JP4667253B2

JP4667253B2 - 四探針測定用同軸プローブ及びこれを備えたプローブ治具

Info

Publication number: JP4667253B2
Application number: JP2006008344A
Authority: JP
Inventors: 哲久松尾; 宏和田中
Original assignee: 大西電子株式会社
Priority date: 2006-01-17
Filing date: 2006-01-17
Publication date: 2011-04-06
Anticipated expiration: 2026-01-17
Also published as: JP2007192554A

Description

本発明は、プリント配線板などの短絡、電気的絶縁などを検査するときに用いるプローブ、特に四探針測定用の同軸プローブと、この同軸プローブを備えたプローブ治具とに関する。

プリント配線板の電気的検査（短絡、電気的絶縁など）を行う測定方法として、一般に、二探針を用いた電気的検査が広く行われている。この二探針測定方法では、短絡などを検査するためのプリント配線鈑の一方の測定端子部に一方のプローブを電気的に接続し、その他方の測定端子部に他の一つのプローブを電気的に接続し、一方のプローブからプリント配線板を介して他方のプローブに電流を流してプリント配線板の測定端子部間の電気的抵抗を測定する。このような二探針測定方法では、プリント配線板の回路の配線抵抗及びプローブの接触抵抗を含む電気的抵抗を測定するので、回路の微小欠陥、例えばビルドアップ多層配線板の各層間のバイヤホールやスルーホールの欠陥、フレックスリジッド配線板の接続部分の欠陥などを正確に検査することができないという問題がある。

そこで、このような問題を解消するために、四探針を用いた電気的検査が提案され実用され出している。この四探針測定方法では、例えば同軸状に配置された一対の端子部を備えた同軸プローブを用い、一方の同軸プローブの一対の端子をプリント配線鈑の一方の測定端子部に電気的に接続し、他方の同軸プローブの一対の端子をその他方の測定端子部に電気的に接続し、同軸プローブのプリント配線板を介して電気的に接続された一方の端子を例えば電流端子として用い、それらの他方の端子を例えば電圧端子として用いるものである。測定に際しては、同軸プローブの電流端子を利用してプリント配線板の測定端子部間に電流を流すとともに、同軸プローブの電圧端子を利用してプリント配線板の測定端子部間に電圧を印加し、このように印加する電流及び電圧を用いてプリント配線板の測定端子部間の抵抗値を演算して計測するものであり、電流端子としての電流供給回路と電圧端子としての電圧測定回路とが完全に分離されているために、プリント配線板の測定端子部間の電気的抵抗を正確に測定することができる。

このような四探針測定方法に用いるコンタクトピンとして、一対の周側端子、これら一対の周側端子の内側に配設された一対の中側端子、及び一対の中側端子の内端部が装着された中側端子保持筒から構成されたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このコンタクトピンにおいては、中側端子保持筒内にコイルばねが内蔵され、かかるコイルばねが一対の中側端子に作用するように構成され、これら一対の中側端子及び中側端子保持筒が一方の電極（中側の電極）を構成する。また、一対の周側端子間に中側端子保持筒を被嵌してコイルばねが装着され、このコイルばねは一対の周側端子に作用するように構成され、これら一対の周側端子及び及びコイルばねが他方の電極（周側の電極）を構成する。

特開２００２−２０７０４９号公報

この従来のコンタクトピンにおいては、中側の電極が、コイルばねを内蔵する中側端子保持筒及び一対の中側端子から構成されるので、中側の電極の構成が複雑となり、このことに関連して、コンタクトピンの製作が容易でなく、製作コストが高価となる問題がある。また、中側端子保持筒内にコイルばねが内蔵される構成であるので、コンタクトピンの外形を小さくするのが難しく、特に近年のプリント配線板の高密度化に伴う狭ピッチ化に充分に対応することができないという問題がある。

本発明の目的は、外形を充分に小さくすることができ、これによってプリント配線板の高密度化に対応することができる四探針測定用同軸プローブを提供することである。
また、本発明の目的は、プリント配線板の測定端子部の間隔が小さくても所要の通りに検査測定することができるプローブ治具を提供することである。

本発明の請求項１に記載の四探針測定用同軸プローブは、外側中空スリーブと、前記外側中空スリーブの一端部に固定された第１プランジャと、前記外側中空スリーブの他端部に軸線方向に所定範囲にわたって移動自在に装着された第２プランジャと、前記第１及び第２プランジャに前記軸線方向に所定範囲にわたって相対的に移動自在に支持された内側部材と、前記内側部材を被嵌して配設され、前記第２プランジャを前記軸線方向外側に弾性的に偏倚させるための弾性偏倚手段と、を具備し、
前記内側部材は、電気的絶縁特性を有する第１絶縁被膜が施された金属ワイヤから構成され、前記金属ワイヤの前記軸線方向中間部には、更に、その外周面に電気絶縁特性を有する第２絶縁被膜が施され、前記第２絶縁被膜によってその両端に第１及び第２当接部が設けられ、前記内側部材は、前記第２絶縁被膜の前記第１当接部が前記第１プランジャに当接する第１の位置と、前記第２絶縁被膜の前記第２当接部が前記第２プランジャに当接する第２の位置との間を、前記第１及び第２プランジャに対して相対的に移動自在であり、
前記第１プランジャ、前記外側中空スリーブ及び前記第２プランジャが外側電極を構成し、前記内側部材が内側電極を構成することを特徴とする。

また、本発明の請求項２に記載の四探針測定用同軸プローブは、外側中空スリーブと、前記外側中空スリーブの両端部に軸線方向に所定範囲にわたって移動自在に装着された第１及び第２プランジャと、前記第１及び第２プランジャに前記軸線方向に所定範囲にわたって相対的に移動自在に支持された内側部材と、前記内側部材を被嵌して前記第１及び第２プランジャの間に配設され、前記第１及び第２プランジャを前記軸線方向外側に弾性的に偏倚させるための弾性偏倚手段と、を具備し、
前記内側部材は、電気的絶縁特性を有する第１絶縁被膜が施された金属ワイヤから構成され、前記金属ワイヤの前記軸線方向中間部には、更に、その外周面に電気絶縁特性を有する第２絶縁被膜が施され、前記第２絶縁被膜によってその両端に第１及び第２当接部が設けられ、前記内側部材は、前記第２絶縁被膜の前記第１当接部が前記第１プランジャに当接する第１の位置と、前記第２絶縁被膜の前記第２当接部が前記第２プランジャに当接する第２の位置との間を、前記第１及び第２プランジャに対して相対的に移動自在であり、
前記第１プランジャ、前記外側中空スリーブ及び前記第２プランジャが外側電極を構成し、前記内側部材が内側電極を構成することを特徴とする。

また、本発明の請求項３に記載のプローブ治具は、検査すべきプリント配線板に電気的に接続されるプローブ体と、前記プローブ体に電気的に接続される受けピン体とから構成され、
前記プローブ体は、外側中空スリーブと、前記外側中空スリーブの一端部に固定された第１プランジャと、前記外側中空スリーブの他端部に軸線方向に所定範囲にわたって移動自在に装着された第２プランジャと、前記第１及び第２プランジャに前記軸線方向に所定範囲にわたって相対的に移動自在に支持された内側部材と、前記内側部材を被嵌して配設され、前記第２プランジャを前記軸線方向外側に弾性的に偏倚させるための第１弾性偏倚手段と、を具備し、
前記プローブ体の前記内側部材は、電気的絶縁特性を有する第１絶縁被膜が施された金属ワイヤから構成され、前記金属ワイヤの前記軸線方向中間部には、更に、その外周面に電気絶縁特性を有する第２絶縁被膜が施され、前記第２絶縁被膜によってその両端に第１及び第２当接部が設けられ、前記内側部材は、前記第２絶縁被膜の前記第１当接部が前記第１プランジャに当接する第１の位置と、前記第２絶縁被膜の前記第２当接部が前記第２プランジャに当接する第２の位置との間を、前記第１及び第２プランジャに対して相対的に移動自在であり、
前記受けピン体は、外側中空ソケットと、前記外側中空ソケット内に軸線方向に所定範囲にわたって移動自在に装着された内側受け部材と、前記内側受け部材を前記軸線方向に前記プローブ体に向けて弾性的に偏倚させるための第２弾性偏倚手段と、を具備し、
前記プローブ体の前記第１プランジャ、前記外側中空スリーブ及び前記第２プランジャ並びに前記受けピン体の前記外側中空ソケットが外側電極を構成し、前記プローブ体の前記内側部材及び前記受けピン体の前記内側受け部材が内側電極を構成することを特徴とする。

また、本発明の請求項４に記載のプローブ治具は、検査すべきプリント配線板に電気的に接続されるプローブ体と、前記プローブ体に電気的に接続される受けピン体とから構成され、
前記プローブ体は、外側中空スリーブと、前記外側中空スリーブの両端部に軸線方向に所定範囲にわたって移動自在に装着された第１及び第２プランジャと、前記第１及び第２プランジャに前記軸線方向に所定範囲にわたって相対的に移動自在に支持された内側部材と、前記内側部材を被嵌して前記第１及び第２プランジャの間に配設され、前記第１及び第２プランジャを前記軸線方向外側に弾性的に偏倚させるための第１弾性偏倚手段と、を具備し、
前記プローブ体の前記内側部材は、電気的絶縁特性を有する第１絶縁被膜が施された金属ワイヤから構成され、前記金属ワイヤの前記軸線方向中間部には、更に、その外周面に電気絶縁特性を有する第２絶縁被膜が施され、前記第２絶縁被膜によってその両端に第１及び第２当接部が設けられ、前記内側部材は、前記第２絶縁被膜の前記第１当接部が前記第１プランジャに当接する第１の位置と、前記第２絶縁被膜の前記第２当接部が前記第２プランジャに当接する第２の位置との間を、前記第１及び第２プランジャに対して相対的に移動自在であり、
前記受けピン体は、外側中空ソケットと、前記外側中空ソケット内に軸線方向に所定範囲にわたって移動自在に装着された内側受け部材と、前記内側受け部材を前記軸線方向に前記プローブ体に向けて弾性的に偏倚させるための第２弾性偏倚手段と、を具備し、
前記プローブ体の前記第１プランジャ、前記外側中空スリーブ及び前記第２プランジャ並びに前記受けピン体の前記外側中空ソケットが外側電極を構成し、前記プローブ体の前記内側部材及び前記受けピン体の前記内側受け部材が内側電極を構成することを特徴とする。

また、本発明の請求項５に記載のプローブ治具では、前記受けピン体の前記内側受け部材は、導電線の外周面が電気的絶縁層により覆われた第１電気ケーブルと、前記第１電気ケーブルの前記導電線の先端部に設けられた受け端子とから構成され、前記受け端子に電気的絶縁チューブが装着されていることを特徴とする。

また、本発明の請求項６に記載のプローブ治具では、前記受けピン体の前記第１電気ケーブルは、前記外側中空ソケット内を通してその一端部まで延びており、前記外側中空ソケットの他端部には、更に、その一部に切欠きが設けられ、前記切欠きを通して、導電線の外周面が電気的絶縁層により覆われた第２ケーブルの前記導電線が前記外側中空ソケットの内面に電気的に接続されていることを特徴とする。

更に、本発明の請求項７に記載のプローブ治具では、前記受けピン体の前記第１電気ケーブルと前記第２電気ケーブルとは、前記外側中空ソケットの他端部近傍の外側で接着結合されていることを特徴とする。

本発明の請求項１に記載の四探針測定用同軸プローブによれば、外側電極が前記第１プランジャ、前記外側中空スリーブ及び前記第２プランジャから構成され、内側電極が内側部材から構成されているので、同軸プローブの構成を簡単にすることができ、また弾性偏倚手段として第２プランジャに作用するものが一つでよく、このことに関連しても同軸プローブの構成を簡単に、且つその外形を小さくすることができる。更に、第２プランジャは所定範囲にわたって移動自在で、弾性偏倚手段は第２プランジャを軸線方向外方に弾性的に偏倚するので、第１プランジャ又は第２プランジャを検査すべきプリント配線板の測定端子部に確実にコンタクトさせることができる。また、内側部材が金属ワイヤから構成されているので、内側部材の外形を小さくすることができ、これによって、同軸プローブの外形を小さくすることが可能となる。また、金属ワイヤは電気的絶縁特性を有する第１絶縁被膜によって覆われているので、第１及び第２プランジャと内側部材との間の電気的絶縁を確保することができる。更に、金属ワイヤの中間部には、電気絶縁特性を有する第２絶縁被膜によって第１及び第２当接部が設けられているので、内側部材は第１当接部が第１プランジャに当接する第１の位置と、第２当接部が第２プランジャに当接する第２の位置との間を相対的に移動自在となり、この内側部材が第１及び第２プランジャから外れるのを防止することができる。更にまた、第１及び第２当接部が第２絶縁被膜によって形成されるので、第１及び第２当接部の外形も小さくすることができ、このことに関連して、同軸プローブの外形を更に小さくすることが可能となる。

また、本発明の請求項２に記載の四探針測定用同軸プローブによれば、外側電極が前記第１プランジャ、前記外側中空スリーブ及び前記第２プランジャから構成され、内側電極が内側部材から構成されているので、同軸プローブの構成を簡単にすることができ、また弾性偏倚手段として第１及び第２プランジャに作用するものが一つでよく、このことに関連しても同軸プローブの構成を簡単に、且つその外形を小さくすることができる。更に、第１及び第２プランジャは所定範囲にわたって移動自在で、弾性偏倚手段は第１及び第２プランジャを軸線方向外方に弾性的に偏倚するので、第１プランジャ又は第２プランジャを検査すべきプリント配線板の測定端子部に確実にコンタクトさせることができる。また、内側部材が金属ワイヤから構成されているので、内側部材の外形を小さくすることができ、これによって、同軸プローブの外形を小さくすることが可能となる。また、金属ワイヤは電気的絶縁特性を有する第１絶縁被膜によって覆われているので、第１及び第２プランジャと内側部材との間の電気的絶縁を確保することができる。更に、金属ワイヤの中間部には、電気絶縁特性を有する第２絶縁被膜によって第１及び第２当接部が設けられているので、内側部材は第１当接部が第１プランジャに当接する第１の位置と、第２当接部が第２プランジャに当接する第２の位置との間を相対的に移動自在となり、この内側部材が第１及び第２プランジャから外れるのを防止することができる。更にまた、第１及び第２当接部が第２絶縁被膜によって形成されるので、第１及び第２当接部の外形も小さくすることができ、このことに関連して、同軸プローブの外形を更に小さくすることが可能となる。

また、本発明の請求項３に記載のプローブ治具によれば、外側電極がプローブ体の第１プランジャ、外側中空スリーブ及び第２プランジャ並びに受けピン体の外側中空ソケットから構成され、内側電極がプローブ体の内側部材及び受けピン体の内側受け部材から構成されるので、プローブ治具のプローブ体及び受けピン体の構成を簡単にすることができ、また第１弾性偏倚手段としてプローブ体側に第２プランジャに作用するものが一つで、第２弾性偏倚手段として受けピン体側に内側受け部材に作用するものが一つでよく、このことに関連してもプローブ治具のプローブ体及び受けピン体の構成を簡単に、且つそれらの外形を小さくすることができる。更に、第２プランジャは所定範囲にわたって移動自在で、第１弾性偏倚手段は第２プランジャを軸線方向外方に弾性的に偏倚し、また内側受け部材は所定範囲にわたって移動自在で、第２弾性偏倚手段は内側受け部材をプローブ体に向けて弾性的に偏倚するので、プローブ体の第１プランジャ又は第２プランジャを検査すべきプリント配線板の測定端子部に、また内側部材を受けピン体に確実にコンタクトさせることができる。また、プローブ体の内側部材が金属ワイヤから構成されているので、内側部材の外形を小さくすることができ、これによって、プローブ体の外形を小さくすることが可能となる。また、金属ワイヤは電気的絶縁特性を有する第１絶縁被膜によって覆われているので、第１及び第２プランジャと内側部材との間の電気的絶縁を確保することができる。更に、金属ワイヤの中間部には、電気絶縁特性を有する第２絶縁被膜によって第１及び第２当接部が設けられているので、内側部材は第１当接部が第１プランジャに当接する第１の位置と、第２当接部が第２プランジャに当接する第２の位置との間を相対的に移動自在となり、この内側部材が第１及び第２プランジャから外れるのを防止することができる。更にまた、第１及び第２当接部が第２絶縁被膜によって形成されるので、第１及び第２当接部の外形も小さくすることができ、このことに関連して、プローブ体の外形を更に小さくすることが可能となる。

また、本発明の請求項４に記載のプローブ治具によれば、外側電極がプローブ体の第１プランジャ、外側中空スリーブ及び第２プランジャ並びに受けピン体の外側中空ソケットから構成され、内側電極がプローブ体の内側部材及び受けピン体の内側受け部材から構成されるので、プローブ治具のプローブ体及び受けピン体の構成を簡単にすることができ、また第１弾性偏倚手段としてプローブ体側に第１及び第２プランジャに作用するものが一つで、第２弾性偏倚手段として受けピン体側に内側受け部材に作用するものが一つでよく、このことに関連してもプローブ治具のプローブ体及び受けピン体の構成を簡単に、且つそれらの外形を小さくすることができる。更に、第１及び第２プランジャは所定範囲にわたって移動自在で、第１弾性偏倚手段は第１及び第２プランジャを軸線方向外方に弾性的に偏倚し、また内側受け部材は所定範囲にわたって移動自在で、第２弾性偏倚手段は内側受け部材をプローブ体に向けて弾性的に偏倚するので、プローブ体の第１プランジャ又は第２プランジャを検査すべきプリント配線板の測定端子部に、また内側部材を受けピン体に確実にコンタクトさせることができる。また、プローブ体の内側部材が金属ワイヤから構成されているので、内側部材の外形を小さくすることができ、これによって、プローブ体の外形を小さくすることが可能となる。また、金属ワイヤは電気的絶縁特性を有する第１絶縁被膜によって覆われているので、第１及び第２プランジャと内側部材との間の電気的絶縁を確保することができる。更に、金属ワイヤの中間部には、電気絶縁特性を有する第２絶縁被膜によって第１及び第２当接部が設けられているので、内側部材は第１当接部が第１プランジャに当接する第１の位置と、第２当接部が第２プランジャに当接する第２の位置との間を相対的に移動自在となり、この内側部材が第１及び第２プランジャから外れるのを防止することができる。更にまた、第１及び第２当接部が第２絶縁被膜によって形成されるので、第１及び第２当接部の外形も小さくすることができ、このことに関連して、プローブ体の外形を更に小さくすることが可能となる。

また、本発明の請求項５に記載のプローブ治具によれば、受けピン体の内側受け部材は、第１電気ケーブルと、第１電気ケーブルの導電線の先端部に設けられた受け端子とから構成されているので、外側中空ソケットに内側受部材を所定範囲にわたって移動自在に装着することができ、またプローブ体の内側部材と受けピン体の内側受け部材との電気的コンタクトを確実にすることができる。更に、受け端子に電気的絶縁チューブが装着されているので、この受け端子と外側中空ソケットとの電気的絶縁を確保することができる。

また、本発明の請求項６に記載のプローブ治具によれば、受けピン体の第１電気ケーブルは、外側中空ソケット内を通してその一端部まで延び、第２電気ケーブルは外側中空ソケットに形成された切欠きを通して外側中空ソケットの内面に電気的に接続されているので、第１及び第２電気ケーブルを外側中空ソケットの内側空間を利用して導くようになり、このようにすることによって、第１及び第２電気ケーブルの配線処理をコンパクトにすることができる。

更に、本発明の請求項７に記載のプローブ治具によれば、受けピン体の第１電気ケーブルと第２電気ケーブルとが所定部位で接着結合されているので、不注意に第１電気ケーブルを引っ張ったとしても内側受け部材が引っ張られて外側中空ソケット内に必要以上沈み込むことがない。

以下、添付図面を参照して、本発明に従う四探針測定用同軸プローブ及びこれを用いたプローブ治具の一実施形態について説明する。図１は、本発明に従うプローブ治具の一実施形態を簡略的に示す断面図であり、図２は、図１のプローブ治具において、プリント配線板を検査するときの状態を簡略的に示す断面図であり、図３は、図１のプローブ治具における同軸プローブを一部切り欠いて示す断面図であり、図４は、図３の同軸プローブを分解して示す正面図であり、図５は、図１のプローブ治具における受けピン体を一部切り欠いて示す断面図であり、図６は、図５の受けピン体を分解して示す正面図であり、図７は、プリント配線板を検査測定しない状態におけるプローブ体と受けピン体との状態を断面で示す断面図であり、図８は、図７の状態におけるプローブ体と受けピン体とのコンタクト部を拡大して示す部分拡大断面図であり、図９は、プリント配線板を検査測定する状態におけるプローブ体と受けピン体との状態を断面で示す断面図である。

図１及び図２において、図示のプローブ治具は、参照番号２で示すプローブ構造部と参照番号４で示す受けピン構造部とから構成されている。図示のプローブ構造部２は、積層状態に取り付けられた保護プレート６、中プレート８及びヘッドプレート体１０を備え、これら保護プレート６、中プレート８及びヘッドプレート体１０が図１及び図２において上から下に向けてこの順に設けられている。保護プレート６、中プレート８及びヘッドプレート体１０は、電気的絶縁特性を有する材料、例えば合成樹脂などから構成される。

このプローブ構造部２には、更に、検査測定すべきプリント配線板１８の測定端子部（図示せず）に電気的に接続される四探針測定用同軸プローブ２０が設けられている。プローブ構造部２には多数の同軸プローブ２０が設けられるが、理解を容易にするために、図１及び図２においてそれらの一つのみを示す。この実施形態では、ヘッドプレート体１０に、例えば合成樹脂などから形成される保持部材２２が装着され、この保持部材２２に形成された装着孔に同軸プローブ２０が保持されている。従って、同軸プローブ２０は、保持部材２２に接触圧でもって保持され、この接触圧よりも大きな外力が作用すると保持部材２２に対して相対的に移動する。尚、同軸プローブ２０の具体的構成については、後に詳述する。

図示の受けピン構造部４は、配線プレート２４及び当てプレート２６を備え、配線プレート２４がプローブ構造部２側に設けられている。配線プレート２４及び当てプレート２６も電気的絶縁特性を有する材料、例えば合成樹脂などから形成される。

この受けピン構造部４には、更に、プローブ構造部２の各同軸プローブ２０に対応して受けピン体２８が設けられ、この受けピン体２８を介して、検査測定装置（図示せず）に接続されるコネクタに電気的に接続される。受けピン構造部４には多数の受けピン体２８が設けられるが、プローブ構造部２の同軸プローブ２０と同様に、図１及び図２においてそれらの一つのみを示す。この実施形態では、受けピン体２８は、配線プレート２４に後述する如く取り付けられ、この受けピン体２８にプローブ構造部２の同軸プローブ２０がコンタクトして電気的に接続される。尚、受けピン体２８の具体的構成についても、後に詳述する。

次に、主として図３及び図４を参照して、同軸プローブ２０について説明する。この同軸プローブ２０は、細長い外側中空スリーブ３２と、一対のプランジャ３４，３６（第１プランジャ３４，第２プランジャ３６）と、内側部材３８と、第１弾性偏倚手段を構成するコイルばね４０と、から構成されている。外側中空スリーブ３２は一端から他端まで同じ外径で直線状に延びている。第１プランジャ３４は基部側が外側中空スリーブ３２の一端部（図３において左端部）に移動自在に挿入され、その先端部が外側中空スリーブ３２の一端から軸線方向（図３において左右方向）外方に突出している。また、第２プランジャ３６は基部側が外側中空スリーブ３２の他端部（図３において右端部）に移動自在に挿入され、その先端部が外側中空スリーブ３２の他端から軸線方向外方に突出している。

この実施形態では、第１及び第２プランジャ３４，３６の軸線方向中間部には、他の部分よりも外径が小さい小径部４２，４４が設けられ、また外側中空スリーブ３２の両端部近傍には、かしめ加工を施すことによって、径方向内方に突出する内環状突起４６、４８が設けられ、一方の内環状突起４６は第１プランジャ３４の小径部４２に位置し、他方の内環状突起４８は第２プランジャ３６の小径部４４に位置している。このように構成されているので、第１プランジャ３４（又は第２プランジャ３６）は、内環状突起４６（又は４８）が小径部４２（又は４４）の内側肩部４２ａ（又は４４ａ）に当接する第１の位置（図３に示す位置）と、この内環状突起４６（又は４８）が小径部４２（又は４４）の外側肩部４２ｂ（又は４４ｂ）に当接する第２の位置との間を外側中空スリーブ３２に対して相対的に軸線方向に移動自在に装着されている。

コイルばね４０は、外側中空スリーブ３２内に収容され、第１及び第２プランジャ３４，３６の基部間に配設されている。コイルばね４０は収縮状態で収容されており、従って、その一端部は第１プランジャ３４に作用して軸線方向外方（図３において左方）に弾性的に偏倚し、第１プランジャ３４は上記第１の位置（図３の位置）に弾性的に保持され、またその他端部が第２プランジャ３６に作用して軸線方向外方（図３において右方）に弾性的に偏倚し、第２プランジャ３６は上記第１の位置（図３の位置）に弾性的に保持される。

この実施形態では、内側部材３８は金属ワイヤ５０から構成され、その外周面は電気的絶縁特性を有する第１絶縁被膜５２により覆われている。この第１絶縁被膜５２としては、例えばウレタン樹脂を塗装することによって形成することができる。このように内側部材３８の外周面に第１絶縁被膜５２を施すことによって、第１及び第２プランジャ３４，３６と内側部材３８の金属ワイヤ５０との間の電気的絶縁を確保することができる。

この金属ワイヤ５０はコイルばね４０の径方向内側に配設され、その一端側は第１プランジャ３４に設けられた貫通孔５４に挿入され、またその他端部は第２プランジャ３６に設けられた貫通孔５６に挿入され、第１及び第２プランジャ３４，３６に移動自在に支持されている。この実施形態では、金属ワイヤ５０の軸線方向中間部には、電気的絶縁特性を有する第２絶縁被膜５８が所定範囲にわたって設けられている。この第２絶縁被膜５８としては、例えばフッ素樹脂を塗装することによって形成することができる。第１絶縁被膜５２に重ねて第２絶縁被膜５８を設けることによって、第２絶縁被膜５８の両端部に第１及び第２当接部６０，６２が設けられる。従って、図３から理解されるように、内側部材３８は、第１当接部６０が第１プランジャ３４の基部に当接する第１の位置と第２当接部６２が第２プランジャ３６の基部に当接する第２の位置との間を、第１及び第２プランジャ３４，３６に対して相対的に軸線方向に移動自在に装着される。

金属ワイヤ５０の両端部は、図３及び図８に示すように、第１絶縁被膜５２が存在せず、この両端部が金属メッキ（例えば、金メッキ）され、このように金属メッキすることによって、金属ワイヤ５０のコンタクト部の電気的抵抗が小さくなるように構成されている。そして、このことに関連して、金属ワイヤ５０の金属メッキ部が相対移動する範囲にわたって、第１及び第２プランジャ３４，３６の貫通孔５４，５６に環状凹部６４，６６が設けられ、このように環状凹部６４，６６を設けることによって、金属ワイヤ５０の金属メッキ部と第１及び第２プランジャ３４，３６との間の充分な電気的絶縁を確保している。

この同軸プローブ２０においては、外側中空スリーブ３２，第１及び第２プランジャ３４，３６、内側部材３８としての金属ワイヤ５０並びにコイルばね４０が導電特性を有する金属材料から形成され、従って、外側中空スリーブ３２並びに第１及び第２プランジャ３４，３６が外側電極を構成し、金属ワイヤ５０が内側電極を構成し、外側電極と内側電極が、金属ワイヤ５０の外周面に施された第１及び第２絶縁被膜５２，５８によって電気的に絶縁される。

次に、図５及び図６を参照して、受けピン体２８について説明する。図示の受けピン体２８は、外側中空ソケット７０と、内側受け部材７２と、第２弾性偏倚手段を構成するコイルばね７４と、から構成されている。外側中空ソケット７０は、細長い中空スリーブ状に形成され、その一端部（図５において左端部）には、他の部分よりも外径が大きい大径部７６が設けられている。また、この外側中空ソケット７０の他端部には、断面が略半円状である切欠き７８が設けられている。更に、外側中空ソケット７０の一端部近傍には、外フランジ８０が設けられている。外フランジ８０は例えばリング状部材から構成され、外側中空ソケット７０の外周面に圧入などにより固定され、外側中空ソケット７０の外周面から径方向外方に突出する。

この外側中空ソケット７０は、図７及び図９に示すように、受けピン構造部４の配線プレート２４に取り付けられる。即ち、外側中空ソケット７０は、その大径部７６の肩部８２が配線プレート２４の一面（図１及び図２において上面であって、プローブ構造部２に対向する面）に当接するように装着され、また外フランジ８０が配線プレート２４の孔内に圧入され、この肩部８２と外フランジ８０によって、配線プレート２４に取り付けられる。

図示の内側受け部材７２は、第１電気ケーブル８４から構成されている。第１電気ケーブル８４は導電線を備え、この導電線の外周面が電気的絶縁性を有する絶縁層８８により覆われ、この導電線の一端部に受け端子８６が設けられている。この受け端子８６は、第１電気ケーブル８４の導電線に所定の加工を施すことによって一体的に設けられている。

この内側受け部材７２には、更に、受け端子８６（第１電気ケーブル８４の電気的絶縁層８８から導電線が露出している場合には、この露出する導電線を含めて）を覆うように電気的絶縁チューブ９０が装着されている。絶縁チューブ９０は、例えば合成樹脂製のチューブから構成されるが、後述するように外側中空ソケット７０に対して相対的に移動されるので、充分な耐摩耗性も有するのが望ましい。

この第１電気ケーブル８４は、外側中空ソケット７０の一端部側から内部空間内に挿入され、受け端子８６が外側中空ソケット７０の一端部に位置するように挿入される。この実施形態では、外側中空ソケット７０の一端部及び軸線方向（図５及び図６において左右方向）中間部には、かしめ加工を施すことによって、径方向内方に突出する内環状突起９２，９４が設けられており、第１電気ケーブル８４は、それに装着された絶縁チューブ９０の一端が内環状突起９２に当接するように装着される。

コイルばね７４は、第１電気ケーブル８４を被嵌するように外側中空ソケット７０に内蔵され、その一端部は絶縁チューブ９０の他端部に作用し、その他端部は内環状突起９４に当接するように装着される。このコイルばね７４は、収縮状態で収容されており、従って、その一端部は絶縁チューブ９０（換言すると、受け端子８６）を軸線方向外側に同軸プローブ２０に向けて弾性的に偏倚し、絶縁チューブ９０はその一端が内環状突起９２に当接する位置（図５に示す位置）に弾性的に保持される。

この実施形態では、更に、外側中空ソケット７０の他端部に第２電気ケーブル９６が電気的に接続されている。第２電気ケーブル９６は第１電気ケーブル８４と同一のケーブルでよく、その導電線を覆うように電気的絶縁層９８が設けられている。この第２電気ケーブル９６は、外側中空ソケット７０の切欠き７８を通して内側に挿入され、その導電線がハンダ１００によって外側中空ソケット７０の内面に固定されている。このように構成することによって、第１及び第２電気ケーブル８４，９６が外側中空ソケット７０の内部空間を利用して導き出される構成となり、これら電気ケーブル８４，９６の配線処理をコンパクト化することができる。

第１及び第２電気ケーブル８４，９６は、外側中空ソケット７０の他端部近傍の外側にて、換言すると外側中空ソケット７０から導出された部位が接着剤１０２によって接着結合されるのが望ましい。このように接着結合することによって、第１電気ケーブル８４の他端部に予期しない外力が作用しても、この外力は接着結合部を介して第２電気ケーブル９６に伝達されて第１電気ケーブル８４にはほとんど伝達されず、これによって、第１電気ケーブル８４の一端側が引っ張られて外側中空ソケット７０内に必要以上沈み込むのを防止することができる。

この受けピン体２８においては、外側中空ソケット７０及び受け端子８６が導電特性を有する金属材料から形成され、従って、外側中空ソケット７０及び第２電気ケーブル９６の導電線（図示せず）が外側電極を構成し、受け端子８６及び第１電気ケーブル８４の導電線（図示せず）が内側電極を構成し、外側電極と内側電極とが、受け端子８６に装着された絶縁チューブ９０、第１電気ケーブル８４の電気的絶縁層８８及び第２電気ケーブル９６の電気的絶縁層９８によって電気的に絶縁される。

プリント配線板１８を検査測定しないときには、同軸プローブ２０及び受けピン体２８は、図１及び図７に示す状態に保持される。即ち、同軸プローブ２０の第２プランジャ３６の他端部は受けピン体２８の外側中空ソケット７０の一端部内に幾分挿入されてコンタクトし、また同軸プローブ２０の内側部材３８はその自重によって下方に移動し、その一端部が受けピン体２８の受け端子８６の端面にコンタクトする。この状態においては、同軸プローブ２０の第１プランジャ３４の先端部はプローブ構造部２の保護プレート６の表面から外方（図７において上方）に幾分突出し、また内側部材３８の先端部（図７において上側端部）は第１プランジャ３４内に収容されているが、保護プレート６の表面よりも幾分外側に突出している。

第２プランジャ３６と外側中空ソケット７０とを確実にコンタクトさせるためには、図８に示すように、第２プランジャ３６の一端部を先端に向けて先細のテーパ状となるように構成するのが望ましく、このように構成することによって、第２プランジャ３６のテーパ状端部が外側中空ソケット７０内に幾分挿入され、このテーパ状傾斜面が外側中空ソケット７０の開口部に環状に接触するようになり、これによって、両者を確実に接触させることができる。

また、内側部材３８と受け端子８６とを確実にコンタクトさせるために、図８に示すように、内側部材３８の一端部を半球状に丸く形成するとともに、受け端子８６の端面に円錐状の凹部を形成しているが、内側部材３８の一端部を細長い針状にしてもよく、また受け端子８６の端面を平坦状にしてもよい。

検査測定するときには、プリント配線板１８が保護プレート６の表面の所定位置に位置付けられ、同軸プローブ２０及び受けピン体２８は、図２及び図９に示す状態に保持される。即ち、プリント配線板１８を保護プレート６の表面に所要の通りに位置付けると、このプリント配線板１８が保護プレート６の表面から外方に突出する第１プランジャ３４の先端部及び内側部材３８の先端部を下方に押圧する。このようにして第１プランジャ３４が押圧されると、この第１プランジャ３４を介して同軸プローブ２０のコイルばね４０（第１弾性偏倚手段）が圧縮され、このコイルばね４０の弾性復元力によって、第１プランジャ３４の先端部がプリント配線板１８の所定の端子部（図示せず）に弾性的に圧接されるとともに、第２プランジャ３６の先端部が受けピン体２８の外側中空ソケット７０に弾性的に圧接される。従って、同軸プローブ２０の第１プランジャ３４、外側中空スリーブ３２及び第２プランジャ３６と受けピン体２８の外側中空ソケット７０及び第２電気ケーブル９６とが確実に電気的に接続されて外側電極を構成し、かかる外側電極がプリント配線板１８の所定の端子部に電気的に接続され、かかる外側電極が例えば電圧値を計測するための電圧電極として用いられる。

また、内側部材３８が押圧されると、この内側部材３８並びに受けピン体２８の受け端子８６及び絶縁チューブ９０を介してコイルばね７４（第２弾性偏倚手段）が圧縮され、このコイルばね７４の弾性復元力によって、受け端子８６が内側部材３８に弾性的に圧接されるとともに、内側部材３８がプリント配線板１８の上記所定の端子部（図示せず）に弾性的に圧接される。従って、同軸プローブ２０の内側部材３８と受けピン体２８の受け端子８６及び第１電気ケーブル８４とが確実に電気的に接続されて内側電極を構成し、かかる内側電極がプリント配線板１８の上記所定の端子部に電気的に接続され、かかる内側電極が例えば電流値を計測するための電流電極として用いられる。

尚、上述した説明では、プリント配線板１８の下側に配設されたプローブ治具について説明したが、プリント配線板１８を検査測定するためには、上述したと同じ構成のプローブ治具がプリント配線板１８の上側にも配設され、プリント配線板１８は、下側のプローブ治具の同軸プローブ２０と上側のプローブ治具の同軸プローブ（図示せず）との間に介在される。

以上、本発明に従う同軸プローブ及びこれを備えたプローブ治具の実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形乃至修正が可能である。

例えば、図示の実施形態では、同軸プローブ２０における第１及び第２プランジャ３４，３６が外側中空スリーブ３２に対して相対的に移動自在に構成されているが、このような構成に限定されず、第１及び第２プランジャ３４，３６のいずれか一方のみを外側中空スリーブ３２に対して相対的に移動自在に構成しても同様の効果が達成される。尚、この場合、第１弾性偏倚手段（例えば、コイルばね）は、移動自在に装着されたプランジャに作用するように構成され、このプランジャに作用して軸線方向外方に弾性的に偏倚する。

本発明に従うプローブ治具の一実施形態を簡略的に示す断面図。図１のプローブ治具において、プリント配線板を検査するときの状態を簡略的に示す断面図。図１のプローブ治具における同軸プローブを一部切り欠いて示す断面図。図３の同軸プローブを分解して示す正面図。図１のプローブ治具における受けピン体を一部切り欠いて示す断面図。図５の受けピン体を分解して示す正面図。プリント配線板を検査測定しない状態におけるプローブ体と受けピン体との状態を断面で示す断面図。図７の状態におけるプローブ体と受けピン体とのコンタクト部を拡大して示す部分拡大断面図。プリント配線板を検査測定する状態におけるプローブ体と受けピン体との状態を断面で示す断面図。

符号の説明

２プローブ構造部
４受けピン構造部
６保護プレート
１０ヘッドプレート体
１８プリント配線板
２０同軸プローブ
２２弾性保持部材
２８受けピン体
３２外側中空スリーブ
３４，３６プランジャ
３８内側部材
４０コイルばね（第１弾性偏倚手段）
５０金属ワイヤ
５２第１絶縁被膜
５８第２絶縁被膜
７０外側中空ソケット
７４コイルばね（第２弾性偏倚手段）
８４第１電気ケーブル
８６受け端子
９０電気的絶縁チューブ
９６第２電気ケーブル

Claims

外側中空スリーブと、前記外側中空スリーブの一端部に固定された第１プランジャと、前記外側中空スリーブの他端部に軸線方向に所定範囲にわたって移動自在に装着された第２プランジャと、前記第１及び第２プランジャに前記軸線方向に所定範囲にわたって相対的に移動自在に支持された内側部材と、前記内側部材を被嵌して配設され、前記第２プランジャを前記軸線方向外側に弾性的に偏倚させるための弾性偏倚手段と、を具備し、
前記内側部材は、電気的絶縁特性を有する第１絶縁被膜が施された金属ワイヤから構成され、前記金属ワイヤの前記軸線方向中間部には、更に、その外周面に電気絶縁特性を有する第２絶縁被膜が施され、前記第２絶縁被膜によってその両端に第１及び第２当接部が設けられ、前記内側部材は、前記第２絶縁被膜の前記第１当接部が前記第１プランジャに当接する第１の位置と、前記第２絶縁被膜の前記第２当接部が前記第２プランジャに当接する第２の位置との間を、前記第１及び第２プランジャに対して相対的に移動自在であり、
前記第１プランジャ、前記外側中空スリーブ及び前記第２プランジャが外側電極を構成し、前記内側部材が内側電極を構成することを特徴とする四探針測定用同軸プローブ。
外側中空スリーブと、前記外側中空スリーブの両端部に軸線方向に所定範囲にわたって移動自在に装着された第１及び第２プランジャと、前記第１及び第２プランジャに前記軸線方向に所定範囲にわたって相対的に移動自在に支持された内側部材と、前記内側部材を被嵌して前記第１及び第２プランジャの間に配設され、前記第１及び第２プランジャを前記軸線方向外側に弾性的に偏倚させるための弾性偏倚手段と、を具備し、
前記内側部材は、電気的絶縁特性を有する第１絶縁被膜が施された金属ワイヤから構成され、前記金属ワイヤの前記軸線方向中間部には、更に、その外周面に電気絶縁特性を有する第２絶縁被膜が施され、前記第２絶縁被膜によってその両端に第１及び第２当接部が設けられ、前記内側部材は、前記第２絶縁被膜の前記第１当接部が前記第１プランジャに当接する第１の位置と、前記第２絶縁被膜の前記第２当接部が前記第２プランジャに当接する第２の位置との間を、前記第１及び第２プランジャに対して相対的に移動自在であり、
前記第１プランジャ、前記外側中空スリーブ及び前記第２プランジャが外側電極を構成し、前記内側部材が内側電極を構成することを特徴とする四探針測定用同軸プローブ。
検査すべきプリント配線板に電気的に接続されるプローブ体と、前記プローブ体に電気的に接続される受けピン体とから構成され、
前記プローブ体は、外側中空スリーブと、前記外側中空スリーブの一端部に固定された第１プランジャと、前記外側中空スリーブの他端部に軸線方向に所定範囲にわたって移動自在に装着された第２プランジャと、前記第１及び第２プランジャに前記軸線方向に所定範囲にわたって相対的に移動自在に支持された内側部材と、前記内側部材を被嵌して配設され、前記第２プランジャを前記軸線方向外側に弾性的に偏倚させるための第１弾性偏倚手段と、を具備し、
前記プローブ体の前記内側部材は、電気的絶縁特性を有する第１絶縁被膜が施された金属ワイヤから構成され、前記金属ワイヤの前記軸線方向中間部には、更に、その外周面に電気絶縁特性を有する第２絶縁被膜が施され、前記第２絶縁被膜によってその両端に第１及び第２当接部が設けられ、前記内側部材は、前記第２絶縁被膜の前記第１当接部が前記第１プランジャに当接する第１の位置と、前記第２絶縁被膜の前記第２当接部が前記第２プランジャに当接する第２の位置との間を、前記第１及び第２プランジャに対して相対的に移動自在であり、
前記受けピン体は、外側中空ソケットと、前記外側中空ソケット内に軸線方向に所定範囲にわたって移動自在に装着された内側受け部材と、前記内側受け部材を前記軸線方向に前記プローブ体に向けて弾性的に偏倚させるための第２弾性偏倚手段と、を具備し、
前記プローブ体の前記第１プランジャ、前記外側中空スリーブ及び前記第２プランジャ並びに前記受けピン体の前記外側中空ソケットが外側電極を構成し、前記プローブ体の前記内側部材及び前記受けピン体の前記内側受け部材が内側電極を構成することを特徴とするプローブ治具。
検査すべきプリント配線板に電気的に接続されるプローブ体と、前記プローブ体に電気的に接続される受けピン体とから構成され、
前記プローブ体は、外側中空スリーブと、前記外側中空スリーブの両端部に軸線方向に所定範囲にわたって移動自在に装着された第１及び第２プランジャと、前記第１及び第２プランジャに前記軸線方向に所定範囲にわたって相対的に移動自在に支持された内側部材と、前記内側部材を被嵌して前記第１及び第２プランジャの間に配設され、前記第１及び第２プランジャを前記軸線方向外側に弾性的に偏倚させるための第１弾性偏倚手段と、を具備し、
前記プローブ体の前記内側部材は、電気的絶縁特性を有する第１絶縁被膜が施された金属ワイヤから構成され、前記金属ワイヤの前記軸線方向中間部には、更に、その外周面に電気絶縁特性を有する第２絶縁被膜が施され、前記第２絶縁被膜によってその両端に第１及び第２当接部が設けられ、前記内側部材は、前記第２絶縁被膜の前記第１当接部が前記第１プランジャに当接する第１の位置と、前記第２絶縁被膜の前記第２当接部が前記第２プランジャに当接する第２の位置との間を、前記第１及び第２プランジャに対して相対的に移動自在であり、
前記受けピン体は、外側中空ソケットと、前記外側中空ソケット内に軸線方向に所定範囲にわたって移動自在に装着された内側受け部材と、前記内側受け部材を前記軸線方向に前記プローブ体に向けて弾性的に偏倚させるための第２弾性偏倚手段と、を具備し、
前記プローブ体の前記第１プランジャ、前記外側中空スリーブ及び前記第２プランジャ並びに前記受けピン体の前記外側中空ソケットが外側電極を構成し、前記プローブ体の前記内側部材及び前記受けピン体の前記内側受け部材が内側電極を構成することを特徴とするプローブ治具。
前記受けピン体の前記内側受け部材は、導電線の外周面が電気的絶縁層により覆われた第１電気ケーブルと、前記第１電気ケーブルの前記導電線の先端部に設けられた受け端子とから構成され、前記受け端子に電気的絶縁チューブが装着されていることを特徴とする請求項３又は４に記載のプローブ治具。
前記受けピン体の前記第１電気ケーブルは、前記外側中空ソケット内を通してその一端部まで延びており、前記外側中空ソケットの他端部には、更に、その一部に切欠きが設けられ、前記切欠きを通して、導電線の外周面が電気的絶縁層により覆われた第２ケーブルの前記導電線が前記外側中空ソケットの内面に電気的に接続されていることを特徴とする請求項５に記載のプローブ治具。
前記受けピン体の前記第１電気ケーブルと前記第２電気ケーブルとは、前記外側中空ソケットの他端部近傍の外側で接着結合されていることを特徴とする請求項６に記載のプローブ治具。