JP2006173107A - ピンコネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】被検デバイスとテスト機器間との間の信号電送における性能の向上を図る。
【解決手段】コネクタ１のハウジング２に形成されるスルーホール１９内に電気絶縁体２０を介して信号導体１８が保持される。コネクタ１のケーブル接続側４に形成される同軸ケーブル受容体７には、被検デバイスと接続される同軸ケーブルが挿入され、同軸ケーブルの内導体が中心受容体２１と接続され、外導体がジャケット１７と接続される。コネクタ１のピン接触側３には、信号導体１８の部分に信号接触ゾーン１５が、ハウジング２の部分に接地接触ゾーン１４が形成される。接地接触ゾーン１４は、信号接触ゾーン１５を囲うように複数設けられる。テスト機器に別の同軸ケーブルを介して接続されたコネクタに設けられたポゴピンが信号接触ゾーン１５、接地接触１４ゾーンと接触し、被検デバイスとテスト機器とが電気的に接続される。
【選択図】図４

Description

本発明は、電気ケーブルを電気ピンへと、より具体的にはバネ付電気ピンへと接続する為のコネクタに関する。

テスタ等の最新式自動テスト機器は、マイクロプロセッサ又はチップ及びメモリチップといった集積回路をテストする為に使用されている。テスト対象となるこれらの集積回路は被検デバイスとも呼ばれる。被検デバイスとテスト機器との間の信号経路としては、同軸ケーブルが一般的である。本発明に関わるコネクタは、同軸ケーブルを電気的に接続する為に用いられるものである。このような集積回路のタクトレート（クロック速度）、即ち作動速度は速まっていることから、それぞれの被検デバイスとテスト機器との間でやり取りされる信号量も増大している。伝送信号の周波数が高い場合、信号伝送の質もそれに見合ったものでなければならない。高品質の信号伝送はテスト機器の性能の向上に役立っている。

本発明の目的は、被検デバイス及び各テスト機器間の信号伝送における性能の向上を提供することである。この目的は独立請求項により果たされる。更なる実施の形態は従属請求項により示される。

ピン接触側及びケーブル接触側を具備した本発明の請求項１に基づくコネクタを設けることにより、一方の接触ピンと他方のケーブルとの間における信号伝送のパフォーマンスが向上するものである。

他の実施の形態に基づくコネクタの更なる特徴は、ハウジングを伝送信号用の電気接地に用いた点である。接地されたハウジングは伝送信号にシールドを提供し、妨害やノイズを低減するものである。

それぞれのケーブルの内導体及び／又はピン接触ゾーンを受容するように適合した中心受容体を、コネクタ内で信号伝送を提供する信号導体へと一体化することによりパフォーマンスを更に向上させることが出来る。高度な一体化により単体で存在する構成要素が減る為、製造コストが低減されるのである。

コネクタのケーブル受容体の接地されたジャケット及び／又はコネクタの接地接触ゾーンをハウジングと一体化することにより、更なるパフォーマンスの向上を図ることが出来る。この措置によれば更にコストのかからないソリューションを見つけ易くなり、製造も容易となるのである。

コネクタのケーブル受容体は、基本的にそれぞれに適合するケーブルと恒久的な、即ち取り外しの出来ない接続を作るように構成したものとすることが出来る。或いは、ケーブル受容体はそれぞれと対応するケーブルと、プッシュプル（挿抜）方式の、即ち取り外し可能な接続を作るように構成されるものであっても良い。この措置により多目的接続が提供される為、この接続を異なる用途に利用及び再利用することが出来るのである。

本発明に係るテストボード、外部インターフェース及び内部インターフェースを具備したテスタを提供することにより、被検デバイス及びテスト機器間の信号伝送は大きく改善される。そのテストボードは被検デバイスを受容するように構成されており、被検デバイスをテストボードに搭載した場合に、被検デバイスのデバイスピンへと直接的、電気的に接触するデバイス接触ゾーンへ直接的、電気的に接触する複数のボード接触ゾーンが設けられている。テストボードは外部インターフェース上に搭載されており、外部インターフェースにはデバイス接触ゾーンへ直接的、電気的に接触する幾つかの外部ピンが設けられている。内部インターフェースには、テスタのテスト機器へと電気的に接続する幾つかの内部ピンが設けられている。外部ピンは同軸ケーブルへ直接的に接続されているが、ここで幾つかの同軸ケーブルがコネクタへと接続されており、コネクタにはピン接触ゾーンが設けられている。更に、各コネクタは、ピン接触ゾーンが内部ピンへと直接的に接触することになるように、内部インターフェース上に搭載されている。

本発明に係るテスタとしては、被検デバイス及びテスト機器間の信号経路が、最高品質のものであり、高い信号周波数において高いパフォーマンスを提供するものであることが非常に重要である。そうなるようにする為に、本発明に基づくテスタ中に設けられた信号経路は、例えばプリント回路基板等のボードに一体化された導体を含んでいない。非常に抵抗の低い信号伝送用導体を接地した導体で包んだものを使用することにより、信号経路の１つ１つが別個にシールドされているのである。外部ピンとコネクタとの間においては、このシールドされた信号経路は同軸ケーブルにより実現されている。コネクタ内においては、このシールドされた信号経路は、コネクタハウジング中に配置され、このハウジングから電気的に絶縁された信号導体により実現されるもので、ハウジングは接地されたシールドを提供している。

性能を向上させる他の重要な特徴としては、テストボードのボード接触ゾーンが直接的、電気的にデバイス接触ゾーンへ接続しているという点であり、このデバイス接触ゾーンは、被検デバイスがテストボードに搭載されたときに、被検デバイスのデバイスピンへ直接的、電気的に接触した状態となる。この構成によれば、ボード接触ゾーンはデバイスピンのごく近傍に配置されることになる。このようにすることによりノイズや妨害が低減される。

更に他の実施の形態によれば、テストボードにこのテストボードを貫通する接触部材を設けることができ、これはテストボードの一方の側においてはボード接触ゾーンを提供し、テストボードの他方の側においてはデバイス接触ゾーンを提供するものである。よってボード接触ゾーン及びデバイス接触ゾーンは非常に抵抗の低い一体構成部品から構成されることになるのである。

他の目的及び本発明に付随する他の利点の多くは、以下の詳細説明を添付図の参照と共に読むことにより容易に明らかとなり、より深い理解を得ることが出来る。実質的又は機能的に同一又は同様の造作（形状的な特徴）は、同じ符号で示した。

図１を参照すると、本発明に基づくコネクタ１はハウジング２を具備している。ハウジング２は、導電性であることが望ましい。従って、ハウジング２は金属製、より具体的には大型のひと塊の金属ブロックから構成されていることが望ましい。他の実施の形態においては、ハウジング２は絶縁性のものとして作られており、この場合においては、ハウジング２はプラスチック又は合成物質から成るものであることが望ましい。ハウジング２にはピン接触側３とケーブル接触側４が設けられており、これらの側面３及び４はコネクタ１、即ちそのハウジング２の対向しあう側面にそれぞれ配置されている。加えて、ハウジング２にはハウジング２を構造要素（例えば対となるコネクタ６；図６参照）へと取り付けられるように適合したフランジ５が設けられていても良い。

図２を参照すると、ハウジング２のケーブル接触側４は幾つかの同軸ケーブル受容体７を含んでいる。各同軸ケーブル受容体７は、同軸ケーブル８（図６参照）を電気的に接続することが出来るように適合している。同軸ケーブル８は第一の電子デバイス９（図６参照）へと接続される。図示した実施の形態においては、同軸ケーブル受容体７は、ハウジング２とそれぞれの同軸ケーブル８との間にプッシュプル（挿抜）方式の接続を提供している。従って組み立てられた同軸ケーブル８は取り外し可能な状態でハウジング２へと取り付けられているのである。この為に同軸ケーブル８はそれぞれに適合しており、同軸ケーブル受容体７へと嵌め込み、同軸ケーブル受容体７から抜くことが出来るように適合した端部を持っている。この嵌め込み及び抜き取り接続手段によりコネクタ１を柔軟に利用することが出来るものであり、例えばテスタ１０（図６参照）に本発明に基づくコネクタ１を改造して後付けすることが可能である。

或いは、同軸ケーブル受容体７と同軸ケーブル８との間に恒久的な接続がなされるように同軸ケーブル受容体７を適合させることも基本的には可能である。このような実施の形態においては、同軸ケーブル８は取り外しが出来ないようにハウジング２へと取り付けられる。このような実施の形態によれば製造コストを削減することが出来る。

同軸ケーブル８は一例として挙げたものであり、本発明を制約するものではない。よってケーブル８はいずれの既知のケーブルタイプであっても良い。

図３を参照すると、ハウジング２のピン接触側３は幾つかのピン接触ゾーン１１を含んでいる。これらの接触ゾーン１１は、接触ピン１２又は１６（図６参照）にそれぞれ電気的に接触するように適合している。これらの接触ピン１２及び１６は、接地接触ピン１６と信号接触ピン１２へと分類される。信号接触ピン１２は第二の電子デバイス１３（図６参照）に接続される。従って、ピン接触ゾーン１１は接地接触ゾーン１４と信号接触ゾーン１５に分けられる。

一方において、接地接触ゾーン１４は、それぞれの接地接触ピン１６によって接地接触（グラウンドへの接続）を提供するように適合している。接地接触ピン１６は、接地電位を伝送する。また、接地接触ゾーン１４はハウジング２とも電気的に接続している。従ってハウジング２も電気的に接地されるのである。図に描いた更なる実施の形態においては、接地接触ゾーン１４はハウジング２と一体化されており、従ってハウジング２の部分を一体に構成しているものである。

他方において、信号接触ゾーン１５は、それぞれの信号接触ピン１２との間の信号伝送接触を提供するように適合している。信号接触ピン１２は、他の電位、具体的には接地電位よりも高い電位で信号を伝送するものである。従って信号接触ゾーン１５は接地接触ゾーン１４及びハウジング２からは電気的に絶縁されている。

信号伝送のシールドを改善する為に、ピン接触ゾーン１１は各信号接触ゾーン１５が幾つかの接地接触ゾーン１４により囲まれた状態となるように構成されている。図３に示した実施の形態においては、各信号接触ゾーン１５は少なくとも３つの接地接触ゾーン１４により囲まれている。フランジ５に隣接する２つの信号接触ゾーン１５を囲む接地接触ゾーンは３つのみであるが、他の信号接触ゾーン１５は全て４つの接地接触ゾーン１４により囲まれている。

図４及び図５においては、各同軸ケーブル受容体７は、ジャケット１７及び信号導体１８を含んでいる。ジャケット１７はハウジング２と電気的に接続されている為、接地された状態にある。図示した実施の形態においては、ジャケット１７はハウジング２との一体的な部分を構成している。ジャケット１７を設ける為に、ハウジング２をピン接触側３からケーブル接触側４へと貫通するスルーホール１９がハウジング２中に作られる。スルーホール１９の各々における内部壁がそれぞれのジャケット１７を構成するのである。

信号導体１８はそれぞれのジャケット１７の中心に配置されている。加えて、信号導体１８はそれぞれのジャケット１７及びハウジング２から電気的に絶縁されている。更には、信号導体１８の各々は信号接触ゾーン１５の１つへと電気的に接続されている。

本発明の一実施の形態によれば、各信号接触ゾーン１５はそれぞれの信号導体１８と一体の端部として形成されている。

信号導体１８の各々は、それぞれのスルーホール１９中へ、スルーホール１つにつき１つずつ挿入される。信号導体１８をそれぞれのスルーホール１９へと固定する為に、固定手段として作用する電気絶縁体２０が設けられる。この絶縁体２０は環状（管状）の形状をしており、それぞれの信号導体を包囲し、それをそれぞれのスルーホール１９中で支持している。

上述したように、同軸ケーブル受容体７は出来ればそれぞれの同軸ケーブル８とプッシュプル（挿抜）方式で接続されるように適合したものが望ましい。この為には、信号導体１８の各々に中心受容体２１が設けられる。これらの中心受容体２１の各々は、それぞれの同軸ケーブル８の内導体（図示せず）を受容するように適合している。そして各同軸ケーブル８の外導体（図示せず）には、スプリング様のジャケット（図示せず）が設けられており、同軸ケーブル８のそれぞれの端部がそれぞれの同軸ケーブル受容体７へと挿入された場合に、同軸ケーブル受容体７のジャケット１７と協働するようになっている。

図６を参照すると、本発明に基づくテスタ１０はテストボード２２、外部インターフェース２３、及び内部インターフェース２４を具備している。テスタ１０は、以下の説明においては符号９で示す「被検デバイス」と呼ばれる集積回路をテストするように適合したものである。この被検デバイス９には幾つかのデバイスピン２６が設けられている。

テストボード２２は、被検デバイス９を受容するように適合している。従って、テストボード２２には幾つかのデバイス接触ゾーン２５が設けられている。被検デバイス９が搭載位置にある場合、デバイス接触ゾーン２５はデバイスピン２６と電気的に接触した状態となる。被検デバイス９をテストボード２２へ固定する為のソケット等の固定手段は図示していない。このようなソケット又は接触器はテストボード２２上に搭載されており、デバイスピン２６を受容し、デバイス接触ゾーン２５へと電気的に接触させるように適合した受容体が設けられている。

テストボード２２には、デバイス接触ゾーン２５へと直接的、電気的に接続された幾つかのボード接触ゾーン２７も設けられている。図６に描かれている更なる実施の形態においては、テストボード２２には幾つかの接触部材２８が設けられている。これらの接触部材２８は、テストボード２２を被検デバイス９に面した側２９から被検デバイス９とは反対の側３０へと貫通している。接触部材２８は、被検デバイス９に向いた側２９においてはデバイス接触ゾーン２５を提供し、被検デバイス９とは反対に向いた側３０においてはボード接触ゾーン２７を提供している。従って、デバイス接触ゾーン２５とボード接触ゾーン２７との間の接続における抵抗は非常に低いのである。

他の実施の形態（図示せず）においては、デバイス接触ゾーン２５及びボード接触ゾーン２７はテストボード２２中に設けられた導体という手段により電気的に接続されている。これらの導体により、ボード接触ゾーン２７の異なる配置が可能となり、それによって実装スペース及びボード接触ゾーン２７との接触用スペースをより大きくとることが可能となる。

テストボード２２は外部インターフェース２３上に搭載される。外部インターフェース２３には幾つかの外部ピン３１が設けられている。これらの外部ピン３１はピンキャリア３２上に設けることが出来る。外部ピン３１は、一方の側では直接的、電気的にボード接触ゾーン２７と接続しており、他方の側では直接的、電気的に同軸ケーブル８へ接続している。これらの同軸ケーブル８のいくつかが、本発明に係るコネクタ１には設けられている。

内部インターフェース２４には接触ピン１２及び１６が設けられている。これらの接触ピン１２、１６は、内部ピン１２、１６とも呼ばれ、コネクタ１と嵌合するように形成された他方のコネクタ６上に設けることが出来る。これらの内部ピン１２、１６はテスタ１０のテスト機器１３へ電気的に接続される。従って、テスタ１０においては、本発明に係るコネクタ１は同軸ケーブル８とテスト機器１３との間に電気接続を作る為に使用されるものである。このようなコネクタ１をテスタ１０において複数使用することにより、複数の同軸ケーブル８をテスト機器１３の異なる部品に接続することが可能であることは明らかである。コネクタ１が内部インターフェース２４上に取り付けられると、そのピン接触ゾーン１１又は１４及び１５は、それぞれに直接的に内部ピン１２、１６と接触することになる。

本実施の形態によれば、内部ピン１２、１６の一部、即ち信号接触ピン１２は、他の同軸ケーブル３３へ電気的に接続される。これら他の同軸ケーブル３３は、テスト機器１３へ電気的に接続しているもので、先に挙げた接続を、テスト機器１３に直接的に搭載された他のインターフェース３５と協働する他のコネクタ３４という手段により行うことが出来る。

内部ピン１２、１６即ち接触ピン１２、１６は、それぞれに調節可能で、接触方向にスプリングが使用されたものであることが望ましい。このようなピン１２、１６は一般にはポゴピンと呼ばれている。よって他方のコネクタ６は、ポゴピン・コネクタ６である。本発明に基づくコネクタ１は、従って安価で頑丈かつパフォーマンスの高い同軸接続をポゴピン・コネクタ６によって作ることが出来るように適合したものである。

外部ピン３１もまた、ポゴピンとして設計することが可能であることは明らかである。

本発明に基づくテスタ１０の主要な目的とは、被検デバイス９とテスト機器１３との間の信号伝送において高いパフォーマンスを提供することである。この為にテスタ１０は、被検デバイス９とテスト機器１３との間に、各々が完全かつ単一的に接地電位でシールドされた信号経路を提供するように適合するものである。

本発明の他の重要な目的は、テスタ１０に高度な可変性を提供することである。テスタ１０は、内部インターフェース２４に直接的に接続した特定のテストボードを備えた従来のテスタ１０のように容易に使用することが出来る。テスタ１０をこの特定のテストボードへと適合させるために内部インターフェース２４のコネクタ６を特定の構成とする。

本発明に基づくコネクタ１を外部インターフェース２３中に利用することで、テストボード２２を接続するために内部インターフェース２４のコネクタ６の構成を変えることなくテスタ１０を後から適応させることが出来る。それが可能であるのは、本発明に基づくコネクタ１が同軸ケーブル８を介してボード接触ゾーン２７へと接続し、そして内部インターフェース２４のコネクタ６へと接続するように適合している為である。

本発明に基づくコネクタ１により、外部インターフェース２３はボード接触ゾーン２７から内部インターフェース２４のコネクタ６の内部ピン１２への高性能信号伝送を実現するアダプタを提供することになる。従ってテスタ１０は、従来のテストボードをアダプタインターフェースすなわち外部インターフェース２３と変えることにより、後からそれぞれに容易に適合させることが出来るのである。加えて、このようなアダプタインターフェースの耐久時間は長い。

本発明に係るコネクタの側面図である。 図１に示した矢印ＩＩの方向から見たコネクタの底面図である。 図１に示した矢印ＩＩＩの方向から見たコネクタの上面図である。 図１に示した線ＩＶに沿って切断した場合の断面図である。 図４に示した断面図の部分Ｖの詳細を示す拡大図である。 本発明に係るテスタの、ごく単純化したものを示す断面図である。

符号の説明

１ コネクタ
２ ハウジング
３ ピン接触側
４ ケーブル接触側
７ 同軸ケーブル受容体
８ 電気ケーブル（同軸ケーブル）
９ 被検デバイス
１０ テスタ
１１ ピン接触ゾーン
１２、１６ バネ付ピン（ポゴピン）
１３ テスト機器
１４ 接地接触ゾーン
１５ 信号接触ゾーン
１７ ジャケット
１８ 信号導体
１９ スルーホール
２０ 電気絶縁体
２１ 中心受容体
２２ テストボード
２３ 外部インターフェース
２４ 内部インターフェース
２５ デバイス接触ゾーン
２６ デバイスピン
２７ ボード接触ゾーン
２８ 接触部材
３１ 外部ピン

Claims (14)

1. ハウジングを有し、特に自動テスト機器において、複数の電気ケーブルを接続する為のコネクタであって、
   それぞれが１本の電気ケーブルへ電気的に接続するように適合された複数のケーブル受容体を含む、ケーブル接触側と、
   それぞれがばね付接触ピンに電気的に接触するように適合された複数のピン接触ゾーンを含む、ピン接触側と、
   それぞれが信号導体を取り囲む、複数のジャケットであって、前記信号導体のそれぞれは前記ジャケットに対して電気絶縁されている、複数のジャケットとを具備し、
   前記信号導体の各々が、前記複数のピン接触ゾーンの１つを前記複数の電気ケーブルの１つへ電気的に接続するものであることを特徴とするコネクタ。
2. 前記ピン接触ゾーンの第一群が、信号伝送接触を提供するように適合された信号接触ゾーンであり、
   前記ピン接触ゾーンの第二群が、電気接地を提供するように適合された接地接触ゾーンである
   ことを特徴とする請求項１に記載のコネクタ。
3. 前記ピン接触ゾーンがそれぞれ、前記信号導体と一体的に形成された部分であることを特徴とする請求項１又は２に記載のコネクタ。
4. 前記ハウジングが、電気接地されるように適合された導電性材料から作られたものであり、
   前記接地接触ゾーンがそれぞれ、前記ハウジングと一体的に形成された部分である
   ことを特徴とする請求項２又は３に記載のコネクタ。
5. 前記ジャケットが、前記ハウジングと一体的に形成された部分であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載のコネクタ。
6. 前記電気ケーブルがそれぞれ、シールドと中心導体とを含む同軸ケーブルであり、
   前記中心導体がそれぞれ、前記信号導体の１つと接続される
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載のコネクタ。
7. 前記信号導体のそれぞれが、前記ハウジング中を前記ピン接触側から前記ケーブル接触側まで貫通するスルーホール中に挿入されており、前記信号導体のそれぞれが、前記スルーホールのそれぞれの中で少なくとも１つの電気絶縁体によって固定されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載のコネクタ。
8. 前記ケーブル受容体のそれぞれが、対応する電気ケーブル用にプッシュプル式の接続を提供するように構成されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１つに記載のコネクタ。
9. 前記ケーブル受容体のそれぞれが、対応する電気ケーブル用に恒久的な接続を提供するように構成されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１つに記載のコネクタ。
10. 前記信号導体のそれぞれが、同軸ケーブルの中心導体を受容するように構成された中心受容体を有することを特徴とする請求項８に記載のコネクタ。
11. 前記ピン接触ゾーンは、前記信号接触ゾーンのそれぞれが複数の前記接地接触ゾーンにより囲まれるように配置されることを特徴とする請求項２から１０のいずれか１つに記載のコネクタ。
12. 前記ハウジングが、電気絶縁性材料、特にプラスチック又は合成物質から成るものであることを特徴とする請求項１に記載のコネクタ。
13. 集積回路をテストする為のテスタであって、
    被検デバイスを受容するように適合され、デバイス接触ゾーンへ直接的、電気的に接続される幾つかのボード接触ゾーンを設けたテストボードであって、前記デバイス接触ゾーンは、前記被検デバイスが前記テストボード上に搭載されたときに前記被検デバイスのデバイスピンと直接的、電気的に接触するように構成される、テストボードと、
    前記テストボードが搭載される外部インターフェースであって、前記ボード接触ゾーンと直接的、電気的に接触する複数の外部ピンが設けられる、外部インターフェースと、
    前記テスタのテスト機器と電気的に接続される内部ピンを設けた内部インターフェースとを具備し、
    前記外部ピンが同軸ケーブルへ直接的に接続されており、前記同軸ケーブルと前記内部ピンと間の電気接続が、請求項１に記載のコネクタによりなされることを特徴とするテスタ。
14. 前記内部ピンが可動であり、接触方向にバネ付勢されていることを特徴とする請求項１３に記載のテスタ。

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