特開 2015-103527 ＺＩＦコネクタ及び相互接続システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2015-103527(P2015-103527A)

(43)【公開日】2015年6月4日

(54)【発明の名称】ＺＩＦコネクタ及び相互接続システム

(51)【国際特許分類】

   H01R 12/85 20110101AFI20150508BHJP

   H01R 12/81 20110101ALI20150508BHJP

   G01R 13/20 20060101ALI20150508BHJP

【ＦＩ】

   H01R12/85

   H01R12/81

   G01R13/20 F

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2014-237487(P2014-237487)

(22)【出願日】2014年11月25日

(31)【優先権主張番号】14/088210

(32)【優先日】2013年11月22日

(33)【優先権主張国】US

(71)【出願人】

【識別番号】391002340

【氏名又は名称】テクトロニクス・インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＴＥＫＴＲＯＮＩＸ，ＩＮＣ．

(74)【代理人】

【識別番号】110001209

【氏名又は名称】特許業務法人山口国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】デイビッド・ダブリュ・シメン

(72)【発明者】

【氏名】アイラ・ポラック

(72)【発明者】

【氏名】ジェームズ・エイチ・マックグラス・ジュニア

【テーマコード（参考）】

5E123

【Ｆターム（参考）】

5E123AA13

5E123AB01

5E123AB34

5E123AB65

5E123AC39

5E123BA06

5E123BA08

5E123BB12

5E123CA15

5E123CB17

5E123CD02

5E123DA23

5E123DA33

5E123DB23

5E123EC11

5E123EC32

5E123EC63

5E123EC75

(57)【要約】

【課題】小型、堅牢、低コストで高信頼性のコンタクトで相互接続システムを実現する。
【解決手段】ＺＩＦコネクタ２０２には、フレキシブル回路のような係合部材を受けるのに適した開口２０２及び内部空間を規定するコネクタ・ハウジング２０１がある。内部空間には、複数のＬＩＧＡスプリングが配置され、その第１配置では、係合部材に圧力を加える。ロック部品２０４は、ユーザの押圧に応じて、ＬＩＧＡスプリングを第２配置へと動かす。第２配置では、ＬＩＧＡスプリングは、係合部材に圧力を加えない。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

プロービング・アプリケーション用のＺＩＦコネクタであって、
対応する被測定デバイス（ＤＵＴ）と物理的及び電気的にそれぞれ結合する複数の係合部材の１つを受けるのに適した開口及び内部空間を規定するコネクタ・ハウジングと、
上記内部空間に配置されると共に上記係合部材に圧力をかけるように構成され、第１配置では、上記係合部材上の複数の接続ポイントの１つとプローブとの間の電気的接続をそれぞれ助長する複数のＬＩＧＡスプリングと、
ユーザの押圧に応じて上記複数のＬＩＧＡスプリングを第２配置へと動かすロック部品と
を具え、上記第２配置では、上記複数のＬＩＧＡスプリングが上記係合部材に圧力を加えないことを特徴とするＺＩＦコネクタ。

【請求項2】

上記ロック部品が、更に、ユーザが上記ロック部品をゆるめるのに応じて、上記複数のＬＩＧＡスプリングを上記第１配置へと戻すように構成される請求項１記載のＺＩＦコネクタ。

【請求項3】

少なくとも１つの接続部材を受けるよう構成されるリア部を更に具える請求項１又は２記載のＺＩＦコネクタ。

【請求項4】

試験装置と、
被測定デバイス（ＤＵＴ）と、
上記ＤＵＴと物理的及び電気的に結合される係合部材と、
上記試験装置と上記ＤＵＴとの間に電気的に結合されるＺＩＦ（ゼロ・インサーション・フォース）コネクタと
を具え、
上記ＺＩＦコネクタが、
上記係合部材を受けるのに適した開口及び内部空間を規定するコネクタ・ハウジングと、
上記内部空間に配置され、第１配置では上記係合部材に圧力をかけるように構成される複数のＬＩＧＡスプリングと、
ユーザの押圧に応じて上記複数のＬＩＧＡスプリングを第２配置へと動かすロック部品と
を具え、上記第２配置では、上記複数のＬＩＧＡスプリングが上記係合部材に圧力を加えないことを特徴とする相互接続システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、相互接続システムに関し、特に、こうしたシステムに適したコネクタ及びこれを用いた相互接続システムに関する。

【背景技術】

【0002】

被測定デバイスからの電気信号をオシロスコープ等の試験測定装置に取り込むためのプロービング・アプリケーション（プローブを用いた用途）において、そのプローブ・チップを被測定デバイスに半田付けするものがある。特に、高周波数の信号を扱う高性能プローブでは、そのチップを半田付けして、信号の取込み（アクイジション）を行うことも多い。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００７−０７８６７５号公報

【特許文献2】特開２０１０−２８７３３４号公報

【非特許文献】

【0004】

【非特許文献1】「ＬＩＧＡ」の記事、Wikipedia（日本版）、［オンライン］、［２０１４年１１月２０日検索］、インターネット<http://ja.wikipedia.org/wiki/LIGA>

【非特許文献2】「Zero insertion force」の記事、Wikipedia（英語版）、［オンライン］、［２０１４年１１月２０日検索］、インターネット<http://en.wikipedia.org/wiki/Zero_insertion_force>

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

この半田付けプローブ・チップにおける課題解決という観点からいうと、状況に応じたカスタマイズの点で、現在のシステムは充分と言えない面がある。あるアプリケーションでは、２８ＧＨｚを超える帯域幅性能が必要とされるが、この場合、小型、堅牢で低コストな信頼性の高いコンタクトも同時に必要となる。しかし、あるプローブ・チップでは、６種類の信号（例えば、２つは同軸接続で、４つは直流電流）までを受け入れ可能でなければならないので、標準的な無線周波数（ＲＦ）コネクタ及びケーブルを使用したのでは、ユーザの要求に対応できないことがある。実際、こうした要求に合致したシステム又はデバイスは、現在、存在していない。

【0006】

従って、こうしたプローブ・チップでの使用に適した相互接続用コネクタ・システムが必要とされている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、例えば、次のようのものである。即ち、本発明の概念１は、プロービング（プローブによる検査）アプリケーション用のＺＩＦ（ゼロ・インサーション・フォース）コネクタであって、
対応する被測定デバイス（ＤＵＴ）と物理的及び電気的にそれぞれ結合する複数の係合部材の１つを受けるのに適した開口及び内部空間を規定するコネクタ・ハウジングと、
上記内部空間に配置されると共に上記係合部材に圧力をかけるように構成され、第１配置では、上記係合部材上の複数の接続ポイントの１つとプローブとの間の電気的接続をそれぞれ助長する複数のＬＩＧＡスプリングと、
ユーザの押圧に応じて上記複数のＬＩＧＡスプリングを第２配置へと動かすロック部品と
を具え、上記第２配置では、上記複数のＬＩＧＡスプリングが上記係合部材に圧力を加えないことを特徴としている。

【0008】

本発明の概念２は、上記概念１のＺＩＦコネクタであって、上記ロック部品は、更に、ユーザが上記ロック部品をゆるめる（リリースする、解放する）のに応じて、上記複数のＬＩＧＡスプリングを上記第１配置へと戻すように構成されている。

【0009】

本発明の概念３は、上記概念１のＺＩＦコネクタであって、上記複数のＬＩＧＡスプリングは、ユーザが上記ロック部品を押し続けている限り、上記第２配置のままでいることを特徴としている。

【0010】

本発明の概念４は、上記概念１のＺＩＦコネクタであって、上記開口がスロット開口（細長い隙間形状の開口）であることを特徴としている。

【0011】

本発明の概念５は、上記概念４のＺＩＦコネクタであって、上記係合部材がフレキシブル回路であることを特徴としている。

【0012】

本発明の概念６は、上記概念１のＺＩＦコネクタであって、上記複数のＬＩＧＡスプリングのそれぞれが、略らせん形状又はカンチレバー形状であることを特徴としている。

【0013】

本発明の概念７は、上記概念１のＺＩＦコネクタであって、上記複数のＬＩＧＡスプリングが、Ｘ線製造技術により生成されることを特徴としている。

【0014】

本発明の概念８は、上記概念１のＺＩＦコネクタであって、上記複数のＬＩＧＡスプリングが、紫外線（ＵＶ）製造技術により生成されることを特徴としている。

【0015】

本発明の概念９は、上記概念１のＺＩＦコネクタであって、
少なくとも１つの接続部材を受けるよう構成されるリア部を更に具えている。

【0016】

本発明の概念１０は、上記概念９のＺＩＦコネクタであって、上記接続部材が、少なくとも１つの同軸ライン、少なくとも１つの直流（ＤＣ）ライン、又は少なくとも１つの同軸ライン及び少なくとも１つのＤＣラインの両方を含むことを特徴としている。

【0017】

本発明の概念１１は、上記概念１０のＺＩＦコネクタであって、
上記少なくとも１つの接続部材は、２つ以上の接続部材を含み、
上記２つ以上の接続部材を包む保護カバーを更に具えている。

【0018】

本発明の概念１２は、上記概念９のＺＩＦコネクタであって、上記リア部が、アクセサリ用の取付ポイントとして使用されるよう構成される少なくとも１つの側部開口を規定していることを特徴としている。

【0019】

本発明の概念１３は、上記概念１２のＺＩＦコネクタであって、上記アクセサリが、アクティブ・プローブ・チップ、パッシブ・プローブ・チップ、又はブラウザ・プローブであることを特徴としている。

【0020】

本発明の概念１４は、上記概念９のＺＩＦコネクタであって、
上記リア部と一体形成された複数のサポート・リブを更に具え、
上記複数のサポート・リブがアクセサリ用の取付ポイントとして使用されるよう構成されることを特徴としている。

【0021】

本発明の概念１５は、上記概念１５のＺＩＦコネクタであって、上記アクセサリが、アクティブ・プローブ・チップ、パッシブ・プローブ・チップ、又はブラウザ・プローブであることを特徴としている。

【0022】

本発明の概念１６は、上記概念１のＺＩＦコネクタであって、
上記内部空間内に複数の位置決め部を更に具え、
上記複数の位置決め部によって、上記係合部材が上記内部空間内の所定位置に配置されることを特徴としている。

【0023】

本発明の概念１７は、相互接続システムであって、
試験装置と、
被測定デバイス（ＤＵＴ）と、
上記ＤＵＴと物理的及び電気的に結合される係合部材と、
上記試験装置と上記ＤＵＴとの間に電気的に結合されるＺＩＦ（ゼロ・インサーション・フォース）コネクタと
を具え、
上記ＺＩＦコネクタが、
上記係合部材を受けるのに適した開口及び内部空間を規定するコネクタ・ハウジングと、
上記内部空間に配置され、第１配置では上記係合部材に圧力をかけるように構成される複数のＬＩＧＡスプリングと、
ユーザの押圧に応じて上記複数のＬＩＧＡスプリングを第２配置へと動かすロック部品と
を具え、上記第２配置では、上記複数のＬＩＧＡスプリングが上記係合部材に圧力を加えないことを特徴としている。

【0024】

本発明の概念１８は、上記概念１７の相互接続システムであって、上記試験装置がオシロスコープであることを特徴としている。

【0025】

本発明の概念１９は、上記概念１７の相互接続システムであって、上記係合部材がフレキシブル回路であることを特徴としている。

【0026】

本発明の概念２０は、上記概念１７の相互接続システムであって、上記ＺＩＦコネクタ及び上記試験装置間に電気的に結合される複数の接続部材を更に具えている。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】図１は、本発明の実施形態の一例による相互接続システムを示す。

【図2】図２は、図１のＺＩＦコネクタのような、本発明の実施形態の一例によるＺＩＦコネクタを示す。

【図3】図３は、図２のＺＩＦコネクタのような、本発明の実施形態の一例によるＺＩＦコネクタの部分切り取り図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

無線周波数（ＲＦ）コネクタのサプライヤ（供給業者）は、高性能マイクロ・スプリング（超小型スプリング）を製造するプロセスを開発してきている。こうした高性能スプリングは、通常、「ＬＩＧＡ（Lithographie、Galvanoformung、and Abformung：ドイツ語でフォトリソグラフィ（Lithographie）、電解めっき （Galvanoformung）、成形（Abformung））」と呼ばれる微細加工プロセスを経て製造される（非特許文献１）。ＬＩＧＡ処理は、大まかに言えば、３つの主な処理ステップから構成される。即ち、リソグラフィ（lithography）、電解めっき（electroplating）及び成形（molding）である。ＬＩＧＡ製造技術には、２つの主な形式があり、それは、Ｘ線ＬＩＧＡと、紫外線（ＵＶ）ＬＩＧＡである。Ｘ線ＬＩＧＡは、高いアスペクト比（縦横比）構造を作り出するために、シンクロトロンで生成されるＸ線を利用する。紫外線ＬＩＧＡは、比較的低いアスペクト比構造とはなるが、紫外線を使用する比較的利用し易い方法である。

【0029】

本発明の実施形態では、プロービング（プローブによる検査）アプリケーション用の新しい相互接続システムの一部分として、通常、ＬＩＧＡスプリングを使用するものとする。これによれば、複数の信号に対応可能となると同時に、フレキシブルで小型であり、典型的なＲＦコネクタ・システムのコストを低減する。小型で対応範囲の広い性能があることで、こうした相互接続システムは、全てのプローブ・プラットフォームに適した標準システムとすることができ、もって、複数の製品ラインに渡る共通のプローブ・アクセサリ・セットとすることができる。

【0030】

図１は、本発明の実施形態の一例による相互接続システム１００を示す。この例では、システム１００が、オシロスコープのような電子装置に接続するのに適した第１コネクタ１０２を含んでいる。

【0031】

システム１００は、フレキシブル回路１２０を接続するのに適したＺＩＦ（ゼロ・インサーション・フォース）コネクタ１１０（例えば、高帯域幅コネクタ）も含んでいる（非特許文献２）。こうした接続では、複数のコンタクトを含むことが多い。接続部材１０４及び１０５は、例えば、同軸ケーブルや直流（ＤＣ）ラインであり、第１コネクタ１０２をＺＩＦコネクタ１１０に電気的に結合するよう機能する。

【0032】

図１では、２つの接続部材１０４及び１０５のみを示すが、他の実施形態では、接続部材が３つ以上あっても良い。例えば、相互接続システム１００が、２つの同軸ラインと、６個ないし８個のＤＣラインから構成される８個ないし１０個の接続部材を含んでいても良い。ある実施形態では、接続部材１０４及び１０５が、第１コネクタ１０２及びＺＩＦコネクタ１１０間で保護用カバーで覆われて、単一の接続ユニットとして１つにまとめられても良い。

【0033】

この例では、フレキシブル回路１２０に接続部１２２があり、これは、例えば、被測定デバイス（ＤＵＴ：図示せず）の少なくとも１つの回路基板上の複数の接続ポイントに（例えば、半田付けによって）接続するのに適している。このようにして、エンジニアは、ＤＵＴの回路基板上の特定の回路をデバッグできる。

【0034】

ある実施形態では、ＤＵＴに複数のフレキシブル回路を取り付け、ユーザが、これらフレキシブル回路の任意のもの又は全てのものに、１度に１カ所ずつ（例えば、順次連続的に）、素早く且つ効率的にＺＩＦコネクタ１１０を接続し、そこからデータを取り込み、ＤＵＴの種々の部分又は種々の観点から試験するようにしても良い。

【0035】

ＺＩＦコネクタ１１０は、その内部に複数のＬＩＧＡスプリングを配置しても良く、これらは、フレキシブル回路１２０がＺＩＦコネクタ１１０と係合している（例えば、挿入され続けている）限り、フレキシブル回路１２０の接続ポイントのような部分との電気的接触を確立し維持するのに適している。

【0036】

図２は、図１のＺＩＦコネクタ１１０のような、本発明の実施形態の一例によるＺＩＦコネクタ２００を示している。この例では、ＺＩＦコネクタ２００に、開口（例えば、スロット開口）２０２と内部空間を規定するハウジング（例えば、金属ハウジング）２０１がある。開口２０２及び内部空間は、両方ともに、係合する部材（例えば、図１のフレキシブル回路１２０のようなフレキシブル回路）を受けるのに適したものとなっている。

【0037】

ＺＩＦコネクタ２００には、係合する部材（例えば、フレキシブル回路）とＺＩＦコネクタ２００との係合を促進（助長）するのに適したロック（固定）部品２０４がある。ある実施形態では、ユーザがロック部品２０４を押すと、これに応答して、内部空間に配置されたＬＩＧＡスプリングが「オープン（開く）」位置に動き（又は動かされ）、これによって、ユーザ（又は他の者）が、係合する部材を開口２０２を通してＺＩＦコネクタ２００の内部へと簡単に挿入できるようにしても良い。

【0038】

ユーザがロック部品２０４をゆるめる（解放する）のに応答して、内部空間に配置されたＬＩＧＡスプリングが「閉まる（close）」位置に動き（又は動かされ）、これによって、圧力を同時に加えながら、係合する部材と接触するようにしても良い。ある実施形態では、ＬＩＧＡスプリングが、係合する部材と少なくとも１つの電気的接続も確立し、係合する部材が内部に保持され、ＺＩＦコネクタ２００と係合し続ける限り、その電気的接続を維持するようにしても良い。

【0039】

この例では、ＺＩＦコネクタ２００には、図１の接続部材１０４及び１０５のような接続部材を受ける（又は、接続部材と係合する）リア（後方）部２０６がある。リア部２０６には、アクティブ・プローブ・チップ、パッシブ・プローブ・チップ、ブラウザ・プローブのようなアクセサリのための取付ポイントとして利用するのに適した、１つ又は複数の側部開口２０８をオプションで（必要に応じて）設けても良い。側部開口２０８の代わりに、又は、これに加えて、サポート・リブ（補強用骨）２１０を、上述したアクセサリ用の取付ポイントしてオプションで利用しても良い。

【0040】

図３は、図２のＺＩＦコネクタ２００のような、本発明の実施形態の一例によるＺＩＦコネクタ３００の部分切り取り図である。この部分切り取り図の例では、ＺＩＦコネクタ３００のハウジング（例えば、金属ハウジング）３０１内の複数のＬＩＧＡスプリング３０２を見ることができる。

【0041】

複数のＬＩＧＡスプリング３０２としては、ＤＣスプリング、信号スプリング、グラウンド・スプリングがあっても良く、また、これらを適切に任意に組み合わせても良い。ＬＩＧＡスプリング３０２の一部又は全部は、例えば、利用する製造工程や、ＺＩＦコネクタの意図するアプリケーションに応じて、略らせん形状、カンチレバー形状があり、又は、これらの組み合わせとしても良い。

【0042】

また、ＺＩＦコネクタ３００内には、スプリング・ハウジング３０４と、複数の位置決め部（位置決めキー（鍵部）とも呼ぶ）３０６及び３０８もあり、これらは、フレキシブル回路のような係合する部材がＺＩＦコネクタ３００の内部にあるときに、ＺＩＦコネクタ３００の内部の所定位置にきっちりと配置（align）されるようにする。この例では、２つの位置決め部３０６及び３０８を描いているが、実施形態によっては、２つよりも多い位置決め部を設けても良い。

【0043】

２つの接続部材３１０及び３１２は、ＺＩＦコネクタ３００と、もう１つのコネクタ（例えば、図１の第１コネクタ１０２のような）との間を電気的に接続する機能を提供する。この例では、接続部材３１０及び３１２は、それぞれ対応する同軸ランチ（launch：ランチ・コネクタとも呼ばれる）３１４及び３１６を有する同軸ラインである。同軸ランチ３１４及び３１６は、ＬＩＧＡスプリング３０２及びスプリング・ハウジング３０４の下に配置される回路基板３２０と電気的に結合する機能を提供する。他の実施形態では、ＺＩＦコネクタ３００と他のコネクタを接続するのに、３つ以上の接続部材を用意しても良く、例えば、２本の同軸ラインと、６本から８本のＤＣラインを用意しても良い。

【0044】

図示した実施形態を参照しながら本発明の原理を説明してきたが、こうした原理から離れることなく、図示した実施形態の構成や詳細を変更したり、望ましい形態に組み合わせても良いことが理解できよう。先の説明では、特定の実施形態に絞って説明しているが、別の構成も考えられる。特に「本発明の実施形態によると」といった表現を本願では用いているが、こうした言い回しは、大まかに言って実施形態として可能であること述べているに過ぎず、特定の実施形態の構成に限定することを意味するものではない。本願で用いているように、こうした用語は、別の実施形態に組み合わせ可能な同じ又は異なる実施形態を言及していると考えても良い。

【0045】

従って、本願で説明した実施形態は、幅広く種々に組み合え可能であるとの観点から、詳細な説明や図面等は、単に説明の都合によるものに過ぎず、本発明の範囲を限定するものと考えるべきではない。

【符号の説明】

【0046】

１００ 相互接続システム
１０２ 第１コネクタ
１０４ 接続部材
１０５ 接続部材
１１０ ＺＩＦコネクタ
１２０ フレキシブル回路
１２２ 接続部
２００ ＺＩＦコネクタ
２０１ ハウジング
２０２ 開口
２０４ ロック部品
２０６ リア部
２０８ 側部開口
２１０ サポート・リブ
３００ ＺＩＦコネクタ
３０１ ハウジング
３０２ ＬＩＧＡスプリング
３０４ スプリング・ハウジング
３０６ 位置決め部
３０８ 位置決め部
３１０ 接続部材
３１２ 接続部材
３１４ 同軸ランチ
３１６ 同軸ランチ

【図1】

【図2】

【図3】