TWI596344B - Replaceable probe module probe card and its assembly method and probe module replacement side law - Google Patents

Replaceable probe module probe card and its assembly method and probe module replacement side law Download PDF

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TWI596344B TW105113147A TW105113147A TWI596344B TW I596344 B TWI596344 B TW I596344B TW 105113147 A TW105113147 A TW 105113147A TW 105113147 A TW105113147 A TW 105113147A TW I596344 B TWI596344 B TW I596344B
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Description

可更換探針模組之探針卡及其組裝方法與探針模組更換方 法
本發明係與探針卡有關，特別是關於一種可更換探針模組之探針卡，以及該探針卡之組裝方法與探針模組更換方法。
請參閱我國專利編號I425218，該專利所提供之探針卡主要包含有一電路基板、一固定在該電路基板上之加固物板、一設置於該加固物板上之調整板，以及一固定在該調整板下之探針頭模組，該探針頭模組穿過該電路基板之一中央穿孔與該加固物板之一中央穿孔。該探針頭模組主要包含有一設有複數探針之探針頭，以及一承載該探針頭且藉由螺絲鎖固之探針頭固定座。該等探針係位於電路基板下方，用以點觸待測物，並藉由複數導電銷及電線而與該電路基板上的連接器電性連接，進而藉由該連接器而與一測試機台電性連接。
前述探針頭模組藉由複數螺栓及螺帽鎖固於該調整板，該調整板藉由複數鎖固螺絲固定於該加固物板，且複數調整螺絲穿過該調整板並頂抵於該加固物板。當該等鎖固螺絲未將該調整板緊抵於該加固物板而使該調整板與該加固物板之間有空隙時，各該調整螺絲可供使用者轉動以使該處之調整板部位接近或遠離該加固物板，如此以費時地調整該加固物板相對於該電路基板的方位，藉以校正各該探針相對於待測物之方位，使得該等探針之針尖相對於待測物有可接受之平面度。
然而，前述之探針卡結構複雜，因此組裝上較費時，且其平面度校正過程亦相當費時。此外，當探針損壞而需更換探針頭時，需將鎖固該探針頭固定座之螺絲向下移除，以將該探針頭固定座與該探針頭拆卸下來，再更換探針頭，此過程不易執行，必要時更需使用治具輔助；或者，先將該探針頭模組整個拆卸下來，再拆卸該探針頭固定座進而更換探 針頭，此程序更為繁複費時且對位不易。
有鑑於上述缺失，本發明之目的之一在於提供一種可更換探針模組之探針卡，其結構較簡潔嚴謹且對位精準而可節省組裝時間，並可避免費時之探針方位校正過程，且其探針模組可快速更換以提高檢測效率並節省成本。
緣此，本發明所提供之可更換探針模組之探針卡包含有一基板模組、一探針模組，以及一壓制件。該基板模組具有一安裝孔以及一位於該安裝孔之一孔壁的第一階梯狀結構，該第一階梯狀結構具有一第一及一第二階部，該第一階部具有一第一接合面，該第二階部具有一第一傳輸面，該第一傳輸面設有一第一導電接點。該探針模組具有一探針及一第二階梯狀結構，該第二階梯狀結構具有一第一及一第二階部，該第二階梯狀結構之第一階部具有一第二接合面，該第二階梯狀結構之第二階部具有一第二傳輸面，該第二傳輸面設有一與該探針電性連接之第二導電接點，該探針模組係以該第一接合面與該第二接合面相接且該第一傳輸面與該第二傳輸面相面對之方式設置於該基板模組之安裝孔。該壓制件具有一壓制部，該壓制部可離開地抵壓於該探針模組而使該第二接合面緊抵於該第一接合面且該第一導電接點與該第二導電接點電性連接。
藉此，本發明之探針卡在製造時，只要該第一接合面與該第二接合面進行精密的平面加工，並透過第一階梯狀結構及第二階梯狀結構精準定位，即可在該探針卡組裝完成後確保探針朝向正確之方位(例如針尖垂直於待測物)，在設有複數探針的情況下，可確保該等探針之針尖相對於待測物有良好之平面度。換言之，本發明之探針卡不需設置調整探針方位之機制，且結構簡潔嚴謹且對位精準而可節省組裝時間，並可避免費時之探針方位校正過程。此外，當探針損壞時，只要解除該壓制件之壓制力，即可快速地更換該探針模組。
有關本發明所提供之可更換探針模組之探針卡及其組裝方法與探針模組更換方法的詳細構造、特點、組裝或使用方式，將於後續的實施方式詳細說明中予以描述。然而，在本發明領域中具有通常知識者應能瞭解，該等詳細說明以及實施本發明所列舉的特定實施例，僅係用於說 明本發明，並非用以限制本發明之專利申請範圍。
10‧‧‧探針卡
20‧‧‧基板模組
22‧‧‧(第一)電路基板
24‧‧‧(基板模組)補強板
242‧‧‧對位標誌
26‧‧‧安裝孔
28‧‧‧第一階梯狀結構
282‧‧‧第一(基板)階部
282a‧‧‧第一接合面
282b‧‧‧對位槽
284‧‧‧第二(基板)階部
284a‧‧‧第一(基板)傳輸面
284b‧‧‧第一導電接點
286‧‧‧定位孔
292‧‧‧外接點
294、296‧‧‧導線
30‧‧‧探針模組
31‧‧‧(第二)電路基板
312‧‧‧第三導電接點
314‧‧‧下表面
32‧‧‧(探針模組)補強板
322‧‧‧容置槽
322a‧‧‧底面
324‧‧‧定位孔
326‧‧‧對位標誌
33‧‧‧導電連接器
331‧‧‧導電銷安裝座
34‧‧‧固定座
35‧‧‧探針頭安裝座
36‧‧‧探針頭
362‧‧‧探針座
362a‧‧‧導電接點
364‧‧‧探針
37‧‧‧蓋板
372‧‧‧把手
38‧‧‧導電銷
39‧‧‧第二階梯狀結構
392‧‧‧第一(探針)階部
392a‧‧‧第二接合面
392b‧‧‧凸出部
392c‧‧‧下表面
394‧‧‧第二(探針)階部
394a‧‧‧第二傳輸面(第一探針傳輸面)
394b‧‧‧第二導電接點
40‧‧‧異方性導電膠
50‧‧‧壓制件
52‧‧‧壓制部
54‧‧‧固定座
56‧‧‧操作桿
58‧‧‧擺臂
L‧‧‧垂直假想線
第1圖為本發明一第一較佳實施例所提供之可更換探針模組之探針卡的立體組合圖；第2圖為第1圖沿剖線2-2之剖視圖；第3圖為本發明該第一較佳實施例所提供之可更換探針模組之探針卡的部分立體分解圖；第4圖係類同於第2圖，惟顯示更換探針模組之過程；第5圖為本發明該第一較佳實施例所提供之可更換探針模組之探針卡之探針模組的立體分解圖；第6圖為本發明該第一較佳實施例所提供之可更換探針模組之探針卡之探針模組的後視圖；第7圖為本發明一第二較佳實施例所提供之可更換探針模組之探針卡的剖視示意圖；以及第8圖為本發明一第三較佳實施例所提供之可更換探針模組之探針卡的剖視示意圖。
申請人首先在此說明，在以下將要介紹之實施例以及圖式中，相同之參考號碼，表示相同或類似之元件或其結構特徵。需注意的是，圖式中的各元件及構造為例示方便並不一定依真實比例繪製，且若實施上為可能，不同實施例的特徵係可以交互應用。
請先參閱第1圖至第4圖，本發明一第一較佳實施例所提供之可更換探針模組之探針卡10包含有一基板模組20、一探針模組30、一可選擇性地使用且呈薄片狀之異方性導電膠40，以及三壓制件50。
該基板模組20包含有一電路基板22(亦稱為第一電路基板) 及一補強板24(亦稱為基板模組補強板)，該補強板24係為金屬或強化材料製成並藉由多個螺絲(或固定銷)鎖固於該電路基板22上，以補強該電路基板22的結構強度。前述等螺絲係對應圖中所示之電路基板22及補強板24的圓孔，為簡化圖式，該等螺絲未顯示於圖式中。電路基板22可為一般的樹脂電路基板、多層陶瓷電路基板(multi-layered ceramic substrate)、多層有機電路基板(multi-layered organic substrate)等，其中電路基板22頂面之外圍設置有多個用以與測試機電性連接的導電接點(圖中未示)，並透過內部走線、表面佈線且/或外部跳線之方式，而電性連接至電路基板22內圈之第一導電接點(以下詳述)，該電路基板22的導電接點、佈線或其他導電或電子元件為簡化圖式並未顯示於第1圖及第3圖，第一導電接點可見於第2圖及第4圖。
如第3圖及第4圖所示，該電路基板22及該補強板24之中央穿孔共同形成一用以安裝該探針模組30之安裝孔26，以及一位於該安裝孔26之孔壁的第一階梯狀結構28。本發明所述之階梯狀結構係如同樓梯一般有由上而下或由下而上地逐漸朝某一方向延伸而出之複數階部，例如，該第一階梯狀結構28之階部係由上而下地朝該安裝孔26之中心延伸而出，該第一階梯狀結構28之一位於該補強板24的階部282(亦即第一階部，亦稱為第一基板階部)具有一第一接合面282a，該第一階梯狀結構28之另一位於該電路基板22的階部284(亦即第二階部，亦稱為第二基板階部)具有一第一傳輸面284a(亦稱為第一基板傳輸面)，且該第一傳輸面284a設有複數第一導電接點284b(如第2圖及第4圖所示)。其中，第一階部282係為補強板24的一部分，第二階部284係為電路基板22的一部分。較佳地，第一階部282(第一接合面282a)位於第二階部284(第一傳輸面284a)外圍的上方，且第二階部284為一連續之環狀或多邊形外框結構。
請參閱第5圖，該探針模組30包含有一電路基板31(亦稱為第二電路基板)、一藉由多個螺絲鎖(或固定銷)固於該電路基板31之補強板32(亦稱為探針模組補強板)、一可藉由多個螺絲(或固定銷)鎖固於該電路基板31之導電連接器33、一藉由多個螺絲(或固定銷)鎖固於該電路基板31及該補強板32且位於該導電連接器33外圍之固定座34、一藉由多個螺絲(或固定銷)鎖固於該固定座34之探針頭安裝座35、一設置於 該探針頭安裝座35內之探針頭36，以及一藉由多個螺絲(或固定銷)鎖固於該補強板32之蓋板37，且該蓋板37具有一把手372。補強板32為金屬或強化材料製成，用以補強電路基板31的結構強度。所述電路基板31可採用與前述電路基板22相同或不同的材質製成。此外，如第2圖及第4圖所示，導電連接器33包含有一導電銷安裝座331以及複數穿設於該導電銷安裝座331之導電銷38，例如伸縮導電銷(pogo pin)，為簡化圖式，該等導電銷38及其穿過之穿孔並未顯示於第5圖中。前述之螺絲係對應第5圖中所示之圓孔，為簡化圖式，該等螺絲未顯示於圖式中，且該電路基板31上的導電接點、佈線或其他導電元件皆未顯示於第5圖中，但如下述之第二導電接點及第三導電接點係顯示於第2圖及第4圖中。
如第4圖所示，該探針模組30之外周緣具有一第二階梯狀結構39，該第二階梯狀結構39具有由下而上地逐漸朝遠離該探針模組30之中心的方向延伸而出之複數階部，該第二階梯狀結構39之一位於該補強板32之階部392(亦即第一階部，亦稱為第一探針階部)具有一第二接合面392a，該第二階梯狀結構39之另一位於該電路基板31之階部394(亦即第二階部，亦稱為第二探針階部)具有一第二傳輸面394a(亦稱為第一探針傳輸面)，且該第二傳輸面394a設有複數第二導電接點394b，並藉由該電路基板31之內部佈線，而與設置該電路基板31中心部位的第三導電接點312電性連接。其中，第一階部392係為補強板32的一部分，第二階部394係為電路基板31的一部分。較佳地，第一階部392位於固定座34及探針頭安裝座35外圍的上方，第一階部392(第二接合面392a)位於第二階部394(第二傳輸面394a)外圍的上方，補強板32(中間部分)位於電路基板31的上方。
導電連接器33係作為電路基板31與探針頭36之間電性連接的橋樑。配合實際尺寸需要，倘若探針模組30被配置成電路基板31與探針頭36直接電性連接的情況，可以不設置導電連接器33。在本實施例中，該導電連接器33之導電銷安裝座331係由三板體構成，然而，該導電連接器33之導電銷安裝座331亦可一體成形(如第7圖所示)。
探針頭36包含有一探針座362以及複數設於該探針座362之探針364。在本實施例中，該探針座362為一電路板，該等探針364係接 設於該探針座362底面或藉由微機電製程而成型於該探針座362底面，並藉由該探針座362之內部走線而與該探針座362頂面之導電接點電性連接，為簡化圖式，此處所述之導電接點及內部走線未顯示於本實施例之圖式中，可參閱第7圖及第8圖。
導電連接器33之各個導電銷38之一端分別抵接於該電路基板31之第三導電接點312，另一端則抵接於該探針座362頂面之導電接點。由於該等第三導電接點312藉由該電路基板31之內部走線而分別與該等第二導電接點394b電性連接，藉此，該等第二導電接點394b係藉由該電路基板31之內部走線、該等第三導電接點312、該等導電銷38及該探針座362之內部走線而分別與該等探針364電性連接。
為簡化圖式，本實施例之圖式中所顯示之導電接點284b、394b、312係嵌入電路基板22或電路基板31內，事實上導電接點284b、394b、312通常會稍微凸出電路基板22或電路基板31。此外，探針卡10通常設有多根探針364，第一、二、三導電接點284b、394b、312及導電銷38也會至少與探針364相同數量，但本發明之探針卡的探針、第一、二、三導電接點及導電銷之數量皆無限制。
本發明之探針卡10的組裝方法，係先提供模組化的基板模組20及探針模組30，亦即將該基板模組20及該探針模組30以前述之方式分別組裝完成。然後，如第2圖所示，將該探針模組30對位設置於該基板模組20之安裝孔26內，使得該第一接合面282a與該第二接合面392a相接，且該第一傳輸面284a係面對該第二傳輸面394a。在本實施例中，在將該探針模組30設置於該安裝孔26內之前，先將一導電連接器，例如該異方性導電膠40設於該第一傳輸面284a上，使得該第一傳輸面284a透過該異方性導電膠40而面對該第二傳輸面394a。最後，將各該壓制件50之一壓制部52壓制於該探針模組30，此時，各該壓制部52施予一壓制力於該探針模組30，使得該第二接合面392a緊抵於該第一接合面282a(亦即利用剛性材料第一階部392對位緊密接觸剛性材料第一階部282)，且該等第一導電接點284b分別與該等第二導電接點394b對位接觸並電性連接，藉此，一測試機(圖中未示)可以經電路基板22、第一階梯狀結構28之第一傳輸面284a、第二階梯狀結構39之第二傳輸面394a、及/或電路基板31，電性耦接至探 針364，以提供測試訊號來測試一待測物(圖中未示)，如晶圓或晶粒。該探針卡10亦可不設置諸如該異方性導電膠40之導電連接器(如第7圖及第8圖所示)，在此情況下，第一導電接點284b分別與第二導電接點394b直接電性連接；然而，該異方性導電膠40可使第一、二導電接點284b、394b更確實地電性連接，並提供緩衝作用而可避免第一、二導電接點284b、394b損壞。事實上，各該壓制件50壓制於該探針模組30之前，該等第一導電接點284b與該等第二導電接點394b已直接相接或透過該異方性導電膠40而間接地相接，因此可能已相互電性連接，但亦可能因接觸不良而未確實電性連接，藉由各該壓制件50之壓制力即可確保該等第一導電接點284b分別與該等第二導電接點394b電性連接。再者，亦可利用諸如伸縮導電銷(pogo pin)、彈簧針(spring needle)、或其他可撓性導體之類的導電連接器取代該異方性導電膠40，亦即該導電連接器之種類並不以異方性導電膠為限。
當有探針損壞時，使用者只要透過解除各該壓制件50的壓制即可迅速將該探針模組30更換掉，即可快速繼續使用該探針卡10，亦即基板模組20可繼續使用，而不需整個探針卡10送修而中斷檢測工作或整個探針卡10報廢而造成浪費。本發明之探針卡10的探針模組更換方法，係先解除各該壓制件50施於該探針模組30之壓制力，再將該探針模組30自該基板模組20之安裝孔26取出，然後將要更換上的另一探針模組以如同前述該探針模組30之設置方式而設置於該安裝孔26，再將各該壓制件50之壓制部52壓制於更換上的探針模組即可。藉此，本發明之探針卡10可供使用者快速地更換並隨即使用更換後的探針模組30。
在本實施例中，各該壓制件50為一肘節夾鉗，包含有一固定於該補強板24之固定座54、一可供使用者操作而擺動之操作桿56，以及一能在該肘節夾鉗50受使用者操作時相對該固定座54擺動之擺臂58，該壓制部52係位於該擺臂58。藉由固定座54當支點對操作桿56向下施力可使壓制部52抵壓於補強板32之容置槽322(詳述於下文)之底面322a，向上扳起則可解除抵壓。本實施例以肘節夾鉗作為壓制件50，可供使用者快速操作，以便快速地組裝探針卡10或更換探針模組30，然而，該壓制件50不限為肘節夾鉗，只要可提供壓制力將該探針模組30壓制於該基板模組20 且該壓制力能被使用者移除即可，例如，該壓制件可為設置在基板模組20之螺栓，並以螺拴頭作為壓制部，藉由旋轉螺栓使螺栓頭(壓制部)抵壓於該探針模組30以將探針模組30固定於基板模組20，或者使螺栓頭(壓制部)離開該探針模組30，而解除施加於該探針模組30的壓制力，使該探針模組30得以抽離該基板模組20。又如，該壓制件可為樞設於該基板模組20上之金屬彈片，利用彈片的一端抵壓或離開該探針模組30，而達到快速固定及拆卸該探針模組30之功效。換言之，本發明之壓制件50並不以本實施所提供之肘節夾鉗為限。
此外，在製造該探針卡10時，只要該第一接合面282a與該第二接合面392a進行精密的水平與垂直平面加工，並透過第一階梯狀結構28及第二階梯狀結構39精準定位，即可在該探針卡10對位組裝完成後確保探針364朝向正確之方位(例如針尖垂直於待測物)，在設有複數探針364的情況下，即可確保該等探針364之針尖相對於待測物有良好之平面度與定位精準度。特別是，在具有第一接合面282a之補強板24以及具有該第二接合面392a之補強板32皆為金屬製品或強化材料之情況下，前述精密平面加工可輕易地達成。換言之，本發明之探針卡10不需設置調整探針方位之機制，而且結構簡潔嚴謹且組裝拆解容易而可節省組裝時間，並可避免費時之探針方位校正過程。
由於本發明之探針卡10係可供使用者在探針損壞時將該探針模組30整體更換，因此該探針頭36能以不可拆卸之方式固定，例如用黏膠固定或採取其他較為牢固之固定方式，以避免該探針頭36位移而影響探針364之位置及方位，甚至，該探針模組30可在以前述之螺絲鎖固方式組裝完成後再整體以黏膠固定，因此更加強化精準度。此外，本實施例之探針卡10可供使用者握持該把手372而簡單且快速地拆卸及安裝探針模組30，藉以讓使用者更快速地更換探針模組30。然而，該探針模組30亦可不設有把手372，且亦可不設有蓋板37。
實際上，該基板模組20可不包含有該補強板24，亦即，該電路基板22可藉由單一板件或多個相疊的板件直接配置成具有該第一階梯狀結構28之形狀。然而，如前述之該第一階梯狀結構28由電路基板22及 補強板24構成之設計，可讓該補強板24由結構強度較佳之材質(例如金屬板)製成，以提供較佳之可加工性、定位精準度及機械強度，而避免該基板模組20因機械負載、熱梯度、應力等等而變形或損壞，並可讓該肘節夾鉗50之固定座54固定於該補強板24，如此一來，該電路基板22在電性及機械特性上較不易損壞，該第一接合面282a較不易變形而可更確實地與第二接合面392a相抵並以較強的材料特性承擔壓合的應力及探針模組30本身的重量，且可使該肘節夾鉗50之穩定性較佳而可確保提供正確方向之壓制力，以提高基板模組20在經不同探針模組30重複裝拆使用下的耐用性。
同樣地，該探針模組30亦可不包含有該補強板32，亦即，該電路基板31可藉由單一板件或多個相疊的板件直接配置成具有該第二階梯狀結構39之形狀。然而，如前述之該第二階梯狀結構39由電路基板31及補強板32構成之設計，可讓該補強板32由結構強度較佳之材質(例如金屬板)製成，讓壓制件50之壓制部52壓制於補強板32，使得該電路基板31或探針模組30較不易損壞，並使該第二接合面392a較不易變形進而使第一、二接合面282a、392a更確實地相抵並以較強的材料特性承擔壓合的應力。此外，該探針模組30主要之結構特徵在於該第二階梯狀結構39，其他部分之結構不以前述實施例所提供者為限，只要探針364能與電路基板31之第二導電接點394b電性連接即可。亦即，視實際需要，導電連接器33可選擇性地配置，亦不以本實施例所提供之具有導電銷安裝座331和導電銷38之結構為限，例如，導電連接器33亦可為諸如伸縮導電銷(pogo pin)、彈簧針(spring needle)、異方性導電膠此類的導電連接器。
如第3圖所示，該基板模組20具有位於該第一階部282之三對位槽282b，其中該三對位槽282b與第一階部282共同形成一(多邊形)環狀結構，對位槽282b位於中斷之第一階部282之中斷處(或第一階部282之中)及/或電路基板22之上方，在本實施例中，該等對位槽282b係貫穿該補強板24而直接位於電路基板22上，但不以此為限，在其他實施例中，該第一階部282亦可在與對位槽282b位置對應之部分保留水平高度低於第一接合面282a之薄層，而使第一階部282不中斷成如第3圖所示之三個區段。此外，該探針模組30之補強板32之該第一階部392具有自該第二接合 面392a(或該第一階部392)凸出之三凸出部392b(如第6圖所示)，該等凸出部392b係可分別精準對位嵌卡於該等對位槽282b內。藉此，組裝人員可快速地將該探針模組30以正確之方位設置於該安裝孔26內，以確保壓制件50壓制於預定位置。此外，如第1圖所示，該基板模組20之補強板24的上表面設有二呈三角形之對位標誌242，且該探針模組30之補強板32的上表面亦設有二呈三角形之對位標誌326，如此亦可供組裝人員以該等對位標誌242、326朝向同一方向之方式而快速地將該探針模組30以正確之方位設置於該安裝孔26內。
如本實施例所提供者，該等對位槽282b及凸出部392b之位置可(但不限於)剛好設定於壓制件50壓制於該探針模組30之位置，亦即，當該探針模組30位於該安裝孔26內且受壓制件50之壓制力作用時，壓制件50之壓制部52位置對應於凸出部392b，亦即，如第2圖所示，位置相對應之壓制部52與凸出部392b係位於同一垂直假想線L。在此狀況下，該探針模組30之補強板32可(但不限於)具有位置分別對應於該等凸出部392b之三容置槽322，亦即，如第2圖所示，位置相對應之容置槽322與凸出部392b係位於同一垂直假想線L，各該容置槽322具有一位置對應於該第二接合面392a與該第二傳輸面394a之間的底面322a，亦即，在第2圖中，該底面322a之水平高度係高於該第二傳輸面394a且低於該第二接合面392a(低於補強板32或第一階部392之上表面)；當該探針模組30位於該安裝孔26內且受壓制件50之壓制力作用時，該等壓制件50之壓制部52係分別位於該等容置槽322內且分別抵壓於該等容置槽322之底面322a，如此一來，雖然壓制件50之壓制力非直接施於第一、二接合面282a、392a相接之位置，仍可藉由前述之設計提高壓制件50之壓制力對第一、二接合面282a、392a之壓制效果，藉以使第一、二接合面282a、392a更確實地相抵，更加確保探針364朝向正確之方位。此外，如第4、6圖所示，凸出部392b的下表面392c之水平高度係略高於第二傳輸面394a或電路基板31之下表面314，但不以此為限；藉此，壓制部52進行抵壓於容置槽322之底面322a時，補強板32之第一階部392之第二接合面392a係先接觸壓制補強板24之第一階部282之第一接合面282a，補強板32之第一階部392之凸出部392b 的下表面392c再直接或間接以較小的應力接觸其對應位置(或下方)之電路基板22，以透過補強板32之第二接合面392a與補強板24之第一接合面282a的較大接觸範圍承擔絕大部分的壓制應力及探針模組30本身的重量以保護電路基板22或其他部件；此外，若凸出部392b的下表面392c之水平高度高出電路基板31之下表面314一預設值，壓制部52進行抵壓於容置槽322之底面322a時，補強板32之凸出部392b的下表面可不接觸其下方之電路基板22。
在本實施例中，對位槽282b、凸出部392b及容置槽322皆為複數並與壓制件50數量相同，且對位槽282b、凸出部392b及容置槽322係分別以位置非對稱之方式分佈，本發明所述之非對稱地分佈係針對全部的對位槽282b、凸出部392b或容置槽322而言，以對位槽282b為例，雖然本實施例之三對位槽282b中有二者相互對稱，但另一者並無與其對稱之對位槽，因此，根據本發明之定義，該等對位槽282b係非對稱地分佈，當該探針模組30與其預定方位相差90度、180度或270度而設置於該安裝孔26時，都會因該等凸出部392b無法對準該等對位槽282b而無法設置。因此，如前述之複數對位槽282b及複數凸出部392b非對稱地分佈之設計，可提升該探針模組30與該基板模組20之對位效果，讓組裝人員可快速地將該探針模組30以正確之方位設置於該安裝孔26內。再配合數量相同之壓制件50壓制於對應該等凸出部392b之處，可藉由多個壓制位置之分佈設計而使該探針模組30較平均地受到壓制力以提高水平精度。然而，對位槽282b、凸出部392b及容置槽322以及壓制件50之數量並無限制。此外，補強板32可具有多個定位孔324，補強板24的第一階部282可具有多個定位孔286，並可利用位於定位孔324或定位孔286之定位銷(圖未示)以進一步彼此對應精準定位，於其他實施例中，定位銷(圖未示)也可由外部***。
如第7圖所示之本發明一第二較佳實施例，以及第8圖所示之本發明一第三較佳實施例，本發明之探針卡亦可無如前述第一實施例所揭示之對位槽282b、凸出部392b及容置槽322(但亦具前述之其他第一階梯狀結構28及第二階梯狀結構39的特徵以精準對位)，而讓壓制件50之壓制部52位置對應於該第一接合面282a與該第二接合面392a，亦即，壓制件 50之壓制力係直接施於探針模組30之補強板32頂面、相對第一、二接合面282a、392a相接之位置，如此亦可更確實地使第一、二接合面282a、392a相抵，也就是說壓制部52藉由固定座54當支點壓抵時下方具有對應的補強板32之第一階部392及補強板24之第一階部282以直接承接壓合的應力並保護電路基板22或其他部件，並確保探針364朝向正確之方位，且第一階部392及第一階部282可為一連續之環狀或多邊形外框結構。且於其他實施例中，本發明之探針卡可以不具有對位槽282b及凸出部392b，但具有容置槽322以容置壓制部52，亦即壓制部52進行壓合時將壓抵於補強板32(第一階部392)上之容置槽322之一底面，該底面之水平高度低於該補強板32(第一階部392)之上表面，且該第一階部392之下表面實質上為一連續之環狀或多邊形外框之平面。此外，於其他實施例中，本發明之探針卡可以具有凸出部392b及對位槽282b以讓第一階部392及第一階部282對位嵌卡，但其壓制部52係可以壓制在第一階部392之凸出部392b對應位置以外的其他位置上。
在前述之第一較佳實施例中未特別詳細說明的是，該電路基板22上更設有位於該補強板24外圍之複數外接點292(如第7、8圖所示)，該等外接點292可為導電墊或端子，以供由一測試機(圖中未示)伸出之導電桿(圖中未示)頂抵，或者，多個外接點292可整合於一電連接器，以藉由插接於該電連接器之傳輸線而與測試機電性連接。該等外接點292可藉由接設於該電路基板22之導線294(亦即跳線)且/或佈設於該電路基板22頂面、底面或內層之導線296(亦即佈線)而分別與該等第一導電接點284b電性連接，進而使該等探針364與測試機電性連接。
本發明之探針卡的探針形式無任何限制，可採用各種探針，例如，第2圖所示之第一較佳實施例及第8圖所示之第三較佳實施例係採用垂直式探針，第7圖所示之第二較佳實施例係採用懸臂式探針。再舉例而言，該探針可利用機械加工製成具彈性之形狀，並接設於電路板底面；該探針亦可為微積電探針，係利用微機電製程成形於電路板底面；此外，該探針亦可為如先前技術中所述我國專利I425218之第25圖所示之同軸線；再者，該探針亦可為伸縮導電銷(pogo pin)、凸塊(bump)、短釘(stud)、 衝壓彈簧、短針(needle)、挫曲針(buckling probe)等等。
如第7圖所示，該探針座362可為電路板，該探針364係透過該探針座362之內部走線而與該探針座362頂面之導電接點362a電性連接，再透過導電銷38而與該電路基板31底面之第三導電接點312電性連接，再透過該電路基板31之內部走線而與第二導電接點394b電性連接。然而，該探針座362亦可非電路板，例如，在第8圖中，該探針座362係由三個絕緣之探針導板(非電路板)構成，並供探針364穿設於其中。
最後，必須再次說明，本發明於前揭實施例中所揭露的構成元件，僅為舉例說明，並非用來限制本案之範圍，其他等效元件的替代或變化，亦應為本案之申請專利範圍所涵蓋。
10‧‧‧探針卡
20‧‧‧基板模組
22‧‧‧(第一)電路基板
24‧‧‧(基板模組)補強板
26‧‧‧安裝孔
28‧‧‧第一階梯狀結構
282‧‧‧第一(基板)階部
282a‧‧‧第一接合面
284‧‧‧第二(基板)階部
284a‧‧‧第一(基板)傳輸面
284b‧‧‧第一導電接點
30‧‧‧探針模組
31‧‧‧(第二)電路基板
312‧‧‧第三導電接點
32‧‧‧(探針模組)補強板
322‧‧‧容置槽
322a‧‧‧底面
33‧‧‧導電連接器
34‧‧‧固定座
35‧‧‧探針頭安裝座
36‧‧‧探針頭
362‧‧‧探針座
364‧‧‧探針
37‧‧‧蓋板
372‧‧‧把手
38‧‧‧導電銷
39‧‧‧第二階梯狀結構
392‧‧‧第一(探針)階部
392a‧‧‧第二接合面
392b‧‧‧凸出部
392c‧‧‧下表面
394‧‧‧第二(探針)階部
394a‧‧‧第二傳輸面(第一探針傳輸面)
394b‧‧‧第二導電接點
40‧‧‧異方性導電膠
50‧‧‧壓制件
52‧‧‧壓制部
54‧‧‧固定座
56‧‧‧操作桿
58‧‧‧擺臂

Claims (13)

  1. 一種可更換探針模組之探針卡，包含有：一基板模組，具有一安裝孔以及一位於該安裝孔之一孔壁的第一階梯狀結構，該第一階梯狀結構具有一第一階部以及一第二階部，該第一階部具有一第一接合面，該第二階部具有一第一傳輸面，該第一傳輸面設有一第一導電接點；一探針模組，具有一探針及一第二階梯狀結構，該第二階梯狀結構具有一第一階部以及一第二階部，該第二階梯狀結構之第一階部具有一第二接合面，該第二階梯狀結構之第二階部具有一第二傳輸面，該第二傳輸面設有一與該探針電性連接之第二導電接點，該探針模組係以該第一接合面與該第二接合面相接且該第一傳輸面與該第二傳輸面相面對之方式設置於該基板模組之安裝孔；以及一壓制件，具有一壓制部，該壓制部可離開地抵壓於該探針模組而使該第二接合面緊抵於該第一接合面且該第一導電接點與該第二導電接點電性連接。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之可更換探針模組之探針卡，其中該基板模組具有一位於該第一階梯狀之該第一階部之對位槽，該探針模組具有一自該第二階梯狀結構之該第一階部凸出之凸出部，該凸出部係嵌置於該對位槽內，且其中當該探針模組位於該安裝孔內且受該壓制件抵壓時，該壓制件之壓制部係抵壓於該探針模組對應於該凸出部之位置。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之可更換探針模組之探針卡，其中該基板模組具有非對稱地分佈之複數該對位槽，該 探針模組具有非對稱地分佈之複數該凸出部，該等凸出部係分別嵌置於該等對位槽內。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之可更換探針模組之探針卡，其中該基板模組包含有一電路基板及一補強板，該第一接合面係位於該補強板，該第一傳輸面係位於該電路基板，且其中該探針模組包含有一電路基板及一補強板，該第二接合面係位於該探針模組之補強板，該第二傳輸面係位於該探針模組之電路基板。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之可更換探針模組之探針卡，其中該壓制件為一肘節夾鉗，包含有一固定於該基板模組之固定座，以及一能在該肘節夾鉗受使用者操作時相對該固定座擺動之擺臂，該壓制部係位於該擺臂。
  6. 一種可更換探針模組之探針卡的組裝方法，包含有下列步驟：提供一基板模組，該基板模組具有一安裝孔以及一位於該安裝孔之一孔壁的第一階梯狀結構，該第一階梯狀結構具有一第一階部以及一第二階部，該第一階部具有一第一接合面，該第二階部具有一第一傳輸面，該第一傳輸面設有一第一導電接點；提供一探針模組，該探針模組具有一探針及一第二階梯狀結構，該第二階梯狀結構具有一第一階部以及一第二階部，該第二階梯狀結構之第一階部具有一第二接合面，該第二階梯狀結構之第二階部具有一第二傳輸面，該第二傳輸面設有一與該探針電性連接之第二導電接點； 將該探針模組設置於該基板模組之安裝孔內，使得該第一接合面與該第二接合面相接，且該第一傳輸面係面對該第二傳輸面；以及施予一抵壓力量於該探針模組，使得該第二接合面緊抵於該第一接合面且該第一導電接點與該第二導電接點電性連接。
  7. 一種如申請專利範圍第6項所述之可更換探針模組之探針卡的組裝方法所組裝而成之探針卡的探針模組更換方法，包含有下列步驟：解除施於該探針模組之抵壓力量；將該探針模組自該基板模組之安裝孔取出；將另一探針模組設置於該基板模組之安裝孔，使得該基板模組之第一接合面與該另一探針模組之一第二接合面相接，且該基板模組之第一傳輸面係面對該另一探針模組之一第二傳輸面；以及施予一抵壓力量於該另一探針模組，使得該第二接合面緊抵於該第一接合面且該基板模組之第一導電接點與該另一探針模組之一第二導電接點電性連接。
  8. 一種可更換探針模組之探針卡，包含有：一基板模組，具有一安裝孔、一第一電路基板以及一基板模組補強板，該基板模組補強板具有一第一基板階部；一探針模組，具有一探針、一第二電路基板以及一探針模組補強板，該探針模組補強板具有一第一探針階部；以及 一壓制件，具有一壓制部及一固設於該基板模組補強板之固定座，其中，藉由該固定座當支點施力，該壓制部可抵壓於該第一探針階部而使該第一探針階部緊抵該第一基板階部，進而使該探針模組可移除地設置於該基板模組之安裝孔且使該第一電路基板經該第二電路基板電性耦接該探針。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之可更換探針模組之探針卡，其中該基板模組具有一位於該第一基板階部之對位槽，該探針模組具有一自該第一探針階部凸出之凸出部，該凸出部可移除地嵌置於該對位槽內，且其中當該探針模組位於該安裝孔內且受該壓制件抵壓時，該壓制部係抵壓於對應於該凸出部之一容置槽之一底面。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之可更換探針模組之探針卡，其中該凸出部的一下表面之水平高度高於該第二電路基板之一下表面。
  11. 如申請專利範圍第9項所述之可更換探針模組之探針卡，其中當該探針模組位於該安裝孔內且受該壓制件抵壓時，該第一探針階部之一第一探針接合面先壓抵該第一基板階部之一第一基板接合面，該凸出部的一下表面再接觸其對應位置之該第一電路基板。
  12. 如申請專利範圍第8項所述之可更換探針模組之探針卡，其中該第一電路基板具有一第二基板階部，該第二電路基板具有一第二探針階部，且其中當該探針模組位於該安裝孔內且受該壓制件抵壓時，該第二基板階部之一第一基板傳輸面與該第二探針階部之一第一探針傳輸面對位電性連 接，以使該第一電路基板經該第二電路基板電性耦接該探針，且其中該第一探針階部位於該第二探針階部外圍的上方。
  13. 如申請專利範圍第8項所述之可更換探針模組之探針卡，其中當該探針模組位於該安裝孔內且受該壓制件抵壓時，該壓制件係抵壓於該探針模組補強板之一容置槽之一底面，且該容置槽之該底面之水平高度低於該第一探針階部之一上表面。
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