TWI782454B - 具有線型探針之探針頭 - Google Patents

Abstract

一種探針頭，包含有上、下導板單元，以及一穿過上、下導板單元而能定義出針尾、針身及針頭之線型探針，上導板單元之一第一下表面與下導板單元之一第二上表面相對而定義出一內部空間，該線型探針能沿一寬度軸而定義出正面及背面寬度，該針身位於內部空間且包含有複數區段，各區段之正面寬度大於或等於背面寬度，該針身之最窄段的上、下端分別與該第一下表面及該第二上表面有一距離，該線型探針之針頭及針尾係沿二水平軸地相互錯位而使針身彎曲；藉此，本發明具有容易製造、成本較低之線型探針並利於控制其力學行為，且探針材料有較多變化。

Description

具有線型探針之探針頭

本發明係與探針卡之探針頭及探針有關，特別是關於一種具有線型探針之探針頭。

習用之線型探針，又稱為線針（wire needle），可分為圓形線針以及沖壓方針，其中圓形線針係直接以橫截面呈圓形之金屬線裁切成適當長度而形成，因而係呈圓柱狀。相對地，前述之沖壓方針係將圓形線針藉由沖壓加工而局部打扁，使其局部之橫截面呈類似矩形之形狀。

請參閱圖1，習用之採用線型探針之探針頭10主要包含有至少二上導板12、至少二下導板14，以及多根線型探針16（為簡化圖式，圖1僅繪製出一線型探針16），各該線型探針16之針頭162係用以點觸一待測物（圖中未示）之導電接點，且該針頭162係穿設於該等下導板14，各該線型探針16之針尾164係用以頂抵於一電路板或空間轉換器（圖中未示）之導電接點，且該針尾164係穿設於該等上導板12。在組裝該探針頭10之過程中，將該等線型探針16穿設於該等導板12、14之後，會將上導板12與下導板14橫向地相對移動，使得各該線型探針16之針頭162與針尾164相互錯位而非位於同一假想直線上，進而使各該線型探針16之針身166呈彎曲狀。如此一來，在線型探針16點觸待測物之導電接點時，線型探針16之針身166可提供彈性調整功能而使得針頭162與待測物之導電接點確實接觸並電性導通，亦可提供緩衝功能來避免接觸力過大而造成待測物之導電接點或探針損壞或過度磨損。

圖1所示之探針頭10的線型探針16係如前述之整體呈圓柱狀的圓形線針，其受力時產生之力學行為係難以控制。詳而言之，在前述之探針頭10的組裝過程中，該等線型探針16之針身166因上、下導板12、14橫向地相對移動而彎曲變形之方向可能會不一致，此外，在該等線型探針16之針頭162頂抵待測物之導電接點時，該等線型探針16之針身166因彈性變形而產生之運動行為也會不一致，且各該線型探針16整體亦容易產生些許的自轉而造成該等線型探針16之針身166彎曲方向更不一致。

然而，線型探針在細微間距（fine pitch）之領域應用廣泛，亦即該探針頭10之線型探針16的間距通常相當微小，因此前述之線型探針16變形方向不一致、運動行為不一致以及自轉之現象，都容易造成相鄰之線型探針16的針身166相互干涉，亦即相鄰線型探針16之針身166可能相互碰撞，如此不但使得前述之彈性調整功能及緩衝功能變差，更會造成針身166磨損，當相互碰撞之線型探針16因其針身166表面之絕緣層磨損而電性導通，則會產生短路進而損壞探針卡或待測物。

相對地，前述之沖壓方針具有局部橫截面呈類似矩形之結構特徵，其受力時產生之力學行為可藉由其形狀設計來控制，因此可避免前述之針身干涉、磨損及短路等問題。然而，沖壓方針之製程因模具磨損、沖壓加工精度不足等問題，容易產生尺寸不符合需求之沖壓方針，進而提高製造成本。

換言之，習用之圓形線針雖製程簡單且成本較低，但不利於控制其力學行為，而習用之沖壓方針雖利於控制其力學行為，但製作不易且成本較高。此外，前述兩種習知線形探針之材質皆受限於既有之線材，因此材料上的變化較少。

有鑑於上述缺失，本發明之主要目的在於提供一種探針頭，具有較容易製造、成本較低之線型探針且利於控制其力學行為，並且其線型探針在材料上可有較多變化。

為達成上述目的，本發明所提供之探針頭包含有一上導板單元、一下導板單元，以及一線型探針。該上導板單元具有一第一上表面、一第一下表面，以及一貫穿該第一上表面及該第一下表面之上安裝孔，該下導板單元具有一第二上表面、一第二下表面，以及一貫穿該第二上表面及該第二下表面之下安裝孔，該第二上表面與該第一下表面相互面對而定義出一位於該第二上表面與該第一下表面之間的內部空間。該線型探針係穿過該上安裝孔及該下安裝孔而能定義出一位於該上安裝孔內且凸伸出該第一上表面之針尾、一位於該下安裝孔內且凸伸出該第二下表面之針頭，以及一連接該針尾與該針頭之針身，該針尾包含有一抵靠於該第一上表面之限位段，該線型探針具有朝向相反方向之一正面及一背面，該線型探針能平行於一寬度軸地在該正面及該背面分別定義出一正面寬度及一背面寬度且能垂直於該寬度軸地定義出一厚度，該針身包含有複數區段，其中包含一最窄段，各該區段之正面寬度大於或等於背面寬度，該最窄段之正面寬度小於該針身其餘所述區段之正面寬度，該針頭包含有一位於該下安裝孔內之下穿設段，該下穿設段之正面寬度大於或等於背面寬度。該上安裝孔能定義出一第一中心軸線，該下安裝孔能定義出一第二中心軸線，該第一中心軸線係朝一第一方向偏離該第二中心軸線一第一偏移量並朝一垂直於該第一方向之第二方向偏離該第二中心軸線一小於該第一偏移量之第二偏移量，而使得該線型探針之針身呈彎曲狀。詳而言之，該線型探針具有連接其正面與背面之一第一側面及一第二側面，並能定義出該第一側面及該第二側面分別與該正面之間的一第一正面夾角及一第二正面夾角，以及該第一側面及該第二側面分別與該背面之間的一第一背面夾角及一第二背面夾角，該上安裝孔之孔壁及該下安裝孔之孔壁分別具有一面向該第一方向的第一側、一面向該第二方向的第二側、一面向該第一方向之反向的第三側及一面向該第二方向之反向的第四側，該針尾係以其第一正面夾角及第一背面夾角分別抵靠於上安裝孔之孔壁的第三側及第四側，該針頭係以其第二正面夾角朝向該下安裝孔之第一側與第二側的夾角。

藉此，該線型探針之針身的不同區段因寬度差異而會有不同的慣性矩，而此慣性矩差異會使得該針身在該線型探針受到組裝或點觸待測物之作用力時產生特定方向之彈性彎曲變形，因此，藉由該針身各區段之寬度設計，可利於控制該線型探針受力時的力學行為，使得同一探針頭之線型探針的力學行為一致，進而避免探針干涉及短路之問題。較佳地，該針身與上、下導板單元所形成之內部空間的配置關係，若使得該針身之最窄段與上、下導板單元皆有一距離而完全位於該內部空間，可使得前述功效更加良好。此外，該線型探針可藉由諸如雷射切割等加工方式切割成具有所需之寬度差異的形狀，其製程較簡單且成本較低，亦即，本發明之線型探針可兼具習知圓形線針及沖壓方針之優點，而且，本發明之線型探針可由板材切割而成，因此在材料上有較多變化。再者，該線型探針係較穩定地抵靠於上、下導板單元，尤其是針頭可很穩定地抵靠於下安裝孔之孔壁，使得該線型探針點測待測物時有良好的穩定性。

有關本發明所提供之具有線型探針之探針頭的詳細構造、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。

請先參閱圖2A，本發明一較佳實施例所提供之探針頭20主要包含有一探針座30以及一線型探針40（數量不限），該探針座30包含有一上導板單元31以及一下導板單元32，上、下導板單元31、32分別具有用以安裝線型探針40之上、下安裝孔311、321（數量不限）。該探針頭20通常設有數百甚至數千根線型探針40，上、下安裝孔311、321之數量也分別為數百或數千個，然而，為了簡化圖式並便於說明，本發明之圖式僅顯示一個上安裝孔311、一個下安裝孔321以及一根線型探針40。

在本實施例中，該上導板單元31包含有相疊之一第一上導板312及一第二上導板313，該上導板單元31具有一位於該第一上導板312之第一上表面314，以及一位於該第二上導板313之第一下表面315，該上安裝孔311係貫穿該第一上表面314及該第一下表面315，亦即，該上安裝孔311包含一貫穿該第一上導板312之第一上穿孔316以及一貫穿該第二上導板313之第二上穿孔317，且第一、二上穿孔316、317係同軸對應。同樣地，該下導板單元32包含有相疊之一第一下導板322及一第二下導板323，該下導板單元32具有一位於該第一下導板322之第二上表面324，以及一位於該第二下導板323之第二下表面325，該下安裝孔321係貫穿該第二上表面324及該第二下表面325，亦即，該下安裝孔321包含一貫穿該第一下導板322之第一下穿孔326以及一貫穿該第二下導板323之第二下穿孔327，且第一、二下穿孔326、327係同軸對應。然而，上、下導板單元31、32之導板數量並無限制，上導板單元31可包含有至少一上導板，下導板單元32可包含有至少一下導板。

在圖2A所示之探針座30中，第二上導板313之底部係直接連接於第一下導板322之頂部，亦即上、下導板單元31、32係直接相互連接，然而，如圖3所示，本發明中的探針座30亦可包含有一設於上、下導板單元31、32之間的中導板單元33（包含至少一中導板），上、下導板單元31、32係透過中導板單元33而間接連接。不論該探針座30是否包含有中導板單元33，該下導板單元32之第二上表面324與該上導板單元31之第一下表面315係相互面對，且該探針座30具有一定義於該第二上表面324與該第一下表面315之間的內部空間34。

如圖4所示，該線型探針40在製造完成而尚未安裝及使用時係呈直線狀，而可定義出一縱長軸A1，該線型探針40係由一板材（圖中未示）經由雷射切割加工而成，因此，如圖5及圖6所示，該線型探針40可定義出一垂直於該縱長軸A1之寬度軸A2且具有朝向相反方向之一正面41及一背面42，該線型探針40能平行於該寬度軸A2地在該正面41及該背面42分別定義出正面寬度（例如W_A1 、W_B1 ，詳述於下文）及背面寬度（例如W_A2 、W_B2 ，詳述於下文）。藉由雷射切割可快速且精準地切割出該線型探針40並使其形狀如圖4所示地具有特定之寬度變化，亦即其各區段之正面寬度及背面寬度有特定之設計，此部分將詳述於下文。更明確地說，該線型探針40具有連接其正面41與背面42之一第一側面46及一第二側面47，該第一側面46及該第二側面47係經由雷射切割加工而成，且切割方向並非完全沿著縱長軸A1，而是切割出如圖4所示之形狀，使得該第一側面46與該第二側面47沿寬度軸A2之距離非固定而具有特定之變化。

請參閱圖5至圖7，該線型探針40之橫剖面係以非呈正方形或長方形而使得正面寬度大於背面寬度為較佳之設計，例如，該線型探針40之橫剖面可呈梯形（如圖5及圖6所示）、六邊形（如圖7所示）或者其他呈現出正面寬度略大於背面寬度之形狀。此外，該線型探針40能垂直於該寬度軸A2地定義出厚度（例如T_A 、T_B ，詳述於下文），該線型探針40之厚度即為前述之板材的厚度，該板材可為單一厚度而使得線型探針40整體厚度一致，或者，該板材亦可非單一厚度而使得線型探針40具有特定之厚度變化，此部分將詳述於下文。再者，該線型探針40能定義出該第一側面46及該第二側面47分別與該正面41之間的一第一正面夾角（例如圖11a~d所示之θ₁₁ 、θ₂₁ ，詳述於下文）及一第二正面夾角（例如圖11a~d所示之θ₁₂ 、θ₂₂ ，詳述於下文），以及該第一側面46及該第二側面47分別與該背面42之間的一第一背面夾角（例如圖11a~d所示之θ₁₃ 、θ₂₃ ，詳述於下文）及一第二背面夾角（例如圖11a~d所示之θ₁₄ 、θ₂₄ ，詳述於下文）。

在組裝該探針頭20之過程中，上、下導板單元31、32係先如同圖8所示地設置，使得供同一線型探針40穿過之上、下安裝孔311、321先相互同軸對應，在全部線型探針40都穿設於上、下安裝孔311、321之後，上、下導板單元31、32會被沿二水平軸（X、Y軸）相對移動，使得原本同軸對應之上、下安裝孔311、321如圖10所示地相互錯開，然後再將上、下導板單元31、32直接或間接地相互固定而完成如圖2A或圖3所示之探針頭20，更明確地說，如圖3及圖10所示，該上安裝孔311能定義出一通過其中心之第一中心軸線A3，該下安裝孔321能定義出一通過其中心之第二中心軸線A4，在圖10中該第一中心軸線A3係朝一第一方向（Y軸正向）偏離該第二中心軸線A4一第一偏移量O₁ 並朝一垂直於該第一方向之第二方向（X軸負向）偏離該第二中心軸線A4一小於該第一偏移量O₁ 之第二偏移量O₂ 。圖3中僅顯示出上、下導板單元31、32沿Y軸相互錯位。第一中心軸線A3亦可朝Y軸負向偏離第二中心軸線A4。值得一提的是，在圖10及圖11a~d中，上、下安裝孔311、321皆為方形孔且邊長皆一致，亦即類同於圖2B所示之態樣，第一、二上穿孔316、317與第一、二下穿孔326、327沿Y軸之寬度皆相同。而在圖2A、圖3及圖8中，第一下穿孔326沿Y軸之寬度大於其他孔，此部分將詳述於下文。

請參閱圖2A、2B及圖4，該線型探針40具有沿縱長軸A1依序延伸之一針尾43、一針身44以及一針頭45，該針尾43係定義為該線型探針40位於該上安裝孔311內以及凸伸出該第一上表面314的部分，該針頭45係定義為該線型探針40位於該下安裝孔321內以及凸伸出該第二下表面325的部分，該針身44則定義為該線型探針40位於該內部空間34的部分。前述組裝過程中使上、下導板單元31、32沿X、Y軸相對移動之步驟，係使得該線型探針40之針身44如圖2A、2B及圖3所示地彎曲而具有彈性調整功能及緩衝功能。

在線型探針40之橫剖面呈正方形或長方形而使得正面寬度與背面寬度相等的情況下，上、下導板單元31、32沿該寬度軸A2地相對移動後，線型探針40之針尾43及針頭45在上、下安裝孔311、321內會抵靠在孔壁的單側，例如針尾43抵靠在上安裝孔311之孔壁右側、針頭45抵靠在下安裝孔321之孔壁左側。而在線型探針40之橫剖面呈現出使得正面寬度大於背面寬度之形狀（例如梯形、六邊形）的情況，上、下導板單元31、32沿該寬度軸A2地相對移動後，線型探針40之針尾43及針頭45在上、下安裝孔311、321內會抵靠在孔壁的相鄰二側，例如針尾43抵靠在上安裝孔311之孔壁右側及後側、針頭45抵靠在下安裝孔321之孔壁左側及後側，更明確地說，針頭45之下穿設段451抵靠於第二下導板323之第二下穿孔327的相鄰兩側，如圖9所示。在實際測試機台檢驗探針卡的探針頭座標位置時，針頭45靠孔壁單側之線型探針40在刮除待測物表面絕緣層時易產生晃動，而針頭45靠孔壁之相鄰二側的線型探針40則有較佳之穩定性，可避免在刮除待測物表面絕緣層時產生晃動，其在對位（alignment）測試上的表現較佳，因此本發明之線型探針40係以正面寬度大於背面寬度為較佳設計。此外，本發明更藉由下段所述之特徵，使得線型探針40之針頭45在點測時更確實地抵靠於下安裝孔之孔壁。

在本實施例中，線型探針40之橫剖面係呈正面寬度大於背面寬度之形狀（例如梯形、六邊形），使得線型探針40各區段之第一、二正面夾角小於第一、二背面夾角，例如圖11c~d所示，針頭45之第一、二正面夾角θ₁₁ 、θ₁₂ 小於第一、二背面夾角θ₁₃ 、θ₁₄ ，又如圖11a~b所示，針尾43之第一、二正面夾角θ₂₁ 、θ₂₂ 小於第一、二背面夾角θ₂₃ 、θ₂₄ ，並且，如圖10所示，上安裝孔311相對於下安裝孔321之偏移係以Y軸之第一偏移量O₁ 大於X軸之第二偏移量O₂ 且X軸之偏移係朝線型探針40之背面42面對的方向，如此使得線型探針40更為穩定。詳而言之，如本實施例所提供之上、下導板單元31、32分別由複數導板構成之情況，或者即使上、下導板單元31、32分別僅由單一導板構成但厚度較大之情況，該線型探針40之針尾43及針頭45位於上、下安裝孔311、321內的部分因前述之設計特徵而會產生特定的彎曲變形而穩定地抵靠於上、下安裝孔311、321之孔壁。

更進一步而言，該線型探針40能定義出如圖10及圖11a~d所示之第一至第四位置P1~P4，第一、二位置P1、P2分別為針尾43之上穿設段433位於上安裝孔311上端及下端之位置，亦即第二位置P2較第一位置P1更靠近針身44，第三、四位置P3、P4分別為針頭45之下穿設段451位於下安裝孔321上端及下端之位置，亦即第四位置P4較第三位置P3更遠離針身44。該上安裝孔311之孔壁及該下安裝孔321之孔壁分別具有一面向該第一方向（Y軸正向）的第一側311a、321a、一面向該第二方向（X軸負向）的第二側311b、321b、一面向該第一方向之反向（Y軸負向）的第三側311c、321c，以及一面向該第二方向之反向（X軸正向）的第四側311d、321d。如圖11c所示，針頭45之下穿設段451在第三位置P3係以其第一正面夾角θ₁₁ 及第一背面夾角θ₁₃ 分別抵靠於下安裝孔321之孔壁的相鄰之第三、四側321c、321d。如圖11d所示，針頭45之下穿設段451在第四位置P4係以其第二正面夾角θ₁₂ 朝向（甚至抵接）下安裝孔321之孔壁的相鄰之第一、二側321a、321b的夾角321e。如圖11b所示，針尾43之上穿設段433在第二位置P2係以其第二正面夾角θ₂₂ 朝向（甚至抵接）該上安裝孔311之孔壁的相鄰之第一、二側311a、311b的夾角311e，且該線型探針40之第二側面47在上安裝孔311內的部分係面向（甚至抵接）上安裝孔311之孔壁的第一側311a。如圖11a所示，針尾43之上穿設段433在第一位置P1係以其第一正面夾角θ₂₁ 及第一背面夾角θ₂₃ 分別抵靠於上安裝孔311之孔壁的相鄰之第三、四側311c、311d。如此一來，該線型探針40係穩定地抵靠於上、下安裝孔311、321之孔壁，尤其，該針頭45之第三位置P3不但在探針頭組裝完成時以其兩相鄰夾角θ₁₁ 、θ₁₃ 抵靠於下安裝孔321之相鄰二側321c、321d而有良好的穩定性，該針頭45更可在其底端受力時因些微的偏擺而使得第二側面47抵靠於下安裝孔321之第一側321a，進而在點測時產生更良好的穩定性。換言之，相較於探針座30僅沿單一水平軸錯位之情況，探針座30沿二水平軸錯位之情況可對線型探針40產生更好的限位效果，使其對位表現更加良好。

如圖2A所示，該針尾43包含有凸露於該第一上表面314上方之一抵接段431及一限位段432，以及一位於該上安裝孔311內之上穿設段433，該限位段432係抵靠於該第一上表面314以避免該線型探針40向下掉出該探針座30，該抵接段431係用以抵接於一電路板或空間轉換器（圖中未示），使得該探針頭20與空間轉換器及／或電路板組成一探針卡。該針頭45包含有一位於該下安裝孔321內之下穿設段451，以及一凸露於該第二下表面325下方之點觸段452，該點觸段452係用以點觸一待測物，該點觸段452之寬度係由上而下漸縮，可於穿過各該穿孔316、317、326、327時發揮導引功效。

該針身44包含有自該針尾43之上穿設段433依序延伸至該針頭45之下穿設段451的一第一最寬段441、一漸窄段442、一最窄段443、一漸寬段444，以及一第二最寬段445，各該最寬段441、445之正面寬度W_A1 及背面寬度W_A2 （如圖5及圖6所示）係同於各該穿設段433、451，該漸窄段442係正面寬度及背面寬度皆漸縮地自該第一最寬段441延伸至該最窄段443之上端443a（如圖8所示），該漸寬段444係正面寬度及背面寬度皆漸增地自該最窄段443之下端443b（如圖8所示）延伸至該第二最寬段445。

換言之，各該最寬段441、445之正面寬度W_A1 大於該針身44其餘區段之正面寬度，各該最寬段441、445之背面寬度W_A2 大於該針身44其餘區段之背面寬度，該最窄段443之正面寬度W_B1 小於該針身44其餘區段之正面寬度，該最窄段443之背面寬度W_B2 小於該針身44其餘區段之背面寬度。此外，如前所述，各該區段441~445之正面寬度大於背面寬度為較佳設計，但本發明不以此為限，各該區段441~445之正面寬度亦可等於背面寬度。再者，本實施例係使得各該最寬段441、445之正面寬度W_A1 等於厚度T_A ，且各該最寬段441、445之厚度T_A 等於該最窄段443之厚度T_B ，但在其他實施例亦可使最寬段441、445之厚度T_A 大於最窄段443之厚度T_B 。更且，本實施例係使該最窄段443之厚度T_B 大於該最窄段443之正面寬度W_B1 ，但在其他實施例亦可使該最窄段443之厚度T_B 等於該最窄段443之正面寬度W_B1 。因此，該針身44之尺寸係滿足下列不等式：

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藉由該針身44之尺寸設計，以及該針身44與該內部空間34的配置關係，亦即該針身44之最窄段443的上、下端443a、443b分別與該第一下表面315及該第二上表面324有一距離d1、d2之特點（如圖8所示）（距離d1與距離d2可相等亦可不相等），本發明係利於控制線型探針40受力時的力學行為，使得同一探針頭20之多個線型探針40在組裝及點觸時因受力而產生之力學行為一致，進而避免探針干涉及短路之問題。為了使線型探針40之力學行為的控制性更加良好，該針身44各區段（特別是最寬段441、445最窄段443）之正面寬度與背面寬度之比值可大於或等於1且小於1.5，各該最寬段441、445之正面寬度W_A1 與該最窄段443之正面寬度W_B1 的比值可大於1且小於或等於1.7，各該最寬段441、445之背面寬度W_A2 與該最窄段443之背面寬度W_B2 的比值可大於1且小於或等於1.7，亦即，該針身44之尺寸滿足下列不等式之情況係更利於控制線型探針40之力學行為：

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如圖8所示，為了使線型探針40有較佳之變形效益並避免產生過大之作用力，該內部空間34之高度H1係定義為第二上表面324與第一下表面315之距離，該最窄段443之高度H2係定義為最窄段443之上端443a與下端443b之距離，高度H1與高度H2兩者的高度差定義為高度差值H3（圖中未示），高度H1及高度差值H3的比值可大於3且小於20，亦即，該針身44與該內部空間34之尺寸滿足下列不等式為較佳之設計：

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該探針座30之上、下穿孔316、317、326、327係呈正方形、長方形等等，而可平行於該第一方向（亦即沿Y軸）分別定義出一最大邊長L1、L2、L3、L4，在圖2A、圖3及圖8所示之態樣中穿孔316、317、327之最大邊長L1、L2、L4係相等且僅略大於各該最寬段441、445之正面寬度W_A1 ，以對線型探針40發揮支撐作用，以便後續探針頭20與其上方之電路板或空間轉換器之配接，而該第一下穿孔326之最大邊長L3可大於穿孔316、317、327之最大邊長L1、L2、L4，以減少針頭45與下導板單元32之磨損，詳而言之，在該第一下穿孔326之最大邊長L3大於第二下穿孔327之最大邊長L4的情況下，針頭45之下穿設段451有極大的可能性並不會緊貼抵於第一下穿孔326之第三側321c（如圖2A及圖3所示），或者僅會輕微地抵靠在第一下穿孔326之第三側321c，因此探針40進行點測時，可以減少針頭45與下導板單元32之磨損，然而，本發明不以此為限，該第一下穿孔326之最大邊長L3亦可等於該第二下穿孔327之最大邊長L4，該第二下穿孔327之最大邊長L4亦可大於或等於第一、二上穿孔316、317之最大邊長L1、L2，亦即，該等上、下穿孔316、317、326、327之尺寸可滿足下列不等式：

；

。

綜上所陳，本發明之探針頭20係藉由該線型探針40之針身44各區段的尺寸設計，以及該針身44與探針座30之內部空間34的配置關係，以利於控制該線型探針40受力時的力學行為，並且本發明中的線型探針40製程較簡單且成本較低，亦即，本發明之線型探針40可兼具習知圓形線針及沖壓方針之優點，此外，本發明之線型探針40可由板材切割而成，因此在材料上有較多變化。

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。

[先前技術] 10:探針頭 12:上導板 14:下導板 16:線型探針 162:針頭 164:針尾 166:針身 [實施例] 20:探針頭 30:探針座 31:上導板單元 311:上安裝孔 311a:第一側 311b:第二側 311c:第三側 311d:第四側 311e:夾角 312:第一上導板 313:第二上導板 314:第一上表面 315:第一下表面 316:第一上穿孔 317:第二上穿孔 32:下導板單元 321:下安裝孔 321a:第一側 321b:第二側 321c:第三側 321d:第四側 321e:夾角 322:第一下導板 323:第二下導板 324:第二上表面 325:第二下表面 326:第一下穿孔 327:第二下穿孔 33:中導板單元 34:內部空間 40:線型探針 41:正面 42:背面 43:針尾 431:抵接段 432:限位段 433:上穿設段 44:針身 441:第一最寬段 442:漸窄段 443:最窄段 443a:上端 443b:下端 444:漸寬段 445:第二最寬段 45:針頭 451:下穿設段 452:點觸段 46:第一側面 47:第二側面 A1:縱長軸 A2:寬度軸 A3:第一中心軸線 A4:第二中心軸線 d1,d2:距離 H1,H2:高度 L1~L4:最大邊長 O₁ :第一偏移量 O₂ :第二偏移量 P1:第一位置 P2:第二位置 P3:第三位置 P4:第四位置 T_A ,T_B :厚度 W_A1 ,W_B1 :正面寬度 W_A2 ,W_B2 :背面寬度 θ₁₁ ,θ₂₁ :第一正面夾角 θ₁₂ ,θ₂₂ :第二正面夾角 θ₁₃ ,θ₂₃ :第一背面夾角 θ₁₄ ,θ₂₄ :第二背面夾角

圖1為習用之具有線型探針之探針頭的剖視示意圖。 圖2A為本發明一較佳實施例所提供之具有線型探針之探針頭的剖視示意圖。 圖2B係類同於圖2A，惟第一下穿孔之寬度不同。 圖3係類同於圖2A，惟顯示該探針頭之一探針座的另一態樣。 圖4為該線型探針之前視示意圖。 圖5及圖6分別為圖4沿剖線A-A及剖線B-B之剖視示意圖。 圖7為類同於圖5之剖視示意圖，係顯示該線型探針之剖面的另一態樣。 圖8為該探針頭於其組裝過程中之一狀態的剖視示意圖。 圖9為線型探針之針頭抵靠於下安裝孔之相鄰兩側的剖視示意圖。 圖10為該探針座之上、下安裝孔沿二水平軸相互錯位之立體示意圖。 圖11a~d為由下往上看該線型探針之針尾及針頭與該探針座之上、下安裝孔的剖視示意圖。

20:探針頭

30:探針座

31:上導板單元

311:上安裝孔

312:第一上導板

313:第二上導板

314:第一上表面

315:第一下表面

316:第一上穿孔

317:第二上穿孔

32:下導板單元

321:下安裝孔

322:第一下導板

323:第二下導板

324:第二上表面

325:第二下表面

326:第一下穿孔

327:第二下穿孔

34:內部空間

40:線型探針

41:正面

43:針尾

431:抵接段

432:限位段

433:上穿設段

44:針身

441:第一最寬段

442:漸窄段

443:最窄段

444:漸寬段

445:第二最寬段

45:針頭

451:下穿設段

452:點觸段

Claims (18)

1. 一種具有線型探針之探針頭，包含有：一上導板單元，具有一第一上表面、一第一下表面，以及一貫穿該第一上表面及該第一下表面之上安裝孔；一下導板單元，具有一第二上表面、一第二下表面，以及一貫穿該第二上表面及該第二下表面之下安裝孔，該第二上表面與該第一下表面相互面對而定義出一位於該第二上表面與該第一下表面之間的內部空間；以及一線型探針，係穿過該上安裝孔及該下安裝孔而能定義出一位於該上安裝孔內且凸伸出該第一上表面之針尾、一位於該下安裝孔內且凸伸出該第二下表面之針頭，以及一連接該針尾與該針頭之針身，該針尾包含有一抵靠於該第一上表面之限位段，該線型探針具有朝向相反方向之一正面及一背面，以及連接該正面與該背面之一第一側面及一第二側面，該線型探針能平行一寬度軸地在該正面及該背面分別定義出一正面寬度及一背面寬度且能垂直於該寬度軸地定義出一厚度，並能定義出該第一側面及該第二側面分別與該正面之間的一第一正面夾角及一第二正面夾角，以及該第一側面及該第二側面分別與該背面之間的一第一背面夾角及一第二背面夾角，該針身包含有複數區段，其中包含一最窄段，各該區段之正面寬度大於或等於背面寬度，該最窄段之正面寬度小於該針身其餘所述區段之正面寬度，該針頭包含有一位於該下安裝孔內之下穿設段，該下穿設段之正面寬度大於或等於背面寬度； 其中，該上安裝孔能定義出一第一中心軸線，該下安裝孔能定義出一第二中心軸線，該第一中心軸線係朝一第一方向偏離該第二中心軸線一第一偏移量並朝一垂直於該第一方向之第二方向偏離該第二中心軸線一小於該第一偏移量之第二偏移量，而使得該線型探針之針身呈彎曲狀，該上安裝孔之孔壁及該下安裝孔之孔壁分別具有一面向該第一方向的第一側、一面向該第二方向的第二側、一面向該第一方向之反向的第三側及一面向該第二方向之反向的第四側，該線型探針之針尾係以其第一正面夾角及第一背面夾角分別抵靠於上安裝孔之孔壁的第三側及第四側，該針頭係以其第二正面夾角朝向該下安裝孔之第一側與第二側的夾角；其中該線型探針之針身的該複數區段中包含至少一最寬段，該最寬段之正面寬度大於該針身其餘所述區段之正面寬度。
2. 如請求項1所述之具有線型探針之探針頭，其中該最窄段之一上端及一下端分別與該第一下表面及該第二上表面有一距離，其中該線型探針係由一板材經由雷射切割加工而成，該線型探針之厚度即為該板材之厚度。
3. 如請求項1所述之具有線型探針之探針頭，其中該至少一最寬段中包含一與該針尾連接之第一最寬段，以及一與該針頭連接之第二最寬段，該最窄段係位於該第一最寬段與該第二最寬段之間。
4. 如請求項3所述之具有線型探針之探針頭，其中該線型探針之針身的該複數區段中更包含一漸窄段以及一漸寬段，該漸窄段係正 面寬度漸縮地自該第一最寬段延伸至該最窄段，該漸寬段係正面寬度漸增地自該最窄段延伸至該第二最寬段。
5. 如請求項1所述之具有線型探針之探針頭，其中該最寬段之正面寬度等於該最寬段之厚度。
6. 如請求項1所述之具有線型探針之探針頭，其中該最寬段之厚度大於或等於該最窄段之厚度。
7. 如請求項1所述之具有線型探針之探針頭，其中該最寬段之背面寬度大於該最窄段之背面寬度。
8. 如請求項7所述之具有線型探針之探針頭，其中該最寬段之背面寬度與該最窄段之背面寬度的比值大於1且小於或等於1.7。
9. 如請求項1所述之具有線型探針之探針頭，其中該最寬段之正面寬度與該最窄段之正面寬度的比值大於1且小於或等於1.7。
10. 如請求項1所述之具有線型探針之探針頭，其中該最窄段之厚度大於或等於該最窄段之正面寬度。
11. 如請求項1所述之具有線型探針之探針頭，其中該線型探針之針身的各該區段之正面寬度與背面寬度之比值大於或等於1且小於1.5。
12. 如請求項1所述之具有線型探針之探針頭，其中該下導板單元包含有一具有該第二上表面之第一下導板，以及一具有該第二下表面之第二下導板，該下安裝孔包含一貫穿該第一下導板之第一下穿孔及一貫穿該第二下導板之第二下穿孔，該第一下穿孔之一最大邊長大於 或等於該第二下穿孔之一最大邊長，該第二下穿孔之最大邊長大於或等於該上安裝孔之一最大邊長。
13. 如請求項12所述之具有線型探針之探針頭，其中該上安裝孔之最大邊長、該第一下穿孔之最大邊長及該第二下穿孔之最大邊長係平行於該第一方向。
14. 如請求項1所述之具有線型探針之探針頭，其中該內部空間之一高度係定義為該第二上表面與該第一下表面之距離，該最窄段之一高度係定義為該最窄段之一上端與一下端之距離，該內部空間之高度與該最窄段之高度差定義為高度差值，該內部空間之高度與該高度差值的比值大於3且小於20。
15. 如請求項1所述之具有線型探針之探針頭，其中該線型探針之第二側面係經由雷射切割加工而成且面向上安裝孔之孔壁的第一側。
16. 如請求項1所述之具有線型探針之探針頭，其中該線型探針之針尾能定義出位於該上安裝孔內之一第一位置及一較該第一位置更靠近該針身之第二位置，該線型探針之針頭能定義出位於該下安裝孔內之一第三位置及一較該第三位置更遠離該針身之第四位置；該第一位置係以其第一正面夾角及第一背面夾角分別抵靠於上安裝孔之孔壁的第三側及第四側；該第二位置係以其第二正面夾角朝向該上安裝孔之第一側與第二側的夾角；該第三位置係以其第一正面夾角及第一背面夾角分別抵靠於下安裝孔之孔壁的第三側及第四側；該第四位置係以其第二正面夾角朝向該下安裝孔之孔壁的第一側與第二側之夾角。
17. 如請求項16所述之具有線型探針之探針頭，其中該針尾之第一位置的第一背面夾角大於第一正面夾角，該針頭之第三位置的第一背面夾角大於第一正面夾角。
18. 如請求項1所述之具有線型探針之探針頭，其中該線型探針之針頭的下穿設段之正面寬度大於背面寬度，該線型探針之針尾的第一背面夾角大於第一正面夾角。

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