TWI835267B - 高頻訊號測試用探針裝置 - Google Patents
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Abstract
一種高頻訊號測試用探針裝置，包括一訊號遮蔽殼體及至少二探針，其中該訊號遮蔽殼體內平行間隔設有至少二圓柱狀容置空間，該相鄰二圓柱狀容置空間係相互連通且至少設定有一間距，該每一圓柱狀容置空間相對於該訊號遮蔽殼體之二相對表面分別形成一穿孔，使該每一探針二端之一測試端及一伸縮端分別穿出該等穿孔，該每一探針與該圓柱狀容置空間的內壁面之間設定有一氣隙，改變該間距及該氣隙尺寸即能調整所需的匹配阻抗；據此，該等測試端及該等伸縮端係分別靠觸一待測物及一電氣連接座以傳輸高頻訊號，並遮蔽傳輸時的干擾以降低檢測誤差。
Description
本創作係屬於半導體電氣測試設備的領域，特別是關於一種安裝於一電氣測試座內的高頻訊號測試用探針裝置，供檢測如：物聯網等需要高速運算的訊號源或是5G行動網路訊號，並能在製造時調整所需的匹配阻抗，也不會在檢測時受到訊號干擾而造成檢測誤差者。
按，一般半導體係透過具有一電氣連接座的電氣測試設備進行電氣測試，其中，該電氣連接座內部係等間隔排列有複數個電氣探針，用來對應接觸待測試之該半導體的各個電氣銲墊，藉由接觸後的訊號傳輸來分析其電性訊號的正確性以獲得檢測結果。
然而，隨著積體電路技術的進步，半導體晶片的體積也之變小，除了該等探針的間距變小之外，量測頻率也必須隨之提升才能銜接上晶片的需求，特別是隨著一些高速網路的需求，例如：檢測物聯網等需要高速運算的訊號源或是5G行動網路訊號等，必須使用能夠檢測高頻訊號的電氣測試設備，傳統的電氣探針已不敷使用，這時就會需要使用到高頻探針卡，該高速探針卡係包含一基板及複數探針，使用方式與一般電氣探針相同，係透過接觸銲墊時產生均勻的變形量與應力，以確實傳輸來自電氣測試設備的測試訊號；如美國發明專利US7,656,175號「Inspection unit」及US4,724,180號「Electrically shielded connectors」，均提出具有基板之高頻探針卡結構，二者都有組裝基板時的對位問題，於高頻訊號檢測中，對於
組裝對位要求的精準度相當高，對於組裝人員來說，以上二種高頻探針卡結構組裝時都相當費時耗力，如採用軟性電路板的基板又有散失因子(disspation factor，DF)高的缺點。是故，目前大多數的高頻探針卡還是以垂直方式傳輸高頻訊號，高頻信號於傳輸過程中容易產生較大的損失，而導致高頻信號所能傳輸距離較短且容易衰減，除了上述問題之外，一般電氣訊號傳輸時的干擾問題，以及量測時的探針匹配阻抗問題，都是造成檢測時會產生誤差的因素；另外，應用於高頻訊號檢測的探針係指能夠傳輸頻率高於1GHz的訊號，而為了減少訊號的衰退率也出現了所謂的短探針，但探針長度的減少也限制了連接時的自感現象。是以，要如何克服現今高速探針卡的限制及缺點，在傳輸高頻訊號時能夠不增加訊號雜訊，同時避免受到外界干擾，並於接觸銲墊時確保其正常運作，大幅降低探針及銲墊的損壞，都是目前待解決的問題。
有鑑於此，本創作人遂累積多年研究這種電氣檢測設備的製造經驗，而精心設計出一種高頻訊號測試用探針裝置，透過利用一個經過特殊設計的訊號遮蔽殼體，能夠快速安裝於電氣連接座內而便於安裝及維修更換，當進行檢測時，該訊號遮蔽殼體能夠確保內部的探針不會受到一般電氣訊號的干擾，並且透過該訊號遮蔽殼體相對該等探針之間的間距及氣隙等設計而能調整其匹配阻抗，進一步確保其檢測時的正確性，特別適合檢測如：物聯網等需要高速運算的訊號源或是5G行動網路訊號等高頻訊號者。
本創作之一目的，旨在提供一種高頻訊號測試用探針裝置，俾具有一訊號遮蔽殼體，以及活動安裝於其內的至少二探針，透過該訊號遮蔽
殼體相對該等探針而設有一間距及一氣隙，據而在製造該訊號遮蔽殼體的過程中，改變該間距及該氣隙尺寸即能調整所需的匹配阻抗；據此，該等測試端及該等伸縮端係分別靠觸一待測物及一電氣連接座以傳輸高頻訊號，並遮蔽傳輸時的干擾以降低檢測誤差；並且，該訊號遮蔽殼體的設計係能夠快速安裝於電氣連接座內而便於安裝及維修更換，當進行檢測時，該訊號遮蔽殼體能夠確保內部的探針不會受到一般電氣訊號的干擾，確保其檢測時的正確性之功效。
為達上述目的，本創作之高頻訊號測試用探針裝置，用來快速安裝於一電氣測試座內，以供專門檢測電氣訊號中的高頻訊號，其中該電氣連接座內部係同軸向平行間隔設置有複數個電氣探針，包括：一訊號遮蔽殼體，其形狀係對應該電氣測試座之一安裝槽的形狀，以將該訊號遮蔽殼體直接安裝於其內，且該訊號遮蔽殼體內部係平行間隔設有至少二圓柱狀容置空間，該相鄰二圓柱狀容置空間係相互連通且至少設定有一間距，另該每一圓柱狀容置空間對應於該訊號遮蔽殼體之二相對表面分別形成一穿孔；及至少二探針，該每一探針二端分別為一測試端及一伸縮端，且將該每一探針分別對應容置於該每一圓柱狀容置空間，使該每一探針之該測試端及該伸縮端分別穿出互成相對之該二穿孔，使該等測試端及該等伸縮端之一部分位於該訊號遮蔽殼體外部，另該每一探針與該圓柱狀容置空間的內壁面之間設定有一氣隙；測試時，該等測試端及該等伸縮端係分別靠觸一待測物及該電氣連接座，使高頻訊號透過該二探針進行傳輸，並於製作該訊號遮蔽殼體的過程，設定該間距及該氣隙的尺寸以調整該二探針所需的匹配阻抗，藉該訊號遮蔽殼體遮蔽除該高頻訊號測試用探針裝置之外的該等電氣探針造成高頻訊號檢測時的誤差，亦即當進行檢測時，藉該訊號
遮蔽殼體能夠確保內部的探針不會受到外部探針的電氣訊號干擾，確保其檢測時的正確性。
於一實施例中，本創作之該訊號遮蔽殼體包含一本體及二蓋體，該本體係具有呈開放狀之一頂面及一底面，該等圓柱狀容置空間係分別連通該頂面及該底面，且該二蓋體分別封閉設置於該頂面及該底面。
再者，於另一實施例中，根據不同的使用類型，本創作具有不同的造形結構，例如：該每一蓋體由上方觀之係呈長橢圓形，以及該本體的剖面係同樣呈現長橢圓形，該本體設有該二圓柱狀容置空間，以及於該二蓋體上分別間隔設有該二穿孔，且相鄰之該二穿孔之間的間隔距離係對應該電氣連接座內部之該等電氣探針之間的距離。又如：該蓋體由上方觀之係呈L字形，以及該本體的剖面係同樣呈現L字形，該本體設有該三個圓柱狀容置空間，以及該相鄰二圓柱狀容置空間係相連通，並於該二蓋體上分別間隔設有該三個穿孔，且相鄰之該二穿孔之間的間隔距離係對應該電氣連接座內部之該等電氣探針之間的距離。或如：該蓋體由上方觀之係呈矩形，以及該本體的剖面係同樣呈現矩形，該本體設有該四個圓柱狀容置空間，以及該相鄰二圓柱狀容置空間係相連通，並於該二蓋體上分別間隔設有該四個穿孔，且相鄰之該二穿孔之間的間隔距離係對應該電氣連接座內部之該等電氣探針之間的距離；再者，該本體係由二個相對稱的塊體所構成，該二塊體係以該等探針的徑方向相對設置，使該等圓柱狀容置空間位於該二塊體接合面內部；抑或是如：該本體係由二個相對稱的塊體所構成，該二塊體係以該等探針的軸方向相對設置，使該二圓柱狀容置空間分別對稱間隔設置於該二塊體接合面，並且於該二塊體上分別設有相對應之一插孔及一插柱，該等插孔及該等插柱係對應設於該二圓柱形容置空間相連通的位置。據而能夠製作成符合需求的造形結構體，以便快速進行安裝，並
能確保進行檢測時，其內部的探針受該本體保護而不會受到一般電氣訊號的干擾，達到確保檢測正確性的目的。
1:高頻訊號測試用探針裝置
11:訊號遮蔽殼體
111:本體
1111:頂面
1112:底面
1113:圓柱狀容置空間
1114:塊體
1115:塊體
11151:插孔
11152:插柱
112:蓋體
1121:穿孔
12:探針
121:測試端
122:伸縮端
2:電氣連接座
21:電氣探針
22:安裝槽
圖1，為本創作第一較佳實施例的立體分解圖。
圖2，為本創作第一較佳實施例組裝後的結構示意圖。
圖3，為本創作第一較佳實施例組裝後的剖視圖。
圖4，為本創作第二較佳實施例的立體分解圖。
圖5，為本創作第二較佳實施例組裝後的結構示意圖。
圖6，為本創作第二較佳實施例組裝後的剖視圖。
圖7，為本創作第三較佳實施例的立體分解圖。
圖8，為本創作第三較佳實施例組裝後的結構示意圖。
圖9，為本創作第三較佳實施例組裝後的剖視圖。
圖10，為本創作第四較佳實施例的立體分解圖。
圖11，為本創作第四較佳實施例組裝後的結構示意圖。
圖12，為本創作調整不同間距後的檢測數據變化圖(一)。
圖13，為本創作調整不同間距後的檢測數據變化圖(二)。
圖14，為本創作調整不同間距後的檢測數據變化圖(三)。
圖15，為本創作調整不同間距後的檢測數據變化圖(四)。
圖16，為本創作調整不同間距後的檢測數據變化圖(五)。
圖17，為本創作調整不同間距後的檢測數據變化圖(六)。
為使 貴審查委員能清楚了解本創作之內容，僅以下列說明搭配圖式，敬請參閱。
請參閱圖1、圖2及圖3，係為本創作第一較佳實施例的立體分解圖，以及其組裝後的結構示意圖與剖視圖。如上述各圖所示，本創作之高頻訊號測試用探針裝置1，用來快速安裝於一電氣測試座2內，以供專門檢測電氣訊號中的高頻訊號，其中該電氣連接座2內部係同軸向平行間隔設置有複數個電氣探針21，該高頻訊號測試用探針裝置1係包括一訊號遮蔽殼體11及一對探針12。
其中該訊號遮蔽殼體11之形狀係對應該電氣測試座2之一安裝槽22的形狀，如圖1中所示，該訊號遮蔽殼體11包含一本體111及二蓋體112，該本體111係具有呈開放狀之一頂面1111及一底面1112，以及該本體111內部係平行間隔設有二圓柱狀容置空間1113，該相鄰二圓柱狀容置空間1113係相互連通且設定有一間距，該二圓柱狀容置空間1113係分別連通該頂面1111及該底面1112；並且，該二蓋體112分別封閉設置於該頂面1111及該底面1112。應注意的是，該每一蓋體112由上方觀之係呈長橢圓形，以及該本體111的剖面係同樣呈現長橢圓形，以及於該每一蓋體112上分別對應該二圓柱狀容置空間1113而間隔設有二穿孔1121，且該相鄰二穿孔1121之間的間隔距離係對應該電氣連接座內部之該等電氣探針之間的距離，是以，該訊號絕緣殼體可便於直接安裝在該安裝槽內。
該每一探針12二端分別為一測試端121及一伸縮端122，且將該每一探針12分別對應容置於該每一圓柱狀容置空間1113，使該每一探針12之該測試端121及該伸縮端122分別穿出互成相對之該二穿孔1121，使該等測試端121及該等伸縮端122之一部分位於該訊號遮蔽殼體11外部，另該每一探針12與該圓柱狀容置空間1113的內壁面之間設定有一氣隙。
並請一併參閱圖12~圖16，係為本創作調整不同間距後的檢測數據變化圖。其中，IM為阻抗，Impedance的縮寫；IL為***損耗，Insertion Loss的縮寫；RL為回波損耗，Return Loss的縮寫，縱軸為規格區間，橫軸為傳輸速度。因此，從以下的圖式可以看出，可以看出間距的變化與訊號導通時的阻抗有明顯的線性差異，也就是間距越大，其導通訊號時的阻抗也會變大，並且，當傳輸速度越快的時候，特別是在某一區間的***損耗跟回波損耗都會降低。
請參閱圖4、圖5及圖6，係為本創作第二較佳實施例的立體分解圖，以及其組裝後的結構示意圖與剖視圖。為了配合實際檢測時的狀況，有時會需要不同數量的該探針12，如上述各圖所示，係為本創作之第二較佳實施例，其中，該高頻訊號測試用探針裝置1係包括一訊號遮蔽殼體11及三個探針12，其差異之處在於該蓋體112由上方觀之係呈L字形，以及該本體111的剖面係同樣呈現L字形，因而在該本體111內部設有該三個圓柱狀容置空間1113，並且，該相鄰二圓柱狀容置空間1113係相連通，並且，該每一蓋體112上分別間隔設有該三個穿孔1121，且相鄰之該二穿孔1121之間的間隔距離係對應該電氣連接座內部之該等電氣探針之間的距離。
請參閱圖7、圖8及圖9，係為本創作第三較佳實施例的立體分解圖，以及其組裝後的結構示意圖與剖視圖。如上述各圖所示，係為本創作之第三較佳實施例，其中，該高頻訊號測試用探針裝置1係包括一訊號遮蔽殼體11及四個探針12，與前二實施例差異之處在於，該蓋體112由上方觀之係呈矩形，以及該本體111的剖面係同樣呈現矩形，該本體111設有該四個圓柱狀容置空間1113，以及該相鄰二圓柱狀容置空間1113係相連通，並於該二蓋體112上分別間隔設有該四個穿孔1121，且相鄰之該二穿孔1121之間的間隔距離係對應該電氣連接座2內部之該等電氣探針21之間的距離，另外，為
了製造時的便利性，本創作之該本體111係由二個相對稱的塊體1114所構成，該二塊體1114係以該等探針12的徑方向相對設置，使該等圓柱狀容置空間1113位於該二塊體1114接合面內部。
請參閱圖10及圖11，係為本創作第四較佳實施例的立體分解圖，以及其組裝後的結構示意圖。如圖中所示，該本體111係由二個相對稱的塊體1115所構成，該二塊體1115係以該等探針12的軸方向相對設置，使該二圓柱狀容置空間1113分別對稱間隔設置於該二塊體1115接合面；並且，為了組裝時的便利性，係於該二塊體1115上分別設有相對應之一插孔11151及一插柱11152，該等插孔11151及該等插柱11152係對應設於該二圓柱形容置空間1113相連通的位置。
據此，在進行測試時，該等測試端121及該等伸縮端122係分別靠觸一待測物及該電氣連接座，使高頻訊號透過該二探針12進行傳輸，並於製作該訊號遮蔽殼體11的過程，設定該間距及該氣隙的尺寸以調整該二探針12所需的匹配阻抗，藉該訊號遮蔽殼體11遮蔽除該高頻訊號測試用探針裝置之外的該等電氣探針造成高頻訊號檢測時的誤差，亦即當進行檢測時，藉該訊號遮蔽殼體能夠確保內部的探針不會受到外部探針的電氣訊號干擾，確保其檢測時的正確性；並且，該訊號遮蔽殼體11的設計係能夠快速安裝於電氣連接座內而便於安裝及維修更換，當進行檢測時，而可透過該訊號遮蔽殼體11確保內部的探針不會受到一般電氣訊號的干擾，達到確保檢測正確性之功效的目的。
唯，以上所述者，僅為本創作之較佳實施例而已，並非用以限定本創作實施之範圍，故該所屬技術領域中具有通常知識者，或是熟悉此技術所作出等效或輕易的變化者，在不脫離本創作之精神與範圍下所作之均等變化與修飾，皆應涵蓋於本創作之專利範圍內。
1:高頻訊號測試用探針裝置
11:訊號遮蔽殼體
111:本體
1111:頂面
1112:底面
1113:圓柱狀容置空間
112:蓋體
1121:穿孔
12:探針
121:測試端
122:伸縮端
2:電氣連接座
21:電氣探針
22:安裝槽
Claims (8)
- 一種高頻訊號測試用探針裝置，用來快速安裝於一電氣測試座內，以供專門檢測電氣訊號中的高頻訊號，其中該電氣連接座內部係同軸向平行間隔設置有複數個電氣探針，包括： 一訊號遮蔽殼體，其形狀係對應該電氣測試座之一安裝槽的形狀，以將該訊號遮蔽殼體直接安裝於其內，且該訊號遮蔽殼體內部係平行間隔設有至少二圓柱狀容置空間，該相鄰二圓柱狀容置空間係相互連通且至少設定有一間距，另該每一圓柱狀容置空間對應於該訊號遮蔽殼體之二相對表面分別形成一穿孔；及 至少二探針，該每一探針二端分別為一測試端及一伸縮端，且將該每一探針分別對應容置於該每一圓柱狀容置空間，使該每一探針之該測試端及該伸縮端分別穿出互成相對之該二穿孔，使該等測試端及該等伸縮端之一部分位於該訊號遮蔽殼體外部，另該每一探針與該圓柱狀容置空間的內壁面之間設定有一氣隙；測試時，該等測試端及該等伸縮端係分別靠觸一待測物及該電氣連接座，使高頻訊號透過該二探針進行傳輸，並於製作該訊號遮蔽殼體的過程，設定該間距及該氣隙的尺寸以調整該二探針所需的匹配阻抗，藉該訊號遮蔽殼體遮蔽除該高頻訊號測試用探針裝置之外的該等電氣探針造成高頻訊號檢測時的誤差。
- 請求項1所述之高頻訊號測試用探針裝置，其中，該訊號遮蔽殼體包含一本體及二蓋體，該本體係具有呈開放狀之一頂面及一底面，該等圓柱狀容置空間係分別連通該頂面及該底面，且該二蓋體分別封閉設置於該頂面及該底面。
- 請求項2所述之高頻訊號測試用探針裝置，其中，該每一蓋體由上方觀之係呈長橢圓形，以及該本體的剖面係同樣呈現長橢圓形，該本體設有該二圓柱狀容置空間，以及於該二蓋體上分別間隔設有該二穿孔，且相鄰之該二穿孔之間的間隔距離係對應該電氣連接座內部之該等電氣探針之間的距離。
- 請求項2所述之高頻訊號測試用探針裝置，其中，該蓋體由上方觀之係呈L字形，以及該本體的剖面係同樣呈現L字形，該本體設有該三個圓柱狀容置空間，以及該相鄰二圓柱狀容置空間係相連通，並於該二蓋體上分別間隔設有該三個穿孔，且相鄰之該二穿孔之間的間隔距離係對應該電氣連接座內部之該等電氣探針之間的距離。
- 請求項2所述之高頻訊號測試用探針裝置，其中，該蓋體由上方觀之係呈矩形，以及該本體的剖面係同樣呈現矩形，該本體設有該四個圓柱狀容置空間，以及該相鄰二圓柱狀容置空間係相連通，並於該二蓋體上分別間隔設有該四個穿孔，且相鄰之該二穿孔之間的間隔距離係對應該電氣連接座內部之該等電氣探針之間的距離。
- 請求項5所述之高頻訊號測試用探針裝置，其中，該本體係由二個相對稱的塊體所構成，該二塊體係以該等探針的徑方向相對設置，使該等圓柱狀容置空間位於該二塊體接合面內部。
- 請求項1所述之高頻訊號測試用探針裝置，其中，該本體係由二個相對稱的塊體所構成，該二塊體係以該等探針的軸方向相對設置，使該二圓柱狀容置空間分別對稱間隔設置於該二塊體接合面。
- 請求項7所述之高頻訊號測試用探針裝置，其中，該二塊體上分別設有相對應之一插孔及一插柱，該等插孔及該等插柱係對應設於該二圓柱形容置空間相連通的位置。
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|---|---|---|---|
| TW111132573A TWI835267B (zh) | 2022-08-29 | 2022-08-29 | 高頻訊號測試用探針裝置 |
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| TW111132573A TWI835267B (zh) | 2022-08-29 | 2022-08-29 | 高頻訊號測試用探針裝置 |
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|---|---|
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