JP5612287B2 - 同軸プローブピンおよびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ＩＣチップや基板上の電気回路などの電気的な特性検査に使用される同軸プローブピンおよび同軸ケーブルと、その製造方法とに関する。

近年、半導体ＩＣの処理速度の高速化に伴い、より高い周波数の検査信号を伝送しうるよう、シールド構造を備えた同軸型のプローブピン（同軸プローブピン）あるいはプローブピンとなる同軸ケーブルが必要とされている（特許文献１参照）。

上記同軸プローブピンや同軸ケーブルは、基本的には、導電針となる内部導体の周囲に絶縁体を設け、この絶縁体の外周に、複数本の線材からなる外部導体を設けたものである。通常は、さらに、外部導体の外周にシースが設けられる。

特開２００２−２５７８４９号公報

ところで、上記同軸プローブピンでは、端末処理等のために、両端部は、外部導体の外周を被覆するシースから、外部導体が段階的に突出して剥き出しとなる形に加工されている。

上記のように剥き出しとなった外部導体は、取扱い中に変形したり、ばらけたりしやすく、その後の取扱いに支障が生じるという問題があった。同様の問題は同軸ケーブルでも生じる。

本発明は、剥き出しとなった外部導体の端部が変形したり、ばらけたりしないようにすることを課題とする。

本発明の第１は、同軸プローブピンに関するもので、導電針となる内部導体と、上記内部導体の周囲に設けられた絶縁体と、上記絶縁体の外周に設けられた接着層と、複数本の線材からなり上記接着層により上記絶縁体の外周に固定した状態で設けられた外部導体とを備えたことを特徴とする。

上記構成によれば、接着層により外部導体は絶縁体の外周面に固定されており、特に、同軸プローブピンの端部においては、剥き出しとなった外部導体の端部は、接着層により絶縁体の外周面に固定されているから、変形したりばらけたりすることがない。

なお、上記構成において、接着層となる接着材料は、テープとして絶縁体の外周に巻き付けてもよいし、ペースト状として絶縁体の外周面に塗布してもよい。

上記同軸プローブピンにおいて、上記接着層は、上記絶縁体よりも低い温度で溶融する材料からなることが望ましい。

上記構成では、絶縁体の外周に上記接着層の材料を設け、さらにその外周に外部導体を設けた後、上記接着層の材料を溶融させることで、外部導体を絶縁体の外周面に固定することができ、その場合、絶縁体を変形させたり特性を劣化させたりすることがない。

本発明の第２は、同軸ケーブルに関するもので、内部導体と、上記内部導体の周囲に設けられた絶縁体と、上記絶縁体の外周に設けられた接着層と、複数本の線材からなり上記接着層により上記絶縁体の外周に固定した状態で設けられた外部導体とを備えたことを特徴とする。

上記同軸ケーブルでは、端部等において外部導体が剥き出しになっていても、変形したりばらけたりすることがない。

本発明の第３は、同軸プローブピンに関するもので、内部に導電針となる内部導体を有する絶縁体を備え、上記絶縁体の外周に、上記絶縁体よりも低い温度で溶融する材料からなる接着テープを巻回し、上記巻回した接着テープの外周に、複数本の線材からなる外部導体を巻回した上で、これら外部導体、接着テープおよび絶縁体を含む構造体に対して、上記絶縁体が溶融する温度より低い温度であって上記接着テープが溶融する温度で加熱処理を施すことで、上記接着テープを溶融一体化させて接着層とし、上記接着層により上記絶縁体の外周に上記外部導体を接着固定したことを特徴とする。

上記構成によれば、溶融した接着テープからなる接着層により、外部導体は絶縁体の外周面に固定されており、同軸プローブピンの端部においては、剥き出しとなった外部導体の端部は、上記接着層により絶縁体の外周面に固定されているから、変形したりばらけたりすることがない。

この場合、接着テープを溶融するための加熱処理は、絶縁体が溶融する温度より低い温度で行われるから、絶縁体を変形させたり特性を劣化させたりすることがない。

また、接着層は、絶縁体の外周に巻回した接着テープが溶融一体化することで形成されるから、接着層各部の厚さをコントロールしやすく、接着剤を塗布して接着層を形成する場合に比べ、接着層の厚さにばらつきがなく、外部導体の巻回が容易になる。

本発明の第４は、同軸プローブピンの製造方法に関するもので、内部に導電針となる内部導体を有する絶縁体を用意し、上記絶縁体の外周に、上記絶縁体よりも低い温度で溶融する材料からなる接着テープを巻回し、上記巻回した接着テープの外周に、複数本の線材からなる外部導体を巻回し、上記巻回した外部導体の周囲に、上記接着テープと同等の温度で溶融する材料からなるテープを巻き付けた外部テープ層を配置し、上記外部テープ層、外部導体、接着テープおよび絶縁体を含む構造体に対して、上記絶縁体が溶融する温度より低い温度であって上記接着テープおよび外部テープ層が溶融する温度で加熱処理を施すことで、上記接着テープを溶融一体化させて接着層とし、この接着層により上記外部導体を上記絶縁体の外周に接着固定するとともに、外部導体の外周に外部テープ層を溶融一体化させることを特徴とする。

上記の同軸プローブピンの製造方法では、剥き出しとなった外部導体が変形したりばらけたりしない同軸プローブピンが得られるほか、外部テープ層と外部導体と接着テープと絶縁体とを含む構造体に対して、一度の加熱処理を行うだけで、絶縁体に対する外部導体の接着固定と、外部テープ層を溶融一体化させることによる被覆とを一挙に行うことができ、作業工程が簡略化する。

また、この製造方法では、接着層は、接着テープにより各部一定の厚さとすることができ、接着層の厚さにばらつきがなく、絶縁体に対する外部導体の密着度が一定する。さらに、接着テープを溶融するための加熱処理は、絶縁体が溶融する温度より低い温度で行われるから、絶縁体を変形させたり特性を劣化させたりすることがない。

上記同軸プローブピンの製造方法においては、上記接着テープは、上記絶縁体の外周に、巻き部が互いに隣接する一重巻き、もしくは巻き部のほぼ半分の幅部分が順次重なる１／２ラップ巻きにより、表面に凸部がない形に巻回されることが望ましい。

上記の製造方法では、接着テープの表面に凸部が形成されない結果、この接着テープの外周に外部導体を巻回する際に、外部導体の各線材が接着テープの段差に乗り上げること等による巻回不良の発生を未然に防止することができる。

さらに、上記同軸プローブピンの製造方法においては、上記接着テープと上記外部導体とは、互いに逆の螺旋方向に巻回されることが好ましい。接着テープと外部導体との巻回方向が同じである場合は、一方の緩み方向の力は、他方を同じように緩ませるように作用することがあるが、上記した方法では、一方の緩み方向の力は、他方を緩ませるようには作用せず、むしろ一方の緩みは他方との接触で阻止されることになり、これにより、両者の緩みが防止される。

上記の同軸プローブピンの製造方法において、上記のように、接着テープと外部導体とが互いに逆の螺旋方向に巻回される場合では、さらに、上記接着テープの巻回方向と上記外部導体の巻回方向との交叉角度αは、８０°＜α＜１００°に設定されていることが好ましい。

上記の方法では、接着テープと外部導体との両巻回方向はほぼ直交することになり、一方の緩み方向の力が、他方の緩み方向に加わることは皆無となり、両者は接することで、互いの緩みをより確実に防止することになる。

本発明によれば、同軸プローブピンや同軸ケーブルの端部において剥き出しとなっている外部導体が変形したり、ばらけたりするのをなくすことができ、その後の取扱いに支障が生じない。

本発明の第１実施形態に係る同軸プローブピンの半部を断面して示した側面図。 図１の同軸プローブピンの横断面図。 本発明の第２実施形態に係る同軸プローブピンの横断面図。 本発明の同軸プローブピンの製造過程の説明図で、絶縁体の外周に接着テープと外部導体とを巻回している状態を示している。

以下、本発明の第１の実施の形態を図面に基づいて説明すると、図１および図２に示すように、本実施形態に係る同軸プローブピン１は、導電針となる内部導体２と、この内部導体２が中心に挿通した状態に設けられた絶縁体３と、絶縁体３の外周に設けられた接着層４と、この接着層４により絶縁体３の外周に接着固定された外部導体５と、外部導体５の外周を覆うシース６とを備える。

同軸プローブピン１は、全体が軸心方向での長さが約２０ｍｍ、外径が約０．３ｍｍの極細線状に構成されており、端部では、シース６に対して外部導体５が段階的に突出して剥き出しになっている。内部導体２は、直径が約０．１ｍｍのタングステン単線で形成されている。

絶縁体３は、例えばＰＦＡ（テトラフロオロエチレンパーフロオロアルキルビニルエーテル重合体）などの絶縁樹脂材で成形されたものである。この絶縁体３は、内部中心に内部導体２が挿通されている。

接着層４は、絶縁体３の融点よりも低い融点を有する材料、要するに、絶縁体３よりも低い温度で溶融する材料からなる。この接着層４は、例えば、ペースト状の接着材料の塗布により形成してもよいが、本実施形態では、後に詳しく述べるように、絶縁体３よりも低い温度で溶融する樹脂製テープ（接着テープ）を絶縁体３の外周に巻回し、この巻回した接着テープを加熱により溶融一体化させて接着層４としている。

接着テープとしては、誘電率が２．５〜３．５程度と低い点と、均一な厚さとしやすい点とで、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ、誘電率２．８＠１ＫＨｚ）あるいはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ、誘電率３．２＠１ＫＨｚ）などのポリエステルテープが好適である。

上記のようにテープを用いる以外では、熱可塑性接着剤、例えば、米国ＣＳＰＭ社製「ステイスティック」（商品名：ＳＴＡＹＳＴＩＫ、誘電率３．８〜５．６）をペースト状にしてスプレー等が塗布して接着層４とすることが可能である。

外部導体５は、直径が０．０３ｍｍの錫メッキした銅合金細線の２０数本を螺旋状に巻回して形成されている。シース６は、接着層４の材料の融点と同等の融点を有する材料、要するに、接着層４の材料と同程度の温度で溶融する材料からなり、具体的には、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）のテープで構成されている。

上記第１実施形態では、絶縁体３を中実としたが、図３に示す第２の実施形態のように、中空としてもよい。すなわち、絶縁体３は、内部に内部導体２が挿通して設けられている内側絶縁層３ａと、この内側絶縁層３ａから放射状に延びる複数本（実施形態では６本）のリブ３ｂ，３ｂ，…と、リブ３ｂの外端に連結する外側絶縁層３ｃとを有し、周方向に隣り合うリブ３ｂ，３ｂの間には、内部導体２の長さ方向に貫通する隙間３ｄが形成されている。

次に、上記構成の同軸プローブピン１の製造方法を説明すると、まず、内部導体２の周囲に絶縁体３を形成し、内部に内部導体２を有する絶縁体３を用意する。

上記の絶縁体３の外周には接着層４を設けるのであるが、それにはまず、図３に示すように、接着層４となる接着テープ４０を螺旋状に巻回する。

接着テープ４０は、絶縁体３より融点が低く、絶縁体３よりも低い温度で溶融する材料からなるものである。この接着テープ４０は、図示のように、巻き部が互いにほぼ隙間なく隣接する一重巻きをすることで、表面に凸部がない形に巻回する。あるいは、１／２ラップ巻きのように、巻き部の所定幅部分が順次重なるラップ巻きをすることで、表面に凸部がない形に巻回してもよい。

次いで、螺旋状に巻回した接着テープ４０の外周に外部導体５を、接着テープ４０とは逆の螺旋方向に巻回する。これは、接着テープ４０および外部導体５の巻き状態が、ともに緩まないようにするためである。

この場合、接着テープ４０の巻回方向Ｄｔと外部導体５の巻回方向Ｄｏとの交叉角度αを、
８０°＜α＜１００° ……………………（イ）
に設定する。このように、接着テープ４０の巻回方向と外部導体５の巻回方向とを直角、もしくは直角に近い角度で交叉させていることにより、接着テープ４０および外部導体５の巻き状態が、ともに緩まないように維持される。

さらに、巻回した外部導体５の周囲には、巻回したテープからなる外部テープ層であるシース６を設けて、このシース６、外部導体５、接着テープ４０、絶縁体３および内部導体２からなる構造体を加熱炉内に送り込んで、上記構造体に対して、絶縁体３が溶融する温度より低い温度であって接着テープ４０およびシース６の材料テープが溶融する温度（具体的には、１００〜１５０℃）で加熱処理を施す。

上記の加熱処理により、外部導体５の外周では、シース６の材料テープが溶融して一体化し、外部導体５の全周を密に被覆する。

また、外部導体５の内側では、接着テープ４０が溶融して一体化し接着層４となり、外部導体５を絶縁体３の外周面に接着固定する。これにより、外部導体５の端部がシース６（溶融固化した外部テープ層）よりも突出して剥き出しになっていても、変形したりばらけたりすることが防止される。

なお、加熱処理の温度は、絶縁体３が溶融する温度より低い温度であるから、絶縁体３は変形したり溶融することはない。

他の実施形態としては、表面に接着剤を有する樹脂テープを絶縁体３の外周に螺旋巻き、もしくは絶縁体の長さ方向に添えて巻き付けるることで、接着層４を形成してもよい。

１ ……同軸プローブピン
２ ……内部導体
３ ……絶縁体
４ ……接着層
４０……接着テープ
５ ……外部導体
６ ……シース

Claims (2)

1. 内部に導電針となる内部導体を有する絶縁体を備え、
   上記絶縁体の外周に、上記絶縁体よりも低い温度で溶融する材料からなる接着テープを、巻き部が互いに隣接する一重巻き、もしくは巻き部が順次重なる１／２ラップ巻きにより、表面に凸部がない形に巻回し、
   上記巻回した接着テープの外周に、複数本の線材からなる外部導体を巻回した上で、これら外部導体、接着テープおよび絶縁体を含む構造体に対して、上記絶縁体が溶融する温度より低い温度であって上記接着テープが溶融する温度で加熱処理を施すことで、上記接着テープを溶融一体化させて接着層とし、
   上記接着層により上記絶縁体の外周に上記外部導体を接着固定し、
   上記接着テープと上記外部導体とは、互いに逆の螺旋方向に巻回され、
   上記接着テープの巻回方向と上記外部導体の巻回方向との交叉角度αは、
   ８０°＜α＜１００°
   に設定されていることを特徴とする同軸プローブピン。
2. 内部に導電針となる内部導体を有する絶縁体を用意し、
   上記絶縁体の外周に、上記絶縁体よりも低い温度で溶融する材料からなる接着テープを、巻き部が互いに隣接する一重巻き、もしくは巻き部が順次重なる１／２ラップ巻きにより、表面に凸部がない形に巻回し、
   上記巻回した接着テープの外周に、複数本の線材からなる外部導体を巻回し、
   上記巻回した外部導体の周囲に、上記接着テープと同等の温度で溶融する材料からなるテープを巻き付けた外部テープ層を配置し、
   上記外部テープ層、外部導体、接着テープおよび絶縁体を含む構造体に対して、上記絶縁体が溶融する温度より低い温度であって上記接着テープおよび外部テープ層が溶融する温度で加熱処理を施すことで、上記接着テープを溶融一体化させて接着層とし、この接着層により上記外部導体を上記絶縁体の外周に接着固定するとともに、外部導体の外周に外部テープ層を溶融一体化させ、
   上記接着テープと上記外部導体とは、互いに逆の螺旋方向に巻回され、
   上記接着テープの巻回方向と上記外部導体の巻回方向との交叉角度αは、
   ８０°＜α＜１００°
   に設定されていることを特徴とする同軸プローブピンの製造方法。

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