JP2709570B2 - 電気試験プローブ用位置決め装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電気試験プローブ用位
置決め装置に関し、特に、手で保持した電気試験プロー
ブを基板上に表面実装する集積回路（ＩＣ）のリード線
に直接接触させることを可能するにする電気試験プロー
ブ用位置決め装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】集積回路（ＩＣ）のパッケージは、リー
ド線の間隔（ピッチ）が２．５ミリ・メータ（１００ミ
ル）程度で、その本数も限られていた初期のＤＩＰ（デ
ュアル・インライン・パッケージ）の時代から、現在で
はリード線の間隔が１．３ミリ・メータ（５０ミル）、
０．６ミリ・メータ（２５ミル）又は０．５ミリ・メー
タ（１９．６ミル）程度で、その本数も数１０〜数１０
０本の表面実装パッケージへと発展してきた。加えて、
パッケージの形状も、もはやＤＩＰの形状に縛られなく
なっている。例えば、マイクロプロセッサ・チップやＡ
ＳＩＣ（特定用途向けＩＣ）デバイスは、多様な矩形形
態及び大きさになっている。こうした繊細なリード線ピ
ッチのデバイスを手で保持したプローブで測定すること
は、極めて困難である。１本のリード線を測定しようと
しても、隣接する２つのリード線をプローブで短絡させ
てしまう可能性が極めて高い。

【０００３】米国特許第４９４９０３２号は、ＤＩＰ用
のプローブの一例を開示している。これは、着脱可能な
グリップ部を有し、このグリップ部にはＤＩＰをその一
方の面で保持する伸縮可能な爪と、２つの尖ったプロン
グ（prong）がある。プロングの間には長いコンタクト
が設けられ、コンタクトはＤＩＰの他方の面にある被測
定リード線に接続される。この長いコンタクトは、かな
り丈夫な金めっきの棒で、中心導体が露出した接触ステ
ム（stem）に接続される。中心導体は絶縁部材で周囲が
覆われ、さらに絶縁部材はステンレス鋼の外部シールド
精密チューブで周囲が覆われる。これら中心導体及びス
テンレス鋼の外部シールド・チューブは、測定装置に接
続された同軸ケーブルの中心導体及び外部シールド導体
に夫々接続される。着脱可能なグリップ部にはさらに指
グリップと親指グリップがあり、これによって片手の親
指と人差し指で伸縮可能な爪を動かしプロングから取り
去ることができる。親指と人差し指の圧力を解いたとき
には、圧縮ばねによって伸縮爪は収縮する。このように
して、ＤＩＰは爪と２つのプロングの間に保持される。

【０００４】上述した保持装置の欠点の１つは、ＤＩＰ
専用に設計されていることである。伸縮可能な爪は、現
在のマイクロプロセッサやＡＳＩＣのパッケージを保持
するにはかなり長くしなければならない。これにともな
ってグリップも長くする必要があり、従って、接触ステ
ムも長くしなければならない。この結果、被測定リード
線上の誘導性負荷及び容量性負荷がさらに増加してしま
う。

【０００５】また、上述したプローブは、補償回路を介
在させずに直接同軸ケーブルに接続されている。このよ
うな構成では、プローブの帯域がかなり制限されてしま
う。被測定デバイスからの信号を広い周波数帯域に渡っ
て忠実に再現するためには、プローブ・ヘッドに何らか
の補償回路が必要である。こうした回路は、受動又は能
動回路であり、これによってプローブ先端部（プロービ
ング・チップ）の誘導性負荷及び容量性負荷を小さくす
ることができる。補償回路が何もないというのが、上述
したプローブの設計上のもう１つの欠点である。

【０００６】米国特許第４７６７９８５号は、ＩＣパッ
ケージに使用される他の形式の装置を開示している。こ
の装置は、その形状及び構造が一体にまとまっており、
ＩＣパッケージにぴったりと重ねて装着することが可能
になっている。本体の一端にはくし状の突起部があり、
一体型本体がＩＣのリード線に適応するようになってい
る。また、一体型本体には、プローブ装置をＩＣデバイ
スに確実に保持するためのフック端子を有する保持手段
がある。スライド・プレート手段は、保持手段に内向き
横方向の圧力を掛け、フック端子がすぐ下のＩＣデバイ
スを保持する。スライド・プレート手段には複数の開口
が設けられ、これらはＩＣのリード線と合致している。
一体型本体には、１〜１０ミリ・メータの機械ねじが螺
合する少なくとも１つのねじ切り穴があり、ねじを螺合
させスライド・プレートに下方向の圧力を加え、ＩＣデ
バイスを保持して接触しているフック端子を維持する。
スライド・プレートの複数の開口には、ＩＣデバイスの
リード線と接触する電気コンタクト・プローブであるば
ねが挿入される。

【０００７】米国特許第５０１５９４６号及び米国特許
第５２０２６２２号には、表面実装ＩＣデバイス用の同
様な装着装置が記載されている。最初の特許には、ＩＣ
パッケージと整合する整合面を有するスカートのあるプ
ローブ・ハウジングが記載され、これによって初期状態
から整合できる。この整合プレートは、プローブ・ハウ
ジング内のスカート内側に柔軟に装着される。整合プレ
ートには、ピン開口間にギザギザの刻みがある。これら
ピン開口は、プローブ・ピンと対応している。プローブ
・ピンは、ＩＣパッケージのリード線と適合するパター
ンでプローブ・ハウジング上に柔軟に装着されている。
このプローブがＩＣパッケージ上に圧着されると、その
スカート内の整合面によってプローブがＩＣパッケージ
に合致し、ギザギザの刻みがリード線と噛み合ってプロ
ーブ・ピンをリード線に合致させ、プローブ・ピンがピ
ン開口を通過して伸びる。ピンは、柔軟に装着されてい
るため強固な接触が維持される。中央開口を有するベー
ス・プレートには、中央開口に延びるくし状の突起部が
あり、これは最初にＩＣパッケージ上に配置される。こ
のときくし状の突起部がリード線と噛み合い、そのある
面がスカート内の整合面と整合する。プローブ・ハウジ
ングには、集合型コネクタ部もあり、これがプローブ・
ピンに接触する。このコネクタ部には、複数の個別コネ
クタ又は複数のフレキシブル・ケーブル・コンセントが
あり、どちらもオシロスコープ、ロジック・アナライザ
等の測定装置に接続される。

【０００８】２番目の特許には、表面実装ＩＣデバイス
用の測定用取付装置が開示されている。これは、測定ヘ
ッド構体を有し、電導素子を有するアダプタに接続され
る。これら電導素子は、ＩＣデバイスの各リード線上の
電気信号を測定ヘッド構体の測定点に夫々接続する。ア
ダプタはＩＣデバイスに設置可能なハウジングを有し、
電導線がハウジング内に配置され、カバー・プレートに
よって適所に保持される。各電導素子は、その一端がＩ
Ｃデバイスのリード線と噛み合い、他端がハウジングの
上面に露出した電気接触パッドを構成する。測定ヘッド
構体は、対応する接触パッドを有し、これは電導素子の
接触パッドと結合する。測定ヘッド構体の接触パッド
は、対応する測定点と電気的に接続されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述した３つの装置に
は、ある共通する特徴がある。それはどれも、ＩＣデバ
イスに応じた構体又は一体型本体を具えていることであ
る。つまり、それらの構体又は一体型本体は、特定の大
きさ及び形状の特定のＩＣデバイスに特化して設計され
ている。今日の多様な大きさ及び形状のＩＣパッケージ
に適応するためには、各ＩＣパッケージ特有の形状に特
性を合せた多数の装置が必要になってしまう。さらに上
述の一体型本体は、ばねの弾性力を用いた電気接触プロ
ーブとして設計されている。このようなプローブには、
例えば、５２６６２Ａ型ソケットと共に販売されている
米国ピロン（Pylon）社製Ｐ２６６２Ａ型プローブ・シ
リーズがある。こうしたポゴ（pogo、ばね式）ピン型プ
ローブは、プローブ先端部に補償回路がないという米国
特許第４９４９０３２号の接触ステム式のプローブと同
じ問題を抱えている。一方、米国特許第５０１５９４６
号には、ハウジング内の個々のプローブ先端部をＩＣデ
バイスの各リード線に使用することが記載されている
が、プローブ先端部の近くに補償回路を設ける問題につ
いては触れていない。米国特許第５２０２６２２号に
は、測定ヘッド構体の測定点を測定に利用することによ
って、手で保持する電気試験プローブを利用可能にする
ことについて記載している。しかし、ＩＣのリード線と
測定点との間の信号経路は、これでもまだかなり長い。

【００１０】そこで本発明の目的は、リード線の間隔が
かなり狭いＩＣデバイスのリード線であっても、手で保
持した電気試験プローブで直接測定可能にする電気試験
プローブ用位置決め装置を提供することである。本発明
の他の目的は、容易且つ安価に製造可能で、パッケージ
の形状及び大きさに関係なく使用できる電気試験プロー
ブ用位置決め装置を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明の電気試
験プローブ用位置決め装置によれば、プローブを手で保
持したままで基板上に実装されたＩＣデバイスの個々の
リード線に直接位置決めできる。電気試験プローブのプ
ローブ・ヘッド内には測定装置に接続された電気回路が
配置され、ＩＣデバイスのリード線からの電気信号を受
ける。位置決め装置のハウジングには中心孔があり、プ
ローブ・ヘッド内の電気回路に接続された電導素子が挿
入される。中心孔に垂直なハウジングの一端部には、く
しの歯のような少なくとも４つの突起部があり、それら
の間で複数のスロットが定められる。これらスロットの
中央のスロットまで中心孔は貫通している。複数のスロ
ットは、リード線と噛み合うようになっている。電導素
子は中央スロット内で露出しており、これによってプロ
ーブ・ヘッド内の電気回路とリード線の１本が電気的に
接続される。ハウジングは透明なプラスチック材料で形
成するのがよく、これによればハウジング内の電導素子
を目視可能で、所望のリード線と電導素子の接触を確認
できる。電導素子の両端は、尖った尖頭部とすると細い
リード線などとの接触において都合が良い。また、電導
素子には、電気試験プローブの通常のプロービング・チ
ップを用いても良い。

【００１２】

【実施例】図２は、本発明の手で保持可能な電気試験プ
ローブ１０の部分破断斜視図及び位置決め装置１２の斜
示図である。電気試験プローブ１０は、プローブ・ヘッ
ド１４を有する。これは、電気絶縁部材１８で外周を覆
われたチューブ状電導部材１６を有している。電気絶縁
部材１８は、例えば射出形成したプラスチックなどであ
る。チューブ状電導部材１６内に設置された基板２０上
には、電気部品２２及び回路配線２３があり、プローブ
を補償する電気回路２４を構成している。電気部品２２
には、プローブの利用に応じて受動又は能動部品を使用
する。基板２０上の回路２４は、プローブ・ヘッド１４
の一端から出ている同軸ケーブル２８の中心導体２６に
電気的に接続される。同軸ケーブル２８の外部シールド
導体（図示せず）は、チューブ状電導部材１６及び基板
２０に電気的に接続され、これによってプローブ・ヘッ
ド１４は接地される。プローブ・ヘッド１４の他端に
は、チューブ状電導部材１６から延長された絶縁プラグ
３０がある。プロービング・チップ３２は、絶縁プラグ
３０の同心状に設定され、基板２０上の電気回路２４に
接続される。位置決め装置１２は、プロービング・チッ
プ３２に設けられ、手で保持した電気試験プローブ１０
による基板３８上に表面実装されたＩＣデバイス３６の
各リード線３４へのプロービングを可能にする。

【００１３】図１は、本発明の位置決め装置１２の１実
施例の斜視図である。位置決め装置１２のハウジング４
０には、その中心を通る中心孔（bore）４２が設けられ
る。中心孔４２には、電導素子４４が挿入される。電導
素子４４は、好適にはプロービング・チップ３２であ
る。ハウジング４０の形状はほぼ矩形で、中心孔４２に
垂直な前面４６及び後面４８を有する。ハウジング４０
は、通常使用されているポリカーボネート材で製造し、
好適には明るい色で光透過性のものを用いる。ハウジン
グ４０を明るい色の光透過性のもので製造すれば、ハウ
ジング４０内に収めた電導素子４４を透かして見ること
ができ、ＩＣの選択したリード線に対して電導素子４４
を位置決めするのが容易になる。ハウジング４０の前面
４６には、等間隔で設けた少なくとも４つの突起部５０
が出っ張っており、これによってそれらの間に等間隔で
設けた３つのスロット５２が定まる。位置決め装置１２
は、リード線ピッチが非常に狭い（例えば０．６ミリ・
メータ又は０．５ミリ・メータの）表面実装ＩＣデバイ
ス３６をプロービングするように設計されているので、
突起部５０を４つよりも少なくすると、毎日の使用にお
ける耐久性が充分とは言えなくなる。突起部５０が４つ
の構成だと、３つのスロット内の１つのスロット５４は
ハウジング４０の前面４６の中央に配置されることにな
り、ハウジング４０の中心孔４２と一直線上に並ぶこと
なる。中心孔４２はこの中央スロット５４まで貫通して
おり、これによってプロービング・チップ３２が中央ス
ロット５４内に露出し、ＩＣデバイス３６のリード線３
４と接触できる。

【００１４】好適実施例では、電導素子４４は硬い導電
シャフト６０を有し、黄銅、ベリリウム銅などの導電性
材料で製造される。硬い導電シャフト６０は、酸化物の
生成を低減し導電性を改善するために金などの高導電性
材料でめっきされる。外向きに対称に広がる円錐構体６
２は、導電シャフト６０と同軸状に配置される。シャフ
ト６０は、その両端には尖った尖頭部６４が形成され、
円錐構体６２を中心に両端方向に対称になっている。電
導素子４４の一端は、プローブ・ヘッド１４の絶縁プラ
グ３０内に収められ、基板２０上の電気回路２４と電気
的に接触する。電導素子４４の他端は、ハウジング４０
の中心孔４２内に挿入され、中央スロット５４内で露出
する。

【００１５】上述の好適実施例による本発明の位置決め
装置１２は、ハウジングを明るい色の光透過性の材料で
製造したが、ハウジングを不透明な材料で製造してもよ
い。この場合、ハウジングの互いに対向する面（図１の
上下面）上に中心孔の位置に合わせて目印（タブ）を形
成し、電導素子４４が露出した中央スロット５４がＩＣ
デバイス３６の選択したリード線と容易に合致できるよ
うにする。

【００１６】以上、電導素子を挿入する中心孔を有する
ハウジングを具え、ＩＣデバイスのリード線に手で保持
し直接位置決めして接触させることができる装置につい
て説明した。ハウジングの中心孔に垂直な１面に出っ張
る少なくとも４つの突起部によりそれら間にスロットを
形成し、このスロットを表面実装ＩＣのリード線と噛み
合わせる。電導素子は中央スロット内に露出され、これ
によってＩＣデバイスの選択したリード線と手で保持す
る電気試験プローブ内の電気回路とを電気的に接続す
る。

【００１７】

【発明の効果】本発明の電気試験プローブ用位置決め装
置によれば、表面実装で使用されるＩＣデバイスのよう
にリード線のピッチが非常に狭くても、隣接するリード
線を短絡させことなく手で保持した電気試験プローブを
リード線に対して位置決めでき、所望のリード線と電気
試験プローブ内の電気回路とを電気的に接続できる。し
かも、容易且つ安価に製造可能で、パッケージの形状及
び大きさに関係なく使用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の位置決め装置の１実施例の斜視図であ
る。

【図２】本発明に好適な電気試験プローブの部分破断斜
示図及び位置決め装置の斜示図である。

【符号の説明】

１０ 電気試験プローブ １２ 位置決め装置 １４ プローブ・ヘッド １６ チューブ状電導部材 １８ 電気絶縁部材 ２０ 電気回路基板 ２２ 電気部品 ２３ 回路配線 ２４ 電気回路 ２６ 中心導体 ２８ 同軸ケーブル ３０ 絶縁プラグ ３２ プロービング・チップ ３４ ＩＣデバイスのリード線 ３６ ＩＣデバイス ３８ 基板 ４０ ハウジング ４２ 中心孔 ４４ 電導素子 ４６ 前面 ４８ 後面 ５０ 突起部 ５２ スロット ５４ 中央スロット ６０ 導電シャフト ６２ 円錐構体 ６４ 尖頭部

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＩＣデバイスのリード線に対して電気試
   験プローブの位置決めをする電気試験プローブ用位置決
   め装置であって、 ハウジングと、 該ハウジングの一端部に設けた少なくとも４つの突起部
   の間に形成した複数のスロットと、 上記ハウジングの上記一端部と対向する他端部から上記
   複数のスロットの１つにまで貫通する孔とを具え、 上記電気試験プローブ内の電気回路に電気的に接続され
   る電導素子を上記孔に挿入して上記スロット内で露出さ
   せ、上記複数のスロットを上記ＩＣデバイスのリード線
   と噛み合わせることによって、所望の上記リード線及び
   上記電気試験プローブ内の電気回路を電気的に接続する
   ことを特徴とする電気試験プローブ用位置決め装置。