好であり、また、押え部材１６の調
整を容易に行える。

【００２４】このようなプローブ構造は、高周波部品５
０の検査に最低限必要な数だけ金属筐体１０に作製さ
れ、プローブ部１が構成される。例えば、高周波リレー
の測定においては一般には３つのプローブ構造が必要と
され、高周波検査装置においては図１に示す如く３つの
プローブ構造が設けられる。この際、端子５１を挿入す
るための貫通孔１９を等間隔で備える必要があるが、等
間隔である限り、同軸構造２１、すなわち凹所１４を任
意の位置に設けることができる。ところがこのとき、図
６（ａ）に示す如く３つの凹所１４（図示せず）を略平
行にして配置すると、金属筐体１裏面におけるコネクタ
４３の取付部材４４も平行に配置せざるを得ない。従っ
て、コネクタ４３同士の接触を防ぐために、同図（ｂ）
に示す如くコネクタ４３から可動片１３までの距離、す
なわちプローブピン４０の長さを変える必要を生じる。
この結果、伝送線路長が異なって各プローブ構造ごとに
高周波特性に差が出てしまい、全体として高周波特性が
低下する。

【００２５】そこで、図７（ｂ）に示す如く、コネクタ
４３から可動片１３までの距離が等しくなるよう、各コ
ネクタ４３が互いに接触することなく接続ケーブル４２
を接続できるように凹所１４（空洞部２０）を配置する
のがよい。具体的に言えば、図７（ａ）に示す例では、
最も左側に配置される同軸構造２１を基本とし、当該同
軸構造２１を当該貫通孔１９の軸回りに９０度反時計方
向に回転させて中央の貫通孔１９に対して配置し、さら
に最も左側に配置される同軸構造２１を当該貫通孔１９
の軸回りに１８０度時計方向に回転させた同軸構造２１
を最も右側に配置される貫通孔１９に対して配置してい
る。なお、図６及び図７においては、可動片１３の配置
方向が凹所１４及び同軸構造２１の配置方向を示し、凹
所１４及び同軸構造２１そのものは略されている。この
ような配置を採用することにより、各コネクタ４３から
可動片１３までの距離、つまりプローブピン４０の長さ
が等しくなり、各プローブ構造における高周波特性を等
しくできる。

【００２６】このように高周波部品検査装置におけるプ
ローブ構造に、プローブピン４０と高周波部品５０との
端子５１とを可動片１３によって線接触した接続構造の
周囲を金属体にて囲んだ同軸構造２１を採用することに
より、プローブピン４０と高周波部品５０の端子５１と
の接続を確実に行え、インサーションロスを著しく減少
できる。また、端子５１から高周波測定装置との接続を
図るコネクタ４３までの距離は従来のプローブ部１００
に比べて極めて短く、また、可動片１３の長さも比較的
短く、伝送線路上のロスも最小限にできる。こうして、
プローブ部１における高周波特性の損失が少なくなり、
精度の高い高周波特性の検査を行なうことができる。

【００２７】また、本発明においては、凹所１４内に配
置された可動片１３とプローブピン４０及び端子５１が
線接触する構造であればよく、上記実施形態においては
嵌合用凹部１５内に固定した押え部材１６によって可動
片１３を線接触させている。この押え部材１６は、必ず
しも嵌合用凹部１５内に固定する必要もなく、例えば、
図８（ａ）に示す如く嵌合用凹部１５の側面を金属筐体
１０の側面方向に広がるテーバ状に形成し、それに嵌合
する押え部材１６を用いることもできる。この場合に
は、端子５１の挿入に伴い押え部材１６を適当な治具を
用いて凹所１４側に押え込むようにしてもよい。一方、
図８（ｂ）に示す如く、嵌合用凹部１５の側面を凹所１
４側に広がるテーバ状に形成し、それに嵌合する押え部
材１６を用いれば、端子５１の挿入に伴う押え部材１６
の移動が制限され、端子５１と可動片１３との接触性を
自然と確保できる。このように、押え部材１６をわずか
に移動可能に備えることにして、可動片１３をプローブ
ピン４０及び端子５１の各側面と線接触させることもで
きる。

【００２８】さらに好ましくは、端子５１を挿入した場
合に可動片１３が凹所１４の側壁と略平行になるように
構成するのがよい。理想的には、図４（ａ）に示すよう
に、端子５１の挿入により可動片１３がわずかに移動し
て可動片１３と凹所１４側壁が略平行になるのがよい
が、場合によっては端子５１の挿入によって可動片１３
が図９（ａ）に示すように湾曲することもある。可動片
１３が湾曲すれば、シールド性が低下して高周波特性を
期待以上に向上できない。このため、図９（ｂ）に示す
ように、湾曲した可動片１３とほぼ平行になるように凹
所１４の側壁を湾曲させるのが望ましい。この場合、少
なくとも可動片１３の湾曲側にある側壁を湾曲させるの
がよい。この結果、湾曲した可動片１３と凹所１４の側
壁が平行になり比較的良好な同軸構造２０が維持され、
可動片１３の湾曲に伴うシールド性の低下が防止され
る。この点においても高周波特性の向上を図ることがで
きる。

【００２９】

【発明の効果】本発明のプローブ構造によれば、空洞部
が形成された金属筐体と、当該空洞部に臨ませて金属筐
体に備えられるプローブピンと、当該金属筐体に設けら
れ前記空洞部に貫通する貫通孔と、前記空洞部内におい
て前記プローブピン及び前記貫通孔から挿通された高周
波部品の端子と線接触する可動片とからプローブ構造が
構成され、プローブピンの側面と前記高周波部品の端子
側面とが可動片によって線接触された接続構造の周囲が
金属体にて囲まれた同軸構造となっているため、インサ
ーションロスが低減し、またコネクタからプローブピン
までの距離も短くなり、伝送線路上のロスが最小限に抑
えられる。こうして、プローブ構造における高周波特性
の損失が少なくなる。

【００３０】また、端子の挿入により湾曲した可動片と
ほぼ平行となるように、可動片に近接する側の空洞部側
壁を湾曲させることにより、接続構造と当該接続構造を
囲む金属体による同軸構造が比較的良好に担保され、高
周波特性の向上に繋がる。

【００３１】さらに、前記金属筐体の裏面に、前記プロ
ーブピンと測定回路とを接続するための複数のコネクタ
を備え、当該複数のコネクタが互いに接触することなく
各コネクタに前記測定回路と接続する接続ケーブルを接
続できるよう前記空洞部を配置すれば、各プローブ構造
における伝送線路上の長さが等しくなり、周波数特定の
バラツキが抑えられる。

【００３２】また、可動片を可動バネとすることにより
プローブピンや端子との接触性がよくなり、さらに当該
可動片の接触端側から中央部に向かう切れ込みを設ける
ことにより接触性が一段と増し、高周波特性がさらに向
上する。

【００３３】このように本発明のプローブ構造は優れた
高周波特性を有し、当該プローブ構造を用いることによ
って、精度の高い高周波特性の検査を可能する高周波部
品検査装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るプローブ構造をした
プローブ部の分解斜視図である。

【図２】同上のプローブ構造を示す斜視説明図である。

【図３】（ａ）（ｂ）はそれぞれ同上のプローブ構造に
使用される可動片を示す側面図である。

【図４】（ａ）（ｂ）はそれぞれ同上のプローブ構造に
おける動作を示す平面説明図である。

【図５】同上のプローブ構造における効果を示す図であ
る。

【図６】プローブ構造の一配置例を示す説明図であっ
て、同図（ａ）はその平面説明図、同図（ｂ）はその側
面説明図である。

【図７】プローブ構造の他の配置例を示す説明図であっ
て、同図（ａ）はその平面説明図、同図（ｂ）はその側
面説明図である。

【図８】（ａ）（ｂ）はそれぞれプローブ構造の他の実
施形態を示す平面説明図である。

【図９】プローブ構造の他の実施形態を示す平面説明図
であって、同図（ａ）は端子挿入前の平面説明図、同図
（ｂ）は端子挿入後の平面説明図である。

【図１０】従来の高周波部品検査装置におけるプローブ
部を示す概略斜視図である。

【図１１】図１０のプローブ部におけるプローブ構造を
示す説明図であって、同図（ａ）はその縦断面説明図、
同図（ｂ）はその横断面説明図である。

【符号の説明】

１ プローブ部 １０ 金属筐体 １２ 筐体本体 １３ 可動片 １４ 空洞部を形成する凹所 １６ 押え部材 ２１ 同軸構造 ４０ プローブピン ４３ コネクタ ５０ 高周波部品 ５１ 高周波部品の端子

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高周波部品の端子と測定回路とを接続す
   るためのプローブ構造であって、 金属筐体に備えられた空洞部と、前記空洞部に臨ませて
   前記金属筐体に備えられるブローブピンと、前記金属筐
   体に設けられ前記空洞部に貫通する貫通孔と、前記空洞
   内において前記プローブピンの側面及び前記貫通孔から
   挿通された高周波部品の端子側面と線接触する可動片と
   からなることを特徴とするプローブ構造。
2. 【請求項２】 端子の挿入により湾曲した可動片と略平
   行な状態に、前記可動片の湾曲側にある前記空洞部の側
   壁を湾曲させたことを特徴とする請求項１に記載のプロ
   ーブ構造。
3. 【請求項３】 前記可動片は、前記空洞部の側方から当
   該空洞部に臨ませて備えられた押え部材によって、前記
   プローブピン及び前記端子に接触可能に備えられたこと
   を特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載のプロー
   ブ構造。
4. 【請求項４】 前記押え部材は、交換可能に備えられた
   ことを特徴とする請求項３に記載のプローブ構造。
5. 【請求項５】 前記金属筐体の裏面に、前記プローブピ
   ンと測定回路とを接続するための複数のコネクタを備
   え、当該複数のコネクタが互いに接触することなく各コ
   ネクタに前記測定回路と接続する接続ケーブルを接続で
   きるよう前記空洞部を配置したことを特徴とする請求項
   １乃至４のいずれかに記載のプローブ構造。
6. 【請求項６】 高周波部品の端子と測定回路とを接続す
   るためのプローブ構造であって、 前記測定回路と接続するプローブピンの側面と前記高周
   波部品の端子側面とが可動片によって線接触された接続
   構造の周囲が金属体にて囲まれた同軸構造であることを
   特徴とするプローブ構造。
7. 【請求項７】 前記可動片は可動バネであることを特徴
   とする請求項１乃至６のいずれかに記載のプローブ構
   造。
8. 【請求項８】 前記可動片は当該可動片の接触端側から
   中央部に向かう切れ込みを備えたことを特徴とする請求
   項７記載のプローブ構造。
9. 【請求項９】 前記可動片の一端が前記ブローブピンに
   固定された片切り構造により線接触することを特徴とす
   る請求項１乃至８のいずれかに記載のプローブ構造。
10. 【請求項１０】 前記可動片の両端が前記プローブピン
    及び前記端子と両切り構造により線接触することを特徴
    とする請求項１乃至８のいずれかに記載のプローブ構
    造。
11. 【請求項１１】 高周波特性測定装置と、当該高周波特
    性測定装置と高周波部品の端子を電気的に接続するため
    のプローブ部とを備えた高周波部品検査装置であって、 当該プローブ部は請求項１乃至１０のいずれかに記載の
    プローブ構造を備えたことを特徴とする高周波部品検査
    装置。