具回饋測試功能的探針模塊的製作方法
2023-06-08 22:23:41
具回饋測試功能的探針模塊的製作方法
【專利摘要】一種具回饋測試功能的探針模塊，是設於一印刷電路板及一待測電子裝置間，包括一基板、一針架、二探針、二路徑轉換元件及一電容。該基板具有二連接線路及二空間轉換線路，且空間轉換線路的一端與該印刷電路板電性連接；該針架設於該基板與該待測電子裝置間；該二探針設於該針架上，且一端凸伸出該針架外與該基座的該連接線路連接，另一端則凸伸出該針架外點觸該待測電子裝置；該二路徑轉換元件設於該針架，且各別電性連接該基板的各該空間轉換線路及各該連接線路的另一端；該電容設於該針架上，且兩端分別電性連接該二路徑轉換元件。
【專利說明】具回饋測試功能的探針模塊
【技術領域】
[0001]本發明是與探針有關；特別是指一種具回饋測試功能的探針模塊。
【背景技術】
[0002]用以檢測電子產品的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裝置與待測電子裝置之間的測試信號與電源信號的傳輸接口。
[0003]而隨著數字科技的進步，待測電子裝置的指令周期與每秒的信號傳輸量亦日益增大，而使得檢測裝置的處理器所產生的測試信號的頻率，並無法滿足待測電子裝置所需的高頻測試信號的信號傳輸量需求。是以，為解決上述困擾，遂利用待測電子裝置本身來產生所需的高頻測試信號，再通過探針卡傳送回待測電子裝置進行檢測，進而達到高頻測試的目的。
[0004]請參閱圖1，現有的探針卡是於其印刷電路板70上設置有繼電器(Relay) 72，並通過印刷電路板上的線路控制該繼電器72切換檢測裝置300的直流測試信號，以及待測電子裝置400自我檢測的高頻測試信號的信號路徑。而眾所皆知的是，當信號線路越長時，其附帶的微量電感越大。換言之，當高頻測試信號的頻率越高時，現有的探針卡因其用以傳輸測試信號路徑較長(由探針模塊80通過基板75、印刷電路板70、繼電器72與電容74後，再由另一繼電器72回到印刷電路板70、基板75及探針模塊80)，造成其微量電感較大，使得高頻信號傳輸時，信號路徑上的阻抗值較大，進而造成線路損耗提升，使得高頻的測試信號無法順利通過，進而導致信號不易被待測電子裝置所辨識，而容易有測試誤判的情形產生。
【發明內容】
[0005]有鑑於此，本發明的目的用於提供一種具回饋測試功能的探針模塊，可有效地減少高頻信號傳輸時的信號路徑長度。
[0006]緣以達成上述目的，本發明所提供具回饋測試功能的探針模塊是設於一印刷電路板以及一待測電子裝置之間，且包括有一基板、一針架、二探針、二路徑轉換元件以及一電容。其中，該基板具有二連接線路以及二空間轉換線路，且所述空間轉換線路的一端與該印刷電路板電性連接；該針架設於該基板與該待測電子裝置之間；該二探針設於該針架上，且各該探針一端凸伸出該針架外與該基座的各該連接線路的一端電性連接，而另一端則凸伸出該針架外點觸該待測電子裝置的受測部位；該二路徑轉換元件設於該針架上，且各該路徑轉換元件電性連接該基板的各該空間轉換線路及各該連接線路的另一端；該電容設於該針架上，且其兩端分別電性連接該二路徑轉換元件。
[0007]依據上述構思，該路徑轉換元件為一電感性元件，一端電性連接該空間轉換線路，另一端則電性連接該電容與該連接線路。
[0008]依據上述構思,該電感性元件為扼流圈(choke)。
[0009]依據上述構思，該路徑轉換元件為一繼電器，且具有一第一接點、一第二接點以及一第三接點，並可受控制地切換該第一接點與該第二接點導通、或該第一接點與該第三接點導通；另外，該第一接點電性連接該連接線路，該第二接點電性連接該空間轉換線路，而該第三接點則電性連接該電容。
[0010]依據上述構思，該二路徑轉換元件以及該電容是設置於該針架朝向該基板的面上。
[0011]依據上述構思，該針架朝向該基板的面上形成有多個凹陷處，該二路徑轉換元件是分別位於所述凹陷處中。
[0012]依據上述構思，該針架朝向該基板的面上形成有至少一凹陷處，該電容是位於該凹陷處中。
[0013]依據上述構思，該針架是呈空心，而該二路徑轉換元件以及該電容是設置於該針架之中。
[0014]依據上述構思，還包含有多個導體，且該針架朝向該基板的面上具有多個穿孔:所述導體分別穿設於所述穿孔中，且一端各別連接各該路徑轉換元件，另一端則抵接所述空間轉換線路或所述連接線路，而使所述路徑轉換元件電性連接所述空間轉換線路及所述連接線路。
[0015]依據上述構思，各該導體為具有彈性的金屬頂針。
[0016]依據上述構思，本發明更提供有另一種具回饋測試功能的探針模塊，是設於一印刷電路板以及一待測電子裝置之間，且包括有一基板、二探針、二路徑轉換元以及一電容；其中，該基板具有二連接線路以及二空間轉換線路，且所述空間轉換線路的一端與該印刷電路板電性連接；各該探針一端凸與該基座的各該連接線路的一端電性連接，而另一端則點觸該待測電子裝置的受測部位；該二路徑轉換元件設於該基板，且各該路徑轉換元件電性連接該基板的各該空間轉換線路及各該連接線路的另一端；該電容設於該基板，且其兩端分別電性連接該二路徑轉換元件。
[0017]依據上述構思，該二路徑轉換元件以及該電容是設置於該基板朝向所述探針的面上。
[0018]依據上述構思，該基板朝向所述探針的面上形成有多個凹陷處，該二路徑轉換元件是分別位於所述凹陷處中。
[0019]依據上述構思，該基板朝向所述探針的面上形成有至少一凹陷處，該電容是位於該凹陷處中。
[0020]依據上述構思，還包含有一針座設於該基板與該待測電子裝置之間；另外，所述探針設於該針架上，且各該探針一端凸伸出該針架外與該基座的各該連接線路電性連接，而另一端則凸伸出該針架外點觸該待測電子裝置的受測部位。
[0021]由此，通過上述設計，便可有效地減少信號傳輸時的信號路徑長度，進而減少線路上的微量電感，使得傳輸高頻信號時，高頻的測試信號可順利通過，進不會被待測電子裝置所誤判。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]為能更清楚地說明本發明，以下結合較佳實施例並配合附圖詳細說明如後，其中:
[0023]圖1是現有探針卡的結構圖；
[0024]圖2是具有第一實施例的探針模塊的探針卡結構圖；
[0025]圖3是圖2的結構於直流或低頻信號時的路徑圖；
[0026]圖4是圖2的結構於高頻信號時的路徑圖；
[0027]圖5是具有第二實施例的探針模塊的探針卡結構圖；
[0028]圖6是具有第三實施例的探針模塊的探針卡結構圖；
[0029]圖7是具有第四實施例的探針模塊的探針卡結構圖；
[0030]圖8是圖7的結構於直流或低頻信號時的路徑圖；
[0031]圖9是圖7的結構於聞頻信號時的路徑圖；
[0032]圖10是具有第五實施例的探針模塊的探針卡結構圖。
【具體實施方式】
[0033]請參圖2所示，本發明第一較佳實施例的探針卡設置於一檢測裝置100以及一待測電子裝置200之間，且包含有一印刷電路板10以及一探針模塊。該印刷電路板10中布設有多條信號線路12，且所述信號線路的一端用以供與該檢測裝置100的檢測端子110連接，另一端則於該印刷電路板10的底面各別形成接點。而該探針模塊則包含有一基板20、一針座30、四探針40、四繼電器R、多個導體50以及二電容C。其中:
[0034]該基板20於本實施例中為一多層陶瓷板，並埋設有多條空間轉換線路22以及多條連接線路24，且所述空間轉換線路22的一端各別與該印刷電路板10的各該信號線路12連接，而各該連接線路24的兩端、以及各該空間轉換線路22的另一端則於該基板20底面各別形成一接點。
[0035]該針座30是呈一空心矩形，且設於該待測電子裝置200上方，用以供所述探針40設置，以達到固定探針40間距的效果，而所述探針40的頂端與底端則分別外露於該針座30之外，且所述探針40的頂端各別連接該基板底面的部分接點，而電性連接各該連接線路24其中一端，且所述探針40的底端用以點觸該待測電子裝置200的受測部位。
[0036]所述繼電器R焊設於該針座30朝向該基板20的面上，而位於該針座30與該基板20之間。另外，且為達縮短路徑及薄型化設計之效，各該繼電器R的尺寸建議小於125立方毫米，且較佳的是選用高度(即該待測電子裝置200往該檢測裝置100的方向的長度)小於5毫米的繼電器。於本實施例中，該繼電器R的尺寸是為3*3*3mm3。再者，各該繼電器R具有一第一接點PU—第二接點P2以及一第三接點P3，並可受連接至該檢測裝置100的導線或軟性電路板(圖未示)控制，而切換該第一接點Pl與該第二接點P2導通、或該第一接點Pl與該第三接點P3導通。
[0037]於本實施例中，各該導體50為具有彈性的金屬頂針，且部分該導體50的一端連接至各該繼電器R的第一接點P1，另一端則連接該基板20底面的部分接點，使各該繼電器R的第一接點Pl電性連接至各該連接線路24的另一端。另外，另一部分該導體50的一端則連接至各該繼電器R的第二接點P2，另一端則連接該基板20底面的剩餘接點，使各該繼電器R的第二接點P2電性連接至各該空間轉換線路22的另一端。
[0038]該二電容C焊設於該針座20朝向該基板20的面上，而位於該針座30與該基板20之間。另外，其中一該電容C的兩端分別電性連接至其中二該繼電器R的第三接點P3，而另外一該電容C的兩端則分別電性連接至另外二該繼電器R的第三接點R3。
[0039]由此，當該檢測裝置100的檢測端子110輸出直流或低頻測試信號時，所述繼電器R將受控制而導通該第一接點Pl與該第二接點P2，且阻斷該第一接點Pl與該第三接點P3。此時，信號傳輸路徑如圖3所示，測試信號由檢測裝置100的檢測端子110輸出後，經過該印刷電路板10的信號線路12、該基板20的空間轉換線路22、該繼電器R、再由該基板的連接線路24至探針40，流經該待測電子裝置200，再由另一探針40、連接線路24、繼電器R、空間轉換線路22、信號線路12回流至該檢測裝置100的檢測端子110，使測試信號的路徑形成迴路而達到檢測的目的。
[0040]另外，當該待測電子裝置200欲進行自我檢測而輸出高頻的測試信號時，所述繼電器R將受控制而導通該第一接點Pl與該第三接點P3，且阻斷該第一接點Pl與該第二接點P2。此時，信號傳輸路徑如圖4所示，測試信號由該待測電子裝置200輸出後，經過該探針40、該基板20的連接線路24、該繼電器R至該電容C後，再由另一繼電器R、連接線路24以及探針40回流至該待測電子裝置200，使測試信號的以較短的路徑形成迴路，進而達到自我檢測的目的。
[0041]如此一來，通過上述的設計，除能有效地縮短高頻傳輸時的傳輸路徑，使得線路阻抗大幅降低外，更能有效地避免高頻信號受到該載板10上的電子元件或是其他線路的幹擾，進而使回流至該待測電子裝置200的高頻測試信號可輕易地被辨識，而不會有測試誤判的情形產生。
[0042]另外，除上述電路架構外，請參閱圖5，本發明第二較佳實施例的探針模塊與前述實施例不同之處，在於所述繼電器R與所述電容C是焊設於該基板20上而直接與該空間轉換線路22與多條連接線路24，而可省略導體50並達到前述縮短高頻傳輸時的傳輸路徑的效果。
[0043]再者，在上述電路架構下，為能達到更薄型化的效果，請參閱圖6，本發明第三較佳實施例的探針模塊與前述實施例不同之處，是於其針座35的頂面上形成有六個凹陷處351，並將其繼電器R與電容C分別設置於所述凹陷處351中，並於針座35上布設有導接線路352，使繼電器R與對應的電容C相電性連接，並供與基板20的底部接觸，而使得繼電器與基板20的空間轉換線路22以及連接線路24電性連接，進而達到前述縮短高頻傳輸時的傳輸路徑的效果。
[0044]值得一提的是，除前述結構外，請參閱圖7，本發明第四較佳實施例的探針模塊包含有一基板20、一針座60、四探針40、四電感性元件L、數根導體50以及二電容C，其中的基板20、探針40、導體50以及電容C的結構與第一實施例相同，於此容不贅述。而不同之處在於是利用所述電感性元件L做為路徑轉換元件，且於本實施例中，該電感性元件L為一扼流圈(choke),但亦可使用線圈(coil)、繞組(Winding)或磁珠(Bead)等具有電感特性的元件代替。另外，所述電感性元件L與所述電容C於本實施例中是改焊設於該針座60之中，且為因應所述電感性元件L與所述電容C所在位置的改變，該針架60朝向該基板的面上則設有多個穿孔62，而等導體50則分別穿設於所述穿孔62中，且一端分別連接各電感性元件L的兩端，另一端則抵接對應的所述空間轉換線路22與所述連接線路24，而使所述電感性元件L電性連接所述空間轉換線路22及所述連接線路24。再者，其中一該電容C的兩端分別電性連接至其中二該電感性元件L連接該連接線路24的一端，而另外一該電容C的兩端則分別電性連接至另外二該電感性元件L連接該連接線路24的一端。
[0045]由此，當該檢測裝置100的檢測端子110輸出直流或低頻測試信號時，所述電感性元件L會呈現短路或低阻的狀態，而所述電容C則會呈斷路或高阻的狀態。此時，信號傳輸路徑如圖8所示，測試信號由檢測裝置100的檢測端子110輸出後，經過該載板10的信號線路12、該空間轉換線路22、該電感性元件L、該連接線路24至探針40後，流經該待測電子裝置200再回流經過另一探針40、連接線路24、電感性元件L、空間轉換線路22以及載板10的信號線路12回到該檢測裝置100的檢測端子110，使測試信號的路徑形成迴路而達到檢測的目的。
[0046]另外，當該待測電子裝置200欲進行自我檢測而輸出高頻的測試信號時，所述電感性元件L會呈現斷路或高阻的狀態，而所述電容C則會呈短路或低阻的狀態。此時，信號傳輸路徑如圖9所示，測試信號由該待測電子裝置200輸出後，經過探針40、連接線路24以及電容C後，再由另一連接線路24以及探針40回流至該待測電子裝置200，使測試信號通過極短的路徑形成迴路，進而達到自我檢測的目的。
[0047]如此一來，通過上述第二實施例的設計，利用所述被動元件(電感性元件L及電容C)的電學特性，便可不須提供額外的電力，便可通過信號頻率的差異，實時地進行信號傳輸路徑的切換。除此之外，前述設計更能有效地縮短高頻傳輸時的傳輸路徑，使得線路阻抗大幅降低，進而導致回流至該待測電子裝置200的高頻測試信號可輕易地被辨識，而不會有測試誤判的情形產生。
[0048]除此之外，除上述電路架構外，請參閱圖10，本發明第五較佳實施例的探針模塊同樣包含有一基板25、一針座30、四探針40、四電感性元件L以及二電容C、以及四電感性元件L，其中的針座30、探針40以及電容C的結構與前述實施例相同，於此容不贅述。而與前述實施例不同之處，在於其基板25朝向所述探針40的面上形成有六個凹陷處251，並將其電感性元件L與電容C分別設置於所述凹陷處251中，並於基板25上布設有導接線路使電感性元件L與對應的電容C相電性連接，而使所述電感性元件L電性連接空間轉換線路27及連接線路29，並使該電容C的兩端分別電性連接對應的二該連接線路29，進而達到前述縮短高頻傳輸時的傳輸路徑的效果。
[0049]另外，以上所述僅為本發明較佳可行實施例而已，凡是應用本發明說明書及申請專利範圍所為的等效變化，理應包含在本發明的權利要求範圍內。
【權利要求】
1.一種具回饋測試功能的探針模塊，設於一印刷電路板以及一待測電子裝置之間，且包括有: 一基板，具有二連接線路以及二空間轉換線路，且所述空間轉換線路的一端與該印刷電路板電性連接； 一針架，設於該基板與該待測電子裝置之間； 二探針，設於該針架上，且各該探針一端凸伸出該針架外與該基座的各該連接線路的一端電性連接，而另一端則凸伸出該針架外點觸該待測電子裝置的受測部位； 二路徑轉換元件，設於該針架上，且各該路徑轉換元件電性連接該基板的各該空間轉換線路及各該連接線路的另一端；及 一電容，設於該針架上，且其兩端分別電性連接該二路徑轉換元件。
2.如權利要求1所述具回饋測試功能的探針模塊，其中，該路徑轉換元件為一電感性元件，一端電性連接該空間轉換線路，另一端則電性連接該電容與該連接線路。
3.如權利要求1所述具回饋測試功能的探針模塊，其中，該電感性元件為扼流圈。
4.如權利要求1所述具回饋測試功能的探針模塊，其中，該路徑轉換元件為一繼電器，且具有一第一接點、一第二接點以及一第三接點，並可受控制地切換該第一接點與該第二接點導通、或該第一接點與該第三接點導通；另外，該第一接點電性連接該連接線路，該第二接點電性連接該空間轉換線路，而該第三接點則電性連接該電容。
5.如權利要求1所述具回饋測試功能的探針模塊，其中，該二路徑轉換元件以及該電容設置於該針架朝向該基板的面上。
6.如權利要求5所述具回饋測試功能的探針模塊，其中，該針架朝向該基板的面上形成有多個凹陷處，該二路徑轉換元件分別位於所述凹陷處中。
7.如權利要求5所述具回饋測試功能的探針模塊，其中，該針架朝向該基板的面上形成有至少一凹陷處，該電容位於該凹陷處中。
8.如權利要求1所述具回饋測試功能的探針模塊，其中，該針架呈空心，而該二路徑轉換元件以及該電容設置於該針架之中。
9.如權利要求8所述具回饋測試功能的探針模塊，還包含有多個導體，且該針架朝向該基板的面上具有多個穿孔:所述導體分別穿設於所述穿孔中，且一端各別連接各該路徑轉換元件，另一端則抵接所述空間轉換線路或所述連接線路，而使所述路徑轉換元件電性連接所述空間轉換線路及所述連接線路。
10.如權利要求9所述具回饋測試功能的探針模塊，其中，各該導體為具有彈性的金屬頂針。
11.一種具回饋測試功能的探針模塊，設於一印刷電路板以及一待測電子裝置之間，且包括有: 一基板，具有二連接線路以及二空間轉換線路，且所述空間轉換線路的一端與該印刷電路板電性連接； 二探針，各該探針一端凸與該基座的各該連接線路的一端電性連接，而另一端則點觸該待測電子裝置的受測部位； 二路徑轉換元件，設於該基板，且各該路徑轉換元件電性連接該基板的各該空間轉換線路及各該連接線路的另一端；及 一電容，設於該基板，且其兩端分別電性連接該二路徑轉換元件。
12.如權利要求11所述具回饋測試功能的探針模塊，其中，該路徑轉換元件為一電感性元件，一端電性連接該空間轉換線路，另一端則電性連接該電容與該連接線路。
13.如權利要求12所述具回饋測試功能的探針模塊，其中，該電感性元件為扼流圈。
14.如權利要求11所述具回饋測試功能的探針模塊，其中，該路徑轉換元件為一繼電器，且具有一第一接點、一第二接點以及一第三接點，並可受控制地切換該第一接點與該第二接點導通、或該第一接點與該第三接點導通；另外，該第一接點電性連接該連接線路，該第二接點電性連接該空間轉換線路，而該第三接點則電性連接該電容。
15.如權利要求11所述具回饋測試功能的探針模塊，其中，該二路徑轉換元件以及該電容設置於該基板朝向所述探針的面上。
16.如權利要求15所述具回饋測試功能的探針模塊，其中，該基板朝向所述探針的面上形成有多個凹陷處，該二路徑轉換元件分別位於所述凹陷處中。
17.如權利要求15所述具回饋測試功能的探針模塊，其中，該基板朝向所述探針的面上形成有至少一凹陷處，該電容位於該凹陷處中。
18.如權利要求11所述具回饋測試功能的探針模塊，還包含有一針座設於該基板與該待測電子裝置之間；另外，所述探針設於該針架上，且各該探針一端凸伸出該針架外與該基座的各該連接線路電性連接，而另一端則凸伸出該針架外點觸該待測電子裝置的受測部位。
【文檔編號】G01R1/073GK104297536SQ201410335682
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年7月15日 優先權日:2013年7月15日
【發明者】顧偉正, 賴俊良, 陳緯, 劉信祥, 周光中, 黃展宏 申請人:旺矽科技股份有限公司