JPWO2015020176A1 - 通電ユニット - Google Patents

通電ユニット Download PDF

Info

Publication number
JPWO2015020176A1
JPWO2015020176A1 JP2015530966A JP2015530966A JPWO2015020176A1 JP WO2015020176 A1 JPWO2015020176 A1 JP WO2015020176A1 JP 2015530966 A JP2015530966 A JP 2015530966A JP 2015530966 A JP2015530966 A JP 2015530966A JP WO2015020176 A1 JPWO2015020176 A1 JP WO2015020176A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
contact
connection terminal
extending
connection
contact portion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2015530966A
Other languages
English (en)
Inventor
伊藤 敬一
敬一 伊藤
浩嗣 石川
浩嗣 石川
潤 冨永
潤 冨永
貴広 藤井
貴広 藤井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NHK Spring Co Ltd
Original Assignee
NHK Spring Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NHK Spring Co Ltd filed Critical NHK Spring Co Ltd
Publication of JPWO2015020176A1 publication Critical patent/JPWO2015020176A1/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/02Contact members
    • H01R13/22Contacts for co-operating by abutting
    • H01R13/24Contacts for co-operating by abutting resilient; resiliently-mounted
    • H01R13/2407Contacts for co-operating by abutting resilient; resiliently-mounted characterized by the resilient means
    • H01R13/2428Contacts for co-operating by abutting resilient; resiliently-mounted characterized by the resilient means using meander springs
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/02General constructional details
    • G01R1/06Measuring leads; Measuring probes
    • G01R1/067Measuring probes
    • G01R1/06711Probe needles; Cantilever beams; "Bump" contacts; Replaceable probe pins
    • G01R1/06716Elastic
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/02General constructional details
    • G01R1/06Measuring leads; Measuring probes
    • G01R1/067Measuring probes
    • G01R1/073Multiple probes
    • G01R1/07307Multiple probes with individual probe elements, e.g. needles, cantilever beams or bump contacts, fixed in relation to each other, e.g. bed of nails fixture or probe card
    • G01R1/07357Multiple probes with individual probe elements, e.g. needles, cantilever beams or bump contacts, fixed in relation to each other, e.g. bed of nails fixture or probe card with flexible bodies, e.g. buckling beams
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/498Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
    • H01L23/49811Additional leads joined to the metallisation on the insulating substrate, e.g. pins, bumps, wires, flat leads
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/07Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L29/00
    • H01L25/072Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L29/00 the devices being arranged next to each other
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/02General constructional details
    • G01R1/06Measuring leads; Measuring probes
    • G01R1/067Measuring probes
    • G01R1/06711Probe needles; Cantilever beams; "Bump" contacts; Replaceable probe pins
    • G01R1/06733Geometry aspects
    • G01R1/06738Geometry aspects related to tip portion
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
    • H01L2224/48095Kinked
    • H01L2224/48096Kinked the kinked part being in proximity to the bonding area on the semiconductor or solid-state body
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
    • H01L2224/48095Kinked
    • H01L2224/48097Kinked the kinked part being in proximity to the bonding area outside the semiconductor or solid-state body
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481Disposition
    • H01L2224/48135Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip
    • H01L2224/48137Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being arranged next to each other, e.g. on a common substrate
    • H01L2224/48139Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being arranged next to each other, e.g. on a common substrate with an intermediate bond, e.g. continuous wire daisy chain
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481Disposition
    • H01L2224/48151Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48225Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H01L2224/48227Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation connecting the wire to a bond pad of the item
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/484Connecting portions
    • H01L2224/4847Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a wedge bond
    • H01L2224/48472Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a wedge bond the other connecting portion not on the bonding area also being a wedge bond, i.e. wedge-to-wedge
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/49Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • H01L2224/491Disposition
    • H01L2224/4911Disposition the connectors being bonded to at least one common bonding area, e.g. daisy chain
    • H01L2224/49111Disposition the connectors being bonded to at least one common bonding area, e.g. daisy chain the connectors connecting two common bonding areas, e.g. Litz or braid wires
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/85Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
    • H01L2224/8538Bonding interfaces outside the semiconductor or solid-state body
    • H01L2224/85399Material
    • H01L2224/854Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/85438Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/85447Copper (Cu) as principal constituent
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L24/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L24/49Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/18Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different subgroups of the same main group of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/00014Technical content checked by a classifier the subject-matter covered by the group, the symbol of which is combined with the symbol of this group, being disclosed without further technical details
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11Device type
    • H01L2924/13Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1304Transistor
    • H01L2924/1305Bipolar Junction Transistor [BJT]
    • H01L2924/13055Insulated gate bipolar transistor [IGBT]

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)
  • Connecting Device With Holders (AREA)

Abstract

本発明にかかる接続端子は、半導体素子と、該半導体素子が実装される基板とを備えたパワーモジュールに用いられ、外部の回路と基板とを電気的に常時接続するパワーモジュール用接続端子であって、基板に設けられた電極と接触する第1接触部と、外部の回路に設けられた電極と接触する第2接触部と、両端部で第1および第2接触部と接続するとともに、一様な幅を有し、凹凸が逆の湾曲部分を繰り返したジグザグ状をなして延び、該延びる方向に沿って伸縮自在な接続部と、を備え、接続部を含んでジグザグ状に延びる方向に延びる領域に第1および第2接触部を含む。

Description

本発明は、パワーモジュール、通電ユニット、および該パワーモジュールまたは該通電ユニットに用いられる接続端子に関するものである。
従来、産業用、自動車用などの電力制御からモータ制御まで、幅広い分野に使用される省エネルギー化のキーデバイスとして、1または複数のパワー素子を実装するパワーモジュールが挙げられる。このパワーモジュールは、複数の半導体チップが積載された基板と、その基板の各半導体にそれぞれ接続されて電力の入出力を行う複数の接続端子と、接続端子をそれぞれ保持する接続端子ホルダと、を備える。
接続端子においては、外部の回路基板とパワーモジュールの基板との間の確実な電気的導通が求められる。近年、パワーモジュールの組み立て容易性、振動追従性などの観点から、外部の回路基板とパワーモジュールの基板との間をばねの荷重のみで接触させて電気的導通を確保する接続端子のニーズが高まっている。
これらの要望に対し、板状の接触ばねを用いて、外部の回路基板とパワーモジュールの基板との間を弾性力によって電気的に導通することが可能な接続端子が開示されている(例えば、特許文献1,2を参照)。接触ばねを用いることによって、導体間距離のばらつき、温度変化、基板の反り等による導体間距離変動を吸収し、2つの接触対象物間の接触状態を維持することができる。これにより、振動追従性を満たすとともに、組み立ての容易性を実現している。
ところで、上述したパワーモジュールは高周波で動作する(例えば、動作周波数が数kHz〜数MHz)。接続端子に交流電流が流れると、接続端子にはインダクタンスが生じる。接続端子に生じるインダクタンスが大きいと、サージ電圧の上昇や電圧の損失分が大きくなり、パワー素子の破壊やスイッチング遅延といった問題が生じる。これらの問題は高周波動作時に一段と顕著になるため、接続端子に電流を流した際に生じるインダクタンスを低減することが望まれている。
特許文献1が開示する接続端子では、インダクタンスに対しては考慮されておらず、上述したインダクタンスによる問題が生じるおそれがあった。一方で、特許文献2には、接続端子の中間点を中心に鏡像関係とすることによって、自己インダクタンスを最小化できる旨が開示されている。
特開2008−198597号公報 特開平6−325810号公報
ここで、特許文献1,2が開示する接続端子は、回路基板およびパワーモジュールの基板とそれぞれ接触する先端部が、接続端子の弾性部分を含み、該弾性部分から接続端子の長手方向に延びる領域から外れた領域に配置されている。このため、回路基板またはパワーモジュールの基板のいずれかに振動が生じた際、接触位置のずれなどが生じる。この場合、接触位置の変化によって、接続端子と基板との接触面積や、接触端子が基板に加える荷重などが変化し、その結果接触抵抗が変化してしまい、電気的導通が不安定になるおそれがあった。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、低インダクタンスを維持するとともに、接触対象間で確実かつ良好な導通を実現することができる接続端子、パワーモジュールおよび通電ユニットを提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる接続端子は、二つの接触対象間を電気的に接続するパワーモジュール用接続端子であって、前記基板に設けられた電極と接触する第1接触部と、前記外部の回路に設けられた電極と接触する第2接触部と、両端部で前記第1および第2接触部と接続するとともに、一様な幅を有し、凹凸が逆の湾曲部分を繰り返したジグザグ状をなして延び、該延びる方向に沿って伸縮自在な接続部と、を備え、前記接続部を含んで前記ジグザグ状に延びる方向に延びる領域に前記第1および第2接触部を含むことを特徴とする。
また、本発明にかかる接続端子は、上記の発明において、前記第2接触部は、前記外部の回路に設けられた電極と接触する面が、弧状をなすことを特徴とする。
また、本発明にかかる接続端子は、上記の発明において、均一な板厚を有する帯状の部材を用いて形成されることを特徴とする。
また、本発明にかかる接続端子は、上記の発明において、前記接続部は、略板状をなして延びる複数の延伸部と、前記複数の延伸部のうちの隣接する二つの延伸部を接続する湾曲形状をなす湾曲部と、を有し、前記延伸部の主面は、前記延びる方向と略直交することを特徴とする。
また、本発明にかかる接続端子は、上記の発明において、前記延伸部の中心をそれぞれ通過する直線は、前記第1および第2接触部をさらに通過することを特徴とする。
また、本発明にかかる接続端子は、上記の発明において、前記第1接触部は、略帯状をなし、前記基板に設けられた保持孔の内部壁面に摺接して挿入される挿入部と、長手方向と直交する幅方向の長さが前記保持孔の径より大きいフランジ部と、を有することを特徴とする。
また、本発明にかかる接続端子は、上記の発明において、前記第1接触部から平板状をなして延びる平板部をさらに備えたことを特徴とする。
また、本発明にかかるパワーモジュールは、半導体素子と、前記半導体素子を実装する基板と、前記基板に設けられた電極と接触する第1接触部と、前記外部の回路に設けられた電極と接触する第2接触部と、両端部で前記第1および第2接触部と接続するとともに、一様な幅を有し、凹凸が逆の湾曲部分を繰り返したジグザグ状をなして延び、該延びる方向に沿って伸縮自在な接続部と、を有し、前記接続部を含んで前記ジグザグ状に延びる方向に延びる領域に前記第1および第2接触部を含み、前記外部の回路と前記基板とを電気的に常時接続する複数のパワーモジュール用接続端子と、を備え、前記複数のパワーモジュール用接続端子のうち、前記パワーモジュール用接続端子の前記接続部の幅方向を揃えて並べて配置されるパワーモジュール用接続端子は、隣接するパワーモジュール用接続端子を前記幅方向からみたときに、前記接続部の前記ジグザグ状のパターンが逆であることを特徴とする。
また、本発明にかかる通電ユニットは、検査対象と、該給電用および検査用の信号を出力する制御ユニットとを電気的に接続し、前記給電用の信号または前記検査用の信号を通電する通電ユニットであって、導電性を有する複数の接続端子と、導電性を有し、前記複数の接続端子を保持する筐体と、前記筐体に取り付けられる導電性のバスバーと、前記筐体に対して前記複数の接続端子を固定する固定手段と、を備え、前記接続端子は、前記筐体と接触する第1接触部と、前記検査対象に設けられた電極と接触する第2接触部と、両端部で前記第1および第2接触部と接続するとともに、一様な幅を有し、凹凸が逆の湾曲部分を繰り返したジグザグ状をなして延び、該延びる方向に沿って伸縮自在な接続部と、を有し、前記接続部を含んで前記ジグザグ状に延びる方向に延びる領域に前記第1および第2接触部を含み、前記検査対象を検査する際、前記検査対象から所定の荷重が加わった場合に前記検査対象と前記筐体とは非接触状態であることを特徴とする。
本発明によれば、低インダクタンスを維持するとともに、接触対象間で確実かつ良好な導通を実現することができるという効果を奏する。
図1は、本発明の実施の形態1にかかるパワーモジュールの構成を示す斜視図である。 図2は、図1に示すパワーモジュールの構成を示す分解斜視図である。 図3は、図1に示すパワーモジュールの要部の構成を示す断面斜視図である。 図4は、図1に示すパワーモジュールの構成を示す断面図である。 図5は、本発明の実施の形態1にかかるパワーモジュールの接続端子を示す斜視図である。 図6は、本発明の実施の形態1にかかるパワーモジュールの接続端子を示す側面図である。 図7は、本発明の実施の形態1にかかるパワーモジュールの接続端子における長さと実効インダクタンスとの関係を示すグラフである。 図8は、本発明の実施の形態1にかかるパワーモジュールの接続端子における距離と実効インダクタンスとの関係を示すグラフである。 図9は、本発明の実施の形態1にかかるパワーモジュールの接続端子における配置の一例を説明する斜視図である。 図10は、図9の矢視A1方向の側面図である。 図11は、本発明の実施の形態1の変形例1にかかるパワーモジュールの接続端子を示す斜視図である。 図12は、図11の矢視A2方向の模式図である。 図13は、本発明の実施の形態1の変形例2にかかるパワーモジュールの接続端子を示す斜視図である。 図14は、図13の矢視A3方向の模式図である。 図15は、本発明の実施の形態1の変形例3にかかるパワーモジュールの接続端子を示す斜視図である。 図16は、図15の矢視A4方向の模式図である。 図17は、本発明の実施の形態1の変形例4にかかるパワーモジュールの接続端子を示す斜視図である。 図18は、図17の矢視A5方向の側面図である。 図19は、本発明の実施の形態1の変形例5にかかるパワーモジュールの接続端子を示す斜視図である。 図20は、本発明の実施の形態1の変形例5にかかるパワーモジュールの接続端子を示す側面図である。 図21は、本発明の実施の形態1の変形例6にかかるパワーモジュールの接続端子を示す斜視図である。 図22は、本発明の実施の形態1の変形例6にかかるパワーモジュールの接続端子を示す側面図である。 図23は、本発明の実施の形態1の変形例7にかかるパワーモジュールの接続端子を示す斜視図である。 図24は、本発明の実施の形態1の変形例7にかかるパワーモジュールの接続端子を示す側面図である。 図25は、本発明の実施の形態1の変形例8にかかるパワーモジュールの接続端子を示す斜視図である。 図26は、本発明の実施の形態1の変形例9にかかるパワーモジュールの接続端子を示す斜視図である。 図27は、本発明の実施の形態1の変形例10にかかるパワーモジュールの接続端子を示す分解斜視図である。 図28は、本発明の実施の形態1の変形例11にかかるパワーモジュールの接続端子を示す斜視図である。 図29は、本発明の実施の形態1の変形例12にかかるパワーモジュールの接続端子を示す分解斜視図である。 図30は、本発明の実施の形態1の変形例13にかかるパワーモジュールの接続端子を示す斜視図である。 図31は、本発明の実施の形態1の変形例14にかかるパワーモジュールの接続端子を示す分解斜視図である。 図32は、本発明の実施の形態2にかかるパワーモジュールの構成を示す分解斜視図である。 図33は、本発明の実施の形態2にかかるパワーモジュールの要部の構成を示す分解斜視図である。 図34は、本発明の実施の形態2にかかるパワーモジュールの要部の構成を示す斜視図である。 図35は、本発明の実施の形態2にかかるパワーモジュールの接続端子を示す斜視図である。 図36は、本発明の実施の形態2にかかるパワーモジュールの接続端子を示す側面図である。 図37は、本発明の実施の形態2の変形例にかかるパワーモジュールの接続端子の要部の構成を示す斜視図である。 図38は、本発明の実施の形態3にかかるパワーモジュールの要部の構成を示す分解斜視図である。 図39は、本発明の実施の形態3にかかるパワーモジュールの要部の構成を示す分解斜視図である。 図40は、本発明の実施の形態3にかかるパワーモジュールの要部の構成を示す斜視図である。 図41は、本発明の実施の形態3にかかるパワーモジュールの接続端子を示す斜視図である。 図42は、本発明の実施の形態3にかかるパワーモジュールの接続端子を示す側面図である。 図43は、本発明の実施の形態3の変形例1にかかるパワーモジュールの要部の構成を示す分解斜視図である。 図44は、本発明の実施の形態3の変形例2にかかるパワーモジュールの要部の構成を示す斜視図である。 図45は、本発明の実施の形態4にかかる検査システムの概略構成を示す上面図である。 図46は、本発明の実施の形態4にかかる検査システムの概略構成を示す側面図である。 図47は、本発明の実施の形態4にかかる検査システムの概略構成を示す部分断面図である。 図48は、本発明の実施の形態4にかかる電流供給ユニットの概略構成を示す斜視図である。 図49は、本発明の実施の形態4にかかる電流供給ユニットの要部の構成を示す斜視図である。 図50は、本発明の実施の形態4にかかる電流供給ユニットの概略構成を示す断面図である。 図51は、本発明の実施の形態4にかかる電流供給ユニットの接続端子に荷重が加わった場合を説明する図である。 図52は、本発明の実施の形態4の変形例1にかかる電流供給ユニットの要部の構成を示す斜視図である。 図53は、本発明の実施の形態4の変形例1にかかる電流供給ユニットの要部の構成を示す斜視図である。 図54は、本発明の実施の形態4の変形例1にかかる電流供給ユニットの要部の構成を示す断面図である。 図55は、本発明の実施の形態4の変形例1にかかる電流供給ユニットの要部の構成を示す分解斜視図である。 図56は、本発明の実施の形態4の変形例2にかかる電流供給ユニットの要部の構成を示す斜視図である。 図57は、本発明の実施の形態4の変形例2にかかる電流供給ユニットの要部の構成を示す斜視図である。 図58は、本発明の実施の形態4の変形例2にかかる電流供給ユニットの要部の構成を示す断面図である。 図59は、本発明の実施の形態4の変形例2にかかる電流供給ユニットの要部の構成を示す分解斜視図である。 図60は、本発明の実施の形態4の変形例3にかかる電流供給ユニットの要部の構成を示す斜視図である。 図61は、本発明の実施の形態4の変形例3にかかる電流供給ユニットの要部の構成を示す斜視図である。 図62は、本発明の実施の形態4の変形例3にかかる電流供給ユニットの要部の構成を示す断面図である。 図63は、本発明の実施の形態4の変形例3にかかる電流供給ユニットの要部の構成を示す分解斜視図である。
以下、本発明を実施するための形態を図面と共に詳細に説明する。なお、以下の実施の形態により本発明が限定されるものではない。また、以下の説明において参照する各図は、本発明の内容を理解でき得る程度に形状、大きさ、および位置関係を概略的に示してあるに過ぎない。すなわち、本発明は各図で例示された形状、大きさ、および位置関係のみに限定されるものではない。
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1にかかるパワーモジュール1の構成を示す斜視図である。また、図2は、図1に示すパワーモジュール1の構成を示す分解斜視図である。図1,2に示すパワーモジュール1は、接触対象と電気的に常時接続して電力の入出力を行う複数の接続端子10と、複数の接続端子10をそれぞれ挿通する挿通孔21が複数形成された接続端子ホルダ20と、複数の半導体チップDが積載された基板30と、を備える。
図3は、図1に示すパワーモジュールの要部の構成を示す断面斜視図である。図4は、図1に示すパワーモジュールの構成を示す断面図である。接続端子ホルダ20は、シリコンなどの樹脂、マシナブルセラミックなどの絶縁性材料を用いて形成される。接続端子ホルダ20には、接続端子10を所定パターンで収容するための上述した複数の挿通孔21と、各挿通孔21と連通する中空空間を形成する中空部22と、が形成されている。なお、接続端子ホルダ20は、熱伝導率の高い材料を用いて形成されることが好ましい。
挿通孔21は、配設する接続端子10に対応して設けられ、接続端子ホルダ20の一方の主面に略矩形状の開口を有する柱状の中空空間を形成し、接続端子10の一部を挿通する。また、中空部22は、接続端子ホルダ20の他方の主面に略矩形状の開口を有する柱状の中空空間を形成し、各挿通孔21と連通している。
基板30は、絶縁性の樹脂、またはセラミックスなどの絶縁性材料を用いて形成され、所定の機能を有する複数の半導体チップDおよびこの半導体チップDに接続される電極Eを有する。
半導体チップDは、ダイオード、トランジスタ、IGBT(絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)等の半導体素子によって実現される。なお、半導体チップDは、使用の目的に合わせて基板30上に複数個設けられる。
電極Eは、銅などを用いてパターニングすることによって、基板30に積載された半導体チップDなどに対して電気信号を伝達させるための回路パターンを形成する。半導体チップDと電極Eとは、ワイヤーWによって電気的に接続している。
なお、接続端子ホルダ20と基板30とは、ネジ等によって接続されてもよく、接着剤またはシール部材によって接着されてもよい。すなわち、接続端子ホルダ20と基板30との接続形態は、電極と接続端子との接触を妨げなければ、如何なる接続形態でもよい。
また、中空部22は、電極Eの配設領域を含むような開口となるように形成されている。すなわち、中空部22は、接続端子ホルダ20が基板30に取り付けられた際に、内部に電極Eを含む基板30上のすべての回路パターンを含んでいる。
図5は、本実施の形態1にかかるパワーモジュールの接続端子を示す斜視図である。図6は、本実施の形態1にかかるパワーモジュールの接続端子を示す側面図である。図5,6に示す接続端子10は、りん青銅、クロム銅、ベリリウム銅またはコルソン銅などの銅合金からなる一様な幅および均一な板厚を有する帯状の材料が用いられ、主面に沿って湾曲された形状をなす。なお、幅とは、帯状の部材の主面において、長手方向と直交する方向の長さを指す。
接続端子10は、長手方向の一端に設けられ、基板30に設けられた電極と接触する第1接触部11と、長手方向の他端に設けられ、外部の回路に設けられた電極と接触する第2接触部12と、両端部において第1接触部11および第2接触部12を接続するとともに、長手方向を複数回折り返して延び、該折り返しによって延びる方向に沿って伸縮自在な接続部13と、を有する。
接続部13は、帯状の部材の一部が折り返された湾曲形状をなす複数の湾曲部131と、湾曲部131から延びる複数の延伸部132と、を有する。換言すれば、接続部13は、湾曲部131によって、隣接する延伸部132同士が接続された構成をなす。
また、接続部13は、幅方向(主面における長手方向と直交する方向)が平行となるように、凹凸が逆の湾曲部分を繰り返したジグザグ状をなして延びており、かつ各湾曲部131および各延伸部132の幅方向の端部が同一平面上に位置している。また、延伸部132は、主面が平面状を維持して延び、複数の湾曲部131のうちの一組の湾曲部131、具体的には最短距離で対向して位置する湾曲部131同士の間を接続している。
第1接触部11および第2接触部12は、接続部13を含み、ジグザグ状に延びる方向に延びる領域に含まれている。なお、本実施の形態1において、接続部13は、同一パターンでジグザグ状をなしている。すなわち、接続部13を含み、ジグザグ状に延びる方向に延びる領域は、直方体状をなしている。
また、第1接触部11および第2接触部12は、それぞれが接続部13の端部を折り返してなり、各端部(主面)が延伸部132の主面と直交している。したがって、第1接触部11および第2接触部12は、長手方向の交差する側面(先端面)が、延伸部132の主面と略平行となっている。
ここで、延伸部132の主面の中心をそれぞれ通過する直線N1は、第1接触部11および第2接触部12をさらに通過している。このとき、接続端子10の重心が、直線N1上に存在することが好ましい。なお、直線N1は、第1接触部11および第2接触部12の幅方向の中央をそれぞれ通過している。また、直線N1は、接続部13が延びる方向(折り返しによって延びる方向)と平行である。
湾曲部131は、設計されたジグザグ形状(折り返し回数)に応じて、複数設けられる。湾曲部131は、偶数個設けられるものであってもよいし、奇数個設けられるものであってもよい。接続端子10としてのバランスを考慮して、第1接触部11および第2接触部12にそれぞれ連なる湾曲部131が、直線N1に対して反対方向にあることが好ましく、この場合、湾曲部131の数は偶数個となる。
また、接続部13(延伸部132)における板厚(主面と直交する方向の長さ)をtとしたとき、湾曲部131の曲率半径は、2t以下となることが好ましい。
上述したように、隣接する延伸部132間の距離が小さくなるようなジグザグ形状を形成することで、向かい合う延伸部132間で逆向きに電流が流れることとなる。延伸部132への電流の流通により、各延伸部132には発生した磁束により自己誘導が生じるとともに、各延伸部132で発生した磁束が相互に影響し合い、相互誘導が発生する。この際の自己誘導のインダクタンスを自己インダクタンスL、相互誘導のインダクタンスを相互インダクタンスMとしたときの一対の延伸部132(第1の延伸部および第2の延伸部)の実効インダクタンスLeは、以下のように表すことができる。なお、以下の式(1)では、第1の延伸部の自己インダクタンスをL1、第2の延伸部の自己インダクタンスをL2、第1の延伸部が第2の延伸部に及ぼす相互インダクタンスをM1、第2の延伸部が第1の延伸部に及ぼす相互インダクタンスをM2とする。
Le=L1+L2−M1−M2 ・・・(1)
すなわち、相互インダクタンスを大きくすることによって、実効インダクタンスを低減することができる。上述した接続端子10では、帯状の部材を折り返すことによって、向かい合う延伸部132の間で互いに逆向きの電流が流れるとともに、向かい合う延伸部132間の距離を近づけることによって、相互インダクタンスの効果を大きくすることができる。
向かい合う延伸部132同士の間の距離としては、例えば湾曲部131の曲率半径が2tであって、向かい合う延伸部132の主面が平行である場合、延伸部132の最短距離が板厚tの4倍となる。延伸部132間の距離を上述した距離となるように形成することによって、実効インダクタンスを低減することができる。なお、ばね特性や接続端子自体の強度が求められる数値を満たせば、延伸部132同士の距離は4t以下とすることが実効インダクタンスを低減するうえでさらに好ましい。
ここで、接続部13における延伸部132の長手方向の長さをda、延伸部132の長手方向と直交する方向(幅方向)の長さをdb、隣接する延伸部132間の距離をdpとすると(図5,6参照)、長さdaと実効インダクタンスLeとの関係は、図7に示すグラフのようになる。なお、図7に示すグラフは、接続端子10において、db=3.0(mm)、dp=1.6(mm)、t=0.4(mm)である場合の長さdaの変化を示している。図7に示すグラフのように、長さdaが短くなるほど、実効インダクタンスLeは低減される。
また、距離dpと実効インダクタンスLeとの関係は、図8に示すグラフのようになる。なお、図8に示すグラフは、接続端子10において、da=7.5(mm)、db=3.0(mm)、t=0.4(mm)である場合の距離dpの変化を示している。図8に示すグラフのように、距離dpが短くなるほど、実効インダクタンスLeは低減される。したがって、湾曲部131の曲率半径および距離dpを短くすることによって、実効インダクタンスLeを低減することができる。
例えば、接続端子10において、長さdaがda=7.5(mm)、長さdbがdb=3.0(mm)、距離dpがdp=1.6(mm)、板厚tがt=0.4(mm)である場合、実効インダクタンスLeは、Le=9.7(nH)となる。外部からの荷重によって、距離dpが小さくなると、実効インダクタンスLeは、さらに低減されることとなる。これに対し、例えば接続端子10を直線状に延ばした形状(板厚t、幅dbの帯状の端子)の場合、実効インダクタンスLeは、Le=31.7(nH)となる。
接続端子10は、1枚の平板に対し、例えばプレスによって成形処理することで作製される。具体的には、平板から接続端子10の外縁形状に応じた帯形状を成形し、湾曲部131を所定のピッチで形成して作製する。具体的には、接続端子10は、板厚が均一な板材を複数回折り曲げることにより作製される。この際、第1接触部11、第2接触部12および接続部13に対して板厚を異ならせる加工を施してもよい。また、構成要素ごとにプレスなどによって成形し、その後連結することによって一体的に作製されるものであってもよい。
ここで、接続端子10は、第2接触部12が接続端子ホルダ20の上面から突出し、基板30から起立した状態を維持するように各挿通孔21に挿通され、接続端子ホルダ20に収容されている。このため、接続端子10の上方から接続対象の電極を近づけた際に、電極と第2接触部12とを接触させることができる。第2接触部12が電極と接触し、接続対象から荷重が加わると、湾曲部131が撓んで弾性変形する。
このとき、第2接触部12は、例えば接続端子10の重心が、直線N1上に存在する場合、上述した直線N1に沿って移動し、接続端子10の重心位置が変化することはない。接続端子10は、湾曲部131が、外部から加わる荷重に応じて弾性変形することによって、導体間距離のばらつき、温度変化、基板の反り等による端子と接触対象物との間の距離の変動を吸収し、接触対象物との接触状態を維持することができる。さらに、湾曲部131の弾性変形によって接続端子10の重心が変化することがないため、第1接触部11および第2接触部12における接触位置も変化しない。このため、接触面積や接触圧を振動などによらず一定とすることができ、接触対象間で安定した接触状態を維持することが可能となる。これに対し、接続端子10の重心が直線N1上から外れている場合でも、外部から荷重が加わった際に、接触対象物に対して摺動することによって、介在する酸化膜を破って接触対象間の導通を安定させることができる。
また、接続端子10が帯状の部材を用いて形成されることによって、一つの接続端子10で、40A以上の電流を流すことが可能となる。例えば、板厚を0.4mm、幅(主面の長手方向に直交する方向の長さ)を3.0mmとすることによって40A以上の電流を流すことができる。
図9は、本実施の形態1にかかるパワーモジュールの接続端子における配置の一例を説明する斜視図である。図10は、図9の矢視A1方向の側面図であって、接続端子10の接続部13の幅方向を揃えて並べて配置し、幅方向と直交する平面に投影したときの接続端子10のジグザグ状のパターンを示す図である。例えば、上述した接続端子10を並べて配置する場合、具体的には、接続端子10の幅方向を揃えて配置する場合、図9,10に示すように、隣接する接続端子10における接続部13のジグザグ状のパターンが、互いに凹と凸とが逆のパターンとなる。
隣接する接続端子10の接続部13を、ジグザグ状のパターンが逆となるように設けることによって、隣接する延伸部131に流れる電流の向きが逆向きとなり、一つ当たりの接続端子10の実効インダクタンスをさらに低減させることができる。例えば、上述した寸法の接続端子10を用いて、隣り合う接続端子10の間の距離を1.0mmとし、周波数が1kHzの交流電流を流した場合、一つの接続端子10についての実効インダクタンスが8.17nHとなる。
なお、上述した接続端子10の配置は、互いに実効インダクタンスの低減に影響のある範囲において適用することで、パワーモジュール1に配置される接続端子10の実効インダクタンスの低減に有効である。
上述した実施の形態1によれば、帯状をなす接続端子10において、基板に設けられた電極と接触する第1接触部11と、外部の回路に設けられた電極と接触する第2接触部12と、第1接触部11および第2接触部12を接続するとともに、長手方向を複数回折り返してなる接続部13と、を備え、第1接触部11および第2接触部12が、接続部13を含み、ジグザグ状に延びる方向に延びる領域に含まれるようにしたので、低インダクタンスを維持するとともに、接触対象間で確実かつ良好な導通を実現することができる。
また、本実施の形態1によれば、帯状の部材の折り返しにより接続端子10のばね性および電気的な導通を確保しつつ、第1接触部11および第2接触部12の間の距離を縮めることができる。これにより、パワーモジュール1の小型化を図ることができる。
また、本実施の形態1によれば、板厚が均一な板材を用いて複数回折り曲げることにより接続端子10を作製するようにしたので、接続端子10を容易に製造(加工)することができる。
また、本実施の形態1によれば、接続部13がジグザグ状をなすことでインダクタンスが低減するため、電流の導通経路(経路長)を長くすることができる。ジグザグ状をなすことにより、弾性変形領域(ストローク量)を大きくすることができるとともに、接続部13の断面積(板厚)を大きくして導通する電流量を多くすることができる。
ここで、例えば特許文献1が開示するような従来の接続端子では、例えば接続端子1本で20〜30A程度の電流を導通させるに過ぎなかった。このため、100Aのような大電流を流す必要がある場合は、接続端子が5本必要であった。一方、接続端子1本で100Aの電流を流すために接続端子の板厚を厚くすると、ばね特性が確保できなくなる。これに対し、上述した本実施の形態にかかる接続端子は、100Aのような大電流を流す必要がある場合、板厚などを変えることにより1本で電流を流すことも可能であるため、従来のような複数本を用いて構成する場合に比して、装置の小型化をはかることが可能となる。
続いて、本発明の実施の形態1にかかる接続端子の変形例について、図面を参照して説明する。なお、以下の変形例において、図5等で上述した構成要素と同じ構成要素には同じ符号を付してある。上述した実施の形態1では、第2接触部12が一様な幅で直線N1方向に延びるものとして説明したが、以下の変形例では、該第2接触部12とは異なる形状の第2接触部について説明する。
(実施の形態1の変形例1)
図11は、本発明の実施の形態1の変形例1にかかるパワーモジュールの接続端子を示す斜視図である。図12は、図11の矢視A2方向の模式図である。本変形例1にかかる接続端子100は、接続部13から一様な幅で直線N1方向に延びた後、先端に向かうにしたがって幅が順次縮小して鋭利な先端形状をなす第2接触部121を備える。第2先端部121が鋭利な先端形状をなすことにより、接触対象(電極)の接触面が、第2接触部121の幅方向において傾斜している場合であっても、接触面と第2接触部121とが安定して接触する。
(実施の形態1の変形例2)
図13は、本発明の実施の形態1の変形例2にかかるパワーモジュールの接続端子を示す斜視図である。図14は、図13の矢視A3方向の模式図である。本変形例2にかかる接続端子101は、先端面が弧状をなす第2接触部122を備える。具体的には、第2接触部122は、直線N1に対して凹形状をなして該直線N1方向に延びる。第2接触部122の先端面が凹状をなすことにより、接触対象(電極)の接触面に対して両端で接触(線接触)することとなるため、接触抵抗を低減し、第2接触部122と接触面との相対位置を規制(例えば、接触面と直線N1とが直交するように規制)することができる。
(実施の形態1の変形例3)
図15は、本発明の実施の形態1の変形例3にかかるパワーモジュールの接続端子を示す斜視図である。図16は、図15の矢視A4方向の模式図である。本変形例3にかかる接続端子102は、先端面がジグザグ状をなす第2接触部123を備える。具体的には、第2接触部123は、幅方向でみたときに二つの頭頂部(頭頂部123a,123b)を有する。第2接触部123が二つの頭頂部を有することにより、上述した変形例2と同様、接触抵抗を低減し、第2接触部123と接触面との相対位置を規制(例えば、接触面と直線N1とが直交するように規制)することができる。
(実施の形態1の変形例4)
図17は、本発明の実施の形態1の変形例4にかかるパワーモジュールの接続端子を示す斜視図である。図18は、図17の矢視A5方向の模式図である。本変形例4にかかる接続端子103は、接続部13から一様な幅で直線N1方向に延びるとともに、先端部の板厚が先端に向かうにしたがって縮小した形状をなす第2接触部124を備える。具体的には、第2接触部124の先端(接触対象との接触端)が線状をなす。第2接触部124の先端が線状をなすことにより、第2接触部124と接触面とを線接触させることができる。第2接触部124と接触面とが線接触することで、面接触する場合と比して接触が安定し、接触抵抗を安定化させることができる。また、本変形例4によれば、第2接触部124が接触面に対して傾斜して接触した場合であっても、接触面積が変化しないという効果を奏する。
(実施の形態1の変形例5)
図19は、本発明の実施の形態1の変形例5にかかるパワーモジュールの接続端子を示す斜視図である。図20は、本実施の形態1の変形例5にかかるパワーモジュールの接続端子を示す側面図である。本変形例5にかかる接続端子104は、接続部13から一様な幅で直線N1方向に延びるとともに、直線N1方向に延在する長さが上述した第2接触部12の長さより大きい第2接触部125を備える。第2接触部125の延在長さを調整することにより、例えば、挿通孔21の形状や接続端子の配置において、接続部13の配設領域に制約がある場合であっても、他の部材と干渉することなく接続端子104を配置することができる。
(実施の形態1の変形例6)
図21は、本発明の実施の形態1の変形例6にかかるパワーモジュールの接続端子を示す斜視図である。図22は、本実施の形態1の変形例6にかかるパワーモジュールの接続端子を示す側面図である。上述した変形例5では第2接触部125の延在長さを調整するものとして説明したが、本変形例6にかかる接続端子105は、接続部13aにおける延伸部の長手方向の長さ(例えば、図6に示す長さda)が変化する。具体的には、接続部13aは、長さの異なる第1〜第3延伸部1321〜1323を有する延伸部132aと、各延伸部を接続する湾曲部131と、を有する。第1〜第3延伸部1321〜1323は、各々帯状(平板状)に延びる。第1延伸部1321の延伸方向の長さは第2および第3延伸部1322および1323の延伸方向の長さより小さく、第2延伸部1322の延伸方向の長さは第3延伸部1323の延伸方向の長さより小さい。
接続部13aでは、主面が直線N1と直交するように第3延伸部1323を三つ並べ、直線N1方向の一端側(図22では下方)で湾曲部131を介して第1接触部11と接続するとともに、他端側(図22では上方)に第2延伸部1322、第1延伸部1321が順に配置され、第1延伸部1321が湾曲部131を介して第2接触部12と接続している。本変形例6においても、接続部13aの配設領域に制約がある場合であっても、他の部材と干渉することなく接続端子105を配置することができる。
(実施の形態1の変形例7)
図23は、本発明の実施の形態1の変形例7にかかるパワーモジュールの接続端子を示す斜視図である。図24は、本実施の形態1の変形例7にかかるパワーモジュールの接続端子を示す側面図である。上述した変形例6に対し、本変形例7にかかる接続端子106のように、接続部13bにおける延伸部の長手方向の長さが変化する。具体的には、接続部13bは、長さの異なる第1〜第3延伸部1324〜1326を有する延伸部132bと、各延伸部を接続する湾曲部131と、を有する。第1〜第3延伸部1324〜1326は、各々帯状(平板状)に延びる。第1延伸部1324の延伸方向の長さは第2および第3延伸部1325および1326の延伸方向の長さより小さく、第2延伸部1325の延伸方向の長さは第3延伸部1326の延伸方向の長さより小さい。第3延伸部1326の延伸方向の長さは、上述した第3延伸部1323の延伸方向の長さより小さい。
接続部13bでは、主面が直線N1と直交するように第3延伸部1326を五つ並べ、直線N1方向の一端側(図24では下方)で湾曲部131を介して第1接触部11と接続するとともに、他端側(図24では上方)に第2延伸部1325、第1延伸部1324が順に配置され、第1延伸部1324が湾曲部131を介して第2接触部12と接続している。このように、第1〜第3延伸部の配設数や長さを調整することにより、接続端子の配設領域に対して、接続端子の大きさや、接続部が有する弾性を変化させてもよい。
(実施の形態1の変形例8)
図25は、本発明の実施の形態1の変形例8にかかるパワーモジュールの接続端子を示す斜視図である。上述した実施の形態1は、第2接触部12が接続部13から一様な幅で直線N1方向に延びてなるものとして説明したが、本変形例8にかかる接続端子107は、複数の延伸部132のうちの直線N1方向の端部に位置する延伸部132の一部(本変形例8では延伸部132の中央部)を変形させて第2接触部126を形成する。具体的には、直線N1方向の端部に位置する延伸部132に対し、直線N1方向であって、隣接する延伸部132とは反対方向に突出するように主面を変形(例えばエンボス加工)させることによって略半球状をなす第2接触部126を形成する。第2接触部126が略半球状をなすことにより、接触面が直線N1に対して傾斜した場合であっても、第2接触部126と接触対象とを安定して接触させることができる。なお、ここでいう半球状とは表面が滑らかに湾曲した形状を含み、楕円状などの湾曲形状を含むものである。
(実施の形態1の変形例9)
図26は、本発明の実施の形態1の変形例9にかかるパワーモジュールの接続端子を示す斜視図である。上述した変形例8では延伸部132の中央部(幅よりも小さい領域)を変形させるものとして説明したが、本変形例9にかかる接続端子107aでは、延伸部132の幅よりも大きな領域を変形させて第2接触部127を形成する。このように、第2接触部127が幅より大きな径の略半球状をなすことにより、接触面が直線N1に対して傾斜した場合であっても、第2接触部127と接触対象とを安定して接触させることができ、さらに、上述した変形例8にかかる第2接触部126よりも広い範囲で接触対象との安定した接触を実現することができる。
(実施の形態1の変形例10)
図27は、本発明の実施の形態1の変形例10にかかるパワーモジュールの接続端子を示す斜視図である。上述した変形例8では延伸部132の一部を変形させるものとして説明したが、本変形例10のように、延伸部132の主面(第2接触部形成面)に穴部1327を設け、該穴部1327に上述した第2接触部126と同等の先端形状をなす第2接触部材126bを取り付けることによって接続端子107bを作製するものであってもよい。穴部1327は、接続端子107bの中心軸(直線N1)が通過する領域を含む領域に形成される。第2接触部材126bと穴部1327とは、半田や溶接などによって接合される。なお、穴部1327に対して、コールドスプレー法を用いて第2接触部を形成するものであってもよいし、穴部1327を有しない延伸部132の主面上に直接半田やコールドスプレー法により第2接触部を形成するものであってもよい。
(実施の形態1の変形例11)
図28は、本発明の実施の形態1の変形例11にかかるパワーモジュールの接続端子を示す斜視図である。上述した変形例8では第2接触部126が略半球状をなすものとして説明したが、本変形例11にかかる接続端子108のように、第2接触部127が、複数の爪部1271を有するものであってもよい。複数の爪部1271は、各々鋭利な先端を有する錘状をなし、直線N1に対して回転対称性を有する配置となるように設けられる。第2接触部127が複数の爪部1271を有することにより、例えば、接触対象が半球状をなす場合に、該球面と第2接触部127とを安定して接触させることができる。
(実施の形態1の変形例12)
図29は、本発明の実施の形態1の変形例12にかかるパワーモジュールの接続端子を示す斜視図である。上述した変形例11にかかる第2接触部127はエンボス加工などによる変形により形成するものであってもよいし、本変形例12にかかる接続端子108aのように、延伸部132の主面(第2接触部形成面)に設けた穴部1327に、上述した第2接触部127と同等の先端形状をなす第2接触部材127aを取り付けることによって接続端子108aを作製するものであってもよい。第2接触部材127aと穴部1327とは、変形例10と同様の手法により接合される。
(実施の形態1の変形例13)
図30は、本発明の実施の形態1の変形例13にかかるパワーモジュールの接続端子を示す斜視図である。上述した変形例8では第2接触部126が略半球状をなすものとして説明したが、本変形例11にかかる接続端子109のように、錘状をなす第2接触部128であってもよい。
(実施の形態1の変形例14)
図31は、本発明の実施の形態1の変形例14にかかるパワーモジュールの接続端子を示す斜視図である。上述した変形例13にかかる第2接触部128はエンボス加工などによる変形により形成するものであってもよいし、本変形例14にかかる接続端子109aのように、延伸部132の主面(第2接触部形成面)に設けた穴部1327に、上述した第2接触部128と同等の先端形状をなす第2接触部材128aを取り付けることによって接続端子109aを作製するものであってもよい。第2接触部材128aと穴部1327とは、変形例10と同様の手法により接合される。
(実施の形態2)
つぎに、本発明の実施の形態2について説明する。図32は、本実施の形態2にかかるパワーモジュールの構成を示す分解斜視図である。図33は、本実施の形態2にかかるパワーモジュールの要部の構成を示す分解斜視図であって、接続端子ホルダを除く構成を示す図である。図34は、本実施の形態2にかかるパワーモジュールの要部の構成を示す斜視図であって、接続端子と基板との構成を示す部分拡大図である。なお、図1等で上述した構成要素と同じ構成要素には同じ符号を付してある。
図32に示すパワーモジュール1aは、接触対象とそれぞれ接続して電力の入出力を行う複数の接続端子200と、複数の接続端子200をそれぞれ挿通する挿通孔21が複数形成された接続端子ホルダ20と、複数の半導体チップDが積載された基板30aと、を備える。
基板30aは、上述した半導体チップDおよび電極Eと、基板30aの半導体チップDおよび電極Eが配設されている側の表面に立設され、該表面と直交する方向に延びる筒状をなし、接続端子200を保持する導電性の保持部材31と、を有する。
保持部材31は、基板30aの電極Eの表面と直交する方向に立設され、中空円筒状をなす金属または合金からなる。保持部材31は、円柱状の中空空間を形成する中空部31aを有し、この中空部31aに接続端子200の一部が挿入されることで接続端子200を保持する。保持部材31は、電極Eに対し、半田等の導電性の接着材料によって接合される。
図35は、本実施の形態2にかかるパワーモジュールの接続端子を示す斜視図である。図36は、本実施の形態2にかかるパワーモジュールの接続端子を示す側面図である。図35,36に示す接続端子200は、りん青銅、クロム銅、ベリリウム銅またはコルソン銅などの銅合金からなる均一な板厚を有する帯状の材料が用いられ、主面に沿って湾曲された形状をなす。
接続端子200は、長手方向の一端に設けられ、基板30aに設けられた保持部材31に保持されて電極Eと電気的に接続する先端部110(第1接触部)と、長手方向の他端に設けられ、外部の回路に設けられた電極と接触する第2接触部129と、両端部において先端部110および第2接触部129を接続するとともに、一様な幅を有し、長手方向を複数回折り返してなる接続部13と、を有する。先端部110および第2接触部129は、接続部13を含み、ジグザグ状に延びる方向に延びる領域に含まれている。
先端部110は、接続部13の端部を折り返してなり、延伸部132の主面と直交する方向に延びている。また、先端部110は、接続部13の延伸方向と直交する幅方向の長さ(幅)と等しい幅の基部111と、基部111の幅より小さい幅で基部111から延び、中空部31aに摺接可能に挿入される挿入部112と、接続部13と基部111とを接続し、接続部13(基部111)の幅より大きい幅のフランジ部113と、を有する。
第2接触部129は、接続部13の端部を折り返してなり、主面(外部の回路に設けられた電極と接触する面)が長手方向に沿って略弧状をなして延びている。第2接触部129は、頭頂部において外部の回路に設けられた電極と接触する。
ここで、延伸部132の主面の中心をそれぞれ通過する直線N2は、上述した実施の形態1と同様、先端部110および第2接触部129の頭頂部をさらに通過している。このとき、接続端子200の重心が、直線N2上に存在することが好ましい。なお、直線N2は、先端部110および第2接触部129の幅方向の中央をそれぞれ通過している。また、直線N2は、接続部13が延びる方向(折り返しによって延びる方向)と平行である。
中空部31aの開口の径は、挿入部112の幅と同等、または挿入部112の幅より若干小さい。接続端子200を保持部材31に取り付ける際は、挿入部112を中空部31aへ挿入し、挿入部112が圧入することで接続端子200が保持部材31に固定される。挿入部112が圧入することで、接続端子200と電極Eとの電気的な導通も確保される。これにより、パワーモジュール1aにおける接続端子200の取付構造が実現される。
ここで、接続端子200は、保持部材31に保持された状態で第2接触部129が接続端子ホルダ20の上面から突出するように各挿通孔21に挿通され、接続端子ホルダ20に収容されている。このため、接続端子200の上方から接続対象の電極を近づけた際に、電極と第2接触部129とを接触させることができる。第2接触部129が電極と接触し、接続対象から荷重が加わると、湾曲部131が撓んで弾性変形する。
このとき、第2接触部129は、例えば接続端子200の重心が、直線N2上に存在する場合、上述した直線N2に沿って移動し、接続端子200の重心位置が変化することはない。接続端子200は、湾曲部131が、外部から加わる荷重に応じて弾性変形することによって、導体間距離のばらつき、温度変化、基板の反り等による端子と接触対象物との間の距離の変動を吸収し、接触対象物との接触状態を維持することができる。さらに、湾曲部131の弾性変形によって接続端子200の重心が変化することがないため、先端部110および第2接触部129における接触位置も変化しない。このため、接触対象間で安定した接触状態を維持することが可能となる。
上述した実施の形態2によれば、帯状をなす接続端子200において、基板に設けられた電極と電気的に接続する先端部110と、外部の回路に設けられた電極と接触する第2接触部129と、先端部110および第2接触部129を接続するとともに、長手方向を複数回折り返してなる接続部13と、を備え、先端部110および第2接触部129が、接続部13を含み、ジグザグ状に延びる方向に延びる領域に含まれるようにしたので、低インダクタンスを維持するとともに、接触対象間で確実かつ良好な導通を実現することができる。
また、上述した実施の形態2によれば、先端部110の挿入部112が保持部材31の中空部31aに圧入されて保持されているため、接続端子200が外部から荷重が加えられた場合であっても接続端子200の軸がずれることがない。このため、実施の形態1と比して、接触対象間における良好な導通を一段と確実に実現することができる。
また、上述した実施の形態2によれば、第2接触部129の主面が長手方向に沿って略弧状をなしているため、頭頂部が鋭利な形状をなすものと比して接触対象への損傷を低減することができる。第2接触部129の主面が長手方向に沿って略弧状をなすことにより、頭頂部が鋭利な形状をなすものと比して接触対象との接触面積が大きくなり、振動などに対する追従性を向上させることができる。
(実施の形態2の変形例)
図37は、本発明の実施の形態2の変形例にかかるパワーモジュールの接続端子の要部の構成を示す斜視図である。上述した実施の形態2では、第2接触部129の主面が長手方向に沿って略弧状をなして延びるものとして説明したが、本変形例にかかる接続端子201の第2接触部129aのように、主面が長手方向に沿って略V字状をなして延びるものであってもよい。これにより、接続端子201(第2接触部129a)と接触面とを線接触させることができる。
(実施の形態3)
つぎに、本発明の実施の形態3について説明する。図38は、本実施の形態3にかかるパワーモジュールの構成を示す分解斜視図である。図39は、本実施の形態3にかかるパワーモジュールの要部の構成を示す分解斜視図であって、接続端子ホルダを除く構成を示す図である。図40は、本実施の形態3にかかるパワーモジュールの要部の構成を示す斜視図であって、接続端子と基板との構成を示す部分拡大図である。なお、図1等で上述した構成要素と同じ構成要素には同じ符号を付してある。
図38に示すパワーモジュール1bは、接触対象とそれぞれ接続して電力の入出力を行う複数の接続端子202と、複数の接続端子202をそれぞれ挿通する挿通孔21が複数形成された接続端子ホルダ20と、複数の半導体チップDが積載された基板30と、を備える。
図41は、本実施の形態3にかかるパワーモジュールの接続端子を示す斜視図である。図42は、本実施の形態3にかかるパワーモジュールの接続端子を示す側面図である。図41,42に示す接続端子202は、りん青銅、クロム銅、ベリリウム銅またはコルソン銅などの銅合金からなる一様な幅および均一な板厚を有する帯状の材料が用いられ、主面に沿って湾曲された形状をなす。
接続端子202は、長手方向の一端に設けられ、基板30に設けられた電極(電極E)と接触する第1接触部114と、長手方向の他端に設けられ、外部の回路に設けられた電極と接触する第2接触部129と、両端部において第1接触部114および第2接触部129を接続するとともに、長手方向を複数回折り返してなる接続部13と、第1接触部114の先端から平板状をなして延びる平板部14と、を有する。平板部14は、主面が、接続部13の延伸部132の主面と平行となるように延びている。また、第1接触部114および第2接触部129は、接続部13を含み、ジグザグ状に延びる方向に延びる領域に含まれている。
ここで、延伸部132の主面の中心をそれぞれ通過する直線N3は、上述した実施の形態1と同様、第1接触部114および第2接触部129の頭頂部をさらに通過している。このとき、接続端子202の重心が、直線N3上に存在することが好ましい。なお、直線N3は、第1接触部114および第2接触部129の幅方向の中央部をそれぞれ通過している。
なお、平板部14は、基板30における起立状態の維持のため、主面が直線N3と直交していることが好ましいが、直線N3と直交する平面に対して傾斜するもの(直線N3に対して非直交にある)であってもよい。また、平板部14は、接続部13を含み、ジグザグ状に延びる方向に延びる領域の外側に延びるものであってもよい。
ここで、接続端子202は、平板部14により基板30から起立した状態で、第2接触部129が接続端子ホルダ20の上面から突出するように各挿通孔21に挿通され、接続端子ホルダ20に収容されている。このため、接続端子202の上方から接続対象の電極を近づけた際に、電極と第2接触部129とを接触させることができる。第2接触部129が電極と接触し、接続対象から荷重が加わると、湾曲部131が撓んで弾性変形する。
このとき、第2接触部129は、例えば接続端子202の重心が、直線N3上に存在する場合、上述した直線N3に沿って移動し、接続端子202の重心位置が変化することはない。接続端子202は、湾曲部131が、外部から加わる荷重に応じて弾性変形することによって、導体間距離のばらつき、温度変化、基板の反り等による端子と接触対象物との間の距離の変動を吸収し、接触対象物との接触状態を維持することができる。さらに、湾曲部131の弾性変形によって接続端子202の重心が変化することがないため、第1接触部114および第2接触部129における接触位置も変化しない。このため、接触面積や接触圧を振動などによらず一定とすることができ、接触対象間で安定した接触状態を維持することが可能となる。
上述した実施の形態3によれば、帯状をなす接続端子202において、基板に設けられた電極と接触する第1接触部114と、外部の回路に設けられた電極と接触する第2接触部129と、第1接触部114および第2接触部129を接続するとともに、長手方向を複数回折り返してなる接続部13と、を備え、第1接触部114および第2接触部129が、接続部13を含み、ジグザグ状に延びる方向に延びる領域に含まれるようにしたので、低インダクタンスを維持するとともに、接触対象間で確実かつ良好な導通を実現することができる。
また、上述した実施の形態3によれば、第1接触部114の平板部14によって、基板30上で起立した状態を維持可能であるため、実施の形態1と比して、パワーモジュール1bの組み立てが容易である。
なお、上述した実施の形態3において、平板部14を半田等の導電性の接着材料によって基板30の電極E上に固定するものであってもよいし、金属粉(例えば、銀ペーストや銅ペースト)を用いた焼結接合により電極E上に固定するものであってもよいし、超音波接合によって電極E上に固定するものであってもよい。
(実施の形態3の変形例1)
図43は、本実施の形態3の変形例1にかかるパワーモジュールの要部の構成を示す分解斜視図である。上述した実施の形態3では、接続端子202が平板部14によって基板30上で起立した状態を維持するものとして説明したが、基板30上に設けられる固定部材40によって接続端子202が基板30上に固定されるものであってもよい。
図43に示すパワーモジュール1cは、上述した複数の接続端子202と、複数の接続端子202をそれぞれ挿通する挿通孔21が複数形成された略板状をなす接続端子ホルダ20aと、複数の半導体チップDが積載された基板30と、基板30上に設けられ、接続端子202を保持して固定する固定部材40と、を備える。
固定部材40は、樹脂などの絶縁性材料を用いて形成され、基板30の上面に固定されるとともに、接続端子202の第1接触部114および平板部14を保持する。これにより、接続端子202の基板30に対する固定状態を一段と強固なものとし、外部から荷重が加わった場合であっても、接触対象間で安定した接触状態を維持することができる。
ここで、接続端子202は、固定部材40の配設前に、予め半田等によって基板30の所定の位置で固定されていてもよい。また、接続端子ホルダ20aの板厚は、固定部材40の厚みを考慮した長さとなっており、上述した接続端子ホルダ20の板厚より小さい。これにより、上述した実施の形態3のように、固定部材40に接続端子ホルダ20aを積層した際に、接続端子202の第2接触部129が、接続端子ホルダ20aの上面から突出する。
(実施の形態3の変形例2)
図44は、本実施の形態3の変形例2にかかるパワーモジュールの要部の構成を示す斜視図である。上述した実施の形態2では、第1接触部114が電極E上に配置されて電気的に接続するものとして説明したが、本変形例2のように、平板部14と電極EとをワイヤーWを介して電気的に接続するものであってもよい。このようにして、接続端子と電極とを公知の手法により間接的に接続するものであってもよい。この場合、平板部14は導電性を有する。
(実施の形態4)
つぎに、本発明の実施の形態4について説明する。図45は、本実施の形態4にかかる検査システムの概略構成を示す上面図である。図46は、本実施の形態4にかかる検査システムの概略構成を示す側面図である。図47は、本実施の形態4にかかる検査システムの概略構成を示す部分断面図である。図45〜図47に示す検査システム500は、検査対象と電気的に接続して該検査対象の電力の入出力検査を行うものである。
検査システム500は、検査対象に供給するテスト信号や検査のための給電信号(電流)を出力するとともに、検査対象からのテスト信号を受信するベースユニット501(制御ユニット)と、検査対象を保持する保持ユニット502と、ベースユニット501と検査対象とを電気的に接続し、ベースユニット501からのテスト信号を検査対象に出力するとともに、検査対象からのテスト信号をベースユニット501に出力するテストユニット503と、ベースユニット501と検査対象とを電気的に接続し、給電信号(大電流)を検査対象に供給する電流供給ユニット510(通電ユニット)と、を備える。テスト信号は、ベースユニット501と接続される図示しない制御基板から出力され、ベースユニット501が仲介してテストユニット503に出力される。テストユニット503は、例えポゴピンを用いてベースユニット501と検査対象とを電気的に接続する。また、電流供給ユニット510は、接続端子300を用いてベースユニット501と検査対象とを電気的に接続する。検査対象は、例えば半導体パッケージやパワーモジュールであって、テストユニット503および電流供給ユニットとは、例えば半導体パッケージに設けられたリード(電極)により接触して電気的に接続される。
図48は、本実施の形態4にかかる電流供給ユニットの概略構成を示す斜視図である。図49は、本実施の形態4にかかる電流供給ユニットの要部の構成を示す斜視図である。図50は、本実施の形態4にかかる電流供給ユニットの概略構成を示す断面図である。電流供給ユニット510は、接続端子300と、第1部材511と、第2部材512と、バスバー513と、止めネジ514(固定手段)と、を備える。
接続端子300は、導電性を有する材料を用いて形成され、上述した第2接触部126および接続部13と、長手方向の一端に設けられ、第1部材511または第2部材512と接触する第1接触部115と、を有する。第1接触部115は、平板状をなして接続端子300の長手方向に延びる。
第1部材511は、導電性を有する材料を用いて形成され、側面視で略L字状をなし、第2部材512を保持するとともに、バスバー513が固定される。第1部材511は、ネジ止めや半田、溶接などによりバスバー513を保持する。
第2部材512は、導電性を有する材料を用いて形成され、上面視で略U字状をなし、該U字の内部で接続端子300を保持する。第2部材512には、U字の底部に複数のスリット512aが形成されるとともに、U字の側部から該スリット512aに連通し、止めネジ514と螺合可能なネジ穴512bが形成されている。スリット512aは、接続端子300の配置に応じて複数形成される。ネジ穴512bは、スリット512aの形成位置に応じて複数形成される。第1部材511および第2部材512により、バスバー513を介してベースユニット501と電気的に接続し、かつ複数の接続端子300を保持する導電性の筐体を構成する。
バスバー513は、導電性を有する帯状(平板状)をなし、一端側が第1部材511に固定されるとともに、他端がベースユニット501に設けられた電流供給源に接続されている。
接続端子300は、図50に示すように、第1接触部115がスリット512aに収容されて止めネジ514が圧接した状態で第2部材512に保持される。止めネジ514の圧接により、第1接触部115は、第2部材512(スリット512a)の壁面に圧接する。このとき、接続端子300の第2接触部126は、第2部材512の上端面を通過する平面P1よりも上方に位置し、第2部材512から突出した状態となっている。
図51は、本実施の形態4にかかる電流供給ユニットの接続端子に荷重が加わった場合を説明する図である。なお、図51中の破線Qは、接続端子300に荷重が加わっていない状態(図50参照)の接続端子300の位置を示している。接続端子300は、検査時、検査対象が保持ユニット502に保持され、検査対象(リード)から第2接触部126に対して荷重Fが加わると、接続部13が弾性変形して長手方向に収縮した状態となる。この際、接続端子300の第2接触部126は、平面P1よりも上方に位置し、第2部材512から突出した状態となるように配置、または接続部13の弾性が設計されている。このため、検査時、検査対象に所定の荷重(検査を行う際にテストユニット503および電流供給ユニット510との接触のために検査対象に加わえられる荷重)が加わっても、検査対象(リード)が第2部材512などとは非接触状態となる。
検査時、ベースユニット501から出力された電流は、バスバー513を介して第1部材511に流れ、その後、第2部材512から接続端子300(第1接触部115)を介して検査対象に流れる。この際、ベースユニット501から大電流が出力された場合であっても、複数の接続端子300を用いて検査対象に電流を安定して供給することができる。このように、接続端子300は、パワーモジュールなどに用いられる端子のほか、信号中継を行う中継ユニットの端子としても用いることができる。
上述した実施の形態4によれば、第1部材511および第2部材512からなる導電性の筐体が複数の接続端子300を保持し、バスバー513を介して大電流を出力するベースユニット501と接続するようにしたので、大電流を流す場合であっても、低インダクタンスを維持するとともに、接触対象間で確実かつ良好な導通を実現することができる。
また、上述した実施の形態4によれば、検査時、検査対象が保持ユニット502に保持され、検査対象(リード)から第2接触部126に対して荷重Fが加わった際、検査対象のリードが第2部材512などとは非接触状態となるように接続端子300が配置されるようにしたので、電流供給ユニット510における電流の流れを安定化することができる。
なお、上述した実施の形態4では、電流供給ユニット510(通電ユニット)が、給電信号(大電流)を中継して検査対象に供給するものとして説明したが、テスト信号を中継するものとして用いるもの、すなわち、テストユニット503に代えて電流供給ユニット510を用いるものであってもよい。
続いて、本発明の実施の形態4の変形例について、図面を参照して説明する。なお、以下の変形例において、図48等で上述した構成要素と同じ構成要素には同じ符号を付してある。上述した実施の形態4では、第2部材512に設けられたスリット512aに接続端子300を挿通して、止めネジ514により接続端子300を第2部材512に固定するものとして説明したが、以下では、筐体に対する接続端子の固定態様の変形例について説明する。
(実施の形態4の変形例1)
図52は、本実施の形態4の変形例1にかかる電流供給ユニットの要部の構成を示す斜視図である。図53は、本実施の形態4の変形例1にかかる電流供給ユニットの要部の構成を示す斜視図である。図54は、本実施の形態4の変形例1にかかる電流供給ユニットの要部の構成を示す断面図である。図55は、本実施の形態4の変形例1にかかる電流供給ユニットの要部の構成を示す分解斜視図である。本変形例1にかかる電流供給ユニット520は、接続端子300を第1部材521に直接ネジ止めして固定する。
電流供給ユニット520は、接続端子300と、第1部材521と、第2部材522と、止めネジ523(固定手段)と、バスバー513(図示せず)と、を備える。なお、接続端子300には、第1接触部115において、板厚方向に貫通し、止めネジ523を挿通可能な貫通孔115aが形成されている。
第1部材521は、導電性を有する材料を用いて形成され、側面視で略凸状をなす。具体的には、第1部材521は、平板状をなすベース部521aと、ベース部521aの主面から突出する突出部521bと、を有する。突出部521bには、止めネジ523と螺合可能なネジ穴5211が接続端子300の配置に応じて複数形成されている。
第2部材522は、導電性を有する材料を用いて形成され、上面視で略U字状をなし、該U字の内部に接続端子300を収容する。第2部材522には、バスバー513が固定される。第1部材521および第2部材522により、バスバー513を介してベースユニット501と電気的に接続し、かつ複数の接続端子300を保持する導電性の筐体を構成する。
本変形例1によれば、接続端子300を止めネジ523によって第1部材521に固定するため、止めネジを圧接して固定する場合と比して、筐体に対して接続端子300を一層確実に固定することができる。
(実施の形態4の変形例2)
図56は、本実施の形態4の変形例2にかかる電流供給ユニットの要部の構成を示す斜視図である。図57は、本実施の形態4の変形例2にかかる電流供給ユニットの要部の構成を示す斜視図である。図58は、本実施の形態4の変形例2にかかる電流供給ユニットの要部の構成を示す断面図である。図59は、本実施の形態4の変形例2にかかる電流供給ユニットの要部の構成を示す分解斜視図である。本変形例2にかかる電流供給ユニット530は、接続端子300を第1部材531と、第2部材532または第3部材533とで挟み込んで固定する。
電流供給ユニット530は、接続端子300と、第1部材531と、第2部材532と、第3部材533と、第4部材534と、止めネジ535(固定手段)と、バスバー513(図示せず)と、を備える。
第1部材531は、導電性を有する材料を用いて形成され、側面視で略凸状をなす。具体的には、第1部材531は、平板状をなすベース部531aと、ベース部531aの主面から突出する突出部531bと、を有する。ベース部531aには、止めネジ535と螺合可能なネジ穴5311が形成されている。
第2部材532は、導電性を有する材料を用いて形成され、側面視で略L字状をなし、第1部材531とによって接続端子300(第1接触部115)を挟み込む。第2部材532には、ネジ穴5311に連通し、止めネジ535を挿通するとともに、止めネジ535の頭部と係止可能な挿通孔532aが形成されている。
第3部材533は、導電性を有する材料を用いて形成され、側面視で略L字状をなし、第1部材531とによって接続端子300(第1接触部115)を挟み込む。第3部材533には、ネジ穴5311に連通し、止めネジ535を挿通するとともに、止めネジ535の頭部と係止可能な挿通孔533aが形成されている。
第2部材532および第3部材533は、第1部材531の凸形状に応じた段付き形状をなし、第1部材531に対して第2部材532および第3部材533を連結すると、互いに面接触し、接続端子300を立設した略平板状のベース部を形成する(例えば、図57を参照)。
第4部材534は、導電性を有する材料を用いて形成され、上面視で略U字状をなし、該U字の内部に接続端子300を収容する。第4部材534には、バスバー513が固定される。第1部材531、第2部材532、第3部材533および第4部材534により、バスバー513を介してベースユニット501と電気的に接続し、かつ複数の接続端子300を保持する導電性の筐体を構成する。
接続端子300は、図58に示すように、第1接触部115が第1部材531と、第2部材532(または第3部材533)とに挟み込まれ、止めネジ535がネジ穴5311に螺合して、第2部材532が第1部材531に圧接することにより接続端子300を固定する。
本変形例2によれば、止めネジ535によって第1部材521に対して第2部材532(または第3部材533)を圧接させて接続端子300を固定するため、止めネジを接続端子300ごとに設けて圧接することにより固定する場合と比して、簡易な構成とすることができる。
(実施の形態4の変形例3)
図60は、本実施の形態4の変形例3にかかる電流供給ユニットの要部の構成を示す斜視図である。図61は、本実施の形態4の変形例3にかかる電流供給ユニットの要部の構成を示す斜視図である。図62は、本実施の形態4の変形例3にかかる電流供給ユニットの要部の構成を示す断面図である。図63は、本実施の形態4の変形例3にかかる電流供給ユニットの要部の構成を示す分解斜視図である。本変形例3にかかる電流供給ユニット540は、接続端子301を第1部材541に形成された穴部541aに圧入して固定する。
電流供給ユニット540は、接続端子301と、第1部材541と、第2部材542と、バスバー513(図示せず)と、を備える。接続端子301は、導電性を有する材料を用いて形成され、上述した先端部110、第2接触部126および接続部13からなる。
第1部材541は、導電性を有する材料を用いて形成され、略平板状をなし、第2部材542が載置されるとともに、接続端子301を保持する。第1部材541には、接続端子301の先端部110が圧入される穴部541a(固定手段)が接続端子301の配置に応じて複数形成されている。穴部541aの径は、挿入部112の幅より若干小さい。なお、挿入部112は、幅方向の端部を屈曲させるなど、穴部541aへの圧入ができる範囲で形状の変更が可能である。
第2部材542は、導電性を有する材料を用いて形成され、上面視で略U字状をなし、該U字の内部に接続端子301を収容する。第2部材542には、バスバー513が固定される。第1部材541および第2部材542により、バスバー513を介してベースユニット501と電気的に接続し、かつ複数の接続端子301を保持する導電性の筐体を構成する。
本変形例4によれば、接続端子301を穴部541aに圧入するによって第1部材541に固定するため、止めネジを用いて固定する場合と比して、筐体に対して接続端子300を一層容易に固定することができる。また、接続端子301の交換を端子単位で容易に行うことができる。
なお、上述した実施の形態1〜4では、湾曲部131の曲率半径が板厚の2倍であるものとして説明したが、これに限らず、板厚の2倍以外の曲率半径、例えば板厚の2倍より大きい曲率半径であってもよいし、材料によりばね特性や物理的な強度が確保できれば板厚の2倍より小さい曲率半径であってもよい。また、上述した実施の形態1〜3では、各延伸部132の主面が互いに平行であって、向かい合う延伸部132同士の距離が板厚の2倍であるものとして説明したが、各延伸部132の主面が互いに平行でなくてもよいし、延伸部132間の距離が板厚の2倍でなくてもよい。湾曲部131の弾性変形により延伸部132同士が接触しない範囲で延伸部132間の距離を近づけることが好ましく、その際に延伸部132の主面が互いに平行となっている必要はない。また、各延伸部132の主面が互いに平行であって、かつ直線N1〜N3のそれぞれに対して傾斜した構成(主面と直線N1〜N3とのなす角度θが0°<θ<90°)であってもよい。
また、上述した実施の形態1〜4では、例えば、実施の形態1において延伸部132の主面の中心をそれぞれ通過する直線N1が、第1接触部11および第2接触部12をさらに通過しているものとして説明したが、第1接触部11および第2接触部12は、接続部13を含み、ジグザグ状に延びる方向に延びる領域に含まれていれば適用可能である。
また、上述した実施の形態1〜4では、少なくとも均一な板厚を有する帯状の材料を用いて形成されるものとして説明したが、板厚や板幅が異なるものであってもよい。例えば、第1接触部11および接続部13の板厚と比して、第2接触部12の板厚が厚い(または薄い)ものなどが挙げられる。なお、板厚が「均一」とは、設計上同一のものであり、製造上の誤差を含む。
また、上述した実施の形態1〜4において、上述した実施の形態または変形例にかかる接続端子のいずれかの組み合わせとして使用することができるほか、各実施の形態または変形例にかかる第1接触部および第2接触部を適宜組み合わせて接続端子を構成することができる。
また、上述した実施の形態1〜4は、本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではない。また、本発明は、各実施の形態や変形例に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって、種々の発明を形成できる。本発明は、仕様等に応じて種々変形することが可能であり、更に本発明の範囲内において、他の様々な実施の形態が可能であることは、上記記載から自明である。
以上のように、本発明にかかる接続端子、パワーモジュールおよび通電ユニットは、低インダクタンスを維持するとともに、接触対象間で確実かつ良好な導通を実現するのに有用である。
1,1a,1b,1c パワーモジュール
10,100〜107,107a,107b,108,108a,109,109a,200,201,202,300,301 接続端子
11,114,115 第1接触部
110 先端部
12,121〜129,129a 第2接触部
13,13a,13b 接続部
14 平板部
20,20a 接続端子ホルダ
21 挿通孔
22 中空部
30 基板
40 固定部材
111 基部
112 挿入部
113 フランジ部
131 湾曲部
132 延伸部
500 検査システム
501 ベースユニット
502 保持ユニット
503 テストユニット
510 電流供給ユニット(通電ユニット)
511 第1部材
512 第2部材
513 バスバー

Claims (9)

  1. 二つの接触対象間を電気的に接続する接続端子であって、
    前記基板に設けられた電極と接触する第1接触部と、
    前記外部の回路に設けられた電極と接触する第2接触部と、
    両端部で前記第1および第2接触部と接続するとともに、一様な幅を有し、凹凸が逆の湾曲部分を繰り返したジグザグ状をなして延び、該延びる方向に沿って伸縮自在な接続部と、
    を備え、
    前記接続部を含んで前記ジグザグ状に延びる方向に延びる領域に前記第1および第2接触部を含むことを特徴とする接続端子。
  2. 前記第2接触部は、前記外部の回路に設けられた電極と接触する面が、弧状をなすことを特徴とする請求項1に記載の接続端子。
  3. 均一な板厚を有する帯状の部材を用いて形成されることを特徴とする請求項1または2に記載の接続端子。
  4. 前記接続部は、
    略板状をなして延びる複数の延伸部と、
    前記複数の延伸部のうちの隣接する二つの延伸部を接続する湾曲形状をなす湾曲部と、
    を有し、
    前記延伸部の主面は、前記延びる方向と略直交することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載の接続端子。
  5. 前記延伸部の中心をそれぞれ通過する直線は、前記第1および第2接触部をさらに通過することを特徴とする請求項4に記載の接続端子。
  6. 前記第1接触部は、略帯状をなし、
    前記基板に設けられた保持孔の内部壁面に摺接して挿入される挿入部と、
    長手方向と直交する幅方向の長さが前記保持孔の径より大きいフランジ部と、
    を有することを特徴とする請求項1〜5のいずれか一つに記載の接続端子。
  7. 前記第1接触部から平板状をなして延びる平板部をさらに備えたことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一つに記載の接続端子。
  8. 半導体素子と、
    前記半導体素子を実装する基板と、
    前記基板に設けられた電極と接触する第1接触部と、外部の回路に設けられた電極と接触する第2接触部と、両端部で前記第1および第2接触部と接続するとともに、一様な幅を有し、凹凸が逆の湾曲部分を繰り返したジグザグ状をなして延び、該延びる方向に沿って伸縮自在な接続部と、を有し、前記接続部を含んで前記ジグザグ状に延びる方向に延びる領域に前記第1および第2接触部を含み、前記外部の回路と前記基板とを電気的に常時接続する複数の接続端子と、
    を備え、
    前記複数の接続端子のうち、前記接続端子の前記接続部の幅方向を揃えて並べて配置される接続端子は、隣接する接続端子を前記幅方向からみたときに、前記接続部の前記ジグザグ状のパターンが逆であることを特徴とするパワーモジュール。
  9. 検査対象と、該給電用および検査用の信号を出力する制御ユニットとを電気的に接続し、前記給電用の信号または前記検査用の信号を通電する通電ユニットであって、
    導電性を有する複数の接続端子と、
    導電性を有し、前記複数の接続端子を保持する筐体と、
    前記筐体に取り付けられる導電性のバスバーと、
    前記筐体に対して前記複数の接続端子を固定する固定手段と、
    を備え、
    前記接続端子は、前記筐体と接触する第1接触部と、前記検査対象に設けられた電極と接触する第2接触部と、両端部で前記第1および第2接触部と接続するとともに、一様な幅を有し、凹凸が逆の湾曲部分を繰り返したジグザグ状をなして延び、該延びる方向に沿って伸縮自在な接続部と、を有し、前記接続部を含んで前記ジグザグ状に延びる方向に延びる領域に前記第1および第2接触部を含み、
    前記検査対象を検査する際、前記検査対象から所定の荷重が加わった場合に前記検査対象と前記筐体とは非接触状態であることを特徴とする通電ユニット。
JP2015530966A 2013-08-09 2014-08-07 通電ユニット Pending JPWO2015020176A1 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013167081 2013-08-09
JP2013167081 2013-08-09
PCT/JP2014/070951 WO2015020176A1 (ja) 2013-08-09 2014-08-07 接続端子、パワーモジュールおよび通電ユニット

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPWO2015020176A1 true JPWO2015020176A1 (ja) 2017-03-02

Family

ID=52461500

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015530966A Pending JPWO2015020176A1 (ja) 2013-08-09 2014-08-07 通電ユニット

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JPWO2015020176A1 (ja)
WO (1) WO2015020176A1 (ja)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6684419B2 (ja) * 2016-03-02 2020-04-22 北川工業株式会社 コンタクト
DE102017211336B4 (de) * 2017-07-04 2021-03-25 Siemens Aktiengesellschaft Leistungsmodul mit oberflächenmontierten elektrischen Kontaktierungselementen
JP2020155297A (ja) * 2019-03-20 2020-09-24 日本電産モビリティ株式会社 端子接続構造、電子装置
JP2024006296A (ja) * 2022-07-01 2024-01-17 株式会社ヨコオ コネクタ
DE102022117625B3 (de) 2022-07-14 2023-05-25 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Anordnung mit einem Gehäuse und einer elektrisch leitenden Kontaktfeder sowie Leistungshalbleitermodul hiermit

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS48105873U (ja) * 1972-03-11 1973-12-08
JP2000046870A (ja) * 1998-07-30 2000-02-18 Denso Corp 端子接続装置
JP2001208793A (ja) * 2000-01-27 2001-08-03 Nec Yamaguchi Ltd Icソケット
JP2004152495A (ja) * 2002-10-28 2004-05-27 Yamaichi Electronics Co Ltd 狭ピッチicパッケージ用icソケット
JP2006180447A (ja) * 2004-12-21 2006-07-06 Samsung Electro-Mechanics Co Ltd 無線通信端末機の内蔵型アンテナ組立体
JP2007218776A (ja) * 2006-02-17 2007-08-30 Nhk Spring Co Ltd 導電性接触子および導電性接触子ユニット
JP2009128218A (ja) * 2007-11-26 2009-06-11 Koyo Technos:Kk 電気接触子およびそれを備える検査冶具
JP2009289980A (ja) * 2008-05-29 2009-12-10 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3881502B2 (ja) * 2000-01-28 2007-02-14 株式会社東芝 電力用半導体モジュール
WO2008090734A1 (ja) * 2007-01-22 2008-07-31 Mitsubishi Electric Corporation 電力用半導体装置
DE102007006212B4 (de) * 2007-02-08 2012-09-13 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Leistungshalbleitermodul mit Kontaktfedern
JP5856864B2 (ja) * 2012-02-07 2016-02-10 日本発條株式会社 接続端子および接続端子ユニット
JP2013236015A (ja) * 2012-05-10 2013-11-21 Nhk Spring Co Ltd パワーモジュール、パワーモジュールにおける接続端子の取付構造および接続端子

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS48105873U (ja) * 1972-03-11 1973-12-08
JP2000046870A (ja) * 1998-07-30 2000-02-18 Denso Corp 端子接続装置
JP2001208793A (ja) * 2000-01-27 2001-08-03 Nec Yamaguchi Ltd Icソケット
JP2004152495A (ja) * 2002-10-28 2004-05-27 Yamaichi Electronics Co Ltd 狭ピッチicパッケージ用icソケット
JP2006180447A (ja) * 2004-12-21 2006-07-06 Samsung Electro-Mechanics Co Ltd 無線通信端末機の内蔵型アンテナ組立体
JP2007218776A (ja) * 2006-02-17 2007-08-30 Nhk Spring Co Ltd 導電性接触子および導電性接触子ユニット
JP2009128218A (ja) * 2007-11-26 2009-06-11 Koyo Technos:Kk 電気接触子およびそれを備える検査冶具
JP2009289980A (ja) * 2008-05-29 2009-12-10 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置

Also Published As

Publication number Publication date
WO2015020176A1 (ja) 2015-02-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2015020176A1 (ja) 接続端子、パワーモジュールおよび通電ユニット
JP5599328B2 (ja) 電力用半導体装置とプリント配線板との接続機構
US9379465B2 (en) Connection terminal having a press-fitting part inserted into a hollow part of a holding member
WO2013039154A1 (ja) 接触端子
US20130002281A1 (en) Contact probe and probe unit
JP2017139304A (ja) 電極端子、半導体装置及び電力変換装置
JP6541593B2 (ja) 電力用半導体装置
US20140313402A1 (en) Wiring substrate and camera module
US7311528B2 (en) IC socket
AU2015365104B2 (en) Module-terminal block connection structure and connection method
JP2013236015A (ja) パワーモジュール、パワーモジュールにおける接続端子の取付構造および接続端子
US10714849B2 (en) Electronic component and substrate
WO2007092554A1 (en) Multiple slot terminal
JP2018074088A (ja) 半導体装置
JP2014049582A (ja) 半導体装置
JP5856864B2 (ja) 接続端子および接続端子ユニット
JP5950586B2 (ja) 高周波モジュール
JP2016131194A (ja) 基板接続構造
JP6131252B2 (ja) 接触端子
WO2018229822A1 (ja) パワーモジュール
JP2021027145A (ja) 半導体モジュール
CN112955754A (zh) 探针和检查工具
JP6588235B2 (ja) 接続部品、接続構造及び通信装置
JP6841505B2 (ja) バネ構造体
JP5773849B2 (ja) 接続端子

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170104

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20170704