CN101644724A - 探针测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明一种探针测试装置，主要于一电路板与一空间转换板之间设置一垫高板，再设置多个探针于空间转换板，使得电路板的表面与这些探针的针尖之间所具有的固定高度可透过垫高板加以克服，而不需要再另外制作高厚度的空间转换板，可有效降低本发明于制造上的困难度与成本。

Description

探针测试装置

技术领域

本发明涉及探针测试装置，特别是有关于一种可有效降低制造难度与制造成本的探针测试装置。

背景技术

请参阅图1所示的现有垂直式探针卡10，主要包含有一电路板12、一设于电路板12的下表面12a的空间转换板14与一设于空间转换板14的垂直式探针组16，其中垂直式探针组16具有一设于空间转换板14的上导板162、一下导板164、一分别连接上、下导板162，164之间隔板166与多个穿设于上、下导板162，164的垂直式探针168。

由于电路板12的下表面12b至这些垂直式探针168的针尖的高度往往受到测试机的使用环境影响而被限制住，此时即可针对上、下导板162，164与间隔板166进行高度调整，同时，可再对各垂直式探针168的针头或针尖进行研磨，以方便进行高度的微调。但是不论是对上、下导板162，164、间隔板166或垂直式探针168进行高度调整，所能获得的调整结果都相当有限。例如对微探针而言，增减1mm是有严重影响规格、具难度的。

另一方面，是利用增加空间转换板14’的厚度以克服测试机的使用环境所造成的高度限制。然而，若空间转换板14’的材质为多层有机结构(Multi-Layered Organic，MLO)，在制造时，多层有机基板内部的聚丙烯层(Polypropylene，PP)会因经过多次的热压处理而导致其厚度改变，进而造成多层有机基板的整体厚度难以掌控。如此一来，要制作出高厚度的多层有机基板会有技术上的困难与成本。

再如图2所示的另一现有探针卡10’，若空间转换板14’使用多层陶瓷结构(Multi-Layered Ceramic，MLC)，在制造时，是将多个陶瓷基板的两侧面分别设置一聚丙烯层，再于相邻的陶瓷基板中间设置一铜片，最后再将多个陶瓷基板与铜片经一次烧结而成。但是经过烧结之后，聚丙烯层的厚度同样会受热而产生变化，使得多层陶瓷基板的整体厚度也会具有难以掌控的问题。此外，每一个陶瓷基板具有多个贯孔，且每一个铜片的表面都会具有与陶瓷基板的贯孔相对应的电路。为了让多层陶瓷基板具有空间转换的功能，较靠近电路板的陶瓷基板所具有的贯孔间距会比较靠近探针的陶瓷基板所具有的贯孔间距要来得大。然而，当陶瓷基板与铜片经过烧结之后，各个陶瓷基板与各个铜片的尺寸难免会产生些微的变化，使得各个陶瓷基板的贯孔与各个铜片的电路之间很难准确的对准，造成高厚度的多层陶瓷基板无法提供良好的空间转换功能。因此，要制造具有高厚度的多层陶瓷基板在技术上同样会具有相当的困难度与成本。

如中国台湾第293938号专利案所提供的探针卡总成，其利用具有弹性结构的中间插入物分别电性接触间隔变换器与电路板。若要通过改变中间插入物的高度来进行高度的调整时，中间插入物的弹性结构将会被改变，使得压缩产生向外推顶的弹力也会不一致，如此一来，与这些弹性结构接触的电路板将受到这些弹性结构的弹力作用而容易发生变形。而且，此专利案的探针是直接焊接在间隔变换器，若探针受损，必须将间隔转换器与探针一同更换，成本相对就会提高。

再如中国台湾第200718302公开案则揭露出一种探针卡的多阶式印刷电路板，主要是将多个印刷电路板堆栈成所需要的高度，再将部分的印刷电路板加以切除作为空间转换之用。但是被切除的印刷电路板将会造成材料上的浪费，连带提高整体的制造成本；另外，这些印刷电路板是经过一次的压合而成，使得这些印刷电路板仅具有一种高度而无法进行高度的调整，在面对不同待测物的情况下，同样没有办法有效克服测试机的使用环境所造成的高度限制的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种探针测试装置，其制作容易，并可克服因测试机的使用环境所造成的高度限制的问题。

为达成上述目的，本发明所提供的探针测试装置包含有一电路板、一空间转换板、一垫高板与一垂直式探针组。该垫高板位于该电路板与该空间转换板之间，并分别与该电路板及该空间转换板电性连接；该垂直式探针组具有多个与该空间转换板电性连接的垂直式探针。

在本发明的实施例中，该垫高板的耐热度大于该空间转换板的耐热度，以便进行二次回焊作业；当然，亦可于该电路板设置一固定框，以固定该垫高板，使该垫高板与该电路板保持良好的电性接触。

通过此，本发明利用该垫高板的设计，不需要将该空间转换板的厚度加厚，亦不需要另外的调整机构，可有效降低制作上的困难度与制造成本，只要将本发明的垫高板依照实际的需要而增加厚度，即可克服测试机的使用环境所造成的高度限制问题；而且，本发明的垂直式探针则可加以研磨，以方便进行高度的微调；再者，若这些垂直式探针受到损坏，可直接更换这些垂直式探针而完全不影响该电路板、该垫高板与该空间转换板的状态，可有效降低成本。

附图说明

图1为现有探针测试装置的结构示意图；

图2为另一现有探针测试装置的结构示意图；

图3为本发明第一较佳实施例的结构示意图；

图4为本发明第二较佳实施例的局部结构示意图，主要显示垫高板与空间转换板经回焊而电性连接的状态；

图5为本发明第二较佳实施例的结构示意图；

图6为本发明第二较佳实施例的另一结构示意图；

图7为本发明第三较佳实施例的结构示意图。

【主要元件符号说明】

『第一实施例』

探针测试装置20  电路板22        空间转换板24

电路242，264    垫高板26        贯孔262

距L1，L2        垂直式探针组28  上导板282

下导板284       间隔板286       垂直式探针288

『第二实施例』

探针测试装置30  电路板32        空间转换板34

垫高板36  焊接凸块362  固定框38

基部381   固定部382    探针40

拉力元件42

『第三实施例』

探针测试装置50  电路板52  垫高板54

空间转换板55    支撑板56  电性接触子58

具体实施方式

为了详细说明本发明的结构、特征及功效所在，兹举以下较佳实施例并配合图式说明如后。

请参阅图3，为本发明第一较佳实施例所提供的探针测试装置20，包含有一电路板22、一空间转换板24、一垫高板26与一垂直式探针组28。

空间转换板24在本实施例中为多层有机结构(Multi-LayeredOrganic，MLO)，内部具有多条电路242。

垫高板26在本实施例中为多层陶瓷结构(Multi-Layered Ceramic，MLC)而具有较空间转换板24为高的耐热度。垫高板26先经过第一次回焊与空间转换板24电性连接，接着再经过第二次回焊与电路板22电性连接。垫高板26内部具有多个垂直贯通的贯孔262，可供多条与电路板22电性连接的电路264穿设。

垂直式探针组28具有一上导板282、一下导板284、一间隔板286与多个垂直式探针288。上导板282固定于空间转换板24；间隔板286分别连接上导板282与下导板284；这些垂直式探针288的针头穿过上导板282而与空间转换板24的电路242电性连接，这些垂直式探针288的针尖则穿出下导板284。垫高板26的相邻二电路264的最小间距L1大于空间转换板24的相邻二电路242与垂直式探针28电性连接的一端之间的间距L2。

经由上述结构，因垫高板26为具有多个垂直贯孔262的多层陶瓷结构，只作为增加高度之用，而非作为空间转换之用，使得垫高板26可依照实际的环境需求来增加厚度，可有效克服电路板22的表面与垂直式探针28的针尖之间因测试机的使用环境影响而被限定的高度问题，以有效降低本发明于制造上的困难度与成本。而且，垂直式探针288的针头与针尖可同步进行研磨，以方便高度的微调；另外，若垂直式探针288损坏，使用者可自行进行探针的更换，完全不会影响到电路板22、垫高板26与空间转换板24的状态，可有效降低成本。

再者，由于本发明的垫高板26需经过二次回焊，才能分别与空间转换板24及电路板22电性连接，因此，垫高板26选用高耐热度的多层陶瓷基板为最佳化；当然，空间转换板24并不限定使用多层有机基板，同样可采用多层陶瓷基板而具有与垫高板26相同的耐热度。

请再参阅图5，为本发明第二较佳实施例所提供的探针测试装置30。在制作时，先提供一电路板32；再提供一空间转换板34与一垫高板36，其中空间转换板34使用多层有机基板，垫高板36使用多层陶瓷基板，将垫高板36与空间转换板34经过回焊而电性连接，并于垫高板36的顶侧面形成多个焊接凸块362，如图4所示；接着将垫高板36置于电路板32与空间转换板34之间，并提供一固定框38，固定框38具有一紧抵电路板32的基部381与一连接基部381的固定部382，固定部382的顶端穿过电路板32而与基部381连接，固定部382的底端则向内弯折而压抵垫高板36的底侧面，使垫高板36的焊接凸块362与电路板32电性接触；最后将多个探针40电性连接于空间转换板34，以完成本实施例的制作，如图5所示。

经由上述可知，本实施例是利用固定框38将垫高板36与电路板32保持良好的电性接触，而减少了垫高板36与电路板32之间的回焊作业，避免垫高板36经多次回焊造成结构损坏。因此，垫高板36也就不见得要使用高耐热度的多层陶瓷基板，亦可使用多层有机基板而与空间转换板34具有相同的耐热度；当然，空间转换板34与垫高板36可同样使用多层陶瓷基板；另外，垫高板36的顶侧面形成多个焊接凸块362后，可再进行研磨作业，以增加这些焊接凸块362与电路板32的接触面积。

另如图6所示，本实施例可再提供一拉力元件42，确保垫高板36的焊接凸块362与电路板32确实的电性接触。拉力元件42可为一螺栓，将螺栓穿过电路板32而与垫高板36螺接，使得垫高板36可受螺栓的带动而朝电路板32靠近，除了让本实施例的结构更为稳固的外，更可让垫高板36的焊接凸块362与电路板32确实的电性接触。若垫高板36为陶瓷材料而不利于螺纹加工时，可改由一具内螺纹的金属块，焊接于垫高板36的方式，供拉力元件42锁固垫高板36。

再如图7所示，为本发明第三较佳实施例所提供的探针测试装置50，本实施例提供一支撑板56与多个具有弹性的电性接触子58，其中支撑板56位于垫高板54与电路板52之间，这些电性接触子58设于支撑板56，并以其两端分别与垫高板54及电路板52电性接触。由于电性接触子58具有固定的长度，弹性范围也就会受到限制，使得电路板52与空间转换板55若直接透过这些电性接触子58电性连接时，很容易发生接触不良的状况。因此，通过垫高板54的设置，可使垫高板54、电路板52与空间转换板55之间保持良好的电性接触。

为了再详细说明本发明第二较佳实施例的结构特征，以下就本发明第二较佳实施例所提供的探针测试装置30的制造方法进行详述。

步骤a)：先提供一电路板32；

步骤b)：  再提供一空间转换板34与一垫高板36，其中空间转换板34使用多层有机基板，垫高板36使用多层陶瓷基板而具有高于空间转换板34的耐热度。将垫高板36与空间转换板34经过回焊而电性连接，并于垫高板36的顶侧面形成多个焊接凸块362，如图4所示。

步骤c)：将该垫高板36置于电路板32与空间转换板34之间，并提供一固定框38，固定框38具有一紧抵电路板32的基部381与一连接基部381的固定部382，固定部382的顶端穿过电路板32而与基部381连接，固定部382的底端则向内弯折而压抵垫高板36的底侧面，使垫高板36的焊接凸块与电路板32电性接触，如图5所示。

步骤d)：最后将多个探针40电性连接于空间转换板34，以完成本实施例的制作。

就上述步骤可知，本发明的制造方法是利用固定框38将垫高板36与电路板32保持良好的电性接触，而减少了垫高板36与电路板32之间的回焊作业，避免垫高板36经多次回焊造成结构损坏。因此，垫高板36也就不见得要使用高耐热的多层陶瓷基板，亦可使用多层有机基板而与空间转换板34具有相同的耐热度；当然，空间转换板34与垫高板36可同样使用多层陶瓷基板。

另外，在步骤b)中，垫高板36的顶侧面形成多个焊接凸块362后，可再进行研磨作业，以增加该等焊接凸块362与电路板32的接触面积。在步骤c)中，可再提供一拉力元件42(如螺栓)，将拉力元件42穿过电路板32而与该垫高板36螺接，使得垫高板36可受拉力元件42的带动而朝电路板32靠近，除了让本实施例的结构更为稳固之外，更可让垫高板36的焊接凸块362与电路板32确实的电性接触。若垫高板36为陶瓷材料而不利于螺纹加工时，可改由一具内螺纹的金属块，焊接于垫高板36的方式，供拉力元件42锁固垫高板36。

再，在步骤c)中，亦可提供本发明第三较佳实施例的支撑板56与多个电性接触子58，如图7所示。将支撑板56位于垫高板54与该电路板52之间，这些电性接触子58设于支撑板56，并以其两端分别与垫高板54及电路板52电性接触。由于电性接触子58具有固定的长度，弹性范围也就会受到限制，使得电路板52与空间转换板55若直接透过这些电性接触子58电性连接时，很容易发生接触不良的状况。因此，通过垫高板54的设置，可使垫高板54、电路板52与空间转换板55之间保持良好的电性接触。

本发明于前揭实施例中所揭露的构成元件，仅为举例说明，并非用来限制本案的范围，其它等效元件的替代或变化，亦应为本案的申请专利范围所涵盖。

Claims (46)

1、一种探针测试装置，其特征在于包含有：

一电路板；

一空间转换板；

一垫高板，位于该电路板与该空间转换板之间，并分别与该电路板及该空间转换板电性连接；以及

一垂直式探针组，具有一设于该空间转换板的上导板、一下导板、一连接该上导板与该下导板之间隔板，以及多个垂直式探针，其中这些垂直式探针穿设于该上、下导板而与该空间转换板电性连接。

2、如权利要求1所述的探针测试装置，其特征在于，该空间转换板内部具有多条与这些垂直式探针电性连接的电路；该垫高板内部具有多条与该电路板电性连接的电路；该垫高板的相邻二电路与该电路板电性连接的一端之间的间距大于该空间转换板的相邻二电路与这些垂直式探针电性连接的一端之间的间距。

3、如权利要求1所述的探针测试装置，其特征在于，该垫高板的耐热度大于或等于该空间转换板的耐热度。

4、如权利要求3所述的探针测试装置，其特征在于，该垫高板的耐热度等于该空间转换板的耐热度。

5、如权利要求4所述的探针测试装置，其特征在于，该空间转换板与该垫高板皆为多层陶瓷结构。

6、如权利要求3所述的探针测试装置，其特征在于，该垫高板的耐热度大于该空间转换板的耐热度。

7、如权利要求6所述的探针测试装置，其特征在于，该空间转换板为多层有机结构，该垫高板为多层陶瓷结构。

8、如权利要求1所述的探针测试装置，其特征在于，还包含有一固定框，设于该电路板，并具有一固定部，可压抵该垫高板的表面。

9、如权利要求1所述的探针测试装置，其特征在于，该垫高板具有多个垂直贯通的贯孔。

10、如权利要求1所述的探针测试装置，其特征在于，还包含有一拉力元件，该拉力元件穿过该电路板而与该垫高板连接。

11、如权利要求1所述的探针测试装置，其特征在于，还包含有一支撑板与多个具有弹性的电性接触子，该支撑板位于该垫高板与该电路板之间，这些电性接触子设于该支撑板，并以其两端分别与该垫高板及该电路板电性接触。

12、一种探针测试装置，其特征在于包含有：

一电路板；

一空间转换板；

一垫高板，位于该电路板与该空间转换板之间，并分别与该电路板及该空间转换板电性连接，该垫高板的耐热度大于或等于该空间转换板的耐热度；以及

多个探针，电性连接该空间转换板。

13、如权利要求12所述的探针测试装置，其特征在于，该垫高板的耐热度等于该空间转换板的耐热度。

14、如权利要求13所述的探针测试装置，其特征在于，该空间转换板与该垫高板皆为多层陶瓷结构。

15、如权利要求12所述的探针测试装置，其特征在于，该垫高板的耐热度大于该空间转换板的耐热度。

16、如权利要求15所述的探针测试装置，其特征在于，该空间转换板为多层有机结构，该垫高板为多层陶瓷结构。

17、如权利要求12所述的探针测试装置，其特征在于，还包含有一固定框，设于该电路板，并具有一固定部，可压抵该垫高板。

18、如权利要求12所述的探针测试装置，其特征在于，该空间转换板内部具有多条与这些探针电性连接的电路；该垫高板内部具有多条与该电路板电性连接的电路；该垫高板的相邻二电路与该电路板电性连接的一端之间的间距大于该空间转换板的相邻二电路与这些探针电性连接的一端之间的间距。

19、如权利要求12所述的探针测试装置，其特征在于，该垫高板具有多个垂直贯通的贯孔。

20、如权利要求12所述的探针测试装置，其特征在于，还包含有一拉力元件，该拉力元件穿过该电路板而与该垫高板连接。

21、如权利要求12所述的探针测试装置，其特征在于，还包含有一支撑板与多个具有弹性的电性接触子，该支撑板位于该垫高板与该电路板之间，这些电性接触子设于该支撑板，并以其两端分别与该垫高板及该电路板电性接触。

22、一种探针测试装置，其特征在于包含有：

一电路板；

一空间转换板；

一垫高板，电性连接该空间转换板，并位于该电路板与该空间转换板之间；

一固定框，设于该电路板，并固定该垫高板，使该垫高板与该电路板电性接触；以及

一探针组，具有多个电性连接该空间转换板的探针。

23、如权利要求22所述的探针测试装置，其特征在于，该固定框具有一固定部，该固定部压抵于该垫高板。

24、如权利要求22所述的探针测试装置，其特征在于，还包含有一拉力元件，该拉力元件穿设于该电路板，并与该垫高板连接。

25、如权利要求22所述的探针测试装置，其特征在于，还包含有一支撑板与多个电性接触子，该支撑板位于该垫高板与该电路板之间，这些电性接触子设于该支撑板，并以其两端分别电性接触该电路板与该垫高板。

26、如权利要求25所述的探针测试装置，其特征在于，各该电性接触子由弹性材质所制成。

27、如权利要求22所述的探针测试装置，其特征在于，该垫高板的耐热度大于或等于该空间转换板的耐热度。

28、如权利要求27所述的探针测试装置，其特征在于，该垫高板的耐热度等于该空间转换板的耐热度。

29、如权利要求28所述的探针测试装置，其特征在于，该空间转换板与该垫高板皆为多层陶瓷结构。

30、如权利要求27所述的探针测试装置，其特征在于，该垫高板的耐热度大于该空间转换板的耐热度。

31、如权利要求30所述的探针测试装置，其特征在于，该空间转换板为多层有机结构，该垫高板为多层陶瓷结构。

32、如权利要求22所述的探针测试装置，其特征在于，该空间转换板内部具有多条与这些探针电性连接的电路；该垫高板内部具有多条与该电路板电性连接的电路；该垫高板的相邻二电路与该电路板电性连接的一端之间的间距大于该空间转换板的相邻二电路与这些探针电性连接的一端之间的间距。

33、如权利要求22所述的探针测试装置，其特征在于，这些探针为垂直式探针。

34、一种用以制造如权利要求22所述的探针测试装置的方法，其特征在于，包含有下列步骤：

a)提供一电路板；

b)提供一空间转换板与一垫高板，将该空间转换板与该垫高板进行回焊，使该空间转换板与该垫高板电性连接；

c)将该垫高板置于该空间转换板与该电路板之间，使该垫高板与该电路板电性接触；以及

d)提供多个探针，将这些探针与该空间转换板电性连接。

35、如权利要求34所述的制造方法，其特征在于，步骤b)的该垫高板的耐热度大于或等于该空间转换板的耐热度。

36、如权利要求35所述的制造方法，其特征在于，该垫高板的耐热度等于该空间转换板的耐热度。

37、如权利要求36所述的制造方法，其特征在于，该垫高板与该空间转换板皆为多层陶瓷结构。

38、如权利要求35所述的制造方法，其特征在于，该垫高板的耐热度大于该空间转换板的耐热度。

39、如权利要求38所述的制造方法，其特征在于，该垫高板为多层陶瓷结构，该空间转换板为多层有机结构。

40、如权利要求34所述的制造方法，其特征在于，步骤c)的该固定框具有一固定部，该固定部压抵于该垫高板，使该垫高板与该电路板电性接触。

41、如权利要求34所述的制造方法，其特征在于，步骤c)再提供一拉力元件，将该拉力元件穿过该电路板而与该垫高板连接。

42、如权利要求34所述的制造方法，其特征在于，步骤c)可再提供一支撑板与多个电性接触子，将这些电性接触子设于该支撑板后，再将该支撑板与这些电性接触子设置于该垫高板与该电路板之间，接着利用该固定框压抵该垫高板，使该垫高板透过这些电性接触子与该电路板电性连接。

43、如权利要求42所述的制造方法，其特征在于，各该电性接触子由弹性材质所制成。

44、如权利要求34所述的制造方法，其特征在于，步骤b)是于该垫高板的顶侧面形成多个焊接凸块；在步骤c)中，该固定框将该垫高板的焊接凸块与该电路板电性接触。

45、如权利要求44所述的制造方法，其特征在于，这些焊接凸块经过研磨作业。

46、如权利要求34所述的制造方法，其特征在于，这些探针为垂直式探针。

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