JP2018009796A - 検査治具 - Google Patents

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禎大 高田
Tomohiro Takada
禎大 高田
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Abstract

【課題】本発明は、例えば電力半導体装置の検査に用いられる検査治具に関し、配線の変更が容易な検査治具を得ることを目的とする。【解決手段】本発明に係る検査治具は、複数のソケットを備えた中板と、該複数のソケットの一部を遮蔽するガイド板と、該ガイド板が遮蔽しないソケットに取り付けられた取付け部と、該取付け部に固定されたプローブと、を備える。また、本発明に係る検査治具は、複数のソケットを備えた中板と、該中板が備えるソケットに取り付けられた取付け部と、該取付け部に固定されたプローブと、を備え、該取付け部の側面には切欠きが形成され、該プローブは、該切欠きから露出し、該プローブの該切欠きから露出した部分には、配線が接続され、該複数のソケットの側面には、該側面を貫通する溝が形成され、該配線は該溝を通る。【選択図】図4

Description

本発明は、例えば電力半導体装置の検査に用いられる検査治具に関する。
特許文献1には、検査治具が開示されている。この検査治具は、メッシュボードを備える。メッシュボードは、一定の格子間隔で配列された挿入部を有する。挿入部には、コンタクトピンが固定されたプラグが挿入される。この検査治具では、プラグを挿入する挿入部を変更することで、コンタクトピンの位置を変更できる。従って、コンタクトピンの位置を変更することで、検査対象の変更に対処が可能となる。
実開昭60−181674号公報
特許文献1に示される検査治具では、プラグの挿入位置を変更する際に挿入位置を間違える可能性がある。また、コンタクトピンとテスターの間の配線を変更する場合に手間がかかる可能性がある。
本発明は、上述の問題点を解決するためになされたもので、第1の目的は、プラグの誤挿入を防止できる検査治具を得ることである。本発明の第2の目的は、コンタクトピンとテスターの間の配線の変更が容易な検査治具を得ることである。
第1の発明に係る検査治具は、複数のソケットを備えた中板と、該複数のソケットの一部を遮蔽するガイド板と、該ガイド板が遮蔽しないソケットに取り付けられた取付け部と、該取付け部に固定されたプローブと、を備える。
第2の発明に係る検査治具は、複数のソケットを備えた中板と、該中板が備えるソケットに取り付けられた取付け部と、該取付け部に固定されたプローブと、を備え、該取付け部の側面には切欠きが形成され、該プローブは、該切欠きから露出し、該プローブの該切欠きから露出した部分には、配線が接続され、該複数のソケットの側面には、該側面を貫通する溝が形成され、該配線は該溝を通る。
第3の発明に係る検査治具は、複数のソケットを備えた中板と、該中板が備えるソケットに取り付けられた第1取付け部と、該中板が備えるソケットに取り付けられた第2取付け部と、該第1取付け部に固定された第1プローブと、該第2取付け部に固定された第2プローブと、該第1取付け部の上面から突出し、該第1プローブと電気的に接続された第1電極コンタクト部と、該第2取付け部の上面から突出し、該第2プローブと電気的に接続された第2電極コンタクト部と、該中板の上部に設けられ、該第1電極コンタクト部と接触する第1電極板と、該第1電極板の上部に配置された第2電極板と、を備え、該第2電極コンタクト部は、該第1電極板に設けられた開口を通り該第2電極板と接触する。
第1の発明に係る検査治具では、取付け部を取り付けないソケットがガイド板に遮蔽される。従って、取付け部の誤挿入を防止できる。
第2の発明に係る検査治具では、取付け部の側面からプローブが露出する。このため、プローブの露出した部分に対して、配線を容易に着脱することができる。従って、配線の変更が容易になる。
第3の発明に係る検査治具は、第1電極板および第2電極板と第1電極コンタクト部および第2電極コンタクト部が直接接触する。このため、第1プローブおよび第2プローブから配線を引き出す必要がない。従って、配線の変更が容易になる。
実施の形態1に係る検査治具の斜視図である。 実施の形態1に係る検査治具の斜視図である。 実施の形態1に係るプローブを説明する図である。 実施の形態1に係る検査治具の斜視図である。 実施の形態1の変形例に係るプローブを説明する図である。 実施の形態2に係る取付け部およびプローブの斜視図である。 実施の形態2に係る中板の斜視図である。 実施の形態3に係る検査治具の斜視図である。 実施の形態3に係る第1電極板および第2電極板の斜視図である。 実施の形態3に係る第1電極コンタクト部および第2電極コンタクト部を説明する図である。 実施の形態3に係る多層基板を説明する図である。 実施の形態3に係る多層基板を説明する図である。
本発明の実施の形態に係る検査治具について図面を参照して説明する。同じ又は対応する構成要素には同じ符号を付し、説明の繰り返しを省略する場合がある。
実施の形態1.
図1は、実施の形態1に係る検査治具の斜視図である。検査治具100はプレス機14を備える。プレス機14はプレス板15を備える。プレス板15には中板12が取り付けられている。中板12にはプローブ36が取り付けられている。プローブ36は、電圧プローブ32と電流プローブ34を含む。プローブ36は配線18を介してテスター20と接続される。
プレス機14はプレス板15を上下に動かす。プレス板15の上下動に伴い、中板12およびプローブ36は上下に動く。プローブ36の下部には、検査対象である半導体装置50が配置されている。プレス板15が下方に移動することで、プローブ36と半導体装置50が接触する。この時、検査治具100は、半導体装置50を検査可能な状態となる。
半導体装置50は、ケースタイプの半導体モジュールである。半導体装置50は、ケース52を備える。ケース52の内部には、例えば、スイッチング素子およびダイオードが収納されている。ケース52の上面には、電流端子54および電圧端子56が設けられる。電流端子54は、スイッチング素子に主電流を流すための端子である。電流端子54はスイッチング素子のソースおよびドレインと接続される。電圧端子56は、スイッチング素子に駆動信号を与えるための端子である。電圧端子56はスイッチング素子のゲート端子と接続される。検査時には、電圧プローブ32は電圧端子56と接触する。また、電流プローブ34は、電流端子54と接触する。
図2は、実施の形態1に係る検査治具の斜視図である。中板12は複数のソケット16を備える。各々のソケット16には、中板12の上面に正方形の穴17が形成されている。穴17は、中板12を貫通している。また、全てのソケット16は同じ形状である。複数のソケット16は格子状に配置されている。ソケット16の配置は、これ以外でも良く、例えば千鳥配置でも良い。また、穴17の形状は正方形以外でも良く、例えば長方形または円形でも良い。また、中板12が備えるソケット16の数は任意で良く、検査対象に合わせて決める。
複数のソケット16の一部には、取付け部42が取り付けられる。取付け部42は直方体である。また、取付け部42の上面および底面は正方形である。取付け部42は穴17に収まる形状である。取付け部42は、矢印80に示すように下方に向かって穴17に挿入されることで、ソケット16に取り付けられる。取付け部42の形状は、ソケット16に取り付けが可能であれば直方体以外でも良い。
取付け部42には、電圧プローブ32が固定されている。電圧プローブ32は棒状である。電圧プローブ32は、取付け部42の底面から伸びている。取付け部42がソケット16に取り付けられると、電圧プローブ32は穴17を通って、中板12の裏面側に伸びる。穴17は中板12の裏面付近で幅が狭まっている。このため、取付け部42は、ソケット16に固定される。取付け部42をソケット16に固定する方法は、これ以外でも良い。
図3は、実施の形態1に係るプローブを説明する図である。図2では、取付け部42に電圧プローブ32が固定されている。同様に、電流プローブ34は取付け部44に固定される。取付け部44は、取付け部42と同じ外形である。取付け部44は、取付け部42と同様に、中板12に取り付けられる。この時、電圧プローブ32は穴17を通り、中板12の裏面側に伸びる。電流プローブ34は電圧プローブ32よりも径が大きく設けられている。また、電流プローブ34の先端は平面である。
本実施の形態では、全ての取付け部42、44の外形が統一されている。また、全てのソケット16は、同じ形状である。従って、取付け部42および取付け部44を任意のソケット16に取り付けることが出来る。このため、電流プローブ34および電圧プローブ32を任意のソケット16に配置できる。電圧プローブ32および電流プローブ34を配置するソケット16は、検査対象である半導体装置50の端子配列に合わせて選択する。
図4は、実施の形態1に係る検査治具の斜視図である。本実施の形態に係る検査治具100は、ガイド板22を備える。ガイド板22は中板12の上面に設けられる。ガイド板22は、ネジ24によって中板12にネジ留めされている。ガイド板22は、複数のソケット16の一部を遮蔽する。ガイド板22には複数の開口26が設けられる。各々の開口26はソケット16に形成される穴17と重なる位置に設けられている。また、開口26は、ガイド板22を中板12に取り付けた状態で、開口26の上部から取付け部42または取付け部44を取り付けられるように形成されている。
ガイド板22は、検査対象である半導体装置50の端子配列に合わせて準備される。ガイド板22には、半導体装置50を検査する際にプローブ36が配置されるソケット16の上部に開口26が設けられる。また、ガイド板22には、プローブ36が配置されないソケット16の上部には、開口26が設けられない。従って、プローブ36が配置されないソケット16はガイド板22によって遮蔽される。取付け部42および44は、中板12にガイド板22を取り付けた状態で、ソケット16に取り付けられる。このため、ガイド板22が遮蔽しないソケット16にのみ、取付け部42、44が取り付けられることとなる。このため、検査対象に対応したプローブ36の配置を実現できる。
一般に、検査治具は、製品の端子配列に合わせて製品ごとに準備する必要がある。このため、検査治具を準備するコストが高くなる傾向にある。また、検査治具が多数になると管理が困難になる。本実施の形態に係る検査治具100では、取付け部42および取付け部44を取り付けるソケット16を変更することで、プローブ36の位置が変更できる。このため、複数の製品の端子配列に対応できる。従って、検査治具100を複数の製品で共用できる。このため、検査治具の制作費および検査治具の管理費を削減できる。
また、取付け部42および取付け部44を取り付けるソケット16を変更する際には、誤ったソケット16に取付け部42および取付け部44を挿入する可能性がある。ここで、本実施の形態に係る検査治具100はガイド板22を備える。ここで、検査対象である半導体装置50の端子配列に合わせて、予めガイド板22を準備しておく。このガイド板22を中板12に取り付けた状態で、取付け部42および取付け部44をソケット16に取り付ける。これにより、正しい位置にプローブ36を配置できる。
また、ガイド板22によって、目視で取付け部42および取付け部44の取り付け位置を確認できる。従って、取付け部42および取付け部44の取り付け作業が簡易になる。また、ガイド板22は、中板12にネジ留めされる。このため、検査対象である製品が変更になった場合には、容易に別製品のガイド板と交換することが出来る。
また、図3で示したように、電流プローブ34は電圧プローブ32よりも径が大きく設けられている。このため、電流プローブ34に大電流を流すことが出来る。また、電流プローブ34の先端は平面である。このため、電流端子54と面接触が出来る。従って、接触抵抗が低下し、大電流に対応した検査が可能になる。このように、同じ外形の取付け部42、44に対し、複数の種類のプローブ36を設けることで、様々な製品定格電流および耐圧に対応した検査が出来る。
図5は、実施の形態1の変形例に係るプローブを説明する図である。電圧プローブ32は、取付け部46の底面の中心からずれた位置に設けられても良い。この時、図5に示すように、取付け部46を90度ずつ回転させることで、電圧プローブ32の位置が変わる。このため、取付け部46の回転によって、電圧プローブ32の位置を微調整できる。ここで、取付け部46の断面形状は正方形である。このため、90度回転しても、ソケット16に取り付ける事が出来る。
ここで、取付け部46を円柱型としてもよい。この場合、取付け部46の底面は円形となる。従って、取付け部46は、任意の回転角度でソケット16に取り付ける事が出来る。このため、底面が正方形の場合よりも、電圧プローブ32の位置の細かい調整ができる。また、電流プローブ34を、取付け部44の底面の中心からずれた位置に配置しても良い。
本実施の形態では、ガイド板22は中板12の上面に設けられるものとした。これに対し、ガイド板22は中板12の裏面に設けられても良い。また、本実施の形態では、取付け部42および取付け部44は中板12の上部から取り付けられる。これに対し、取付け部42および取付け部44を中板12の裏面側から、ソケット16にはめ込むことで、取付け部42、44を固定できるようにソケット16を設けても良い。また、ガイド板22を中板12に取り付けた状態で検査を行っても良い。また、取付け部42および取付け部44の取り付け後に、ガイド板22を取り外して検査を行っても良い。
また、本実施の形態では、検査対象である半導体装置50をケースタイプの半導体モジュールとした。これに対し、半導体装置50は、上部から端子に接触が可能であれば別のものでも良い。また、本実施の形態では、プローブ36は、電圧プローブ32および電流プローブ34を含むものとした。プローブ36は、これ以外の形状のものを含んでも良い。これらの変形は以下の実施の形態に係る検査治具について適宜応用することができる。なお、以下の実施の形態に係る検査治具については実施の形態1との共通点が多いので、実施の形態1との相違点を中心に説明する。
実施の形態2.
図6は、実施の形態2に係る取付け部およびプローブの斜視図である。本実施の形態に係る取付け部242は、側面に切欠き260が形成されている。また、切欠き260からは電圧プローブ32が露出している。電圧プローブ32の切欠き260から露出した部分には、配線218が接続される。配線218の先端には、クリップ219が設けられる。クリップ219はワニ口クリップである。電圧プローブ32は、クリップ219に挟まれることで、配線218と接続される。
図7は、実施の形態2に係る中板の斜視図である。本実施の形態に係る中板212は複数のソケット216を備える。なお、便宜上、図7ではソケット216が6つのみ表示されているが、ソケット216の数は検査対象に合わせて決める。各々のソケット16の側面には溝262が形成されている。溝262は、ソケット216の側面の上端部に形成される。また、溝262は、ソケット216の側面を貫通する。溝262は、ソケット216が備える4つの側面の各々に形成される。取付け部242はソケット216に取り付けられる。この時、取付け部242の側面から取り出された配線218は、溝262を通り、引き出される。
本実施の形態では、電圧プローブ32と配線218をクリップ219で接続する。このため、電圧プローブ32と配線218の着脱が容易になる。従って、配線218の変更が容易に出来る。このため、取付け部242の交換作業が容易になる。なお、図6では、電圧プローブ32と配線218の接続について示した。同様に、電流プローブ34をクリップ219で挟み、配線218と接続しても良い。
また、実施の形態1で説明したように、プローブ36はプレス機14によって加圧され、半導体装置50とコンタクトする。中板212の上部には、上下に動くプレス板15が配置される。この時、中板212の上部を配線218が通ると、プレス板15と中板212の間に配線218が挟まれる可能性がある。本実施の形態では、取付け部242の側面から取り出された配線218を、溝262を通して引き出すことができる。配線218は、溝262に配置されることでプレス板15に挟まれ難くなる。このため、配線218の断線を防止する事が出来る。
本実施の形態では、ソケット216の側面の上端部に溝262を形成した。この変形例として、ソケット216の側面に、側面を貫通する開口を設けても良い。この場合、側面に設けられた開口を通って、配線218が引き出される。また、クリップ219はワニ口クリップであるとしたが、電圧プローブ32を挟むことができれば別の種類でも良い。また、切欠き260の形状は、図6に示すもの以外でも良い。
実施の形態3.
図8は、実施の形態3に係る検査治具の斜視図である。本実施の形態に係る検査治具300は、中板212の上に多層基板370を備える。ここで、図8では多層基板370の一部が省略されている。また、図8では、中板212に電圧プローブ32が配置された状態を示している。図8では、配線218は省略されている。
図9は、実施の形態3に係る第1電極板および第2電極板の斜視図である。多層基板370は、第1電極板364および第2電極板366を備える。第1電極板364および第2電極板366は、銅平板である。第2電極板366には複数の開口368が設けられている。各々の開口368は、複数のソケット216の各々の穴の直上に形成されている。第1電極板364は、配線374を介してテスター20の負極と接続される。第2電極板366は、配線376を介してテスター20の正極と接続される。
図10は、実施の形態3に係る第1電極コンタクト部および第2電極コンタクト部を説明する図である。本実施の形態に係る検査治具300は、電流プローブである第1プローブ331と第2プローブ333を備える。第1プローブ331は第1取付け部341に固定される。第2プローブ333は第2取付け部343に固定される。第1取付け部341と第2取付け部343は電流プローブ34と外形が同じである。第1取付け部341と第2取付け部343は、ソケット216に取り付け可能な形状である。
第1取付け部341の上面からは、第1電極コンタクト部337が突出している。第1電極コンタクト部337は、第1プローブ331と電気的に接続されている。第2取付け部343の上面からは、第2電極コンタクト部339が突出している。第2電極コンタクト部339は、第2プローブ333と電気的に接続されている。第2電極コンタクト部339は、第1電極コンタクト部337よりも径が小さく、長い。
第1電極コンタクト部337および第2電極コンタクト部339は円筒状である。第1電極コンタクト部337および第2電極コンタクト部339の側面は絶縁体で覆われている。第1電極コンタクト部337および第2電極コンタクト部339の上面は、それぞれ、第1プローブ331および第2プローブ333と電気的に接続された導電体である。また、本実施の形態に係る電圧プローブ32および取付け部242は、実施の形態2と同じである。
図11は、実施の形態3に係る多層基板を説明する図である。多層基板370は絶縁層367を備える。絶縁層367の裏面には第2電極板366が設けられる。第2電極板366の裏面には絶縁層365が設けられる。絶縁層365には、開口368と重なる位置に開口368と同じ形状の開口が設けられる。絶縁層365の裏面には第1電極板364が設けられる。第1電極板364の裏面にはガイド部363が設けられる。ガイド部363は絶縁体で形成される。ガイド部363には、ガイド開口369が設けられる。ガイド開口369は、開口368よりも幅が広い。また、ガイド開口369は、中心が開口368の中心と重なるように設けられる。
第1電極コンタクト部337の幅Cは、ガイド開口369の幅B以下である。また、第1電極コンタクト部337の幅Cは、開口368の幅Aよりも大きい。また、第1電極コンタクト部337の厚さは、ガイド部363の厚さ以上である。また、第2電極コンタクト部339の幅Dは、開口368の幅A以下である。また、第2電極コンタクト部339の厚さは、第1電極コンタクト部337、第1電極板364および絶縁層365の厚さの総和以上である。
図12は、実施の形態3に係る多層基板を説明する図である。図12は、中板212の上に多層基板370を配置した状態を示す。なお、便宜上、図12では中板212は省略されている。多層基板370は、ガイド開口369の間に第1電極コンタクト部337が配置され、開口368の間に第2電極コンタクト部339が配置されるように配置する。中板212の上に多層基板370を配置すると、第1電極コンタクト部337と第1電極板364が接触する。また、第2電極コンタクト部339は、開口368を通り、第2電極板366と接触する。
本実施の形態では、第2電極コンタクト部339は第1電極コンタクト部337よりも長い。このため、第2電極コンタクト部339は、多層基板370において第1電極板364よりも上に配置される第2電極板366と接触できる。また、第1電極コンタクト部337は開口368よりも幅が広い。このため、第1電極コンタクト部337は開口368の両側で第1電極板364と接触できる。
また、第1電極コンタクト部337は開口368よりも幅が広いため、第2電極板366とは接触しない。このため、負極用の第1プローブ331が正極と接続されることを防止できる。また、第2電極コンタクト部339の側面は絶縁体で覆われている。このため、正極用の第2プローブ333が負極と電気的に接続されることを防止できる。以上から、本実施の形態では、誤った極性の電極にプローブが接続されるのを防止できる。
また、本実施の形態では、電流プローブである第1プローブ331と第2プローブ333がそれぞれ第1電極板364および第2電極板366と接触する。このため、電流プローブ毎に大電流用の配線を設ける必要がない。このため、少ない配線で検査治具300を構成できる。従って、配線の変更が容易になる。また、全てのソケット216の穴の直上に開口368およびガイド開口369が形成される。このため、任意のソケット216において第1プローブ331および第2プローブ333は、それぞれ第1電極板364および第2電極板366と接触できる。
また、第1電極板364と第2電極板366は同面積の銅平板である。第1電極板364は負極に接続され、第2電極板366は正極に接続される。第1電極板364と第2電極板366は、絶縁層365を挟んで互いに平行に近接して配置される。この時、多層基板370に発生する磁界の影響を低減させることが出来る。このため、検査時の特性のバラつきを低減できる。
本実施の形態の変形例として、ガイド部363は備えなくても良い。また、本実施の形態では多層基板370は2層の電極板を備えた。これに対し、電極板を3層以上に積層させても良い。なお、各実施の形態で説明した技術的特徴は適宜に組み合わせて用いてもよい。
100、300 検査治具、12、212 中板、15 プレス板、16、216 ソケット、17 穴、36 プローブ、331 第1プローブ、333 第2プローブ、42、44、46、242 取付け部、22 ガイド板、260 切欠き、218 配線、262 溝、219 クリップ、341 第1取付け部、343 第2取付け部、337 第1電極コンタクト部、339 第2電極コンタクト部、364 第1電極板、366 第2電極板、368 開口、365 絶縁層

Claims (8)

  1. 複数のソケットを備えた中板と、
    前記複数のソケットの一部を遮蔽するガイド板と、
    前記ガイド板が遮蔽しないソケットに取り付けられた取付け部と、
    前記取付け部に固定されたプローブと、
    を備えることを特徴とする検査治具。
  2. 前記ガイド板は、前記中板にネジ留めされていることを特徴とする請求項1に記載の検査治具。
  3. 複数のソケットを備えた中板と、
    前記中板が備えるソケットに取り付けられた取付け部と、
    前記取付け部に固定されたプローブと、
    を備え、
    前記取付け部の側面には切欠きが形成され、
    前記プローブは、前記切欠きから露出し、
    前記プローブの前記切欠きから露出した部分には、配線が接続され、
    前記複数のソケットの側面には、前記側面を貫通する溝が形成され、
    前記配線は前記溝を通ることを特徴とする検査治具。
  4. 前記配線は、先端にクリップを備え、
    前記プローブは、クリップに挟まれることを特徴とする請求項3に記載の検査治具。
  5. 前記中板の上部には、上下に動くプレス板が配置されることを特徴とする請求項3または4に記載の検査治具。
  6. 複数のソケットを備えた中板と、
    前記中板が備えるソケットに取り付けられた第1取付け部と、
    前記中板が備えるソケットに取り付けられた第2取付け部と、
    前記第1取付け部に固定された第1プローブと、
    前記第2取付け部に固定された第2プローブと、
    前記第1取付け部の上面から突出し、前記第1プローブと電気的に接続された第1電極コンタクト部と、
    前記第2取付け部の上面から突出し、前記第2プローブと電気的に接続された第2電極コンタクト部と、
    前記中板の上部に設けられ、前記第1電極コンタクト部と接触する第1電極板と、
    前記第1電極板の上部に配置された第2電極板と、
    を備え、
    前記第2電極コンタクト部は、前記第1電極板に設けられた開口を通り前記第2電極板と接触することを特徴とする検査治具。
  7. 前記第1電極板には、前記複数のソケットの各々の穴の直上に開口が形成され、
    前記第1電極コンタクト部は、前記開口よりも幅が広いことを特徴とする請求項6に記載の検査治具。
  8. 前記第1電極板と、前記第2電極板との間に絶縁層を備えることを特徴とする請求項6または7に記載の検査治具。
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