CN112394205A - 可同时用于高频及中低频讯号测试的探针头 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可同时用于高频及中低频讯号测试的探针头，包含有一探针座、一穿过探针座的上、中、下导板以传输一第一测试讯号的第一弹簧探针，以及至少二短于第一弹簧探针、穿过下导板且用来传输一频率较高的第二测试讯号的第二弹簧探针，二所述第二弹簧探针的顶端顶抵于中导板下表面的受其内部一连接电路连接的二导电接点而相互电性连接，所述下导板设有一连通空间以及与连通空间连通的至少二下安装孔，各下安装孔内穿设一局部位于连通空间内的第二弹簧探针；由此，所述探针头可同时用于高频及中低频讯号测试，并可同时达到细微间距及高频测试的需求，且可避免探针卡的电路设计过于复杂。

Description

可同时用于高频及中低频讯号测试的探针头

技术领域

本发明与探针卡的探针头有关，特别是指一种可同时用于高频及中低频讯号测试的探针头。

背景技术

由于市场需求，集成电路(integrated circuit；简称IC)的封装及测试朝向细微间距(fine pitch)及高频(high frequency)的方面发展，然而，对于垂直式探针卡(vertical probe card；简称VPC)而言，由于测试机的限制或成本考虑，又或者探针长度太长会使测试频率无法提升，因此，在高频测试方面，目前主要是采用探针卡中的某些探针进行回送测试(loopback test)，也就是由待测物(device under test；简称DUT；即前述IC)本身的传送接点(TX)及接收接点(RX)来发送及接收高频讯号，并由待测物本身进行讯号检测，即高频测试讯号并非由测试机产生且未传送至测试机。需要注意的是，本说明书中所述的讯号可以是数字讯号或者模拟讯号。

在垂直式探针卡采用弹簧探针(spring probe；或称pogo pin)的情况下，为了符合细微间距及高频测试的需求，弹簧探针(包含成型弹簧针、MEMS弹簧针以及其它制作方式的弹簧针)需朝越细且越短的方向设计，即弹簧探针的外径要小且长度要短，但若考虑到电性、机械特性、受力、可用行程(operating stroke)、使用寿命(lifetime)等等因素，弹簧探针要做得短则很难做得细，要做得细则很难做得短。换言之，同一弹簧探针难以同时满足细微间距及高频测试的需求。

习用的可用于高频及中低频讯号测试的探针卡，主要设有切换电路，使得同一组探针可切换成进行高频回送测试的电性导通方式，也可切换成传输来自测试机的中低频测试讯号的电性导通方式，此种探针卡在电路设计上较为复杂，且探针尺寸为了可配合高频测试需求，则难以满足细微间距的需求。而且，基于IC设计考虑，通常应用于高频讯号的接点的中心间距(pitch)会比应用于其它讯号的接点的中心间距大，因此，即使通过前述的电路切换，仍难以将同一探针分别应用于高频测试及中低频测试。

发明内容

针对上述问题，本发明的主要目的在于提供一种可同时用于高频及中低频讯号测试的探针头，可避免探针卡的电路设计过于复杂，且可同时达到细微间距及高频测试的需求。

为达到上述目的，本发明所提供的一种可同时用于高频及中低频讯号测试的探针头，用来传输一第一测试讯号及一第二测试讯号，所述第二测试讯号的频率高于所述第一测试讯号的频率，所述探针头包含有一探针座、一第一弹簧探针，以及至少二第二弹簧探针。所述探针座包含有一上导板、一下导板，以及一设置于所述上导板与所述下导板之间的中导板，所述中导板具有一朝向所述下导板的下表面以及至少一导通单元，所述导通单元包含有设置于所述下表面的二导电接点，以及一位于所述中导板内部且电性连接所述二导电接点的连接电路。所述第一弹簧探针穿过所述上导板、所述中导板及所述下导板，用来传输所述第一测试讯号。所述至少二第二弹簧探针穿设于所述下导板，用来传输所述第二测试讯号，各所述第二弹簧探针短于所述第一弹簧探针且具有一顶端，二所述第二弹簧探针分别以其顶端顶抵于同一所述导通单元的所述二导电接点而相互电性连接。所述下导板具有一朝向所述中导板的上表面、一相对于所述上表面的下表面以及贯穿所述下导板的上、下表面的至少一下安装孔单元，所述下安装孔单元包含有至少二下安装孔以及一连通所述至少二下安装孔的连通空间，各所述下安装孔内穿设一所述第二弹簧探针，各所述第二弹簧探针局部位于所述下安装孔单元的连通空间内。例如，所述下安装孔单元包含有一自所述下导板的上表面凹陷以形成所述连通空间的凹槽，所述下安装孔单元的下安装孔贯穿所述凹槽一底面与所述下导板的下表面。或者，各所述下安装孔包含有一上区段及一下区段，所述连通空间位于各所述下安装孔的上区段与下区段之间，所述上区段自所述下导板的上表面向下延伸至所述连通空间，所述下区段自所述下导板的下表面向上延伸至所述连通空间。

上述本发明的技术方案中，所述下导板具有二所述下安装孔单元，各所述下安装孔单元内设有互为差动对的二所述第二弹簧探针。

所述中导板包含一设有各所述导电接点的多层电路板，所述连接电路包含至少一位于所述多层电路板内部的内部线路。

所述连接电路整体为一所述内部线路。

所述中导板还包含一可加工板体，所述可加工板体具有一朝向所述下导板的安装面，所述多层电路板固定于所述可加工板体的安装面。

所述可加工板体具有一设于所述安装面的凹槽，所述多层电路板具有一朝向所述可加工板体的安装面及凹槽的上表面，所述连接电路包含一设于所述多层电路板的上表面且位于所述可加工板体的凹槽内的电子元件，以及电性连接于所述电子元件且分别与所述二导电接点电性连接的二所述内部线路。

所述第一弹簧探针穿过所述可加工板体且未穿过所述多层电路板。

所述第一弹簧探针穿过所述可加工板体以及所述多层电路板。

所述探针头还包含一设置于所述中导板与所述下导板之间的定位薄膜，各所述第一弹簧探针及第二弹簧探针分别穿过所述定位薄膜的一定位孔。

所述下安装孔单元包含一自所述下导板的上表面凹陷以形成所述连通空间的凹槽，所述下安装孔单元的下安装孔贯穿所述凹槽一底面与所述下导板的下表面。

所述下安装孔单元的凹槽呈非圆形，其一最短边的长度大于同一所述凹槽内的第二弹簧探针的一中心间距与所述下安装孔的一最大直径的总和。

所述下安装孔单元的凹槽呈圆形，其一直径大于同一所述凹槽内的第二弹簧探针的一中心间距与所述下安装孔的一最大直径的总和。

所述下导板包含一下板体，以及一叠设于所述下板体的一顶面的上板体，各所述下安装孔贯穿所述下板体的顶面及一底面，所述上板体设有一上通孔，所述上通孔与所述下板体的顶面共同形成所述下安装孔单元的凹槽。

各所述下安装孔包含一上区段及一下区段，所述连通空间位于各所述下安装孔的上区段与下区段之间，所述上区段自所述下导板的上表面向下延伸至所述连通空间，所述下区段自所述下导板的下表面向上延伸至所述连通空间。

所述下导板包含依序相叠的一下板体、一中板体及一上板体，各所述下安装孔的上区段及下区段分别贯穿所述上板体及所述下板体，所述中板体设有一中通孔而于其中形成所述连通空间。

所述中通孔呈非圆形，其一最短边的长度大于同一所述中通孔内的第二弹簧探针的一中心间距与所述下安装孔的一最大直径的总和。

所述中通孔呈圆形，其一直径大于同一所述中通孔内的第二弹簧探针的一中心间距与所述下安装孔的一最大直径的总和。

所述探针头还包含一穿过所述上导板的第三弹簧探针，以及一穿过所述下导板的第四弹簧探针，所述第三弹簧探针与所述第四弹簧探针通过所述中导板内部的另一连接电路而相互电性连接。

换言之，本发明的探针头设有长度较长且穿过整个探针座的第一弹簧探针，以及长度较短而仅穿过下导板的第二弹簧探针，且二根第二弹簧探针通过所述中导板内部的连接电路(例如多层电路板的内部线路，或者内部线路加上电子元件等等)而相互电性连接。由此，所述至少二第二弹簧探针可用于点触待测物的高频讯号传送接点(TX)及接收接点(RX)，即可用于高频讯号的回送测试(loopback test)，例如，所述中导板可具有一供二所述第二弹簧探针顶抵的导通单元，且所述二第二弹簧探针为一组传送及接收探针，分别用于点触待测物的传送及接收接点，或者，所述中导板可具有供二组传送及接收探针(即共四所述第二弹簧探针)顶抵的二导通单元，所述二导通单元相互绝缘，各导通单元连接的二第二弹簧探针分别用于点触待测物的传送及接收接点，且所述二导通单元连接的第二弹簧探针互为差动对，意即，所述二导通单元分别与其连接的二第二弹簧探针形成一讯号传输路径，且此二讯号传输路径用来传输相位相反的差动讯号。此外，所述第一弹簧探针可用于点触待测物的其他接点，例如接地接点、电源接点以及一般中低频讯号接点。如此一来，各所述第二弹簧探针可制造得较短且较粗，以满足高频测试的电性需求，所述第一弹簧探针则可制造得较长且较细，以在有多个第一弹簧探针的情况下达到细微间距的需求，如此即可符合IC整体的测试需求。此外，所述下导板的下安装孔单元的连通空间与至少二所述下安装孔连通，使得至少二所述第二弹簧探针局部位于同一下安装孔单元的连通空间内，如此可达到电容及电感匹配而提升探针卡的特性，尤其是在前述以四第二弹簧探针组成差动对而用来传输差动讯号的情况下，使其中未相互电性连接的二第二弹簧探针位于同一下安装孔单元的连通空间内，可达到更佳的容感匹配的功效。

有关本发明所提供的可同时用于高频及中低频讯号测试的探针头的详细构造、特点、组装或使用方式，将于后续的实施方式详细说明中予以描述。然而，在本发明领域中具有通常知识者应能了解，这些详细说明以及实施本发明所列举的特定实施例，仅用于说明本发明，并非用来限制本发明的专利保护范围。

附图说明

图1是本发明一第一较佳实施例所提供的可同时用于高频及中低频讯号测试的探针头的剖视示意图；

图2是本发明第一较佳实施例所提供的可同时用于高频及中低频讯号测试的探针头沿图1的任一剖线2-2的局部剖视图；

图3是本发明一第二较佳实施例所提供的可同时用于高频及中低频讯号测试的探针头的剖视示意图；

图4是本发明一第三较佳实施例所提供的可同时用于高频及中低频讯号测试的探针头的剖视示意图；

图5是本发明第三较佳实施例所提供的可同时用于高频及中低频讯号测试的探针头的一中导板的底视示意图；

图6是本发明一第四较佳实施例所提供的可同时用于高频及中低频讯号测试的探针头的剖视示意图；

图7是本发明第四较佳实施例所提供的可同时用于高频及中低频讯号测试的探针头的一中导板的底视示意图；

图8是本发明一第五较佳实施例所提供的可同时用于高频及中低频讯号测试的探针头的剖视示意图；

图9及图10类同于图2，但显示所述探针头的一下导板的不同实施形态；

图11为本发明一第六较佳实施例所提供的可同时用于高频及中低频讯号测试的探针头的剖视示意图。

具体实施方式

申请人首先在此说明，在以下将要介绍的实施例以及图式中，相同的参考号码，表示相同或类似的元件或其结构特征。其次，当述及一元件设置于另一元件上时，代表前述元件直接设置在所述另一元件上，或者前述元件间接地设置在所述另一元件上，即，二元件之间还设置有一个或多个其他元件。而述及一元件“直接”设置于另一元件上时，代表二元件之间并无设置任何其他元件。需注意的是，图式中的各元件及构造为例示方便并非依据真实比例及数量绘制，且若实施上为可能，不同实施例的特征可以交互应用。再者，以下所提及的“高频”及“中低频”，是指“高频”的讯号传输速度相对“中低频”为高，例如，当“高频”的讯号传输速度大于等于40Gbps时，“中低频”是低于40Gbps，但本发明不以前述数值为限，即，“高频”的讯号传输速度不以大于等于40Gbps为限。

请参阅图1，本发明一第一较佳实施例所提供的可同时用于高频及中低频讯号测试的探针头10包含有一探针座20、多个第一弹簧探针30、多个第二弹簧探针40，以及一定位薄膜50。本实施例及下述各实施例的探针头实际上可设有相当多第一弹簧探针30及第二弹簧探针40，且第一弹簧探针30的数量通常远大于第二弹簧探针40的数量，第二弹簧探针40两两相互电性连接，且两对第二弹簧探针40构成一差动对，为了简化图式并便于说明，本发明的图式中仅显示一第一弹簧探针30以及构成一差动对的四第二弹簧探针40，并以探针头10设有一第一弹簧探针30及四第二弹簧探针40的情况进行说明。

探针座20包含有一上导板21、一中导板22以及一下导板23，本实施例及下述各实施例中的上、下导板21、23分别仅由单一板体构成，然而，各上、下导板21、23可依设计及加工上的需求而由多个板体相叠而成，例如图9及图10中的下导板23。各上、下导板21、23具有实质上朝向相反方向的一上表面211、231及一下表面212、232，中导板22设置于上导板21的下表面212与下导板23的上表面231之间。

详而言之，本实施例的中导板22包含有一多层电路板221，多层电路板221具有实质上朝向相反方向的一上表面221a及一下表面221b，多层电路板221的上表面221a及下表面221b分别朝向上导板21的下表面212及下导板23的上表面231。多层电路板221可为一多层陶瓷基板(multi-layer ceramic substrate；简称MLC)、多层有机载板(multi-layerorganic substrate；简称MLO)或者其他由介电层(材质例如为树脂、电木、玻璃纤维、塑料等等)与金属层(材质例如为铜箔等等)共同构成的电路基板。

各上、中、下导板21、22、23分别具有多个上、中、下穿孔213、223、233(本发明的图式中仅各显示出一个)，上、下穿孔213、233分别具有一与中穿孔223内径相等的大径部213a、233a以及一内径小于大径部213a、233a的内径的小径部213b、233b。第一弹簧探针30穿过相互同轴对应的一上穿孔213、一中穿孔223及一下穿孔233，即穿过各上、中、下导板21、22、23的上、下表面。在本实施例中，第一弹簧探针30为传统型弹簧探针，包含有一外壳31、一设于外壳31内的弹簧32，以及分别抵接于弹簧32二端且分别延伸出外壳31的顶端及底端的一上针轴33及一下针轴34，其中弹簧32为机械加工而成的传统螺旋弹簧，然而，本发明的第一弹簧探针30不限为如前述的传统型弹簧探针，也可为具有通过光微影技术或其他加工技术加工而成的弹簧或者其他弹性结构的探针，以便于在加工时通过设定其弹簧圈数来得到所需的弹性压缩行程以及针压。第一弹簧探针30的下针轴34凸伸出外壳31底端的部分穿过下穿孔233的小径部233b，且外壳31底端抵接于下穿孔233的大、小径部233a、233b的交界处，如此即可避免第一弹簧探针30向下掉出探针座20外。

下导板23除了设有下穿孔233，还设有多个下安装孔单元24(本实施例的图式中仅显示出二个)，如图2所示，各下安装孔单元24包含有一自下导板23的上表面231凹陷的凹槽241，以及贯穿凹槽241一底面242与下导板23的下表面232的二下安装孔243，各下安装孔243包含有一与凹槽241的底面242连接的大径部244，以及一自大径部244底端延伸至下导板23的下表面232的小径部245(小径部245的内径小于大径部244的内径)，各下安装孔单元24内设有分别穿过二下安装孔243的二第二弹簧探针40，且各第二弹簧探针40局部位于凹槽241内。在本实施例中，第二弹簧探针40为传统型弹簧探针，包含有一外壳41、一设于外壳41内的弹簧42，以及分别抵接于弹簧42二端且分别延伸出外壳41的顶端及底端的一上针轴43及一下针轴44，其中弹簧42为机械加工而成的传统螺旋弹簧，然而，本发明的第二弹簧探针40不限为传统型弹簧探针，也可为具有通过光微影技术或其他加工技术加工而成的弹簧或者其他弹性结构的探针。第二弹簧探针40的下针轴44穿过下安装孔243的小径部245，且第二弹簧探针40的外壳41底端抵接于下安装孔243的大、小径部244、245的交界处，如此即可避免第二弹簧探针40向下掉出探针座20外。

定位薄膜50设置于中导板22的多层电路板221的下表面221b与下导板23的上表面231之间，且设有多个定位孔51，各第一、二弹簧探针30、40分别穿过各定位孔51，由此，各第一、二弹簧探针30、40可在植针时受定位薄膜50定位，使得探针头10的组装更容易进行。

在本实施例中，中导板22具有多个导通单元222(本实施例的图式中仅显示出一个)，每二根第二弹簧探针40通过一导通单元222而相互电性连接，各所述导通单元222包含有位于多层电路板221的下表面221b的二导电接点224以及一位于多层电路板221内部的连接电路225，更明确地说，连接电路225整体为一位于多层电路板221内部的内部线路，即，连接电路(内部线路)225由多层电路板221内部的层状布线构成，二导电接点224分别设于内部线路225二端通过内部线路225相互电性连接，二第二弹簧探针40分别以其顶端45顶抵于二导电接点224而相互电性连接。各导通单元222与其导电接点224所连接的二第二弹簧探针40形成一讯号传输路径，且如图1及图2所示的二对第二弹簧探针40构成一差动对，意即，图1及图2显示出呈矩阵排列的四第二弹簧探针40，四第二弹簧探针40与二导通单元222形成二讯号传输路径，且二讯号传输路径用来传输相位相反(相差180度)的差动讯号。然而，本发明的第二弹簧探针40不一定要组成差动对，即，可以只保有如图1所示、相互电性导通的一对第二弹簧探针40，且每一下安装孔单元24可以仅有单一下安装孔243。

前述的探针头10组装完成后，第一弹簧探针30的顶端35凸出于上导板21的上表面211，然后，上导板21的上表面211固定于一主电路板(图中未示)，使得探针头10与主电路板组成一探针卡，或者，上导板21的上表面211固定于一空间转换器(图中未示)，所述空间转换器再固定于一主电路板(图中未示)，使得探针头10、所述空间转换器与所述主电路板组成一探针卡，此时，第一弹簧探针30的弹簧32稍微受到压缩，使得第一弹簧探针30的顶端35缩进上穿孔213内且抵接于所述主电路板或所述空间转换器的一电性接点(图中未示)，所述主电路板用于与一测试机(图中未示)电性连接。本案所谓的测试机，广义的来说，可以是集成电路测试厂用于检测待测物的测试机台，进一步来说，也可以是有高频传输测试讯号用的测试仪器。

由此，当第一弹簧探针30的底端36点触一待测物的一电性接点(图中未示)时，第一弹簧探针30可在测试机与待测物之间传送测试讯号，由于第一弹簧探针30的长度较长，因此较适用于传送接地讯号、电源讯号以及一般中低频讯号。此外，四第二弹簧探针40两两分别作为讯号输出探针(TX探针)及讯号接收探针(RX探针)，分别用于点触待测物的高频讯号传送接点(TX)及接收接点(RX)，更进一步而言，图1所示的二第二弹簧探针40表示为(+)TX探针以及(+)RX探针，或者(-)TX探针以及(-)RX探针，而图2所示的二第二弹簧探针40表示为(+)TX探针以及(-)TX探针，或者(+)RX探针以及(-)RX探针，其中(+)、(-)表示其对应的探针所传输的讯号的相位为正相位及负相位。而在非传送差动讯号的形态中，则是以如图1所示的通过导通单元222而相互电性连接的二第二弹簧探针40分别作为讯号输出探针(TX探针)及讯号接收探针(RX探针)，其底端46分别用于点触待测物的高频讯号传送接点(TX)及接收接点(RX)。如此一来，待测物的高频讯号传送接点可输出高频测试讯号并依序经由一第二弹簧探针40(TX探针)、一导电接点224、内部线路225、另一导电接点224以及另一第二弹簧探针40(RX探针)而传输至待测物的高频讯号接收接点，以进行高频讯号的回送测试(loopback test)。因此，第二弹簧探针40可制造得较短且较粗，以满足高频测试的电性需求，第一弹簧探针30则可制造得较长且较细，以达到细微间距的需求，如此即可符合IC整体的测试需求。

由前述内容可得知，本发明的探针头10利用长度较长且穿过整个探针座20的第一弹簧探针30进行中低频讯号测试，并利用长度较短而仅穿过下导板23的第二弹簧探针40以及中导板22的电路进行高频讯号的回送测试。换言之，探针头10以一第一弹簧探针30传输一第一测试讯号并以至少二第二弹簧探针40传输一第二测试讯号，其中所述第二测试讯号的频率高于所述第一测试讯号的频率，即，所述第一测试讯号为前述的接地讯号、电源讯号以及一般中低频讯号，所述第二测试讯号为前述的高频讯号。

如前所述，本发明对第一、二弹簧探针30、40的种类均无限制，然而，第二弹簧探针40在长度上比第一弹簧探针30短得多，因此，第二弹簧探针40不论采用何种弹簧探针，其弹性压缩行程以及针压较难以控制，而第一弹簧探针30较长则较容易被控制其弹性压缩行程以及针压，因此可便于使第一弹簧探针30的弹性压缩行程及针压配合第二弹簧探针40的弹性压缩行程及针压。此外，各第二弹簧探针40的周围可再设置几根类同于第二弹簧探针40的粗短型弹簧探针以作为接地探针(图中未示)，并使各所述接地探针电性连接于中导板22内部的接地线路(图中未示)，使得高频讯号的传输路径受接地讯号的传输路径包围，则可使其电性更加良好。

在图1及图2所示形态中，互为差动对的第二弹簧探针40局部位于同一凹槽241内，如此可达到电容及电感匹配而提升探针卡的特性。凹槽241的形状并无限制，例如，凹槽241可呈圆形或非圆形，所述非圆形包含四边形(正方形、矩形)、多边形或不规则形，所述四边形、多边形或不规则形的最短边的长度或所述圆形的直径D大于同一下安装孔单元24内的第二弹簧探针40(即互为差动对的第二弹簧探针40)的中心间距(pitch)P与下安装孔243的最大直径(在图2中为所述大径部244的直径，即所述大径部244的半径r的两倍)的总和，即D>P+2r。然而，下导板23也可如图9所示，通过相叠的上、下板体235、236形成如前述的凹槽241，即，供单一第二弹簧探针40穿设的下安装孔243是贯穿下板体236的顶面237及底面(即下导板23的下表面232)，上板体235则设有一与二下安装孔243连通的上通孔25，使得上通孔25与下板体236的顶面237共同形成如前述的凹槽241，以供二第二弹簧探针40局部容置于凹槽241内，如此不但可达到提升探针卡特性的功效，更具有容易加工的优点。

在前述图2及图9所示的下导板23的形态中，下导板23设有于其上表面231呈开放状的凹槽241，而于凹槽241中形成一连通空间26，使得互为差动对的二第二弹簧探针40是局部位于同一连通空间26内，进而提升探针卡的特性。然而，如图10所示，连通空间26也可形成于下导板23内部而非呈开放状，详而言之，下导板23包含有依序相叠的一下板体236、一中板体239及一上板体235，各下安装孔243包含有一贯穿上板体235的上区段243a，以及一贯穿下板体236的下区段243b(包含大径部244及小径部245)，中板体239设有一中通孔27而于其中形成连通空间26，连通空间26位于各下安装孔243的上区段243a与下区段243b之间，上区段243a自下导板23的上表面231向下延伸至连通空间26，下区段243b自下导板23的下表面232向上延伸至连通空间26，如此的藏设于下导板23内部的连通空间26也可达成如前述的提升探针卡特性的功效，且如此的下导板23支撑探针的效果更为良好。与前述凹槽241相同，图10中中通孔27也可呈圆形或非圆形，所述非圆形包含四边形(正方形、矩形)、多边形或不规则形，所述四边形、多边形或不规则形的最短边的长度或所述圆形的直径D大于同一下安装孔单元24内的第二弹簧探针40(即互为差动对的第二弹簧探针40)的中心间距P与下安装孔243的最大直径(在图10中为大径部244的直径，即大径部244的半径r的两倍)的总和，即D>P+2r。

值得一提的是，本发明中所述的连通空间26属于下安装孔单元24的一部分，连通空间26仅直接连通其所属的下安装孔单元24所包含的下安装孔243，而未直接连通非同一下安装孔单元24的下安装孔243或下穿孔233，因此连通空间26仅容置第二弹簧探针40，而且，本发明中所述的下安装孔单元24定义为贯穿下导板23的上表面231及下表面232，即下安装孔单元24的最上端即位于上表面231。由本发明的图式可得知，下导板23可能(但不一定)具有一连通所有下安装孔单元24及下穿孔233的空间，所述空间位于下导板23的上表面231上方，且所有的第一、二弹簧探针30、40均局部容置于所述空间，如此可得知所述空间并非属于单一下安装孔单元24的一部分，也并非仅连通单一下安装孔单元24所包含的下安装孔243，因此下导板23的上表面231上方的空间不可视为本发明中所述的连通空间26。换言之，本发明中用来传输高频回送测试讯号的探针(即第二弹簧探针40)位于连通空间26内的部分与用于传输中低频讯号的探针(即第一弹簧探针30或图11中的第四弹簧探针62)相互隔开，二者之间隔着一部分的下导板23。

请参阅图3，本发明一第二较佳实施例类同于前述的第一较佳实施例，但中导板22包含有一多层电路板221以及一可加工板体226(材质例如为可加工陶瓷)，可加工板体226设置于上导板21与下导板23之间，多层电路板221以黏贴或螺丝锁固等方式固定于可加工板体226的一朝向下导板23的安装面226a。本实施例的多层电路板221的构造及功用与前述第一较佳实施例的多层电路板221相同，即设有使第二弹簧探针40两两相互电性连接的导通单元222(包含导电接点224及连接电路225)，但，本实施例的多层电路板221的面积及厚度较小，且通过可加工板体226间接与上、下导板21、23连接。

由于待测物传输高频讯号的电性接点通常会设在靠近其边缘的区域，因此用于传输高频讯号的第二弹簧探针40也通常会设在靠近探针座20边缘的区域，在此情况下，中导板22设有供第二弹簧探针40顶抵的多层电路板221的区块与设有供第一弹簧探针30穿过的中穿孔223的区块会有明显的区隔，如图3所示。然而，根据不同的测试需求，第二弹簧探针40周围仍可能需设置第一弹簧探针30，或者，第二弹簧探针40分布的范围可能会与第一弹簧探针30分布的范围相互交错而未有明显的区隔，在此情况下，多层电路板221的形状可配合第一、二弹簧探针30、40的分布而设计，例如图4及图5所示的本发明一第三较佳实施例(其中图5仅绘制出多层电路板221的外轮廓形状而未绘制出导电接点224)，多层电路板221在可加工板体226的安装面226a所涵盖的区域避开设有中穿孔223的区域，使得第一弹簧探针30仅穿过可加工板体226而未穿过多层电路板221。或者，多层电路板221在可加工板体226的安装面226a所涵盖的区域也可以涵盖一个或多个中穿孔223，例如图6及图7所示的本发明一第四较佳实施例(其中图7仅绘制出多层电路板221的外轮廓形状以及中穿孔223而未绘制出导电接点224)，即一个或多个中穿孔223贯穿可加工板体226以及多层电路板221，使其对应的第一弹簧探针30穿过可加工板体226以及多层电路板221。

请参阅图8，本发明一第五较佳实施例类同于前述的第二较佳实施例，但本实施例的可加工板体226具有一设于安装面226a的凹槽226b，且中导板22的连接电路229包含有一位于多层电路板221的上表面221a且位于凹槽226b内的电子元件227，以及位于多层电路板221内部且电性连接于电子元件227的二内部线路228，二内部线路228分别与位于多层电路板221的下表面221b的二导电接点224电性连接，二第二弹簧探针40分别以其顶端45顶抵于二导电接点224而相互电性连接。如此一来，待测物的高频讯号传送接点输出的高频测试讯号依序经由一第二弹簧探针40(TX探针)、一导电接点224、一内部线路228、电子元件227、另一内部线路228、另一导电接点224以及另一第二弹簧探针40(RX探针)而传输至待测物的高频讯号接收接点，以进行高频讯号的回送测试。电子元件227可为电容、电感、电阻或其至少二者的组合，如此的设置电子元件227的方式特别适用于需将电子元件设置得很靠近探针的情况。电子元件227的设置位置(即凹槽226b的位置)并不限于二第二弹簧探针40的正上方，各内部线路228可通过多层电路板221的内部层状布线而朝任何方向延伸，使得电子元件227可设置在多层电路板221的上表面221a的任何位置，以增进电子元件的配置弹性。

前述的由电子元件227及二内部线路228形成连接电路229的方式也可应用于其他形态的中导板22，只要中导板22包含有可加工板体226以及多层电路板221，例如可应用于第三及第四较佳实施例的中导板22。

同于第一较佳实施例，前述的第二至第五较佳实施例中使二导电接点224电性连接的连接电路225、229所包含的内部线路225、228完全位于多层电路板221内部，且二导电接点224设于多层电路板221的下表面221b而分别与内部线路225二端或二内部线路228连接，二第二弹簧探针40分别以其顶端45顶抵于二导电接点224而相互电性连接。

如前所述，本发明的探针头10可同时通过较长的第一弹簧探针30以及较短的第二弹簧探针40分别进行中低频测试以及高频讯号的回送测试，因此，本发明可在避免探针卡的电路设计过于复杂的前提下，具有可同时用于高频及中低频讯号测试的功能，且可同时达到细微间距及高频测试的需求。

此外，如图11所示的本发明一第六较佳实施例，本发明的探针头10可更通过二较短的弹簧探针与中导板内部的电路形成类同于第一弹簧探针30的结构。详而言之，本实施例类同于前述的第一较佳实施例，但未显示出第一弹簧探针30，且本实施例的探针头10更包含有一穿过上导板21的第三弹簧探针61，以及一穿过下导板23的第四弹簧探针62，第三、四弹簧探针61、62的结构与第一、二弹簧探针30、40的结构相同，且第三、四弹簧探针61、62的长度均大约为第二弹簧探针40的长度而比第一弹簧探针30短得多，第三、四弹簧探针61、62通过中导板22内部的另一连接电路63而相互电性连接，在本实施例中，连接电路63为一内表面镀有导电层的镀通孔，第三、四弹簧探针61、62分别以其底端及顶端抵接于镀通孔63的上、下端而相互电性连接。如此种由第三、四弹簧探针61、62与中导板22内部的连接电路63组成的结构也可用于传输中低频讯号或者接地讯号，此结构也可应用于前述的第二至第五较佳实施例中。

最后，必须再次说明，本发明在前述实施例中所揭示的构成元件，仅为举例说明，并非用来限制本案的专利保护范围，其他等效元件的替代或变化，也应被本案的专利保护范围所涵盖。

Claims (18)

1.一种可同时用于高频及中低频讯号测试的探针头，用来传输一第一测试讯号及一第二测试讯号，所述第二测试讯号的频率高于所述第一测试讯号的频率；其特征在于所述探针头包含有：

一探针座，包含一上导板、一下导板，以及一设置于所述上导板与所述下导板之间的中导板，所述中导板具有一朝向所述下导板的下表面以及至少一导通单元，所述导通单元包含设置于所述下表面的二导电接点，以及一位于所述中导板内部且电性连接所述二导电接点的连接电路；

一第一弹簧探针，穿过所述上导板、所述中导板及所述下导板，用来传输所述第一测试讯号；

至少二第二弹簧探针，穿设于所述下导板，用来传输所述第二测试讯号，各所述第二弹簧探针短于所述第一弹簧探针且具有一顶端，二所述第二弹簧探针分别以其顶端顶抵于同一所述导通单元的所述二导电接点而相互电性连接；

其中，所述下导板具有一朝向所述中导板的上表面、一相对于所述上表面的下表面以及贯穿所述下导板的上表面及下表面的至少一下安装孔单元，所述下安装孔单元包含至少二下安装孔以及一连通所述至少二下安装孔的连通空间，各所述下安装孔内穿设一所述第二弹簧探针，各所述第二弹簧探针是局部位于所述下安装孔单元的连通空间内。

2.如权利要求1所述的可同时用于高频及中低频讯号测试的探针头，其特征在于：所述下导板具有二所述下安装孔单元，各所述下安装孔单元内设有互为差动对的二所述第二弹簧探针。

3.如权利要求1所述的可同时用于高频及中低频讯号测试的探针头，其特征在于：所述中导板包含一设有各所述导电接点的多层电路板，所述连接电路包含至少一位于所述多层电路板内部的内部线路。

4.如权利要求3所述的可同时用于高频及中低频讯号测试的探针头，其特征在于：所述连接电路整体为一所述内部线路。

5.如权利要求3所述的可同时用于高频及中低频讯号测试的探针头，其特征在于：所述中导板还包含一可加工板体，所述可加工板体具有一朝向所述下导板的安装面，所述多层电路板固定于所述可加工板体的安装面。

6.如权利要求5所述的可同时用于高频及中低频讯号测试的探针头，其特征在于：所述可加工板体具有一设于所述安装面的凹槽，所述多层电路板具有一朝向所述可加工板体的安装面及凹槽的上表面，所述连接电路包含一设于所述多层电路板的上表面且位于所述可加工板体的凹槽内的电子元件，以及电性连接于所述电子元件且分别与所述二导电接点电性连接的二所述内部线路。

7.如权利要求5所述的可同时用于高频及中低频讯号测试的探针头，其特征在于：所述第一弹簧探针穿过所述可加工板体且未穿过所述多层电路板。

8.如权利要求5所述的可同时用于高频及中低频讯号测试的探针头，其特征在于：所述第一弹簧探针穿过所述可加工板体以及所述多层电路板。

9.如权利要求1所述的可同时用于高频及中低频讯号测试的探针头，其特征在于：所述探针头还包含一设置于所述中导板与所述下导板之间的定位薄膜，各所述第一弹簧探针及第二弹簧探针分别穿过所述定位薄膜的一定位孔。

10.如权利要求1所述的可同时用于高频及中低频讯号测试的探针头，其特征在于：所述下安装孔单元包含一自所述下导板的上表面凹陷以形成所述连通空间的凹槽，所述下安装孔单元的下安装孔贯穿所述凹槽一底面与所述下导板的下表面。

11.如权利要求10所述的可同时用于高频及中低频讯号测试的探针头，其特征在于：所述下安装孔单元的凹槽呈非圆形，其一最短边的长度大于同一所述凹槽内的第二弹簧探针的一中心间距与所述下安装孔的一最大直径的总和。

12.如权利要求10所述的可同时用于高频及中低频讯号测试的探针头，其特征在于：所述下安装孔单元的凹槽呈圆形，其一直径大于同一所述凹槽内的第二弹簧探针的一中心间距与所述下安装孔的一最大直径的总和。

13.如权利要求10所述的可同时用于高频及中低频讯号测试的探针头，其特征在于：所述下导板包含一下板体，以及一叠设于所述下板体的一顶面的上板体，各所述下安装孔贯穿所述下板体的顶面及一底面，所述上板体设有一上通孔，所述上通孔与所述下板体的顶面共同形成所述下安装孔单元的凹槽。

14.如权利要求1所述的可同时用于高频及中低频讯号测试的探针头，其特征在于：各所述下安装孔包含一上区段及一下区段，所述连通空间位于各所述下安装孔的上区段与下区段之间，所述上区段自所述下导板的上表面向下延伸至所述连通空间，所述下区段自所述下导板的下表面向上延伸至所述连通空间。

15.如权利要求14所述的可同时用于高频及中低频讯号测试的探针头，其特征在于：所述下导板包含依序相叠的一下板体、一中板体及一上板体，各所述下安装孔的上区段及下区段分别贯穿所述上板体及所述下板体，所述中板体设有一中通孔而于其中形成所述连通空间。

16.如权利要求15所述的可同时用于高频及中低频讯号测试的探针头，其特征在于：所述中通孔呈非圆形，其一最短边的长度大于同一所述中通孔内的第二弹簧探针的一中心间距与所述下安装孔的一最大直径的总和。

17.如权利要求15所述的可同时用于高频及中低频讯号测试的探针头，其特征在于：所述中通孔呈圆形，其一直径大于同一所述中通孔内的第二弹簧探针的一中心间距与所述下安装孔的一最大直径的总和。

18.如权利要求1所述的可同时用于高频及中低频讯号测试的探针头，其特征在于：所述探针头还包含一穿过所述上导板的第三弹簧探针，以及一穿过所述下导板的第四弹簧探针，所述第三弹簧探针与所述第四弹簧探针提供所述中导板内部的另一连接电路而相互电性连接。

Images