CN113721051A - 具有线型探针的探针头 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种探针头，包含有上、下导板单元，以及一穿过上、下导板单元而能定义出针尾、针身及针头的线型探针，上导板单元的一第一下表面与下导板单元的一第二上表面相对而定义出一内部空间，线型探针能沿一宽度轴而定义出正面及背面宽度，针身位于内部空间且包含有复数区段，各区段的正面宽度大于或等于背面宽度，针身的最窄段的上、下端分别与第一下表面及第二上表面有一距离，线型探针的针头及针尾沿二水平轴地相互错位而使针身弯曲；由此，本发明具有容易制造、成本较低的线型探针并利于控制其力学行为，且探针材料有较多变化。

Description

具有线型探针的探针头

技术领域

本发明与探针卡的探针头及探针有关，特别是指一种具有线型探针的探针头。

背景技术

习知的线型探针，又称为线针(wire needle)，可分为圆形线针以及冲压方针，其中圆形线针直接以横截面呈圆形的金属线裁切成适当长度而形成，因而呈圆柱状。相对地，前述的冲压方针是将圆形线针透过冲压加工而局部打扁，使其局部横截面呈类似矩形的形状。

请参阅图1，习知采用线型探针的探针头10主要包含有至少二上导板12、至少二下导板14，以及多根线型探针16(为简化图式，图1仅绘出一线型探针16)，各个线型探针16的针头162用以点触一待测物(图中未示)的导电接点，且针头162穿设于下导板14，各个线型探针16的针尾164用以顶抵于一电路板或空间转换器(图中未示)的导电接点，且针尾164穿设于上导板12。在组装探针头10的过程中，将各个线型探针16穿设于导板12、14之后，会将上导板12与下导板14横向地相对移动，使得各个线型探针16的针头162与针尾164相互错位而非位于同一假想直线上，进而使各个线型探针16的针身166呈弯曲状。如此一来，在线型探针16点触待测物的导电接点时，线型探针16的针身166可提供弹性调整功能而使得针头162与待测物的导电接点确实接触并电性导通，亦可提供缓冲功能来避免接触力过大而造成待测物的导电接点或探针损坏或过度磨损。

图1所示的探针头10的线型探针16是如前述的整体呈圆柱状的圆形线针，其受力时产生的力学行为难以控制。详细的说，在前述探针头10的组装过程中，各个线型探针16的针身166因上、下导板12、14横向地相对移动而弯曲变形的方向可能会不一致，此外，在各个线型探针16的针头162顶抵待测物的导电接点时，各个线型探针16的针身166因弹性变形而产生的运动行为也会不一致，且各个线型探针16整体亦容易产生些许的自转而造成线型探针16的针身166弯曲方向更不一致。

然而，线型探针在细微间距(fine pitch)的领域应用广泛，亦即探针头10的线型探针16的间距通常相当微小，因此前述线型探针16变形方向不一致、运动行为不一致以及自转的现象，都容易造成相邻的线型探针16的针身166相互干涉，亦即相邻线型探针16的针身166可能相互碰撞，如此不但使得前述弹性调整功能及缓冲功能变差，更会造成针身166磨损，当相互碰撞的线型探针16因其针身166表面的绝缘层磨损而电性导通，则会产生短路进而损坏探针卡或待测物。

相对地，前述冲压方针具有局部横截面呈类似矩形的结构特征，其受力时产生的力学行为可透过其形状设计来控制，因此可避免前述的针身干涉、磨损及短路等问题。然而，前述冲压方针的安装需依照特定的方向性才可发挥前述的优点，但习知的冲压方针却难以供安装人员或使用者分辨探针的方向性。而且，冲压方针的制程因模具磨损、冲压加工精度不足等问题，容易产生尺寸不符合需求的冲压方针，进而提高制造成本。

换句话说，习知的圆形线针虽制程简单且成本较低，但不利于控制其力学行为，而习知的冲压方针虽利于控制其力学行为，但制作不易且成本较高。此外，前述两种习知线形探针的材质皆受限于既有的线材，因此材料上的变化较少。

发明内容

针对上述问题，本发明的主要目的在于提供一种探针头，具有较容易制造、成本较低的线型探针且利于控制其力学行为，并且其线型探针在材料上可有较多变化。

为达到上述目的，本发明所提供的一种探针头包含有一上导板单元、一下导板单元，以及一线型探针。所述上导板单元具有一第一上表面、一第一下表面，以及一贯穿所述第一上表面及所述第一下表面的上安装孔，所述下导板单元具有一第二上表面、一第二下表面，以及一贯穿所述第二上表面及所述第二下表面的下安装孔，所述第二上表面与所述第一下表面相互面对而定义出一位于所述第二上表面与所述第一下表面之间的内部空间。所述线型探针穿过所述上安装孔及所述下安装孔而能定义出一位于所述上安装孔内且凸伸出所述第一上表面的针尾、一位于所述下安装孔内且凸伸出所述第二下表面的针头，以及一连接所述针尾与所述针头的针身，所述针尾包含有一抵靠于所述第一上表面的限位段，所述线型探针具有朝向相反方向的一正面及一背面，所述线型探针能平行于一宽度轴地在所述正面及所述背面分别定义出一正面宽度及一背面宽度且能垂直于所述宽度轴地定义出一厚度，所述针身包含有多个区段，其中包含一最窄段，各所述区段的正面宽度大于背面宽度，所述最窄段的正面宽度小于所述针身其余所述区段的正面宽度，所述针头包含有一位于所述下安装孔内的下穿设段，所述下穿设段的正面宽度大于背面宽度。所述上安装孔能定义出一第一中心轴线，所述下安装孔能定义出一第二中心轴线，所述第一中心轴线朝一第一方向偏离所述第二中心轴线一第一偏移量并朝一垂直于所述第一方向的第二方向偏离所述第二中心轴线一小于所述第一偏移量的第二偏移量，而使得所述线型探针的针身呈弯曲状。详细的说，所述线型探针具有连接其正面与背面的一第一侧面及一第二侧面，并能定义出所述第一侧面及所述第二侧面分别与所述正面之间的一第一正面夹角及一第二正面夹角，以及所述第一侧面及所述第二侧面分别与所述背面之间的一第一背面夹角及一第二背面夹角，所述上安装孔的孔壁及所述下安装孔的孔壁分别具有一面向所述第一方向的第一侧、一面向所述第二方向的第二侧、一面向所述第一方向的反向的第三侧及一面向所述第二方向的反向的第四侧，所述针尾以其第一正面夹角及第一背面夹角分别抵靠于上安装孔的孔壁的第三侧及第四侧，所述针头以其第二正面夹角朝向所述下安装孔的第一侧与第二侧的夹角。

所述最窄段的一上端及一下端分别与所述第一下表面及所述第二上表面有一距离，其中所述线型探针由一板材经由雷射切割加工而成，所述线型探针的厚度即为所述板材的厚度。

所述线型探针的针身的所述复数区段中包含至少一最宽段，所述最宽段的正面宽度大于所述针身其余所述区段的正面宽度。

所述至少一最宽段中包含一与所述针尾连接的第一最宽段，以及一与所述针头连接的第二最宽段，所述最窄段位于所述第一最宽段与所述第二最宽段之间。

所述线型探针的针身的所述复数区段中更包含一渐窄段以及一渐宽段，所述渐窄段正面宽度渐缩地自所述第一最宽段延伸至所述最窄段，所述渐宽段正面宽度渐增地自所述最窄段延伸至所述第二最宽段。

所述最宽段的正面宽度等于所述最宽段的厚度，所述最宽段的厚度大于或等于所述最窄段的厚度。

所述最宽段的背面宽度大于所述最窄段的背面宽度，所述最宽段的背面宽度与所述最窄段的背面宽度的比值大于1且小于或等于1.7。

所述最宽段的正面宽度与所述最窄段的正面宽度的比值大于1且小于或等于1.7。

所述最窄段的厚度大于或等于所述最窄段的正面宽度。

所述线型探针的针身的各所述区段的正面宽度与背面宽度的比值大于1且小于1.5。

所述下导板单元包含有一具有所述第二上表面的第一下导板，以及一具有所述第二下表面的第二下导板，所述下安装孔包含一贯穿所述第一下导板的第一下穿孔及一贯穿所述第二下导板的第二下穿孔，所述第一下穿孔的一最大边长大于或等于所述第二下穿孔的一最大边长，所述第二下穿孔的最大边长大于或等于所述上安装孔的一最大边长，所述上安装孔的最大边长、所述第一下穿孔的最大边长及所述第二下穿孔的最大边长平行于所述第一方向。

所述内部空间的一高度定义为所述第二上表面与所述第一下表面的距离，所述最窄段的一高度定义为所述最窄段的一上端与一下端的距离，所述内部空间的高度与所述最窄段的高度差定义为高度差值，所述内部空间的高度与所述高度差值的比值大于3且小于20。

所述线型探针的第二侧面经由雷射切割加工而成且面向上安装孔的孔壁的第一侧。

所述线型探针的针尾能定义出位于所述上安装孔内的一第一位置及一较所述第一位置更靠近所述针身的第二位置，所述线型探针的针头能定义出位于所述下安装孔内的一第三位置及一较所述第三位置更远离所述针身的第四位置；所述第一位置以其第一正面夹角及第一背面夹角分别抵靠于上安装孔的孔壁的第三侧及第四侧；所述第二位置以其第二正面夹角朝向所述上安装孔的第一侧与第二侧的夹角；所述第三位置以其第一正面夹角及第一背面夹角分别抵靠于下安装孔的孔壁的第三侧及第四侧；所述第四位置以其第二正面夹角朝向所述下安装孔的孔壁的第一侧与第二侧的夹角；所述针尾的第一位置的第一背面夹角大于第一正面夹角，所述针头的第三位置的第一背面夹角大于第一正面夹角。

由此，线型探针的针身的不同区段因宽度差异而会有不同的惯性矩，而此惯性矩差异会使得针身在线型探针受到组装或点触待测物的作用力时产生特定方向的弹性弯曲变形，因此，透过针身各区段的宽度设计，可利于控制线型探针受力时的力学行为，使得同一探针头的线型探针的力学行为一致，进而避免探针干涉及短路的问题。较佳地，针身与上、下导板单元所形成的内部空间的配置关系，若使得针身的最窄段与上、下导板单元皆有一距离而完全位于所述内部空间，可使得前述功效更加良好。此外，线型探针可透过诸如雷射切割等加工方式切割成具有所需的宽度差异的形状，其制程较简单且成本较低，亦即，本发明的线型探针可兼具习知圆形线针及冲压方针的优点，而且，本发明的线型探针可由板材切割而成，因此在材料上有较多变化。再者，线型探针较稳定地抵靠于上、下导板单元，尤其是针头可很稳定地抵靠于下安装孔的孔壁，使得线型探针点测待测物时有良好的稳定性。

另一方面，本发明的探针头的线型探针可为针尾非对称的线型探针，详细的说，线型探针的针尾、针身及针头沿所述线型探针的一中心轴线依序延伸，所述线型探针能定义出一包含所述中心轴线的参考面，所述针尾包含有一凸伸出所述第一上表面的外露部，所述外露部相对于所述参考面呈非对称。

所述宽度轴垂直于所述参考面。

所述线型探针的针尾的外露部包含有一位于所述线型探针一端的抵接段，以及较所述抵接段更靠近所述针身的所述限位段，所述抵接段相对于所述参考面呈非对称。

所述抵接段位于所述参考面一侧的部分相较于所述抵接段位于所述参考面另一侧的部分更为凸出。

所述抵接段具有朝一垂直于所述参考面的方向呈凸出状的一凸出部。

所述线型探针的针尾的外露部包含有一位于所述线型探针一端的抵接段，以及较所述抵接段更靠近所述针身的所述限位段，所述抵接段相对于所述参考面呈对称，所述限位段相对于所述参考面呈非对称，所述限位段具有一自所述抵接段一底端延伸而出且位于所述参考面一侧的斜面。

通过所述线型探针的针尾呈非对称的技术特点，安装人员在将所述线型探针安装于探针座(包含有所述上、下导板单元)时，或者用户在更换线型探针时，可通过所述针尾的外露部分辨探针的方向性，如此一来，只要使设置于同一探针座的全部线型探针的外露部方向一致，即可确保全部线型探针位于探针座内的部分的方向也都一致，因此本发明的线型探针可便于安装人员或使用者将设置于同一探针座的全部线型探针设成正面或背面方向一致，使得全部线型探针的力学行为一致，进而避免探针干涉及短路的问题。

附图说明

图1为习知的具有线型探针的探针头的剖视示意图；

图2A为本发明一较佳实施例所提供的具有线型探针的探针头的剖视示意图；

图2B类同于图2A，惟第一下穿孔的宽度不同；

图3类同于图2A，惟显示所述探针头的一探针座的另一形态；

图4为所述线型探针的前视示意图；

图5及图6分别为图4沿剖线A-A及剖线B-B的剖视示意图；

图7为类同于图5的剖视示意图，显示所述线型探针的剖面的另一形态；

图8为所述探针头于其组装过程中的一状态的剖视示意图；

图9为线型探针的针头抵靠于下安装孔的相邻两侧的剖视示意图；

图10为所述探针座的上、下安装孔沿二水平轴相互错位的立体示意图；

图11a～d为由下往上看所述线型探针的针尾及针头与所述探针座的上、下安装孔的剖视示意图；

图12至图17为其他不同态样的线型探针的前视示意图；

图18及图19为其他不同态样的线型探针的局部前视示意图。

具体实施方式

现举以下实施例并结合附图对本发明的详细构造、特点、组装或使用方式进行详细说明。

首先说明，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。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。

请先参阅图2A，本发明一较佳实施例所提供的探针头20主要包含有一探针座30以及一线型探针40(数量不限)，探针座30包含有一上导板单元31以及一下导板单元32，上、下导板单元31、32分别具有用以安装线型探针40的上、下安装孔311、321(数量不限)。探针头20通常设有数百甚至数千根线型探针40，上、下安装孔311、321的数量也分别为数百或数千个，然而，为了简化图式并便于说明，本发明的图式仅显示一个上安装孔311、一个下安装孔321以及一根线型探针40。

在本实施例中，上导板单元31包含有相迭的一第一上导板312及一第二上导板313，上导板单元31具有一位于第一上导板312的第一上表面314，以及一位于第二上导板313的第一下表面315，上安装孔311贯穿第一上表面314及第一下表面315，亦即，上安装孔311包含一贯穿第一上导板312的第一上穿孔316以及一贯穿第二上导板313的第二上穿孔317，且第一、二上穿孔316、317同轴对应。同样地，下导板单元32包含有相迭的一第一下导板322及一第二下导板323，下导板单元32具有一位于第一下导板322的第二上表面324，以及一位于第二下导板323的第二下表面325，下安装孔321贯穿第二上表面324及第二下表面325，亦即，下安装孔321包含一贯穿第一下导板322的第一下穿孔326以及一贯穿第二下导板323的第二下穿孔327，且第一、二下穿孔326、327同轴对应。然而，上、下导板单元31、32的导板数量并无限制，上导板单元31可包含有至少一上导板，下导板单元32可包含有至少一下导板。

在图2A所示的探针座30中，第二上导板313的底部直接连接于第一下导板322的顶部，亦即上、下导板单元31、32直接相互连接，然而，如图3所示，本发明中的探针座30亦可包含有一设于上、下导板单元31、32之间的中导板单元33(包含至少一中导板)，上、下导板单元31、32透过中导板单元33而间接连接。不论探针座30是否包含有中导板单元33，下导板单元32的第二上表面324与上导板单元31的第一下表面315相互面对，且探针座30具有一定义于第二上表面324与第一下表面315之间的内部空间34。

如图4所示，线型探针40在制造完成而尚未安装及使用时呈直线状，而可沿其纵长方向定义出一中心轴线A1，线型探针40由一板材(图中未示)经由雷射切割加工而成，因此，如图5及图6所示，线型探针40可定义出一垂直于中心轴线A1的宽度轴A2且具有朝向相反方向的一正面41及一背面42，线型探针40能平行于宽度轴A2地在正面41及背面42分别定义出正面宽度(例如W_A1、W_B1，详述于下文)及背面宽度(例如W_A2、W_B2，详述于下文)。透过雷射切割可快速且精准地切割出线型探针40并使其形状如图4所示地具有特定的宽度变化，亦即其各区段的正面宽度及背面宽度有特定的设计，此部分将详述于下文。更明确地说，线型探针40具有连接其正面41与背面42的一第一侧面46及一第二侧面47，第一侧面46及第二侧面47经由雷射切割加工而成，且切割方向并非完全沿着中心轴线A1，而是切割出如图4所示的形状，使得第一侧面46与第二侧面47沿宽度轴A2的距离非固定而具有特定的变化。

请参阅图5至图7，线型探针40的横剖面以非呈正方形或长方形而使得正面宽度大于背面宽度为较佳的设计，例如，线型探针40的横剖面可呈梯形(如图5及图6所示)、六边形(如图7所示)或者其他呈现出正面宽度略大于背面宽度的形状。更明确地说，线型探针40以其至少一部分(尤其是针身44)或甚至整体各区段的正面宽度大于背面宽度为较佳设计。此外，线型探针40能垂直于宽度轴A2地定义出厚度(例如T_A、T_B，详述于下文)，线型探针40的厚度即为前述的板材的厚度，板材可为单一厚度而使得线型探针40整体厚度一致，或者，板材亦可非单一厚度而使得线型探针40具有特定的厚度变化，此部分将详述于下文。再者，线型探针40能定义出第一侧面46及第二侧面47分别与正面41之间的一第一正面夹角(例如图11a～d所示的θ₁₁、θ₂₁，详述于下文)及一第二正面夹角(例如图11a～d所示的θ₁₂、θ₂₂，详述于下文)，以及第一侧面46及第二侧面47分别与背面42之间的一第一背面夹角(例如图11a～d所示的θ₁₃、θ₂₃，详述于下文)及一第二背面夹角(例如图11a～d所示的θ₁₄、θ₂₄，详述于下文)。

在组装探针头20的过程中，上、下导板单元31、32先如同图8所示地设置，使得供同一线型探针40穿过的上、下安装孔311、321先相互同轴对应，在全部线型探针40都穿设于上、下安装孔311、321之后，上、下导板单元31、32会被沿二水平轴(X、Y轴)相对移动，使得原本同轴对应的上、下安装孔311、321如图10所示地相互错开，然后再将上、下导板单元31、32直接或间接地相互固定而完成如图2A或图3所示的探针头20，更明确地说，如图3及图10所示，上安装孔311能定义出一通过其中心的第一中心轴线A3，下安装孔321能定义出一通过其中心的第二中心轴线A4，在图10中第一中心轴线A3朝一第一方向(Y轴正向)偏离第二中心轴线A4一第一偏移量O₁并朝一垂直于第一方向的第二方向(X轴负向)偏离第二中心轴线A4一小于第一偏移量O₁的第二偏移量O₂。图3中仅显示出上、下导板单元31、32沿Y轴相互错位。第一中心轴线A3亦可朝Y轴负向偏离第二中心轴线A4。值得一提的是，在图10及图11a～d中，上、下安装孔311、321皆为方形孔且边长皆一致，亦即类同于图2B所示的态样，第一、二上穿孔316、317与第一、二下穿孔326、327沿Y轴的宽度皆相同。而在图2A、图3及图8中，第一下穿孔326沿Y轴的宽度大于其他孔，此部分将详述于下文。

请参阅图2A、2B及图4，线型探针40具有沿中心轴线A1依序延伸的一针尾43、一针身44以及一针头45，针尾43定义为线型探针40位于上安装孔311内以及凸伸出第一上表面314的部分，针头45定义为线型探针40位于下安装孔321内以及凸伸出第二下表面325的部分，针身44则定义为线型探针40位于内部空间34的部分。前述组装过程中使上、下导板单元31、32沿X、Y轴相对移动的步骤，使得线型探针40的针身44如图2A、2B及图3所示地弯曲而具有弹性调整功能及缓冲功能。

在线型探针40的横剖面呈正方形或长方形而使得正面宽度与背面宽度相等的情况下，上、下导板单元31、32沿宽度轴A2地相对移动后，线型探针40的针尾43及针头45在上、下安装孔311、321内会抵靠在孔壁的单侧，例如针尾43抵靠在上安装孔311的孔壁右侧、针头45抵靠在下安装孔321的孔壁左侧。而在线型探针40的横剖面呈现出使得正面宽度大于背面宽度的形状(例如梯形、六边形)的情况，上、下导板单元31、32沿宽度轴A2地相对移动后，线型探针40的针尾43及针头45在上、下安装孔311、321内会抵靠在孔壁的相邻二侧，例如针尾43抵靠在上安装孔311的孔壁右侧及后侧、针头45抵靠在下安装孔321的孔壁左侧及后侧，更明确地说，针头45的下穿设段451抵靠于第二下导板323的第二下穿孔327的相邻两侧，如图9所示。在实际测试机台检验探针卡的探针头坐标位置时，针头45靠孔壁单侧的线型探针40在刮除待测物表面绝缘层时易产生晃动，而针头45靠孔壁的相邻二侧的线型探针40则有较佳的稳定性，可避免在刮除待测物表面绝缘层时产生晃动，其在对位(alignment)测试上的表现较佳，因此本发明的线型探针40以正面宽度大于背面宽度为较佳设计。此外，本发明更透过下段所述的特征，使得线型探针40的针头45在点测时更确实地抵靠于下安装孔的孔壁，如此一来，即使线型探针40的局部或甚至整体各区段的正面宽度等于背面宽度，仍可避免前述稳定性不佳的问题。本发明的图式虽未显示出线型探针40的正面宽度等于背面宽度的态样，惟，线型探针40的正面宽度与背面宽度的相对关系可由控制雷射加工的功率来达成，所属技术领域的技术人员应能理解。

在本实施例中，线型探针40的横剖面呈正面宽度大于背面宽度的形状(例如梯形、六边形)，使得线型探针40各区段的第一、二正面夹角小于第一、二背面夹角，例如图11c～d所示，针头45的第一、二正面夹角θ₁₁、θ₁₂小于第一、二背面夹角θ₁₃、θ₁₄，又如图11a～b所示，针尾43的第一、二正面夹角θ₂₁、θ₂₂小于第一、二背面夹角θ₂₃、θ₂₄，并且，如图10所示，上安装孔311相对于下安装孔321的偏移以Y轴的第一偏移量O₁大于X轴的第二偏移量O₂且X轴的偏移朝线型探针40的背面42面对的方向，如此使得线型探针40更为稳定。详细的说，如本实施例所提供的上、下导板单元31、32分别由多个导板构成的情况，或者即使上、下导板单元31、32分别仅由单一导板构成但厚度较大的情况，线型探针40的针尾43及针头45位于上、下安装孔311、321内的部分因前述的设计特征而会产生特定的弯曲变形而稳定地抵靠于上、下安装孔311、321的孔壁。

更进一步而言，线型探针40能定义出如图10及图11a～d所示的第一至第四位置P1～P4，第一、二位置P1、P2分别为针尾43的上穿设段433位于上安装孔311上端及下端的位置，亦即第二位置P2较第一位置P1更靠近针身44，第三、四位置P3、P4分别为针头45的下穿设段451位于下安装孔321上端及下端的位置，亦即第四位置P4较第三位置P3更远离针身44。上安装孔311的孔壁及下安装孔321的孔壁分别具有一面向第一方向(Y轴正向)的第一侧311a、321a、一面向第二方向(X轴负向)的第二侧311b、321b、一面向第一方向的反向(Y轴负向)的第三侧311c、321c，以及一面向第二方向的反向(X轴正向)的第四侧311d、321d。如图11c所示，针头45的下穿设段451在第三位置P3以其第一正面夹角θ₁₁及第一背面夹角θ₁₃分别抵靠于下安装孔321的孔壁的相邻的第三、四侧321c、321d。如图11d所示，针头45的下穿设段451在第四位置P4以其第二正面夹角θ₁₂朝向(甚至抵接)下安装孔321的孔壁的相邻的第一、二侧321a、321b的夹角321e。如图11b所示，针尾43的上穿设段433在第二位置P2以其第二正面夹角θ₂₂朝向(甚至抵接)上安装孔311的孔壁的相邻的第一、二侧311a、311b的夹角311e，且线型探针40的第二侧面47在上安装孔311内的部分面向(甚至抵接)上安装孔311的孔壁的第一侧311a。如图11a所示，针尾43的上穿设段433在第一位置P1以其第一正面夹角θ₂₁及第一背面夹角θ₂₃分别抵靠于上安装孔311的孔壁的相邻的第三、四侧311c、311d。如此一来，线型探针40稳定地抵靠于上、下安装孔311、321的孔壁，尤其，针头45的第三位置P3不但在探针头组装完成时以其两相邻夹角θ₁₁、θ₁₃抵靠于下安装孔321的相邻二侧321c、321d而有良好的稳定性，针头45更可在其底端受力时因些微的偏摆而使得第二侧面47抵靠于下安装孔321的第一侧321a，进而在点测时产生更良好的稳定性。换句话说，相较于探针座30仅沿单一水平轴错位的情况，探针座30沿二水平轴错位的情况可对线型探针40产生更好的限位效果，使其对位表现更加良好。

如图2A所示，针尾43包含有凸露于第一上表面314上方的一抵接段431及一限位段432，以及一位于上安装孔311内的上穿设段433，限位段432抵靠于第一上表面314以避免线型探针40向下掉出探针座30，抵接段431用以抵接于一电路板或空间转换器(图中未示)，使得探针头20与空间转换器及/或电路板组成一探针卡。针头45包含有一位于下安装孔321内的下穿设段451，以及一凸露于第二下表面325下方的点触段452，点触段452用以点触一待测物，点触段452的宽度由上而下渐缩，可于穿过各穿孔316、317、326、327时发挥导引功效。

针身44包含有自针尾43的上穿设段433依序延伸至针头45的下穿设段451的一第一最宽段441、一渐窄段442、一最窄段443、一渐宽段444，以及一第二最宽段445，各个最宽段441、445的正面宽度W_A1及背面宽度W_A2(如图5及图6所示)同于各个穿设段433、451，渐窄段442正面宽度及背面宽度皆渐缩地自第一最宽段441延伸至最窄段443的上端443a(如图8所示)，渐宽段444正面宽度及背面宽度皆渐增地自最窄段443的下端443b(如图8所示)延伸至第二最宽段445。

换句话说，各个最宽段441、445的正面宽度W_A1大于针身44其余区段的正面宽度，各个最宽段441、445的背面宽度W_A2大于针身44其余区段的背面宽度，最窄段443的正面宽度W_B1小于针身44其余区段的正面宽度，最窄段443的背面宽度W_B2小于针身44其余区段的背面宽度。此外，如前所述，各个区段441～445的正面宽度大于背面宽度为较佳设计，但本发明不以此为限，各个区段441～445的正面宽度亦可等于背面宽度。再者，本实施例使得各个最宽段441、445的正面宽度W_A1等于厚度T_A，且各个最宽段441、445的厚度T_A等于最窄段443的厚度T_B，但在其他实施例亦可使最宽段441、445的厚度T_A大于最窄段443的厚度T_B。更且，本实施例使最窄段443的厚度T_B大于最窄段443的正面宽度W_B1，但在其他实施例亦可使最窄段443的厚度T_B等于最窄段443的正面宽度W_B1。因此，针身44的尺寸满足下列不等式：

W_A1>W_B1；

W_A2>W_B2；

T_A＝W_A1≥W_A2；

T_B≥W_B1≥W_B2；

T_A≥T_B。

透过针身44的尺寸设计，以及针身44与内部空间34的配置关系，亦即针身44的最窄段443的上、下端443a、443b分别与第一下表面315及第二上表面324有一距离d1、d2的特点(如图8所示)(距离d1与距离d2可相等亦可不相等)，本发明利于控制线型探针40受力时的力学行为，使得同一探针头20的多个线型探针40在组装及点触时因受力而产生的力学行为一致，进而避免探针干涉及短路的问题。为了使线型探针40的力学行为的控制性更加良好，针身44各区段(特别是最宽段441、445最窄段443)的正面宽度与背面宽度的比值可大于或等于1且小于1.5，各个最宽段441、445的正面宽度W_A1与最窄段443的正面宽度W_B1的比值可大于1且小于或等于1.7，各个最宽段441、445的背面宽度W_A2与最窄段443的背面宽度W_B2的比值可大于1且小于或等于1.7，亦即，针身44的尺寸满足下列不等式的情况更利于控制线型探针40的力学行为：

1.5>W_A1/W_A2≥1；

1.5>W_B1/W_B2≥1；

1.7≥W_A1/W_B1>1；

1.7≥W_A2/W_B2>1。

如图8所示，为了使线型探针40有较佳的变形效益并避免产生过大的作用力，内部空间34的高度H1定义为第二上表面324与第一下表面315的距离，最窄段443的高度H2定义为最窄段443的上端443a与下端443b的距离，高度H1与高度H2两者的高度差定义为高度差值H3(图中未示)，高度H1及高度差值H3的比值可大于3且小于20，亦即，针身44与内部空间34的尺寸满足下列不等式为较佳的设计：

20>H1/H2>3。

探针座30的上、下穿孔316、317、326、327呈正方形、长方形等等，而可平行于第一方向(亦即沿Y轴)分别定义出一最大边长L1、L2、L3、L4，在图2A、图3及图8所示的态样中穿孔316、317、327的最大边长L1、L2、L4相等且仅略大于各个最宽段441、445的正面宽度W_A1，以对线型探针40发挥支撑作用，以便后续探针头20与其上方的电路板或空间转换器的配接，而第一下穿孔326的最大边长L3可大于穿孔316、317、327的最大边长L1、L2、L4，以减少针头45与下导板单元32的磨损，详细的说，在第一下穿孔326的最大边长L3大于第二下穿孔327的最大边长L4的情况下，针头45的下穿设段451有极大的可能性并不会紧贴抵于第一下穿孔326的第三侧321c(如图2A及图3所示)，或者仅会轻微地抵靠在第一下穿孔326的第三侧321c，因此探针40进行点测时，可以减少针头45与下导板单元32的磨损，然而，本发明不以此为限，第一下穿孔326的最大边长L3亦可等于第二下穿孔327的最大边长L4，第二下穿孔327的最大边长L4亦可大于或等于第一、二上穿孔316、317的最大边长L1、L2，亦即，等上、下穿孔316、317、326、327的尺寸可满足下列不等式：

L3≥L4≥L1；

L3≥L4≥L2。

综上，本发明的探针头20透过线型探针40的针身44各区段的尺寸设计，以及针身44与探针座30的内部空间34的配置关系，有利于控制线型探针40受力时的力学行为，并且本发明中的线型探针40制程较简单且成本较低，亦即，本发明的线型探针40可兼具习知圆形线针及冲压方针的优点，此外，本发明的线型探针40可由板材切割而成，因此在材料上有较多变化。

再者，本发明的探针头的线型探针更可为如图12至图17所示的态样，图12至图17所示的线型探针40类同于上述的线型探针40，惟图12至图17所示的线型探针40的针尾非对称。详细的说，线型探针40能定义出一包含中心轴线A1且垂直于宽度轴A2的参考面P(如图12至图17及图5至图6所示)，针尾43用以凸伸出探针座30的第一上表面314的外露部434(包含抵接段431及限位段432)相对于参考面P呈非对称，以图12-17所示的方向而言，针尾43的外露部434位于参考面P左侧的部分与外露部434位于参考面P右侧的部分并非相互对称。

透过针尾43的外露部434相对于参考面P呈非对称的特征，安装人员在将线型探针40安装于探针座30时，或者使用者在更换线型探针40时，可透过针尾43的外露部434分辨线型探针40的方向性，如此一来，只要使探针头20的全部线型探针40的外露部434方向一致，即可确保全部线型探针40位于探针座30内的部分的方向也都一致，亦即全部线型探针40的正面41或背面42方向一致，使得全部线型探针40受力时产生的力学行为一致，进而避免探针干涉及短路的问题。

在图12至图17所示的态样中，参考面P垂直于宽度轴A2，使得针尾43的外露部434供辨别的方向与线型探针40弯曲变形的方向相同，以图12所示的方向而言，针尾43的限位段432具有一自抵接段431底端延伸而出且位于参考面P右侧的斜面435，而上、下导板单元31、32相互错位时的移动方向亦为图12中的左、右方向，使得针身44同样是在图12中的左、右方向上弯曲变形，如此的方向辨别方式较为直观。而图13所示的线型探针40具有与图12的态样方向相反的斜面435，亦可达成同样的功效。然而，本发明的线型探针不以前述设计为限，只要针尾43的外露部434相对于一包含中心轴线A1的参考面P呈非对称，即可产生方向辨别作用，参考面P不限于要垂直于宽度轴A2。

此外，在图12及图13所示的态样中，针尾43的抵接段431相对于参考面P呈对称，只有限位段432相对于参考面P呈非对称，但本发明不以此为限，例如图14至图17所示的线型探针40，针尾43的外露部434亦可于限位段432呈对称，而于抵接段431呈非对称。在图14至图17所示的态样中，抵接段431具有朝一垂直于参考面P的方向呈凸出状的凸出部436，其中，图14及图16中的凸出部436朝向右方，图15及图17中的凸出部436朝向左方，换句话说，图14及图16中的抵接段431位于参考面P右侧的部分相较于抵接段431位于参考面P左侧的部分更为凸出，图15及图17中的抵接段431位于参考面P左侧的部分相较于抵接段431位于参考面P右侧的部分更为凸出，如此的非对称设计的方向性同样具有如前述的方向辨别方式较直观的优点，而且，外露部434于抵接段431呈非对称的设计更可供安装人员或使用者从线型探针40上方往下直接看到非对称处而更便于分辨方向，惟此设计会使得抵接段431顶端面积较大而可能不利于连接至其上方的空间转换器或电路板。或者，外露部434于抵接段431呈非对称的设计亦可如图18所示者，使抵接段431位于参考面P右侧的部分有一位于抵接段431顶端的凹部437，使得抵接段431位于参考面P左侧的部分较为凸出，或者如图19所示者，使抵接段431位于参考面P左侧的部分设有一位于抵接段431顶端的凹部437，使得抵接段431位于参考面P右侧的部分较为凸出，此等设计可使得抵接段431顶端面积较小，且较限位段432呈非对称的设计更容易让安装人员或使用者从线型探针40上方往下看到非对称处。换句话说，如图12及图13所示的限位段432呈非对称的设计可使抵接段431顶端面积较小而利于探针卡的组装，如图14至图17所示的抵接段431呈非对称的设计则更便于分辨方向，图18及图19所示的设计则综合前述二者的优点，可依需求而采用不同的设计。

最后，必须再次说明，本发明于前揭实施例中所揭露的构成元件，仅为举例说明，并非用来限制本案的范围，其他等效元件的替代或变化，亦应为本案的权利要求所涵盖。

Claims (20)

1.一种具有线型探针的探针头，其特征在于包括：

一上导板单元，具有一第一上表面、一第一下表面，以及一贯穿所述第一上表面及所述第一下表面的上安装孔；

一下导板单元，具有一第二上表面、一第二下表面，以及一贯穿所述第二上表面及所述第二下表面的下安装孔，所述第二上表面与所述第一下表面相互面对而定义出一位于所述第二上表面与所述第一下表面之间的内部空间；以及

一线型探针，穿过所述上安装孔及所述下安装孔而能定义出一位于所述上安装孔内且凸伸出所述第一上表面的针尾、一位于所述下安装孔内且凸伸出所述第二下表面的针头，以及一连接所述针尾与所述针头的针身，所述针尾包含有一抵靠于所述第一上表面的限位段，所述线型探针具有朝向相反方向的一正面及一背面，以及连接所述正面与所述背面的一第一侧面及一第二侧面，所述线型探针能平行一宽度轴地在所述正面及所述背面分别定义出一正面宽度及一背面宽度且能垂直于所述宽度轴地定义出一厚度，并能定义出所述第一侧面及所述第二侧面分别与所述正面之间的一第一正面夹角及一第二正面夹角，以及所述第一侧面及所述第二侧面分别与所述背面之间的一第一背面夹角及一第二背面夹角，所述针身包含有复数区段，其中包含一最窄段，各所述区段的正面宽度大于背面宽度，所述最窄段的正面宽度小于所述针身其余所述区段的正面宽度，所述针头包含有一位于所述下安装孔内的下穿设段，所述下穿设段的正面宽度大于背面宽度；

其中，所述上安装孔能定义出一第一中心轴线，所述下安装孔能定义出一第二中心轴线，所述第一中心轴线朝一第一方向偏离所述第二中心轴线一第一偏移量并朝一垂直于所述第一方向的第二方向偏离所述第二中心轴线一小于所述第一偏移量的第二偏移量，而使得所述线型探针的针身呈弯曲状，所述上安装孔的孔壁及所述下安装孔的孔壁分别具有一面向所述第一方向的第一侧、一面向所述第二方向的第二侧、一面向所述第一方向的反向的第三侧及一面向所述第二方向的反向的第四侧，所述线型探针的针尾以其第一正面夹角及第一背面夹角分别抵靠于上安装孔的孔壁的第三侧及第四侧，所述针头以其第二正面夹角朝向所述下安装孔的第一侧与第二侧的夹角。

2.如权利要求1所述的具有线型探针的探针头，其特征在于：所述最窄段的一上端及一下端分别与所述第一下表面及所述第二上表面有一距离，其中所述线型探针由一板材经由雷射切割加工而成，所述线型探针的厚度即为所述板材的厚度。

3.如权利要求1所述的具有线型探针的探针头，其特征在于：所述线型探针的针身的所述复数区段中包含至少一最宽段，所述最宽段的正面宽度大于所述针身其余所述区段的正面宽度。

4.如权利要求3所述的具有线型探针的探针头，其特征在于：所述至少一最宽段中包含一与所述针尾连接的第一最宽段，以及一与所述针头连接的第二最宽段，所述最窄段位于所述第一最宽段与所述第二最宽段之间。

5.如权利要求4所述的具有线型探针的探针头，其特征在于：所述线型探针的针身的所述复数区段中更包含一渐窄段以及一渐宽段，所述渐窄段正面宽度渐缩地自所述第一最宽段延伸至所述最窄段，所述渐宽段正面宽度渐增地自所述最窄段延伸至所述第二最宽段。

6.如权利要求3所述的具有线型探针的探针头，其特征在于：所述最宽段的正面宽度等于所述最宽段的厚度，所述最宽段的厚度大于或等于所述最窄段的厚度。

7.如权利要求3所述的具有线型探针的探针头，其特征在于：所述最宽段的背面宽度大于所述最窄段的背面宽度，所述最宽段的背面宽度与所述最窄段的背面宽度的比值大于1且小于或等于1.7。

8.如权利要求3所述的具有线型探针的探针头，其特征在于：所述最宽段的正面宽度与所述最窄段的正面宽度的比值大于1且小于或等于1.7。

9.如权利要求1所述的具有线型探针的探针头，其特征在于：所述最窄段的厚度大于或等于所述最窄段的正面宽度。

10.如权利要求1所述的具有线型探针的探针头，其特征在于：所述线型探针的针身的各所述区段的正面宽度与背面宽度的比值大于1且小于1.5。

11.如权利要求1所述的具有线型探针的探针头，其特征在于：所述下导板单元包含有一具有所述第二上表面的第一下导板，以及一具有所述第二下表面的第二下导板，所述下安装孔包含一贯穿所述第一下导板的第一下穿孔及一贯穿所述第二下导板的第二下穿孔，所述第一下穿孔的一最大边长大于或等于所述第二下穿孔的一最大边长，所述第二下穿孔的最大边长大于或等于所述上安装孔的一最大边长，所述上安装孔的最大边长、所述第一下穿孔的最大边长及所述第二下穿孔的最大边长平行于所述第一方向。

12.如权利要求1所述的具有线型探针的探针头，其特征在于：所述内部空间的一高度定义为所述第二上表面与所述第一下表面的距离，所述最窄段的一高度定义为所述最窄段的一上端与一下端的距离，所述内部空间的高度与所述最窄段的高度差定义为高度差值，所述内部空间的高度与所述高度差值的比值大于3且小于20。

13.如权利要求1所述的具有线型探针的探针头，其特征在于：所述线型探针的第二侧面经由雷射切割加工而成且面向上安装孔的孔壁的第一侧。

14.如权利要求1所述的具有线型探针的探针头，其特征在于：所述线型探针的针尾能定义出位于所述上安装孔内的一第一位置及一较所述第一位置更靠近所述针身的第二位置，所述线型探针的针头能定义出位于所述下安装孔内的一第三位置及一较所述第三位置更远离所述针身的第四位置；所述第一位置以其第一正面夹角及第一背面夹角分别抵靠于上安装孔的孔壁的第三侧及第四侧；所述第二位置以其第二正面夹角朝向所述上安装孔的第一侧与第二侧的夹角；所述第三位置以其第一正面夹角及第一背面夹角分别抵靠于下安装孔的孔壁的第三侧及第四侧；所述第四位置以其第二正面夹角朝向所述下安装孔的孔壁的第一侧与第二侧的夹角；所述针尾的第一位置的第一背面夹角大于第一正面夹角，所述针头的第三位置的第一背面夹角大于第一正面夹角。

15.一种具有线型探针的探针头，包含有：

一上导板单元，具有一第一上表面、一第一下表面，以及一贯穿所述第一上表面及所述第一下表面的上安装孔；

一下导板单元，具有一第二上表面、一第二下表面，以及一贯穿所述第二上表面及所述第二下表面的下安装孔，所述第二上表面与所述第一下表面相互面对而定义出一位于所述第二上表面与所述第一下表面之间的内部空间；以及

一线型探针，穿过所述上安装孔及所述下安装孔而能定义出一位于所述上安装孔内且凸伸出所述第一上表面的针尾、一位于所述下安装孔内且凸伸出所述第二下表面的针头，以及一连接所述针尾与所述针头的针身，所述针尾包含有一抵靠于所述第一上表面的限位段，所述线型探针具有朝向相反方向的一正面及一背面，以及连接所述正面与所述背面的一第一侧面及一第二侧面，所述线型探针能平行一宽度轴地在所述正面及所述背面分别定义出一正面宽度及一背面宽度且能垂直于所述宽度轴地定义出一厚度，并能定义出所述第一侧面及所述第二侧面分别与所述正面之间的一第一正面夹角及一第二正面夹角，以及所述第一侧面及所述第二侧面分别与所述背面之间的一第一背面夹角及一第二背面夹角，所述针身包含有复数区段，其特征在于：包含一最窄段，各所述区段的正面宽度等于背面宽度，所述最窄段的正面宽度小于所述针身其余所述区段的正面宽度，所述针头包含有一位于所述下安装孔内的下穿设段，所述下穿设段的正面宽度等于背面宽度；

所述上安装孔能定义出一第一中心轴线，所述下安装孔能定义出一第二中心轴线，所述第一中心轴线朝一第一方向偏离所述第二中心轴线一第一偏移量并朝一垂直于所述第一方向的第二方向偏离所述第二中心轴线一小于所述第一偏移量的第二偏移量，而使得所述线型探针的针身呈弯曲状，所述上安装孔的孔壁及所述下安装孔的孔壁分别具有一面向所述第一方向的第一侧、一面向所述第二方向的第二侧、一面向所述第一方向的反向的第三侧及一面向所述第二方向的反向的第四侧，所述线型探针的针尾以其第一正面夹角及第一背面夹角分别抵靠于上安装孔的孔壁的第三侧及第四侧，所述针头以其第二正面夹角朝向所述下安装孔的第一侧与第二侧的夹角，所述线型探针的针尾、针身及针头沿所述线型探针的一中心轴线依序延伸，所述线型探针能定义出一包含所述中心轴线的参考面，所述针尾包含有一凸伸出所述第一上表面的外露部，所述外露部相对于所述参考面呈非对称。

16.如权利要求15所述的具有线型探针的探针头，其特征在于：所述宽度轴垂直于所述参考面。

17.如权利要求15所述的具有线型探针的探针头，其特征在于：所述线型探针的针尾的外露部包含有一位于所述线型探针一端的抵接段，以及较所述抵接段更靠近所述针身的所述限位段，所述抵接段相对于所述参考面呈非对称。

18.如权利要求17所述的具有线型探针的探针头，其特征在于：所述抵接段位于所述参考面一侧的部分相较于所述抵接段位于所述参考面另一侧的部分更为凸出。

19.如权利要求18所述的具有线型探针的探针头，其特征在于：所述抵接段具有朝一垂直于所述参考面的方向呈凸出状的一凸出部。

20.如权利要求15所述的具有线型探针的探针头，其特征在于：所述线型探针的针尾的外露部包含有一位于所述线型探针一端的抵接段，以及较所述抵接段更靠近所述针身的所述限位段，所述抵接段相对于所述参考面呈对称，所述限位段相对于所述参考面呈非对称，所述限位段具有一自所述抵接段一底端延伸而出且位于所述参考面一侧的斜面。

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