特許 6843479 マルチポートＺＩＦコネクタ及びマルチポート相互接続システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6843479

(24)【登録日】2021年2月26日

(45)【発行日】2021年3月17日

(54)【発明の名称】マルチポートＺＩＦコネクタ及びマルチポート相互接続システム

(51)【国際特許分類】

   H01R 12/85 20110101AFI20210308BHJP

   G01R 1/06 20060101ALI20210308BHJP

   G01R 13/20 20060101ALI20210308BHJP

   H01R 12/81 20110101ALI20210308BHJP

【ＦＩ】

   H01R12/85

   G01R1/06 A

   G01R13/20 F

   H01R12/81

【請求項の数】3

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2014-237488(P2014-237488)

(22)【出願日】2014年11月25日

(65)【公開番号】特開2015-103528(P2015-103528A)

(43)【公開日】2015年6月4日

【審査請求日】2017年11月20日

【審判番号】不服2020-98(P2020-98/J1)

【審判請求日】2020年1月6日

(31)【優先権主張番号】14/088241

(32)【優先日】2013年11月22日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【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

【合議体】

【審判長】 平田 信勝

【審判官】 田村 嘉章

【審判官】 内田 博之

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−９８２６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−７８６７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平９−２９３５７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１９５１１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２３４９９７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

H01R 12/00 - 12/91

H01R 13/15

H01R 24/00 - 24/86

G01R 1/06 - 1/073

G01R 13/20

G01R 31/26

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数形式の電気接続パスを有するマルチパス回路デバイスを受けるのに適した開口及び内部空間を規定するマルチポート・コネクタ・ハウジングと、
フォトリソグラフィを利用した微細加工によって形成される複数のＬＩＧＡ電気コンタクト・スプリングであって、上記内部空間に配置されると共に、第１配置では、上記マルチパス回路デバイスに圧力をかけるように構成され、上記マルチパス回路デバイス上の複数の接続ポイントの１つと試験測定装置との間をそれぞれ電気的に接続する上記複数のＬＩＧＡ電気コンタクト・スプリングと、
ユーザの押圧に応じて上記複数のＬＩＧＡ電気コンタクト・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電気コンタクト・スプリングが上記マルチパス回路デバイスに圧力を加えないマルチポート・ゼロ・インサーション・フォース（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解放するのに応じて、上記複数のＬＩＧＡ電気コンタクト・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記載のマルチポートＺＩＦコネクタ。

【請求項3】

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マルチパス回路デバイスと、
上記ＤＵＴと電気的に結合される請求項１又は２のマルチポート・ゼロ・インサーション・フォース（ＺＩＦ）コネクタと
を具えるマルチポート相互接続システム。

【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マルチポート相互接続システムに関する。

【背景技術】

【0002】

プローブは、被測定デバイス（ＤＵＴ）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のに、広く利用されている。こうした試験システムのための次世代高帯域幅プローブや将来世代のアクティブ・プローブでは、帯域幅及びノイズの仕様を満たしつつ、１つのプローブ・チップで複数の信号を扱える能力が要求されるであろう。現在のプローブでは、例えば、３３ＧＨｚまでの周波数性能を有する２本の同軸信号ラインと、６本の直流（ＤＣ）ラインとが必要となっている。また、低性能アクティブ・プローブでは、例えば、８本の低帯域幅信号ラインが必要になるだろうと考えられる。

【0003】

プローブと、試験測定装置とを電気的に接続する中間に、相互接続システム（例えば、コネクタ）を利用することも多い。これによれば、被測定デバイス上の複数の試験ポイントに複数のプローブをそれぞれ予め接続（例えば、半田付けしておくなど）し、相互接続システムで試験測定装置と接続するプローブを順次取り替えれば、複数の試験ポイントから電気信号を取り込む作業を効率良く行える。このとき、出願人の独自仕様の相互接続システム（マルチポート・コネクタ）では、現在、市販の無線周波数（ＲＦ）コンタクト及びＤＣコンタクトを、独自仕様のハウジングに使用したものがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【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】

【0005】

【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】

【0006】

しかし、こうしたマルチポート・コネクタ（即ち、ＲＦとＤＣのハイブリッド型）では、プローブの利用形態（アプリケーション）に応じて、それぞれ毎に仕様をカスタマイズして組み立てる必要があり、結果として、非常に（時に、法外なほど）高価なものとなってしまう。

【0007】

そこで、費用対効果の高いマルチポート・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】

【0008】

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、試験測定装置用のマルチポートＺＩＦ（ゼロ・インサーション・フォース）コネクタであって、
複数形式の電気接続パスを有するマルチパス回路デバイスを受けるのに適した開口及び内部空間を規定するマルチポート・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、上記マルチパス回路デバイスに圧力をかけるように構成され、上記マルチパス回路デバイス上の複数の接続ポイントの１つと試験測定装置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スプリングが上記マルチパス回路デバイスに圧力を加えないことを特徴としている。

【0009】

本発明の概念２は、上記概念１のマルチポート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。

【0010】

本発明の概念３は、上記概念１のマルチポート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。

【0011】

本発明の概念４は、上記概念１のマルチポート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。

【0012】

本発明の概念５は、上記概念４のマルチポートＺＩＦコネクタであって、上記マルチパス回路デバイスがフレキシブル回路であることを特徴としている。

【0013】

本発明の概念６は、上記概念１のマルチポート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。

【0014】

本発明の概念７は、上記概念１のマルチポート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。

【0015】

本発明の概念８は、上記概念１のマルチポート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。

【0016】

本発明の概念９は、上記概念１のマルチポートＺＩＦコネクタであって、
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。

【0017】

本発明の概念１０は、上記概念９のマルチポート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。

【0018】

本発明の概念１１は、上記概念１０のマルチポート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。

【0019】

本発明の概念１２は、上記概念９のマルチポート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。

【0020】

本発明の概念１３は、上記概念９のマルチポート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１４は、上記概念１のマルチポート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、上記マルチパス回路デバイス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。

【0022】

本発明の概念１５は、上記概念１のマルチポートＺＩＦコネクタであって、このとき、上記試験測定装置がオシロスコープであることを特徴としている。

【0023】

本発明の概念１６は、マルチポート相互接続システムであって、
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マルチパス回路デバイスと、
上記ＤＵＴと電気的に結合されるマルチポートＺＩＦ（ゼロ・インサーション・フォース）コネクタと
を具え、
上記マルチポートＺＩＦコネクタが、
上記マルチパス回路デバイス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、第１配置では、上記マルチパス回路デバイスに圧力をかけるように構成され、上記マルチパス回路デバイス上の複数の接続ポイントの１つと試験測定装置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スプリングが上記マルチパス回路デバイス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１７は、上記概念１６のマルチポート相互接続システムであって、上記試験測定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１８は、上記概念１７のマルチポート相互接続システムであって、上記マルチパス回路デバイス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１９は、上記概念１７のマルチポート相互接続システムであって、上記マルチポートＺＩＦコネクタ及び上記試験測定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マルチポート相互接続システムを示す。

【図2】図２は、図１の回路デバイスのような、本発明の実施形態の例による回路デバイスを示す。

【図3】図３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4】図４は、図３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１参照）。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マルチポート相互接続システム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、フレキシブル回路のような回路デバイス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２参照）。この回路デバイス１２０は、例えば、複数のコンタクト・パスを含んでいても良い。回路デバイス１２０は、例えば、被測定デバイス（ＤＵＴ：図示せず）に接続するのに適したものとしても良い。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。

【0032】

接続部材１０４は、例えば、同軸ケーブルや直流（ＤＣ）ラインを束ねたもので、第１コネクタ１０２及びＺＩＦコネクタ１１０間の電気的な結合を提供するために、第１コネクタ１０２及びＺＩＦコネクタ１１０と一体形成しても良い。

【0033】

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、回路デバイス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、回路デバイス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。

【0034】

図２は、図１の回路デバイス１２０のような、本発明の実施形態の例による回路デバイス２００を示す。ある実施形態では、回路デバイス２００が、約１ｃｍの高さｈ、約３ｃｍの長さｌを有していても良い。ただし、これらの値は、両方共に変更可能であり、基本的に、ＺＩＦコネクタ１１０中の対応するスロット開口の寸法によってのみ制約を受けるものである。

【0035】

この例では、回路デバイス２００が複数の接続ポイント（内部コンタクト）２０２を有し、これらは、一端を例えば回路デバイスを介したＤＵＴとし、他端を例えばオシロスコープのような電子装置とする複数のマルチポート接続をそれぞれ確立し、維持するのに利用される。こうした内部コンタクトは、コンタクト・エリア（領域）内に入る限り、広い範囲のコンタクト形式（例えば、ＤＣ、電力、高帯域幅など）に対応するように変更しても良い。電気的接続を確立するのに、カスタマイズされ、構成変更が可能な高性能ＬＩＧＡスプリングを用いれば、好ましいことに、柔軟性があり、構成変更が容易で、高性能、小型、堅牢（サイクル寿命の改善）、そして、極めて低コストなマルチポート・コネクタを実現できる。

【0036】

ある実施形態では、ＤＵＴに複数の回路デバイスを取り付け、ユーザが、これら回路デバイス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。

【0037】

図３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３００を示している。この例では、ＺＩＦコネクタ３００に、開口（例えば、スロット開口）３０２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）３０１がある。開口３０２及び内部空間は、両方ともに、係合する部材（例えば、図１の回路デバイス１２０のような回路デバイス）を受けるのに適したものとなっている。

【0038】

ＺＩＦコネクタ３００には、係合する部材（例えば、回路デバイス）とＺＩＦコネクタ３００との係合を促進（助長）するのに適したロック（固定）部品３０４がある。ある実施形態では、ユーザがロック部品３０４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３０２を通してＺＩＦコネクタ３００の内部へと簡単に挿入できるようにしても良い。

【0039】

ユーザがロック部品３０４をゆるめる（解放する、押すのをやめる）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ＺＩＦコネクタ３００の内部に保持され、ＺＩＦコネクタ３００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。
クタ３００.

【0040】

この例では、ＺＩＦコネクタ３００には、図１の接続部材１０４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３０６がある。リア部３０６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３０８をオプションで（必要に応じて）設けても良い。側部開口３０８の代わりに、又は、これに加えて、サポート・リブ（補強用骨）３１０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。

【0041】

図４は、図３のＺＩＦコネクタ３００のような、本発明の実施形態の一例によるＺＩＦコネクタ４００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４００のハウジング（例えば、金属ハウジング）４０１内の複数のＬＩＧＡスプリング４０２を見ることができる。

【0042】

複数のＬＩＧＡスプリング４０２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４０２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。

【0043】

また、ＺＩＦコネクタ４００内には、スプリング・ハウジング４０４と、複数の位置決め部（位置決めキー（鍵部）とも呼ぶ）４０６及び４０８もあり、これらは、回路デバイスのような係合する部材がＺＩＦコネクタ４００の内部にあるときに、ＺＩＦコネクタ４００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４０６及び４０８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。

【0044】

２つの接続部材４１０及び４１２は、ＺＩＦコネクタ４００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４１０及び４１２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）４１４及び４１６を有する同軸ラインである。同軸ランチ４１４及び４１６は、ＬＩＧＡスプリング４０２及びスプリング・ハウジング４０４の下に配置される回路基板４２０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４００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。

【0045】

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。

【0046】

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】

【0047】

１００ 相互接続システム
１０２ 第１コネクタ
１０４ 接続部材
１１０ ＺＩＦコネクタ
１２０ 回路デバイス
２００ 回路デバイス
２０２ 接続ポイント（内部コンタクト）
３００ ＺＩＦコネクタ
３０１ ハウジング
３０２ 開口
３０４ ロック部品
３０６ リア部
３０８ 側部開口
３１０ サポート・リブ
４００ ＺＩＦコネクタ
４０１ ハウジング
４０２ ＬＩＧＡスプリング
４０４ スプリング・ハウジング
４０６ 位置決め部
４０８ 位置決め部
４１０ 接続部材
４１２ 接続部材
４１４ 同軸ランチ
４１６ 同軸ランチ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】