(57)【要約】【課題】測定端子によるリード端子表面のメッキ面、半田コート面の剥離、削れ防止、測定端子先端部の接触面積の増大、強度向上等を図る。【解決手段】４本の測定端子１２，１３，１６，１７をリード端子３ａ，３ｂの上側のみに配置せず、上下に挟むように電流印加側とセンシング測定側とを分けて配置し、その結果、上側の測定端子１２，１３先端部の板厚を相対的に厚くすることを可能にする。また、測定端子１２，１３先端部に異種金属としての銅タングステン材１５を張り合わせることで、該先端部の強度を向上させると共に、基材のステンレンスばね材１４板厚の増加に加えて、さらに銅タングステン材１５の板厚分が増加するので、接触面積が広くなり前記課題を解決できる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モールド部の側面から互いに反対方向に外部に露出したリード端子に測定装置の測定端子を接触させて被測定用半導体素子の電気的特性を測定する半導体素子用測定装置おいて、
前記リード端子の上面に加圧機構を介して加圧接触するように電流印加側の測定端子をそれぞれ１つ宛配置し、前記リード端子の下面に昇降機構を介して加圧接触するようにセンシング側の測定端子をそれぞれ１つ宛配置したことを特徴とする半導体素子用測定装置。
【請求項２】
前記リード端子の上面に配置される測定端子の先端部を異種金属の張り合わせ構造とし、基材としてのステンレスばね材の両面に銅タングステン材を張り合わせたことを特徴とする請求項１に記載の半導体素子用測定装置に使用する測定端子。
【請求項３】
モールド部の側面から互いに反対方向に外部に露出したアノード側リード端子とカソード側リード端子とが載置されて所定方向に基台上を移動する搬送レールと、
前記基台上の所定の停止位置で、異種金属の張り合わせ構造を有する先端部を備えたアノード側測定端子及び同じく異種金属の張り合わせ構造を有する先端部を備えたカソード側測定端子が下降し、前記アノード側リード端子及びカソード側リード端子の上面にそれぞれ接した後、加圧力が加えられて前記リード端子と前記測定端子とを加圧接触させる加圧機構と、
前記リード端子の下面側に配置され、かつ、前記基台及び搬送レールを貫通する透孔に挿通され、ばね手段を介して弾性的にブラケットに固定されたピン状のアノード側センシング端子及びカソード側センシング端子と、
前記ブラケットに固定された前記１対のセンシング端子を上昇させ、前記リード端子の下面に前記センシング端子の先端部を加圧接触させるエアシリンダとを少なくとも備え、前記アノード側測定端子、カソード側測定端子、アノード側センシング端子及びカソード側センシング端子の４端子が被測定用半導体素子のアノード側リード端子及びカソード側リード端子に接触しケルビン法により前記半導体素子の電気的特性を測定することを特徴とする半導体素子用測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体素子用測定装置に関し、特に被測定用半導体素子のリード端子との接触を広い面積で実現し、かつ、測定装置側の測定端子によるリード端子メッキ表面等への傷付け、削り等を防止すると共に、測定端子先端部の強度を高めて折れ等をなくした半導体素子用測定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の半導体素子用測定装置の概略構成を模式的に図２に示す。
図において、１は被測定用半導体素子（以下、ＤＵＴと略記する。）であり、モールド部２の両側面からそれぞれリード端子３ａ，３ｂが外部に露出している。このＤＵＴ１は、凹陥部４を設けた搬送レール５上に載せられ、紙面の奥行き方向に前方から後方、あるいは後方から前方へと間歇的に移動される。
【０００３】
前記搬送レール５は、全体あるいは少なくともリード端子３ａ，３ｂが載置される面が絶縁性材料により形成され、凹所６の内壁面によってリード端子３ａ，３ｂの図示左右方向の位置決めが行なわれ、凹陥部４にＤＵＴ１のモールド部２が逃げる構成となっている。
【０００４】
上記搬送レール５は、基台７上に図示を省略した機構を介して滑動自在に設けられ、前述したように紙面の奥行き方向に間歇的に移動できる構成となっている。
【０００５】
前記ＤＵＴ１のリード端子３ａに対して嘴状に屈曲した比較的長いアノード側の第１測定端子８ａと第２測定端子８ｂが所定の間隔を隔てて押圧接触させる構造となっている。また、リード端子３ｂに対しては、カソード側の第１測定端子９ａ及び第２測定端子９ｂが所定の間隔を隔てて押圧接触させる構造となっている。さらに、これらアノード側及びカソード側の第１測定端子８ａ，９ａ及び第２測定端子８ｂ，９ｂは、支持部材１０にその後端部分が固定され、該支持部材１０は、加圧部材１１により所定の加圧力が加えられるようになっている。
【０００６】
上記のように構成された半導体素子用測定装置において、ＤＵＴ１の電気的特性を測定する場合、搬送レール５によって搬送されてきたＤＵＴ１のリード端子３ａ，３ｂに対して、アノード側第１測定端子８ａ及び第２測定端子８ｂと、カソード側第１測定端子９ａ及び第２測定端子９ｂとを加圧接触させる。
【０００７】
すなわち、加圧部材１１を介して支持部材１０を加圧することにより、アノード側第１測定端子８ａ及び第２アノード側測定端子８ｂと、カソード側第１測定端子９ａ及び第２カソード側測定端子９ｂを下方向に湾曲させ、その反力を各測定端子８ａ，８ｂ，９ａ，９ｂの先端部に加え、リード端子３ａ，３ｂの表面に加圧接触させる。
上記のように各測定端子８ａ，８ｂ，９ａ，９ｂとの良好な接触状態を維持しつつ、測定部の電源をオンさせ、いわゆる４端子ケルビン測定法によりＤＵＴ１の電気的特性を測定するものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来の半導体素子用測定装置は上記のように構成されていたので、次のような解決すべき課題があった。
（１）ＤＵＴ１のリード端子３ａ，３ｂの表面には、例えばＳｎメッキが施されているが、加圧部材１１により第１測定端子８ａ，９ａ及び第２測定端子８ｂ，９ｂの後端部を加圧して該測定端子先端部をリード端子３ａ，３ｂの表面に押圧させた場合、該測定端子８ａ，９ａ，８ｂ，９ｂの先端部は図示右方向に逃げようとするので、リード端子３ａ，３ｂの表面に施された柔らかいＳｎメッキ表面を削ってしまい、メッキ剥離や表面傷不良、すなわち製品の品質不良の原因を発生させてしまう。
【０００９】
（２）ＤＵＴ１のリード端子３ａ，３ｂの表面に半田コートがされるものにあっては、前記メッキと同様に半田は非常に柔らかいため、同じく前記測定素子８ａ，９ａ，８ｂ，９ｂの先端部で半田表面を削り、半田バリの発生や削り取られた半田カスが後工程で使用するフォーミング金型に悪影響を及ぼし、半田カス付着による該フォーミング金型の動作不良に伴う製品のフォーミング形状不良が発生する。また、これを防止するため頻繁にフォーミング金型の半田カス掃除を必要とし、煩雑な作業と労力により製品コストを引き上げてしまう。
【００１０】
（３）ＤＵＴ１の電気的特性測定法は、上記のように４端子を使用したケルビン法を使用するが、該ＤＵＴ１のリード端子３ａ，３ｂへの接触有効面積は例えば、２ｍｍ×１．５ｍｍ程度であり、この程度の有効面積に対して所望の電流容量を確保して確実な接触状態を維持するには、第１測定端子８ａ，９ａ及び第２測定端子８ｂ，９ｂの先端部は広面積になるようにできるだけ厚くしなければならない。
しかしながら、他方において、あまり該先端部を厚くし過ぎると、該先端部の反力を得るべく前記測定端子８ａ，８ｂ，９ａ，９ｂへの押圧力を強くしなければならず、そのため、前記測定端子８ａ，８ｂ，９ａ，９ｂの先端部の厚さは０．５ｍｍ程度が許容限界となっている。
【００１１】
（４）上記先端部の厚さの許容限界から、現行ではその厚さを０．３ｍｍに設定しているが、かかる厚さでは前記測定端子８ａ，８ｂ，９ａ，９ｂを頻繁に湾曲させて使用すると、切断してしまい寿命が短いという欠点がある。
【００１２】
（５）上記の厚さでは、例えばサージ電流破壊試験を行なう場合、１パルス当りの許容電流（例えば４０Ａ／１パルス〔１０ｍ  ｓｅｃ〕）に対応しておらず、前記測定端子８ａ，８ｂ，９ａ，９ｂの先端部で接触不良が発生し溶解するため、前記測定端子自体の頻繁な交換作業を必要とし、余分な労力により製品コストを上げる原因となっている。
【００１３】
（６）半田コートが施されたリード端子３ａ，３ｂを有するＤＵＴ１対する電気的特性、例えば順電圧（ＶＦ）測定試験での実際の接触不良率は、平均０．３％程度発生しており、これは、例えば１製造ライン当り５００万ＰＣＳ／月とすると、１，５００ＰＣＳ／月の誤判定による不良品が発生することになり、憂慮すべき事態となっている。
【００１４】
（７）半導体素子のような被測定対象物の特にリード端子の微細化に伴い、測定端子の先端部も微小となり強度が弱くなるので、磨耗、折れ等で耐久性が低くなる。これを補うべく、例えば特開２００３−５７３１０号公報に開示されているように、測定用接触突起の心材よりも高いヤング率を有する被覆層を備えたものがあるが、強度的には補強されるものの当該測定用接触突起を含む測定端子自体の構造が複雑でコスト高となることは免れない。
【００１５】
（８）被測定物の電気的特性を測定すべく、該被測定物の電気的接触部を上下から弾性を有する測定端子で挟んで４端子測定法等を実施できるようにしたものが、例えば特開２００３−４３０９１号公報に開示されているが、これもまた構造が複雑でコスト高となることを免れない。
【００１６】
本発明は、上記の各課題を解決するためになされたもので、構造が比較的簡単で製造コストを引き上げることなく、かつ、耐久性に優れ、接触不良、印加する電流容量不足等を生じさせることなく、また、リード端子の表面を削ることもなく後の製造工程に支障を生じさせることがないなどの種々の特徴を有する半導体素子用測定装置を提供することを目的とするものである。
【００１７】
【課題を解決しようとする手段】
上記目的を達成するため請求項１に記載した発明は、モールド部の側面から互いに反対方向に外部に露出したリード端子に測定装置の測定端子を接触させて被測定用半導体素子の電気的特性を測定する半導体素子用測定装置おいて、
前記リード端子の上面に加圧機構を介して加圧接触するように電流印加側の測定端子をそれぞれ１つ宛配置し、前記リード端子の下面に昇降機構を介して加圧接触するようにセンシング側の測定端子をそれぞれ１つ宛配置したことを特徴とするものである。このため、隣接する測定端子がなくなり、１本の測定端子、特にその先端部の板厚を厚くすることができる。
その結果、前記リード線のメッキ表面を刃物で削るというような現象がなくなると共に、接触面積が増加するので、接触不良の解消、試験電流容量の確保等が実現でき、また板厚が増加することで、機械的強度の向上等が図られる。
【００１８】
同じく上記目的を達するため請求項２に記載した発明は、前記リード端子の上面に配置される測定端子の先端部を異種金属の張り合わせ構造とし、基材としてのステンレスばね材の両面に銅タングステン材を張り合わせたことを特徴とするものである。このため、格段に機械的強度が向上すると共に、基材の板厚の増加と併せて両面の銅タングステン材の板厚が加わるので、前記リード端子表面への接触面積が増加し、前記効果を重畳的に達成することができる。
【００１９】
同じく上記目的を達するため請求項３に記載した発明は、モールド部の側面から互いに反対方向に外部に露出したアノード側リード端子とカソード側リード端子とが載置されて所定方向に基台上を移動する搬送レールと、
前記基台上の所定の停止位置で、異種金属の張り合わせ構造を有する先端部を備えたアノード側測定端子及び同じく異種金属の張り合わせ構造を有する先端部を備えたカソード側測定端子が下降し、前記アノード側リード端子及びカソード側リード端子の上面にそれぞれ接した後、加圧力が加えられて前記リード端子と前記測定端子とを加圧接触させる加圧機構と、
前記リード端子の下面側に配置され、かつ、前記基台及び搬送レールを貫通する透孔に挿通され、ばね手段を介して弾性的にブラケットに固定されたピン状のアノード側センシング端子及びカソード側センシング端子と、
前記ブラケットに固定された１対のセンシング端子を上昇させ、前記リード端子の下面に前記センシング端子の先端部を加圧接触させるエアシリンダとを少なくとも備え、前記アノード側測定端子、カソード側測定端子、アノード側センシング端子及びカソード側センシング端子の４端子が被測定用半導体素子のアノード側リード端子及びカソード側リード端子に接触しケルビン法により前記半導体素子の電気的特性を測定することを特徴とするものである。
このため、上述した効果を総合的に発揮し、測定後の誤判定を極端に減少させ、製品品質の向上及び収率の向上等により製品コストを低下させることができる。
【００２０】
【実施例】
以下に、本発明の実施例を、図１を参照して説明する。
図１は、本発明の半導体素子用測定装置の概略構成を模式的に示したものである。
先ず、図１において、従来例として示した図２と同一部分には、図２と同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
本発明ではＤＵＴ１のリード端子３ａ，３ｂを上下から挟むように測定端子を配置する。
【００２１】
すなわち、リード端子３ａの上側には１本のアノード測定端子１２のみが配置され、リード端子３ｂの上側にも同じく１本のカソード測定端子１３のみが配置される。
そして、嘴状に折り曲げたリード端子３ａ，３ｂの先端部には所定の範囲に亘って基材とは異なる金属を貼り付けて使用する。
【００２２】
この実施例では、アノード側測定端子１２及びカソード側測定端子１３の基材をステンレス（ＳＵＳ）ばね材１４で構成し、その先端部のみに銅タングステン材１５を両面に貼り付ける。それらの数値例としては、基材となるステンレスばね材１４の板厚を０．６ｍｍとして両面に貼り付ける銅タングステン材１５の厚さを０．２ｍｍとした。これにより従来ではそれらの測定端子の板厚が０．３ｍｍであったが、本発明では前記測定端子１２，１３の先端部全体の板厚は、０．６ｍｍ＋（０．２×２）ｍｍ＝１ｍｍとなり、強度的に十分なものとなると共に、リード端子３ａ，３ｂへの接触面積が増加し、サージ電流破壊試験等における許容電流容量も十分満足できるものとなった。
【００２３】
なお、前記測定端子１２，１３の基材はステンレスばね材に限定されることなく、それと同等の強度と弾性を有する材料に置き換えることができ、また先端部の銅タングステン材についても同様の電気抵抗値を有し、かつ、同様の強度を有する材料で置き換えることが可能である。
【００２４】
上記のように構成のアノード側測定端子１２及びカソード側測定端子１３は、その後端部が支持部材１０に固定され、さらにその先の後端部は図示を省略した受け部材によって支持され、また、かかる最後端部はそれぞれリード線を介して測定回路部に接続されている。
上記構成により加圧部材１１で該支持部材１０を加圧すると、前記測定端子１２，１３の先端部が撓み、ＤＵＴ１のリード端子３ａ，３ｂの表面に加圧接触する構造となっている。
【００２５】
上記リード端子３ａ，３ｂの下側には、前記アノード側測定端子１２及びカソード側測定端子１３の先端部に対応する位置に、それぞれアノード側センジング端子１６及びカソード側センシング端子１７が配置される。
これらのセンシング端子１６，１７は両者とも同じ構成であり、ピン材１６ａ，１７ａがブラケット１８に挿通され、該ピン材１６ａ，１７ａに嵌装したばね１９により上方に該ピン材１６ａ，１７ａが付勢される構造となっている。
また、該ピン材１６ａ，１７ａの後端はリード線２０，２１により図示しない測定回路部に接続されている。
【００２６】
上記ブラケット１８はエアシリンダ２２のピストンロッド２３に接続され、該エアシリンダ２２の駆動によりピストンロッド２３が突出し、搬送レール５及び基台７の透孔５ａ，７ａに貫挿したアノード側センシング端子１６及びカソード側センシング端子１７を上方に押し上げ、ばね１９の付勢力を受けてリード端子３ａ，３ｂの裏面側に加圧接触する。
【００２７】
なお、上記センシング端子１６，１７の上昇タイミングは、前記測定端子１２，１３の下降及び加圧部材１１による加圧タイミングと同期が取られ、また、一定の手順によって順次動作するようにシーケンス制御手段が別に設けられている。
【００２８】
上記のように構成の半導体素子用測定装置において、搬送レール５上に載置されたＤＵＴ１の電気的特性を測定する場合、先ず、該ＤＵＴ１が所定の位置に到来すると、センサによってこれを検知し、基台７上を滑動する搬送レール５が停止する。次いで、このタイミングを捉えてアノード側測定端子１２及びカソード側測定端子１３が下降し、ＤＵＴ１のリード端子３ａ，３ｂに接触した後、加圧部材１１により支持部材１０を押圧する。
【００２９】
すると、上記支持部材１０にはアノード側測定端子１２及びカソード側測定端子１３の後端部が固定されているので、該支部部材１０の垂直中心線部分を支点として湾曲し、その反力を受けて嘴状の先端部がリード端子３ａ，３ｂの表面に加圧接触する。
【００３０】
かかる場合に、Ｓｎメッキあるいは半田コートが施されたリード端子３ａ，３ｂの表面に接触するアノード側測定端子１２及びカソード側測定端子１３の数が従来４本であったものが２本に減少していること、及びリード端子３ａ，３ｂの表面への接触面積が増加していること等を総合した結果、リード端子３ａ，３ｂの表面に与える損傷を格段に減少させることができる。また、表面削り、半田カス生起の度合いが少なくなるので、後工程のフォーミング金型へ与える悪影響も著しく減少させることができる。
【００３１】
なお、リード端子３ａ，３ｂの下側に配置されたアノード側センシング端子１６及びカソード側センシング端子１７の上昇タイミングは、前述のようにアノード側測定端子１２及びカソード側測定端子１３の下降タイミングと同期が取られており、４端子でリード端子３ａ，３ｂを所定の加圧力で挟持した後、測定回路部の電源がオンされる。
【００３２】
上記によりアノード側測定端子１２及びカソード側測定端子１３を介してリード端子３ａ，３ｂ間に所定の電流が通電・印加され、アノード側センシング端子１６及びカソード側センシング端子１７間での電圧を検出することで、ケルビン法によりＤＵＴ１の電気的特性を測定するものである。
【００３３】
【発明の効果】
以上、上記の実施例を通じて説明した本発明の半導体素子用測定装置によれば、概略以下のような効果を奏する。
（１）従来では相対的に露出面積の少ないアノード側リード端子及びカソード側リード端子の上側のみに、それぞれ２本のアノード側測定端子（電流印加用とセンシング用）及び２本のカソード側測定端子（電流印加用とセンシング用）を配置していたが、本発明では１対のアノード測定端子及びアノード側センシング端子と、１対のカソード側測定端子及びカソード側センシング端子とをアノード側リード線及びカソード側リード端子の上下に分けて配置するようにしたので、該リード線の上側で２本の測定端子が接近し過ぎるということがなくなる。
【００３４】
このため、上側に配置される１本のアノード側測定端子及び１本のカソード側測定端子の板厚を厚くすることが可能となり、実際には従来の板厚が０．３ｍｍであったものを、本発明では両面の銅タングステン材の板厚を含めて１ｍｍにすることができた。これによりリード端子への接触面積が従来の倍以上となり、板厚が薄くて鋭利な刃先を形成するような現象が避けられるので、リード線のメッキ表面あるいは半田コート面を損傷するということがなくなると共に、削れによる半田カスの発生のおそれがなくなるので、後工程でのフォーミング金型への悪影響を回避することができる。
【００３５】
（２）リード線と測定端子との接触面積が広がることで、サージ電流破壊試験等において、例えば４０Ａ／１パルス（１０ｍ  ｓｅｃ）を通電しても測定端子先端部の溶解現象がなくなり、目的とする試験が所期通り可能となる。
【００３６】
（３）ＤＵＴのリード線を、その上側に配置した測定端子とその下側に配置したセンシング端子で挟むようにし、かつ、上下から加圧力を加えて加圧接触するようにしたので、従来のような接触不良が極端になくなり、その結果、誤判定が減少し、製品品質の向上及び収率向上により製品コストを低下させることができる。
【００３７】
（４）測定端子の板厚増加及びその先端部への銅タングステン材等の貼り付けにより機械的強度が格段に向上したため、該測定端子の折れ、磨耗等による交換作業周期が著しく長くなり保守・点検費用や労力が削減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す半導体素子用測定装置を模式的に示した概略構成図である。
【図２】従来の半導体素子用測定装置を模式的に示した概略構成図である。
【符号の説明】
１    被測定用半導体素子（ＤＵＴ）
２    モールド部
３ａ，３ｂ  リード端子
４    凹陥部
５    搬送レール
５ａ  透孔
６    凹所
７    基台
７ａ  透孔
８ａ  アノード側第１測定端子
８ｂ  アノード側第２測定端子
９ａ  カソード側第１測定端子
９ｂ  カソード側第２測定端子
１０  支持部材
１１  加圧部材
１２  アノード側測定端子
１３  カソード側測定端子
１４  ステンレス（ＳＵＳ）ばね材
１５  銅タングステン材
１６  アノード側センシング端子
１７  カソード側センシング端子
１８  ブラケット
１９  ばね
２０，２１  リード線
２２  エアシリンダ
２３  ピストンロッド
【図１】
2004354262.tif 000003
【図２】
2004354262.tif 000004