JP2969086B2 - 大電流用小型接触子 - Google Patents

大電流用小型接触子

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【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は小型で大電流を制御
するスイッチング素子、パワートランジスタ等の半導体
の計測に用いる大電流用小型接触子に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来、耐電圧試験を行うコンタクトプロ
ーブは図5に示されるように、先端を先細とした点接触
方式の点接触子20をばねを介してホルダ21に取り付
け、該ホルダ21を図示しないロボットアーム等に取り
付け、点接触子20の先端を被検査物Wとしてのバイポ
ーラトランジスタのエミッタ電極にばね圧を介して接触
させたうえ、規定電圧を一定時間印加して、トランジス
タが破壊されずに耐えるかを検査していた。ところが、
近年、小型のスイッチング素子やパワートランジスタ等
の大出力化に伴い、流れる電流も大電流となることか
ら、電気的試験の際に流される電流も大電流となり、点
接触子20では接触抵抗が大きく、大電流を流すと発熱
や放電等が生じて検査の実施が非常に難しくなるうえ
に、発熱や放電による点接触子20の消耗が激しく繰り
返し寿命が極めて短くなるという問題があった。そこ
で、複数の点接触子20を用いて接触抵抗を小さくする
ことも考えられるが、小型の半導体の電極は小さく、複
数の点接触子20を配置させることは困難であるという
問題があった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は発熱や放電等
による検査の実施不能が生じることがないうえに、耐久
性も良く、長期間耐用できる大電流用小型接触子を提供
することを目的とするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
め本発明は、複数に分割される分割電極の接触子を被検
査物の電極面に接触するように配置させるとともに、前
記分割電極の各接触子が被検査物の電極面に個別に接触
できるよう各分割電極を可動自在とし、最小の接触面積
で接触抵抗が最小となる大電流用小型接触子を請求項1
の発明とし、請求項1の発明において、圧力センサの検
出値に基づいて接触子の接触圧を制御する大電流用小型
接触子を請求項2の発明とし、分割電極が略三角ブロッ
ク状に分割されたもので、分割面を合わせて電極ホルダ
内に抱持されており、その中心下 面より突出するよう各
分割電極の下端に形成した接触子の接触端面を平板状と
した大電流用小型接触子を請求項3の発明とし、さら
に、圧力センサの検出値に基づいて接触圧が制御される
接触子の接触端面を平板状とした大電流用小型接触子を
請求項4の発明とし、請求項1〜4のいずれかに記載
発明において、分割電極が相互隣接面をガイド面として
個別に可動自在とされるともに、該分割電極が弾性体を
介して被検査物の電極面に向かって付勢される大電流用
小型接触子を請求項5の発明とし、請求項1〜5のいず
れかに記載の発明において、分割電極に接触子の抵抗を
測定するセンシングプローブを内蔵させた大電流用小型
接触子を請求項6の発明とし、請求項1〜5のいずれか
に記載の発明において、接触子と被検査物の電極面間に
不活性ガス領域を形成した大電流用小型接触子を請求項
7の発明とするものである。
【0005】
【発明の実施の形態】次に、本発明の好ましい実施の形
態を図に基づいて詳細に説明する。1は被検査物載置用
の下部電極1aを上面に形成した下部電極ブロックであ
り、該下部電極ブロック1の下部電極1aの上方には被
検査物の電極面に接触する先細の接触子2aを端に形
成した8個の分割電極2を抱持する電極ホルダ3が昇降
動自在に設けられている。前記分割電極2は図2および
図3に示すように角柱状の電極ブロック体を上下方向の
分割線により60°の角度で略三角ブロック状に分割
し、これらを分割面で合わせて電極ホルダ3内に抱持さ
せ、電極ホルダ3内で電極ホルダ3と分割電極2の相互
間及び各分割電極2、2間に微小な隙間を設けた相互隣
接面をガイド面として各別に可動(微小傾斜動及び上下
動)できるものとしている。また、電極ホルダ3内に抱
持された8個の分割電極2の中心下面には分割電極2の
断面積より小さい断面積を有する角ブロック状の接触端
面2bを平板状とした8個の接触子2aが突出され、該
接触子2aは左右の隣接面を当接させた1列4個を、前
後の隣接面を当接させて前後に並列させた2列とし、被
検査物の四角形の電極面と許容最大接触面(この場合は
電極面と接触端面との接触が略全面にわたる)をもって
接触するものとしている。この許容最大接触面とは、印
加される試験電圧及び電流により発熱や放電が生じない
分割電極2の最小断面積をいい、最小の接触面積で接触
抵抗を最小を得ようとするものである。
【0006】4は分割電極2の上面に当接されるゴム等
の弾性体で、該弾性体4は微小な隙間をもって隣接され
た各分割電極2の接触子2aが被検査物の電極面のうね
りや傾きに沿って自由に傾いたり上下動して密着できる
ようにするためのものである。5は電極ホルダ3と固定
される絶縁ブロックであり、該絶縁ブロック5の下面と
分割電極2の上面間に前記弾性体4は介在されている。
6は絶縁ブロック5に固定されるとともに、図示しない
ロボットアームに取り付けられるブラケットであり、該
ブラケット6には圧力センサ7が取り付けられており、
該圧力センサ7の検出値に基づいてロボットアームの被
検査物への押圧力、すなわち接触子2aの接触圧が一定
圧となり、接触抵抗が最適なものとなるように制御して
いる。
【0007】8は分割電極2に取り付けられる検出用の
端子で、該端子8を介して試験電圧が供給される。9は
分割電極2に取り付けられるセンシングプローブであ
り、該センシングプローブ9は接触子2aに透設される
貫通孔2cを通じて被検査物Wに形成されたエミッタセ
ンシング電極E1、ベースセンシング電極B1 及びベー
ス電極Bに接触されるものである。エミッタセンシング
電極E1は大電流試験時、分割電極2のもつ微小抵抗を
計測するものである。10は分割電極2と下部電極ブロ
ック1間に形成される不活性ガスを充満させる不活性ガ
ス領域としてのガス室であり、該ガス室10は分割電極
2の下面に取り付けられるカバー10aの下端縁を下部
電極ブロック1に密着させることにより得られるもの
で、接触子2aの接触端面2bと下部電極1aの近傍の
みをシールする最小の空間としている。11は絶縁ブロ
ック5に設けられて前記ガス室10に不活性ガスを供給
するガス注入口、12は絶縁ブロック5、弾性体4、分
割電極2に透設される不活性ガスの供給通路である。1
3は下部電極ブロック1に設けられるガス吸込口であ
り、該ガス吸込口13によりガス室10の大気を吸引す
るとともに、ガス注入口11からの不活性ガスを吸引す
ることによりガス注入タクトを短縮するものである。1
4は下部電極ブロック1の上面に透設されるガス吸引用
通路、15は分割電極2を電極ホルダ3に取り付けるた
めのプレートである。
【0008】このように構成されたものは、下部電極ブ
ロック1の上面に形成した下部電極1a上に被検査物W
としてのバイポーラトランジスタのコレクタ電極Cを当
接させて載置したうえ、電極ホルダ3、ブラケット6等
を介して図示しないロボットアームに取り付けられてい
る分割電極2を下降させて、前記下部電極1a上の被検
査物Wのエミッタ電極Eに分割電極2の先細の接触子2
aを当接させれば、被検査物Wの電極面の面積と略等し
い接触面をもつ8個の接触子2aの平板状の接触端面2
bは被検査物Wのエミッタ電極Eの全面にわたって接触
することとなる。このとき、分割電極2に取り付けられ
ているカバー10aは下部電極ブロック1の上面に当接
されて、カバー10aと下部電極ブロック1との間には
小さな不活性ガス領域としてのガス室10が形成され
る。このようにしてガス室10が形成されたら、絶縁ブ
ロック5に設けられたガス注入口11より不活性ガスを
供給するとともに、下部電極ブロック1のガス吸込口1
3により吸引圧を加えれば、下部電極1aのガス吸引用
通路14を通じてガス室10には吸引圧がかかり、ガス
室10の大気は急速に吸引されるとともに、供給通路1
2を通じて不活性ガスはガス室10に供給され、ガス室
10内は短時間で不活性ガスにより充満されることとな
る。
【0009】そして、ロボットアームをもって分割電極
2の接触子2aを被検査物Wの電極面に押圧する。この
ときの接触子2aの接触圧はブラケット6に設けられた
圧力センサ7により検出され、常に一定圧、すなわち接
触抵抗が最小となるようロボットアームにより制御され
る。このようにして、接触子2aは被検査物Wの電極面
に押圧されることとなるが、電極面の表面に僅かな傾き
やうねりがある場合、電極面の傾きやうねりに応じて8
個の分割電極2は弾性体4及び相互隣接面としての微小
な隙間を介して微小傾斜したり、上下動して電極面と各
接触子2aとの接触面が最大となるよう可動するので、
接触子2aは被検査物Wの電極面の略全面にわたって均
一な圧力で接触されて最少の接触抵抗で接触し、各接触
子2aの接触抵抗は分割数分の1となる。このため、接
触子2aに検査用の電圧が印加された際、電流が一箇所
に集中して流れて発熱したり、放電を起こして被検査物
Wを損傷することはない。そして、大電流試験時、分割
電極2に透設されている貫通孔2cを通じてエミッタセ
ンシング電極E1にセンシングプローブ9が接触し、分
割電極2の抵抗による電圧降下を測定する。この測定値
に基づいて、耐電圧試験の際、分割電極2の抵抗により
生じる電圧降下分を補償した印加電圧を加えて正確な規
定電圧が被検査物Wのエミッタとコレクタ間に印加され
るようにしている。なお、好ましい実施の形態では分割
電極2は8個に分割されているが、8個に限定されるこ
とはなく、2個から10個以上に分割してもよいことは
勿論である。また、好ましい実施の形態では接触子2a
を被検査物Wの電極面の略全面に接触させているが、印
加される電圧や電流に応じて50%以上の接触面積を得
れるようにすればよいものである。
【0010】
【発明の効果】本発明は前記説明によって明らかなよう
に、複数に分割されて個別に可動できる分割電極の接触
子を被検査物の電極面に接触させるようにしたから、接
触抵抗は小さいうえ、各接触子の接触抵抗は分割数分の
1となる。しかも、被検査物の電極面の傾きやうねりに
応じて各接触子を個別に電極面に確実に密着できるの
で、接触抵抗をより小さいものとすることができ、電流
が集中して流れて発熱したり、放電が発生することがな
いので、被検査物の損傷を防止できる。また、圧力セン
サにより接触子の接触圧を一定となるように制御すれ
ば、常に最適な接触抵抗を得ることができる。そして、
接触子の接触端面を平板状とすれば、接触子の強度を高
めることができるので、最小の接触抵抗となる充分な接
触圧を加えることができるうえに、被検査物の電極面を
傷つけることがない。しかも、分割電極より先細の接触
子を突出させたものとしているので、電極ホルダに取り
付けられている分割電極が大きいにも係わらず、被検査
物の小さな電極面にも複数の接触子を確実に接触させる
ことができる。また、弾性体を介して分割電極を付勢す
ることにより、分割電極を個別に微小傾動させたり上下
動させることができるので各接触子の接触端面を面接触
させることができ、接触抵抗を最小とすることができ
る。また、分割電極にセンシングプローブを内蔵させれ
ば、装置を大型化させることなく、分割電極のもつ抵抗
による電圧降下分の補正ができる。さらに、接触子と被
検査物の電極面にのみ不活性ガス領域を形成することに
より、大電流を流した際に生じやすくなる放電を防止で
き、しかも、接触端面と被検査物の電極面のみに不活性
ガス領域を形成することによりガス室の容積を最小と
し、使用ガス量を節約し、被検査物交換時のガス注入タ
クトを大幅に短縮できる等種々の利点を有するものであ
る。従って、本発明は従来の問題点を解決した大電流用
小型接触子として業界の発展に寄与するところ大なもの
である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の好ましい実施の形態を示す一部切欠正
面図である。
【図2】本発明の好ましい実施の形態を示す一部切欠平
面図である。
【図3】本発明の好ましい実施の形態における分割電極
を示す一部切欠斜視図である。
【図4】被検査物としてのバイポーラトランジスタを示
す斜視図である。
【図5】従来のコンタクトプローブを示す一部切欠正面
図である。
【符号の説明】
2 分割電極 2a 接触子 2b 接触端面 4 弾性体 7 圧力センサ 10 センシングプローブ

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数に分割される分割電極(2) の接触子
    (2a)を被検査物の電極面に接触するように配置させると
    ともに、前記分割電極(2) の各接触子(2a)が被検査物の
    電極面に個別に接触できるよう各分割電極(2) を可動自
    在とし、最小の接触面積で接触抵抗が最小となるように
    したことを特徴とする大電流用小型接触子。
  2. 【請求項2】 圧力センサ(7) の検出値に基づいて接触
    子(2a)の接触圧を制御する請求項1に記載の大電流用小
    型接触子。
  3. 【請求項3】 分割電極(2) が略三角ブロック状に分割
    されたもので、分割面を合わせて電極ホルダ(3) 内に抱
    持されており、その中心下面より突出するよう各分割電
    極(2) の下端に形成した接触子(2a)の接触端面(2b)を平
    板状とした請求項1または2に記載の大電流用小型接触
    子。
  4. 【請求項4】 圧力センサ(7) の検出値に基づいて接触
    圧が制御される接触子(2a)の接触端面(2b)を平板状とし
    た請求項1に記載の大電流用小型接触子。
  5. 【請求項5】 分割電極(2) が相互隣接面をガイド面と
    して個別に可動自在とされるともに、該分割電極(2) が
    弾性体(4) を介して被検査物の電極面に向かって付勢さ
    れる請求項1〜4のいずれかに記載の大電流用小型接触
    子。
  6. 【請求項6】 分割電極(2) に接触子(2a)の抵抗による
    電圧降下を測定するセンシングプローブ(9) を内蔵させ
    た請求項1〜5のいずれかに記載の大電流用小型接触
    子。
  7. 【請求項7】 接触子(2a)と被検査物の電極面間に不活
    性ガス領域を形成した請求項1〜6のいずれかに記載の
    大電流用小型接触子。
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