電流施加裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種電流施加裝置，其在被施加了異常時的大電流的情況下，接觸電極先被破壞。探測器裝置（1）將與功率半導(dǎo)體（100）的表面（100f）接觸而施加電流的接觸體（2）和按壓接觸體（2）的按壓體組件（3）串聯(lián)連接，向功率半導(dǎo)體（100）施加電流，且構(gòu)成為：在被施加于按壓體組件（3）的按壓體功率I2·R1小于耐受功率W1時，被施加于接觸體（2）的接觸體功率I2·R2大于耐受功率W2。
【專利說明】電流施加裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及向半導(dǎo)體施加電流的電流施加裝置。尤其是，涉及在需要施加大電流 的功率半導(dǎo)體的檢查中使用的電流施加裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 以往，已知有與將探頭的前端與半導(dǎo)體抵接而進(jìn)行通電的大電流用探針相關(guān)的技 術(shù)(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。在專利文獻(xiàn)1中公開的技術(shù)中，探針具有：抵接部件，其形成有 多個通電用的接觸部并分散配置；頂桿，其由棒狀的導(dǎo)電體構(gòu)成，在前端安裝有抵接部件， 且后端與電線端部連接；以及盤簧，其對頂桿施力，使抵接部件與半導(dǎo)體抵接。并且，抵接部 件的周緣部放射狀地進(jìn)行分支而成為接觸部，抵接部件的中央部通過緊固具而被固定于頂 桿，接觸部延伸到比凹陷的內(nèi)周緣更靠外周側(cè)的位置，其中，所述緊固具在頂桿的前端面的 凹陷中插入到緊固具貫穿孔中。
[0003] 根據(jù)該專利文獻(xiàn)1的技術(shù)，在抵接部件的接觸部與半導(dǎo)體抵接時，會以凹陷的內(nèi) 周緣為支承點(diǎn)而像蹺蹺板一樣搖動。進(jìn)而，在搖動時，由于抵接部件的接觸部的靠中央部的 部分的變形，接觸壓力的變動被緩和，即使在半導(dǎo)體的表面的探針抵接部位存在少許凹凸 或起伏，抵接部件的多數(shù)接觸部與半導(dǎo)體的表面的接觸狀態(tài)也保持穩(wěn)定。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005] 專利文獻(xiàn)
[0006] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開2011 - 137791號公報
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007] 然而，在探測器裝置中，考慮與半導(dǎo)體的表面接觸的接觸電極用后即拋。在該探測 器裝置被施加了異常時的大電流的情況下，期待的是，接觸電極比探測器裝置先被破壞，被 破壞的接觸電極切斷電流，保護(hù)探測器裝置避免大電流。
[0008] 本發(fā)明用于解決上述問題，其目的在于，提供一種電流施加裝置，該電流施加裝置 在被施加了異常時的大電流的情況下，接觸電極先被破壞。
[0009] (1)一種電流施加裝置(例如，后述的探測器裝置1 )，其特征在于，該電流施加裝置 將與半導(dǎo)體(例如，后述的功率半導(dǎo)體100)的表面接觸而施加電流的接觸電極(例如，后述 的接觸體2)和按壓所述接觸電極的按壓體(例如，后述的按壓體組件3)串聯(lián)連接，來向所 述半導(dǎo)體施加電流，其特征在于，該電流施加裝置構(gòu)成為：在被施加于所述按壓體的按壓體 功率(例如，后述的按壓體功率I 2 · Ri)小于所述按壓體的耐受功率(例如，后述的耐受功率 WJ時，被施加于所述接觸電極的接觸電極功率(例如，后述的接觸體功率I2 · R2)大于所述 接觸電極的耐受功率(例如，后述的耐受功率w2)。
[0010] 根據(jù)（1)的發(fā)明，在將接觸電極和按壓體串聯(lián)連接來向半導(dǎo)體施加電流的電流施 加裝置被施加了異常時的大電流的情況下，按壓體功率小于按壓體的耐受功率，被施加于 與接觸電極的半導(dǎo)體接觸的表面的接觸電極功率大于該表面的耐受功率。 toon] 此處，接觸電極廉價且制造容易，適合于用后即丟。另一方面，按壓體價格高且制 造困難，需要確保耐久性，在被施加了異常時的大電流而被焦耳熱破壞的情況下，需要修 理。
[0012] 在本發(fā)明中，在電流施加裝置被施加了異常時的大電流的情況下，接觸電極比按 壓體先被破壞。進(jìn)而，被破壞的接觸電極切斷異常時的大電流，保護(hù)按壓體避免大電流。由 此，能夠在不修理按壓體的情況下使用到壽命期限。
[0013] (2)在（1)所述的電流施加裝置中，其特征在于，所述電流施加裝置構(gòu)成為：所述 按壓體功率是根據(jù)所述按壓體自身的電阻(例如，后述的R n)和所述按壓體與所述接觸電極 之間的接觸電阻(例如，后述的R12)來計算的，所述接觸電極功率是根據(jù)所述接觸電極自身 的電阻(例如，后述的r 21 )和所述接觸電極與所述半導(dǎo)體之間的接觸電阻(例如，后述的r22) 來計算的，在被施加于所述按壓體的按壓體功率小于所述按壓體的耐受功率時，被施加于 所述接觸電極的接觸電極功率大于所述接觸電極的耐受功率。
[0014] 根據(jù)（2)的發(fā)明，按壓體功率是根據(jù)按壓體自身的電阻和按壓體與接觸電極之間 的接觸電阻來計算的，接觸電極功率是根據(jù)接觸電極自身的電阻和接觸電極與半導(dǎo)體之間 的接觸電阻來計算的。并且，能夠計算出比按壓體的耐受功率小的按壓體功率和比接觸電 極的表面的耐受功率大的接觸電極功率。由此，能夠構(gòu)成如下關(guān)系：在電流施加裝置被施加 了異常時的大電流的情況下，按壓體功率小于按壓體的耐受功率，被施加于與半導(dǎo)體接觸 的一側(cè)的接觸電極的表面的接觸電極功率大于該表面的耐受功率。
[0015] (3 )在（1)或（2 )所述的電流施加裝置中，所述按壓體具有多個彈性體(例如，后述 的按壓針31)，被施加于所述按壓體的按壓體功率(例如，后述的按壓體功率I 2 · RJ小于所 述按壓體的耐受功率(例如，后述的耐受功率A )的關(guān)系，是被施加于多個所述彈性體的全 體中的1個所述彈性體的彈性體功率(例如，后述的按壓針功率（I/NJ 2 · (Rn + R12))小于 1個所述彈性體的耐受功率(例如，后述的耐受功率Wn)的關(guān)系。
[0016] 根據(jù)（3)的發(fā)明，將按壓體的按壓體功率與耐受功率之間的關(guān)系置換為多個彈性 體的全體中的1個彈性體的彈性體功率與耐受功率之間的關(guān)系，能夠容易地將該關(guān)系對應(yīng) 于1個彈性體這樣的構(gòu)成要素單位而進(jìn)行設(shè)計。
[0017] 根據(jù)本発明，提供一種電流施加裝置，其在被施加了異常時的大電流的情況下，接 觸電極先被破壞。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018] 圖1是示出本發(fā)明的實施方式的探測器裝置的概略結(jié)構(gòu)的立體圖，圖1的（a)是 分解圖，圖1的（b)是整體圖。
[0019] 圖2是上述實施方式的探測器裝置的圖1的（b)的AA剖視圖。
[0020] 圖3是示出與上述實施方式的探測器裝置的各結(jié)構(gòu)對應(yīng)的電阻值的圖，圖3的（a) 是結(jié)構(gòu)圖，圖3的（b)是電路圖。
[0021] 圖4是示出上述實施方式的探測器裝置被施加了異常時的大電流的情況(殼體1) 的圖，圖4的（a)是狀態(tài)圖，圖4的（b)是電路圖。
[0022] 圖5是示出上述實施方式的探測器裝置被施加了異常時的大電流的情況(殼體2) 的圖，圖5的（a)是狀態(tài)圖，圖5的（b)電路圖。
【具體實施方式】
[0023] 以下，說明本發(fā)明的實施方式。
[0024] 圖1是示出作為本發(fā)明的實施方式的電流施加裝置的探測器裝置1的概略結(jié)構(gòu)的 立體圖，圖1的（a)是分解圖，圖1的（b)是整體圖。圖2是本實施方式的探測器裝置1的 圖1的（a)的AA剖視圖。在圖1的（b)的AA截面中，為了易于理解探測器裝置1的截面結(jié) 構(gòu)而在中途變更了截面位置。
[0025] 圖1所示的探測器裝置1被應(yīng)用于半導(dǎo)體檢查裝置，該半導(dǎo)體檢查裝置用于檢查 在400A?2000A的大電流開關(guān)中使用的功率半導(dǎo)體（IGBT、M0S、二極管等）100,探測器裝 置1壓接于功率半導(dǎo)體Η并施加大電流。
[0026] 探測器裝置1具有接觸體2、按壓體組件3、絕緣板4、固定罩5和基體6。
[0027] 如圖1所示，接觸體2為圓盤狀，在中央處具有四邊形的接觸部21，該接觸部21比 四邊形的功率半導(dǎo)體100小一圈，并朝功率半導(dǎo)體100側(cè)突出。接觸體2由鎳構(gòu)成。接觸 體2廉價且容易制造，適合于用后即丟。
[0028] 在接觸體2的接觸部21旁邊，具有1個在接觸體2的厚度方向上貫通接觸體2的 定位用孔22,該定位用孔22供定位棒71貫穿。此外，接觸體2的定位用孔22的口徑比定 位棒71的外徑大出具有規(guī)定的間隙的程度，使得不會限制后述的接觸體2的接觸部21的 表面21f與功率半導(dǎo)體100的表面100f的平行度的調(diào)整。
[0029] 接觸體2在相對于接觸部21而與定位用孔22相反的一側(cè)具有在接觸體2的厚度 方向上貫通接觸體2的第1信號針用孔23和第2信號針用孔24這兩個孔，它們分別供第 1信號針32和第2信號針33貫穿。
[0030] 接觸部21具有與功率半導(dǎo)體100進(jìn)行面接觸的表面21f。表面21f具有多個微小 突起25,多個微小突起25僅被插入功率半導(dǎo)體100的表層的表面電極層。多個微小突起 25為相同結(jié)構(gòu)。接觸部21具有多個微小突起25,表面21f與多個微小突起25相比，具有 寬闊的平坦面。
[0031] 多個微小突起25通過電鑄形成為小于功率半導(dǎo)體100的表面電極層的層厚即小 于大約10 μ ΠΚ且大于形成于表面電極層的表面的氧化膜的膜厚即大于大約0. 1 μ m的高 度。多個微小突起25為相等的形狀。
[0032] 圖3是示出與本實施方式的探測器裝置1的各結(jié)構(gòu)對應(yīng)的電阻值的圖，圖3的（a) 是結(jié)構(gòu)圖，圖3的（b)是電路圖。
[0033] 如圖3所示，接觸體2具有耐受功率W21和作為內(nèi)部的電阻的電阻值R21。并構(gòu)成 為：在設(shè)電流值I為異常時流過探測器裝置1的電流值時，接觸體內(nèi)部功率I 2 · R21小于耐 受功率W21的關(guān)系（I2 · R21 < W21)成立。
[0034] 多個微小突起25分別具有耐受功率W22和作為與功率半導(dǎo)體100的表面100f的 接觸電阻的電阻值R 22。微小突起25被設(shè)置了 N2 = 100個。并且，多個微小突起25的每一 個都同樣構(gòu)成為：在設(shè)電流值I為異常時流過探測器裝置1的電流值時，施加于1個微小突 起25的突起功率（I/N 2)2 · R22大于1個微小突起25的耐受功率W22的關(guān)系（（I/N2) 2 · R22 > W22)成立。即，多個微小突起25的每一個分別構(gòu)成為：如果電流值I/N2流過1個微小突 起25,則微小突起25和與其接觸的功率半導(dǎo)體100的表面100f因為焦耳熱而被破壞。
[0035] 為了使上述（I/N2)2 · R22 > W22的關(guān)系成立，在本實施方式中，降低多個微小突起 25各自的耐受功率W22。即，減少形成于接觸體2的微小突起25的數(shù)量，增大對1個微小突 起25的電流量。此外，將多個微小突起25的各自的材質(zhì)或者鍍層變更為高電阻材料來增 大接觸電阻，或者使多個微小突起25的各自的前端變圓，使接觸不穩(wěn)定化，來增大多個微 小突起25的各自的接觸電阻。
[0036] 接觸體2整體具有耐受功率W2和電阻值R2，其中，耐受功率W 2包含接觸體2自身 的耐受功率W21和多個微小突起25的耐受功率N2 X W22，電阻值R2包含接觸體2自身的電阻 值R21和作為多個微小突起25與功率半導(dǎo)體100的表面100f的接觸電阻的電阻值R 22/N2。 艮P，電阻值R2為R2 = R21 + R22/N2。并且，接觸體2整體構(gòu)成如下關(guān)系：在設(shè)電流值I為異 常時流過探測器裝置1的電流值時，施加于接觸體2的接觸體功率I 2 · R2大于接觸體2的 耐受功率^ (I2 *R2 > W2)。S卩，接觸體2整體的I2 *R2 > W2的關(guān)系可以置換為多個微小突 起25的各自的（I/N2) 2 · R22 > W22的關(guān)系。由此，能夠容易地將接觸體2整體的I2 · R2 > W2的關(guān)系對應(yīng)于1個微小突起25這樣的構(gòu)成要素單位而進(jìn)行設(shè)計。
[0037] 此處，接觸體功率I2*R2是基于接觸體2自身的電阻值R 21和作為多個微小突起25 與功率半導(dǎo)體1〇〇的表面l〇〇f的接觸電阻的電阻值R22/N 2，根據(jù)接觸體內(nèi)部功率I2 *R21和 將施加于1個微小突起25的突起功率（I/N2)2 *R22乘以微小突起25的數(shù)量N2而得到的功 率的總和來計算的。
[0038] 此外，R21為大約0. Ιι?Ω?ΙπιΩ的電阻值。R22為大約80ι?Ω的電阻值。W22為大 約20W的耐受功率。N 2為100個。
[0039] 如圖2所示，按壓體組件3具有多個按壓針31、第1信號針32、第2信號針33和 殼體34。按壓體組件3價格高且制造困難，需要確保耐久性，在被施加了異常時的大電流而 被焦耳熱破壞的情況下，需要進(jìn)行修理。
[0040] 多個按壓針31分別為棒狀，并具有導(dǎo)電性。多個按壓針31的各自的前端31t和 后端31b形成為半球狀，以降低摩擦阻力。多個按壓針31的各自的中央部具有反彈的彈簧 部31c。按壓針31的彈簧部31c的外徑大于按壓針31的彈簧部31c以外的棒狀的前端部 31s和后端部的外徑。多個按壓針31為相同結(jié)構(gòu)。
[0041] 按壓針31利用從殼體34突出的前端31t與接觸體2的背面2b接觸，且其接觸位 置能夠移動。按壓針31在接觸體2的背面2b沿平面方向等間隔地排列，對接觸體2的多 個分區(qū)分別施加按壓力F。
[0042] 按壓針31能夠通過從殼體34突出的后端31b與基體6的按壓針用電極61的表 面61f接觸，從基體6的按壓針用電極61流入第2電流。
[0043] 如圖3所示，多個按壓針31的每一個分別具有耐受功率Wn、作為內(nèi)部電阻的電阻 值R n以及作為前端31t與接觸體2的背面2b的接觸電阻的電阻值R12。按壓針31被設(shè)置 有隊=330根。而且，多個按壓針31的每一個分別同樣構(gòu)成為：在設(shè)電流值I為異常時流 過探測器裝置1的電流值時，按壓針功率（1/隊) 2 *(Rn + R12)小于耐受功率Wn的關(guān)系（（1/ K)2 · (Rn + R12) < Wn)成立。即，多個按壓針31的每一個分別構(gòu)成為：即使電流值1/隊 流過1個按壓針31，按壓針31也不會被焦耳熱破壞。
[0044] 為了使上述αΜ)2·^ + R12) <Wn的關(guān)系成立，在本實施方式中，增大了按壓 針31的耐受功率Wn。即，增加按壓針31的數(shù)量，減小對1個按壓針的電流量。此外，將按 壓針31的材質(zhì)或者前端31t的鍍層變更為低電阻材料來減小接觸電阻，或者使按壓針31 的前端31t的半球狀變得尖銳，使接觸穩(wěn)定化，來減小按壓針31與接觸體2的接觸電阻。
[0045] 具有多個按壓針31的按壓體組件3具有耐受功率％和電阻值&，其中，耐受功率 Wi包含多個按壓針31的耐受功率NiXWn，電阻值札包含多個按壓針31的電阻值RuM和 作為多個按壓針31的前端31t與接觸體2的背面2b的接觸電阻的電阻值R 12/Ni。S卩，電阻 值札為札=(Rn +札2)/隊。并且，按壓體組件3構(gòu)成如下關(guān)系：在設(shè)電流值I為異常時流 過探測器裝置1的電流值時，施加于按壓體組件3的按壓體功率I 2 · &小于按壓體組件3 的耐受功率A，S卩（I2 · & < WP。即，按壓體組件3的I2 · & < Wi的關(guān)系能夠與多個按壓 針31的各自的（I/X) 2 · (Rn + R12) < Wn的關(guān)系進(jìn)行置換。由此，能夠容易將按壓體組件 3的I2 · & < Wi的關(guān)系對應(yīng)于1個按壓針31這樣的構(gòu)成要素單位而進(jìn)行設(shè)計。
[0046] 此處，按壓體功率I2 ·&是基于多個按壓針31的電阻值RuM和作為多個按壓針 31的前端31t與接觸體2的背面2b的接觸電阻的電阻值'/Κ，根據(jù)將按壓針功率（I/X) 2 · (Rn + R12)乘以按壓針的數(shù)量K而得到的功率來計算的。
[0047] 此外，Rn + R12為大約40πιΩ的電阻值。Wn為大約4W的耐受功率。隊為330根。
[0048] 如圖2所示，第1信號針32為棒狀，并具有導(dǎo)電性。第1信號針32的前端32t和 后端32b形成為半球狀，以降低摩擦阻力。第1信號針32的中央部具有反彈的彈簧部32c。 第1信號針32的彈簧部32c的外徑大于第1信號針32的彈簧部32c以外的棒狀的前端部 32s和后端部的外徑。第1信號針32的彈簧部32c的前端側(cè)的棒狀的前端部32s的長度大 于按壓針31的棒狀的前端部31s的長度。
[0049] 第1信號針32向功率半導(dǎo)體100輸入與功率半導(dǎo)體100的發(fā)射極對應(yīng)的第1電 流。
[0050] 第1信號針32利用從殼體34突出的前端32t與功率半導(dǎo)體100的表面100f接 觸，且其接觸位置能夠移動。
[0051] 第1信號針32能夠利用從殼體34突出的后端32b與基體6的第1信號針用電極 62的表面62f接觸，來傳遞基體6的第1信號針用電極62的電信號。
[0052] 第2信號針33與第1信號針32為相同結(jié)構(gòu)。第2信號針33的彈簧部33c的前 端側(cè)的棒狀的前端部33s的長度大于按壓針31的棒狀的前端部31s的長度，小于第1信號 針32的棒狀的前端部32s的長度。
[0053] 第2信號針33向功率半導(dǎo)體100輸入與功率半導(dǎo)體100的柵極對應(yīng)的、對功率半 導(dǎo)體100的導(dǎo)通/截止進(jìn)行控制的控制信號。
[0054] 第2信號針33利用從殼體34突出的前端33t與功率半導(dǎo)體100的表面100f接 觸，且其接觸位置能夠移動。
[0055] 第2信號針33能夠利用從殼體34突出的后端33b與基體6的第2信號針用電極 63的表面63f接觸，來傳遞基體6的第2信號針用電極63的電信號。
[0056] 如圖2所示，探測器裝置1的第1信號針32的前端32t最突出，第2信號針33的 前端33t所突出的程度在第1信號針32的前端32t之后，接觸體2的接觸部21的表面21f 所突出的程度在第1信號針32的前端32t和第2信號針33的前端33t之后。
[0057] 殼體34由圖2所示的作為一對圓板材的兩個殼體部件34a、34b構(gòu)成，具有多個按 壓針用孔341、第1信號針用孔342和第2信號針用孔343。
[0058] 關(guān)于多個按壓針31、第1信號針32和第2信號針33,在將殼體34分為兩部分而 成的1個殼體部件34a上，通過將各針31、32、33的彈簧部31c、32c、33c收納于各孔341、 342、343的彈簧部用的空洞部而將各針31、32、33配置于殼體部件34a，然后合并兩個殼體 部件34a、34b進(jìn)行一體化，由此構(gòu)成按壓體組件3。
[0059] 如圖1所示，殼體34在多個按壓針用孔341的周圍，具有1個定位用孔344和兩 個固定用孔345,其中，定位用孔344為讓定位棒71貫穿而在殼體34的厚度方向上貫通，固 定用孔345為讓固定螺栓72貫穿而在殼體34的厚度方向上貫通。固定用孔345具有收納 固定螺栓72的頭部的收納部，兩個固定用孔345在通過殼體34的中心點(diǎn)的直線上隔著多 個按壓針用孔341而間隔開地配置。
[0060] 殼體34在前端側(cè)的表面具有環(huán)狀凸部34c，其中，該環(huán)狀凸部34c為引導(dǎo)接觸體2 的外周而朝功率半導(dǎo)體100側(cè)突出。環(huán)狀凸部34c能夠?qū)⒔佑|體2收納在內(nèi)側(cè)，且內(nèi)周面 平緩地限制接觸體2的移動。
[0061] 殼體34在外周面具有螺紋部34d。
[0062] 如圖2所示，多個按壓針用孔341在與接觸體2的接觸部21相同的范圍內(nèi)，沿平 面方向等間隔地排列。多個按壓針用孔341的每一個分別在殼體34的厚度方向貫通，供按 壓針31配置。即，按壓針用孔341的中央部形成為與按壓針31的彈簧部31c的大小對應(yīng) 的內(nèi)徑比其它部分大的空洞部，通過將按壓針31的彈簧部31c收納于該空洞部，將按壓針 31配置于按壓針用孔341。收納于按壓針用孔341的按壓針31經(jīng)由貫穿按壓針用孔341 的棒狀的前端部31s和后端部，使前端31t和后端31b朝殼體34的外側(cè)突出。優(yōu)選的是， 多個按壓針用孔341中的每一個都形成為其內(nèi)表面平滑，使得按壓針31能夠順暢地在按壓 針用孔341內(nèi)進(jìn)行移動。
[0063] 在多個按壓針用孔341的相鄰區(qū)域，形成有1個第1信號針用孔342。第1信號針 用孔342在殼體34的厚度方向上貫通，供第1信號針32配置。即，第1信號針用孔342的 中央部形成為與第1信號針32的彈簧部32c的大小對應(yīng)的、內(nèi)徑比其它部分大的空洞部， 通過將第1信號針32的彈簧部32c收納在該空洞部中，將第1信號針32配置于第1信號 針用孔342。收納于第1信號針用孔342的第1信號針32經(jīng)由貫穿第1信號針用孔342的 棒狀的前端部32s和后端部，使前端32t和后端32b向殼體34的外側(cè)突出。優(yōu)選的是，多 個第1信號針用孔342中的每一個都形成為其內(nèi)表面平滑，使得第1信號針32能夠在第1 信號針用孔342內(nèi)順暢地移動。
[0064] 在多個按壓針用孔341的相鄰區(qū)域，與第1信號針用孔342并排地形成1個第2 信號針用孔343。第2信號針用孔343與第1信號針用孔342為相同結(jié)構(gòu)。
[0065] 如圖1所示，絕緣板4為圓盤狀，由絕緣部件構(gòu)成，在組裝出探測器裝置1時，位于 探測器裝置1的前端。
[0066] 絕緣板4在中央具有開口 41。絕緣板4覆蓋接觸體2的接觸部21的周圍表面2f， 另一方面，使接觸體2的接觸部21通過開口 41而向功率半導(dǎo)體100側(cè)突出。
[0067] 絕緣板4在開口 41的旁邊，具有供第1信號針32和第2信號針33分別貫穿的第 1信號針用孔42和第2信號針用孔43。
[0068] 如圖1所示，固定罩5為環(huán)狀部件，具有圓環(huán)部5a和圓筒部5b。圓環(huán)部5a在內(nèi)側(cè) 具有孔51，孔51的直徑比絕緣板4的外徑小且比絕緣板4的開口 41大。圓筒部5b從圓環(huán) 部5a朝基體6方向延伸，在內(nèi)周面具有螺紋部5c。形成于固定罩5的圓筒部5b的內(nèi)周面 的螺紋部5c與形成于按壓體組件3的殼體34的外周面的螺紋部34d進(jìn)行螺紋結(jié)合。
[0069] 如圖2所示，基體6為直徑與固定罩5相同的圓盤狀。基體6具有按壓針用電極 61、第1信號針用電極62和第2信號針用電極63。
[0070] 按壓針用電極61形成在多個按壓針31的后端31b突出的范圍內(nèi)，并與第2電流 的電流提供源64連接。按壓針用電極61的表面61f形成為平滑，在組裝出探測器裝置1 時，表面61f與多個按壓針31的后端31b接觸。
[0071] 第1信號針用電極62形成在第1信號針32的后端32b突出的位置，與提供第1 電流且接地的第1信號電路65連接。第1信號針用電極62的表面62f形成為平滑，在組 裝出探測器裝置1時，表面62f與第1信號針32的后端32b接觸。
[0072] 第2信號針用電極63形成在第2信號針33的后端33b突出的位置，與提供控制 信號的第2信號電路66連接。第2信號針用電極63的表面63f形成為平滑，在組裝出探 測器裝置1時，表面63f與第2信號針33的后端33b接觸。
[0073] 在基體6的內(nèi)部，按壓針用電極61、第1信號針用電極62和第2信號針用電極63 分別隔著絕緣部件67而被分隔為相互不導(dǎo)通。
[0074] 如圖1所示，基體6具有供定位棒71貫穿的1個定位用孔68和供固定螺栓72固 定的兩個固定用孔69。固定用孔69構(gòu)成與固定螺栓72的螺紋部進(jìn)行螺紋結(jié)合的螺紋孔。
[0075] 探測器裝置1是使用1根定位棒71和2根固定螺栓72對固定罩5進(jìn)行安裝而組 裝出的。
[0076] 具體而言，使按壓體組件3位于基體6上，將定位棒71貫穿按壓體組件3的定位用 孔344,并貫穿基體6的定位用孔68。此外，將固定螺栓72貫穿按壓體組件3的固定用孔 345,并貫穿基體6的固定用孔69。由此，規(guī)定了基體6與按壓體組件3之間的位置關(guān)系。
[0077] 接下來，將固定螺栓72與基體6的固定用孔69進(jìn)行螺紋結(jié)合，將按壓體組件3固 定于基體6。在該狀態(tài)下，定位棒71的前端從按壓體組件3的表面突出。通過將該突出的 定位棒71的前端貫穿接觸體2的定位用孔22,將接觸體2配置在殼體34的環(huán)狀凸部34c 的內(nèi)側(cè)，由此平緩地對接觸體2進(jìn)行定位。此時，接觸體2的背面2b與按壓體組件3的突 出的按壓針31的前端31t接觸。接觸體2即使在已被定位的狀態(tài)下，也能夠移動。
[0078] 進(jìn)而，使絕緣板4覆蓋接觸體2,在該狀態(tài)下，使形成于固定罩5的圓筒部5b的內(nèi) 周面的螺紋部5c與形成于按壓體組件3的外周面的螺紋部34d進(jìn)行螺紋結(jié)合，將固定罩5 固定于按壓體組件3。此時，沿基體6的方向?qū)⒔佑|體2的表面2f按壓于固定罩5的圓環(huán) 部5a，并且，從按壓針31的前端31t朝與固定罩5的按壓方向相反的方向按壓接觸體2的 背面2b。
[0079] 此外，當(dāng)在半導(dǎo)體檢查中檢測出功率半導(dǎo)體100異常時，接觸體2被破壞。因此， 接觸體2的更換頻度與其它部件不同。在探測器裝置1中，與上述說明的探測器裝置1的 組裝相反，僅通過使形成于固定罩5的圓筒部5b的內(nèi)周面的螺紋部5c相對于形成在按壓 體組件3的外周面的螺紋部34d變松，取下固定罩5,即可更換接觸體2。
[0080] 接下來，對功率半導(dǎo)體100進(jìn)行說明。
[0081] 功率半導(dǎo)體100是在400A?2000A的大電流開關(guān)中使用的IGBT、M0S、二極管等。 功率半導(dǎo)體1〇〇被配置在未圖示的載置臺上。載置臺與未圖示的缸連接，缸將載置臺上的 功率半導(dǎo)體100按壓于探測器裝置1。
[0082] 接下來，對使用探測器裝置1來進(jìn)行的功率半導(dǎo)體100的檢查進(jìn)行說明。
[0083] 最初，探測器裝置1為從功率半導(dǎo)體100離開的待機(jī)狀態(tài)。
[0084] 在檢查開始后，載置有功率半導(dǎo)體100的載置臺首先通過缸而朝探測器裝置1的 方向前進(jìn)。
[0085] 隨著載置臺的前進(jìn)，第1信號針32的前端32t與功率半導(dǎo)體100接觸。
[0086] 接下來，隨著載置臺的前進(jìn)，第2信號針33的前端33t與功率半導(dǎo)體100接觸。
[0087] 進(jìn)而，隨著載置臺的前進(jìn)，接觸體2的接觸部21的表面21f與功率半導(dǎo)體100接 觸。
[0088] 具體而言，首先多個微小突起25僅插入功率半導(dǎo)體100的表層的表面電極層。由 此，多個微小突起25起到釘?shù)淖饔?，對接觸體2相對于功率半導(dǎo)體100的位置進(jìn)行定位。
[0089] 如果載置臺進(jìn)一步被缸按壓于探測器裝置1，則接觸體2從固定罩離開，成為浮動 狀態(tài)。進(jìn)而，接觸體2根隨功率半導(dǎo)體100的表面100f的傾斜而傾斜，較強(qiáng)地按壓著的按 壓針31收縮，較弱地按壓著的按壓針31發(fā)揮按壓力F，使各按壓針31處于按壓力F與收縮 的平衡。由此，多個按壓針31對接觸體2的接觸部21的表面21f與功率半導(dǎo)體100的表 面100f的平行度進(jìn)行調(diào)整，來使接觸面壓均勻。進(jìn)而，接觸體2的接觸部21的表面21f與 功率半導(dǎo)體1〇〇的表面l〇〇f均勻接觸而進(jìn)行按壓。
[0090] 尤其是，接觸體2是整個背面2b被多個按壓針31按壓的1個部件，反映出多個按 壓針31的動作而敏捷地?fù)u動，來調(diào)整與功率半導(dǎo)體100的表面100f的平行度。
[0091] 此時，在通過缸按壓于探測器裝置1時，有時會在載置臺上產(chǎn)生橫向偏移、扭動和 振動等。與此相對，多個按壓針31的前端31t為半球形狀，因而摩擦阻力較小，能夠利用與 接觸體2的背面2b接觸的前端31t的接觸位置的偏移來吸收在載置臺上產(chǎn)生的橫向偏移、 扭動和振動等。由此，接觸體2相對于功率半導(dǎo)體100的表面100f的接觸狀態(tài)不會受到橫 向偏移、扭動和振動等影響，因此，多個微小突起25不會因為接觸體2的位置偏移而切削功 率半導(dǎo)體1〇〇的表面l〇〇f。
[0092] 而且，接觸體2的接觸部21的表面21f是比多個微小突起25大的平坦面，是限制 多個微小突起25對表面電極層的插入的限制面。因此，即使在將多個微小突起25插入到 功率半導(dǎo)體1〇〇的表面電極層后進(jìn)一步施加壓力的情況下，表面21f也能夠維持對功率半 導(dǎo)體100的抵接狀態(tài)，限制多個微小突起25對表面電極層的過度插入。
[0093] 然后，基體6的后方的電流提供源64經(jīng)由多個按壓針31向接觸體2提供作為大 電流的第2電流，基體6的后方的第1信號電路65向第1信號針32提供第1電流，基體6 的后方的第2信號電路66向第2信號針33輸入對功率半導(dǎo)體100的導(dǎo)通/截止進(jìn)行控制 的控制信號，來執(zhí)行功率半導(dǎo)體100的檢查。
[0094] 載置臺在執(zhí)行檢查后，通過缸而朝與探測器裝置1相反的方向后退。
[0095] 隨著載置臺的后退，接觸體2的接觸部21的表面21f從功率半導(dǎo)體100離開。
[0096] 接下來，隨著載置臺的后退，第2信號針33的前端33t從功率半導(dǎo)體100離開。
[0097] 隨著載置臺進(jìn)一步后退，第1信號針32的前端32t從功率半導(dǎo)體100離開。
[0098] 進(jìn)而，探測器裝置1返回待機(jī)狀態(tài)。
[0099] 接下來，說明探測器裝置1和功率半導(dǎo)體100被施加了異常時的大電流的情況。
[0100] (情況 1)
[0101] 圖4是示出本實施方式的探測器裝置1被施加了異常時的大電流的情況下(情況 1) 的圖，圖4的（a)是狀態(tài)圖，圖4的（b)是電路圖。
[0102] 情況1是在功率半導(dǎo)體100的標(biāo)星號的1個部位(局部)具有故障的情況。在該情 況下，電流值I (= 30A)的電流局部集中于在正上方與功率半導(dǎo)體100接觸的接觸體2的 1個部位（1個微小突起)。
[0103] & = 330根按壓針31中的每根按壓針的電流值為I/X = 30/330 N 〇. ΙΑ。1根按 壓針的電阻值為=0.04 Ω。每根按壓針的按壓針功率為+ R12) N 〇. 1X0. 1X0. 04 = 0. 0004W。另一方面，每根按壓針的耐受功率為所設(shè)定的4W。
[0104] 此外，作為電路的N2 = 1個微小突起25的電流值為I/N2 = 30/1 = 30A。1個微小 突起的R22為80mΩ =〇.〇8Ω。1個微小突起的突起功率為（I/N2) 2，R22 = 30X30X0.08 =72W。另一方面，1個微小突起的耐受功率為所設(shè)定的20W。
[0105] 其結(jié)果是，成為按壓針功率0. 0004W <按壓針的耐受功率4W，滿足（1/隊)2 ·(Rn + R12) < Wn的關(guān)系。此外，成為突起功率72W >微小突起的耐受功率20W，滿足（I/N2) 2 · R22 > W22的關(guān)系。而且，作為電路的1個微小突起25和功率半導(dǎo)體100的表面100f最先被破 壞。進(jìn)而，被破壞的接觸體2切斷異常時的大電流，保護(hù)按壓體組件3避免大電流。由此， 能夠在不修理按壓體組件3的情況下使用到壽命期限。
[0106] (情況 2)
[0107] 圖5是示出本實施方式的探測器裝置1被施加了異常時的大電流的情況下(情況 2) 的圖，圖5的（a)是狀態(tài)圖，圖5的（b)是電路圖。
[0108] 情況2是功率半導(dǎo)體100整體(大部分）存在故障的情況。在該情況下，電流值I (=2000A)的電流分流到在正上方與功率半導(dǎo)體100接觸的接觸體2的整體(標(biāo)星號的多 個微小突起的全部)。
[0109] & = 330根按壓針31中的每根按壓針的電流值為I/X = 2000/330 N 6A。1根按 壓針的電阻值為=0.04 Ω。每根按壓針的按壓針功率為+ R12) N 6X6X0. 04 = 1. 6W。另一方面，每根按壓針的耐受功率為所設(shè)定的4W。
[0110] 此外，作為電路的N2 = 100個微小突起25的全部中的1個微小突起的電流值為 I/N2 = 2000/100 = 20A。1個微小突起的R22為80ι?Ω = 0. 08 Ω。1個微小突起的突起功 率為（Ι/Ν2) 2 · R22 = 20X20X0.08 = 32W。另一方面，1個微小突起的耐受功率為所設(shè)定 的 20W。
[0111] 其結(jié)果是，成為按壓針功率1.6W<按壓針的耐受功率4W，滿足（I/X)2 · (Rn + R12) < Wn的關(guān)系。此外，成為突起功率32W >微小突起的耐受功率20W，滿足（I/N2) 2 · R22 > W22的關(guān)系。而且，作為電路的100個微小突起25和功率半導(dǎo)體100的表面100f分別最 先被破壞。進(jìn)而，被破壞的接觸體2切斷異常時的大電流，保護(hù)按壓體組件3避免大電流。 由此，能夠在不修理按壓體組件3的情況下使用到壽命期限。
[0112] 根據(jù)以上的本實施方式的探測器裝置1，起到了以下的效果。
[0113] (1)將接觸體2與按壓體組件3串聯(lián)連接，在向功率半導(dǎo)體100施加電流的探測器 裝置1被施加了異常時的大電流（電流值I)的情況下，按壓體組件3的按壓體功率I 2 ·札 小于按壓體組件3的耐受功率％，施加于接觸體2的與功率半導(dǎo)體100接觸的表面21f的 接觸體功率I2 · R2大于該表面21f的耐受功率W2。
[0114] 此處，接觸體2廉價且制造容易，適合于用后即丟。另一方面，按壓體組件3價格 高且制造困難，需要確保耐久性，在被施加了異常時的大電流而被焦耳熱破壞的情況下，需 要修理。
[0115] 在本實施方式中，在探測器裝置1被施加了異常時的大電流的情況下，接觸體2比 按壓體組件3先被破壞。進(jìn)而，被破壞的接觸體2切斷異常時的大電流，保護(hù)按壓體組件3 避免大電流。由此，能夠在不修理按壓體組件3的情況下使用到壽命期限。
[0116] (2)按壓體組件3的按壓體功率I2 ·&是根據(jù)構(gòu)成按壓體組件3的多個按壓針31 的電阻Rn和構(gòu)成按壓體組件3的多個按壓針31的前端31t與接觸體2的背面2b之間的 接觸電阻R 12來計算的，接觸體功率I2 · R2是根據(jù)接觸體2自身的電阻R21和接觸體2的多 個微小突起25與功率半導(dǎo)體100的表面100f之間的接觸電阻R 22來計算的。而且，能夠計 算出比按壓體組件3的耐受功率％小的按壓體功率I2 · &和比接觸體2的表面21f的耐 受功率W2大的接觸體功率I2 · R2。由此，能夠構(gòu)成如下關(guān)系：在探測器裝置1被施加了異 常時的大電流（電流值I)的情況下，按壓體組件3的按壓體功率I 2 · &小于按壓體組件3 的耐受功率A，施加于接觸體2的與功率半導(dǎo)體100接觸的一側(cè)的表面21f的接觸體功率 I2 · R2大于該表面21f的耐受功率W2。
[0117] (3)按壓體組件3的按壓體功率I2 ·&小于按壓體組件3的耐受功率％的關(guān)系是 按壓針31的按壓針功率（I/%)2 *(Rn + R12)小于按壓針31的耐受功率Wn的關(guān)系。由此， 能夠?qū)磯后w組件3的按壓體功率I 2 · &與耐受功率A的關(guān)系置換為1根按壓針31的按 壓針功率（I/X)2 · (Rn + R12)與耐受功率Wn的關(guān)系，能夠使該關(guān)系對應(yīng)于1根按壓針31 這樣的構(gòu)成要素單位而容易地進(jìn)行設(shè)計。
[0118] 此外，本發(fā)明不限于上述實施方式，在能夠達(dá)成本發(fā)明目的的范圍內(nèi)，可以進(jìn)行變 形、改良等，這也包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種電流施加裝置，其將與半導(dǎo)體的表面接觸而施加電流的接觸電極和按壓所述接 觸電極的按壓體串聯(lián)連接，來向所述半導(dǎo)體施加電流，該電流施加裝置的特征在于，其構(gòu)成 為： 在被施加于所述按壓體的按壓體功率小于所述按壓體的耐受功率時，被施加于所述接 觸電極的接觸電極功率大于所述接觸電極的耐受功率。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電流施加裝置，其特征在于，該電流施加裝置構(gòu)成為： 所述按壓體功率是根據(jù)所述按壓體自身的電阻和所述按壓體與所述接觸電極之間的 接觸電阻來計算的， 所述接觸電極功率是根據(jù)所述接觸電極自身的電阻和所述接觸電極與所述半導(dǎo)體之 間的接觸電阻來計算的， 在被施加于所述按壓體的按壓體功率小于所述按壓體的耐受功率時，被施加于所述接 觸電極的接觸電極功率大于所述接觸電極的耐受功率。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電流施加裝置，其特征在于， 所述按壓體具有多個彈性體， 被施加于所述按壓體的按壓體功率小于所述按壓體的耐受功率的關(guān)系，是被施加于多 個所述彈性體的全體中的1個所述彈性體的彈性體功率小于1個所述彈性體的耐受功率的 關(guān)系。
【文檔編號】G01R31/26GK104142462SQ201410110734
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2014年3月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月8日
【發(fā)明者】赤堀重人, 神原將郎 申請人:本田技研工業(yè)株式會社
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