TW201418723A - 低電源損耗之探針卡結構 - Google Patents

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Abstract

一種探針卡結構用以將一檢測機之電源訊號以及測試訊號傳輸予一待測電子物件；該探針卡結構包含有一針座、複數根訊號針、一訊號線路以及至少一電源線路；其中，該等訊號針以導電材料製成，且其一端用以點觸該待測電子物件；該訊號線路具有一第一阻抗值，且與該檢測機以及其中至少一訊號針之另一端電性連接，用以傳輸測試訊號至該待測電子物件；該電源線路具有一第二阻抗值，且該第二阻抗值遠小於該第一阻抗值，且與該檢測機以及另外至少一訊號針之另一端電性連接，用以傳輸電源訊號至該待測電子物件。

Description

低電源損耗之探針卡結構
本發明係與探針卡有關；特別是指一種低電源損耗之探針卡結構。
按，用以檢測電子產品之各精密電子元件間的電性連接是否確實的方法，是以一探針卡作為一檢測機與該待測電子物件之間的測試訊號與電源訊號之傳輸介面。而該待測電子元件通常係接收來自該檢測機之高頻電源訊號，藉以供應該待測電子元件所需之電源。
然而，習用探針卡之電源訊號之傳送線路通常與測試訊號之傳送線路是呈同樣的阻抗設計，換言之，當檢測機傳送高頻的電源訊號至該探針卡時，該探針卡之電源線路於高頻時所產生之高阻抗，通常會造成電源訊號一定程度的衰減。如此一來，該待測電子元件便容易因為電源供給不足而停止作動或是產生測試訊號的誤判。
有鑑於此，本發明之主要目的在於提供一種低電源損耗之探針卡結構可於傳輸高頻電源訊號時，避免電源訊號產生大幅衰減之情形。
緣以達成上述目的，本發明所提供低電源損耗之探針卡結構係用以將一檢測機之電源訊號以及測試訊號傳輸予一待測電子物件，藉以透過該電源訊號供應電源予該 待測電子物件，以及透過該測試訊號對該待測電子物件進行電性檢測；該探針卡結構包含有複數根訊號針、至少一訊號線路以及至少一電源線路；其中，該等訊號針以導電材料製成，且其一端用以點觸該待測電子物件；該訊號線路具有一第一阻抗值，且與該檢測機以及其中至少一訊號針之另一端電性連接，用以傳輸測試訊號至該待測電子物件；該電源線路具有一第二阻抗值，且該第二阻抗值遠小於該第一阻抗值，且與該檢測機以及另外至少一訊號針之另一端電性連接，用以傳輸電源訊號至該待測電子物件。
藉此，透過上述該電源線路之低阻抗值設計，便可避免該探針卡結構傳輸高頻電源訊號時，產生大幅衰減之情形。
10‧‧‧訊號針
20‧‧‧基板
21‧‧‧第一訊號傳導體
22‧‧‧第一電源傳導體
23‧‧‧第一接地傳導體
24‧‧‧第一電源傳導體
30‧‧‧載板
31‧‧‧第二訊號傳導體
32‧‧‧第二電源傳導體
33‧‧‧第二接地傳導體
34‧‧‧第二電源傳導體
40‧‧‧訊號針
50‧‧‧基板
51‧‧‧第一訊號傳導體
52‧‧‧第一電源傳導體
60‧‧‧載板
61‧‧‧第二訊號傳導體
62‧‧‧第二電源傳導體
70‧‧‧訊號同軸纜線
71‧‧‧訊號線
72‧‧‧介質層
73‧‧‧接地線
80、80’‧‧‧電源同軸纜線
81‧‧‧訊號線
82‧‧‧介質層
83‧‧‧接地線
90‧‧‧軟性電路板
91‧‧‧訊號傳導體
92‧‧‧電源傳導體
93‧‧‧接地傳導體
100‧‧‧檢測機
110‧‧‧電源端子
120‧‧‧訊號端子
200‧‧‧待測電子物件
圖1為本發明第一較佳實施例之結構圖；圖2為圖1之A-A處的剖面圖；圖3揭示多組電源傳導體並聯之結構設計；圖4為本發明第二較佳實施例之結構圖；圖5為訊號同軸纜線與電源同軸纜線之剖面圖；圖6揭示多組電源同軸纜線並聯之結構設計；圖7揭示利用多條電源同軸纜線形成多蕊線之結構；圖8為本發明第三較佳實施例之結構圖。
為能更清楚地說明本發明，茲舉較佳實施例並配合圖示詳細說明如後。請參閱圖1，本發明第一較佳實施 例之探針卡結構用以將一檢測機100之電源端子110與訊號端子120所輸出的電源訊號以及測試訊號傳輸予一待測電子物件200，藉以透過該電源訊號供應電源予該待測電子物件200，以及透過該測試訊號對該待測電子物件200進行電性檢測。該探針卡結構包含有複數根訊號針10、一基板20以及一載板30。其中：該等訊號針10是以金屬製成，當然亦可以其他導電材料，其一端用以點觸該待測電子物件200之待受測部位或是代供電部位。
該基板20其中一面用以供與該檢測機100連接。於本實施例中，該基板20為一多層印刷電路板，且形成有以導體製成之一第一訊號傳導體21、一第一電源傳導體22以及數個圍繞該第一電源傳導體22之第一接地傳導體23埋設於其中。該第一訊號傳導體21用以與該訊號端子120連接。該第一電源傳導體22用以與該電源端子110連接。請參閱圖2，該第一訊號傳導體21與該第一電源傳導體22係依據以下條件進行設計：1. RP1≦RS1；2. HP≧HS；3. EP1≧ES1；4. TP≦TS；5. HP/TP≧HS/TS；6. TP-HP≦TS-HS
其中，RP1為該第一電源傳導體22之電阻係數；RS1為該第一訊號傳導體21之電阻係數；HP為該第一電源傳導體22之厚度；HS為該第一訊號傳導體21之厚度；EP1為該基板20於該第一電源傳導體22周圍所用之介質材料的介質常數；ES1為該基板20於該第一訊號傳導體21周圍所用之介質材料的介質常數；TP為該基板20於該第一電源傳導體22周圍所用之介質材料的厚度；HP為該基板20 於該第一訊號傳導體21周圍所用之介質材料的厚度。
如此一來，透過低電阻係數、以及高厚度之設計，便可使該第一電源傳導體22具有遠低於該第一訊號傳導體21之極低電阻值。而透過高介質常數之設計，便可使得該第一電源傳導體22具有較高的電容值，使其於高頻時則具有極低之電抗值，進而使該第一電源傳導體22於傳輸高頻訊號時，具有遠低於該第一訊號傳導體21之極低阻抗值。
該載板30與該基板20之另外一面連接。於本實施例中，該載板30為多層陶瓷板(Multi-Layer Ceramic；MLC)，且形成有以導體製成之一第二訊號傳導體31、一第二電源傳導體32、以及數個環繞該第二電源傳導體32之第二接地傳導體33埋設於其中。該第二訊號傳導體31一端與該第一訊號傳導體21連接，而另一端則連接於用以點觸該待測電子物件200之待受測部位的訊號針10。該第二電源傳導體32一端與該第一電源傳導體22連接，而另一端則連接於用以點觸該待測電子物件200之待供電部位的訊號針100。於本實施例中，該第二訊號傳導體31與該第二電源傳導體32之設計，係參照上述該第一訊號傳導體21與該第一電源傳導體32之設計方式設計，而使該第二電源傳導體32之阻抗值遠小於該第二訊號傳導體31。
如此一來，該基板20之第一訊號傳導體21、與該載板30之第二訊號傳導體31將連接形成一具有一第一阻抗值的訊號線路，而可傳輸該檢測機100輸出之測試訊號至該待測電子物件200。而該基板20之第一電源傳導體22與該載板30之第二電源傳導體32則連接形成一具有一第二阻抗值的電源線路，且該第二阻抗值將遠小於該第一阻抗值，而可傳輸該檢測機100輸出之高頻電源訊號至該待測電 子物件200，且其極低之阻抗值更可避免傳輸該電源訊號，該電源訊號因線路阻抗過大而產生衰減之情形。如此一來，該待測電子物件200便不會因為電源供給不足而停止作動或是產生測試訊號誤判之情形。
另外，除上述設計外，亦可如圖3，於該基板20中設計形成多個第一電源傳導體24，且將該等第一電源傳導體24以並聯方式連接，並於該載板30中設計形成多個第二電源傳導體34，且將該等第二電源傳導體34以並聯方式連接，藉以透過並聯線路之方式來達到更佳地低化電源線路阻抗之效果。當然，在實際實施上，亦可是僅於該基板20中設計形成多個第一電源傳導體24、或是僅於該載板30中設計形成多個第二電源傳導體34來達到相同之目的。
再者，除上述之線路設計外，請參閱圖4，本發明第二較佳實施例之探針卡結構包含有複數根訊號針40、一基板50、一載板60、一訊號同軸纜線70以及一電源同軸纜線80，而與上述實施例不同之處在於該基板50中之第一訊號傳導體51以及第一電源傳導體52、以及該載板60中之第二訊號傳導體61以及第二電源傳導體62是以直接貫穿該基板50與該載板60之方式形成於該基板50與該載板60中。另外，該訊號同軸纜線70則是與該第一訊號傳導體51連接，而該電源同軸纜線80則與該第一電源傳導體52連接。
是以，用以傳輸測試訊號之訊號線路則包含有該訊號同軸纜線70、該基板50之第一訊號傳導體51與該載板60之第二訊號傳導體61，而由於貫通該基板50與該載板60之第一訊號傳導體51與第二訊號傳導體61，並不會與該基板50與該載板60產生足以影響阻抗值的電場反應，所以該訊號線路之阻抗值則主要由該訊號同軸纜線70 之阻抗設計進行控制與調整。另外，用以傳輸電源訊號之電源線路則包含有該電源同軸纜線80、該基板50之第一電源傳導體52與該載板60之第二電源傳導體62，而同前述說明，該電源線路之阻抗值則主要由該電源同軸纜線80之阻抗設計進行控制與調整。
請參閱圖5，同軸纜線70(80)主要包含有一位於中心之訊號線71(81)、包裹該訊號線71(81)之介質層72(82)、以及包覆於該介質層72(82)外之接地線73(83)。是以，為有效降低該電源同軸纜線80之阻抗，該訊號同軸纜線70與該電源同軸纜線80便可依據以下條件進行設計：1. RP2≦RS2；2. EP2≧ES2；3. ΦP1≧ΦS1；4. ΦP1-ΦP2≦ΦS1-ΦS2；5. ΦP1/ΦP2≧ΦS1/ΦS2；
其中，RP2為該電源同軸纜線80之訊號線81之電阻係數；RS1為該訊號同軸纜線70之訊號線71之電阻係數；EP2為該電源同軸纜線80之介質層82的介質常數；ES1為該訊號同軸纜線70之介質層72的介質常數；ΦP1為該電源同軸纜線80之訊號線81的線徑；ΦS1為該訊號同軸纜線70之訊號線71的線徑；ΦP2為該電源同軸纜線80之介質層82的徑長；ΦS2為該訊號同軸纜線70之介質層72的徑長。
如此一來，該電源同軸纜線80透過低電阻係數之設計，便可使其具有遠低於該訊號同軸纜線70之低電阻值，而透過高介電係數、以及訊號線81線徑與介質層82直徑的比值設計，更可使該電源同軸纜線80具有較高的電容值，使其於高頻時則具有極低之電抗值，進而使該電源同 軸纜線80於傳輸高頻訊號時，具有遠低於該訊號同軸纜線70之極低阻抗值，而使得傳輸該檢測機100輸出之高頻電源訊號至該待測電子物件200時，可避免電源訊號產生大幅衰減之情形。
另外，除上述設計外，亦可如圖6，設計使用多個該電源同軸纜線80並聯連接，或是如圖7，將該電源同軸纜線80等比縮小製成另一電源同軸導線80’，並將多條電源同軸導線80’連接形成一條較粗的多蕊線，且該多蕊線中之該等該電源同軸纜線80’之間係呈並聯連接，進而藉由並聯線路之方式來達到更佳地低化電源線路阻抗之效果。
除上述各實施例之結構外，亦可如圖8所示透過軟性電路板90來輔助傳導該檢測機100輸出之電源訊號與測試訊號至該待測電子物件200，意即，該軟性電路板90之基板上形成有一訊號傳導體91、一電源傳導體92以及數個圍繞該電源傳導體92之接地傳導體93，且該訊號傳導體91、該電源傳導體92以及該等接地傳導體93係參照前述該第一訊號傳導體21、該第一電源傳導體32以及該等第一接地傳導體23之設計方式進行設置，而使該電源傳導體92形成之電源傳導線路的阻抗值遠小於該訊號傳導體92形成之訊號傳導線路的阻抗值，進而使得傳輸該檢測機100輸出之高頻電源訊號至該待測電子物件200時，可避免電源訊號產生大幅衰減之情形。當然，實際實施上更可於該軟性電路板90之基板上設計形成多個電源傳導體92並聯連接達到更佳地低化電源線路阻抗之效果。
除此之外，本發明之電源傳導線路亦可使用多蕊絞線來電性連接該檢測機100與對應之訊號針100，且該多蕊絞線包含有複數條電源導線以及複數條接地導線用來 做為電源訊號之傳遞與返還之電氣路徑，且該等電源導線與該等接地導線之比例介於60%比40%至40%比60%之間，而其又以於50%比50%為最佳的比例。當然，實際實施上更可利用該等多蕊絞線相互並聯連接來達到更佳地低化電源線路阻抗之效果。
當然，在實際實施上，可依該待測電子物件200待測試區域之間隙，設計僅使用該基板20、50而已，且亦可同時或交互將第一實施例之該等電源傳導體22、32的設計、與該第二實施例之電源同軸纜線80、第三實施例之軟性電路板90、電源同軸纜線80’形成之多蕊線或是多蕊絞線的設計並聯或是單獨使用，來達到降低電源線路阻抗的效果。
以上所述僅為本發明較佳可行實施例而已，舉凡應用本發明說明書及申請專利範圍所為之等效變化，理應包含在本發明之專利範圍內。
10‧‧‧訊號針
20‧‧‧基板
21‧‧‧第一訊號傳導體
22‧‧‧第一電源傳導體
23‧‧‧第一接地傳導體
30‧‧‧載板
31‧‧‧第二訊號傳導體
32‧‧‧第二電源傳導體
33‧‧‧第二接地傳導體
100‧‧‧檢測機
110‧‧‧電源端子
120‧‧‧訊號端子
200‧‧‧待測電子物件

Claims (16)

  1. 一種低電源損耗之探針卡結構，係用以將一檢測機之電源訊號以及測試訊號傳輸予一待測電子物件，藉以透過該電源訊號供應電源予該待測電子物件，以及透過該測試訊號對該待測電子物件進行電性檢測；該探針卡結構包含有：複數根訊號針，以導電材料製成，且其一端用以點觸該待測電子物件；至少一訊號線路，具有一第一阻抗值，且與該檢測機以及其中至少一訊號針之另一端電性連接，用以傳輸測試訊號至該待測電子物件；以及至少一電源線路，具有一第二阻抗值，且該第二阻抗值遠小於該第一阻抗值，且與該檢測機以及另外至少一訊號針之另一端電性連接，用以傳輸電源訊號至該待測電子物件。
  2. 如請求項1所述低電源損耗之探針卡結構，更包含有一基板，用以與該檢測機連接；該電源線路包含有至少一第一電源傳導體，形成於該基板上。
  3. 如請求項2所述低電源損耗之探針卡結構，更包含有一載板與該基板連接；該電源線路更包含有至少一第二電源傳導體，形成於該載板上，且與該第一電源傳導體串聯連接。
  4. 如請求項2所述低電源損耗之探針卡結構，其中，該電源線路包含有複數個第一電源傳導體，且該等第一電源傳導體是以並聯連接之方式形成於該基板上。
  5. 如請求項3所述低電源損耗之探針卡結構，其中，該電源線路包含有複數個第二電源傳導體，且該等第二電源傳導體是以並聯連接之方式形成於該載板上。
  6. 如請求項1、2或3所述低電源損耗之探針卡結構，其中，該電源線路包含有至少一電源同軸纜線，其一端電性連接該檢測機，另一段則電性連接對應之訊號針。
  7. 如請求項6所述低電源損耗之探針卡結構，其中，該電源線路包含有複數個電源同軸纜線，且該等電源同軸纜線相互並聯連接。
  8. 如請求項1所述低電源損耗之探針卡結構，更包含有一基板，用以與該檢測機連接；該訊號線路包含有一第一訊號傳導體，且該第一訊號傳導體形成於該基板上。
  9. 如請求項8所述低電源損耗之探針卡結構，更包含有一載板與該基板連接；該訊號線路更包含有至少一第二訊號傳導體，形成於該載板上，且與該第一訊號傳導體串聯連接。
  10. 如請求項1所述低電源損耗之探針卡結構，其中，該訊號線路包含有一訊號同軸纜線，其一端電性連接該檢測機，另一段則電性連接對應之訊號針。
  11. 如請求項1、2或3所述低電源損耗之探針卡結構，更包含有至少一軟性電路板，且該電源線路包含有至少一電源傳導體，形成於該軟性電路板上。
  12. 如請求項11所述低電源損耗之探針卡結構，其中，該電源線路包含有複數個電源傳導體，且該等第一電源傳導體是以並聯連接之方式形成於該軟性電路板上。
  13. 如請求項1所述低電源損耗之探針卡結構，其中，更包含有一軟性電路板，且該訊號線路包含有一訊號傳導體，形成於該軟性電路板上。
  14. 如請求項1、2或3所述低電源損耗之探針卡結構，其中，該電源線路包含有至少一多蕊絞線，其一端電性連接該檢測機，另一段則電性連接對應之訊號針。
  15. 如請求項14所述低電源損耗之探針卡結構，其中，該電源線路包含有複數個多蕊絞線，且該等多蕊絞線相互並聯連接。
  16. 如請求項14所述低電源損耗之探針卡結構，其中，該多蕊絞線包含有複數條電源導線以及複數條接地導線，且該等電源導線與該等接地導線之比例介於60%比40%至40%比60%之間。
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