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技術 大電流通電装置

出願人 三菱電機株式会社
発明者 篠田信宏
出願日 2015年10月8日 (5年1ヶ月経過) 出願番号 2015-200405
公開日 2017年4月13日 (3年7ヶ月経過) 公開番号 2017-072514
状態 特許登録済
技術分野 測定用導線・探針 個々の半導体装置の試験
主要キーワード 勾配構造 ディスクリート製品 ユニットロック 製品受け 通電装置 製品端 通電試験装置 プレスフィットピン
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2017年4月13日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (7)

課題

本発明はパワーモジュール製品に対する通電試験に好適な大電流通電装置係りピン形状製品端子に対し大電流通電が可能なプローブピンを備えた大電流通電装置を得ることを目的とする。

解決手段

プローブピンと、固定部とを備え、前記プローブピンは複数の金属部材から構成され、前記金属部材は、弾性力を持ち、凸部分を備え、製品端子を配置するための製品端子配置位置を囲んで前記固定部に固定され、前記凸部分は、前記製品端子配置位置に向かって突出し、前記金属部材が、前記製品端子配置位置に向かって押圧されることで湾曲し、前記凸部分と前記製品端子配置位置に配置された前記製品端子が接触し、前記製品端子は、複数の前記金属部材により挟み込まれることを特徴とする。

概要

背景

特許文献1には、電気製品に対する通電試験装置が開示されている。電気製品は平板状の製品端子を備える。また、通電試験装置は測定端子を備える。測定端子は一対の端子板から構成される。製品端子と測定端子が接続されることで、電気製品に対して通電が生じる。製品端子は一対の端子板の間に挿入され、測定端子と接続される。

概要

本発明はパワーモジュール製品に対する通電試験に好適な大電流通電装置係りピン形状の製品端子に対し大電流通電が可能なプローブピンを備えた大電流通電装置を得ることを目的とする。プローブピンと、固定部とを備え、前記プローブピンは複数の金属部材から構成され、前記金属部材は、弾性力を持ち、凸部分を備え、製品端子を配置するための製品端子配置位置を囲んで前記固定部に固定され、前記凸部分は、前記製品端子配置位置に向かって突出し、前記金属部材が、前記製品端子配置位置に向かって押圧されることで湾曲し、前記凸部分と前記製品端子配置位置に配置された前記製品端子が接触し、前記製品端子は、複数の前記金属部材により挟み込まれることを特徴とする。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

プローブピンと、固定部と、を備え、前記プローブピンは複数の金属部材から構成され、前記金属部材は、弾性力を持ち、凸部分を備え、製品端子を配置するための製品端子配置位置を囲んで前記固定部に固定され、前記凸部分は、前記製品端子配置位置に向かって突出し、前記金属部材が、前記製品端子配置位置に向かって押圧されることで湾曲し、前記凸部分と前記製品端子配置位置に配置された前記製品端子が接触し、前記製品端子は、複数の前記金属部材により挟み込まれることを特徴とする大電流通電装置

請求項2

前記金属部材は、板状の形状であることを特徴とする請求項1に記載の大電流通電装置。

請求項3

前記プローブピンは、対向して配置される2つの前記金属部材から構成されることを特徴とする請求項1または2に記載の大電流通電装置。

請求項4

前記凸部分は、断面形状がV字型の第1屈曲部であることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の大電流通電装置。

請求項5

通電のための導電体パターン化されている配線基板を備え、前記プローブピンは前記配線基板に埋め込まれていることを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の大電流通電装置。

請求項6

垂直方向に貫通した開口を有する可動部を備え、前記プローブピンは、前記開口を貫通し、前記金属部材は、前記固定部によって固定されている箇所と前記凸部分との間に、断面形状がV字型であり前記凸部分と逆方向に突出する第2屈曲部を備え、前記開口は、前記可動部の上面に向かって幅が狭まる勾配構造を備え、前記開口の幅は、前記プローブピンの前記第2屈曲部の頂点部分における幅よりも狭く、前記可動部は、前記第2屈曲部の上方に設けられ、前記勾配構造が前記第2屈曲部を押圧する位置まで垂直方向に移動可能な機構を備えることを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の大電流通電装置。

請求項7

前記プローブピンおよび前記開口は複数備えられていることを特徴とする請求項6に記載の大電流通電装置。

請求項8

前記固定部と前記可動部を互いにロックするユニットロック機構を備え、前記ユニットロック機構によるロックを解除することで前記可動部が着脱可能となることを特徴とする請求項6または7に記載の大電流通電装置。

技術分野

0001

本発明はパワーモジュール製品に対する通電試験に好適な大電流通電装置に関する。

背景技術

0002

特許文献1には、電気製品に対する通電試験装置が開示されている。電気製品は平板状の製品端子を備える。また、通電試験装置は測定端子を備える。測定端子は一対の端子板から構成される。製品端子と測定端子が接続されることで、電気製品に対して通電が生じる。製品端子は一対の端子板の間に挿入され、測定端子と接続される。

先行技術

0003

特開2010−38767号公報

発明が解決しようとする課題

0004

特許文献1に示す装置では、平板状の端子板で製品端子を挟むことで、測定端子と製品端子が接続されている。しかし、平板状の端子板を用いる場合、端子形状によっては安定した接続が得られないことがある。ここで、パワーモジュール製品等に大電流通電を行う性能試験では、製品端子と測定端子の安定した接触が必要となる。従って、特許文献1に示す装置は大電流通電試験には適さない。

0005

本発明は、上述の問題点を解決するためになされたもので、その目的はピン形状の製品端子に対し、大電流通電が可能なプローブピンを備えた大電流通電装置を得ることである。

課題を解決するための手段

0006

プローブピンと、固定部とを備え、前記プローブピンは複数の金属部材から構成され、前記金属部材は、弾性力を持ち、凸部分を備え、製品端子を配置するための製品端子配置位置を囲んで前記固定部に固定され、前記凸部分は、前記製品端子配置位置に向かって突出し、前記金属部材が、前記製品端子配置位置に向かって押圧されることで湾曲し、前記凸部分と前記製品端子配置位置に配置された前記製品端子が接触し、前記製品端子は、複数の前記金属部材により挟み込まれる。

発明の効果

0007

本発明における大電流通電装置では、金属部材は弾性力を持ち、凸部分を備える。このため、製品端子と凸部分が弾性力を持って接触する。また、製品端子は複数の金属部材により挟み込まれる。従って、ピン形状の製品端子とプローブピンとの安定した接触が確保され、製品端子への大電流通電が可能となる。

図面の簡単な説明

0008

本発明の実施の形態1に係る大電流通電装置およびパワーモジュール製品の正面図である。
本発明の実施の形態1に係る大電流通電装置の要部であるコンタクト部の断面図および平面図並びにパワーモジュール製品の断面図である。
図2に示すコンタクト部が備えるプローブピンの拡大図(その1)である。
図2に示すコンタクト部が備えるプローブピンの拡大図(その2)である。
図2に示すコンタクト部とパワーモジュール製品を接続した状態の断面図である。
図2に示すコンタクト部の下方に配置される配線基板が備える配線パターンの正面図である。

実施例

0009

本発明の実施の形態に係る大電流通電装置10について図面を参照して説明する。同じ又は対応する構成要素には同じ符号を付し、説明の繰り返しを省略する場合がある。

0010

実施の形態1.
図1は本実施の形態に係る大電流通電装置10の正面図である。図1において破線枠部12で囲われる部分はコンタクト部14である。コンタクト部14の上部に試験対象であるパワーモジュール製品16が配置されている。また、コンタクト部14の下部には、配線基板17が配置される。配線基板17には、通電のための導電体パターン化されている。

0011

図2は、本実施の形態に係る大電流通電装置10の要部であるコンタクト部14の断面図および平面図並びに、パワーモジュール製品16の断面図である。コンタクト部14は、可動部18、固定部20、プローブピン22、製品受け台26およびユニットロック機構24を備える。固定部20の上部に可動部18が配置される。可動部18の上部に製品受け台26が配置される。可動部18は垂直方向に移動可能な機構を備える。プローブピン22は複数備えられる。プローブピン22の一端は固定部20に固定され、他端は製品受け台26に接続される。製品受け台26には上部からパワーモジュール製品16が配置される。また、製品受け台26は固定部20に固定されている。

0012

可動部18と固定部20は、30度の角度を持ったユニットロック機構24によって互いにロックされる。ユニットロック機構24によるロックを解除すると、可動部18は固定部20から着脱可能となる。可動部18が取り外せるため、プローブピン22に摩耗または大電流通電による焼損が発生した場合に、容易にプローブピン22を交換することが可能になる。図2では可動部18と固定部20のロックは解除されている。

0013

図3は、図2に示すコンタクト部14が備えるプローブピン22の拡大図(その1)である。図3では、便宜上、製品受け台26は省略している。プローブピン22は2つの金属部材34から構成される。金属部材34は板状であり、弾性力を持つ。2つの金属部材34は対向した状態で固定部20に固定されている。また、2つの金属部材34の間には間隔が設けられ、製品端子36を配置するための製品端子配置位置38が確保されている。製品端子36はプローブピン22の上部から製品端子配置位置38に挿入されている。製品端子36はプレスフィットピンである。破線枠部37は、製品端子36の正面図である。

0014

金属部材34は、製品端子配置位置38に向かって突出する凸部分39を備える。凸部分39は断面形状がV字型の第1屈曲部40である。また、金属部材34は第2屈曲部42をさらに備える。第2屈曲部42は、金属部材34が固定部20によって固定されている箇所と第1屈曲部40との間に設けられる。第2屈曲部42の断面形状はV字型であり第1屈曲部40と逆方向に突出する。第1屈曲部40の頂点部分における2つの金属部材34の間の幅は、金属部材34が外力を受けていない場合において製品端子36の幅よりも広くなるように設けられている。従って、図3の状態において、製品端子36とプローブピン22は接触しない。このため、パワーモジュール製品16を大電流通電装置10に配置する際に、プローブピン22との接触により製品端子36が傷つくことを防ぐ事が可能になる。

0015

図3に示すように、可動部18は開口44を備える。開口44は可動部18を垂直方向に貫通する。プローブピン22は開口44を貫通する。なお、開口44は可動部18に複数備えられ、複数備えられたプローブピン22はそれぞれが開口44を貫通する。開口44は可動部18の上面に向かって幅が狭まる勾配構造46を備える。開口44の幅は、プローブピン22の第2屈曲部42の頂点部分における幅よりも狭い。可動部18は、第2屈曲部の上方に配置される。このとき、勾配構造46は第2屈曲部42の上方に位置する。

0016

可動部18は垂直方向に移動可能な機構を備える。可動部18を固定部20に向かって移動させると、勾配構造46が第2屈曲部42とぶつかる。可動部18をさらに下方へ移動させると、勾配構造46が第2屈曲部42を、製品端子配置位置38に向かって押圧する。

0017

図4は、第2屈曲部42が勾配構造46によって押圧された状態を示す。破線枠部48は、製品端子36およびプローブピン22の正面図を示す。金属部材34は弾性力を持つ。このため、金属部材34は製品端子配置位置38に向かって押圧されると、弾性力により湾曲する。この結果、第1屈曲部40の頂点部分が製品端子36と接する。

0018

本実施の形態では、第2屈曲部42が押圧されることで金属部材34が湾曲する。金属部材34の湾曲により、第1屈曲部40は製品端子36と接触する。また、金属部材34は弾性力を持つ為、第1屈曲部40は弾性力によって加重された状態で製品端子36と接触する。このため、製品端子36とプローブピン22の安定した接触が得られる。また、本実施の形態では製品端子36は金属部材34によって両側から挟みこまれる。このため、製品端子36が単一の金属部材34と接触する場合と比較して、接触面積が大きくなる。従って、プローブピン22と製品端子36の接続部分の抵抗を低減することができる。以上から、本実施の形態ではピン形状の製品端子36に対して大電流通電が可能となる。

0019

図4において、製品端子36とプローブピン22が接触した状態で、可動部18をさらに下方へ移動させると、金属部材34がさらに湾曲する。このため、弾性力による製品端子36への加重は強められ、プローブピン22と製品端子36は接触力が強められる。接触力が強まると、プローブピン22と製品端子36の接触抵抗が低減される。接触抵抗を低減することで、大電流通電時に問題となる接触部分の発熱を抑制することができる。また、本実施の形態では可動部18の移動によって、複数の製品端子36とプローブピン22との接触力を同時に均一に調整できる。従って、大電流通電試験の準備作業簡易化できる。

0020

なお、本実施の形態では凸部分39の断面形状をV字型としたが、U字型でも良い。また、本実施の形態では金属部材34に1つの凸部分39が形成されるが、凸部分39を上下に複数並べて設けてもよい。また、本実施の形態では、可動部18を移動させることで金属部材34が湾曲する。これ以外に、金属部材34を横から押圧する機構を設け、金属部材34を湾曲させても良い。

0021

図5は、図4に示す状態におけるコンタクト部14およびパワーモジュール製品16の断面図である。製品受け台26の上部にパワーモジュール製品16が配置されている。また、製品端子36とプローブピン22を接触させるために、図2と比較して可動部18が下方に移動している。可動部18と固定部20は、ユニットロック機構24により互いにロックされている。プローブピン22の下端はコンタクト部14の底面から突出している。上述したように、コンタクト部14の下部には、配線基板17が備えられる。

0022

図6は、コンタクト部14の下方に配置される配線基板17が備える配線パターンの正面図である。A面51、B面52およびC面53の3相パターンが積層し、配線パターンを構成している。A面51、B面52およびC面53はそれぞれ、金属部材34を挿入するためのスルーホール55を備える。金属部材34はスルーホールに埋め込まれる部分がスルーホール55の形状に合わせたピン形状とされている。コンタクト部14の底面から突出した金属部材34の下端は、スルーホール55に埋め込まれる。このとき、金属部材34は積層されたA面51、B面52およびC面53のスルーホール55を貫通し、プローブピン22が配線基板17と接続される。その結果、A面51、B面52およびC面53で大電流通電試験に必要な配線パターンが実現されている。

0023

本実施の形態では、プローブピン22は配線基板17に直接埋め込まれる。従って、プローブピン22と配線基板17の接続について、配線およびはんだ付けが不要となる。このため、配線から生じるインダクタンスを低減でき、大電流通電時に生じるサージ電圧が抑制できる。また、配線基板17とプローブピンの接続にはんだ付けが不要なことから、プローブピン22の交換が容易になる。

0024

また、配線基板17は、A面51、B面52およびC面53の積層された3相の配線パターンを備える。配線パターンを3相構成とすることで、大電流通電装置10を小型化することができる。また、A面51、B面52およびC面53の間の相互インダクタンスを調整することで、配線基板17全体のインダクタンスを低減することが可能になる。本実施の形態では、配線パターンを3相としているが、3相に限定されるものではない。また、図6に示すA面51、B面52およびC面53は配線パターンの一例であり、配線パターンは使用条件によって変化する。

0025

なお、本実施の形態では、試験対象の製品をパワーモジュール製品16としたが、大電流ディスクリート製品にも適用可能である。また、本実施の形態では製品端子36の形状をプレスフィットピンとしたが、ピン形状の端子であれば適用可能である。

0026

本実施の形態の変形例として、3つ以上の金属部材34でプローブピン22を構成してもよい。この場合、金属部材34は製品端子配置位置38を囲んで配置される。金属部材34が増えることで、製品端子36とプローブピン22の接触面積が増加する。従って、金属部材34が2つの場合と比較して、製品端子36とプローブピン22の接触をさらに安定させることができる。また、金属部材34の製品端子36との接触部分を、製品端子36の形状に合わせて調整しても良い。詳しくは、金属部材34に製品端子36の形状に合わせて湾曲した曲面を設ける。これにより、製品端子36と金属部材34の接触面積が増大する。従って、製品端子36とプローブピン22の接触をさらに安定させることができる。

0027

10大電流通電装置、17配線基板、18可動部、20 固定部、22プローブピン、24ユニットロック機構、34金属部材、36製品端子、38 製品端子配置位置、39凸部分、40 第1屈曲部、42 第2屈曲部、44 開口、46 勾配構造

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