TW201502527A - 懸臂式高頻探針卡 - Google Patents

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Abstract

一種懸臂式高頻探針卡設置於檢測機以及待測電子物件之間，且包含一載板、一針座、二探針及一電路板。其中，該載板具有一第一面及一第二面，且該第一面朝向該檢測機，而該第二面則朝向該待測電子物件；該針座設於該載板之第二面上且以絕緣材料製成；該等探針以導電材料製成，且具有相連接一懸臂段與一針尖段，該懸臂段與該針座連接，而該針尖段則用以點觸該待測電子物件；該電路板具可撓性，且設於該載板上，並與該等探針連接；該電路板上佈設訊號傳輸電路，且訊號傳輸電路一端連接各該探針，另一端則用以與該檢測裝置連接。

Description

懸臂式高頻探針卡
本發明係與探針卡有關；特別是指一種懸臂式高頻探針卡。
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，部分是以使用懸臂式探針之探針卡作為一檢測機與待測電子物件之間的測試訊號與電源訊號之傳輸介面。
懸臂式探針卡主要是由相互電性連接之探針與剛性的多層印刷電路板所構成，且探針用以點觸待測電子物件之待測部位，多層印刷電路板則與檢測機之訊號端子接觸，而多層印刷電路板上為方便電路佈局與設計，其上通常設置有許多貫孔，但隨著數位科技的進步，待測電子物件的運算速度與每秒的訊號傳輸量日益增大，貫孔於高頻時將產生貫孔效應(Via stub effect)造成整體的電感量提升，而測試訊號頻率越高，其電感的阻抗值則會因高頻之訊號通過而提高，造成高頻的測試訊號無法順利通過，而容易有測試誤判的情形產生。
另外，隨著待測電子物件的運算速度與每秒的訊號傳輸量亦日益增大，檢測機之處理器所產生之測試訊號之頻率，並無法滿足待測電子物件所需之高頻測試訊號的訊號傳輸量需求。為解決上述困擾，大多利用待測電子物件來產生所需之高頻測試訊號，再透過探針卡傳送回待測電子物件進行檢測，進而達到高頻測試之目的。但回授元件通常設至於多層印刷電路板之表層(即朝向檢測機的面)上，而使得 回授測試訊號上之電路路徑較長，不僅使得測試訊號容易受到多層印刷電路板上的其他線路或元件影響，也會造成電路路徑的具有較高的微量電感，使得電路的阻抗值會因為測試訊號頻率越高而大幅提升，同樣會造成高頻的測試訊號無法順利通過的情形，而容易有誤判測試訊號之情形產生。
有鑑於此，本發明之目的用於提供一種懸臂式高頻探針卡，可有效地傳輸高頻測試訊號。
緣以達成上述目的，本發明所提供懸臂式高頻探針卡用以設置於一檢測機以及一待測電子物件之間，且包含有一載板、一針座、二探針以及一電傳輸件。其中，該載板具有一第一面以及一第二面，且該第一面朝向該檢測機，而該第二面則朝向該待測電子物件；該針座設於該載板之第二面上，且以絕緣材料製成；該等探針以導電材料製成，且各該探針具有相連接一懸臂段與一針尖段，該懸臂段與該針座連接，而該針尖段則用以點觸該待測電子物件之待測部位；該電傳輸件具可撓性，並與該等探針之懸臂段連接；另外，該電傳輸件具有複數訊號傳輸電路，且各該訊號傳輸電路一端電性連接各該探針，另一端則用以與該檢測裝置電性連接。
依據上述構思，本發明更提供有另一懸臂式高頻探針卡用以設置於一待測電子物件上方，且包含有一載板、一針座、二探針、一電傳輸件以及一回授元件。其中，該針座設於該載板上，且以絕緣材料製成；該等探針以導電材料製成；各該探針具有相連接一懸臂段與一針尖段，該懸臂段與該針座連接，而該針尖段則用以點觸該待測電子物件之待測部位；該電傳輸件具有複數訊號傳輸電路電性連接各 該探針；該回授元件設於該電路板上，且電性連接該等訊號傳輸電路；藉此，當該待測電子物件產生高頻之檢測訊號而傳導至其中一該探針時，高頻之檢測訊號經過該電傳輸件之訊號傳輸電路以及該回授元件而傳導至另一該探針，進而回流至該待測電子物件。
如此一來，透過上述之設計，便可有效地傳輸高頻測試訊號。
10‧‧‧載板
10a‧‧‧第一面
10b‧‧‧第二面
12‧‧‧穿孔
20‧‧‧針座
20a‧‧‧第一側面
20b‧‧‧第二側面
30‧‧‧探針
31‧‧‧針尖段
32‧‧‧懸臂段
321‧‧‧第一區段
322‧‧‧第二區段
40~43‧‧‧電傳輸件
50‧‧‧探針
51‧‧‧針尖段
52‧‧‧懸臂段
521‧‧‧第一區段
522‧‧‧第二區段
523‧‧‧第三區段
60~64‧‧‧電傳輸件
70~74‧‧‧回授元件
80‧‧‧電感性元件
100‧‧‧檢測機
110‧‧‧檢測端子
200‧‧‧待測電子物件
圖1係本發明第一較佳實施例之結構圖。
圖2係本發明第二較佳實施例之結構圖。
圖3係本發明第三較佳實施例之結構圖。
圖4係本發明第四較佳實施例之結構圖。
圖5係本發明第五較佳實施例之結構圖。
圖6係本發明第五較佳實施例之波型衰減圖。
圖7係本發明第六較佳實施例之結構圖。
圖8係本發明第七較佳實施例之結構圖。
圖9係本發明第八較佳實施例之結構圖。
圖10係本發明第九較佳實施例之結構圖。
圖11係本發明第十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。請參圖1所示，本發明第一較佳實施例之懸臂式高頻探針卡係設置於一檢測機100以及一待測電子物件200之間，用以將該檢測機100之檢測訊號傳輸 予該待測電子物件200。該懸臂式高頻探針卡包含有一載板10、一針座20、二探針30以及一電傳輸件40，其中：該載板10為一剛性之印刷電路板，且佈設有電路佈局(圖未示)。該載板10具有一第一面10a以及一第二面10b，該第一面10a朝向該檢測機100，而該第二面10b則朝向該待測電子物件200，且該載板10上具有數個貫穿該第一面10a與該第二面10b之穿孔12。
該針座20係設於該載板10之第二面10b上，且位於該等穿孔12處附近。另外，該針座20係以環氧樹脂(Epoxy)製成而具有絕緣及吸震之特性。當然，在其他實施態樣中，亦可選用其他絕緣材料。
該二探針30以導電材料製成，且各該探針30具有相連接一針尖段31與一懸臂段32，該針尖段31用以點觸該待測電子物件200之待測部位(圖未示)。該懸臂段32具有相連接之一第一區段321及一第二區段322，該第一區段321係與該針尖段31連接，且外露於該針座20外部，而該第二區段322則埋設於該針座20中。
該電傳輸件40具可撓性，而於本實施例中，該電傳輸件40係選用單層軟性電傳輸件(Flexible Printed Circuit，FPC)製成，並佈設有複數訊號傳輸電路(圖未示)，且設於該載板10上並穿過該穿孔12，使該電傳輸件40上之訊號傳輸電路的其中一端位於該第一面10a所在側，以供與該檢測裝置100之檢測端子110電性連接。而該等訊號傳輸電路的另一側則位於該第二面10b的所在側，並埋設於該針座20中而各別電性連接各該懸臂段32之第二區段322。
如此一來，當該檢測機100自其檢測端子110輸出測試訊號時，便可透過該電傳輸件40上之訊號傳輸電路及其中一該探針30傳輸至該待測電子物件200的待測部 位，而後，測試訊號便再透過另一探針30以及訊號傳輸電路回傳至該檢測機100而達到檢測之目的。由上述傳輸路徑可得知，探針30與測試機100之間僅透過該電傳輸件40之訊號傳輸電路連接，而不會有被該載板10上的其他元件或線路影響之疑慮。另外，由於該電傳輸件40上僅單純設有訊號傳輸電路而已，不需設計貫孔來佈設其他額外的電路結構，而使得訊號傳輸時不會有貫孔效應(Via stub effect)之產生，使得高頻的測試訊號可順利地通過，而不會有檢測誤判的情形產生。
另外，除前述第一實施例外，本發明亦可如圖2或圖3所示之第二及第三較佳實施例般，將電傳輸件41、42連接於探針30之第一區段321上，亦可達到相同之目的。再者，除上述結構外，請參閱圖4，為本發明第四較佳實施例，其針座20定義有相背的一第一側面20a以及一第二側面20b，而各探針50懸臂段52之長度較長而區分為一第一區段521、一第二區段522以及一第三區段523，其中該第一區段521與針尖段51連接，且外露於該針座20之第一側面20a處；該第二區段522則埋設於該針座20中；該第三區段523外露於該針座20之第二側面20b處，且與電傳輸件43連接，而此種結構設計除可達前述目的與優點外，亦可使探針得到較好的支撐效果。
此外，上述之設計理念除用於傳輸該檢測機100之訊號外，亦適用於該待測電子物件200的回授(loopback)檢測。請參閱圖5，本發明第五較佳實施例包含有一載板10、一針座20、二探針50、一電傳輸件60以及一回授元件70，而該載板10、該針座20與該二探針50與前述實施例相同，於此便不再重述。而本實施例之電傳輸件60同樣係以單層軟性電傳輸件製成，不同之處係埋設於該 針座20中而與該二探針50之第二區段522連接，且其上之訊號傳輸電路同樣電性連接該二探針50。該回授元件70具有於高頻呈導通之特性，於本實施例中為一電容，但不以此為限，亦可是其他可於高頻導通之元件代替。該回授元件70焊設於該電傳輸件60上而與該電傳輸件60上之訊號傳輸電路電性連接，且同樣埋設於該針座20中，藉以與該電傳輸件60同時達到穩固固定之效果。
如此一來，當該待測電子物件200輸出之高頻測試訊號(如12Gbps)傳輸至其中一探針50後，便透過該電傳輸件60上之訊號傳輸電路與該回授元件70傳導至另一探針50，藉以回傳至該待測電子物件200達到自我檢測之目的。透過上述之設計，除可如前述設計避免干擾、不會有貫孔效應產生外，更可有效地縮短訊號回授時的傳導路徑，進而有效地縮減路徑上的微量電阻與電感，並由圖6可看出本發明之設計可有效地降低高頻之測試訊號傳輸時的損耗，進而使高頻之測試訊號能順利地回授回該待測電子物件200，而不會有訊號誤判的情形產生。
除上述第五較佳實施例之設計外，亦可如圖7或圖8所示之第六及第七較佳實施例，係直接將電傳輸件61、62與回授元件71、72設於探針50之第一區段521或是第三區段523上；或是如圖9及圖10所示之第八及第九較佳實施例，將電傳輸件63、64與回授元件73、74承靠於載板10上，皆能達到前述第五實施例之優點與目的。
此外，請參閱圖11，於上述第五實施例之架構下，更可增設二電感性元件80設置於該載板10上，且該二電感性元件80之一端分別與該二探針50電性連接，而另一端則用以供與該檢測機100之檢測端子110電性連接。而於本實施例中，該電感性元件為一扼流圈(choke)，但亦可使 用線圈(coil)、繞組(Winding)或磁珠(Bead)等具有電感特性之元件代替，但使用扼流圈之好處在於其體積較小，而可輕易地設於該載板10上，亦不會增加整體之體積，而可有效地使整體結構達到薄型化之目的。
如此一來，當該檢測機100之檢測端子110輸出低頻或直流之檢測訊號時，該二電感性元件80係呈短路或低阻抗之狀態，而該回授元件70則呈現斷路或是高阻抗之狀態，使得該檢測端子110輸出之低頻或直流檢測訊號將透過其中一該電感性元件80而傳導至其中一該探針50並輸出至該待測物200，而後，由另一該探針50接收並傳導待測物200回傳之低頻或直流檢測訊號，並傳導至另外一該電感性元件80，進而回流至該檢測機100。
當然，上述電感性元件80之設計，同樣適用於上述之第六至第九較佳實施例之架構，於此容不再贅述。值得一提的是，在上述各實施例中所述之電傳輸件40~43、60~64除使用軟性電路板外，在其他實際實施中，亦可選用複數條同軸電纜做為電傳輸件，並將同軸電纜之中心導線做為訊號傳輸電路，亦可達到相同之目的。
綜上所述可得知，透過上述之設計，不管是檢測機100之檢測訊號傳輸、或是待測電子裝置200的自我回授檢測，皆能可有效地達到避免其他線路或元件之干擾，亦不會有貫孔效應產生，且更能有效地降低線路微量電感，而能有效地降低高頻之測試訊號傳輸時損耗，而不會在高頻檢測時有訊號誤判的情形產生。
另外，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‧‧‧載板
10a‧‧‧第一面
10b‧‧‧第二面
12‧‧‧穿孔
20‧‧‧針座
30‧‧‧探針
31‧‧‧針尖段
32‧‧‧懸臂段
321‧‧‧第一區段
322‧‧‧第二區段
40‧‧‧電路板
100‧‧‧檢測機
110‧‧‧檢測端子
200‧‧‧待測電子物件

Claims (17)

  1. 一種懸臂式高頻探針卡，用以設置於一檢測機以及一待測電子物件之間，且包含有：一載板，具有一第一面以及一第二面，且該第一面朝向該檢測機，而該第二面則朝向該待測電子物件；一針座，設於該載板之第二面上，且以絕緣材料製成；二探針，以導電材料製成，各該探針具有相連接一懸臂段與一針尖段，該懸臂段與該針座連接，而該針尖段則用以點觸該待測電子物件之待測部位；以及一電傳輸件，具可撓性，且設於該載板上，並與該等探針之懸臂段連接；另外，該電傳輸件具有複數訊號傳輸電路，且各該訊號傳輸電路一端電性連接各該探針，另一端則用以與該檢測裝置電性連接。
  2. 如請求項1所述懸臂式高頻探針卡，其中，該電傳輸件為軟性電路板(Flexible Printed Circuit board，FPC)，且該軟性電路板上佈設有該等複數訊號傳輸電路。
  3. 如請求項1所述懸臂式高頻探針卡，其中，該電傳輸件包含有複數同軸電纜，且該等同軸電纜之中心導線各別形成各該訊號傳輸電路。
  4. 如請求項1所述懸臂式高頻探針卡，其中，該載板具有一穿孔，而該電傳輸件穿過該穿孔，使該訊號傳輸電路一端位於該第一面的所在側而與該檢測裝置連接，另一側則位於該第二面的所在側而連接該等探針之懸臂段。
  5. 如請求項1所述懸臂式高頻探針卡，其中，各該探針之懸臂段具有相連接之一第一區段及一第二區段，該第一區段與該針尖段連接，且外露於該針座外部，而該第二區段則設置於該針座中；該電傳輸件則與該第一區段連接。
  6. 如請求項1所述懸臂式高頻探針卡，其中，各該探針之懸臂段具有相連接之一第一區段及一第二區段，該第一區段與該針尖段連接，且外露於該針座外部，而該第二區段則埋設於該針座中，且與該電傳輸件連接。
  7. 如請求項1所述懸臂式高頻探針卡，其中，該針座具有一第一側面以及一第二側面，且該第一側面背向該第二側面；各該探針之懸臂段具有相連接之一第一區段、一第二區段以及一第三區段，該第一區段與該針尖段連接，且外露於該針座之第一側面處；該第二區段則埋設於該針座中；該第三區段外露於該針座之第二側面處，且與該電傳輸件連接。
  8. 一種懸臂式高頻探針卡，用以設置於一待測電子物件上方，且包含有：一載板；一針座，設於該載板上，且以絕緣材料製成；二探針，以導電材料製成；各該探針具有相連接一懸臂段與一針尖段，該懸臂段與該針座連接，而該針尖段則用以點觸該待測電子物件之待測部位；一電傳輸件，具有複數訊號傳輸電路電性連接各該探針；以及 一回授元件，電性連接該等訊號傳輸電路；藉此，當該待測電子物件產生高頻之檢測訊號而傳導至其中一該探針時，高頻之檢測訊號經過該電傳輸件之訊號傳輸電路以及該回授元件而傳導至另一該探針，進而回流至該待測電子物件。
  9. 如請求項8所述懸臂式高頻探針卡，其中，該電傳輸件為軟性電路板(Flexible Printed Circuit board，FPC)，且該軟性電路板上佈設有該等複數訊號傳輸電路。
  10. 如請求項8所述懸臂式高頻探針卡，其中，該電傳輸件包含有複數同軸電纜，且該等同軸電纜之中心導線各別形成各該訊號傳輸電路。
  11. 如請求項8所述懸臂式高頻探針卡，其中，各該探針之懸臂段具有相連接之一第一區段及一第二區段，該第一區段與該針尖段連接，並外露於該針座外部，且與該電傳輸件之訊號傳輸電路連接；該第二區段則設置於該針座中。
  12. 如請求項8所述懸臂式高頻探針卡，其中，各該探針之懸臂段具有相連接之一第一區段及一第二區段，該第一區段與該針尖段連接，且外露於該針座外部；該第二區段則埋設於該針座中，且與該電傳輸件之訊號傳輸電路連接。
  13. 如請求項8所述懸臂式高頻探針卡，其中，該針座具有一第一側面以及一第二側面，且該第一側面背向該第二側面；各該探針之懸臂段具有相連接之一第一區段、一第二區段以及一第三區段，該第一區段與該針尖段連接，且外露於該針座之第一側面處；該第二區段則埋設於該針座 中；該第三區段外露於該針座之第二側面處，且與該電傳輸件之訊號傳輸電路連接。
  14. 如請求項8所述懸臂式高頻探針卡，其中，該電傳輸件與該回授元件埋設於該針座中。
  15. 如請求項8所述懸臂式高頻探針卡，其中，該電傳輸件係與該載板連接。
  16. 如請求項8所述懸臂式高頻探針卡，更包含有二電感性元件，且該等電感性元件一端分別電性連接該等探針之懸臂段，而另一端則電性連接至一檢測機；當該檢測機產生低頻或直流之檢測訊號時，透過其中一該電感性元件而傳導至其中一該探針，而輸出至該待測物，而後，由另一該探針接收並傳導至另外一該電感性元件，進而回流至該檢測機。
  17. 如請求項16所述懸臂式高頻探針卡，其中，該電感性元件為扼流圈(choke)。
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