CN102759644A - 悬臂式高频探针卡 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种悬臂式高频探针卡。该悬臂式高频探针卡包含一电路板、至少一高频探针与至少一接地针。高频探针包括一信号针，及一以绝缘方式包覆在信号针外部的导电表层，其中，信号针电性连接至电路板的信号电路，导电表层通过至少一导电件而与接地针电性连接，且接地针再电性连接至电路板的接地电位，借此，使得高频探针的信号针获得良好的阻抗匹配，并提升电性传输能力。
Description
技术领域
本发明与探针卡有关，更具体是指一种悬臂式高频探针卡。
背景技术
图1与图2所示为一种已知悬臂式探针卡，公开了一PCB电路板1的下表面设置有多个信号接点2、接地接点3及一绝缘材料制作而成的支撑物4。探针卡的信号针5为支撑物4所固定，且其一端电性连接该信号接点2，另一端延伸出支撑物4。为提高信号针5的信号传输效能，已知方式是在电路板1与支撑物4之间加设一漆包线6，且漆包线6通过一绝缘套管7而与信号针5固结，其中漆包线6的导线6a一端连接至接地接点3，另一端延伸到支撑物4中或者延伸通过支撑物4且接近信号针5的针尖，该端并电性连接至接地电位(图未示)，借以对信号针5提供优选的阻抗匹配效果。
然而，上述结构中的漆包线6与信号针5之间未使用任何接着剂，使得漆包线6与信号针5彼此间的间隔距离并非每一处均相同，此一情形将影响到信号针5的传输效能，探究其原因即：信号针5在安装摆放的过程中不可避免的会有弯曲情形，而前述情形在漆包线6过长的情况下将更为显著并且严重影响信号针5的传输效能。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种悬臂式高频探针卡，具有良好的阻抗匹配，并提升电性传输能力。
为了达成上述目的，本发明所提供的悬臂式高频探针卡包含一电路板、至少一高频探针与至少一接地针。其中，电路板的一表面设有多个信号接点、接地接点及一支撑物；高频探针包括一信号针、一金属膜套管与至少一导体，其中，信号针一端与信号接点电性连接，另一端延伸穿出该支撑物；金属膜套管套设于信号针上，且位于电路板与支撑物之间，该金属膜套管具有一绝缘内层包覆信号针，以及一导电表层与接地接点电性连接；导体为该支撑物所固定，且邻设该信号针并与信号针电性隔离，导体一端延伸穿出支撑物而与该导电表层电性连接；接地针为该支撑物所固定并与该导体电性连接，该接地针一端电性连接至接地接点，另一端延伸穿出该支撑物。
本发明再提供一种悬臂式高频探针卡包含一电路板、至少一高频探针与至少一接地针。其中，电路板的一表面设有多个信号接点、接地接点及一支撑物；高频探针包括一信号针与一金属膜套管，信号针一端与信号接点电性连接，另一端延伸穿出该支撑物；金属膜套管套设于信号针上，且具有一绝缘内层包覆信号针与一导电表层，该导电表层一端与接地接点电性连接，另一端为该支撑物包覆；接地针为支撑物所固定并与该导电表层电性连接，该接地针一端电性连接至接地接点，另一端延伸穿出该支撑物。
依据上述构思，本发明的至少一导体可为金属线或是铜箔。
在一实施例中，本发明包括有一导电件为该支撑物包覆，且该导电件电性连接该接地针与金属线。
在一实施例中，接地针一端为该支撑物所包覆；导电件为一铜箔，铜箔上摆放有该接地针与金属线，且铜箔与接地接点电性连接。
在一实施例中，还包括有一内部焊垫，用于固定位于铜箔上的接地针与金属线。
在一实施例中，该接地针一端延伸穿出该支撑物并接触电路板的接地接点。
在一实施例中，本发明包括有一外部焊垫用于电性连接该金属膜套管的导电表层与该金属线穿出支撑物的该端。
在一实施例中，高频探针的至少一金属线包括有多条金属线间隔排列，以及一导电件位于支撑物外部，该导电件具有一支撑面供这些穿出支撑物的金属线一端摆放，该外部焊垫将这些金属线固定于导电件上。
在一实施例中，高频探针的金属线外部包覆一绝缘套管。
在一实施例中，本发明包括有至少一内部焊垫与一铜箔，铜箔具有多个开口；该至少一高频探针包括有一上位高频探针与一下位高频探针分别设置于铜箔的上、下方，且各高频探针的金属线通过铜箔的开口；该至少一接地针设置于铜箔上、下方的其中一侧；该内部焊垫用于固定并电性连接该高频探针的金属线与接地针。
附图说明
图1为已知悬臂式探针卡的侧视图；
图2为图1的2-2方向剖视图；
图3为本发明第一优选实施例的悬臂式高频探针卡侧视图；
图4为图3结构的平面及局部剖面示意图；
图5为图4的5-5方向剖视图；
图6为图4的6-6方向剖视图；
图7为本发明第二优选实施例悬臂式高频探针卡的平面及局部剖面示意图；
图8为本发明第三优选实施例悬臂式高频探针卡的平面及局部剖面示意图；
图9为本发明第四优选实施例悬臂式高频探针卡的平面及局部剖面示意图；
图10为本发明第五优选实施例悬臂式高频探针卡的平面及局部剖面示意图；
图11为本发明第六优选实施例悬臂式高频探针卡的平面及局部剖面示意图；
图12为图11的12-12方向剖视图；
图13为本发明第七优选实施例悬臂式高频探针卡的平面及局部剖面示意图；
图14为本发明第八优选实施例悬臂式高频探针卡的平面及局部剖面示意图；
图15为图14的15-15方向剖视图；
图16为本发明第九优选实施例悬臂式高频探针卡的平面及局部剖面示意图；
图17为图16的17-17方向剖视图。
【主要元件符号说明】
10高频探针卡
12电路板 12a信号接点 12b接地接点
13支撑物 14高频探针 141信号针
142金属膜套管 142a绝缘内层 142b导电表层
143金属线 143a、143b端 15外部焊垫
16导电件 16a表面 17内部焊垫
18接地针 18a尾端 18b前端
20金属线 20a、20b端 22外部焊垫
24内部焊垫 25铜箔 25a表面
25b突出部 26铜箔 26a支撑面
27铜箔 27a表面 27b突出部
27c开口 28外部焊垫 30高频探针卡
32高频探针 321信号针 322金属膜套管
322a导电表层 34铜箔 36接地针
36a尾端 37导线 38内部焊垫
40接地针 40a针尾 42高频探针卡
44上位高频探针 44a金属膜套管 44b信号针
46下位高频探针 46a金属膜套管 46b信号针
48金属线 50铜箔 50a开口
52内部焊垫 54接地针 56外部焊垫
58高频探针卡 60上位高频探针 60a导电表层
62下位高频探针 62a导电表层 64铜箔
64a开口 66内部焊垫 68接地针
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。
图3至图6所示为本发明第一优选实施例的悬臂式高频探针卡10，包含有一电路板12、一高频探针14、一导电件16与一接地针18，为便于说明，以下针对高频探针卡10的各元件间的关系叙述，至于元件的摆放顺序则不予论述。其中：
电路板12的一表面设有多个信号接点12a、接地接点12b及一以绝缘材料制成的支撑物13。
高频探针14包括一信号针141、一金属膜套管142与一以金属线143为例的导体，其中：
信号针141一端与电路板12的信号接点12a电性连接，另一端延伸穿出该支撑物13；
金属膜套管142套设于信号针141上，且位于电路板12与支撑物13之间，该金属膜套管142具有一绝缘内层142a包覆着信号针141，以及一导电表层142b一端与接地接点12b电性连接，导电表层142b另一端并接近该支撑物13；
金属线143在本实施例中为具有绝缘漆膜的漆包线，漆包线为该支撑物13所固定，且邻设该信号针141并与信号针141电性隔离，金属线143一端143a延伸穿出支撑物13，该端143a通过焊设一外部焊垫15时，使得裸露的金属线143能与该金属膜套管142的导电表层142b电性连接。此外，必须说明的是，焊垫15是接触该导电表层142b，而不会接触到该信号针141。
导电件16是以铜箔为例但不以此为限，导电件16为该支撑物13所包覆，其具有一表面16a，该表面16a上摆放有金属线143的另一端143b与该接地针18的尾端18a，借此以电性连接该接地针18与该金属线143；在本实施例中，还增设有一内部焊垫17，用于固定位于铜箔上的接地针18与金属线143，以利后续工艺制作。此外，导电件16一端被电性连接至电路板12上的另一个接地接点12b。
接地针18也为该支撑物13所固定，且其前端18b延伸穿出支撑物13。必须一提的是，接地针18不仅利用其尾端18a与金属线143电性连接至接地接点12b，同时也通过与导电件16接触而再电性连接至另一个接地接点12b，换句话说，在该二接地接点12b之间的导电表层142b、外部焊垫15、金属线143、内部焊垫17及导电件16所连结者将构成接地回路，使导电表层142b、金属线143与该信号针141之间形成阻抗匹配功能，据以提高该信号针141的带宽，以提升信号针141的电性传输能力。
上述第一优选实施例的高频探针卡10不仅具有通过改变金属线143与接地针18的焊接点位置(即内部焊垫17的所在位置)以达到调整设定阻抗匹配的目的，其信号针141介于电路板12至支撑物13之间的针段还因受到金属膜套管142的包覆，且通过该绝缘内层142a所提供的隔离，使得信号针141与连接至接地电位的导电表层142b之间维持着固定的间距，该情形有助于稳定信号针141的传输效能以提升其电性传输能力。
以下再说明同样可达到提升信号针电性传输能力的其他优选实施形式：
图7所示为本发明的第二优选实施例，与上述第一优选实施例不同的是：
本第二优选实施例的高频探针包括有多条以漆包线为例的金属线20，各金属线20彼此以间隔排列，且一端20a通过外部焊垫22与金属膜套管142的导电表层142b电性连接，另一端20b则是通过内部焊垫24而与接地针18的尾端18a一同被固定于导电件16(即铜箔)上，且彼此互为电性连接。此一设置多条金属线20的目的，在于使得每一条金属线20与信号针141之间都有电容的形成，并产生电容并联效果而调整电容值，据以使得该电容值更为趋近该金属膜套管142与该信号针141之间的电容值。即使得信号针141在该金属膜套管142段的阻抗等于信号针141在该金属线20段的阻抗。
图8所示为本发明的第三优选实施例，揭示图7所示实施例的多条金属线20被以铜箔25为例的导体所取代，即该铜箔25不仅表面25a供摆放接地针18，且铜箔25具有突出部25b延伸至支撑物13外，并通过接触外部焊垫22而与导电表层142b电性连接。此结构形态提供了调整相邻突出部25b之间距离W1，以达到控制信号针141在对应突出部25b部分阻抗值的目的。
图9所示为本发明的第四优选实施例，其具有与上述第二优选实施例大致相同的结构，不同的是：
本第四优选实施例的结构还包括有一以铜箔26为例但不以此为限的导电件，该铜箔26设置于支撑物13的外部，其具有一支撑面26a方便这些穿出支撑物13的金属线20的该端20a摆放，以利后续外部焊垫28的操作。
图10所示为本发明的第五优选实施例，揭示图9所示实施例的导电件16、多条金属线20及铜箔26被整合为单一铜箔27，该铜箔27表面27a供摆放接地针18，且铜箔27具有突出部27b沿伸至支撑物13外，突出部27b仍通过该外部焊垫28而与导电表层142b电性连接。同样地，通过改变突出部27b的宽度W2，也可收到控制信号针141在对应突出部27b的阻抗值的效果，或者，在铜箔27上预留一开口27c(如图10中假想线所表示)，同样可达到控制信号针141在对应突出部27b阻抗值的目的。
图11及图12所示为本发明的第六优选实施例，该高频探针卡30虽具有相同上述各实施例的电路板与接地针，但不同的是：
高频探针卡30的高频探针32只具有信号针321与金属膜套管322而不具备任何的金属线，其中，金属膜套管322一端更延伸至支撑物13内部，且摆设在以铜箔34为例的导电件上，也就是，金属膜套管322的导电表层322a一端仍维持在接触该接地接点12b的状态，导电表层322a的另一端则是与铜箔34接触。接地针36的尾端36a仍与铜箔34接触，且铜箔34另通过一导线37再电性连接至接地接点12b，而内部焊垫38具有将高频探针32及接地针36固定于铜箔34的效果。
此结构与上述各实施例的最大不同处在于金属膜套管322延伸至支撑物13内部，但其不影响可提高信号针321的良好电性传输能力。
图13所示为本发明的第七优选实施例，其与上述各实施例不同处在于结构中为支撑物所包覆的铜箔(即导电件)并未与任何的接地接点电性连接，反是采用长度较长的接地针的针尾直接与电路板的接地接点接触设计而维持封闭的接地回路，更具体的说，在图13所揭示具有类似第一优选实施例的探针卡结构中，其接地针40的针尾40a是延伸穿出支撑物13后再直接与电路板12的另一接地接点12b接触连结，前述接地回路的设计同样具有可调整设定阻抗匹配的效果。
值得一提的是，上述铜箔未与接地接点电性连接，而接地针的针尾直接与接地接点连结的设计，也适用于第一至第六优选实施例的高频探针卡。
图14及图15所示为本发明的第八优选实施例，所揭示高频探针卡42具有多个针层，且其高频探针以包括有一上位高频探针44及一下位高频探针46，并搭配有多条金属线48为例。其中，上、下位高频探针44，46分别设置于以铜箔50为例的导电件的上、下方，且各个的金属膜套管44a，46a一端止于支撑物13外部，各个的信号针44b，46b也位在铜箔50的上、下方；铜箔50设置有数个开口50a，以供摆放在铜箔50两侧面的部分金属线48通过对应的开口50a；一内部焊垫52不只是固定铜箔50上方的接地针54与金属线48，部分内部焊垫52更渗透至开口50a而连结铜箔50下方的金属线48，而所有金属线48的另一端则伸出支撑物13，并为外部焊垫56所固定及电性连接至各金属膜套管44a，46a。同样地，本实施例的接地回路设计也可参考图13所示的形式。
图16及图17所示为本发明的第九优选实施例，所揭示高频探针卡58仍是具有多个针层，与上述第八优选实施例不同的是，本实施例不具有金属线构件，且高频探针的金属膜套管延伸进入支撑物13内部，为能达成上、下位高频探针60，62的导电表层60a，62a能电性连接至接地电位，本实施例的铜箔64开口64a是对应着该下位高频探针62，而内部焊垫66则是固定及电性连接该上、下位高频探针60，62的导电表层60a，62a与该接地针68。同样地，本实施例的接地回路设计也可参考图13所示的形式。值得一提的是，上述摆放方式有助于减缩高频探针60与高频探针62之间的距离，以使得高频探针卡得应用于更精密的电子产品检测用。
以上各实施例用于电性连接金属线与接地针，或接地针与导电表层的方式，并不以具备铜箔为限，换句话说，导电件可以是金属焊垫或银胶，铜箔只是方便金属线与接地针的摆放而已。
Claims (17)
1.一种悬臂式高频探针卡，包含：
一电路板，其一表面设有多个信号接点、接地接点及一支撑物；
至少一高频探针，包括一信号针、一金属膜套管与至少一导体，其中，信号针一端与信号接点电性连接，另一端延伸穿出该支撑物；金属膜套管套设于信号针上，且位于电路板与支撑物之间，该金属膜套管具有一绝缘内层包覆信号针，以及一导电表层与接地接点电性连接；导体为该支撑物所固定，且邻设该信号针并与信号针电性隔离，导体一端延伸穿出支撑物而与该导电表层电性连接；以及
至少一接地针，为该支撑物所固定并与该导体电性连接，该接地针一端电性连接至接地接点，另一端延伸穿出该支撑物。
2.根据权利要求1所述的悬臂式高频探针卡，其中该至少一导体为金属线。
3.根据权利要求2所述的悬臂式高频探针卡，包括有一导电件为该支撑物包覆，该导电件电性连接该接地针与该金属线。
4.根据权利要求3所述的悬臂式高频探针卡，其中该接地针一端为该支撑物所包覆；该导电件为一铜箔，铜箔上摆放有该接地针与该金属线，且铜箔与接地接点电性连接。
5.根据权利要求4所述的悬臂式高频探针卡，还包括有一内部焊垫，用于固定位于铜箔上的接地针与金属线。
6.根据权利要求3所述的悬臂式高频探针卡，其中该接地针一端延伸穿出该支撑物并接触电路板的接地接点。
7.根据权利要求2所述的悬臂式高频探针卡，包括有一外部焊垫用于电性连接该金属膜套管的导电表层与该金属线穿出支撑物的该端。
8.根据权利要求7所述的悬臂式高频探针卡，其中该高频探针的至少一金属线包括有多条金属线间隔排列。
9.根据权利要求8所述的悬臂式高频探针卡，包括一位于支撑物外部的导电件，该导电件具有一支撑面供这些穿出支撑物的金属线一端摆放，该外部焊垫将这些金属线固定于导电件上。
10.根据权利要求2所述的悬臂式高频探针卡，包括有至少一内部焊垫与一铜箔，铜箔具有多个开口；该至少一高频探针包括有一上位高频探针与一下位高频探针分别设置于铜箔的上、下方，且各高频探针的金属线通过铜箔的开口；该至少一接地针设置于铜箔上、下方的其中一侧；该内部焊垫用于固定并电性连接该高频探针的金属线与接地针。
11.根据权利要求2所述的悬臂式高频探针卡，其中该至少一导体为铜箔，该铜箔电性连接该金属膜套管的导电表层与该接地针。
12.一种悬臂式高频探针卡，包含：
一电路板，其一表面设有多个信号接点、接地接点及一支撑物；
至少一高频探针，包括一信号针与一金属膜套管，其中，信号针一端与信号接点电性连接，另一端延伸穿出该支撑物；金属膜套管套设于信号针上，且具有一绝缘内层包覆信号针与一导电表层，该导电表层一端与接地接点电性连接，另一端为该支撑物包覆；以及
至少一接地针，为该支撑物所固定并与该导电表层电性连接，该接地针一端电性连接至接地接点，另一端延伸穿出该支撑物。
13.根据权利要求12所述的悬臂式高频探针卡，包括有一导电件为该支撑物包覆，该导电件电性连接该接地针与该导电表层。
14.根据权利要求13所述的悬臂式高频探针卡，其中该接地针一端为该支撑物所包覆；该导电件为一铜箔，铜箔上摆放有该接地针与该高频探针，且铜箔与接地接点电性连接。
15.根据权利要求14所述的悬臂式高频探针卡，还包括有一内部焊垫，用于固定位于铜箔上的接地针与高频探针。
16.根据权利要求13所述的悬臂式高频探针卡，其中该接地针一端延伸穿出该支撑物并接触电路板的接地接点。
17.根据权利要求12所述的悬臂式高频探针卡，包括有至少一内部焊垫与一铜箔，铜箔具有多个开口；该至少一高频探针包括有一上位高频探针与一下位高频探针分别设置于铜箔的上、下方，且各高频探针的导电表层通过铜箔的开口；该至少一接地针设置于铜箔上、下方的其中一侧；该内部焊垫用于固定并电性连接该高频探针的导电表层与接地针。
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