低电源损耗的探针卡结构的制作方法
【专利摘要】一种探针卡结构用以将一检测机的电源信号以及测试信号传输予一待测电子对象；该探针卡结构包含有一针座、多根信号针、一信号线路以及至少一电源线路；其中，所述信号针以导电材料制成，且其一端用以点触该待测电子对象；该信号线路具有一第一阻抗值，且与该检测机以及其中至少一信号针的另一端电性连接，用以传输测试信号至该待测电子对象；该电源线路具有一第二阻抗值，且该第二阻抗值远小于该第一阻抗值，且与该检测机以及另外至少一信号针的另一端电性连接，用以传输电源信号至该待测电子对象。
【专利说明】低电源损耗的探针卡结构
【技术领域】
[0001]本发明是与探针卡有关；特别是指一种低电源损耗的探针卡结构。
【背景技术】
[0002]用以检测电子产品的各精密电子元件间的电性连接是否确实的方法，是以一探针卡作为一检测机与该待测电子对象之间的测试信号与电源信号的传输接口。而该待测电子元件通常是接收来自该检测机的高频电源信号，以供应该待测电子元件所需的电源。
[0003]然而，现有探针卡的电源信号的传送线路通常与测试信号的传送线路是呈同样的阻抗设计，换言之，当检测机传送高频的电源信号至该探针卡时，该探针卡的电源线路于高频时所产生的高阻抗，通常会造成电源信号一定程度的衰减。如此一来，该待测电子元件便容易因为电源供给不足而停止作动或是产生测试信号的误判。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种低电源损耗的探针卡结构可于传输高频电源信号时，避免电源信号产生大幅衰减的情形。
[0005]缘以达成上述目的，本发明所提供低电源损耗的探针卡结构是用以将一检测机的电源信号以及测试信号传输予一待测电子对象，以通过该电源信号供应电源予该待测电子对象，以及通过该测试信号对该待测电子对象进行电性检测；该探针卡结构包含有多根信号针、至少一信号线路以及至少一电源线路；其中，所述信号针以导电材料制成，且其一端用以点触该待测电子对象；该信号线路具有一第一阻抗值，且与该检测机以及其中至少一信号针的另一端电性连接，用以传输测试信号至该待测电子对象；该电源线路具有一第二阻抗值，且该第二阻抗值远小于该第一阻抗值，且与该检测机以及另外至少一信号针的另一端电性连接，用以传输电源信号至该待测电子对象。
[0006]由此，通过上述该电源线路的低阻抗值设计，便可避免该探针卡结构传输高频电源信号时，产生大幅衰减的情形。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]为能更清楚地说明本发明，以下结合较佳实施例并配合附图详细说明如后，其中:
[0008]图1为本发明第一较佳实施例的结构图；
[0009]图2为图1的A-A处的剖面图；
[0010]图3揭示多组电源传导体并联的结构设计；
[0011]图4为本发明第二较佳实施例的结构图；
[0012]图5a和图5b为信号同轴缆线与电源同轴缆线的剖面图；
[0013]图6揭示多组电源同轴缆线并联的结构设计；
[0014]图7揭示利用多条电源同轴缆线形成多芯线的结构；[0015]图8为本发明第三较佳实施例的结构图。
【具体实施方式】
[0016]请参阅图1，本发明第一较佳实施例的探针卡结构用以将一检测机100的电源端子110与信号端子120所输出的电源信号以及测试信号传输予一待测电子对象200，以通过该电源信号供应电源予该待测电子对象200，以及通过该测试信号对该待测电子对象200进行电性检测。该探针卡结构包含有多根信号针10、一基板20以及一载板30。其中:
[0017]所述信号针10是以金属制成，当然亦可以其他导电材料，其一端用以点触该待测电子对象200的待受测部位或是待供电部位。
[0018]该基板20其中一面用以供与该检测机100连接。于本实施例中，该基板20为一多层印刷电路板，且形成有以导体制成的一第一信号传导体21、一第一电源传导体22以及数个围绕该第一电源传导体22的第一接地传导体23埋设于其中。该第一信号传导体21用以与该信号端子120连接。该第一电源传导体22用以与该电源端子110连接。请参阅图2，该第一信号传导体21与该第一电源传导体22是依据以下条件进行设计:
[0019]1.Rpi ≤ Rsi ；2.Hp≥ Hs ；
[0020]3.Epi ≥ Esi ；4.Tp ≤ Ts ；
[0021]5.Hp/Tp ≥ Hs/Ts ；6.Tp-Hp ≤Ts-Hs ；
[0022]其中，Rpi为该第一电源传导体22的电阻系数；RS1为该第一信号传导体21的电阻系数；HP为该第一电源传导体22的厚度；HS为该第一信号传导体21的厚度；EP1S该基板20于该第一电源传导体22周围所用的介质材料的介质常数；ES1为该基板20于该第一信号传导体21周围所用的介质材料的介质常数；TP为该基板20于该第一电源传导体22周围所用的介质材料的厚度；ΗΡ为该基板20于该第一信号传导体21周围所用的介质材料的厚度。
[0023]如此一来，通过低电阻系数、以及高厚度的设计，便可使该第一电源传导体22具有远低于该第一信号传导体21的极低电阻值。而通过高介质常数的设计，便可使得该第一电源传导体22具有较高的电容值，使其于高频时则具有极低的电抗值，进而使该第一电源传导体22于传输高频信号时，具有远低于该第一信号传导体21的极低阻抗值。
[0024]该载板30与该基板20的另外一面连接。于本实施例中，该载板30为多层陶瓷板(Mult1-Layer Ceramic ;MLC),且形成有以导体制成的一第二信号传导体31、一第二电源传导体32、以及数个环绕该第二电源传导体32的第二接地传导体33埋设于其中。该第二信号传导体31 —端与该第一信号传导体21连接，而另一端则连接于用以点触该待测电子对象200的待受测部位的信号针10。该第二电源传导体32 —端与该第一电源传导体22连接，而另一端则连接于用以点触该待测电子对象200的待供电部位的信号针100。于本实施例中，该第二信号传导体31与该第二电源传导体32的设计，是参照上述该第一信号传导体21与该第一电源传导体32的设计方式设计，而使该第二电源传导体32的阻抗值远小于该第二信号传导体31。
[0025]如此一来，该基板20的第一信号传导体21、与该载板30的第二信号传导体31将连接形成一具有一第一阻抗值的信号线路，而可传输该检测机100输出的测试信号至该待测电子对象200。而该基板20的第一电源传导体22与该载板30的第二电源传导体32则连接形成一具有一第二阻抗值的电源线路，且该第二阻抗值将远小于该第一阻抗值，而可传输该检测机100输出的高频电源信号至该待测电子对象200，且其极低的阻抗值更可避免传输该电源信号，该电源信号因线路阻抗过大而产生衰减的情形。如此一来，该待测电子对象200便不会因为电源供给不足而停止作动或是产生测试信号误判的情形。
[0026]另外，除上述设计外，亦可如图3，于该基板20中设计形成多个第一电源传导体24，且将所述第一电源传导体24以并联方式连接，并于该载板30中设计形成多个第二电源传导体34，且将所述第二电源传导体34以并联方式连接，以通过并联线路的方式来达到更佳地低化电源线路阻抗的效果。当然，在实际实施上，亦可是仅于该基板20中设计形成多个第一电源传导体24、或是仅于该载板30中设计形成多个第二电源传导体34来达到相同的目的。
[0027]再者，除上述的线路设计外，请参阅图4，本发明第二较佳实施例的探针卡结构包含有多根信号针40、一基板50、一载板60、一信号同轴缆线70以及一电源同轴缆线80,而与上述实施例不同之处在于该基板50中的第一信号传导体51以及第一电源传导体52、以及该载板60中的第二信号传导体61以及第二电源传导体62是以直接贯穿该基板50与该载板60的方式形成于该基板50与该载板60中。另外,该信号同轴缆线70则是与该第一信号传导体51连接，而该电源同轴缆线80则与该第一电源传导体52连接。
[0028]是以，用以传输测试信号的信号线路则包含有该信号同轴缆线70、该基板50的第一信号传导体51与该载板60的第二信号传导体61,而由于贯通该基板50与该载板60的第一信号传导体51与第二信号传导体61，并不会与该基板50与该载板60产生足以影响阻抗值的电场反应，所以该信号线路 的阻抗值则主要由该信号同轴缆线70的阻抗设计进行控制与调整。另外，用以传输电源信号的电源线路则包含有该电源同轴缆线80、该基板50的第一电源传导体52与该载板60的第二电源传导体62，而同前述说明，该电源线路的阻抗值则主要由该电源同轴缆线80的阻抗设计进行控制与调整。
[0029]请参阅图5a和图5b，同轴缆线70、80主要包含有一位于中心的信号线71、81、包裹该信号线71、81的介质层72、82、以及包覆于该介质层72、82外的接地线73、83。是以，为有效降低该电源同轴缆线80的阻抗，该信号同轴缆线70与该电源同轴缆线80便可依据以下条件进行设计:
[0030]1.Rp2 ≤Rs2 ；
[0031]2.Ep2 ≥ Es2 ；
[0032]3.ΦΡ1 ≥ Φ51 ；
[0033]4.Φρ1—Φρ2 ≤ ① S1_S2 ;
[0034]5.ΦΡ1/ΦΡ2 ≥Φ5ι/Φ52 ；
[0035]其中，Rp2为该电源同轴缆线80的信号线81的电阻系数；RS1为该信号同轴缆线70的信号线71的电阻系数；EP2为该电源同轴缆线80的介质层82的介质常数；ES1为该信号同轴缆线70的介质层72的介质常数；ΦΡ1为该电源同轴缆线80的信号线81的线径；Osi为该信号同轴缆线70的信号线71的线径；ΦΡ2为该电源同轴缆线80的介质层82的径长；O52为该信号同轴缆线70的介质层72的径长。
[0036]如此一来，该电源同轴缆线80通过低电阻系数的设计，便可使其具有远低于该信号同轴缆线70的低电阻值，而通过高介电系数、以及信号线81线径与介质层82直径的比值设计，更可使该电源同轴缆线80具有较高的电容值，使其于高频时则具有极低的电抗值，进而使该电源同轴缆线80于传输高频信号时，具有远低于该信号同轴缆线70的极低阻抗值，而使得传输该检测机100输出的高频电源信号至该待测电子对象200时，可避免电源信号产生大幅衰减的情形。
[0037]另外，除上述设计外，亦可如图6，设计使用多个该电源同轴缆线80并联连接，或是如图7，将该电源同轴缆线80等比缩小制成另一电源同轴导线80’，并将多条电源同轴导线80’连接形成一条较粗的多芯线，且该多芯线中的所述该电源同轴缆线80’之间是呈并联连接，进而通过并联线路的方式来达到更佳地低化电源线路阻抗的效果。
[0038]除上述各实施例的结构外，亦可如图8所示通过软性电路板90来辅助传导该检测机100输出的电源信号与测试信号至该待测电子对象200，意即，该软性电路板90的基板上形成有一信号传导体91、一电源传导体92以及数个围绕该电源传导体92的接地传导体93，且该信号传导体91、该电源传导体92以及所述接地传导体93是参照前述该第一信号传导体21、该第一电源传导体32以及所述第一接地传导体23的设计方式进行设置，而使该电源传导体92形成的电源传导线路的阻抗值远小于该信号传导体92形成的信号传导线路的阻抗值，进而使得传输该检测机100输出的高频电源信号至该待测电子对象200时，可避免电源信号产生大幅衰减的情形。当然，实际实施上更可于该软性电路板90的基板上设计形成多个电源传导体92并联连接达到更佳地低化电源线路阻抗的效果。
[0039]除此之外，本发明的电源传导线路亦可使用多芯绞线来电性连接该检测机100与对应的信号针100，且该多芯绞线包含有多条电源导线以及多条接地导线用来做为电源信号的传递与返还的电气路径，且所述电源导线与所述接地导线的比例介于60%比40%至40 %比60 %之间，而其又以于50 %比50 %为最佳的比例。当然，实际实施上更可利用所述多芯绞线相互并联连接来达到更佳地低化电源线路阻抗的效果。
[0040]当然，在实际实施上，可依该待测电子对象200待测试区域的间隙，设计仅使用该基板20、50而已，且亦可同时或交互将第一实施例的所述电源传导体22、32的设计、与该第二实施例的电源同轴缆线80、第三实施例的软性电路板90、电源同轴缆线80’形成的多芯线或是多芯绞线的设计并联或是单独使用，来达到降低电源线路阻抗的效果。
[0041]以上所述仅为本发明较佳可行实施例而已，凡是应用本发明说明书及申请专利范围所为的等效变化，理应包含在本发明的权利要求范围内。
【权利要求】
1.一种低电源损耗的探针卡结构，用以将一检测机的电源信号以及测试信号传输予一待测电子对象，以通过该电源信号供应电源予该待测电子对象，以及通过该测试信号对该待测电子对象进行电性检测；该探针卡结构包含有: 多根信号针，以导电材料制成，且其一端用以点触该待测电子对象； 至少一信号线路，具有一第一阻抗值，且与该检测机以及其中至少一信号针的另一端电性连接，用以传输测试信号至该待测电子对象；以及 至少一电源线路，具有一第二阻抗值，且该第二阻抗值远小于该第一阻抗值，且与该检测机以及另外至少一信号针的另一端电性连接，用以传输电源信号至该待测电子对象。
2.如权利要求1所述的低电源损耗的探针卡结构，还包含有一基板，用以与该检测机连接；该电源线路包含有至少一第一电源传导体，形成于该基板上。
3.如权利要求2所述的低电源损耗的探针卡结构，还包含有一载板与该基板连接；该电源线路还包含有至少一第二电源传导体，形成于该载板上，且与该第一电源传导体串联连接。
4.如权利要求2所述的低电源损耗的探针卡结构，其中，该电源线路包含有多个第一电源传导体，且所述第一电源传导体以并联连接的方式形成于该基板上。
5.如权利要求3所述的低电源损耗的探针卡结构，其中，该电源线路包含有多个第二电源传导体，且所述第二电源传导体以并联连接的方式形成于该载板上。
6.如权利要求1、2或3所述的低电源损耗的探针卡结构，其中，该电源线路包含有至少一电源同轴缆线，其一端电性连接该检测机，另一段则电性连接对应的信号针。
7.如权利要求6所述的低电源损耗的探针卡结构，其中，该电源线路包含有多个电源同轴缆线，且所述电源同轴缆线相互并联连接。
8.如权利要求1所述的低电源损耗的探针卡结构，还包含有一基板，用以与该检测机连接；该信号线路包含有一第一信号传导体，且该第一信号传导体形成于该基板上。
9.如权利要求8所述的低电源损耗的探针卡结构，还包含有一载板与该基板连接；该信号线路还包含有至少一第二信号传导体，形成于该载板上，且与该第一信号传导体串联连接。
10.如权利要求1所述的低电源损耗的探针卡结构，其中，该信号线路包含有一信号同轴缆线，其一端电性连接该检测机，另一段则电性连接对应的信号针。
11.如权利要求1、2或3所述的低电源损耗的探针卡结构，还包含有至少一软性电路板，且该电源线路包含有至少一电源传导体，形成于该软性电路板上。
12.如权利要求11所述的低电源损耗的探针卡结构，其中，该电源线路包含有多个电源传导体，且所述第一电源传导体以并联连接的方式形成于该软性电路板上。
13.如权利要求1所述的低电源损耗的探针卡结构，其中，还包含有一软性电路板，且该信号线路包含有一信号传导体，形成于该软性电路板上。
14.如权利要求1、2或3所述的低电源损耗的探针卡结构，其中，该电源线路包含有至少一多芯绞线，其一端电性连接该检测机，另一段则电性连接对应的信号针。
15.如权利要求14所述的低电源损耗的探针卡结构，其中，该电源线路包含有多个多芯绞线，且所述多芯绞线相互并联连接。
16.如权利要求14所述的低电源损耗的探针卡结构，其中，该多芯绞线包含有多条电源导线以及多条接地导线，且所述电源导线与所述接地导线的比例介于60%比40%至40%比60%之间。
【文档编号】G01R1/073GK103808992SQ201310561229
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2013年11月12日 优先权日:2012年11月12日
【发明者】顾伟正, 赖俊良 申请人:旺矽科技股份有限公司