具有反馈测试功能的探针模块的制作方法

本发明与探针有关；特别是涉及一种具有反馈测试功能的探针模块。

背景技术：

用于检测电子产品的各精密电子元件间的电性连接是否确实的方法，是以一探针卡作为一检测装置与待测电子装置之间的测试信号与电源信号的传输介面。

而随着数码科技的进步，待测电子装置的运算速度与每秒的信号传输量亦日益增大，而使得检测装置的处理器所产生的测试信号的频率，并无法满足待测电子装置所需的高频测试信号的信号传输量需求。是以，为解决上述困扰，遂利用待测电子装置本身来产生所需的高频测试信号，再通过探针卡传送回待测电子装置进行检测，进而达到高频测试的目的。

请参阅图1，常用的探针卡在其印刷电路板70上设置有继电器(Relay)72，并通过印刷电路板上的线路控制该继电器72切换检测装置300的直流测试信号，以及待测电子装置400自我检测的高频测试信号的信号路径。而众所皆知的是，当信号线路越长时，其附带的微量电感越大。换言之，当高频测试信号的频率越高时，常用的探针卡因其用以传输测试信号路径较长(由探针模块80通过基板75、印刷电路板70、继电器72与电容74后，再由另一继电器72回到印刷电路板70、基板75及探针模块80)，造成其微量电感较大，使得高频信号传输时，信号路径上的阻抗值较大，进而造成线路损耗提升，使得高频的测试信号无法顺利通过，进而导致信号不易被待测电子装置所辨识，而容易有测试误判的情形产生。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种具有反馈测试功能的探针模块，可有效地减少高频信号传输时的信号路径长度。

为了实现上述目的，本发明所提供的具有反馈测试功能的探针模块，设于一印刷电路板以及一待测电子装置之间，且包括有一转接件、二探针、二电感性元件与一电容性元件，其中，该转接件具有一平面，且该转接件设置有二连接线路；各该探针的一端与各该连接线路电性连接，各该探针的另一端供点接触该待测电子装置的受测部位；该二电感性元件设置于该转接件的该平面，各该电感性元件具有二端，其中一端电性连接一该连接线路，另一端通过一导电件电性连接该印刷电路板；该电容性元件设置于该转接件的该平面，该电容性元件具有二端，其中一端电性连接其中一该连接线路，另一端电性连接另一该连接线路。

本发明另提供的具有反馈测试功能的探针模块，设于一印刷电路板以及一待测电子装置之间，且包括有，一基板、二探针、二电感性元件、一电容性元件，其中，该基板具有一凹槽，且该基板设置有二连接线路；各该探针的一端与各该连接线路电性连接，各该探针的另一端供点接触该待测电子装置的受测部位；该二电感性元件设置于该基板的该凹槽中，各该电感性元件具有二端，其中一端电性连接一该连接线路，另一端通过一导电件电性连接该印刷电路板；该电容性元件设置于该基板的该凹槽中，该电容性元件具有二端，其中一端电性连接其中一该连接线路，另一端电性连接另一该连接线路。

本发明另提供一具有反馈测试功能的探针模块，设于一印刷电路板以及一待测电子装置之间，且包括有一基板、二探针、一路径转换电路与一电容性元件，其中该基板具有相背对的一第一面与一第二面，以及位于该第一面与该第二面之间的一第三面，该第一面面对该印刷电路板，该第二面面对该待测电子装置；该基板设置有二连接线路；各该探针的一端与各该连接线路电性连接，各该探针的另一端供点接触该待测电子装置的受测部位；该路径转换电路与该电容性元件的其中之一设置于该第一面上，另一个设置于该第二面或第三面上；其中，该路径转换电路包括二电感性元件，各该电感性元件具有二端，其中一端电性连接一该连接线路，另一端通过一导电件电性连接该印刷电路板；该电容性元件具两端，其中一端电性连接其中一该连接线路，另一端电性连接另一该连接线路。

本发明另提供一具有反馈测试功能的探针模块，设于一印刷电路板以及一待测电子装置之间，且包括有一基板、二探针、一路径转换电路与一电容性元件，其中该基板具有相背对的一第一面与一第二面，以及位于该第一面与该第二面之间的一第三面，该第一面面对该印刷电路板，该第二面面对该待测电子装置；该基板设置有二连接线路；各该探针的一端与各该连接线路电性连接，各该探针的另一端供点接触该待测电子装置的受测部位；该路径转换电路与该电容性元件的其中之一设置于该第三面上，另一个设置于该第一面或第二面上；其中，该路径转换电路包括二电感性元件，各该电感性元件具有两端，其中一端电性连接一该连接线路，另一端通过一导电件电性连接该印刷电路板；该电容性元件具有两端，其中一端电性连接其中一该连接线路，另一端电性连接另一该连接线路。

本发明另提供一具有反馈测试功能的探针模块，设于一印刷电路板以及一待测电子装置之间，且包括有一基板、二探针、一电容性元件与二电感性元件，其中该基板具有相背对的一第一面与一第二面，以及位于该第一面与该第二面之间的一第三面，该第一面面对该印刷电路板，该第二面面对该待测电子装置，且该基板设置有二连接线路；各该探针的一端与各该连接线路电性连接，各该探针的另一端供点接触该待测电子装置的受测部位；该电容性元件设置于该第二面上，且该电容性元件具有二端，其中一端电性连接其中一该连接线路，另一端电性连接另一该连接线路；该二电感性元件设置于该第一面或第三面上，各该电感性元件具有二端，其中一端电性连接一该连接线路，另一端通过一导电件电性连接该印刷电路板。

本发明另提供一具有反馈测试功能的探针模块，设于一印刷电路板以及一待测电子装置之间，且包括有一基板、二探针、一路径转换电路与一电容性元件，其中该基板设置有二连接线路；各该探针的一端与各该连接线路电性连接，各该探针的另一端供点接触该待测电子装置的受测部位；该路径转换电路与该电容性元件设置于该基板上且其中至少之一埋设于该基板中；其中，该路径转换电路包括二电感性元件，各该电感性元件具有二端，其中一端电性连接一该连接线路，另一端通过一导电件电性连接该印刷电路板；该电容性元件具有二端，其中一端电性连接其中一该连接线路，另一端电性连接另一该连接线路。

藉此，通过上述设计，便可有效地减少信号传输时的信号路径长度，进而减少线路上的微量电感，使得传输高频信号时，高频的测试信号可顺利通过，而不会被待测电子装置所误判。

附图说明

图1为常用探针卡的结构图；

图2为第一实施例的探针模块的探针卡结构图；

图3为第一实施例的探针模块在传输直流或低频信号的信号传输路径示意图；

图4为第一实施例的探针模块在传输高频信号的信号传输路径示意图；

图5为第二实施例的探针模块的探针卡结构图；

图6为第三实施例的探针模块的探针卡结构图；

图7为第四实施例的探针模块的探针卡结构图；

图8为第五实施例的探针模块的探针卡结构图；

图9为第六实施例的探针模块的探针卡结构图；

图10为第七实施例的探针模块的探针卡结构图；

图11为第八实施例的探针模块的探针卡结构图；

图12为第九实施例的探针模块的探针卡结构图；

图13为第十实施例的探针模块的探针卡结构图；

图14为第十一实施例的探针模块的探针卡结构图；

图15一示意图，揭示第十一实施例的探针模块另增设二条连接线路。

【附图标记说明】

〔本发明〕

1探针卡

10印刷电路板 12信号线路 20基板

202第一面 204第二面 204a凹槽

206第三面 22空间转换线路 24连接线路

26针座 28探针

30路径转换电路 L电感性元件

C电容性元件

2探针卡

32基板 322第三面 322a凹槽

3探针卡

34基板 342第一面 342a凹槽

36焊接材料

4探针卡

38基板 382第二面 384第一面

386第三面

5探针卡

40基板 422第一面 422a第一凹槽

424第二面 424a第二凹槽

44路径转换电路

6探针卡

46基板 462第一面 462a第一凹槽

464第二面 464a第二凹槽

48路径转换电路 50焊接材料

7探针卡

52基板 522第三面 522a第二凹槽

524第二面

8探针卡

54基板 542第三面 542a第一凹槽

544第二面 544a第二凹槽 546第一面

9探针卡

56路径转换电路 58基板

A1探针卡

60基板 602第一面 602a凹槽

604第二面 606第三面

62路径转换电路

A2探针卡

64基板 642第二面 642a凹槽

644第一面 646第三面 66连接线路

68连接线路

100检测装置 110检测端子

200待测电子装置

具体实施方式

为能更清楚地说明本发明，现举优选实施例并配合附图详细说明如后。请参见图2所示，为本发明第一优选实施例的探针卡1，该探针卡1设置于一检测装置100以及一待测电子装置200之间，且包含有一印刷电路板10以及一探针模块。该印刷电路板10中布设有多条信号线路12，且该信号线路12的一端用于与该检测装置100的检测端子110连接，另一端则在该印刷电路板10的底面分别形成接点。而该探针模块则包含有一以基板20为例的转接件、一针座26、四探针28、二组路径转换电路30、以及二电容性元件C。其中：

该基板20设置于印刷电路板10与探针28之间，作为印刷电路板10的信号线路12与探针28之间电信号传输的转接之用。在本实施例中该基板20为一多层陶瓷板，但不以此为限，亦可为一多层有机载板，该基板20具有相背对的一第一面202与一第二面204，以及连接于该第一面202与该第二面204之间且环绕该第一面202与该第二面204周缘的一第三面206。该第一面202面对该印刷电路板10，该第二面204面对该待测电子装置200，且该第二面204凹入形成有二凹槽204a。

该基板20中埋设有多条以空间转换线路22为例的导电件以及多条连接线路24，且该空间转换线路22的一端分别与该印刷电路板10的各该信号线路12电性连接，其中二该空间转换线路22的另一端在其中一该凹槽204a的槽面分别形成一接点，另外二该空间转换线路22的另一端则在另一该凹槽204a的槽面分别形成一接点；而各该连接线路24的一端在该基板20的第二面204的表面分别形成一接点，其中二该连接线路24的另一端在其中一该凹槽204a的槽面分别形成一接点，另外二该连接线路24的另一端则在另一该凹槽204a的槽面分别形成一接点。

该针座26呈一空心矩形，且设于该待测电子装置200上方，用以供该探针28设置，藉以达到固定探针28间距的效果。该探针28的顶端与底端则分别突伸出该针座26之外，且该探针28的顶端分别连接该基板第二面的表面上的接点，以电性连接各该连接线路24其中一端，且该等探针28的底端用以点接触该待测电子装置200的受测部位。

每一组路径转换电路30包括二电感性元件L，该等电感性元件L在本实施例中分别为一扼流圈(choke)，但亦可使用线圈(coil)、绕组(Winding)或磁珠(Bead)等具有电感特性的元件代替，当然亦可以金属线路布局形成电感的方式实施。其中一组路径转换电路30的二该电感性元件L设置于其中一该凹槽204a中且各该电感性元件L的一端以焊接的方式连接一该空间转换线路22，各该电感性元件L的另一端则电性连接一该连接线路24。另外一组该路径转换电路30的二该电感性元件L设置于另一该凹槽204a中且同样以焊接的方式分别连接另外二该空间转换线路22。藉此，使该电感性元件L通过该空间转换线路22电性连接至印刷电路板10。

该电容性元件C在本实施例中分别为一电容，亦可以其它具有电容特性的元件代替，例如以二条金属线路接近但不接触的方式布局形成电容。该二电容性元件C分别设置于该二凹槽204a中，且各该电容性元件C的两端分别以焊接的方式电性连接相邻的二该连接线路24。

藉此，当该检测装置100的检测端子110输出直流或低频测试信号时，该探针模块其中一组的探针28、电感性元件L及电容性元件C的信号传输路径将如图3所示，其中，该电感性元件L会呈现短路或低阻的状态，而在二个该探针之间的该电容性元件C则会呈断路或高阻抗的状态。此时，测试信号由检测装置100的检测端子110输出后，经过该印刷电路板10的信号线路12、一该空间转换线路22、一该电感性元件L、一该连接线路24至一该探针28后，流经该待测电子装置200再回流经过另一探针28、另一该连接线路24、另一该电感性元件L、另一该空间转换线路22以及印刷电路板10的信号线路12回到该检测装置100的检测端子110，使测试信号的路径形成回路而达到检测的目的。

另外，当该待测电子装置200欲进行自我检测而输出高频的测试信号时，该探针模块其中一组的探针28、电感性元件L及电容性元件C的信号传输路径将如图4所示，其中，该电感性元件L会呈现断路或高阻抗的状态，而该电容性元件C则会呈短路或低阻抗的状态。此时，信号传输路径如图8所示，测试信号由该待测电子装置200输出后，经过探针28、连接线路24以及电容性元件C，再由另一连接线路24以及另一探针28回流至该待测电子装置200，使测试信号通过极短的路径形成回路，进而达到自我检测的目的。

图5所示为本发明第二优选实例的探针卡2，其具有大致相同于前述第一实施例的结构，同样包含一印刷电路板10以及一探针模块，不同的是，本实施例的基板32的二凹槽322a是自基板32的第三面322凹入形成，且该二凹槽322a位于第三面322的相对两侧的部位。每一个凹槽322a中设置有二电感性元件L及电容性元件C，其连接关系与第一实施例相同，在此不再赘述。

图6所示为本发明第三优选实例的探针卡3，其具有大致相同于前述第一实施例的结构，同样包含一印刷电路板10以及一探针模块，不同的是，本实施例的基板34的二凹槽342a是自基板34的第一面342凹入形成。每一个凹槽342a中设置有二电感性元件L及一电容性元件C。各该电感性元件L则是通过以焊接材料36为例的导电件电性连接该印刷电路板10的信号线路12。

图7所示为本发明第四优选实施例的探针卡4，其具有大致相同于前述第一实施例的结构，同样包含一印刷电路板10以及一探针模块，不同的是，本实施例的基板38上未设置有凹槽，而是四电感性元件L与二电容性元件C皆设置于该基板38第二面382的平面上。实务上，该电感性元件L及电容性元件C亦可设置于基板38的第一面384或第三面386的平面上。

本实施例中转接件除了采用多层陶瓷板或多层有机载板所形成的基板38之外，在实务上，亦可在多层陶瓷板或多层有机载板的底面设置薄膜结构，形成包括有薄膜结构及基板的转接件，其中，在薄膜结构中设置多条间距小于空间转换线路及连接线路的导线，并将该导线分别与该空间转换线路及连接线路电性连接，形成薄膜多层陶瓷板或薄膜多层有机载板。而电感性元件及电容性元件则设置于薄膜结构面向待测电子装置的平面上，且电感性元件及电容性元件通过薄膜结构的导线而与空间转换线路及连接线路电性连接。

当然，转接件亦可不使用基板，而直接将薄膜结构设置于印刷电路板10的底面，并使导线分别与信号线路12电性连接，以薄膜结构直接作为印刷电路板与探针之间的转接之用，此时，薄膜结构的导线则形成连接电感性元件与电容性元件的空间转换线路及连接线路。此外，亦可以半导体工艺制作具有导线的晶片作为转接件，并将晶片设置于印刷电路板10的底面，使晶片中的导线分别电性连接印刷电路板10的信号线路12。而电感性元件与电容性元件则设置于晶片面向待测电子装置的平面上。

在上述各实施例中，每一组路径转换电路及与其相电性连接的电容性元件C皆位于转接件相同的同一面上。实施上，路径转换电路及电容性元件亦可分别位于转接件的基板不同侧的面上，例如，路径转换电路及电容性元件这二者的其中之一位于第一面上，另一个位于第二面或第三面上；或路径转换电路及电容性元件这二者的其中之一位于第二面上，另一个位于第一面或第三面上；亦或是路径转换电路及电容性元件这二者的其中之一位于第三面上，另一个位于第一面或第二面上。现说明如后：

图8所示为本发明第五优选实施例的探针卡5，其具有大致相同于前述第一实施例的结构，同样包含一印刷电路板10以及一探针模块，不同的是，本实施例的基板40的第一面422凹入形成有二第一凹槽422a，第二面424凹入形成有二第二凹槽424a。本实施例的二个电容性元件L分别设置于该二第一凹槽422a中，二个路径转换电路44分别设置于该二第二凹槽424a中。实务上，亦可在第二面424上设置四个第二凹槽424a，而将该路径转换电路44的该电感性元件L分别设置于该四个第二凹槽424a中。

图9所示为本发明第六优选实施例的探针卡6，其具有大致相同于前述第五实施例的结构，同样包含一印刷电路板10以及一探针模块，不同的是，本实施例的基板46的第一面462凹入形成有四第一凹槽462a，第二面464凹入形成有二第二凹槽464a。本实施例的二组路径转换电路48的四电感性元件L分别设置于该四个第一凹槽462a中，且各该电感性元件L则是通过以焊接材料50为例的导电件电性连接该印刷电路板10的信号线路12。二个电容性元件C分别设置于该二第二凹槽464a中。

图10所示为本发明第七优选实施例的探针卡7，其具有大致相同于前述第六实施例的结构，同样包含一印刷电路板10以及一探针模块，不同的是，本实施例基板52的第三面522的相对两侧的部位分别凹入形成有二第二凹槽522a，二个电容性元件C分别设置于该二第二凹槽522a中。实务上，亦可设计在第二面524凹入形成二个或四个第一凹槽，在二个第一凹槽的情况时，将各组的路径转换电路分别设于该第二面524的该二第一凹槽中；四个第一凹槽的情况时，将四个电感性元件L分别设于第二面524的该四个第一凹槽中。

实务上，第六、第七优选实施例中，亦可将该转换电路的该电感性元件L皆设置于同一该第一凹槽中，或在基板第一面上设二个第一凹槽，每一组路径转换电路分别设置于一该第一凹槽中。

图11所示为本发明第八优选实施例的探针卡8，其具有大致相同于前述第六实施例的结构，同样包含一印刷电路板10以及一探针模块，不同的是，本实施例的基板54的第三面542的相对两侧的部位分别凹入形成有二第一凹槽542a。每一组转换电路的两个电感性元件L则分别位于同一侧的两个第一凹槽542a中。二个电容性元件C分别设置于第二面544的二个第二凹槽544a中。实务上，亦可在第三面542的相对两侧的部位分别设置一第一凹槽，并将二组转换电路分别设置于该二第一凹槽中。此外，亦可在第一面546上设置二个第一凹槽，而将该二电容性元件C设置于该第一面546的第二凹槽中。

前述第五至第八实施例中，路径转换电路及电容性元件C分别位于转接件的基板不同侧的面上的凹槽中，当然，路径转换电路及电容性元件C亦可不设置在凹槽中，直接设置在不同的两个面的表面上，如此便不需设置容置路径转换电路或电容性元件C的凹槽；亦可设计为路径转换电路及电容性元件C二者其中之一在一个面的凹槽中，另一个设置在另一面的表面上。

图12所示为本发明第九优选实施例的探针卡9，其具有大致相同于前述第六实施例的结构，同样包含一印刷电路板10以及一探针模块，不同的是，本实施例的二组路径转换电路56及二电容性元件C皆埋设于基板58中。

图13所示为本发明第十优选实施例的探针卡A1，其具有大致相同于前述第九实施例的结构，同样包含一印刷电路板10以及一探针模块，不同的是，本实施例的基板60的第一面602凹入形成有四个凹槽602a，二组路径转换电路62的四个电感性元件L分别位于该四凹槽602a中。实务上，凹槽的位置并不限于在第一面602上，亦可位于第二面604或第三面606上，甚至将路径转换电路62设置于第一面602、第二面604、第三面606任一者的表面上亦是可行的方式。

图14所示为本发明第十一优选实施例的探针卡A2，其具有大致相同于前述第九实施例的结构，同样包含一印刷电路板10以及一探针模块，不同的是，本实施例的基板64的第二面642凹入形成有二个凹槽642a，二电容性元件C分别位于该二凹槽642a中。实务上，凹槽的位置亦并不限于在第二面642上，亦可位于第一面644或第三面646上，甚至将电容性元件C设置于第一面644、第二面642、第三面646任一者的表面上亦是可行的方式。此外，本实施例的电容性元件C的两端分别通过一个连接线路66电性连接一探针28，实务上，亦可在各该连接线路66旁增设另一连接线路68(如图15所示)，使电容性元件C的各端通过两条相并联的连接线路66、68电性连接至探针28，藉由并联的连接线路66、68，可降低电容性元件C的各端至探针28之间的阻抗，藉以提升传输信号的效能。两条并联的连接线路66、68的结构，同样可以应用于第一至第十实施例中。

前述第一至第十一实施例的探针模块以二组路径转换电路、二电容性元件及四探针为例说明，实务上，探针模块至少包含一组路径转换电路、一电容性元件及二探针即可。

本发明利用电感性元件及电容性元件的电学特性，不须提供额外的电力，便可通过信号频率的差异，即时地进行信号传输路径的切换。除能有效地缩短高频传输时的传输路径，使得线路阻抗大幅降低外，更能有效地避免高频信号受到印刷电路板上的电子元件或是其他线路的干扰，进而使回流至该待测电子装置的高频测试信号可轻易地被辨识，而不会有测试误判的情形产生。

另外，以上所述仅为本发明优选可行实施例而已，本发明的技术理念除适用于上述各实施例的垂直式探针的架构，亦可应用于微机电探针、悬臂式探针或其它型态的探针。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。