JP3691003B2

JP3691003B2 - 測定プローブ用プローブ・チップ・アダプタ

Info

Publication number: JP3691003B2
Application number: JP2001249318A
Authority: JP
Inventors: マーク・エイ・ジェスフォード; マーク・ダブリュー・ナイチンゲール; ゲイリー・ダブリュー・リード
Original assignee: Tektronix Inc
Current assignee: Tektronix Inc
Priority date: 2000-08-21
Filing date: 2001-08-20
Publication date: 2005-08-31
Anticipated expiration: 2021-08-20
Also published as: US6400167B1; CN1340713A; JP2002116223A; CN1250973C

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般に、測定プローブ用のプローブ・アダプタに関し、特に、超高周波のシングル・エンド型及び差動型の測定プローブと共に使用できるプローブ・チップ・アダプタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
プローブ・チップ・アダプタは、種々の形式の電気部品をプロービング（信号検出）できるように、測定プローブ用に開発されたアクセサリである。これらアダプタにより、回路基板に設けられた矩形ピン、回路基板上の接地点、表面実装集積回路素子のリード線などとの接続が可能になる。本願特許出願人であるアメリカ合衆国オレゴン州ビーバートンのテクトロニクス・インコーポレイテッドが製造販売しているＰ６２４３型能動プローブ１０は、図９に示す構成であり、ソケット型プローブ・チップ１２と、接地ソケット１４とを具えている。なお、かかる従来の能動プローブは、例えば、本願出願人に譲渡されたアメリカ合衆国意匠特許第３５４９２３号に示されている。ソケット型プローブ・チップ１２の全長は、０．２５５インチ（６．４７７ｍｍ）であり、その直径は、０．０６５インチ（１．６５１ｍｍ）である。このプローブ・チップ１２に設けられたボア（穴）の直径は、０．０３８インチ（０．９６５２ｍｍ）であり、その長さは、０．２２５インチ（５．７１５ｍｍ）である。種々の形式のプローブ・チップ・アダプタをソケット型プローブ・チップ１２に挿入して、種々の形式のプロービングが可能となる。
【０００３】
位置決め援助型プローブ・チップ・アダプタ１６は、例えば、本願出願人に譲渡されたアメリカ合衆国特許第５３８７８７２号（日本特許第２７０９５７０号に対応）に記載されており、中央ボア２０を有するハウジング１８を有し、このボア２０にプロービング・チップ２２を受ける。すなわち、ハウジング１８内のボア２０を介して、プロービング・チップ２２が伸びる。なお、本明細書では、プローブ・チップ及びプロービング・チップという用語を用いるが、これら用語の使い分けは便宜的であり、厳密に区別するものではない。よって、本明細書では、同じ構成要素をプロービング・チップと呼んだり、プローブ・チップと呼んだりする場合もある。ハウジング１８は、複数のスロット２４を一端に有するように歯の形状に形成され、これらスロットを集積回路素子の複数のリードの間に位置決め可能である。ボア２０は、これらスロット２４の１個に伸びており、その露出した部分にプロービング・チップ２２がくる。プロービング・チップ２２の他端は、ハウジング１８の他端から伸びたコンタクト・シャフトであり、ソケット型プローブ・チップ１２に挿入される。標準プロービング・チップ２６は、シャフト２８を有し、その一端が尖端３０に向かって細くなり、集積回路素子のリードなどをプロービングする。シャフト２８の他端は、ソケット型プローブ・チップ１２に挿入される。このプロービング・チップ２６は、ソケット型プローブ・チップ１２と接触するように、円錐形状の突出部３２をシャフト２８に形成してもよい。アダプタ３４は、導電性シャフト３８に取り付けられた可撓性の導電性リード３６を有するアセンブリであり、導電性シャフト３８がソケット型プローブ・チップ１２に挿入される。アダプタ４０は、一端が矩形ピン・ソケット４２であり（図では、ボア部が円形に示めしている）、他端がプローブ・チップ１２に挿入される接触シャフト４４である。これらアダプタ１６、２６、３４及び４０の接触シャフト（プローブ・チップ１２と接触するシャフト）の長さは、０．２５０インチ（６．３５ｍｍ）のレンジである。これらアダプタは、選択的にプローブ・チップ１２に挿入して取り付けられる。
【０００４】
上述のプローブ・チップ・アダプタは、図１０に示し、本願出願人のテクトロニクス・インコーポレイテッドが製造販売しているＰ６２４６型差動プローブの如き差動型プローブ５０と一緒にも使用できる。この差動プローブ５０は、測定プローブ・ヘッド５２を有し、ダブル・ソケット型プロービング・チップ５４及び５６がプローブ・ヘッド５２の鼻端から伸びている。差動プローブと共に使用するときは、一般的に、２個のアダプタが使用しやすいように互いに取り付けられている。例えば、２個の可撓性の導電性リード・アダプタを台形ハウジング５８に位置決めし、可撓性の導電性リード６０及び６２をハウジング５８の一端から伸ばし、接触シャフト６４及び６６をハウジング５８の他端から伸ばす。可撓性の導電性リード６０及び６２の幾何学的ピッチは、表面実装集積回路素子リードと両立性があり、コンタクト・シャフト６４及び６６の幾何学的ピッチは、測定プローブ５０のソケット型プローブ・チップ５４及び５６と両立性がある。
【０００５】
オフセット（された）プロービング・チップ７０及び７２をプラスチックの如き絶縁材料７４に取り付け、プロービング・チップ７０及び７２を受けるボアを絶縁材料７４に設ける。これらボアの中心から中心までの間隔、即ち、幾何学的ピッチにて、接触シャフト７６及び７８を設けるが、この幾何学的ピッチは、ソケット型プロービング・チップ５４及び５６と両立性がある。プロービング・チップ７０及び７２は、そこに形成された湾曲部８０及び８２を夫々有し、プロービング・チップ８４及び８６をオフセットして、これらプロービング・チップが表面実装集積回路素子の種々の幾何学的ピッチと一致するようにする。外側に伸びるリブをプロービング・チップ・シャフトに形成し、絶縁材料７４内のボアの内面が、そこに挿入されたものと結合するようにして、オフセット・プロービング・チップ７０及び７２の各々を絶縁材料７４に固定する。代わりに、プローブを絶縁材料７４に挿入して、この絶縁材料７４に接触させた後、プロービング・チップに滑り込む小さな保持具（キーパー）により、プロービング・チップ７０及び７２の各々を設けてもよい。これら保持具は、プロービング・チップの代わりに、摩擦により維持される。オフセット・プロービング・チップ７０及び７２も絶縁材料７４内で回転可能であり、集積回路素子の幾何学的ピッチと合うように、プロービング・チップの幾何学的ピッチを変更できる。
【０００６】
差動矩形ピン・アダプタ９０は、一端から伸びるコンタクト・シャフト９４及び９６を有するハウジング９２を具えており、これらコンタクト・シャフトは、差動プローブ・ピン５４及び５６の幾何学的ピッチと両立性がある。ハウジング９２の他端からワイヤ９８及び１００が伸び、矩形ピン・ソケット１０２及び１０４が取り付けられる。この差動プローブは、チップ・サーバー１１０も具え、差動プローブ・ヘッド５２の鼻部にはまる。チップ・サーバー１１０は、このチップ・サーバーに形成された空洞１１６に伸びるコンタクト・シャフト１１２及び１１４を有する。測定プローブ・ヘッド５２の鼻部は、チップ・サーバー１１０の空洞１１６にはまり、コンタクト・シャフト１１２及び１１４がプローブ・ヘッドのソケット型プローブ・チップ５４及び５６に挿入される。コンタクト・シャフト１１２及び１１４は、ソケット型プローブ・チップ１１８及び１２０に夫々接続される。なお、これらソケット型プローブ・チップは、測定プローブ・ヘッドのプローブ・チップ・ソケットと同じである。このアダプタ１１０は、プローブ・ヘッドのソケット型プローブ・チップ５４及び５６への過度の摩耗及び破損を防止する。測定プローブ・ヘッドのソケット型プローブ・チップへの過度の摩耗及び破損により、ヘッドの交換が必要になる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
プローブ・チップの静電容量（以下、単に容量という）及びインダクタンスは、測定プローブで単一又は複数のソケット型プローブ・チップを用いる際の最大の欠点である。チップの容量及びインダクタンスは、プローブの入力帯域幅を制限する。益々高い周波数で動作する集積回路及びハイブリッド回路を絶えず開発している電子工業分野では、プローブ・チップの容量及びインダクタンスを著しく低下させる新たな形式の測定プローブの開発が求められている。これには、プローブ・チップの長さ及び直径を短くする必要がある。同様に、これら低容量測定プローブ用に長さ及び直径を短くしたプローブ・チップ・アダプタが求められている。これらプローブ・チップ・アダプタは、必然的に、非常に小さなサイズが求められる。しかし、かかる小さなサイズのアダプタは、なくしやすい。
【０００８】
よって、低容量測定プローブと両立性のあるプローブ・チップ・アダプタが必要とされている。かかるアダプタは、種々の形式構造に適用可能であり、これらアダプタの長さ及び直径を短くして、付加的なプローブ・チップの容量及びインダクタンスをできるだけ小さくしなければならない。このアダプタは、物理的又は電気的接続性を損なうことなく、プローブの低容量プローブ・チップに繰り返し取り付け可能でなければならない。さらに、プローブ・チップ・アダプタは、サイズが小さいために紛失するのを防止できる形状のホルダが必要である。
【０００９】
したがって、本発明は、低容量の測定プローブと両立性があり、種々の形式構造に適用可能であり、プローブ・チップの容量及びインダクタンスが小さく、測定プローブのプローブ・チップに繰り返し取り付け可能であり、紛失防止用のホルダを有する測定プローブ用プローブ・チップ・アダプタの提供にある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、測定プローブ用プローブ・チップ・アダプタ（１６２）であり、測定プローブ（１５０；２５０）は、この測定プローブから伸びた少なくとも１個のプロービング・チップ（１５４；２５４、２５６）を有する。プローブ・チップ・アダプタ（１６２）は、少なくとも１個の導電性要素（１８０）を具えており、一端にボア（１８２）を有し、他端にプロービング・コンタクト（１８４）が形成されている。導電性要素のボア内には、導電性エラストマ（１９４）が配置されており、導電性要素を測定プローブのプローブ・チップに反復的に固定できるように、この導電性エラストマの引っ張り強度、圧縮ひずみ、硬度、たわみ力、伸び及び回復率が充分である。要素ホルダ（１６４）は、測定プローブに配置可能であり、測定プローブを受ける空洞（１６６）が一端に形成されている。少なくとも１個のボア（１６８）を要素ホルダの他端に形成する。このボア（１６８）は、空洞（１６６）に向かって伸び、測定プローブのプロービング・チップ（１５４；２５４、２５６）と位置合わせされている。導電性要素（１８０）をホルダのボア内に位置決めして、プロービング・チップがエラストマを貫通し、プロービング・コンタクト（１８４）がホルダから伸びる。
【００１１】
導電性要素は、好ましくは、単一の部品として機械加工し、第１部分（２２４）が導電性要素（１８０）のボア側の端部に関連し、第２部分（２２６）が導電性要素のプロービング・コンタクト側の端部に関連する。第１部分の周囲（外周）が第２部分の周囲よりも小さく、第１部分から外側に伸びた肩部（１９０）を形成して、ホルダ（１６４）と接触する。代わりに、導電性要素を第１及び第２導電性部材で形成し、第１導電性部材が導電性要素のボア側の端部に関連し、第２導電性部材が導電性要素のプロービング・コンタクト側の端部に関連し、これら第１及び第２導電性部材が互いに結合してもよい。また、第１導電性部材の周囲が第２導電性部材の周囲よりも小さく、第１導電性部材から外側に伸びた肩部を形成して、ホルダと接触する。
【００１２】
第２部分又は第２導電性部材のプロービング・コンタクトは、その一端から尖端に向かって先細のシャフト（１８６）で構成してもよく、また、その他端は、シャフトから外側に伸びる円錐を形成してもよい。その周囲は、第１部分の周囲よりも大きい。プロービング・コンタクトのシャフト（２７８）は、ある角度で折り曲がってもよい。プロービング・コンタクトの第２部分に、スプリング・コンタクト（２１６）を受けるボアを有するように構成してもよい。ここでは、プロービング・コンタクトのボアとスプリング・コンタクトとは、０．０２５インチ（０．６３５ｍｍ）の矩形ピンを受ける寸法である。導電性要素は、好ましくは、この導電性要素のボア側の端部に形成されて外側に伸びるリブ（１９２）を有する。このリブが、ホルダのボアとかみ合う。要素ホルダは、空洞及び測定プローブ内に配置された少なくとも１対のネスティング戻り止め要素（２３４、２３６）を有する機械的取り付け具を具えている。これらネスティング戻り止め要素の一方が空洞内に形成され、ネスティング戻り止め要素の他方が測定プローブに形成される。これらネスティング戻り止め要素は、例えば、ノブ及び窪みとして、又は、リブ及びチャネルとして構成できる。
【００１３】
プローブ・チップ・アダプタは、シングル・エンド測定プローブ（１５０）及び差動測定プローブ（２５０）の両方と一緒に使用できる。差動プローブと共に使用する場合、プローブ・チップ・アダプタは、第２導電性要素を有し、導電性エラストマがボア内に配置される。要素ホルダは、そこに形成された第２ボアを有し、この第２ボアは、空洞に向かって伸び、差動プローブの第２プロービング・チップと位置合わせされる。第２導電性要素は、第２ホルダのボア内に位置決めされて、第２プロービング・チップが第２導電性要素のエラストマを貫通し、第２導電性要素のプロービング・コンタクトがホルダから伸びる。導電性要素がある角度で折れ曲がったプローブ・チップは、第１幾何学的ピッチの少なくとも第１位置から、第２幾何学的ピッチの第２位置に向かって横方向に移動可能である。
【００１４】
本発明の目的、利点及び新規な特徴は、添付図を参照した以下の詳細な説明から一層明らかになろう。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明によるプローブ・チップ・アダプタと共に使用可能な測定プローブ１５０の斜視図である。この測定プローブ１５０は、高い帯域幅の回路をプロービングするのに設計された広帯域高周波数測定プローブである。測定プローブ１５０は、プローブ・ヘッド１５２を有し、このプローブ・ヘッド１５２は、その一端から伸びるプロービング・チップ１５４を有する。同軸ケーブル１５６は、プローブ・ヘッド１５２の他端から伸びて、このプローブ・ヘッド１５２を、オシロスコープ、スペクトラム・アナライザ、ロジック・アナライザなどの測定機器に接続する。プローブ・ヘッド１５２は、導電性筒状ハウジング１５８を有し、このハウジング１５８内に基板が含まれている。能動素子及び受動素子が基板上に設けられ、プローブ入力回路を形成する。プロービング・チップ１５４及び同軸ケーブル１５６は、基板に電気的に接続される。絶縁材料が、筒状ハウジング１５８と、同軸ケーブル１５６の一部とを包囲する。
【００１６】
広帯域及びギガヘルツの周波数レンジを達成するために、プローブ・チップの容量及びインダクタンスを最小に維持する必要がある。この点を達成するために、プロービング・チップ１５４の長さ及び直径を、できる範囲で最小にする。さらに、基板が筒状ハウジング１５８の端部から先に延びて、この基板と、プローブ入力における筒状ハウジングとの間の浮遊容量を最小にする。プローブ・チップ・ホルダ１６０は、筒状ハウジング１５８の端部に接続され、このホルダ１６０の空洞が基板を受ける。ホルダ１６０内にボアを形成してプロービング・チップ１５４を受けるので、このプロービング・チップ１５４の一端がホルダ１６０から伸び、プロービング・チップ１５４の他端が基板に接続する。このボアの直径は、０．０１９インチ（０．４８２６ｍｍ）のレンジであり、その長さは、０．０６０インチ（１．５２４ｍｍ）のレンジである。プロービング・チップ１５４の直径は、約０．０１８インチ（０．４５７２ｍｍ）であり、その全長は、０．２０４インチ（５．２７５ｍｍ）のレンジである。また、このプロービング・チップ１５４は、ホルダ１６０の端部から０．１０７インチ（２．７１８ｍｍ）のレンジで伸びる。測定プローブ・ヘッド１５２及びプローブ・チップ・ホルダ１６０は、例えば、本願出願人に譲渡され２０００年６月２９日出願のアメリカ合衆国特許出願第０９／６０７５７４号（日本特許出願第２００１−１６３０５１号：特許公開２００２−３１６４９号に対応）にも記載されている。
【００１７】
本発明のプローブ・チップ・アダプタ１６２は、非導電性ホルダ１６４を有し、このホルダ１６４は、その一端に空洞１６６と、この空洞１６６からホルダ１６４の他端に伸びるボア１６８とを有する。このホルダ１６４は、測定プローブ・ヘッド１５２の鼻部の上に配置可能であり、ボア１６８は、プローブ・ヘッド１５２のプロービング・チップ１５４と位置合わせ（アライメント）されている。プローブ・アダプタ要素１７０、１７２、１７４及び１７６で代表的に示す任意の数のアダプタ要素をホルダ１６４と共に構成して、本発明のプローブ・チップ・アダプタ１６２を形成できる。先ず、一例としてプローブ・ポイント型アダプタ要素１７０を参照するが、この側部であって図１の線Ａ−Ａ’に沿う断面図を図２に示す。アダプタ要素１７０は、導電性要素１８０を有し、この導電性要素１８０は、一端に形成されたボア１８２と、他端に形成されたプロービング・コンタクト１８４とを有する。好ましくは、ベベル（斜面）１８３がボアの開口部に形成されて、プロービング・チップ１５４にアダプタ要素１７０を配置するのを容易にする。この特定実施例において、プロービング・コンタクト１８４は、尖端１８８に向かって先細りになっている。アダプタ要素１７０のプロービング・コンタクト１８４の周囲は、アダプタ要素１７０のボア１８２側の端部の周囲よりも大きく、ボア１８２から遠い端部に隣接したアダプタ要素１７０の外側で、外側に伸びた肩部１９０を形成する。外側に伸びたリブ１９２が、ボア１８２のほぼ中間近傍で、アダプタ要素１７０の外側に形成されている。このリブ１９２は、プローブ・ポイント型アダプタ要素１７０をホルダ１６４に固定するために設けられている。肩部１９０を設けて、ホルダ１６４に接するこの肩部１９０により、ホルダ１６４に対するアダプタ要素１７０の挿入の深さを制限する。導電性要素１８０のボア１８２側の端部の外径は、約０．０６０インチ（１．５２４ｍｍ）であり、このボア１８２の内径は、約０．０４０インチ（１．０１６ｍｍ）である。ボア１８２の深さ（奥行き）は、約０．１１５インチ（２．９２１ｍｍ）である。肩部１９０の直径は、約０．０７２インチ（１．８２９ｍｍ）であり、リブ１９２の直径は、０．０６４インチ（１．６２６ｍｍ）である。このリブ１９２は、ボア１８２の開口から約０．０４０インチ（１．０１６ｍｍ）の位置にある。プローブ・コンタクト・シャフト１８６の直径は、約０．０１８インチ（０．４５７ｍｍ）であり、そのチップ（尖端）までの全長は、約０．１００インチ（２．５４ｍｍ）である。
【００１８】
ボア１８２内に導電性エラストマ１９４を配置し、プローブ・ポイント型アダプタ要素１７０を測定プローブ１５０のプロービング・チップ１５４に固定する。導電性エラストマ１９４は、特定の特性を有する。これら特性は、プロービング・チップ１５４にプローブ・チップ・アダプタ１６２を反復的に固定できるようにするのに充分な引っ張り強度、圧縮ひずみ、硬度、たわみ力、伸び、回復率（Percent Recovery）などである。好ましくは、エラストマ１９４の引っ張り強度が３００ＰＳＩ（Pounds Per Square Inch absolute:ボンド／平方インチ絶対圧力）、即ち、２．０７Ｍｐａ（パスカル：ニュートン／平方メートル）のレンジであり、最大圧縮ひずみ率が２５％であり、硬度が４５ショア硬さのレンジであり、２５％たわみ力が４ｌｂ／ｉｎ（ポンド／インチ）、即ち、０．７１Ｋｇ／ｃｍのレンジであり、５０％たわみ力が１２ｌｂ／ｉｎ、即ち、２．１４Ｋｇ／ｃｍのレンジであり、伸びが２５０％のレンジである。圧縮ひずみは、２５％のたわみにおけるたわみの百分率で表される。回復率は、１００％から、圧縮ひずみ値の４分の１を減算した圧縮ひずみから求まる。圧縮ひずみが２５％の場合、回復率は、９３．７５％である。銀・銅導電フィラー（充填剤）は、好適には、０．００８オーム／ｃｍのレンジの体積抵抗率のエラストマに使用される。上述の条件に合う導電性エラストマの一例は、アメリカ合衆国マサチューセッツ州ウォバーンのパーカー・ハニフィン（Parker Hannifin）の一部門であるチョメリクス（Chomerics）が製造販売しているチョ・フォーム（Cho-Form）２．１である。本発明の要旨を逸脱することなく、同様な特性の他の形式の導電性エラストマを用いてもよい。
【００１９】
図３は、図１に示す位置決め援助型アダプタ要素１７２の線Ｂ−Ｂ’に沿う側面の断面図である。位置決め援助型アダプタ要素１７２の導電性要素１８０は、プローブ・ポイント型アダプタ要素１７０の基本的な構成要素を含んでいると共に、その寸法も同じである。導電性要素１８０は、その一端に、傾斜したボア１８２を有し、他端には、先細になったプロービング・コンタクト１８４が形成されている。ボア１８２は、上述と同様に導電性エラストマ１９４で埋まっている。肩部１９０及びリブ１９２が上述のように導電性要素１８０の外側表面上に形成される。非導電性ハウジング１９６は、その一端に形成された歯１９８を有し、スロット２００ができる。歯１９８は、集積回路素子の複数のリードの間に位置決めされる。ボア２０２は、スロット２００の１つからハウジング１９６の他端に伸びて、このハウジング１９６内に形成される。導電性要素１８０の先細のプロービング・コンタクト１８４は、ボア２０２内に位置決めされ、プロービング・チップ１８８がスロット２００内に伸びる。導電性要素１８０のボア側の端部は、ハウジング１９６から外側に伸びて、プロービング・チップ１５４の位置にくる。
【００２０】
図４は、図１に示した可撓性リード型アダプタ要素１７４の線Ｃ−Ｃ’に沿った平面の断面図である。この可撓性リード型アダプタ要素１７４は、導電性要素１８０を具えており、構造的に上述と類似し、同じ寸法の傾斜ボア１８２を一端に有する。ボア１８２は、上述の如く、導電性エラストマ１９４で埋まっている。肩部１９０及びリブ１９２が導電性要素１８０の外側表面上に形成され、それらの寸法は上述と同じである。導電性要素１８０のプロービング・コンタクト１８４の一部が変更されており、平坦部分２０６を有し、先細の指部２０８が平坦部分２０６から上方に伸びている。可撓性の導電性リード２１０が平坦部分２０６に位置決めされ、先細指部２０８が可撓性導電性リード２１０に圧着されて、このリード２１０を平坦部分２０６に固定する。
【００２１】
図５は、図１に示した矩形ピン型アダプタ要素１７６の線Ｄ−Ｄ’に沿った側部の断面図である。この矩形ピン型アダプタ要素１７６は、導電性要素１８０を有し、その一端に、構造的に上述と同様の傾斜ボア１８２を有する。このボア１８２は、上述と同様に、導電性エラストマ１９４が充填されている。肩部１９０及びリブ１９２が導電性要素１８０の外側表面上に形成され、それらの寸法は上述と同じである。プローブ・コンタクト１８４側の端部にはボア２１４が形成され、その直径は、スプリング・コンタクト２１６を受けるに充分な大きさである。このスプリング・コンタクト２１６は、円形リング２１８と共に形成してもよく、このリング２１８から伸びた可撓性指部２２０の内側に配置される。第２ボア２２２の直径は、第１ボア２１４よりも小さい。第２ボア２２２は、第１ボア２１４の近傍に形成され、矩形ピンを受ける大きさである。この好適実施例において、ボア２１４及び２２２並びにスプリング・コンタクト２１６の大きさは、０．０２５インチ（０．６３５ｍｍ）の矩形ピンを受けることができるようになっている。導電性要素１８０の全長は、約０．２７０インチ（６．８５８ｍｍ）である。導電性要素１８０のコンタクト側の端部の直径は、約０．０７２インチ（１．８２９ｍｍ）であり、ボア２１４の直径は、約０．０５１インチ（１．２９５ｍｍ）であり、その深さは、約０．０８９インチ（２．２６１ｍｍ）である。ボア２２２の直径は、約０．０３７インチ（０．９３９ｍｍ）であり、その長さは、０．０４６インチ（１．１６８ｍｍ）であり、２個のボアを組み合わせた全長は、約０．１３５インチ（３．４２９ｍｍ）である。スプリング・コンタクト２１６の一例は、ニューヨーク州オイスタ・ベイのミル・マックス・インコーポレイテッドが製造している部品番号コンタクト４７番である。これらボア２１４、２２２及びスプリング・コンタクト２１６の寸法は、０．０２５インチ（０．６３５ｍｍ）の矩形ピン用のみに限定されず、本発明の要旨を逸脱することなく、異なる寸法の矩形ピンに対して異なる寸法のボア及びスプリング・コンタクトを用いてもよい。
【００２２】
導電性要素１８０は、好ましくは、真鍮、ベリリウム銅、又は類似の導電性材料から機械加工される。ボア１８２は、ブランク（素材）の一端に機械加工により形成する。このブランクの他端を機械加工して、導電性要素１８０のプロービング・コンタクト端部を形成する。このブランクを、旋盤や類似の機械装置、例えば、研削盤などで回転させて、プローブ・ポイント型プローブ・チップ・アダプタ１７０用のプロービング・コンタクトを形成する。可撓性の導電性リード型アダプタ要素１７４にとって、ブランクのプローブ・コンタクト１８４側の端部を打ち抜き加工して、平坦部分２０６及び先細指部２０８を形成する。矩形ピン型アダプタ要素１７６では、旋盤や類似の機械装置で回転させて、ブランクのボア１８２側の端部の材料を除去する。プローブ・コンタクト１８４側の端部にボアを形成して、スプリング・コンタクト２１６を受ける。ブランクは、材料の形式に応じて熱処理する。例えば、矩形ピンのプローブ・チップ・アダプタのブランクは、真鍮で形成してもよい。真鍮は、充分な硬度であり、熱処理による利点はない。一方、ベリリウム銅で形成したブランクは、硬度を増すために熱処理が必要である。導電性要素のブランクは、スルファメート・ニッケルの鍍金層の上を金鍍金する。代わりに、導電性要素１８０は、側部断面図に示すように、第１及び第２導電性部材２２４及び２２６で形成してもよい。第１導電性部材２２４は、導電性要素１８０のボア１８２側の端部と関連し、第２導電性部材２２６は、導電性要素１８０のプローブ・コンタクト１８４側の端部と関連する。第１導電性部材２２４の周囲は、第２導電性部材２２６の周囲よりも小さい。導電性部材２２４及び２２６を加熱処理し、上述の如く鍍金して、鑞付け合金や接着などの既知の接合技術を導電性接着剤などと一緒に用いて一体にして、種々のプローブ・チップ・アダプタを作成する。周囲のサイズが異なる部材を結合して、外側に伸びる肩部１９０を導電性要素に作る。
【００２３】
図６は、図１に示すアダプタ要素ホルダ１６４の線Ｅ−Ｅ’に沿った側面の断面図である。このホルダ１６４の全長は、約０．４４０インチ（１１．１７６ｍｍ）であり、その幅が約０．３７０インチ（９．３９８ｍｍ）であり、その高さが約０．２６０インチ（６．６０４ｍｍ）である。空洞１６６の全体の深さは、約０．３４５インチ（８．７６３ｍｍ）であり、ボア１６８の長さは、約０．０９５インチ（２．４１３ｍｍ）であり、その直径は、約０．０６２インチ（１．５７５ｍｍ）である。空洞１６６の開口２３０における幅は、約０．３００インチ（７．７２ｍｍ）であり、その高さは、約０．１９０インチ（４．８２６ｍｍ）である。空洞１６６の首部までの距離は、約０．１８５インチ（４．６９９ｍｍ）である。ボア１６８とのインタフェースにおける空洞１６６の端面１３２の幅は、約０．０８０インチ（２．０３２ｍｍ）であり、その高さは、約０．０８４インチ（２．１３４ｍｍ）である。ホルダ１６４の広がりは、測定プローブ・ヘッド１５２のプローブ・チップ・ホルダ１６０の鼻部に摩擦によって適合する。要素ホルダ１６４内の参照符号２３４、及びプローブ・チップ・ホルダ１６０上の参照符号２３６で示す種々の形式のネスティング戻り止め要素を設けて、要素ホルダ１６４をプローブ・チップ・ホルダ１６０に積極的にラッチする。ある構成においては、要素ホルダは、開口２３０近傍で空洞１６６の内側に形成され、対向するノブ（ネスティング戻り止め要素）２３４を有する。対応する窪み（ネスティング戻り止め要素）２３６をプローブ・チップ・ホルダ１６０内に形成する。要素ホルダ１６４がプローブ・チップ・ホルダ１６０上に配置されると、窪み２３６がノブ２３４を受ける。他の構成では、戻り止め要素は、ホルダの空洞１６６内で対向するリブと、プローブ・チップ・ホルダ１６０内のスロットとである。これらノブ又はリブをプローブ・チップ・ホルダ１６０に設けてもよいし、窪み又はスロットを要素ホルダの空洞１６６に設けてもよいことが理解できよう。
【００２４】
図７は、図１に示した測定プローブと類似の設計特性を有する広帯域高周波数差動測定プローブ２５０の斜視図を示す。差動測定プローブ２５０は、プローブ・ヘッド２６２を有し、その一端から第１及び第２プロービング・チップ２５４及び２５６が伸びている。同軸ケーブル２５８が他端から伸びて、プローブ・ヘッドを、オシロスコープ、スペクトラム・アナライザ、ロジック・アナライザなどの測定機器に接続する。プローブ・ヘッド２５２は、導電性筒状ハウジング２６０を有し、このハウジング内に基板を収容する。能動素子及び受動素子を基板上に設けて、プローブ入力回路を形成する。プローブ・チップ２５４及び２５６並びに同軸ケーブル２５８は、基板に電気的に接続される。絶縁材料が、筒状ハウジング２６０と、同軸ケーブル２５８の一部分とを包囲する。プローブ・チップ・ホルダ２６２は、筒状ハウジング２６０の端部に結合され、基板を有する空洞を有する。第１及び第２ボアは、ホルダ内に形成され、プロービング・チップ２５４及び２５６を受けるので、これらプロービング・チップの一端がハウジングから伸びて、他端が基板に接触する。上述の如く、これらボアの直径は、０．０１９インチ（０．４８３ｍｍ）のレンジであり、長さが０．０６０インチ（１．５２４ｍｍ）のレンジであり、これらボアの中心から中心の距離が０．１００インチ（２．５４０ｍｍ）である。これらプロービング・チップは、全体の直径及び長さが上述のプロービング・チップと同じであり、ホルダの端部からの伸びる長さも上述と同じである。
【００２５】
矩形ピン型アダプタ要素２７２及び可撓性の導電性リード型アダプタ要素２７０は、上述のアダプタ要素１７６及び１７４と同じ設計である。図１のプローブ・ポイント型アダプタ要素１７０を変更して、ある角度で折れ曲がったプローブ・ポイント型アダプタ要素２７４及び２７６を形成する。これらアダプタ要素の詳細を、図７の線Ｆ−Ｆ’に沿った側部断面図である図８に示す。折れ曲がったプローブ・ポイント型アダプタ要素２７４及び２７６の各々は、導電性要素１８０を有し、その一端に傾斜したボア１８２が形成される。上述の如き導電性エラストマ１９４がボア１８２内に配置される。肩部１９０及びリブ１９２は、上述のプローブ・チップ要素１７０と同様に、導電性要素１８０のソロ側表面に形成されている。導電性要素１８０のプローブ・コンタクト１８４側の端部は、ある角度で折れ曲がったシャフト２７８を有するが、このシャフト２７８は、導電性要素１８０のボア側の端部から伸びている。好適な実施例において、この導電性要素１８０の中心線からのプロービング・チップ１８８のたわみ距離は、寸法２８０で表すと約０．０４０インチ（１．０１６ｍｍ）である。ある角度で折れ曲がったプローブ・ポイント型アダプタ要素２７４及び２７６のたわみ距離により、プローブ・チップ１８８がプロービング・チップ２５４及び２５６の回りで横方向に回転して、これらプローブ・チップ１８８の間の幾何学的ピッチを種々の寸法にして、異なる幾何学的リード・ピッチで試験点又は素子をプロービングできる。
【００２６】
一端にボアを有し、他端にプロービング・コンタクトが形成された導電性要素を具えた測定プローブ用のプローブ・チップ・アダプタについて上述した。導電性エラストマを導電性要素のボア内に配置する。導電性要素を測定プローブのプロービング・チップに反復的に固定できるように、この導電性エラストマは、引っ張り強度、圧縮ひずみ、硬度、たわみ力、伸び及び回復率が充分である。要素ホルダは、測定プローブ上に位置決め可能であり、その一端に測定プローブを受ける空洞が形成されている。要素ホルダの他端には、少なくとも１個のボアが形成されており、このボアが、空洞に向かって伸びると共に、測定プローブのプローブ・チップと位置合わせされている。導電性要素をホルダのボア内に配置して、プローブ・チップがエラストマを貫通し、プロービング・コンタクトがこのホルダから伸びる。導電性要素は、好ましくは、単一の部品として機械加工され、その第１部分がこの導電性要素のボア側の端部と関連し、第２部分が導電性要素のプロービング・コンタクト側の端部と関連している。各部分には、周囲（外周）があり、第１部分の周囲は、第２部分の周囲よりも小さく、第１部分から外側に伸びてホルダに接触する肩部を形成する。代わりに、導電性要素は、この導電性要素のボア側端部と関連した第１導電性部材で形成してもよく、この第１導電性部材の周囲は、導電性要素のプロービング・コンタクト側端部に関連した第２導電性部材の周囲よりも小さい。これら第１及び第２導電性部材を互いに結合して、外側に伸びた肩部を作る。プロービング接点は、その一端にて先細になったシャフトを有するプロービング・チップとして構成してもよいし、ボアを導電性要素内に形成して、０．０２５インチ（０．６３５ｍｍ）の矩形ピンと両立性のあるスプリング接点を受ける。差動構成のプロービング接点では、プロービング・チップのシャフトがある角度で折れ曲がり、回転可能で、プローブ・チップを分離する構成とし、異なる集積回路リードの幾何学的ピッチに適応できるようにする。このプローブ・チップ・アダプタは、シングル・エンド測定プローブ及び差動測定プローブの両方と一緒に使用可能である。
【００２７】
本発明の要旨を逸脱することなく、本発明の上述の実施例の細部において種々の変形変更が可能なことが当業者には理解できよう。
【００２８】
【発明の効果】
上述の如く、本発明の測定プローブ用プローブ・チップ・アダプタによれば、低容量測定プローブと両立性があり、種々の形式構造に適用可能であり、プローブ・チップの容量及びインスタンスが小さく、測定プローブのプローブ・チップに繰り返し取り付け可能となる。さらに、プローブ・チップ・アダプタのサイズが小さくても、要素ホルダにより、かかるプローブ・チップ・アダプタを紛失するのを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による種々のプローブ・チップ・アダプタと共に使用可能な測定プローブの斜視図である。
【図２】本発明によるプローブ・チップ・アダプタに使用するプローブ・チップ要素を示し、図１の線Ａ−Ａ’に沿った側面の断面図である。
【図３】本発明によるプローブ・チップ・アダプタに使用するプローブ・チップ要素を示し、図１の線Ｂ−Ｂ’に沿った側面の断面図である。
【図４】本発明によるプローブ・チップ・アダプタに使用するプローブ・チップ要素を示し、図１の線Ｃ−Ｃ’に沿った側面の断面図である。
【図５】本発明によるプローブ・チップ・アダプタに使用するプローブ・チップ要素を示し、図１の線Ｄ−Ｄ’に沿った側面の断面図である。
【図６】本発明によるプローブ・チップ・アダプタに使用するプローブ・チップ要素を示し、図１の線Ｅ−Ｅ’に沿った側面の断面図である。
【図７】本発明によるプローブ・チップ・アダプタの種々の実施例と使用可能な差動測定プローブ斜視図である。
【図８】本発明によるプローブ・チップ・アダプタに使用する折れ曲がったプローブ・チップ要素を示し、図７の線Ｆ−Ｆ’に沿った側面の断面図である。
【図９】ソケット型プローブ・チップ及び関連したプローブ・チップ・アダプタを有する従来の測定プローブを示す斜視図である。
【図１０】ソケット型プローブ・チップ及び関連したプローブ・チップ・アダプタを有する従来の差動測定プローブを示す斜視図である。
【符号の説明】
１０能動プローブ
１２ソケット型プローブ・チップ
１４接地ソケット
１６位置決め援助型プローブ・チップ・アダプタ
２６標準プロービング・チップ
３４プローブ・チップ・アダプタ
４０プローブ・チップ・アダプタ
５０差動型プローブ
５２測定プローブ・ヘッド
５４、５６ダブル・ソケット型プロービング・チップ
１５０測定プローブ
１５２測定プローブ・ヘッド
１５４プロービング・チップ
１５６同軸ケーブル
１５８筒状ハウジング
１６０プローブ・チップ・ホルダ
１６２プローブ・チップ・アダプタ
１６４要素ホルダ
１６６空洞
１６８ボア
１７０プローブ・チップ
１７２位置決め援助型アダプタ要素
１７４導電性リード型アダプタ要素
１７６矩形ピン型アダプタ要素
１８０導電性要素
１８２ボア
１８３ベベル（斜面）
１８４プローブ・コンタクト
１８６プローブ・コンタクト・シャフト
１８８プローブ・チップ
１９０肩部
１９２リブ
１９４導電性エラストマ
１９８歯
２００スロット
２０２ボア
２０６平坦部分
２０８先細指部
２１０リード
２１４ボア
２１６スプリング・コンタクト
２１８リング
２２０可撓性指部
２２２ボア
２２４、２２６導電性部材
２３０開口
２３４ノブ（ネスティング戻り止め要素）
２３６窪み（ネスティング戻り止め要素）
２５０差動測定プローブ
２５２プローブ・ヘッド
２５４、２５６プロービング・チップ
２５８同軸ケーブル
２６０筒状ハウジング
２７０矩形ピン型アダプタ要素
２７２導電性リード型アダプタ要素
２７４、２７６プローブ・ポイント型アダプタ要素
２７８シャフト
２８０寸法

Claims

測定プローブから延びた少なくとも１個のプロービング・チップを有する上記測定プローブ用のプローブ・チップ・アダプタであって、
一端にボアを有し、他端にプロービング・コンタクトが形成された少なくとも１個の導電性要素と、
該導電性要素の上記ボア内に配置され、上記導電性要素を上記測定プローブのプロービング・チップに反復的に固定できるように、引っ張り強度、圧縮ひずみ、硬度、たわみ力、伸び及び回復率が充分である導電性エラストマと、
上記測定プローブに配置可能で、上記測定プローブを受ける空洞が一端に形成され、上記空洞に向かって伸びると共に上記プロービング・チップと位置合わせされた少なくとも１個のボアが他端に形成された要素ホルダとを具え、
上記導電性要素は、上記ボア側の端部付近に形成され外側に伸びるリブと、該リブに対して上記端部と反対側に形成され外側に伸びる肩部を有し、上記リブが上記要素ホルダのボアとかみ合い、上記肩部が上記要素ホルダの上記他端と接触して、上記要素ホルダのボア内に位置決めされて、上記プロービング・コンタクトが上記要素ホルダから伸び、
上記プロービング・チップが上記導電性要素のボア内の上記エラストマに挿入され、上記要素ホルダが上記測定プローブの鼻部に配置されることを特徴とする測定プローブ用プローブ・チップ・アダプタ。
上記測定プローブは、上記測定プローブから伸びる第１及び第２プロービング・チップを有する差動プローブであり、
上記プローブ・チップ・アダプタは、上記ボア内に配置された導電性エラストマを有する第２導電性要素を更に具え、
上記要素ホルダは、上記ホルダに形成され、上記空洞に向かって伸び、上記第２プロービング・チップと位置合わせされた第２ボアを更に有し、
上記第２導電性要素が上記第２ホルダのボア内に位置決めされて、
上記第２プロービング・チップが上記第２導電性要素の上記エラストマを貫通し、上記第２導電性要素の上記プロービング・コンタクトが上記ホルダから伸びることを特徴とする請求項１の測定プローブ用プローブ・チップ・アダプタ。