JP2000028638A - 導電性接触子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低インダクタンス化及び低抵抗化を向上す
る。 【解決手段】 一体化した２枚の絶縁板４の中間部にコ
イルばね支持孔５を設け、各外面に開口する矩形断面の
針状体支持孔６を設け、コイルばね支持孔５内に圧縮コ
イルばね７を受容し、板材をプレス加工した一対のＴ字
形の導電性針状体８を各針状体支持孔６により出没自在
に支持する。Ｔ字形導電性針状体の段部８ｃ間に圧縮コ
イルばねを介装し、各没入端部に形成した係合部８ｄ同
士を弾発付勢力に抗して互いに係合させる。コイルばね
支持孔の軸心から段部８ｃ間での距離ａよりも突出側の
針先部８ｅ間での距離ｂを大きくして、針先部８ｅを被
接触体に押圧することにより、係合部８ｄを相手に押圧
する向きのモーメントが働き、常に摺接可能になり、伝
達信号をコイルばねを介さずに通して、低インダクタン
ス化及び低抵抗化し得るため、高周波数の信号伝達に適
用可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製品などの
検査やソケットに用いられる導電性接触子に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、プリント配線板の導体パターンや
電子部品などの電気的検査（オープン・ショートテス
ト、環境テスト、バーインテストなど）を行うため、ま
たはウェハテスト用などのコンタクトプローブや、半導
体素子（ＬＧＡ・ＢＧＡ・ＣＳＰ・ベアチップ）用ソケ
ット（製品用も含む）及びコネクタに種々の構造の導電
性接触子が用いられている。

【０００３】例えば上記半導体素子用ソケットに用いる
ものとして、互いに相反する方向に出没可能な一対の導
電性針状体を設けると共に両導電性針状体間に圧縮コイ
ルばねを介装し、両導電性針状体の各突出端をそれぞれ
対応する各被接触体（端子など）に弾発的に衝当させ
て、両被接触体間に電気信号を伝達可能にしたものがあ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】近年、半導体素子に用
いられる信号周波数が高速化され、数百ＭHzのものも使
用されるようになっており、そのような高速で動作する
半導体素子に使用されるソケットには、その導電部分で
ある導電性接触子に低インダクタンス化及び低抵抗化を
より一層促進することが要求されてきている。さらに、
上記したような半導体素子用ソケットにあっては、上記
低インダクタンス化及び低抵抗化の他に、接触子の比較
的大きなストロークや、ソケット全体を薄くすること
や、量産性などが要求される。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決し
て、低インダクタンス化及び低抵抗化を向上すると共に
大ストロークを確保しかつホルダ長を短くし得ることな
どを実現するために、本発明に於いては、互いに相反す
る向きに出没運動可能にホルダにより支持された一対の
導電性針状体と、前記一対の導電性針状体を前記ホルダ
から互いに相反する方向に弾発的に突出させるように前
記ホルダ内に受容された圧縮コイルばねとを有し、前記
両導電性針状体の各没入側部分同士を前記出没運動時に
常に互いに摺接させるための針状体摺接保持手段を設け
たものとした。また、前記針状体摺接保持手段が、前記
両導電性針状体の各没入端部を前記圧縮コイルばね内に
て互いに相手に対して半径方向に衝当させるべく、前記
両導電性針状体の各中間部を前記圧縮コイルばねにより
弾発付勢しかつ当該各弾発付勢位置を前記圧縮コイルば
ねの軸心に対して略点対称位置にすると共に、前記両導
電性針状体の各突出端を対応する前記各弾発付勢位置に
対してそれぞれ半径方向外側に位置させてなることや、
前記針状体摺接保持手段が、前記両導電性針状体の各中
間部を前記圧縮コイルばねにより弾発付勢しかつ当該各
弾発付勢位置を前記圧縮コイルばねの軸心に対して略点
対称位置にすると共に、前記一対の導電性針状体に加わ
る没入方向荷重により、前記両導電性針状体の各没入端
部を前記圧縮コイルばね内にて互いに相手に対して半径
方向に衝当させる向きのモーメントを発生させるように
すると良く、さらに、前記両導電性針状体の前記各没入
側端部に前記圧縮コイルばねの弾発付勢力に抗して互い
に係合し得る半径方向突部が形成され、該係合により前
記両導電性針状体が突出方向に抜け止めされていると良
く、また、前記導電性針状体が板材をプレス加工して形
成されていると良い。

【０００６】このようにすることにより、信号伝達経路
に圧縮コイルばねが介在することがなく、両導電性針状
体間を直線的に進み得るため、低インダクタンス化及び
低抵抗化を達成し得る。また、両導電性針状体の各没入
側端部同士がホルダ内にて互いに摺接するように設けら
れていることから、それぞれのストロークが互いに相手
と干渉することがないため、両導電性接触子の全ストロ
ークが大きくなると共にそのストロークに対してソケッ
ト全体の厚さを薄くすることができる。また、両導電性
針状体を同軸上に配置せずに、互いに点対称となるよう
にかつ互いに重ね合わされるように配設し、また導電性
針状体に加わる没入方向荷重により、導電性針状体の没
入端部を圧縮コイルばね内にて相手に対して半径方向に
衝当させる向きのモーメントを発生させるようにするこ
とにより、導電性針状体同士を好適に摺接させることが
できると共に、導電性針状体を板状に形成することがで
き、板材をプレス加工して形成することにより、量産化
を向上し得る。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下に添付の図面に示された具体
例に基づいて本発明の実施の形態について詳細に説明す
る。

【０００８】図１は、本発明が適用された半導体素子用
ソケットの要部拡大側断面図であり、図２は図１の矢印
II線から見た要部矢視図である。本ソケット１は、半導
体素子としての例えばＢＧＡ２を基板３に結合する際に
両者（２・３）間に介装されるものであり、図に示され
るように、絶縁性支持部材として２枚の絶縁板４を互い
に貼り合わせて一体化し、その一体化された両絶縁板４
においてその厚さ方向に貫通する貫通孔を設けて本発明
におけるホルダを形成している。

【０００９】本実施の形態におけるホルダは、両絶縁板
４の厚さ方向中間部に設けられた円形断面のコイルばね
支持孔５と、そのコイルばね支持孔５に対してその軸心
を中心とする点対称位置にそれぞれ開口しかつ両絶縁板
４の相反する各外面にそれぞれ開口する矩形断面の一対
の針状体支持孔６とからなる。コイルばね支持孔５に
は、その内径よりも若干小径の圧縮コイルばね７が同軸
的に受容されている。

【００１０】図における上下の各針状体支持孔６には、
同一形状の両導電性針状体８の各中間部が軸線方向に往
復動自在に支持されている。本導電性針状体８は、板材
からプレス・ヘッダ加工により略Ｔ字形に打ち抜いて形
成されるものであって良く、Ｔ字の縦棒に相当し没入側
部分としての脚部８ａと、Ｔ字の横棒に相当し縦長に形
成された頭部８ｂとからなる。上記加工によれば、たと
えば図３に示されるように複数の導電性針状体８を並列
に連結された状態で製造し、それから個々に分断するよ
うにして良い。

【００１１】両導電性針状体８は、コイルばね支持孔５
の軸線方向に延在しかつコイルばね支持孔５の中心に対
して互いに点対称となるように配設される。導電性針状
体８の上記頭部８ｂが、針状体支持孔６により若干傾動
自在にかつ出没方向（図における上下方向）に往復動自
在に支持され、両導電性針状体８の各脚部８ａと各頭部
８ｂとの境界になる各段部８ｃ間に、圧縮コイルばね７
が組み付け時の自然状態で所定量圧縮された状態で介装
されている。その圧縮コイルばね７内に各脚部８ａが互
いに対峙するように受容されていると共に、上記脚部８
ａの没入方向端部には相対する脚部８ａに向けて凸状を
なす没入側端部としての係合部８ｄが形成されている。

【００１２】さらに、頭部８ｂの幅方向中央部が頭部８
ｂの厚さ方向に所定量偏倚する（図１参照）ように形成
されていると共に、その偏倚した中央部の突出端部に、
被接触体に衝当させるための先細り形状の針先部８ｅが
形成されている。上記針先部８ｅの上記偏倚方向は段部
８ｃに対してコイルばね支持孔５の半径方向外側であ
り、上記係合部８ｄの突出方向は段部８ｃに対してコイ
ルばね支持孔５の軸心寄りである。

【００１３】本導電性針状体８の組み付け状態にあって
は、図１及び図４に示されるように、コイルばね支持孔
５の軸心に係合部８ｄが位置し、コイルばね支持孔５の
軸心から段部８ｃまでの距離ａよりも、コイルばね支持
孔５の軸心から針先部８ｅまでの距離ｂの方が大きい。
したがって、両導電性針状体８を圧縮コイルばね７内に
互いに対向させて挿入し、両係合部８ｄ同士を互いに係
合させることにより、各段部８ｃを支点として各係合部
８ｄを相対する係合部８ｄ側に向かわせる向きのモーメ
ントが働く。そのため、両係合部８ｄ同士の係合状態が
圧縮コイルばね７の弾発付勢力により保持される。

【００１４】なお、基板３内に組み付ける前に、両導電
性針状体８を圧縮コイルばね７に組み付けても良く、そ
の状態で両係合部８ｄ同士を互いに係合させることによ
り、上記と同様に圧縮コイルばね７の弾発付勢力により
係合状態が保持される。その状態では、図５に示される
ように、両導電性針状体８と圧縮コイルばね７とを一体
化することができる。その一体化された状態の両導電性
針状体８を間にして軸線方向に挟むように両絶縁板４を
はり合わせることにより、図１の組み付け状態にするこ
とができ、組立時の取扱い性が向上する。

【００１５】たとえば図６に示されるように、針先部８
ｅを被接触体に荷重Ｆで当接させた場合には、両導電性
針状体８には、圧縮コイルばね７の弾発付勢力を受ける
各段部８ｃを支点Ｓとするモーメントが生じ、それによ
り各係合部８ｄを互いに相対する脚部８ａに接触圧Ｒを
もって当接する。その各係合部８ｄの互いの接触点を介
して、両導電性針状体８は電気的導通状態になる。

【００１６】さらに、上記した針先部８ｅと段部８ｃと
の位置関係（針先部８ｅの方が段部８ｃよりも圧縮コイ
ルばね７の半径方向外側に位置している）により、図７
に示されるように、両針先部８ｅを絶縁板４内に埋没さ
せるように被接触体であるＢＧＡ２の端子２ａや基板３
の配線パターン３ａに当接させた場合には、圧縮コイル
ばね７が大きく圧縮されるため、このときモーメントは
より一層大きく働くことになり、両係合部８ｄ同士の接
触圧がより高まる。

【００１７】したがって、組み付け時の自然状態から被
接触体に対する弾発的接触状態に至る導電性針状体８の
全ストロークにおいて、両係合部８ｄが、常に互いに接
触圧をもって摺接することになる。このようにして、導
電性針状体８に対する支点Ｓと荷重Ｆ及び接触圧Ｒの各
位置関係で針状体摺接保持手段が構成されている。

【００１８】そして、両導電性針状体８間を通る電気信
号の経路は、図７の矢印Ａに示されるように両導電性針
状体８のみを通るため、圧縮コイルばねの一部を導通経
路とするものにおける経路の無駄がなく、ほぼ直線的に
なる。これにより、両係合部８ｄ同士を互いに摺接させ
るための何らかの規制手段や付勢手段を必要とせず、部
品点数が増えることなく、簡単な構成で、低インダクタ
ンス化及び低抵抗化を大きく向上でき、伝達信号のより
一層の高周波数化を可能にする。

【００１９】さらに、圧縮コイルばね７を信号伝達のた
めに用いる必要がないことから、圧縮コイルばね７に
は、最も高速かつ大量に生産するのに適した切断長の短
い単純な等ピッチコイルばねの仕様を適用することがで
きる。したがって、量産化かつ低コスト化を向上し得
る。

【００２０】本発明による針状体摺接保持手段にあって
は、両係合部８ｄ同士を常に互いに摺接させるべく両導
電性針状体８に互いの係合部８ｄを相手に衝当させる向
きのモーメントを発生させるようにするものであれば良
く、例えば図８に示されるようにしても良い。この図８
にあっては、前記図示例と同様の部分については同一の
符号を付してその詳しい説明を省略するが、針先部８ｅ
の先端が出没方向に対して斜め方向に端子２ａに当接す
るようになっている。すなわち、針先部８ｅの先端に対
して端子２ａの中心が側方にずれた状態で互いに当接す
るように両者が配設されていると共に、針先部８ｅの斜
面８ｆが端子２ａの中心に斜めに臨むようになってい
る。

【００２１】したがって、図８に示されるように端子２
ａと針先部８ｅとを当接させた場合に、導電性針状体８
に対する没入方向荷重Ｆが針先部８ｅに対して図に示さ
れるように斜めに加わる。それにより、段部８ｃの支点
（Ｓ）に対して針先部８ｅが積極的に外方に変位させら
れるため、段部８ｃの支点（Ｓ）回りの図に示されるモ
ーメントＭが働き、係合部８ｄが常に互いにより確実な
接触圧をもって相手に摺接することになる。

【００２２】ところで、本実施の形態における導電性針
状体８は、板材から打ち抜いて形成でき、量産性が高
い。また、頭部８ｂの中央部を偏倚させる加工や針先部
８ｅの先細り加工も、上記打ち抜き時のプレス加工によ
り同時に行うことができ、量産性をより一層高め得ると
共に、製造コストを低廉化し得る。

【００２３】また、両導電性針状体８の各脚部８ａを圧
縮コイルばね７内で互いに干渉しないように設けている
ため、両者を同軸上に配置するものに対して、両者の変
位量を大きくすることができる。したがって、ホルダか
らの各突出量を設定すると、同軸上に配置したものにあ
ってはコイルばね支持孔の長さを両導電性針状体の各突
出量の和の分を最低必要とするのに対して、本発明のも
のでは、コイルばね支持孔５の長さを導電性針状体８の
一方の突出量を吸収し得る程度にすることができ、導電
性接触子全体の長さを極力短くすることができる。

【００２４】本実施の形態のようにソケットに用いる場
合には、その薄型化を向上し得るため、本ソケットが適
用される装置におけるスペース効率を向上し得ると共
に、圧縮コイルばね７が両導電性針状体８の両係合部８
ｄ同士の係合により両段部８ｃ間に圧縮状態に保持され
るため、その状態における圧縮コイルばね７のコイル長
がコイルばね支持孔５の深さよりも若干短くなるように
設定することにより、圧縮コイルばね７の弾発付勢力が
絶縁板４に伝達することが無いため、絶縁板４の板厚を
極力薄くしても絶縁板４にそりが生じることがない。し
たがって、絶縁板４を装置へ固定する場合に例えばねじ
止めするような場合にはその本数を減らすことができ
る。

【００２５】

【発明の効果】このように本発明によれば、圧縮コイル
ばねを介すことなく両導電性針状体間に直線的に信号を
伝達させることができるため、低インダクタンス化及び
低抵抗化を達成し得るため、より一層の高周波数信号の
伝達に適用できると共に、両導電性針状体の各没入側部
分同士がホルダ内にて互いに摺接するように設けられて
いることから、それぞれのストロークが互いに相手と干
渉することがないため、両導電性接触子による全ストロ
ークが大きくなるため、ソケット全体の厚さを薄くする
ことができる。また、両導電性針状体を同軸上に配置せ
ずに、互いに点対称となるようにかつ互いに重ね合わさ
れるように配設することから、導電性針状体を板材から
プレス加工して形成することにより、量産化を向上し得
るため、導電性接触子の低コスト化を向上し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用された半導体素子用ソケットの要
部拡大側断面図。

【図２】図１の矢印II線から見た要部矢視図。

【図３】導電性接触子の加工要領を示す図。

【図４】図１の矢印IV−IV線から見た上面図。

【図５】導電性接触子の組み付け要領の一例を示す斜視
図。

【図６】本発明に基づく両導電性針状体の接触状態を示
す説明図。

【図７】電気信号の導通経路を示す説明図。

【図８】本発明に基づく別の実施の形態を示す図７に対
応する図。

【符号の説明】

１ ソケット ２ ＢＧＡ ３ 基板 ４ 絶縁板 ５ コイルばね支持孔 ６ 針状体支持孔 ７ 圧縮コイルばね ８ 導電性針状体 ８ａ 脚部、８ｂ 頭部、８ｃ 段部、８ｄ 係合部、
８ｅ 針先部 ８ｆ 斜面

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに相反する向きに出没運動可能にホ
   ルダにより支持された一対の導電性針状体と、前記一対
   の導電性針状体を前記ホルダから互いに相反する方向に
   弾発的に突出させるように前記ホルダ内に受容された圧
   縮コイルばねとを有し、 前記両導電性針状体の各没入側部分同士を前記出没運動
   時に常に互いに摺接させるための針状体摺接保持手段を
   設けたことを特徴とする導電性接触子。
2. 【請求項２】 前記針状体摺接保持手段が、前記両導
   電性針状体の各没入端部を前記圧縮コイルばね内にて互
   いに相手に対して半径方向に衝当させるべく、前記両導
   電性針状体の各中間部を前記圧縮コイルばねにより弾発
   付勢しかつ当該各弾発付勢位置を前記圧縮コイルばねの
   軸心に対して略点対称位置にすると共に、前記両導電性
   針状体の各突出端を対応する前記各弾発付勢位置に対し
   てそれぞれ半径方向外側に位置させてなることを特徴と
   する請求項１に記載の導電性接触子。
3. 【請求項３】 前記針状体摺接保持手段が、前記両導
   電性針状体の各中間部を前記圧縮コイルばねにより弾発
   付勢しかつ当該各弾発付勢位置を前記圧縮コイルばねの
   軸心に対して略点対称位置にすると共に、前記一対の導
   電性針状体に加わる没入方向荷重により、前記両導電性
   針状体の各没入端部を前記圧縮コイルばね内にて互いに
   相手に対して半径方向に衝当させる向きのモーメントを
   発生させるようにしたことを特徴とする請求項１に記載
   の導電性接触子。
4. 【請求項４】 前記両導電性針状体の前記各没入側端部
   に前記圧縮コイルばねの弾発付勢力に抗して互いに係合
   し得る半径方向突部が形成され、該係合により前記両導
   電性針状体が突出方向に抜け止めされていることを特徴
   とする請求項１乃至請求項３に記載の導電性接触子。
5. 【請求項５】 前記導電性針状体が板材をプレス加工し
   て形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項
   ４のいずれかに記載の導電性接触子。