(57)【要約】【課題】電源からパワー半導体の被測定面までの距離を短くし、電流・電圧の印加を確実にし、精度のよい電気的特性検査などができるとともに、抵抗値が少なく、電気的ロスや距離インダクタンスの影響を最小化する。【解決手段】薄板材によりなるコンタクトプレート２であって、このコンタクトプレート２の一側を被測定面Ｆａに離接するニードル部２１とし、前記コンタクトプレート２の他側を弾性変形可能な通電部２２とし、この通電部２２が弾性変形して生じる付勢力により前記通電部２２が電源側の基板回路面Ｆｂに圧接する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄板材によりなるコンタクトプレートであって、このコンタクトプレートの一側を被測定面に離接するニードル部とし、前記コンタクトプレートの他側を弾性変形可能な通電部とし、この通電部が弾性変形して生じる付勢力により前記通電部が電源側の基板回路面に圧接することを特徴とする半導体測定用プローブ装置。
【請求項２】
前記コンタクトプレートの一側の前記ニードル部と他側の前記通電部との中間に取付け部を有し、前記取付け部と前記ニードル部との間に上方切欠けを、前記取付け部と前記ニードル部との間に下方切欠けを形成し、前記上方切欠けと前記下方切欠けにより、前記通電部と前記ニードル部のそれぞれを弾性変形可能とすることを特徴とする請求項１に記載の半導体測定用プローブ装置。
【請求項３】
前記コンタクトプレートの複数枚を板厚方向に積層してなり、前記コンタクトプレートの前記通電部を多点として電源側の前記基板回路面に圧接することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の半導体測定用プローブ装置。
【請求項４】
複数枚の前記コンタクトプレートは互いに向きを反対にして交互に重ねてなり、前記コンタクトプレートの前記取付け部に貫通孔を穿設し、この貫通孔に支持ロッドを挿入して複数枚の前記コンタクトプレートをホルダーに取付けることを特徴とする請求項３に記載の半導体測定用プローブ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  この発明は、特に、大電流を要する半導体で、特にパワー半導体への電流・電圧の印加や電気的特性検査などに用いるパワー半導体用プローブ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  近年、半導体において、電流・電圧の印加や電気的特性検査を行う際、半導体の回路面にコンタクトプローブを接触させて電流・電圧の印加や電気的特性検査などが多用されている。【０００３】  一般に、コンタクトプローブとしては、コイルスプリングを内包したピンを密集させたコンタクトプローブもしくは、薄板を積層したコンタクトプローブなどが用いられる。【０００４】  コイルスプリングを内包したコンタクトプローブは、円筒内で上下に伸縮可能な金属ピンを電子回路基板の半導体にバネ力で接触させて、半導体との電気的接続を行うタイプである。このタイプでは、半導体などの検査対象の表面積内に密集させる本数に限界があるため、通電電流に制限が生じ、大電流を要する電気的特性検査などに適さない問題があった。【０００５】  そこで、超微小なピッチ間隔の接点を有する大電流用のパワー半導体の検査などに対応する図６のような薄板のコンタクトプローブ２０が提案さている。このコンタクトプローブは、厚み方向に積層した金属の薄板を電子回路基板の半導体の接点に押し当てることにより、電気的接続を行うコンタクトプローブである。（特許文献１）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実用新案登録第３１２５１５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】  上述のコンタクトプローブ２０は、確かに検査対象の被測定物との接点数が多い半導体の検査などには適しているが、金属薄板に切欠け２０ａを設けてバネ性の有する形状にし、しかも、多数のリード線取付け用端子２０ｂよりリード線を電源に接続するため、リード線と金属薄板を通過し被測定物の接点まで至る距離が長くなり、電気的ロスや距離インダクタンスの影響が生じるという問題があり、特に、コンタクトプローブを検査などに用いる際は、電流・電圧の印加に支障を生じて本来必要とする測定の条件を満足できないことがあった。【０００８】  この発明は、以上の課題を解決するためになされたものであり、電源とコンタクトプローブとのリード線による接続をなくし、リード線取付け用端子を省略して構造を簡素化するとともに、前記電源からコンタクトプローブまでの距離を短くし、電気的ロスや距離インダクタンスの影響を最小化し、確実な電流・電圧の印加や精度のよい電気的特性検査などができるコンタクトプローブ装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】  前記課題を解決し、かつ目的を達成するために、この発明は、以下のように構成した。【００１０】  請求項１に記載の発明は、薄板材によりなるコンタクトプレートであって、このコンタクトプレートの一側を被測定面に離接するニードル部とし、前記コンタクトプレートの他側を弾性変形可能な通電部とし、この通電部が弾性変形して生じる付勢力により前記通電部が電源側の基板回路面に圧接することを特徴とする半導体測定用プローブ装置である。【００１１】  請求項２に記載の発明は、前記コンタクトプレートの一側の前記ニードル部と他側の前記通電部との中間に取付け部を有し、前記取付け部と前記ニードル部との間に上方切欠けを、前記取付け部と前記ニードル部との間に下方切欠けを形成し、前記上方切欠けと前記下方切欠けにより、前記通電部と前記ニードル部のそれぞれを弾性変形可能とすることを特徴とする請求項１に記載の半導体測定用プローブ装置である。【００１２】  請求項３に記載の発明は、前記コンタクトプレートの複数枚を板厚方向に積層してなり、前記コンタクトプレートの前記通電部を多点として電源側の前記基板回路面に圧接することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の半導体測定用プローブ装置である。【００１３】  請求項４に記載の発明は、複数枚の前記コンタクトプレートは互いに向きを反対にして交互に重ねてなり、前記コンタクトプレートの前記取付け部に貫通孔を穿設し、この貫通孔に支持ロッドを挿入して複数枚の前記コンタクトプレートをホルダーに取付けることを特徴とする請求項３に記載の半導体測定用プローブ装置である。
【発明の効果】
【００１４】  請求項１に記載の発明では、薄板材によりなるコンタクトプレートであって、このコンタクトプレートの一側を被測定面に離接するニードル部とし、前記コンタクトプレートの他側を弾性変形可能な通電部とし、この通電部が弾性変形して生じる付勢力により前記通電部が電源側の基板回路面に圧接するので、前記通電部が電源側の前記基板回路面に密接することになり、電流・電圧の印加が確実にでき、パワー半導体の被測定面の電気的特性検査の精度が向上する。【００１５】  また、電源側と接続する多数のリード線取付け用端子が必要なく、電源から前記コンタクトプレートの前記ニードル部までの距離を短くでき、抵抗値が少なく、電気的ロスや距離インダクタンスの影響を最小化するとともに、電源との接続箇所が減少することになり、接続箇所の破損や断線をなくすことができ、従来よりも著しく使用寿命が向上するという効果を奏する。【００１６】  請求項２に記載の発明では、前記コンタクトプレートの一側の前記ニードル部と他側の前記通電部との中間に取付け部を有し、前記取付け部と前記ニードル部との間に上方切欠けを、前記取付け部と前記ニードル部との間に下方切欠けを形成し、前記上方切欠けと前記下方切欠けにより、前記通電部と前記ニードル部のそれぞれを弾性変形可能とするので、電源側の前記基板回路面に前記通電部を確実に密接できるとともに、パワー半導体の前記被測定面に対して前記ニードル部の接離が円滑に追従することになり、この種従来のプローブコンタクトには全く見られない極めて画期的且つ絶大な効果を奏する。【００１７】  請求項３に記載の発明では、前記コンタクトプレートの複数枚を板厚方向に積層してなり、前記コンタクトプレートの前記通電部を多点として電源側の前記基板回路面に圧接するので、電源側の前記基板回路面の凹凸や、ゴミ等の付着の影響で前記通電部の一部が非接触になっても、他の前記通電部が電源側の前記基板回路面に接触することになり、前記電源からの電圧・電流が直線的に前記ニードル部を介して前記被測定面に伝わり、確実な電圧、電流の印加ができ、パワー半導体の前記被測定面の電気的特性検査の精度が向上し、積層するコンタクトプレートの狭ピッチ化を実現するとともに多数のコンタクトプレートを高精度で組み立てることが可能となる。【００１８】  請求項４に記載の発明では、複数枚の前記コンタクトプレートは互いに向きを反対にして交互に重ねてなり、前記コンタクトプレートの前記取付け部に貫通孔を穿設し、この貫通孔に支持ロッドを挿入して複数枚の前記コンタクトプレートをホルダーに取付けるので、前記ニードル部および前記通電部の接触箇所が一側の直線の配列でなく、両側に分かれて配列され、前記被測定面および前記基板回路面に対して多数の接点を得ることができ、しかも、前記ホルダーに対して前記コンタクトプレートの組立が極めて容易になり、前記コンタクトプレートの取付け位置の誤差やバラツキが生じ難い。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】この発明におけるパワー半導体用プローブ装置の斜視図である。
【図２】この発明におけるパワー半導体用プローブ装置の分解斜視図である。
【図３】この発明におけるコンタクトプレートの正面図である。
【図４】この発明における基板支持台の斜視図である。
【図５】この発明における基板支持台の分解斜視図である。
【図６】従来のコンタクトプレートの正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】  以下、この発明におけるパワー半導体用プローブ装置の実施の形態について説明する。この発明の実施の形態は、発明の最も好ましい形態を示すものであり、この発明にこれは限定されない。
【００２１】  この発明の実施の態様を図１および図５に基づいて説明する。符号１はパワー半導体用プローブ装置（以下プローブ装置という。）で、このプローブ装置１のコンタクトプレート２は、導電性のある薄板材のＷ字形状よりなる。
【００２２】  前記コンタクトプレート２の一側をパワー半導体の被測定物面Ｆａに離接するニードル部２１とし、前記コンタクトプレート２の他側を電源側の基板回路面Ｆｂに接触する通電部２２とし、一側の前記ニードル部２１と他側の前記通電部２２との中間には、一対の貫通孔２４を穿設した取付け部２３を有する。
【００２３】  前記コンタクトプレート２の前記ニードル部２１と前記通電部２２との中間に取付け部を有し、前記取付け部２３と前記通電部２２との間に上方切欠け２５を、前記取付け部２３と前記ニードル部２１との間に下方切欠け２６を形成し、これらの上方切欠き２５および下方切欠き２６は、前記ニードル部２１及び前記通電部２２を前記取付け部２３に連結する湾曲するＣ字状基端２７、２７を残して切り込まれ、これにより、前記ニードル部２１と前記通電部２２のそれぞれを弾性変形可能とすることになる。
【００２４】  前記ニードル部２１は、前記被測定面Ｆａが上昇すると前記ニードル部２１が弾性変形し、前記被測定面Ｆａが下降すると弾性変形が解除され元の状態に復帰する。また、前記通電部２２は、電源側の前記基板回路面Ｆｂに当接すると、前記通電部２２が弾性変形して前記基板回路面Ｆｂに圧接する。
【００２５】  前記コンタクトプレート２の両側面にフッ素樹脂材などよりなる絶縁プレート３を介在し、前記ニードル部２１の先端および前記通電部２２の先端は前記絶縁プレート３の端より突出される。
【００２６】  前記コンタクトプレート２を支持するホルダー４は、上側ホルダー４１と中間ホルダー４２と下側ホルダー４３よりなり、前記貫通孔２４に支持ロッド６を挿入し、この支持ロッド６が前記コンタクトプレート２を前記中間ホルダー４２に取付け、これにより前記ホルダー４に前記コンタクトプレート２を合体させたプローブユニット７を構成する。
【００２７】  前記上側ホルダー４１に開口５を穿設し、前記開口５には前記コンタクトプレート２の上部が挿入され、前記通電部２２が前記上側ホルダー４１の上面に突出する。
【００２８】  この実施の態様では、前記コンタクトプレート２を板厚方向に積層してなり、前記コンタクトプレート２のＷ字型を右向きと左向きとの交互にして重ねプローブユニット７を構成する。
【００２９】  前記コンタクトプレート２の前記通電部２２が多点となり、この通電部２２は電源側の基板回路面Ｆｂに圧接され、前記基板回路面Ｆｂを有する基板９を基板支持台８に固定する。
【００３０】  前記基板支持台８には凹部１０が形成され、この凹部１０に嵌合する押え板１１によって前記基板９を挟持する。なお、符号１２は前記基板９に直結したリード線で、このリード線１２により電源に接続する。
【００３１】  前記基板９の前記基板回路面Ｆｂの下側に絶縁シート１３を介在し、この絶縁シート１３と前記基板８を前記押え板１１を貫通するガイドピン１４により位置決めし、複数のネジ１５を前記押え板１１に螺合して前記押え板１１を前記基板支持台８に締結する。
【００３２】  前記基板支持台８に前記プローブユニット７を装着する際、前記凹部１０に連通する係合穴１６に前記ホルダー４の前記上側ホルダー４１を嵌入し、前記上側ホルダー４１の上面に突出する前記通電部２２が前記基板８の前記基板回路面Ｆｂに接触される。
【００３３】  前記基板支持台８に前記プローブユニット７を組込むことにより、前記基板回路面Ｆｂに前記通電部２２を圧接でき、前記プローブユニット７が簡単に前記基板支持枠８に合体する。特に、前記コンタクトプレート２の積層したプローブユニット７の場合、前記プローブユニット７を前記基板支持台８に合体し易くなる。
【００３４】  上記の構成の前記プローブ装置１を用いて前記被測定面Ｆａに対する電流・電圧の印加や電気的特性検査をする手順を以下に説明する。
【００３５】  まず、前記基板支持台８の前記係合穴１６に前記ホルダー４の前記上側ホルダー４１を嵌め込み前記プローブユニット７を装着すると、前記上側ホルダー４１の上方に突出する前記通電部２２が、前記コンタクトプレート２に形成した前記上方切欠き２５により弾性変形して前記基板支持台８の前記凹部１０内に設置した電源側の前記基板回路面Ｆｂに圧接する。
【００３６】  次に、電源を投入すると、電気的作用により前記コンタクトプレート２が導電状態に変化し、この状態から図２の矢印で示すような被測定面Ｆａの初期位置から前記コンタクトプレート２に向かい垂直方向の上方に移動させると、前記コンタクトプレート２のニードル部２１に前記被測定面Ｆａが接触する。
【００３７】  積層した前記コンタクトプレート２のニードル部２１は前記被測定面Ｆａに多くの接点ができ、前記コンタクトプレート２の各々に形成した前記下方切欠き２６により弾性変形するので、複数の前記ニードル部２１が前記被測定面Ｆａの形状に沿った形状に変形し、電源より前記コンタクトプレート２を通して電気的に接続され、電流・電圧の印加や前記被測定面Ｆａへの電気的特性の検査がされる。
【００３８】  そして、前記被測定面Ｆａへの電流・電圧の印加や電気的特性検査が終了すると、前記電源を遮断し、前記コンタクトプローブ２を絶縁状態に変化させ、前記コンタクトプレート２に対して前記被測定面Ｆａが非接触になるよう下方に移動し、前記被測定面Ｆａを初期位置まで戻す。
【００３９】  以上の実施の態様における前記パワー半導体用プローブ装置１によれば、薄板材によりなる前記コンタクトプレート２の一側を前記被測定面Ｆａに離接するニードル部２１とし、前記コンタクトプレート２の他側を弾性変形する前記通電部２２とし、この通電部２２が電源側の前記基板回路面Ｆｂに圧接するので、前記通電部２２が前記電源側の前記基板回路面Ｆｂに密接することになり、電流・電圧の印加が確実になり、パワー半導体などの前記被測定面の電気的特性検査の精度が向上する。
【００４０】  また、前記電源から複数のリード線取付け端子に接続することがなく、前記コンタクトプレート２の前記ニードル部２１までの距離が短くでき、抵抗値が少なく、電気的ロスや距離インダクタンスの影響を最小化するとともに、電源との接続箇所が減少することになり、接続箇所の破損や断線をなくすことができ、従来よりも著しく使用寿命が向上するという効果を奏する。
【００４１】  しかも、前記通電部２２側に上方切り込み２５と、前記ニードル部２１側に下方切り込み２６とを形成し、この上方切り込み２５と前記下方切り込み２６とにより、前記通電部２２および前記ニードル部２１とが弾性変形可能になるので、弾性変形が大きくなり、電源側の前記基板回路面Ｆｂに前記通電部２２を確実に密接できるとともに、前記被測定面Ｆａに対して前記ニードル部２１の接離が円滑に追従することになり、この種従来のプローブコンタクトには全く見られない極めて画期的且つ絶大な効果を奏する。
【００４２】  また、前記コンタクトプレート２を板厚方向に積層してなり、前記コンタクトプレート２の前記通電部２２を多点として電源側の前記基板回路面Ｆｂに圧接させるので、前記基板回路面Ｆｂの凹凸や、ゴミ等の付着の影響で前記通電部２２の一部が非接触になっても、他の前記接触部２２が前記基板回路面Ｆｂに接触することになり、電源からの電圧・電流が直線的に前記ニードル部２１に伝わり、前記被測定面Ｆａに対する電気的特性検査の精度が向上するとともに、確実な電圧、電流の印加ができる。また、積層するコンタクトプレート２の狭ピッチ化を実現する。
【００４３】  さらに、積層された複数枚の前記コンタクトプレート２は互いに向きを反対にして交互に重ねてなり、前記コンタクトプレート２の一側の前記ニードル部２１と、他側の前記通電部２２との中間となる前記取付け部２３に穿設した前記貫通孔２４に前記支持ロッド６を挿入して、複数枚の前記コンタクトプレート２を前記ホルダー４に取付けるので、前記ニードル部２１および前記通電部２２の接触箇所が一側に直線状に配列されるのでなく、接触箇所は両側に分かれて配列されることになり、前記被測定面Ｆａおよび前記基板回路面Ｆｂに対して多数の接点を得ることができ、しかも、前記ホルダー４に対して前記コンタクトプレート２の組立が極めて容易になり、前記コンタクトプレート２の取付け位置の誤差やバラツキが生じ難い。
【産業上の利用可能性】
【００４４】  この発明におけるパワー半導体用プローブ装置は、電気的ロスや距離インダクタンスの影響をなくし、電流・電圧の印加やパワー半導体の被測定面に対する電気特性検査を行うのに好適である。
【符号の説明】
【００４５】１      プローブ装置
２      コンタクトプレート
２１    ニードル部
２２    通電部
２３    取付け部
２４    貫通孔
２５    上方切欠け
２６    下方切欠け
２７    Ｃ字状基端
３      絶縁プレート
４      ホルダー
４１    上側ホルダー
４２    中間ホルダー
４３    下側ホルダー
５      開口
６      支持ロット
７      プローブユニット
８      基板支持枠
９      基板
１０    凹部
１１    押え板
１２    リード線
１３    絶縁シート
１４    ガイドピン
１５    ネジ
１６    係合穴
Ｆａ    被測定面
Ｆｂ    基板回路面
【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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