TW201621323A - 探針 - Google Patents

Abstract

本發明之目的在於提供一種能使作為測定對象之電子零件在電路基板上高密度化之探針。 探針(1)可同時測定複數處之探針。又，探針(1)，具備：複數個本體部(30)，包含接觸連接器(300)之中心導體(20)；以及第1構件(50)，綑束複數個本體部(30)。在第1構件(50)設有複數個中心導體(20)之前端從底面突出之凹部(C1)。凹部(C1)具有從其底部朝向開口部擴展之傾斜面(S1)。

Description

探針

本發明係關於一種用於電子零件之測定之探針。

近年來，能處理複數個頻率之通訊終端已逐漸成為主流。此種通訊終端具有分別連接於天線模組之複數個RF電路。又，各RF電路具有用以與天線模組連接之連接器。此處，通訊終端之RF電路之動作確認，係使複數個RF電路同時動作，藉由將探針抵接於各連接器確認其動作。此外，用於RF電路之動作確認等之探針，已知有專利文獻1記載之探針(以下，稱為習知探針)。

然而，如上所述，現今之通訊終端具有複數個RF電路，亦具有與該數量對應之用以與天線模組連接之連接器。此等連接器，隨著通訊終端之小型化、高密度化，在基板上配置非常接近。此時，在RF電路之動作確認時使用習知探針的話，將會因連接器接近配置導致探針彼此接觸，產生RF電路之動作確認無法充分進行之事態。是以，為了避免此種事態，必須使基板上之連接器之間隔變大。亦即，使用習知探針之電路基板之檢查，過去是該電路基板之小型化、高密度化的障礙。

專利文獻1：日本特開2012-99246號公報

本發明之目的在於提供一種能使作為測定對象之電子零件 在電路基板上高密度化之探針。

本發明一形態之探針，係可同時測定複數個部位，其特徵在於，具備：複數個本體部，包含可同時接觸測定對象之中心導體；以及第1構件，綑束該複數個本體部。在該第1構件設有該複數個中心導體之前端從底面突出之凹部。該凹部具有從該凹部之底部朝向開口部擴展之傾斜面。

在本發明一形態之探針中，以一個構件綑束包含接觸測定對象之複數個中心導體之複數個本體部。是以，在測定基板上接近地配置之連接器等時，可避免探針彼此接觸之事態。藉此，能使連接器等在電路基板上高密度化。而且，在本發明一形態之探針中，在第1構件設有複數個中心導體之前端從底面突出之凹部，該凹部具有從其底部朝向開口部擴展之傾斜面。藉此，將本發明一形態之探針抵接於測定對象時，該測定對象即以在傾斜面滑動之方式移動，與中心導體接觸。亦即，在本發明一形態之探針中，可藉由凹部之傾斜面使中心導體與測定對象順暢地接觸。其結果，在本發明一形態之探針中，可正確地測定從測定對象發出之電性訊號。

根據本發明，能使作為測定對象之電子零件對電路基板之密度變高。

C1,C2,C3‧‧‧凹部

H1,H2‧‧‧凹陷

H3~H10‧‧‧貫通孔

L‧‧‧既定距離

S1‧‧‧傾斜面

U‧‧‧槽

W1‧‧‧壁面

1,3‧‧‧探針

20‧‧‧中心導體

30‧‧‧本體部

32‧‧‧內部導體

34‧‧‧外筒

36‧‧‧襯套

36a,36b‧‧‧圓筒

38‧‧‧彈簧

50‧‧‧第1構件

52‧‧‧前端部

60‧‧‧第2構件

70‧‧‧突緣

80‧‧‧彈簧

86,88,90‧‧‧襯套

100‧‧‧同軸纜線

102‧‧‧芯線

104,108‧‧‧絕緣膜

106,302‧‧‧外部導體

109‧‧‧插槽

300‧‧‧連接器

304‧‧‧接觸部

306‧‧‧箱體

圖1係一實施例之探針之外觀圖。

圖2係一實施例之探針之剖面圖。

圖3係一實施例之探針之凹部之外觀圖。

圖4係與一實施例之探針連接之連接器之剖面圖。

圖5係顯示一實施例之探針與連接器之連接過程之圖。

圖6係顯示一實施例之探針與連接器之連接過程之圖。

圖7係顯示一實施例之探針抵接於電路基板時之第2構件之狀況之外觀圖。

圖8係顯示一實施例之探針與連接器之連接過程之圖。

圖9係顯示一實施例之探針與連接器之連接過程之圖。

圖10係將另一實施例之探針與連接器之連接過程中之中心導體附近放大之剖面圖。

圖11係將一實施例之探針與連接器之連接過程中之中心導體附近放大之剖面圖。

參照圖式說明一實施例之探針1。以下，將從探針1之前端朝向纜線之方向定義成z軸方向。又，將探針1具備之中心導體排列之方向定義成x軸方向。再者，將與x軸及z軸正交之方向定義成y軸方向。此外，x軸、y軸及z軸彼此正交。又，將z軸方向之正方向側之面稱為上面，將z軸方向之負方向側之面稱為下面。並將與z軸方向平行之面稱為側面。

(探針之概略構成，參照圖1)

探針1係可同時測定從設在電路基板上之二個端子發出之電性訊號之探針。是以，如圖1所示，在探針1連接有用以傳輸接收之二個訊號之二條同軸纜線100。又，探針1具備包含與設在電路基板上之端子接觸之中心導體20之二個本體部30、綑束本體部30之一端側之第1構件50、綑束本體部30之另一端側之第2構件60、用以將本體部30固定在電路基板檢查 用設備之突緣70、位於第1構件50與突緣70間之彈簧80、及位於彈簧80與突緣70間之襯套90。

(探針之各部位之說明，參照圖2、圖3)

本體部30，如圖2所示，由中心導體20、內部導體32、外筒34、襯套36、彈簧38構成。

中心導體20係由Cu構成之棒狀構件。又，中心導體20，如圖2所示，僅其z軸方向之負方向側之端部從後述第1構件50露出。再者，在中心導體20之z軸方向之中心附近設有段差。此段差，為了防止中心導體20從本體部30脫落，卡住構成本體部30之構件之一之襯套36。

內部導體32係往z軸方向延伸之圓柱狀導體。又，從內部導體32之z軸方向之正負兩側挖出具有底部之圓筒狀凹陷H1,H2。此外，此等凹陷H1,H2未相連。於z軸方向之負方向側之凹陷H1，從負方向側依序有中心導體20、彈簧38。中心導體20為了藉由彈簧38產生回復力，收納在凹陷H1之彈簧38係以其一端抵接於凹陷H1之底部、另一端抵接於中心導體20之方式設置。於z軸方向之正方向側之凹陷H2拉入有後述同軸纜線100之芯線。又，內部導體32在z軸方向之負方向側之外周側側面與襯套36相接。內部導體32透過此襯套36被支承在外筒34。

外筒34係往z軸方向延伸之圓筒狀構件，覆蓋內部導體32之周圍。又，如上述，外筒34透過襯套36支承內部導體32。再者，外筒34之兩端固定在第1構件50及第2構件60。

襯套36係由聚縮醛(POM)、或者聚四氟乙烯(PTFE)等構成之樹脂。在本實施例，作為襯套36之材料係使用聚縮醛(POM)。此樹脂之介 電係數以較內部導體32低為佳。藉由使用介電係數低之材料，例如，將探針之阻抗設定在50Ω時，即使使襯套36變小以縮短內部導體32與外筒34之距離，亦可抑制在此等之間產生寄生電容，可輕易實現探針之阻抗50Ω之設定。又，襯套36呈使直徑不同之二個圓筒36a,36b以其等之中心軸一致之方式相鄰之形狀。此處，直徑較大之一方之圓筒36a相對於直徑較小之另一方之圓筒36b位於z軸方向之正方向側，嵌入外筒34之z軸方向之負方向側端部。又，內部導體32與中心導體20一起***圓筒36a之內周側。直徑較小之另一方之圓筒36b嵌入設在後述第1構件50之貫通孔。又，中心導體20從圓筒36b之內周側朝向z軸方向之負方向側突出。此外，圓筒36b之內徑小於圓筒36a之內徑。是以，在襯套36之內周側形成有段差。藉由中心導體20之段差卡住此襯套36之段差，防止本體部30從中心導體20脫落。

彈簧38係呈螺旋狀之彈簧，如上述，位於內部導體32之內部。彈簧38，基本上為以將中心導體20朝向z軸方向之負方向側按壓之方式壓縮之狀態。此外，當探針1與測定對象之端子接觸時，即進一步壓縮，可緩和中心導體20與該端子接觸時之衝擊。

第1構件50係位於探針1之z軸方向之負方向側端部之由Cu構成之構件。其形狀呈在剖面呈長圓之柱狀前端部52之上面載置直徑不同之二個圓盤54,56之形狀。又，在第1構件50設有在z軸方向貫穿該第1構件50之二個貫通孔H3,H4。藉由在此等貫通孔H3,H4嵌入二個本體部30，二個本體部30固定且綑束在第1構件50。此外，貫通孔H3,H4之直徑，在前端部52側與圓盤54,56側不同，圓盤54,56側大於前端部52側。藉此， 僅本體部30之襯套36及中心導體20到達貫通孔H3,H4之前端部52側。

在前端部52之下面，如圖3所示，設有凹部C1。凹部C1係從z軸方向觀察時與前端部52之剖面相似形狀之長圓，該長圓係以圍繞貫穿第1構件50之貫通孔H3,H4之方式設置。是以，嵌入貫通孔H3,H4之本體部30之中心導體20從凹部C1突出。又，在凹部C1，如圖2所示，設有從該凹部C1之底部朝向開口部、亦即從z軸方向之正方向側朝向負方向側擴展之傾斜面S1。此外，傾斜面S1係從與凹部C1之底面在z軸方向相距既定距離L之位置設置。此外，既定距離L亦可為0，亦即傾斜面S1亦可直接設在凹部C1之底部。

圓盤54,56係以其等之中心軸一致之方式從z軸方向之正方向側朝向負方向側依序排列設置。此處，由於圓盤54之直徑小於圓盤56之直徑，因此在圓盤54與圓盤56之接觸部分附近之外周側藉由槽U形成段差。

第2構件60係位於探針1之z軸方向之正方向側端部之由Cu構成之構件。其形狀呈剖面呈長圓且往z軸方向延伸之柱狀。又，在第2構件60之側面與下面形成之角，施有錐狀加工。再者，在第2構件60設有在z軸方向貫穿該第2構件60之二個貫通孔H5,H6。此外，在貫通孔H5,H6，從z軸方向之負方向側嵌入二個本體部30。再者，從貫通孔H5,H6之z軸方向之正方向側***二條同軸纜線100。藉此，同軸纜線100之芯線102與本體部30之內部導體32連接。此外，後述在同軸纜線100之芯線102及絕緣膜104以外部分之下面，與設在貫通孔H5及貫通孔H6內之圓筒形襯套86,88相接。

突緣70係用以將探針1安裝在電路基板檢查用之檢查機器之零件。又，突緣70係長圓狀之平板。再者，在突緣70，貫通孔H7~H10從x軸方向之負方向側朝向正方向側依序設置。此外，貫通孔H8,H9係二個本體部30之外筒34貫通之貫通孔，貫通孔H7,H10係用以將探針安裝在檢查機器之貫通孔。此處，貫通孔H8,H9之直徑稍微大於外筒34之直徑。是以，在本體部30與突緣70之接觸部分有若干間隙。藉此，本體部30不會被完全固定在突緣70，可相對於突緣70上下動，又，亦可相對於突緣70傾斜。此外，突緣70之形狀不僅長圓狀，亦可為矩形狀或矩形狀與圓弧狀組合之形狀。再者，第2構件60與本體部30亦可藉由一體構件構成。

再者，在突緣70之上面及下面以圍繞貫通孔H8,H9之方式設有凹部C2,C3。在設在上面之凹部C2，收容第2構件60之z軸方向之負方向側之部分。此處，在凹部C2之側面與突緣70之上面形成之角，施有錐狀加工。是以，當第2構件60收納在凹部C2時，第2構件60之錐狀部分與在突緣70之凹部C2之錐狀部分密合。又，在設在突緣70下面之凹部C3收容後述襯套90之z軸方向之正方向側之端部。此外，凹部C3之直徑D1大於襯套90之z軸方向之正方向側之端部之直徑D2。是以，襯套90能以沿著突緣70下面之方式移動。藉此，在探針1抵接於後述連接器300之情形時，探針1可在xy平面上移動，修正在xy平面上之探針1之中心導體20與後述連接器300之接觸部304之位置偏移，能使中心導體20與接觸部304良好地接觸。

彈簧80係往z軸方向延伸之螺旋狀彈簧，在其內周側收容二個本體部30。又，彈簧80之z軸方向之負方向側之一端，嵌入第1構件 50之槽U。再者，彈簧80之z軸方向之正方向側之另一端，嵌入後述襯套90。此外，彈簧80對第1構件50朝向z軸方向之負方向側施加力。此外，彈簧80與本體部30不會接近，彈簧80與本體部30相距既定距離M。

襯套90係往z軸方向延伸之圓筒狀聚縮醛(POM)樹脂構件。此外，二個本體部30之外筒34位在襯套90之內周側。又，襯套90之z軸方向之長度為外筒34之z軸方向之長度之一半。除此之外，襯套90之一部分收容在突緣70之凹部C3。藉此，外筒34之z軸方向之正方向側之周圍被襯套90覆蓋。再者，襯套90之一部分往與z軸正交之方向突出。藉此，在襯套90之側面形成段差，彈簧80之z軸方向之正方向側之另一端嵌入該段差。襯套90之材料，可替代聚縮醛(POM)使用聚醚醚酮(PEEK)等滑動性優異之樹脂構件。

(連接於探針之纜線之概要，參照圖2)

探針1，如圖2所示，連接於二條同軸纜線100之前端。同軸纜線100具備芯線102、絕緣膜104,108、及外部導體106。芯線102係從測定對象透過探針101傳輸之高頻訊號通過之導線。外部導體106圍繞芯線102周圍，被施加接地電位。絕緣膜104設在芯線102周圍，使芯線102與外部導體106絕緣。絕緣膜108設在外部導體106周圍，構成同軸纜線100之表面。又，在同軸纜線100之前端設有同軸連接器用之插槽109。同軸纜線100透過插槽109連接於探針1。又，同軸纜線100連接於未圖示之測定裝置。

(對象側端子之概要，參照圖4)

說明探針1測定電性訊號時連接之電路基板上之端子。以下，將電路基板上之端子稱為連接器300。連接器300，例如，係設在行動電話之天線 與RF電路間之同軸連接器。又，連接器300，如圖4所示，具備外部導體302、接觸部304、及箱體306。

外部導體302係呈大致圓筒狀之金屬構件。然而，外部導體302構成之圓筒之一部分被切除。此外，外部導體302之電位保持在接地電位。

接觸部304係與電路基板上之RF電路電性連接之金屬端子。是以，接觸部304之一端，係在測定來自RF電路之電性訊號時探針1之中心導體20抵接之部分。又，接觸部304之一端位於外部導體302構成之圓筒之中心，其一端之形狀呈底部朝向z軸方向之正方向側之碗狀。由於該底部為與探針1之中心導體20接觸之部分，因此呈平面。此外，接觸部304，從外部導體302構成之圓筒之中心通過該圓筒被切除之部分與朝向電路基板上之RF電路之傳輸線路連接。

箱體306係填埋外部導體302與接觸部304之間之樹脂製構件。藉此，外部導體302與接觸部304絕緣。

(探針進行之測定作業，參照圖5~圖9)

如上述，探針1係用以同時測定從設在電路基板上之二個端子發出之電性訊號之探針。具體而言，如圖5所示，探針1係以覆蓋住設在電路基板上之二個連接器300(端子)之方式抵接。然而，由於在電路基板上之連接器300之位置之公差，在此狀態下，中心導體20與二個接觸部304無法充分接觸。不過，在探針1之前端部52設有具有從z軸方向之正方向側朝向負方向側擴展之傾斜面S1之凹部C1。藉此，如圖6所示，當探針1抵接於電路基板時，連接器300即以滑過設在凹部C1之傾斜面S1之方式向中心 導體20前進。

再者，當探針1抵接於電路基板時，由於來自電路基板之反作用力，第1構件50被頂向z軸方向之正方向側。伴隨於此，如圖7所示，綑束二個本體部30之第2構件60亦被頂向z軸方向之正方向側。其結果，第2構件60對突緣70之固定被解除。又，如上述，由於在本體部30與突緣70之接觸部分有若干間隙，因此本體部30可相對於突緣70傾斜。由於以上原因，當探針1抵接於電路基板時，如圖8所示，探針1之前端部52配合連接器300之位置或形狀等自由地傾斜。藉此，如圖9所示，探針1之中心導體20與連接器300之接觸部304可面接觸。

(效果)

在探針1，以第1構件50綑束包含接觸連接器300之二個中心導體20之本體部30。是以，在測定電路基板上接近配置之連接器300時，可避免探針彼此接觸之事態。亦即，若使用探針1，則不會產生連接器300接近配置造成之問題。其結果，在電路基板上之連接器等可高密度化。

又，在第1構件50設有二個中心導體20之前端從底面突出之凹部C1，該凹部C1之形狀具有從其底部朝向開口部擴展之傾斜面S1。藉此，將探針1抵接於連接器300時，連接器300即以在傾斜面S1滑動之方式移動，與中心導體20接觸。亦即，在探針1中，可藉由凹部C1之傾斜面S1使連接器300之接觸部304與中心導體20順暢地接觸。其結果，探針1，可正確地測定從RF電路透過連接器300發出之電性訊號。

而且，凹部C1之傾斜面S1係從與凹部C1之底部在z軸方向相距既定距離L之位置設置。藉此，能使連接器300之接觸部304與中心 導體20更順暢地接觸。具體而言，假設凹部C1之傾斜面S1從凹部C1之底部設置。此時，連接器300，在以在傾斜面S1滑動之方式移動時，會有外部導體302較接觸部304先與中心導體20接觸之虞，或者如圖10所示之另一實施例，使用既定距離L為0之探針3時，雖不會產生連接器300接近配置造成之問題，但會有探針3之中心導體20嵌入連接器300之外部導體302與接觸部304之間之虞。另一方面，圖11所示之探針1之凹部C1之傾斜面S1，係從與凹部C1之底部在z軸方向相距既定距離L之位置設置。詳細而言，設有在與凹部C1之底面正交之方向延伸之高度L之壁面W1。從壁面W1設有傾斜面S1。藉此，如圖11所示，以在傾斜面S1滑動之方式移動而來之連接器300，在接觸部304與中心導體20接觸前，可到達在該傾斜面S1之最接近凹部C1之底部之端點E。其結果，在以在傾斜面S1滑動之方式移動而來之連接器300之接觸部304與中心導體20之位置大致一致之狀態下，連接器300沿著壁面W1壓入凹部C1之底部。是以，圖11所示之探針1之構成，相較於圖10所示之探針3之構成，進一步具有防止外部導體302較接觸部304先與中心導體20接觸之情形、或中心導體20嵌入連接器300之外部導體302與接觸部304之間之事態之效果，故較佳。

然而，在探針1之本體部30與突緣70之接觸部分有若干間隙。藉此，本體部30可相對於突緣70傾斜。當探針1抵接於電路基板時，該探針1之前端部52配合連接器300之位置或形狀等自由地傾斜。藉此，探針1之中心導體20與連接器300之接觸部304可面接觸。

又，探針1不僅以第1構件50綑束二個本體部30，亦以第 2構件60綑束。藉此，由於二個本體部30在二處被支承，因此，例如相較於僅以第1構件50支承之情形，其姿勢穩定。其結果，可防止二個本體部30在測定時接觸等之事態。

再者，探針1之彈簧80與本體部30不會接近，彈簧80與本體部30相距既定距離。藉此，在變更二個中心導體20之間距之情形時，根據探針1，只要變更設在第1構件之凹陷H1,H2及設在第2構件之貫通孔H5,H6之間距即可。亦即，在探針1，能以極簡單之方法變更二個中心導體20之間距。

(其他實施例)

本發明之探針並不限於上述實施例，在其要旨之範圍內可進行各種變更。例如，各構件之材料、大小、具體形狀等不受限定。又，中心導體之數量並不限於二個，亦可為三個以上。再者，本發明之探針之測定對象並不限於RF電路，發出電性訊號之所有物品皆為其對象。

如上述，本發明可用於探針，尤其是在能使作為測定對象之電子零件於電路基板上高密度化之點上，是非常優異的。

C2,C3‧‧‧凹部

D1,D2‧‧‧直徑

H1,H2‧‧‧凹陷

H3~H10‧‧‧貫通孔

L‧‧‧既定距離

S1‧‧‧傾斜面

U‧‧‧槽

1‧‧‧探針

20‧‧‧中心導體

30‧‧‧本體部

32‧‧‧內部導體

34‧‧‧外筒

36‧‧‧襯套

36a,36b‧‧‧圓筒

38‧‧‧彈簧

50‧‧‧第1構件

52‧‧‧前端部

54,56‧‧‧圓盤

60‧‧‧第2構件

70‧‧‧突緣

80‧‧‧彈簧

86,88,90‧‧‧襯套

100‧‧‧同軸纜線

102‧‧‧芯線

104,108‧‧‧絕緣膜

106‧‧‧外部導體

109‧‧‧插槽

Claims (9)

1. 一種探針，可同時測定複數處，其特徵在於，具備：複數個本體部，包含可同時接觸測定對象之中心導體；以及第1構件，綑束該複數個本體部；在該第1構件設有該複數個中心導體之前端從底面突出之凹部；該凹部具有從該凹部之底部朝向開口部擴展之傾斜面。
2. 如申請專利範圍第1項之探針，其中，該傾斜面，係在從該凹部之底部朝向開口部之高度方向，從與該凹部之底部相距既定距離之位置設置。
3. 如申請專利範圍第1或2項之探針，其進一步具備用以將該本體部安裝在固定治具之突緣部；在該本體部與該突緣部之接觸部分設有既定間隙。
4. 如申請專利範圍第1或2項之探針，其進一步具備圍繞該本體部之彈簧；該本體部與該彈簧相距既定距離。
5. 如申請專利範圍第3項之探針，其進一步具備圍繞該本體部之彈簧；該本體部與該彈簧相距既定距離。
6. 如申請專利範圍第1或2項之探針，其進一步具備綑束該複數個本體部之第2構件。
7. 如申請專利範圍第3項之探針，其進一步具備綑束該複數個本體部之第2構件。
8. 如申請專利範圍第4項之探針，其進一步具備綑束該複數個本體部之第2構件。
9. 如申請專利範圍第5項之探針，其進一步具備綑束該複數個本體部之第2構件。