TW201502518A

TW201502518A - 具回授測試功能之探針模組

Info

Publication number: TW201502518A
Application number: TW102125236A
Authority: TW
Inventors: Wei-Cheng Ku; Jun-Liang Lai; Wei Chen; Hsin-Hsiang Liu; Kuang-Chung Chou; Chan-Hung Huang
Original assignee: Mpi Corp
Priority date: 2013-07-15
Filing date: 2013-07-15
Publication date: 2015-01-16
Also published as: TWI493194B

Abstract

一種具回授測試功能之探針模組，係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，且空間轉換線路之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之該連接線路連接，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之各該空間轉換線路及各該連接線路之另一端；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。

Description

具回授測試功能之探針模組

本發明係與探針有關；特別是指一種具回授測試功能之探針模組。

按，用以檢測電子產品之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訊號與電源訊號之傳輸介面。

而隨著數位科技的進步，待測電子裝置的運算速度與每秒的訊號傳輸量亦日益增大，而使得檢測裝置之處理器所產生之測試訊號之頻率，並無法滿足待測電子裝置所需之高頻測試訊號的訊號傳輸量需求。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之高頻測試訊號，再透過探針卡傳送回待測電子裝置進行檢測，進而達到高頻測試之目的。

請參閱圖1，習用之探針卡係於其印刷電路板70上設置有繼電器(Relay)72，並透過印刷電路板上之線路控制該繼電器72切換檢測裝置300之直流測試訊號，以及待測電子裝置400自我檢測之高頻測試訊號之訊號路徑。而眾所皆知的是，當訊號線路越長時，其附帶之微量電感越大。換言之，當高頻測試訊號之頻率越高時，習用之探針卡因其用以傳輸測試訊號路徑較長(由探針模組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及探針模組80)，造成其微量電感較大，使得高頻訊號傳輸時，訊號路徑上之阻抗值較大，進而造成線路損耗提升，使得高頻的測試訊號無法順利通過，進而導致訊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。

有鑑於此，本發明之目的用於提供一種具回授測試功能之探針模組，可有效地減少高頻訊號傳輸時之訊號路徑長度。

緣以達成上述目的，本發明所提供具回授測試功能之探針模組係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，且該等空間轉換線路之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之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之受測部位；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之各該空間轉換線路及各該連接線路之另一端；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。

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。

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。

藉此，透過上述設計，便可有效地減少訊號傳輸時之訊號路徑長度，進而減少線路上之微量電感，使得傳輸高頻訊號時，高頻的測試訊號可順利通過，進不會被待測電子裝置所誤判。

10‧‧‧印刷電路板

12‧‧‧訊號線路

20‧‧‧基板

22‧‧‧空間轉換線路

24‧‧‧連接線路

30‧‧‧針座

35‧‧‧針座

351‧‧‧凹陷處

352‧‧‧導接線路

40‧‧‧探針

50‧‧‧導體

60‧‧‧針座

62‧‧‧穿孔

R‧‧‧繼電器

P1‧‧‧第一接點

P2‧‧‧第二接點

P3‧‧‧第三接點

C‧‧‧電容

L‧‧‧電感性元件

100‧‧‧檢測裝置

110‧‧‧檢測端子

200‧‧‧待測電子裝置

70‧‧‧印刷電路板

72‧‧‧繼電器

74‧‧‧電容

80‧‧‧探針模組

300‧‧‧檢測裝置

400‧‧‧待測電子裝置

圖1係習用探針卡的結構圖；圖2係具有第一實施例之探針模組的探針卡結構圖；圖3係圖2之結構於直流或低頻訊號時的路徑圖；圖4係圖2之結構於高頻訊號時的路徑圖；圖5係具有第二實施例之探針模組的探針卡結構圖；圖6係具有第三實施例之探針模組的探針卡結構圖；圖7係圖6之結構於直流或低頻訊號時的路徑圖；圖8係圖6之結構於高頻訊號時的路徑圖；

為能更清楚地說明本發明，茲舉較佳實施例並配合圖示詳細說明如後。請參圖2所示，本發明第一較佳實施例之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以及一探針模組。該印刷電路板10中佈設有數條訊號線路12，且該等訊號線路之一端用以供與該檢測裝置100之檢測端子110連接，另一端則於該印刷電路板10之底面各別形成接點。而該探針模組則包含有一基板20、一針座30、四探針40、四繼電器R、複數導體50以及二電容C。其中：該基板20於本實施例中為一多層陶瓷板，並埋設有數條空間轉換線路22以及數條連接線路24，且該等空間轉換線路22之一端各別與該印刷電路板10的各該訊號線路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。

該針座30係呈一空心矩形，且設於該待測電子裝置200上方，用以供該等探針40設置，藉以達到固定探針40間距之效果，而該等探針40之頂端與底端則分別外露於該針座30之外，且該等探針40之頂端各別連接該基板底面之部分接點，而電性連接各該連接線路24其中一端，且該等探針40之底端用以點觸該待測電子裝置200之受測部位。

該等繼電器R焊設於該針座20朝向該基板20之面上，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之尺寸建議小於125立方公釐，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之方向的長度)小於5公釐之繼電器。於本實施例中，該繼電器R之尺寸係為3*3*3mm³。再者，各該繼電器R具有一第一接點P1、一第二接點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P1與該第二接點P2導通、或該第一接點P1與該第三接點P3導通。

於本實施例中，各該導體50為具有彈性之金屬頂針，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底面之部分接點，使各該繼電器R的第一接點P1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底面之剩餘接點，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。

該二電容C焊設於該針座20朝向該基板20之面上，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之第三接點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之第三接點R3。

藉此，當該檢測裝置100之檢測端子110輸出直流或低頻測試訊號時，該等繼電器R將受控制而導通該第一接點P1與該第二接點P2，且阻斷該第一接點P1與該第三接點P3。此時，訊號傳輸路徑如圖3所示，測試訊號由檢測裝置100之檢測端子110輸出後，經過該印刷電路板10之訊號線路12、該基板20之空間轉換線路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、訊號線路12回流至該檢測裝置100之檢測端子110，使測試訊號之路徑形成迴路而達到檢測之目的。

另外，當該待測電子裝置200欲進行自我檢測而輸出高頻之測試訊號時，該等繼電器R將受控制而導通該第一接點P1與該第三接點P3，且阻斷該第一接點P1與該第二接點P2。此時，訊號傳輸路徑如圖4所示，測試訊號由該待測電子裝置200輸出後，經過該探針40、該基板20之連接線路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，使測試訊號之以較短的路徑形成迴路，進而達到自我檢測之目的。

如此一來，透過上述之設計，除能有效地縮短高頻傳輸時之傳輸路徑，使得線路阻抗大幅降低外，更能有效地避免高頻訊號受到該載板10上之電子元件或是其他線路之干擾，進而使回流至該待測電子裝置200的高頻測試訊號可輕易地被辨識，而不會有測試誤判的情形產生。

另外，在上述電路架構下，為能達到更薄型化之效果，請參閱圖5，本發明第二較佳實施例之探針模組與前述實施例不同之處，係於其針座35之頂面上形成有六個凹陷處351，並將其繼電器R與電容C分別設置於該等凹陷處351中，並於針座35上佈設有導接線路352，使繼電器R與對應之電容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之傳輸路徑的效果。

值得一提的是，除前述結構外，請參閱圖6，本發明第三較佳實施例之探針模組包含有一基板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，其中之基板20、探針40、導體50以及電容C之結構與第一實施例相同，於此容不贅述。而不同之處在於係利用該等電感性元件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)等具有電感特性之元件代替。另外，該等電感性元件L與該等電容C於本實施例中係改焊設於該針座60之中，且為因應該等電感性元件L與該等電容C所在位置的改變，該針架60朝向該基板之面上則設有複數穿孔62，而等導體50則分別穿設於該等穿孔62中，且一端分別連接各電感性元件L的兩端，另一端則抵接對應之該等空間轉換線路22與該等連接線路24，而使該等電感性元件L電性連接該等空間轉換線路22及該等連接線路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。

藉此，當該檢測裝置100之檢測端子110輸出直流或低頻測試訊號時，該等電感性元件L會呈現短路或低阻的狀態，而該等電容C則會呈斷路或高阻之狀態。此時，訊號傳輸路徑如圖7所示，測試訊號由檢測裝置100之檢測端子110輸出後，經過該載板10之訊號線路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之訊號線路12回到該檢測裝置100之檢測端子110，使測試訊號之路徑形成迴路而達到檢測之目的。

另外，當該待測電子裝置200欲進行自我檢測而輸出高頻之測試訊號時，該等電感性元件L會呈現斷路或高阻的狀態，而該等電容C則會呈短路或低阻之狀態。此時，訊號傳輸路徑如圖8所示，測試訊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，使測試訊號透過極短的路徑形成迴路，進而達到自我檢測之目的。

如此一來，透過上述第二實施例之設計，利用該等被動元件(電感性元件L及電容C)之電學特性，便可不須提供額外之電力，便可透過訊號頻率之差異，即時地進行訊號傳輸路徑之切換。除此之外，前述設計更能有效地縮短高頻傳輸時之傳輸路徑，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的高頻測試訊號可輕易地被辨識，而不會有測試誤判的情形產生。

另外，以上所述僅為本發明較佳可行實施例而已，舉凡應用本發明說明書及申請專利範圍所為之等效變化，理應包含在本發明之專利範圍內。