CN103376342A - 电磁控制式点触装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电磁控制式点触装置，其包含有：一基座；一升降音圈致动器，具有以电磁驱动而能相对上下位移的一不动件以及一可动件，所述不动件固接于所述基座；一探针座，位于所述基座的下方并与所述可动件相互固接；当所述可动件相对所述不动件上下位移时，所述可动件将带动所述探针座相对所述基座运动。由此，当该可动件相对该不动件上下位移时，该可动件将带动该探针座相对该基座运动，进而带动装设于该探针座上的探针上下位移。由于音圈致动器具有位置精度高、反应快、可精确控制力量的特性，因此本发明的电磁控制式点触装置具有探针位移动作迅速且位置跟力量控制精确的优点。

Description

电磁控制式点触装置

技术领域

本发明与利用探针(probe)检测诸如发光二极管等半导体晶粒性能的点触装置(prober)有关，特别是指一种可主动进给的电磁控制式点触装置。

背景技术

点触装置为一种利用探针点触诸如发光二极管等半导体晶粒的电性接点，以利检测机台能进一步检测晶粒性能表现或特性参数的设备。

一般而言，装设有探针的点触装置架设于一承载有诸如晶圆或晶粒封装模块等待测物的承载台的上方。点触作业进行时，其方式之一是利用可作X、Y、Z三轴方向线性位移甚至可绕Z轴旋转的承载台带动位于其上的待测物，使得待测物的电性接点可与点触装置的探针针尖相互对位，并通过该承载台的上升或下降动作，使点触装置的探针可以被动地与待测物的电性接点相互接触或离开。而另一种方式，是利用固定该点触装置的夹头(chuck)或三轴线性往复位移机构带动该点触装置完成对位，并驱动该点触装置下降或上升，而使该点触装置可以主动地与待测物的电性接点相互接触或离开。传统上，不论是前述承载台或三轴线性往复机构，往往需要借助诸如线性导螺杆之类的传动机构来将旋转运动转换成直线运动，由于机械构件可能存在的加工误差以及耦合构件之间可能存在的背隙(backlash)问题，因此，以前述被动或主动方式动作的点触装置，其定位的精密度与解析度以及位移速度具有一定的限制，而若采用无背隙(anti-backlash)精密导螺杆作为传动机构，此举虽可提高定位精密度，然而相对地将造成成本增加。

其次，点触装置在进行点触作业时，假使探针针压(probing force)过大，可能会造成晶粒表面损伤，也容易造成探针磨损，而一旦针压过小，可能造成探针与晶粒接点接触不良，进而影响点测结果，因此，一般点触装置会搭载机械式寻边器(edgesensor)，以确保探针能确实接触并施加一定压抵力量于待测晶粒的接点。然而，当机械式寻边器发出停止进给的触发讯号之后，若进给机构的定位精密度不足或反应速度较慢，则有可能无法准确地控制探针施加于待测物的针压。

发明内容

针对上述问题，本发明的主要目的在于提供一种电磁控制式点触装置，其具有动作迅速且定位精确的优点，以改进上述先前技术可能存在的问题。

为达到上述目的，本发明所提供的一种电磁控制式点触装置，其特征在于包含有：一基座；一升降音圈致动器，具有以电磁驱动而能相对上下位移的一不动件以及一可动件，所述不动件固接于所述基座；一探针座，位于所述基座的下方并与所述可动件相互固接；当所述可动件相对所述不动件上下位移时，所述可动件将带动所述探针座相对所述基座运动。

上述本发明的技术方案中，所述基座具有一容室以及一与所述容室相通的底部开口，所述升降音圈致动器的不动件位于所述容室中，而所述可动件相对所述不动件位移时，能通过所述底部开口进出所述容室。

所述升降音圈致动器的不动件包含有一永久磁铁，而所述可动件包含有一环绕所述永久磁铁的线圈。

所述升降音圈致动器的不动件还包含有一位于所述基座的容室中且固定于所述基座的外轭铁，以及一内轭铁，且所述永久磁铁的二端分别固接于所述外、内轭铁。

所述外轭铁具有一封闭的顶部、一自所述顶部的周缘向下延伸的环形周壁、一底部开口，以及一与所述底部开口连通且由所述顶部与所述环形周壁所定义出的内部空间；所述永久磁铁的一端固接于所述外轭铁顶部的底面，致使所述永久磁铁悬置于所述外轭铁的内部空间中；所述线圈至少有一部分位于所述外轭铁的内部空间中并环绕所述永久磁铁。

还包含有一弹片，所述弹片固接在所述基座与所述探针座之间，当所述可动件相对所述不动件位移时，所述探针座能以所述弹片为支点相对所述基座摆动。

所述弹片的一端部固接于所述基座；所述探针座具有一用于供一探针装设的前端部、一与所述可动件固接的后端部，以及一与所述弹片的另一端部固接的中段部。

所述基座具有一位于所述探针座的中段部上方的前挡止部，以及一位于所述探针座的后端部上方的后挡止部，用于限制所述探针座相对所述基座摆动的幅度。

还包含有一线性滑轨组，所述线性滑轨组包含有一固设于所述基座与所述探针座二者其中之一的轨道，以及一可滑移地设置于所述轨道中且固设于所述基座与所述探针座二者其中的另一的滑轨；其中，所述滑轨的滑移方向实质上为垂直一水平面。

所述探针座具有一用于供一探针装设的前端部、一与所述可动件固接的后端部，以及一与所述线性滑轨组的轨道与滑轨二者其中之一固接的中段部。

还包含有一磁吸组件，所述磁吸组件包含有一固设于所述基座与所述探针座二者其中之一的磁铁，以及一位置与前述磁铁对应能受前述磁铁吸引且固设于所述基座与所述探针座二者其中的另一的导磁件。

所述探针座包含有：一座体，与所述轨道与所述滑轨二者其中之一以及所述可动件固接，且所述座体提供有一第一电性接点；一探针固定臂，位于所述座体下方并提供有一第二电性接点，所述第二电性接点为可分离地与所述第一电性接点接触；一弹片，固接于所述座体与所述探针固定臂之间，使所述探针固定臂能以所述弹片为支点而相对所述座体摆动；一预力施加器，用于提供一使所述第二电性接点与所述第一电性接点接触的预力。

所述探针固定臂包含有一用于供一探针装设的前端部、一提供有所述第二电性接点的后端部，以及一位于所述前、后端部之间且固接于所述弹片的中段部。

还包含有一旋转音圈致动器，其具有以电磁驱动而能相对水平旋转的一不动件以及一可动件，所述旋转音圈致动器的可动件固接于所述基座。

所述旋转音圈致动器的不动件包含有一具有一内部空间的轭铁单元，以及固定于所述轭铁单元且位于所述内部空间的一第一永久磁铁以及一第二永久磁铁；所述旋转音圈致动器的可动件包含有一具有一与所述基座固接的连接部以及一扇形线圈固定部的本体、一连接所述本体的转轴，以及一设置于所述扇形线圈固定部的线圈，所述转轴枢接于所述轭铁单元，使设置于所述扇形线圈固定部的线圈至少有一部分位于所述轭铁单元的内部空间中并对应所述第一、二永久磁铁。

所述轭铁单元包含有一上轭铁与一连接所述上轭铁的下轭铁；所述第一永久磁铁与所述第二永久磁铁固定于所述上轭铁与所述下轭铁二者其中之一。

所述旋转音圈致动器的不动件包含有一具有一内部空间的轭铁单元，以及一固定于所述轭铁单元而位于所述内部空间中的双极性永久磁铁；所述旋转音圈致动器的可动件包含有一具有一与所述基座固接的连接部以及一扇形线圈固定部的本体、一连接所述本体的转轴，以及一设置于所述扇形线圈固定部的线圈，所述转轴枢接于所述轭铁单元，使设置于所述扇形线圈固定部的线圈至少有一部分位于所述轭铁单元的内部空间中并对应所述双极性永久磁铁。

所述轭铁单元包含有一上轭铁与一连接所述上轭铁的下轭铁；所述双极性永久磁铁固定于所述上轭铁与所述下轭铁二者其中之一。

还包含有一平移音圈致动器，其具有以电磁驱动而能相对水平位移的一不动件与一可动件，以及一线性滑轨组，所述线性滑轨组具有一固定于所述平移音圈致动器的不动件与可动件二者其中之一的轨道，以及一可滑移地设置于所述轨道中且固设于所述平移音圈致动器的不动件与可动件二者其中的另一的滑轨，且所述滑轨的滑移方向实质上平行一水平面；其中所述旋转音圈致动器的可动件固接于所述基座。

所述平移音圈致动器的不动件包含有一具有一内部空间的轭铁单元，以及固定于所述轭铁单元且位于所述内部空间中的一第一永久磁铁以及一第二永久磁铁；所述平移音圈致动器的可动件包含有一矩形线圈固定部以及一设置于所述矩形线圈固定部的线圈，且设置于所述矩形线圈固定部的线圈至少有一部分位于所述轭铁单元的内部空间中并对应所述第一、二永久磁铁。

所述轭铁单元包含有一上轭铁与一连接所述上轭铁的下轭铁；所述第一永久磁铁与所述第二永久磁铁固定于所述上轭铁与所述下轭铁二者其中之一。

所述平移音圈致动器的不动件包含有一具有一内部空间的轭铁单元，以及一固定于所述轭铁单元且位于所述内部空间中的双极性永久磁铁；所述平移音圈致动器的可动件包含有一矩形线圈固定部以及一设置于所述矩形线圈固定部的线圈，且设置于所述矩形线圈固定部的线圈至少有一部分位于所述轭铁单元的内部空间中并对应所述双极性永久磁铁。

所述轭铁单元包含有一上轭铁与一连接所述上轭铁的下轭铁；所述双极性永久磁铁固定于所述上轭铁与所述下轭铁二者其中之一。

采用上述技术方案，本发明所提供的电磁控制式点触装置在于使用升降音圈致动器来驱动探针座上下位移，并可进一步搭配旋转音圈致动器且/或平移音圈致动器，而选择地或同时控制探针座的水平旋摆或位移动作，因此本发明所提供的电磁控制式点触装置与习用技术相比，本发明的电磁控制室点触装置具有探针位移动作迅速且位置与力量控制精确的优点。

附图说明

图1是本发明第一较佳实施例所提供的电磁控制式点触装置连接于一三轴进给机构的立体图；

图2是本发明第一较佳实施例所提供的电磁控制式点触装置的部分立体分解图；

图3是本发明第一较佳实施例所提供的电磁控制式点触装置的立体剖开图，其中为便于说明，图中并未显示基座；

图4是本发明第一较佳实施例所提供的电磁控制式点触装置的侧视图，显示该探针相对该基座摆动至一上死点位置；

图5类同图4，但显示该探针相对该基座摆动至一下死点位置；

图6是本发明第二较佳实施例所提供的电磁控制式点触装置连接于一三轴进给机构的部分立体分解图；

图7A是本发明第二较佳实施例所提供的电磁控制式点触装置的侧视图；

图7B类同图7A，但显示本发明第二较佳实施例所提供的电磁控制式点触装置还配置有一磁吸组件；

图8是本发明第三较佳实施例所提供的具有寻边器功能的电磁控制式点触装置的侧视图，显示第一电性接点与第二电性接点接触的状态；

图9类同图8，但显示第一电性接点与第二电性接点分离的状态；

图10是本发明第四较佳实施例所提供的电磁控制式点触装置连接于一三轴进给机构的立体图；

图11是本发明第四较佳实施例所提供的电磁控制式点触装置的部分立体分解图；

图12是本发明第四较佳实施例所提供的电磁控制式点触装置的俯视图；

图13类同图12，但显示探针座水平旋转的状态；

图14是本发明第五较佳实施例所提供的电磁控制式点触装置连接于一三轴进给机构的立体图；

图15是本发明第五较佳实施例所提供的电磁控制式点触装置的立体图；

图16是本发明第五较佳实施例所提供的电磁控制式点触装置的立体分解图；

图17是本发明第五较佳实施例所提供的电磁控制式点触装置的俯视图；

图18类同图17，但显示探针座水平位移的状态。

具体实施方式

现举以下实施例并结合附图对本发明的结构及功效进行详细说明。

首先，必须说明的是，在以下所揭示的实施例以及随附的图式中，相同的标号代表相同或类似的元件或元件特征。其次，在整篇发明说明以及权利要求书中，当述及一元件固接或连接于另一元件时，代表该元件为可直接地或通过其他元件间接地或一体地固接或连接于该另一元件。

请参阅图1，图1显示本发明第一较佳实施例所提供的电磁控制式点触装置10连接于一三轴进给机构12的形态，由此，点触装置10可受三轴进给机构12的带动，可沿X、Y及Z三轴方向移动而调整其位置。基本上，三轴进给机构12可带动探针14作较大行程的位移，且对探针14的位置施加粗调动作，而本发明所提供的点触装置10是用于对探针14作精密且快速的位置控制，换言之，可对探针14施加微调动作。由于前述三轴进给机构12为一般自动化机械中常见、可沿X、Y及Z三轴方向线性往复位移的三轴位移机构，且并非发明的技术特征所在，因此其详细结构容申请人在此不予赘述。

如图2及图3所示，前述点触装置10主要包含有一基座16、一升降音圈致动器18以及一探针座20。

基座16为一底部开放的壳体，即，其具有一内部容室16a以及一与容室16a相通的底部开口16b。其次，基座16的前端接近其底部位置具有一突出的块体，形成一前挡止部16c，而基座16的底部后缘则形成一后挡止部16d。

升降音圈致动器18具有用电磁驱动可相对上下位移的一不动件22以及一可动件24，其中不动件22设置于基座16的容室16a中，并通过螺丝(图中未示)或其他适合的方式与基座16固接，因此无法相对基座16位移。而可动件24可相对不动件22上下滑移，即，可动件24可经由基座16的底部开口16b进出容室16a。

进一步来说，不动件22包含有一外轭铁26、一内轭铁28以及一圆柱状的永久磁铁30。外轭铁26为一底部开放的椭圆柱形壳体，即，外轭铁26具有一封闭的顶部26a、一自顶部26a的周缘向下延伸的环形周壁26b、一底部开口26c，以及一与底部开口26c连通且由顶部26a与环形周壁26b所定义出的内部空间26d。其次，永久磁铁30的顶端(N极)为固接于外轭铁顶部26a的底面中心位置，且永久磁铁30的底端(S极)与内轭铁28固接，由此，永久磁铁30与内轭铁28将悬置于外轭铁26的内部空间26d中，使外轭铁26、永久磁铁30与内轭铁28构成一完整的磁回路。

在图3中，可动件24示意表示成一圆柱筒体，实际上，可动件24是由一个圆柱筒型中空线圈（图中未示）所构成，或者，可动件24可由一圆柱筒状的线圈固定件，以及一螺旋状缠绕于线圈固定件外周面的线圈(图中未示)来组成。可动件24置于外轭铁26的内部空间26d中，并间隔地套穿在永久磁铁30的外部，使线圈至少有一部分环绕永久磁铁30，由此，不动件22与可动件24可构成一完整的音圈马达(voice coil motor，VCM)，而且，通过控制电流流经线圈的方向及大小，即可控制可动件24相对不动件22的位移方向(上升或下降)以及位移量。实际上，音圈马达除了可以控制位移量，还可以利用电流、电压来达到控制位移力量的目的，例如，不同的电流通过线圈即可得到不同的吸引或互斥力量。必须说明的是，由于音圈马达(VCM)为习知技艺，因此其详细的动作原理及控制方法申请人在此不予赘述，然而，习知可达到可动件24相对不动件22上下位移目的的音圈马达磁回路设计有相当多种，凡本技术领域中具有通常知识的人士当可了解，各种习知的磁回路设计均可应用于本发明所提供的电磁控制式点触装置10中，并不以此实施例中所揭示的为限。

探针座20具有一用于供一探针14装设的前端部20a、一后端部20b，以及一位于前、后端部20a、20b之间的中段部20c，其中，可动件24为坐落且固定于后端部20b的顶面，且中段部20c通过一金属弹片20d连接于基座16。详而言之，弹片20d的前端部通过螺丝锁设于探针座20的中段部20c的顶面，而弹片20d的后端部则锁设于基座16的前端部的底面，此时，基座16的前挡止部16c为间隔对应地位于弹片20d的上方，且基座16之后挡止部16d则间隔对应地位于探针座20之后端部20b的上方。由此，探针座20将悬置于基座16的下方，而且，当升降音圈致动器18动作，使其可动件24相对不动件22上下位移时，可动件24可以带动探针座20以弹片20d为支点而相对基座16上下摆动(如图4及图5所示)。

图4显示可动件24下降而带动探针14向上旋摆至一上死点的形态，此时，基座16的前挡止部16c通过弹片20d抵顶于探针座20的中段部20c，以限制探针14向上旋摆的幅度。而图5显示可动件24上升而带动探针14向下旋摆至一下死点的形态，此时，基座16的后挡止部16d抵顶于探针座20的后端部20b，以限制探针14向下旋摆的幅度。如此，通过控制升降音圈致动器18，即可控制探针14下降或上升，使探针14可以点触或离开位于其下方的待测物(图中未示)，而且，利用升降音圈致动器18位置精度高、反应快以及可精确控制力量的特性，可达到快速且精确控制探针的位置的目的，以改进习用点触装置利用三轴进给机构或承载台进行主动进给或被动进给的缺点。进一步来说，本发明所提供的电磁控制式点触装置10可与诸如光学尺或霍尔元件之类的位置传感器搭配，并借助闭回路回馈控制精确地控制可动件24的位置，进而达到精确控制探针位置的目的。

再如图6及图7A所示，图6及图7A揭示了本发明第二较佳实施例所提供的电磁控制式点触装置10，其架构大体上与前一实施例相同，即同样具有一基座16、一升降音圈致动器18以及一探针座20，其差异在于：探针座20通过一线性滑轨组32与基座16连接。详而言之，线性滑轨组32具有一固定于基座16前端的轨道32a，以及一可滑移地设置于轨道32a中且固定于探针座20的中段部20c顶面的滑轨32b，而且，如图7A所示，滑轨32b的滑移方向(即轴向)实质上垂直水平面(XY平面)。如此一来，升降音圈致动器18将可直上直下地直接驱动探针座20相对基座16垂直上升或下降位移，同样可达到精密且快速控制探针14位置的目的。

在上述的实施例中，可通过升降音圈致动器18的通电电流来保持探针座20的位置，而为了避免不预期断电使得探针座20掉落致使探针撞击待测物或造成探针座20损伤，可在线性滑轨组32的轨道32a与滑轨32b之间设置挡止结构，通过限制探针座20的下降位移的下死点，来避免发生探针座20脱离基座16的情形。或者，如图7B所示，在本发明第二较佳实施例所提供的电磁控制式点触装置10中进一步配置一磁吸组件34，来避免发生探针座20突然掉落的情形。详而言之，磁吸组件34包含有一固定于基座16后端部底面的磁铁34a，以及一固定于探针座20后端部的导磁件34b，导磁件34b中有一与前述磁铁34a间隔对应并可受前述磁铁34a吸引的部位，如此，利用磁铁34a吸引导磁件34b，即可保持探针座20相对基座16于一预定位置，避免升降音圈致动器18突然断电造成探针座20脱离基座16掉落的情形。此外，必须说明的是，线性滑轨组32的轨道32a与滑轨32b的设置位置可以互相调换，同样可以具有导引探针座20相对基座16上下垂直位移的功能；同样地，磁吸组件34的磁铁34a与导磁件34b的设置位置也可互相调换，同样可以避免探针座20掉落。

在上述第一及第二较佳实施例中，探针座20是由二个构件通过螺丝相互锁设而构成，然而，探针座20的结构并不以此为限。例如，图8及图9揭示了本发明第三较佳实施例所提供的电磁控制式点触装置10，其架构大体上与第二实施例所揭示的相同，惟其差异在于此实施例中的探针座20为一具有机械式寻边器(edge sensor)架构的探针座20，以确保探针14能确实接触并在待测物的接点施加一定针压(probing force)。

详细来说，前述探针座20包含有一座体40、一探针固定臂42、一弹片44以及一预力施加器46。其中，座体40的后端部40a的顶面与升降音圈致动器的可动件24固接，其中段部40b的顶面固定有线性滑轨组的滑轨32b，而中段部40b的底面则提供有一第一电性接点40c。其次，探针固定臂42包含有一用于供探针14装设的前端部42a、一提供有一第二电性接点42b的后端部42c，以及一位于前、后端部之间的中段部42d。其中第二电性接点42b为可分离地与第一电性接点40c接触，而中段部42d通过弹片44与座体40的前端部连接，使探针固定臂42可以弹片44为支点而相对座体40摆动。

预力施加器46的功能在于提供一使第二电性接点42b保持与第一电性接点40c接触的预力。进一步来说，预力施加器46具有一穿设于座体40的螺栓46a，以及一穿设于探针固定臂42的金属螺丝46b，螺栓46a的底部设有一与螺丝46b相对的磁铁（图中未示），通过改变螺栓46a与螺丝46b的距离，可调整其相互吸引的磁吸力，进而调整其施加给探针固定臂42的预力。如此一来，在常态下，第一电性接点40c与第二电性接点42b为保持接触(如图8所示)，而一旦探针14向下进给抵触待测物的接点且待测物施加给探针14的反作用力克服预力时，将造成探针固定臂42摆动，使得第一、二电性接点40c、42b相互分离(如图9所示)，如此一来，利用前述二电性接点40c、42b的导通或断开与否作为探针14继续或停止进给的触发讯号，可确保探针14能与待测物有效接触，且可避免探针14对待测物所施的针压过大而造成待测物或探针14损伤。

必须加以说明的是，前述预力施加器46的结构并不以此实施例所揭示的为限，例如，可以磁性斥力或以弹簧的弹性力来达到可调预力的目的。实际上，现行已知各种型态的寻边器均可应用在本发明所提供的电磁控制式点触装置10的架构中，例如在中国台湾第M345241号及第M382589号等专利中所揭示的。由于习用各种形态的寻边器架构早已广为所属技术领域中具有通常知识者所熟知，因此申请人在此不予赘述。

再如图10至图13所示。图10至图13揭示了本发明第四较佳实施例所提供的电磁控制式点触装置10，其主要架构与第二较佳实施例所揭示的相同，惟其差异在于此实施例的点触装置10还包含有一旋转音圈致动器50，其具有以电磁驱动而可相对旋转的一不动件52以及一可动件54，其中不动件52连接固定于三轴进给机构12上，可动件54通过螺丝锁设固定于基座16顶面。如此，探针座20除了可受升降音圈致动器18的驱动而上下位移之外，更可受旋转音圈致动器50的驱动而在一水平面(XY平面)上旋转位移，使探针14可具有更多的位移自由度。以下进一步介绍旋转音圈致动器50的结构。

旋转音圈致动器50的不动件52主要包含有一具有一扇形内部空间的轭铁单元56，以及间隔地固定于轭铁单元56位于其内部空间中的扇形一第一永久磁铁58a以及一第二永久磁铁58b。其中轭铁单元56由概呈扇形的一上轭铁56a以及一下轭铁56b相互固接组装组成，上轭铁56a具有一贯穿其顶面与底面的轴孔56a1。第一永久磁铁58a与第二永久磁铁58b间隔地固定于上轭铁56a的底面，且彼此磁极性相反地面对着下轭铁56b，即，若第一永久磁铁58a面对下轭铁56b的端面为N极，则第二永久磁铁58b面对下轭铁56b的端面为S极，如此一来，第一、第二永久磁铁58a、58b与上、下轭铁56a、56b之间可形成二个方向相反的磁回路。必须说明的是，实际上，前述第一、二永久磁铁58a、58b可以用一个双极性永久磁铁(bipolarpermanent magnet)来取代。其次，第一永久磁铁58a与第二永久磁铁58b也可间隔地固定于下轭铁56b的顶面，或者，一个永久磁铁固定于上轭铁56a，另一个永久磁铁固定于下轭铁56b。再者，也可在下轭铁56b的顶面另外设置彼此磁极性相反地面对着前述第一、二永久磁铁58a、58b的第三、第四永久磁铁（图中未示），以在上、下轭铁56a、56b之间形成二个方向相反的磁回路。换言之，凡可在上、下轭铁56a、56b之间形成二个方向相反的磁回路的设计，均可应用于本发明中。

旋转音圈致动器50的可动件54具有一本体54a、一转轴54b以及一线圈54c。前述本体54a具有一通过螺丝锁设于基座16的顶面的连接部54a1，以及一一体连接于连接部54a1的扇形线圈固定部54a2。其中，线圈54c呈扇形环绕地埋设于线圈固定部54a2中，且转轴54b为可枢转地穿设于上轭铁56a的轴孔56a1中，使线圈固定部54a2穿设于轭铁单元56的扇形内部空间中，且线圈54c分别有一部分对应第一、二永久磁铁58a、58b。由此，不动件52与可动件54可相对旋转偏摆(如图12及图13所示)而构成一典型的旋转音圈马达(rotary voice coil motor)，而且，通过控制电流流经线圈54c的方向及大小，即可控制可动件54相对不动件52的旋转偏摆方向(绕Z轴逆时针或顺时针旋转)以及偏摆位移量。必须说明的是，由于旋转音圈马达为习知技艺，因此其详细的动作原理及控制方法申请人在此不予赘述，而且，习知各种可实现可动件54相对不动件52水平旋转偏摆目的的旋转音圈马达磁回路设计，均可应用于本发明所提供的电磁控制式点触装置10中，并不以此实施例中所揭示的为限。

再如图14至图18所示，图14至图18揭示了本发明第五较佳实施例所提供的电磁控制式点触装置10，其主要架构与第二较佳实施例所揭示的相同，惟其差异在于，此实施例的点触装置10还包含有一平移音圈致动器60，其具有以电磁驱动而可相对水平滑移的一不动件62与一可动件64，以及一滑移方向平行Y轴方向的线性滑轨组65。其中不动件62连接固定于三轴进给机构12上，而可动件64一体连接于基座16（实际上可动件64也可设计成一单独构件，通过螺丝或其他方式与基座16连接）。其次，线性滑轨组65连接于不动件62与可动件64之间。如此一来，探针座20除了可受升降音圈致动器18的驱动而上下位移之外，更可受平移音圈致动器60的驱动而在一水平面(XY平面)上沿着Y轴方向往复位移，使探针14可具有更多的位移自由度。以下进一步介绍平移音圈致动器60的结构。

平移音圈致动器60的不动件62主要包含有一具有一矩形内部空间的轭铁单元66，以及间隔地固定于轭铁单元66且位于其内部空间中的矩形一第一永久磁铁68a以及一第二永久磁铁68b。其中轭铁单元66由概呈矩形的一上轭铁66a以及一下轭铁66b相互固接组装组成，上轭铁66a具有一装设部66a1。装设部66a1的底面固定有线性滑轨组65的轨道65a。第一永久磁铁68a与第二永久磁铁68b为分别固定于上轭铁66a的底面，且彼此磁极性相反地面对着下轭铁66b，如此一来，第一、第二永久磁铁68a、68b与上、下轭铁66a、66b之间可形成二个方向相反的磁回路。实际上，第一与第二永久磁铁68a、68b只要固定于上轭铁66a与下轭铁66b二者其中之一即可。同样地，前述第一、二永久磁铁68a、68b也可以用一个双极性永久磁铁来取代。或者，可在下轭铁66b额外设置面对着前述第一、二永久磁铁68a、68b的第三、第四永久磁铁（图中未示），以在上、下轭铁66a、66b之间形成二个方向相反的磁回路。

平移音圈致动器60的可动件64具有一一体连接于基座16的本体64a以及一线圈64b。前述本体64a的顶面固定有线性滑轨组65的滑轨65b，且本体64a具有一矩形线圈固定部64a1，而线圈64b呈矩形环绕地埋设于线圈固定部64a1中。组装时，线圈固定部64a1穿设于轭铁单元66的矩形内部空间中，且线圈64b分别有一部分对应第一、二永久磁铁68a、68b。由此，不动件62与可动件64可相对水平位移(如图17及图18所示)而构成一典型的平移音圈马达，而且，通过控制电流流经线圈64b的方向及大小，即可控制可动件64相对不动件62的平移方向以及位移量。必须说明的是，由于平移音圈马达为习知技艺，因此其详细的动作原理及控制方法申请人在此不予赘述，而且，习知各种可实现可动件64相对不动件62平移目的的平移音圈马达磁回路设计，均可应用于本发明所提供的电磁控制式点触装置10中，并不以此实施例中所揭示的为限。

综上所述，本发明所提供的电磁控制式点触装置10的主要技术特征在于使用升降音圈致动器18来驱动探针座20上下位移，并可进一步搭配旋转音圈致动器50且/或平移音圈致动器60，而选择地或同时控制探针座20的水平旋摆或位移动作，因此本发明所提供的电磁控制式点触装置10与习用技术相比，本发明的电磁控制室点触装置10具有探针位移动作迅速且位置与力量控制精确的优点。

最后，必须再次说明，本发明在前述实施例中所揭示的构成元件，仅为举例说明，并非用来限制本案的专利保护范围，本领域中具有通常知识者应能了解，上述的详细说明以及实施为本发明所列举的特定实施例，仅用于说明本发明，并非用于限制本发明的专利范围，其他等效元件的替代或变化，也应被本案的专利保护范围所涵盖。

Claims (23)

1.一种电磁控制式点触装置，其特征在于包含有：

一基座；

一升降音圈致动器，具有以电磁驱动而能相对上下位移的一不动件以及一可动件，所述不动件固接于所述基座；

一探针座，位于所述基座的下方并与所述可动件相互固接；

当所述可动件相对所述不动件上下位移时，所述可动件将带动所述探针座相对所述基座运动。

2.如权利要求1所述的电磁控制式点触装置，其特征在于：所述基座具有一容室以及一与所述容室相通的底部开口，所述升降音圈致动器的不动件位于所述容室中，而所述可动件相对所述不动件位移时，能通过所述底部开口进出所述容室。

3.如权利要求2所述的电磁控制式点触装置，其特征在于：所述升降音圈致动器的不动件包含有一永久磁铁，而所述可动件包含有一环绕所述永久磁铁的线圈。

4.如权利要求3所述的电磁控制式点触装置，其特征在于：所述升降音圈致动器的不动件还包含有一位于所述基座的容室中且固定于所述基座的外轭铁，以及一内轭铁，且所述永久磁铁的二端分别固接于所述外、内轭铁。

5.如权利要求4所述的电磁控制式点触装置，其特征在于：所述外轭铁具有一封闭的顶部、一自所述顶部的周缘向下延伸的环形周壁、一底部开口，以及一与所述底部开口连通且由所述顶部与所述环形周壁所定义出的内部空间；所述永久磁铁的一端固接于所述外轭铁顶部的底面，致使所述永久磁铁悬置于所述外轭铁的内部空间中；所述线圈至少有一部分位于所述外轭铁的内部空间中并环绕所述永久磁铁。

6.如权利要求1至5其中任一项所述的电磁控制式点触装置，其特征在于：还包含有一弹片，所述弹片固接在所述基座与所述探针座之间，当所述可动件相对所述不动件位移时，所述探针座能以所述弹片为支点相对所述基座摆动。

7.如权利要求6所述的电磁控制式点触装置，其特征在于：所述弹片的一端部固接于所述基座；所述探针座具有一用于供一探针装设的前端部、一与所述可动件固接的后端部，以及一与所述弹片的另一端部固接的中段部。

8.权利要求7所述的电磁控制式点触装置，其特征在于：所述基座具有一位于所述探针座的中段部上方的前挡止部，以及一位于所述探针座的后端部上方的后挡止部，用于限制所述探针座相对所述基座摆动的幅度。

9.如权利要求1至5其中任一项所述的电磁控制式点触装置，其特征在于：还包含有一线性滑轨组，所述线性滑轨组包含有一固设于所述基座与所述探针座二者其中之一的轨道，以及一可滑移地设置于所述轨道中且固设于所述基座与所述探针座二者其中的另一的滑轨；其中，所述滑轨的滑移方向实质上为垂直一水平面。

10.如权利要求9所述的电磁控制式点触装置，其特征在于：所述探针座具有一用于供一探针装设的前端部、一与所述可动件固接的后端部，以及一与所述线性滑轨组的轨道与滑轨二者其中之一固接的中段部。

11.如权利要求9所述的电磁控制式点触装置，其特征在于：还包含有一磁吸组件，所述磁吸组件包含有一固设于所述基座与所述探针座二者其中之一的磁铁，以及一位置与前述磁铁对应能受前述磁铁吸引且固设于所述基座与所述探针座二者其中的另一的导磁件。

12.如权利要求9所述的电磁控制式点触装置，其特征在于：所述探针座包含有：

一座体，与所述轨道与所述滑轨二者其中之一以及所述可动件固接，且所述座体提供有一第一电性接点；

一探针固定臂，位于所述座体下方并提供有一第二电性接点，所述第二电性接点为可分离地与所述第一电性接点接触；

一弹片，固接于所述座体与所述探针固定臂之间，使所述探针固定臂能以所述弹片为支点而相对所述座体摆动；

一预力施加器，用于提供一使所述第二电性接点与所述第一电性接点接触的预力。

13.如权利要求12所述的电磁控制式点触装置，其特征在于：所述探针固定臂包含有一用于供一探针装设的前端部、一提供有所述第二电性接点的后端部，以及一位于所述前、后端部之间且固接于所述弹片的中段部。

14.如权利要求1至5其中任一项所述的电磁控制式点触装置，其特征在于：还包含有一旋转音圈致动器，其具有以电磁驱动而能相对水平旋转的一不动件以及一可动件，所述旋转音圈致动器的可动件固接于所述基座。

15.如权利要求14所述的电磁控制式点触装置，其特征在于：所述旋转音圈致动器的不动件包含有一具有一内部空间的轭铁单元，以及固定于所述轭铁单元且位于所述内部空间的一第一永久磁铁以及一第二永久磁铁；所述旋转音圈致动器的可动件包含有一具有一与所述基座固接的连接部以及一扇形线圈固定部的本体、一连接所述本体的转轴，以及一设置于所述扇形线圈固定部的线圈，所述转轴枢接于所述轭铁单元，使设置于所述扇形线圈固定部的线圈至少有一部分位于所述轭铁单元的内部空间中并对应所述第一、二永久磁铁。

16.如权利要求15所述的电磁控制式点触装置，其特征在于：所述轭铁单元包含有一上轭铁与一连接所述上轭铁的下轭铁；所述第一永久磁铁与所述第二永久磁铁固定于所述上轭铁与所述下轭铁二者其中之一。

17.如权利要求14所述的电磁控制式点触装置，其特征在于：所述旋转音圈致动器的不动件包含有一具有一内部空间的轭铁单元，以及一固定于所述轭铁单元而位于所述内部空间中的双极性永久磁铁；所述旋转音圈致动器的可动件包含有一具有一与所述基座固接的连接部以及一扇形线圈固定部的本体、一连接所述本体的转轴，以及一设置于所述扇形线圈固定部的线圈，所述转轴枢接于所述轭铁单元，使设置于所述扇形线圈固定部的线圈至少有一部分位于所述轭铁单元的内部空间中并对应所述双极性永久磁铁。

18.如权利要求17所述的电磁控制式点触装置，其特征在于：所述轭铁单元包含有一上轭铁与一连接所述上轭铁的下轭铁；所述双极性永久磁铁固定于所述上轭铁与所述下轭铁二者其中之一。

19.如权利要求1至5其中任一项所述的电磁控制式点触装置，其特征在于：还包含有一平移音圈致动器，其具有以电磁驱动而能相对水平位移的一不动件与一可动件，以及一线性滑轨组，所述线性滑轨组具有一固定于所述平移音圈致动器的不动件与可动件二者其中之一的轨道，以及一可滑移地设置于所述轨道中且固设于所述平移音圈致动器的不动件与可动件二者其中的另一的滑轨，且所述滑轨的滑移方向实质上平行一水平面；其中所述旋转音圈致动器的可动件固接于所述基座。

20.如权利要求19所述的电磁控制式点触装置，其特征在于：所述平移音圈致动器的不动件包含有一具有一内部空间的轭铁单元，以及固定于所述轭铁单元且位于所述内部空间中的一第一永久磁铁以及一第二永久磁铁；所述平移音圈致动器的可动件包含有一矩形线圈固定部以及一设置于所述矩形线圈固定部的线圈，且设置于所述矩形线圈固定部的线圈至少有一部分位于所述轭铁单元的内部空间中并对应所述第一、二永久磁铁。

21.如权利要求20所述的电磁控制式点触装置，其特征在于：所述轭铁单元包含有一上轭铁与一连接所述上轭铁的下轭铁；所述第一永久磁铁与所述第二永久磁铁固定于所述上轭铁与所述下轭铁二者其中之一。

22.如权利要求19所述的电磁控制式点触装置，其特征在于：所述平移音圈致动器的不动件包含有一具有一内部空间的轭铁单元，以及一固定于所述轭铁单元且位于所述内部空间中的双极性永久磁铁；所述平移音圈致动器的可动件包含有一矩形线圈固定部以及一设置于所述矩形线圈固定部的线圈，且设置于所述矩形线圈固定部的线圈至少有一部分位于所述轭铁单元的内部空间中并对应所述双极性永久磁铁。

23.如权利要求22所述的电磁控制式点触装置，其特征在于：所述轭铁单元包含有一上轭铁与一连接所述上轭铁的下轭铁；所述双极性永久磁铁固定于所述上轭铁与所述下轭铁二者其中之一。

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