WO2020217729A1

WO2020217729A1 - プローブ装置

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Publication number: WO2020217729A1
Application number: PCT/JP2020/009347
Authority: WO
Inventors: 昌史小林
Original assignee: 日置電機株式会社
Priority date: 2019-04-26
Filing date: 2020-03-05
Publication date: 2020-10-29
Also published as: JP2020180931A; CN113728236A; US20220206042A1; JP7387285B2; US12000862B2; CN113728236B

Abstract

電気的特性やプローブ荷重のばらつきが充分に小さく、かつ耐用寿命が充分に長いプローブ装置を提供する。　シグナル端子としてのプローブ３ａ（第１の金属プレート）およびグランド端子としてのプローブ３ｂ（第２の金属プレート）を備え、プローブ保持部４は、導電体で形成された保持部本体４１と、プローブ３ａ，３ｂ，３ｂを挟持可能にそれぞれ誘電体で形成された挟持用部材４２，４３と、プローブ３ａ，３ｂ，３ｂを挟持した両挟持用部材４２，４３を保持部本体４１に固定可能な固定用部材４４および雄ネジ（固定具）とを備え、プローブ３ａ，３ｂ，３ｂは、板面方向に沿って並んだ状態で両挟持用部材４２，４３によって挟持され、かつ両挟持用部材４２，４３から先端部３１ａ，３１ｂ，３１ｂ側の部位がそれぞれ突出させられると共に、先端部３１ａ，３１ｂ，３１ｂ側の部位が板厚方向に沿って弾性変形可能に構成されている。

Description

プローブ装置

　本発明は、シグナル端子およびグランド端子が近接配置されたプローブ装置に関するものである。

　例えば、下記の特許文献には、高周波信号を用いて集積回路や超小型電子装置の電気的特性を測定するためのプローブ測定システムの発明が開示されている。

　この特許文献に開示されているプローブ測定システムのウエハプローブ（wafer probe 20：以下、「プローブ装置」ともいう）は、先端部に内側接触端子（inner conductive finger 70）が半田付けされ、かつ基端部に入力ポート（input port 30 ）が接続された銅製内部導体（copper inner conductor 41 ：以下、単に「内部導体」ともいう）と、先端部に外側接触端子（outer conductive finger 72a，72b）が半田付けされ、かつ基端部が第１サポートブロック（primary support block 32）に接続されて固定された銅製外部導体（copper outer conductor 43 ：以下、単に「外部導体」ともいう）とを有する半剛性同軸ケーブル（semirigid coaxial cable 40：以下、単に「同軸ケーブル」ともいう）を備え、この同軸ケーブルの弾性復元力によって内側接触端子および外側接触端子をプロービング対象に対して押し付ける構成が採用されている。

　また、このプローブ装置では、プロービングに際して同軸プローブが弾性変形させられたときに、第１サポートブロックの下に取り付けられている剛性支持ブロック（rigid support block ）に同軸ケーブル（詳しくは、同軸プローブが挿通させられている管（tube 148））が当接して同軸ケーブルの変形が制限されることにより、内側接触端子および外側接触端子をプロービング対象に対して確実に押し付けることができるように構成が採用されている。

米国特許第５５０６５１５号明細書

　ところが、上記特許文献に開示のプローブ装置には、以下のような解決すべき問題点が存在する。

　具体的には、上記特許文献に開示のプローブ装置では、内側接触端子（信号端子）が内部導体に半田付けされると共に外側接触端子（グランド端子）が外部導体に半田付けされた同軸ケーブルの弾性復元力によって内側接触端子および外側接触端子をプロービング対象に対して押し付ける構成が採用されている。この場合、半田付けによる導体同士の接続時には、フラックスの量や半田材の量、および半田付け処理時の温度等に応じて、半田付けされた両導体間の電気的特性が変化することが知られている。このため、従来のプローブ装置では、内側導体および外側導体に対する内側接触端子および外側接触端子の半田付け処理の環境に応じて電気的特性がばらつくことがあるという問題点が存在する。

　また、上記のプローブ装置では、プロービング時に、内側接触端子および内部導体の半田付け部位や外側接触端子および外部導体の半田付け部位にプロービング加重（内側接触端子および外側接触端子をプロービング対象に対して押し付ける力）が作用する結果、プロービングを繰り返すうちに、内部導体からの内側接触端子の剥がれや、外部導体からの外側接触端子の剥がれが生じ易い状態となる。このため、上記のプローブ装置には、耐用寿命が短いという問題点もある。

　さらに、上記のプローブ装置では、前述のように、同軸ケーブルの弾性復元力によってプローブ荷重（両接続端子をプロービング対象に押し付ける力）を生じさせる構成が採用されている。このため、適切な大きさのプローブ荷重を発揮可能とするには、そのようなプローブ荷重に応じた弾性復元力を有する同軸ケーブルを採用して装置を構成する必要がある。しかしながら、この種の装置において採用可能な高周波信号特性に優れた同軸ケーブルの中から適当な弾性復元力を有する同軸ケーブルを選定するのが困難となっており、入手可能な同軸ケーブルに応じて、適切な大きさのプローブ荷重を発揮可能に各部の寸法を決定する必要があることから、その設計の自由度が低下しているという問題点もある。

　また、上記のプローブ装置では、同軸ケーブルの基端部が第１サポートブロックおよび第１サポートブロックに取り付けられた入力ポートに固定されているだけで、同軸プローブの長手方向における中央部や先端部はいずれの部位にも固定されていないが、プロービング時には、同軸ケーブルにおける長手方向の中央部が剛性支持ブロックに対して当接して変形が規制される構成が採用されている。したがって、このプローブ装置では、プロービングに際して同軸ケーブルが変形させられて、その中央部が剛性支持ブロックに当接していない状態から剛性支持ブロックに当接した状態に移行したときに、プローブ荷重が急激に大きくなる。このため、このプローブ装置では、適切な大きさのプローブ荷重でのプロービングが困難となっているという問題点がある。

　本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、電気的特性やプローブ荷重のばらつきが充分に小さく、耐用寿命が充分に長く、かつ設計の自由度が充分に高いプローブ装置を提供することを主目的とする。

　上記目的を達成すべく、請求項１記載のプローブ装置は、シグナル端子およびグランド端子が近接配置された状態で端子保持部によって保持されたプローブ装置であって、前記シグナル端子としての第１の金属プレート、および前記グランド端子としての第２の金属プレートを備え、前記端子保持部は、導電体で形成された保持部本体と、前記第１の金属プレートおよび前記第２の金属プレートを挟持可能にそれぞれ誘電体で形成された一対の挟持用部材と、前記第１の金属プレートおよび前記第２の金属プレートを挟持した状態の前記両挟持用部材を前記保持部本体に固定可能な固定具とを備え、前記第１の金属プレートおよび前記第２の金属プレートは、板面方向に沿って並んだ状態で前記両挟持用部材によって挟持され、かつ当該両挟持用部材から先端部側部位がそれぞれ突出させられると共に、当該先端部側部位が板厚方向に沿って弾性変形可能に構成されている。

　請求項２記載のプローブ装置は、請求項１記載のプローブ装置において、前記固定具は、導電体で形成された固定用部材と、導電体で形成された少なくとも２本の雄ネジとを備えると共に、前記固定用部材に形成されたネジ挿通部を挿通させた前記各雄ネジが前記保持部本体に配設された雌ネジに捩じ込まれることで前記第１の金属プレートおよび前記第２の金属プレートを挟持した前記両挟持用部材を当該固定用部材によって当該保持部本体に押し付けて固定可能に構成されている。

　請求項３記載のプローブ装置は、請求項２記載のプローブ装置において、前記第２の金属プレートが前記保持部本体および前記固定用部材の間に挟み込まれて当該第２の金属プレート、当該保持部本体および当該固定用部材が電気的に相互に接続されている。

　請求項４記載のプローブ装置は、請求項２または３記載のプローブ装置において、前記固定用部材は、前記挟持用部材に当接させられる第１の部位を挟んで少なくとも２箇所の第２の部位が設けられて当該各第２の部位にネジ挿通部が形成されると共に、前記ネジ挿通部に対する前記雄ネジの挿通方向に沿った前記第１の部位の厚みよりも、前記第１の部位と前記第２の部位との間の第３の部位の当該挿通方向に沿った厚みが薄くなるように形成されている。

　請求項５記載のプローブ装置は、請求項１から４のいずれかに記載のプローブ装置において、前記第１の金属プレートおよび前記第２の金属プレートの厚みよりも浅い位置決め用凹部が前記両挟持用部材の少なくとも一方に形成されて当該位置決め用凹部に当該第１の金属プレートおよび当該第２の金属プレートが嵌入されて位置決めされている。

　請求項６記載のプローブ装置は、請求項１から５のいずれかに記載のプローブ装置において、前記第２の金属プレートを２枚備え、当該両第２の金属プレートの間に前記第１の金属プレートが配置されている。

　請求項１記載のプローブ装置では、端子保持部が、導電体で形成された保持部本体と、シグナル端子としての第１の金属プレートおよびグランド端子としての第２の金属プレートを挟持可能にそれぞれ誘電体で形成された一対の挟持用部材と、第１の金属プレートおよび第２の金属プレートを挟持した状態の両挟持用部材を保持部本体に固定可能な固定具とを備え、第１の金属プレートおよび第２の金属プレートが、板面方向に沿って並んだ状態で両挟持用部材によって挟持され、かつ両挟持用部材から先端部側部位がそれぞれ突出させられると共に、先端部側部位が板厚方向に沿って弾性変形可能に構成されている。

　したがって、請求項１記載のプローブ装置によれば、シグナル端子（第１の金属プレート）およびグランド端子（第２の金属プレート）においてプローブ加重が作用する部位に半田付け部位が存在しないため、その耐用寿命を充分に長くすることができると共に、フラックスの量や半田材の量、および半田付け処理時の温度等の相違に応じて生じる電気的特性のばらつきが生じないため、被測定量を正確に測定することができる。また、両金属プレートの幅、長さおよび厚みのうちのいずれかを変更することで適切なプローブ荷重を発揮し得る弾性復元力を備えた構成とすることができるため、その設計の自由度を充分に向上させることができる。さらに、シグナル端子（第１の金属プレート）およびグランド端子（第２の金属プレート）においてプロービング時に弾性変形させられる部位が端子保持部に接せず、弾性変形時に弾性復元力が急激に変化することがないため、プローブ荷重のばらつきを充分に小さくすることができる結果、適切な大きさのプローブ荷重でのプロービングを確実かつ容易に行うことができる。

　請求項２記載のプローブ装置では、固定具が、導電体で形成された固定用部材と、導電体で形成された少なくとも２本の雄ネジとを備えると共に、固定用部材に形成されたネジ挿通部を挿通させた各雄ネジが保持部本体に配設された雌ネジに捩じ込まれることで第１の金属プレートおよび第２の金属プレートを挟持した両挟持用部材を固定用部材によって保持部本体に押し付けて固定可能に構成されている。

　したがって、請求項２記載のプローブ装置によれば、保持部本体および固定用部材をそれぞれグランド電位とするために保持部本体および固定用部材を相互に接続する配線等を別途設けることなく、各雄ネジによって保持部本体に固定用部材を固定しつつ保持部本体および固定用部材を電気的に相互に接続することができるため、プローブ装置の組立てコストおよび部品コストを充分に低減することができる。

　請求項３記載のプローブ装置によれば、第２の金属プレートを保持部本体および固定用部材の間に挟み込んで第２の金属プレート、保持部本体および固定用部材を電気的に相互に接続したことにより、グランド端子（第２の金属プレート）を保持部本体や固定用部材に電気的に接続する配線等を別途設けることなく、各雄ネジによって保持部本体に固定用部材を固定しつつ、保持部本体、グランド端子（第２の金属プレート）および雄ネジを電気的に相互に接続することができるため、プローブ装置の組立てコストおよび部品コストを一層低減することができる。

　請求項４記載のプローブ装置によれば、挟持用部材に当接させられる第１の部位を挟んで少なくとも２箇所の第２の部位が設けられて両第２の部位にネジ挿通部が形成されると共に、ネジ挿通部に対する雄ネジの挿通方向に沿った第１の部位の厚みよりも、第１の部位と第２の部位との間の第３の部位の挿通方向に沿った厚みが薄くなるように固定用部材を構成したことにより、各雄ネジの捩じ込みによって弾性変形させられる第３の部位の弾性復元力によって挟持用部材に対して第１の部位を充分な力で押し付けることができ、これにより、シグナル端子（第１の金属プレート）およびグランド端子（第２の金属プレート）を両挟持用部材によって確実に挟持できると共に、一方の挟持用部材、シグナル端子（第１の金属プレート）およびグランド端子（第２の金属プレート）、並びに他方の挟持用部材の積層体を保持部本体に確実に固定することができる。

　請求項５記載のプローブ装置によれば、第１の金属プレートおよび第２の金属プレートの厚みよりも浅い位置決め用凹部を両挟持用部材の少なくとも一方に形成して位置決め用凹部に第１の金属プレートおよび第２の金属プレートが嵌入して位置決めしたことにより、挟持用部材に対するシグナル端子（第１の金属プレート）およびグランド端子（第２の金属プレート）の意図しない位置ずれを好適に回避することができる。

　請求項６記載のプローブ装置によれば、第２の金属プレートを２枚備えて両第２の金属プレートの間に第１の金属プレートを配置したことにより、シグナル端子およびグランド端子をそれぞれ１つずつ備えた構成と比較して、各グランド端子でシグナル端子をシールドできるため、プローブ装置の高周波信号特性を充分に向上させることができる。

プローブ装置１の外観斜視図である。プローブ装置１の他の外観斜視図である。プローブ装置１の分解斜視図である。プローブ装置１におけるプローブ保持部４の断面図である。プローブ３ａ，３ｂ，３ｂおよび挟持用部材４２，４３の外観斜視図である。プローブ装置１におけるプローブ保持部４の分解斜視図である。固定用部材４４および雄ネジ４５，４５によってプローブ３ａ，３ｂ，３ｂおよび挟持用部材４２，４３を保持部本体４１に固定する原理について説明するための説明図である。プローブ装置１の断面図である。プローブ３ａの接続部３３（後端部３２ａ）とコネクタ５のコンタクト５ａとの接続部位を拡大した断面図である。非プロービング状態におけるプローブ装置１の側面図である。プロービング状態におけるプローブ装置１の側面図である。

　以下、プローブ装置の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。

　図１～３に示すプローブ装置１は、「プローブ装置」の一例であって、高周波信号を用いた電気的特性の測定を行う際に使用することができるように構成されている。このプローブ装置１は、ベース部２、プローブ３ａ，３ｂ，３ｂ、プローブ保持部４、コネクタ５、ステー６および雄ネジ１１，１１，１２，１２を備えている。

　ベース部２は、プローブ保持部４、コネクタ５およびステー６が取り付けられる?体であって、一例として、アルミニウム合金やステンレス鋼などの導電体で形成されている。このベース部２には、図３に示すように、プローブ保持部４を取り付けるための雄ネジ１１，１１を捩じ込み可能なネジ穴２１，２１、およびステー６を取り付けるための雄ネジ１２，１２を捩じ込み可能なネジ穴２２，２２が形成されている。また、ベース部２には、このベース部２に対するプローブ保持部４の取り付け位置を規制するための段部２３が設けられている。さらに、ベース部２には、図８に示すように、コネクタ５を取り付けるための取付け用穴２４ａが形成されると共に、取付け用穴２４ａの中央部には、コネクタ５における後述のコンタクト５ａを挿通可能な挿通用孔２４ｂが形成されている。

　プローブ３ａは、「シグナル端子」としての「第１の金属プレート」の一例であり、プローブ３ｂ，３ｂは、「グランド端子」としての「第２の金属プレート」の一例であって、本例のプローブ装置１では、両プローブ３ｂ，３ｂの間にプローブ３ａが配置されると共に、各プローブ３ａ，３ｂ，３ｂが充分に接近させられて板面方向に沿って並んだ状態（近接配置された状態）でプローブ保持部４によって保持されている。この場合、本例のプローブ装置１では、上記のプローブ３ａ，３ｂ，３ｂが、電気鋳造処理によってニッケル合金等の導電体で薄板状に成形されて板厚方向に沿って弾性変形可能に構成されている。また、図３，５に示すように、プローブ３ａの後端部３２ａには、コネクタ５のコンタクト５ａに接続される接続部３３が設けられ、プローブ３ｂの後端部３２ｂには、プローブ保持部４における後述の雄ネジ４５を挿通可能な挿通用孔３４がそれぞれ設けられている。

　プローブ保持部４は、「端子保持部」の一例であって、図３，４に示すように、保持部本体４１、挟持用部材４２，４３、固定用部材４４および雄ネジ４５，４５を備え、図１，２に示すように、各プローブ３ａ，３ｂ，３ｂを保持した状態で雄ネジ１１，１１によってベース部２に取り付けられている。保持部本体４１は、「保持部本体」の一例であって、本例のプローブ装置１では、アルミニウム合金やステンレス鋼などの導電体で形成されている。この保持部本体４１には、雄ネジ４５，４５を捩じ込み可能なネジ穴５１，５１（「保持部本体に配設された雌ネジ」の一例：図４参照）と、雄ネジ１１，１１を挿通可能な挿通用孔５２，５２とが形成されている。

　挟持用部材４２，４３は、「一対の挟持用部材」の一例であって、架橋ポリスチレン樹脂やポリテトラフルオロエチレンなどの誘電体で形成されている。この場合、図４，５に示すように、挟持用部材４２における挟持用部材４３との対向面には、「位置決め用凹部」の一例である位置決め用凹部４２ａが形成されている。この位置決め用凹部４２ａは、各プローブ３ａ，３ｂ，３ｂの厚みよりも浅く形成されて各プローブ３ａ，３ｂ，３ｂを上記のように近接配置した状態で嵌入可能に構成されている。

　また、図３，４に示すように、本例のプローブ装置１では、一例として、挟持用部材４３における挟持用部材４２との対向面が平坦に形成されている（「両挟持用部材の少なくとも一方」が、保持部本体４１に接するように配置される挟持用部材４２だけである構成の例）。この場合、本例のプローブ装置１では、図１，２，１０，１１に示すように、プローブ３ａの先端部３１ａ（「先端部側部位」の一例）およびプローブ３ｂ，３ｂの先端部３１ｂ，３１ｂ（「先端部側部位」の一例）が挟持用部材４２，４３から突出するようにプローブ３ａ，３ｂ，３ｂを両挟持用部材４２，４３によって挟持した状態で保持する構成が採用されている。

　固定用部材４４は、「固定用部材」の一例であって、雄ネジ４５，４５と相俟って「固定具」を構成する。この固定用部材４４は、上記の保持部本体４１と同様にしてアルミニウム合金やステンレス鋼などの導電体で形成されている。また、図３，４，６に示すように、固定用部材４４には、その幅方向の両端部に雄ネジ４５を挿通可能な挿通用孔５５（「ネジ挿通部」の一例）がそれぞれ形成されている。

　この場合、本例のプローブ装置１におけるプローブ保持部４では、固定用部材４４の挿通用孔５５，５５を挿通させた雄ネジ４５，４５が保持部本体４１のネジ穴５１，５１に捩じ込まれて固定用部材４４が保持部本体４１に接近させられることにより、各プローブ３ａ，３ｂ，３ｂを挟持した挟持用部材４２，４３が保持部本体４１と固定用部材４４との間に挟み込まれ、これにより、挟持用部材４２、プローブ３ａ，３ｂ，３ｂおよび挟持用部材４３の積層体が固定用部材４４によって保持部本体４１の底面に押し付けられるようにして固定される構成が採用されている

　なお、本例のプローブ装置１では、固定用部材４４において挿通用孔５５が形成されている部位が「第２の部位」に相当し、かつ固定用部材４４において挟持用部材４３に当接させられる部位（幅方向の中央部）が「第１の部位」に相当すると共に、この「第１の部位」と「第２の部位」との間の「第３の部位」の厚み（挿通用孔５５に対する雄ネジ４５の挿通方向に沿った厚み）が、「第１の部位」の厚みよりも薄くなるように「第１の部位」に凸部５６が設けられ、凸部５６の突端面が挟持用部材４３に当接するように構成されている。また、以下の説明においては、上記の「第１の部位」と「第２の部位（凸部５６の形成部位）」との間の「第３の部位」を薄厚部５７ともいう。

　雄ネジ４５，４５は、「雄ネジ」の一例であって、本例のプローブ装置１では、スレンレス鋼などの導電体で形成されている。この場合、前述したように、本例のプローブ装置１では、保持部本体４１および固定用部材４４が導電体で形成されている。したがって、本例のプローブ装置１では、後述するように、保持部本体４１と固定用部材４４との間にプローブ３ｂ，３ｂの後端部３２ｂ，３２ｂを挟み込んだ状態で固定用部材４４の挿通用孔５５およびプローブ３ｂ，３ｂの挿通用孔３４，３４を挿通させた雄ネジ４５，４５を保持部本体４１のネジ穴５１，５１に捩じ込むことにより、保持部本体４１、プローブ３ｂ，３ｂ、固定用部材４４および雄ネジ４５，４５が電気的に相互に接続された状態となる。

　コネクタ５は、プローブ３ａ，３ｂ，３ｂを図示しない信号ケーブル（同軸ケーブル）に接続するための接続具であって、図３，８，９に示すように、コンタクト５ａ、誘電体５ｂおよびボディ５ｃを備えている。また、ボディ５ｃの周面には、ベース部２の取付け用穴２４ａに形成された雌ネジに捩じ込み可能な雄ネジが形成されている。なお、プローブ装置１の構成に関する理解を容易にするために、図示および詳細な説明を省略するが、コネクタ５とベース部２との間には、必要に応じて、スプリングワッシャや菊座ワッシャなどが挟み込まれることもある。また、信号ケーブルを介さずに各プローブ３ａ，３ｂ，３ｂを図示しない測定回路に対して直接接続する構成を採用する場合には、コネクタ５を設けずに、各プローブ３ａ，３ｂ，３ｂの後端部３２ａ，３２ｂ，３２ｂを回路基板に接続可能に構成することもできる。

　ステー６は、図示しない移動機構（プロービング機構）にプローブ装置１を固定するための固定用金具であって、図３に示すように、このステー６をベース部２に固定するための雄ネジ１２，１２を挿通可能な挿通用孔６１，６１、およびプローブ装置１（ステー６）を移動機構に固定するための図示しない雄ネジを挿通可能な挿通用孔６２，６２が形成されている。

　このプローブ装置１の製造に際しては、まず、ベース部２、プローブ３ａ，３ｂ，３ｂ、プローブ保持部４（保持部本体４１、挟持用部材４２，４３および固定用部材４４）およびステー６などをそれぞれ製作する。この場合、前述の特許文献に開示のプローブ装置では、高周波信号特性に優れた同軸ケーブルの中から適当な弾性復元力を有する同軸ケーブルを選定するのが困難となっており、適切な大きさのプローブ荷重を発揮可能とするために、設計の自由度が低下している。これに対して、本例のプローブ装置１では、前述したように、ニッケル合金等を用いた電気鋳造処理によってプローブ３ａ，３ｂ，３ｂを薄板状に成形するため、必要とされるプローブ荷重に代えてプローブ３ａ，３ｂ，３ｂの幅、長さおよび厚みなどを適宜変更して電気鋳造処理を行うだけで、適切な大きさのプローブ荷重を発揮可能なプローブ装置１を製造することが可能となっている。これにより、設計の自由度が充分に向上している。

　次いで、ベース部２の取付け用穴２４ａにコネクタ５（ボディ５ｃ）を捩じ込むことでベース部２にコネクタ５を取り付け、かつ挿通用孔６１，６１を挿通させた雄ネジ１２，１２をベース部２のネジ穴２２，２２に捩じ込むことでベース部２にステー６を固定すると共に、プローブ保持部４によって各プローブ３ａ，３ｂ，３ｂを保持させる。

　この場合、プローブ保持部４によるプローブ３ａ，３ｂ，３ｂの保持に際しては、まず、各プローブ３ａ，３ｂ，３ｂを図３，５に示すように板面方向に沿って並べた状態で挟持用部材４２の位置決め用凹部４２ａに嵌入する。次いで、各プローブ３ａ，３ｂ，３ｂを挟み込むようにして挟持用部材４２に挟持用部材４３を対向させた状態で、挟持用部材４２、プローブ３ａ，３ｂ，３ｂおよび挟持用部材４３の積層体を保持部本体４１の底部における幅方向の中央部に配置する。続いて、固定用部材４４の挿通用孔５５，５５を挿通させた雄ネジ４５，４５を保持部本体４１のネジ穴５１，５１に捩じ込むことにより、固定用部材４４を保持部本体４１に対して接近させる。

　この際には、挟持用部材４２、プローブ３ａ，３ｂ，３ｂおよび挟持用部材４３の積層体が保持部本体４１と固定用部材４４との間に挟み込まれた状態となり、挟持用部材４２，４３によって挟持された各プローブ３ａ，３ｂ，３ｂが保持部本体４１に対して位置決めされた状態となる。この場合、固定用部材４４の挿通用孔５５，５５を挿通させた雄ネジ４５，４５を保持部本体４１のネジ穴５１，５１に捩じ込んだときには、保持部本体４１に対する固定用部材４４の接近に伴い、まず、図７における上図に示すように、固定用部材４４の凸部５６における突端が挟持用部材４３に当接し、雄ネジ４５，４５をさらに捩じ込むことにより、同図における下図に示すように、固定用部材４４における挿通用孔５５の形成部位がプローブ３ｂ，３ｂに当接した状態となって保持部本体４１と固定用部材４４との間にプローブ３ｂ，３ｂ（後端部３２ｂ，３２ｂ）が挟み込まれた状態となる。

　また、本例のプローブ装置１（プローブ保持部４）における固定用部材４４では、前述したように、固定用部材４４において挟持用部材４３に当接させられる部位に凸部５６が形成されると共に、凸部５６（第１の部位）よりも、凸部５６とネジ穴５１の形成部位（第２の部位）との間の薄厚部５７（第３の部位）が薄くなるように形成されている。したがって、保持部本体４１と固定用部材４４との間にプローブ３ｂ，３ｂが挟み込まれるまでネジ穴５１，５１に対して雄ネジ４５，４５を充分に捩じ込んだ状態では、図７における下図に示すように、固定用部材４４の薄厚部５７，５７が僅かに変形して凸部５６の突端が挟持用部材４３に押し付けられた状態となる結果、固定用部材４４と挟持用部材４３との間に隙間が生じた状態となるのが好適に回避される。なお、同図では、薄厚部５７の変形に関する理解を容易とするために、その変形の度合いが大きくなるように誇張して図示している。これにより、挟持用部材４２、プローブ３ａ，３ｂ，３ｂおよび挟持用部材４３の積層体が固定用部材４４によって保持部本体４１に対して充分な押し付け力で押し付けられた状態となり、図４に示すように、プローブ保持部４によるプローブ３ａ，３ｂ，３ｂの保持が完了する。

　次いで、プローブ３ａ，３ｂ，３ｂを保持した状態のプローブ保持部４をベース部２に取り付ける。具体的には、プローブ保持部４における保持部本体４１の後端部をベース部２の段部２３に係合させる。この場合、本例のプローブ装置１では、図８，９に示すように、段部２３に保持部本体４１を係合させたときに、挟持用部材４２，４３によって挟持されているプローブ３ａの後端部３２ａにおける接続部３３が、ベース部２に取り付けられているコネクタ５のコンタクト５ａに対して押し付けられてプローブ３ａがコネクタ５のコンタクト５ａに対して電気的に相互に接続された状態となるように構成されている。

　次いで、保持部本体４１の挿通用孔５２，５２を挿通させた雄ネジ１１，１１をベース部２のネジ穴２１，２１に捩じ込むことでプローブ保持部４をベース部２に固定する。これにより、ベース部２、プローブ３ａ，３ｂ，３ｂ、プローブ保持部４、コネクタ５およびステー６が一体化した状態になると共に、プローブ３ｂ，３ｂに対して電気的に接続された状態の保持部本体４１と、ベース部２に取り付けられた状態のコネクタ５におけるボディ５ｃとがベース部２および雄ネジ１１，１１を介して電気的に相互に接続された状態となる。以上により、一連の組立て作業が完了し、図１，２に示すように、プローブ装置１が完成する。

　このプローブ装置１を用いてプロービング対象Ｘについての電気的特性を測定する際には、ステー６の挿通用孔６２，６２を挿通させた雄ネジを図示しない移動機構に捩じ込むことでプローブ装置１を移動機構に取り付けると共に、図示しない信号ケーブルを介してプローブ装置１のコネクタ５（コンタクト５ａおよびボディ５ｃ）を測定装置に接続する。次いで、測定開始が指示されたときには、図１０に示すように、移動機構によってプローブ装置１がプロービング対象Ｘ上に移動させられた後にプロービング対象Ｘに向けて接近させられることにより、図１１に示すように、各プローブ３ａ，３ｂ，３ｂの先端部３１ａ，３１ｂ，３１ｇがプロービング対象Ｘに対してプロービングされる。

　この際には、同図に示すように、各プローブ３ａ，３ｂ，３ｂにおいてプローブ保持部４の挟持用部材４２，４３から突出させられている先端部３１ａ，３１ｂ，３１ｂ側の部位が各プローブ３ａ，３ｂ，３ｂの板厚方向に沿って弾性変形させられる結果、その弾性復元力によって先端部３１ａ，３１ｂ，３１ｂがプロービング対象Ｘに対して充分な押し付け力で押し付けられた状態となる。

　この場合、このプローブ装置１では、プローブ３ａ，３ｂ，３ｂにおいてプローブ保持部４の両挟持用部材４２，４３から突出させられている先端部３１ａ，３１ｂ，３１ｂ側の部位が、プロービング時にプローブ保持部４のいずれの部位に接触することなく弾性変形させられる。したがって、各プローブ３ａ，３ｂ，３ｂの弾性変形の度合いに応じて変化する弾性復元力だけがプローブ荷重として作用するため、プロービング時にプローブ荷重が急激に変化することがない。この結果、所望のプローブ加重で各プローブ３ａ，３ｂ，３ｂをプロービング対象Ｘに対して好適にプロービングさせることができる。

　また、このプローブ装置１では、プローブ３ａ，３ｂ，３ｂにおいてプローブ保持部４の両挟持用部材４２，４３から突出させられている先端部３１ａ，３１ｂ，３１ｂ側の部位を除く部位（本例では、プローブ３ａにおける後端部３２ａの接続部３３およびプローブ３ｂにおける後端部３２ｂの挿通用孔３４の近傍）において、プローブ３ａ，３ｂ，３ｂが「シグナル電位の導体部（コネクタ５のコンタクト５ａ）」や「グランド電位の導体部（保持部本体４１および固定用部材４４等）」にそれぞれ接続されている。これにより、このプローブ装置１では、プローブ３ａ，３ｂ，３ｂにおいてプロービング時に弾性変形させられる部位に半田付け部位が存在しない構成となっている。

　このように、このプローブ装置１では、プローブ保持部４が、導電体で形成された保持部本体４１と、プローブ３ａ（「シグナル端子」としての「第１の金属プレート」）およびプローブ３ｂ，３ｂ（「グランド端子」としての「第２の金属プレート」）を挟持可能にそれぞれ誘電体で形成された一対の挟持用部材４２，４３と、プローブ３ａ，３ｂ，３ｂを挟持した状態の両挟持用部材４２，４３を保持部本体４１に固定可能な「固定具（本例では、固定用部材４４および雄ネジ４５，４５）」とを備え、プローブ３ａ，３ｂ，３ｂが、板面方向に沿って並んだ状態で両挟持用部材４２，４３によって挟持され、かつ両挟持用部材４２，４３から先端部３１ａ，３１ｂ，３１ｂがそれぞれ突出させられると共に、先端部３１ａ，３１ｂ，３１ｂが板厚方向に沿って弾性変形可能に構成されている。

　したがって、このプローブ装置１によれば、プローブ３ａ，３ｂ，３ｂにおいてプローブ加重が作用する部位に半田付け部位が存在しないため、その耐用寿命を充分に長くすることができると共に、フラックスの量や半田材の量、および半田付け処理時の温度等の相違に応じて生じる電気的特性のばらつきが生じないため、被測定量を正確に測定することができる。また、プローブ３ａ，３ｂ，３ｂの幅、長さおよび厚みのうちのいずれかを変更することで適切なプローブ荷重を発揮し得る弾性復元力を備えた構成とすることができるため、その設計の自由度を充分に向上させることができる。さらに、プローブ３ａ，３ｂ，３ｂにおいてプロービング時に弾性変形させられる部位がプローブ保持部４に接せず、弾性変形時に弾性復元力が急激に変化することがないため、プローブ荷重のばらつきを充分に小さくすることができる結果、適切な大きさのプローブ荷重でのプロービングを確実かつ容易に行うことができる。

　また、このプローブ装置１では、「固定具」が、導電体で形成された固定用部材４４と、導電体で形成された２本の雄ネジ４５，４５とを備えると共に、固定用部材４４に形成された挿通用孔５５，５５を挿通させた各雄ネジ４５，４５が保持部本体４１に配設されたネジ穴５１，５１に捩じ込まれることでプローブ３ａ，３ｂ，３ｂを挟持した両挟持用部材４２，４３を固定用部材４４によって保持部本体４１に押し付けて固定可能に構成されている。

　したがって、このプローブ装置１によれば、保持部本体４１および固定用部材４４をそれぞれグランド電位とするために保持部本体４１および固定用部材４４を相互に接続する配線等を別途設けることなく、雄ネジ４５，４５によって保持部本体４１に固定用部材４４を固定しつつ保持部本体４１および固定用部材４４を電気的に相互に接続することができるため、プローブ装置１の組立てコストおよび部品コストを充分に低減することができる。

　さらに、このプローブ装置１によれば、プローブ３ｂ，３ｂを保持部本体４１および固定用部材４４の間に挟み込んでプローブ３ｂ，３ｂ、保持部本体４１および固定用部材４４を電気的に相互に接続したことにより、プローブ３ｂ，３ｂを保持部本体４１や固定用部材４４に電気的に接続する配線等を別途設けることなく、雄ネジ４５，４５によって保持部本体４１に固定用部材４４を固定しつつ、保持部本体４１、プローブ３ｂ，３ｂおよび雄ネジ４５を電気的に相互に接続することができるため、プローブ装置１の組立てコストおよび部品コストを一層低減することができる。

　また、このプローブ装置１によれば、挟持用部材４２，４３に当接させられる「第１の部位（凸部５６の形成部位）」を挟んで少なくとも２箇所の「第２の部位」が設けられて両「第２の部位」に挿通用孔５５が形成されると共に、挿通用孔５５，５５に対する雄ネジ４５，４５の挿通方向に沿った「第１の部位」の厚みよりも、「第１の部位」と「第２の部位」との間の「第３の部位（薄厚部５７）」の挿通方向に沿った厚みが薄くなるように固定用部材４４を構成したことにより、雄ネジ４５，４５の捩じ込みによって弾性変形させられる薄厚部５７，５７の弾性復元力によって挟持用部材４３に対して凸部５６を充分な力で押し付けることができ、これにより、プローブ３ａ，３ｂ，３ｂを挟持用部材４２，４３によって確実に挟持できると共に、挟持用部材４２、プローブ３ａ，３ｂ，３ｂおよび挟持用部材４３の積層体を保持部本体４１に確実に固定することができる。

　さらに、このプローブ装置１によれば、プローブ３ａ，３ｂ，３ｂの厚みよりも浅い位置決め用凹部４２ａを両挟持用部材４２に形成して位置決め用凹部４２ａにプローブ３ａ，３ｂ，３ｂを嵌入して位置決めしたことにより、挟持用部材４２に対するプローブ３ａ，３ｂ，３ｂの意図しない位置ずれを好適に回避することができる。

　また、このプローブ装置１によれば、「第２の金属プレート」に相当するプローブ３ｂを２枚備えて両プローブ３ｂ，３ｂの間にプローブ３ａを配置したことにより、「シグナル端子」および「グランド端子」をそれぞれ１つずつ備えた構成と比較して、各「グランド端子」で「シグナル端子」をシールドできるため、プローブ装置１の高周波信号特性を充分に向上させることができる。

　なお、「プローブ装置」の構成は、上記のプローブ装置１の構成の例に限定されない。例えば、「グランド端子としての第２の金属プレート」に相当するプローブ３ｂを２枚備えて構成したプローブ装置１を例に挙げて説明したが、「シグナル端子としての第１の金属プレート」および「グランド端子としての第２の金属プレート」をそれぞれ１枚ずつ備えて「プローブ装置」を構成することもできる。

　また、固定用部材４４および雄ネジ４５，４５を備えて「固定具」を構成した例について説明したが、このような構成に代えて、例えば、プローブ装置１における挟持用部材４３および固定用部材４４を誘電体によって一体形成して「一対の挟持用部材のうちの１つ」を構成すると共に、雄ネジ４５，４５だけで「固定具」を構成し、上記の「一対の挟持用部材のうちの１つ」に設けられた「ネジ挿通部（プローブ装置１における固定用部材４４の挿通用孔５５，５５と同様の構成要素）」に雄ネジ４５，４５を挿通させて保持部本体４１のネジ穴５１，５１に捩じ込む構成を採用することもできる（図示せず）。

　さらに、保持部本体４１に設けたネジ穴５１，５１を「雌ネジ」として機能させて雄ネジ４５，４５を捩じ込む構成に代えて、「保持部本体」に配設した「ナット」を「雌ネジ」として使用して雄ネジ４５，４５等の「雄ネジ」を捩じ込む構成を採用することもできる（図示せず）。また、雄ネジ４５，４５のような「雄ネジ」に代えて、「保持部本体」と「固定用部材」（または、上記の「一対の挟持用部材のうちの１つ」）とを挟持可能なコ字状のクリップ材を備えて「固定具」を構成することもできる（図示せず）。この場合、「雄ネジ」や「クリップ」の数は、２つに限定されず、３つ以上の任意の数とすることができる。また、「雌ネジ」の数についても「雄ネジ」の数に合わせて３つ以上の任意の数とすることができる。

　さらに、「挿通用孔５５」に代えて、各種形状の「切欠き」や「スリット」を「ネジ挿通部」として設けて「固定用部材」を構成することもできる。また、固定用部材４４の挿通用孔５５，５５およびプローブ３ｂ，３ｂの挿通用孔３４，３４を挿通させた雄ネジ４５，４５を保持部本体４１のネジ穴５１，５１に捩じ込むことで固定用部材４４、プローブ３ｂ，３ｂおよび保持部本体４１を電気的に相互に接続する構成のプローブ装置１を例に挙げて説明したが、「グランド端子としての第２の金属プレート」を「保持部本体」や「固定用部材」に電気的に接続するための配線を別途設けることもできる。

　また、「一対の挟持用部材」に相当する挟持用部材４２，４３の一方（本例では、挟持用部材４２）に「位置決め用凹部」の一例である位置決め用凹部４２ａを設けた構成を例に挙げて説明したが、このような構成に代えて（または、このような構成に加えて）プローブ装置１における挟持用部材４３に相当する「挟持用部材」に「位置決め用凹部」を設ける構成を採用することもできる。この場合、「一対の挟持用部材」の双方に「位置決め用凹部」を形成するときには、「第１の金属プレート」および「第２の金属プレート」の挟持に際して両「挟持用部材」が直接接しないように、両「位置決め用凹部」の深さの合計が「第１の金属プレート」や「第２の金属プレート」の厚みを下回るによう形成する必要がある。

　本願発明は、シグナル端子およびグランド端子においてプローブ加重が作用する部位に半田付け部位が存在しないため、その耐用寿命を充分に長くすることができると共に、フラックスの量や半田材の量、および半田付け処理時の温度等の相違に応じて生じる電気的特性のばらつきが生じないため、被測定量を正確に測定することができ、シグナル端子およびグランド端子を構成する両金属プレートの幅、長さおよび厚みのうちのいずれかを変更することで適切なプローブ荷重を発揮し得る弾性復元力を備えた構成とすることができるため、その設計の自由度を充分に向上させることができ、シグナル端子およびグランド端子においてプロービング時に弾性変形させられる部位が端子保持部に接せず、弾性変形時に弾性復元力が急激に変化することがないため、プローブ荷重のばらつきを充分に小さくすることができる結果、適切な大きさのプローブ荷重でのプロービングを確実かつ容易に行うことができる。これにより、シグナル端子およびグランド端子が近接配置されたプローブ装置に好適に利用することができる。

　　　１　プローブ装置
　　　２　ベース部
　　３ａ，３ｂ，３ｂ　プローブ
　　　４　プローブ保持部
　　　５　コネクタ
　　　６　ステー
　　１１，１２，４５　雄ネジ
　　２１，２２，５１　ネジ穴
　２４ａ　取付け用穴
　２４ｂ，３４，５２，５５，６１，６２　挿通用孔
　３１ａ，３１ｂ　先端部
　３２ａ，３２ｂ　後端部
　　３３　接続部
　　４１　保持部本体
　　４２，４３　挟持用部材
　４２ａ　位置決め用凹部
　　４４　固定用部材
　　５６　凸部
　　５７　薄厚部
　　　Ｘ　プロービング対象

Claims

　シグナル端子およびグランド端子が近接配置された状態で端子保持部によって保持されたプローブ装置であって、
　前記シグナル端子としての第１の金属プレート、および前記グランド端子としての第２の金属プレートを備え、
　前記端子保持部は、導電体で形成された保持部本体と、前記第１の金属プレートおよび前記第２の金属プレートを挟持可能にそれぞれ誘電体で形成された一対の挟持用部材と、前記第１の金属プレートおよび前記第２の金属プレートを挟持した状態の前記両挟持用部材を前記保持部本体に固定可能な固定具とを備え、
　前記第１の金属プレートおよび前記第２の金属プレートは、板面方向に沿って並んだ状態で前記両挟持用部材によって挟持され、かつ当該両挟持用部材から先端部側部位がそれぞれ突出させられると共に、当該先端部側部位が板厚方向に沿って弾性変形可能に構成されているプローブ装置。
　前記固定具は、導電体で形成された固定用部材と、導電体で形成された少なくとも２本の雄ネジとを備えると共に、前記固定用部材に形成されたネジ挿通部を挿通させた前記各雄ネジが前記保持部本体に配設された雌ネジに捩じ込まれることで前記第１の金属プレートおよび前記第２の金属プレートを挟持した前記両挟持用部材を当該固定用部材によって当該保持部本体に押し付けて固定可能に構成されている請求項１記載のプローブ装置。
　前記第２の金属プレートが前記保持部本体および前記固定用部材の間に挟み込まれて当該第２の金属プレート、当該保持部本体および当該固定用部材が電気的に相互に接続されている請求項２記載のプローブ装置。
　前記固定用部材は、前記挟持用部材に当接させられる第１の部位を挟んで少なくとも２箇所の第２の部位が設けられて当該各第２の部位にネジ挿通部が形成されると共に、前記ネジ挿通部に対する前記雄ネジの挿通方向に沿った前記第１の部位の厚みよりも、前記第１の部位と前記第２の部位との間の第３の部位の当該挿通方向に沿った厚みが薄くなるように形成されている請求項２または３記載のプローブ装置。
　前記第１の金属プレートおよび前記第２の金属プレートの厚みよりも浅い位置決め用凹部が前記両挟持用部材の少なくとも一方に形成されて当該位置決め用凹部に当該第１の金属プレートおよび当該第２の金属プレートが嵌入されて位置決めされている請求項１から４のいずれかに記載のプローブ装置。
　前記第２の金属プレートを２枚備え、当該両第２の金属プレートの間に前記第１の金属プレートが配置されている請求項１から５のいずれかに記載のプローブ装置。