触头、半导体试验装置以及半导体试验方法_2

文档序号:8429572阅读:来源:国知局
不干扰其他部件而能够与半导体装置的端子可靠地接触的尺寸即可。
[0043]在变形部Ia中,与设有连接部Ic的端部相反侧的端部是在触头I安装在半导体试验装置上进行电特性试验时,与半导体装置的端子接触的接触部。在该接触部中与端子对置的面形成平坦的接触面lb。在电特性试验时,接触面Ib与半导体装置的端子接触。
[0044]并且,在变形部Ia形成有沿与变形部Ia的中心轴线方向相交的方向延伸的狭缝S。在图1所示的例中,与接触面Ib平行地延伸的六条狭缝Sll?S16分别从变形部Ia的周面沿直径方向以直径的三分之二左右的长度形成。这些狭缝Sll?S16由于与接触面Ib平行地延伸,与倾斜延伸的情况相比能够缩短电流路径,因此能够减小触头I的电阻。但是,狭缝Sll?S16并不限于与接触面Ib平行地延伸。各狭缝Sll?S16,例如能够通过电火花线切割加工形成。狭缝S的宽度分别为0.3_左右,相邻的两条狭缝S隔开0.6_左右的间隔。
[0045]六条狭缝Sll?S16之中,最接近接触面Ib的狭缝Sll和最接近连接部Ic的狭缝S16从周面上相差180度的位置沿朝向中心的方向形成狭缝。在狭缝Sll和狭缝S16之间形成的四条狭缝S12?S15,相邻的狭缝从周面上相差90度的位置沿朝向中心的方向形成狭缝。形成狭缝的方向没有特别限定。相邻的两条狭缝从周面上以相差180度的位置沿朝向中心的方向形成狭缝的情况下,当在变形部Ia有电流流过时,能够降低电感。并且,对于四条狭缝,当从周面上相差90度的位置沿朝向中心的方向形成狭缝时,能够在弹性变形的前后保持接触面水平。
[0046]变形部Ia通过形成有狭缝S,从而具有如下构造:多个板簧重叠,并且相邻的板簧在端部接合。因此,在向变形部Ia的轴线方向施加压缩应力时,能够产生弹性变形,以使狭缝的宽度缩减,而使变形部Ia的轴线方向的长度缩短。据此,变形部Ia在试验时当触头I与半导体装置的端子接触并被按压时,成为产生弹性变形的本发明的变形部。应予说明,向变形部Ia的轴线方向施加的压缩应力的大小应避免达到由于弹性变形而导致狭缝的宽度成零而不能进行进一步弹性变形的程度。
[0047]触头I的连接部Ic为用于将触头I安装至半导体试验装置的部分。图示的例中,连接部Ic为在变形部Ia的中心轴线上延伸的外螺纹,通过将该外螺纹与在半导体试验装置的托上形成的螺丝孔进行螺合,从而将触头I安装在半导体试验装置,并且能够进行更换。但是,连接部Ic不限于图示的外螺纹。例如,也可以为通过将连接部压入半导体试验装置的托而进行安装的构造。
[0048]触头I的材料为在进行试验的半导体装置中电流能够流动的导电性材料。具体来说,可举出不锈钢、碳钢等的铁系合金和/或铍铜等的铜系合金。这之中,铍铜导电率高,在铜系合金中强度高并具有弹簧特性,因此优选为在变形部进行弹性变形的本实施方式的触头I的材料。并且,就触头I而言,至少在接触部的接触面Ib上,能够覆有金、银、白金、锡、钨、镍、钯、碳等的导电型薄膜,或者覆有以这些元素为主要元素的导电膜。这些导电膜,例如能够通过电镀加工和/或溅射形成。这些导电膜有利于提高触头接触面的导电性或提高耐热性等。
[0049]图2示出在按压之前(图2 (a))以及之后(图2 (b)),在试验时触头I接触半导体装置的端子并被按压时的示意图。应予说明,图2为了使本实验方式的触头I容易理解,图示了形成有两条狭缝S的触头。在按压之前,在触头I的变形部Ia形成的狭缝S具有一定的宽度(图2 (a))。接下来,在按压之后,触头I接触半导体装置20的端子21并且触头I的变形部Ia弹性变形,在变形部Ia形成的狭缝S的宽度变窄,变形部Ia沿按压方向缩短(图2(b))。因此,即使在半导体装置的端子的高度在容许范围内产生偏差的情况下,在半导体试验装置上安装的各个触头也能够与半导体装置的所有端子可靠地接触。
[0050]图3是表示安装有本实施方式的触头I的半导体试验装置的主要部分的示意图。图3(a)所示的半导体试验装置10具备触头1、安装有该触头的托11、载置有例如功率半导体模块来作为半导体装置20的载物台12、和使该载物台升降的升降装置13。托11使触头I的接触面Ib与在载物台12上载置的半导体装置20的基准面平行,并且以触头I与半导体装置20的端子21对置的方式来保持触头I。并且,在托11的下方,具备与该半导体装置20的端子21对置而设置的触头I。升降装置13是例如包括气缸,通过气压使载物台12升降的装置。
[0051]在图示的半导体试验装置10中,在载物台12上载置半导体装置20,通过升降装置13使载物台12上升,使半导体装置20的所有端子21与触头I接触,经由触头I使电流流过半导体装置20,进行电特性试验。
[0052]本实施方式的触头1,由于产生弹性变形的变形部Ia在从半导体装置20的端子21侧观察,位于包括接触面Ib的接触部的背后,并且与端子21接触的接触面Ib是平坦面,因此当使半导体试验装置10的载物台12上升且使半导体装置20的所有端子21与触头I接触时,接触面Ib不会在端子21上滑动。因此,根本不会发生图7中的立体图(图7(a))以及主视图(图7 (b))所示的现有的螺旋弹簧触头101和/或图8中与端子21接触前(图8(a))以及接触后(图8(b))的示意图所示的梳齿触头102那样,由于接触部分滑动而在端子上产生伤痕。本实施方式的触头1,在实验上已确认,即使以10kgf的负荷与半导体装置20的端子21接触,在端子21上也不会产生伤痕。
[0053]因此,因为与现有触头相比能够加大向触头I施加的负荷,所以能够降低触头I与端子21的接触电阻。并且,根据本发明人的研究,本实施方式的触头I在使触头I的平坦的接触面Ib与半导体装置20的平坦的端子21接触时,电流从接触面Ib的面内某处与端子21局部相接的一点流到端子21。这是因为半导体装置20的端子21并非完全平坦,以及如前所述,具有在端子21弯曲加工时未使其平行的情况。然而,已经确定,即使负荷相同,该电流流过时的接触电阻与现有的螺旋弹簧触头101和/或梳齿触头102那样的与端子21以多点接触时的接触电阻相比要低。即本实施方式的触头I由于能够加大施加到触头I的负荷以及在触头I的接触面Ib与端子21接触,因此与现有的触头相比能够降低接触电阻。因此,本实施方式的触头I能够抑制在试验时产生火花和/或熔敷,能够降低半导体装置20的产品外观不良的产生,并且触头I的磨损进展得慢,能够延长其寿命。
[0054]并且,本实施方式的触头I的变形部Ia和具有接触面Ib的接触部构成为一体。即变形部Ia和接触面Ib由一个部件构成,因此能够缩短触头自身的长度。据此,能够降低电感,能够改善试验品质。并且能够配合与半导体装置的使用者进行相同试验的试验条件。
[0055]并且,通过使变形部Ia与具有接触面Ib的接触部构成为一体,从而能够提高触头I自身的强度。因此,能够稳定来自触头I的负荷并施加于端子21,所以能够进行偏差小的稳定的试验。
[0056]图4中示出对于本实施方式的触头I和现有的螺旋弹簧触头101,改变各种向半导体装置20的端子21进行按压的负荷,对半导体装置20的端子21与触头I或者与螺旋弹簧触头101之间的电阻值进行测定的结果。从图4的结果得出,为了使本实施方式的触头I不产生由通电造
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