测试探针及探针座.pdf

本发明公开了一种测试探针及探针座。测试探针包含：管体、第一探针头、第二探针头、第一弹簧与第二弹簧。管体内设有间隔部，将管体的内部区域分为第一容置空间与第二容置空间，其中，第一容置空间包含具有第一弹性系数的第一弹簧，而第二容置空间包含具有第二弹性系数的第二弹簧，第一弹簧的第一弹性系数不相同于第二弹簧的第二弹性系数。第一探针头与第二探针头设置于前述管体的两端，其中，第一探针头的一端连接于上述的第一弹簧，另一端自管体伸出，于进行集成电路元件测试时，与待测的集成电路元件接触；第二探针头的一端连接于上述的第二弹簧，另一端自管体伸出，供与印刷电路板接触。

1.  一种测试探针，供装设于一探针座，以进行集成电路元件的测试，其包含一管体与配置于该管体两端的第一探针头与第二探针头，该第一探针头供与一待测的集成电路元件接触，该第二探针头供与一印刷电路板接触，其特征在于：
该管体的内部一体成形有一间隔部，将该管体的内部区分为第一容置空间与第二容置空间，该第一容置空间包含有第一弹簧，第一弹簧具有第一弹性系数，该第一探针头的一端连接于该第一弹簧，另一端自该管体伸出，该第二容置空间包含有第二弹簧，第二弹簧具有第二弹性系数，该第二探针头的一端连接于该第二弹簧，另一端自该管体伸出，该第一弹性系数不相同于该第二弹性系数，且该第一探针头、第二探针头、管体、第一弹簧与第二弹簧均为导体。

2.  如权利要求1所述的测试探针，其特征在于，该第一弹性系数大于该第二弹性系数。

3.  如权利要求1所述的测试探针，其特征在于，该第一弹性系数小于该第二弹性系数。

4.  如权利要求1所述的测试探针，其特征在于，该第一探针头包含有第一针头，其形状为皇冠状。

5.  如权利要求1所述的测试探针，其特征在于，该第一探针头包含有第一针头，其形状为托球状。

6.  如权利要求1所述的测试探针，其特征在于，该第二探针头包含有第二针头，其形状为皇冠状。

7.  如权利要求1所述的测试探针，其特征在于，该第二探针头包含有第二针头，其形状为托球状。

8.  一种测试探针，供装设于一探针座，以进行集成电路元件的测试，其包含一管体与配置于该管体两端的第一探针头与第二探针头，该第一探针头供与一待测的集成电路元件接触，该第二探针头供与一印刷电路板接触，其特征在于：
该管体的内部设置有一间隔部，将该管体的内部区分为第一容置空间与第二容置空间，该第一容置空间包含有第一弹簧，第一弹簧具有第一弹性系数，该第一探针头的一端连接于该第一弹簧，另一端自该管体伸出，该第二容置空间包含有第二弹簧，第二弹簧具有第二弹性系数，该第二探针头的一端连接于该第二弹簧，另一端自该管体伸出，该第一弹性系数不相同于该第二弹性系数，且该第一探针头、第二探针头、管体、间隔部、第一弹簧与第二弹簧均为导体。

9.  一种探针座，包含有一座体及多个贯穿该座体顶面与底面的穿孔，各穿孔内装设有测试探针，以进行集成电路元件的测试，该测试探针包含一管体与配置于该管体两端的第一探针头与第二探针头，该第一探针头系供与一待测的集成电路元件接触，该第二探针头系供与一印刷电路板接触，其特征在于：该测试探针具有权利要求1至8其中任一项的特征。

10.  如权利要求9所述的探针座，其特征在于，各测试探针与各穿孔为干涉配合。

测试探针及探针座
技术领域
本发明涉及测试探针及探针座，特别是关于一种用于集成电路元件封装测试的测试探针及探针座。
背景技术
在进行集成电路(IC)元件的封装测试时，现有的弹簧式测试探针(pogo pin)在两端的探针头之间设置有一条弹簧作为缓冲，如美国专利第6,046,597号中所揭露。在进行集成电路元件测试时，集成电路元件下压所产生的力经由此弹簧会直接传达至印刷电路板(PCB)或负载板(Load board)。这种弹簧式测试探针的构造极为简单，由于只有一条弹簧，因此弹簧两端的探针头的受力是相同的，亦即集成电路元件的受力与印刷电路板或负载板的受力是相同的。然而，集成电路元件与印刷电路板两者的结构强度与硬度皆不相同，在长时间测试使用之后，常常发现印刷电路板产生应力变形、电性接点(pad)损坏，而需要时常更换，降低了测试效率、增加生产成本。
上述问题的解决方式之一，是使用弹性系数较小的弹簧，使下压力达到底部的印刷电路板时，因下压行程较长，对印刷电路板的瞬间冲击力较小，可减少对印刷电路板的破坏。然而，更换为弹性系数较小的弹簧，则可能使待测集成电路元件的一端因力量不足，造成接触不良的情况，而难以得到良好的测试信号，因而影响测试效果。
美国专利第6,791,345号专利揭露一种设有两种不同特性(property)弹簧的测试探针结构，该两弹簧可向任意方向弯折，以对非在同一个垂直面上的集成电路元件及测试电路板进行测试，然，该专利并未解决上述印刷电路板上应力累积的问题，且该专利中两弹簧间的连接部设计，会导致测试信号的大幅衰减，影响测试的准确性。
因此，如何解决上述现有测试探针的缺点，实为业界的迫切课题。
发明内容
为克服上述缺点，本发明提供一种测试探针，供装设于探针座，以进行集成电路元件的测试，其包含：管体、第一探针头、第二探针头、第一弹簧、与第二弹簧。管体内设有间隔部，将管体的内部区域分为第一容置空间与第二容置空间，其中，第一容置空间包含具有第一弹性系数的第一弹簧，而第二容置空间包含具有第二弹性系数的第二弹簧。第一探针头与第二探针头设置于前述管体的两端，进行集成电路元件测试时，第一探针头供与待测的集成电路元件接触，第二探针头供与印刷电路板接触，其中，第一探针头的一端连接于上述的第一弹簧，另一端自管体伸出；第二探针头的一端连接于上述的第二弹簧，另一端自管体伸出。上述第一弹簧的第一弹性系数不相同于第二弹簧的第二弹性系数。
因此，本发明的主要目的在于提供一种测试探针，其测试探针内部具有不同弹性系数的第一弹簧与第二弹簧并由间隔部隔开，因此测试探针两端的探针头在相同的施力/受力状况下，可以提供不同的压缩行程，以方便集成电路元件测试时使用。
本发明的次要目的在于提供一种测试探针，其测试探针内部具有不同弹性系数的第一弹簧与第二弹簧并由间隔部隔开，因此测试探针两端的探针头在相同的压缩行程下，可以提供不同的施力/受力状态，以方便集成电路元件测试时使用。
本发明的再一目的在于提供一种测试探针，当进行集成电路元件测试时，测试探针对于集成电路元件与印刷电路板两端可提供不对称式的施力/受力模式，可避免冲击力过大而导致印刷电路板的损坏。
本发明亦提供一种探针座，包含有一个座体及多个贯穿座体顶面与底面的穿孔，各穿孔内装设有测试探针，以进行集成电路元件的测试。测试探针包含：管体、第一探针头、第二探针头、第一弹簧与第二弹簧。管体的外部与穿孔为干涉配合，使管体固设于穿孔内。管体内进一步设有间隔部，将管体的内部区域分为第一容置空间与第二容置空间，其中，第一容置空间包含具有第一弹性系数的第一弹簧，而第二容置空间包含具有第二弹性系数的第二弹簧。第一探针头与第二探针头设置于前述管体的两端，进行集成电路元件测试时，第一探针头供与待测的集成电路元件接触，第二探针头供与印刷电路板接触，其中，第一探针头的一端连接于上述的第一弹簧，另一端自管体伸出；第二探针头的一端连接于上述的第二弹簧，另一端自管体伸出。上述第一弹簧的第一弹性系数不相同于第二弹簧的第二弹性系数。
因此，本发明的另一目的在于提供一种探针座，其中所使用的测试探针内部具有不同弹性系数的第一弹簧与第二弹簧并由间隔部隔开，因此测试探针两端的探针头在相同的施力/受力状况下，可以提供不同的压缩行程，以方便集成电路元件测试时使用。
本发明的另一目的在于提供一种探针座，其中所使用的测试探针内部具有不同弹性系数的第一弹簧与第二弹簧并由间隔部隔开，因此测试探针两端的探针头在相同的压缩行程下，可以提供不同的施力/受力状态，以方便集成电路元件测试时使用。
本发明的另一目的在于提供一种探针座，当进行集成电路元件测试时，其中所使用的测试探针对于集成电路元件与印刷电路板两端可提供不对称式的施力/受力模式，可避免因冲击力过大而导致印刷电路板的损坏。
附图说明
图1，为本发明第一较佳实施例的测试探针示意图；
图2A，为本发明第二较佳实施例的探针座的示意图；
图2B，为本发明第二较佳实施例的局部放大示意图。
【主要元件符号说明】
测试探针            1
管体                10
第一容置空间        101
第二容置空间        102
间隔部              103
第一探针头          11
第一针头            111
第二探针头          12
第二针头            121
第一弹簧            13
第二弹簧            14
探针座              2
座体                21
座体顶面            211
座体底面            212
穿孔                213
待测的集成电路元件  3
印刷电路板          4
具体实施方式
本发明揭露一种测试探针及探针座，其中利用到的集成电路元件基本测试程序及测试原理，均属于该领域具有专业知识的人士所能轻易理解者，故以下文中的说明，不再作完整描述。而以下文中所对照的图式，是表达与本发明特征有关的结构示意，并未亦不需要依据实际尺寸完整绘制，在先叙明。
请参考图1，为本发明第一较佳实施例的测试探针示意图。测试探针1包含有：管体10、第一探针头11、第二探针头12、第一弹簧13、与第二弹簧14。管体10内设有间隔部103，将管体10的内部区域分为第一容置空间101与第二容置空间102，其中，第一容置空间101包含具有第一弹性系数K1的第一弹簧13，而第二容置空间102包含具有第二弹性系数K2的第二弹簧14。间隔部103具有导电性，并分别与第一弹簧13、第二弹簧14有电性连接，以供测试信号通过。考虑导电效果，间隔部103与管体10以一体成形为佳；考虑制造的难度，间隔部103亦可以单独元件的型态设置于管体10的内部。
请继续参考图1。第一探针头11与第二探针头12设置于管体10的两端，当进行集成电路元件测试时，第一探针头11供与待测的集成电路元件3接触，第二探针头12供与印刷电路板4接触，其中，第一探针头11的一端连接于第一弹簧13，另一端自管体10伸出；第二探针头12的一端连接于上述的第二弹簧14，另一端自管体10伸出。第一探针头11进一步包含第一针头111，其可视待测的集成电路元件3的测试需求任意更换，形状可为皇冠状或托球状。第二探针头12亦进一步包含第二针头121，其形状可为皇冠状或是托球状。
上述第一弹簧13的第一弹性系数K1不相同于第二弹簧14的第二弹性系数K2，其设计的目的解释如下。有关弹簧所受外力与变形量具有下列关系式：
F＝K·X…………………………………………………………(1)
其中，F：弹簧所受的外力，K：弹性系数，X：弹簧的变形量。
当进行集成电路元件测试时，第一弹簧13所受的外力为F1，造成第一弹簧13的变形量为X1，且第一弹簧13具有第一弹性系数K1。将前述三变数代入式(1)后，F1与K1、X1的关系式则如下表示：
F1＝K1·X1
又，于此同时，第二弹簧14所受外力为F2，造成第二弹簧14产生大小为X2的变形量，且第二弹簧14具有弹性系数K2。将前述三变数代入式(1)后，F2与K2、X2的关系式则如下表示：
F2＝K2·X2
第一弹簧13所受的外力F1为集成电路元件3对测试探针1所产生的作用力，而第二弹簧14所受的外力F2则为测试探针1对印刷电路板4所产生的作用力。因为测试探针1的管体10固设(或干涉配合)于探针座，不会移动，在集成电路元件测试时，集成电路元件3、测试探针1与印刷电路板4达成静力平衡，F1＝F2，亦即K1·X1＝K2·X2。
设若：
K1(第一弹簧13的第一弹性系数)＞K2(第二弹簧14的第二弹性系数)
则
X1(第一弹簧13的变形量)＜X2(第二弹簧14的变形量)
由于X2大于X1，亦即第二弹簧14较第一弹簧13具有较长的下压行程，故进行集成电路元件3测试时，测试探针1对印刷电路板4的瞬间冲击力较小，进而延长印刷电路板4的使用寿命。
由上可推知，在测试不同的集成电路元件时，可依测试情况不同，选用不同的弹力系数的第一弹簧13，而印刷电路板4端的第二弹簧14则可使用固定弹性系数的弹簧即可。
本发明若使用在待测集成电路元件3端需要较小的瞬间冲击力的测试装置时，可选用第一弹性系数K1小于第二弹性系数K2的弹簧，以达成上述功效。
本发明除提供上述第一较佳实施例的测试探针之外，亦提供一种包含测试探针的探针座，其中测试探针的特征构造与上述第一较佳实施例大致相同，故在此不再赘述，以下仅就第二较佳实施例的特征加以说明。
请参考图2A，为本发明第二较佳实施例的探针座的示意图。探针座2包含有座体21、多个贯穿座体顶面211与底面212的穿孔213，各穿孔内装设有测试探针1，以进行集成电路元件的测试。请参考图2B，测试探针1所具有的元件及其特征结构均与第一较佳实施例相同，主要包含：管体10、第一探针头11、第二探针头12、第一弹簧13、与第二弹簧14。管体10与穿孔213为干涉配合，使管体10可固设于穿孔213内，其中，测试探针1的数目及配置方式可视测试需求加以调整。测试探针1的第一探针头11所具有的第一针头111外露于座体顶面211之外，以供与待测集成电路元件(未图标)接触；第二探针头12所具有的第二针头121则外露于座体底面212之外，以供与印刷电路板(未图标)接触。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的申请专利权利；以上的描述对于本技术领域的具有通常知识者应可以明了及实施，因此，其它未脱离本发明所揭示的精神下所完成的等效改变与修饰，均应包含在本发明的申请范围。