(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プローブピンと、
固定部と、
垂直方向に貫通した開口を有する可動部と、
を備え、
前記プローブピンは複数の金属部材から構成され、前記開口を貫通し、
前記金属部材は、弾性力を持ち、凸部分を備え、製品端子を配置するための製品端子配置位置を囲んで前記固定部に固定され、
前記凸部分は、前記製品端子配置位置に向かって突出し、
前記金属部材が、前記製品端子配置位置に向かって押圧されることで湾曲し、
前記凸部分と前記製品端子配置位置に配置された前記製品端子が接触し、
前記製品端子は、複数の前記金属部材により挟み込まれ、
前記金属部材は、前記固定部によって固定されている箇所と前記凸部分との間に、断面形状がＶ字型であり前記凸部分と逆方向に突出する第２屈曲部を備え、
前記開口は、前記可動部の上面に向かって幅が狭まる勾配構造を備え、
前記開口の幅は、前記プローブピンの前記第２屈曲部の頂点部分における幅よりも狭く、
前記第２屈曲部は、第１谷折り部と、前記第１谷折り部よりも前記凸部分側に設けられ前記頂点部分を形成する山折り部と、前記山折り部よりも前記凸部分側に設けられた第２谷折り部から形成され、
前記可動部は、前記第２屈曲部の上方に設けられ、前記勾配構造が前記第２屈曲部を押圧する位置まで垂直方向に移動可能な機構を備えることを特徴とする大電流通電装置。
【請求項２】
前記金属部材は、板状の形状であることを特徴とする請求項１に記載の大電流通電装置。
【請求項３】
前記プローブピンは、対向して配置される２つの前記金属部材から構成されることを特徴とする請求項１または２に記載の大電流通電装置。
【請求項４】
前記凸部分は、断面形状がＶ字型の第１屈曲部であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の大電流通電装置。
【請求項５】
通電のための導電体がパターン化されている配線基板を備え、
前記プローブピンは前記配線基板に埋め込まれていることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の大電流通電装置。
【請求項６】
前記プローブピンおよび前記開口は複数備えられていることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の大電流通電装置。
【請求項７】
前記固定部と前記可動部を互いにロックするユニットロック機構を備え、
前記ユニットロック機構によるロックを解除することで前記可動部が着脱可能となることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の大電流通電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はパワーモジュール製品に対する通電試験に好適な大電流通電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、電気製品に対する通電試験装置が開示されている。電気製品は平板状の製品端子を備える。また、通電試験装置は測定端子を備える。測定端子は一対の端子板から構成される。製品端子と測定端子が接続されることで、電気製品に対して通電が生じる。製品端子は一対の端子板の間に挿入され、測定端子と接続される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−３８７６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に示す装置では、平板状の端子板で製品端子を挟むことで、測定端子と製品端子が接続されている。しかし、平板状の端子板を用いる場合、端子形状によっては安定した接続が得られないことがある。ここで、パワーモジュール製品等に大電流通電を行う性能試験では、製品端子と測定端子の安定した接触が必要となる。従って、特許文献１に示す装置は大電流通電試験には適さない。
【０００５】
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、その目的はピン形状の製品端子に対し、大電流通電が可能なプローブピンを備えた大電流通電装置を得ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る大電流通電装置は、プローブピンと、固定部と、垂直方向に貫通した開口を有する可動部と、を備え、前記プローブピンは複数の金属部材から構成され、前記開口を貫通し、前記金属部材は、弾性力を持ち、凸部分を備え、製品端子を配置するための製品端子配置位置を囲んで前記固定部に固定され、前記凸部分は、前記製品端子配置位置に向かって突出し、前記金属部材が、前記製品端子配置位置に向かって押圧されることで湾曲し、前記凸部分と前記製品端子配置位置に配置された前記製品端子が接触し、前記製品端子は、複数の前記金属部材により挟み込まれ、前記金属部材は、前記固定部によって固定されている箇所と前記凸部分との間に、断面形状がＶ字型であり前記凸部分と逆方向に突出する第２屈曲部を備え、前記開口は、前記可動部の上面に向かって幅が狭まる勾配構造を備え、前記開口の幅は、前記プローブピンの前記第２屈曲部の頂点部分における幅よりも狭く、前記第２屈曲部は、第１谷折り部と、前記第１谷折り部よりも前記凸部分側に設けられ前記頂点部分を形成する山折り部と、前記山折り部よりも前記凸部分側に設けられた第２谷折り部から形成され、前記可動部は、前記第２屈曲部の上方に設けられ、前記勾配構造が前記頂点部分を押圧する位置まで垂直方向に移動可能な機構を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明における大電流通電装置では、金属部材は弾性力を持ち、凸部分を備える。このため、製品端子と凸部分が弾性力を持って接触する。また、製品端子は複数の金属部材により挟み込まれる。従って、ピン形状の製品端子とプローブピンとの安定した接触が確保され、製品端子への大電流通電が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１に係る大電流通電装置およびパワーモジュール製品の正面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る大電流通電装置の要部であるコンタクト部の断面図および平面図並びにパワーモジュール製品の断面図である。
【図３】図２に示すコンタクト部が備えるプローブピンの拡大図（その１）である。
【図４】図２に示すコンタクト部が備えるプローブピンの拡大図（その２）である。
【図５】図２に示すコンタクト部とパワーモジュール製品を接続した状態の断面図である。
【図６】図２に示すコンタクト部の下方に配置される配線基板が備える配線パターンの正面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の実施の形態に係る大電流通電装置１０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。
【００１０】
実施の形態１．
図１は本実施の形態に係る大電流通電装置１０の正面図である。図１において破線枠部１２で囲われる部分はコンタクト部１４である。コンタクト部１４の上部に試験対象であるパワーモジュール製品１６が配置されている。また、コンタクト部１４の下部には、配線基板１７が配置される。配線基板１７には、通電のための導電体がパターン化されている。
【００１１】
図２は、本実施の形態に係る大電流通電装置１０の要部であるコンタクト部１４の断面図および平面図並びに、パワーモジュール製品１６の断面図である。コンタクト部１４は、可動部１８、固定部２０、プローブピン２２、製品受け台２６およびユニットロック機構２４を備える。固定部２０の上部に可動部１８が配置される。可動部１８の上部に製品受け台２６が配置される。可動部１８は垂直方向に移動可能な機構を備える。プローブピン２２は複数備えられる。プローブピン２２の一端は固定部２０に固定され、他端は製品受け台２６に接続される。製品受け台２６には上部からパワーモジュール製品１６が配置される。また、製品受け台２６は固定部２０に固定されている。
【００１２】
可動部１８と固定部２０は、３０度の角度を持ったユニットロック機構２４によって互いにロックされる。ユニットロック機構２４によるロックを解除すると、可動部１８は固定部２０から着脱可能となる。可動部１８が取り外せるため、プローブピン２２に摩耗または大電流通電による焼損が発生した場合に、容易にプローブピン２２を交換することが可能になる。図２では可動部１８と固定部２０のロックは解除されている。
【００１３】
図３は、図２に示すコンタクト部１４が備えるプローブピン２２の拡大図（その１）である。図３では、便宜上、製品受け台２６は省略している。プローブピン２２は２つの金属部材３４から構成される。金属部材３４は板状であり、弾性力を持つ。２つの金属部材３４は対向した状態で固定部２０に固定されている。また、２つの金属部材３４の間には間隔が設けられ、製品端子３６を配置するための製品端子配置位置３８が確保されている。製品端子３６はプローブピン２２の上部から製品端子配置位置３８に挿入されている。製品端子３６はプレスフィットピンである。破線枠部３７は、製品端子３６の正面図である。
【００１４】
金属部材３４は、製品端子配置位置３８に向かって突出する凸部分３９を備える。凸部分３９は断面形状がＶ字型の第１屈曲部４０である。また、金属部材３４は第２屈曲部４２をさらに備える。第２屈曲部４２は、金属部材３４が固定部２０によって固定されている箇所と第１屈曲部４０との間に設けられる。第２屈曲部４２の断面形状はＶ字型であり第１屈曲部４０と逆方向に突出する。第１屈曲部４０の頂点部分における２つの金属部材３４の間の幅は、金属部材３４が外力を受けていない場合において製品端子３６の幅よりも広くなるように設けられている。従って、図３の状態において、製品端子３６とプローブピン２２は接触しない。このため、パワーモジュール製品１６を大電流通電装置１０に配置する際に、プローブピン２２との接触により製品端子３６が傷つくことを防ぐ事が可能になる。
【００１５】
図３に示すように、可動部１８は開口４４を備える。開口４４は可動部１８を垂直方向に貫通する。プローブピン２２は開口４４を貫通する。なお、開口４４は可動部１８に複数備えられ、複数備えられたプローブピン２２はそれぞれが開口４４を貫通する。開口４４は可動部１８の上面に向かって幅が狭まる勾配構造４６を備える。開口４４の幅は、プローブピン２２の第２屈曲部４２の頂点部分における幅よりも狭い。可動部１８は、第２屈曲部の上方に配置される。このとき、勾配構造４６は第２屈曲部４２の上方に位置する。
【００１６】
可動部１８は垂直方向に移動可能な機構を備える。可動部１８を固定部２０に向かって移動させると、勾配構造４６が第２屈曲部４２とぶつかる。可動部１８をさらに下方へ移動させると、勾配構造４６が第２屈曲部４２を、製品端子配置位置３８に向かって押圧する。
【００１７】
図４は、第２屈曲部４２が勾配構造４６によって押圧された状態を示す。破線枠部４８は、製品端子３６およびプローブピン２２の正面図を示す。金属部材３４は弾性力を持つ。このため、金属部材３４は製品端子配置位置３８に向かって押圧されると、弾性力により湾曲する。この結果、第１屈曲部４０の頂点部分が製品端子３６と接する。
【００１８】
本実施の形態では、第２屈曲部４２が押圧されることで金属部材３４が湾曲する。金属部材３４の湾曲により、第１屈曲部４０は製品端子３６と接触する。また、金属部材３４は弾性力を持つ為、第１屈曲部４０は弾性力によって加重された状態で製品端子３６と接触する。このため、製品端子３６とプローブピン２２の安定した接触が得られる。また、本実施の形態では製品端子３６は金属部材３４によって両側から挟みこまれる。このため、製品端子３６が単一の金属部材３４と接触する場合と比較して、接触面積が大きくなる。従って、プローブピン２２と製品端子３６の接続部分の抵抗を低減することができる。以上から、本実施の形態ではピン形状の製品端子３６に対して大電流通電が可能となる。
【００１９】
図４において、製品端子３６とプローブピン２２が接触した状態で、可動部１８をさらに下方へ移動させると、金属部材３４がさらに湾曲する。このため、弾性力による製品端子３６への加重は強められ、プローブピン２２と製品端子３６は接触力が強められる。接触力が強まると、プローブピン２２と製品端子３６の接触抵抗が低減される。接触抵抗を低減することで、大電流通電時に問題となる接触部分の発熱を抑制することができる。また、本実施の形態では可動部１８の移動によって、複数の製品端子３６とプローブピン２２との接触力を同時に均一に調整できる。従って、大電流通電試験の準備作業が簡易化できる。
【００２０】
なお、本実施の形態では凸部分３９の断面形状をＶ字型としたが、Ｕ字型でも良い。また、本実施の形態では金属部材３４に１つの凸部分３９が形成されるが、凸部分３９を上下に複数並べて設けてもよい。また、本実施の形態では、可動部１８を移動させることで金属部材３４が湾曲する。これ以外に、金属部材３４を横から押圧する機構を設け、金属部材３４を湾曲させても良い。
【００２１】
図５は、図４に示す状態におけるコンタクト部１４およびパワーモジュール製品１６の断面図である。製品受け台２６の上部にパワーモジュール製品１６が配置されている。また、製品端子３６とプローブピン２２を接触させるために、図２と比較して可動部１８が下方に移動している。可動部１８と固定部２０は、ユニットロック機構２４により互いにロックされている。プローブピン２２の下端はコンタクト部１４の底面から突出している。上述したように、コンタクト部１４の下部には、配線基板１７が備えられる。
【００２２】
図６は、コンタクト部１４の下方に配置される配線基板１７が備える配線パターンの正面図である。Ａ面５１、Ｂ面５２およびＣ面５３の３相のパターンが積層し、配線パターンを構成している。Ａ面５１、Ｂ面５２およびＣ面５３はそれぞれ、金属部材３４を挿入するためのスルーホール５５を備える。金属部材３４はスルーホールに埋め込まれる部分がスルーホール５５の形状に合わせたピン形状とされている。コンタクト部１４の底面から突出した金属部材３４の下端は、スルーホール５５に埋め込まれる。このとき、金属部材３４は積層されたＡ面５１、Ｂ面５２およびＣ面５３のスルーホール５５を貫通し、プローブピン２２が配線基板１７と接続される。その結果、Ａ面５１、Ｂ面５２およびＣ面５３で大電流通電試験に必要な配線パターンが実現されている。
【００２３】
本実施の形態では、プローブピン２２は配線基板１７に直接埋め込まれる。従って、プローブピン２２と配線基板１７の接続について、配線およびはんだ付けが不要となる。このため、配線から生じるインダクタンスを低減でき、大電流通電時に生じるサージ電圧が抑制できる。また、配線基板１７とプローブピンの接続にはんだ付けが不要なことから、プローブピン２２の交換が容易になる。
【００２４】
また、配線基板１７は、Ａ面５１、Ｂ面５２およびＣ面５３の積層された３相の配線パターンを備える。配線パターンを３相構成とすることで、大電流通電装置１０を小型化することができる。また、Ａ面５１、Ｂ面５２およびＣ面５３の間の相互インダクタンスを調整することで、配線基板１７全体のインダクタンスを低減することが可能になる。本実施の形態では、配線パターンを３相としているが、３相に限定されるものではない。また、図６に示すＡ面５１、Ｂ面５２およびＣ面５３は配線パターンの一例であり、配線パターンは使用条件によって変化する。
【００２５】
なお、本実施の形態では、試験対象の製品をパワーモジュール製品１６としたが、大電流ディスクリート製品にも適用可能である。また、本実施の形態では製品端子３６の形状をプレスフィットピンとしたが、ピン形状の端子であれば適用可能である。
【００２６】
本実施の形態の変形例として、３つ以上の金属部材３４でプローブピン２２を構成してもよい。この場合、金属部材３４は製品端子配置位置３８を囲んで配置される。金属部材３４が増えることで、製品端子３６とプローブピン２２の接触面積が増加する。従って、金属部材３４が２つの場合と比較して、製品端子３６とプローブピン２２の接触をさらに安定させることができる。また、金属部材３４の製品端子３６との接触部分を、製品端子３６の形状に合わせて調整しても良い。詳しくは、金属部材３４に製品端子３６の形状に合わせて湾曲した曲面を設ける。これにより、製品端子３６と金属部材３４の接触面積が増大する。従って、製品端子３６とプローブピン２２の接触をさらに安定させることができる。
【符号の説明】
【００２７】
１０  大電流通電装置、１７  配線基板、１８  可動部、２０  固定部、２２  プローブピン、２４  ユニットロック機構、３４  金属部材、３６  製品端子、３８  製品端子配置位置、３９  凸部分、４０  第１屈曲部、４２  第２屈曲部、４４  開口、４６  勾配構造
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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