电流施加装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种电流施加装置，其在被施加了异常时的大电流的情况下，接触电极先被破坏。探测器装置（1）将与功率半导体（100）的表面（100f）接触而施加电流的接触体（2）和按压接触体（2）的按压体组件（3）串联连接，向功率半导体（100）施加电流，且构成为：在被施加于按压体组件（3）的按压体功率I2·R1小于耐受功率W1时，被施加于接触体（2）的接触体功率I2·R2大于耐受功率W2。
【专利说明】电流施加装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及向半导体施加电流的电流施加装置。尤其是，涉及在需要施加大电流 的功率半导体的检查中使用的电流施加装置。
【背景技术】
[0002] 以往，已知有与将探头的前端与半导体抵接而进行通电的大电流用探针相关的技 术(例如，参照专利文献1)。在专利文献1中公开的技术中，探针具有：抵接部件，其形成有 多个通电用的接触部并分散配置；顶杆，其由棒状的导电体构成，在前端安装有抵接部件， 且后端与电线端部连接；以及盘簧，其对顶杆施力，使抵接部件与半导体抵接。并且，抵接部 件的周缘部放射状地进行分支而成为接触部，抵接部件的中央部通过紧固具而被固定于顶 杆，接触部延伸到比凹陷的内周缘更靠外周侧的位置，其中，所述紧固具在顶杆的前端面的 凹陷中插入到紧固具贯穿孔中。
[0003] 根据该专利文献1的技术，在抵接部件的接触部与半导体抵接时，会以凹陷的内 周缘为支承点而像跷跷板一样摇动。进而，在摇动时，由于抵接部件的接触部的靠中央部的 部分的变形，接触压力的变动被缓和，即使在半导体的表面的探针抵接部位存在少许凹凸 或起伏，抵接部件的多数接触部与半导体的表面的接触状态也保持稳定。
[0004] 现有技术文献
[0005] 专利文献
[0006] 专利文献1 :日本特开2011 - 137791号公报
【发明内容】
[0007] 然而，在探测器装置中，考虑与半导体的表面接触的接触电极用后即抛。在该探测 器装置被施加了异常时的大电流的情况下，期待的是，接触电极比探测器装置先被破坏，被 破坏的接触电极切断电流，保护探测器装置避免大电流。
[0008] 本发明用于解决上述问题，其目的在于，提供一种电流施加装置，该电流施加装置 在被施加了异常时的大电流的情况下，接触电极先被破坏。
[0009] (1)一种电流施加装置(例如，后述的探测器装置1 )，其特征在于，该电流施加装置 将与半导体(例如，后述的功率半导体100)的表面接触而施加电流的接触电极(例如，后述 的接触体2)和按压所述接触电极的按压体(例如，后述的按压体组件3)串联连接，来向所 述半导体施加电流，其特征在于，该电流施加装置构成为：在被施加于所述按压体的按压体 功率(例如，后述的按压体功率I 2 · Ri)小于所述按压体的耐受功率(例如，后述的耐受功率 WJ时，被施加于所述接触电极的接触电极功率(例如，后述的接触体功率I2 · R2)大于所述 接触电极的耐受功率(例如，后述的耐受功率w2)。
[0010] 根据（1)的发明，在将接触电极和按压体串联连接来向半导体施加电流的电流施 加装置被施加了异常时的大电流的情况下，按压体功率小于按压体的耐受功率，被施加于 与接触电极的半导体接触的表面的接触电极功率大于该表面的耐受功率。 toon] 此处，接触电极廉价且制造容易，适合于用后即丢。另一方面，按压体价格高且制 造困难，需要确保耐久性，在被施加了异常时的大电流而被焦耳热破坏的情况下，需要修 理。
[0012] 在本发明中，在电流施加装置被施加了异常时的大电流的情况下，接触电极比按 压体先被破坏。进而，被破坏的接触电极切断异常时的大电流，保护按压体避免大电流。由 此，能够在不修理按压体的情况下使用到寿命期限。
[0013] (2)在（1)所述的电流施加装置中，其特征在于，所述电流施加装置构成为：所述 按压体功率是根据所述按压体自身的电阻(例如，后述的R n)和所述按压体与所述接触电极 之间的接触电阻(例如，后述的R12)来计算的，所述接触电极功率是根据所述接触电极自身 的电阻(例如，后述的r 21 )和所述接触电极与所述半导体之间的接触电阻(例如，后述的r22) 来计算的，在被施加于所述按压体的按压体功率小于所述按压体的耐受功率时，被施加于 所述接触电极的接触电极功率大于所述接触电极的耐受功率。
[0014] 根据（2)的发明，按压体功率是根据按压体自身的电阻和按压体与接触电极之间 的接触电阻来计算的，接触电极功率是根据接触电极自身的电阻和接触电极与半导体之间 的接触电阻来计算的。并且，能够计算出比按压体的耐受功率小的按压体功率和比接触电 极的表面的耐受功率大的接触电极功率。由此，能够构成如下关系：在电流施加装置被施加 了异常时的大电流的情况下，按压体功率小于按压体的耐受功率，被施加于与半导体接触 的一侧的接触电极的表面的接触电极功率大于该表面的耐受功率。
[0015] (3 )在（1)或（2 )所述的电流施加装置中，所述按压体具有多个弹性体(例如，后述 的按压针31)，被施加于所述按压体的按压体功率(例如，后述的按压体功率I 2 · RJ小于所 述按压体的耐受功率(例如，后述的耐受功率A )的关系，是被施加于多个所述弹性体的全 体中的1个所述弹性体的弹性体功率(例如，后述的按压针功率（I/NJ 2 · (Rn + R12))小于 1个所述弹性体的耐受功率(例如，后述的耐受功率Wn)的关系。
[0016] 根据（3)的发明，将按压体的按压体功率与耐受功率之间的关系置换为多个弹性 体的全体中的1个弹性体的弹性体功率与耐受功率之间的关系，能够容易地将该关系对应 于1个弹性体这样的构成要素单位而进行设计。
[0017] 根据本発明，提供一种电流施加装置，其在被施加了异常时的大电流的情况下，接 触电极先被破坏。
【专利附图】
【附图说明】
[0018] 图1是示出本发明的实施方式的探测器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。
[0019] 图2是上述实施方式的探测器装置的图1的（b)的AA剖视图。
[0020] 图3是示出与上述实施方式的探测器装置的各结构对应的电阻值的图，图3的（a) 是结构图，图3的（b)是电路图。
[0021] 图4是示出上述实施方式的探测器装置被施加了异常时的大电流的情况(壳体1) 的图，图4的（a)是状态图，图4的（b)是电路图。
[0022] 图5是示出上述实施方式的探测器装置被施加了异常时的大电流的情况(壳体2) 的图，图5的（a)是状态图，图5的（b)电路图。
【具体实施方式】
[0023] 以下，说明本发明的实施方式。
[0024] 图1是示出作为本发明的实施方式的电流施加装置的探测器装置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是本实施方式的探测器装置1的 图1的（a)的AA剖视图。在图1的（b)的AA截面中，为了易于理解探测器装置1的截面结 构而在中途变更了截面位置。
[0025] 图1所示的探测器装置1被应用于半导体检查装置，该半导体检查装置用于检查 在400A?2000A的大电流开关中使用的功率半导体（IGBT、M0S、二极管等）100,探测器装 置1压接于功率半导体Η并施加大电流。
[0026] 探测器装置1具有接触体2、按压体组件3、绝缘板4、固定罩5和基体6。
[0027] 如图1所示，接触体2为圆盘状，在中央处具有四边形的接触部21，该接触部21比 四边形的功率半导体100小一圈，并朝功率半导体100侧突出。接触体2由镍构成。接触 体2廉价且容易制造，适合于用后即丢。
[0028] 在接触体2的接触部21旁边，具有1个在接触体2的厚度方向上贯通接触体2的 定位用孔22,该定位用孔22供定位棒71贯穿。此外，接触体2的定位用孔22的口径比定 位棒71的外径大出具有规定的间隙的程度，使得不会限制后述的接触体2的接触部21的 表面21f与功率半导体100的表面100f的平行度的调整。
[0029] 接触体2在相对于接触部21而与定位用孔22相反的一侧具有在接触体2的厚度 方向上贯通接触体2的第1信号针用孔23和第2信号针用孔24这两个孔，它们分别供第 1信号针32和第2信号针33贯穿。
[0030] 接触部21具有与功率半导体100进行面接触的表面21f。表面21f具有多个微小 突起25,多个微小突起25仅被插入功率半导体100的表层的表面电极层。多个微小突起 25为相同结构。接触部21具有多个微小突起25,表面21f与多个微小突起25相比，具有 宽阔的平坦面。
[0031] 多个微小突起25通过电铸形成为小于功率半导体100的表面电极层的层厚即小 于大约10 μ ΠΚ且大于形成于表面电极层的表面的氧化膜的膜厚即大于大约0. 1 μ m的高 度。多个微小突起25为相等的形状。
[0032] 图3是示出与本实施方式的探测器装置1的各结构对应的电阻值的图，图3的（a) 是结构图，图3的（b)是电路图。
[0033] 如图3所示，接触体2具有耐受功率W21和作为内部的电阻的电阻值R21。并构成 为：在设电流值I为异常时流过探测器装置1的电流值时，接触体内部功率I 2 · R21小于耐 受功率W21的关系（I2 · R21 < W21)成立。
[0034] 多个微小突起25分别具有耐受功率W22和作为与功率半导体100的表面100f的 接触电阻的电阻值R 22。微小突起25被设置了 N2 = 100个。并且，多个微小突起25的每一 个都同样构成为：在设电流值I为异常时流过探测器装置1的电流值时，施加于1个微小突 起25的突起功率（I/N 2)2 · R22大于1个微小突起25的耐受功率W22的关系（（I/N2) 2 · R22 > W22)成立。即，多个微小突起25的每一个分别构成为：如果电流值I/N2流过1个微小突 起25,则微小突起25和与其接触的功率半导体100的表面100f因为焦耳热而被破坏。
[0035] 为了使上述（I/N2)2 · R22 > W22的关系成立，在本实施方式中，降低多个微小突起 25各自的耐受功率W22。即，减少形成于接触体2的微小突起25的数量，增大对1个微小突 起25的电流量。此外，将多个微小突起25的各自的材质或者镀层变更为高电阻材料来增 大接触电阻，或者使多个微小突起25的各自的前端变圆，使接触不稳定化，来增大多个微 小突起25的各自的接触电阻。
[0036] 接触体2整体具有耐受功率W2和电阻值R2，其中，耐受功率W 2包含接触体2自身 的耐受功率W21和多个微小突起25的耐受功率N2 X W22，电阻值R2包含接触体2自身的电阻 值R21和作为多个微小突起25与功率半导体100的表面100f的接触电阻的电阻值R 22/N2。 艮P，电阻值R2为R2 = R21 + R22/N2。并且，接触体2整体构成如下关系：在设电流值I为异 常时流过探测器装置1的电流值时，施加于接触体2的接触体功率I 2 · R2大于接触体2的 耐受功率^ (I2 *R2 > W2)。S卩，接触体2整体的I2 *R2 > W2的关系可以置换为多个微小突 起25的各自的（I/N2) 2 · R22 > W22的关系。由此，能够容易地将接触体2整体的I2 · R2 > W2的关系对应于1个微小突起25这样的构成要素单位而进行设计。
[0037] 此处，接触体功率I2*R2是基于接触体2自身的电阻值R 21和作为多个微小突起25 与功率半导体1〇〇的表面l〇〇f的接触电阻的电阻值R22/N 2，根据接触体内部功率I2 *R21和 将施加于1个微小突起25的突起功率（I/N2)2 *R22乘以微小突起25的数量N2而得到的功 率的总和来计算的。
[0038] 此外，R21为大约0. Ιι?Ω?ΙπιΩ的电阻值。R22为大约80ι?Ω的电阻值。W22为大 约20W的耐受功率。N 2为100个。
[0039] 如图2所示，按压体组件3具有多个按压针31、第1信号针32、第2信号针33和 壳体34。按压体组件3价格高且制造困难，需要确保耐久性，在被施加了异常时的大电流而 被焦耳热破坏的情况下，需要进行修理。
[0040] 多个按压针31分别为棒状，并具有导电性。多个按压针31的各自的前端31t和 后端31b形成为半球状，以降低摩擦阻力。多个按压针31的各自的中央部具有反弹的弹簧 部31c。按压针31的弹簧部31c的外径大于按压针31的弹簧部31c以外的棒状的前端部 31s和后端部的外径。多个按压针31为相同结构。
[0041] 按压针31利用从壳体34突出的前端31t与接触体2的背面2b接触，且其接触位 置能够移动。按压针31在接触体2的背面2b沿平面方向等间隔地排列，对接触体2的多 个分区分别施加按压力F。
[0042] 按压针31能够通过从壳体34突出的后端31b与基体6的按压针用电极61的表 面61f接触，从基体6的按压针用电极61流入第2电流。
[0043] 如图3所示，多个按压针31的每一个分别具有耐受功率Wn、作为内部电阻的电阻 值R n以及作为前端31t与接触体2的背面2b的接触电阻的电阻值R12。按压针31被设置 有队=330根。而且，多个按压针31的每一个分别同样构成为：在设电流值I为异常时流 过探测器装置1的电流值时，按压针功率（1/队) 2 *(Rn + R12)小于耐受功率Wn的关系（（1/ K)2 · (Rn + R12) < Wn)成立。即，多个按压针31的每一个分别构成为：即使电流值1/队 流过1个按压针31，按压针31也不会被焦耳热破坏。
[0044] 为了使上述αΜ)2·^ + R12) <Wn的关系成立，在本实施方式中，增大了按压 针31的耐受功率Wn。即，增加按压针31的数量，减小对1个按压针的电流量。此外，将按 压针31的材质或者前端31t的镀层变更为低电阻材料来减小接触电阻，或者使按压针31 的前端31t的半球状变得尖锐，使接触稳定化，来减小按压针31与接触体2的接触电阻。
[0045] 具有多个按压针31的按压体组件3具有耐受功率％和电阻值&，其中，耐受功率 Wi包含多个按压针31的耐受功率NiXWn，电阻值札包含多个按压针31的电阻值RuM和 作为多个按压针31的前端31t与接触体2的背面2b的接触电阻的电阻值R 12/Ni。S卩，电阻 值札为札=(Rn +札2)/队。并且，按压体组件3构成如下关系：在设电流值I为异常时流 过探测器装置1的电流值时，施加于按压体组件3的按压体功率I 2 · &小于按压体组件3 的耐受功率A，S卩（I2 · & < WP。即，按压体组件3的I2 · & < Wi的关系能够与多个按压 针31的各自的（I/X) 2 · (Rn + R12) < Wn的关系进行置换。由此，能够容易将按压体组件 3的I2 · & < Wi的关系对应于1个按压针31这样的构成要素单位而进行设计。
[0046] 此处，按压体功率I2 ·&是基于多个按压针31的电阻值RuM和作为多个按压针 31的前端31t与接触体2的背面2b的接触电阻的电阻值'/Κ，根据将按压针功率（I/X) 2 · (Rn + R12)乘以按压针的数量K而得到的功率来计算的。
[0047] 此外，Rn + R12为大约40πιΩ的电阻值。Wn为大约4W的耐受功率。队为330根。
[0048] 如图2所示，第1信号针32为棒状，并具有导电性。第1信号针32的前端32t和 后端32b形成为半球状，以降低摩擦阻力。第1信号针32的中央部具有反弹的弹簧部32c。 第1信号针32的弹簧部32c的外径大于第1信号针32的弹簧部32c以外的棒状的前端部 32s和后端部的外径。第1信号针32的弹簧部32c的前端侧的棒状的前端部32s的长度大 于按压针31的棒状的前端部31s的长度。
[0049] 第1信号针32向功率半导体100输入与功率半导体100的发射极对应的第1电 流。
[0050] 第1信号针32利用从壳体34突出的前端32t与功率半导体100的表面100f接 触，且其接触位置能够移动。
[0051] 第1信号针32能够利用从壳体34突出的后端32b与基体6的第1信号针用电极 62的表面62f接触，来传递基体6的第1信号针用电极62的电信号。
[0052] 第2信号针33与第1信号针32为相同结构。第2信号针33的弹簧部33c的前 端侧的棒状的前端部33s的长度大于按压针31的棒状的前端部31s的长度，小于第1信号 针32的棒状的前端部32s的长度。
[0053] 第2信号针33向功率半导体100输入与功率半导体100的栅极对应的、对功率半 导体100的导通/截止进行控制的控制信号。
[0054] 第2信号针33利用从壳体34突出的前端33t与功率半导体100的表面100f接 触，且其接触位置能够移动。
[0055] 第2信号针33能够利用从壳体34突出的后端33b与基体6的第2信号针用电极 63的表面63f接触，来传递基体6的第2信号针用电极63的电信号。
[0056] 如图2所示，探测器装置1的第1信号针32的前端32t最突出，第2信号针33的 前端33t所突出的程度在第1信号针32的前端32t之后，接触体2的接触部21的表面21f 所突出的程度在第1信号针32的前端32t和第2信号针33的前端33t之后。
[0057] 壳体34由图2所示的作为一对圆板材的两个壳体部件34a、34b构成，具有多个按 压针用孔341、第1信号针用孔342和第2信号针用孔343。
[0058] 关于多个按压针31、第1信号针32和第2信号针33,在将壳体34分为两部分而 成的1个壳体部件34a上，通过将各针31、32、33的弹簧部31c、32c、33c收纳于各孔341、 342、343的弹簧部用的空洞部而将各针31、32、33配置于壳体部件34a，然后合并两个壳体 部件34a、34b进行一体化，由此构成按压体组件3。
[0059] 如图1所示，壳体34在多个按压针用孔341的周围，具有1个定位用孔344和两 个固定用孔345,其中，定位用孔344为让定位棒71贯穿而在壳体34的厚度方向上贯通，固 定用孔345为让固定螺栓72贯穿而在壳体34的厚度方向上贯通。固定用孔345具有收纳 固定螺栓72的头部的收纳部，两个固定用孔345在通过壳体34的中心点的直线上隔着多 个按压针用孔341而间隔开地配置。
[0060] 壳体34在前端侧的表面具有环状凸部34c，其中，该环状凸部34c为引导接触体2 的外周而朝功率半导体100侧突出。环状凸部34c能够将接触体2收纳在内侧，且内周面 平缓地限制接触体2的移动。
[0061] 壳体34在外周面具有螺纹部34d。
[0062] 如图2所示，多个按压针用孔341在与接触体2的接触部21相同的范围内，沿平 面方向等间隔地排列。多个按压针用孔341的每一个分别在壳体34的厚度方向贯通，供按 压针31配置。即，按压针用孔341的中央部形成为与按压针31的弹簧部31c的大小对应 的内径比其它部分大的空洞部，通过将按压针31的弹簧部31c收纳于该空洞部，将按压针 31配置于按压针用孔341。收纳于按压针用孔341的按压针31经由贯穿按压针用孔341 的棒状的前端部31s和后端部，使前端31t和后端31b朝壳体34的外侧突出。优选的是， 多个按压针用孔341中的每一个都形成为其内表面平滑，使得按压针31能够顺畅地在按压 针用孔341内进行移动。
[0063] 在多个按压针用孔341的相邻区域，形成有1个第1信号针用孔342。第1信号针 用孔342在壳体34的厚度方向上贯通，供第1信号针32配置。即，第1信号针用孔342的 中央部形成为与第1信号针32的弹簧部32c的大小对应的、内径比其它部分大的空洞部， 通过将第1信号针32的弹簧部32c收纳在该空洞部中，将第1信号针32配置于第1信号 针用孔342。收纳于第1信号针用孔342的第1信号针32经由贯穿第1信号针用孔342的 棒状的前端部32s和后端部，使前端32t和后端32b向壳体34的外侧突出。优选的是，多 个第1信号针用孔342中的每一个都形成为其内表面平滑，使得第1信号针32能够在第1 信号针用孔342内顺畅地移动。
[0064] 在多个按压针用孔341的相邻区域，与第1信号针用孔342并排地形成1个第2 信号针用孔343。第2信号针用孔343与第1信号针用孔342为相同结构。
[0065] 如图1所示，绝缘板4为圆盘状，由绝缘部件构成，在组装出探测器装置1时，位于 探测器装置1的前端。
[0066] 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的周围表面2f， 另一方面，使接触体2的接触部21通过开口 41而向功率半导体100侧突出。
[0067] 绝缘板4在开口 41的旁边，具有供第1信号针32和第2信号针33分别贯穿的第 1信号针用孔42和第2信号针用孔43。
[0068] 如图1所示，固定罩5为环状部件，具有圆环部5a和圆筒部5b。圆环部5a在内侧 具有孔51，孔51的直径比绝缘板4的外径小且比绝缘板4的开口 41大。圆筒部5b从圆环 部5a朝基体6方向延伸，在内周面具有螺纹部5c。形成于固定罩5的圆筒部5b的内周面 的螺纹部5c与形成于按压体组件3的壳体34的外周面的螺纹部34d进行螺纹结合。
[0069] 如图2所示，基体6为直径与固定罩5相同的圆盘状。基体6具有按压针用电极 61、第1信号针用电极62和第2信号针用电极63。
[0070] 按压针用电极61形成在多个按压针31的后端31b突出的范围内，并与第2电流 的电流提供源64连接。按压针用电极61的表面61f形成为平滑，在组装出探测器装置1 时，表面61f与多个按压针31的后端31b接触。
[0071] 第1信号针用电极62形成在第1信号针32的后端32b突出的位置，与提供第1 电流且接地的第1信号电路65连接。第1信号针用电极62的表面62f形成为平滑，在组 装出探测器装置1时，表面62f与第1信号针32的后端32b接触。
[0072] 第2信号针用电极63形成在第2信号针33的后端33b突出的位置，与提供控制 信号的第2信号电路66连接。第2信号针用电极63的表面63f形成为平滑，在组装出探 测器装置1时，表面63f与第2信号针33的后端33b接触。
[0073] 在基体6的内部，按压针用电极61、第1信号针用电极62和第2信号针用电极63 分别隔着绝缘部件67而被分隔为相互不导通。
[0074] 如图1所示，基体6具有供定位棒71贯穿的1个定位用孔68和供固定螺栓72固 定的两个固定用孔69。固定用孔69构成与固定螺栓72的螺纹部进行螺纹结合的螺纹孔。
[0075] 探测器装置1是使用1根定位棒71和2根固定螺栓72对固定罩5进行安装而组 装出的。
[0076] 具体而言，使按压体组件3位于基体6上，将定位棒71贯穿按压体组件3的定位用 孔344,并贯穿基体6的定位用孔68。此外，将固定螺栓72贯穿按压体组件3的固定用孔 345,并贯穿基体6的固定用孔69。由此，规定了基体6与按压体组件3之间的位置关系。
[0077] 接下来，将固定螺栓72与基体6的固定用孔69进行螺纹结合，将按压体组件3固 定于基体6。在该状态下，定位棒71的前端从按压体组件3的表面突出。通过将该突出的 定位棒71的前端贯穿接触体2的定位用孔22,将接触体2配置在壳体34的环状凸部34c 的内侧，由此平缓地对接触体2进行定位。此时，接触体2的背面2b与按压体组件3的突 出的按压针31的前端31t接触。接触体2即使在已被定位的状态下，也能够移动。
[0078] 进而，使绝缘板4覆盖接触体2,在该状态下，使形成于固定罩5的圆筒部5b的内 周面的螺纹部5c与形成于按压体组件3的外周面的螺纹部34d进行螺纹结合，将固定罩5 固定于按压体组件3。此时，沿基体6的方向将接触体2的表面2f按压于固定罩5的圆环 部5a，并且，从按压针31的前端31t朝与固定罩5的按压方向相反的方向按压接触体2的 背面2b。
[0079] 此外，当在半导体检查中检测出功率半导体100异常时，接触体2被破坏。因此， 接触体2的更换频度与其它部件不同。在探测器装置1中，与上述说明的探测器装置1的 组装相反，仅通过使形成于固定罩5的圆筒部5b的内周面的螺纹部5c相对于形成在按压 体组件3的外周面的螺纹部34d变松，取下固定罩5,即可更换接触体2。
[0080] 接下来，对功率半导体100进行说明。
[0081] 功率半导体100是在400A?2000A的大电流开关中使用的IGBT、M0S、二极管等。 功率半导体1〇〇被配置在未图示的载置台上。载置台与未图示的缸连接，缸将载置台上的 功率半导体100按压于探测器装置1。
[0082] 接下来，对使用探测器装置1来进行的功率半导体100的检查进行说明。
[0083] 最初，探测器装置1为从功率半导体100离开的待机状态。
[0084] 在检查开始后，载置有功率半导体100的载置台首先通过缸而朝探测器装置1的 方向前进。
[0085] 随着载置台的前进，第1信号针32的前端32t与功率半导体100接触。
[0086] 接下来，随着载置台的前进，第2信号针33的前端33t与功率半导体100接触。
[0087] 进而，随着载置台的前进，接触体2的接触部21的表面21f与功率半导体100接 触。
[0088] 具体而言，首先多个微小突起25仅插入功率半导体100的表层的表面电极层。由 此，多个微小突起25起到钉的作用，对接触体2相对于功率半导体100的位置进行定位。
[0089] 如果载置台进一步被缸按压于探测器装置1，则接触体2从固定罩离开，成为浮动 状态。进而，接触体2根随功率半导体100的表面100f的倾斜而倾斜，较强地按压着的按 压针31收缩，较弱地按压着的按压针31发挥按压力F，使各按压针31处于按压力F与收缩 的平衡。由此，多个按压针31对接触体2的接触部21的表面21f与功率半导体100的表 面100f的平行度进行调整，来使接触面压均匀。进而，接触体2的接触部21的表面21f与 功率半导体1〇〇的表面l〇〇f均匀接触而进行按压。
[0090] 尤其是，接触体2是整个背面2b被多个按压针31按压的1个部件，反映出多个按 压针31的动作而敏捷地摇动，来调整与功率半导体100的表面100f的平行度。
[0091] 此时，在通过缸按压于探测器装置1时，有时会在载置台上产生横向偏移、扭动和 振动等。与此相对，多个按压针31的前端31t为半球形状，因而摩擦阻力较小，能够利用与 接触体2的背面2b接触的前端31t的接触位置的偏移来吸收在载置台上产生的横向偏移、 扭动和振动等。由此，接触体2相对于功率半导体100的表面100f的接触状态不会受到横 向偏移、扭动和振动等影响，因此，多个微小突起25不会因为接触体2的位置偏移而切削功 率半导体1〇〇的表面l〇〇f。
[0092] 而且，接触体2的接触部21的表面21f是比多个微小突起25大的平坦面，是限制 多个微小突起25对表面电极层的插入的限制面。因此，即使在将多个微小突起25插入到 功率半导体1〇〇的表面电极层后进一步施加压力的情况下，表面21f也能够维持对功率半 导体100的抵接状态，限制多个微小突起25对表面电极层的过度插入。
[0093] 然后，基体6的后方的电流提供源64经由多个按压针31向接触体2提供作为大 电流的第2电流，基体6的后方的第1信号电路65向第1信号针32提供第1电流，基体6 的后方的第2信号电路66向第2信号针33输入对功率半导体100的导通/截止进行控制 的控制信号，来执行功率半导体100的检查。
[0094] 载置台在执行检查后，通过缸而朝与探测器装置1相反的方向后退。
[0095] 随着载置台的后退，接触体2的接触部21的表面21f从功率半导体100离开。
[0096] 接下来，随着载置台的后退，第2信号针33的前端33t从功率半导体100离开。
[0097] 随着载置台进一步后退，第1信号针32的前端32t从功率半导体100离开。
[0098] 进而，探测器装置1返回待机状态。
[0099] 接下来，说明探测器装置1和功率半导体100被施加了异常时的大电流的情况。
[0100] (情况 1)
[0101] 图4是示出本实施方式的探测器装置1被施加了异常时的大电流的情况下(情况 1) 的图，图4的（a)是状态图，图4的（b)是电路图。
[0102] 情况1是在功率半导体100的标星号的1个部位(局部)具有故障的情况。在该情 况下，电流值I (= 30A)的电流局部集中于在正上方与功率半导体100接触的接触体2的 1个部位（1个微小突起)。
[0103] & = 330根按压针31中的每根按压针的电流值为I/X = 30/330 N 〇. ΙΑ。1根按 压针的电阻值为=0.04 Ω。每根按压针的按压针功率为+ R12) N 〇. 1X0. 1X0. 04 = 0. 0004W。另一方面，每根按压针的耐受功率为所设定的4W。
[0104] 此外，作为电路的N2 = 1个微小突起25的电流值为I/N2 = 30/1 = 30A。1个微小 突起的R22为80mΩ =〇.〇8Ω。1个微小突起的突起功率为（I/N2) 2，R22 = 30X30X0.08 =72W。另一方面，1个微小突起的耐受功率为所设定的20W。
[0105] 其结果是，成为按压针功率0. 0004W <按压针的耐受功率4W，满足（1/队)2 ·(Rn + R12) < Wn的关系。此外，成为突起功率72W >微小突起的耐受功率20W，满足（I/N2) 2 · R22 > W22的关系。而且，作为电路的1个微小突起25和功率半导体100的表面100f最先被破 坏。进而，被破坏的接触体2切断异常时的大电流，保护按压体组件3避免大电流。由此， 能够在不修理按压体组件3的情况下使用到寿命期限。
[0106] (情况 2)
[0107] 图5是示出本实施方式的探测器装置1被施加了异常时的大电流的情况下(情况 2) 的图，图5的（a)是状态图，图5的（b)是电路图。
[0108] 情况2是功率半导体100整体(大部分）存在故障的情况。在该情况下，电流值I (=2000A)的电流分流到在正上方与功率半导体100接触的接触体2的整体(标星号的多 个微小突起的全部)。
[0109] & = 330根按压针31中的每根按压针的电流值为I/X = 2000/330 N 6A。1根按 压针的电阻值为=0.04 Ω。每根按压针的按压针功率为+ R12) N 6X6X0. 04 = 1. 6W。另一方面，每根按压针的耐受功率为所设定的4W。
[0110] 此外，作为电路的N2 = 100个微小突起25的全部中的1个微小突起的电流值为 I/N2 = 2000/100 = 20A。1个微小突起的R22为80ι?Ω = 0. 08 Ω。1个微小突起的突起功 率为（Ι/Ν2) 2 · R22 = 20X20X0.08 = 32W。另一方面，1个微小突起的耐受功率为所设定 的 20W。
[0111] 其结果是，成为按压针功率1.6W<按压针的耐受功率4W，满足（I/X)2 · (Rn + R12) < Wn的关系。此外，成为突起功率32W >微小突起的耐受功率20W，满足（I/N2) 2 · R22 > W22的关系。而且，作为电路的100个微小突起25和功率半导体100的表面100f分别最 先被破坏。进而，被破坏的接触体2切断异常时的大电流，保护按压体组件3避免大电流。 由此，能够在不修理按压体组件3的情况下使用到寿命期限。
[0112] 根据以上的本实施方式的探测器装置1，起到了以下的效果。
[0113] (1)将接触体2与按压体组件3串联连接，在向功率半导体100施加电流的探测器 装置1被施加了异常时的大电流（电流值I)的情况下，按压体组件3的按压体功率I 2 ·札 小于按压体组件3的耐受功率％，施加于接触体2的与功率半导体100接触的表面21f的 接触体功率I2 · R2大于该表面21f的耐受功率W2。
[0114] 此处，接触体2廉价且制造容易，适合于用后即丢。另一方面，按压体组件3价格 高且制造困难，需要确保耐久性，在被施加了异常时的大电流而被焦耳热破坏的情况下，需 要修理。
[0115] 在本实施方式中，在探测器装置1被施加了异常时的大电流的情况下，接触体2比 按压体组件3先被破坏。进而，被破坏的接触体2切断异常时的大电流，保护按压体组件3 避免大电流。由此，能够在不修理按压体组件3的情况下使用到寿命期限。
[0116] (2)按压体组件3的按压体功率I2 ·&是根据构成按压体组件3的多个按压针31 的电阻Rn和构成按压体组件3的多个按压针31的前端31t与接触体2的背面2b之间的 接触电阻R 12来计算的，接触体功率I2 · R2是根据接触体2自身的电阻R21和接触体2的多 个微小突起25与功率半导体100的表面100f之间的接触电阻R 22来计算的。而且，能够计 算出比按压体组件3的耐受功率％小的按压体功率I2 · &和比接触体2的表面21f的耐 受功率W2大的接触体功率I2 · R2。由此，能够构成如下关系：在探测器装置1被施加了异 常时的大电流（电流值I)的情况下，按压体组件3的按压体功率I 2 · &小于按压体组件3 的耐受功率A，施加于接触体2的与功率半导体100接触的一侧的表面21f的接触体功率 I2 · R2大于该表面21f的耐受功率W2。
[0117] (3)按压体组件3的按压体功率I2 ·&小于按压体组件3的耐受功率％的关系是 按压针31的按压针功率（I/%)2 *(Rn + R12)小于按压针31的耐受功率Wn的关系。由此， 能够将按压体组件3的按压体功率I 2 · &与耐受功率A的关系置换为1根按压针31的按 压针功率（I/X)2 · (Rn + R12)与耐受功率Wn的关系，能够使该关系对应于1根按压针31 这样的构成要素单位而容易地进行设计。
[0118] 此外，本发明不限于上述实施方式，在能够达成本发明目的的范围内，可以进行变 形、改良等，这也包含在本发明的范围内。
【权利要求】
1. 一种电流施加装置，其将与半导体的表面接触而施加电流的接触电极和按压所述接 触电极的按压体串联连接，来向所述半导体施加电流，该电流施加装置的特征在于，其构成 为： 在被施加于所述按压体的按压体功率小于所述按压体的耐受功率时，被施加于所述接 触电极的接触电极功率大于所述接触电极的耐受功率。
2. 根据权利要求1所述的电流施加装置，其特征在于，该电流施加装置构成为： 所述按压体功率是根据所述按压体自身的电阻和所述按压体与所述接触电极之间的 接触电阻来计算的， 所述接触电极功率是根据所述接触电极自身的电阻和所述接触电极与所述半导体之 间的接触电阻来计算的， 在被施加于所述按压体的按压体功率小于所述按压体的耐受功率时，被施加于所述接 触电极的接触电极功率大于所述接触电极的耐受功率。
3. 根据权利要求1或2所述的电流施加装置，其特征在于， 所述按压体具有多个弹性体， 被施加于所述按压体的按压体功率小于所述按压体的耐受功率的关系，是被施加于多 个所述弹性体的全体中的1个所述弹性体的弹性体功率小于1个所述弹性体的耐受功率的 关系。
【文档编号】G01R31/26GK104142462SQ201410110734
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2014年3月24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