WO2020175347A1 - プローブ素子およびプローブユニット - Google Patents

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淳 遠田
聖人 荒木
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株式会社村田製作所
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    • H01R2201/20—Connectors or connections adapted for particular applications for testing or measuring purposes

Definitions

  • the present invention relates to a probe element for inspecting a connector having terminals for high frequency signals.
  • Patent Document 1 describes a configuration including a pin terminal and a holder as an electrical connection device.
  • the electrical connection device described in Patent Document 1 has pin terminals arranged in a holder.
  • the pin terminal is held by an insulator arranged in the holder.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 20000 1 _ 3 0 7 8 1 1
  • the pin terminal is connected to, for example, a coaxial cable.
  • an object of the present invention is to provide a probe element that can measure a high frequency signal with high accuracy.
  • a probe element of the present invention includes a conduction pin, a cylindrical barrel, and a pushing.
  • the conduction pin has one end connected to the detected object.
  • the tubular barrel accommodates the conduction pin inside so that one end of the conduction pin is exposed to the outside.
  • the sing holds a conducting pin inside the barrel with one end movable and has a certain dielectric constant.
  • the conduction pin has a tip part including the _ end, a cylindrical socket part arranged at the other end facing the _ end, and an intermediate part connecting the tip part and the socket part.
  • Fig. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a probe unit.
  • FIG. 2 is a side view showing the configuration of the probe element.
  • FIG. 3 is a side sectional view showing the structure of the probe element.
  • Fig. 4 is a graph showing the transmission characteristics of the probe element.
  • FIG. 5 is a side view showing a derivative structure of the probe element.
  • FIG. 6 is a side view showing a derivative structure of the probe element. MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of the probe unit.
  • the probe unit 1 consists of a probe holding member 10, a support 100, a flange 30, a spring 40, a coaxial cable 51, a coaxial cable 52, and multiple signal cables 6 0, coaxial connector 510, coaxial connector 520, and ⁇ 0 2020/175347 3 ⁇ (: 171? 2020 /006967
  • the probe unit 1 may include at least the coaxial cable 51 among the coaxial cable 51, the coaxial cable 52, and the plurality of signal cables 60.
  • the probe holding member 10 has a three-dimensional shape having an inspection surface 103.
  • the probe holding member 10 holds the probe element 21, the probe element 22 and a plurality of probe elements 23. At this time, the tip of probe element 21 (one end)
  • the tip (one end) of the probe element 22 and the tips (one end) of the plurality of probe elements 23 protrude outward from the inspection surface 103. Then, the probe element 21, the probe element 22 and the plurality of probe elements 23 extend along a direction orthogonal to the inspection surface 103.
  • the probe element 21, the probe element 22 and the plurality of probe elements 23 are arranged in a predetermined pattern in the inspection surface 103. Specifically, the probe element 21 and the probe element 22 are arranged so as to sandwich the plurality of probe elements 23.
  • the probe element 21 and the probe element 22 are probe elements for measuring a high frequency signal.
  • the probe element 21 and the probe element 22 correspond to the "probe element" of the present invention.
  • the plurality of probe elements 23 are, for example, probe elements for measuring control signals, low-frequency signals, and the like.
  • the support 100 has a flat plate shape.
  • the support 100 is in contact with the surface of the probe holding member 10 opposite to the inspection surface 103.
  • the flange 30 has a flat plate shape.
  • the flange 30 is arranged on the surface of the support body 100 opposite to the probe holding member 10 side.
  • the flange 30 and the supporting body 100 are arranged with a predetermined distance.
  • the spring 40 is arranged between the support 100 and the flange 30.
  • One end of the coaxial cable 5 1 is connected to the probe element 2 1, and the other end is connected to the coaxial connector 5 10.
  • One end of the coaxial cable 52 is connected to the probe element, and the other end is connected to the coaxial connector 52.
  • One end of each of the plurality of signal cables 60 is connected to each of the plurality of probe elements 23, and the other end thereof is ⁇ 0 2020/175347 4 ⁇ (: 171? 2020 /006967
  • FIG. 2 is a side view showing the configuration of the probe element.
  • the barrel and pusher are shown in a sectional view for the sake of clarity.
  • FIG. 3 is a side sectional view showing the structure of the probe element. Since the probe element 21 and the probe element 22 have basically the same shape, the configuration of the probe element 21 will be described below with reference to FIGS. 2 and 3.
  • the probe element 21 includes a conduction pin 201 and a barrel.
  • the conduction pin 201 is composed of a tip portion 211, an intermediate portion 212, and a socket portion 2
  • the tip portion 2 11 is a conductor, and the main body portion 2 1 1 1
  • the main body 2 11 1 is rod-shaped. One end (tip) of the main body 2 1 1 1 1 is hemispherical, and the other end is connected to the end 2 1 1 2.
  • the end portion 2 1 1 1 2 has a disc shape, and the main surface of the end portion 2 1 1 1 2 is connected to the other end of the main body portion 2 1 1 1.
  • the main body 2 1 1 1 1 2 and the end portion 2 1 1 1 2 are integrally formed, for example.
  • the intermediate portion 2 12 is a conductor, and has a cylindrical housing 2 120 and a spring 2
  • the hollow portion 2 1 2 1 includes the end portion 2 1 1 2 of the leading end portion 2 11 1 and a part of the main body portion 2 1 1 1 is arranged.
  • a spring 2 1 2 2 is arranged in the hollow portion 2 1 2 1. One end of the spring 2 1 2 2 is in contact with the end 2 1 1 2. The other end of the spring 2 1 2 2 is in contact with the bottom wall 2 1 3 2 of the socket portion 2 1 3.
  • the socket portion 2 13 is a conductor and has a cylindrical shape. More specifically, the socket portion 2 13 includes a cylindrical side wall 2 1 3 0 and a bottom wall 2 1 3 2. The bottom wall 2 1 3 2 is connected to the housing 2 1 2 0 of the intermediate portion 2 1 2 and closes one end of the hollow portion 2 1 2 1.
  • the side wall 2 1 3 0 and the bottom wall 2 1 3 2 of the socket part 2 1 3 ⁇ 0 2020/175347 5 ⁇ (: 171-1? 2020 /006967
  • the inner conductor 5 11 of the coaxial cable 5 1 is housed in the enclosed recess 2 1 3 1.
  • the inner conductor 5 11 is joined to the socket 2 13 by a conductive joining material 206.
  • the insulator 5 12 and the outer conductor 5 13 of the coaxial cable 5 1 are arranged outside the recess 2 13 1 in the socket 2 13 3.
  • the socket portion 2 13 and the intermediate portion 2 12 may be integrally formed, or may be made of separate members and joined together.
  • integral formation for example, it may be formed as follows.
  • the casing 2120 of the intermediate portion 212 and a portion of the bottom wall 2131 of the socket portion 213 having a diameter larger than that of the casing 2120 are integrally formed.
  • the conduction pin 20 1 and the spring 2 12 2 are inserted into the intermediate portion 2 12.
  • the hole in the bottom wall 2 13 2 of the socket 2 13 is closed with a disk-shaped member or the like.
  • the barrel 202 is a conductor and has a cylindrical shape.
  • the inner diameter of the barrel 202 is constant regardless of the position of the barrel 202 in the extending direction.
  • the constant here includes the range of manufacturing error and shape measurement error.
  • the inner diameter refers to the length of the inner peripheral portion, and the shape of the inner peripheral portion is not limited to a circular shape, and includes an elliptical shape and a rectangular shape.
  • the barrel 202 has a wall at one end in the extending direction (direction parallel to the axial direction).
  • the wall 2202 has a hole 2222 that connects the internal space 222 of the barrel 202 with the outside.
  • the diameter of the hole 2 2 2 is such that the tip 2 11 can pass through it, and it is preferable that the diameter is as small as possible.
  • the other end of the barrel in the axial direction has an opening 2 2 3 communicating with the outside.
  • the barrel 202 has a through hole 2224 at a position on the side of the opening 223 in the axial direction (extending direction of the barrel 202).
  • Through hole 2 2 4 is how barrel 2 0 2 extends ⁇ 0 2020/175347 6 Penetrates the wall of the barrel 202 in a direction orthogonal to the direction (: 171? 2020/006967).
  • the conduction pin 201 is arranged in the internal space 2221 of the barrel 202. At this time, the direction in which the tip portion 211, the intermediate portion 212, and the socket portion 2113 of the conduction pin 201 are arranged is parallel to the extending direction of the barrel 2021.
  • the tip portion 211 of the conduction pin 201 is kneaded through the hole 2222. Then, a part of the tip end portion 2 11 of the guide pin 201 is projected to the outside from the one end surface 2023 of the barrel 20 2.
  • the pushing element 203 has an insulating property and has a predetermined dielectric constant. Pushing
  • the dielectric constant of 203 is higher than that of air.
  • the pushing 203 is the first dielectric of the present invention
  • air is the second dielectric of the present invention
  • the dielectric constant of the first dielectric of the present invention is the same as that of the second dielectric of the present invention.
  • the pushing member 203 fixes the conduction pin 201 in the inner space 222 of the barrel 202. More specifically, the pushing member 203 is disposed so as to abut between the intermediate portion 212 of the conduction pin 201 and the inner wall of the barrel 202 in the extending direction of the barrel 202. ing. Further, the pushing member 203 is in contact with the inner surface of the wall 220 of the barrel 202. As a result, the conduction pin 201 is fixed to the barrel 20 2.
  • the pushing member 203 is a conductive pin in the extending direction of the barrel member 202.
  • the pushing member 203 is arranged between the tip portion 211 of the conduction pin 201 and the inner wall of the barrel 2202. At this time, the pushing member 203 is arranged such that the front end portion 211 thereof can move in the axial direction.
  • the coaxial cable 5 1 is inserted through the opening 2 2 3 in the barrel 20 2.
  • the tip of the insulator 5 12 of the coaxial cable 5 1 is in contact with or close to the socket 2 13 3.
  • the outer conductor 5 13 of the coaxial cable 5 1 is joined to the barrel 20 2 by a conductive joining material 205. ⁇ 0 2020/175 347 7 ⁇ (: 171? 2020 /006967
  • the diameter 0 2 1 2 of the intermediate portion 2 1 2 is equal to the diameter of the socket 2
  • Diameter of 1 3 is smaller than ⁇ 2 1 3.
  • the outer diameter of the middle portion 2 12 in the direction orthogonal to the extending direction of the barrel 20 2 is smaller than the outer diameter of the socket portion 2 13.
  • the outer diameter refers to the length of the outer peripheral portion, and the shape of the outer peripheral portion is not limited to a circular shape, and includes an elliptical shape and a rectangular shape.
  • the distance 0 2 1 2 between the intermediate portion 2 12 and the barrel 2 0 2 in the direction orthogonal to the extending direction of the barrel 2 0 2 is equal to the socket 2 1 3 and the barrel 2 0 2. It is longer than the distance 0 2 1 3.
  • the distance port 2 12 and the distance port 2 13 shown here are measured, for example, at multiple points in the extension direction of the intermediate portion 2 12, the socket portion 2 13 and the barrel 20 2. It is the average value of the distances.
  • the distance mouth 2 12 is longer than the distance mouth 2 13 so that the bushing between the middle portion 2 12 and the barrel 2 02 is increased.
  • the difference between the capacitance and the capacitance between the socket ⁇ 2 1 3 and / / 2 2 can be made small.
  • the probe element 21 fixes the conduction pin 201 to the barrel 202, and the pushing element 203 is used to match the impedance in the extension direction of the conduction pin 201. There is.
  • the impedance difference between the transmission line section including the intermediate section 2 12 and the transmission line section including the socket section 2 13 can be reduced, and impedance matching can be performed.
  • the probe element 21 can transmit a high frequency signal with low loss, and the probe unit 1 including the probe element 21 can measure a high frequency signal with high accuracy.
  • FIG. 4 is a graph showing the transmission characteristics of the probe element. As shown in Figure 4 ⁇ 0 2020/175347 8 ⁇ (: 171? 2020 /006967
  • the reflection loss can be reduced over almost the entire frequency band up to. Particularly, with the configuration of the present invention, about 25 At higher frequencies, the return loss is kept below a certain level (here, 1 15 [ ⁇ 1]).
  • the diameter of the concave portion 2 1 3 1 of the socket portion 2 13 is larger than the diameter of the hollow portion 2 1 2 1 of the intermediate portion 2 1 2.
  • the diameter of the inner conductor 5 11 of the coaxial cable 5 1 can be increased and the resistance loss of the coaxial cable 5 1 can be reduced. Therefore, the measurement sensitivity of the probe unit 1 is improved.
  • the pushing member 2 is provided between the intermediate portion 2 12 and the barrel 2 02.
  • FIG. 5 is a side view showing a derivative configuration of the probe element.
  • the probe element 2 18 has the pushing element 2 0 3 8 arranged between the socket portion 2 1 3 8 and the barrel 2 0 2 with respect to the probe element 2 1. different .
  • the basic structure of the probe element 21 is the same as that of the probe element 21 and the description of the similar portions is omitted.
  • the conduction pin 201 includes a tip portion 211, an intermediate portion 212, and a socket portion 213.
  • the pushing element 2 38 is arranged between the socket portion 2 1 3 8 and the barrel 2 02.
  • the pushing 203 is not located between the middle 210 and the barrel 202. That is, there is a hollow space between the middle portion 2128 and the barrel 202.
  • air serves as the first dielectric of the present invention
  • pushing 203 serves as the second dielectric of the present invention
  • the dielectric constant of the first dielectric of the present invention is the same as that of the second dielectric of the present invention. It is lower than the dielectric constant. ⁇ 0 2020/175347 9 9 (:171? 2020 /006967
  • the diameter 0 2 1 3 8 of the socket 2 1 3 8 is smaller than the diameter 0 2 1 2 8 of the middle 2 1 2 8. With such a relationship, the probe element 21 8 can realize impedance matching, like the probe element 2 1.
  • the bushing 203 is arranged between the socket 2138 and the barrel 202.
  • the elastic force of the conduction pin 201 can be increased and the contact pressure of the probe element 21 can be increased.
  • FIG. 6 is a side view showing the active configuration of the probe element.
  • the probe device 21 differs from the probe device 21 in that an impedance adjusting member 70 is further provided.
  • the other structure of the probe element 21 is the same as that of the probe element 21 and the description of the similar portions is omitted.
  • the impedance adjusting member 70 is made of a dielectric or a conductor.
  • the impedance adjusting member 70 is arranged in contact with or close to the boundary between the socket portion 2 13 and the coaxial cable 5 1.
  • the impedance adjusting member 70 has, for example, a ring shape surrounding at least a part of the peripheral surface of the socket portion 2 13.
  • the socket portion 2 13 and the impedance adjusting member 70 are regarded as one conductor member, and the impedance adjusting member 70 of the conductor member is not arranged.
  • the outer diameter of the portion and the outer diameter of the second portion of the conductor member where the impedance adjusting member 70 is arranged can be made different, and the impedance in the extending direction (extending direction) of the conduction pin 201 can be changed. — Can control sudden changes in dance.
  • the impedance adjusting member 70 is a dielectric material, it is possible to suppress a rapid change in the dielectric constant in the extending direction (extending direction) of the conduction pin 201, whereby the extension of the conduction pin 201 can be suppressed.
  • In-direction (extending direction) ⁇ 02020/175347 10 ⁇ (: 171? 2020 /006967
  • an impedance adjusting member 70 may be arranged in contact with or close to the boundary between the intermediate portion 2 12 and the socket portion 2 13.
  • the diameter of the inner wall surface of the barrel 202 is the same at any position in the extending direction.
  • the diameter of the inner wall surface of the barrel 202 can be adjusted. Even with such a configuration, the probe element can realize impedance matching in the extending direction of the conduction pin.
  • the diameter of the intermediate portion and the socket portion may be adjusted, and the diameter of the inner wall surface of the barrel may be adjusted.

Abstract

プローブ素子（２１）は、導通ピン（２０１）、筒状のバレル（２０２）、ブッシング（２０３）を備える。バレル（２０２）は、導通ピン（２０１）の先端部（２１１）が外部に露出するように、導通ピン（２０１）を内部に収容する。ブッシング（２０３）は、先端部（２１１）が移動可能な状態で導通ピン（２０１）をバレル（２０２）の内部で保持し、所定の誘電率を有する。導通ピン（２０１）は、先端部（２１１）と、先端部（２１１）を部分的に収容する中間部（２１２）と、中間部（２１２）に接続される筒状のソケット部（２１３）と、を備える。バレル（２０２）の延在方向と直交する方向におけるソケット部（２１３）とバレル（２０２）の内壁面との距離と、中間部（２１２）とバレル（２０２）の内壁面との距離とは、異なる。

Description

\¥0 2020/175347 1 卩（：17 2020 /006967 明 細 書
発明の名称 ： プローブ素子およびプローブユニット
技術分野
[0001 ] この発明は、 高周波信号用の端子を有するコネクタを検査するためのプロ —ブ素子に関する。
背景技術
[0002] 特許文献 1 には、 電気的接続装置として、 ピン端子とホルダとを備える構 成が記載されている。 特許文献 1 に記載の電気的接続装置は、 ホルダ内にピ ン端子を配置する。 ピン端子は、 ホルダ内に配置されたインシュレータによ って保持されている。
先行技術文献
特許文献
[0003] 特許文献 1 :特開 2 0 0 1 _ 3 0 7 8 1 1号公報
発明の概要
発明が解決しようとする課題
[0004] このような構成の電気的接続装置において高周波信号を計測する場合、 ピ ン端子は、 例えば、 同軸ケーブルに接続される。
[0005] この際、 ピン端子と同軸ケーブルとのインピーダンス整合が十分でなけれ ば、 伝送損失が生じ、 高周波信号を高精度に計測できない。 特に、 ミリ波の ように波長が短い高周波信号の場合、 従来の構成は、 高周波信号を高精度に 計測できるようなインピーダンス整合を実現できなかった。
[0006] したがって、 本発明の目的は、 高周波信号を高精度に計測できるプローブ 素子を提供することにある。
課題を解決するための手段
[0007] この発明のプローブ素子は、 導通ピン、 筒状のバレル、 プッシングを備え る。 導通ピンは、 被検知体に接続する一方端を有する。 筒状のバレルは、 導 通ピンの一方端が外部に露出するように、 導通ピンを内部に収容する。 ブッ \¥0 2020/175347 2 卩（：171? 2020 /006967
シングは、 一方端が移動可能な状態で導通ピンをバレルの内部で保持し、 所 定の誘電率を有する。 導通ピンは、 _方端を含む先端部と、 _方端に対向す る他方端に配置された筒状のソケッ ト部と、 先端部とソケッ ト部とを接続す る中間部と、 を備える。 バレルの延在方向と直交する方向におけるソケッ ト 部とバレルとの距離と、 中間部とバレルとの距離とは、 異なる。
［0008］ この構成では、 導通ピンにおけるバレルとの間にプッシングが存在する箇 所と存在しない箇所とでのインピーダンスの差は、 抑制可能になる。
発明の効果
［0009］ この発明によれば、 高周波信号を高精度に計測可能なプローブ素子を実現 できる。
図面の簡単な説明
［001 0］ ［図 1］図 1 は、 プローブユニッ トの概略構成を示す斜視図である。
［図 2］図 2は、 プローブ素子の構成を示す側面図である。
［図 3］図 3は、 プローブ素子の構成を示す側面断面図である。
［図 4］図 4は、 プローブ素子の伝送特性を示すグラフである。
［図 5］図 5は、 プローブ素子の派生の構成を示す側面図である。
［図 6］図 6は、 プローブ素子の派生の構成を示す側面図である。 発明を実施するための形態
［001 1］ 本発明の一実施形態に係るプローブ素子について、 図を参照して説明する 。 なお、 以下の実施形態における各図において、 縦横の寸法関係は適宜強調 して記載しており、 実寸での縦横の寸法関係と一致しているとは限らない。 また、 図を見やすくするため、 必要に応じて一部の符号の記載を省略してい る。
［0012］ （プローブユニッ トの構成）
図 1 は、 プローブユニッ トの概略構成を示す斜視図である。 図 1 に示すよ うに、 プローブユニッ ト 1 は、 プローブ保持部材 1 0、 支持体 1 〇〇、 フラ ンジ 3 0、 スプリング 4 0、 同軸ケーブル 5 1、 同軸ケーブル 5 2、 複数の 信号用ケーブル 6 0、 同軸コネクタ 5 1 0、 同軸コネクタ 5 2 0、 および、 \¥0 2020/175347 3 卩（：171? 2020 /006967
コネクタ 6 0 0を備える。 なお、 プローブユニッ ト 1は、 同軸ケーブル 5 1 、 同軸ケーブル 5 2、 複数の信号用ケーブル 6 0の内、 少なくとも、 同軸ケ —ブル 5 1 を備えていればよい。
[0013] プローブ保持部材 1 0は、 検査面 1 0 3を有する立体形状である。 プロー ブ保持部材 1 〇は、 プローブ素子 2 1、 プローブ素子 2 2、 および、 複数の プローブ素子 2 3を保持する。 この際、 プローブ素子 2 1の先端 （一方端）
、 プローブ素子 2 2の先端 （一方端） 、 および、 複数のプローブ素子 2 3の 先端 （一方端） は、 検査面 1 〇 3から外方に突出している。 そして、 プロー ブ素子 2 1、 プローブ素子 2 2、 および、 複数のプローブ素子 2 3は、 検査 面 1 0 3に直交する方向に沿って延在する。
[0014] プローブ素子 2 1、 プローブ素子 2 2、 および、 複数のプローブ素子 2 3 は、 検査面 1 0 3内において、 所定のパターンで配置されている。 具体的に は、 プローブ素子 2 1および、 プローブ素子 2 2は、 複数のプローブ素子 2 3を挟むように配置されている。
[0015] プローブ素子 2 1およびプローブ素子 2 2は、 高周波信号の計測用のプロ —ブ素子である。 プローブ素子 2 1およびプローブ素子 2 2が、 本発明の 「 プローブ素子」 に対応する。 複数のプローブ素子 2 3は、 例えば、 制御信号 、 低周波信号等の計測用のプローブ素子である。
[0016] 支持体 1 0 0は、 平板状である。 支持体 1 0 0は、 プローブ保持部材 1 0 における検査面 1 0 3と反対側の面に当接している。
[0017] フランジ 3 0は、 平板状である。 フランジ 3 0は、 支持体 1 0 0における プローブ保持部材 1 0側と反対側の面に配置されている。 フランジ 3 0と支 持体 1 0 0とは、 所定の距離を空けて配置されている。 スプリング 4 0は、 支持体 1 0 0とフランジ 3 0との間に配置されている。
[0018] 同軸ケーブル 5 1の一方端は、 プローブ素子 2 1 に接続し、 他方端は、 同 軸コネクタ 5 1 0に接続する。 同軸ケーブル 5 2の一方端は、 プローブ素子 に接続し、 他方端は、 同軸コネクタ 5 2 0に接続する。 複数の信号用ケープ ル 6 0の一方端は、 複数のプローブ素子 2 3にそれぞれ接続し、 他方端は、 \¥0 2020/175347 4 卩（：171? 2020 /006967
コネクタ 6 0 0に接続する。
[0019] （プローブ素子の構成）
図 2は、 プローブ素子の構成を示す側面図である。 図 2では、 内部構成を 分かり易くするため、 バレルおよびプッシングは断面図で記載する。 図 3は 、 プローブ素子の構成を示す側面断面図である。 なお、 プローブ素子 2 1 と プローブ素子 2 2とは、 基本的に同じ形状であるので、 以下では、 図 2、 図 3を用いて、 プローブ素子 2 1の構成を説明する。
[0020] 図 2、 図 3に示すように、 プローブ素子 2 1は、 導通ピン 2 0 1、 バレル
2 0 2、 および、 プッシング 2 0 3を備える。
[0021 ] 導通ピン 2 0 1は、 先端部 2 1 1、 中間部 2 1 2、 および、 ソケッ ト部 2
1 3を備える。
[0022] 図 3に示すように、 先端部 2 1 1は、 導体であり、 主体部 2 1 1 1 と端部
2 1 1 2とを備える。 主体部 2 1 1 1は、 棒状である。 主体部 2 1 1 1の一 方端 （先端） は、 半球形状であり、 他方端は、 端部 2 1 1 2に接続する。 端 部 2 1 1 2は、 円板形状であり、 端部 2 1 1 2の主面が主体部 2 1 1 1の他 方端に接続している。 主体部 2 1 1 1 と端部 2 1 1 2とは、 例えば一体形成 されている。
[0023] 中間部 2 1 2は、 導体であり、 円筒形状の筐体 2 1 2 0と、 スプリング 2
1 2 2とを備える。 筐体 2 1 2 0の中空部 2 1 2 1 には、 先端部 2 1 1の延 在方向の一部が配置されている。 より具体的には、 中空部 2 1 2 1 には、 先 端部 2 1 1の端部 2 1 1 2を含み、 主体部 2 1 1 1の一部が配置されている 。 中空部 2 1 2 1 には、 さらに、 スプリング 2 1 2 2が配置されている。 ス プリング 2 1 2 2の一方端は、 端部 2 1 1 2に接触している。 スプリング 2 1 2 2の他方端は、 ソケッ ト部 2 1 3の底壁 2 1 3 2に接している。
[0024] ソケッ ト部 2 1 3は、 導体であり、 円筒形状である。 より具体的には、 ソ ケッ ト部 2 1 3は、 円筒形の側壁 2 1 3 0と底壁 2 1 3 2とを備える。 底壁 2 1 3 2は、 中間部 2 1 2の筐体 2 1 2 0に接続し、 中空部 2 1 2 1の一方 端を塞いでいる。 ソケッ ト部 2 1 3の側壁 2 1 3 0と底壁 2 1 3 2によって \¥0 2020/175347 5 卩（：171? 2020 /006967
囲まれる凹部 2 1 3 1 には、 同軸ケーブル 5 1の内導体 5 1 1が収容されて いる。 内導体 5 1 1は、 導電性接合材 2 0 6によって、 ソケッ ト部 2 1 3に 接合されている。 同軸ケーブル 5 1の絶縁体 5 1 2および外導体 5 1 3は、 ソケッ ト部 2 1 3における凹部 2 1 3 1 よりも外側に配置されている。
[0025] ソケッ ト部 2 1 3と中間部 2 1 2とは、 一体形成されていてもよく、 個別 の部材からなり接合されていてもよい。
[0026] 一体形成の場合、 例えば、 次のように、 形成すればよい。 中間部 2 1 2の 筐体 2 1 2 0と、 ソケッ ト部 2 1 3の底壁 2 1 3 2における筐体 2 1 2 0よ りも直径の広い部分とを一体で形成する。 次に、 導通ピン 2 0 1 とスプリン グ 2 1 2 2とを中間部 2 1 2に挿入する。 次に、 円板形状の部材等によって 、 ソケッ ト部 2 1 3の底壁 2 1 3 2の孔を塞ぐ。
[0027] 個別の部材から構成する場合、 例えば、 次のように形成すればよい。 導通 ピン 2 0 1 とスプリング 2 1 2 2とを中間部の筐体 2 1 2 0内に揷入する。 筐体 2 1 2 0の他方端 （導通ピン 2 0 1が突出していない側の端部） に、 ソ ケッ ト部 2 1 3を接合する。 これにより、 中間部 2 1 2の中空部 2 1 2 1の 他方端は、 ソケッ ト部 2 1 3の底壁 2 1 3 2によって塞がれる。
[0028] バレル 2 0 2は、 導体であり、 円筒形である。 バレル 2 0 2の内径は、 バ レル 2 0 2の延在方向の位置によらず一定である。 ただし、 ここでの一定と は、 製造誤差や形状の測定誤差の範囲を含むものである。 なお、 本明細書等 において、 内径とは、 内周部分の長さを指し、 内周部分の形状は円形状に限 られず、 楕円形状や矩形状を含む。
[0029] バレル 2 0 2は、 延在方向 （軸方向に平行な方向） における一方端に、 壁
2 2 0を有する。 この壁 2 2 0は、 バレル 2 0 2の内部空間 2 2 1 と外部と を連通する孔 2 2 2を有する。 孔 2 2 2の直径は、 先端部 2 1 1が揷通する 大きさであり、 可能な限り必要最小限の大きさであることが好ましい。 バレ ルの軸方向における他方端は、 外部に連通する開口 2 2 3を有する。 また、 バレル 2 0 2は、 軸方向 （バレル 2 0 2の延在方向） における開口 2 2 3側 の位置に、 貫通孔 2 2 4を有する。 貫通孔 2 2 4は、 バレル 2 0 2の延在方 \¥0 2020/175347 6 卩（：171? 2020 /006967 向に直交する方向にバレル 2 0 2の壁を貫通する。
[0030] 導通ピン 2 0 1は、 バレル 2 0 2の内部空間 2 2 1 に配置される。 この際 、 導通ピン 2 0 1 における先端部 2 1 1、 中間部 2 1 2、 および、 ソケッ ト 部 2 1 3の並ぶ方向は、 バレル 2 0 2の延在方向と平行である。
[0031 ] 導通ピン 2 0 1の先端部 2 1 1は、 孔 2 2 2を揷通している。 そして、 導 通ピン 2 0 1の先端部 2 1 1の一部は、 バレル 2 0 2の一方端面 2 0 2 3か ら外部に突出している。
[0032] プッシング 2 0 3は、 絶縁性を有し、 所定の誘電率を有する。 プッシング
2 0 3の誘電率は、 空気の誘電率よりも高い。 この場合、 プッシング 2 0 3 が本発明の第 1誘電体となり、 空気が本発明の第 2誘電体となって、 本発明 における第 1誘電体の誘電率は、 本発明における第 2誘電体の誘電率よりも 高い。 プッシング 2 0 3は、 バレル 2 0 2の内部空間 2 2 1 に、 導通ピン 2 0 1 を固定する。 より具体的には、 プッシング 2 0 3は、 バレル 2 0 2の延 在方向において、 導通ピン 2 0 1 における中間部 2 1 2とバレル 2 0 2の内 壁との間に当接して配置されている。 また、 プッシング 2 0 3は、 バレル 2 0 2の壁 2 2 0の内面に当接している。 これにより、 導通ピン 2 0 1は、 バ レル 2 0 2に対して固定される。
[0033] また、 プッシング 2 0 3は、 バレル 2 0 2の延在方向において、 導通ピン
2 0 1のソケッ ト部 2 1 3とバレル 2 0 2の内壁との間には配置されていな い。 すなわち、 バレル 2 0 2の延在方向において、 導通ピン 2 0 1のソケッ 卜部 2 1 3とバレル 2 0 2の内壁との間は、 中空 2 0 4を有する。
[0034] また、 プッシング 2 0 3は、 導通ピン 2 0 1 における先端部 2 1 1 とバレ ル 2 0 2の内壁との間に配置されている。 この際、 プッシング 2 0 3は、 先 端部 2 1 1が軸方向に移動可能な状態で配置されている。
[0035] 同軸ケーブル 5 1は、 バレル 2 0 2における開口 2 2 3から挿入されてい る。 同軸ケーブル 5 1の絶縁体 5 1 2の先端は、 ソケッ ト部 2 1 3に当接ま たは近接している。 同軸ケーブル 5 1の外導体 5 1 3は、 導電性接合材 2 0 5によってバレル 2 0 2に接合されている。 \¥0 2020/175347 7 卩（：171? 2020 /006967
[0036] このような構成において、 中間部 2 1 2の直径 0 2 1 2は、 ソケッ ト部 2
1 3の直径 ¢ 2 1 3よりも小さい。 言い換えれば、 バレル 2 0 2の延在方向 に直交する方向における中間部 2 1 2の外径は、 ソケッ ト部 2 1 3の外径よ りも小さい。 なお、 本明細書等において、 外径とは、 外周部分の長さを指し 、 外周部分の形状は円形状に限られず、 楕円形状や矩形状を含む。
[0037] この構成によって、 バレル 2 0 2の延在方向に直交する方向における中間 部 2 1 2とバレル 2 0 2との距離 0 2 1 2は、 ソケッ ト部 2 1 3とバレル 2 0 2との距離 0 2 1 3よりも長くなる。 なお、 ここで示す距離口 2 1 2およ び距離口 2 1 3は、 例えば、 中間部 2 1 2、 ソケッ ト部 2 1 3、 およびバレ ル 2 0 2の延在方向における複数点で測定した距離の平均値である。
[0038] ブッシング 2 0 3は、 空気よりも誘電率が高いので、 距離口 2 1 2が距離 口 2 1 3よりも長いことによって、 中間部 2 1 2とバレル 2 0 2との間のキ ャパシタンスとソケッ ト咅^ 2 1 3と/くレノレ 2 0 2との間のキャパシタンスと の差は、 小さくできる。 このように、 プローブ素子 2 1は、 導通ピン 2 0 1 をバレル 2 0 2に固定するものとともに、 導通ピン 2 0 1の延在方向でのイ ンピーダンスの整合に、 プッシング 2 0 3を用いている。
[0039] これにより、 中間部 2 1 2を含む伝送線路部とソケッ ト部 2 1 3を含む伝 送線路部とのインピーダンスの差を小さくでき、 インピーダンス整合が可能 になる。 この結果、 プローブ素子 2 1は、 高周波信号を低損失で伝送でき、 このプローブ素子 2 1 を備えるプローブユニッ ト 1は、 高周波信号を高精度 に計測できる。
[0040] 特に、 ミリ波等の周波数がより高い高周波信号では、 導通ピンの延在方向 における形状の変化、 構成部材の変化によって、 導通ピン内においてインピ —ダンスの不整合が生じてしまう。 しかしながら、 プローブ素子 2 1のよう に、 同軸ケーブル 5 1 に接続する部分であるソケッ ト部 2 1 3、 先端部 2 1 1 を保持する部分である中間部 2 1 2の形状を適宜異ならせることによって 、 インピーダンス整合は可能になる。
[0041 ] 図 4は、 プローブ素子の伝送特性を示すグラフである。 図 4に示すように \¥0 2020/175347 8 卩（：171? 2020 /006967
、 本願発明の構成を備えることによって、 8 0
Figure imgf000010_0001
までの略全周波数 帯域にわたって、 反射損失を低減できる。 特に、 本願発明の構成を備えるこ とで、 約 2 5
Figure imgf000010_0002
よりも高い周波数において、 反射損失は、 一定のレ ベル （ここでは、 一 1 5 [〇1巳] ） 未満に抑えられる。
[0042] さらに、 本実施形態の構成では、 ソケッ ト部 2 1 3の凹部 2 1 3 1の直径 は、 中間部 2 1 2の中空部 2 1 2 1の直径よりも大きくなる。 これにより、 同軸ケーブル 5 1の内導体 5 1 1の直径は、 大きくでき、 同軸ケーブル 5 1 での抵抗損失は、 小さくできる。 したがって、 プローブユニッ ト 1 としての 計測感度は、 向上する。
[0043] また、 この構成では、 中間部 2 1 2とバレル 2 0 2との間にプッシング 2
0 3が配置されている。 この場合、 導通ピン 2 0 1がバレル 2 0 2から抜け てしまうことを、 より抑制できる。 また、 導通ピン 2 0 1の先端がバレル 2 0 2の延在方向に対して垂直な方向に動くことを抑制できる。
[0044] （プローブ素子の派生例）
図 5は、 プローブ素子の派生の構成を示す側面図である。 図 5に示すよう に、 プローブ素子 2 1 八は、 プローブ素子 2 1 に対して、 ソケッ ト部 2 1 3 八とバレル 2 0 2との間にプッシング 2 0 3八が配置されている点で異なる 。 プローブ素子 2 1 八の基本的な構成は、 プローブ素子 2 1 と同様であり、 同様の箇所の説明は省略する。
[0045] 導通ピン 2 0 1 は、 先端部 2 1 1、 中間部 2 1 2 、 および、 ソケッ ト 部 2 1 3 を備える。
[0046] プローブ素子 2 1 八では、 プッシング 2 0 3八は、 ソケッ ト部 2 1 3八と バレル 2 0 2との間に配置されている。 プッシング 2 0 3八は、 中間部 2 1 2八とバレル 2 0 2との間には配置されていない。 すなわち、 中間部 2 1 2 八とバレル 2 0 2との間は、 中空 2 0 4八となる。 この場合、 空気が本発明 の第 1誘電体となり、 プッシング 2 0 3が本発明の第 2誘電体となって、 本 発明における第 1誘電体の誘電率は、 本発明における第 2誘電体の誘電率よ りも低い。 \¥0 2020/175347 9 卩（：171? 2020 /006967
[0047] ソケッ ト部 2 1 3八の直径 0 2 1 3は、 中間部 2 1 2八の直径 0 2 1 2八 よりも小さい。 このような関係にすることで、 プローブ素子 2 1 八は、 プロ —ブ素子 2 1 と同様に、 インピーダンス整合を実現できる。
[0048] また、 この構成では、 ソケッ ト部 2 1 3八とバレル 2 0 2との間にブッシ ング 2 0 3八が配置されている。 この場合、 導通ピン 2 0 1の弾性力を強め ることができ、 プローブ素子 2 1の接触圧を高めることができる。
[0049] なお、 上述の各実施形態に対して、 プローブ素子は、 ソケッ ト部と同軸ケ —ブルとの接合部に当接または近接させて、 インピーダンス整合部材を配置 すると、 よりよい。 これにより、 導通ピンと同軸ケーブルとのインピーダン スは、 より確実に整合される。
[0050] また、 図 6に示すような構成を用いてもよい。 図 6は、 プローブ素子の派 生の構成を示す側面図である。 図 6に示すように、 プローブ素子 2 1 巳は、 プローブ素子 2 1 に対して、 インピーダンス調整部材 7 0をさらに備える点 で異なる。 プロ—ブ素子 2 1 巳の他の構成は、 プローブ素子 2 1 と同様であ り、 同様の箇所の説明は省略する。
[0051 ] インピーダンス調整部材 7 0は、 誘電体または導体からなる。 インピーダ ンス調整部材 7 0は、 ソケッ ト部 2 1 3と同軸ケーブル 5 1の境界に当接ま たは近接させて配置される。 インピーダンス調整部材 7 0は、 例えば、 ソケ ッ ト部 2 1 3の周面の少なくとも一部を取り囲むようなリング形状である。
[0052] インピーダンス調整部材 7 0が導体の場合、 ソケッ ト部 2 1 3とインピー ダンス調整部材 7 0とを 1つの導体部材として、 導体部材におけるインピー ダンス調整部材 7 0が配置されていない第 1部分の外径と、 導体部材におけ るインピーダンス調整部材 7 0が配置されている第 2部分の外径とを異なら せることができ、 導通ピン 2 0 1の延在方向 （延びる方向） におけるインピ —ダンスの急激な変化を抑制できる。
[0053] また、 インピーダンス調整部材 7 0が誘電体の場合、 導通ピン 2 0 1の延 在方向 （延びる方向） における誘電率の急激な変化を抑制でき、 これにより 、 導通ピン 2 0 1の延在方向 （延びる方向） インピーダンスの急激な変化を \¥02020/175347 10 卩（：171? 2020 /006967
抑制できる。
[0054] なお、 このようなインピーダンス調整部材 70は、 中間部 2 1 2とソケッ 卜部 2 1 3との境界に当接または近接させて配置してもよい。
[0055] また、 上述の各実施形態では、 バレル 202の内壁面の直径は、 延在方向 のどの位置においても同じである。 しかしながら、 バレル 202の内壁面の 直径を調整することによって、 中間部とバレルの内壁面までの距離と、 ソケ ッ ト部とバレルの内壁面までの距離とは、 調整可能である。 このような構成 でも、 プローブ素子は、 導通ピンの延在方向のインピーダンス整合を実現で きる。
[0056] また、 プローブ素子は、 中間部とソケッ ト部との直径の調整と、 バレルの 内壁面の直径の調整とを行ってもよい。 符号の説明
[0057] 1 : プローブユニッ ト
1 0 : プローブ保持部材
1 03 :検査面
2 1、 2 1 八、 2 1 巳、 22、 23 : プローブ素子
30 : フランジ
40 :スプリング
5 1、 52 :同軸ケーブル
60 :信号用ケーブル
70 :インピーダンス調整部材
1 00 ：支持体
201 :導通ピン
201 ：導通ピン
202 :バレル
2023 :一方端面
203、 203八 ： プッシング
204、 204八 ：中空 \¥02020/175347 11 卩（：171? 2020 /006967
205、 206 :導電性接合材
2 1 1 :先端部
21 2 :中間部
2 1 2八 ：中間部
2 1 3、 2 1 3八 ： ソケッ ト部
220 :壁
22 1 :内部空間
222 :孔
223 :開口
224 :貫通孔
5 1 0、 520 :同軸コネクタ
5 1 1 :内導体
5 1 2 :絶縁体
5 1 3 :外導体
600 : コネクタ
2 1 1 1 :主体部
2 1 1 2 :端部
2 1 20 :筐体
21 21 :中空部
2 1 22 :スプリング
2 1 30 :側壁
2 1 3 1 :凹部
2 1 32 :底壁

Claims

\¥0 2020/175347 12 卩（：171? 2020 /006967 請求の範囲
[請求項 1 ] 被検知体に接続する一方端を有する導通ピンと、
前記一方端が外部に露出するように、 前記導通ピンを内部に収容す る筒状のバレルと、
前記 _方端が移動可能な状態で前記導通ピンを前記バレルの内部で 保持し、 所定の誘電率を有するプッシングと、
を備え、
前記導通ピンは、 前記一方端を含む先端部と、 前記一方端に対向する他方端に配置された筒状のソケッ ト部と、 前記先端部と前記ソケッ ト部とを接続する中間部と、
を備え、
前記バレルの延在方向と直交する方向における前記ソケッ ト部と前 記バレルとの距離と、 前記中間部と前記バレルとの距離とは、 異なる \
プロ _ブ素子。
[請求項 2] 前記バレルは、 延在方向において内径が一定であり、
前記バレルの延在方向と直交する方向における前記ソケッ ト部の外 径と前記中間部の外径とは、 異なる、
請求項 1 に記載のプローブ素子。
[請求項 3] 前記プッシングは、 前記中間部と前記バレルとの間に配置され、 前 記ソケッ ト部と前記/ レルとの間には配置されておらず、
前記ソケッ ト部の外径は、 前記中間部の外径よりも大きい、 請求項 2に記載のプローブ素子。
[請求項 4] 前記中間部と前記ソケッ ト部とは、 一体形成されている、
請求項 1乃至請求項 3のいずれかに記載のプローブ素子。
[請求項 5] 前記ソケッ ト部における前記中間部と反対側に隣接するインピーダ ンス整合部材を備える、
請求項 1乃至請求項 4のいずれかに記載のプローブ素子。 \¥0 2020/175347 13 卩（：171? 2020 /006967
[請求項 6] 請求項 1乃至請求項 5のいずれかに記載のプローブ素子と、
前記プローブ素子の前記ソケッ ト部に接続する同軸ケーブルと、 前記プローブ素子を保持するプローブ保持部材と、
を備える、 プローブユニッ ト。
[請求項 7] 被検知体に接続する一方端を有する導通ピンと、
前記一方端が外部に露出するように、 前記導通ピンを内部に収容す る筒状のバレルと、
前記導通ピンは、 前記 _方端を含む先端部と、 前記 _方端に対向す る他方端に配置された筒状のソケッ ト部と、 前記先端部と前記ソケッ 卜部とを接続する中間部と、 を有し、
前記バレルの延在方向と直交する方向において、 前記バレルと前記 ソケッ ト部との間に位置する第 1誘電体と、 前記バレルと前記中間部 との間に位置する第 2誘電体とを備え、
前記第 1誘電体の誘電率と前記第 2誘電体の誘電率とは異なる、 プロ _ブ素子。
[請求項 8] 前記第 1誘電体の誘電率の方が、 前記第 2誘電体の誘電率よりも大 きく、 前記バレルの延在方向と直交する方向における前記ソケッ ト部 と前記/ レルとの距離の方が、 前記中間部と前記/ レルとの距離より も大きい、
請求項 7に記載のプローブ素子。
[請求項 9] 前記バレルは、 延在方向において内径が一定であり、
前記バレルの延在方向と直交する方向における前記ソケッ ト部の外 径は前記中間部の外径よりも小さい、
請求項 8に記載のプローブ素子。
[請求項 10] 前記第 2誘電体は、 空気である、
請求項 7乃至請求項 9のいずれかに記載のプローブ素子。
[請求項 1 1 ] 前記第 1誘電体の誘電率の方が、 前記第 2誘電体の誘電率よりも小 さく、 前記バレルの延在方向と直交する方向における前記ソケッ ト部 \¥0 2020/175347 14 卩（：171? 2020 /006967
と前記/ レルとの距離の方が、 前記中間部と前記/ レルとの距離より も小さい、
求項 7に記載のプローブ素子。
[請求項 12] 前記バレルは、 延在方向において内径が一定であり、
前記バレルの延在方向と直交する方向における前記ソケッ ト部の外 径は前記中間部の外径よりも大きい、
請求項 1 1 に記載のプローブ素子。
[請求項 13] 前記第 1誘電体は、 空気である、
請求項 7、 請求項 1 1、 および、 請求項 1 2のいずれかに記載のプ □—ブ素子。
[請求項 14] 前記中間部と前記ソケッ ト部とは、 一体形成されている、
請求項 7乃至請求項 1 3のいずれかに記載のプローブ素子。
[請求項 15] 前記ソケッ ト部における前記中間部と反対側に隣接するインピーダ ンス整合部材を備える、
請求項 7乃至請求項 1 4のいずれかに記載のプローブ素子。
[請求項 16] 請求項 7乃至請求項 1 5のいずれかに記載のプローブ素子と、 前記プローブ素子の前記ソケッ ト部に接続する同軸ケーブルと、 前記プローブ素子を保持するプローブ保持部材と、
を備える、 プローブユニッ ト。
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