特許 7521614 プローブ装置

(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】

(24)【登録日】2024-07-16

(45)【発行日】2024-07-24

(54)【発明の名称】プローブ装置

(51)【国際特許分類】

   G01R 1/067 20060101AFI20240717BHJP

【ＦＩ】

G01R1/067 C

G01R1/067 H

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2022578036

(86)(22)【出願日】2021-09-17

(86)【国際出願番号】 JP2021034421

(87)【国際公開番号】W WO2022163007

(87)【国際公開日】2022-08-04

【審査請求日】2023-06-16

(31)【優先権主張番号】P 2021012840

(32)【優先日】2021-01-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000006231

【氏名又は名称】株式会社村田製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110001553

【氏名又は名称】アセンド弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】荒木 聖人

【審査官】青木 洋平

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１８／１１６５６８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０２０／１０５５２５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１９／０６９５７６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】登録実用新案第３２２６８２１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】米国特許第８６４１４４６（ＵＳ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｒ １／０６－１／０７３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

フランジと、
前記フランジの下方に配置された外部プランジャであって、上下方向に貫通する貫通孔が形成された前記外部プランジャと、
前記外部プランジャに固定され、前記フランジに対して、上方への移動、水平方向への移動、及び揺動を可能に支持された連結部材と、
前記フランジと前記外部プランジャとの間に設けられた弾性部材と、
同軸ケーブルと、
絶縁スリーブを介して前記貫通孔に挿入されて前記外部プランジャに保持されたプローブピンであって、前記同軸ケーブルと電気的に接続され、前記プローブピンの下端部が前記外部プランジャの下面に表出した前記プローブピンと、を備え、
前記外部プランジャは、上側から下側に向けて順に、上方に開口する第１空洞と、前記第１空洞に開口し、前記第１空洞の幅よりも小さい幅を有する第２空洞と、を含み、
前記外部プランジャにおいて、前記貫通孔が前記第２空洞に開口し、前記連結部材の下端部が前記第１空洞に挿入されて前記外部プランジャと結合されている、プローブ装置。

【請求項2】

請求項１に記載のプローブ装置であって、
前記プローブピンが前記絶縁スリーブに挿入され、前記絶縁スリーブが導電性を有する円筒管に挿入され、前記円筒管が前記貫通孔に挿入されており、
前記円筒管が前記第２空洞に表出する、プローブ装置。

【請求項3】

請求項１又は２に記載のプローブ装置であって、
前記外部プランジャは、上下方向に沿う中心軸を有する有底円筒状の本体部と、前記本体部の下面から突出する突出部と、を備え、
前記外部プランジャにおいて、
前記突出部は、上下方向に沿って前記本体部の内部空間に開口する穴を有し、
前記本体部の前記内部空間が前記第１空洞を構成し、
前記穴が前記第２空洞を構成し、
前記貫通孔が前記穴の底から前記突出部の下面まで貫通する、プローブ装置。

【請求項4】

請求項３に記載のプローブ装置であって、
前記穴の横断面形状が円形である、プローブ装置。

【請求項5】

請求項３又は４に記載のプローブ装置であって、
前記突出部は、上側から下側に向けて順に、前記本体部と同軸状で前記本体部よりも小さい外径を有する中間部と、先端部とを備える、プローブ装置。

【請求項6】

請求項５に記載のプローブ装置であって、
前記穴が前記中間部と同軸状に設けられる、プローブ装置。

【請求項7】

請求項５又は６に記載のプローブ装置であって、
前記穴が前記中間部のみに形成されている、プローブ装置。

【請求項8】

請求項５又は６に記載のプローブ装置であって、
前記穴が前記中間部及び前記先端部に形成されている、プローブ装置。

【請求項9】

請求項３又は４に記載のプローブ装置であって、
前記突出部の外形は、前記本体部の前記中心軸を含む面に対して対称性を有し、前記突出部の前記下面の輪郭が実質的に長方形である、プローブ装置。

【請求項10】

請求項９に記載のプローブ装置であって、
前記突出部において、前記下面の長辺が直線状であり、前記下面の短辺が外側に凸の円弧状である、プローブ装置。

【請求項11】

請求項１０に記載のプローブ装置であって、
前記突出部のうちで前記下面の前記短辺を含む側面が、前記本体部の外周面に連続的につながる、プローブ装置。

【請求項12】

請求項５から８のいずれか１項に記載のプローブ装置であって、
前記先端部の外形は、前記本体部の前記中心軸を含む面に対して対称性を有し、前記先端部の前記下面の輪郭が実質的に長方形である、プローブ装置。

【請求項13】

請求項１２に記載のプローブ装置であって、
前記先端部において、前記下面の長辺が直線状であり、前記下面の短辺が外側に凸の円弧状である、プローブ装置。

【請求項14】

請求項１３に記載のプローブ装置であって、
前記先端部のうちで前記下面の前記短辺を含む側面が、前記中間部の外周面に連続的につながる、プローブ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、プローブ装置に関し、より詳細には、回路基板の回路特性を検査するためのプローブ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

携帯端末等の通信機器は、高周波の信号を扱う回路基板を含む。この種の回路基板において、高周波特性などの回路特性の検査は不可欠である。回路特性の検査には、プローブピンを有するプローブ装置が用いられる。

【0003】

例えば国際公開第２０２０／１１０９６０号（特許文献１）は、従来のプローブ装置を開示する。従来のプローブ装置は、主な構成要素として、フランジと、フランジの下方に配置された外部プランジャと、プローブピンと、フランジと外部プランジャとの間に設けられた圧縮コイルばねと、同軸ケーブルと、を備える。

【0004】

外部プランジャは、有底円筒状の本体部と、本体部の下面から突出する直方体状の突出部と、を備える。外部プランジャには貫通孔が形成されている。この貫通孔は、本体部の内部空間から突出部の下面まで貫通する。プローブピンは、絶縁スリーブを介して貫通孔に挿入されて外部プランジャに保持され、プローブピンの下端部が外部プランジャの下面に表出している。プローブピンに同軸ケーブルが電気的に接続される。

【0005】

回路基板を検査する際、プローブ装置の同軸ケーブルは測定器に接続される。フランジは、測定器が備える昇降機に取り付けられる。外部プランジャの下方に、検査対象の回路基板に実装されたコネクタが配置される。昇降機の作動により、フランジが下降する。外部プランジャはフランジと共に下降し、外部プランジャの突出部が回路基板上のコネクタに嵌合する。これにより、プローブピンがコネクタの端子に接触して押し付けられる。この状態で、測定器は、プローブ装置を通じて、回路基板に対して信号を入出力する。これにより、回路基板の回路特性が検査される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】国際公開第２０２０／１１０９６０号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

多くの場合、フランジの下降が開始するとき、回路基板上のコネクタに対し外部プランジャが適切な位置から多少ずれている。このような事態に対応するため、コネクタの嵌合部は、入口となる上部に傾斜面を有する。この場合、フランジの下降により、外部プランジャの下端面（突出部の下面）の周縁の一部がコネクタの傾斜面と接触する。引き続きフランジが下降するのに伴い、外部プランジャは、傾斜面と摺動しながらコネクタの適切な位置に誘導される。

【0008】

この過程において、外部プランジャはコネクタの傾斜面から水平方向の力を受ける。このため、外部プランジャが傾く。外部プランジャが傾くことにより、圧縮コイルばねが弾性変形する。さらなるフランジの下降に伴い、傾いた外部プランジャの下端がコネクタの嵌合部の底に接触して押し付けられる。これにより、外部プランジャは、圧縮コイルばねの弾性力によって起立し、コネクタと嵌合する。

【0009】

しかしながら、外部プランジャが十分に起立しないおそれがある。外部プランジャが十分に起立しなければ、プローブピンとコネクタ端子との接触が不十分になる。この場合、検査の精度が安定しない。

【0010】

本開示の目的は、回路基板の回路特性を精度よく検査できるプローブ装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本開示に係るプローブ装置は、フランジと、外部プランジャと、連結部材と、弾性部材と、同軸ケーブルと、プローブピンと、を備える。外部プランジャは、フランジの下方に配置されている。外部プランジャには、上下方向に貫通する貫通孔が形成されている。連結部材は外部プランジャに固定されている。連結部材は、フランジに対して、上方への移動、水平方向への移動、及び揺動を可能に支持されている。弾性部材は、フランジと外部プランジャとの間に設けられている。プローブピンは、絶縁スリーブを介して貫通孔に挿入されて外部プランジャに保持されている。プローブピンは同軸ケーブルと電気的に接続されている。プローブピンの下端部が外部プランジャの下面に表出している。外部プランジャは、上側から下側に向けて順に、第１空洞と、第２空洞と、を含む。第１空洞は上方に開口する。第２空洞は第１空洞に開口する。第２空洞は、第１空洞の幅よりも小さい幅を有する。外部プランジャにおいて、貫通孔が第２空洞に開口し、連結部材の下端部が第１空洞に挿入されている。

【発明の効果】

【0012】

本開示に係るプローブ装置によれば、回路基板の回路特性を精度よく検査することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】図１は、第１実施形態のプローブ装置の全体構成を示す斜視図である。

【図2】図２は、図１に示すプローブ装置の一部を拡大した側面図である。

【図3】図３は、第１実施形態の外部プランジャの斜視図である。

【図4】図４は、図３に示す外部プランジャを下方から見たときの平面図である。

【図5】図５は、図４の線Ｖ－Ｖにおける断面図である。

【図6】図６は、図４の線VI－VIにおける断面図である。

【図7】図７は、第２実施形態の外部プランジャの斜視図である。

【図8】図８は、図７に示す外部プランジャを下方から見たときの平面図である。

【図9】図９は、図８の線IX－IXにおける断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本開示の実施形態について説明する。なお、以下の説明では、本開示の実施形態について例を挙げて説明するが、本開示は以下で説明する例に限定されない。以下の説明において特定の数値や特定の材料を例示する場合があるが、本開示はそれらの例示に限定されない。

【0015】

本開示の実施形態に係るプローブ装置は、フランジと、外部プランジャと、連結部材と、弾性部材と、同軸ケーブルと、プローブピンと、を備える。外部プランジャは、フランジの下方に配置されている。外部プランジャには、上下方向に貫通する貫通孔が形成されている。連結部材は外部プランジャに固定されている。連結部材は、フランジに対して、上方への移動、水平方向への移動、及び揺動を可能に支持されている。弾性部材は、フランジと外部プランジャとの間に設けられている。プローブピンは、絶縁スリーブを介して貫通孔に挿入されて外部プランジャに保持されている。プローブピンは同軸ケーブルと電気的に接続されている。プローブピンの下端部が外部プランジャの下面に表出している。外部プランジャは、上側から下側に向けて順に、第１空洞と、第２空洞と、を含む。第１空洞は上方に開口する。第２空洞は第１空洞に開口する。第２空洞は、第１空洞の幅よりも小さい幅を有する。外部プランジャにおいて、貫通孔が第２空洞に開口し、連結部材の下端部が第１空洞に挿入されている（第１の構成）。

【0016】

典型的な例では、フランジと外部プランジャとの間に設けられた弾性部材は、圧縮コイルばねである。ただし、弾性部材は例えばゴム等であってもよい。

【0017】

ここで、従来のプローブ装置では、外部プランジャの重心が比較的高い位置にある。外部プランジャの内部がほぼ詰まっているからである。上記の通り、回路基板の検査において、フランジの下降に伴って傾いた外部プランジャは、フランジと外部プランジャとの間に設けられた圧縮コイルばねの弾性力によって起立する。しかしながら、外部プランジャの重心位置が高ければ、傾いた外部プランジャは起立しにくい。

【0018】

これに対して、第１の構成のプローブ装置では、外部プランジャに第１空洞及び第２空洞が形成されている。第１空洞には連結部材の下端部が挿入され、連結部材が外部プランジャに固定されている。第２空洞は第１空洞に連続する。第２空洞は弾性部材よりも下方にある。この第２空洞により、外部プランジャの重心位置は低くなる。このため、回路基板の検査において、フランジの下降に伴って傾いた外部プランジャは起立しやすい。そうすると、外部プランジャがコネクタの嵌合部と嵌合するとき、外部プランジャが十分に起立し、プローブピンがコネクタの端子と十分に接触する。したがって、回路基板の回路特性を精度よく検査することができる。

【0019】

第１の構成のプローブ装置は、好ましくは、下記の構成を含む。プローブピンが絶縁スリーブに挿入され、絶縁スリーブが導電性を有する円筒管に挿入され、円筒管が貫通孔に挿入されている。円筒管が第２空洞に表出する（第２の構成）。

【0020】

第２の構成の場合、円筒管が第２空洞に表出するため、プローブピン、絶縁スリーブ及び円筒管を保持する貫通孔の長さを短くすることができる。

【0021】

第１又は第２の構成のプローブ装置は、典型的な例では、下記の構成を含む。外部プランジャは、上下方向に沿う中心軸を有する有底円筒状の本体部と、本体部の下面から突出する突出部と、を備える。外部プランジャにおいて、突出部は、上下方向に沿って本体部の内部空間に開口する穴を有する。本体部の内部空間が第１空洞を構成する。上記の穴が上記の第２空洞を構成する。貫通孔が穴の底から突出部の下面まで貫通する（第３の構成）。

【0022】

第３の構成の場合、外部プランジャが本体部と突出部とを備える。突出部に形成される穴（第２空洞）の形状は特に限定されない。例えば、穴の横断面形状は、円形であってもよいし、矩形や他の形状であってもよい。また、突出部に形成される穴の位置は、プローブピンを保持する貫通孔が穴の底に開口する限り、特に限定されない。例えば、穴は、本体部と同軸状に形成されてもよいし、貫通孔と同軸状に形成されてもよい。突出部の外形は、突出部がコネクタの嵌合部と嵌合可能な限り、特に限定されない。

【0023】

第３の構成のプローブ装置において、好ましくは、上記の穴の横断面形状が円形である（第４の構成）。

【0024】

第４の構成の場合、突出部に対する穴の寸法設計が容易である。このような穴は、旋盤等を用いた機械加工によって、容易に形成できる。

【0025】

第３又は第４の構成のプローブ装置は、典型的な例では、下記の構成を含む。突出部は、上側から下側に向けて順に、中間部と、先端部と、を備える。中間部は、本体部と同軸状で本体部の外径よりも小さい外径を有する（第５の構成）。

【0026】

第５の構成の場合、突出部が中間部と先端部とを備える。中間部が本体部と同軸状であることから、本体部に対する中間部の寸法設計が容易である。中間部のみに穴を形成することが可能である。中間部及び先端部に穴を形成することも可能である。少なくとも中間部に形成される穴（第２空洞）の形状は特に限定されない。例えば、穴の横断面形状は、円形であってもよいし、矩形や他の形状であってもよい。また、少なくとも中間部に形成される穴の位置は、プローブピンを保持する貫通孔が穴の底に開口する限り、特に限定されない。例えば、穴は、中間部と同軸状に形成されてもよいし、貫通孔と同軸状に形成されてもよい。先端部の外形は、先端部がコネクタの嵌合部と嵌合可能な限り、特に限定されない。

【0027】

第５の構成のプローブ装置において、好ましくは、上記の穴は中間部と同軸状に設けられる（第６の構成）。

【0028】

第６の構成の場合、中間部に対する穴の寸法設計が容易である。このような穴は、旋盤等を用いた機械加工によって、容易に形成できる。

【0029】

第５又は第６の構成のプローブ装置において、好ましくは、上記の穴が中間部のみに形成されている（第７の構成）。

【0030】

第７の構成の場合、プローブピンを保持する貫通孔の長さを十分に確保することができる。

【0031】

第５又は第６の構成のプローブ装置において、上記の穴が中間部及び先端部に形成されていてもよい（第８の構成）。

【0032】

第８の構成の場合、外部プランジャにおいて、第２空洞が下方に広がる。このため、外部プランジャの重心位置がより低くなる。これにより、外部プランジャがより起立しやすい。

【0033】

第３又は第４の構成のプローブ装置は、典型的な例では、下記の構成を含む。突出部の外形は、本体部の中心軸を含む面に対して対称性を有する。突出部の下面の輪郭が実質的に長方形である（第９の構成）。

【0034】

第９の構成の場合、検査対象の回路基板上のコネクタは、外部プランジャの突出部と嵌合する嵌合部を有する。コネクタの嵌合部は、例えば、端子の全体を包囲する外部導体である。この嵌合部は、入口となる上部に傾斜面を有する。この嵌合部の内周形状は概ね長方形である。コネクタの嵌合部の内周形状に対応するように、外部プランジャの突出部の下面の輪郭が実質的に長方形となっている。この突出部の下面において、典型的には、長辺及び短辺は直線状である。ただし、長辺及び短辺は厳密な直線状に限らず、多少湾曲する曲線状を含む。例えば、長辺が外側に凸の円弧状や楕円弧状であってもよい。短辺が外側に凸の円弧状や楕円弧状であってもよい。

【0035】

第９の構成のプローブ装置は、好ましくは、下記の構成を含む。突出部において、下面の長辺が直線状であり、下面の短辺が外側に凸の円弧状である（第１０の構成）。

【0036】

第１０の構成の場合、回路基板の検査において、フランジの下降により、外部プランジャの下端面（突出部の下面）の周縁のうちの短辺の一部が、コネクタの傾斜面と接触する。このとき、短辺が外側に凸の円弧状であることから、外部プランジャはコネクタの傾斜面からコネクタの中心に向けて水平方向の力を受ける。このため、外部プランジャを確実にコネクタの適切な位置に誘導することができる。

【0037】

第１０の構成のプローブ装置は、好ましくは、下記の構成を含む。突出部のうちで下面の短辺を含む側面が、本体部の外周面に連続的につながる（第１１の構成）。

【0038】

第１１の構成の場合、外部プランジャにおいて、突出部の下面の短辺が外側に凸の円弧状であり、その短辺を含む突出部の側面（以下、「短辺側面」とも言う。）の半径は、本体部の外周面の半径と同じになる。このような本体部の外周面及び突出部の短辺側面は、旋盤等を用いた機械加工によって、容易に形成できる。

【0039】

第５～第８の構成のいずれか１つのプローブ装置は、典型的な例では、下記の構成を含む。先端部の外形は、本体部の中心軸を含む面に対して対称性を有する。先端部の下面の輪郭が実質的に長方形である（第１２の構成）。

【0040】

第１２の構成の場合、検査対象の回路基板上のコネクタは、外部プランジャの先端部と嵌合する嵌合部を有する。コネクタの嵌合部は、例えば、端子の全体を包囲する外部導体である。この嵌合部は、入口となる上部に傾斜面を有する。この嵌合部の内周形状は概ね長方形である。コネクタの嵌合部の内周形状に対応するように、外部プランジャの先端部の下面の輪郭が実質的に長方形となっている。この先端部の下面において、典型的には、長辺及び短辺は直線状である。ただし、長辺及び短辺は厳密な直線状に限らず、多少湾曲する曲線状を含む。例えば、長辺が外側に凸の円弧状や楕円弧状であってもよい。短辺が外側に凸の円弧状や楕円弧状であってもよい。

【0041】

第１２の構成のプローブ装置は、好ましくは、下記の構成を含む。先端部において、下面の長辺が直線状であり、下面の短辺が外側に凸の円弧状である（第１３の構成）。

【0042】

第１３の構成の場合、回路基板の検査において、フランジの下降により、外部プランジャの下端面（先端部の下面）の周縁のうちの短辺の一部が、コネクタの傾斜面と接触する。このとき、短辺が外側に凸の円弧状であることから、外部プランジャはコネクタの傾斜面からコネクタの中心に向けて水平方向の力を受ける。このため、外部プランジャを確実にコネクタの適切な位置に誘導することができる。

【0043】

第１３の構成のプローブ装置は、好ましくは、下記の構成を含む。先端部のうちで下面の短辺を含む側面が、中間部の外周面に連続的につながる（第１４の構成）。

【0044】

第１４の構成の場合、外部プランジャにおいて、先端部の下面の短辺が外側に凸の円弧状であり、その短辺を含む先端部の側面（以下、「短辺側面」とも言う。）の半径は、中間部の外周面の半径と同じになる。このような中間部の外周面及び先端部の短辺側面は、旋盤等を用いた機械加工によって、容易に形成できる。

【0045】

以下に、図面を参照しながら、本実施形態のプローブ装置について、具体例を説明する。図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

【0046】

［第１実施形態］
図１～図６を参照して、第１実施形態のプローブ装置１について説明する。

【0047】

図１は、第１実施形態のプローブ装置１の全体構成を示す斜視図である。図２は、図１に示すプローブ装置１の一部を拡大した側面図である。図１には、プローブ装置１を斜め上方から見たときの様子が示される。構成の理解を容易にするため、図１には、検査対象の回路基板上に実装されたコネクタ８を示している。なお、本明細書では、プローブ装置１の構成を説明するのに、上下方向及び水平方向を使用している。ただし、プローブ装置１を実際に回路基板の検査に用いるとき、上下方向は厳密な上下方向と一致しなくてもよく、水平方向も厳密な水平方向と一致しなくてもよい。

【0048】

図１及び図２を参照して、プローブ装置１は、主な構成要素として、フランジ２と、外部プランジャ３と、プローブピン４と、弾性部材５と、同軸ケーブル６と、を備える。さらに、プローブ装置１は、連結部材７を備える。

【0049】

本実施形態では、検査対象の回路基板上のコネクタ８は多極コネクタであり、複数の端子を有する。プローブピン４は、コネクタ８の端子に対応する位置に配置される。プローブ装置１は２つのプローブピン４を備え、２つのプローブピン４にそれぞれ同軸ケーブル６が接続される。回路基板の検査において、２つのプローブピン４は、それぞれ、コネクタ８が有する端子のうちの２つの端子と接触する。ただし、プローブピン４の数は、１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。

【0050】

外部プランジャ３は、フランジ２の下方に配置される。本実施形態では、外部プランジャ３は、上側から下側に向けて順に、本体部３１と突出部３２とを備える。突出部３２は、本体部３１の下面から突出する。突出部３２は、上側から下側に向けて順に、中間部３３と先端部３４とを備える。つまり、外部プランジャ３は、本体部３１、中間部３３及び先端部３４から構成される。外部プランジャ３は、導電性を有する。例えば、外部プランジャ３の材質は金属である。この金属は、例えばステンレス鋼である。

【0051】

本体部３１は有底円筒状であり、上下方向に沿う中心軸Ａを有する。中間部３３は、本体部３１と同軸状であり、本体部３１の外径よりも小さい外径を有する。先端部３４は概ね直方体状であり、先端部３４の外形は、本体部３１の中心軸Ａを含む面に対して対称性を有する。先端部３４の下面３４ａが外部プランジャ３の下面に相当する。別の観点では、先端部３４の下面３４ａが突出部３２の下面に相当する。

【0052】

図２を参照して、プローブピン４は上下方向に沿って配置される。詳細は後述するが、プローブピン４は外部プランジャ３によって保持される。プローブピン４の下端部４１は、外部プランジャ３の先端部３４の下面３４ａから下方に向けて突出する。プローブピン４は、下端部４１とバレル部とを含む。下端部４１は、バレル部に対して、バレル部に内蔵された弾性体によって下方に向く弾性力を与えられながら、上方への移動を許容される。つまり、プローブピン４の下端部４１は、外部プランジャ３に対して、上方への移動を許容するように保持される。ただし、プローブピン４は、外部プランジャ３に対して電気的に絶縁されている。

【0053】

プローブピン４は、その上端部に同軸ケーブル６が接続される（後述する図６参照）。同軸ケーブル６は測定器（例：ネットワークアナライザ）に接続される。例えば、同軸ケーブル６の内導体（芯線）がプローブピン４の上端部に接続される。この同軸ケーブル６の外導体（グラウンド導体）が外部プランジャ３と電気的に接続される。プローブピン４が導電性を有する限り、その材質は特に限定されない。例えば、プローブピン４の材質は金属である。この金属は、例えばベリリウム銅である。

【0054】

図１及び図２を参照して、連結部材７は、概ね円筒形状である。同軸ケーブル６が連結部材７を挿通する。連結部材７の上端部７１は、フランジ状に張り出す。

【0055】

フランジ２は概ね直方体形状であり、水平方向に延びる。フランジ２には、上下方向に沿う貫通孔２１が形成されている。貫通孔２１は、上方に向かって拡大するテーパ面２２と、テーパ面２２の下端に連なる段差面２３と、を含む。連結部材７が、フランジ２の上方よりフランジ２の貫通孔２１に挿入されて、連結部材７の上端部７１が貫通孔２１の段差面２３に引っかかっている。これにより、連結部材７は下方に抜け落ちない。

【0056】

本体部３１は有底円筒状であるため、上方に開口する内部空間を有する。この内部空間によって上方に開口する第１空洞が形成される。連結部材７の下端部が外部プランジャ３の本体部３１の内側に嵌め込まれている。つまり、連結部材７の下端部が外部プランジャ３の第１空間に挿入されている。これにより、連結部材７が外部プランジャ３の本体部３１と結合されている。つまり、外部プランジャ３は連結部材７と一体化されている。連結部材７と外部プランジャ３との結合方法は、接着剤による接着や、溶接であってもよい。

【0057】

外部プランジャ３とフランジ２との間には、弾性部材５が設けられている。このため、連結部材７と一体の外部プランジャ３は、フランジ２に対して、弾性部材５によって下方に向く弾性力を与えられながら、フランジ２に支持される。本実施形態では、弾性部材５として圧縮コイルばねが適用される。

【0058】

連結部材７の上端部７１は、フランジ２の段差面２３に引っかかっている。このため、連結部材７と一体の外部プランジャ３は、フランジ２に対して上方への移動を許容される。さらに、連結部材７の上方への移動に伴って、連結部材７の上端部７１とフランジ２の段差面２３との引っかかりが外れると、連結部材７の上端部７１はフランジ２のテーパ面２２の範囲に進入する。これにより、連結部材７と一体の外部プランジャ３は、さらに水平方向への移動を許容され、傾倒及び傾倒からの起立も許容される。

【0059】

このように、外部プランジャ３は、フランジ２に対して、弾性部材５によって下方に向く弾性力を与えられながら、上方への移動を許容される。さらに、外部プランジャ３は、弾性部材５の弾性変形により、水平面内での移動を許容され、傾倒及び傾倒からの起立も許容される。つまり、連結部材７及び外部プランジャ３は、フランジ２に対して、上方への移動、水平方向への移動、及び揺動を可能に支持されている。

【0060】

回路基板の検査において、フランジ２の下降に伴って、連結部材７及び外部プランジャ３が下降する。これに伴い、外部プランジャ３がコネクタ８と接触して押し付けられる。これにより、連結部材７及び外部プランジャ３は、フランジ２に対して、上方及び水平方向へ移動し、さらに揺動する。そして、回路基板の検査が行われる。検査後、フランジ２が上昇する。このとき、連結部材７は弾性部材５の復元力を受ける。これにより、連結材７の上端部７１が、フランジ２の段差面２３に引っかかった状態になる。つまり、検査終了後は、容易に元の状態に戻る。

【0061】

上記の例では、連結部材７の上端部７１の横断面形状は円形である。この場合、フランジ２の貫通孔２１において、テーパ面２２及び段差面２３の横断面形状は、連結部材７の上端部７１の横断面形状に対応して、円形とされる。しかしながら、上端部７１の横断面形状は四角形などの多角形でも構わない。この場合、フランジ２の貫通孔２１において、テーパ面２２及び段差面２３の横断面形状は、多角形とされる。そうすると、フランジ２に対する連結部材７の不意な回転を抑制することができる。

【0062】

なお、連結部材７の上端部７１の横断面形状が円形である場合、フランジ２の貫通孔２１において、段差面２３に凸部を設け、この凸部と係合する凹部を連結部材７の上端部７１の下面に設けてもよい。これとは逆に、フランジ２の段差面２３に凹部を設け、この凹部と係合する凸部を連結部材７の上端部７１の下面に設けてもよい。これらの凸部及び凹部の係合により、フランジ２に対する連結部材７の不意な回転を抑制することができる。

【0063】

フランジ２は、外部プランジャ３、プローブピン４、同軸ケーブル６、連結部材７、及び弾性部材５の全部を支持する。フランジ２は、ボルトによって、測定器が備える昇降機（図示省略）に取り付けられる。昇降機の作動により、フランジ２が下降する。フランジ２の下降により、外部プランジャ３及びプローブピン４は、コネクタ８に向けて移動する。

【0064】

図３は、第１実施形態の外部プランジャ３の斜視図である。図３には、外部プランジャ３を斜め下方から見たときの様子が示される。図４は、図３に示す外部プランジャ３を下方から見たときの平面図である。図４には、下面が示される。図５は、図４の線Ｖ－Ｖにおける断面図である。図５には、本体部３１の中心軸Ａを含む断面が示される。図６は、図４の線VI－VIにおける断面図である。図６には、貫通孔３６の中心軸を含む断面が示される。

【0065】

図３～図６を参照して、上記の通り、外部プランジャ３は、有底円筒状の本体部３１、中間部３３及び先端部３４から構成される。本体部３１、中間部３３及び先端部３４は、本体部３１の中心軸Ａに沿って、上部側から下部側に向けて順に配置されている。

【0066】

中間部３３は、本体部３１と同軸状であり、本体部３１の外径よりも小さい外径を有する。つまり、中間部３３は、円筒状の外周面を有する。中間部３３の中心軸は本体部３１の中心軸Ａと一致する。

【0067】

先端部３４は概ね直方体状であり、先端部３４の外形は、本体部３１の中心軸Ａを含む面に対して対称性を有する。図４を参照して、先端部３４の下面３４ａの輪郭は実質的に長方形である。具体的には、先端部３４において、下面３４ａの長辺３４ａｌは直線状であり、下面３４ａの短辺３４ａｓは円弧状である。短辺３４ａｓの円弧の中心は、中心軸Ａ上に存在する。先端部３４の短辺３４ａｓを含む側面（短辺側面）の半径は、中間部３３の外周面の半径と同じである。このため、先端部３４の短辺側面は、中間部３３の外周面と連続的につながっている。ただし、短辺３４ａｓの円弧の中心は、中心軸Ａ上からずれた位置に存在してもよい。

【0068】

図示は省略するが、検査対象のコネクタ８は、外部プランジャ３の先端部３４と嵌合する嵌合部を有する。コネクタ８の嵌合部は、コネクタ端子の全体を包囲する外部導体である。この嵌合部は、入口となる上部に傾斜面を有する。この嵌合部の内周形状は概ね長方形である。コネクタ８の嵌合部の内周形状に対応するように、外部プランジャ３の先端部３４の下面３４ａの輪郭が実質的に長方形となっている。

【0069】

本実施形態では、先端部３４の下面３４ａに、一対からなる突起３５が形成されている。突起３５は、先端部３４の下面３４ａの短辺３４ａｓの近くに形成されている。回路基板の検査において、外部プランジャ３がコネクタ８の嵌合部と嵌合するとき、突起３５は、コネクタ８が有する凹部と嵌合する。

【0070】

上記の通り、本体部３１は上方に開口する内部空間（第１空洞）を有する。中間部３３は、上下方向に沿って穴３７を有する。この穴３７は、本体部３１の内部空間、すなわち第１空洞に開口する。穴３７の横断面形状は円形である。穴３７の直径は本体部３１の内径よりも小さい。穴３７は、中間部３３と同軸状に設けられる。つまり、穴３７の中心軸は、中間部３３の中心軸、すなわち本体部３１の中心軸Ａと一致している。穴３７は、中間部３３の下面３３ａの近くまで形成されている。穴３７は、中間部３３の下面３３ａを貫いておらず、先端部３４に達していない。この穴３７によって、外部プランジャ３に第２空洞が形成される。穴３７の直径が本体部３１の内径よりも小さいことから、第２空洞の幅は第１空洞の幅よりも小さい。このように、外部プランジャ３は、上側から下側に向けて順に、第１空洞と、第２空洞と、を含む。この場合、上下方向において、穴３７の底３７ａから先端部３４の下面３４ａまでの距離は、第２空洞の長さの１／１００以上である。つまり、当該距離は、穴３７の深さの１／１００以上である。

【0071】

第２空洞を形成する穴３７は、外部プランジャ３の少なくとも上部に形成されている。本明細書において、外部プランジャ３の上部とは、外部プランジャ３の上下方向の中央よりも上側を意味する。もっとも、穴３７が外部プランジャ３の上部に形成されている限り、穴３７が外部プランジャ３の上下方向の中央より下側に延びていても構わない。

【0072】

外部プランジャ３には、プローブピン４を保持するために、上下方向に沿って貫通孔３６が形成されている。本実施形態では、プローブ装置１が２つのプローブピン４を備えるため、外部プランジャ３には２つの貫通孔３６が形成される。貫通孔３６は、穴３７の底３７ａから先端部３４の下面３４ａまで貫通する。つまり、貫通孔３６は、外部プランジャ３の第２空洞に開口する。プローブピン４は、絶縁スリーブ１２を介して貫通孔３６に挿入されて外部プランジャ３によって保持される。

【0073】

図６を参照して、外部プランジャ３によってプローブピン４を保持する構造の一例を説明する。プローブピン４は、下端部４１、バレル部４２及び上端部４３を含む。下端部４１は、バレル部４２から下方に突出する。下端部４１はバレル部４２に対して進退可能である。バレル部４２には弾性体（例：圧縮コイルばね）が内蔵されている。下端部４１は、バレル部４２に対して、その弾性体によって下方に向く弾性力を与えられながら、上方への移動を許容される。上端部４３は、バレル部４２から上方に突出する。下端部４１、バレル部４２及び上端部４３は互いに導通する。

【0074】

同軸ケーブル６は、中心から順に、内導体６１（芯線）、絶縁被膜６２、外導体６３（グラウンド導体）及び外皮６４を備える。同軸ケーブル６の下端部では、内導体６１、絶縁被膜６２及び外導体６３が順に剥き出しにされている。

【0075】

同軸ケーブル６の下端部は、プローブピン４と共に、導電性を有する円筒管１１に挿入されている。特に、円筒管１１の下端部には絶縁スリーブ１２が挿入されており、プローブピン４はその絶縁スリーブ１２を挿通している。つまり、プローブピン４は、絶縁スリーブ１２によって、円筒管１１に対して絶縁された状態で保持されている。

【0076】

円筒管１１に挿入された内導体６１は、はんだ付け等によって、プローブピン４の上端部４３と電気的に接続されている。この接続部は、補助絶縁スリーブ１３によって、円筒管１１に対して絶縁されている。円筒管１１に挿入された外導体６３は、はんだ付け等によって、円筒管１１と電気的に接続されている。

【0077】

絶縁スリーブ１２及び補助絶縁スリーブ１３の材質は、例えば樹脂である。この樹脂は、例えばフッ素樹脂（例：ＰＴＦＥ）である。円筒管１１の材質は、例えば金属である。この金属は、例えば銅合金、リン青銅等である。

【0078】

このように同軸ケーブル６、プローブピン４及び絶縁スリーブ１２等を挿入された円筒管１１が、外部プランジャ３の貫通孔３６に挿入されている。これにより、プローブピン４は、絶縁スリーブ１２を介して外部プランジャ３によって保持される。この状態で、プローブピン４の下端部４１は、外部プランジャ３の下面、すなわち外部プランジャ３の下面３４ａに表出している。円筒管１１の上部は穴３７（第２空洞）に表出している。プローブピン４の下端部４１は、外部プランジャ３に対して、下方に向く弾性力を与えられながら、上方への移動を許容される。また、円筒管１１が外部プランジャ３の貫通孔３６に挿入されることにより、円筒管１１と外部プランジャ３が互いに導通する。これにより、同軸ケーブル６の外導体６３が、円筒管１１を介して外部プランジャ３に電気的に接続される。

【0079】

このような構成の本実施形態のプローブ装置１では、外部プランジャ３の中間部３３に形成された穴３７によって、外部プランジャ３に第２空洞が形成されている。この第２空洞（穴３７）により、外部プランジャ３の重心位置は低くなる。回路基板の検査において、フランジ２の下降に伴って傾いた外部プランジャ３は、フランジ２と外部プランジャ３との間に設けられた弾性部材５の弾性力によって起立する。本実施形態では、外部プランジャ３の重心位置が低いため、傾いた外部プランジャ３は起立しやすい。そうすると、外部プランジャ３がコネクタ８の嵌合部と嵌合するとき、外部プランジャ３が十分に起立し、プローブピン４がコネクタ端子と十分に接触する。したがって、回路基板の回路特性を精度よく検査することができる。

【0080】

しかも、外部プランジャ３が起立しやすいことから、フランジ２と外部プランジャ３との間に設けられた弾性部材５の負担も軽減される。したがって、弾性部材５の不意な損傷を抑制することができる。

【0081】

検査終了後、フランジ２の上昇により、連結部材７は弾性部材５の復元力を受ける。これにより、連結部材７の上端部７１が、フランジ２の段差面２３に引っかかった状態になる。つまり、検査終了後は、精度よく容易に元の状態に戻る。したがって、再度の検査を精度よく行うことができる。

【0082】

本実施形態では、外部プランジャ３において、中間部３３が本体部３１と同軸状である。このため、本体部３１に対する中間部３３の寸法設計が容易である。この場合、本体部３１及び中間部３３は、旋盤等を用いた機械加工によって、容易に形成できる。

【0083】

また、外部プランジャ３において、穴３７の横断面形状は円形であり、その穴３７は中間部３３と同軸状に設けられる。このため、中間部３３に対する穴３７の寸法設計が容易である。この場合、穴３７は、旋盤等を用いた機械加工によって、容易に形成できる。

【0084】

さらに、外部プランジャ３において、先端部３４の下面３４ａの短辺３４ａｓが外側に凸の円弧状であり、先端部３４の短辺側面が中間部３３の外周面と連続的につながっている。このため、先端部３４の短辺側面の半径が中間部３３の外周面の半径と同じである。この場合、中間部３３の外周面及び先端部３４の短辺側面は、旋盤等を用いた機械加工によって、容易に形成できる。

【0085】

外部プランジャ３において、プローブピン４を保持する貫通孔３６は、ドリル工具を用いた穴あけ加工によって形成できる。

【0086】

外部プランジャ３は、機械加工によって容易に成形できる。ただし、外部プランジャ３の成形方法は機械加工のみに限定されない。外部プランジャ３の大まかな形状を鋳造によって成形し、仕上げ加工を機械加工に委ねてもよい。

【0087】

また、回路基板の検査において、フランジ２の下降により、外部プランジャ３の下端面（先端部３４の下面３４ａ）の周縁のうちの短辺３４ａｓの一部が、コネクタ８の傾斜面と接触する。このとき、短辺３４ａｓが外側に凸の円弧状であることから、外部プランジャ３はコネクタ８の傾斜面からコネクタ８の中心に向けて水平方向の力を受ける。このため、外部プランジャ３を確実にコネクタ８の適切な位置に誘導することができる。

【0088】

［第２実施形態］
図７～図９を参照して、第２実施形態のプローブ装置１について説明する。第２実施形態のプローブ装置１は、第１実施形態のプローブ装置１における外部プランジャ３の形状を変更したものである。

【0089】

図７は、第２実施形態の外部プランジャ３の斜視図である。図７には、図３と同様に、外部プランジャ３を斜め下方から見たときの様子が示される。図８は、図７に示す外部プランジャ３を下方から見たときの平面図である。図８には、図４と同様に、下面が示される。図９は、図８の線IX－IXにおける断面図である。図９には、図５と同様に、本体部３１の中心軸Ａを含む断面が示される。

【0090】

本実施形態では、外部プランジャ３に設けられる穴３７は、本体部３１の内部空間に開口し、先端部３４の下面３４ａの近くまで形成されている。穴３７は、中間部３３の下面３３ａを貫いて、先端部３４の中に達している。この場合、上下方向において、穴３７の底３７ａから先端部３４の下面３４ａまでの距離は、第２空洞の長さの１／１００以上である。つまり、当該距離は、穴３７の深さの１／１００以上である。プローブピン４を保持する貫通孔３６の長さを確保するためである。

【0091】

本実施形態のプローブ装置１によれば、外部プランジャ３に形成された穴３７が先端部３４の中に達している。この場合、外部プランジャ３において、穴３７によって形成される空洞が下方に広がる。このため、外部プランジャ３の重心位置がより低くなる。これにより、外部プランジャ３がより起立しやすい。

【0092】

その他、本開示は上記の実施形態に限定されず、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。例えば、先端部３４において、下面３４ａの長辺３４ａｌ及び短辺３４ａｓがいずれも直線状であってもよい。この場合、先端部３４の下面３４ａの輪郭が厳密な長方形である。

【0093】

上記の実施形態では、突出部３２が中間部３３と先端部３４とから構成されているが、突出部３２自体が１つの部分でも構わない。この場合、突出部３２がコネクタ８の嵌合部と嵌合する。先端部３４の下面３４ａが突出部３２の下面に相当する。

【符号の説明】

【0094】

１：プローブ装置
２：フランジ
３：外部プランジャ
３１：本体部
３２：突出部
３３：中間部
３３ａ：下面
３４：先端部
３４ａ：下面
３６：貫通孔
３７：穴（空洞）
３７ａ：底
４：プローブピン
５：弾性部材（圧縮コイルばね）
６：同軸ケーブル
８：コネクタ
１１：円筒管
１２：絶縁スリーブ
Ａ：中心軸

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】