TWI652485B - 具有用以阻止導孔中不合意移動的彈簧機構之探針 - Google Patents

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Abstract

伸長的可撓曲探針可配置在一探針卡總成之上與下導板的孔中。每一探針可包括一或更多的彈簧機構，對著該等導板的其中之一者中該等孔之側壁施以垂直力。該垂直力可導致對著該等側壁實質上與該等側壁平行的摩擦力。該摩擦力可降低或阻止該等探針於該等孔中與該等側壁平行的移動。

Description

具有用以阻止導孔中不合意移動的彈簧機構之探針
本發明係有關於具有用以阻止導孔中不合意移動的彈簧機構之探針。
一些型式之探針卡總成包含分別地配置位在間隔開之導板之孔內的伸長探針。當待測試電子裝置之端子係貼著該等探針之接點端時，該等探針在該等導板之孔中會滑動及彎曲，能夠確定的是該等探針之相對端部係於接受測試的該電子裝置之該等端子與該探針卡總成之端子間受壓縮。然而，由於該等探針能夠在該等導板的該等孔中移動，所以該等探針在使用探針卡總成以測試電子裝置之前移出合適位置。此外，探針在該等孔中之移動會使該探針卡總成之裝配作業及修理作業更加困難。本發明之具體實施例能夠抑制該不合意的探針移動並因而避免因該不合意移動所產生的問題。
於一些具體實施例中，探針卡總成可包括配置位在一基板上的導電端子，以及一與該基板耦合的探針總成。該探針總成可包括一導板及導電探針。每一探針可包 括一底座端、一接點端及一位於該底座端與該接點端之間的伸長可撓曲本體。該本體之一部分可配置在其中之一導孔內側並可包括經組配以對該導孔之側壁施加一垂直力的一第一彈簧機構。該垂直力可為足夠大以減少該探針在該導孔中的移動。
100‧‧‧探針卡總成
102‧‧‧佈線基板
104‧‧‧電氣介面
106‧‧‧電氣連接
108‧‧‧電氣端子
110‧‧‧下表面
120‧‧‧探針總成
122‧‧‧框架
124‧‧‧上導板
126‧‧‧上導孔
128‧‧‧下導板
130‧‧‧下導孔
140‧‧‧探針
142、230、542‧‧‧底座端
144‧‧‧上部分
146‧‧‧可撓曲主體
148‧‧‧下部分
150‧‧‧接點端
160‧‧‧側壁
162‧‧‧彈簧機構
180‧‧‧電子裝置
182‧‧‧端子
202、602‧‧‧主要區部
204、604‧‧‧懸臂樑
206、308、408‧‧‧空間
220、902、1002‧‧‧軸
222、222’、222”‧‧‧橫樑軸
224、224’、224”‧‧‧角度
226、906、1006‧‧‧垂直力
228、628‧‧‧自由端
302、312、402‧‧‧橫樑
304、314、406、630‧‧‧第一端部
306、316‧‧‧第二端部
404‧‧‧第二相對端部
608‧‧‧空間
704‧‧‧球狀結構
708‧‧‧內在部分
800‧‧‧測試系統
802‧‧‧測試器
804‧‧‧通訊頻道
810‧‧‧支撐件
812‧‧‧攝影機
814‧‧‧控制器
904、1004‧‧‧偏移距離
F‧‧‧彈力
Ff‧‧‧摩擦力
Fg‧‧‧重力
Fp‧‧‧拉力
Wb、Wh、Wu、Wfc、Wpc‧‧‧橫向寬度
圖1A係為本發明之一些具體實施例的一探針卡總成的一實例之一底部、透視圖。
圖1B係為圖1A之該探針卡總成的一側邊、橫截面視圖。
圖1C係為本發明之一些具體實施例之配置在一導孔中的一探針之一上主體部分的一詳細視圖並包含一彈簧機構用於阻止該探針於該導孔中的不經意移動。
圖2A係為本發明之一些具體實施例之一探針的一側邊、橫截面視圖，其中該彈簧機構包含一懸臂樑。
圖2B顯示圖2A之該處於一完全壓縮狀態下的懸臂樑。
圖2C顯示插入一導板之一導孔中的該圖2A之探針。
圖3係為本發明之一些具體實施例之一探針的一側邊、部分橫截面視圖，其中該彈簧機構包含分別地支撐在二端部處的多重橫樑。
圖4係為本發明之一些具體實施例之一探針的一側邊、部分橫截面視圖，其中該彈簧機構包含支撐在二端 部處的一橫樑。
圖5A係為本發明之一些具體實施例之圖1A-1C的該探針卡總成的一側邊、橫截面視圖，但具有一探針其具有一可壓縮的停止結構。
圖5B係為本發明之一些具體實施例之圖5A的該可壓縮的停止結構之一詳細視圖。
圖5C係為本發明之一些具體實施例之圖5B的該可壓縮的停止結構之一詳細視圖。
圖6A係為本發明之一些具體實施例之一探針的一側邊、部分橫截面視圖，其中該可壓縮的停止結構包含一懸臂樑。
圖6B係為本發明之一些具體實施例之圖6A的該探針的一側邊、部分橫截面視圖，其中該包含一懸臂樑的可壓縮的停止結構係經壓縮。
圖7A係為本發明之一些具體實施例之一探針的一側邊、部分橫截面視圖，其中該可壓縮的停止結構包含一中空球狀結構。
圖7B係為本發明之一些具體實施例之圖6A的該探針的一側邊、部分橫截面視圖，其中該包含一中空球狀結構的可壓縮的停止結構係經壓縮。
圖8顯示本發明之一些具體實施例之一測試系統的一實例，其中能夠使用圖1A-1C之該探針卡總成。
圖9顯示本發明之一些具體實施例之一探針的一實例，其中係經插入於一下導板之一導孔內側的該探針主 體之一下部分係與係經插入於一上導板之一導孔內側的該探針主體之一上部分偏移。
圖10顯示本發明之一些具體實施例之一實例，其中一下導板中之一導孔係與一上導板中之一導孔偏移。
本說明書描述本發明之示範具體實施例及應用。然而，本發明並未限定在該等示範具體實施例及應用或是限定在該等示範具體實施例及應用操作或係於本文中所描述的該方式。此外，該等圖式可簡化地或是部分視圖方式顯示，並且該等圖式中元件之尺寸為了清晰性起見可加以誇張或以其他未按比例方式。此外，由於本文使用術語“在...上”、“附裝至”或“耦合至”，因此一個物件(例如，材料、層、基板等)可在另一物件上、附裝至另一物件或耦合至另一物件，無論所述該一個物件是否直接在另一物件上、附裝至另一物件或耦合至另一物件或者在所述一個物件與另一物件之間存在一個或一個以上介入物件。而且，在提供了的情況下，方向(例如，上方、下方、頂部、底部、側面、上、下、下面、上面、上部、下部、水平、垂直、“x”、“y”、“z”等等)係為相對的且僅通過實例來提供，且是為了容易說明和論述而不是為了限制。另外，在對元件列表(例如，元件a、b、c)做出參考的情況下，該參考既定包含所列出元件自身中的任一者、少於全部的所列出元件的任一組合，及/或全部的所列出元件的組合。
如本文中所使用，“實質上”意指足以供預定用途 作業所用。“實質上平行”意指位在平行之正或負五度範圍內。“實質上垂直(normal)”意指位在垂直之正或負五度範圍內。“實質上正交(orthogonal)”意指位在正交之正或負五度範圍內。“實質上垂直(perpendicular)”意指位在垂直之正或負五度範圍內。
該用語“ones”意指一個以上。“伸長的”意指具有一長度尺寸係大於任何其他尺寸。
方向，至少偶爾，係於該等圖式中經圖解並於本文中相對於正交軸x、y及z作參考。z方向係為與該z軸平行的一方向。如於該等圖式中所圖解，該z軸以及因而該z方向可為垂直的，以及該x、y平面可為水平的。可交替地，該x、y及z軸可以除了該z軸為垂直的之外加以定向。
於本發明之一些具體實施例中，配置在一探針卡總成之上與下導板之對應孔中的伸長可撓曲探針可包括一或更多個彈簧機構其對著其中之一導板中該等孔之側壁施加垂直力。該等垂直力對該等側壁造成實質上係與該等側壁平行的摩擦力，其能夠降低或阻止該等探針在該等孔中的移動。
圖1A-1C圖解一包含探針140的探針卡總成100的一實例，該等探針分別具有一彈簧機構162用於對一上導板124中一上導孔126之該等側壁160施加垂直(亦即，實質上位於與該x、y平面平行的一平面中)力，藉此根據本發明之一些具體實施例提供實質上與該等側壁160平行的一摩擦力。該摩擦力可降低或阻止該探針140於該上導孔126中 之與該等側壁160平行的不合意移動。
如所顯示，該探針卡總成100可包含一電氣介面104、一佈線基板102、以及一探針總成120。如將於以下相對於圖8加以說明，該介面104可對一測試器並由之提供電氣連接用於控制一電子裝置180之測試作業。該電子裝置180，例如，可為一或更多個半導體晶粒(由製造該等晶粒的半導體晶圓切單或是未切單)及/或其他型式的電子裝置。該介面104可包含提供多重電氣連接的任何電氣連接器。該介面104，例如，可為一或更多的零插力電氣連接、彈簧針墊(pogo pin pad)或相似物。
如所顯示，該介面104可配置在該佈線基板102上，其可提供該介面104與該等電氣端子108之間電氣連接106，其可配置在該佈線基板102之一下表面110上。該佈線基板102，例如，可為一佈線板諸如一印刷電路板，一包含內部及/或外部電氣連接的陶瓷基板，或相似物。該等氣電連接106，例如，可為位在該佈線基板102上及/或該佈線基板102中的導電通孔及/或跡線。該佈線基板102之該下表面110，例如，實質上可與該x、y平面平行。
如圖1A及1B中所示，該探針總成120可包含配置位在上與下導板124及128的導孔126及130中。如圖所示，該上導板124及該下導板128可附裝至該框架122或是配置在該框架122中，以致該等導板124及128實質上係為平行且間隔開的。例如，該等導板124及128實質上可與該佈線基板102之該表面110平行，如以上論及其實質上可與該x、y平 面平行。同時如所顯示，在該上導板124中具有上導孔126以及在該下導板128中具有相對應的下導孔130，以及該等探針140可配置在該等導孔126及130中。如於圖1C中可見，每一上導孔126之側壁實質上可與該z軸平行。
如於圖1B中所示，每一探針140可包含一底座端142、一接點端150及一介於該底座端142與該接點端150之間的伸長可撓曲主體146。如所顯示，該底座端142與該接點端150可位在該探針140之相對端部處。如於圖1B中可見，每一探針140之該主體146的一上部分144可配置在該上導板124之該等上導孔126的其中之一者內側，以及每一探針140之一下部分148可配置在該下導板128之該等下導孔130的其中之一相對應者中。如圖所示，該上部分144可為該主體146之一部分其係與該底座端142相鄰，以及該下部分148可為該主體146之一部分其係與該接點端150相鄰。該主體146之寬度、厚度、直徑或相似尺寸可小於該等相對應上及下孔126及130之寬度、厚度、直徑或相似尺寸，因此該探針140可於該等孔126及130中實質上在該z方向上移動(例如，滑動)。該探針140因而可說成是在該等導板124及128中“浮動”。如於本文中使用，“浮動”或“浮動中”因而意指該等探針140可於該等導板124及128之該等孔126及130中實質上在該z方向上移動(例如，滑動)。
如於圖1B中顯示，該框架122可耦合至該佈線基板102以致該等探針140之該等底座端142係與該佈線基板102之該等端子108接觸或是至少位於該等端子之臨近處。 同時如所顯示，一電子裝置180之端子182可移動M與該等探針140之該等接點端150接觸並壓在其上。實質上於該z方向該等探針140之該等接點端150上的該等合成接觸力可穩定地推動該等探針140之該等底座端142頂著該佈線基板102之該等端子108並接著彎曲或甚至翹曲該等探針140之該等伸長主體146。如此能夠在該等探針140與該電子裝置180之該等端子182之間產生壓力式電氣連接，並因而由該等端子182通過該等探針140建立電氣連接106至該介面104。
由於如以上說明該等探針140浮動於該等導板124及128中，可能的是一或更多的探針140能夠以一非所欲方式在其之導孔126及130中移動(例如，轉移、滑動或是相似動作)或甚至在感應與該該電子裝置180接觸外的力量之後落在該等導孔126及130之外。例如，重力、源自於清潔媒介(例如，基於凝膠的清潔媒介)的力量、源自於探針尖端150黏附至該等端子182的力量、該探針卡總成100之一偶發震動的力量或是相似力量可導致一或更多探針140在該等導孔126及130中不合意的移動或是一或更多探針140甚至會落到該等導孔126及130之外。圖1C圖解能夠防止該等探針140之該不合意移動的每一探針之特徵。
如於圖1C中顯示，每一探針140之該底座端142可大於該對應的上導孔126，能夠防止該探針140落出該導孔126。該尺寸過大的底座端142因而能夠使用作為一停止件。
同時如於圖1C中顯示，每一探針140之該主體146之該上部分144可包含一彈簧機構162(其可為一第一彈簧機構的一實例)，其可包含一或更多個彈簧結構對該對應的上導孔126之該等側壁160施以垂直力。如此可於該彈簧機構162與該等側壁160之間產生實質上係與該等側壁160平行的摩擦力。該彈簧機構162可按適當尺寸製作並經組配以對該等側壁160提供一摩擦力，其足夠強烈以將該探針140固持於該上導孔126中的適當位置抵擋位在該探針140上的重力，該探針卡總成100之偶發震動或撞擊的力量或作用在該探針140之上相似的非所欲力量。然而，當如上所述當將該端子182壓按頂著該接點端150時，該摩擦力可顯著地小於探針140之該接點端150與該電子裝置180之一端子182之間的接觸力。該彈簧機構162之該尺寸及構態亦能夠為如此以致頂著該等側壁160的摩擦力係足夠微弱以容許該探針140在感應如上所述與該電子裝置180接觸之力量後在該對應的上導孔126中於一z方向上移動。例如，該接觸力可大於由該彈簧機構162產生的摩擦力，期能夠大於該探針140上的重力。例如，探針140之該接點端150上的一端子182之該接觸力(例如，足以將該探針140之該伸長的主體146彎曲或甚至翹曲)可為該摩擦力之二倍或更多倍，而該摩擦力可為該探針140上的重力之二倍或更多倍。
於圖1A-1C中所圖解的該探針卡總成100係僅為一實例，並可考量變化的形式。例如，該探針卡總成100可包括附加的基板、電氣連接器及/或佈線板(未顯示)，例如， 配置在該框架122與該佈線基板102之間。該等端子108可位在任一該基板、電氣連接器或是佈線板(未顯示)上而非位在該佈線基板102之該下表面110上。就另一實例而言，該彈簧機構162可交替地為配置在該下導板128之一下導孔130中的每一探針140之該主體146的該下部分148的一部分。
於圖1C中圖解的該彈簧機構162可包含任一類型的彈簧結構。例如，於一些具體實施例中，該彈簧機構162可包含一或更多的可壓縮撓曲。圖2A-2C圖示係為一懸臂樑形式的一可壓縮撓曲以及介於該懸臂樑204與該探針140之該主體146的該上部分144的一主要區部202之間的一空間的一實例。
如圖2A中所圖解(顯示該探針140的一側橫截面視圖)，該探針140之該主體146的該上部分144可包含一與該主體146之該上部分144的一主要區部202間隔開的懸臂樑204。如所顯示，該懸臂樑204可自一底座端230，其可耦合至(例如，附裝至或是與之一體成型)該主體146之該上部分144的該主要區部202，伸長至一自由端228。可交替地，該“自由”端228並非不受拘束而係如於圖3之該實例中所顯示附裝至該主體146之該上部分的該主要區部202，其於以下說明。不論如何，相關於圖2A，可在該旋臂樑204與該主要區部202之間具有空間206，其容許該懸臂樑204移像該主要區部202。例如，該懸臂樑204可相對於該底座230轉動直至如圖2B中所圖解該自由端228接觸該主要區部202為止。
該懸臂樑204可包含具有彈簧(亦即，彈性)性質 的材料並可經構成以致，當該懸臂樑204轉動致使該自由端228移向該主要區部202時，該懸臂樑204係至少部分地處於壓縮狀態且提供一彈力F其傾向於將該懸臂樑204恢復至該未壓縮狀態，其中該懸臂樑204係以如於圖2A中所示該空間206之該原始尺寸與該主要區部202分開。該懸臂樑204因而係為一彈簧元件的一實例。
如於圖2A中所顯示，在一未壓縮狀態下，該懸臂樑204之該伸長的長度可沿著一軸222(之後視為該橫樑軸222)配置，其可在相對於實質上與該z軸平行的一軸220成一角度224下定向。如上所提及，該z軸實質上可與該上導板124之一上孔126的該等側壁160平行。該角度224，例如，可實質上為零或可大於零度。例如，該角度224至少可為二、三、四、五、十、十五、二十或是二十五度。如於圖2B中所示，於一完全壓縮狀態下(亦即，如於圖2B中所示該自由端228係經移動頂著該主要區部202)，介於該軸220與該橫樑軸222’之間該角度224’可小於圖2A中所示該未壓縮狀態下的該角度224。圖2C圖解處於一部分壓縮狀態下的該懸臂樑204，其中介於該軸220與該橫樑軸222”之間該角度224”係小於圖2A中所示該未壓縮狀態下的該角度224但大於圖2B中所示該完全壓縮狀態下的該角度224’。應注意的是，在圖2C中所示該懸臂樑204之該部分壓縮狀態下，介於該懸臂樑204之該自由端228與該主要區部202之間的該空間206可小於處於圖2A中所示該未壓縮狀態下介於該懸臂樑204之該自由端228與該主要區部202之間的該空間 206。
如於圖2A中所示，儘管該懸臂樑204係處於該未壓縮狀態下，該懸臂樑204之該自由端228的該橫向(與該z軸垂直)寬度Wu、該空間206以及與該軸220垂直的該主要區部202可大於該導孔126之該橫向寬度Wh。如所提及，該軸220實質上可與該導孔126之該等側壁160平行(其實質上可與該z軸平行)。如於圖2B中所圖解，儘管該懸臂樑204係處於該完全壓縮狀態下，該懸臂樑204之該自由端228的該橫向寬度Wfc、該空間206以及與該軸220垂直的該主要區部202可小於該導孔126之該寬度Wh。如於圖2C中所圖解，儘管該懸臂樑204係處於部分壓縮狀態下，該懸臂樑204之該自由端228的該橫向寬度Wpc、該空間206以及與該軸220垂直的該主要區部202可等於該導孔126之該寬度Wh。如於圖2A及2B中所顯示，該橫向未壓縮寬度Wu及該橫向完全壓縮寬度Wfc可大於該探針之該主體146的該橫向寬度Wb，並且該橫向寬度Wb可小於該孔之該橫向寬度Wh。
如於由圖2A至圖2C的該轉變中所圖解，由該接點端150開始(見圖1B)開始，該探針140可插入該導孔126中。如於圖2C中顯示，由於圖2A中該未壓縮橫向寬度Wu係大於該導孔126之該橫向寬度Wh，該懸臂樑204可至少部分地在該導孔126內側壓縮並因而對該導孔126之該等側壁160施加垂直力226。該懸臂樑204頂著該等側壁160的該垂直力226可在該懸臂樑204與該等側壁160之間產生一摩擦力Ff。此摩擦力Ff可作用在實質上與該z軸平行的方向上並 因而防止在該z方向上該探針140之不合意運動或浮動。該懸臂樑204及空間206可按適當尺寸製作並組配以致當該端子182係如以上所述經壓按頂著該探針140之該接點端150時前述的摩擦力Ff係實質上小於該電子裝置180之一端子182之接觸力，以致該摩擦力Ff係實質上大於作用在該探針140上的重力Fg。因此，該懸臂樑204及空間206可按適當尺寸製作並組配以致經壓按頂著一探針140之該接點端150的該端子182之該接觸力(例如，足以讓該探針140之該主體146彎曲或甚至翹曲)係大於(例如，1.5、2、3、4、5或更多倍)該摩擦力Ff，以及該摩擦力Ff係大於(例如，1.5、2、3、4、5或更多倍)作用在該探針140上的重力Fg。
以圖2A-2C之該懸臂樑204組配作為圖1A-1C中該彈簧機構162，位於圖1A-1C之該探針卡總成100中每一探針140之該懸臂樑204因而能夠抑制該等探針140在該等導板124及128內不合意的移動，而於一些具體實施例中，容許在感應源自於與一電子裝置接觸的較大力量後移動並考量該電子裝置180之該等端子182與該等探針140之該等接點端150之間足夠高之接觸力以建立該等探針140與該等端子182之間的低電阻電氣連接。
藉由一空間206與該探針主體146之該上部分144的一主要區部202間隔開的該懸臂樑204只是該彈簧機構162的一實例。圖3及4圖解附加的實例。
如於圖3中顯示(顯示該探針140之一部分的一側橫截面視圖)，該探針140之該主體146的該上部分144可包 含藉由一空間308相互間隔開的多重伸長橫樑302及312，可容許該等橫樑302及312互相朝向對方移動。如圖所示，每一橫樑302及312可在其之端部處與該探針140之該主體146耦合。例如，該橫樑302可在一第一端部304以及一第二相對端部306處耦合至該主體146，以及該橫樑312可在一第一端部314以及一第二相對端部316處耦合至該主體146。
如同該懸臂樑204，該等橫樑302及312可包含具有彈簧(亦即，彈性的)性質的材料並且經構成以致，當該等橫樑302及312係經壓按通過該空間308朝向彼此時，該等橫樑302及312係處於一至少部分地壓縮的狀態下並提供傾向於讓該等橫樑302及312回復至該未壓縮狀態的彈力，其中該等橫樑302及312係以該空間308之原始尺寸相互分開。該等橫樑302及312因而係為彈簧元件之實例，並且該等橫樑302及312及空間308係為可是圖1A-1C之該彈簧機構之一實例的一可壓縮撓曲之一實例。
如於圖4中所圖解(顯示該探針140之一部分的側橫截面視圖)，該探針140之該主體146的該上部分144可包含一橫樑402，如同上述之該懸臂樑204，其係與該主體146之該上部分144的一主要區部202間隔開。同時如同圖2A-2C之該懸臂樑204，該橫樑402可自一第一端部406伸長至一第二相對端部404。然而，與該懸臂樑204不同，該橫樑402係在二端部404及406處耦合至該主體146之該上部分144的該主要區部202。如所顯示，在該橫樑402與該主要區部202之間具有空間408，容許該橫樑402移向該主要區部202。
如同懸臂樑204，該橫樑402可包含具有彈簧(亦即，彈性的)性質的材料並且經構成以致，當該橫樑402係經壓按通過該空間408朝向該主要區部202時，該橫樑402係處於一至少部分地壓縮的狀態下並提供傾向於讓該橫樑402回復至該未壓縮狀態的彈力，其中該橫樑402係以該空間408之原始尺寸與該主要區部202分開。該橫樑402因而係為一彈簧元件之一實例，並且該橫樑402及空間408係為可是圖1A-1C之該彈簧機構162之一實例的一可壓縮撓曲之一實例。
如以上論及，探針140之該底座端142(見圖1C)可大於一對應的上導孔126，能夠防止該探針140落出該導板124及128。然而，除非首先拆卸該探針卡總成100，否則如此亦能夠防止蓄意地將探針140自該導板124及128取出。
圖5A-5C圖解該探針卡總成100其中該探針140之該底座端542包含一可壓縮停止結構。應注意的是於該等圖式中圖解的任一探針140可以圖5A-5C中所顯示的該底座端542組配而非該底座端142。
如於圖5B中所顯示，於一未壓縮的狀態下，該底座端542係大於該上導孔126。如於圖5C中所顯示，施加一足夠大的向下(與該上導孔126之該等側壁160平行)拉力Fp至該探針主體146可將該底座端542拉入該導孔126，壓縮該底座端542至該導孔126之尺寸。該拉力Fp可交替地為另一型式的力量諸如一推力。如此一經施加一足夠大的拉力Fp即能夠容許將探針140由該導孔126及位於該下導板128 之一對應導孔130拉出。然而，無拉力Fp時，該底座端542使用作為與如上所述該底座端142相同的停止件。例如，該底座端542可防止探針140落出該等導板124及128。
當該電子裝置180之一端子182係如上所述般經壓按頂著該探針140之該接點端150時，該底座端542可經建構因此將底座端542拉入及之後拉出該上導孔126所需的力量Fp係大於作用在該探針140上的重力Fg並甚至大於作用在該探針140上的該接觸力(例如，讓探針140之該伸長主體146彎曲或甚至翹曲的接觸力)。例如，該拉力Fp可為作用在該探針140上的重力Fg的3、4、5或更多倍，以及該拉力Fp可為該前述接觸力之1.5、2、3或更多倍。
於圖5A-5C中顯示具有該可壓縮底座端542的一探針140能夠自該等導板124及128拉出並因而自該探針卡總成100取出，同時該探針卡總成100係經完全地裝配。亦應注意的是非初始地為該探針卡總成100之一部分的一探針140能夠添加至該探針卡總成100，同時該探針卡總成100係藉由以相對的拉力Fp將該底座端542推動通過該下與上導孔130及126而完全地經裝配，其因而係為相反的拉動動作用於如上所述地將一探針140取出。前述能夠，例如，容許將一損壞的探針140自該探針卡總成100取出並以一新的探針140替換而不需拆卸該探針卡總成100或甚至該探針總成120(見圖1A-1C)。
於圖5A-5C中圖解的該可壓縮底座端542可包含任何類型的彈簧結構。例如，於一些具體實施例中，該底 座端542可包含一或更多的可壓縮撓曲。圖6A及6B圖解一實例，以及圖7A及7B圖解另一實例。
如於圖6中顯示，該底座端542可包含一懸臂樑604之形式的一可壓縮撓曲以及介於該懸臂樑604與該底座端542之一主要區部602之間的一空間608。於該一構態中，該底座端542於某些方面係與圖2A-2C中所圖解之該彈簧機構162之該構態相似。
如於圖6A中顯示，該懸臂樑604可由一第一端部630伸長，其可耦合至(例如，附裝至或是與之一體成型)該主要區部602，至一自由端628。此外，介於該懸臂樑604與該主要區部602之間具有空間608，能夠容許該懸臂樑604移向該主要區部602。例如，該懸臂樑604可相對於該第一端部630轉動直至該自由端628接觸該主要區部602為止。
該懸臂樑604可包含具有彈簧(亦即，彈性)性質的材料並可經構成以致，當該懸臂樑604轉動致使該自由端628移向該主要區部602時，該懸臂樑604係處於至少部分地壓縮狀態且提供一彈力其傾向於將該懸臂樑604恢復至該未壓縮狀態，其中該懸臂樑604係以該空間608之該原始尺寸與該主要區部602分開。
如於圖6A中顯示，處於一未壓縮狀態下，該懸臂樑604、該空間608及該主要區部602之該橫向寬度Wb係較該導孔126之該寬度Wh(見圖6B)之該寬度Wh。未壓縮，該懸臂樑604因而使用作為一停止件，防止該底座端542移動進入該導孔126。如於圖6B中顯示，施加該拉力Fp至該探 針主體146至少部分地壓縮該懸臂樑604，容許如所顯示般將該底座端542拉入該導孔126並且如上所述地最後自該導孔126而出。
圖7A及7B圖解一可交替的構態，其中該底座端542包含具有一中空內在部分708的一球狀結構704。如於圖7A中所圖解，儘管該球狀結構704係處於一未壓縮狀態下，但該球狀結構704之該橫向寬度Wb係較該導孔126之該寬度Wh(見圖7B)為寬。未壓縮，該球狀結構704因而使用作為一停止件，防止該底座端542移動進入該導孔126。如於圖7B中所顯示，施加該拉力Fp至該探針主體146壓縮該球狀結構704進入該中空內在空間708，容許如所顯示般將該底座端542拉入該導孔126並且如上所述地最後自該導孔126而出。
儘管於圖6A-7B中所圖解該探針140具有圖2A-2C之該懸臂樑204，但該探針140可交替地具有諸如於圖3中所顯示的該等橫樑302及312以及於圖4中所顯示的該等橫樑402的其他構態之彈簧機構162。
本文中圖解及說明的本發明之具體實施例可提供多種優點。其中一優點係於圖8中加以圖解。
圖8圖解一測試系統800，其中該探針卡總成100可用以測試一包含輸入及/或輸出端子182的電子裝置180。如圖所示，該介面104可通過通訊頻道804連接至一測試器802，可包含測試設備(例如，一程式化電腦)用於提供電力、控制信號及/或測試信號通過該等通訊頻道804及探 針卡總成100至該電子裝置180之端子182。該測試器802亦能夠經由該探針卡總成100及通訊頻道804監控由該電子裝置所產生的反應信號。該測試器802因而能夠控制該電子裝置180之測試作業。
測試作業之前，該電子裝置180可配置在一可移動的支撐件810上。攝影機812可捕捉該等探針140之該等接點端150及該電子裝置180之該等端子182之影像，以及一控制器814能夠在該支撐件810之x、y平面上移動，因此該等端子182與對應的該等探針140之對應的接點端150對準。一旦該等端子182與對應的接點端150對準，該控制器814即可致使該支撐件810於該z方向上移動該電子裝置180因此該等端子182接觸並經壓按頂著該等探針140之對應的接點端150，在該等端子182與該等探針140之間建立壓力式電氣連接並因而完成該測試器802與該電子裝置180之該等端子182之間的電氣路徑。
假若任一探針140落出該探針卡總成100(例如，如上所述由於該探針卡總成100之重力或是震動或碰撞而落出該等導板124及128)，則將無由該測試器802至該電子裝置180之該對應端子182的電氣連接。再者，甚至假若任一探針140僅無意地在z方向上移動，難以於源自於該等攝影機812的該等影像中偵測該等探針140之該等接點端150，並且其難以將該等端子182與該等接點端150對準。由於該彈簧機構162，無論是經組配作為圖2A-2C之該懸臂樑204或是其他形式，能夠阻止該等探針140於該導板124之該 等導孔126中無意的移動，所以該彈簧機構162可克服前述問題及/或其他的問題。
圖9及10圖解一探針頂著導孔之側壁之感應垂直力的交替方式之實例。如將為所見，於圖9及10中顯示的該等實例使用該探針140之該主體146作為感應垂直力的彈簧機構。
於圖9中顯示的該實例中，位於該上導板124之該上導孔126實質上係沿著實質上與該導孔126之該等側壁160平行的一軸902和該下導板128中該下導孔130對準。然而，該探針主體146之該下部分148可與該主體146之該上部分144偏移。(如上所述，該下部分148係配置在該下導板128中一導孔130內側，以及該上部分144係配置在該上導板124中一導孔126內側。)例如，如於圖9中顯示，該下部分148可以一偏移距離904與該上部分144間隔開。該偏移距離904實質上可與該導孔126之該等側壁160垂直。
由於該偏移距離904，所以該等導板124及128能夠預裝入該探針140以致該探針140之該主體146使用作為彈簧並致使該主體146之該上部分144如圖9中顯示般對該導孔126之該等側壁160施加垂直力906。如上所述，該導孔126之該等側壁160係定向在該z方向上，以及該垂直力906，其係與該等側壁160垂直，因而實質上係與該等側壁160垂直。
該垂直力906可具有上述該垂直力226之任一特性。例如，該探針140及偏移距離904可經組配並按適當尺 寸製作以致該垂直力906產生與該等側壁160平行的摩擦力以及阻止該探針140在該z方向上的不合意移動。於一些具體實施例中，該垂直力906，以及因而該導致的摩擦力，可為作用在探針140上該重力Fg的2、3、4、5或更多倍。
如於圖10中顯示，藉由將位於上導板124中該導孔126與位於下導板128中該導孔130偏移而可獲得相似相似的結果。亦即，於圖10中所圖解的該實例中，該探針主體146之該下部分148能夠沿著實質上係與該等側壁160平行的一軸1002與該上部分144對準，但位於該下導板128中該導孔130可與位於該上導板124中該導孔126偏移。例如，如圖10中所顯示，該導孔130可與該導孔126間隔開一段偏移距離1004。該偏移距離1004實質上可與該導孔126之該等側壁160垂直。如此，例如，可藉由在裝配期間對準該等導孔126及130，以及接著在該探針140插入該等導孔126及130之後，彼此相對地以該段偏移距離1004移動該等導板124及128而完成。
由於該偏移距離1004，所以該等導板124及128能夠預裝入該探針140以致該探針140之該主體146使用作為彈簧並致使該主體146之該上部分144如圖10中顯示般對該導孔126之該等側壁160施加垂直力1006。如上所述，該導孔126之該等側壁160係定向在該z方向上，以及該垂直力1006，其係與該等側壁160垂直，因而實質上係與該等側壁160垂直。
該垂直力1006可具有上述該垂直力226之任一特 性。例如，該探針140及偏移距離1004可經組配並按適當尺寸製作以致該垂直力1006產生與該等側壁160平行的摩擦力以及阻止該探針140在該z方向上的不合意移動。於一些具體實施例中，該垂直力1006，以及因而該導致的摩擦力，可為作用在探針140上該重力Fg的2、3、4、5或更多倍。
儘管於本說明書已說明本發明之特定具體實施例及應用，但該等具體實施例及應用係僅為例示性，並且可作複數的變化。

Claims (20)

  1. 一種探針卡總成，其包含：配置在一基板上的數個導電端子；以及一與該基板耦合的探針總成，該探針總成包含：包含數個導孔的一導板；以及數個導電探針，其經組配來接觸一電子裝置之端子以測試該電子裝置，各該探針包含一底座端、一接點端及一位於該底座端與該接點端之間的伸長狀可撓曲之本體，該底座端可電氣連接至該等端子之一者並配置在該等導孔之一者的外側且至該導板的一第一側，該接點端配置在該等導孔之該一者的外側且至該導板之相對於該第一側的一第二側，其中該探針之該本體的一部分係配置在該等導孔之該一者內側並包含一彈簧機構，該彈簧機構經組配以抵壓該等導孔之該一者之側壁施加一垂直力，但仍然允許該探針在該等導孔之該一者中浮動，其中該垂直力係至少大於作用在該探針上之一重力的二倍；其中該探針經組配以回應於作用在該探針之該接點端上的一接觸力而彎曲或挫曲；其中抵壓該等導孔之該一者之該等側壁的該垂直力造成了實質上與該等側壁平行的一摩擦力； 其中作用在該探針之該接點端上的足以將該探針之該伸長狀的主體彎曲或挫曲的該接觸力，係至少為該摩擦力的二倍。
  2. 如請求項1之探針卡總成，其中該彈簧機構包含一可壓縮撓曲結構。
  3. 如請求項2之探針卡總成，其進一步地包含一介面，其通至用於測試一電子裝置的一測試器，其中該等探針係電氣連接至該等端子，而該等端子係電氣連接至該介面。
  4. 如請求項2之探針卡總成，其中處於一未壓縮狀態下，該可壓縮撓曲結構之一橫向寬度係大於該等導孔之該一者的一橫向寬度。
  5. 如請求項4之探針卡總成，其中配置於該等導孔之該一者中的該可壓縮撓曲結構係至少部分地被壓縮。
  6. 如請求項2之探針卡總成，其中該可壓縮撓曲結構包含一可移動的彈簧元件。
  7. 如請求項6之探針卡總成，其中該可移動的彈簧元件包含一懸臂樑，其係自配置在該等導孔之該一者內側的該主體之該部分的一主要區部來延伸。
  8. 如請求項7之探針卡總成，其中：該懸臂樑包含一耦合至該主體之該部分的該主要區部的底座，以及與該底座相對的一自由端，該懸臂樑係自該底座伸長至該自由端，以及該懸臂樑之該自由端係可移動通過一空間，而該空 間介於該自由端與該主體之該部分的該主要區部之間。
  9. 如請求項8之探針卡總成，在該懸臂樑係處於一未壓縮狀態下，該自由端、該空間以及該主體之該部分的該主要區部之一橫向寬度係較該等導孔之該一者之一橫向寬度為寬。
  10. 如請求項9之探針卡總成，其中配置在該等導孔之該一者中的該懸臂樑係處於一至少部分地壓縮狀態下，其中介於該自由端與該部分的該主要區部之間的該空間係小於當該懸臂樑係處於該未壓縮狀態下時的該空間。
  11. 如請求項8之探針卡總成，其中通過該懸臂樑之該底座及該自由端的一橫樑軸、與平行於該等導孔之該一者之該等側壁的一軸之間的一角度，係至少為1度。
  12. 如請求項6之探針卡總成，其中該可移動彈簧元件包含一橫樑(beam)，該橫樑包含：一第一端部，其係與配置在該等導孔之該一者內側的該主體之該部分的一主要區部耦合，一第二端部，其係與該第一端部相對並耦合至該主體之該部分的該主要區部，以及介於該第一與第二端部之間的一伸長狀主體，其中該橫樑之該伸長狀主體與該主體之該部分的該主要區部之間具有一空間。
  13. 如請求項1之探針卡總成，其中該探針之該底座端係較該等導孔之該一者為寬，並防止該底座端移動進入該導孔。
  14. 如請求項1之探針卡總成，其中：該導板係為一上導板，該等導孔之該一者係為位於該上導板中的一上導孔，配置在該等導孔之該一者內側的該探針之該部分，係為該探針之該主體中與該底座端相鄰的一上部分，該探針卡總成進一步包含一下導板，該下導板包含數個下導孔，該探針進一步包含配置在該等下導孔之一者內側中的該主體之一下部分，該等導孔之該一者係沿著實質上平行於該等側壁的一軸而實質上對齊該等下導孔之該一者，以及該探針之該上部分係足夠地在實質上與該等側壁垂直的一方向上自該探針之該下部分偏移，而該探針之該上部分以該垂直力壓按頂著該等側壁。
  15. 如請求項1之探針卡總成，其中：該導板係為一上導板，該等導孔之該一者係為位在該上導板中的一上導孔，配置在該等導孔之該一者內側的該探針之該部分，係為該探針之該主體中與該底座端相鄰的一上部分，該探針卡總成進一步包含一下導板，該下導板包含 數個下導孔，該探針進一步包含配置在該等下導孔之一者內側中的該主體之一下部分，該探針之該上部分係沿著實質上平行於該等側壁的一軸而實質上對齊該探針之該下部分，以及該等導孔之該一者足以在實質上係與該等側壁垂直的一方向上自該等下導孔之該一者偏移，而該探針之該上部分以該垂直力壓按頂著該等側壁。
  16. 如請求項1之探針卡總成，其中該伸長狀可撓曲之本體自該底座端延伸至該接點端。
  17. 如請求項1之探針卡總成，其中該探針於該導孔中滑動以回應於一電子裝置之一端子作用在該接點端上的一接觸力，而該接觸力大於該垂直力。
  18. 如請求項1之探針卡總成，其中該彈簧機構直接地接觸該等導孔之該一者的該等側壁。
  19. 如請求項18之探針卡總成，其中該彈簧機構直接地抵壓該等導孔之該一者的該等側壁施加該垂直力。
  20. 一種探針卡總成，其包含：配置在一基板上的數個導電端子；以及一與該基板耦合的探針總成，該探針總成包含：包含數個導孔的一導板；以及數個導電探針，各該探針包含一底座端、一接點端及一位於該底座端與該接點端之間的伸長狀可撓曲之本體，該底座端可電氣連接至該等端子之 一者並配置在該等導孔之一者的外側且至該導板的一第一側，且該接點端配置在該等導孔之該一者的外側且至該導板之相對於該第一側的一第二側，其中該探針之該本體的一部分係配置在該等導孔之該一者的內側並包含一彈簧機構，該彈簧機構僅自該伸長狀的本體之一側延伸，並經組配以抵壓該等導孔之該一者之側壁施加一垂直力，但仍然允許該探針在該等導孔之該一者中浮動，其中該垂直力係至少大於作用在該探針上之一重力的二倍；其中該探針係經組配以回應於作用在該探針之該接點端的一接觸力而彎曲或挫曲；其中抵壓該等導孔之該一者之該等側壁的該垂直力造成了實質上與該等側壁平行的一摩擦力；其中作用在該探針之該接點端上的足以將該探針之該伸長狀的主體彎曲或挫曲的該接觸力，係至少為該摩擦力的二倍。
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