平行度调整装置和平行度调整方法

平行度调整装置和平行度调整方法
【专利摘要】本发明提供一种平行度调整装置和平行度调整方法，能够减轻对半导体的负载来调整半导体的表面与电极的表面之间的平行度，并使工作速度高速化来缩短循环时间。探头装置（1）调整功率半导体（100）的表面（100f）和与该表面（100f）接触并加压的同时施加电流的接触体（2）的接触部（21）的表面（21f）之间的平行度，探头装置（1）具有按压体组合体（3），所述按压体组合体（3）以规定的按压力按压接触体（2），直到功率半导体（100）的表面（100f）与接触体（2）的接触部（21）的表面（21f）接触来调整平行度，之后以比规定的按压力大的按压力按压接触体（2）。
【专利说明】平行度调整装置和平行度调整方法

【技术领域】
[0001] 本发明涉及平行度调整装置和平行度调整方法。特别是涉及在有必要调整功率半 导体的表面和电极的表面之间的平行度的功率半导体的检查中使用的平行度调整装置和 平行度调整方法。

【背景技术】
[0002] 以往，公知有涉及使探头头部的前端与半导体抵接来通电的大电流用探头引脚的 技术(例如，参照专利文献1)。在专利文献1公开的技术中，探头引脚具有：抵接部件，其 形成有电气通电用的接触部而分散配置；插棒，其由棒状的导电体构成，前端安装有抵接部 件，并且后端与电线端部连接；以及螺旋弹簧，其以使抵接部件抵接于半导体的方式对插棒 进行施力。并且，抵接部件的周缘部呈放射状进行分支而形成接触部，抵接部件的中央部使 用在插棒的前端面的凹部中插入到紧固件贯穿插入孔内的紧固件固定在插棒上，接触部延 伸到比凹部的内周缘靠外周侧的位置。
[0003] 根据该专利文献1的技术，抵接部件的接触部当与半导体抵接时以凹部的内周缘 为支承点以跷跷板的方式摆动。并且，在摆动时，由于抵接部件的接触部的靠中央部的部分 的变形而缓解了接触压力的变动，即使在半导体的表面的探头引脚抵接部位有少许的凹凸 和起伏，抵接部件的多数的接触部与半导体的表面的接触状态一致稳定。
[0004] 专利文献1 :日本特开2011 - 137791号公报
[0005] 近年，半导体的薄层化和内部结构的复杂化得到进展，半导体面对物理负载变得 脆弱。因此，当使半导体的表面与上述抵接部件那样的电极的表面接触时，探头装置为了减 轻对半导体的由载荷集中而引起的负载，有必要精密地控制接触动作。因此，对探头装置要 求慎重的动作，探头装置的工作速度变慢。其结果是，存在不能缩短作为每1个半导体所花 费的检查时间的循环时间的课题。


【发明内容】

[0006] 本发明是为了解决上述课题而作成的，本发明的目的是提供一种减轻对半导体的 负载来调整半导体的表面和电极的表面之间的平行度、使工作速度高速化来缩短循环时间 的平行度调整装置和平行度调整方法。
[0007] (1) -种平行度调整装置，所述平行度调整装置(例如，后述的探头装置1)调整半 导体(例如，后述的功率半导体100)的表面(例如，后述的表面l〇〇f)与接触该表面而进行 加压同时施加电流的电极(例如，后述的接触体2)的表面(例如，后述的表面21f)之间的 平行度，其特征在于，所述平行度调整装置具有按压体(例如，后述的按压体组合体3)，当所 述半导体的表面与所述电极的表面接触时，所述按压体能够顺着所述半导体的表面的倾斜 使所述电极的表面倾斜，而且将所述电极按压于所述半导体而使得能够通电，所述按压体 以规定的按压力按压所述电极，直到所述半导体的表面与所述电极的表面接触来调整平行 度，之后以比所述规定的按压力大的按压力按压所述电极。
[0008] 根据（1)的发明，按压体以规定的按压力按压电极，直到半导体的表面与电极的表 面接触来调整平行度，之后以比规定的按压力大的按压力按压电极。由此，半导体的表面和 电极的表面之间的平行度调整以规定的按压力而不是过度的按压力来实施。因此，以规定 的按压力被按压的电极的表面容易顺着半导体的表面而倾斜。并且，就在半导体的表面和 电极的表面的一部分彼此接触之后，即使工作速度是恒定的，以规定的按压力被按压的电 极的表面也从半导体的表面逃逸，使半导体的表面与电极的表面的相对距离接近的速度变 慢。因此，半导体的表面与电极的表面的接触在调整平行度的同时顺利地进行。
[0009] 然后，以比规定的按压力大的按压力来实施平行度调整后的电流施加。因此，通过 在调整了平行度之后以比规定的按压力大的按压力按压电极，针对半导体使载荷集中最小 从而减轻了负载。并且，有必要在加压的同时施加的电流良好地从电极流入半导体。
[0010] 这样，可减轻对半导体的负载，并且即使工作速度是恒定的，也可减慢使半导体的 表面与电极的表面的相对距离接近的速度。因此，无需精密地控制接触动作。因此，可减轻 对半导体的负载来调整半导体的表面与电极的表面的平行度，可使工作速度高速化来缩短 循环时间。
[0011] (2)根据（1)所述的平行度调整装置，其特征在于，所述按压体具有多个弹性体(例 如，后述的第1按压引脚31a、第2按压引脚31b)，当所述半导体的表面和所述电极的表面 接触时，所述多个弹性体以能够顺着所述半导体的表面的倾斜使所述电极的表面倾斜的方 式压缩，所述多个弹性体中的一部分弹性体(例如，后述的第1按压引脚31a)在所述半导体 的表面与所述电极的表面接触之前就与所述电极接触并以所述规定的按压力按压所述电 极，所述多个弹性体中的一部分以外的弹性体(例如，后述的第2按压引脚31b)在所述半导 体的表面与所述电极的表面接触之后与所述电极接触并以比所述规定的按压力大的按压 力按压所述电极。
[0012] 根据（2)的发明，一部分弹性体在半导体的表面与电极的表面接触之前就与电极 接触并以规定的按压力按压电极，多个弹性体中的一部分以外的弹性体在半导体的表面与 电极的表面接触之后与电极接触并以比规定的按压力大的按压力按压电极。由此，半导体 的表面与电极的表面的平行度调整以一部分弹性体的规定的按压力来实施。并且，在以包 含一部分弹性体的多个弹性体的比规定的按压力大的按压力按压电极的同时，实施平行度 调整后的电流施加。
[0013] (3)根据（2)所述的平行度调整装置，其特征在于，所述电极的表面具有四方形状， 所述一部分弹性体对应于所述电极的表面的四角而分散配置。
[0014] 根据（3)的发明，一部分弹性体对应于电极的表面的四角而分散配置。由此，对应 于电极的表面的四角而分散配置的一部分弹性体针对电极平衡地发挥规定的按压力，可容 易实施电极的表面与半导体的表面的平行度调整。
[0015] (4)根据（1)?（3)中任一项所述的平行度调整装置，其特征在于，所述平行度调整 装置具有对所述半导体进行弹性支撑的弹性支撑体(例如，后述的弹性支撑体组合体220)。
[0016] 根据（4)的发明，弹性支撑体对半导体进行弹性支撑。由此，当半导体的表面和电 极的表面接触时，对半导体的冲击由弹性支撑体吸收，进一步减轻了对半导体的负载，提高 了半导体对冲击载荷的耐性。因此，可使工作速度进一步高速化而进一步缩短循环时间。
[0017] (5)-种平行度调整方法，所述平行度调整方法调整半导体(例如，功率半导体 100)的表面(例如，表面lOOf)与接触该表面而进行加压同时施加电流的电极(例如，接触体 2)的表面(例如，表面21f)之间的平行度，其特征在于，所述平行度调整方法包括：移动工 序(例如，后述的步骤SI、S2)，使所述半导体的表面与所述电极的表面的相对距离接近，直 到两表面的一部分彼此接触；平行度调整工序(例如，后述的步骤S3)，在使所述相对距离 接近的同时，顺着所述半导体的表面的倾斜使所述电极的表面倾斜；以及加压工序(例如， 后述的步骤S4)，使用所述电极的表面对所述半导体的表面进行加压，在所述平行度调整工 序中，以规定的按压力将所述电极的表面按压于所述半导体的表面，在所述加压工序中，以 比所述规定的按压力大的按压力将所述电极的表面按压于所述半导体的表面。
[0018] 根据（5)的发明，取得与（1)的发明相同的作用和效果。
[0019] (6)根据（5)所述的平行度调整方法，其特征在于，在所述移动工序中，使所述相对 距离以规定速度接近，在所述平行度调整工序中，使所述相对距离以比所述规定的速度慢 的速度接近。
[0020] 根据（6)的发明，在移动工序中，使相对距离以与工作速度一致的规定的速度接 近。在平行度调整工序中，由于以规定的按压力被按压的电极的表面从半导体的表面逃逸， 电极的表面的移动相对于工作速度变得缓慢，因而使相对距离以比规定的速度慢的速度接 近。
[0021] 根据本发明，可提供一种减轻对半导体的负载来调整半导体的表面和电极的表面 之间的平行度、使工作速度高速化来缩短循环时间的平行度调整装置和平行度调整方法。

【专利附图】

【附图说明】
[0022] 图1是示出本发明的实施方式涉及的探头装置的概略结构的立体图，图1的（a)是 分解图，图1的（b)是整体图。
[0023] 图2是上述实施方式涉及的探头装置的图1的（b)的AA剖视图。
[0024] 图3是使用上述实施方式涉及的探头装置的半导体检查的工序图。
[0025] 图4是使用上述实施方式涉及的探头装置的半导体检查的各工序的状态图1，图4 的（a)是等待状态图，图4的（b)是第1信号引脚和功率半导体的接触状态图，图4的（c) 是第2信号引脚和功率半导体的接触状态图，图4的（d)是接触体和功率半导体的接触状 态图，图4的（e)是接触体和功率半导体的压接状态图。
[0026] 图5是使用上述实施方式涉及的探头装置的半导体检查的各工序的状态图2,图5 的（a)是接触体和功率半导体的接触状态图，图5的（b)是接触体和功率半导体的分离状态 图，图5的（c)是第2信号引脚和功率半导体的分离状态图，图5的（d)是第1信号引脚和 功率半导体的分离状态图。
[0027] 图6是本发明的第2实施方式涉及的探头装置的图1的（a)的AA剖视图。

【具体实施方式】
[0028] 以下，说明本发明的实施方式。
[0029] 〈第1实施方式〉
[0030] 图1是示出本发明的第1实施方式涉及的作为电流施加装置的探头装置1的概略 结构的立体图，图1的（a)是分解图，图1的（b)是整体图。图2是本实施方式涉及的探头 装置1的图1的（b)的AA剖视图。图1的（a)的AA截面为了容易理解探头装置1的截面 结构而在途中变更了截面位置。
[0031] 图1所示的探头装置1应用于用于检测在400?2000A的大电流的开关动作中使 用的功率半导体（IGBT、M0S、二极管等)100的半导体检查装置，与功率半导体100压接来施 加大电流。
[0032] 探头装置1具有：接触体2、按压体组合体3、绝缘板4、固定盖5、以及基体6。
[0033] 如图1所示，接触体2是圆盘状，在中央具有比四方形状的功率半导体100小一圈 的四方形状的接触部21，该接触部21突出到功率半导体100侧。接触体2由镍构成。
[0034] 接触体2在接触部21的附近具有为了使定位棒71贯穿插入而在其厚度方向上贯 通的1个定位用孔22。另外，接触体2的定位用孔22的口径与定位棒71的外径相比大出 规定的间隙，并不对后述的接触体2的接触部21的表面21f与功率半导体100的表面100f 之间的平行度的调整进行限制。
[0035] 接触体2在相对于接触部21与定位用孔22相反的一侧具有为了使第1信号引脚 32和第2信号引脚33分别贯穿插入而在其厚度方向上贯通的2个第1信号引脚用孔23和 第2信号引脚用孔24。
[0036] 接触部21具有与功率半导体100面接触的表面21f。表面21f具有仅插入到功率 半导体100的表层的表面电极层内的多个微小突起25。接触部21即使具有多个微小突起 25,表面21f与多个微小突起25相比也为宽大的平坦面。
[0037] 多个微小突起25通过电铸形成为如下高度，该高度比功率半导体100的表面电 极层的层厚即约10 μ m小、而且比形成在表面电极层的表面上的氧化膜的膜厚即约0. 1 μ m 大。
[0038] 如图2所示，按压体组合体3具有：4根第1按压引脚31a、多个第2按压引脚31b、 第1信号引脚32、第2信号引脚33、以及壳体34。
[0039] 按压体组合体3是这样的结构：当功率半导体100的表面100f与接触体2的接触 部21的表面21f接触时，能够顺着功率半导体100的表面100f的倾斜使接触体2的接触 部21的表面21f倾斜，而且将接触体2按压于功率半导体100而使得能够通电。
[0040] 并且，4根第1按压引脚31a和多个第2按压引脚31b是这样的结构：当功率半导 体100的表面l〇〇f与接触体2的接触部21的表面21f接触时，这些按压引脚以能够顺着 功率半导体1〇〇的表面l〇〇f的倾斜使接触体2的接触部21的表面21f倾斜的方式压缩。
[0041] 4根第1按压引脚31a分别为棒状，具有导电性。4根第1按压引脚31a的各自的 前端31at和后端31ab形成为半球状，使摩擦阻力下降。4根第1按压引脚31a的各自的中 央部具有进行弹性反弹的弹簧部31ac。第1按压引脚31a的弹簧部31ac的外径比第1按 压引脚31的弹簧部31ac以外的棒状的前端部31as和后端部的外径大。
[0042] 第1按压引脚31a通过从壳体34突出的前端31at与接触体2的背面2b接触，其 接触位置可移动。第1按压引脚31a对应于接触部21的四角而配置在接触体2的背面2b， 向接触体2中的接触部21的四角分别赋予按压力F。
[0043] 第1按压引脚31a通过从壳体34突出的后端31ab与基体6的按压引脚用电极61 的表面61f接触，第2电流可从基体6的按压引脚用电极61流入。
[0044] 多个第2按压引脚31b分别为与第1按压引脚31a相同的结构。对于第2按压引 脚31b来说，弹簧部31bc的前端侧的棒状的前端部31bs的长度比第1按压引脚31a的棒 状的前端部31as的长度短。
[0045] 第2按压引脚31b通过从壳体34突出的前端31bt而能够与接触体2的背面2b 接触，其接触位置可移动。第2按压引脚31b在平面方向上等间隔地排列在以4根第1按 压引脚31a作为角部的接触体2的背面2b，可向接触体2的多个分区分别赋予按压力F。
[0046] 第2按压引脚31b通过从壳体34突出的后端31bb与基体6的按压引脚用电极61 的表面61f接触，第2电流可从基体6的按压引脚用电极61流入。
[0047] 接触体2使背面2b与跟接触部21的四角对应的4根第1按压引脚31a的前端 31at接触，由4根第1按压引脚31a以规定的按压力按压。另一方面，接触体2在背面2b 和多个第2按压引脚31b的前端31bt之间具有间隙，不使两者接触。
[0048] 第1信号引脚32是棒状，具有导电性。第1信号引脚32的前端32t和后端32b形 成为半球状，使摩擦阻力下降。第1信号引脚32的中央部具有进行弹性反弹的弹簧部32c。 第1信号引脚32的弹簧部32c的外径比第1信号引脚32的弹簧部32c以外的棒状的前端 部32s和后端部的外径大。对于第1信号引脚32来说，弹簧部32c的前端侧的棒状的前端 部32s的长度比第1按压引脚31a的棒状的前端部31as的长度长。
[0049] 第1信号引脚32将针对功率半导体100的发射极的第1电流输入到功率半导体 100。
[0050] 第1信号引脚32通过从壳体34突出的前端32t与功率半导体100的表面100f 接触，其接触位置可移动。
[0051] 第1信号引脚32通过从壳体34突出的后端32b与基体6的第1信号引脚用电极 62的表面62f接触，能够交换基体6的第1信号引脚用电极62的电信号。
[0052] 第2信号引脚33是棒状，具有导电性。第2信号引脚33的前端33t和后端33b形 成为半球状，使摩擦阻力下降。第2信号引脚33的中央部具有进行弹性反弹的弹簧部33c。 第2信号引脚33的弹簧部33c的外径比第2信号引脚33的弹簧部33c以外的棒状的前端 部33s和后端部的外径大。对于第2信号引脚33来说，弹簧部33c的前端侧的棒状的前端 部33s的长度比第1按压引脚31a的棒状的前端部31as的长度长，比第1信号引脚32的 棒状的前端部32s的长度短。
[0053] 第2信号引脚33将针对功率半导体100的栅极的、控制功率半导体100的接通断 开的控制信号输入到功率半导体100。
[0054] 第2信号引脚33通过从壳体34突出的前端33t与功率半导体100的表面100f 接触，其接触位置可移动。
[0055] 第2信号引脚33通过从壳体34突出的后端33b与基体6的第2信号引脚用电极 63的表面63f接触，能够交换基体6的第2信号引脚用电极63的电信号。
[0056] 如图2所示，在探头装置1中，第1信号引脚32的前端32t最突出，第2信号引脚 33的前端33t次于第1信号引脚32的前端32t突出，接触体2的接触部21的表面21f次 于以上第1信号引脚32的前端32t和第2信号引脚33的前端33t突出。
[0057] 壳体34由图2所示的一对圆板材的2个壳体部件34a、34b构成，具有：4个第1按 压引脚用孔341a、多个第2按压引脚用孔341b、第1信号引脚用孔342、和第2信号引脚用 孔 343。
[0058] 4根第1按压引脚31a、多个第2按压引脚31b、第1信号引脚32和第2信号引脚 33通过在对壳体34进行了 2分割后的一个壳体部件34a上，将各引脚31a、31b、32、33的弹 簧部31&〇、311^、32(3、33(3收容在各孔341 &、34113、342、343的弹簧部用的空洞部内而配置在 壳体部件34a上，之后使2个壳体部件34a、34b合并而一体化，从而构成按压体组合体3。
[0059] 如图1所示，壳体34在多个第2按压引脚用孔341b的周围具有为了使定位棒71 贯穿插入而在其厚度方向上贯通的1个定位用孔344、和为了使固定螺栓72贯穿插入而在 其厚度方向上贯通的2个固定用孔345。固定用孔345具有对固定螺栓72的头部进行收容 的收容部，2个固定用孔345在通过壳体34的中心点的直线上隔着多个第2按压引脚用孔 341b分离地配置。
[0060] 壳体34在前端侧的表面具有为了引导接触体2的外周而突出到功率半导体100 侧的环状凸部34c。环状凸部34c可在内侧收容接触体2,其内周面宽松地限制接触体2的 移动。
[0061] 壳体34在外周面具有螺纹部34d。
[0062] 如图2所示，4个第1按压引脚用孔341a分别对应于接触体2的接触部21的四 角而就位。4个第1按压引脚用孔341a分别在壳体34的厚度方向上贯通，其内配置有第 1按压引脚31a。即，第1按压引脚用孔341a的中央部形成为与第1按压引脚31a的弹簧 部31ac的大小吻合的、比其它部分内径大的空洞部，通过在该空洞部内收容第1按压引脚 31a的弹簧部31ac，使得第1按压引脚31a配置在第1按压引脚用孔341a内。收容在第1 按压引脚用孔341内的第1按压引脚31a经由贯穿插入在第1按压引脚用孔341a内的棒 状的前端部31as和后端部而使前端31at和后端31ab突出到壳体34的外侧。优选的是， 4个第1按压引脚用孔341a分别以第1按压引脚31a可在第1按压引脚用孔341a内顺利 移动的方式平滑地形成其内表面。
[0063] 多个第2按压引脚用孔341b与第1按压引脚用孔341a结构相同。
[0064] 这里，第1按压引脚31a可与第2按压引脚31b更换，可取代第2按压引脚31b而 配置在第2按压引脚用孔341b内。然后例如，可以使由多根构成的第1按压引脚31a的组 分别与接触体2中的接触部21的四角对应来进行配置。并且，可以将多个第1按压引脚31a 沿着接触体2中的接触部21的周缘配置，或者从中央隔开等距离而配置成圆环状。除此以 夕卜，还可以使多个第1按压引脚31a相对于接触体2以按压力均等分散的方式平衡地配置。 据此，可使第1按压引脚31a的数目增加，可提高多个第1按压引脚31a的按压力（规定的 按压力）。因此，仅通过第1按压引脚31a和第2按压引脚31b的更换，就可容易地调整当 在平行度调整工序中调整平行度时的规定的按压力。
[0065] 第1信号引脚用孔342形成在多个第2按压引脚用孔341b的相邻区域内的1个 部位。第1信号引脚用孔342在壳体34的厚度方向上贯通，其内配置有第1信号引脚32。 艮P，第1信号引脚用孔342的中央部形成为与第1信号引脚32的弹簧部32c的大小吻合 的、比其它部分内径大的空洞部，通过在该空洞部内收容第1信号引脚32的弹簧部32c，使 得第1信号引脚32配置在第1信号引脚用孔342内。收容在第1信号引脚用孔342内的 第1信号引脚32经由贯穿插入在第1信号引脚用孔342内的棒状的前端部32s和后端部 而使前端32t和后端32b突出到壳体34的外侧。优选的是，多个第1信号引脚用孔342分 别以第1信号引脚32可在第1信号引脚用孔342内顺利地移动的方式平滑地形成其内表 面。
[0066] 第2信号引脚用孔343与第1信号引脚用孔342并排形成在多个第2按压引脚用 孔341b的相邻区域内的1个部位。第2信号引脚用孔343与第1信号引脚用孔342结构 相同。
[0067] 如图1所示，绝缘板4是圆盘状，由绝缘部件构成，当组装了探头装置1时，绝缘板 4位于探头装置1的前端。
[0068] 绝缘板4在中央具有开口 41。绝缘板4覆盖接触体2的接触部21的周围的表面 2f，另一方面，通过开口 41使接触体2的接触部21突出到功率半导体10(H则。
[0069] 绝缘板4在开口 41的附近具有使第1信号引脚32和第2信号引脚33分别贯穿 插入的第1信号引脚用孔42和第2信号引脚用孔43。
[0070] 如图1所示，固定盖5是环状部件，具有圆环部5a和圆筒部5b。圆环部5a在内侧 具有比绝缘板4的外径小且比绝缘板4的开口 41大的孔51。圆筒部5b从圆环部5a向基 体6方向延伸，在内周面具有螺纹部5c。形成在固定盖5的圆筒部5b的内周面上的螺纹部 5c与形成在按压体组合体3的壳体34的外周面上的螺纹部34d螺合。
[0071] 如图2所不，基体6是与固定盖5相同直径的圆盘状。基体6具有：按压引脚用电 极61、第1信号引脚用电极62和第2信号引脚用电极63。
[0072] 按压引脚用电极61形成在4根第1按压引脚31a和多个第2按压引脚31b的后 端31ab、31bb突出的范围内，与第2电流的电流供给源64连接。按压引脚用电极61的表 面61f平滑地形成，当组装了探头装置1时，与后端31ab、31bb接触。
[0073] 第1信号引脚用电极62形成在第1信号引脚32的后端32b突出的位置，与供给 第1电流并连接于接地部65a而接地的第1信号电路65连接。第1信号引脚用电极62的 表面62f平滑地形成，当组装了探头装置1时，与第1信号引脚32的后端32b接触。
[0074] 第2信号引脚用电极63形成在第2信号引脚33的后端33b突出的位置，与供给 控制信号的第2信号电路66连接。第2信号引脚用电极63的表面63f平滑地形成，当组 装了探头装置1时，与第2信号引脚33的后端33b接触。
[0075] 按压引脚用电极61、第1信号引脚用电极62和第2信号引脚用电极63分别以不 相互导通的方式在基体6的内部隔着绝缘部件67而分断。
[0076] 如图1所示，基体6具有使定位棒71贯穿插入的1个定位用孔68、和供固定螺栓 72固定的2个固定用孔69。固定用孔69构成为与固定螺栓72的螺纹部螺合的螺纹孔。
[0077] 探头装置1使用1根定位棒71和2根固定螺栓72,通过安装固定盖5来组装。
[0078] 具体地说，使按压体组合体3位于基体6上，使定位棒71贯穿插入到按压体组合 体3的定位用孔344内并也贯穿插入到基体6的定位用孔68内。并且，使固定螺栓72贯 穿插入到按压体组合体3的固定用孔345内并也贯穿插入到基体6的固定用孔69内。由 此，规定基体6和按压体组合体3的位置关系。
[0079] 然后，使固定螺栓72与基体6的固定用孔69螺合，使按压体组合体3固定在基体 6上。在该状态下，定位棒71的前端从按压体组合体3的表面突出。通过使该突出的定位 棒71的前端贯穿插入到接触体2的定位用孔22内，使接触体2配置在壳体34的环状凸部 34c的内侧，来宽松地定位接触体2。此时，接触体2的背面2b与按压体组合体3的突出的 4根第1按压引脚31a的前端31at接触，不与多个第2按压引脚31b的前端31bt接触。接 触体2即使在定位的状态下也可移动。
[0080] 然后，使绝缘板4覆盖接触体2,在该状态下使形成在固定盖5的圆筒部5b的内周 面上的螺纹部5c与形成在按压体组合体3的外周面上的螺纹部34d螺合，使固定盖5固定 在按压体组合体3上。此时，接触体2的表面2f被固定盖5的圆环部5a向基体6的方向 按压，并且接触体2的背面2b从4根第1按压引脚31a的前端31at向与固定盖5的按压 方向相反的方向被按压。
[0081] 另外,接触体2在半导体检查中检测出功率半导体100的异常时被破坏。因此，接 触体2与其它部件的更换频度不同。在探头装置1中，与上述说明的探头装置1的组装相 反，只需使形成在固定盖5的圆筒部5b的内周面上的螺纹部5c相对于形成在按压体组合 体3的外周面上的螺纹部34d放松，并取下固定盖5,就可更换接触体2。
[0082] 下面，对功率半导体100进行说明。
[0083] 功率半导体100是在400?2000A的大电流的开关动作中使用的IGBT、M0S、二极 管等。功率半导体1〇〇配置在未图示的载置台上。载置台与未图示的缸体连接，缸体使载 置台上的功率半导体100按压于探头装置1。
[0084] 功率半导体100构成为四方形状，在内侧具有接触体用接触区域101、第1信号引 脚用接触区域102和第2信号引脚用接触区域103。
[0085] 接触体用接触区域101形成在与接触体2的接触部21接触的范围内，成为功率半 导体100的发射极，从探头装置1被输入第2电流。
[0086] 第1信号引脚用接触区域102形成在与第1信号引脚32接触的范围内，成为功率 半导体100的发射极，从探头装置1被输入第1电流。
[0087] 第2信号引脚用接触区域103形成在与第2信号引脚33接触的范围内，成为功率 半导体100的栅极，从探头装置1被输入控制信号。
[0088] 功率半导体100具有表面电镀层、半导体层和背面电镀层。
[0089] 表面电镀层由金层、镍层和铝层构成。金层和镍层由使用聚酰亚胺的绝缘体绝缘， 使接触体用接触区域101和第1信号引脚用接触区域102隔离。另一方面，铝层不由使用 聚酰亚胺的绝缘体绝缘，而使得接触体用接触区域101和第1信号引脚用接触区域102电 连接(导通)。
[0090] 半导体层是硅层。半导体层在表面侧包含发射器和栅极，在背面侧包含集电极。
[0091] 背面电镀层由金层、镍层和铝层构成。背面电镀层不具有使用聚酰亚胺的绝缘体。
[0092] 下面，对使用探头装置1的功率半导体100的检查进行说明。
[0093] 图3是使用本实施方式涉及的探头装置1的半导体检查的工序图。
[0094] 图4是使用本实施方式涉及的探头装置1的半导体检查的各工序的状态图1，图4 的（a)是等待状态图，图4的（b)是第1信号引脚32和功率半导体100的接触状态图，图4 的（c)是第2信号引脚33和功率半导体100的接触状态图，图4的（d)是接触体2和功率 半导体100的接触状态图，图4的（e)是接触体2和功率半导体100的压接状态图。
[0095] 图5是使用本实施方式涉及的探头装置1的半导体检查的各工序的状态图2,图5 的（a)是接触体2和功率半导体100的接触状态图，图5的（b)是接触体2和功率半导体 100的分离状态图，图5的（c)是第2信号引脚33和功率半导体100的分离状态图，图5的 (d)是第1信号引脚32和功率半导体100的分离状态图。
[0096] 如图4的（a)所示，探头装置1当初处于与功率半导体100分离的等待状态。
[0097] 载置了功率半导体100的载置台当开始检查时，首先，通过缸体向探头装置1的方 向前进。载置台前进的工作速度是恒定的。
[0098] 如图4的（b)所示，在步骤S1中，伴随载置台的前进，第1信号引脚32的前端32t 与功率半导体1〇〇的第1信号引脚用接触区域102接触(第1信号引脚接触工序)。
[0099] 与第1信号引脚用电极62连接的第1信号电路65与接地部65a连接而接地。因 此，当第1信号引脚32的前端32t与功率半导体100的第1信号引脚用接触区域102接触 时，残留在第1信号引脚用接触区域102内的残留电流到第1信号电路65的接地部65a而 被去除。并且，由于第1信号引脚用接触区域102通过表面电镀层中的铝层与接触体用接 触区域101电连接，因而残留在接触体用接触区域101内的残留电也流到第1信号电路65 的接地部65a而被去除。
[0100] 如图4的（c)所示，在步骤S2中，伴随载置台的前进，第2信号引脚33的前端33t 与功率半导体1〇〇的第2信号引脚用接触区域103接触(第2信号引脚接触工序)。
[0101] 这里，使第2信号引脚33与基体6的第2信号引脚用电极63的表面63f接触而 连接的第2信号电路66是施加控制信号的电路，不接地。因此，当第2信号引脚33与第1 信号引脚32同时或者比第1信号引脚32先与功率半导体100接触时，很有可能对利用第 1信号引脚32实现的、残留在接触体用接触区域101内的残留电的去除产生不良影响。因 此，不使第2信号引脚33的前端33t与第1信号引脚32的前端32t相比突出，第2信号引 脚33的前端33t比第1信号引脚32的前端32t后与功率半导体100接触。并且，当第2 信号引脚33比接触体2的接触部21的表面21f先与功率半导体100接触时，能够考虑到 第2信号引脚33与功率半导体100的接触压力而使接触体2的接触部21的表面21f最后 与功率半导体1〇〇接触，接触体2相对于功率半导体100容易调整平行度。
[0102] 如图4的（d)所示，在步骤S3中，伴随载置台的前进，接触体2的接触部21的表 面21f的一部分与功率半导体100的接触体用接触区域101接触，4根第1按压引脚31a的 按压力参与(平行度调整工序)。
[0103] 具体地说，首先，将多个微小突起25仅插入到功率半导体100的表层的表面电极 层内。由此，多个微小突起25起到尖端的作用，接触体2相对于功率半导体100的位置被 定位。
[0104] 而且当功率半导体100通过缸体按压于探头装置1时，接触体2与固定盖5分离， 处于由4根第1按压引脚31a分别按压接触部21的四角的浮起状态。并且，就在功率半导 体100的表面l〇〇f和接触体2的接触部21的表面21f的一部分彼此接触之后，即使载置 台的工作速度是恒定的，以规定的按压力被按压的接触体2的接触部21的表面21f也从功 率半导体1〇〇的表面l〇〇f逃逸，使功率半导体1〇〇的表面l〇〇f与接触体2的接触部21的 表面21f的相对距离接近的速度变慢。然后，接触体2顺着功率半导体100的表面100f的 倾斜而倾斜，强按压的第1按压引脚31a收缩，弱按压的第1按压引脚31a发挥按压力，各 第1按压引脚31a取得按压力F和收缩的平衡。由此，4根第1按压引脚31a调整接触体2 与功率半导体1〇〇的表面l〇〇f的平行度。
[0105] 特别是，接触体2是背面2b整体被4根第1按压引脚31a按压的一个部件，对应 于接触体2中的接触部21的四角而分别配置的4根第1按压引脚31a的举动被反映而敏 捷地摆动，与功率半导体100的表面l〇〇f的平行度被调整。
[0106] 如图4的（e)所示，在步骤S4中，伴随载置台的前进，接触体2的接触部21的表 面21f与功率半导体100的接触体用接触区域101接触，4根第1按压引脚31a和多个第2 按压引脚31b的按压力参与(接触体加压工序)。
[0107] 具体地说，多个第2按压引脚31b的前端31bt与被调整了平行度的接触体2的背 面2b接触并通过4根第1按压引脚31a和多个第2按压引脚31b的按压力使接触面压均 匀。并且，接触体2的接触部21的表面21f与功率半导体100的表面100f均匀接触而受 到按压。
[0108] 此时，在载置台上有时发生通过缸体按压于探头装置1时的横向错开、扭转和振 动等。与此相对，第1按压引脚31a和第2按压引脚31b由于前端31at、31bt是半球形状， 因而摩擦阻力小，可通过与接触体2的背面2b接触的前端31at、31bt的接触位置的错开来 吸收在载置台上产生的横向错开、扭转和振动等。由此，接触体2与功率半导体100的表面 l〇〇f的接触状态不受横向错开、扭转和振动等的影响，多个微小突起25不会因为接触体2 的位置错开而切削功率半导体100的表面l〇〇f。
[0109] 并且，接触体2的接触部21的表面21f是与多个微小突起25相比宽大的平坦面 并成为限制由多个微小突起25引起的向表面电极层的插入的限制面。因此，即使在多个微 小突起25被插入到功率半导体100的表面电极层内之后进一步施加了压力的情况下，表面 21f也维持与功率半导体100的抵接状态，限制由多个微小突起25引起的向表面电极层的 过量插入。
[0110] 在步骤S5中，基体6的后方的电流供给源64经由4根第1按压引脚31a和多个 第2按压引脚31b向接触体2供给作为大电流的第2电流，基体6的后方的第1信号电路 65向第1信号引脚32供给第1电流，基体6的后方的第2信号电路66向第2信号引脚33 输入控制功率半导体100的接通断开的控制信号，执行功率半导体100的检查(通电工序)。 [0111] 在检查执行后，载置台通过缸体向与探头装置1相反的方向后退。载置台后退的 工作速度是恒定的。
[0112] 如图5的（a)、（b)所示，在步骤S6中，伴随载置台的后退，接触体2的接触部21 的表面21f与功率半导体100的接触体用接触区域101分离(接触体分离工序)。
[0113] 如图5的（c)所示，在步骤S7中，伴随载置台的后退，第2信号引脚33的前端33t 与功率半导体1〇〇的第2信号引脚用接触区域103分离(第2信号引脚分离工序)。
[0114] 这里，与第2信号引脚用接触区域103连接的第2信号电路66是施加控制信号的 电路，不接地。因此，当第2信号引脚33与第1信号引脚32同时或者比第1信号引脚32后 与功率半导体1〇〇分离时，很有可能对利用第1信号引脚32实现的、残留在接触体用接触 区域101内的残留电的去除产生不良影响。因此，不使第2信号引脚33的前端33t与第1 信号引脚32的前端32t相比突出，使得第2信号引脚33的前端33t比第1信号引脚32的 前端32t先与功率半导体100分离。并且，当第2信号引脚33的前端33t比接触体2的接 触部21的表面21f后与功率半导体100分离时，可使接触体2先与功率半导体100分离， 由于不受第2信号引脚33分离时的冲击和接触压力的变更的影响，因而接触体2的多个微 小突起25不会使功率半导体100的表面100f损伤。
[0115] 如图5的（d)所示，在步骤S8中，伴随载置台的后退，第1信号引脚32的前端32t 与功率半导体100的第1信号引脚用接触区域102分离(第1信号引脚分离工序)。
[0116] 这里，与第1信号引脚用接触区域102连接的第1信号电路65与接地部65a连接 而接地。因此，当第1信号引脚32的前端32t与功率半导体100的第1信号引脚用接触区 域102最后分离时，在检查中残留在第1信号引脚用接触区域102和与该第1信号引脚用 接触区域102电连接的接触体用接触区域101内的残留电能够流入第1信号电路65的接 地部65a而最后被去除。
[0117] 然后，探头装置1回到等待状态。
[0118] 根据以上的本实施方式涉及的探头装置1，取得以下效果。
[0119] (1)与本实施方式不同，在探头装置1的等待状态中多个第2按压引脚31b按压接 触体2的背面2b的情况下，当接触体2的接触部21的表面21f和功率半导体100的表面 l〇〇f接触时，载荷集中于接触部分，产生大的摩擦力。因此，接触体2难以顺着功率半导体 100的表面而倾斜，存在难以调整平行度的课题。
[0120] 并且，与本实施方式不同，在探头装置1的等待状态中4根第1按压引脚31a未按 压接触体2的背面2b的情况下，当功率半导体100在接触时急剧顶起接触体2时，4根第1 按压引脚31a和多个第2按压引脚31b受到冲击而被破坏。因此，有必要使接触体2的接 触部21的表面21f和功率半导体100的表面100f慢慢接触，存在每1个功率半导体1的 检查时间即循环时间延长的课题。
[0121] 与此相对，在本实施方式中，按压体组合体3以4根第1按压引脚31a的按压力按 压接触体2,直到功率半导体100的表面100f和接触体2的接触部21的表面21f接触来调 整平行度，之后以比4根第1按压引脚31a的按压力大的4根第1按压引脚31a和多个第 2按压引脚31b的按压力按压接触体2。
[0122] S卩，在平行度调整工序中，以4根第1按压引脚31a的按压力将接触体2的接触部 21的表面21f按压于功率半导体100的表面100f，在加压工序中，以比4根第1按压引脚 31a的按压力大的4根第1按压引脚31a和多个第2按压引脚31b的按压力将接触体2的 接触部21的表面21f按压于功率半导体100的表面100f。
[0123] 由此，功率半导体100的表面100f与接触体2的接触部21的表面21f的平行度 调整是以4根第1按压引脚31a的按压力而不是过度的按压力来实施的。因此，以4根第 1按压引脚31a的按压力被按压的接触体2的接触部21的表面21f容易顺着功率半导体 100的表面l〇〇f而倾斜。并且，就在功率半导体100的表面l〇〇f和接触体2的接触部21 的表面21f的一部分彼此接触之后，即使载置台的工作速度是恒定的，以规定的按压力被 按压的接触体2的接触部21的表面21f也从功率半导体100的表面100f逃逸，使功率半 导体100的表面l〇〇f与接触体2的接触部21的表面21f的相对距离接近的速度变慢。因 此，功率半导体100的表面l〇〇f与接触体2的接触部21的表面21f的接触在调整平行度 的同时顺利地进行。
[0124] 然后，以比4根第1按压引脚31a的按压力大的4根第1按压引脚31a和多个第2 按压引脚31b的按压力来实施平行度调整后的电流施加。因此，通过在调整了平行度之后 以比4根第1按压引脚31a的按压力大的4根第1按压引脚31a和多个第2按压引脚31b 的按压力按压接触体2,针对功率半导体100使载荷集中最小从而减轻了负载。另外，有必 要在加压的同时施加的电流良好地从接触体2流入功率半导体100。
[0125] 这样，可减轻对功率半导体100的负载，并且即使载置台的工作速度是恒定的，也 可减慢使功率半导体1〇〇的表面100f与接触体2的接触部21的表面21f的相对距离接近 的速度。因此，无需精密地控制接触动作。因此，可减轻对功率半导体100的负载来调整功 率半导体1〇〇的表面l〇〇f与接触体2的接触部21的表面21f的平行度，可使载置台的工 作速度高速化来缩短循环时间。
[0126] (2)4根第1按压引脚31a在功率半导体100的表面100f与接触体2的接触部21 的表面21f接触之前就与接触体2接触并以规定的按压力按压接触体2,多个第2按压引脚 31b在功率半导体100的表面100f与接触体2的接触部21的表面21f接触之后与接触体 2接触并以比规定的按压力大的按压力按压接触体2。由此，功率半导体100的表面100f 与接触体2的接触部21的表面21f的平行度调整以4根第1按压引脚31a的预定的按压 力来实施。另外，在以比规定的按压力大的4根第1按压引脚31a和多个第2按压引脚31b 的按压力按压接触体2的同时，实施平行度调整后的电流施加。
[0127] (3)4根第1按压引脚31a对应于接触体2的四方形状的接触部21中的表面21f 的四角而分散配置。由此，对应于接触体2的四方形状的接触部21中的表面21f的四角而 分散配置的4根第1按压引脚31a针对接触体2平衡地发挥规定的按压力，可容易地实施 接触体2的接触部21的表面21f与功率半导体100的表面100f的平行度调整。
[0128] (4)在步骤S1、S2中，使相对距离以与载置台的工作速度一致的规定的速度接近。 在步骤S3中，由于以4根第1按压引脚31a的规定的按压力被按压的接触体2的接触部21 的表面21f从功率半导体100的表面100f逃逸，接触体2的接触部21的表面21f的移动 相对于载置台的工作速度变得缓慢，因而使相对距离以比规定的速度慢的速度接近。
[0129] <第2实施方式>
[0130] 下面，说明第2实施方式。在第2实施方式中，由于载置功率半导体100的载置台 200的结构与上述实施方式不同，然而其它部分相同，因而对其特征部分进行说明，对相同 结构省略说明。
[0131] 图6是本实施方式涉及的探头装置1A的图1的（a)的AA剖视图。图1的（a)的 AA截面为了容易理解探头装置1A的截面结构而在途中变更了截面位置。
[0132] 载置台200具有工作台210、弹性支撑体组合体220和基部230。
[0133] 工作台210是具有导电性的板状部件，在表面210f上配置有功率半导体100。
[0134] 弹性支撑体组合体220具有多个弹性支撑引脚221和壳体222。
[0135] 多个弹性支撑引脚221分别为棒状，具有导电性。多个弹性支撑引脚221的各自 的中央部具有进行弹性反弹的弹簧部221c。弹性支撑引脚221的弹簧部221c的外径比弹 性支撑引脚221的弹簧部221c以外的棒状的前端部和后端部的外径大。
[0136] 壳体222由一对板材即2个壳体部件222a、222b构成，具有多个弹性支撑引脚用 孔 223。
[0137] 壳体222使用未图示的螺栓固定在基部230上。
[0138] 多个弹性支撑引脚用孔223在工作台210的下表面沿平面方向等间隔地排列。多 个弹性支撑引脚用孔223分别在壳体222的厚度方向上贯通，其内配置有弹性支撑引脚 221。即，弹性支撑引脚用孔223的中央部形成为与弹性支撑引脚221的弹簧部221c的大 小吻合的、比其它部分内径大的空洞部，通过在该空洞部内收容弹性支撑引脚221的弹簧 部221c，使得弹性支撑引脚221配置在弹性支撑引脚用孔223内。收容在弹性支撑引脚用 孔223内的弹性支撑引脚221经由贯穿插入在弹性支撑引脚用孔223内的棒状的前端部和 后端部而使前端221t和后端221b突出到壳体222的外侧。优选的是，多个弹性支撑引脚 用孔223分别以弹性支撑引脚221可在弹性支撑引脚用孔223内顺利移动的方式平滑地形 成其内表面。
[0139] 弹性支撑引脚221通过从壳体222突出的前端221t可与工作台210的下表面210b 接触。弹性支撑引脚221沿平面方向等间隔地排列在配置有功率半导体100的工作台210 的区域内，能够以规定的按压力对工作台210的下表面210b中的多个分区分别进行弹性支 撑。
[0140] 弹性支撑引脚221通过从壳体222突出的后端221b与基部230的未图示的弹性 支撑引脚用电极的表面接触，电流可从基部230的弹性支撑引脚用电极流入。
[0141] 对于载置台200来说，当接触体2的接触部21的表面21f与功率半导体100的接 触体用接触区域接触时，对功率半导体100的冲击吸收弹性支撑引脚221的收缩。因此，针 对功率半导体100进一步减少载荷集中而进一步减轻了负载。
[0142] 根据以上的本实施方式涉及的探头装置1A，取得与上述实施方式相同的（1)? (4)的效果，并取得以下效果。
[0143] (5)弹性支撑体组合体220对功率半导体100进行弹性支撑。由此，当功率半导体 100的表面l〇〇f和接触体2的接触部21的表面21f接触时，对功率半导体100的冲击由弹 性支撑体组合体220吸收，进一步减轻了对功率半导体100的负载，提高了功率半导体100 对冲击载荷的耐性。因此，可使以往1. 7rnrn/sec的工作速度高速化为5mm/sec而进一步缩 短循环时间。
[0144] 另外，本发明不限定于上述实施方式，即使在可达到本发明目的的范围内进行变 型、改良等，也包含在本发明的范围内。
[0145] 在上述实施方式中，使4根第1按压引脚31a分别对应于接触体2中的接触部21 的四角来配置。然而，本发明不限于此。例如，可以如上述实施方式所述那样使由多根构成 的第1按压引脚31a的组分别对应于接触体2中的接触部21的四角来配置。并且，可以使 多个第1按压引脚31a沿着接触体2中的接触部21的周缘来配置，或者从中央隔开等距离 配置成圆环状。除此以外，还可以使多个第1按压引脚31a相对于接触体2以按压力均等 分散的方式平衡地配置。
【权利要求】
1. 一种平行度调整装置，所述平行度调整装置调整半导体的表面与接触该表面而进行 加压同时施加电流的电极的表面之间的平行度，其特征在于， 所述平行度调整装置具有按压体，当所述半导体的表面与所述电极的表面接触时，所 述按压体能够顺着所述半导体的表面的倾斜使所述电极的表面倾斜，而且能够将所述电极 按压于所述半导体而使得能够通电， 所述按压体以规定的按压力按压所述电极，直到所述半导体的表面与所述电极的表面 接触来调整平行度，之后以比所述规定的按压力大的按压力按压所述电极。
2. 根据权利要求1所述的平行度调整装置，其特征在于， 所述按压体具有多个弹性体，当所述半导体的表面与所述电极的表面接触时，所述多 个弹性体以能够顺着所述半导体的表面的倾斜使所述电极的表面倾斜的方式压缩， 所述多个弹性体中的一部分弹性体在所述半导体的表面与所述电极的表面接触之前 就与所述电极接触并以所述规定的按压力按压所述电极， 所述多个弹性体中的一部分以外的弹性体在所述半导体的表面与所述电极的表面接 触之后与所述电极接触并以比所述规定的按压力大的按压力按压所述电极。
3. 根据权利要求2所述的平行度调整装置，其特征在于， 所述电极的表面具有四方形状， 所述一部分弹性体对应于所述电极的表面的四角而分散配置。
4. 根据权利要求1至3中任一项所述的平行度调整装置，其特征在于， 所述平行度调整装置具有对所述半导体进行弹性支撑的弹性支撑体。
5. -种平行度调整方法，所述平行度调整方法调整半导体的表面与接触该表面而进行 加压同时施加电流的电极的表面之间的平行度，其特征在于，所述平行度调整方法包括： 移动工序，使所述半导体的表面与所述电极的表面的相对距离接近，直到两表面的一 部分彼此接触； 平行度调整工序，在使所述相对距离接近的同时，顺着所述半导体的表面的倾斜使所 述电极的表面倾斜；以及 加压工序，使用所述电极的表面对所述半导体的表面进行加压， 在所述平行度调整工序中，以规定的按压力将所述电极的表面按压于所述半导体的表 面， 在所述加压工序中，以比所述规定的按压力大的按压力将所述电极的表面按压于所述 半导体的表面。
6. 根据权利要求5所述的平行度调整方法，其特征在于， 在所述移动工序中，使所述相对距离以规定的速度接近， 在所述平行度调整工序中，使所述相对距离以比所述规定的速度慢的速度接近。
【文档编号】G01R1/02GK104142411SQ201410123849
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2014年3月28日 优先权日:2013年5月8日
【发明者】赤堀重人, 神原将郎 申请人:本田技研工业株式会社