JP5259473B2 - コンタクトコネクタ - Google Patents
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Description
コイルばねを用いたコンタクトとしては、芯材たる絶縁体丸棒の周りに弾性金属線を螺旋状に巻いた構成(例えば、特許文献1)や、コイルばねの一部の巻き回し箇所(コイル)を一方の接続電極側に突出するように偏倚させた状態で該コイルばねを軸方向に押し縮めて固定した構成(例えば、特許文献2)が知られている。そして、これらコイルばねを用いたコンタクトによれば、ピン状のコンタクトに比べて接続電極の間の導伝路長を短縮可能となり、ユニットや回路基板を高速動作させた場合でも、接続電極間での信号遅延や信号歪みを抑制することができる。
さらに、かかるコイルばねコンタクトが保持カバーの保持開口の幅狭部で保持されているため、コイルばねコンタクトの弾性変形が保持部材により規制されることがなく、また、特許文献1に記載の絶縁体丸棒のような接触電極との接触時の荷重を受けて撓みが生じるような部材が不要となるから、ワークに対して均一な接触を確保可能することができる。
これによれば、コイルばねコンタクトの端部のコイルと保持開口の端部の幅狭部の間に隙間が設けられるため、接触電極時との接触時のコイルの倒れのストロークを大きくすることができる。また、コイルばねコンタクトの端部のコイルの外周部が幅狭部に係合することで、該コイルの逆方向への倒れが規制され、これにより、該コイルにより接触電極のあたりが強くなるのを防止できる。
こうすることで、規制部材により、保持開口から突出した外周部の前記コイルの倒れが制限され、コイルばねコンタクトが保持カバーの保持開口内部へ潜り込むことが防止される。
上記発明において、隣り合うコイルばねコンタクト間で前記コイルの倒れる向きを互いに反対にすることで、隣り合うコイルばねコンタクト同士の絡まりを防止し、絡まりにより各コイルの倒れが規制されてしまうことを防止できる。
上記発明において、カバーの保持開口の端部に幅狭部を形成してコイルばねコンタクトの端部を保持することで、コイルばねコンタクトの端部のコイルの倒れのストロークを大きくすることができる。
上記発明において、コイルばねコンタクトの端部の軸方向の移動を規制してコイルの倒れを制限する規制部材を設けることで、コイルばねコンタクトの保持開口内部への潜り込みを防止することができる。
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。以下では、パワーデバイス用のプラスチックモジュール、特に、電鉄、車両用のIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)モジュールをパッケージ化する前にIGBTに電流を供給して動作検査するための装置に本発明を適用した場合を例示する。
IGBT3は、図2に示すように、その上面に、ゲート電極4及びゲート電極4に絶縁分離された互いに同一電位を有する5つのエミッタ電極6と1つのエミッタセンス電極8が上面に形成され、裏面にコレクタ電極(図示せず)が形成された半導体デバイスである。
そして検査装置1は、IGBT3のコレクタ・エミッタ間に例えば約1000Vの高電圧を印加して約340Aの大電流を通電することで、RBSOA耐量試験を可能にする。
コンタクトフレーム9は、検査用治具7の下降時にIGBT3のエミッタ電極6に接触するエミッタ用のコンタクトコネクタ15と、上記ステージ5の電極面12に接触するコレクタ用のコンタクトコネクタ17をそれぞれ支持する。これらコンタクトコネクタ15、17は、それぞれコイルばねコンタクト21を底面に備えるエミッタ用コンタクトブロック23、コレクタ用コンタクトブロック25を備えている。
検査装置1は、電源Eや電源ノイズフィルタ用の大容量(例えば4700μF×2)の電解コンデンサC1、C2及び平行平板のコンデンサC3、電流センサSa等を備え、約1200Vの出力電圧Voを出力する電源側回路41と、この電源側回路41にスイッチSwを介して接続された治具側回路43とを備えている。
治具側回路43は、IGBT3に試験電圧を印加するための印加回路45を有し、この印加回路45が、低インダクタンス負荷ケーブル47を介して電源側回路41に接続される。
またIGBT3のゲート電極4、エミッタ電極6及びエミッタセンス電極8のそれぞれには、検査用回路27に接続されるプローブライン61も別途に接続可能に構成されている。
上述のように、コレクタ・エミッタ間には試験電圧として1000Vの高電圧が印加されるため、各コンタクトコネクタ15、17のそれぞれは、電極との接触時に該電極へ有害な傷付きを生じることがなく、また、大電流を流すことができるような低接触抵抗を実現可能とすべく、そのコンタクトに、コイルばねが用いられている。コイルばねを用いることで、ピンコンタクトに比較して接触点の数を2倍とし、また、接触面積も2倍としている。
このようなコンタクトコネクタ15、17の詳細について、以下では、エミッタ用のコンタクトコネクタ15を代表して説明する。
コンタクトコネクタ15は、上述したように、エミッタ電極6に対応して複数のコイルばねコンタクト21を備えるものである。具体的には、エミッタ用コンタクトブロック23の底面23Aには、保持カバー85で覆われた収容凹部24が設けられており、この収容凹部24内にコイルばねコンタクト21が収容されている。
このように各コイルばねコンタクト21は幅狭の保持開口87に係合して保持されるだけなのでコイルばねコンタクト21の交換が簡単になる。
さらに、各コイルばねコンタクト21は幅狭の保持開口87に係合して保持されるだけであり、該保持カバー85によって弾性変形が制限されることがないため、各コイル81が均一に倒れるように弾性変形しエミッタ電極6に均一に接触させることができる。
そこで、収容凹部24の底面24Aには、コイルばねコンタクト21の端部22Aの移動を制限してコイル81の過度な倒れを制限する規制部材としての突起部88が設けられている。この突起部88により、コイルばねコンタクト21の移動とコイル81の過度な倒れが制限されるため、コイルばねコンタクト21が保持カバー85に潜り込むことが防止される。
そこで、本コンタクトコネクタ15においては、各コイルばねコンタクト21を、図4(A)に示すように、コイル81の軸方向に沿った向きGに倒れるコイルばねコンタクト21Aと、軸方向に沿った逆向きG’にコイル81が倒れるコイルばねコンタクト21B(図5(B)には想像線で示す)とを交互に配置しており、これにより、コイルばねコンタクト21A同士の絡まりを防止してエミッタ電極6へのあたりが強くなるのが防止される。
さらに、かかるコイルばねコンタクト21を保持カバー85の径よりも幅狭の保持開口87に係合させて保持されているため、コイルばねコンタクト21の弾性変形が保持カバー85により阻害されることがなく、ワークに対して均一な接触を確保可能することができる。
また保持カバー85の保持開口87にコイルばねコンタクト21を係合させているだけなので当該コイルばねコンタクト21の交換が容易となる。
図6は、本発明の第2実施形態に係るコンタクトコネクタ115の構成を示す図であり、図6(A)はコンタクトコネクタ115の平面図、図6(B)はコンタクトコネクタ115を横方向からみた図である。なお、この図において、図4に示した部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
これにより、本実施形態によれば、隙間Sの分だけコイルばねコンタクト21の端部22A側の倒れの弾性変形のためのストロークを大きくすることができ、小さなコイルばねコンタクト21でも大きなストローク(倒れ)を実現することができる。
また、コイルばねコンタクト21の一方の端部22B側のコイル81にあっては、保持開口87の端部87Aに当接した状態とされるから、第1実施形態と同様に、エミッタ電極6がコイルばねコンタクト21の外周部に接触したときに、該コイル81が、方向Gとは逆向きに倒れて立ち上がってしまい、エミッタ電極6へのあたりが強くなるのが防止される。
3 IGBT(半導体デバイス)
6 エミッタ電極
9 コンタクトフレーム
15、17、19、115 コンタクトコネクタ
21、21A、21B コイルばねコンタクト
23 エミッタ用コンタクトブロック
23A 底面(電極面)
75 R形状溝
77 隙間
81 コイル
85 保持カバー
87 保持開口
88 突起部(規制部材)
89 幅狭部
X 離間距離
G 倒れの向き
S 隙間
Claims (3)
- 一対の接触電極の間に挟まれて各接触電極を導通する、側面視においてコイルの開始端が前段のコイルの幅内に位置するように金属線を巻き回して構成した複数のコイルばねコンタクトと、
前記コイルばねコンタクトの径よりも幅が狭い幅狭部を少なくとも一部に有する複数の保持開口が形成され、前記保持開口のそれぞれに前記コイルばねコンタクトを該コイルばねコンタクトの外周部を一部突出させて前記幅狭部で保持する保持カバーと、
底面に前記接触電極が形成された凹部に複数の前記コイルばねコンタクトが収められ、前記保持カバーで覆われたブロックと、を備え、
前記保持カバーに保持されたコイルばねコンタクトの各々は、
隣り合うコイルばねコンタクト間で前記コイルの倒れる向きを互いに反対にされ、
前記コイルばねコンタクトの各々が前記ブロックと検査対象の接触電極の間に挟まれたときに、各コイルばねコンタクトにおけるコイルのそれぞれが軸方向の同じ向きに倒れるように弾性変形することを特徴とするコンタクトコネクタ。 - 前記保持カバーの保持開口の端部に前記幅狭部を形成したことを特徴とする請求項1に記載のコンタクトコネクタ。
- 前記コイルばねコンタクトの端部のコイルの前記軸方向の移動を規制し、前記保持開口から突出した外周部の前記コイルの倒れを制限する規制部材を備えることを特徴とする請求項2に記載のコンタクトコネクタ。
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