TWI762134B

TWI762134B - 突波保護模組

Info

Publication number: TWI762134B
Application number: TW109146993A
Authority: TW
Inventors: 蔡伸浩; 張晉源; 胡峻豪; 劉侑瑞
Original assignee: 致茂電子股份有限公司
Priority date: 2020-12-31
Filing date: 2020-12-31
Publication date: 2022-04-21
Also published as: US20220209529A1; TW202227826A

Abstract

本發明揭露了一種突波保護模組，包含載板以及探針組。所述載板用以承載電子元件。所述探針組設置於載板，包含多個探針與短路單元，每一個探針用以接觸電子元件，短路單元選擇性地移動至第一位置或第二位置。其中短路單元移動至第一位置時，短路單元同時接觸所述多個探針使其短路。其中短路單元移動至第二位置時，短路單元至少遠離所述多個探針其中之一。

Description

突波保護模組

本發明係關於一種突波保護模組，特別是關於一種利用機構設計實現突波保護功能的模組。

一般來說，由於產品對於靜電放電的保護機制較為完善，使得電子元件在產品之中較不容易受到靜電放電的破壞。然而，電子元件在安裝到產品之前，往往無法抵抗靜電放電的攻擊。舉例來說，在安裝電子元件或用探針接觸電子元件時，則很有可能因為尚未連接到產品的保護機制，而容易因靜電放電導致電子元件的損壞。為了防止電子元件在安裝到產品之前受到靜電放電的攻擊，有些電子元件會先安裝到突波保護模組中，所述突波保護模組係包含許多的主動式元件，並使用一些電路組合來提供靜電防護的功能，從而可以減少電子元件損壞的機率。

然而，由一些實驗數據可知，電子元件於一些特定操作的環境下，例如高溫、高壓、低電流工作時，由主動式元件提供的電路組合可能有靜電防護效果不佳的問題。據此，業界需要一種新的突波保護模組，用機構設計的手段來減少電子元件受到靜電放電攻擊的機率，從而可以解決在高溫、高壓、低電流工作時無法使用主動式元件提供靜電防護的問題。

本發明提供一種突波保護模組，所述突波保護模組中的多個探針會預設短路在一起，直到被正確安裝於測試設備之後才會解開短路的狀態，以減少電子元件被靜電放電破壞的可能性。

本發明提出一種突波保護模組，包含載板以及探針組。所述載板用以承載電子元件。所述探針組設置於載板，包含多個探針與短路單元，每一個探針用以接觸電子元件，短路單元選擇性地移動至第一位置或第二位置。其中短路單元移動至第一位置時，短路單元同時接觸所述多個探針使其短路。其中短路單元移動至第二位置時，短路單元至少遠離所述多個探針其中之一。

於一些實施例中，短路單元可以預設在第一位置。在此，每一個探針可以包含饋入部、轉接部與接觸部，轉接部連接於饋入部與接觸部之間，饋入部用以連接測試設備，接觸部用以接觸電子元件。短路單元可以設置於其中一個探針的轉接部，短路單元在第一位置時，短路單元可以同時接觸每一個探針的轉接部。當載板設置於測試設備的測試區域時，於第一位置的短路單元可以由測試設備的定位件推頂至第二位置。此外，突波保護模組更可以包含彈性元件，彈性元件預設將短路單元抵壓於第一位置。當短路單元在第一位置時，短路單元可以同時接觸每一個探針的饋入部。饋入部具有頂面，彈性元件可以預設將短路單元抵壓於頂面。

綜上所述，本發明提供的突波保護模組具有短路單元，所述短路單元是由機構設計實現。在此，所述短路單元可以同時接觸多個探針，使多個探針預設被短路在一起。並且，直到被正確安裝於測試設備之後，所述短路單元才會被移動而不同時接觸探針，解開多個探針之間的短路狀態。藉此，本發明提供的突波保護模組可以減少電子元件被靜電放電破壞的可能性。

1:突波保護模組

10:載板

10a:頂蓋

12:探針組

12a:探針

120:饋入部

122:轉接部

124:接觸部

14:短路單元

2:測試設備

20:定位件

3:突波保護模組

30:載板

32:探針組

32a:探針

320a:饋入部的頂面

34:短路單元

D1:寬度

DUT:電子元件

圖1係繪示依據本發明一實施例之突波保護模組的結構示意圖。

圖2係繪示依據本發明一實施例之突波保護模組移除頂蓋後的結構示意圖。

圖3係繪示依據本發明一實施例之探針組的結構示意圖。

圖4係繪示依據本發明一實施例之突波保護模組的短路單元在第一位置的側視示意圖。

圖5係繪示依據本發明一實施例之突波保護模組的短路單元在第二位置的側視示意圖。

圖6係繪示依據本發明一實施例之突波保護模組設置於測試設備的結構示意圖。

圖7係繪示依據本發明另一實施例之突波保護模組的短路單元在第一位置的結構示意圖。

圖8係繪示依據本發明另一實施例之突波保護模組的短路單元在第二位置的結構示意圖。

下文將進一步揭露本發明之特徵、目的及功能。然而，以下所述者，僅為本發明之實施例，當不能以之限制本發明之範圍，即但凡依本發明申請專利範圍所作之均等變化及修飾，仍將不失為本發明之要意所在，亦不脫離本發明之精神和範圍，故應將視為本發明的進一步實施態樣。

請一併參閱圖1、圖2與圖3，圖1係繪示依據本發明一實施例之突波保護模組的結構示意圖，圖2係繪示依據本發明一實施例之突波保護模組移除頂蓋後的結構示意圖，圖3係繪示依據本發明一實施例之探針組的結構示意圖。如圖所示，突波保護模組1包含了載板10與探針組12，由於載板10上還覆蓋有頂蓋10a，故圖1中還未能繪示出探針組12的全貌。載板10可以用來承載電子元件DUT，電子元件DUT可以是一種雷射二極體，當然本實施例不加以限制。例如，電子元件DUT也有可能是具其他功能的晶片或者是光電元件。在此，探針組12包含多個探針12a，探針12a可以設置在載板10上，並由頂蓋10a覆蓋。於一個例子中，載板10可以有接地端，所述接地端可以電性連接到一片金屬板體。於所屬技術領域具有通常知識者應可以明白，金屬板體可以被視為接地電位。也就是說，載板10設置有電子元件DUT時，載板10和電子元件DUT之間可以是沒有電位差的，且載板10和電子元件DUT可以都是接地電位。

探針組12中的每個探針12a的一端可以接觸電子元件DUT，而每個探針12a的另一端會穿出頂蓋10a，從而外部的測試設備可以連接露出來的探針12a。實務上，載板10和頂蓋10a可以形成一種盒體結構，大部分的探針12a可以被頂蓋10a所覆蓋，或者說僅一部分的探針12a會露出頂蓋10a。由於盒體結構能夠儘可能地阻斷外界的干擾，探針12a在盒體內量測電子元件DUT的電性參數時，能夠有較高的準確度。雖然圖1中標示的探針組12中有3個探針12a，但本實施例不限制探針12a的數量。於一個例子中，探針12a的數量關聯於電子元件DUT的接腳數量。

此外，頂蓋10a可以由數個螺絲鎖固在載板10上，而頂蓋10a的一個功能是保護突波保護模組1的內部元件以及電子元件DUT，例如多個探針12a可以被固定在頂蓋10a和載板10之間。實務上，載板10還可以連接幾個螺絲，使得突波保護模組1可以由螺絲鎖固在測試設備2上。雖然圖1繪示了許多探針12a，這些探針12a可以分別屬於不同的探針組12。在此，每一個探針組12會對應一個電子元件DUT，而圖1的突波保護模組1中可以設置有4個電子元件DUT，即可以有4個探針組12。也就是說，可以看到圖1繪示的例子中，穿出頂蓋10a的探針12a總數量為12個。不過，為了避免混淆，本實施例在此僅以最左邊的探針組12進行說明。

接下來，為了方便看清楚突波保護模組1的內部元件，圖2把圖1中的頂蓋10a和一些螺絲移除後，可以看到突波保護模組1內部具有許多的探針12a，每一個探針12a有饋入部120、轉接部122與接觸部124。本實施例不限制饋入部120、轉接部122與接觸部124的材料是否相同，但饋入部120、轉接部122與接觸部124都應當由可以導電的材料製成。於圖2和圖3繪示的例子中，每一個探針12a的轉接部122可以設置在載板10上，饋入部120可以垂直地連接轉接部122，且接觸部124可以垂直地連接於轉接部122和電子元件DUT之間。在此，饋入部120和接觸部124可以分別設置在轉接部122的兩端，且連接轉接部122的不同側面。例如於圖2中，饋入部120可以設置在轉接部122左邊的上側面，而接觸部124可以設置在轉接部122右邊的下側面。因為角度的關係，圖2不容易看出接觸部124的位置，圖3是由圖2的右邊看入，而從圖3可以明顯看出饋入部120和接觸部124的相對關係。於一個例子中，轉接部122可以由一個金屬板切割而成，且相鄰的轉接部122彼此不互相連接。

另外，圖2的突波保護模組1係安裝在測試設備2上，測試設備2可以經由突波保護模組1中的探針組12電性連接到電子元件DUT，故能量測電子元件內部的電壓、電流或者阻抗等各種電性參數。為了使探針組12的探針12a能夠對準測試設備2的端子，測試設備2可以預先規劃有一個測試區域。實務上，只要突波保護模組1正確安裝在測試區域中，即應能保障探針12a能夠對準測試設備2 的端子。於圖2繪示的例子中，可以看到突波保護模組1的其中一組探針組12具有短路單元14，且測試設備2有一個定位件20。舉例來說，短路單元14可以和同一組探針組12位在中間的探針12a相連，並且具有一定的彈性。當然，本實施例不限制短路單元14的設置位置，例如短路單元14也有可能和同一組探針組12其他位置的探針12a相連。在此，定位件20可以是一個具有一定高度的柱體，功能是用來推頂短路單元14。當突波保護模組1正確安裝在測試區域中，短路單元14和定位件20便會接觸，使得短路單元14被定位件20向上頂開。

為了說明短路單元14和定位件20的動作，請一併參閱圖4、圖5與圖6，圖4係繪示依據本發明一實施例之突波保護模組的短路單元在第一位置的側視示意圖，圖5係繪示依據本發明一實施例之突波保護模組的短路單元在第二位置的側視示意圖，圖6係繪示依據本發明一實施例之突波保護模組設置於測試設備的結構示意圖。如圖4所示，當突波保護模組1還沒有設置在測試設備2，特別是還沒有正確安裝於測試區域中，短路單元14會平貼接觸同一個探針組12中所有的探針12a，例如同時接觸所有探針12a的轉接部122。此時，因為短路單元14同時接觸到所有的轉接部122，故同一個探針組12中所有的探針12a會彼此被短路在一起。當短路單元14能夠同時接觸兩個以上的轉接部122時，本實施例稱短路單元14在第一位置。於一個例子中，短路單元14會被預設在第一位置，從而突波保護模組1在搬運或安裝時，靜電放電的突波電流會被短路的探針12a導引至他處，而不會沿著探針12a攻擊電子元件DUT。

於所屬技術領域具有通常知識者可以理解，突波保護模組1尚未安置於測試設備2內的適當位置(如測試區域)時，有可能在搬運或者器械間的接觸時產生靜電電流，或者探針12a剛剛接觸到電子元件DUT的瞬間，也有可能產生靜電電流。據此，本實施例示範了在預設狀態下，短路單元14會一直維持在第一位置。實務上，在探針12a與電子元件DUT接觸之前，多個探針12a可以使短路單元14短路，並有可能先電性連接到接地電位。也就是說，如果探針12a與電子元件DUT接觸時產生了靜電電流，靜電電流可以先從探針12a導引接地，而可以避免靜電電流流經電子元件DUT。

另一方面，當突波保護模組1被設置在測試設備2之後，例如圖5中的突波保護模組1由上而下地放置在測試設備2的對應測試區域中。測試設備2的對應測試區域內設置的定位件20自然會對準短路單元14，從而定位件20可以不需要移動或升降，便可以輕易地將短路單元14推離原本預設的第一位置。也就是說，定位件20可以不用複雜的機械設備，只需要放置在一個預設能對準短路單元14的位置即可。當短路單元14被推離第一位置後，便不會再同時接觸所有探針12a的轉接部122。值得一提的是，並非電子元件DUT此時不再需要靜電防護，而是因為突波保護模組1已經正確放置在測試設備2的對應測試區域中，可以由測試設備2接續進行靜電防護的工作。當然，因測試設備2本身可以具有屏蔽靜電或磁場的功能，也意味著電子元件DUT突然被靜電電流攻擊的機率降低了。然而，由於很難確定靜電電流於何時或何處產生，因此測試設備2可以做一些檢查與判斷，例如檢查突波保護模組1是否已經確實裝好。也只有在突波保護模組1安裝好的時候，測試設備2中的定位件20才會剛好將短路單元14推離開第一位置，即截止探針12a之間的短路，讓探針12恢復測試電子元件DUT的功能。

於一個例子中，由於短路單元14和同一組探針組12位在中間的探針12a相連，短路單元14被定位件20推離第一位置後，會呈現傾斜或翹起的樣子。如圖5和圖6繪示的例子，雖然短路單元14還是相連著其中一個轉接部122，但已經不接觸其他2個轉接部122，可稱短路單元14不再同時接觸到所有的轉接部122。也就是說，同一組探針組12內的3個探針12a便不再短路。當短路單元14離開第一位置，從而不同時接觸兩個以上的轉接部122時，本實施例稱短路單元14在第二位置。於一個例子中，突波保護模組1自測試設備2的測試區域移除後，例如對電子元件DUT的測試結束後，短路單元14即脫離定位件20。此時，短路單元14可以自動復位至第一位置，例如短路單元14和相連的轉接部122之間具有彈性，讓短路單元14再次抵壓在所有的轉接部122。藉此，短路單元14又可以短路所有的探針12a，使突波保護模組1在搬運或安裝時，還是維持著靜電防護的效果。

本實施例不限制短路單元14的結構或尺寸，本實施例示範的短路單元14可以是一個長方形板體，具有寬度D1。於一個例子中，所述寬度D1可以恰好是同一組探針組12內所有的轉接部122的寬度總和，如圖6所繪示。於所屬技術領域具有通常知識者可以理解，只要短路單元14的寬度D1能夠大於一個轉接部122的寬度，讓短路單元14於第一位置能覆蓋到其他的轉接部122即可實現短路的效果。實務上，短路單元14的寬度D1可以大於或等於同一組探針組12內所有的轉接部122的寬度總和，這樣一來加大短路單元14接觸其他轉接部122的面積，從而短路單元14可以更低阻抗、更穩定地接觸其他轉接部122。

本實施例也不限制短路單元14僅能接觸轉接部122，請一併參閱圖6、圖7與圖8，圖7係繪示依據本發明另一實施例之突波保護模組的短路單元在第一位置的結構示意圖，圖8係繪示依據本發明另一實施例之突波保護模組的短路單元在第二位置的結構示意圖。與前一實施例相同的是，突波保護模組3包含了載板30與探針組32，且載板30上同樣覆蓋有頂蓋，載板30、頂蓋和探針組32的結構與前一實施例大致相同。例如，探針組32可以同樣包含多個探針32a，每個探針32a可以具有饋入部、轉接部與接觸部，本實施例在此不予贅述。與前一實施例略有不同的是，短路單元34不再連接著探針的轉接部，而是設置在頂蓋的外部。例如，短路單元34可以是一個導電條，並帶有彈性元件(圖未示)，使得短路單元34可以移動一些垂直距離。

以實際的例子來說，當突波保護模組3還沒有設置在前述的測試設備，特別是還沒有正確安裝於測試區域中，短路單元34會接觸所有探針組32的饋入部，例如短路單元34會接觸所有饋入部的頂面。所有饋入部的頂面可以形成共平面320a，而短路單元34可以預設接觸所述共平面320a(第一位置)。此時，因為短路單元34同時接觸到所有的饋入部，故所有的探針32a會彼此被短路在一起。於一個例子中，所述彈性元件可以是一種彈簧，兩端可以分別相連於短路單元34和載板30，從而可以利用彈簧的回復力將短路單元34壓向載板30。由於短路單元34預設會被彈性元件抵壓在第一位置，從而突波保護模組3在搬運或安裝時，靜電放電的突波電流會被短路的探針32a導引至他處，而不會沿著探針32a攻擊電子元件DUT。

另一方面，當突波保護模組3被設置在測試設備之後，測試設備的對應測試區域內設置的定位件(未示於圖7和圖8)會對準短路單元34，例如設置在短路單元34(導電條)的兩端。從而定位件可以不需要移動或升降，當突波保護模組3由上而下地放置在測試設備時，定位件便可以自然頂起短路單元34，即可以輕易地將短路單元34推離原本預設的第一位置。當短路單元34被推離第一位置後，便不會再同時接觸所有探針32a的饋入部，即離開所有饋入部的頂面形成的共平面320a。多個探針32a便不再短路在一起，而可以執行測試電子元件DUT的功能，並由測試設備接續進行靜電防護的工作。

綜上所述，本發明提供的突波保護模組具有短路單元，所述短路單元是由機構設計實現。在此，所述短路單元可以同時接觸多個探針，使多個探針預設被短路在一起。並且，直到被正確安裝於測試設備之後，所述短路單元才會被移動而不同時接觸探針，解開多個探針之間的短路狀態。有別於用主動式元件來進行靜電防護，本實施例是用機構的手段來進行靜電防護，從而可以應對特定的工作環境，如高溫、高壓、低電流等無法使用主動式元件提供靜電防護的場合。