专利名称：测试探针及使用其的电性连接方法
技术领域：
本发明涉及一种测试探针及使用其的电性连接方法，特别是涉及一种
用以接触电路板(ci rcui t board )的测试垫的探针及运用此探针的电性连 4妄方法。
背景技术：
随着科技的发展，电子产品已成为人类生活中不可或缺的必需品。由 于电路板的主要功能是用以承载并联系许多电子元件，因此对于刚制作完 成的电路板来说，测试其电路是否正常是极为重要的步骤。
在现有习知技艺中，测试电路板的方式通常是先在电路板上的多个测 试垫(test pad )上印刷焊料(solder )。接着，对这些焊料进行回焊(ref low) 的步骤，以使这些焊料固接于这些测试垫，而形成多个焊料凸块。然后，再 藉由多根锥状探针分别接触这些焊料凸块，并分别与这些焊料凸块作电性 导通，以测试电路板的电路是否正常。
然而，这些焊料在回焊后会析出(separate out)助焊剂(flux)于 这些焊料凸块的表面。对于形成在实心测试垫上的焊料凸块来说，当探针 的尖端接触焊料凸块的表面时，探针的尖端施加在焊料凸块上的压力将造 成助焊剂会附着并累积于探针的表面。因此，当表面已累积有助焊剂的探 针在接触下一个焊料凸块时，助焊剂的阻隔会导致探针无法与焊料凸块作 电性导通。
只于形成在观'H式贯孑L (conductive through via)的孑L塾(via pad)(即 空心测试垫)上的焊料凸块来说，由于部分的焊料凸块会延伸至测试孔的 中空空间中，所以焊料凸块的顶部会朝向测试孔的方向凹陷，使得探针的 尖端与焊料凸块的接触面积更小。因此，顶部凹陷的焊料凸块将承受来自 探针尖端更大的压力，使得焊料凸块上的助焊剂更容易累积于探针的尖端。
另 一 方面，当藉由探针来接触焊料凸块以测试电路板的电路是否正常 时，探针的尖端可能会超出探针与焊料凸块之间的位置公差(position tolerance)而无法接触到焊料凸块，因而导致测试上的误判。
由此可见，上述现有的测试探针及使用其的电性连接方法在产品结构 与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决 上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一 直未见适用的设计被发展完成，而一般产品及方法又没有适切的结构及方 法能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新的测试探针及使用其的电性连接方法，实属当前重要研发课题之 一，亦成为当前业界极需改进的目标。
有鉴于上述现有的测试探针及使用其的电性连接方法存在的缺陷，本 发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配 合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新的测试探针及使用其的 电性连接方法，能够改进一般现有的测试探针及使用其的电性连接方法，使 其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终 于创设出确具实用价值的本发明。
发明内容
本发明的主要目的在于，克服现有的测试探针存在的缺陷，而提供一 种新型的测试探针，所要解决的技术问题是使其提高电路板的测试良率，非 常适于实用。
本发明的另一目的在于，克服现有的使用测试探针的电性连接方法存 在的缺陷，而提供一种新的使用测试探针的电性连接方法，所要解决的技 术问题是使其适于将一测试设备电性连接至一电路板的一测试垫，以提高 电路板的测试良率，从而更加适于实用。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据
本发明提出的测试探针，包括 一杆体，其每个横截面具有相同的形状及
尺寸；以及多个爪， 一体成形于该杆体的一端，其中所述爪在该杆体的任
一个横截面的正投影不超过该横截面的轮廓。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。 前述的测试探针，其中所述的爪为棱形体，而每个爪具有一尖端及至
少一棱线。
前述的测试探针，其中所述爪的所述尖端相对于杆体的一中心线呈对 称分布。
前述的测试探针，其中所述爪的所述尖端呈阵列分布。 前述的测试探针，其中所述爪的所述尖端位于同一平面，其平行于该 杆体的任一个横截面。
本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本 发明提出的电性连接方法，适于将一测试设备电性连接至一电路板的一测 试垫，该方法包括以下步骤形成一焊料凸块于该测试垫上，其中该焊料 凸块的表面相对于该电路板的表面呈现弧状凸出；以及经由电性连接一测 试设备的一测试探针来接触该焊料凸块，其中该测试探针具有多个爪，而 所述爪中的至少一个爪接触该焊料凸块。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
4前述的电性连接方法，其中当该测试垫为一测试贯孔的一孔垫时，在
形成该焊料凸块之前，还包括填满该测试贯孔的中空部分。
前述的电性连接方法，其中所述爪为棱形体，而每个爪具有一尖端及 至少一棱线。
前述的电性连接方法，其中该测试探针经由所述爪的所述尖端来接触 该焊料凸块。
前述的电性连接方法，其中所述爪的所述尖端位于同一平面。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。
由以上可知，为达到上述目的，本发明提供了一种测试探针，其包括一 杆体(shaft body)以及多个爪。杆体的每个横截面具有实质上相同的形 状及尺寸，而这些爪一体成形于杆体的一端。这些爪在杆体的任一个横截 面的正投f》(orthogonal projection)不超过jt匕才黄截面的4仑4"卩(contour )。 本发明还提出一种电性连接方法，适于将一测试设备电性连接至一电路板 的一测试垫。首先，形成一焊料凸块(solder bump)于测试垫(test pad) 上，其中焊料凸块的表面相对于电路板的表面呈现弧状凸出。然后，经由 一电性连接一测试设备的测试探针来接触焊料凸块，其中测试探针具有多 个爪，而这些爪中的至少一个爪接触焊料凸块。
借由上述技术方案，本发明测试探针及使用其的电性连接方法至少具 有下列优点及有益效果
藉由测试探针的这些爪来接触电路板的测试垫上的焊料凸块，以与焊 料凸块作电性连接。因此，测试探针与焊料凸块之间可被允许具有较大的 位置公差，使得测试探针更容易接触到焊料凸块。此外，可减少测试探针 施加在焊料凸块上的压力，使得焊料凸块上的助焊剂较不容易附着并累积 于测试探针上，以确保测试探针能够持续地使用，并能够提高电路板的测 试良率。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的 技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和 其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附 图，i羊细i兌明如下。
图1A为本发明一实施例的一种以测试探针电性连接至电路板的测试垫
的操作示意图。
图1B为图1A的另一操作示意图。
图2为本发明的另一实施例的一种以测试探针电性连接至电路板的测 试垫的操作示意图。图3A为本发明一实施例的一种测试探针的结构示意图。 图3B为本发明另一实施例的一种测试探针的结构示意图。
主要元件符号说明
50:测试设备 100a、 100b:电3各板 102a、 102b、 122:表面 110a、 110b:测试垫
120:焊料凸块
130:
l復-测试贯孔
150:填充材料
200:测试探针
210:爪
212:弧面
214:平面
216:棱线
218:尖端
220:杆体
222:横截面
224:端
300:测试探针
310:爪
318:尖端
320:杆体
Cl、 C2:中心线 D:距离 0:圆
Rl、 R2:半径
具体实施例方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功 效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的测试探针及使用其的 电性连接方法其具体实施方式
、结构、方法、步骤、特征及其功效，详细 i兌明如后。
图1A为本发明一实施例的一种以测试探针电性连接至电路板的测试垫的操作示意图。请参考图1A，首先，于一电路板100a的一测试垫110a上 形成一焊料凸块U0，其中焊料凸块120的一表面122相对于电路板100a 的一表面102a呈现弧状凸出。在本实施例中，可先将一层焊料膏(solder paste)涂覆在测试垫110a上，接着回焊(reflow)这层焊料膏而形成焊 料凸块120。
在形成焊料凸块之后，经由一具有多个爪210的测试探针200来接 触焊料凸块120，以将测试设备50电性连接至电路板100a的测试垫110a, 并藉由测试设备50来判断电路板100a的电路是否正常。
在本实施例中，测试探针200在焊料凸块120上的正投影不超过焊料 凸块1M的轮廓，且焊料凸块120的一中心线Cl可重合(coincide)于测 试探针200的一中心线C2。因此，测试探针200可经由这些爪210来同时 接触焊料凸块120，以测试电路板100a的电路是否正常。此时，焊料凸块 120会承受来自测试探针200较小的压力。因此，相较于现有习知技艺，当 焊料凸块120上残留有助焊剂时，助焊剂较不容易附着并累积于这些爪210 上，以提高电路板100a的测试良率。
图1B为图1A的另一操作示意图。请参考图1B,在本实施例中，焊料凸 块120的中心线Cl因机械对位而偏离测试探针200的中心线C2。而且，测 试探针200的中心线C2与焊料凸块120的中心线Cl的一距离D大于焊料 凸块120a的一半径Rl，但小于焊料凸块120a的半径Rl与测试探针200的 一半径R2之和。此时，测试探针200的中心线C2位于焊料凸块120的轮 廓之外。
值得注意的是，此时测试探针200仍可经由这些爪210中的至少一个 爪来接触焊料凸块120,以电性连接测试垫110a。因此，相较于现有习知 技艺，当藉由本实施例的具有这些爪210的测试探针2 0 0来接触测试垫110a 上的焊料凸块120时，可允许测试探针200与焊料凸块120之间具有较大 的位置公差，进而可减少因测试探针200超过位置公差所导致在测试上的 误判，以提高电路板100a的测试良率。
图2为本发明的另一实施例的一种以测试探针电性连接至电路板的测 试垫的操作示意图。请参考图2，此实施例与前一实施例相似，二者不同之 处在于本实施例的电路板100b的测试垫110b的结构与前一实施例中电路 板100a的测试垫110a的结构不同。在本实施例中，测试垫110b是测试贯 孔140的孔垫(即空心测试垫)。
为了改善现有习知技艺中的焊料凸块的顶部凹陷的问题，在本实施例 中，在形成焊料凸块120之前，更可以一填充材料(filled material ) 150 来填满测试贯孔140的中空部分。相较于现有习知技艺，此时焊料凸块120 的表面122较容易相对于电路板100b的表面102b维持弧状凸出，以使焊料凸块120与测试探针200可维持较大的接触面积。因此，焊料凸块120 可承受来自测试探针200较小的压力，以使助焊剂较不容易累积于这些爪 210上，进而确保测试探针200能够持续地使用。
图3A为本发明一实施例的一种测试探针的结构示意图。请参考图3A， 在本实施例中，测试探针200可包括四个爪210以及一杆体220,其中杆体 220的任一横截面222的形状是圓形，且杆体220的整体外径实质上是维持 一致。另外，这些爪210—体成形于杆体22Q的一端224,且这些爪210在 杆体220的任一个横截面222的正投影不超过此横截面222的轮廓。
在本实施例中，这些爪210的外型是棱形体，且这些爪21Q可由杆体 220的一端224沿着垂直于横截面222的方向延伸出。再者，每个爪210皆 具有相邻的一弧面(cambered surface) 212以及二个平面214。而且，弧 面212与这些平面214的连接处形成三个棱线216,而这些棱线216在远离 于杆体220处互相连接，以形成一尖端218。
另外，这四个爪210两两相对并互相对称，以4吏这些尖端218实质上相 对于杆体220的一中心线呈对称分布于一圓0上。此圓O平行于横截面222， 且其直径与杆体220的外径实质上相同，以使弧面212、这些平面214、这 些棱线216与这些尖端218在此横截面222的正^:影皆不超过此横截面224 的范围。除此之外，在其他未绘示的实施例中，此圆0的直径亦可小于杆 体220的外径。
然后，请参考图1B与图3A，当测试探针200的中心线C2因机械对位 而偏离至焊料凸块120的轮廓之外时，测试探针200仍可经由这些爪210 的这些棱线216与这些尖端218至少其中之一来接触焊料凸块120。
图3B为本发明另一实施例的一种测试探针的结构示意图。请参考图3B， 在绘示于图3A的前一实施例中，测试探针200的这些尖端218是相对于杆 体220的中心线呈对称分布于一圆0上。但是，在绘示于图3B的实施例中， 测试探针300的位于其杆体320的一端的多个爪310的多个尖端318则可 呈阵列分布。'
综上所述，在本发明的上述实施例中，测试探针具有多个爪，且测试 探针只需藉由其中一个爪来接触测试垫上的焊料凸块即可与测试垫电性连 接。因此，当藉由测试探针来测试电路板时，可允许测试探针与焊料凸块 之间具有较大的位置公差，使得测试探针更容易接触到焊料凸块，而有助 于提高电路板的测试良率。
另外，当测试探针经由多个爪来同时接触焊料凸块时，焊料凸块会承 受来自测试探针较小的压力，以使残留在焊料凸块上的助焊剂较不容易附 着于这些爪上，进而确保测试探针能够持续地使用。
此外，在形成焊料凸块之前，更可以填充材料填满测试贯孔的中空部分，以使焊料凸块较不会延伸至测试贯孔中。因此，焊料凸块的顶部较容 易相对于电路板来维持弧状凸出，以使焊料凸块与测试探针可维持较大的 才妻触面积。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式 上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发 明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利 用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实 施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以 上实施例所作的任何筒单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方 案的范围内。
权利要求
1、一种测试探针，其特征在于，包括一杆体，其每个横截面具有相同的形状及尺寸；以及多个爪，一体成形于该杆体的一端，其中所述爪在该杆体的任一个横截面的正投影不超过该横截面的轮廓。
2、 根据权利要求l所述的测试探针，其特征在于，所述的爪为棱形体， 而每个爪具有一尖端及至少一棱线。
3、 根据权利要求2所述的测试探针，其特征在于，所述爪的所述尖端 相对于杆体的 一 中心线呈对称分布。
4、 根据权利要求2所述的测试探针，其特征在于，其中所述爪的所述 尖端呈阵列分布。
5、 根据权利要求2所述的测试探针，其特征在于，其中所述爪的所述 尖端位于同一平面，其平行于该杆体的任一个横截面。
6、 一种电性连接方法，适于将一测试设备电性连接至一电路板的一测 试垫，其特征在于，该方法包括以下步骤形成一焊料凸块于该测试垫上，其中该焊料凸块的表面相对于该电路 板的表面呈现弧状凸出；以及经由电性连接一测试设备的一测试探针来接触该焊料凸块，其中该测 试探针具有多个爪，而所述爪中的至少 一个爪接触该焊料凸块。
7、 根据权利要求6所述的电性连接方法，其特征在于，其中当该测试 垫为一测试贯孔的一孔垫时，在形成该焊料凸块之前，还包括填满该测试贯孔的中空部分。
8、 根据权利要求6所述的电性连接方法，其特征在于，其中所述爪为 棱形体，而每个爪具有一尖端及至少一棱线。
9、 根据权利要求8所述的电性连接方法，其特征在于，其中该测试探 针经由所述爪的所述尖端来接触该焊料凸块。
10、 根据权利要求8所述的电性连接方法，其特征在于，其中所述爪 的所述尖端位于同一平面。
全文摘要
本发明是有关于一种测试探针及使用其的电性连接方法。所述测试探针，包括一杆体以及多个爪。杆体的每个横截面具有实质上相同的形状及尺寸，而这些爪一体成形于杆体的一端。这些爪在杆体的任一个横截面的正投影不超过此横截面的轮廓。藉由测试探针的这些爪来接触电路板的测试垫上的焊料凸块能够提高电路板的测试良率。
文档编号G01R1/067GK101424703SQ20071016438
公开日2009年5月6日 申请日期2007年10月30日 优先权日2007年10月30日
发明者吴家龙, 李琇凤, 蔡荣儒, 颜晋乾 申请人:仁宝电脑工业股份有限公司