WO2020137863A1 - 電気的接続装置 - Google Patents

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晃寛 首藤
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    • G01R1/07371—Multiple probes with individual probe elements, e.g. needles, cantilever beams or bump contacts, fixed in relation to each other, e.g. bed of nails fixture or probe card with provisions for altering position, number or connection of probe tips; Adapting to differences in pitch using an intermediate card or back card with apertures through which the probes pass

Definitions

  • the present invention relates to an electrical connection device used for measuring the characteristics of a device under test.
  • An electrical connection device with a probe is used to measure the characteristics of integrated circuits without separating them from the wafer.
  • one end of the probe is brought into contact with the measurement pad of the object to be inspected, and the other end of the probe is a terminal (hereinafter referred to as “land”) arranged on the wiring board. ) Contact.
  • the land is electrically connected to a measuring device such as a tester.
  • the electric characteristics of the inspection object are inspected by passing a current through the inspection object through the probe.
  • the total length of the probe may be increased by lengthening the spring part.
  • the total length of the probe becomes long, it is difficult to measure the high frequency characteristics of the inspection object with high accuracy.
  • the present invention provides an electrical connection device that secures stable electrical connection between an object to be inspected and a probe and can measure high-frequency characteristics of the object to be inspected with high accuracy. To aim.
  • an insulating probe in which a top side plunger and a bottom side plunger electrically insulated from the barrel are electrically connected inside the barrel, and a conductive region and an insulating region are seen in a plan view.
  • An electrical connection device is provided having a composite guide plate disposed adjacent to each other, wherein the barrel of an insulating probe is connected to a ground potential through a conductive region.
  • an electrical connection device that can secure a stable electrical connection between the device under test and the probe and can measure the high frequency characteristics of the device under test with high accuracy.
  • the electrical connecting device includes a rod-shaped insulating probe 10, a conductive probe 20, an insulating probe 10 and a probe head 30 holding the conductive probe 20.
  • the insulating probe 10 and the conductive probe 20 are collectively referred to as a “probe”.
  • the electrical connection device shown in FIG. 1 is a vertically operating probe card used for measuring the electrical characteristics of the device under test 4, and one end of the probe is used to measure the device under test 4 when the device under test 4 is measured. With the measurement pad (not shown). In FIG. 1, the probe is not in contact with the inspection object 4. On the other hand, the other end of the probe is in contact with the land 51 arranged on the printed circuit board 5.
  • the land 51 is electrically connected to a measuring device (not shown) such as a tester, and the electrical connecting device is used when judging the electrical characteristics of the device under test 4.
  • the insulating probe 10 has a tubular barrel 13, a bottom side plunger 11, and a top side plunger 12. As shown by the arrow in FIG. 2, the base end of the bottom plunger 11 is inserted into one end of the barrel 13, and the base end of the top plunger 12 is inserted into the other end of the barrel 13. Has been done.
  • the bottom side plunger 11, the top side plunger 12, and the barrel 13 are joined by caulking or an adhesive, for example.
  • the barrel 13 has a spiral cut that penetrates the side surface.
  • the region in which the notch is formed serves as a spring portion so that the insulating probe 10 can expand and contract in the axial direction.
  • the tip of the insulating probe 10 is fixed to the land 51, and the tip of the insulating probe 10 contacting the object to be inspected 4 expands and contracts so as to move in the axial direction. ..
  • the bottom side plunger 11 and the top side plunger 12 are electrically connected inside the barrel 13.
  • the base end portion of the bottom side plunger 11 and the base end portion of the top side plunger 12 have a semicircular cutout shape.
  • the base end portion of the bottom side plunger 11 and the base end portion of the top side plunger 12 slide inside the barrel 13 while contacting each other with a flat surface having a notch shape. That is, the side surfaces of the base end portions facing each other are the current path between the bottom side plunger 11 and the top side plunger 12.
  • a portion of the bottom side plunger 11 and the top side plunger 12 facing the barrel 13 is coated with an insulating material 15, so that the bottom side plunger 11 and the top side plunger 12 are electrically insulated from the barrel 13. .
  • FIG. 3 shows the electrical configuration of the insulation probe 10.
  • a resistance R111 is an electric resistance of the tip end portion of the bottom side plunger 11
  • a resistance R112 is an electric resistance of the base end portion of the bottom side plunger 11.
  • the resistor R121 is the electrical resistance of the tip end portion of the top side plunger 12
  • the resistor R122 is the electrical resistance of the base end portion of the top side plunger 12.
  • the resistance R130 is an electric resistance other than the spring portion of the barrel 13
  • the resistance R131 is an electric resistance of the top spring portion of the barrel 13
  • the resistance R132 is a resistance of the bottom spring portion.
  • bottom side plunger 11 and the top side plunger 12 for example, AgPdCu material or the like is used.
  • a Ni material or the like is used for the barrel 13.
  • the base end of the bottom side plunger 21 is inserted into one end of the barrel 23, and the other end of the barrel 23 is inserted.
  • the base end portion of the top side plunger 22 is inserted in the portion.
  • the tip of the bottom side plunger 21 contacts the measurement pad of the device under test 4, and the tip of the top side plunger 22 is connected to the land 51.
  • the bottom side plunger 21 and the top side plunger 22 are electrically connected to the barrel 23.
  • the conductive probe 20 has conductivity continuously from one end contacted with the device under test 4 to the other end connected to the land 51.
  • the bottom side plunger 21, the top side plunger 22, and the barrel 23 are joined by caulking, an adhesive, or spot welding, for example.
  • a spring portion is formed in the barrel 23 by a spiral cut, and the conductive probe 20 is expandable and contractable in the axial direction.
  • FIG. 5 shows the electrical configuration of the conductive probe 20.
  • the resistor R211 is the electrical resistance of the tip end portion of the bottom side plunger 21, and the resistor R212 is the electrical resistance of the base end portion of the bottom side plunger 21.
  • the resistance R221 is an electric resistance of the tip end portion of the top side plunger 22, and the resistance R222 is an electric resistance of a base end portion of the top side plunger 22.
  • the resistance R230 is an electric resistance other than the spring portion of the barrel 23, the resistance R231 is an electric resistance of the bottom spring portion of the barrel 23, and the resistance R232 is a resistance of the top spring portion.
  • the probe head 30 has a plurality of guide plates arranged along the axial direction of the insulating probe 10 and the conductive probe 20, and holds the insulating probe 10 and the conductive probe 20 in a state of penetrating a guide hole formed in the guide plate. To do.
  • the probe head 30 shown in FIG. 1 includes a bottom guide plate 31 arranged on the bottom side close to the inspection object 4, a top guide plate 32 arranged on the top side close to the printed circuit board 5, a bottom guide plate 31 and a top guide.
  • a middle guide plate 33 arranged between the plates 32 is provided as a guide plate.
  • the bottom side plunger 11 of the insulation probe 10 and the bottom side plunger 21 of the conductive probe 20 penetrate the bottom guide plate 31.
  • the middle guide plate 33 of the probe head 30 includes a first middle guide plate 331, a second middle guide plate 332, and a third middle guide plate 333.
  • the probe head 30 has a composite guide plate 30A having the configuration shown in FIG. 6 as at least one of the guide plates.
  • the composite guide plate 30A has a configuration in which a conductive region 301 made of a conductive material and an insulating region 302 made of an insulating material are arranged adjacent to each other in a plan view.
  • a metal material such as copper or stainless steel is used as the conductive material.
  • a ceramic material or the like is used as the insulating material.
  • the conductive region 301 is manufactured by electroforming or stretching, and the guide hole 300 is formed by etching or laser processing.
  • a conductive material may be used for the entire conductive region 301.
  • the conductive region 301 may be formed by using a part of the film thickness direction as a conductive material.
  • the insulating probe 10 is held by the probe head 30 with the barrel 13 of the insulating probe 10 penetrating the conductive region 301. That is, the barrel 13 of the insulating probe 10 penetrates the guide hole 300 formed in the conductive region 301.
  • the shape of the conductive region 301 in plan view is arbitrary, and the conductive region 301 is arranged in a region where the insulating probe 10 penetrates the composite guide plate 30A.
  • the conductive probe 20 is held by the probe head 30 with the barrel 23 penetrating the guide hole 300 formed in the insulating region 302.
  • the probe head 30 can be configured by arranging a plurality of guide plates including the composite guide plate 30A and the insulating guide plate 30B entirely made of an insulating material along the axial direction of the probe. That is, a part of the plurality of guide plates forming the probe head 30 may be the composite guide plate 30A, and the other guide plates may be the insulating guide plates 30B.
  • the configuration of the probe head 30 shown in FIG. 8 is an example in which composite guide plates 30A and insulating guide plates 30B are alternately arranged. However, which of the guide plates is to be the composite guide plate 30A is arbitrary. At least one of the plurality of guide plates forming the probe head 30 may be the composite guide plate 30A. A ceramic material or the like is used for the insulating guide plate 30B.
  • FIG. 9 shows an example in which the probe head 30 in which the composite guide plate 30A and the insulating guide plate 30B are mixed holds the insulating probe 10 and the conductive probe 20.
  • the composite guide plate 30A is used as the first middle guide plate 331 which is closest to the bottom guide plate 31.
  • the insulating guide plate 30B is used for the bottom guide plate 31, the second middle guide plate 332, and the third middle guide plate 333.
  • all the middle guide plates 33 may be combined guide plates 30A.
  • the insulating probe 10 is connected to the measurement pad of the device under test 4 through which the high frequency signal is propagated. Then, the conductive region 301 is set to the ground potential, and the barrel 13 of the insulating probe 10 is connected to the ground potential via the conductive region 301. Since the barrel 13 at the ground potential is arranged around the bottom side plunger 11 and the top side plunger 12 through which the high frequency signal propagates, the insulated probe 10 transmits the high frequency signal even when the total length of the probe is long, for example. It can be propagated stably. Therefore, by using the insulating probe 10 for the propagation of the high frequency signal, the electrical connection device shown in FIG. 1 is preferably used for the measurement including the high frequency signal.
  • the frequency of the high frequency signal propagating through the insulating probe 10 is, for example, about 10 GHz to 15 GHz.
  • the conductive probe 20 is used to propagate an electric signal other than a high-frequency signal and to set a ground electrode, a power supply electrode, etc. of the device under test 4 to a predetermined potential.
  • the inner wall surface of the guide hole 300 formed in the conductive region 301 connected to the ground potential and the outer surface of the barrel 13 of the insulating probe 10 are in contact with each other, so that the barrel 13 of the insulating probe 10 is connected to the ground potential.
  • the insulating probe 10 is bent to bring the inner wall surface of the guide hole 300 of the conductive region 301 into contact with the outer surface of the barrel 13 of the insulating probe 10. .
  • the composite guide plate 30A is arranged in a portion where the insulating probe 10 has a large amount of bending when brought into contact with the inspection object 4 and overdriven.
  • the fixing pin 40A is To use. That is, the probe head 30 is fixed to the printed board 5 by the fixed pin 40A so that the conductive fixed pin 40A contacts the ground electrode of the printed board 5. Since the fixed pin 40A penetrates the conductive region 301, the conductive region 301 is connected to the ground potential via the fixed pin 40A.
  • the fixing pin 40A is a screw.
  • the assembly screw 50 shown in FIG. 10 is used to assemble a plurality of guide plates that form the probe head 30.
  • the insulating probe 10 in which the barrel 13 is connected to the ground potential can stably propagate a high frequency signal.
  • the configuration of the insulated probe 10 it is possible to suppress the deterioration of the high frequency characteristics even if the total length of the probe is increased. Therefore, according to the electrical connection device shown in FIG. 1, a stable connection between the device under test 4 and the probe can be ensured, and the high frequency characteristics of the device under test 4 can be measured with high accuracy.
  • the insulated probe 10 of the electrical connection device has the base end of the bottom side plunger 11 inserted into one end and the other end connected to the other end.
  • the top plunger 12 is provided with a tubular intermediate plunger 14 into which the proximal end portion is inserted.
  • the intermediate plunger 14 is made of a conductive material and is arranged inside the barrel 13.
  • the bottom side plunger 11 and the top side plunger 12 are electrically connected via the intermediate plunger 14. That is, the intermediate plunger 14 is a current path between the bottom side plunger 11 and the top side plunger 12.
  • the same material as the bottom side plunger 11 and the top side plunger 12 is used for the intermediate plunger 14.
  • the intermediate plunger 14 is manufactured by drawing or electroforming.
  • Insulating material is coated on the portion of the intermediate plunger 14 facing the barrel 13. As a result, the bottom side plunger 11 and the top side plunger 12 are electrically insulated from the barrel 13.
  • the intermediate plunger 14 and the top side plunger 12 are inserted. Contact. At this time, the base end portion of the top side plunger 12 is configured to slide inside the intermediate plunger 14 so that the insulating probe 10 in contact with the DUT 4 can expand and contract in the axial direction.
  • the intermediate plunger 14 and the bottom side plunger 11 can be inserted. You may make it contact.
  • the intermediate plunger 14 may be formed to be axially expandable and contractible by providing a spring portion or the like. For fixing the bottom side plunger 11 or the top side plunger 12 to the intermediate plunger 14, spot welding or caulking fixing can be used.
  • the electrical connection device As shown in FIG. 12, the electrical connection device according to the second exemplary embodiment of the present invention penetrates the guide hole 300 formed in the conductive region 301 of the composite guide plate 30A, and the ground electrode Pg of the device under test 4. Further provided is a conductive probe 20G abutting on the. In the measurement pad of the device under test 4, only the ground electrode Pg is shown by a black circle and the others are shown by white circles in FIG.
  • the conductive probe 20G has the same configuration as the conductive probe 20 having conductivity continuously from one end to the other end.
  • the conductive probe 20G is set to the ground potential via the land 51.
  • the conductive probe 20G is connected to the ground potential region of the printed circuit board 5 prepared for setting the ground electrode of the device under test 4 to the ground potential.
  • the land 51 to which the conductive probe 20G is connected may be set to the ground potential by setting a measuring device such as a tester.
  • the barrel 13 of the insulating probe 10 is set to the ground potential by using the probe for setting the ground electrode Pg of the device under test 4 to the ground potential. This is a difference from the embodiment.
  • Other configurations are similar to those of the first embodiment.
  • the conductive probe 20G that contacts the ground electrode Pg of the device under test 4 contacts the conductive region 301.
  • the outer surface of the conductive probe 20G comes into contact with the inner wall surface of the guide hole 300 of the conductive region 301 of the composite guide plate 30A.
  • the barrel 13 of the insulating probe 10 is connected to the ground potential via the conductive probe 20G and the conductive region 301.
  • the high frequency signal propagates stably through the insulating probe 10.
  • the barrel 13 of the insulation probe 10 is connected to the ground potential via the conductive probe 20G.
  • the conductive probe 20G As described above, in the electrical connection device according to the second embodiment, the barrel 13 of the insulation probe 10 is connected to the ground potential via the conductive probe 20G.
  • the ground electrode of the printed board 5 and the conductive region 301 of the composite guide plate 30A may be directly connected by wiring or the like.

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Abstract

電気的接続装置が、ボトム側プランジャー（１１）とトップ側プランジャー（１２）がバレル（１３）の内部で電気的に接続され、且つ、ボトム側プランジャー（１１）及びトップ側プランジャー（１２）がバレル（１３）と電気的に絶縁された絶縁プローブ（１０）と、導電性材料からなる導電領域と絶縁性材料からなる絶縁領域が平面視で隣接して配置された複合ガイドプレートを有し、バレル（１３）が導電領域を貫通した状態で絶縁プローブ（１０）を保持するプローブヘッド（３０）とを備える。被検査体（４）の測定において、絶縁プローブ（１０）のバレル（１３）が導電領域を介して接地電位に接続される。

Description

電気的接続装置
　本発明は、被検査体の特性の測定に使用される電気的接続装置に関する。
　集積回路などの特性をウェハから分離しない状態で測定するために、プローブを有する電気的接続装置が用いられている。電気的接続装置を用いた検査では、プローブの一方の端部を被検査体の測定用パッドに接触させ、プローブの他方の端部を配線基板に配置された端子（以下において「ランド」という。）に接触させる。ランドは、テスタなどの測定装置と電気的に接続される。プローブを介して被検査体に電流を流すことなどにより、被検査体の電気的特性の検査が行われる。
　プローブを用いた検査では、被検査体やランドとプローブとの電気的な接続を確保する必要がある。このため、被検査体の測定用パッドとプローブとの安定した接触抵抗を得るために測定用パッドの材料に応じたプローブ荷重と、測定用パッドの高さのバラつきに影響されない十分なストローク量とを同時に実現するプローブ設計が必要である。例えば、プローブを強く被検査体に押し付けるためにオーバードライブ（ＯＤ）をかけたり、プローブを弾性変形させることによってプローブとランドにプリロードをかけたりしている。また、側面にスリット状の切り込みを形成して弾性変形するバネ部をプローブに設ける構造が採用されている（特許文献１参照。）。
特開２０１０－２８１５８３号公報
　被検査体やランドとプローブとの電気的な接続を確保するために、バネ部を長くするなどしてプローブの全長が長くなる場合がある。しかし、プローブの全長が長くなると、被検査体の高周波特性を高精度に測定することが難しい。
　上記問題点に鑑み、本発明は、被検査体とプローブとの安定した電気的な接続を確保し、且つ、被検査体の高周波特性を高精度に測定できる電気的接続装置を提供することを目的とする。
　本発明の一態様によれば、バレルと電気的に絶縁されたトップ側プランジャー及びボトム側プランジャーがバレルの内部で電気的に接続された絶縁プローブと、導電領域と絶縁領域が平面視で隣接して配置された複合ガイドプレートを有し、絶縁プローブのバレルが導電領域を介して接地電位に接続された電気的接続装置が提供される。
　本発明によれば、被検査体とプローブとの安定した電気的な接続を確保し、且つ、被検査体の高周波特性を高精度に測定できる電気的接続装置を提供できる。
本発明の第１の実施形態に係る電気的接続装置の構成を示す模式図である。 本発明の第１の実施形態に係る電気的接続装置の絶縁プローブの構成を示す模式図である。 図２に示した絶縁プローブの電気的な構成を示す模式図である。 本発明の第１の実施形態に係る電気的接続装置の導電プローブの構成を示す模式図である。 図４に示した導電プローブの電気的な構成を示す模式図である。 本発明の第１の実施形態に係る電気的接続装置の複合ガイドプレートの構成を示す模式図である。 本発明の第１の実施形態に係る電気的接続装置の複合ガイドプレートの他の構成を示す模式図である。 本発明の第１の実施形態に係る電気的接続装置のプローブヘッドの構成を示す模式図である。 本発明の第１の実施形態に係る電気的接続装置のプローブヘッドが絶縁プローブと導電プローブを保持する例を示す模式図である。 本発明の第１の実施形態に係る電気的接続装置の複合ガイドプレートの導電領域を接地電位にする構成の例を示す模式図である。 本発明の第１の実施形態に係る電気的接続装置の絶縁プローブの他の構成を示す模式図である。 本発明の第２の実施形態に係る電気的接続装置の複合ガイドプレートの導電領域を接地電位にする構成の例を示す模式図である。
　次に、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各部の長さや厚みの比率などは現実のものとは異なる。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。
　本発明の第１の実施形態に係る電気的接続装置は、図１に示すように、棒形状の絶縁プローブ１０と導電プローブ２０、絶縁プローブ１０及び導電プローブ２０を保持するプローブヘッド３０を備える。以下において、絶縁プローブ１０と導電プローブ２０を総称して「プローブ」という。図１に示す電気的接続装置は、被検査体４の電気的特性の測定に使用される垂直動作式プローブカードであり、被検査体４の測定時にプローブの一方の端部が被検査体４の測定用パッド（図示せず）と接触する。図１では、プローブが被検査体４に接触していない状態を示している。一方、プローブの他方の端部は、プリント基板５に配置されたランド５１と接触している。ランド５１はテスタなどの測定装置（図示せず）と電気的に接続されており、電気的接続装置は被検査体４の電気的特性を判断する際に使用される。
　絶縁プローブ１０は、管形状のバレル１３、ボトム側プランジャー１１、及びトップ側プランジャー１２を有する。図２に矢印で示したように、バレル１３の一方の端部にボトム側プランジャー１１の基端部が挿入され、バレル１３の他方の端部にトップ側プランジャー１２の基端部が挿入されている。ボトム側プランジャー１１及びトップ側プランジャー１２とバレル１３とは、例えばカシメや接着剤によって接合される。
　バレル１３には、側面を貫通する螺旋状の切り込みが形成されている。この切り込みの形成された領域がバネ部となって、絶縁プローブ１０は軸方向に伸縮自在である。被検査体４の測定においては、絶縁プローブ１０の先端部がランド５１に固定され、被検査体４に当接した絶縁プローブ１０の先端部が軸方向に移動するように絶縁プローブ１０が伸縮する。
　ボトム側プランジャー１１とトップ側プランジャー１２は、バレル１３の内部で電気的に接続されている。例えば、図２に示すように、ボトム側プランジャー１１の基端部とトップ側プランジャー１２の基端部を半円形の切り欠き形状とする。ボトム側プランジャー１１の基端部とトップ側プランジャー１２の基端部は、切り欠き形状の平坦面で接触しながらバレル１３の内部で摺動する。即ち、互いに対向する基端部の側面が、ボトム側プランジャー１１とトップ側プランジャー１２の間の電流経路である。一方、ボトム側プランジャー１１及びトップ側プランジャー１２のバレル１３と対向する部分に絶縁材１５をコーティングして、ボトム側プランジャー１１及びトップ側プランジャー１２がバレル１３と電気的に絶縁される。例えば、被検査体４の測定用パッドと接触する部分、ランド５１と接触する部分、及び基端部の切り欠いた平坦面を除いたボトム側プランジャー１１とトップ側プランジャー１２の表面を、絶縁材１５によりコーティングする。
　図３に、絶縁プローブ１０の電気的な構成を示す。図３において、抵抗Ｒ１１１はボトム側プランジャー１１の先端部の電気抵抗であり、抵抗Ｒ１１２はボトム側プランジャー１１の基端部の電気抵抗である。抵抗Ｒ１２１はトップ側プランジャー１２の先端部の電気抵抗であり、抵抗Ｒ１２２はトップ側プランジャー１２の基端部の電気抵抗である。抵抗Ｒ１３０はバレル１３のバネ部以外の電気抵抗であり、抵抗Ｒ１３１はバレル１３のトップ側のバネ部の電気抵抗、抵抗Ｒ１３２はボトム側のバネ部の抵抗である。
　ボトム側プランジャー１１及びトップ側プランジャー１２には、例えばＡｇＰｄＣｕ材などが使用される。バレル１３には、Ｎｉ材などが使用される。
　図１に示した電気的接続装置の導電プローブ２０は、例えば図４に示すように、バレル２３の一方の端部にボトム側プランジャー２１の基端部が挿入され、バレル２３の他方の端部にトップ側プランジャー２２の基端部が挿入された構成である。ボトム側プランジャー２１の先端部が被検査体４の測定用パッドに当接し、トップ側プランジャー２２の先端部がランド５１に接続する。ボトム側プランジャー２１及びトップ側プランジャー２２はバレル２３と電気的に接続している。これにより、導電プローブ２０は、被検査体４に当接される一方の端部からランド５１に接続する他方の端部まで連続して導電性を有する。ボトム側プランジャー２１及びトップ側プランジャー２２とバレル２３とは、例えばカシメや接着剤、或いはスポット溶接によって接合される。バレル２３には螺旋状の切り込みによりバネ部が形成され、導電プローブ２０は軸方向に伸縮自在である。
　図５に、導電プローブ２０の電気的な構成を示す。抵抗Ｒ２１１はボトム側プランジャー２１の先端部の電気抵抗であり、抵抗Ｒ２１２はボトム側プランジャー２１の基端部の電気抵抗である。抵抗Ｒ２２１はトップ側プランジャー２２の先端部の電気抵抗であり、抵抗Ｒ２２２はトップ側プランジャー２２の基端部の電気抵抗である。抵抗Ｒ２３０はバレル２３のバネ部以外の電気抵抗であり、抵抗Ｒ２３１はバレル２３のボトム側のバネ部の電気抵抗、抵抗Ｒ２３２はトップ側のバネ部の抵抗である。
　プローブヘッド３０は、絶縁プローブ１０及び導電プローブ２０の軸方向に沿って配置された複数のガイドプレートを有し、絶縁プローブ１０及び導電プローブ２０をガイドプレートに形成したガイド穴を貫通した状態で保持する。図１に示したプローブヘッド３０は、被検査体４に近いボトム側に配置されたボトムガイドプレート３１、プリント基板５に近いトップ側に配置されたトップガイドプレート３２、ボトムガイドプレート３１とトップガイドプレート３２の間に配置されたミドルガイドプレート３３をガイドプレートとして有する。絶縁プローブ１０のボトム側プランジャー１１及び導電プローブ２０のボトム側プランジャー２１が、ボトムガイドプレート３１を貫通する。絶縁プローブ１０のトップ側プランジャー１２及び導電プローブ２０のトップ側プランジャー２２が、トップガイドプレート３２を貫通する。そして、絶縁プローブ１０のバレル１３及び導電プローブ２０のバレル２３が、ミドルガイドプレート３３を貫通する。図１に示した例では、プローブヘッド３０のミドルガイドプレート３３が、第１ミドルガイドプレート３３１、第２ミドルガイドプレート３３２及び第３ミドルガイドプレート３３３により構成されている。
　プローブヘッド３０は、図６に示す構成の複合ガイドプレート３０Ａをガイドプレートの少なくとも一枚として有する。複合ガイドプレート３０Ａは、導電性材料からなる導電領域３０１と絶縁性材料からなる絶縁領域３０２が平面視で隣接して配置された構成である。導電性材料としては、例えば銅やステンレスなどの金属材が使用される。絶縁性材料としては、セラミック材などが使用される。例えば電鋳や延伸加工により導電領域３０１を製造し、ガイド穴３００をエッチングやレーザー加工などにより形成する。
　複合ガイドプレート３０Ａでは、例えば図６に示すように、導電領域３０１の全体に導電性材料を用いてもよい。或いは、図７に示すように、膜厚方向の一部のみを導電性材料として導電領域３０１を構成してもよい。
　絶縁プローブ１０のバレル１３が導電領域３０１を貫通した状態で、絶縁プローブ１０がプローブヘッド３０に保持される。即ち、絶縁プローブ１０のバレル１３は、導電領域３０１に形成されたガイド穴３００を貫通する。平面視における導電領域３０１の形状は任意であり、複合ガイドプレート３０Ａを絶縁プローブ１０が貫通する領域に導電領域３０１が配置される。一方、導電プローブ２０は、絶縁領域３０２に形成されたガイド穴３００をバレル２３が貫通した状態で、プローブヘッド３０に保持される。
　なお、複合ガイドプレート３０Ａと全体が絶縁性材料からなる絶縁ガイドプレート３０Ｂを含む複数のガイドプレートをプローブの軸方向に沿って配置して、プローブヘッド３０を構成することができる。即ち、プローブヘッド３０を構成する複数のガイドプレートのうちの一部のガイドプレートを複合ガイドプレート３０Ａとし、他のガイドプレートを絶縁ガイドプレート３０Ｂとしてもよい。図８に示したプローブヘッド３０の構成は、複合ガイドプレート３０Ａと絶縁ガイドプレート３０Ｂを交互に配置した例である。ただし、ガイドプレートのいずれを複合ガイドプレート３０Ａにするかは任意である。プローブヘッド３０を構成する複数のガイドプレートの少なくとも１枚を複合ガイドプレート３０Ａにすればよい。絶縁ガイドプレート３０Ｂには、例えばセラミック材などが使用される。
　図９に、複合ガイドプレート３０Ａと絶縁ガイドプレート３０Ｂを混在させたプローブヘッド３０が、絶縁プローブ１０と導電プローブ２０を保持する例を示した。トップガイドプレート３２と、ミドルガイドプレート３３のうちボトムガイドプレート３１に最近接の第１ミドルガイドプレート３３１に複合ガイドプレート３０Ａが使用されている。一方、ボトムガイドプレート３１、第２ミドルガイドプレート３３２及び第３ミドルガイドプレート３３３に絶縁ガイドプレート３０Ｂが使用されている。ただし、ミドルガイドプレート３３をすべて複合ガイドプレート３０Ａにしてもよい。
　被検査体４の測定において、絶縁プローブ１０は、被検査体４の高周波信号が伝搬される測定用パッドに接続される。そして、導電領域３０１は接地電位に設定され、絶縁プローブ１０のバレル１３が導電領域３０１を介して接地電位に接続される。高周波信号が伝搬するボトム側プランジャー１１及びトップ側プランジャー１２の周囲に接地電位のバレル１３が配置された構成であるため、例えばプローブの全長が長い場合にも、絶縁プローブ１０は高周波信号を安定して伝搬させることができる。したがって、絶縁プローブ１０を高周波信号の伝搬に使用することにより、図１に示した電気的接続装置は高周波信号を含む測定に好適に使用される。絶縁プローブ１０を伝搬する高周波信号の周波数は、例えば１０ＧＨｚ～１５ＧＨｚ程度である。一方、導電プローブ２０は、高周波信号以外の電気信号の伝搬や、被検査体４の接地電極や電源電極などを所定の電位に設定するために使用される。
　例えば、接地電位に接続された導電領域３０１に形成されたガイド穴３００の内壁面と、絶縁プローブ１０のバレル１３の外側面とが接触することにより、絶縁プローブ１０のバレル１３が接地電位に接続される。このため、絶縁プローブ１０を被検査体４と当接させたときに絶縁プローブ１０を撓ませることにより、導電領域３０１のガイド穴３００の内壁面と絶縁プローブ１０のバレル１３の外側面を接触させる。例えば、被検査体４と当接させてオーバードライブをかけたときに絶縁プローブ１０の撓み量が大きい部分に複合ガイドプレート３０Ａを配置する。
　導電領域３０１を接地電位に設定するには種々の方法が可能である。例えば、図１０に示すように、プローブヘッド３０をプリント基板５に固定するために使用される導電領域３０１を貫通する固定ピン４０Ａと絶縁領域３０２を貫通する固定ピン４０Ｂのうち、固定ピン４０Ａを利用する。即ち、導電性の固定ピン４０Ａがプリント基板５の接地電極に接触するように、固定ピン４０Ａによってプローブヘッド３０をプリント基板５に固定する。固定ピン４０Ａが導電領域３０１を貫通することにより、固定ピン４０Ａを介して導電領域３０１が接地電位に接続される。固定ピン４０Ａと導電領域３０１を確実に電気的に接続するために、例えば固定ピン４０Ａをネジにする。なお、図１０に示した組立ネジ５０は、プローブヘッド３０を構成する複数のガイドプレートの組み立てに使用される。
　以上に説明したように、本発明の第１の実施形態に係る電気的接続装置では、バレル１３を接地電位に接続した絶縁プローブ１０によって高周波信号を安定して伝搬させることができる。この絶縁プローブ１０の構成によれば、プローブの全長を長くしても高周波特性が低下することを抑制できる。このため、図１に示した電気的接続装置によれば、被検査体４とプローブとの安定した接続を確保し、且つ被検査体４の高周波特性を高精度に測定できる。
　＜変形例＞
　第１の実施形態の変形例に係る電気的接続装置の絶縁プローブ１０は、図１１に示すように、一方の端部にボトム側プランジャー１１の基端部が挿入され、他方の端部にトップ側プランジャー１２の基端部が挿入された管形状の中間プランジャー１４を備える。中間プランジャー１４は導電性の材料からなり、バレル１３の内部に配置される。
　中間プランジャー１４を介して、ボトム側プランジャー１１とトップ側プランジャー１２が電気的に接続される。つまり、中間プランジャー１４は、ボトム側プランジャー１１とトップ側プランジャー１２との間の電流経路である。中間プランジャー１４には、ボトム側プランジャー１１やトップ側プランジャー１２と同様の材料が使用される。中間プランジャー１４は、延伸加工や電鋳などにより製造される。
　中間プランジャー１４のバレル１３と対向する部分には、絶縁材がコーティングされている。これにより、ボトム側プランジャー１１及びトップ側プランジャー１２は、バレル１３と電気的に絶縁される。
　例えば、一方の端部にボトム側プランジャー１１を固定した中間プランジャー１４の他方の端部にトップ側プランジャー１２の基端部を挿入して、中間プランジャー１４とトップ側プランジャー１２を接触させる。このとき、中間プランジャー１４の内部でトップ側プランジャー１２の基端部が摺動するように構成し、被検査体４と当接した絶縁プローブ１０が軸方向に伸縮できるようにしておく。若しくは、一方の端部にトップ側プランジャー１２を固定した中間プランジャー１４の他方の端部にボトム側プランジャー１１の基端部を挿入して、中間プランジャー１４とボトム側プランジャー１１を接触させるようにしてもよい。或いは、バネ部を設けるなどして中間プランジャー１４を軸方向に伸縮自在に形成してもよい。ボトム側プランジャー１１やトップ側プランジャー１２と中間プランジャー１４との固定には、スポット溶接やカシメ固定などを用いることができる。
　（第２の実施形態）
　本発明の第２の実施形態に係る電気的接続装置は、図１２に示すように、複合ガイドプレート３０Ａの導電領域３０１に形成されたガイド穴３００を貫通し、被検査体４の接地電極Ｐｇに当接される導電プローブ２０Ｇを更に備える。図１２では、被検査体４の測定用パッドについて、接地電極Ｐｇのみを黒丸で示し、他は白丸で示している。導電プローブ２０Ｇは、一方の端部から他方の端部まで連続して導電性を有する導電プローブ２０と同様の構成である。導電プローブ２０Ｇは、ランド５１を介して接地電位に設定される。例えば、被検査体４の接地電極を接地電位に設定するために用意されたプリント基板５の接地電位領域に、導電プローブ２０Ｇが接続される。または、テスタなどの測定装置の設定によって、導電プローブ２０Ｇが接続するランド５１を接地電位にしてもよい。
　つまり、図１２に示した電気的接続装置は、被検査体４の接地電極Ｐｇを接地電位にするためのプローブを利用して絶縁プローブ１０のバレル１３を接地電位にすることが、第１の実施形態と異なる点である。その他の構成については、第１の実施形態と同様である。
　図１２に示した電気的接続装置では、被検査体４の接地電極Ｐｇに当接する導電プローブ２０Ｇが導電領域３０１に接触する。例えば、被検査体４の測定において導電プローブ２０Ｇが撓むことにより、導電プローブ２０Ｇの外側面が複合ガイドプレート３０Ａの導電領域３０１のガイド穴３００の内壁面と接触する。これにより、導電プローブ２０Ｇ及び導電領域３０１を介して、絶縁プローブ１０のバレル１３が接地電位に接続される。その結果、絶縁プローブ１０を高周波信号が安定して伝搬する。
　以上に説明したように、第２の実施形態に係る電気的接続装置では、導電プローブ２０Ｇを介して絶縁プローブ１０のバレル１３が接地電位に接続される。その結果、被検査体４とプローブとの安定した接続を確保し、且つ被検査体４の高周波特性を高精度に測定できる。他は、第１の実施形態と実質的に同様であり、重複した説明を省略する。
　（その他の実施形態）
　上記のように本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
　例えば、プリント基板５の接地電極と複合ガイドプレート３０Ａの導電領域３０１を、配線などにより直接に接続してもよい。
　このように、本発明はここでは記載していない様々な実施形態などを含むことはもちろんである。

Claims (12)

  1. 　被検査体の測定に使用される電気的接続装置であって、
    　管形状のバレル、前記バレルの一方の端部に基端部が挿入されたボトム側プランジャー、及び前記バレルの他方の端部に基端部が挿入されたトップ側プランジャーを有し、前記ボトム側プランジャーと前記トップ側プランジャーが前記バレルの内部で電気的に接続され、且つ、前記ボトム側プランジャー及び前記トップ側プランジャーが前記バレルと電気的に絶縁された絶縁プローブと、
    　導電性材料からなる導電領域と絶縁性材料からなる絶縁領域が平面視で隣接して配置された複合ガイドプレートを有し、前記バレルが前記導電領域を貫通した状態で前記絶縁プローブを保持するプローブヘッドと
    　を備え、前記被検査体の測定において、前記絶縁プローブの前記バレルが前記導電領域を介して接地電位に接続されることを特徴とする電気的接続装置。
  2. 　接地電位に接続された前記導電領域に形成されたガイド穴の内壁面と、前記ガイド穴を貫通する前記絶縁プローブの前記バレルの外側面とが接触することにより、前記絶縁プローブの前記バレルが接地電位に接続されることを特徴とする請求項１に記載の電気的接続装置。
  3. 　前記絶縁プローブを前記被検査体と当接させたときに前記絶縁プローブが撓むことにより、前記導電領域の前記ガイド穴の内壁面と前記絶縁プローブの前記バレルの外側面とを接触させることを特徴とする請求項２に記載の電気的接続装置。
  4. 　前記ボトム側プランジャー及び前記トップ側プランジャーの前記バレルと対向する部分に絶縁材がコーティングされていることを特徴とする請求項１に記載の電気的接続装置。
  5. 　前記ボトム側プランジャーの基端部と前記トップ側プランジャーの基端部とが、互いに対向する側面で接触しながら前記バレルの内部で摺動することを特徴とする請求項１に記載の電気的接続装置。
  6. 　前記絶縁プローブが、一方の端部に前記ボトム側プランジャーの基端部が挿入され、他方の端部に前記トップ側プランジャーの基端部が挿入されて前記バレルの内部に配置された管形状の導電性の中間プランジャーを備え、
    　前記中間プランジャーを介して前記トップ側プランジャーと前記ボトム側プランジャーが電気的に接続されている
    　ことを特徴とする請求項１に記載の電気的接続装置。
  7. 　前記プローブヘッドをプリント基板に固定する導電性の固定ピンを更に備え、
    　前記プリント基板の接地電極に接続された前記固定ピンが前記導電領域を貫通し、前記固定ピン及び前記導電領域を介して前記絶縁プローブの前記バレルが接地電位に接続されることを特徴とする請求項１に記載の電気的接続装置。
  8. 　前記被検査体に当接される一方の端部から他方の端部まで連続して導電性を有する導電プローブを更に備え、
    　前記被検査体の測定において前記被検査体の接地電極に当接する前記導電プローブが前記導電領域を貫通し、前記導電プローブ及び前記導電領域を介して前記絶縁プローブの前記バレルが接地電位に接続されることを特徴とする請求項１に記載の電気的接続装置。
  9. 　前記プローブヘッドが、前記複合ガイドプレートと全体が絶縁性材料からなる絶縁ガイドプレートを含む複数のガイドプレートを前記絶縁プローブの軸方向に沿って配置した構成であることを特徴とする請求項１に記載の電気的接続装置。
  10. 　前記プローブヘッドの構成が、
    　ボトム側に配置されたボトムガイドプレートが前記絶縁ガイドプレートであり、
    　トップ側に配置されたトップガイドプレートが前記複合ガイドプレートであり、
    　前記ボトムガイドプレートと前記トップガイドプレートとの間に配置された複数のミドルガイドプレートのうち前記ボトムガイドプレートに最近接のミドルガイドプレートが前記複合ガイドプレートである
    　ことを特徴とする請求項９に記載の電気的接続装置。
  11. 　前記絶縁プローブが高周波信号の伝搬に使用されることを特徴とする請求項１に記載の電気的接続装置。
  12. 　前記バレルが、前記絶縁プローブの軸方向に伸縮自在に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の電気的接続装置。
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