TWI838543B - 可同時用於高頻及中低頻訊號測試之探針頭 - Google Patents

Abstract

一種探針頭，包含有一探針座、一穿過探針座之上、中、下導板以傳輸一第一測試訊號之第一彈簧探針，以及至少二短於第一彈簧探針、穿過下導板且用以傳輸一頻率較高之第二測試訊號之第二彈簧探針，二該第二彈簧探針之頂端頂抵於中導板下表面之受其內部一連接電路連接之二導電接點而相互電性連接，該下導板設有一連通空間以及與連通空間連通之至少二下安裝孔，各下安裝孔內穿設一局部位於連通空間內之第二彈簧探針；藉此，該探針頭可同時用於高頻及中低頻訊號測試，並可同時達到細微間距及高頻測試之需求，且可避免探針卡之電路設計過於複雜。

Description

可同時用於高頻及中低頻訊號測試之探針頭

本發明係與探針卡之探針頭有關，特別是關於一種可同時用於高頻及中低頻訊號測試之探針頭。

由於市場需求，積體電路（integrated circuit；簡稱IC）的封裝及測試朝向細微間距（fine pitch）及高頻（high frequency）的方面發展，然而，對於垂直式探針卡（vertical probe card；簡稱VPC）而言，由於測試機的限制或成本考量，又或者探針長度太長會使測試頻率無法提升，因此，在高頻測試方面，目前主要是採用探針卡中的某些探針進行回送測試（loopback test），也就是由待測物（device under test；簡稱DUT；亦即前述IC）本身之傳送接點（TX）及接收接點（RX）來發送及接收高頻訊號，並由待測物本身進行訊號檢測，亦即高頻測試訊號並非由測試機產生且未傳送至測試機。需要注意的是，本說明書中所述之訊號可以為數位訊號或者類比訊號。

在垂直式探針卡採用彈簧探針（spring probe；或稱pogo pin）的情況下，為了符合細微間距及高頻測試之需求，彈簧探針（包含成型彈簧針、MEMS彈簧針以及其它製作方式的彈簧針）需朝越細且越短的方向設計，亦即彈簧探針之外徑要小且長度要短，但若考量到電性、機械特性、受力、可用行程（operating stroke）、使用壽命（lifetime）等等因素，彈簧探針要做得短則很難做得細，要做得細則很難做得短。換言之，同一彈簧探針難以同時滿足細微間距及高頻測試之需求。

習用之可用於高頻及中低頻訊號測試之探針卡，主要係設有切換電路，使得同一組探針可切換成進行高頻回送測試之電性導通方式，亦可切換成傳輸來自測試機之中低頻測試訊號的電性導通方式，如此之探針卡在電路設計上較為複雜，且探針尺寸為了可配合高頻測試需求，則難以滿足細微間距之需求。而且，基於IC設計考量，通常應用於高頻訊號之接點的中心間距（pitch）會比應用於其它訊號之接點的中心間距大，因此，即使藉由前述之電路切換，仍難以將同一探針分別應用於高頻測試及中低頻測試。

有鑑於上述缺失，本發明之主要目的在於提供一種可同時用於高頻及中低頻訊號測試之探針頭，可避免探針卡之電路設計過於複雜，且可同時達到細微間距及高頻測試之需求。

為達成上述目的，本發明所提供之探針頭係用以傳輸一第一測試訊號及一第二測試訊號，該第二測試訊號之頻率係高於該第一測試訊號之頻率，該探針頭包含有一探針座、一第一彈簧探針，以及至少二第二彈簧探針。該探針座包含有一上導板、一下導板，以及一設置於該上導板與該下導板之間的中導板，該中導板具有一朝向該下導板之下表面以及至少一導通單元，該導通單元包含有設置於該下表面之二導電接點，以及一位於該中導板內部且電性連接該二導電接點之連接電路。該第一彈簧探針係穿過該上導板、該中導板及該下導板，用以傳輸該第一測試訊號。該至少二第二彈簧探針係穿設於該下導板，用以傳輸該第二測試訊號，各該第二彈簧探針係短於該第一彈簧探針且具有一頂端，二該第二彈簧探針係分別以其頂端頂抵於同一該導通單元之該二導電接點而相互電性連接。該下導板具有一朝向該中導板之上表面、一相對於該上表面之下表面以及貫穿該下導板之上、下表面的至少一下安裝孔單元，該下安裝孔單元包含有至少二下安裝孔以及一連通該至少二下安裝孔的連通空間，各該下安裝孔內穿設一該第二彈簧探針，各該第二彈簧探針係局部位於該下安裝孔單元之連通空間內。例如，該下安裝孔單元包含有一自該下導板之上表面凹陷以形成該連通空間之凹槽，該下安裝孔單元之下安裝孔係貫穿該凹槽一底面與該下導板之下表面。或者，各該下安裝孔包含有一上區段及一下區段，該連通空間係位於各該下安裝孔之上區段與下區段之間，該上區段係自該下導板之上表面向下延伸至該連通空間，該下區段係自該下導板之下表面向上延伸至該連通空間。

換言之，本發明之探針頭設有長度較長且穿過整個探針座之第一彈簧探針，以及長度較短而僅穿過下導板之第二彈簧探針，且二根第二彈簧探針藉由該中導板內部之連接電路（例如多層電路板之內部線路，或者內部線路加上電子元件等等）而相互電性連接。藉此，該至少二第二彈簧探針可用以點觸待測物之高頻訊號傳送接點（TX）及接收接點（RX），亦即可用於高頻訊號之回送測試（loopback test），例如，該中導板可具有一供二該第二彈簧探針頂抵之導通單元，且該二第二彈簧探針為一組傳送及接收探針，係分別用以點觸待測物之傳送及接收接點，或者，該中導板可具有供二組傳送及接收探針（亦即共四該第二彈簧探針）頂抵之二導通單元，該二導通單元係相互絕緣，各導通單元連接之二第二彈簧探針係分別用以點觸待測物之傳送及接收接點，且該二導通單元連接之第二彈簧探針係互為差動對，意即，該二導通單元分別與其連接之二第二彈簧探針形成一訊號傳輸路徑，且此二訊號傳輸路徑係用以傳輸相位相反之差動訊號。此外，該第一彈簧探針可用以點觸待測物之其他接點，例如接地接點、電源接點以及一般中低頻訊號接點。如此一來，各該第二彈簧探針可製造得較短且較粗，以滿足高頻測試之電性需求，該第一彈簧探針則可製造得較長且較細，藉以在有複數第一彈簧探針的情況下達到細微間距之需求，如此即可符合IC整體之測試需求。此外，該下導板之下安裝孔單元的連通空間係與至少二該下安裝孔連通，使得至少二該第二彈簧探針局部位於同一下安裝孔單元的連通空間內，如此可達到電容及電感匹配而提升探針卡之特性，尤其是在前述以四第二彈簧探針組成差動對而用以傳輸差動訊號之情況下，使其中未相互電性連接之二第二彈簧探針位於同一下安裝孔單元的連通空間內，可達到更佳之容感匹配的功效。

有關本發明所提供之可同時用於高頻及中低頻訊號測試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。其次，當述及一元件設置於另一元件上時，代表前述元件係直接設置在該另一元件上，或者前述元件係間接地設置在該另一元件上，亦即，二元件之間還設置有一個或多個其他元件。而述及一元件「直接」設置於另一元件上時，代表二元件之間並無設置任何其他元件。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。再者，以下所提及的「高頻」及「中低頻」，係指「高頻」的訊號傳輸速度相對「中低頻」為高，例如，當「高頻」的訊號傳輸速度大於等於40 Gbps時，「中低頻」係低於40 Gbps，但本發明不以前述數值為限，亦即，「高頻」的訊號傳輸速度不以大於等於40 Gbps為限。

請參閱圖1，本發明一第一較佳實施例所提供之可同時用於高頻及中低頻訊號測試之探針頭10包含有一探針座20、複數第一彈簧探針30、複數第二彈簧探針40，以及一定位薄膜50。本實施例及下述各實施例之探針頭實際上可設有相當多第一彈簧探針30及第二彈簧探針40，且第一彈簧探針30之數量通常遠大於第二彈簧探針40之數量，第二彈簧探針40係兩兩相互電性連接，且兩對第二彈簧探針40構成一差動對，為了簡化圖式並便於說明，本發明之圖式中僅顯示一第一彈簧探針30以及構成一差動對之四第二彈簧探針40，並以該探針頭10設有一第一彈簧探針30及四第二彈簧探針40之情況進行說明。

該探針座20包含有一上導板21、一中導板22以及一下導板23，本實施例及下述各實施例中的上、下導板21、23分別僅由單一板體構成，然而，各該上、下導板21、23可依設計及加工上的需求而由複數板體相疊而成，例如圖9及圖10中的下導板23。各該上、下導板21、23具有實質上朝向相反方向之一上表面211、231及一下表面212、232，該中導板22係設置於該上導板21之下表面212與該下導板23之上表面231之間。

詳而言之，本實施例之中導板22包含有一多層電路板221，該多層電路板221具有實質上朝向相反方向之一上表面221a及一下表面221b，該多層電路板221之上表面221a及下表面221b係分別朝向該上導板21之下表面212及該下導板23之上表面231。該多層電路板221可為一多層陶瓷基板（multi-layer ceramic substrate；簡稱MLC）、多層有機載板（multi-layer organic substrate；簡稱MLO）或者其他由介電層（材質例如為樹脂、電木、玻璃纖維、塑膠等等）與金屬層（材質例如為銅箔等等）共同構成之電路基板。

該等上、中、下導板21、22、23分別具有多個上、中、下穿孔213、223、233（本發明之圖式中僅各顯示出一個），該上、下穿孔213、233分別具有一與中穿孔223內徑相等之大徑部213a、233a以及一內徑小於大徑部213a、233a之內徑的小徑部213b、233b。該第一彈簧探針30係穿過相互同軸對應之一該上穿孔213、一該中穿孔223及一該下穿孔233，亦即穿過該等上、中、下導板21、22、23之上、下表面。在本實施例中，該第一彈簧探針30為傳統型彈簧探針，係包含有一外殼31、一設於該外殼31內之彈簧32，以及分別抵接於該彈簧32二端且分別延伸出該外殼31之頂端及底端的一上針軸33及一下針軸34，其中該彈簧32為機械加工而成之傳統螺旋彈簧，然而，本發明之第一彈簧探針30不限為如前述之傳統型彈簧探針，亦可為具有藉由光微影技術或其他加工技術加工而成之彈簧或者其他彈性結構的探針，以便於在加工時藉由設定其彈簧圈數來得到所需之彈性壓縮行程以及針壓。該第一彈簧探針30之下針軸34凸伸出外殼31底端的部分係穿過該下穿孔233之小徑部233b，且該外殼31底端係抵接於該下穿孔233之大、小徑部233a、233b的交界處，如此即可避免第一彈簧探針30向下掉出探針座20外。

該下導板23除了設有前述之下穿孔233，更設有多個下安裝孔單元24（本實施例之圖式中僅顯示出二個），如圖2所示，各該下安裝孔單元24包含有一自該下導板23之上表面231凹陷之凹槽241，以及貫穿該凹槽241一底面242與該下導板23之下表面232的二下安裝孔243，各該下安裝孔243包含有一與該凹槽241之底面242連接的大徑部244，以及一自該大徑部244底端延伸至該下導板23之下表面232的小徑部245（小徑部245之內徑小於大徑部244之內徑），各該下安裝孔單元24內設有分別穿過該二下安裝孔243之二該第二彈簧探針40，且各該第二彈簧探針40係局部位於凹槽241內。在本實施例中，該第二彈簧探針40為傳統型彈簧探針，係包含有一外殼41、一設於該外殼41內之彈簧42，以及分別抵接於該彈簧42二端且分別延伸出該外殼41之頂端及底端的一上針軸43及一下針軸44，其中該彈簧42為機械加工而成之傳統螺旋彈簧，然而，本發明之第二彈簧探針40不限為傳統型彈簧探針，亦可為具有藉由光微影技術或其他加工技術加工而成之彈簧或者其他彈性結構的探針。該第二彈簧探針40之下針軸44係穿過下安裝孔243之小徑部245，且該第二彈簧探針40之外殼41底端係抵接於下安裝孔243之大、小徑部244、245的交界處，如此即可避免第二彈簧探針40向下掉出探針座20外。

該定位薄膜50係設置於該中導板22之多層電路板221的下表面221b與該下導板23之上表面231之間，且設有複數定位孔51，該等第一、二彈簧探針30、40分別穿過該等定位孔51，藉此，各該第一、二彈簧探針30、40可在植針時受該定位薄膜50定位，使得該探針頭10之組裝更容易進行。

在本實施例中，該中導板22具有複數導通單元222（本實施例之圖式中僅顯示出一個），每二根第二彈簧探針40係藉由一該導通單元222而相互電性連接，各該導通單元222包含有位於該多層電路板221之下表面221b的二導電接點224以及一位於該多層電路板221內部之連接電路225，更明確地說，該連接電路225整體為一位於該多層電路板221內部之內部線路，亦即，該連接電路（內部線路）225係由該多層電路板221內部之層狀佈線構成，該二導電接點224係分別設於該內部線路225二端而藉由該內部線路225相互電性連接，該二第二彈簧探針40係分別以其頂端45頂抵於該二導電接點224而相互電性連接。各該導通單元222係與其導電接點224所連接之二第二彈簧探針40形成一訊號傳輸路徑，且如圖1及圖2所示之二對第二彈簧探針40係構成一差動對，意即，圖1及圖2顯示出呈矩陣排列之四第二彈簧探針40，該四第二彈簧探針40係與二導通單元222形成二訊號傳輸路徑，且該二訊號傳輸路徑係用以傳輸相位相反（相差180度）之差動訊號。然而，本發明之第二彈簧探針40不一定要組成差動對，亦即，可以只保有如圖1所示、相互電性導通之一對第二彈簧探針40，且每一下安裝孔單元24可以僅有單一下安裝孔243。

前述之探針頭10組裝完成後，該第一彈簧探針30之頂端35係凸出於該上導板21之上表面211，然後，該上導板21之上表面211係固定於一主電路板（圖中未示），使得該探針頭10與該主電路板組成一探針卡，或者，該上導板21之上表面211係固定於一空間轉換器（圖中未示），該空間轉換器再固定於一主電路板（圖中未示），使得該探針頭10、該空間轉換器與該主電路板組成一探針卡，此時，該第一彈簧探針30之彈簧32稍微受到壓縮，使得該第一彈簧探針30之頂端35縮進上穿孔213內且抵接於該主電路板或該空間轉換器之一電性接點（圖中未示），該主電路板係用以與一測試機（圖中未示）電性連接。本案所謂的測試機，廣義的來說，可以是積體電路測試廠用於檢測待測物的測試機台，進一步來說，也可以是有高頻傳輸測試訊號用的測試儀器。

藉此，當該第一彈簧探針30之底端36點觸一待測物之一電性接點（圖中未示）時，該第一彈簧探針30可於測試機與待測物之間傳送測試訊號，由於第一彈簧探針30之長度較長，因此較適用於傳送接地訊號、電源訊號以及一般中低頻訊號。此外，該四第二彈簧探針40係兩兩分別作為訊號輸出探針（TX探針）及訊號接收探針（RX探針），分別用以點觸待測物之高頻訊號傳送接點（TX）及接收接點（RX），更進一步而言，圖1所示之二第二彈簧探針40係表示為(+)TX探針以及(+)RX探針，或者(-)TX探針以及(-)RX探針，而圖2所示之二第二彈簧探針40係表示為(+)TX探針以及(-)TX探針，或者(+)RX探針以及(-)RX探針，其中(+)、(-)表示其對應之探針所傳輸之訊號的相位為正相位及負相位。而在非傳送差動訊號的態樣中，則是以如圖1所示之藉由導通單元222而相互電性連接之二第二彈簧探針40分別作為訊號輸出探針（TX探針）及訊號接收探針（RX探針），其底端46分別用以點觸待測物之高頻訊號傳送接點（TX）及接收接點（RX）。如此一來，待測物之高頻訊號傳送接點可輸出高頻測試訊號並依序經由一該第二彈簧探針40（TX探針）、一該導電接點224、該內部線路225、另一該導電接點224以及另一該第二彈簧探針40（RX探針）而傳輸至待測物之高頻訊號接收接點，以進行高頻訊號之回送測試（loopback test）。因此，該第二彈簧探針40可製造得較短且較粗，以滿足高頻測試之電性需求，該第一彈簧探針30則可製造得較長且較細，以達到細微間距之需求，如此即可符合IC整體之測試需求。

由前述內容可得知，本發明之探針頭10係利用長度較長且穿過整個探針座20之第一彈簧探針30進行中低頻訊號測試，並利用長度較短而僅穿過下導板23之第二彈簧探針40以及該中導板22之電路進行高頻訊號之回送測試。換言之，該探針頭10係以一第一彈簧探針30傳輸一第一測試訊號並以至少二第二彈簧探針40傳輸一第二測試訊號，其中該第二測試訊號之頻率係高於該第一測試訊號之頻率，亦即，該第一測試訊號為前述之接地訊號、電源訊號以及一般中低頻訊號，該第二測試訊號為前述之高頻訊號。

如前所述，本發明對第一、二彈簧探針30、40之種類皆無限制，然而，該第二彈簧探針40在長度上係較第一彈簧探針30短得多，因此，第二彈簧探針40不論採用何種彈簧探針，其彈性壓縮行程以及針壓係較難以控制，而第一彈簧探針30較長則較容易被控制其彈性壓縮行程以及針壓，因此可便於使第一彈簧探針30之彈性壓縮行程及針壓配合第二彈簧探針40之彈性壓縮行程及針壓。此外，該等第二彈簧探針40之周圍可更設置幾根類同於第二彈簧探針40之粗短型彈簧探針以作為接地探針（圖中未示），並使該等接地探針電性連接於該中導板22內部之接地線路（圖中未示），使得高頻訊號之傳輸路徑受接地訊號之傳輸路徑包圍，則可使其電性更加良好。

在圖1及圖2所示之態樣中，互為差動對之第二彈簧探針40係局部位於同一凹槽241內，如此可達到電容及電感匹配而提升探針卡之特性。該凹槽241之形狀並無限制，例如，該凹槽241可呈圓形或非圓形，所述非圓形包含四邊形（正方形、矩形）、多邊形或不規則形，該四邊形、多邊形或不規則形之最短邊的長度或該圓形之直徑D係大於同一下安裝孔單元24內之第二彈簧探針40（亦即互為差動對之第二彈簧探針40）的中心間距（pitch）P與該下安裝孔243之最大直徑（在圖2中為該大徑部244的直徑，亦即該大徑部244之半徑r的兩倍）之總和，亦即D>P+2r。然而，該下導板23亦可如圖9所示，係藉由相疊之上、下板體235、236形成如前述之凹槽241，亦即，供單一第二彈簧探針40穿設之下安裝孔243係貫穿該下板體236之頂面237及底面（亦即下導板23之下表面232），該上板體235則設有一與二該下安裝孔243連通之上通孔25，使得該上通孔25與該下板體236之頂面237共同形成如前述之凹槽241，以供二該第二彈簧探針40局部容置於該凹槽241內，如此不但可達到前述之提升探針卡特性之功效，更具有容易加工之優點。

在前述圖2及圖9所示之下導板23的態樣中，該下導板23係設有於其上表面231呈開放狀之凹槽241，而於該凹槽241中形成一連通空間26，使得互為差動對之二第二彈簧探針40局部位於同一連通空間26內，進而提升探針卡之特性。然而，如圖10所示，該連通空間26亦可形成於該下導板23內部而非呈開放狀，詳而言之，該下導板23包含有依序相疊之一下板體236、一中板體239及一上板體235，各該下安裝孔243包含有一貫穿該上板體235之上區段243a，以及一貫穿該下板體236之下區段243b（包含大徑部244及小徑部245），該中板體239設有一中通孔27而於其中形成該連通空間26，該連通空間26係位於各該下安裝孔243之上區段243a與下區段243b之間，該上區段243a係自該下導板23之上表面231向下延伸至該連通空間26，該下區段243b係自該下導板23之下表面232向上延伸至該連通空間26，如此之藏設於下導板23內部之連通空間26亦可達成如前述之提升探針卡特性之功效，且如此之下導板23支撐探針之效果更為良好。同於前述該凹槽241，圖10中該中通孔27亦可呈圓形或非圓形，所述非圓形包含四邊形（正方形、矩形）、多邊形或不規則形，該四邊形、多邊形或不規則形之最短邊的長度或該圓形之直徑D係大於同一下安裝孔單元24內之第二彈簧探針40（亦即互為差動對之第二彈簧探針40）的中心間距P與該下安裝孔243之最大直徑（在圖10中為該大徑部244的直徑，亦即該大徑部244之半徑r的兩倍）之總和，亦即D>P+2r。

值得一提的是，本發明中所述之連通空間26係屬於下安裝孔單元24的一部分，該連通空間26僅直接連通其所屬之下安裝孔單元24所包含之下安裝孔243，而未直接連通非同一下安裝孔單元24之下安裝孔243或下穿孔233，因此該連通空間26僅容置第二彈簧探針40，而且，本發明中所述之下安裝孔單元24係定義為貫穿該下導板23之上表面231及下表面232，亦即下安裝孔單元24之最上端即位於該上表面231。由本發明之圖式可得知，該下導板23可能（但不一定）具有一連通所有下安裝孔單元24及下穿孔233之空間，該空間係位於該下導板23之上表面231上方，且所有的第一、二彈簧探針30、40皆局部容置於該空間，如此可得知該空間並非屬於單一下安裝孔單元24的一部分，也並非僅連通單一下安裝孔單元24所包含之下安裝孔243，因此該下導板23之上表面231上方之空間不可視為本發明中所述之連通空間26。換言之，本發明中用以傳輸高頻回送測試訊號之探針（亦即第二彈簧探針40）位於連通空間26內的部分係與用以傳輸中低頻訊號之探針（亦即第一彈簧探針30或圖11中的第四彈簧探針62）相互隔開，二者之間係隔著一部分之下導板23。

請參閱圖3，本發明一第二較佳實施例係類同於前述之第一較佳實施例，惟該中導板22包含有一多層電路板221以及一可加工板體226（材質例如為可加工陶瓷），該可加工板體226係設置於該上導板21與該下導板23之間，該多層電路板221係以黏貼或螺絲鎖固等方式固定於該可加工板體226之一朝向該下導板23之安裝面226a。本實施例之多層電路板221之構造及功用係與前述第一較佳實施例之多層電路板221相同，亦即設有使第二彈簧探針40兩兩相互電性連接之導通單元222（包含導電接點224及連接電路225），惟，本實施例之多層電路板221的面積及厚度較小，且係藉由該可加工板體226而間接與上、下導板21、23連接。

由於待測物傳輸高頻訊號之電性接點通常會設在靠近其邊緣之區域，因此用以傳輸高頻訊號之第二彈簧探針40也通常會設在靠近探針座20邊緣之區域，在此情況下，該中導板22設有供第二彈簧探針40頂抵之多層電路板221的區塊與設有供第一彈簧探針30穿過之中穿孔223的區塊會有明顯的區隔，如圖3所示。然而，根據不同的測試需求，第二彈簧探針40周圍仍可能需設置第一彈簧探針30，或者，第二彈簧探針40分佈之範圍可能會與第一彈簧探針30分佈之範圍相互交錯而未有明顯的區隔，在此情況下，該多層電路板221之形狀可配合第一、二彈簧探針30、40之分佈而設計，例如圖4及圖5所示之本發明一第三較佳實施例（其中圖5僅繪製出多層電路板221之外輪廓形狀而未繪製出導電接點224），該多層電路板221在該可加工板體226之安裝面226a所涵蓋之區域係避開設有中穿孔223的區域，使得第一彈簧探針30僅穿過該可加工板體226而未穿過該多層電路板221。或者，該多層電路板221在該可加工板體226之安裝面226a所涵蓋之區域亦可以涵蓋一個或多個中穿孔223，例如圖6及圖7所示之本發明一第四較佳實施例（其中圖7僅繪製出多層電路板221之外輪廓形狀以及中穿孔223而未繪製出導電接點224），亦即所述一個或多個中穿孔223係貫穿該可加工板體226以及該多層電路板221，使其對應之第一彈簧探針30穿過該可加工板體226以及該多層電路板221。

請參閱圖8，本發明一第五較佳實施例係類同於前述之第二較佳實施例，惟本實施例之可加工板體226具有一設於該安裝面226a之凹槽226b，且該中導板22之連接電路229包含有一位於該多層電路板221之上表面221a且位於該凹槽226b內之電子元件227，以及位於該多層電路板221內部且電性連接於該電子元件227之二內部線路228，該二內部線路228分別與位於該多層電路板221之下表面221b的二導電接點224電性連接，二第二彈簧探針40係分別以其頂端45頂抵於該二導電接點224而相互電性連接。如此一來，待測物之高頻訊號傳送接點輸出之高頻測試訊號係依序經由一該第二彈簧探針40（TX探針）、一該導電接點224、一該內部線路228、該電子元件227、另一該內部線路228、另一該導電接點224以及另一該第二彈簧探針40（RX探針）而傳輸至待測物之高頻訊號接收接點，以進行高頻訊號之回送測試。該電子元件227可為電容、電感、電阻或其至少二者之組合，如此之設置電子元件227的方式特別適用於需將電子元件設置得很靠近探針之情況。該電子元件227的設置位置（亦即凹槽226b之位置）並不限於該二第二彈簧探針40的正上方，各該內部線路228可藉由該多層電路板221之內部層狀佈線而朝任何方向延伸，使得該電子元件227可設置在該多層電路板221之上表面221a的任何位置，以增進電子元件的配置彈性。

前述之由電子元件227及二內部線路228形成該連接電路229的方式亦可應用於其他態樣之中導板22，只要該中導板22包含有該可加工板體226以及該多層電路板221，例如可應用於第三及第四較佳實施例之中導板22。

同於第一較佳實施例，前述之第二至第五較佳實施例中使二導電接點224電性連接之連接電路225、229所包含之內部線路225、228係完全位於該多層電路板221內部，且該二導電接點224係設於該多層電路板221之下表面221b而分別與該內部線路225二端或該二內部線路228連接，該二第二彈簧探針40係分別以其頂端45頂抵於該二導電接點224而相互電性連接。

如前所述，本發明之探針頭10可同時藉由較長之第一彈簧探針30以及較短之第二彈簧探針40分別進行中低頻測試以及高頻訊號之回送測試，因此，本發明可在避免探針卡之電路設計過於複雜的前提下，具有可同時用於高頻及中低頻訊號測試之功能，且可同時達到細微間距及高頻測試之需求。

此外，如圖11所示之本發明一第六較佳實施例，本發明之探針頭10可更藉由二較短之彈簧探針與中導板內部之電路形成類同於第一彈簧探針30之結構。詳而言之，本實施例係類同於前述之第一較佳實施例，惟未顯示出第一彈簧探針30，且本實施例之探針頭10更包含有一穿過該上導板21之第三彈簧探針61，以及一穿過該下導板23之第四彈簧探針62，第三、四彈簧探針61、62之結構係與前述第一、二彈簧探針30、40之結構相同，且第三、四彈簧探針61、62之長度皆大約為第二彈簧探針40之長度而比第一彈簧探針30短得多，第三、四彈簧探針61、62係透過該中導板22內部之另一連接電路63而相互電性連接，在本實施例中，該連接電路63為一內表面鍍有導電層之鍍通孔，第三、四彈簧探針61、62分別以其底端及頂端抵接於該鍍通孔63之上、下端而相互電性連接。如此之由第三、四彈簧探針61、62與中導板22內部之連接電路63組成之結構亦可用以傳輸中低頻訊號或者接地訊號，此結構亦可應用於前述之第二至第五較佳實施例中。

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。

10:探針頭 20:探針座 21:上導板 211:上表面 212:下表面 213:上穿孔 213a:大徑部 213b:小徑部 22:中導板 221:多層電路板 221a:上表面 221b:下表面 222:導通單元 223:中穿孔 224:導電接點 225:連接電路（內部線路） 226:可加工板體 226a:安裝面 226b:凹槽 227:電子元件 228:內部線路 229:連接電路 23:下導板 231:上表面 232:下表面 233:下穿孔 233a:大徑部 233b:小徑部 235、236:（上、下）板體 237:頂面 239:中板體 24:下安裝孔單元 241:凹槽 242:底面 243:下安裝孔 243a:上區段 243b:下區段 244:大徑部 245:小徑部 25:上通孔 26:連通空間 27:中通孔 30:第一彈簧探針 31:外殼 32:彈簧 33:上針軸 34:下針軸 35:頂端 36:底端 40:第二彈簧探針 41:外殼 42:彈簧 43:上針軸 44:下針軸 45:頂端 46:底端 50:定位薄膜 51:定位孔 61:第三彈簧探針 62:第四彈簧探針 63:連接電路(鍍通孔) D:長度／直徑 P:中心間距 r:半徑

圖1為本發明一第一較佳實施例所提供之可同時用於高頻及中低頻訊號測試之探針頭的剖視示意圖。 圖2為本發明該第一較佳實施例所提供之可同時用於高頻及中低頻訊號測試之探針頭沿圖1之任一剖線2-2之局部剖視圖。 圖3為本發明一第二較佳實施例所提供之可同時用於高頻及中低頻訊號測試之探針頭的剖視示意圖。 圖4為本發明一第三較佳實施例所提供之可同時用於高頻及中低頻訊號測試之探針頭的剖視示意圖。 圖5為本發明該第三較佳實施例所提供之可同時用於高頻及中低頻訊號測試之探針頭的一中導板之底視示意圖。 圖6為本發明一第四較佳實施例所提供之可同時用於高頻及中低頻訊號測試之探針頭的剖視示意圖。 圖7為本發明該第四較佳實施例所提供之可同時用於高頻及中低頻訊號測試之探針頭的一中導板之底視示意圖。 圖8為本發明一第五較佳實施例所提供之可同時用於高頻及中低頻訊號測試之探針頭的剖視示意圖。 圖9及圖10係類同於圖2，惟顯示該探針頭之一下導板的不同實施態樣。 圖11為本發明一第六較佳實施例所提供之可同時用於高頻及中低頻訊號測試之探針頭的剖視示意圖。

10:探針頭

20:探針座

21:上導板

211:上表面

212:下表面

213:上穿孔

213a:大徑部

213b:小徑部

22:中導板

221:多層電路板

221a:上表面

221b:下表面

222:導通單元

223:中穿孔

224:導電接點

225:連接電路(內部線路)

23:下導板

231:上表面

232:下表面

233:下穿孔

233a:大徑部

233b:小徑部

243:下安裝孔

30:第一彈簧探針

31:外殼

32:彈簧

33:上針軸

34:下針軸

35:頂端

36:底端

40:第二彈簧探針

41:外殼

42:彈簧

43:上針軸

44:下針軸

45:頂端

46:底端

50:定位薄膜

51:定位孔

Claims (18)

1. 一種可同時用於高頻及中低頻訊號測試之探針頭，係用以傳輸一第一測試訊號及一第二測試訊號，該第二測試訊號之頻率係高於該第一測試訊號之頻率，該探針頭包含有： 一探針座，包含有一上導板、一下導板，以及一設置於該上導板與該下導板之間的中導板，該中導板具有一朝向該下導板之下表面以及至少一導通單元，該導通單元包含有設置於該下表面之二導電接點，以及一位於該中導板內部且電性連接該二導電接點之連接電路； 一第一彈簧探針，係穿過該上導板、該中導板及該下導板，用以傳輸該第一測試訊號；以及 至少二第二彈簧探針，係穿設於該下導板，用以傳輸該第二測試訊號，各該第二彈簧探針係短於該第一彈簧探針且具有一頂端，二該第二彈簧探針係分別以其頂端頂抵於同一該導通單元之該二導電接點而相互電性連接； 其中，該下導板具有一朝向該中導板之上表面、一相對於該上表面之下表面以及貫穿該下導板之上表面及下表面的至少一下安裝孔單元，該下安裝孔單元包含有至少二下安裝孔以及一連通該至少二下安裝孔的連通空間，各該下安裝孔內穿設一該第二彈簧探針，各該第二彈簧探針係局部位於該下安裝孔單元之連通空間內。
2. 如申請專利範圍第1項所述之可同時用於高頻及中低頻訊號測試之探針頭，其中該下導板具有二該下安裝孔單元，各該下安裝孔單元內設有互為差動對之二該第二彈簧探針。
3. 如申請專利範圍第1項所述之可同時用於高頻及中低頻訊號測試之探針頭，其中該中導板包含有一設有該等導電接點之多層電路板，該連接電路包含有至少一位於該多層電路板內部之內部線路。
4. 如申請專利範圍第3項所述之可同時用於高頻及中低頻訊號測試之探針頭，其中該連接電路整體為一該內部線路。
5. 如申請專利範圍第3項所述之可同時用於高頻及中低頻訊號測試之探針頭，其中該中導板更包含有一可加工板體，該可加工板體具有一朝向該下導板之安裝面，該多層電路板係固定於該可加工板體之安裝面。
6. 如申請專利範圍第5項所述之可同時用於高頻及中低頻訊號測試之探針頭，其中該可加工板體具有一設於該安裝面之凹槽，該多層電路板具有一朝向該可加工板體的安裝面及凹槽之上表面，該連接電路包含有一設於該多層電路板之上表面且位於該可加工板體的凹槽內之電子元件，以及電性連接於該電子元件且分別與該二導電接點電性連接之二該內部線路。
7. 如申請專利範圍第5項所述之可同時用於高頻及中低頻訊號測試之探針頭，其中該第一彈簧探針係穿過該可加工板體且未穿過該多層電路板。
8. 如申請專利範圍第5項所述之可同時用於高頻及中低頻訊號測試之探針頭，其中該第一彈簧探針係穿過該可加工板體以及該多層電路板。
9. 如申請專利範圍第1項所述之可同時用於高頻及中低頻訊號測試之探針頭，更包含有一設置於該中導板與該下導板之間的定位薄膜，該等第一彈簧探針及第二彈簧探針係分別穿過該定位薄膜之一定位孔。
10. 如申請專利範圍第1項所述之可同時用於高頻及中低頻訊號測試之探針頭，其中該下安裝孔單元包含有一自該下導板之上表面凹陷以形成該連通空間之凹槽，該下安裝孔單元之下安裝孔係貫穿該凹槽一底面與該下導板之下表面。
11. 如申請專利範圍第10項所述之可同時用於高頻及中低頻訊號測試之探針頭，其中該下安裝孔單元之凹槽係呈非圓形，其一最短邊之長度係大於同一該凹槽內之第二彈簧探針的一中心間距與該下安裝孔的一最大直徑之總和。
12. 如申請專利範圍第10項所述之可同時用於高頻及中低頻訊號測試之探針頭，其中該下安裝孔單元之凹槽係呈圓形，其一直徑係大於同一該凹槽內之第二彈簧探針的一中心間距與該下安裝孔的一最大直徑之總和。
13. 如申請專利範圍第10項所述之可同時用於高頻及中低頻訊號測試之探針頭，其中該下導板包含有一下板體，以及一疊設於該下板體之一頂面的上板體，該等下安裝孔係貫穿該下板體之頂面及一底面，該上板體設有一上通孔，該上通孔與該下板體之頂面共同形成該下安裝孔單元之凹槽。
14. 如申請專利範圍第1項所述之可同時用於高頻及中低頻訊號測試之探針頭，其中各該下安裝孔包含有一上區段及一下區段，該連通空間係位於各該下安裝孔之上區段與下區段之間，該上區段係自該下導板之上表面向下延伸至該連通空間，該下區段係自該下導板之下表面向上延伸至該連通空間。
15. 如申請專利範圍第14項所述之可同時用於高頻及中低頻訊號測試之探針頭，其中該下導板包含有依序相疊之一下板體、一中板體及一上板體，各該下安裝孔之上區段及下區段係分別貫穿該上板體及該下板體，該中板體設有一中通孔而於其中形成該連通空間。
16. 如申請專利範圍第15項所述之可同時用於高頻及中低頻訊號測試之探針頭，其中該中通孔係呈非圓形，其一最短邊之長度係大於同一該中通孔內之第二彈簧探針的一中心間距與該下安裝孔的一最大直徑之總和。
17. 如申請專利範圍第15項所述之可同時用於高頻及中低頻訊號測試之探針頭，其中該中通孔係呈圓形，其一直徑係大於同一該中通孔內之第二彈簧探針的一中心間距與該下安裝孔的一最大直徑之總和。
18. 如申請專利範圍第1項所述之可同時用於高頻及中低頻訊號測試之探針頭，其中該探針頭更包含有一穿過該上導板之第三彈簧探針，以及一穿過該下導板之第四彈簧探針，該第三彈簧探針與該第四彈簧探針係透過該中導板內部之另一連接電路而相互電性連接。

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