(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端部が中心導体および被覆導体を含む平面で切断されたセミリジッドケーブルと、一端側が前記セミリジッドケーブルの前記先端部における切断面に密着固定されて前記中心導体に電気的に接続されると共にその他端側が当該切断面から延出する平板状の中心接触子と、当該中心接触子に近接して同一平面内に配置され一端側が前記セミリジッドケーブルの前記切断面に密着固定されて前記被覆導体に電気的に接続されると共に他端側が当該切断面から延出する平板状の側方接触子とを備えた高周波プローブであって、
前記切断面から延出する前記中心接触子および前記側方接触子における当該切断面との非密着側の外面における当該切断面寄りに合成樹脂製の補強層が当該切断面と対向する位置まで延出形成されていることを特徴とする高周波プローブ。
【請求項２】
前記補強層は、前記中心接触子と前記側方接触子との間に絶縁性材料を掛け渡して形成されていることを特徴とする請求項１記載の高周波プローブ。
【請求項３】
前記中心接触子および前記側方接触子は、平板状の合成樹脂製薄膜体の表面に金属薄膜体が形成された基材に対して、当該金属薄膜体の表面における前記中心接触子および前記側方接触子を形成する部位の表面にレジストを塗布した後に、エッチング処理を施して当該レジストの塗布領域以外の金属薄膜体を除去すると共に塗布したレジストを除去することによって形成され、
前記補強層は、前記レジストを除去した状態の前記基材における前記合成樹脂製薄膜体に対してレーザービームを照射して当該合成樹脂製薄膜体の不要部位を除去することによって形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の高周波プローブ。
【請求項４】
請求項１または２記載の高周波プローブを製造する高周波プローブの製造方法であって、
平板状の合成樹脂製薄膜体の表面に金属薄膜体が形成された基材に対して、当該金属薄膜体の表面における前記中心接触子および前記側方接触子を形成する部位の表面にレジストを塗布した後に、エッチング処理を施して当該レジストの塗布領域以外の金属薄膜体を除去すると共に塗布したレジストを除去することによって前記中心接触子および前記側方接触子を形成し、
前記レジストを除去した状態の前記基材における前記合成樹脂製薄膜体に対してレーザービームを照射して当該合成樹脂製薄膜体の不要部位を除去することによって前記補強層を形成し、
前記中心接触子および前記側方接触子を前記セミリジッドケーブルの前記切断面に密着固定して前記高周波プローブを製造することを特徴とする高周波プローブの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、ベアボードや高周波用回路基板などの検査対象回路基板における導体パターンのＴＤＲ（Time Domain Reflectometry ）特性を測定するのに適した高周波プローブ、およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の高周波プローブとして、米国特許第５５０６５１５号明細書に記載された高周波プローブが知られている。この高周波プローブ５１は、図７に示すように、先端が切断加工されたセミリジッドケーブル５２、セミリジッドケーブル５２の先端に固定された中心接触子５３、および同じくセミリジッドケーブル５２の先端に固定された一対の側方接触子５４，５４を備えている。
【０００３】
この場合、セミリジッドケーブル５２は、中心導体５２ａの周囲に誘電体５２ｂおよび被覆導体５２ｃがこの順序で同心状に配置されて構成されている。また、セミリジッドケーブル５２の先端部は、図７に示すように、中心導体５２ａの軸線を含む平面に沿って所定長だけ切断加工されて半円柱状に形成されている。したがって、セミリジッドケーブル５２の先端側には、図８に示すように、中心導体５２ａの断面の両側に誘電体５２ｂおよび被覆導体５２ｃの各断面がこの順序で並んだ状態で露出する長方形の切断面ＣＦが形成されている。
【０００４】
中心接触子５３および一対の側方接触子５４，５４は、図９に示すように、フレーム枠５５に互いに連結されたフレーム部品５６として、薄い金属板材を打ち抜き加工等することによって予め製造され、この状態でセミリジッドケーブル５２の切断面ＣＦに各々の一端側（図９における下端側）が位置決めされて接続固定されると共に、同図における直線Ａに沿って切断されることによって相互に分離される。この場合、中心接触子５３の一端側は、中心導体５２ａの断面上に位置決めされて接続固定され、一対の側方接触子５４，５４のそれぞれの一端側は、中心導体５２ａを挟んで誘電体５２ｂ，５２ｂの両側に位置する被覆導体５２ｃの各断面上に位置決めされて接続固定される。
【０００５】
検査対象回路基板における導体パターンのＴＤＲ特性を測定する際には、この高周波プローブ５１を導体パターン（図示せず）に徐々に接近させて、中心接触子５３および一対の側方接触子５４，５４の各先端を導体パターンに接触させる。この際に、中心接触子５３および一対の側方接触子５４，５４が撓むことにより、中心接触子５３および一対の側方接触子５４，５４が導体パターンに適切な接触圧で接触する。したがって、導体パターンのＴＤＲ特性を精度良く測定することが可能となっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の高周波プローブには、以下の問題点がある。すなわち、従来の高周波プローブ５１では、金属板材を打ち抜いて中心接触子５３および一対の側方接触子５４，５４を製造している。この場合、金属板材としては、打ち抜きできる程度の所定の厚みが必要とされる。このため、中心接触子５３および一対の側方接触子５４，５４の厚みがこの所定の厚み以上に制限されるため、接触時の撓み量をより大きくするのが困難となる。したがって、中心接触子５３および一対の側方接触子５４，５４の先端が導体パターンと当接してから高周波プローブ５１の移動を停止させるまでの許容移動量が非常に少ないため、高周波プローブ５１の移動制御を高精度で行わなければならない。このため、高周波プローブ５１の移動速度を低速に設定せざるを得ず、測定に長時間を要するという問題点がある。
【０００７】
一方、中心接触子５３および一対の側方接触子５４，５４を薄肉にして十分な撓み量を確保することができたとしても、中心接触子５３および一対の側方接触子５４，５４の剛性が不足して十分な接触圧を確保できない結果、接触不良を招くという問題点がある。さらに、中心接触子５３および一対の側方接触子５４，５４を単に薄くしただけの構成には、中心接触子５３および一対の側方接触子５４，５４におけるセミリジッドケーブル５２の先端と当接する部位Ｂ（図７参照）に応力が集中することに起因して、この部位Ｂにおいて中心接触子５３および一対の側方接触子５４，５４が折れ易くなって耐久性が低下するという問題点もある。また、検査対象導体パターンの微細化に対応するためには、各接触子５３，５４，５４の先端部を細く形成する必要がある。ところが、各接触子５３，５４，５４の先端部は、フレーム枠５５に各接触子５３，５４，５４を連結させる機能を併せ持つために、あまり細く形成することはできない。このため、導体パターンの微細化に対応するのが困難であるという問題も存在する。
【０００８】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、各接触子の十分な撓み量と高耐久性を確保し得る高周波プローブ、およびその製造方法を提供することを主目的とする。また、導体パターンなどの接触対象体の微細化にも対応し得る高周波プローブ、およびその製造方法を提供することを他の目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく請求項１記載の高周波プローブは、先端部が中心導体および被覆導体を含む平面で切断されたセミリジッドケーブルと、一端側が前記セミリジッドケーブルの前記先端部における切断面に密着固定されて前記中心導体に電気的に接続されると共にその他端側が当該切断面から延出する平板状の中心接触子と、当該中心接触子に近接して同一平面内に配置され一端側が前記セミリジッドケーブルの前記切断面に密着固定されて前記被覆導体に電気的に接続されると共に他端側が当該切断面から延出する平板状の側方接触子とを備えた高周波プローブであって、前記切断面から延出する前記中心接触子および前記側方接触子における当該切断面との非密着側の外面における当該切断面寄りに合成樹脂製の補強層が当該切断面と対向する位置まで延出形成されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の高周波プローブは、請求項１記載の高周波プローブにおいて、前記補強層は、前記中心接触子と前記側方接触子との間に絶縁性材料を掛け渡して形成されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項３記載の高周波プローブは、請求項１または２記載の高周波プローブにおいて、前記中心接触子および前記側方接触子は、平板状の合成樹脂製薄膜体の表面に金属薄膜体が形成された基材に対して、当該金属薄膜体の表面における前記中心接触子および前記側方接触子を形成する部位の表面にレジストを塗布した後に、エッチング処理を施して当該レジストの塗布領域以外の金属薄膜体を除去すると共に塗布したレジストを除去することによって形成され、前記補強層は、前記レジストを除去した状態の前記基材における前記合成樹脂製薄膜体に対してレーザービームを照射して当該合成樹脂製薄膜体の不要部位を除去することによって形成されていることを特徴とする。また、請求項４記載の高周波プローブの製造方法は、請求項１または２記載の高周波プローブを製造する高周波プローブの製造方法であって、平板状の合成樹脂製薄膜体の表面に金属薄膜体が形成された基材に対して、当該金属薄膜体の表面における前記中心接触子および前記側方接触子を形成する部位の表面にレジストを塗布した後に、エッチング処理を施して当該レジストの塗布領域以外の金属薄膜体を除去すると共に塗布したレジストを除去することによって前記中心接触子および前記側方接触子を形成し、前記レジストを除去した状態の前記基材における前記合成樹脂製薄膜体に対してレーザービームを照射して当該合成樹脂製薄膜体の不要部位を除去することによって前記補強層を形成し、前記中心接触子および前記側方接触子を前記セミリジッドケーブルの前記切断面に密着固定して前記高周波プローブを製造することを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明に係る高周波プローブおよび高周波プローブの製造方法の好適な発明の実施の形態について説明する。
【００１５】
最初に、高周波プローブ１の構成について、図１を参照して説明する。
【００１６】
同図に示すように、高周波プローブ１は、接触部がコプレーナ型の高周波プローブであって、セミリジッドケーブル２、セミリジッドケーブル２の先端に固定された中心接触子３、および同じくセミリジッドケーブル２の先端に固定された一対の側方接触子４，４を備えて構成されている。
【００１７】
この場合、セミリジッドケーブル２は、図１に示すように、中心導体２ａを中心にしてその周囲に誘電体２ｂおよび被覆導体２ｃがこの順序で同心状に配置されて構成されている。また、セミリジッドケーブル２は、その先端が中心導体２ａおよび被覆導体２ｃを含む平面で切断加工されることにより、中心接触子３および一対の側方接触子４，４を接続固定するための切断面ＣＦがその先端に形成されている。また、この切断面ＣＦには、被覆導体２ｃの各断面が弧状に露出すると共に中心導体２ａの断面が円形に露出している。
【００１８】
中心接触子３は、図１に示すように、一端側（同図中の右端側）から他端側（同図中の左端側）に向けて次第に幅狭となる平板状金属体で構成されている。この場合、図２に示すように、中心接触子３における幅広の一端側が、セミリジッドケーブル２の切断面ＣＦに密着固定されて中心導体２ａと電気的に接続されると共に、幅狭の他端側が、切断面ＣＦにおける直線状に形成された縁部（被覆導体２ｃが切断された部分）Ｃから延出する。
【００１９】
一対の側方接触子４，４は、それぞれ、図１に示すように、一端側（同図中の右端側）から他端側（同図中の左端側）に向けて次第に幅狭となる平板状金属体で構成されている。また、各側方接触子４，４は、中心接触子３が配置されるスペースを相互間に確保した状態で、その一端側が金属連結体５によって互いに連結されている。この場合、金属連結体５は、その平面形状が半円状に形成された平板状金属体で構成されている。また、金属連結体５は、その外径がセミリジッドケーブル２の外径とほぼ同一に形成されると共に、その内径が中心導体２ａの直径よりも大径に形成されている。さらに、一対の側方接触子４，４は、中心接触子３を挟むようにして、その一端側がセミリジッドケーブル２の切断面ＣＦに密着固定されて被覆導体２ｃと電気的に接続されると共に、他端側が切断面ＣＦにおける縁部Ｃから延出する。また、金属連結体５も、図２に示すように、切断面ＣＦに密着固定されて被覆導体２ｃと電気的に接続される。このように、中心接触子３と一対の側方接触子４，４とは、同一の切断面ＣＦに密着固定されることにより、切断面ＣＦと平行な同一の平面内に近接した状態で配置されている。なお、中心接触子３、側方接触子４，４および金属連結体５で上記した接触部を構成する。
【００２０】
また、図１，２に示すように、中心接触子３および一対の側方接触子４，４の切断面ＣＦから延出する部位における切断面ＣＦ寄りの外面（一例として切断面ＣＦとの非密着面としての裏面、つまり同各図中の下面）には、合成樹脂製の補強層６が形成されている。この補強層６は、電気的絶縁性を有する材料を用いて形成され、中心接触子３と一対の側方接触子４，４との間に掛け渡されている。また、図２に示すように、補強層６における各接触子３，４，４の先端寄りの部位は、各接触子３，４，４の中央部分まで達し、かつ、その切断面ＣＦ面寄りの部位は、切断面ＣＦの縁部Ｃを越えて切断面ＣＦと対向する位置まで延出形成されている。
【００２１】
次に、高周波プローブ１の製造方法について説明する。
【００２２】
まず、セミリジッドケーブル２の先端を、図３に示すように、第１の平面Ｐ１および第２の平面Ｐ２の位置で切断加工する。この場合、第２の平面Ｐ２に沿って切断された断面が切断面ＣＦを形成する。また、平面Ｐ１は、中心導体２ａの軸線と直交する平面Ｐに対して所定の角度θ１（一例として７０度程度）を形成するように切断され、平面Ｐ２は、平面Ｐに対して所定の角度θ２（一例として１５度程度）を形成するように切断されている。ただし、これに限定されるものではなく、角度θ１，θ２を適宜規定することができる。なお、切断面ＣＦに露出する被覆導体２ｃの一部が平面Ｐ１で切除されるため、中心接触子３は、被覆導体２ｃと電気的に接続されることなく切断面ＣＦに接続固定される。
【００２３】
次いで、平板状の合成樹脂製薄膜体１０（一例として厚さ０．０５ミリメートルのポリイミドシート）の表面に金属薄膜体（図示せず。一例として薄膜体１０と同じ厚さとする。）を積層して基材（図示せず）を製造する。なお、薄膜体１０の表面にめっきで金属層を形成して基材を製造することもできる。次に、この金属薄膜体のうちの中心接触子３、一対の側方接触子４，４および金属連結体５を形成する部位の表面にレジストを塗布する。次に、金属薄膜体１１におけるレジストが塗布された領域以外の部分をエッチング処理によって除去した後、塗布したレジストを除去する。これにより、図４に示すように、薄膜体１０の表面に、中心接触子３、一対の側方接触子４，４および金属連結体５が形成される。次いで、例えば、レーザービームを薄膜体１０に照射して、薄膜体１０の不要な部位を除去する。この場合、図５，６に示すように、除去されずに残った薄膜体１０によって補強層６が構成される。これにより、金属連結体５によって連結された一対の側方接触子４，４と、中心接触子３とが、補強層６によって一体化された状態で製造される。
【００２４】
最後に、図２に示すように、中心接触子３および一対の側方接触子４，４を、セミリジッドケーブル２の切断面ＣＦに接続固定する。この場合、中心接触子３における幅広の一端側が中心導体２ａの断面と密着し、一対の側方接触子４，４における幅広の一端側が被覆導体２ｃの断面と密着し、かつ、金属連結体５の全域が被覆導体２ｃの断面と密着するように位置決めして接続固定する。これにより、高周波プローブ１が完成する。
【００２５】
この高周波プローブ１を用いて検査対象回路基板における導体パターン（接触対象体）の例えばＴＤＲ特性を測定する場合、図２に示すように、高周波プローブ１を回路基板ＰＢの方向（同図中の矢印Ｄ方向）に移動させ、中心接触子３および一対の側方接触子４，４の各先端を導体パターンＣＰにそれぞれ接触させる。その後、中心接触子３および一対の側方接触子４，４が若干撓んだ状態になった時点で、高周波プローブ１の移動を停止させる。この状態では、高周波プローブ１が測定可能な状態となり、高周波プローブ１から導体パターンＣＰに特性測定用の信号を供給して測定が開始される。
【００２６】
この場合、この高周波プローブ１では、中心接触子３および一対の側方接触子４，４がエッチング処理によって製造されているため、金属板材を打ち抜き加工して中心接触子５３および一対の側方接触子５４，５４を製造する従来の高周波プローブ５１と比較して、中心接触子３および一対の側方接触子４，４が一層薄厚に形成されている。このため、導体パターンＣＰに接触させる際に、十分な撓み量が確保される。したがって、中心接触子３および一対の側方接触子４，４の先端が導体パターンＣＰと当接してから高周波プローブ１の移動を停止させるまでの許容移動量を増加させることができるため、高周波プローブ１の移動速度を上げることができる結果、測定時間を短縮することができる。また、中心接触子３および一対の側方接触子４，４の各々の切断面ＣＦ寄りの各部位が、切断面ＣＦから延出する部位における切断面ＣＦ寄りの各表面に形成された補強層６によって一体化されているため、その剛性が増している。したがって、この高周波プローブ１によれば、十分な撓み量を確保しつつ、中心接触子３および一対の側方接触子４，４の先端を導体パターンＣＰに接触させて撓ませた際の接触圧を十分に確保することができる結果、測定の精度を十分に向上させることができる。
【００２７】
また、高周波プローブ１の回路基板ＰＢ側への移動量が予定よりも多く、中心接触子３および一対の側方接触子４，４に予期しない負荷が加わった場合には、中心接触子３および一対の側方接触子４，４の各先端部分と補強層６が形成された部位との両方が、各剛性に応じた撓み量で撓む。この結果、補強層６を形成せずに中心接触子３および一対の側方接触子４，４のみで構成した高周波プローブとは異なり、中心接触子３および一対の側方接触子４，４に加わる応力の集中を防止することができ、これにより、中心接触子３および一対の側方接触子４，４の損傷を回避することができる。また、中心接触子３および一対の側方接触子４，４の各々と接触する各導体パターンＣＰ間に厚み差が生じている場合であっても、補強層６から延出する各接触子３，４，４の先端部分が個別に弾性変形するため、各導体パターンＣＰに確実に接触させることができる。さらに、補強層６が、切断面ＣＦの縁部Ｃを越えて切断面ＣＦに対向する領域内まで形成されている。このため、各接触子３，４，４が撓んだ際に、応力が特に集中する中心接触子３および一対の側方接触子４，４における切断面ＣＦの縁部Ｃとの当接部位の強度を向上させることができる結果、各接触子３，４，４の耐久性を一層向上させることができる。また、打ち抜き加工に比べて外力が加わりにくいエッチング処理およびレーザー処理によって中心接触子３および一対の側方接触子４，４を加工したことにより、任意の形状の接触子３，４，４を高精度で製造することができる。また、相互間の位置決めも含めて各接触子３，４，４の形状および大きさを精度良く製造することができるため、導体パターンＣＰの微細化にも十分に対応した高周波プローブ１を製造することができる。
【００２８】
なお、本発明は、上記した本発明の実施の形態に示した構成に限定されない。例えば、高周波プローブ１では、電気的絶縁性を有する材料を用いた補強層６を中心接触子３と一対の側方接触子４，４との間に掛け渡して形成したが、この構成に限らず、補強層６を中心接触子３および一対の側方接触子４，４の表面に別個独立して形成する構成を採用することもできる。この構成によれば、中心接触子３および一対の側方接触子４，４における切断面ＣＦ側の各部位が補強層６を介して一体化されていない分だけ剛性は若干低下するものの、補強層６を有しない高周波プローブと比較して、剛性を向上させることができる。また、高周波プローブ１では、中心接触子３および一対の側方接触子４，４におけるカット面ＣＦとの対向面の裏面側にのみ補強層６を形成する構成を採用しているが、この構成に限らず、中心接触子３および一対の側方接触子４，４におけるカット面ＣＦとの対向面（表外面）にも補強層６を形成する構成（中心接触子３および一対の側方接触子４，４のそれぞれの両外面に補強層６を形成する構成）を採用し、剛性を一層向上させることもできる。この場合、カット面ＣＦとの対向面（表外面）に補強層６を形成する場合、中心導体２ａと中心接触子３との接触、および被覆導体２ｃと表示部４，４との接触を妨げることがないように、カット面ＣＦに対向する部位を避けて補強層６を形成する。また、高周波プローブ１では、中心接触子３を挟んで一対の側方接触子４，４を配置した構成を採用したが、この構成に限らず、中心接触子３と側方接触子４とをそれぞれ一つずつ切断面ＣＦに固定する構成を採用することもできる。また、セミリジッドケーブル２に代えて互いに絶縁された中心導体２ａを二つ有する高周波プローブを用いる場合、中心接触子３と側方接触子４とを交互に複数本（例えば、側方接触子４、中心接触子３、側方接触子４、中心接触子３および側方接触子４という順序で接触子を５つ）カット面ＣＦに固定する構成を採用することもできる。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように、請求項１記載の高周波プローブによれば、セミリジッドケーブルの切断面から延出する中心接触子および側方接触子における切断面寄りの外面に合成樹脂製の補強層を形成したことにより、中心接触子および側方接触子を薄厚に形成して十分な撓み量を確保することができると共に、補強層によって中心接触子および側方接触子の剛性を高めることができる結果、高周波プローブの接触対象体に対する接触圧を十分に確保することができる。したがって、中心接触子および側方接触子の先端が接触対象体に当接してから高周波プローブの移動を停止させるまでの許容移動量を増加させることができるため、高周波プローブの移動を簡易に制御することができると共に高周波プローブの移動速度を高めることができる。また、補強層が中心接触子および側方接触子における切断面との非密着側の外面に形成されると共に切断面と対向する位置まで延出形成されているため、撓んだ際に応力が特に集中する中心接触子および側方接触子における切断面の縁部との当接部位の強度を向上させることができる。したがって、中心接触子および側方接触子の耐久性を一層向上させることができる。
【００３０】
また、請求項２記載の高周波プローブによれば、中心接触子と側方接触子との間に絶縁性材料を掛け渡して補強層を形成したことにより、中心接触子および側方接触子における切断面寄りの各部位を補強層を介して一体化できる結果、中心接触子および側方接触子の剛性を一層向上させることができる。また、中心接触子および側方接触子が補強層で一体化されているため、接触対象体との接触を繰り返した場合であっても、中心接触子および側方接触子が位置ずれしにくく、接触対象体のＴＤＲ特性を長期間に亘って高精度で測定することができる。
【００３３】
また、請求項３記載の高周波プローブ、および請求項４記載の高周波プローブの製造方法によれば、中心接触子および側方接触子をエッチング処理によって形成したことにより、中心接触子および側方接触子の相互間の位置決めも含めて各接触子の形状および大きさを精度良く製造することができるため、接触対象体の微細化にも十分に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る高周波プローブ１の構成を示す分解斜視図である。
【図２】高周波プローブ１を図１のＸ−Ｘ線で切断した状態の断面図である。
【図３】高周波プローブ１を構成するセミリジッドケーブル２の先端の加工方法を説明する説明図である。
【図４】高周波プローブ１を構成する中心接触子３および一対の側方接触子４，４の製造方法を説明する説明図である。
【図５】中心接触子３および一対の側方接触子４，４の平面図である。
【図６】図５に示す中心接触子３および一対の側方接触子４，４の側面図である。
【図７】従来の高周波プローブ５１の構成を示す斜視図である。
【図８】高周波プローブ５１を構成するセミリジッドケーブル５２の先端の側面図である。
【図９】高周波プローブ５１の製造方法を説明するための説明図である。
【符号の説明】
１  高周波プローブ
２  セミリジッドケーブル
２ａ  中心導体
２ｂ  誘電体
２ｃ  被覆導体
３  中心接触子
４  側方接触子
５  金属連結体
６  補強層
ＣＦ  切断面
Ｐ２  平面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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