電流施加裝置制造方法
【專利摘要】本發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）串聯連接，向功率半導體（100）施加電流，且構成為：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
【技術領域】
[0001] 本發明涉及向半導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 的功率半導體的檢查中使用的電流施加裝置。
【背景技術】
[0002] 以往，已知有與將探頭的前端與半導體抵接而進行通電的大電流用探針相關的技 術(例如，參照專利文獻1)。在專利文獻1中公開的技術中，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，其由棒狀的導電體構成，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，使抵接部件與半導體抵接。并且，抵接部 件的周緣部放射狀地進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周緣更靠外周側的位置，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] 根據該專利文獻1的技術，在抵接部件的接觸部與半導體抵接時，會以凹陷的內 周緣為支承點而像蹺蹺板一樣搖動。進而，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，抵接部件的多數接觸部與半導體的表面的接觸狀態也保持穩定。
[0004] 現有技術文獻
[0005] 專利文獻
[0006] 專利文獻1 :日本特開2011 - 137791號公報
【發明內容】
[0007] 然而，在探測器裝置中，考慮與半導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，保護探測器裝置避免大電流。
[0008] 本發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 將與半導體(例如，后述的功率半導體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)串聯連接，來向所 述半導體施加電流，其特征在于，該電流施加裝置構成為：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（1)的發明，在將接觸電極和按壓體串聯連接來向半導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。進而，被破壞的接觸電極切斷異常時的大電流，保護按壓體避免大電流。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成為：所述 按壓體功率是根據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（2)的發明，按壓體功率是根據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接觸電極自身的電阻和接觸電極與半導體之間 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，能夠構成如下關系：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，被施加于與半導體接觸 的一側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)的關系。
[0016] 根據（3)的發明，將按壓體的按壓體功率與耐受功率之間的關系置換為多個彈性 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系，能夠容易地將該關系對應 于1個彈性體這樣的構成要素單位而進行設計。
[0017] 根據本発明，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是示出本發明的實施方式的探測器裝置的概略結構的立體圖，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構對應的電阻值的圖，圖3的（a) 是結構圖，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)是狀態圖，圖5的（b)電路圖。
【具體實施方式】
[0023] 以下，說明本發明的實施方式。
[0024] 圖1是示出作為本發明的實施方式的電流施加裝置的探測器裝置1的概略結構的 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 構而在中途變更了截面位置。
[0025] 圖1所示的探測器裝置1被應用于半導體檢查裝置，該半導體檢查裝置用于檢查 在400A?2000A的大電流開關中使用的功率半導體（IGBT、M0S、二極管等）100,探測器裝 置1壓接于功率半導體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 四邊形的功率半導體100小一圈，并朝功率半導體100側突出。接觸體2由鎳構成。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與功率半導體100的表面100f的平行度的調整。
[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具有與功率半導體100進行面接觸的表面21f。表面21f具有多個微小 突起25,多個微小突起25僅被插入功率半導體100的表層的表面電極層。多個微小突起 25為相同結構。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的各結構對應的電阻值的圖，圖3的（a) 是結構圖，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和作為內部的電阻的電阻值R21。并構成 為：在設電流值I為異常時流過探測器裝置1的電流值時，接觸體內部功率I 2 · R21小于耐 受功率W21的關系（I2 · R21 < W21)成立。
[0034] 多個微小突起25分別具有耐受功率W22和作為與功率半導體100的表面100f的 接觸電阻的電阻值R 22。微小突起25被設置了 N2 = 100個。并且，多個微小突起25的每一 個都同樣構成為：在設電流值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的關系（（I/N2) 2 · R22 > W22)成立。即，多個微小突起25的每一個分別構成為：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整體構成如下關系：在設電流值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的關系可以置換為多個微小突 起25的各自的（I/N2) 2 · R22 > W22的關系。由此，能夠容易地將接觸體2整體的I2 · R2 > W2的關系對應于1個微小突起25這樣的構成要素單位而進行設計。
[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，根據接觸體內部功率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，需要進行修理。
[0040] 多個按壓針31分別為棒狀，并具有導電性。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為相同結構。
[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被設置 有隊=330根。而且，多個按壓針31的每一個分別同樣構成為：在設電流值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的關系（（1/ K)2 · (Rn + R12) < Wn)成立。即，多個按壓針31的每一個分別構成為：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的數量，減小對1個按壓針的電流量。此外，將按 壓針31的材質或者前端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構成如下關系：在設電流值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的關系能夠與多個按壓 針31的各自的（I/X) 2 · (Rn + R12) < Wn的關系進行置換。由此，能夠容易將按壓體組件 3的I2 · & < Wi的關系對應于1個按壓針31這樣的構成要素單位而進行設計。
[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，根據將按壓針功率（I/X) 2 · (Rn + R12)乘以按壓針的數量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向功率半導體100輸入與功率半導體100的發射極對應的第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為相同結構。第2信號針33的彈簧部33c的前 端側的棒狀的前端部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向功率半導體100輸入與功率半導體100的柵極對應的、對功率半 導體100的導通/截止進行控制的控制信號。
[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進行一體化，由此構成按壓體組件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在前端側的表面具有環狀凸部34c，其中，該環狀凸部34c為引導接觸體2 的外周而朝功率半導體100側突出。環狀凸部34c能夠將接觸體2收納在內側，且內周面 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，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 的內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的外側突出。優選的是， 多個按壓針用孔341中的每一個都形成為其內表面平滑，使得按壓針31能夠順暢地在按壓 針用孔341內進行移動。
[0063] 在多個按壓針用孔341的相鄰區域，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的大小對應的、內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的外側突出。優選的是，多 個第1信號針用孔342中的每一個都形成為其內表面平滑，使得第1信號針32能夠在第1 信號針用孔342內順暢地移動。
[0064] 在多個按壓針用孔341的相鄰區域，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為相同結構。
[0065] 如圖1所示，絕緣板4為圓盤狀，由絕緣部件構成，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而向功率半導體100側突出。
[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為環狀部件，具有圓環部5a和圓筒部5b。圓環部5a在內側 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 部5a朝基體6方向延伸，在內周面具有螺紋部5c。形成于固定罩5的圓筒部5b的內周面 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進行螺紋結合。
[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，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構成與固定螺栓72的螺紋部進行螺紋結合的螺紋孔。
[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，規定了基體6與按壓體組件3之間的位置關系。
[0077] 接下來，將固定螺栓72與基體6的固定用孔69進行螺紋結合，將按壓體組件3固 定于基體6。在該狀態下，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的環狀凸部34c 的內側，由此平緩地對接觸體2進行定位。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下，也能夠移動。
[0078] 進而，使絕緣板4覆蓋接觸體2,在該狀態下，使形成于固定罩5的圓筒部5b的內 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進行螺紋結合，將固定罩5 固定于按壓體組件3。此時，沿基體6的方向將接觸體2的表面2f按壓于固定罩5的圓環 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，當在半導體檢查中檢測出功率半導體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，對功率半導體100進行說明。
[0081] 功率半導體100是在400A?2000A的大電流開關中使用的IGBT、M0S、二極管等。 功率半導體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來進行的功率半導體100的檢查進行說明。
[0083] 最初，探測器裝置1為從功率半導體100離開的待機狀態。
[0084] 在檢查開始后，載置有功率半導體100的載置臺首先通過缸而朝探測器裝置1的 方向前進。
[0085] 隨著載置臺的前進，第1信號針32的前端32t與功率半導體100接觸。
[0086] 接下來，隨著載置臺的前進，第2信號針33的前端33t與功率半導體100接觸。
[0087] 進而，隨著載置臺的前進，接觸體2的接觸部21的表面21f與功率半導體100接 觸。
[0088] 具體而言，首先多個微小突起25僅插入功率半導體100的表層的表面電極層。由 此，多個微小突起25起到釘的作用，對接觸體2相對于功率半導體100的位置進行定位。
[0089] 如果載置臺進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。進而，接觸體2根隨功率半導體100的表面100f的傾斜而傾斜，較強地按壓著的按 壓針31收縮，較弱地按壓著的按壓針31發揮按壓力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與功率半導體100的表 面100f的平行度進行調整，來使接觸面壓均勻。進而，接觸體2的接觸部21的表面21f與 功率半導體1〇〇的表面l〇〇f均勻接觸而進行按壓。
[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的動作而敏捷地搖動，來調整與功率半導體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相對于功率半導體100的表面100f的接觸狀態不會受到橫 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 功率半導體1〇〇的表面電極層后進一步施加壓力的情況下，表面21f也能夠維持對功率半 導體100的抵接狀態，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輸入對功率半導體100的導通/截止進行控制 的控制信號，來執行功率半導體100的檢查。
[0094] 載置臺在執行檢查后，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從功率半導體100離開。
[0097] 隨著載置臺進一步后退，第1信號針32的前端32t從功率半導體100離開。
[0098] 進而，探測器裝置1返回待機狀態。
[0099] 接下來，說明探測器裝置1和功率半導體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)是狀態圖，圖4的（b)是電路圖。
[0102] 情況1是在功率半導體100的標星號的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定的20W。
[0105] 其結果是，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的關系。而且，作為電路的1個微小突起25和功率半導體100的表面100f最先被破 壞。進而，被破壞的接觸體2切斷異常時的大電流，保護按壓體組件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)是狀態圖，圖5的（b)是電路圖。
[0108] 情況2是功率半導體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體100接觸的接觸體2的整體(標星號的多 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定 的 20W。
[0111] 其結果是，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的關系。而且，作為電路的100個微小突起25和功率半導體100的表面100f分別最 先被破壞。進而，被破壞的接觸體2切斷異常時的大電流，保護按壓體組件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串聯連接，在向功率半導體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。進而，被破壞的接觸體2切斷異常時的大電流，保護按壓體組件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 ·&是根據構成按壓體組件3的多個按壓針31 的電阻Rn和構成按壓體組件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，能夠構成如下關系：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的與功率半導體100接觸的一側的表面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的關系。由此， 能夠將按壓體組件3的按壓體功率I 2 · &與耐受功率A的關系置換為1根按壓針31的按 壓針功率（I/X)2 · (Rn + R12)與耐受功率Wn的關系，能夠使該關系對應于1根按壓針31 這樣的構成要素單位而容易地進行設計。
[0118] 此外，本發明不限于上述實施方式，在能夠達成本發明目的的范圍內，可以進行變 形、改良等，這也包含在本發明的范圍內。
【權利要求】
1. 一種電流施加裝置，其將與半導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連接，來向所述半導體施加電流，該電流施加裝置的特征在于，其構成 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. 根據權利要求1所述的電流施加裝置，其特征在于，該電流施加裝置構成為： 所述按壓體功率是根據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所述接觸電極自身的電阻和所述接觸電極與所述半導體之 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. 根據權利要求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 優先權日:2013年5月8日
【發明者】赤堀重人, 神原將郎 申請人:本田技研工業株式會社
專業數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
