(57)【要約】【課題】  被試験デバイス中の試験箇所へのより良好なアクセスを提供すること。【解決手段】  プローブ２００は、本体２０５、本体２０５に対して直線的に移行可能である剛性部材２１０、一方の端部に試験箇所コンタクト２２０を有し他方の端部で剛性部材２１０に固止される可撓性アーム２１５、並びに本体２０５に及び可撓性アーム２１５に固定された可撓性連接部２３０を有する。可撓性連接部２３０は、剛性部材２１０の一方の方向への移行に応答して可撓性アーム２１５を屈曲させるように、及び剛性部材２１０の他方の方向への移行に応答して可撓性アーム２１５の屈曲が解消されるように、構成される。第２の可撓性アーム２１５を含めることができ、これらの２つのアーム２１５は開閉して、試験箇所コンタクト２２０間の距離を変化させる。可撓性連接部２３０の部分上に、光源を配設することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体と、
上記本体に対して直線的に移行できるように構成された剛性部材と、
第１の端部に試験箇所コンタクトが配設され、第２の端部において上記剛性部材に固止された、可撓性アームと、
上記本体に固定され上記可撓性アーム上の上記第１の端部と上記第２の端部との間の点に接続された可撓性連接部であって、第１の方向への上記剛性部材の移行に応答して上記可撓性アームを屈曲させるように、及び第２の方向への上記剛性部材の移行に応答して可撓性アームの屈曲を解消するように構成された、可撓性連接部と
を具える、被試験デバイスにおける試験箇所との電気的接触を行うための電気試験測定プローブ。
【請求項２】
第１の端部に第２の試験箇所コンタクトが配設され、第２の端部において上記剛性部材に固止された、第２の可撓性アームをさらに具え、
上記可撓性連接部が上記第２の可撓性アーム上の上記第１の端部と上記第２の端部との間の点にも接続され、上記可撓性連接部が、上記第１の試験箇所コンタクト及び上記第２の試験箇所コンタクトを、上記第１の方向への上記剛性部材の移行に応答して互いに向けて同時に移動させるように、並びに上記第２の方向への上記剛性部材の移行に応答して互いから離れるように同時に移動させるように構成される、
請求項１に記載の電気試験測定プローブ。
【請求項３】
近位端及び遠位端を有するプローブ先端本体と、
近位端、遠位端、及びこれらの間の関節点を有する関節式試験箇所アームと、
上記プローブ先端本体の上記遠位端に結合され、上記関節点と上記関節式試験箇所アームの上記遠位端との間の点において上記関節式試験箇所アームにヒンジ止めされた、連接棒体と、
上記関節式試験箇所アームの上記近位端にヒンジ止めされた試験箇所アーム位置決め装置であって、上記プローブ先端本体に可動式に結合され、上記プローブ先端本体の上記遠位端に向かって及びそこから離れるように摺動可能である、試験箇所アーム位置決め装置と
を具え、
上記試験箇所アーム位置決め装置を摺動させることが、上記プローブ先端本体に対する上記関節式試験箇所アームの上記遠位端の位置の変化をもたらす、
電気試験測定プローブ。
【請求項４】
近位端、遠位端、及びこれらの間の第２の関節点を有する第２の関節式試験箇所アームと、
上記プローブ先端本体の上記遠位端に結合され、上記第２の関節点と上記関節式試験箇所アームの上記遠位端との間の点において上記第２の関節式試験箇所アームにヒンジ止めされた、第２の連接棒体と、
上記第２の関節式試験箇所アームの上記近位端にヒンジ止めされた第２の試験箇所アーム位置決め装置であって、上記プローブ先端本体に可動式に結合され、上記プローブ先端本体の上記遠位端に向かって及びそこから離れるように摺動可能である、第２の試験箇所アーム位置決め装置と
をさらに具え、
上記第２の試験箇所アーム位置決め装置を摺動させることが、上記プローブ先端本体に対する上記第２の関節式試験箇所アームの上記遠位端の位置の変化をもたらす、
請求項３に記載の電気試験測定プローブ。
【請求項５】
本体と、
被試験デバイスの試験箇所との電気的接触を行うための試験箇所コンタクトであって、上記本体に可動式に結合され上記試験箇所コンタクトと上記本体との間の角度が調節可能であるように構成された、試験箇所コンタクトと、
上記被試験デバイスの試験箇所を照射するための光源と
を具え、
上記光源が上記本体に可動式に結合される表面上に配設され、上記表面が上記試験箇所コンタクトにも結合され、この結果、上記試験箇所コンタクトと上記本体との間の上記角度が調節されるとき、上記表面と上記本体との間の角度を同時に自動的に変化させて、上記光源が上記試験箇所コンタクトと実質的に同じ方向を指すのを維持する、
電気試験測定プローブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試験測定機器用の電気試験測定プローブに関し、より具体的には、被試験デバイスにおける試験箇所へのより良好なアクセスを提供するための、電気試験測定プローブに関する。
【背景技術】
【０００２】
オシロスコープなどの試験測定機器の使用者は多くの場合、被試験デバイス（ＤＵＴ）内で発生する電気信号の視覚化及び測定を行う目的で、回路基板などのＤＵＴを試験測定機器の入力部に接続するために、プローブを使用する。これらの使用者は典型的には、多種多様な電子装置のための回路基板を設計する技術者である。電子装置の消費者は通例、これらの装置が物理的に可能な限り小さいことを望む。したがって、技術者は多くの場合、大量の電気構成要素を小さい回路基板面積内に詰め込むという課題を負う。加えて、電気構成要素自体は通例、世代が下るごとに物理的により小さくなるように設計される。ＤＵＴ内の電気構成要素の小さいサイズ及び高い密度は、技術者がＤＵＴ上の試験箇所（試験ポイント）を探針（プローブ）するのを困難にする可能性がある。
【０００３】
したがって、試験測定プローブは、依然として高い帯域幅及び良好な信号忠実度を提供しつつ、アクセスが困難であり得るＤＵＴ試験箇所と電気的に接触可能でなければならない。ＤＵＴにおける試験箇所は、幾何学形状及びアクセスし易さにかなりの違いがある。試験箇所はＤＵＴにおいて、水平から垂直までのあらゆる配向の角度で存在し得る。電気構成要素によって、試験箇所が分かりにくくなる場合がある。とりわけＤＤＲ２、ＤＤＲ４、及びＰＣＩｅ  Ｇｅｎ  ４などの現在の高速信号バスは、多くの場合、差動シグナリングを使用し、このことは、これらの信号を測定するために使用されるプローブが、同時に２つの試験箇所と電気的に接触可能でなければならないことを要する。２つの試験箇所が異なる平面上にある場合、このことはより一層困難である場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−８３９７４号公報
【特許文献２】特開２０１４−１０９４４９号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】「N5382A InfiniiMax II  12GHz差動ブラウザ」の製品紹介サイト、キーサイト・テクノロジー社、［online］、［２０１６年８月１９日検索］、インターネット<URL:http://www.keysight.com/ja/pd-471532-pn-N5382A/infiniimax-ii-12-ghz-differential-browser?cc=JP&lc=jpn>
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
プローブは、場合によっては、ＤＵＴ試験箇所（試験ポイント）に半永久的に取り付けられ得る。例えば、「はんだ付け（solder-down）」型プローブは、試験箇所にはんだ付けされるか又は導電性エポキシを用いて試験箇所に取り付けられる、プローブからのワイヤを有することがある。この種の半永久的なプローブ取り付けスキームは、信頼性の高いＤＵＴへの接続を提供し得る。しかしながら、はんだ付けプローブはいくつかの欠点も有する。ＤＵＴ試験箇所のアクセスし易さが、多くの場合良好ではないので、プローブ・ワイヤのＤＵＴへのはんだ付けの工程は、長い設定時間及び格別の器用さを要し、プローブ使用者にとって困難である可能性がある。さらに、はんだ付け接続の品質のばらつきが、特により高い周波数において、信号忠実度の高い変動性をもたらす可能性がある。加えて、プローブを取り付けるために使用されるワイヤの小さいゲージは、ワイヤを所定位置にはんだ付けするときに使用者がＤＵＴを損傷し得ることを容易にする。試験箇所の様々な組を探針するために、使用者は、ワイヤのはんだを除去しワイヤをはんだ付けし直さねばならない−これは、使用者がいくつかの異なるＤＵＴ試験箇所を素早くチェックする必要があり得る高速デバッグ環境にとってこの型のプローブを適さないものにする、時間のかかる工程である。最後に、この型のはんだ付けプローブは、僅か数回の接続後に損耗する傾向があり、交換するのが高価である可能性がある。
【０００７】
これらの問題のうちのいくつかを克服するために、「ブラウザ・プローブ（browser probe）」として知られる別の様式のプローブは、使用者の手の中に又は保持器具を用いて保持され、使用者によって１つ又は複数のＤＵＴにおける試験箇所に触れるよう位置決めされるように、設計される（非特許文献１参照）。この型のブラウザ・プローブは、最大のプローブ配置融通性及び最小の測定設定時間が望ましいデバッグ環境にとって、より適している。ブラウザ・プローブは、電気信号をＤＵＴにおける１つの試験箇所で接地に対して測定する、シングル−エンド型プローブとして設計され得るか、又は、電気信号をＤＵＴにおける２つの試験箇所で測定し、２つの測定された信号間の差に基づいて出力信号を生み出す、差動プローブとして設計され得る。
【０００８】
しかしながら、プローブの試験箇所コンタクトの正確な位置決め、又はプローブの下の試験箇所がより良く見えるようにすること、等のような、ＤＵＴにおける試験箇所（試験ポイント）へのより良好なアクセスを提供するための、改善されたプローブが必要とされる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
被試験デバイスにおける試験箇所（試験ポイント）との電気的接触を行うための調節可能な試験箇所コンタクトを有するプローブは、本体と、剛性部材と、可撓性アームと、可撓性連接部と、を含む。剛性部材は、本体に対して直線的に移行可能である。可撓性アームは、一方の端部に試験箇所コンタクトが配設されており、他方の端部において剛性部材に固止（固定）される。可撓性連接部は、本体に及び可撓性アームに固定される。可撓性連接部は、剛性部材の一方の方向への移行に応答して可撓性アームを屈曲させるように、及び剛性部材の他方の方向への移行に応答して可撓性アームの屈曲が解消されるように、構成される。
【００１０】
調節可能な電気試験測定プローブは、プローブ先端本体と、関節式試験箇所アームと、連接棒体と、試験箇所アーム位置決め装置と、を含む。連接棒体は、プローブ先端本体の遠位端（Distal end）に結合され、また関節式試験箇所アームにヒンジ止めされる。試験箇所アーム位置決め装置は、関節式試験箇所アームの近位端（Proximal end）にヒンジ止めされ、プローブ先端本体に可動式に結合され、プローブ先端本体の遠位端に向かって及びそこから離れるように摺動（スライド）可能である。試験箇所アーム位置決め装置を摺動させることは、関節式試験箇所アームの遠位端の、プローブ先端本体に対する位置を変化させる。
【００１１】
調節可能な電気試験測定プローブは、本体と、被試験デバイスの試験箇所との電気的接触を行うための試験箇所コンタクトと、光源と、を含む。試験箇所コンタクトは、本体に可動式に結合され、本体と試験箇所コンタクトとの間の角度が使用者により調節可能となるように構成される。光源は表面上に配設される。表面は、本体に可動式に結合され、また試験箇所コンタクトにも結合され、この結果、試験箇所コンタクトと本体との間の角度が調節されるとき、表面と本体との間の角度が同時に調節されて、光源が試験箇所コンタクトと実質的に同じ方向を指すのを維持する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の実施形態による、試験測定機器及び試験測定プローブを含む例示の試験測定システムの斜視図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態による、プローブ・ヘッドの側面図である。
【図３Ａ】図３Ａは、本発明の実施形態による、試験箇所コンタクトが実質的に開いた位置に調節されたプローブ・ヘッドの底面図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、本発明の実施形態による、試験箇所コンタクトが実質的に閉じた位置に調節されたプローブ・ヘッドの底面図である。
【図４Ａ】図４Ａは、本発明の実施形態によるプローブにおいて使用するための可撓性回路の上面図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、本発明の実施形態による、図４Ａの可撓性回路が設置されたプローブ・ヘッドの上面部分切り欠き図である。
【図５】図５は、本発明の実施形態による、関節式試験箇所アームを有するプローブ・ヘッドの上面図である。
【図６】図６は、本発明の実施形態による、光源を有するプローブ・ヘッドの底面図である。
【図７Ａ】図７Ａは、本発明の実施形態による、可撓性アームが実質的に屈曲していない姿勢であるプローブ・ヘッドの正面部分の側面図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、本発明の実施形態による、可撓性アームが屈曲した姿勢であるプローブ・ヘッドの正面部分の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は、例示の試験測定システム１００を描写している。試験測定システム１００は、オシロスコープなどの試験測定機器１１０、並びに試験測定プローブ１２０を含む。試験測定プローブ１２０は、試験測定機器１１０の入力部１１２に接続する。プローブ１２０を使用して、回路基板であり得る使用者の被試験デバイス（ＤＵＴ）１０における１つ又は複数の試験箇所との電気的接触を行うことができる。例えば、使用者は、回路基板１０上に配置された集積回路（ＩＣ）１２上の１つ又は複数のピンと物理的に接触するようにプローブ１２０を位置決めして、ＤＵＴ１０におけるこれらの箇所に存在する電気信号を監視することができる。
【００１４】
プローブ１２０は通例、プローブ・ヘッド１２２と、プローブ−機器インタフェース１２６と、プローブ・ヘッド１２２とプローブ−機器インタフェース１２６との間の１つ又は複数の導体１２４と、を含む。ブラウザ・プローブとして、プローブ・ヘッド１２２は通例、試験箇所（試験ポイント）へのアクセスし易さが最大となるように可能な限り小さいが、使用者が把握して快適に保持できるように十分に大きくもある寸法とされる。プローブ・ヘッド１２２は別法として、固定具又は保持器具によって保持されてよい。導体１２４は典型的には、１本又は複数本の比較的長いケーブル、例えば高精度の同軸ケーブル又はケーブル対として設計されるが、これは通常、機器１１０とＤＵＴ１０との間の接続部の可撓性が望ましいからである。しかしながら、導体１２４は別法として、プローブ・ヘッド１２２とプローブ−機器インタフェース１２６間で電力、制御信号、及びデータ信号を搬送するのに好適な、可撓性回路、剛性の回路基板、又は別の形態の相互接続部として設計され得る。プローブ−機器インタフェース１２６は、試験測定機器１１０の入力部１１２に接続するのに好適なコネクタを含み、例えば信号調整、プローブ制御、又はプローブ・メモリを提供するための、追加の回路構成も含み得る。
【００１５】
いくつかの実施形態によれば、図１に例示される実施形態のように、プローブ１２０は差動プローブである。差動プローブとして、プローブ１２０は、２つのＤＵＴ試験箇所と電気的に接触するための少なくとも２つの試験箇所コンタクト１２８を含む。典型的には、２つの試験箇所コンタクト１２８を使用して、ＤＵＴ１０上のトレース、ビア、構成要素のピン若しくはパッド、又はコネクタ・コンタクトの対を探針する。ＤＵＴ試験箇所の各対は、２つの試験箇所間に、ほぼゼロ・インチの離間から約０．２００インチまで又はそれ以上の離間の間隔にわたる、様々な量の空間を有し得る。これらの試験箇所間隔の変動に対処するために、プローブ１２０は、試験箇所コンタクト１２８間の間隔の調節を可能にするための調節機構１２９を含む。他の実施形態によれば、プローブ１２０は、シングル−エンド型プローブである。シングル−エンド型の実施形態では、１つの試験箇所コンタクト１２８が、ＤＵＴ試験箇所と電気的に接触し、別の試験箇所コンタクト１２８が、ＤＵＴ接地と電気的に接触する。
【００１６】
図２は、本発明の実施形態による、プローブ・ヘッド２００の側面図である。プローブ・ヘッド２００は本体２０５を含み、その寸法は、使用者にＤＵＴの良好な可視性を提供するために可能な限り小さいが、依然として、プローブ・ヘッド２００の良好な物理的制御を提供するために、例えば使用者の親指と人指し指との間に把持されることによって、使用者が快適に保持するのに十分に大きいものとされる。本体２０５は、使用者に向上した人間工学的把持箇所を提供するための、隆起部２０６又は起伏２０７などの表面特徴部を有し得る。好ましい実施形態では、本体２０５を、成形プラスチックなどの軽量の非導電性材料から形成することができる。図２においては、プローブ・ヘッド２００のいくつかの内部構成要素をより明確に例示するために、本体２０５の一部が仮想線で描かれている。
【００１７】
プローブ・ヘッド２００は、ランナ（runner）とも呼ばれる、本体２０５に対して直線的に移行できるように構成される剛性部材２１０を含む。例えば、図２において描写された剛性部材２１０は、本体２０５に対してｘ軸に沿って前後に摺動可能である。いくつかの実施形態では、図２において例示されるように、剛性部材２１０は、本体２０５内に形成された溝路内で移行し、この溝路は、ランナ２１０の移動をｘ軸に沿った線に制約するように形成される。
【００１８】
ＤＵＴ試験箇所と電気的に接触するために、プローブ・ヘッド２００は、可撓性（フレキシブル）アーム２１５を含む。可撓性アーム２１５は、その遠位端（distal end：末端部）に試験箇所コンタクト２２０が設置されている。使用者は、ＤＵＴにおける対象の試験箇所に試験箇所コンタクト２２０が触れるように、プローブ・ヘッド２００を位置決めすることになる。いくつかの実施形態では、試験箇所コンタクト２２０は、ポゴ・ピンを具える。ポゴ・ピンは、ばね式の圧縮可能なピンを使用することによりＤＵＴ試験箇所との良好な電気機械的接続を提供する、良く知られている型のコンタクトである。ポゴ・ピンは、プローブ使用者に自身がＤＵＴ試験箇所と良好に接触しているという触覚フィードバックを提供し、使用者がプローブ・ヘッド２００を保持する角度をより自由にすることを可能にし、また２つのＤＵＴ試験箇所間の平面度の違いに対処することもできる。さらに、ポゴ・ピンは、何百回という接続サイクルの間持ちこたえ、最終的に故障した場合は容易に交換可能である。通例、ポゴ・ピン試験箇所コンタクト２２０は、可撓性アーム２１５上の遠位端上に配設され、可撓性アーム２１５は、アクセスの困難なＤＵＴ試験箇所内へのポゴ・ピン試験箇所コンタクト２２０のより良好な到達を可能とするために、水平に対して下向きの角度で配向される。
【００１９】
ポゴ・ピン試験箇所コンタクト２２０は可撓性アーム２１５の遠位端から実質的に片持ち梁式（cantilevered：カンチレバー式）に支持されるので、ポゴ・ピンは高い機械的強度を有することが望ましい。したがって、好ましい実施形態では、ポゴ・ピン試験箇所コンタクト２２０は、少なくとも部分的に、ジルコニアなどの高性能セラミック材料、及びベリリウム銅（ＢｅＣｕ）などの高強度金属で構成される。これらの材料は、機械的強度を提供するだけでなく、ポゴ・ピン試験箇所コンタクト２２０の一部として直列抵抗部２２１を製作するのに好適でもある。知られているように、ＤＵＴ試験箇所の可能な限り近くに抵抗部を配置することは、探針されているＤＵＴ回路の電気的負荷を最小化するのを助ける。
【００２０】
可撓性アーム２１５は、その近位端（Proximal end：基部に近い端部）において剛性部材２１０に取り付けられる。可撓性アーム２１５を、例えば、ねじ２２５などの固定具によって、又は例えばリベット若しくは接着剤などの別の好適な取り付け方法によって、剛性部材２１０に取り付けることができる。可撓性アーム２１５の近位端がランナ２１０に固止されるので、ランナ２１０がｘ軸に沿って前方に移動するとき、可撓性アーム２１５の近位端もｘ軸に沿って前方に移動し、ランナ２１０がｘ軸に沿って後方に移動するとき、可撓性アーム２１５の近位端もｘ軸に沿って後方に移動する。
【００２１】
しかしながら、可撓性アーム２１５のこの前後移動は、可撓性（フレキシブル）連接部２３０によって制約される。可撓性連接部２３０は、可撓性アーム２１５の近位端と遠位端との間の中間点２３１において、可撓性アーム２１５に接続する。可撓性連接部２３０はまた、点２３２において本体２０５に固定される。この構造により、可撓性連接部２３０は、可撓性アーム２１５との、３本の棒体の機械的連接部を形成する：１つの棒体は可撓性連接部２３０であり、第２の棒体は可撓性アーム２１５の第１の部分であり、第３の棒体は可撓性アーム２１５の第２の部分である。可撓性連接部２３０は、点２３１と点２３２との間の距離を実質的に一定に維持するように働く。したがって、ランナ２１０及び取り付けられた可撓性アーム２１５の近位端がｘ軸に沿って前方に移動するとき、点２３１、２３２の間の距離を可撓性連接部２３０によって制約することが、可撓性アーム２１５を１つ又は複数の位置で歪ませ屈曲させる。可撓性アーム２１５が屈曲するとき、これは可撓性連接部２３０に対してねじり力を及ぼし、可撓性連接部２３０を僅かによじれさせる。逆に、ランナ２１０がｘ軸に沿って後方に移動するとき、可撓性アーム２１５は屈曲が解消されて実質的に真っ直ぐとなる配向へと戻る。
【００２２】
いくつかの好ましい実施形態では、可撓性アーム２１５のこの屈曲が発生する部分をより精確に制御するために、及び屈曲の動きの繰り返し精度を向上させるために、可撓性アーム２１５の一部分に補剛材２１６が取り付けられる。補強材（stiffener：スチフナ）２１６は、可撓性アーム２１５の一方側に取り付けられてもよく、又はこれが可撓性アーム２１５の一部分を挟んでもよい。可撓性アーム２１５の屈曲の動きをさらに制御するために、及び可撓性アーム２１５のｙ軸に沿った垂直移動を防止するために、補強材２１６を、任意選択で、本体２０５に取り付けられる支持プレート２１７内で枢動するように設計することができる。補強材２１６はこのことにより、可撓性アーム２１５の屈曲が、可撓性アーム２１５の特定の部分２１８内で発生するよう制約するように働く。すなわち、補強材２１６は、可撓性アーム２１５上に、関節領域２１８、又はヒンジ領域を規定する。補強材２１６は、有益なことに、試験箇所コンタクト２２０に追加の機械的強度を提供する役割も果たし得る。本発明の様々な実施形態では、可撓性アーム２１５の長さ、可撓性連接部２３０の長さ及び形状、補強材２１６の長さ及び位置決め、並びに剛性部材２１０の移行範囲の組み合わせが全て、可撓性アーム２１５の動きの最小及び最大範囲を設定するように選択され得る。
【００２３】
剛性部材２１０をその移行の直線的経路に沿って移動させるために、使用者は、リニア・アクチュエータ２３５を操作する。リニア・アクチュエータ２３５は、剛性部材２１０を押すか又は引き寄せるかして、これに応じて剛性部材２１０を、本体２０５に対して前方か又は後方に移動させる。いくつかの好ましい実施形態では、リニア・アクチュエータ２３５は、剛性部材２１０のねじ穴と係合するねじ山付きロッド２３６、及びねじ山付きロッド２３６に接続されるサムホイール２３７を具える。使用者は、サムホイール２３７を一方の方向に回して、剛性部材２１０をｘ軸に沿って前方に移動させ、このことにより可撓性アーム２１５を屈曲させ、また、サムホイール２３７を他方の方向に回して、剛性部材２１０をｘ軸に沿って後方に移動させ、このことにより可撓性アーム２１５の屈曲を解消する。他の実施形態では、リニア・アクチュエータ２３５は、剛性部材２１０に取り付けられ使用者の指によって操作される、摺動部又はレバーを具え得る。
【００２４】
いくつかの好ましい実施形態では、プローブ・ヘッド２００は、第２の対称な可撓性アーム２１５を含む。第１の可撓性アーム２１５と同様に、第２の可撓性アーム２１５は、その遠位端に試験箇所コンタクト２２０が同じく配設されており、その近位端において剛性部材２１０に同じく取り付けられる。同様に、可撓性連接部２３０は、第２の可撓性アーム上のその近位端と遠位端との間にある中間点に、同じく接続される。差動プロービング用途にとって特に有益であるこれらの実施形態では、可撓性アーム２１５の対は、屈曲することで試験箇所コンタクト２２０の対の間の間隔を変化させてＤＵＴ試験箇所の対と適正に位置合わせされるように、設計される。剛性部材２１０がｘ軸に沿って前方に移動するとき、可撓性連接部２３０は、可撓性アーム２１５を、顎のような又はペンチのような動きで互いに向かって同時に内向きに歪ませ屈曲させ、この結果、試験箇所コンタクト２２０間の距離は減少する。逆に、剛性部材２１０がｘ軸に沿って後方に移動するとき、可撓性連接部２１５は、屈曲が解消されるか、又は互いから離れるように屈曲して実質的に真っ直ぐとなる配向へと戻され、この結果、試験箇所コンタクト２２０間の距離は増大する。
【００２５】
可撓性アーム２１５の対のこのペンチのような動きを、本発明の実施形態によるプローブ・ヘッド２００の底面図である図３Ａ及び図３Ｂを参照することによって、さらに例示することができる。図３Ａは、可撓性アーム２１５が実質的に開いた位置にあり試験箇所コンタクト２２０がそれらの最大間隔をとっている、プローブ・ヘッド２００を描写している。図３Ａに示すように、可撓性アーム２１５が実質的に開いた位置にあるとき、ランナ２１０はサムホイール２３７に対してその最も後ろ寄りの位置にあり、可撓性アーム２１５は実質的に真っ直ぐとなる、すなわち、可撓性アーム２１５はｘ軸と実質的に平行である。この位置では、試験箇所コンタクト２２０は、約０．２００インチ離間しているＤＵＴ試験箇所と対合するように間隔を空けられる。
【００２６】
比較として、図３Ｂは、可撓性アーム２１５が実質的に閉じた位置にあり試験箇所コンタクト２２０がそれらの最小間隔をとっている、プローブ・ヘッド２００を描写している。図３Ｂに示すように、可撓性アーム２１５が実質的に閉じた位置にあるとき、ランナ２１０は、サムホイール２３７から最も遠いその最も前寄りの位置にあり、可撓性アーム２１５の各々は、他方の可撓性アーム２１５に向かって屈曲される。この位置では、試験箇所コンタクト２２０は、約０．０１０インチ離間しているＤＵＴ試験箇所と対合するように間隔を空けられるが、いくつかの実施形態では、この間隔はさらに小さくすることができる。
【００２７】
図３Ａ及び図３Ｂにおいて描写されている実施形態などの、いくつかの実施形態では、可撓性アーム２１５は、例えば可撓性（フレキシブル）回路基板などの、比較的平坦な薄い材料から製作される。したがって、図３Ａ及び図３Ｂにおけるように、底面から見ると、可撓性アーム２１５を形成する可撓性回路基板の薄い縁部のみが見える。上で検討されたように、可撓性連接部２３０は、剛性部材２１０の移動に応答して可撓性アーム２１５の動きを制約するような、可撓性アーム２１５の各々との、３本の棒体の機械的連接部を形成するように構成される。すなわち、可撓性アーム２１５の各々及び本体２０５上の点の間の距離を固定することにより、可撓性連接部２３０は、剛性部材２１０の前方への動きに応答して、可撓性アーム２１５を互いに向けて屈曲させる。
【００２８】
いくつかの好ましい実施形態では、製造コストを低減するために、可撓性アーム２１５及び可撓性連接部２３０は、単一の可撓性回路として一緒に形成される。図４Ａ及び図４Ｂは、本発明の実施形態による、１対の可撓性アーム２１５を含むそのような可撓性回路４００の例を例示する。可撓性回路４００は、既知の材料及び工程を使用して製造され、１つ又は複数の導電層、１つ又は複数の絶縁層、並びに層間の１つ又は複数のビアを含み得る。図４Ａは、可撓性回路４００を、これをプローブ・ヘッド２００から分解して平たく敷いた場合の外観で描写している。可撓性回路４００は、可撓性アーム２１５の対を形成する２つの部分、並びに可撓性連接部２３０を形成する１つの部分を含む。図２を参照して上で検討されたように、可撓性回路４００の可撓性連接部２３０の部分は典型的には、点２３２において本体２０５に固定され、点２３１において可撓性回路４００の可撓性アーム２１５の部分に接続する。
【００２９】
コストの低減に加え、可撓性回路４００の固有の可撓性が、可撓性アーム２１５の関節化又は屈曲のために必要な機械的特性を提供しつつ、同時に可撓性回路４００が、電気信号を搬送するための電気構成要素及び導電性トレースの配置に対処することができるので、可撓性アーム２１５及び可撓性連接部２３０を単一の可撓性回路４００として形成することは、有利である。例えば、いくつかの実施形態によれば、可撓性回路４００は、例えば増幅器４１５などのプローブ・ヘッドの回路構成を収容する部分４１０を含む。試験箇所コンタクト２２０の一方から可撓性回路４００の可撓性連接部２３０の部分を通って増幅器４１５の入力部に至る電気経路を提供するための導電性トレース４２０が、可撓性回路４００上に配設される。いくつかの実施形態では、増幅器４１５は、試験箇所コンタクト２２０間の差動信号を増幅するための、差動増幅器である。可撓性回路４００は、図１に関して上で検討されたように、プローブ−機器インタフェース１２６へと至るケーブル１２４などの１つ又は複数の導体に、プローブ・ヘッド２００を接続するためのインタフェース４２６を提供する、部分４２５も含み得る。例えば増幅器４１５の出力部と接続インタフェース４２６との間の電気経路を提供するトレース４２１などの追加のトレースを、可撓性回路４００上に配設することができる。可撓性回路４００を、ＤＵＴ試験箇所から接続インタフェース４２６まで信号を搬送するための良好な電気伝送特性を有するように、製造することができる。
【００３０】
図４Ｂは、本発明の実施形態による、可撓性回路４００が本体２０５内にどのように装着されるかを例示するために本体２０５の一部を部分的に切り欠いて示した、プローブ・ヘッド２００の上面図である。可撓性回路４００がプローブ・ヘッド２００内に組み付けられるとき、可撓性回路４００の可撓性アーム２１５の一部は、それらの縁部がｘ軸と実質的に平行になり、それらの頂部表面及び底部表面がｘ−ｙ平面と実質的に位置合わせされるようにし、そして、可撓性アーム２１５の近位端を剛性部材２１０に固止できるように、折り畳まれる。可撓性回路４００の部分４１０、４２５は、本体２０５内でｘ−ｚ平面と実質的に位置合わせされて存在する。増幅器４１５、並びに可撓性回路４００上に配設され得る他の構成要素及びトレースは、本体２０５によって全体に覆われるが、接続インタフェース４２６は、１つ又は複数の導体１２４の容易な接続を可能にするために露出される。例えばアルミニウムのストリップなどのヒート・シンク４３０を、プローブ・ヘッド２００内に組み込むこともでき、これは増幅器４１５の表面と接触して増幅器４１５によって生成される熱を放散させるような方法で設置される。
【００３１】
上で検討された本発明の特定の実施形態は、例えば試験箇所コンタクト２２０間の間隔を変化させるために、屈曲及び屈曲の解消によって調節可能である、可撓性アーム２１５を開示している。しかしながら、より汎用的には、本発明の他の実施形態は、可撓性アームではなく関節式アームを採用する。図５は、そのような関節式アーム構造の例を有するプローブ５００の上面図である。プローブ５００は、近位端５０６及び遠位端５０７を有するプローブ先端本体５０５を含む。プローブ５００は、近位端５１１及び遠位端５１２を有する関節式試験箇所アーム５１０も含む。関節式試験箇所アーム５１０は、近位端５１１と遠位端５１２との間に少なくとも１つの関節点５１３又は連結部を有し、このことにより第１のリンク５１０ａ及び第２のリンク５１０ｂを規定する。関節式試験箇所アーム５１０は、ＤＵＴ上の試験箇所との電気的接触を行うために、遠位端５１２にポゴ・ピンなどの試験箇所コンタクト５１４が配設されてよい。試験箇所コンタクト５１４からプローブ５００の他の部分まで電気経路を提供するために、関節式試験箇所アーム５１０に沿って又はこれを通して、ケーブル又はワイヤが延ばされていてよい。
【００３２】
連接棒体５１５が、プローブ先端本体５０５の遠位端５０７に結合され、関節点５１３と関節式試験箇所アーム５１０の遠位端５１２との間の連結部５１６において、第２のリンク５１０ｂにヒンジ止めもされる。連接棒体５１５とプローブ先端本体５０５との間の結合部５１７は、示されるように固定的なものであってよく、又は可動連結部であってもよい。第１のリンク５１０ａ、第２のリンク５１０ｂ、及び連接棒体５１５は、３本の棒体の機械的連接機構を形成する。
【００３３】
連結部５２１において、試験箇所アーム位置決め装置５２０が、関節式試験箇所アーム５１０の近位端５１１にヒンジ止めされる。試験箇所アーム位置決め装置５２０は、プローブ先端本体５０５に可動式に結合され、軸５２２に沿ってプローブ先端本体５０５の遠位端５０７に向かって及びそこから離れるよう摺動可能となるように構成される。この構造により、試験箇所アーム位置決め装置５２０を摺動（スライド）させることは、対応する、関節式試験箇所アーム５１０の遠位端５１２の位置の変化をもたらす。例えば、図５において点線によって例示されるように、試験箇所アーム位置決め装置５２０がプローブ先端本体５０５の遠位端５０７に向かって位置５２０’へと前方に摺動されるとき、３本の棒体の連接機構は、関節式試験箇所アーム５１０を関節点５１３においてヒンジ式に動作させ、関節式試験箇所アーム５１０の遠位端５１２を、新しい位置５１２’に移動させる。連結部５１３、５１６、５２１は単純なヒンジとして例示されているが、これらは、例えばボール・ジョイントなどの、３次元での移動を可能にする連結部であってもよい。
【００３４】
いくつかの実施形態では、プローブ５００は、第２の３本の棒体の連接機構を一緒に形成する、第２の関節式試験箇所アーム５３０及び第２の連接棒体５３５、並びに第２の試験箇所アーム位置決め装置５４０を含む。第２の関節式試験箇所アーム５３０も、その遠位端にポゴ・ピン５３４などの試験箇所コンタクトが配設されていてよい。第２の試験箇所アーム位置決め装置５４０は、第１の試験箇所アーム位置決め装置５２０が第１の関節式試験箇所アーム５１０を移動させる様式と同様に、第２の関節式試験箇所アーム５３０を移動させるように構成される。いくつかの実施形態では、第１の試験箇所アーム位置決め装置５２０及び第２の試験箇所アーム位置決め装置５４０は、１つに接続され、この結果、これらは連動して摺動する。２つの試験箇所アーム位置決め装置５２０、５４０を、例えばコネクタ棒体５４５によって、１つに接続することができる。２つの試験箇所アーム位置決め装置５２０、５４０の摺動を、例えば調節ねじであってよい、間隔調節装置５５０によって行うことができる。間隔調節装置５５０を使用して２つの試験箇所アーム位置決め装置５２０、５４０の両方を前方に又は後方に摺動させることによって、使用者は、ポゴ・ピン５１４、５３４の間の空間を、ＤＵＴ試験箇所の組の間の間隔と整合するように調節することができる。
【００３５】
ＤＵＴ上の試験箇所は多くの場合、アクセスが困難で照明の薄暗いＤＵＴの区域内に位置付けられる。したがって、ＤＵＴ試験箇所の周囲の区域を照明することが、多くの場合望ましい。図６は、プローブ・ヘッド６００の底面図であり、このプローブ・ヘッド６００は、本発明のいくつかの実施形態によれば、ＤＵＴ試験箇所の周囲の区域を照明するための光源６１０を含む。プローブ・ヘッド６００は、図４に関して上で検討された、可撓性回路４００を利用する。光源６１０は、可撓性回路４００の可撓性連接部２３０の部分の、部分６２０の底面上に配設される。この位置では、プローブ・ヘッド６００が使用されているとき、光源６１０により生成される光は、標的のＤＵＴ試験箇所を取り囲むＤＵＴ上の区域に向けられる。好ましい実施形態では、光源６１０は、発光ダイオード（ＬＥＤ）を具える。光源６１０のための電力を、可撓性回路４００の接続インタフェース４２６を通して供給することができる。プローブ・ヘッド６００は、光源６１０のオン及びオフを切り替えるためのスイッチ６１５も含み得る。
【００３６】
図７Ａ及び図７Ｂは、いくつかの実施形態において、剛性部材２１０の動きに応答して可撓性アーム２１５の屈曲と同時に屈曲するように構成される可撓性連接部２３０の突出部分６２０上に、光源６１０が配設され、このことにより、光源６１０によって放射される光の方向が、試験箇所コンタクト２２０の配向に自動的に追随しこれと実質的に位置合わせされる様子を例示している。
【００３７】
例えば、図７Ａは、可撓性アーム２１５が、ランナ２１０がその最も後ろ寄りの位置にある場合に対応する、実質的に屈曲していない姿勢であるプローブ・ヘッド６００の、正面部分の側面図である。この姿勢では、可撓性連接部２３０の部分６２０は、実質的に水平であり（即ち、部分６２０とｘ軸との間の角度が小さいか又はほぼゼロ）、したがって、光源６１０によって放射される光７１０の方向は、部分６２０の表面に対して実質的に垂直であり、かつ試験箇所コンタクト２２０の配向７１５と実質的に位置合わせされる。図７Ｂにおいて描写されるように、ランナ２１０が前方に移動されて可撓性アーム２１５を実質的に屈曲した姿勢に移動させるとき、試験箇所コンタクト２２０は、可撓性アーム２１５の屈曲により、配向７１５’に変わる。配向７１５’は、配向７１５よりも実質的により水平に近い。同時に、可撓性アーム２１５の移動により可撓性連接部２３０において作り出されたねじり力は、可撓性連接部２３０の部分６２０を上向きに屈曲させ（即ち、部分６２０とｘ軸との間の角度が角度θ’へと増大し）、このことは次に、光源６１０によって放射される光を新しい方向７１０’へと変化させる。可撓性アーム２１５が再調節されて実質的に屈曲していない姿勢に向けて戻る場合、部分６２０は、弛緩して水平な姿勢に向かって戻る傾向を有することになる。このようにして、光源６１０からの光７１０、７１０’の方向は、試験箇所コンタクト２２０の配向７１５、７１５’に自動的に実質上追随する。
【００３８】
より汎用的には、本発明の実施形態は、本体と、被試験デバイス（ＤＵＴ）の試験箇所との電気的接触を行うための少なくとも１つの試験箇所コンタクトと、光源と、を有する電気試験測定プローブを含む。試験箇所コンタクトは、典型的には使用者によって、試験箇所コンタクトと本体との間の角度が調節可能であるような方法で、プローブ本体に可動式に結合される。光源は、同じく本体に可動式に結合されるプローブの表面上に配設される。試験箇所コンタクトと本体との間の角度が使用者によって調節されるとき、表面も自動的に（具体的には、表面と本体との間の角度を同時に変化させることによって）調節されて、光源が試験箇所コンタクトと実質的に同じ方向を指すのを維持するような方法で、表面もまた、試験箇所コンタクトに結合される。図７Ａ及び図７Ｂにおいて例示され上で検討された実施形態などの、いくつかの実施形態では、試験箇所コンタクトは、可撓性回路の第１の部分（例えば、可撓性回路４００の可撓性アーム２１５の部分など）によって、本体に可動式に結合され、表面は、可撓性回路の第２の部分（例えば、可撓性回路４００の可撓性連接部２３０の部分の部分６２０など）を具える。
【００３９】
本発明の具体的な実施形態が例示を目的として示し記載してきたが、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、様々な修正を行うことができる。例えば、本発明を、以下のような様々な概念として記載することができる。
【００４０】
本発明の概念１は、
本体と、
本体に対して直線的に移行できるように構成された剛性部材と、
第１の端部に試験箇所コンタクトが配設され、第２の端部において剛性部材に固止（固定）された、可撓性アームと、
本体に固定され可撓性アーム上の第１の端部と第２の端部との間の点に接続された可撓性連接部であって、第１の方向への剛性部材の移行に応答して可撓性アームを屈曲させるように、及び第２の方向への剛性部材の移行に応答して可撓性アームの屈曲を解消するように構成された、可撓性連接部と
を具える、被試験デバイスにおける試験箇所との電気的接触を行うためのプローブである。
【００４１】
本発明の概念２は、試験箇所コンタクトがポゴ・ピンを具える、概念１によるプローブである。
【００４２】
本発明の概念３は、ポゴ・ピンが抵抗部を具える、概念２によるプローブである。
【００４３】
本発明の概念４は、
可撓性アームの屈曲が可撓性アームの特定の部分内で発生するよう制約するための、可撓性アームに取り付けられた補強材をさらに具える、概念１によるプローブである。
【００４４】
本発明の概念５は、
剛性部材の直線的な移行を生じさせるための、剛性部材に可動式に接続されたリニア・アクチュエータをさらに具える、概念１によるプローブである。
【００４５】
本発明の概念６は、リニア・アクチュエータが、
剛性部材のねじ穴に係合するねじ山付きロッドと、
ねじ山付きロッドに固定されたサムホイールと
を具える、概念５によるプローブである。
【００４６】
本発明の概念７は、
第１の端部に第２の試験箇所コンタクトが配設され、第２の端部において剛性部材に固止された、第２の可撓性アームをさらに具え、
可撓性連接部が第２の可撓性アーム上の第１の端部と第２の端部との間の点にも接続され、この可撓性連接部が、第１の試験箇所コンタクト及び第２の試験箇所コンタクトを、第１の方向への剛性部材の移行に応答して互いに向けて同時に移動させるように、並びに第２の方向への剛性部材の移行に応答して互いから離れるように同時に移動させるように構成される、
概念１によるプローブである。
【００４７】
本発明の概念８は、可撓性アーム及び可撓性連接部が単一の可撓性回路として形成される、概念１によるプローブである。
【００４８】
本発明の概念９は、
可撓性回路上に配設された増幅器と、
可撓性回路上に配設され、試験箇所コンタクトから増幅器の入力部までの電気経路を提供する、導電性トレースと
をさらに具える、概念８によるプローブである。
【００４９】
本発明の概念１０は、
被試験デバイス上の試験箇所を取り囲む区域を照射するための光源をさらに具える、概念１によるプローブである。
【００５０】
本発明の概念１１は、光源が発光ダイオードを具える、概念９によるプローブである。
【００５１】
本発明の概念１２は、
光源のオン及びオフを切り替えるためのスイッチをさらに具える、概念９によるプローブである。
【００５２】
本発明の概念１３は、可撓性アームの屈曲と同時に屈曲するように構成された可撓性連接部の部分上に光源が配設され、この結果、光源からの光の方向が試験箇所コンタクトの配向に自動的に実質上追随する、概念９によるプローブである。
【００５３】
本発明の概念１４は、
近位端及び遠位端を有するプローブ先端本体と、
近位端、遠位端、及びこれらの間の関節点を有する関節式試験箇所アームと、
プローブ先端本体の遠位端に結合され、関節点と関節式試験箇所アームの遠位端との間の点において関節式試験箇所アームにヒンジ止めされた、連接棒体と、
関節式試験箇所アームの近位端にヒンジ止めされた試験箇所アーム位置決め装置であって、プローブ先端本体に可動式に結合され、プローブ先端本体の遠位端に向かって及びそこから離れるように摺動可能である、試験箇所アーム位置決め装置と
を具え、
試験箇所アーム位置決め装置を摺動させることが、プローブ先端本体に対する関節式試験箇所アームの遠位端の位置の変化をもたらす、電気試験測定プローブである。
【００５４】
本発明の概念１５は、
被試験デバイス上の試験箇所との電気的接触を行うための、関節式試験箇所アームの遠位端に配設された試験箇所コンタクトをさらに具える、概念１４による電気試験測定プローブである。
【００５５】
本発明の概念１６は、
近位端、遠位端、及びこれらの間の第２の関節点を有する第２の関節式試験箇所アームと、
プローブ先端本体の遠位端に結合され、第２の関節点と関節式試験箇所アームの遠位端との間の点において第２の関節式試験箇所アームにヒンジ止めされた、第２の連接棒体と、
第２の関節式試験箇所アームの近位端にヒンジ止めされた第２の試験箇所アーム位置決め装置であって、プローブ先端本体に可動式に結合され、プローブ先端本体の遠位端に向かって及びそこから離れるように摺動可能である、第２の試験箇所アーム位置決め装置と
をさらに具え、
第２の試験箇所アーム位置決め装置を摺動させることが、プローブ先端本体に対する第２の関節式試験箇所アームの遠位端の位置の変化をもたらす、概念１４による電気試験測定プローブである。
【００５６】
本発明の概念１７は、２つの試験箇所アーム位置決め装置が１つに接続され、この結果、これらが連動して摺動し、かつ、２つの試験箇所アーム位置決め装置を第１の方向に摺動させることが、２つの関節式試験箇所アームの遠位端の間の空間を増大させ、２つの試験箇所アーム位置決め装置を第２の方向に摺動させることが、２つの関節式試験箇所アームの遠位端の間の空間を減少させる、概念１６による電気試験測定プローブである。
【００５７】
本発明の概念１８は、
各関節式試験箇所アームの遠位端上に配設されたポゴ・ピンと、
２つの試験箇所アーム位置決め装置を摺動させてポゴ・ピン間の間隔を調節するための、２つの試験箇所アーム位置決め装置に結合された間隔調節装置と
をさらに具える、概念１７による電気試験測定プローブである。
【００５８】
本発明の概念１９は、間隔調節装置が調節ねじを具える、概念１８による電気試験測定プローブである。
【００５９】
本発明の概念２０は、
本体と、
被試験デバイスの試験箇所との電気的接触を行うための試験箇所コンタクトであって、本体に可動式に結合され試験箇所コンタクトと本体との間の角度が調節可能であるように構成された、試験箇所コンタクトと、
被試験デバイスの試験箇所を照射するための光源と
を具え、この光源が本体に可動式に結合される表面上に配設され、この表面が試験箇所コンタクトにも結合され、この結果、試験箇所コンタクトと本体との間の角度が調節されるとき、表面と本体との間の角度を同時に自動的に変化させて、光源が試験箇所コンタクトと実質的に同じ方向を指すのを維持する、電気試験測定プローブである。
【００６０】
本発明の概念２１は、試験箇所コンタクトが可撓性回路の第１の部分によって本体に可動式に結合され、表面が可撓性回路の第２の部分を具える、概念２０による電気試験測定プローブである。
【符号の説明】
【００６１】
１０  ＤＵＴ
１２  ＩＣ
１００  試験測定システム
１１０  試験測定機器
１１２  試験測定機器の入力部
１２０  試験測定プローブ
１２２  プローブ・ヘッド
１２４  導体
１２６  プローブ−機器インタフェース
１２８  試験箇所コンタクト
１２９  調節機構
２００  プローブ・ヘッド
２０５  プローブ・ヘッドの本体
２０６  隆起部
２０７  起伏
２１０  剛性部材（ランナ）
２１５  可撓性アーム
２１６  補強材
２１７  支持プレート
２１８  ヒンジ領域
２２０  試験箇所コンタクト
２２１  直列抵抗部
２２５  ねじ
２３０  可撓性連接部
２３１  中間点
２３２  点
２３５  リニア・アクチュエータ
２３６  ねじ山付きロッド
２３７  サムホイール
４００  可撓性回路
４１０  可撓性回路の部分
４１５  増幅器
４２０  導電性トレース
４２１  導電性トレース
４２５  可撓性回路の部分
４２６  接続インタフェース
４３０  ヒート・シンク
５００  プローブ
５０５  プローブ先端本体
５０６  近位端
５０７  遠位端
５１０  第１の関節式試験箇所アーム
５１０ａ  第１のリンク
５１０ｂ  第２のリンク
５１１  近位端
５１２  遠位端
５１２’  別の部分の遠位端
５１３  関節点（連結部）
５１４  試験箇所コンタクト（ポゴ・ピン）
５１５  第１の連接棒体
５１６  連結部
５１７  結合部
５２０  第１の試験箇所アーム位置決め装置
５２０’  別の位置にある第１の試験箇所アーム位置決め装置
５２１  連結部
５２２  軸
５３０  第２の関節式試験箇所アーム
５３４  試験箇所コンタクト（ポゴ・ピン）
５３５  第２の連接棒体
５４０  第２の試験箇所アーム位置決め装置
５４５  コネクタ棒体
５５０  間隔調節装置
６００  プローブ・ヘッド
６１０  光源
６１５  スイッチ
６２０  可撓性連接部の突出部分
７１０  光
７１０’  別の方向に向かう光
７１５  試験箇所コンタクトの配向
７１５’  試験箇所コンタクトの別の配向
【図１】
2017067762.tif 000003
【図２】
2017067762.tif 000004
【図３Ａ】
2017067762.tif 000005
【図３Ｂ】
2017067762.tif 000006
【図４Ａ】
2017067762.tif 000007
【図４Ｂ】
2017067762.tif 000008
【図５】
2017067762.tif 000009
【図６】
2017067762.tif 000010
【図７Ａ】
2017067762.tif 000011
【図７Ｂ】
2017067762.tif 000012
【外国語明細書】
【発明の名称】Electrical test and measurement probe
【技術分野】
【０００１】
This invention relates to an electrical test and measurement probe for test and measurement instruments, more particularly to an electrical test and measurement probe for providing better access to a test point in a device under test.
【背景技術】
【０００２】
Users of test and measurement instruments, such as oscilloscopes, often use probes to connect a device-under-test (DUT), such as a circuit board, to an input of a test and measurement instrument in order to visualize and perform measurements of electrical signals occurring in the DUT. These users are typically engineers designing circuit boards for a wide variety of electronic devices. Consumers of electronic devices generally desire these devices to be as physically small as possible. Accordingly, engineers are often tasked with packing a high quantity of electrical components into a small circuit board area. Additionally, the electrical components themselves are generally designed to be physically smaller with each successive generation. The small size and high density of electrical components in a DUT can make it challenging for engineers to probe test points on a DUT.
【０００３】
Therefore, test and measurement probes must be able to make electrical contact with DUT test points that can be difficult to access, while still providing high bandwidth and good signal fidelity. Test points in a DUT vary considerably in geometry and accessibility. They may reside in a DUT in every angle of orientation from horizontal to vertical. They may be obscured by electrical components. Contemporary high-speed signal busses, such as DDR2, DDR4 and PCIe Gen 4, among others, often use differential signaling, requiring that a probe used to measure these signals must be able to make simultaneous electrical contact with two test points. This may be even more challenging if the two test points are on different planes.
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−８３９７４号公報
【特許文献２】特開２０１４−１０９４４９号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】「N5382A InfiniiMax II 12GHz差動ブラウザ」の製品紹介サイト、キーサイト・テクノロジー社、［online］、［２０１６年８月１９日検索］、インターネット<URL：http://www.keysight.com/ja/pd-471532-pn-N5382A/infiniimax-ii-12-ghz-differential-browser?cc=JP&lc=jpn>
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
Sometimes a probe may be semi-permanently attached to DUT test points. For example, a “solder-down” type probe may have wires from the probe that are soldered to test points, or that are attached to test points with conductive epoxy. This kind of semi-permanent probe attachment scheme can provide a reliable connection to the DUT. However, solder-down probes also have a number of disadvantages. Due to the often poor accessibility of the DUT test points, the process of soldering probe wires to the DUT can be challenging for a probe user, requiring long set-up times and exceptional dexterity. Further, inconsistencies in the quality of the solder connection can cause high variability in signal fidelity, especially at upper frequencies. Additionally, the small gauge of wire used to attach the probe makes it easy for a user to potentially damage the DUT when soldering the wires in place. In order to probe a different set of test points, a user must unsolder and re-solder the wires−a time-consuming process making this type of probe unsuitable for fast debug environments in which a user may need to quickly check several different DUT test points. Finally, this type of solder-down probe tends to wear out after only a few connections, and can be expensive to replace.
【０００７】
To overcome some of these issues, another style of probe, known as a “browser probe,” is designed to be held in a user’s hand, or with a holding tool, and be positioned by the user to touch one or more test points in a DUT（非特許文献１参照）. This type of browser probe is better suited for debug environments in which maximum probe placement flexibility and minimal measurement setup time are desirable. A browser probe may be designed as a single-ended probe, which measures the electrical signal at one test point in a DUT with respect to a ground, or may be designed as a differential probe, which measures electrical signals at two test points in a DUT and produces an output signal based on the difference between the two measured signals.
【０００８】
However, an improved probe is required for providing better access to a test point in a DUT such as accurate positioning of a test point contact of a probe, or making view of test point under a probe better, etc.
【課題を解決するための手段】
【０００９】
A probe with an adjustable test point contact for making electrical contact with a test point in a device-under-test includes a body, a rigid member, a flexible arm, and a flexible linkage. The rigid member is capable of travelling linearly with respect to the body. The flexible arm has a test point contact disposed at one end, and is fastened to the rigid member at the other end. The flexible linkage is fixed to the body and to the flexible arm. The flexible linkage is structured to cause the flexible arm to bend in response to travel of the rigid member in one direction, and to unbend in response to travel of the rigid member in the other direction.
【００１０】
An adjustable electrical test and measurement probe includes a probe tip body, an articulated test point arm, a linkage bar, and a test point arm positioner. The linkage bar is coupled to the distal end of the probe tip body and is also hinged to the articulated test point arm. The test point arm positioner is hinged to the proximal end of the articulated test point arm, and is moveably coupled to the probe tip body and capable of sliding towards and away from the distal end of the probe tip body. Sliding the test point arm positioner causes the distal end of the articulated test point arm to change position relative to the probe tip body.
【００１１】
An adjustable electrical test and measurement probe includes a body, a test point contact for making electrical contact with a device-under-test test point, and a light source. The test point contact is moveably coupled to the body and is structured so that an angle between the body and the test point contact is user-adjustable. The light source is disposed on a surface. The surface is moveably coupled to the body and is also coupled to the test point contact so that, when the angle between the test point contact and the body is adjusted, the angle between the surface and the body is simultaneously adjusted to keep the light source pointing in substantially the same direction as the test point contact.
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】FIG. 1 is a perspective view of an example test and measurement system, including a test and measurement instrument and a test and measurement probe, according to embodiments of the invention.
【図２】FIG. 2 is a side view of a probe head according to embodiments of the invention.
【図３Ａ】FIG. 3A is a bottom view of a probe head with test point contacts adjusted to a substantially open position, according to embodiments of the invention.
【図３Ｂ】FIG. 3B is a bottom view of a probe head with test point contacts adjusted to a substantially closed position, according to embodiments of the invention.
【図４Ａ】FIG. 4A is a top view of a flexible circuit for use in a probe according to embodiments of the invention.
【図４Ｂ】FIG. 4B is a top partial cutaway view of a probe head with the flexible circuit of FIG. 4A installed, according to embodiments of the invention.
【図５】FIG. 5 is a top view of a probe with an articulated test point arm according to embodiments of the invention.
【図６】FIG. 6 is a bottom view of a probe head with a light source, according to embodiments of the invention.
【図７Ａ】FIG. 7A is a side view of a frontal part of a probe head with a flexible arm in a substantially unbent position according to embodiments of the invention.
【図７Ｂ】FIG. 7B is a side view of a frontal part of a probe head with a flexible arm in a bent position according to embodiments of the invention.
【発明を実施するための形態】
【００１３】
FIG. 1 depicts an example test and measurement system 100. The test and measurement system 100 includes a test and measurement instrument 110, such as an oscilloscope, as well as a test and measurement probe 120. The test and measurement probe 120 connects to an input 112 of the test and measurement instrument 110. The probe 120 may be used to make electrical contact with one or more test points in a user’s device-under-test (DUT) 10, which may be a circuit board. For example, the probe 120 may be positioned by a user to make physical contact with one or more pins on an integrated circuit (IC) 12 placed on the circuit board 10, in order to monitor the electrical signal present at those points in the DUT 10.
【００１４】
The probe 120 generally includes a probe head 122, a probe-to-instrument interface 126, and one or more conductors 124 between the probe head 122 and the probe-to-instrument interface 126. As a browser probe, the probe head 122 is generally dimensioned to be as small as possible for maximum accessibility to test points, but also large enough that it can be comfortably held in a user’s grasp. The probe head 122 may alternatively be held by a fixture or a holding tool. The conductors 124 are typically designed as one or more relatively long cables, for example, a high-precision coaxial cable or cable pair, since flexibility of the connection between the instrument 110 and the DUT 10 is typically desirable. However, the conductors 124 may alternatively be designed as a flexible circuit, a rigid circuit board, or another form of interconnect that is suitable for conveying power, control, and data signals between the probe head 122 and the probe-to-instrument interface 126. The probe-to-instrument interface 126 includes a connector that is suitable for connecting to the input 112 of the test and measurement instrument 110, and may also include additional circuitry to provide, for example, signal conditioning, probe control, or probe memory.
【００１５】
According to some embodiments, such as the embodiment illustrated in FIG. 1, the probe 120 is a differential probe. As a differential probe, the probe 120 includes at least two test point contacts 128 in order to make electrical contact with two DUT test points. Typically, the two test point contacts 128 are used to probe pairs of traces, vias, component pins or pads, or connector contacts on the DUT 10. Each pair of DUT test points may have a different amount of space between the two test points, ranging from a spacing of nearly zero inches apart up to approximately 0.200 inches or more apart. To accommodate these test point spacing variations, the probe 120 includes an adjustment mechanism 129 to allow adjustment of the spacing between the test point contacts 128. According to other embodiments, the probe 120 is a single-ended probe. In single-ended embodiments, one test point contact 128 makes electrical contact with a DUT test point, and another test point contact 128 makes electrical contact with a DUT ground.
【００１６】
FIG. 2 is a side view of a probe head 200 according to embodiments of the invention. The probe head 200 includes a body 205 that is dimensioned to be as small as possible, in order to provide good visibility of the DUT to a user, yet still large enough to be comfortably held by the user, for example, by being gripped between the user’s thumb and index finger, in order to provide good physical control of the probe head 200. The body 205 may have surface features such as a ridge 206 or a relief 207 to provide an enhanced ergonomic gripping point for the user. In preferred embodiments, the body 205 may be formed out of a lightweight, non-conductive material, such as a molded plastic. Portions of the body 205 are drawn with phantom lines in FIG. 2 so as to more clearly illustrate some internal components of the probe head 200.
【００１７】
The probe head 200 includes a rigid member 210, also called a runner, that is structured to be able to travel linearly with respect to the body 205. For example, the rigid member 210 depicted in FIG. 2 is able to slide forward and backward along the x-axis in relation to the body 205. In some embodiments, the rigid member 210 travels within a channel formed within the body 205, the channel being formed to constrain the movement of the runner 210 to a line along the x-axis, as illustrated in FIG. 2.
【００１８】
In order to make electrical contact with a DUT test point, the probe head 200 includes a flexible arm 215. The flexible arm 215 has a test point contact 220 installed at its distal end. A user will position the probe head 200 so that the test point contact 220 touches a test point of interest in a DUT. In some embodiments, the test point contact 220 comprises a pogo pin. A pogo pin is a well-known type of contact that provides a good electro-mechanical connection with a DUT test point by using a spring-loaded, compressible pin. A pogo pin provides the probe user with tactile feedback that she has made good contact with a DUT test point, allows the user more freedom in the angle at which she holds the probe head 200, and can also accommodate planarity differences between two DUT test points. Furthermore, pogo pins last for hundreds of connection cycles, and are easily replaceable if they do eventually fail. Generally, the pogo pin test point contact 220 is disposed on the distal end of the flexible arm 215 oriented at a downward angle with respect to horizontal in order to allow better reach of the pogo pin test point contact 220 into hard-to-access DUT test points.
【００１９】
Because the pogo pin test point contact 220 is substantially cantilevered off the distal ends of the flexible arm 215, it is desirable that the pogo pin have high mechanical strength. Accordingly, in preferred embodiments, the pogo pin test point contact 220 is constructed at least partially of a high performance ceramic material, such as zirconia, and a high strength metal, such as beryllium copper (BeCu). These materials not only provide mechanical strength, but are also suitable for fabricating a series resistor 221 as part of the pogo pin test point contact 220. As is known, placing a resistor as close as possible to the DUT test point helps to minimize the electrical loading of the DUT circuit that is being probed.
【００２０】
The flexible arm 215 is attached at its proximal end to the rigid member 210. The flexible arms 215 can be attached to the rigid member 210 by a fastener, such as, for example, a screw 225, or by another suitable attachment method, such as, for example, a rivet or an adhesive. Since the proximal end of the flexible arm 215 is fastened to the runner 210, when the runner 210 moves forward along the x-axis, the proximal end of the flexible arms 215 also moves forward along the x-axis, and when the runner 210 moves backward along the x-axis, the proximal end of the flexible arm 215 also moves backward along the x-axis.
【００２１】
However, this forward and backward motion of the flexible arm 215 is constrained by a flexible linkage 230. The flexible linkage 230 connects to the flexible arm 215 at an intermediate point 231 between the proximal end and the distal end of the flexible arm 215. The flexible linkage 230 is also fixed at a point 232 to the body 205. With this structure, the flexible linkage 230 forms a three bar mechanical linkage with the flexible arm 215: one bar being the flexible linkage 230, the second bar being a first portion of the flexible arm 215, and the third bar being a second portion of the flexible arm 215. The flexible linkage 230 acts to keep the distance between the point 231 and the point 232 substantially constant. Therefore, when the runner 210 and the attached proximal end of the flexible arm 215 move forward along the x-axis, having the distance between the points 231, 232 constrained by the flexible linkage 230 causes the flexible arm 215 to buckle and bend at one or more locations. When the flexible arm 215 bends, it exerts a torsional force on the flexible linkage 230 causing the flexible linkage 230 to twist slightly. Conversely, when the runner 210 moves backwards along the x-axis, the flexible arm 215 is caused to unbend back towards a substantially straightened orientation.
【００２２】
In some preferred embodiments, in order to more precisely control the portion of the flexible arm 215 in which this bending occurs, and in order to enhance the repeatability of the bending motion, a stiffener 216 is attached to a portion of the flexible arm 215. The stiffener 216 may be attached to one side of the flexible arm 215, or it may sandwich a portion of the flexible arm 215. To further control the bending motion of the flexible arm 215, and to prevent vertical motion of the flexible arm 215 along the y-axis, the stiffener 216 may optionally be designed to pivot within a support plate 217, which is attached to the body 205. The stiffener 216 thereby acts to constrain the bending of the flexible arm 215 to occur within a particular portion 218 of the flexible arm 215. That is, the stiffener 216 defines an articulation region 218, or hinge region, on the flexible arm 215. The stiffener 216 may also beneficially serve to provide additional mechanical strength to the test point contact 220. In various embodiments of the invention, the combination of the length of the flexible arm 215, the length and shape of the flexible linkage 230, the length and positioning of the stiffener 216, and the travel range of the rigid member 210, may all be selected to set the minimum and maximum range of motion of the flexible arm 215.
【００２３】
To move the rigid member 210 along its linear path of travel, a user operates a linear actuator 235. The linear actuator 235 pushes or pulls on the rigid member 210 to correspondingly move the rigid member 210 forward or backward in relation to the body 205. In some preferred embodiments, the linear actuator 235 comprises a threaded rod 236 that engages with a threaded hole in the rigid member 210, and a thumbwheel 237 that is connected to the threaded rod 236. A user turns the thumbwheel 237 in one direction to cause the rigid member 210 to move forward along the x-axis, thereby bending the flexible arm 215, and turns the thumbwheel 237 in the other direction to cause the rigid member 210 to move backward along the x-axis, thereby unbending the flexible arm 215. In other embodiments, the linear actuator 235 may comprise a slider or lever attached to the rigid member 210 and operated by a user’s finger.
【００２４】
In some preferred embodiments, the probe head 200 includes a second, symmetric flexible arm 215. Like the first flexible arm 215, the second flexible arm 215 also has a test point contact 220 disposed at its distal end, and is also attached to the rigid member 210 at its proximal end. Likewise, the flexible linkage 230 is also connected to an intermediate point on the second flexible arm between its proximal end and distal end. In these embodiments, which are especially beneficial for differential probing applications, the pair of flexible arms 215 are designed to bend in order to change the spacing between the pair of test point contacts 220 to properly align with a pair of DUT test points. When the rigid member 210 moves forward along the x-axis, the flexible linkage 230 causes the flexible arms 215 to simultaneously buckle and bend inwardly toward each other in a jaw-like, or pincher-like motion, such that the distance between the test point contacts 220 decreases. Conversely, when the rigid member 210 moves backwards along the x-axis, the flexible arms 215 are caused to unbend, or bend away from each other back towards a substantially straightened orientation, such that the distance between the test point contacts 220 increases.
【００２５】
This pincher-like motion of the pair of flexible arms 215 can be further illustrated by referring to FIGS. 3A and 3B, which are bottom views of the probe head 200 according to embodiments of the invention. FIG. 3A depicts the probe head 200 with the flexible arms 215 in a substantially open position and the test point contacts 220 at their maximum spacing. As shown in FIG. 3A, when the flexible arms 215 are in the substantially open position, the runner 210 is in its most-rearward position against the thumbwheel 237, and the flexible arms 215 are substantially straightened, that is, the flexible arms 215 are substantially parallel to the x-axis. In this position, the test point contacts 220 are spaced to mate with DUT test points that are approximately 0.200 inches apart.
【００２６】
For comparison, FIG. 3B depicts the probe head 200 with the flexible arms 215 in a substantially closed position and the test point contacts 220 at their minimum spacing. As shown in FIG. 3B, when the flexible arms 215 are in the substantially closed position, the runner 210 is in its most-forward position, furthest from the thumbwheel 237, and each of the flexible arms 215 is bent toward the other flexible arm 215. In this position, the test point contacts 220 are spaced to mate with DUT test point contacts that are approximately 0.010 inches apart, although in some embodiments this spacing may be even smaller.
【００２７】
In some embodiments, such as those depicted in FIGS. 3A and 3B, the flexible arms 215 are fabricated from a relatively flat, thin material, such as, for example, a flexible circuit substrate. Thus, when viewed from the bottom side, as in FIGS. 3A and 3B, only the thin edge of the flexible circuit substrate forming the flexible arms 215 is visible. As discussed above, the flexible linkage 230 is structured to form a three bar mechanical linkage with each of the flexible arms 215 so as to constrain the motion of the flexible arms 215 in response to movement of the rigid member 210. That is, by fixing a distance between a point on each flexible arm 215 and the body 205, the flexible linkage 230 causes the flexible arms 215 to bend toward each other in response to forward motion of the rigid member 210.
【００２８】
In some preferred embodiments, in order to reduce manufacturing costs, the flexible arm 215 and the flexible linkage 230 are formed together as a single flexible circuit. FIGS. 4A and 4B illustrate an example of such a flexible circuit 400, including a pair of flexible arms 215, according to embodiments of the invention. The flexible circuit 400 is manufactured using known materials and processes, and can include one or more conductive layers, one or more insulating layers, as well as one or more vias between layers. FIG. 4A depicts the flexible circuit 400 as it would appear if disassembled from the probe head 200 and laid flat. The flexible circuit 400 includes two portions that form the pair of flexible arms 215, as well as a portion that forms the flexible linkage 230. As discussed above with reference to FIG. 2, the flexible linkage 230 portion of the flexible circuit 400 is typically fixed to the body 205 at the point 232, and connects to the flexible arm 215 portions of the flexible circuit 400 at the points 231.
【００２９】
In addition to reducing cost, forming the flexible arms 215 and the flexible linkage 230 as the single flexible circuit 400 is advantageous because the inherent flexibility of the flexible circuit 400 provides the necessary mechanical properties for the articulation, or bending, of the flexible arms 215, while at the same time the flexible circuit 400 can accommodate placement of electrical components and conductive traces to convey electrical signals. For example, according to some embodiments, the flexible circuit 400 includes a portion 410 which contains probe head circuitry, such as, for example, an amplifier 415. A conductive trace 420 is disposed on the flexible circuit 400 to provide an electrical path from one of the test point contacts 220, through the flexible linkage 230 portion of the flexible circuit 400, to an input of the amplifier 415. In some embodiments, the amplifier 415 is a differential amplifier for amplifying the differential signal between the test point contacts 220. The flexible circuit 400 may also include a portion 425 which provides an interface 426 for connecting the probe head 200 to one or more conductors, such as the cable 124 going to the probe-to-instrument interface 126, as discussed above with respect to FIG. 1. Additional traces may be disposed on the flexible circuit 400, such as, for example, a trace 421 that provides an electrical path between an output of the amplifier 415 and the connection interface 426. The flexible circuit 400 may be manufactured to have good electrical transmission properties for conveying the signal from a DUT test point to the connection interface 426.
【００３０】
FIG. 4B is a top view of the probe head 200, with portions of the body 205 shown as partially cut away in order to illustrate how the flexible circuit 400 fits within the body 205, according to embodiments of the invention. When the flexible circuit 400 is assembled into the probe head 200, the flexible arm 215 portions of the flexible circuit 400 are folded down such that their edges are substantially parallel to the x-axis and their top and bottom surfaces are substantially aligned with the x-y plane, and so that the proximal ends of the flexible arms 215 can be fastened to the rigid member 210. The portions 410, 425 of the flexible circuit 400 sit substantially aligned with the x-z plane within the body 205. The amplifier 415, as well as other components and traces that may be disposed on the flexible circuit 400 are generally covered by the body 205, although the connection interface 426 is exposed to allow for easy connection of the one or more conductors 124. A heat sink 430, such as, for example, a strip of aluminum, can also be incorporated into the probe head 200, being installed in such a way as to make contact with the surface of the amplifier 415 in order to dissipate heat generated by the amplifier 415.
【００３１】
The particular embodiments of the invention discussed above disclose flexible arms 215 that are adjustable by bending and unbending in order to, for example, change the spacing between the test point contacts 220. However, more generally, other embodiments of the invention employ an articulated arm rather than a flexible arm. FIG. 5 is a top view of a probe 500 having an example of such an articulated arm structure. The probe 500 includes a probe tip body 505 having a proximal end 506 and a distal end 507. The probe 500 also includes an articulated test point arm 510 having a proximal end 511 and a distal end 512. The articulated test point arm 510 has at least one articulation point 513, or joint, between the proximal end 511 and the distal end 512, thereby defining a first link 510a, and a second link 510b. The articulated test point arm 510 may have a test point contact 514, such as a pogo pin, disposed at the distal end 512 for making electrical contact with a test point on a DUT. A cable or a wire may run down along or through the articulated test point arm 510 to provide an electrical path from the test point contact 514 to other parts of the probe 500.
【００３２】
A linkage bar 515 is coupled to the distal end 507 of the probe tip body 505, and is also hinged to the second link 510b at a joint 516 between the articulation point 513 and the distal end 512 of the articulated test point arm 510. The coupling 517 between the linkage bar 515 and the probe tip body 505 may either be static, as shown, or may be a moveable joint. The first link 510a, the second link 510b, and the linkage bar 515 form a three-bar mechanical linkage mechanism.
【００３３】
A test point arm positioner 520 is hinged at a joint 521 to the proximal end 511 of the articulated test point arm 510. The test point arm positioner 520 is moveably coupled to the probe tip body 505 and is structured to be able to slide along an axis 522 towards and away from the distal end 507 of the probe tip body 505. With this structure, sliding the test point arm positioner 520 causes a corresponding change in position of the distal end 512 of the articulated test point arm 510. For example, as illustrated by the dashed lines in FIG. 5, when the test point arm positioner 520 is slid forward towards the distal end 507 of the probe tip body 505 into a position 520', the three-bar linkage mechanism causes the articulated test point arm 510 to hinge at the articulation point 513 and causes the distal end 512 of the articulated test point arm 510 to move to a new position 512'. Although the joints 513, 516, 521 are illustrated as simple hinges, they may also be joints that allow movement in three-dimensions, such as, for example, ball joints.
【００３４】
In some embodiments, the probe 500 includes a second articulated test point arm 530 and a second linkage bar 535, which together form a second three-bar linkage mechanism, as well as a second test point arm positioner 540. The second articulated test point arm 530 may also have a test point contact, such as a pogo pin 534, disposed at its distal end. The second test point arm positioner 540 is configured to move the second articulated test point arm 530, similarly to how the first test point arm positioner 520 moves the first articulated test point arm 510. In some embodiments, the first and second test point arm positioners 520, 540 are connected together so that they slide in conjunction. The two test point arm positioners 520, 540 may be connected together by, for example, a connector bar 545. Sliding the two test point arm positioners 520, 540 can be performed by a spacing adjuster 550, which may be, for example, an adjustment screw. By using the spacing adjuster 550 to slide both of the two test point arm positioners 520, 540 forward or backward, a user can adjust the space between the pogo pins 514, 534 to match the spacing between a set of DUT test points.
【００３５】
The test points on a DUT are often located in areas of the DUT that are difficult to access and dimly lit. Thus, it is often desirable to illuminate the area around the DUT test points. FIG. 6 is a bottom view of a probe head 600 which, according to some embodiments of the invention, includes a light source 610 for illuminating the area around the DUT test points. The probe head 600 utilizes the flexible circuit 400, discussed above with respect to FIG. 4. The light source 610 is disposed on the bottom side of a portion 620 of the flexible linkage 230 portion of the flexible circuit 400. In this location, when the probe head 600 is being used, the light generated by the light source 610 is directed at an area on the DUT surrounding the target DUT test points. In preferred embodiments, the light source 610 comprises a light-emitting diode (LED). Power for the light source 610 may be supplied through the connection interface 426 of the flexible circuit 400. The probe head 600 can also include a switch 615 for switching the light source 610 on and off.
【００３６】
FIGS. 7A and 7B illustrate how, in some embodiments, the light source 610 is disposed on a protruding portion 620 of the flexible linkage 230 that is structured to bend, simultaneously with the bending of the flexible arm 215, in response to motion of the rigid member 210, thereby causing the direction of the light emitted by the light source 610 to automatically track and substantially align with the orientation of the test point contact 220.
【００３７】
For example, FIG. 7A is a side view of a frontal part of the probe head 600 with the flexible arm 215 in a substantially unbent position, corresponding to the runner 210 being in its rearward-most position. In this position, the portion 620 of the flexible linkage 230 is substantially horizontal−that is, the angle  between the portion 620 and the x-axis is small or approximately zero−and therefore, the direction of the light 710 emitted by the light source 610 is substantially perpendicular to the surface of the portion 620 and is substantially aligned with the orientation 715 of the test point contact 220. When the runner 210 is moved forward to move the flexible arm 215 to a substantially bent position, as depicted in FIG. 7B, the test point contact 220 changes to the orientation 715', due to the bending of the flexible arm 215. The orientation 715' is substantially more horizontal than the orientation 715. Simultaneously, torsional forces created in the flexible linkage 230 due to the movement of the flexible arm 215 cause the portion 620 of the flexible linkage 230 to bend upwards−that is, the angle between the portion 620 and the x-axis increases to the angle θ'−which in turn causes the light emitted by the light source 610 to change to a new direction 710'. If the flexible arm 215 is re-adjusted back towards a substantially unbent position, the portion 620 will tend to relax back towards a horizontal position. In this way, the direction of light 710, 710' from the light source 610 automatically substantially tracks the orientation 715, 715' of the test point contacts 220.
【００３８】
More generally, embodiments of the present invention include an electrical test and measurement probe having a body, at least one test point contact for making electrical contact with a device-under-test (DUT) test point, and a light source. The test point contact is moveably coupled to the probe body in such a way that an angle between the test point contact and the body is adjustable, typically by a user. The light source is disposed on a surface of the probe that is also moveably coupled to the body. The surface is also coupled to the test point contact in such a way that when the angle between the test point contact and the body is adjusted by the user, the surface also automatically adjusts−specifically, by simultaneously changing an angle between the surface and the body− in order to keep the light source pointing in substantially the same direction as the test point contact. In some embodiments, such as those illustrated in FIG. 7A and 7B and discussed above, the test point contact is moveably coupled to the body by a first portion of a flexible circuit−such as, for example, the flexible arm 215 portion of the flexible circuit 400−and the surface comprises a second portion of the flexible circuit−such as, for example, the portion 620 of the flexible linkage 230 portion of the flexible circuit 400.
【００３９】
Although specific embodiments of the invention have been illustrated and described for purposes of illustration, various modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention. For example, the invention may be described as various concepts as below.
【００４０】
A concept 1 of the present invention is a probe for making electrical contact with a test point in a device-under-test, the probe comprising:
a body;
a rigid member structured to be able to travel linearly with respect to the body;
a flexible arm having a test point contact disposed at a first end, and fastened at a second end to the rigid member; and
a flexible linkage fixed to the body and connected to a point on the flexible arm between the first end and the second end, the flexible linkage structured to cause the flexible arm to bend in response to travel of the rigid member in a first direction, and to unbend in response to travel of the rigid member in a second direction.
【００４１】
A concept 2 of the present invention is the probe according to the concept 1 in which the test point contact comprises a pogo pin.
【００４２】
A concept 3 of the present invention is the probe according to the concept 2 in which the pogo pin comprises a resistor.
【００４３】
A concept 4 of the present invention is the probe according to the concept 1, further comprising:
a stiffener attached to the flexible arm for constraining the bending of the flexible arm to occur within a particular portion of the flexible arm.
【００４４】
A concept 5 of the present invention is the probe according to the concept 1, further comprising:
a linear actuator moveably connected to the rigid member for actuating the linear travel of the rigid member.
【００４５】
A concept 6 of the present invention is the probe according to the concept 5 in which the linear actuator comprises:
a threaded rod engaging a threaded hole in the rigid member; and
a thumbwheel fixed to the threaded rod.
【００４６】
A concept 7 of the present invention is the probe according to the concept 1, further comprising:
a second flexible arm having a second test point contact disposed at a first end, and fastened at a second end to the rigid member,
in which the flexible linkage is also connected to a point on the second flexible arm between the first end and the second end, the flexible linkage structured to cause the first and second test point contacts to simultaneously move towards each other in response to travel of the rigid member in the first direction, and to simultaneously move away from each other in response to travel of the rigid member in the second direction.
【００４７】
A concept 8 of the present invention is the probe according to the concept 1 in which the flexible arm and the flexible linkage are formed as a single flexible circuit.
【００４８】
A concept 9 of the present invention is the probe according to the concept 8, further comprising:
an amplifier disposed on the flexible circuit; and
a conductive trace disposed on the flexible circuit, providing an electrical path from the test point contact to an input of the amplifier.
【００４９】
A concept 10 of the present invention is the probe according to the concept 1, further comprising:
a light source for illuminating an area on the device-under-test surrounding the test point.
【００５０】
A concept 11 of the present invention is the probe according to the concept 9 in which the light source comprises a light-emitting diode.
【００５１】
A concept 12 of the present invention is the probe according to the concept 9, further comprising:
a switch for switching the light source on and off.
【００５２】
A concept 13 of the present invention is the probe according to the concept 9 in which the light source is disposed on a portion of the flexible linkage structured to bend simultaneously with the bending of the flexible arm so that the direction of light from the light source automatically substantially tracks the orientation of the test point contact.
【００５３】
A concept 14 of the present invention is an electrical test and measurement probe comprising:
a probe tip body having a proximal end and a distal end;
an articulated test point arm having a proximal end, a distal end, and an articulation point therebetween;
a linkage bar coupled to the distal end of the probe tip body and hinged to the articulated test point arm at a point between the articulation point and the distal end of the articulated test point arm; and
a test point arm positioner hinged to the proximal end of the articulated test point arm, the test point arm positioner moveably coupled to the probe tip body and capable of sliding towards and away from the distal end of the probe tip body,
in which sliding the test point arm positioner causes a change in position of the distal end of the articulated test point arm relative to the probe tip body.
【００５４】
A concept 15 of the present invention is the electrical test and measurement probe according to the concept 14, further comprising:
a test point contact disposed at the distal end of the articulated test point arm for making electrical contact with a test point on a device-under-test.
【００５５】
A concept 16 of the present invention is the electrical test and measurement probe according to the concept 14, further comprising:
a second articulated test point arm having a proximal end, a distal end, and a second articulation point therebetween;
a second linkage bar coupled to the distal end of the probe tip body and hinged to the second articulated test point arm at a point between the second articulation point and the distal end of the articulated test point arm;
a second test point arm positioner hinged to the proximal end of the second articulated test point arm, the second test point arm positioner moveably coupled to the probe tip body and capable of sliding towards and away from the distal end of the probe tip body,
in which sliding the second test point arm positioner causes a change in position of the distal end of the second articulated test point arm relative to the probe tip body.
【００５６】
A concept 17 of the present invention is the electrical test and measurement probe according to the concept 16 in which the two test point arm positioners are connected together so that they slide in conjunction, and in which sliding the two test point arm positioners in a first direction causes the space between the distal ends of the two articulated test point arms to increase, and sliding the two test point arm positioners in a second direction causes the space between the distal ends of the two articulated test point arms to decrease.
【００５７】
A concept 18 of the present invention is the electrical test and measurement probe according to the concept 17, further comprising:
a pogo pin disposed on the distal end of each articulated test point arm; and
a spacing adjuster coupled to the two test point arm positioners for sliding the two test point arm positioners to adjust the spacing between the pogo pins.
【００５８】
A concept 19 of the present invention is the electrical test and measurement probe according to the concept 18 in which the spacing adjuster comprises an adjustment screw.
【００５９】
A concept 20 of the present invention is an electrical test and measurement probe comprising:
a body;
a test point contact for making electrical contact with a device-under-test test point, the test point contact moveably coupled to the body and structured so that an angle between the test point contact and the body is adjustable; and
a light source for illuminating the device-under-test test point, the light source disposed on a surface that is movably coupled to the body, and in which the surface is also coupled to the test point contact so that, when the angle between the test point contact and the body is adjusted, an angle between the surface and the body is simultaneously automatically changed to keep the light source pointing in substantially the same direction as the test point contact.
【００６０】
A concept 21 of the present invention is the electrical test and measurement probe according to the concept 20 in which the test point contact is moveably coupled to the body by a first portion of a flexible circuit, and the surface comprises a second portion of the flexible circuit.
【符号の説明】
【００６１】
１０  DUT
１２  IC
１００  test and measurement system
１１０  test and measurement instrument
１１２  input of test and measurement instrument
１２０  test and measurement probe
１２２  probe head
１２４  conductor
１２６  probe-to-instrument interface
１２８  test point contact
１２９  adjustment mechanism
２００  probe head
２０５  body of probe head
２０６  ridge
２０７  relief
２１０  rigid member (Runner)
２１５  flexible arm
２１６  stiffener
２１７  support plate
２１８  hinge region 
２２０  test point contact
２２１  series resistor
２２５  screw
２３０  flexible linkage
２３１  intermediate point
２３２  point
２３５  linear actuator
２３６  threaded rod
２３７  thumbwheel
４００  flexible circuit
４１０  a portion of the flexible circuit
４１５  amplifier
４２０  conductive trace
４２１  conductive trace
４２５  a portion of the flexible circuit
４２６  connection interface
４３０  heat sink
５００  Probe
５０５  probe tip body
５０６  proximal end
５０７  distal end
５１０  first articulated test point arm
５１０ａ  first link
５１０ｂ  second link
５１１  proximal end
５１２  distal end
５１２’  distal end in another position
５１３  articulation point (Joint)
５１４  test point contact (pogo pin)
５１５  first linkage bar
５１６  Joint
５１７  coupling
５２０  first test point arm positioner
５２０’  first test point arm positioner in another position
５２１  Joint
５２２  axis
５３０  second articulated test point arm
５３４  test point contact (pogo pin)
５３５  second linkage bar
５４０  second test point arm positioner
５４５  connector bar
５５０  spacing adjuster
６００  probe head
６１０  light source
６１５  switch
６２０  protruding portion of flexible linkage
７１０  light
７１０’  light for another direction
７１５  orientation of test point contact
７１５’  another orientation of test point contact
【請求項１】
An electrical test and measurement probe for making electrical contact with a test point in a device-under-test, comprising:
a body;
a rigid member structured to be able to travel linearly with respect to the body;
a flexible arm having a test point contact disposed at a first end, and fastened at a second end to the rigid member; and
a flexible linkage fixed to the body and connected to a point on the flexible arm between the first end and the second end, the flexible linkage structured to cause the flexible arm to bend in response to travel of the rigid member in a first direction, and to unbend in response to travel of the rigid member in a second direction.
【請求項２】
The electrical test and measurement probe according to claim 1, further comprising:
a second flexible arm having a second test point contact disposed at a first end, and fastened at a second end to the rigid member,
in which the flexible linkage is also connected to a point on the second flexible arm between the first end and the second end, the flexible linkage structured to cause the first and second test point contacts to simultaneously move towards each other in response to travel of the rigid member in the first direction, and to simultaneously move away from each other in response to travel of the rigid member in the second direction.
【請求項３】
An electrical test and measurement probe comprising:
a probe tip body having a proximal end and a distal end;
an articulated test point arm having a proximal end, a distal end, and an articulation point therebetween;
a linkage bar coupled to the distal end of the probe tip body and hinged to the articulated test point arm at a point between the articulation point and the distal end of the articulated test point arm; and
a test point arm positioner hinged to the proximal end of the articulated test point arm, the test point arm positioner moveably coupled to the probe tip body and capable of sliding towards and away from the distal end of the probe tip body,
in which sliding the test point arm positioner causes a change in position of the distal end of the articulated test point arm relative to the probe tip body.
【請求項４】
The electrical test and measurement probe according to claim 3 further comprising:
a second articulated test point arm having a proximal end, a distal end, and a second articulation point therebetween;
a second linkage bar coupled to the distal end of the probe tip body and hinged to the second articulated test point arm at a point between the second articulation point and the distal end of the articulated test point arm;
a second test point arm positioner hinged to the proximal end of the second articulated test point arm, the second test point arm positioner moveably coupled to the probe tip body and capable of sliding towards and away from the distal end of the probe tip body,
in which sliding the second test point arm positioner causes a change in position of the distal end of the second articulated test point arm relative to the probe tip body.
【請求項５】
An electrical test and measurement probe comprising:
a body;
a test point contact for making electrical contact with a device-under-test test point, the test point contact moveably coupled to the body and structured so that an angle between the test point contact and the body is adjustable; and
a light source for illuminating the device-under-test test point, the light source disposed on a surface that is movably coupled to the body, and in which the surface is also coupled to the test point contact so that, when the angle between the test point contact and the body is adjusted, an angle between the surface and the body is simultaneously automatically changed to keep the light source pointing in substantially the same direction as the test point contact.
【要約】
【課題】 Provide better access to a test point in a device under test.
【解決手段】A probe 200 has a body 205, a rigid member 210 capable of travelling linearly with respect to the body 205, a flexible arm 215 having a test point contact 220 at one end and fastened to the rigid member 210 at the other end, and a flexible linkage 230 fixed to the body 205 and to the flexible arm 215. The flexible linkage 230 is structured to cause the flexible arm 215 to bend in response to travel of the rigid member 210 in one direction, and to cause the flexible arm 215 to unbend in response to travel of the rigid member 210 in the other direction. A second flexible arm 215 may be included, the two arms 215 opening and closing to change the distance between test point contacts 220. A light source may be disposed on a portion of the flexible linkage 230.
【選択図】図２
【図１】
2017067762.tif 000013
【図２】
2017067762.tif 000014
【図３Ａ】
2017067762.tif 000015
【図３Ｂ】
2017067762.tif 000016
【図４Ａ】
2017067762.tif 000017
【図４Ｂ】
2017067762.tif 000018
【図５】
2017067762.tif 000019
【図６】
2017067762.tif 000020
【図７Ａ】
2017067762.tif 000021
【図７Ｂ】
2017067762.tif 000022