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专利名称：悬臂式探针卡的制作方法
技术领域：
本发明涉及测试电子回路的探针卡，更详而言之是指ー种悬臂式探针卡。
背景技术：
已知达成设定探针卡具有与检测机及待测电子元件一致或接近阻抗的方式许多，例如通过改变探针卡上的导电焊接点设置数量或利用更换具有不同阻抗的电子元件等。前述各种方式虽能提升高频测试信号的传输能力，惟仍有未臻完善之处。以图I所示的悬臂式探针卡I为例，其与信号针2同轴设置并电性连接至接地电位的金属外管3长度因停留在固定胶4之内，虽有利于维持信号针2前段2a的弾性，却因该前段2a长度过长(即信号针2未受金属外管3阻抗匹配的区段)，导致信号针2上的电感性负载增加而影响高频测试信号的传输质量，因此，较佳的阻抗匹配位置应是延伸至接 近信号针2的针尖2b ;其次，前述同轴设置的信号针2与金属外管3之间的间隙(pitch)最小仅在120um左右，亦即受制于结构本身尺寸的影响，前述同轴探针的间隙难以再缩�。�造成探针卡I无法适用于检测更精致的待测电子元件。图2所示的另一已知探针卡5的阻抗匹配位置即是接近信号针6的针尖6a，亦即导线7是以延伸穿出固定胶8的方式设计，且导线7通过金属线7a而与邻近的接地针9电性连接。此结构形态虽改善图I结构中存在电感性负载增加的问题，然其导线7与接地针9之间的金属线7a是通过打线接合技术逐一制作始完成电性连接目的，不仅在制作过程中需视施作环境而小心翼翼地绕折或回避探针，更存在容易折断的缺失。因此该已知探针卡5的结构亦非完善。

发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种悬臂式探针卡，不仅具有良好的阻抗匹配效果以提升信号针的高频测试信号传输能力，更具有施作容易的优点。缘以达成上述目的，本发明所提供的悬臂式探针卡，包含ー电路板，其一表面设有信号电路、接地电路与ー绝缘材料制成的支撑物；至少一信号针，一端电性连接至该电路板的信号电路，另一端延伸穿出该支撑物；至少ー接地针，一端电性连接至该电路板的接地电路，另一端延伸穿出该支撑物；至少一匹配针，邻设于该信号针，且一端电性连接至该电路板的接地电路，另一端延伸穿出该支撑物；以及ー刚性导体，电性连接该接地针与该匹配针。在一实施例中，本发明的支撑物具有一端面；该信号针具有一身部穿过该支撑物并突出于该端面外，且身部外包覆有一绝缘层；该刚性导体为导电材料涂布于该支撑物端面并固化形成的层状结构，其与该接地针、匹配针及该绝缘层接触。在另ー实施例中，本发明的支撑物具有一端面；该接地针具有一穿过该支撑物并突出于该端面外的裸露身部；该刚性导体呈细杆状，且一端连接于该匹配针穿出支撑物的该端，另一端接触该接地针的裸露身部。


图I为ー种已知悬臂式探针卡的局部示意图；图2为另ー种已知悬臂式探针卡的局部示意图；图3为本发明第一较佳实施例的悬臂式探针卡示意图；图4为图3的局部放大图；图5为本发明第二较佳实施例的局部放大图；图6为图5的局部前视图，掲示匹配针的导电段未接触接地针；图7类同图6，掲示匹配针的导电段接触接地针； 图8为本发明第三较佳实施例的局部前视图；图9为本发明第四较佳实施例的局部前视图；图10及图11为本发明第五较佳实施例的局部示意图；图12为本发明第六较佳实施例的局部前视图；图13为本发明第七较佳实施例的局部前视图；图14为本发明第八较佳实施例的局部前视图；图15为本发明第九较佳实施例的示意图；图16为本发明第十较佳实施例的示意图。主要元件符号说明100探针卡200待测电子回路接点10电路板12开ロ 14表面16信号接点18接地接点20定位环22固定胶22a 端面24信号针24a身部 24b针尾24c针尖24d针先段 25绝缘层26接地针26a尾端 26b针尖28匹配针30刚性导体32信号针 32a针先段32b针尖34接地针 36固定胶36a端面38匹配针 38a阻抗匹配段 38b导电段38c末端 40匹配针42导电段42a勾部 44接地针46导电段46a勾部 48匹配针49导电段49a圈绕部 50接地针52接地针52a穿孔 54匹配针55导电段
56接地针58导电块 58a侧孔60匹配针61导电段 62匹配针62a弯折段64铜箔66接地针68匹配针69信号针69a针尾69b身部70金属线71绝缘层72信号针74接地针76匹配针

78软性电路板80电路板
具体实施例方式为能更清楚地说明本发明，兹举较佳实施例并配合图示详细说明如后。图3与图4所示为本发明第一较佳实施例的悬臂式探针卡100示意图，掲示包括一电路板10、多根信号针24、多根接地针26、多根匹配针28与一刚性导体30 ;其中电路板10具有ー开ロ 12，且其ー表面14在该开ロ 12的周围设置有包含多个信号接点16的信号电路及多个接地接点18的接地电路；以及一具有绝缘特性的定位环20设置在该开ロ 12的周缘，一黏稠流质状且具有绝缘特性的固定胶22涂布于该定位环20上，并待固化后形成ー支撑物，于此定义已固化的固定胶22的内面构成一端面22a。该些信号针24在涂布固定胶22之前即预先以倾斜状摆放于定位环20上。在本实施例中，信号针24包括有一身部24a、ー针尾24b、ー针尖24c与一针先段24d。其中，身部24a摆放于固定胶22上，且外部包覆有一绝缘层25，针尾24b与电路板10上的信号接点16焊接，针尖24c呈弯折状并用以接触待测电子回路，如图4所示，部分的信号针24及绝缘层25 —同为该固化后的固定胶22所包覆，于此定义，延伸穿出该固定胶22 (即支撑物)端面22a且对应该开ロ 12的针段为该针先段24d，亦即，针先段24d保有弹性可因应针尖24c接触待测电子回路时的预压变形。该些接地针26亦在涂布固定胶22之前已以倾斜状摆放于定位环20上，并与信号针24相隔ー距离,待固定胶22固化后而稳固结合于电路板10。接地针26的尾端26a与电路板10上的接地接点18焊接，其针尖26b呈延伸穿出该固定胶22端面22a，并用于接触待测电子回路。该些匹配针28为金属细杆体，且各别平行地摆放于邻近每一信号针24的ー侧，匹配针28 —端与电路板10上的接地接点18焊接，另一端则略为延伸穿出该固定胶22的端面 22a。刚性导体30是以具有良好导电性的材料在已固化的固定胶22的端面22a上施以涂布作业并经固化后而形成的层状结构，如图4所示，刚性导体30同时与接地针26、匹配针28及该信号针24身部24a所包覆的绝缘层25接触，易言之，信号针24为绝缘层25所隔离而未与刚性导体30电性连接，反而是接地针26与匹配针28受到刚性导体30的接触而彼此互为电性连接并连接至接地电位，进ー步而言，匹配针28的两端是连接至接地电位，且该ニ接地端距离越长，表示匹配针28可对信号针24的阻抗匹配影响越大。上述探针卡100因作为电性连接接地针26与匹配针28的刚性导体30是设置在已固化的固定胶22端面22a，造成匹配针28得以影响信号针24阻抗情形的长度近乎接近信号针24长度，換言之，信号针24未受阻抗匹配的区段变短，如此将有效地降低信号针24上的电感性负载以提升其高频测试信号传输能力。另，刚性导体30经涂布并固化而形成，在加工作业上具有全面性及一致性，可有效缩短制作时间，并且无图2所示利用金属线电性连接导线与接地针而潜藏容易折断的缺失。以下再叙述本发明可达成上述目的的其它可行实施态样，其中图5及图6为本发明探针卡的第二较佳实施例示意图，掲示具有与上述探针卡100相同结构的信号针32、接地针34及固定胶36，但不具有设置在已固化固定胶36(即支撑物)端面36a上的刚性导体。本第二较佳实施例的探针卡最大的不同点在于匹配针38具有连接成一体的一阻抗匹配段38a及ー导电段38b，其中，该阻抗匹配段38a即是用以对信号针32造成降低电感性负载用，其长度大于或者等于该信号针32身部的长度，在该阻抗匹配段38a的长度大于该信号针32身部的长度时，表示该阻抗匹配段38a的长度延伸至信号针32的针先段32a，又以延伸至接近信号针32的针尖32b为佳。前述阻抗匹配段38a—端与电路板上的接地接点(图未示)焊接，另一端延伸穿出该固定胶36的端面36a并连接该导电段38b ;该导电段38b呈锥形细杆体，且末端38c延伸至该接地 针34的上方，在本实施例中是以接近但未接触的方式设计，以减少彼此间的磨损情形 ’导电段38b是在接地针34用于电性检测且接触待测电子回路的接点200时始与接地针34接触(图7參照)，据以共同构成一封闭的接地回路。另说明的是，本发明并不排除匹配针38的导电段38b位在接地针34上方并与接地针34保持在接触的状态。由于该阻抗匹配段38a的阻抗匹配位置延伸至接近信号针32的针尖32b，故显著地降地信号针32上的电感性负载，确保了信号针32具有极佳的电性传输能力。图8为本发明第三较佳实施例，掲示匹配针40的导电段42具有一勾部42a，该勾部42a在探针卡实施测试电子回路前，呈自上包夹接地针44，但未接触接地针44，仅在待测电子回路的接点200与接地针44接触时始与之构成封闭的接地回路。图9为第四较佳实施例，其导电段46的勾部46a呈自下包夹接地针44。同样地，本发明并不排除导电段的勾部与接地针保持在接触的状态。图10与图11为第五较佳实施例，掲示匹配针48的导电段49具有一圈绕部49a缠绕在接地针50外部，在本实施例中，该圈绕部49a在测试电子回路之前是未与接地针50接触的，仅在待测电子回路的接点200与接地针50接触时始与的构成封闭的接地回路。同样地，本发明并不排除导电段的圈绕部49a与接地针50保持在接触的状态。图12为第六较佳实施例，掲示接地针52近针尖部位具有一穿孔52a，而匹配针54的导电段55前端伸入该穿孔52a中，在测试电子回路之前，所述导电段55前端与穿孔52a孔壁保持在未接触状态，同样地，本实施例中的导电段55前端仅在待测电子回路的接点200与接地针52接触时与之构成封闭的接地回路。当然，本发明并不排除导电段55前端亦可以保持在接触接地针52的状态。图13为第七较佳实施例，掲示在接地针56延伸穿出支撑物的区段上套设ー导电块58，导电块58具有ー侧孔58a，本实施例的匹配针60的导电段61前端伸入该侧孔58a中且未与侧孔58a孔壁接触。同样地，本发明并不排除导电段61前端直接与导电块58接触的态样。图14为第八较佳实施例，掲示匹配针62具有一朝下的弯折段62a，且其通过ー以铜箔64为例但不以此为限的导电件一端与匹配针62接触，另一端与接地针66接触而与之构成一封闭的接地回路。必须说明的是，前述弯折段62a的作用仅在于防止铜箔64相对匹配针62滑脱，本发明不排除省略弯折段而将铜箔64直接固定于匹配针62的手段，如焊接。图15为第九较佳实施例，掲示匹配针68长度减缩至对应信号针的针先段及固定胶所包覆处，匹配针68通过连接一金属线70，且金属线70 —端焊接于电路板10的接地电路18而达成电性连接目的。更具体地说，金属线70平行摆放于邻近的信号针69的ー侧，且金属线70外部包覆有一绝缘层71，使金属线70与信号针69保持固定的间距且电性隔离，另，金属线70的长度由信号针69的针尾69a延伸至信号针69的身部6%，以使信号针69的针尾69a到身部69b达到阻抗匹配的效果，以有效地降低信号针69上的电感性负载以提升其高频测试信号传输能力。一般来说，金属线70与信号针69之间可以如图15—祥分离，也可以紧靠，由于金属线70外部包覆有绝缘层71，在金属线70与信号针69紧靠的结构下，可以通过绝缘层71的厚度来控制金属线70与信号针69之间的间距。前述匹配针的接地方式亦适用于上述各实施例。 图16为第十较佳实施例，掲示本发明的信号针72、接地针74及匹配针76通过连接ー软性电路板78而与电路板80电性连接。即该软性电路板78 一端直接焊固于电路板80上，且软性电路板78的多根导线(图未示)一端各别连接电路板80的信号接点与接地接点，导线另一端则再各别与信号针72、接地针74及匹配针76连接，以达电性连接目的。前述连接方式亦适用于上述各实施例。以上所述仅为本发明较佳可行实施例而已，举凡应用本发明说明书及申请专利范围所为的等效结构及制作方法变化，理应包含在本发明的专利范围内。
权利要求
1.一种悬臂式探针卡，其特征在于包含 ー电路板，其一表面设有信号电路、接地电路与ー绝缘材料制成的支撑物； 至少一信号针，一端电性连接至该电路板的信号电路，另一端延伸穿出该支撑物； 至少ー接地针，一端电性连接至该电路板的接地电路，另一端延伸穿出该支撑物； 至少一匹配针，邻设于该信号针，且一端电性连接至该电路板的接地电路，另一端延伸穿出该支撑物；以及 一刚性导体，电性连接该接地针与该匹配针。
2.如权利要求I所述的悬臂式探针卡，其特征在干，该支撑物具有一端面；该信号针具有一身部穿过该支撑物并突出于该端面外，且身部外包覆有一绝缘层；该刚性导体为导电材料涂布于该支撑物端面并固化形成的层状结构，其与该接地针、匹配针及该绝缘层接触。
3.如权利要求I所述的悬臂式探针卡，其特征在于，还包括ー软性电路板，该软性电路板用以电性连接该电路板与该信号针、接地针及匹配针。
4.如权利要求I所述的悬臂式探针卡，其特征在于，包括一金属线，该金属线一端焊接于该电路板的接地电路，另一端与该匹配针连接，且金属线与信号针电性隔离。
5.一种悬臂式探针卡，用以测试电子回路，其特征在于包含 ー电路板，其一表面设有信号电路、接地电路与ー绝缘材料制成的支撑物，该支撑物具有一端面； 至少一信号针，一端电性连接至该电路板的信号电路，另一端延伸穿出该支撑物的端面，并用以接触上述电子回路； 至少ー接地针，一端电性连接至该电路板的接地电路，另一端延伸穿出该支撑物的端面，并用以接触上述电子回路；以及 至少一匹配针，邻设于该信号针，且一端电性连接至该电路板的接地电路，另一端延伸穿出该支撑物的端面并弯折形成ー导电段，该导电段在接地针接触上述电子回路时与该接地针接触。
6.如权利要求5所述的悬臂式探针卡，其特征在于，该匹配针的导电段在测试电子回路前，位于接近但未接触该接地针的ー侧。
7.如权利要求6所述的悬臂式探针卡，其特征在于，该匹配针的导电段具有一勾部呈包夹于接地针的外側。
8.如权利要求5所述的悬臂式探针卡，其特征在于，该匹配针的导电段在测试电子回路前，以未接触的方式缠绕该接地针。
9.如权利要求5所述的悬臂式探针卡，其特征在于，该接地针具有一穿孔，该匹配针的导电段前端伸入该穿孔中，且在测试电子回路前与穿孔孔壁保持未接触状态。
10.如权利要求5所述的悬臂式探针卡，其特征在于，包括有ー导电块套设于该接地针延伸穿出支撑物的区段上，该导电块具有ー侧孔，该匹配针的导电段前端伸入，且在测试电子回路前与侧孔孔壁保持未接触状态。
11.如权利要求5所述的悬臂式探针卡，其特征在于，包括ー软性电路板，该软性电路板用以电性连接该电路板与该信号针、接地针及匹配针。
12.如权利要求5所述的悬臂式探针卡，其特征在干，包括一金属线，该金属线一端焊接于该电路板的接地电路，另一端与该匹配针连接，且金属线与信号针电性隔离。
13.—种悬臂式探针卡，用以测试电子回路，其特征在于包含 ー电路板，其一表面设有信号电路、接地电路与ー绝缘材料制成的支撑物，该支撑物具有一端面； 至少一信号针，一端电性连接至该电路板的信号电路，另一端延伸穿出该支撑物的端面，并用以接触上述电子回路； 至少ー接地针，一端电性连接至该电路板的接地电路，另一端延伸穿出该支撑物的端面，并用以接触上述电子回路；以及 至少一匹配针，邻设于该信号针，且一端电性连接至该电路板的接地电路，另一端延伸穿出该支撑物的端面并弯折形成ー导电段，该导电段与该接地针接触。
14.如权利要求13所述的悬臂式探针卡，其特征在于，该匹配针的导电段具有一勾部勾抵该接地针。
15.如权利要求13所述的悬臂式探针卡，其特征在于，该匹配针的导电段具有ー圈绕部缠绕该接地针。
16.如权利要求13所述的悬臂式探针卡，其特征在于，该接地针具有一穿孔，该匹配针的导电段前端插入该穿孔中。
17.如权利要求13所述的悬臂式探针卡，其特征在于，包括有ー导电块套设于该接地针延伸穿出支撑物的区段上，该导电块具有ー侧孔供该匹配针的导电段前端伸入。
18.如权利要求13所述的悬臂式探针卡，其特征在于，包括ー软性电路板，该软性电路板用以电性连接该电路板与该信号针、接地针及匹配针。
19.如权利要求13所述的悬臂式探针卡，其特征在于，包括一金属线，该金属线一端焊接于该电路板的接地电路，另一端与该匹配针连接，且金属线与信号针电性隔离。
20.一种悬臂式探针卡，用以测试电子回路，其特征在于包含 ー电路板，其一表面设有信号电路、接地电路与ー绝缘材料制成的支撑物，该支撑物具有一端面； 至少一信号针，一端电性连接至该电路板的信号电路，另一端延伸穿出该支撑物的端面，并用以接触上述电子回路； 至少ー接地针，一端电性连接至该电路板的接地电路，另一端延伸穿出该支撑物的端面，并用以接触上述电子回路；以及 至少一匹配针，邻设于该信号针，且一端电性连接至该电路板的接地电路，另一端延伸穿出该支撑物的端面；以及 ー导电件，该导电件两端分别与延伸穿出支撑物的接地针及匹配针接触。
21.如权利要求20所述的悬臂式探针卡，其特征在于，该导电件为铜箔。
22.如权利要求20所述的悬臂式探针卡，其特征在于，该匹配针具有ー弯折段。
23.如权利要求20所述的悬臂式探针卡，其特征在于，包括ー软性电路板，该软性电路板用以电性连接该电路板与该信号针、接地针及匹配针。
24.如权利要求20所述的悬臂式探针卡，其特征在于，包括一金属线，该金属线一端焊接于该电路板的接地电路，另一端与该匹配针连接，且金属线与信号针电性隔离。
全文摘要
本发明公开了一种悬臂式探针卡，该悬臂式探针卡包含一电路板、至少一信号针、至少一接地针与至少一匹配针。其中信号针电性连接至一信号电路，接地针电性连接至一接地电路，而匹配针平行地邻设于信号针，且匹配针长度延伸至接近信号针的针尖，匹配针再与接地针电性连接形成一接地回路，据以降低信号针上的电感性负载，而提升信号针的高频测试信号传输能力。
文档编号G01R1/067GK102692528SQ20111007583
公开日2012年9月26日 申请日期2011年3月24日 优先权日2011年3月24日
发明者何志浩, 罗健铭, 谢昭平, 顾伟正 申请人:旺矽科技股份有限公司