TWM457875U - 懸臂式探針卡 - Google Patents

Description

懸臂式探針卡

本創作係與探針卡結構有關，更詳而言之是指一種懸臂式探針卡。

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，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傳輸介面。

然而，該現行已知的懸臂式探針卡經常受制於電子產品迷你化，且使用功能日趨增加的趨勢，使得電子產品上用以供與探針抵接之受測部位上的錫球越來越密，相對造成許多習用懸臂式探針卡的探針排列與設計，無法準確地與該錫球接抵，進而有檢測接觸不良或檢測錯誤的情形發生。

為改善上述缺點，遂有業者利用將懸臂式探針卡之所有探針長度加長，藉以減少該等探針前端之間的間隙，並增加該等探針後端之間的間隙，祈以達到準確與該錫球接抵，並防止探針短路之效果。但探針加長後，會導致探針容易變形而無法確實準確地對準對應之錫球。

另外，除上述結構外，遂有業者設計如日本公告第JP-H06-222079號專利，其每一探針組具有兩根探針，其前端具有同樣長度，且較接近待測物之探針針身與一虛擬平面之間具有一第一角度，而較遠離待測物之探針針身與該虛擬平面之 間具有一大於該第一角度的第二角度，且每一組探針組皆具有相同角度之第一角度與第二角度。藉此，透過上述之擺針方式的設計冀以達到減少該等探針前端之間的間隙的目的。然而，前述之擺針設計需要更多的針層數來堆疊，針層數即是待測物方向往檢測機方向需要擺放探針的層數，當然探針針層數表示探針針尖段的長度要愈長，故前述之擺針設計無法有效地減緩探針針尖段增加的幅度，使得越遠離待測物之探針組在點測待測電子物件時，仍無法有效地避免其探針產生跪針或電性號接觸不良之情形。是以，習用懸臂式探針卡之設計仍未臻完善，且尚有待改進之處。

有鑑於此，本創作之主要目的在於提供一種懸臂式探針卡，可準確地與受測部位上之錫球接抵，且亦不會造成探針卡之體積增加。

緣以達成上述目的，本創作所提供之懸臂式探針卡係用以將一檢測機之測試訊號傳輸予一待測電子物件以進行電性檢測，並定義該檢測機之所在方向為上側，而該待測電子物件之所在方向為下側；該懸臂式探針卡包含有一電路板、一針座以及至少一探測模組；其中，該電路板佈設有複數訊號電路，且該訊號電路與該檢測裝置電性連接；該針座係以絕緣材質製成且結合於該電路板；該探測模組具有數組訊號針組，且該等訊 號針組係以由下向上排列之方式分別設置於該針座且與該電路板之訊號電路電性連接；各該訊號針組包含有一第一探針以及一第二探針，各該探針包括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受測部位；另外，該第一探針之該懸臂段與該針尖段之間形成有一第一探針夾角；該第二探針之該懸臂段與該針尖段之間形成有一第二探針夾角；依據上述構思，該等訊號針組滿足有下列條件：1.同一該訊號針組之該第一探針以及該第二探針的針尖段之長度實質上相等；2.同一該訊號針組之該第一探針夾角小於該第二探針夾角；3.排列於下側之該訊號針組的各針尖段之長度，短於排列於上側之該訊號針組的各針尖段之長度；4.排列於下側之該訊號針組之第一探針夾角，小於排列於上側之該訊號針組之第一探針夾角；5.排列於下側之該訊號針組之第二探針夾角，小於排列於上側之該訊號針組之第二探針夾角；6.排列於下側之該訊號針組之第二探針夾角，小於排列於上側之該訊號針組之第一探針夾角。

依據上述構思，其中二個相鄰之訊號針組，排列於上側之該訊號針組之第一探針夾角，大於排列於下側之該訊號針組之第二探針夾角1度以上。

依據上述構思，該探測模組包含有四組以上訊號針組。

依據上述構思，同一該訊號針組之該第一探針以及該第二探針之間的間隙小於80μm。

藉此，透過上述之設計，便可縮小該等針尖段之間的間隙，而可準確地與受測部位上之錫球接抵。

為能更清楚地說明本創作，茲舉較佳實施例並配合圖示詳細說明如後。

請參閱圖1及圖2，本創作較佳實施例之懸臂式探針卡用以將一檢測機(圖未示)之測試訊號傳輸予一待測電子物件100以進行電性檢測，並定義該檢測機之所在方向為上側101，而該待測電子物件100之所在方向為下側102。於本實施例中，該待測電子物件100為一處理器，且其上具有複數個受測部位110，且各該受測部位110中具有複數排接點組120，而每一排接點組120具有六個錫球(Bump)121，當然除錫球外，亦可適用於墊片(Pad)設計之待測電子物件上。該懸臂式探針卡包含有一電路板10、二個針座20以及兩組探測模組30。其中：

該電路板10中佈設有複數訊號電路(圖未示)，且該等訊號電路與該檢測裝置電性連接。而該等針座20則以絕緣材質製成且結合於該電路板10。以上所述之電路板10與該針座20之詳細結構與電性傳導技術與習用技術無異，於此容不再詳 述。

本創作之重點在於該探測模組30之設計，於本實施例中，各該探測模組30具有六組訊號針組31~36，分別為第一訊號針31組至第六訊號針組36，且該等訊號針組31~36是從第一訊號針組31至第六訊號針組36由下側102向上側101方向依序排列、並與另一該探測模組30之該等訊號針組31~36呈相互對稱之方式分別設置於該針座20上，並與該電路板10之訊號電路電性連接。另外，以上該探測模組30之設計，並不以此為限制，在另一實施例中，亦可以設計只有單一組探測模組30，不需要另一該探測模組30來呈現相互對稱之結構設計。

再者，要說明的是，由針座20至電路板10間的探針尾端部分，會根據該電路板10所具有的電性接點佈局做焊接，不一定會如圖1所示之一致性的排列，因此探針尾端連接於電路板10上之位置係根據需求而定，並不以圖1所示之態樣為限制。

請參閱圖3與圖4，係以該第一訊號針組31為例，進行以下之說明，各該訊號針組31包含有並列之一第一探針311以及一第二探針312，各該探針311、312包括有相連接一懸臂段311a、312a與一針尖段311b、312b。其中，該懸臂段311a、312a設置在該針座20上，而該針尖段311b、312b則用以點觸該待測電子物件100之受測部位110上之錫球121。值得一提的是，同一該訊號針組31之該第一探針311以及該第二探 針312的針尖段311b、312b之間的間隙P小於80μm。另外，各該訊號針組31的該第一探針311之該懸臂段311a與該針尖段311b之間形成有一第一探針夾角θ₁ ，而其該第二探針312之該懸臂段312a與該針尖段312b之間形成有一第二探針夾角θ₂ ，且每一探針的懸臂段與針尖段之間均會形成一探針夾角。

其中，各該探測模組30之該等訊號針組31~36滿足有下列條件：

1.同一該訊號針組31~36之該第一探針以及該第二探針的針尖段之長度實質上相等。當然，該等訊號針組31~36在實際製作時，該第一探針以及該第二探針的針尖段可能因為人工製作的關係而產生誤差，但該第一探針以及該第二探針的針尖段之長度誤差值仍可維持在1密耳(mil)之內。更具體來說，請參閱圖3，以第一訊號針組31為例，其該第一探針311以及該第二探針312的針尖段311b、312b之長度L1、L2相等。

2.同一該訊號針組31~36之該第一探針夾角，小於該第二探針夾角。

請參閱圖4，以第一訊號針組31為例，該訊號針組31之該第一探針夾角θ₁ 小於該第二探針夾角θ₂ 的角度為2度以上。換言之，當其第一探針311之第一探針夾角θ₁ 為146度時，則其第二探針312之第二探針夾角θ₂ 則至少要有148度。

3.排列於接近下側102之該訊號針組31~35的各針尖段之長度，短於排列於接近上側101之該訊號針組32~36的各針尖段之長度。

請參閱圖5，以相鄰之第一、第二訊號針組31、32為例，排列於接近下側102之該第一訊號針組31之各針尖段311b、312b之長度L1、L2，短於排列於接近上側101之該第二訊號針組32的各針尖段321b、322b之長度L3、L4。

4.排列於接近下側102之該訊號針組31~35之第二探針夾角，小於排列於接近上側101之該訊號針組32~36之第一探針夾角。

請參閱圖5，同樣是以相鄰之第一、第二訊號針組31、32為例，排列於接近上側101之該第二訊號針組32之第一探針夾角θ_2-1 ，大於排列於接近下側102之該第一訊號針組之第二探針夾角θ_1-2 的角度為1度以上。更詳而言之，當該第一訊號針組31之第二探針夾角θ_1-2 為148度時，該第二訊號針組32之第一探針夾角θ_2-1 則至少要有149度。

5.排列於接近下側102之該訊號針組31~35之第一探針夾角，小於排列於接近上側101之該訊號針組32~36之第一探針夾角。

請參閱圖5，以相鄰之第一、第二訊號針組31、32為例，排列於接近上側101之該第二訊號針組32之第一探針夾角θ_2-1 ，大於排列於接近下側102之該第一訊號針組之第一 探針夾角θ_1-1 的角度。

6.排列於接近下側102之該訊號針組31~35之第二探針夾角，小於排列於接近上側101之該訊號針組32~36之第二探針夾角。

請參閱圖5，同樣以相鄰之第一、第二訊號針組31、32為例，排列於接近上側101之該第二訊號針組32之第二探針夾角θ_2-2 ，大於排列於接近下側102之該第一訊號針組31之第二探針夾角θ_1-2 的角度。

藉此，透過上述之設計，便可有效地縮小該等探針之針尖段之間的間隙，使得各該探測模組中的六組訊號針組31~36便可於一次量測中，同時將其針尖段壓抵於同一受測部位110中相鄰的兩個排接點組120上，進而達到同時測試12個錫球121是否正常之效果。

另外，透過訊號針組31~36由下側102向上側101依序排列，且各該訊號針組31~36之該等探針並列之設計，不需將所有探針長度加長，使其第一探針夾角與該第二探針夾角之角度皆呈現由下向上遞增，即可有效地增加該等探針之懸臂段之間的間隙，而不易造成探針變形。

再者，在實際實施上，該探測模組30可依需求於其中一組訊號針組的上方或下方、或是其中兩組訊號針組之間增設單一根探針，藉以進行對應之電性量測，而此種結構之設計亦屬本創作另外一種可行之實施例而已。

要說明的是，雖然前述圖4~5所示的實施例係以四列訊號針組為例，但實際實施上，並不以四列為限制，只要是四列以上之訊號針組都可以適用前述之探針夾角關係。此外，雖然前述每一個訊號針組的探針數為2支，但在實施時，並不以2支探針為限制，3支探針以上都可以根據前述之探針夾角關係來實施。

舉例來說，當懸臂式探針卡具有m組訊號針組(m≧1)，且每一訊號針組中具有a支探針(本實施例為a=2)時，在定義每一訊號針組中往同一方向依序編排有相同之探針序號的前提下，排列於接近下側102之訊號針組中各探針之探針夾角，小於排列於接近上側101之該訊號針組之同一序號之探針之探針夾角。

每一訊號針組中的探針的針尖段長度實質上相等，且同一該訊號針組之探針針尖段之長度誤差值維持在1密耳之內。

以同一該訊號針組而言，相鄰兩探針之探針夾角的角度差絕對值大於等於2度。對於二個相鄰之訊號針組而言，排列於接近上側101之訊號針組(第m+1組)中的探針夾角最小值，與排列於下側102之訊號針組(第m組)中的探針夾角最大值之間的角度差的絕對值大於等於1度。

在每一訊號針組中具有相同之探針序號的前提下，排列於非最接近上側101的一訊號針組中，相鄰兩探針夾角的角度差的絕對值，小於等於最接近上側101的訊號針組中，相鄰兩探 針夾角的角度差。

相鄰兩訊號針組之間定義有一相鄰針組最接近角度差，而所謂相鄰針組最接近角度差是指相鄰的針組中，排列於接近上側101之訊號針組所具有的最小探針夾角，與排列於接近下側102之訊號針組所具有的最大探針夾角之間的角度差。而非最接近上側101的相鄰兩訊號針組的相鄰針組最接近角度差的絕對值，小於等於最接近上側101之相鄰兩訊號針組的相鄰針組最接近角度差的絕對值。又，以上所述僅為本創作較佳可行實施例而已，並不以此為限，舉凡應用本創作說明書及申請專利範圍所為之等效結構變化，理應包含在本創作之專利範圍內。

10‧‧‧電路板

20‧‧‧針座

30‧‧‧探測模組

31~36‧‧‧訊號針組

311‧‧‧第一探針

312‧‧‧第二探針

311a、312a‧‧‧懸臂段

311b、312b、321b、322b‧‧‧針尖段

100‧‧‧待測電子物件

110‧‧‧受測部位

120‧‧‧接點組

121‧‧‧錫球

θ₁ ‧‧‧第一探針夾角

θ₂ ‧‧‧第二探針夾角

θ_1-1 ‧‧‧第一探針夾角

θ_2-1 ‧‧‧第一探針夾角

θ_1-2 ‧‧‧第二探針夾角

θ_2-2 ‧‧‧第二探針夾角

101‧‧‧上側

102‧‧‧下側

L1、L2、L3、L4‧‧‧長度

P‧‧‧間隙

圖1為本創作一較佳實施例之結構圖。

圖2揭示本創作欲量測之電子物件。

圖3與圖4為本創作第一訊號針組之前視圖與側視圖；圖5為本創作第一、第二訊號針組之側視圖。

31‧‧‧第一訊號針組

32‧‧‧第二訊號針組

311b、312b、321b、322b‧‧‧針尖段

θ_1-1 ‧‧‧第一探針夾角

θ_2-1 ‧‧‧第一探針夾角

θ_1-2 ‧‧‧第二探針夾角

θ_2-2 ‧‧‧第二探針夾角

L1、L2、L3、L4‧‧‧長度

101‧‧‧上側

102‧‧‧下側

Claims (9)

1. 一種懸臂式探針卡，係用以將一檢測機之測試訊號傳輸予一待測電子物件以進行電性檢測，並定義該檢測機之所在方向為上側，而該待測電子物件之所在方向為下側；該懸臂式探針卡包含有：一電路板，佈設有複數訊號電路，且該訊號電路與該檢測裝置電性連接；一針座，為絕緣結構且結合於該電路板；至少一探測模組，具有複數組訊號針組，且該等訊號針組係以由下側向上側排列之方式分別設置於該針座且與該電路板之複數個訊號電路電性連接；各該訊號針組包含有至少一第一探針以及一第二探針，各該探針包括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受測部位；另外，該第一探針之該懸臂段與該針尖段之間形成有一第一探針夾角；該第二探針之該懸臂段與該針尖段之間形成有一第二探針夾角；其中，該等訊號針組滿足有下列條件：同一該訊號針組之該等探針的針尖段之長度實質上相等；同一該訊號針組之該第一探針夾角小於該第二探針夾角；排列於接近下側之該訊號針組的各針尖段之長度，短於排列於接近上側之該訊號針組的各針尖段之長度；排列於接近下側之該訊號針組之第一探針夾角，小於排列於接近上側之該訊號針組之第一探針夾 角；排列於接近下側之該訊號針組之第二探針夾角，小於排列於接近上側之該訊號針組之第二探針夾角；排列於接近下側之該訊號針組之第二探針夾角，小於排列於接近上側之該訊號針組之第一探針夾角。
2. 如請求項1所述之懸臂式探針卡，其中二個相鄰之訊號針組，排列於接近上側之該訊號針組之第一探針夾角，大於排列於接近下側之該訊號針組之第二探針夾角1度以上。
3. 如請求項1所述之懸臂式探針卡，同一該訊號針組之該第一探針夾角，小於該第二探針夾角2度以上。
4. 如請求項1所述之懸臂式探針卡，該至少一探測模組為二個探測模組，且該二探測模組之該等訊號針組係對稱地設置於該針座上。
5. 如請求項1所述之懸臂式探針卡，其中，該探測模組包含有四組以上訊號針組。
6. 如請求項1所述之懸臂式探針卡，其中，同一該訊號針組之該第一探針以及該第二探針之間的間隙小於80μm。
7. 如請求項1所述之懸臂式探針卡，其中，同一該訊號針組之探針針尖段之長度誤差值維持在1密耳之內。
8. 如請求項1所述之懸臂式探針卡，其中，各相鄰兩訊號針組之間定義有一相鄰針組最接近角度差絕對值，而所述之相鄰針組最接近角度差是指相鄰的針組中，排列於接近上側之訊號針組所具有之最小的探針夾角，與排列於接近下側之訊號針組所具有 之最大的探針夾角之間角度差的絕對值；非最接近上側的相鄰兩訊號針組的相鄰針組最接近角度差絕對值，小於或等於最接近上側的相鄰兩訊號針組的相鄰針組最接近角度差絕對值。
9. 如請求項1所述之懸臂式探針卡，其中，排列於非最接近上側的訊號針組中，相鄰兩探針之探針夾角角度差的絕對值，小於等於最接近上側之訊號針組中，相鄰兩探針之探針夾角的角度差絕對值。