JP2010092803A

JP2010092803A - プローブコネクタ

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Publication number: JP2010092803A
Application number: JP2008264073A
Authority: JP
Inventors: Akira Kamisaka; 亮上坂; Akinori Mizumura; 晶範水村; Maroni Jim; マロニジム
Original assignee: Molex LLC
Current assignee: Molex LLC
Priority date: 2008-10-10
Filing date: 2008-10-10
Publication date: 2010-04-22
Anticipated expiration: 2028-10-10
Also published as: KR20110082560A; CN102239602A; US8690583B2; JP5133196B2; CN102239602B; WO2010042926A2; WO2010042926A3; US20110254575A1

Abstract

【課題】同軸プラグを抜き差ししても同軸プローブの位置がずれ難いプローブコネクタを提供する。
【解決手段】プローブコネクタ１は、軸端子１６２および周端子１６３を含む同軸プラグ１６１と基板２とを接続する。プローブコネクタ１の同軸プローブ５１は、同軸プラグ１６１の軸端子１６２および基板２と電気的に接続される中心端子５２と、中心端子５２と同軸とされて、周端子１６３および基板２と電気的に接続される外端子６１とを含む。外端子６１は、中心端子５２を囲む筒状に形成されて、周端子１６３と嵌合される外導体６２と、外導体６２に対する機械加工によって外導体６２から外へ突出したアンカ６３と、機械加工により外導体６２に形成された加工孔６８と、加工孔６８を塞いで外導体６２と電気的に導通する導電カバー９１とを含む。
【選択図】図６

Description

本発明は、プローブコネクタに関する。

特許文献１は、図１６に示すように、検査装置に用いる同軸型可動接触プローブ８５１を開示する。同軸型可動接触プローブ８５１は、中心導体８５２と、プレーンな筒形状を有し、中心導体８５２を囲んだ外部導体８６１とを含む。このプローブ８５１は、図１７に示すように、検査対象のＩＣ（ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）が装着された被検査基板８０１に対して可動する可動板８０２に保持される。また、プローブ８５１の一端には、同軸コネクタ（以下、同軸プラグという）９６１が接続される。同軸プラグ９６１は、同軸ケーブル９６２により、信号発生回路やコンパレータなどが実装された図示外の測定基板に接続される。そして、検査時には、被検査基板８０１に向けて可動板８０２を動かして、プローブ８５１の他端を被検査基板８０１に接触させる。このようにして、プローブ８５１により同軸プラグ９６１と基板８０１とが接続されて、被検査基板８０１と測定基板とが接続される。

同軸型のプローブ８５１を用いると、プローブにおいて信号の高周波成分が減衰したり反射したりし難くなる。そのため、測定基板において信号発生回路が出力した入力信号は、その波形を好適に維持したまま、プローブ８５１を介して被検査基板８０１へ伝送される。また、被検査基板８０１において検査対象のＩＣが出力した出力信号は、その波形を好適に維持したまま、プローブ８５１を介して測定基板へ伝送される。

実開昭６０−１２３６６６号公報

しかしながら、特許文献１のプローブ８５１は、プレーンな筒形状を有して、可動板８０２に形成されたキャビティ８１４に圧入されているだけである。そのため、たとえばプローブ８５１に対して同軸プラグ９６１を抜き差しすることで、可動板８０２に対するプローブ８５１の位置がずれて、１つの可動板８０２に圧入された複数のプローブ８５１の可動板８０２からの突出量が、複数のプローブ８５１の間で揃わなくなる。そのため、伸縮構造に基づいて被検査基板８０１と弾性的に接触できるプローブ構造を採用しているにもかかわらず、被検査基板８０１に対する複数のプローブ８５１の接触圧がばらつく。また、突出量のばらつき範囲が大きくなると、被検査基板８０１に対する複数のプローブ８５１の接触圧のばらつき範囲が所定の高い圧力範囲に収まらなくなり、被検査基板８０１と複数のプローブ８５１との接触抵抗のばらつき範囲が所定の範囲に収まらなくなってしまう。

本発明の目的は、同軸プラグを抜き差ししても同軸プローブの位置がずれ難いプローブコネクタを提供することにある。

本発明によれば、軸端子および周端子を含む同軸プラグと基板とを接続するプローブコネクタであって、上記同軸プラグの上記軸端子および上記基板と電気的に接続される中心端子、および上記中心端子と同軸であり且つ上記周端子および上記基板と電気的に接続される外端子を含む同軸プローブを含み、上記外端子は、上記中心端子を囲む筒状に形成されて、上記周端子と嵌合される外導体と、上記外導体の表面から突出したアンカと、上記アンカの突出により上記外導体に形成された孔と、上記孔を塞いで上記外導体と電気的に導通する導電カバーとを含むプローブコネクタが提供される。

本発明の同軸プローブでは、外端子の表面からアンカが突出している。このアンカは、たとえばプローブコネクタが、基板などに取り付けられるハウジングを含んで、このハウジングを貫通したキャビティに同軸プローブが挿入される場合には、その挿入状態においてハウジングと係合する。つまり、アンカを通じて同軸プローブとハウジングとが係合する。この係合により同軸プローブがハウジングに保持されるので、同軸プローブに対して同軸プラグを抜き差ししても、ハウジングに対して同軸プローブの位置がずれ難い。なお、アンカは同軸プローブの抜け止めとして機能すれば良いので、アンカの係合の相手はハウジング以外のたとえば保持板であってもよい。

このように同軸プラグを抜き差ししても同軸プローブの位置がずれ難いので、１つのハウジングなどに取り付けられる複数の同軸プローブの突出量を、当初のアライメントに基づいて一定に維持できる。また、複数の同軸プローブの突出量が略一定に安定するので、複数の同軸プローブと基板との接触圧のばらつき範囲を所望の高い圧力範囲に収めて、基板と複数の同軸プローブとの接触抵抗のばらつき範囲を所望の範囲に収めることができる。

また、本発明の同軸プローブは筒状の外導体を採用した同軸構造である。外導体は通常金属で形成されるため、アンカのような突出部は機械加工（プレス加工など）で形成されるのが好適である。そして、機械加工によりアンカを形成すれば、たとえばＩＣ検査装置で使用するために直径が１〜３ｍｍと細くされた外導体であっても、外導体にアンカを形成できる。また、アンカを形成するために外導体の直径を大きくする必要が無くなり、アンカが無い同軸プローブと同じサイズ（チャンネルピッチ、チャンネル密度）にて、複数の同軸プローブをハウジングなどに取り付けることができる。すなわち、たとえば所定のサイズのハウジングにおいて、アンカが無い複数の同軸プローブを用いた場合と同じチャンネル数（プローブ数）を実現できる。

しかし、機械加工によりアンカを形成すると、外導体には、アンカに対応して孔（加工孔）が形成されることになる。また、この加工孔により、高周波信号成分の減衰や反射などが生じる。そこで、本発明では、アンカの突出により外導体に形成されたその孔（加工孔）を、外導体と電気的に導通した導電カバーにより塞いでいる。導電カバーで加工孔を塞ぐことにより、外導体の周壁面は、加工孔が形成された箇所を含めて金属で覆われているため電気的に均等である。したがって、同軸プローブにおいて高周波信号成分の減衰や反射が生じ難くなる。また、高周波信号成分におけるプローブコネクタの挿入損失（高周波帯で高損失を生じさせるＤＩＰ特性）を抑えることができる。さらに、同軸プローブの中心端子により伝送される信号は同軸プローブから殆ど漏れなくなって、複数の信号の間のクロストークが効果的に抑制される。その結果、たとえば２つの基板をこのプローブコネクタで接続した場合、その２つの基板間で伝送される信号は、一方の基板から他方の基板へ、その一方の基板から出力された信号の大きさ及び波形を好適に維持して伝送される。

本発明ではさらに、上記外導体についての上記アンカが形成された部分（以下、アンカ形成部という）より上記基板側の部分において、上記アンカ形成部より細く形成された細筒部と、上記細筒部が挿入された外コイルスプリングと、筒形に形成されて、一端から上記細筒部の先端が挿入されるとともに他端が上記ハウジングから突出して上記基板と接する筒形コンタクトと、を含んでもよい。この場合、上記筒形コンタクトは、上記ハウジングを上記基板に取り付ける時に上記細筒部に沿って移動して上記外コイルスプリングを圧縮して、上記外コイルスプリングのバネ力により上記基板へ圧接されてもよい。

本発明では、ハウジングを基板に取り付けた状態において、筒形コンタクトは、外コイルスプリングのバネ力により基板へ圧接される。この圧接により、筒形コンタクトと基板との間の接触抵抗のばらつきの範囲を所望の範囲に収めることができる。特に、各同軸プローブにおいて、外コイルスプリングが、アンカによりハウジングなどに位置決めされる外導体と基板に接する筒形コンタクトとの間で圧縮されるので、ハウジングを基板に取り付けた状態での、複数の筒形コンタクトと基板との接触力を均一化することができる。そのため、複数の筒形コンタクトと基板との接触抵抗のばらつきを低くすることができる。

また、筒形コンタクトが基板に圧接されるので、基板と筒形コンタクトとの間には隙間が殆ど形成されない。その結果、そのような隙間の存在による信号漏れが抑制され、クロストークを大幅に低減できる。これに対して、たとえば外端子と基板との接触抵抗のばらつきの範囲を所望の範囲に収めるために外端子の一端を板バネ構造として、この板バネ構造により外端子と基板とを圧接した場合には、外端子と基板との間に大きな隙間が形成されて、その隙間から信号が漏れてしまう。

このように接触抵抗のばらつきの範囲を所望の範囲に収めて且つ信号漏れを抑制したことにより、この態様では、高周波数帯においても減衰や反射が生じ難くなり、クロストークが低減され、プローブコネクタの挿入損失（ＤＩＰ特性）が抑えられる。そのため、高周波信号成分について、このプローブコネクタを介して接続される２つの基板間で伝送される信号の大きさ及び波形をさらに好適に維持できる。

本発明ではさらに、上記細筒部の外面から突出して、上記筒形コンタクトの内側面と擦接した導電突起を含んでもよい。筒形コンタクトの内側面と擦動可能に接触する導電突起を細筒部の外面に設けることにより、細筒部に沿って可動する筒形コンタクトの姿勢が、細筒部に対して傾いても、筒形コンタクトの端部が細筒部に当たり難くなる。そのため、筒形コンタクトは細筒部に沿ってスムースに移動できる。また、導電突起により細筒部（外導体）と筒形コンタクトとが常に且つ直接に電気的に接続されるので、外コイルスプリングのみにより外導体（細筒部）と筒形コンタクトとを電気的に接続する場合に比べて、外導体（細筒部）と筒形コンタクトとの間を安定して接続ができる。

本発明ではさらに、上記筒形コンタクトにおいて上記細筒部の軸方向に沿って形成されたガイド用スリット又は溝と、上記導電カバーおよび／または上記ハウジングに形成されて、上記ガイド用スリット又は溝と係合したガイド突起とを含んでもよい。

ガイド用スリット又は溝とガイド突起とが係合することにより、筒形コンタクトの自転を抑制できて、筒形コンタクトの動きを、ガイド用スリット又は溝の方向への移動に、すなわち細筒部（外導体）の軸方向に沿った方向への移動に規制できる。

本発明ではさらに、上記導電カバーは、上記外導体を囲む筒形に形成された導電カバー本体と、上記導電カバー本体から突出して上記筒形コンタクト又は上記ハウジングと重なって上記ガイド突起となる導電アームとを含んでもよい。

本発明ではさらに、上記筒形コンタクトは、上記基板と接する突出接点を有してもよい。

これにより、筒形コンタクトが実際に基板と接する箇所を突出接点に制限できる。すなわち、突出接点が無い場合には筒形コンタクトと基板との接触が、筒形コンタクトの円周上において同じ位置に定まらなかったが、突出接点を設けることでそれらの接触箇所が常に一定となる。

その結果、筒形コンタクトと電気的に接続される基板のパターンの形成位置および範囲を、突出接点に対応する位置および範囲に制限できる。特に、ガイド用スリット又は溝を設けることにより筒形コンタクトの回転移動を抑制した場合には、筒形コンタクトの自転によって突出接点の位置が周方向にずれることがない。それゆえ、予め定められた突出接点の位置に対応する位置および範囲だけにパターンを形成して、突出接点とパターンとを電気的に接触させることができる。

なお、筒形コンタクトには複数の突出接点を設けてもよい。この場合、複数の突出接点は、筒形コンタクトの周を２分割したり等分割したりする角度毎に設けるとよい。複数の突出接点が等分割に配置されることにより、筒形コンタクトが基板と圧接される際に、その複数の突出接点から筒形コンタクトに作用する合力を、筒形コンタクトの軸方向へ向かう力とすることができる。その結果、筒形コンタクトの姿勢が細筒部に対して傾き難くなる。

本発明ではさらに、上記中心端子は、上記軸端子と嵌合される中心導体と、上記中心導体において上記基板側から内へ向かって形成された中心穴と、上記中心穴に挿入された中心コイルスプリングと、軸形に形成されて、その一端が上記中心穴に挿入されるとともに他端が上記ハウジングから突出して上記基板と接する軸形コンタクトと、を含み、上記軸形コンタクトは、上記ハウジングを上記基板に取り付ける時に上記中心コイルスプリングを圧縮して、上記中心コイルスプリングのバネ力により上記基板に圧接され、さらに、上記外導体の筒内に挿入されて、上記中心導体を上記外導体と同軸に保持する絶縁体を含んでもよい。

本発明では、上記ハウジングが上記基板に取り付けられた状態において、中心端子および外端子は共に基板に圧接される。その結果、中心端子と基板との接触抵抗のばらつきの範囲を小さく揃えることができる。また、絶縁体により中心端子と外端子とを一体に形成できるので、中心端子を組みつけた外端子を、同軸プローブとしてサブアセンブリとすることができる。中心端子および外端子をハウジング上で組み付ける必要が無くなる。

本発明ではさらに、上記ハウジングは、上記基板と接する下ハウジングと、上記下ハウジングの上面と下面において接する上ハウジングとで構成され、上記同軸プローブが挿入される上記キャビティは、上記下ハウジングに形成された下キャビティと、上記上ハウジングに形成された上キャビティとで構成され、さらに、上記下ハウジングの上記上面および上記上ハウジングの上記下面の少なくとも一方の面には、上記下キャビティおよび／または上記上キャビティと連通して且つ上記同軸プローブの上記アンカが挿入されるスリット又は溝が形成されてもよい。

これにより、上ハウジングと下ハウジングとの合わせ面においてアンカをハウジングに係合できる。つまり、同軸プローブの中央部においてアンカをハウジングに係合できる。したがって、同軸プローブとして、たとえば同軸プローブの中央部にアンカを形成し、同軸プローブの一端を筒形コンタクトによる圧接構造とし、且つ、同軸プローブの他端を同軸プラグを抜き差しできる構造を採用できる。しかも、アンカがハウジングと係合することにより、同軸プローブがハウジングから抜けないようにできる。

本発明ではさらに、上記同軸プローブの上記外導体において、上記同軸プラグの上記周端子が嵌合される嵌合部が、複数の板バネにより上記周端子を挟む構造を有し、上記上キャビティは、上記嵌合部が挿入されて、上記複数の板バネが可動できるように上記下キャビティより大きいサイズに形成され、さらに、上記アンカが挿入されるスリット又は溝は、上記下ハウジングのみに形成されてもよい。

本発明では、下キャビティが上キャビティより小さいサイズに形成されて、且つ、アンカ挿入スリット又は溝が下ハウジングのみに形成される。そのため、アンカ挿入スリット又は溝を上キャビティと重なる範囲内に形成できる。そして、アンカ挿入スリット又は溝を上キャビティと重なる範囲内に形成することで、各同軸プローブにアンカを設けて且つハウジングにアンカ挿入スリット又は溝を形成したにもかかわらず、ハウジングにおける各同軸プローブの占有面積やプローブピッチを大きくする必要が無い。各同軸プローブの占有面積やプローブピッチを、アンカを含まない同軸プローブの場合と同じにできる。

以上のように、本発明のプローブコネクタは、同軸プラグを抜き差ししても同軸プローブの位置がずれ難い。

以下、本発明のプローブコネクタの実施の形態を、図面を参照して説明する。なお、以下に述べる実施の形態は本発明の好適な形態の例であり、本発明はこれに限定されない。

図１および図２は、実施の形態のプローブコネクタ１を示す図である。図１はプローブコネクタ１の正面図であり、図２は側面図である。プローブコネクタ１は、樹脂などの絶縁材料で形成されて、板形状のハウジング１１と、ハウジング１１に挿入された複数の同軸プローブ５１と、を含む。以下、図２の姿勢を基準として上下左右の用語を使用する。

なお、プローブコネクタ１には、後述する図１２に示すようにハウジング１１の背面（図２での下面）で基板２に取り付けられて、後述する図１５に示すようにハウジング１１の正面（図２での上面）にプラグ３が取り付けられる。後述する図１４に示すように、プラグ３は複数の同軸プラグ１６１とハウジングとしてのホルダ１２１とフランジ１２２を含み、そのホルダ１２１は複数の同軸プラグ１６１を保持する。また、同軸プラグ１６１は、軸端子１６２と、軸端子１６２を囲む周端子１６３とを含む。なお、一般的に、周端子１６３は基板２のグランドプレーンなどに接続され、軸端子１６２は基板２の信号線に接続される。

図３は、ハウジング１１の分解斜視図である。ハウジング１１は、基板２と平行な左右の面で上下に２分割された下ハウジング１２および上ハウジング１３を含む。上ハウジング１３の下面２３と、下ハウジング１２の上面とが接する。

また、ハウジング１１には、図４に示すように、同軸プローブ５１が挿入される複数のキャビティ１４が形成される。キャビティ１４はハウジング１１を貫通する。また、キャビティ１４は、図３に示すように、下ハウジング１２に形成された下キャビティ２４と、上ハウジング１３に形成された上キャビティ２５とで構成される。

下ハウジング１２は、図２において下側に位置して、基板２に直接取り付けられる部分である。上ハウジング１３は、図２において上側に位置して、下ハウジング１２の上に重ねられた部分である。

図５および図６は、同軸プローブ５１を示す図である。図５は同軸プローブ５１の正面図であり、図６は側面図である。また、図７は、同軸プローブ５１の分解斜視図である。同軸プローブ５１は、図４に示すようにハウジング１１に形成されたキャビティ１４に縦に挿入される。また、同軸プローブ５１は、同軸プラグ１６１の軸端子１６２と嵌合される中心端子５２と、同軸プラグ１６１の周端子１６３と嵌合される外端子６１と、中心端子５２を絶縁状態にて外端子６１に保持させる絶縁体３１とを含む。

中心端子５２は、導電性材料を用いて形成される。また、中心端子５２は、図７に示すように中心導体５３、中心コイルスプリング５８および軸形コンタクト５９を含む。

中心導体５３は、図７に示すように細長い軸を基本構造とした形状を有し、図４に示すようにキャビティ１４の軸方向に沿ってキャビティ１４の中心に配設される。そして、中心導体５３の上部には、複数の板バネ５４により同軸プラグ１６１の軸端子１６２を挟む嵌合部５５が形成される。また、軸形状の中心導体５３の下面には、中心導体５３の内へ向かって中心導体５３と同心の中心穴５６が形成される。

中心コイルスプリング５８は、中心導体５３の中心孔５６に挿入される。

軸形コンタクト５９は、中心導体５３よりも細長い略軸形状を有し、図７に示すようにその一端が中心導体５３の中心穴５６に挿入される。また、図４に示すように、軸形コンタクト５９についての中心導体５３に挿入された一端部分は、軸部分より大径に形成されて、中心導体５３から軸形コンタクト５９が脱落しないように中心導体５３により保持される。また、軸形コンタクト５９の他端は、下ハウジング１２から突出して基板２のパターン１５１と接する。

絶縁体３１は、図７に示すように同軸の大径部および小径部を有し、中心孔３２が形成された円筒形状である。絶縁体３１の中心孔３２には、中心端子５２が挿入される。なお、中心孔３２に挿入された状態において、中心端子５２の中心導体５３に形成された凹部５７は中心コイルスプリングの一端と当接する。また、中心端子５２は、中心孔３２に圧入や係合等によって固定されることにより絶縁体３１に組み付けられる。また、絶縁体３１は中心端子５２を外端子６１と同軸に保持する。

外端子６１は、金属板などの導電性材料を用いて形成される。また、外端子６１は、図７に示すように外導体６２、外コイルスプリング７１、筒形コンタクト８１および導電カバー９１を含む。

外導体６２は、図７に示すように円筒を基本構造とした形状を有し、図４に示すようにキャビティ１４の軸方向に沿って且つキャビティ１４の内周に沿って配設される。これにより外導体６２は、キャビティ１４の中心に配設される中心端子５２を全体的に囲むことになる。そして、図７に示すように、外導体６２は、一対のアンカ６３が表面（外周面）から突出して形成された胴体部６４と、胴体部６４の上に形成されて、４つの板バネ６５により同軸プラグ１６１の周端子１６３を挟む構造を有する嵌合部６６と、胴体部６４の下に形成されて、胴体部６４より細く形成された細筒部６７とを含む。

なお、外導体６２の直径が約２ｍｍと極めて細いため、アンカ６３は、外導体６２に対するプレス加工（機械加工）によって外導体６２から外へ突出させた部分により形成される。また、このようにプレス加工によりアンカ６３を形成しているため、胴体部６４には、アンカ６３に隣接する部位に加工孔６８が形成される。

外コイルスプリング７１には、図４に示すように細筒部６７が挿入される。

筒形コンタクト８１は、図７に示すように胴体部６４と同径の円筒形状に形成される。また、図４に示すように、筒形コンタクト８１にはその周面の上端側から細筒部６７の先端が挿入される。なお、細筒部６７にはその外面から突出した４つの導電突起６９が形成されて、この４つの導電突起６９が筒形コンタクト８１の内側面に擦動可能に接触する。このため、外導体６２と筒形コンタクト８１とは直接に接触して電気的に接続される。また、筒形コンタクト８１の下端は、図４に示すように下ハウジング１２から突出して基板２と接する。筒形コンタクト８１は外導体６２に対して傾いても、筒形コンタクト８１の上端が外導体６２に当たることなくスムースに移動できる。また、導電突起により細筒部（外導体）と筒形コンタクトとが常に且つ直接に電気的に接続されるので、外導体（細筒部）と筒形コンタクトとの間を安定して接続できる。

また、筒形コンタクト８１の外周面には、図７に示すように上下方向に沿って延在する４つのガイド用溝８２が形成される。また、筒形コンタクト８１の下端には、基板２のパターン１５１と接する２つの突出接点８３が形成される。４つのガイド用溝８２および２つの突出接点８３はそれぞれ、筒形コンタクト８１に対して回転対称に形成されている。

導電カバー９１は、図７に示すように、胴体部６４より大きい径の円筒形状の導電カバー本体９２と、導電カバー本体９２から下向きに突出して筒形コンタクト８１と重なる４つの導電アーム９４とを含む。

導電カバー本体９２には、図４に示すように筒形コンタクト８１および胴体部６４が挿入される。導電カバー本体９２の上端には一対のハンガースリット９３が形成される。図６に示すように、ハンガースリット９３は、略Ｌ字状に形成され、外導体６２の一対のアンカ６３に対してこの一対のハンガースリット９３に挿入し、カバー本体９１を回転させ引っ掛けることにより、導電カバー本体９２を外導体６２に固定でき、且つ、導電カバー本体９２と外導体６２とを直接に接触させて電気的に接続できる。また、この導電カバー本体９２を外導体６２に固定した状態では、外導体６２の胴体部６４において一対のアンカ６３に隣接して形成された加工孔６８は、外導体６２と電気的に導通した導電カバー本体９２により覆蓋されるので、加工孔６８から信号が漏れ難くなる。

４つの導電アーム９４は、導電カバー本体９２に対して、その１周を均等に分割した角度毎に（すなわち９０度毎に）で形成される。また、導電アーム９４は、内向きに曲げられる。そのため、図６に示すように導電アーム９４は筒形コンタクト８１のガイド用溝８２に嵌合し、ガイド用溝８２と係合するガイド突起９５として機能する。また、導電アーム９４はガイド用溝８２において筒形コンタクト８１と擦接するので、導電カバー９１と筒形コンタクト８１とが直接に接触して電気的に接続される。

なお、図７に示すように、筒形コンタクト８１のガイド用溝８２は、筒形コンタクト８１の外周についての下端から中央付近まで形成される。すなわち、筒形コンタクト８１の外周の上端には、ガイド用溝８２が形成されない。そのため、外コイルスプリング７１により下向きの付勢力が作用する筒形コンタクト８１は、最大でも図６に示すように、ガイド用溝８２の上端に導電アーム９４が当たる位置までしか移動しない。そのため、外コイルスプリング７１により下向きの付勢力が作用しているにもかかわらず、筒形コンタクト８１は、複数の導電アーム９４の間から脱落しない。

また、筒形コンタクト８１には、ガイド用溝８２の替わりに、ガイド用溝８２と同形状のガイド用スリットを形成してもよい。この場合には、導電アーム９４は、ガイド用スリットと係合する。

以上の部品を含む同軸プローブ５１を組み立てる場合、まず、中心端子５２を組み付けた絶縁体３１を、外導体６２の胴体部６４へ上（嵌合部６６側）から挿入する。絶縁体３１は胴体部６４内で細筒部６７に突き当たり、絶縁体３１の外周面の突起３３が加工孔６８と係合し、絶縁体３１が胴体部６４内に固定される。次に、外導体６２の細筒部６７を外コイルスプリング７１および筒形コンタクト８１に挿入する。次に、筒形コンタクト８１、外コイルスプリング７１および外導体６２に導電カバー９１を被せて、導電カバー９１のハンガースリット９３を外導体６２のアンカ６３に引っ掛ける。これにより、図６に示す同軸プローブ５１が完成する。このように同軸プローブ５１の中心端子５２、外端子６１および絶縁体３１はそれらだけで一体に形成できるので、同軸プローブ５１を、ハウジング１１への組み付け工程前に組み立てられるサブアセンブリとすることができる。

図８は、下ハウジング１２についての、上ハウジング１３との合わせ面（下ハウジング１２の上面）２２の一部を示す図である。下ハウジング１２には、同軸プローブ５１についてのアンカ６３より下側の下半分が挿入される中心貫通孔１８が形成される。この中心貫通孔１８が下キャビティ２４を構成する。この他にも、下ハウジング１２には一対のアンカ６３が圧入されるスリット１９が形成される。このアンカ圧入スリット１９は、下ハウジング１２の上面（上ハウジング１３との合わせ面）２２に形成されて、下キャビティ２４と連通する。

図９は、上ハウジング１３についての、下ハウジング１２との合わせ面（上ハウジング１３の下面）２３の一部を示す図である。図９には、図１１に示す範囲と重ね合わされる範囲が図示されている。上ハウジング１３には、同軸プローブ５１についてのアンカ６３より上側の上半分が挿入される中心貫通孔２０が形成される。上ハウジング１３の中心貫通孔２０は、図８の下ハウジング１２の中心貫通孔１８と略同じ径サイズである。この他にも、上ハウジング１３には、中心貫通孔２０の周囲に、外導体６２の嵌合部６６の複数の板バネ６５が可動できるように、複数の板バネ６５に対応する箇所に逃げ用の凹部２１が形成される。この中心貫通孔２０および逃げ用の凹部２１が上キャビティ２５を構成する。

図８および図９に示すように、上キャビティ２５は、嵌合部６６が挿入されて且つ複数の板バネ６５が可動できるように下キャビティ２４より大きいサイズに形成される。また、アンカ圧入スリット１９は、上キャビティ２５と重なる範囲内に形成されている。

なお、アンカ圧入スリット１９は、下ハウジング１２のみに形成するのではなく、下ハウジング１２および上ハウジング１３に形成しても、上ハウジング１３のみに形成してもよい。

そして、図６のサブアセンブリ状態の同軸プローブ５１は、まず、図３に示すように筒形コンタクト８１を下側に位置づけて下ハウジング１２のキャビティ１４に挿入される。同軸プローブ５１のアンカ６３が下ハウジング１２のアンカ圧入スリット１９に圧入されて、同軸プローブ５１が下ハウジング１２に固定される。次いで、下ハウジング１２に上ハウジング１３を被せる。同軸プローブ５１の上半分は上ハウジング１３のキャビティ１４に挿入される。これにより、図１および図２に示すプローブコネクタ１が組み立てられる。

図１０〜図１３は、本実施の形態のプローブコネクタ１と基板２とを示す図である。図１０は、プローブコネクタ１を基板２に取り付ける前の状態を示す斜視図であり、図１１はその状態の縦断面図である。また、図１２および図１３は、プローブコネクタ１を基板２に取り付けた状態を示す斜視図および縦断面図である。

図１０に示すように、基板２には、複数のランドパターン１５１と、図示されないスルーホール等電気配線が形成される。一列に並べられた３つのランドパターン１５１は、１つの同軸プローブ５１の筒形コンタクト８１の一対の突出接点８３および軸形コンタクト５９と対応する。

基板２に取り付ける前のプローブコネクタ１では、図１１に示すように、同軸プローブ５１の筒形コンタクト８１および軸形コンタクト５９が下ハウジング１２の下面（基板２への取付け面）から突出している。

そして、プローブコネクタ１を基板２に押し付けると、図１３に示すように筒形コンタクト８１の一対の突出接点８３が基板２のランドパターン１５１に接し、筒形コンタクト８１は外コイルスプリング７１を圧縮して下ハウジング１２内にスムースに引き込まれ、次に、軸形コンタクト５９が基板２のランドパターン１５１に接し、軸型コンタクト５９は中心コイルスプリング５８を圧縮して下ハウジング１２内にスムースに引き込まれ、さらに、ハウジング１１の下面が基板２に接する。このように、最初に突出接点８３がランドパターン１５１に接するため、プローブコネクタ１や基板２等に静電気等が生じている場合でも、外端子５１がグランド端子として機能するので、プローブコネクタ１と基板２を安定して接続させることができる。なお、プローブコネクタ1は、ねじや圧入等の慣用的な方法を用いて、基板２に固定されている。

なお、筒形コンタクト８１のガイド用溝８２に導電アーム９４が係合しているので、下ハウジング１２内に引き込まれる際に筒形コンタクト８１は自転せずに、外導体６２の軸方向に沿って真っすぐに引き込まれることができる。そして、筒形コンタクト８１が引き込まれた状態においても、一対の突出接点８３は基板２のランドパターン１５１と接触する。

図１２および図１３に示す取り付けた状態では、下ハウジング１２内に引き込まれた筒形コンタクト８１の一対の突出接点８３は外コイルスプリング７１の力により基板２のランドパターン１５１に圧接される。これにより、同軸プローブ５１の外端子６１は、確実に基板２のランドパターン１５１と電気的に接続される。また、下ハウジング１２内に引き込まれた軸形コンタクト５９は中心コイルスプリング５８の力により基板２のランドパターン１５１に圧接される。これにより、同軸プローブ５１の中心端子５２は、確実に基板２のランドパターン１５１と電気的に接続される。

図１４は、本実施の形態のプローブコネクタ１に取り付けられるプラグ３を示す斜視図である。プラグ３は、同軸プラグ１６１とハウジング１１と略同サイズの板形状のホルダ１２１とを含む。ホルダ１２１には、プローブコネクタ１の複数の同軸プローブ５１と対応する配置にて複数のキャビティ１２３が形成される。キャビティ１２３には同軸プラグ１６１が挿入される。同軸プラグ１６１は、軸端子１６２と、軸端子１６２を囲んで且つ軸端子１６２と同軸に配設された周端子１６３とを含む。

図１５は、プラグ３をプローブコネクタ１に接続した状態を示す縦断面図である。そして、この接続した状態では、プラグ３の同軸プラグ１６１は、プローブコネクタ１の同軸プローブ５１と嵌合する。

また、この嵌合状態では、同軸プラグ１６１の軸端子１６２が中心導体５３の嵌合部５５の複数の板バネ５４の間に押し込まれて、複数の板バネ５４を押し広げる。押し広げられた複数の板バネ５４が圧接されることにより、同軸プラグ１６１の軸端子１６２は、確実に同軸プローブ５１の中心端子５２と電気的に接続される。これにより、同軸プラグ１６１の軸端子１６２は、確実に基板２のランドパターン１５１と電気的に接続される。

また、同軸プラグ１６１の周端子１６３が外導体６２の嵌合部６６の複数の板バネ６５の間に押し込まれて、複数の板バネ６５を押し広げる。なお、上ハウジング１３には複数の板バネ６５に対応する箇所に逃げ用の凹部２１が形成されているので、複数の板バネ６５は上ハウジング１３に当たることなく自由に押し広がる。押し広げられた複数の板バネ６５が圧接されることにより、同軸プラグ１６１の周端子１６３は、確実に同軸プローブ５１の外端子６１と電気的に接続される。これにより、同軸プラグ１６１の周端子１６３は、確実に基板２のランドパターン１５１と電気的に接続される。

以上のように、本実施の形態のプローブコネクタ１は、中心端子５２を外端子６１で囲んだ同軸構造のプローブ５１により、基板２と同軸プラグ１６１とを物理的に且つ電気的に接続する。また、同軸プローブ５１はアンカ６３によりハウジング１１に固定されるので、同軸プラグ１６１（プラグ３）を同軸プローブ５１（プローブコネクタ１）に抜き差ししても、同軸プローブ５１の位置がハウジング１１に対してずれない。また、このようにハウジング１１に対する同軸プローブ５１の位置を当初のアライメントの位置に維持できるので、同軸プローブ５１と基板２との接触圧のばらつき範囲を所望の高い圧力範囲に収めることができ、これらの接触抵抗を所望の範囲に狭く収めることができる。さらに、同軸プローブ５１（外導体６２）が約２ｍｍと細いことに起因して、アンカ６３を形成するためにプレス加工（機械加工）を採用し、このプレス加工により外導体６２に加工孔６８が形成されてしまうが、この加工孔６８を導電カバー９１により被覆しているので、信号が漏れなくなる。

なお、ＩＣ検査装置などにおいて、検査対象のＩＣが装着された被検査基板と、信号発生回路やコンパレータなどが実装された測定基板とを同軸ケーブルで接続するために使用する同軸プローブ５１（外導体６２）としては１〜３ｍｍ程度の直径が望ましいが、この細い同軸プローブ５１（外導体６２）に対してアンカ６３を形成するためにはプレス加工（機械加工）を採用する必要がある。そして、この場合にも、プレス加工により外導体６２に加工孔６８が形成される。

これらの構造に基づいて、本実施の形態のプローブコネクタ１では、同軸プローブ５１において高周波信号成分の減衰や反射が生じ難くなり、同軸プローブ５１の挿入損失（ＤＩＰ特性）を抑えることができ、しかも、複数の同軸プローブ５１間のクロストークを抑えることができる。その結果、高周波信号成分を伝送するために十分な性能が得られる。そして、ＩＣ検査装置などにおいて、検査対象のＩＣが装着された被検査基板と、信号発生回路やコンパレータなどが実装された測定基板とを同軸ケーブルで接続するために使用することができる。

なお、プローブコネクタ１は、導電カバー９１を用いない場合であっても、低めの高周波信号成分を伝送するために十分な性能を得られる。つまり、外端子５１を外導体６２および筒形コンタクト８１の２部品で構成してもよい。外端子５１を２部品構成とした場合には、低めの高周波信号成分について、減衰や反射が好適に生じ難くなり、クロストークが好適に低減され、プローブコネクタの挿入損失（ＤＩＰ特性）が好適に抑えられる。また、本実施例のように３部品の構成に比べて、部品点数を削減できる。

また、本実施の形態のプローブコネクタ１では、図８および図９に示すように、アンカ圧入スリット１９の形成範囲を、上ハウジング１３のキャビティ１４の形成範囲内に収めているので、アンカ６３が無い同軸プローブと同じチャンネルピッチ（チャンネル密度）にて、ハウジング１１に対して同軸プローブ５１を配設できる。そのため、基板２における複数の同軸プローブ５１の占有エリアを増やすことなく、高周波対応の同軸プローブ５１を用いることができる。

本発明のプローブコネクタは、同軸プラグと基板とを接続できる。そのため、本発明のプローブコネクタは、たとえば、ＩＣ検査装置などにおいて、検査対象のＩＣが装着された被検査基板と、信号発生回路やコンパレータなどが実装された測定基板とを同軸ケーブルで接続するために使用できる。

図１は、本発明の実施の形態のプローブコネクタを示す正面図である。図２は、図１のプローブコネクタの側面図である。図３は、図１中のハウジングの分解斜視図である。図４は、図１のプローブコネクタのキャビティ部分の縦断面図である。図５は、図１中の同軸プローブの正面図である。図６は、図５の同軸プローブの側面図である。図７は、図５の同軸プローブの分解斜視図である。図８は、図３中の下ハウジングの上面の一部を示す図である。図９は、図３中の上ハウジングの下面の一部を示す図である。図１０は、図１のプローブコネクタを基板に取り付ける前の状態を示す斜視図である。図１１は、図１０の状態での縦断面図である。図１２は、図１のプローブコネクタを基板に取り付けた状態を示す斜視図である。図１３は、図１２の状態での縦断面図である。図１４は、図１のプローブコネクタに接続されるプラグの斜視図である。図１５は、図１４のプラグを接続した状態での縦断面図である。図１６は、従来の同軸型可動接触プローブを示す断面図である。図１７は、図１６の同軸型可動接触プローブの使用状態を示す図である。

符号の説明

１プローブコネクタ
１１ハウジング
１２下ハウジング
１２ａ下面
１３上ハウジング
１４キャビティ
１８，２０中心貫通孔
１９アンカ圧入スリット
２１凹部
２２下ハウジングの合わせ面
２３上ハウジングの合わせ面
２４下キャビティ
２５上キャビティ

３１絶縁体
３２中心孔
３３突起

５１同軸プローブ

５２中心端子
５３中心導体
５４板バネ
５５嵌合部
５６中心穴
５７凹部
５８中心コイルスプリング
５９軸形コンタクト

６１外端子
６２外導体
６３アンカ
６４胴体部（アンカ形成部）
６５板バネ
６６嵌合部
６７細筒部
６８加工孔
６９導電突起
７１外コイルスプリング
８１筒形コンタクト
８２ガイド用溝
８３突出接点
９１導電カバー
９２導電カバー本体
９３ハンガースリット
９４導電アーム
９５ガイド突起

２基板
１１１貫通孔
１５１ランドパターン

３プラグ
１２１ホルダ
１２３キャビティ
１６１同軸プラグ
１６２軸端子
１６３周端子

８０１被検査基板
８０２可動板
８１４キャビティ
８５１同軸型可動接触プローブ
８５２中心導体
８６１外部導体
９６１同軸コネクタ（同軸プラグ）
９６２同軸ケーブル

Claims

軸端子および周端子を含む同軸プラグと基板とを接続するプローブコネクタであって、
上記同軸プラグの上記軸端子および上記基板と電気的に接続される中心端子、および上記中心端子と同軸であり且つ上記周端子および上記基板と電気的に接続される外端子を含む同軸プローブを含み、
上記外端子は、上記中心端子を囲む筒状に形成されて、上記周端子と嵌合される外導体と、上記外導体の表面から突出したアンカと、上記アンカの突出により上記外導体に形成された孔と、上記孔を塞いで上記外導体と電気的に導通する導電カバーとを含むプローブコネクタ。
さらに、ハウジングと、上記ハウジングに形成されて上記同軸プローブが挿入されるキャビティとを含み、
上記外端子の上記アンカを通じて上記同軸プローブと上記ハウジングとが係合する請求項１記載のプローブコネクタ。
さらに、上記外導体についての上記アンカが形成された部分より上記基板側の部分において、上記アンカが形成された部分より細く形成された細筒部と、上記細筒部が挿入された外コイルスプリングと、筒形に形成されて、一端から上記細筒部の先端が挿入されるとともに他端が上記ハウジングから突出して上記基板と接する筒形コンタクトと、を含み、
上記筒形コンタクトは、上記ハウジングを上記基板に取り付ける時に上記細筒部に沿って移動して上記外コイルスプリングを圧縮して、上記外コイルスプリングのバネ力により上記基板へ圧接される請求項２記載のプローブコネクタ。
さらに、上記細筒部の外面から突出して、上記筒形コンタクトの内側面と擦接した導電突起を含む請求項３記載のプローブコネクタ。
さらに、上記筒形コンタクトにおいて上記細筒部の軸方向に沿って形成されたガイド用スリット又は溝と、上記導電カバーおよび／または上記ハウジングに形成されて、上記ガイド用スリット又は溝と係合したガイド突起とを含む請求項３または４記載のプローブコネクタ。
上記導電カバーは、上記外導体を囲む筒形に形成された導電カバー本体と、上記導電カバー本体から突出して上記筒形コンタクト又は上記ハウジングと重なって上記ガイド突起となる導電アームとを含む請求項５記載のプローブコネクタ。
さらに、上記筒形コンタクトは、上記基板と接する突出接点を有する請求項３〜６のいずれか一項記載のプローブコネクタ。
上記中心端子は、上記軸端子と嵌合される中心導体と、上記中心導体において上記基板側から内へ向かって形成された中心穴と、上記中心穴に挿入された中心コイルスプリングと、軸形に形成されて、その一端が上記中心穴に挿入されるとともに他端が上記ハウジングから突出して上記基板と接する軸形コンタクトと、を含み、
上記軸形コンタクトは、上記ハウジングを上記基板に取り付ける時に上記中心コイルスプリングを圧縮して、上記中心コイルスプリングのバネ力により上記基板に圧接され、
さらに、上記外導体の筒内に挿入されて、上記中心導体を上記外導体と同軸に保持する絶縁体を含む請求項２〜７のいずれか一項記載のプローブコネクタ。
上記ハウジングは、上記基板と接する下ハウジングと、上記下ハウジングの上面と下面において接する上ハウジングとで構成され、
上記同軸プローブが挿入される上記キャビティは、上記下ハウジングに形成された下キャビティと、上記上ハウジングに形成された上キャビティとで構成され、さらに、
上記下ハウジングの上記上面および上記上ハウジングの上記下面の少なくとも一方の面には、上記下キャビティおよび／または上記上キャビティと連通して且つ上記同軸プローブの上記アンカが挿入されるスリット又は溝が形成された請求項２〜８のいずれか一項記載のプローブコネクタ。
上記同軸プローブの上記外導体において、上記同軸プラグの上記周端子が嵌合される嵌合部が、複数の板バネにより上記周端子を挟む構造を有し、
上記上キャビティは、上記嵌合部が挿入されて且つ上記複数の板バネが可動できるように上記下キャビティより大きいサイズに形成され、
さらに、上記アンカが挿入されるスリット又は溝は、上記下ハウジングのみに形成された請求項９記載のプローブコネクタ。