TWI753531B - 可調整水平之探針卡 - Google Patents

Abstract

一種可調整水平之探針卡，包含有一彈性板體以及一探針頭，該彈性板體具有一中央部，以及自該中央部周緣延伸而出之複數調整臂，該探針頭包含有至少一探針，該探針頭係設置於該彈性板體之中央部；藉此，該探針卡可在組裝完成後供使用者調整水平，以避免探針底端有高低落差。

Description

可調整水平之探針卡

本發明係與探針卡有關，特別是關於一種可調整水平之探針卡。

習知探針卡主要包含有一底部凸伸出複數探針之探針頭、一設於探針頭頂部之空間轉換器，以及一設於空間轉換器頂部之主電路板，或者亦可能未設有空間轉換器而將主電路板直接設於探針頭頂部，用以藉由該主電路板電性連接至一測試機，並以該等探針之底端點觸待測物之導電接點，使得待測物與測試機之間可透過探針與空間轉換器及／或主電路板而相互傳輸測試訊號。

然而，由於組裝精度之影響，探針卡在組裝完成後，該等探針之底端可能略有高低落差而非位於同一水平面，如此之高低落差雖然非常細微，卻足以使得該等探針因接觸待測物之導電接點的程度不同而產生不良之影響，例如有些探針施予過大之針壓而破壞導電接點、有些探針未確實接觸導電接點而造成訊號傳輸不穩定等等。

有鑑於上述缺失，本發明之主要目的在於提供一種可調整水平之探針卡，可在組裝完成後供使用者調整水平，以避免探針底端有高低落差。

為達成上述目的，本發明所提供之可調整水平之探針卡包含有一彈性板體以及一探針頭，該彈性板體具有一中央部，以及自該中央部周緣延伸而出之複數調整臂，該探針頭包含有至少一探針，該探針頭係設置於該彈性板體之中央部。

藉此，該探針卡組裝完成後，使用者可藉由擺動各該調整臂而改變該彈性板體之姿態，舉例而言，各該調整臂可分別與一線性位移裝置連接，藉以受線性位移裝置驅動而擺動。如此之調整方式對於該彈性板體之中央部的姿態改變程度雖然細微，仍足以對設置於該中央部之探針頭發揮調整水平之功效。該探針頭通常設有複數探針，且／或與其他探針裝置（例如邊緣感測器(edge sensor)）之探針配合而對同一待測物進行點測，在該等探針底端有高低落差的情況下，前述調整探針頭水平之方式可將探針之底端校正成位於同一水平面，使該等探針可達到良好的點測效果。

有關本發明所提供之可調整水平之探針卡的詳細構造、特點、組裝或使用方式，將於後續的實施方式詳細說明中予以描述。然而，在本發明領域中具有通常知識者應能瞭解，該等詳細說明以及實施本發明所列舉的特定實施例，僅係用於說明本發明，並非用以限制本發明之專利申請範圍。

申請人首先在此說明，在以下將要介紹之實施例以及圖式中，相同之參考號碼，表示相同或類似之元件或其結構特徵。需注意的是，圖式中的各元件及構造為例示方便並非依據真實比例及數量繪製，且若實施上為可能，不同實施例的特徵係可以交互應用。其次，當述及一元件設置於另一元件上時，代表前述元件係直接設置在該另一元件上，或者前述元件係間接地設置在該另一元件上，亦即，二元件之間還設置有一個或多個其他元件。而述及一元件「直接」設置於另一元件上時，代表二元件之間並無設置任何其他元件。

請參閱圖1至圖3，本發明一較佳實施例所提供之可調整水平之探針卡10包含有一彈性板體20、一探針頭30、一空間轉換器12、一結構加強件14，以及三連接板16。前述之構件皆概呈沿水平軸（X軸、Y軸）設置之板狀結構，而該探針卡10係用以沿垂直軸（Z軸）移動而以其探針（詳述於下文）點觸待測物之導電接點（圖中未示）。

該彈性板體20具有一呈圓形之中央部22，以及自該中央部22之周緣延伸而出之三調整臂24，各該調整臂24包含有一自該中央部22之周緣延伸而出且呈長條狀之延伸部242，以及一位於該延伸部242末端且較該延伸部242寬之安裝部244。在本實施例中，該彈性板體20為一內部設有電路（圖中未示）之電路板，因厚度相當薄而可略為彈性彎曲變形，該彈性板體20之下表面25設有位於該中央部22之導電接點（圖中未示），該彈性板體20之上表面26設有複數電性接頭28，該三調整臂24之安裝部244分別設有至少一電性接頭28，各該電性接頭28係透過該彈性板體20之內部電路而與該彈性板體20之下表面25的導電接點電性連接。

該探針頭30包含有一上板31、一下板32、一固定於該上板31與該下板32之間的電路板33，以及由微機電系統（microelectromechanical system；簡稱MEMS）製成而形成於該電路板33之底面332的十六根探針34（數量不限），如圖4至圖6所示，各該探針34包含有一沿Y軸延伸之懸臂段341，以及一沿Z軸延伸之點觸段342。詳而言之，位於圖4左半部之八根探針34的懸臂段341係朝Y軸正向延伸，位於圖4右半部之八根探針34的懸臂段341係朝Y軸負向延伸，且左半部之探針34的懸臂段341末端與右半部之探針34的懸臂段341末端係相互交錯並沿一直線L排列。如圖5及圖6所示，該等探針34之點觸段342係自懸臂段341末端朝Z軸負向延伸而於探針頭30之底部呈向下凸出狀，用以藉由各該點觸段342底部之點觸端344向下點觸待測物之導電接點。

該探針頭30係透過該空間轉換器12而設置於該彈性板體20之下表面25並設置於該中央部22，藉以使得該等探針34與該彈性板體20之下表面25的導電接點電性連接，此部分為習知技術並與本發明之特點較無關聯，容申請人在此不詳加敘述。當該彈性板體20之電性接頭28透過訊號傳輸線（圖中未示）而電性連接至一測試機（圖中未示）時，該等探針34之點觸端344所點觸之待測物即可透過該探針頭30、該空間轉換器12、該彈性板體20及前述之訊號傳輸線而與該測試機相互傳輸測試訊號。

該結構加強件14及該三連接板16係固定於該彈性板體20之上表面26，該結構加強件14係設於該中央部22以加強該處之結構強度，藉以提升該探針頭30之穩定性，該三連接板16係分別設於該三調整臂24之安裝部244，用以供三個諸如滑軌與滑塊組、氣壓缸、油壓缸之類的線性位移裝置（圖中未示）分別連接於該三連接板16，使得設置於該彈性板體20之上表面26的各該線性位移裝置可產生Z軸方向之線性位移而驅動其對應之調整臂24上下擺動。或者，前述線性位移裝置可不透過連接板16而直接設置於調整臂24上，藉此直接驅動對應之調整臂24上下擺動。

藉此，該探針卡10組裝完成後，若該等探針34之點觸端344略有高低落差，例如本實施例之探針34的點觸端344若非如圖6所示地沿X軸排成一直線，則可藉由前述之該三連接板16上的線性位移裝置產生Z軸方向之線性位移而擺動各該調整臂24以改變該彈性板體20之姿態，進而對該探針頭30發揮調整水平之功效，藉以將該等探針34之點觸端344校正成位於同一水平面，使該等探針34可達到良好的點測效果。

如圖3所示，本實施例之彈性板體20之該三調整臂24係間隔相等之夾角θ地自該中央部22周緣呈放射狀地延伸而出，亦即每兩相鄰之調整臂24的夾角θ約為120度，其中一該調整臂24係沿Y軸朝其正向延伸，如圖4所示，該探針頭30之探針34的點觸段342係沿X軸排成一直線L，亦即該等探針34之點觸段342係垂直於其中一該調整臂24之延伸方向地排成一直線L。如此之配置不需設置較多調整臂24，而可對該等探針34發揮良好之水平調整功效。然而，本發明之彈性板體20不限為具有三調整臂24，只要具有複數調整臂24即可，調整臂24之位置配置亦無限制，此外，本發明之探針頭30的探針34亦不限為排列成一直線。

值得一提的是，該探針頭30通常設有複數探針34，但並不以此為限，不論該探針頭30之探針34數量為單數或複數，該探針頭30之探針34亦可能與其他探針裝置之探針配合，以同時對同一待測物進行點測，所述其他探針裝置例如為圖7及圖8所示之邊緣感測器40。詳而言之，該探針卡10之中央設有一貫穿該結構加強件14、該彈性板體20、該空間轉換器12及該探針頭30之穿孔18，該探針頭30之探針34的點觸端344位置對應於該穿孔18，該結構加強件14具有一與該穿孔18連通之缺槽142，用以供該探針裝置（邊緣感測器）40設置於該缺槽142並供該探針裝置40之一探針42穿過該穿孔18，如此一來，該探針頭30之探針34與該探針裝置40之探針42可同時對同一待測物進行點測，並且亦可藉由前述擺動該彈性板體20之調整臂24的方式校正探針34與探針42之高低落差。此外，如圖2及圖3所示，該彈性板體20之調整臂24可設置受力感測器19，例如稱重感測器（load cell），藉以量測出各該探針34點觸待測物時的受力狀況。再者，各該調整臂24可設置用以感測Z軸位移之位移感測器（圖中未示），藉以計算出該彈性板體20之姿態。受力感測器19可設置在彈性板體20之調整臂24的上、下表面，進一步來說，受力感測器19可設置在調整臂24的延伸部242或安裝部244，如圖2、圖3所示，受力感測器19亦可設置在調整臂24的延伸部242及安裝部244之間的交接處。

最後，必須再次說明，本發明於前揭實施例中所揭露的構成元件，僅為舉例說明，並非用來限制本案之範圍，其他等效元件的替代或變化，亦應為本案之申請專利範圍所涵蓋。

10:可調整水平之探針卡 12:空間轉換器 14:結構加強件 142:缺槽 16:連接板 18:穿孔 19:受力感測器 20:彈性板體 22:中央部 24:調整臂 242:延伸部 244:安裝部 25:下表面 26:上表面 28:電性接頭 30:探針頭 31:上板 32:下板 33:電路板 332:底面 34:探針 341:懸臂段 342:點觸段 344:點觸端 40:探針裝置 42:探針 θ:夾角 L:直線

圖1為本發明一較佳實施例所提供之可調整水平之探針卡的立體組合圖。 圖2本發明該較佳實施例所提供之可調整水平之探針卡的立體分解圖。 圖3為本發明該較佳實施例所提供之可調整水平之探針卡的底視圖。 圖4為圖3之局部放大圖。 圖5為本發明該較佳實施例所提供之可調整水平之探針卡的左視圖。 圖6為圖5之局部放大圖。 圖7為本發明該較佳實施例所提供之可調整水平之探針卡與一探針裝置的立體組合圖。 圖8為本發明該較佳實施例所提供之可調整水平之探針卡與該探針裝置的立體分解圖。

10:可調整水平之探針卡

12:空間轉換器

14:結構加強件

142:缺槽

16:連接板

19:受力感測器

20:彈性板體

22:中央部

24:調整臂

242:延伸部

244:安裝部

26:上表面

28:電性接頭

30:探針頭

31:上板

32:下板

33:電路板

Claims (10)

1. 一種可調整水平之探針卡，用以對待測物進行電性檢測，該可調整水平之探針卡包含有：一彈性板體，具有一中央部，以及自該中央部周緣延伸而出之複數調整臂；以及一探針頭，包含有複數探針，該探針頭係設置於該彈性板體之中央部；其中，該彈性板體之各該調整臂遠離該中央部之一端具有一安裝部，該安裝部用以連接一線性位移裝置，使各該調整臂可受該線性位移裝置驅動而擺動。
2. 如請求項1所述之可調整水平之探針卡，其中該彈性板體之調整臂係間隔相等之夾角地自該中央部周緣呈放射狀地延伸而出。
3. 如請求項1所述之可調整水平之探針卡，其中該彈性板體具有三該調整臂。
4. 如請求項1所述之可調整水平之探針卡，其中該彈性板體具有間隔相等之夾角地自該中央部周緣呈放射狀地延伸而出之三該調整臂，該探針頭之各該探針具有一點觸段，該等探針之點觸段係垂直於其中一該調整臂之延伸方向地排成一直線。
5. 如請求項1所述之可調整水平之探針卡，其中該彈性板體具有朝向相反方向之一上表面及一下表面，該探針頭係設置於該彈性板體之下表面，該探針卡更包含有一設於該彈性板體之上表面且位於該中央部之結構加強件。
6. 如請求項5所述之可調整水平之探針卡，其中該探針卡具有一穿孔，該探針頭之探針的一點觸端位置對應於該穿孔，該結構加強件具有一與該穿孔連通之缺槽，用以供一探針裝置設置於該缺槽並供該探針裝置之一探針穿過該穿孔。
7. 如請求項1所述之可調整水平之探針卡，更包含有複數連接板，該等連接板係分別設於該彈性板體之調整臂的安裝部，用以分別連接該線性位移裝置。
8. 如請求項7所述之可調整水平之探針卡，其中該彈性板體具有朝向相反方向之一上表面及一下表面，該探針頭係設置於該彈性板體之下表面，該等連接板係設於該彈性板體之上表面，藉以供各該線性位移裝置設置於該彈性板體之上表面。
9. 如請求項1所述之可調整水平之探針卡，其中該彈性板體為一電路板且具有與其內部電路電性連接且位於該等調整臂之複數電性接頭。
10. 如請求項1所述之可調整水平之探針卡，更包含有設於該彈性板體之調整臂的複數受力感測器。

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