JP5300628B2 - コネクタ、ケーブルアッセンブリ、コネクタ用共通化導体および半導体試験装置 - Google Patents

コネクタ、ケーブルアッセンブリ、コネクタ用共通化導体および半導体試験装置 Download PDF

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Description

本発明は、コネクタ、ケーブルアッセンブリ、コネクタ用共通化導体および半導体試験装置に関し、特には、信号伝送特性の向上を実現する技術に関する。
従来、複数の同軸ケーブルをハーネス状にしてコネクタにより電子機器と接続する構成が知られている。こうした同軸ケーブルでは、シグナル線を囲むグランド導体が設けられており、外部からの電磁波をグランド導体が遮断する。また、コネクタにおいても、シグナル端子とグランド端子とが設けられ、シグナル端子への外部からの電磁波をグランド端子が遮断する。
特開2008−226736号公報
ところで、各同軸ケーブルのグランド導体やグランド端子は、本来は同電位のはずであるが、接地された地点から離れている等の理由により、異なる電位を持って互いに影響を及ぼすことがあり、これにより、信号伝送特性が損なわれるおそれがある。
本発明は、上記実情に鑑みて為されたものであり、信号伝送特性の向上を図ることが可能なコネクタ、ケーブルアッセンブリ、コネクタ用共通化導体および半導体試験装置を提供することを主な目的とする。
上記課題を解決するため、本発明のコネクタは、各同軸ケーブルのグランド導体に接続されるグランド端子と、前記各グランド端子が挿入される複数の挿入孔が形成された筐体と、前記筐体に保持され、前記グランド導体または前記グランド端子に接触する複数の接触導体部、及び前記複数の接触導体部に繋がる共通導体部を含む共通化導体と、を備えることを特徴とする。
本発明によると、各同軸ケーブルの先端部に設けられたグランド導体の電位が共通化導体によって共通化されるので、信号伝送特性の向上を図ることができる。
また、本発明の一実施形態では、前記筐体は、前記挿入孔の開口が形成された開口形成面の周囲から当該コネクタの挿抜方向に延び、前記開口形成面を底面とする凹部を形成する延長部を有し、前記凹部内に前記共通化導体が収容される。これによると、コネクタの挿抜が容易であると共に、形成される凹部が有効的に利用される。
また、本発明の一実施形態では、前記共通化導体は、前記延長部の内壁に当接して保持される。これによると、共通化導体の位置ずれが抑制される。
また、本発明の一実施形態では、前記筐体には、前記接触導体部の少なくとも一部が挿入される、前記挿入孔と連続する接触用孔が形成される。これによると、接触導体部が接触用孔で位置決めされるので、同軸ケーブルとの接触が維持されやすい。
また、本発明の一実施形態では、前記接触用孔内および前記接触導体部には、前記接触用孔内で前記接触導体部を固定する機構が設けられる。これによると、接触導体部が接触用孔内で固定されるので、同軸ケーブルとの接触が維持されやすい。
また、本発明の一実施形態では、前記接触導体部は、前記グランド導体または前記グランド端子との接触により弾性変形する弾性アームを有する。これによると、同軸ケーブルと接触導体部の接触圧が高められる。
また、本発明の一実施形態では、前記各接触導体部に、幅方向に横断する肉薄部が形成される。これによると、所望の補助グランド導体の切り離しが可能であるので、グランド導体の電位が共通化される同軸ケーブルと、共通化されない同軸ケーブルとを選択的に設定できる。
また、本発明の一実施形態では、前記延長部の先端部に、前記開口形成面の外方に張り出すフランジ部が設けられる。これによると、コネクタの挿抜が更に容易である。
また、本発明の一実施形態では、当該コネクタが、雄型コネクタとされ、相手方となる雌型コネクタに嵌合するときに、前記延長部が、前記雌型コネクタの外側に位置する。これによると、コネクタの挿抜が更に容易である。
また、本発明のコネクタ用共通化導体は、筐体に形成された複数の挿入孔に挿入される、各同軸ケーブルのグランド導体またはこれに接続されるグランド端子に接触する複数の接触導体部と、前記複数の接触導体部に繋がる共通導体部と、を含むことを特徴とする。
また、本発明のケーブルアッセンブリは、複数の同軸ケーブルと、前記各同軸ケーブルのグランド導体に接続されるグランド端子と、前記各グランド端子が挿入される複数の挿入孔が形成された筐体と、前記筐体に保持され、前記グランド導体または前記グランド端子に接触する複数の接触導体部、及び前記複数の接触導体部に繋がる共通導体部を含む共通化導体と、を備えることを特徴とする。また、本発明の半導体試験装置は、上記本発明のケーブルアッセンブリを備えることを特徴とする。
本発明の一実施形態に係る半導体試験装置の概略図である。 本発明の一実施形態に係るコネクタの嵌合状態を表す斜視図である。 同コネクタの嵌合状態を説明するための分解斜視図である。 同コネクタの斜視図である。 同コネクタの筐体の要部を拡大した斜視図である。 同コネクタの断面図である。 同軸ケーブルの先端部の斜視図である。 同軸ケーブルの先端部の分解斜視図である。 同コネクタの共通化導体の斜視図である。 本発明の一実施形態に係るコネクタの組み立てを表す断面図である。 同コネクタの組み立てを表す断面図である。 同コネクタの組み立てを表す断面図である。 同コネクタの共通化導体の斜視図である。 同コネクタの共通化導体の平面図である。 同コネクタの共通化導体の側面図である。
本発明のコネクタ、ケーブルアッセンブリ、コネクタ用共通化導体および半導体試験装置の実施形態を、図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る半導体試験装置100の概略図である。半導体試験装置100は、テストヘッド105と、テストヘッド105上に配置されるマザーボード104と、マザーボード104上に配置されるパフォーマンスボード103と、パフォーマンスボード103上に配置されるデバイスソケット102と、を備えている。
試験対象となる半導体101は、デバイスソケット102に装着される。パフォーマンスボード103の下面には、複数のコネクタ113が設けられている。各コネクタ113は、パフォーマンスボード103及びデバイスソケット102を介して、半導体101に電気的に接続される。
マザーボード104の上面には、複数のコネクタ114が設けられている。各コネクタ114には、マザーボード104に収容される同軸ケーブル50の上端が挿入されている。マザーボード104の下面には、本発明の一実施形態に係るコネクタ10が複数設けられている。各コネクタ10には、マザーボード104に収容される同軸ケーブル50の下端が挿入されている。なお、コネクタ10と同軸ケーブル50とで、本発明の一実施形態に係るケーブルアッセンブリ1が構成される。
テストヘッド105の上面には、上記コネクタ10と嵌合する相手方コネクタ80が複数設けられている。各相手方コネクタ80は、テストヘッド105の回路基板の端部に取り付けられ、各試験モジュール106に接続されている。各試験モジュール106は、試験装置本体107からの指示に応じて試験信号を発生し、半導体101に対して出力する。
図2A及び図2Bは、コネクタ10の嵌合状態を表す斜視図および分解斜視図である。これらの図に示されるように、コネクタ10は、略矩形箱状の雄型コネクタとして構成されており、一方の長辺側が、雌型コネクタとしての相手方コネクタ80に挿入される。コネクタ10の他方の長辺側には、同軸ケーブル50が取り付けられる。相手方コネクタ80は、回路基板90の端部に取り付けられる。
[第1実施形態]
以下、本発明のコネクタの第1実施形態について説明する。図3は、コネクタ10の斜視図である。同図では、一部の挿入孔20a、接触用孔20b及び同軸ケーブル50の図示が省略されている。図4は、筐体2の要部を拡大した斜視図である。図5は、コネクタ10の断面図である。図6A及び図6Bは、同軸ケーブル50の先端部の斜視図および分解斜視図である。図7は、共通化導体3の斜視図である。
図3ないし図5に示されるように、コネクタ10は、略矩形箱状の筐体2と、この筐体2に保持される共通化導体3と、同軸ケーブル50の先端に設けられるグランド端子54、シグナル端子56及び支持絶縁部58(詳細は後述する。)を有している。
筐体2は、略矩形箱状の本体部20を有しており、この本体部20のY1方向の面には、同軸ケーブル50の先端部が挿入される複数の挿入孔20aが形成されている。これら挿入孔20aは、本体部20のY1方向の面からY2方向に延びており、Z1,Z2方向の2段でX1−X2方向に沿って所定間隔で配列している。この本体部20のY1方向の面は、挿入孔20aの開口が形成された開口形成面である。
また、筐体2は、本体部20のY1方向の面の周囲からY1方向に延び、当該Y1方向の面を取り囲む矩形枠状の延長部21を有している。この延長部21は、本体部20のY1方向の面を底面とする凹部21aを形成している。延長部21の2つの長辺部のY1方向の端には、本体部20のY1方向の面の外方に向けて張り出すフランジ部23が設けられている。
延長部21及びフランジ部23は、コネクタ10が上記相手方コネクタ80にY1方向側から挿入され、嵌め合わされたときに、相手方コネクタ80の外側に位置する(図2Aを参照)。これら延長部21及びフランジ部23は、コネクタ10を挿抜する際に、使用者によって把持される。
本体部20のY1方向の面の、挿入孔20aと延長部21との間には、各挿入孔20aに対応して複数の接触用孔20bが形成されている。これら接触用孔20bは、各挿入孔20aよりもY1−Y2方向の長さが短く、内部で各挿入孔20aと連続している。これら接触用孔20bには、挿入孔20aに挿入された同軸ケーブル50と接触する共通化導体3が挿入される。
接触用孔20b内では、延長部21側の端でX1,X2方向の各方に広がり、共通化導体3が圧入される圧入溝207が形成されている(図4を参照)。これら圧入溝207は、接触用孔20bよりもY1−Y2方向の長さが短く、Y1方向に向けて開放されている。
図5A及び図5Bに示されるように、同軸ケーブル50は、ケーブル部52の先にグランド端子54とシグナル端子56とを有している。ケーブル部52は、シグナル線52aと、シグナル線52aを囲む筒状のグランド導体52bと、シグナル線52aとグランド導体52bの間に介在する誘電体部52cと、グランド導体52bを囲む外皮部52dとを有している。ケーブル部52の先端部では、先端に向かうに伴って、グランド導体52b、誘電体部52c及びシグナル線52aがこの順に露出している。
ケーブル部52の誘電体部52cには、絶縁性の樹脂材料により成型された、ケーブル部52と同方向に延びる矩形板状の支持絶縁部58が取り付けられている。この支持絶縁部58の基端部には、周面状の浅い谷部581と、それよりも先端側で板厚方向に二股に突出する挟持部583とが設けられている。谷部581には、ケーブル部52の誘電体部52cが配置され、挟持部583には、ケーブル部52のシグナル線52aが挟持される。
ケーブル部52のシグナル線52aには、導電性の金属薄板により成形された、ケーブル部52と同方向に延びる矩形板状のシグナル端子56が半田付けされている。このシグナル端子56は、支持絶縁部58の挟持部583と先端部589との間に取り付けられる。このシグナル端子56では、ケーブル部52と同方向に延びる基端部56bと先端部56aとが幅方向にずれ、支持絶縁部58の中央部から一方の長辺部585に寄っている。
ケーブル部52のグランド導体52bには、導電性の金属薄板により成形されたグランド端子54が半田付けされている。このグランド端子54は、ケーブル部52と同方向に延びる半筒状部54bと、この半筒状部54bの一方の端部から同方向に延びる断面略L字状の先端部54aとを有している。また、グランド端子54には、半筒状部54bから切り起こされた、抜け止めのための切り起こし片54cが設けられている。なお、図5Aは、半筒状部54bが半八角筒状に構成された例を表し、図5Bは、半筒状部54bが半円筒状に構成された例を表す。
グランド端子54の半筒状部54b内にはケーブル部52の先端部が挿入されると共に、半筒状部54bとグランド導体52bとが半田付けされる。また、支持絶縁部58の基端部は、半筒状部54bの開放端を閉塞するように、半筒状部54bに取り付けられる。半筒状部54bは、ケーブル部52の先端に露出するシグナル線52aと、シグナル端子56の基端部56bとの周囲の半周分以上を覆う。
グランド端子54の先端部54aは、支持絶縁部58のうち、シグナル端子56の先端部56aが位置する長辺部585とは逆側の長辺部587に取り付けられる。これにより、シグナル端子56の先端部56aとグランド端子54の先端部54aとが幅方向に並列する。これらは、コネクタ10が上記相手方コネクタ80に嵌め合わされたときに、相手方コネクタ80に保持された端子と接触する。
こうした同軸ケーブル50の先端部は、図5に示されるように、グランド端子54の半筒状部54bの開放側および支持絶縁部58の裏面側が、Z1−Z2方向の内側、すなわち仕切壁200が位置する側を向くようにして、筐体2の挿入孔20aに挿入される。また、筐体2の接触用孔20bは、グランド端子54の半筒状部54bの頂部側に位置する。
図7に示されるように、共通化導体3は、導電性の金属薄板を折り曲げることで成形されており、一方向に延び、先端部が反り上がった複数の接触導体部32と、これら接触導体部32の基端部に繋がる共通導体部34とを有している。接触導体部32は、共通導体部34から一方向に延びる延伸部321と、この延伸部321の先に設けられた幅広部323と、この幅広部323から表面側に起曲され、裏面側に弾性変形可能な弾性アーム325とを有している。また、各接触導体部32には、幅方向に横断するように肉薄部38が形成されており、所望の接触導体部32を共通導体部34から切り離すことが可能である。
こうした共通化導体3は、図5に示されるように、筐体2の凹部21a内で延長部21の内壁に沿って収容され、各接触導体部32の先端部が、本体部20のY1方向の面に形成された各接触用孔20bに挿入される。具体的には、共通導体部34、接触導体部32の延伸部321及び幅広部323が延長部21の内壁と当接し、このうち幅広部323は、接触用孔20bの脇に形成された圧入溝207に圧入される。
接触導体部32の弾性アーム325は、幅広部323から挿入孔20aに向けて延びており、挿入孔20aに挿入された同軸ケーブル50の先端部によって幅広部323の側に押し下げられて、接触圧を生じる。具体的には、接触導体部32の弾性アーム325は、グランド端子54の半筒状部54bの頂部に接触している。
このように共通化導体3が配置されることにより、各同軸ケーブル50のグランド導体52b及びグランド端子54の電位が共通化されるので、各同軸ケーブル50の信号伝送特性の向上を図ることが可能となる。
また、各接触導体部32には肉薄部38が設けられているので(図7を参照)、例えば、一部の同軸ケーブル50を電源供給のために使用する場合等に、電源供給のための同軸ケーブル50に対応する接触導体部32を共通導体部34から切り離すことで、信号伝送のための同軸ケーブル50に電源ノイズが及ばないようにすることができる。
[第2実施形態]
以下、本発明のコネクタの第2実施形態について説明する。図8Aないし図8Cは、コネクタ10の組み立てを表す断面図である。図9Aないし図9Cは、共通化導体40の斜視図、平面図および側面図である。なお、上記実施形態と重複する構成については、同番号を付すことで詳細な説明を省略する。
これらの図に示されるように、本実施形態では、筐体2の本体部20のY1方向の面でZ1,Z2方向の2列に配列する挿入孔20aの間に、各挿入孔20aに対応して複数の接触用孔20bが形成されている。これら接触用孔20bは、各挿入孔20aと同程度の長さを有し、内部で各挿入孔20aと連続している。これら接触用孔20bには、挿入孔20aに挿入された同軸ケーブル50と接触する補助グランド導体4が挿入される。
接触用孔20b内では、Z1,Z2方向に並ぶ接触用孔20bの間の仕切壁200に、補助グランド導体4に対応する形状が施されている(図8Aを参照)。具体的に、仕切壁200は、Y2方向の片半部がY1方向の片半部よりも幅広の2段形状とされており、これらの間に段差部205が設けられている。また、仕切壁200のY2方向の端部には、補助グランド導体4が掛止められる凸状の被掛止部203が設けられている。
同軸ケーブル50の先端部は、図8Cに示されるように、グランド端子54の半筒状部54bの開放側および支持絶縁部58の裏面側が、Z1−Z2方向の内側、すなわち仕切壁200の側を向くようにして、筐体2の挿入孔20aに挿入される。また、筐体2の接触用孔20bは、グランド端子54の半筒状部54bの開放側に位置する。
図9Aないし図9Cに示されるように、共通化導体40は、導電性の金属薄板を折り曲げることで成形されており、複数の補助グランド導体4と、これら補助グランド導体4の基端部に繋がる共通導体部49とを有している。このうち、補助グランド導体4は、上記同軸ケーブル50のグランド端子54と同程度の長さで一方向に延びた形状を有している。具体的に、補助グランド導体4は、基端部41と、この基端部41に対して厚さ方向の表面側にずれた先端部42と、この先端部42の先端で裏面側に折り返された掛止爪部43と、基端部41と先端部42を繋ぐ段差部45と、基端部41から表面側に起曲され、裏面側に弾性変形可能な弾性アーム47とを有している。
こうした共通化導体40の補助グランド導体4は、図8Bに示されるように、裏面側がZ1−Z2方向の内側、すなわち仕切壁200の側を向くようにして、筐体2の接触用孔20bに挿入される。具体的には、補助グランド導体4が接触用孔20bに挿入されると、段差部45が仕切壁200の段差205に突き当たると共に、掛止爪部43が仕切壁200の被掛止部203を乗り越えて、掛止められる。また、弾性アーム47の一部は、挿入孔20a内まで進入する。
そして、図8Cに示されるように、筐体2の挿入孔20aに同軸ケーブル50の先端部が挿入されると、補助グランド導体4の弾性アーム47は、同軸ケーブル50の先端部によって基端部41の側に押し下げられ、接触圧を生じる。具体的には、補助グランド導体4の弾性アーム47は、グランド端子54の半筒状部54bの間に保持された、ケーブル部52のグランド導体52bに接触している。
このように共通化導体40が配置されることにより、各同軸ケーブル50のグランド導体52b、グランド端子54及び補助グランド導体4の電位が共通化されるので、各同軸ケーブル50の信号伝送特性の向上を図ることが可能となる。
また、各補助グランド導体4には、肉薄部48が設けられているので(図9B及び図9Cを参照)、例えば、一部の同軸ケーブル50を電源供給のために使用する場合等に、電源供給のための同軸ケーブル50に対応する補助グランド導体4を共通導体部49から切り離すことで、信号伝送のための同軸ケーブル50に電源ノイズが及ばないようにすることができる。
なお、補助グランド導体4は、同軸ケーブル50の先端部に設けられた支持絶縁部58と対向するように配置されている。具体的には、補助グランド導体4の先端部42は、グランド端子54の半筒状部54bの先端部、すなわち半筒状部54bのうち、ケーブル部52のシグナル線52aとシグナル端子56の基端部56bとが配置された部分の開放側を閉塞するように配置される。さらに、補助グランド導体4の先端部42は、グランド端子54の先端部54aとシグナル端子56の先端部56aとが並列した部分でも、支持絶縁部58を挟んでこれらと対向する。
このように補助グランド導体4が配置されることによって、ケーブル部52の先端に露出するシグナル線52aと、シグナル端子56との周囲に配置されるグランド導体(本実施形態では、グランド端子54及び補助グランド導体4)が、グランド端子54単独の場合と比較して増加するため、同軸ケーブル50の信号伝送特性の向上を図ることが可能となる。
補助グランド導体4の基端部41は、先端部42よりも同軸ケーブル50から離れており、これにより形成される空間を利用して弾性アーム47が起曲されている。同軸ケーブル50の先端部のうち、この基端部41と対向する部分は、グランド導体52bが位置する部分であるので、基端部41から離れていても特段の影響はない。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形実施が当業者にとって可能であるのはもちろんである。
1 ケーブルアッセンブリ、10 コネクタ、2 筐体、20 本体部、20a 挿入孔、20b 接触用孔、21 延長部、21a 凹部、23 フランジ部、200 仕切壁、203 被掛止部、205 段差部、207 圧入溝、3 共通化導体、32 接触導体部、321 延伸部、323 幅広部、325 弾性アーム、34 共通導体部、4 補助グランド導体、40 共通化導体、41 基端部、42 先端部、43 掛止爪部、45 段差部、47 弾性アーム、48 肉薄部、49 共通導体部、50 同軸ケーブル、52 ケーブル部、52a シグナル線、52b グランド導体、52c 誘電体部、52d 外皮部、54 グランド端子、54a 先端部、54b 半筒状部、54c 切り起こし片、56 シグナル端子、56a 先端部、56b 基端部、58 支持絶縁部、581 谷部、583 挟持部、585,587 長辺部、589 先端部、80 相手方コネクタ、90 回路基板、100 半導体試験装置、101 半導体、102 デバイスソケット、103 パフォーマンスボード、104 マザーボード、105 テストヘッド、106 試験モジュール、107 試験装置本体、113,114 コネクタ。

Claims (8)

  1. 各同軸ケーブルのグランド導体に接続されるグランド端子と、
    前記各グランド端子が挿入される複数の挿入孔が形成された筐体と、
    前記筐体に保持され、前記グランド導体または前記グランド端子に接触する複数の接触導体部、及び前記複数の接触導体部に繋がる共通導体部を含む共通化導体と、
    を備え
    前記筐体は、前記挿入孔の開口が形成された開口形成面の周囲から当該コネクタの挿抜方向に延び、前記開口形成面を底面とする凹部を形成する延長部であって、当該コネクタが雄型コネクタとされ、相手方となる雌型コネクタに嵌合するときに、前記雌型コネクタの外側に位置する延長部を有し、
    前記凹部内に前記共通化導体が収容される、
    コネクタ。
  2. 前記延長部の先端部に、前記開口形成面の外方に張り出すフランジ部が設けられる、
    請求項1に記載のコネクタ。
  3. 前記筐体には、前記接触導体部の少なくとも一部が挿入される、前記挿入孔と連続する接触用孔が形成され、前記接触用孔内および前記接触導体部には、前記接触用孔内で前記接触導体部を固定する機構が設けられる、
    請求項1に記載のコネクタ。
  4. 前記接触導体部は、前記グランド導体または前記グランド端子との接触により弾性変形する弾性アームを有する、
    請求項1に記載のコネクタ。
  5. 前記各接触導体部に、幅方向に横断する肉薄部が形成される、
    請求項4に記載のコネクタ。
  6. 前記共通化導体は、前記延長部の内壁に当接して保持される、
    請求項5に記載のコネクタ。
  7. 複数の同軸ケーブルと、
    前記各同軸ケーブルのグランド導体に接続されるグランド端子と、
    前記各グランド端子が挿入される複数の挿入孔が形成された筐体と、
    前記筐体に保持され、前記グランド導体または前記グランド端子に接触する複数の接触導体部、及び前記複数の接触導体部に繋がる共通導体部を含む共通化導体と、
    を備え
    前記筐体は、前記挿入孔の開口が形成された開口形成面の周囲から当該コネクタの挿抜方向に延び、前記開口形成面を底面とする凹部を形成する延長部であって、当該コネクタが雄型コネクタとされ、相手方となる雌型コネクタに嵌合するときに、前記雌型コネクタの外側に位置する延長部を有し、
    前記延長部の先端部に、前記開口形成面の外方に張り出すフランジ部が設けられ、
    前記凹部内に前記共通化導体が収容されることを特徴とするケーブルアッセンブリ。
  8. 請求項7に記載のケーブルアッセンブリを備えることを特徴とする半導体試験装置。
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