TW201435347A - 磁場探針及其探針頭 - Google Patents

Abstract

一種磁場探針及其探針頭在此揭露。探針頭包含內金屬層、屏蔽元件、濾波元件。內金屬層用以接收待測磁場。屏蔽元件用以屏蔽內金屬層，包含第一屏蔽金屬層以及第二屏蔽金屬層。第一屏蔽金屬層位於內金屬層上方，且第二屏蔽金屬層位於內金屬層下方。濾波元件用以濾除干擾內金屬層之電場，包含第一濾波金屬層以及第二濾波金屬層。第一濾波金屬層介於第一屏蔽金屬層與內金屬層之間，且第二濾波金屬層介於第二屏蔽金屬層與內金屬層之間。

Description

磁場探針及其探針頭

本發明是有關於一種磁場探針，且特別是有關於一種磁場探針的探針頭。

隨著電子產品越來越小以及無線傳輸和高速電路的快速發展，整合其中的電路越來越複雜。這些電路衍生出各種信號完整度(SI)以及電磁干擾(EMI)的問題，而這些問題增加了電路設計和除錯的難度。在除錯過程中，磁場探針掃描可用來檢測電子產品附近的磁場分布，藉以快速地檢測出電磁干擾源。

如第1圖所示，第1圖係繪示習知的磁場探針。這種磁場探針10採用三層金屬架構，其中中間金屬11為接收待測磁場的迴路。

由於待測物的小尺寸以及各種干擾，市場上對於高空間檢測解析度和寬頻的磁場探針的需求日益增加。但是磁場探針與待測物之間距離越小，電場雜訊干擾明顯而影響磁場檢測結果。然而提高迴路尺寸雖能減輕電場雜訊干擾，卻降低了空間檢測的解析度，也容易在低頻檢測時發生自振現象，使得探針在此自振頻率無法量測到正確的磁場分布。

綜合上述，迄今為止未解決的需求存在於本技術領域中，以解決前述缺陷與不足。

本發明是關於一種磁場探針以及其探針頭，藉以透過本發明中探針頭的電場濾波器效果抑制電場，使得磁場探針設計縮小化以及提高磁場的空間檢測解析度。

本發明之一態樣係關於一種探針頭，其包含內金屬層、屏蔽元件、濾波元件。內金屬層用以接收待測磁場。屏蔽元件用以屏蔽內金屬層，其中屏蔽元件包含第一屏蔽金屬層以及第二屏蔽金屬層。第一屏蔽金屬層位於內金屬層上方，且第二屏蔽金屬層位於內金屬層下方。濾波元件用以濾除干擾內金屬層之電場，其中濾波元件包含第一濾波金屬層以及第二濾波金屬層。第一濾波金屬層介於第一屏蔽金屬層與內金屬層之間，且第二濾波金屬層介於第二屏蔽金屬層與內金屬層之間。

在一實施例中，第一屏蔽金屬層和第二屏蔽金屬層各自包含一個環形屏蔽金屬部，上述環形屏蔽金屬部各自具有一個缺口。

在一實施例中，第一濾波金屬層包含第一環形濾波金屬部，且第二濾波金屬層包含第二環形濾波金屬部，其中第一環形濾波金屬部及第二環形濾波金屬部各自具有一缺口。

在一實施例中，探針頭更包含至少一連接金屬部，其中第一環形濾波金屬部與第二環形濾波金屬部透過前述 至少一連接金屬部與第一屏蔽金屬層以及第二屏蔽金屬層連接。

在一實施例中，探針頭更包含第一連接金屬部以及第二連接金屬部，其中第一環形濾波金屬部透過第一連接金屬部與第一屏蔽金屬層連接，第二環形濾波金屬部透過第二連接金屬部與第二屏蔽金屬層連接。

在一實施例中，探針頭更包含至少一延伸連接金屬部，前述至少一延伸連接金屬部具有第一端以及第二端，且第一端浮接，第二端連接於第一環形濾波金屬部與第二環形濾波金屬部其中一者。

在一實施例中，探針頭更包含第一延伸金屬部以及第二延伸金屬部，其中第一延伸金屬部介於第一環形濾波金屬部與第一屏蔽金屬層之間，連接於第一環形濾波金屬部；第二延伸金屬部介於第二環形濾波金屬部與第二屏蔽金屬層之間，連接於第二環形濾波金屬部。

在一實施例中，上述探針頭更包含第一短路部以及第二短路部，其中第一短路部連接於第一延伸金屬部以及第一屏蔽金屬層之間，且第二短路部連接於第二延伸金屬部以及第二屏蔽金屬層之間。

在一實施例中，探針頭更包含複數個第一延伸金屬部以及複數個第二延伸金屬部，其中前述第一延伸金屬部依序連接於第一環形濾波金屬部與第一屏蔽金屬層之間，且前述第一延伸金屬部中其中一者連接於第一環形濾波金屬部；前述第二延伸金屬部依序連接於第二環形濾波金屬部與第二屏蔽金屬層之間，且前述第二延伸金屬部中其中一者連 接於第二環形濾波金屬部。

在一實施例中，上述探針頭更包含第一短路部以及第二短路部，其中第一短路部連接於上述第一延伸金屬部中其中一者以及第一屏蔽金屬層之間，且第二短路部連接於上述第二延伸金屬部中其中一者以及第二屏蔽金屬層之間。

本發明之另一態樣係關於一種磁場探針，其包含探針頭以及探針體。探針頭包含第一環形屏蔽金屬部、第二環形屏蔽金屬部、接收金屬部、第一環形濾波金屬部以及第二環形濾波金屬部。第一環形屏蔽金屬部具有一缺口，且第二環形屏蔽金屬部位於第一環形屏蔽金屬部下方，具有一缺口以及對應第一環形屏蔽金屬部之形狀。接收金屬部介於第一環形屏蔽金屬部與第二環形屏蔽金屬部之間，且用以接收待測磁場藉以產生感應信號，其中第一環形屏蔽金屬部與第二環形屏蔽金屬部用以屏蔽接收金屬部。第一環形濾波金屬部介於第一環形屏蔽金屬部與接收金屬部之間，用以濾除干擾接收金屬部之電場，且前述第一環形濾波金屬部具有第一缺口、第一端以及隔著第一缺口的第二端。第二環形濾波金屬部介於第二環形屏蔽金屬部與接收金屬部之間，且用以濾除干擾接收金屬部之電場，前述第二環形濾波金屬部具有第二缺口、第三端以及隔著第二缺口的第四端。探針體與探針頭連接，用以自接收金屬部接收感應信號並傳送予量測儀器。

在一實施例中，探針頭更包含至少一連接金屬部。其中第一環形濾波金屬部的第一端與第二環形濾波金屬部的第三端透過前述至少一連接金屬部連接於第一環形屏蔽金屬部與第二環形屏蔽金屬部。

在一實施例中，上述探針頭更包含第一短路部以及第二短路部，其中第一環形濾波金屬部的第二端透過第一短路部與第一環形屏蔽金屬部連接，第二環形濾波金屬部的第四端透過第二短路部與第二環形屏蔽金屬部連接。

在一實施例中，探針頭更包含第一延伸金屬部、第一延伸連接金屬部、第二延伸金屬部以及第二延伸連接金屬部。第一延伸金屬部介於第一環形濾波金屬部與第一環形屏蔽金屬部之間。第一延伸金屬部透過第一延伸連接金屬部連接於第一環形濾波金屬部的第二端。第二延伸金屬部介於第二環形濾波金屬部與第二環形屏蔽金屬部之間。第二延伸金屬部透過第二延伸連接金屬部連接於第二環形濾波金屬部的第四端。

在一實施例中，上述探針頭更包含第一短路部以及第二短路部，其中第一延伸金屬部透過前述第一短路部與第一環形屏蔽金屬部連接，第二延伸金屬部透過前述第二短路部與第二環形屏蔽金屬部連接。

在一實施例中，探針頭更包含複數個第一延伸金屬部、複數個第一延伸連接金屬部、複數個第二延伸金屬部以及複數個第二延伸連接金屬部。前述第一延伸金屬部依序疊於第一環形濾波金屬部與第一環形屏蔽金屬部之間。每個第一延伸金屬部與上層和下層第一延伸金屬部分別透過其中一個第一延伸連接金屬部連接，且第一延伸金屬部中最靠近第一環形濾波金屬部者透過其中一個第一延伸連接金屬部與第一環形濾波金屬部連接。前述第二延伸金屬部依序疊於第二環形濾波金屬部與第二環形屏蔽金屬部之間。每個第二 延伸金屬部與上層和下層第二延伸金屬部分別透過其中一個第二延伸連接金屬部連接，且第二延伸金屬部中最靠近第二環形濾波金屬部者透過其中一個第二延伸連接金屬部與第二環形濾波金屬部連接。

在一實施例中，上述探針頭更包含第一短路部以及第二短路部。第一短路部連接於上述第一延伸金屬部中最靠近第一環形屏蔽金屬部者以及第一環形屏蔽金屬部之間。第二短路部連接於上述第二延伸金屬部中最靠近第二環形屏蔽金屬部者以及第二環形屏蔽金屬部之間。

在一實施例中，探針體包含第一屏蔽金屬部、第二屏蔽金屬部以及傳輸金屬部。第一屏蔽金屬部與第一環形屏蔽金屬部連接。第二屏蔽金屬部位於第一屏蔽金屬部下方且與第二環形屏蔽金屬部連接。傳輸金屬部用以傳送感應信號予量測儀器，且傳輸金屬部介於第一屏蔽金屬部與第二屏蔽金屬部之間。

在一實施例中，探針體包含複數個屏蔽金屬連接部。前述屏蔽金屬連接部連接於第一屏蔽金屬部與第二屏蔽金屬部之間。

根據本發明之技術內容，應用前述磁場探針以及探針頭於磁場檢測，不僅可以抑制電場以提升磁場量測品質，還可將磁場探針設計在更低頻的磁場檢測而不需增加尺寸，以及將磁場探針設計縮小化藉以應用在更高空間檢測解析度，更可藉由簡單的多層結構大量生產以降低成本。

本發明內容旨在提供本揭示內容的簡化摘要，以使閱讀者對本揭示內容具備基本的理解。此發明內容並非本揭 示內容的完整概述，且其用意並非在指出本發明實施例的重要(或關鍵)元件或界定本發明的範圍。

10~80‧‧‧磁場探針

11‧‧‧中間金屬

22~82‧‧‧探針頭

24~84‧‧‧探針體

220‧‧‧屏蔽元件

222‧‧‧濾波元件

224‧‧‧內金屬層

220a、220b、320a、320b、520a~820a、520b~820b‧‧‧屏蔽金屬層

222a、222b、322a、322b‧‧‧濾波金屬層

2201a~8201a、2201b~8201b‧‧‧環形屏蔽金屬部

2221a~8221a、2221b~8221b‧‧‧環形濾波金屬部

G1~G9‧‧‧缺口

2241~8241‧‧‧接收金屬部

240a、240b‧‧‧屏蔽金屬部

244‧‧‧傳輸金屬部

241‧‧‧屏蔽金屬連接部

221‧‧‧連接金屬部

2223a、2223b、2243‧‧‧隔離金屬部

527a、527b、627a、627b、727a1、727a2、727b1、727b2、827a2、827b2‧‧‧延伸金屬部

425a、425b、529a、529b、729a1、729a2、729b1、729b2‧‧‧延伸連接金屬部

323a、323b、629a、629b、826a、826b‧‧‧短路部

T1~T4、T41a、T41b、T42a、T42b‧‧‧端

A、B‧‧‧側面

第1圖係繪示習知的磁場探針立體圖。

第2圖係繪示依照本發明第一實施例的磁場探針立體圖。

第3圖係繪示依照本發明第二實施例的磁場探針立體圖。

第4圖係繪示依照本發明第三實施例的磁場探針立體圖。

第5圖係繪示依照本發明第四實施例的磁場探針立體圖。

第6圖係繪示依照本發明第五實施例的磁場探針立體圖。

第7圖係繪示依照本發明第六實施例的磁場探針立體圖。

第8圖係繪示依照本發明第七實施例的磁場探針立體圖。

本發明在此將參考隨附圖示更充分地陳述如下，其中隨附圖示繪有本發明的實施例。然而本發明會以許多不同形式實現而不應受限於本說明書陳述之實施例。相反地，提出這些實施例將令本說明書詳盡且完整，而將充分表達本發明範圍予本發明所屬技術領域之通常知識者。本文中相同的參考編號意指相同的元件。

本說明書所用之用語只為描述特定實施例，而無意為本發明之限制。單數形式如“一”、“這”以及“該”，如本說明書所用，同樣也包含複數形式。更可理解的是，當用語“包含”、“包括”或“具有”於本說明書中被使用時，其係詳列所陳特徵、部位、整數、步驟、操作、元件與 /或部件之存在，但不排除其他特徵、部位、整數、步驟、操作、元件、部件與/或其中群組之一者或以上的存在或添加。

除非另外定義，本說明書所用之所有用語(包含技術與科學用語)所具意義，與本發明所屬技術領域的通常知識者之通常理解相同。更可理解的是，例如被定義於廣泛使用的字典中的用語，用語應被理解為具有意義與本發明以及相關技術中文章脈絡裡的用語意義一致，除非在本說明書中被明確地定義，否則不應以理想或過度字面上的意思作解釋。

另外，相對用語，如“較低處”或“底部”以及“較高處”或“頂部”，可能被用於本說明書中如圖示所繪，以描述一元件與另一元件之相對關係。可為人所理解的是，除了繪於圖示中的方位，相對用語還意圖涵蓋裝置的不同方位。舉例來說，如果在圖示之一者中的裝置被翻轉，原被繪示為位在其他元件“較低處”的元件則可定位在其他元件“較高處”。因此，例示用語“較低處”，根據該圖式的特定角度，可以涵蓋“較低處”與“較高處”的方位。同樣地，如果在圖示之一者中的裝置被翻轉，原被繪示為位在其他元件“之下”或“底下”的元件則可定位在其他元件“之上”。因此，例示用語“之下”或“底下”可以涵蓋“之上”與“底下”的方位。

關於本文中所使用之『第一』、『第二』、…等，並非特別指稱次序或順位的意思，亦非用以限定本發明，其僅僅是為了區別以相同技術用語描述的元件或操作而已。

另外，關於本文中所使用之『耦接』或『連接』，均可指二或多個元件相互直接作實體或電性接觸，或是相互間接作實體或電性接觸，亦可指二或多個元件相互操作或動作。

如本說明書中所用之用語，“約”、“大約”或“近似”一般應意指在特定值或範圍的百分之二十以內，在百分之十以內較佳，而在百分之五以內最適當。本文中所提數值為近似值，意思是即使未被明確表示，其均隱含用語“約”、“大約”或“近似”的意思。

第2圖係繪示依照本發明第一實施例的磁場探針立體圖。如第2圖所示，磁場探針20包含探針頭22和探針體24。探針頭22包含內金屬層224、屏蔽元件220以及濾波元件222。內金屬層224用以接收待測磁場，屏蔽元件220用以屏蔽內金屬層224，濾波元件222用以濾除干擾內金屬層224之電場。探針體24用以傳送對應於待測磁場的感應信號予量測儀器。

在本實施例中，屏蔽元件220包含屏蔽金屬層220a以及屏蔽金屬層220b分別位於內金屬層224的上方及下方。濾波元件222包含濾波金屬層222a以及濾波金屬層222b，其中濾波金屬層222a介於屏蔽金屬層220a與內金屬層224之間，濾波金屬層222b介於屏蔽金屬層220b與內金屬層224之間，這些金屬層隔著絕緣層疊合成探針頭22。

屏蔽金屬層220a和220b各自包含一個環形屏蔽金屬部2201a和2201b，環形屏蔽金屬部2201a和2201b各自具有一個缺口G1和G9，使得環形屏蔽金屬部2201a和2201b 有形狀為C形，且如圖2所示，環形屏蔽金屬部2201a的形狀對應環形屏蔽金屬部2201b的形狀。值得注意的是，環形屏蔽金屬部2201a和2201b的環形不限定為方正環(大長方形在中間挖掉小長方形，如圖2所示)，亦可為圓環(大圓形在中間挖掉小圓形)，亦或是三角環(大三角形在中間挖掉小三角形)，以及任何其他幾何形狀所構成的環形，亦即本領域所屬熟習技藝者可以選擇適合的幾何形狀構成環形屏蔽金屬部2201a和2201b的環形。

內金屬層224包含一個接收金屬部2241以及隔離金屬部2243。探針頭22透過接收金屬部2241接收待測磁場以產生感應信號傳送予探針體24，環形屏蔽金屬部2201a和2201b屏蔽介於之間的接收金屬部2241。隔離金屬部2243為探針頭22側邊的一部分屏蔽，藉此避免接收金屬部2241接收到來自側邊的干擾電場。接收金屬部2241透過連接金屬部221與屏蔽元件220短路連接。此外，位於內金屬層224的隔離金屬部2243透過複數個屏蔽金屬連接部241與屏蔽元件220連接，構成探針頭22的側邊屏蔽。需要注意的是，圖2中只繪示A側的屏蔽金屬連接部241，而任何本領域所屬熟習技藝者可以在B側配置屏蔽金屬連接部241將隔離金屬部2243與屏蔽元件220連接，使得探針頭22的兩個側邊A以及B皆能構成屏蔽。此外，任何本領域所屬熟習技藝者可針對實際需求選擇性地配置屏蔽金屬連接部241，例如以薄膜電晶體製程實現本發明，因為磁場探針薄形而側邊干擾不嚴重時，可以不配置屏蔽金屬連接部241，而不以本實施例為限。

濾波金屬層222a與222b對接收金屬部2241成對稱的配置，可以有效抑制干擾電場所感應生成的共模態電流，達到濾除干擾電場以提升磁場量測品質的目的，使得本發明的磁場探針20具有寬頻的高通及帶拒電場濾波器效果以抑制電場，藉此可以設計出更小的磁場探針而無須犧牲抑制電場的特性，因而可應用在更高空間解析度以及更寬頻的磁場檢測。此外，本發明的磁場探針20的多層結構設計便於應用在各種製程(例如：低溫共燒陶瓷，LTCC)，生產成本低，容易大量製造。

在一實施例中，如第2圖所繪示，濾波金屬層222a包含一個環形濾波金屬部2221a以及隔離金屬部2223a，濾波金屬層222b包含一個環形濾波金屬部2221b以及隔離金屬部2223b。環形濾波金屬部2221a與環形濾波金屬部2221b用以濾除干擾接收金屬部2241之電場，隔離金屬部2223a與2223b為探針頭22側邊的一部分屏蔽，藉此避免接收金屬部2241接收到來自側邊的干擾電場。

環形濾波金屬部2221a介於環形屏蔽金屬部2201a與接收金屬部2241之間，環形濾波金屬部2221b介於環形屏蔽金屬部2201b與接收金屬部2241之間。環形濾波金屬部2221a具有缺口G3、端T1以及隔著缺口G3的端T2，環形濾波金屬部2221b具有缺口G7、端T3以及隔著缺口G7的端T4，使得環形濾波金屬部2221a及2221b有形狀為C形。值得注意的是，環形濾波金屬部2221a與2221b的環形不限定為方正環(大長方形在中間挖掉小長方形，如圖2所示)，亦可為圓環(大圓形在中間挖掉小圓形)，亦或是三角 環(大三角形在中間挖掉小三角形)，以及任何其他幾何形狀所構成的環形，亦即本領域所屬熟習技藝者可以選擇適合的幾何形狀構成環形濾波金屬部2221a與2221b的環形。

此外，隔離金屬部2223a以及2223b透過複數個屏蔽金屬連接部241與屏蔽元件220連接，構成探針頭22的側邊屏蔽。圖2中只繪示A側的屏蔽金屬連接部241，而任何本領域所屬熟習技藝者可以在B側配置複數個屏蔽金屬連接部241將隔離金屬部2223a以及2223b與屏蔽元件220連接，使得探針頭22的兩個側邊皆能構成屏蔽。需要說明的是，任何本領域所屬熟習技藝者可針對實際需求選擇性地配置屏蔽金屬連接部241，例如以薄膜電晶體製程實現本發明，因為探針薄形而側邊干擾不嚴重時，可以不配置屏蔽金屬連接部241，而不以本實施例為限。

環形濾波金屬部2221a與2221b對接收金屬部2241成對稱的配置，可以有效抑制干擾電場所感應生成的共模態電流，達到濾除干擾電場以提升磁場量測品質的目的，使得本發明的磁場探針20具有寬頻的高通及帶拒電場濾波器效果以抑制電場，藉此可以設計出更小的磁場探針而無須犧牲抑制電場的特性，因而可應用在更高空間解析度以及更寬頻的磁場檢測。此外，本發明的磁場探針20的多層結構設計便於應用在各種製程(例如：低溫共燒陶瓷，LTCC)，生產成本低，容易大量製造。

在一實施例中，探針頭22更包含連接金屬部221，使得環形濾波金屬部2221a與環形濾波金屬部2221b透過連接金屬部221與屏蔽金屬層220a以及屏蔽金屬層220b連 接，藉此環形濾波金屬部2221a以及環形濾波金屬部2221b與屏蔽金屬層220a以及屏蔽金屬層220b具有相同直流電位。具體而言，在一實施例中，環形濾波金屬部2221a的端T1與環形濾波金屬部2221b的端T3透過上述連接金屬部221連接於環形屏蔽金屬部2201a與環形屏蔽金屬部2201b，且連接處不以本實施例為限。

在另一實施例中，探針體24包含屏蔽金屬部240a、屏蔽金屬部240b以及傳輸金屬部244。傳輸金屬部244用以傳送對應於待測磁場的感應信號予量測儀器。屏蔽金屬部240a與240b電性耦接於量測儀器的地(grounding)，用以屏蔽介於屏蔽金屬部240a與屏蔽金屬部240b之間的傳輸金屬部244藉以避免感應信號在傳輸過程中受到干擾。屏蔽金屬部240a與環形屏蔽金屬部2201a連接，屏蔽金屬部240b位於屏蔽金屬部240a下方且與環形屏蔽金屬部2201b連接，使得環形屏蔽金屬部2201a與2201b電性耦接於量測儀器的地(grounding)。

在另一實施例中，探針體24更包含複數個屏蔽金屬連接部241。如圖2所示，屏蔽金屬連接部241連接於屏蔽金屬部240a與屏蔽金屬部240b之間，使得探針體24的側面構成屏蔽。圖2中只繪示A側的屏蔽金屬連接部241，而任何本領域所屬熟習技藝者可以在B側配置複數個屏蔽金屬連接部241將屏蔽金屬部240a與屏蔽金屬部240b連接，使得探針體24的兩個側邊皆能構成屏蔽。需要說明的是，任何本領域所屬熟習技藝者可針對實際需求選擇性地配置屏蔽金屬連接部241，例如以薄膜電晶體製程實現本發明， 因為探針薄形而側邊干擾不嚴重時，可以不配置屏蔽金屬連接部241，而不以本實施例為限。

第3圖係繪示依照本發明第二實施例的磁場探針立體圖。相較於第2圖，本實施例的探針頭32更包含短路部323a和短路部323b，用以透過短路部323a和短路部323b將電感引入探針頭，使得帶拒電場濾波器效果的電場濾波頻段根據實際需求調整，例如磁場探針30的電場濾波頻段調整到更高頻段。

環形濾波金屬部3221a透過短路部323a與屏蔽金屬層320a連接，環形濾波金屬部3221b透過短路部323b與屏蔽金屬層320b連接。具體而言，在一實施例中，環形濾波金屬部3221a的端T2透過短路部323a與環形屏蔽金屬部3201a連接；環形濾波金屬部3221b的端T4透過短路部323b與環形屏蔽金屬部3201b連接。需要注意的是，短路部323a以及323b與環形濾波金屬部3221a以及3221b的連接處位置不以本實施例為限，任何本領域所屬熟習技藝者可針對實際需求調整上述連接處位置。

透過第3圖的實施例，可將磁場探針30的電場濾波頻率調整到更高頻段，而不需縮小接收金屬部3241的迴路尺寸，使得不需受到磁場探針的製程限制，在磁場探針的設計上帶來更大彈性。

第4圖係繪示依照本發明第三實施例的磁場探針立體圖。相較於第2圖，本實施例的探針頭42更包含延伸連接金屬部425a以及延伸連接金屬部425b，用以分別延長環形濾波金屬部4221a以及4221b的長度。延伸連接金屬部 425a以及延伸連接金屬部425b分別具有浮接的端T41a以及浮接的端T41b，且延伸連接金屬部425a的端T42a連接於環形濾波金屬部4221a，延伸連接金屬部425b的端T42b連接於環形濾波金屬部4221b。需要說明的是，任何本領域所屬熟習技藝者可針對實際需求選擇性地配置延伸連接金屬部425a以及延伸連接金屬部425b，例如延伸連接金屬部425a與環形濾波金屬部4221a保留連接，而不延長環形濾波金屬部4221b的長度，使得微調帶拒電場濾波器效果的電場濾波頻段，而不以本實施例為限。

第5圖係繪示依照本發明第四實施例的磁場探針立體圖。相較於第2圖，本實施例的探針頭52更包含延伸金屬部527a以及延伸金屬部527b，用以分別延長環形濾波金屬部5221a以及5221b的長度。延伸金屬部527a介於環形濾波金屬部5221a與屏蔽金屬層520a之間，且與環形濾波金屬部5221a連接；延伸金屬部527b介於環形濾波金屬部5221b與屏蔽金屬層520b之間，且與環形濾波金屬部5221b連接。具體而言，在一實施例中，探針頭52更包含延伸連接金屬部529a以及延伸連接金屬部529b，使得延伸金屬部527a透過延伸連接金屬部529a連接於環形濾波金屬部5221a的端T2；延伸金屬部527b透過延伸連接金屬部529b連接於環形濾波金屬部5221b的端T4。

透過以上第4圖和第5圖的實施例延長環形濾波金屬部，藉此調整磁場探針的帶拒電場濾波器效果的電場濾波頻段，例如電場濾波頻率調整到更低頻段，而不需要增加接收金屬部的迴路尺寸或是探針頭尺寸，避免犧牲空間檢測解 析度，使得本發明的磁場探針可應用在更高空間解析度以及更寬頻的磁場檢測。然而，延長環形濾波金屬部的方式不以以上實施例為限，任何本領域所屬熟習技藝者可針對實際需求調整環形濾波金屬部的尺寸藉此調整具帶拒電場濾波器效果的磁場探針的電場濾波頻段。

第6圖係繪示依照本發明第五實施例的磁場探針立體圖。相較於第5圖，本實施例的探針頭62更包含短路部629a以及短路部629b，用以透過短路部629a以及短路部629b將電感引入探針頭，使得高通及帶拒電場濾波器效果的電場濾波頻率根據實際需求調整，例如磁場探針60的電場濾波頻率調整到更高頻段。

短路部629a連接於延伸金屬部627a以及屏蔽金屬層620a之間；短路部629b連接於延伸金屬部627b以及屏蔽金屬層620b之間。具體而言，在一實施例中，延伸金屬部627a透過短路部629a與屏蔽金屬層620a的環形屏蔽金屬部6201a連接，延伸金屬部627b透過短路部629b與屏蔽金屬層620b的環形屏蔽金屬部6201b連接。需要注意的是，短路部629a以及629b與延伸金屬部627a以及627b的連接處位置不以本實施例為限，任何本領域所屬熟習技藝者可針對實際需求調整上述連接處位置。

透過第6圖的實施例，可將磁場探針60的電場濾波頻率調整到更高頻段，而不需縮小接收金屬部6241的迴路尺寸或是探針頭62的尺寸，使得磁場探針的設計不需受到製程限制，給磁場探針的設計帶來更大彈性。

第7圖係繪示依照本發明第六實施例的磁場探針立 體圖。相較於第2圖，本實施例的探針頭72更包含複數個延伸金屬部727a1~727a2依序連接於環形濾波金屬部7221a與屏蔽金屬層720a之間，以及複數個延伸金屬部727b1~727b2依序連接於環形濾波金屬部7221b與屏蔽金屬層720b之間。上述延伸金屬部727a1~727b2用以延長環形濾波金屬部7221a以及7221b的長度，藉此調整磁場探針72的帶拒電場濾波器效果的電場濾波頻段，例如電場濾波頻率調整到更低頻段。

具體而言，在一實施例中，探針頭72更包含複數個延伸連接金屬部729a1~729a2以及複數個延伸連接金屬部729b1~729b2，使得每個延伸金屬部，例如延伸金屬部727a1與上層延伸金屬部727a2透過延伸連接金屬部729a2連接，且最靠近環形濾波金屬部7221a的延伸金屬部727a1透過延伸連接金屬部729a1與環形濾波金屬部7221a連接。或者例如延伸金屬部727b1與下層延伸金屬部727b2透過延伸連接金屬部729b2連接，且最靠近環形濾波金屬部7221b的延伸金屬部727b1透過延伸連接金屬部729b1與環形濾波金屬部7221b連接。

透過第7圖的實施例延長環形濾波金屬部，藉此調整磁場探針70的帶拒電場濾波器效果的電場濾波頻段，例如電場濾波頻率調整到更低頻段，而不需要增加接收金屬部7221b的迴路尺寸或是探針頭72尺寸，避免犧牲空間檢測解析度，使得本發明的磁場探針可應用在更高空間解析度以及更寬頻的磁場檢測。然而，延長環形濾波金屬部的方式不以以上實施例為限，任何本領域所屬熟習技藝者可針對實際 需求調整環形濾波金屬部的尺寸藉以調整磁場探針的帶拒電場濾波器效果的電場濾波頻段。

第8圖係繪示依照本發明第七實施例的磁場探針立體圖。相較於第7圖，本實施例的探針頭82更包含短路部826a連接於其中一個延伸金屬部以及屏蔽金屬層820a之間，以及短路部826b連接於其中一個延伸金屬部以及屏蔽金屬層820b之間，用以透過短路部826a以及短路部826b將電感引入探針頭，使得磁場探針80的帶拒電場濾波器效果的電場濾波頻率根據實際需求調整，例如磁場探針80的電場濾波頻率調整到更高頻段。

具體而言，在一實施例中，短路部826a將最靠近環形屏蔽金屬部8201a的延伸金屬部827a2與環形屏蔽金屬部8201a連接；短路部826b將最靠近環形屏蔽金屬部8201b的延伸金屬部827b2與環形屏蔽金屬部8201b連接。需要注意的是，短路部826a以及826b與延伸金屬部827a2以及827b2的連接處位置不以本實施例為限，任何本領域所屬熟習技藝者可針對實際需求調整上述連接處位置。

上述實施例中環形濾波金屬部對接收金屬部成對稱的配置，可以有效抑制干擾電場所感應生成的共模態電流，達到濾除干擾電場以提升磁場量測品質的目的，使得本發明的磁場探針具有寬頻的高通及帶拒電場濾波器效果以抑制電場，藉此可以設計出更小的磁場探針而無須犧牲抑制電場的特性，因而可應用在更高空間解析度以及更寬頻的磁場檢測。

再者，透過短路部與屏蔽金屬部的連接將額外的電 感引入探針頭，藉此可將磁場探針的電場濾波頻率調整到更高頻段，而不需縮小接收金屬部的迴路尺寸，使得磁場探針的設計不需受到製程限制，在磁場探針的設計上帶來更大彈性。

此外，藉由延長環形濾波金屬部調整磁場探針的帶拒電場濾波器效果的電場濾波頻段，例如電場濾波頻率調整到更低頻段，而不需要增加接收金屬部的迴路尺寸或是探針頭尺寸，避免犧牲空間檢測解析度，使得本發明的磁場探針可應用在更高空間解析度以及更寬頻的磁場檢測。

另外，本發明的磁場探針的多層結構設計便於應用在各種製程(例如：低溫共燒陶瓷，LTCC)，容易大量製造使得生產成本低。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何本領域具通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

20‧‧‧磁場探針

22‧‧‧探針頭

24‧‧‧探針體

220‧‧‧屏蔽元件

222‧‧‧濾波元件

224‧‧‧內金屬層

241‧‧‧屏蔽金屬連接部

244‧‧‧傳輸金屬部

221‧‧‧連接金屬部

2201a、2201b‧‧‧環形屏蔽金屬部

2221a、2221b‧‧‧環形濾波金屬部

2241‧‧‧接收金屬部

2223a、2223b、2243‧‧‧隔離金屬部

240a、240b‧‧‧屏蔽金屬部

G1~G9‧‧‧缺口

T1~T4‧‧‧端

220a、220b‧‧‧屏蔽金屬層

222a、222b‧‧‧濾波金屬層

A、B‧‧‧磁場探針的側面

Claims (19)

1. 一種探針頭，包含：一內金屬層，用以接收一待測磁場；一屏蔽元件，用以屏蔽該內金屬層，該屏蔽元件包含：一第一屏蔽金屬層，位於該內金屬層上方；以及一第二屏蔽金屬層，位於該內金屬層下方；以及一濾波元件，用以濾除干擾該內金屬層之電場，該濾波元件包含：一第一濾波金屬層，介於該第一屏蔽金屬層與該內金屬層之間；以及一第二濾波金屬層，介於該第二屏蔽金屬層與該內金屬層之間。
2. 如請求項1所述之探針頭，其中該第一屏蔽金屬層和該第二屏蔽金屬層各自包含一環形屏蔽金屬部，該些環形屏蔽金屬部各自具有一缺口。
3. 如請求項1所述之探針頭，其中該第一濾波金屬層包含一第一環形濾波金屬部，該第二濾波金屬層包含一第二環形濾波金屬部，其中該第一環形濾波金屬部及該第二環形濾波金屬部各自具有一缺口。
4. 如請求項3所述之探針頭，更包含：至少一連接金屬部，其中該第一環形濾波金屬部與該第二環形濾波金屬部透過該至少一連接金屬部與該第一屏蔽 金屬層以及該第二屏蔽金屬層連接。
5. 如請求項4所述之探針頭，更包含：一第一連接金屬部，其中該第一環形濾波金屬部透過該第一連接金屬部與該第一屏蔽金屬層連接；以及一第二連接金屬部，其中該第二環形濾波金屬部透過該第二連接金屬部與該第二屏蔽金屬層連接。
6. 如請求項3所述之探針頭，更包含：至少一延伸連接金屬部，具有一第一端以及一第二端，該第一端浮接，且該第二端連接於該第一環形濾波金屬部與該第二環形濾波金屬部其中一者。
7. 如請求項3所述之探針頭，更包含：一第一延伸金屬部，介於該第一環形濾波金屬部與該第一屏蔽金屬層之間，且該第一延伸金屬部連接於該第一環形濾波金屬部；以及一第二延伸金屬部，介於該第二環形濾波金屬部與該第二屏蔽金屬層之間，且該第二延伸金屬部連接於該第二環形濾波金屬部。
8. 如請求項7所述之探針頭，更包含：一第一短路部，連接於該第一延伸金屬部以及該第一屏蔽金屬層之間；以及一第二短路部，連接於該第二延伸金屬部以及該第二屏 蔽金屬層之間。
9. 如請求項3所述之探針頭，更包含：複數個第一延伸金屬部，依序連接於該第一環形濾波金屬部與該第一屏蔽金屬層之間，且該些第一延伸金屬部中其中一者連接於該第一環形濾波金屬部；以及複數個第二延伸金屬部，依序連接於該第二環形濾波金屬部與該第二屏蔽金屬層之間，且該些第二延伸金屬部中其中一者連接於該第二環形濾波金屬部。
10. 如請求項9所述之探針頭，更包含：一第一短路部，連接於該些第一延伸金屬部中其中一者以及該第一屏蔽金屬層之間；以及一第二短路部，連接於該些第二延伸金屬部中其中一者以及該第二屏蔽金屬層之間。
11. 一種磁場探針，包含：一探針頭，包含：一第一環形屏蔽金屬部，具有一缺口；一第二環形屏蔽金屬部，位於該第一環形屏蔽金屬部下方，且具有一缺口以及對應該第一環形屏蔽金屬部之形狀；一接收金屬部，介於該第一環形屏蔽金屬部與該第二環形屏蔽金屬部之間，且用以接收一待測磁場藉以產生一感應信號，其中該第一環形屏蔽金屬部與該第二環 形屏蔽金屬部用以屏蔽該接收金屬部；一第一環形濾波金屬部，介於該第一環形屏蔽金屬部與該接收金屬部之間，且用以濾除干擾該接收金屬部之電場，且該第一環形濾波金屬部具有一第一缺口、一第一端以及隔著該第一缺口的一第二端；以及一第二環形濾波金屬部，介於該第二環形屏蔽金屬部與該接收金屬部之間，且用以濾除干擾該接收金屬部之電場，且該第二環形濾波金屬部具有一第二缺口、一第三端以及隔著該第二缺口的一第四端；以及一探針體，與該探針頭連接，用以自該接收金屬部接收該感應信號並傳送予量測儀器。
12. 如請求項11所述之磁場探針，其中該探針頭更包含：至少一連接金屬部，其中該第一環形濾波金屬部的該第一端與該第二環形濾波金屬部的該第三端透過該至少一連接金屬部連接於該第一環形屏蔽金屬部與該第二環形屏蔽金屬部。
13. 如請求項12所述之磁場探針，其中該探針頭更包含：一第一短路部，其中該第一環形濾波金屬部的該第二端透過該第一短路部與該第一環形屏蔽金屬部連接；以及一第二短路部，其中該第二環形濾波金屬部的該第四端透過該第二短路部與該第二環形屏蔽金屬部連接。
14. 如請求項11所述之磁場探針，其中該探針頭更包含：一第一延伸金屬部，介於該第一環形濾波金屬部與該第一環形屏蔽金屬部之間；一第一延伸連接金屬部，其中該第一延伸金屬部透過該第一延伸連接金屬部連接於該第一環形濾波金屬部的該第二端；一第二延伸金屬部，介於該第二環形濾波金屬部與該第二環形屏蔽金屬部之間；以及一第二延伸連接金屬部，其中該第二延伸金屬部透過該第二延伸連接金屬部連接於該第二環形濾波金屬部的該第四端。
15. 如請求項14所述之磁場探針，其中該探針頭更包含：一第一短路部，其中該第一延伸金屬部透過該第一短路部與該第一環形屏蔽金屬部連接；以及一第二短路部，其中該第二延伸金屬部透過該第二短路部與該第二環形屏蔽金屬部連接。
16. 如請求項11所述之磁場探針，其中該探針頭更包含：複數個第一延伸金屬部，依序疊於該第一環形濾波金屬部與該第一環形屏蔽金屬部之間； 複數個第一延伸連接金屬部，其中每個第一延伸金屬部與上層和下層第一延伸金屬部分別透過其中一個第一延伸連接金屬部連接，且該些第一延伸金屬部中最靠近該第一環形濾波金屬部者透過其中一個第一延伸連接金屬部與該第一環形濾波金屬部連接；複數個第二延伸金屬部，依序疊於該第二環形濾波金屬部與該第二環形屏蔽金屬部之間；以及複數個第二延伸連接金屬部，其中每個第二延伸金屬部與上層和下層第二延伸金屬部分別透過其中一個第二延伸連接金屬部連接，且該些第二延伸金屬部中最靠近該第二環形濾波金屬部者透過其中一個第二延伸連接金屬部與該第二環形濾波金屬部連接。
17. 如請求項16所述之磁場探針，其中該探針頭更包含：一第一短路部，連接於該些第一延伸金屬部中最靠近該第一環形屏蔽金屬部者以及該第一環形屏蔽金屬部之間；以及一第二短路部，連接於該些第二延伸金屬部中最靠近該第二環形屏蔽金屬部者以及該第二環形屏蔽金屬部之間。
18. 如請求項11所述之磁場探針，其中該探針體包含：一第一屏蔽金屬部，與該第一環形屏蔽金屬部連接；一第二屏蔽金屬部，位於該第一屏蔽金屬部下方且與該第二環形屏蔽金屬部連接；以及 一傳輸金屬部，用以傳送該感應信號予量測儀器，且該傳輸金屬部介於該第一屏蔽金屬部與該第二屏蔽金屬部之間。
19. 如請求項18所述之磁場探針，其中該探針體更包含：複數個屏蔽金屬連接部，連接於該第一屏蔽金屬部與該第二屏蔽金屬部之間。