JP3286183B2 - 同軸コネクタフローティングマウント装置 - Google Patents
同軸コネクタフローティングマウント装置Info
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Description
機械的に結合する装置に関し、更に詳細には、半導体テ
スタにおけるテストヘッドとプローバの同軸信号線の接
続装置に関し、特に、テストヘッドとプローバがヒンジ
結合的に接続される高周波帯域の同軸信号線の接続装置
に関する。
する際、一般にプローバの上に倒立させたテストヘッド
を接続させるのが一般的である。テストヘッドはプロー
バのヒンジに結合され、ヒンジを軸のまわりに枢動させ
て接続させる方法が広く用いられている。
エハを載せ移動するチャックが備えられ、被測定用のウ
エハがその上に載って試験位置にセットされる。ウエハ
の上の空間には、プローバ本体に支持されたコネクショ
ンリングが備え付けられ、コネクションリングの下面に
は、ウエハにプロービングするためのニードル等を備え
たプローブカードが接続される。一方、テストヘッドは
テストヘッドに取り付けられた腕によってプローバのヒ
ンジに結合されている。テストヘッド上面にはDUT(D
evice Under Test)ボードがセットされ、プローバのヒ
ンジを中心に枢動して、倒立し、コネクションリングに
圧力がかかった状態で接触される。コネクションリング
には、DUTボードとプローブカードとの間で信号のや
り取りができるように、複数のポゴピンが内蔵され、D
UTボード上とプローブカード上の各ポゴピンが接触す
る部分には導電性のパッドパターンが設けられている。
このようにして、テスタ−テストヘッド−DUTボード
−コネクションリング−プローブカード−ニードル−ウ
エハ上のチップ、と信号の経路が形成される。
によって支持された構造を持つ接続端子で、接続は、基
盤上に形成された平らなパッドに適切な力で押し付ける
ことにより行なう。接続方法が簡単なので、複数のピン
を同時に、機械的に接続するのに適しており、特に、ヒ
ンジ結合のような接触の際に双方の中心軸が傾きを持っ
ている場合にも容易に接続できるという利点がある。
高性能化に伴って、6GHz程度までのより高い周波数
(高周波帯域)の信号をウエハ上のチップに送る要求が
高まってきたために、ポゴピンでは性能的な要求を満た
せなくなってきた。ポゴピンだと高周波での反射損失が
大きく、実力的に1GHz前後が限界である。
同軸コネクタが適している。同軸コネクタには、安価で
接続の簡単なスナップイン式(雄コネクタ及び雌コネク
タを、コネクタ断面の円周方向に回転させることなく、
軸方向に押し付けて嵌合する方式)のSMBがあるが、
実力的には6GHz程度までの高周波信号を安定に伝送
するのは困難である。また、ヒンジ結合の際に、複数の
スナップイン式の同軸コネクタを機械的に接続するのに
適したマウント機構も存在しなかった。
るには、接続をネジで行なうSMA、APC−3.5、
K等の同軸コネクタが適しているが、嵌合には、一つ一
つ手でネジをまわす操作が必要なため機械化しにくく、
しかも手作業がわずらわしく、時間がかかるという大き
な欠点がある。
ドメイト(Blind Mate)コネクタという機械的に接続可能
なスナップイン式同軸コネクタとそのマウント装置が開
示されている。ブラインドメイト・コネクタはSMAコ
ネクタと互換性があり、雄コネクタにネジ山は形成され
ていない。一方雌コネクタにはネジ山があるが、ネジ山
が無い雄コネクタにそのままスライドして嵌合させるこ
とができる。また、ブラインドメイト・コネクタは、性
能的にも6GHz程度までの高周波信号を流すのに十分
な帯域をカバーしている。
ラインドメイト・コネクタとそのマウント装置は図1の
ような構造となっている。図1には雄コネクタ116と
雌コネクタ126とそのマウント部144C、146、
148Aが示されている。雌コネクタ126はカラー1
48によってテストヘッド100の円筒形部分144に
バネ146を封入するように取り付けられ、雄コネクタ
116の付いた取り付けボード114が押されるとカラ
ー148のリップ148Aとアイリス144Cで圧縮さ
れたバネ146によって雌コネクタ126と雄コネクタ
116が適切な力で押し付けられ、嵌合する。バネ14
6は、取り付けボード114に複数の雄コネクタが取り
付けられている場合、個々の雄コネクタの高さのばらつ
きを吸収する効果もある。
コネクタの垂直方向の挿入に適してはいるが、ヒンジ結
合されたプローバとテストヘッドの場合には適していな
い。すなわち、ヒンジ結合の場合、テストヘッドはプロ
ーバ上のヒンジを中心に枢動してプローバに接触される
ため、雄コネクタと雌コネクタが接触し始めた時には双
方の中心軸に角度の差を持ったまま押し付けられる。図
1のマウント装置では、中心軸の角度を変える動作がで
きないので、無理に結合させることになり、コネクタの
異常摩耗や接続不良が引き起こされる。また、このよう
な高帯域用の同軸コネクタでは、無理な力を加えたこと
により、構造に歪みが生じて、電気的特性が著しく低下
する場合もある。
144と雌コネクタ126及びカラー148との間の遊
びを広めに取り、雌コネクタの中心軸を傾斜させること
ができるものが考えられる。しかしこの方法では、過度
の遊びを設けることが必要とされ、雌コネクタの初期位
置の誤差が大きくなるので、嵌合不良を起こすことが考
えられ、適さない。
た、中心軸を傾けることができ、上下左右にもある程度
動くことができ、初期位置の誤差が大きくない、同軸コ
ネクタフローティングマウント装置(以下フローティン
グマウンタと称する)が必要とされている。
ジ結合に適した同軸コネクタマウンタを提供することに
ある。
右方向、及び軸の傾斜が適度に可能な同軸コネクタのフ
ローティングマウンタを提供することにある。
こにヒンジ結合されたテストヘッドを結合するのに適し
た、高帯域信号用の同軸コネクタのフローティングマウ
ンタを提供することにある。
タフローティングマウント装置の一実施例では、マウン
ト部材に設けられた以下の(a)及び(b)を有する少
なくとも2個所の内径部を持つマウント穴: (a)マウント部材の一方の面に接して設けられた第1
の内径部(張出し)、(b)第1の内径より大きな直径
を有し、第1の内径部よりも厚みがある第2の内径部
(ばね用溝)、と、前記マウント穴に一部挿入され、端
部に同軸コネクタが備えられ、以下の(c)ないし
(e)を備える少なくとも3個所の外径部を持つ胴体部
を備える同軸コネクタ手段:(c)第1の内径部よりも
大きい直径を備え、前記第1の内径部よりもマウント部
の厚み方向の外側にある第1の外径部(フランジナット
のフランジ部)、(d)第1の外径部に隣接し、第1の
内径部より小さい直径を備えた第2の外径部(フランジ
ナットの円筒部)、(e)第2の外径部に隣接し、第1
の外径部とは反対側にあり、第2の内径部より大きい直
径を有し、前記第2の内径部よりもマウント部の厚み方
向の外側にある第3の外径部(コネクタのフランジ
部)、第2の内径部と第2の外径部の間に挿入された略
円筒弾性手段、を備える。
は、第2の内径部に隣接し、第1の内径部とは反対側に
設けられた、第3の外径部より直径の大きい第3の内径
部(ザグリ溝)を備える。
フランジナットに分割でき、双方をマウント穴の両側か
ら挿入し結合する。
ィングマウンタの一実施例を示す。図2(A)に各構成
部品の詳細を示す。フローティングマウンタ200は上
下にフランジ部を設けたコネクタ部250とその両フラ
ンジ間に挟まれる略円筒弾性体260をマウント部材2
30の穴238に両フランジによって抜けないようにマ
ウントする。好適には、コネクタ部250はブラインド
メイト・コネクタ210とコネクタナット240を備
え、略円筒弾性体260はコイルばね220である。
タ210は雄コネクタ部212とコネクタのフランジ部
214、コネクタの胴体部216と雌コネクタ部218
を備える。マウント部材230にはコネクタ部250を
マウントするための穴238が開けられ、ザグリ溝23
2、ばね用溝234、張出し236の複数の内径部分を
備える。コイルばね220はこのばね用溝234に入る
程度に細く、フランジナット240は円筒部242とフ
ランジ部244を備える。
穴238に入れ、穴238のザグリ溝側からブラインド
メイト・コネクタ210を、張出し側からフランジナッ
トを差し込んで図2(B)に示されるようにコネクタと
ナットを結合する。
のコネクタの動作を示した図3によって理解することが
できる。すなわち相手側コネクタ310がヒンジ結合的
に円弧Aを描いて本発明によるフローティングマウンタ
200に接する時には、図3(A)に示されるように、
コネクタ部250は雄コネクタの開口端部322で接触
する。この時、相手側コネクタ310の横方向の誤差を
コネクタ部250は横方向(矢印C)に移動することに
よって吸収する。また、この時、双方の中心軸はθ1の
角度差がある。
50の結合途中の状態が図3(B)に示されている。こ
こでは、相手側コネクタ310は図3(A)の円弧Aの
続きの円弧A’を描いて下降し、コネクタ部は最初に接
触した部分から下に沈み(矢印B)ながら傾き、最終的
に中心軸が相手側コネクタ310の中心軸と等しい角度
θ2に傾く。この後、双方のコネクタの中心軸が一致し
たので、滑らかに嵌合することができる。
36とフランジナットの円筒部242の接触点が傾きの
支点なり、ザグリ溝232及びばね用溝の肩部(図3の
332)とコネクタのフランジ部214の間の接触点が
適切な傾き上下左右の移動量を調整することになる。ま
たザグリ溝232とコネクタのフランジ部214の間隔
はコネクタの初期位置の誤差にも影響を与える。以上の
観点から、本実施例では、張出し236の厚み、コネク
タの胴体部216と張出し236の隙間、コネクタのフ
ランジ部214とザグリ溝232及びばね用溝234の
肩部の隙間を適切にとることで、+−2°の傾きと、+
−0.1mmの水平方向の遊び、0.5mmの垂直方向
への移動量を得ることができた。
クタ部が傾く時に傾斜角を必要以上に制限してしまう。
張出し236はマウント穴の高さに比べてある程度薄く
形成される方が望ましく、好適には、マウント穴の高さ
の15%以下の厚さが望ましい。
の実施例を図4に示す。図4(A)にはマウント部材に
ザグリ溝を設けない実施例を示した。マウント部材41
0には穴の肩部412及びばね用溝414及び張出し4
16が設けられ、コネクタ部のフランジ214は穴の肩
部412に接触することで移動量の調節をする。コネク
タの初期位置の誤差が大きくなるが、マウント部材に十
分な厚味が無い場合に適している。
し426をマウント部材の表面にではなく穴の内部に設
けたものである。ザグリ溝422、ばね用溝424、フ
ランジナット用ザグリ溝428が備えられている。張出
しを穴の内部に位置させたため、コネクタ部の傾きの移
動量を確保するために、張出しの厚みを薄くする、両方
のザグリ溝を広めに設ける等の工夫が必要となる。
れに限定されないことは、当業者には明らかであろう。
特に、ブラインドメイト・コネクタ210の雌コネクタ
部218は必ずしも必要ではなく、同軸ケーブルを接続
するのに適した別の構成に置き換えることができる。ま
た、コイルばね220は略円筒状の空間に収まり、適切
な弾性力を生じるものであれば、板ばねを略円筒状に巻
いたものでも良いし、略円筒状の弾性ゴム部材でも構わ
ない。さらに、フローティングマウンタにマウントされ
る同軸コネクタも必ずしも雄コネクタである必要は無
く、雌コネクタに置き換えることも可能である。その
上、同軸コネクタをブラインドメイト・コネクタに限定
することなく、他のスナップイン式同軸コネクタに置き
換えることも可能である。マウント部材の張出しを完全
な円環ではなくて、性能に支障がない程度に切れ目を入
れた不完全な円環で構成することもできる。このような
変更修正をすることが容易なことは、当業者には容易に
理解されよう。
方向、左右方向、及び軸の傾斜が適度に可能な同軸コネ
クタのフローティングマウント装置を提供することがで
きる。また、ヒンジ結合に適した同軸コネクタのフロー
ティングマウント装置を提供することができる。さら
に、プローバとそこにヒンジ結合されたテストヘッドを
結合するのに適した、高帯域信号用の同軸コネクタのフ
ローティングマウンと装置を提供することができる。
ーティングマウンタを示す概略断面図。
例を示す略断面図である。
施例を示すブロック図である。
Claims (9)
- 【請求項1】マウント部材の一方の面に接し、第1の内
径と所定の厚みを備えて設けられた張り出し部と、前記
第1の内径より大きい直径を備え、前記張り出し部より
も厚みがある第2の内径を備えたばね用溝とを備えてマ
ウント部材に設けられたマウント穴と、 前記マウント部材の前記一方の面よりも前記マウント穴
の外側に設けられた、前記第1の内径より大きい第1の
外径を備えた第1のフランジ部と、前記第1のフランジ
部に隣接し、前記第1の内径より小さい第2の外径を備
えた円筒部と、前記円筒部の前記第1のフランジとは反
対側の端に前記マウント部材の他方の面よりも前記マウ
ント穴の外側に設けられた前記第1の内径より大きい第
3の外径を備えた第2のフランジ部とを備えた同軸コネ
クタ手段と、 前記ばね用溝と前記円筒部の間に 挿入された略円筒弾性
手段とを有する同軸コネクタフローティングマウント装
置。 - 【請求項2】前記張り出し部の厚みがマウント穴の高さ
の15%以下であることを特徴とする請求項1に記載の
装置。 - 【請求項3】前記略円筒弾性手段がコイルばねであるこ
とを特徴とする請求項1あるいは2に記載の装置。 - 【請求項4】前記略円筒弾性手段が弾性ゴムであること
を特徴とする請求項1あるいは2に記載の装置。 - 【請求項5】前記ばね用溝の前記張り出し部とは反対側
の端に設けられ、前記第3の外径より直径の大きい第3
の内径を備えた第1のザグリ溝を有することを特徴とす
る請求項1ないし4のいずれかに記載の装置。 - 【請求項6】前記張り出し部と前記マウント部材の前記
一方の面との間に、第4の内径の第 2のザグリ溝を有す
ることを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載
の装置。 - 【請求項7】前記同軸コネクタ手段が、前記第2のフランジ部を備え、前記第2の内径 より細い
胴体部を持つ同軸コネクタと、前記円筒の先端に前記第1のフランジ部を備えた フラン
ジナットとを有し、 前記同軸コネクタの前記第2のフランジ部と前記フラン
ジナットの前記第1のフランジ部がマウント部材を両側
から挟むように嵌合することを特徴とする請求項1ない
し6のいずれかに記載の装置。 - 【請求項8】前記同軸コネクタ手段は相手側コネクタと
の結合の際に、回転させることなく、軸方向に押し付け
合って結合することを特徴とする請求項1ないし7のい
ずれかに記載の装置。 - 【請求項9】前記同軸コネクタ手段が6GHzまでの高
周波信号を伝送することを特徴とする請求項1ないし8
のいずれかに記載の装置。
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