JP2003167001A - 電子部品用ソケットのコンタクトプローブ及びこれを用いた電子部品用ソケット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構造で、常に電流経路が一定となる電
子部品用ソケットのコンタクトプローブ及び該コンタク
トプローブを用いた電子部品用ソケットを提供する。 【解決手段】 電子部品用ソケット、例えば、ＩＣソケ
ットのコンタクトプローブは、電気的接続部を有するシ
リンダと、電気的接続部を有し、前記シリンダ内を往復
動可能なプランジャと、前記シリンダ及び前記プランジ
ャに沿って外側に配置され、ＩＣソケットに設置された
とき圧縮されるコイルバネとを備える。又は、ＩＣソケ
ットのコンタクトプローブは、中空円筒状バレルと、電
気的接続部を有し、前記中空円筒状バレル内を往復動可
能な２つのプランジャと、前記中空円筒状バレル内の前
記２つのプランジャ間に配置され、該プランジャと面接
触するように形成された円柱状導電性弾性部材とを備え
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、電子部品用ソケッ
トに係り、特にＩＣソケットに関し、より詳細には、電
気特性が改良されたＩＣソケットのコンタクトプローブ
に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５に示されるように、従来、電子部品
用ソケット、例えば、ＩＣソケットに設けられているコ
ンタクトプローブ（「ポゴ（商標名）ピン」ともい
う。）１６０は、半導体素子用パッケージ、例えば、Ｉ
Ｃパッケージ９０の半田ボール（又はパッド）９１と電
気的に接触する（図６参照）接点部としての上部プラン
ジャ１６１、基板２０に固定される中空円筒状のバレル
１６４、プリント基板（又は検査ボード）１００のパッ
ドと電気的に接触する（図６参照）端子部としての下部
プランジャ１６３及びバレル１６４内に配置され上部プ
ランジャ１６１及び下部プランジャ１６３を弾性的に支
持するコイルバネ１６２を備える。なお、１６１ａは、
上部プランジャ１６１のバレル１６４内壁と接触する接
触端部、１６３ａは、下部プランジャ１６３のバレル１
６４内壁と接触する接触端部である。ところで、コンタ
クトプローブ１６０は、ＩＣパッケージ９０とプリント
基板１００とを電気的に接続する部材であるから、この
コンタクトプローブ１６０を構成する上記構成要素は全
て導電性材料からなる。

【０００３】プリント基板１００上の所定位置に設置さ
れたＩＣソケットにＩＣパッケージ９０が搭載される
と、図６に示されるように、コンタクトプローブ１６０
の上部プランジャ１６１は、ａ点でＩＣパッケージ９０
の半田ボール９１と、及び下部プランジャ１６３は、ｄ
点でプリント基板１００のパッドと、それぞれ、接触す
るとともに、ＩＣパッケージ９０及びプリント基板１０
０によりバレル１６４内に押し込まれる。この時、上下
２つのプランジャ１６１、１６３は、ＩＣパッケージ９
０やプリント基板１００からの押圧力とコイルバネ１６
４の圧縮に対する反力との作用によりバレル１６４内で
図のように傾斜し、したがって、これら上下２つのプラ
ンジャ１６１、１６３の先端部は、それぞれバレル１６
４の円筒壁部のｂ点及びｃ点で当接する。この時、ｂ−
ｃ間を結ぶ直線は、バレル１６４の中心軸線と平行であ
る。

【０００４】なお、点ｂは、上部プランジャ１６１がど
の方向に傾斜しても、接触端部１６１ａ側にあっては、
上部プランジャ１６１の中心軸線と直交する点ｂを含む
面が接触端部１６１ａの円筒表面と交差する円上に存在
し、バレル１６４側にあっては、バレル１６４の中心軸
線と直交する点ｂを含む面がバレル１６４の内周壁面と
交差する円上に存在する。点ｃについても同様である。
したがって、上記の場合、線分ａ−ｂ、線分ｂ−ｃ及び
線分ｃ−ｄは、略一定の長さを有する。

【０００５】このようにして、該コンタクトプローブ１
６０においては、通常、ａ−ｂ−ｃ−ｄの電流経路が形
成され、それによって、ＩＣパッケージ９０とプリント
基板１００が、電気的に接続される。形成される電流経
路は、最短距離であり、電気抵抗も少ない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、コンタ
クトプローブ１６０が上記のようにバレル１６４内で上
下２つのプランジャ１６１、１６３と接触するため、電
流経路は、必ずしも図６に示されるような望ましい最短
距離で形成されるとは限らない。例えば、上下のプラン
ジャ１６１、１６３は、異なる方向に傾斜し得る。この
場合、上記したように、上下のプランジャ１６１、１６
３がどのように傾斜しても、線分ａ−ｂ、ｃ−ｄは、略
一定であるが、線分ｂ−ｃは、バレル１６４の中心軸線
と平行でなくなり、電流経路ａ−ｂ−ｃ−ｄは、全体と
して長くなる。言い換えれば、形成される電流経路の長
さが常に一定でなくなる。極端な場合、図７に示される
ように、上下のプランジャ１６１、１６３が、両方とも
に傾斜しない場合も生じ、この場合、バレル１６４に接
触しないため電流はコイルバネを通ることになり、電流
経路は非常に長くなる。

【０００７】また、コンタクトプローブ１６０は、上記
のように、コイルバネ１６２がバレル１６４内にあるた
め、該バレル１６４の形状等によりコイルバネ１６２の
外形が規制を受け、その選択の自由度が小さくなる。さ
らに、上下２つのプランジャ１６１、１６３の各接触端
部１６１ａ、１６３ａがコイルバネ１６２と直接接触し
ているため、各接触端部１６１ａ、１６３ａの動き（傾
斜）が接触抵抗によりスムーズに行われない恐れもあ
る。

【０００８】本発明は、上記問題点を解消すべく、簡単
な構造で、常に電流経路が一定となるＩＣソケットのコ
ンタクトプローブを提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の電子部品用ソケ
ットのコンタクトプローブは、上記目的を達成するため
に、電気的接続部を有するシリンダと、電気的接続部を
有し、前記シリンダ内を往復動可能なプランジャと、前
記シリンダ及び前記プランジャに沿って外側に配置さ
れ、電子部品用ソケットに設置されたとき圧縮されるコ
イルバネとを備えることを特徴とする。

【００１０】また、本発明の電子部品用ソケットのコン
タクトプローブは、中空円筒状バレルと、電気的接続部
を有し、前記中空円筒状バレル内を往復動可能な２つの
プランジャと、前記中空円筒状バレル内の前記２つのプ
ランジャ間に配置され、該プランジャと面接触するよう
に形成された円柱状導電性弾性部材とを備えるものであ
ってもよい。

【００１１】さらに、本発明の電子部品用ソケットは、
上記コンタクトプローブのいずれかを用いることを特徴
とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】最初に、本発明のコンタクトプロ
ーブが適用される本発明の電子部品用ソケットの実施例
について図１を用いて説明する。図１は、ＩＣパッケー
ジが搭載されたＩＣソケットを示し、（ａ）は、一部断
面を含むＩＣソケットの側面図であり、（ｂ）は、
（ａ）のＡ部拡大断面図である。

【００１３】ＩＣソケット１０は、ソケット基板２０、
該ソケット基板２０に対し弾性部材、例えば、コイルバ
ネ８０を介して上下動自在に形成されている、ＩＣパッ
ケージ９０が載置されるフローティングプレート３０、
該フローティングプレート３０との間でＩＣパッケージ
９０を挟持し、押圧する押え板４０、ソケット基板２０
に対し回動自在に取り付けられ、押え板４０を固定する
ストッパ５０、ソケット基板２０内に支持されるコンタ
クトプローブ６０及び端子整列板７０等を含んでいる。

【００１４】なお、押え板４０は、ソケット基板２０に
回動自在に取り付けられていてもよいし、別部材として
独立していてもよい。また、ＩＣパッケージ９０の半田
ボール９１に押圧接触するコンタクトプローブ６０の接
点部６１ｃは、常にフローティングプレート３０に形成
された孔３１内にあるように配置されていることが好ま
しい。

【００１５】ＩＣパッケージ９０をＩＣソケット１０に
搭載するには、先ず、押え板４０が取り外されている状
態で、ＩＣパッケージ９０がフローティングプレート３
０上に載置される。この時、ＩＣパッケージ９０は、フ
ローティングプレート３０上に設けられている位置決め
機構により位置決めされ、該フローティングプレート３
０に形成されている孔３１内に、対応する半田ボール９
１が臨む。続いて、押え板４０をＩＣパッケージ９０背
面に押し当て、該押え板４０とフローティングプレート
３０との間でＩＣパッケージ９０を挟持させ、さらに押
え板４０を押し込み、半田ボール９１をコンタクトプロ
ーブ６０に押圧接触させる。この状態で、ストッパ５０
により押え板４０が固定され、ＩＣパッケージ９０の搭
載が完了する（図１参照）。

【００１６】ＩＣソケット１０は、プリント基板１００
等に設置され、例えば、ＩＣパッケージ９０のバーンイ
ンテスト等が実行される。

【００１７】次に、本発明の要部であるコンタクトプロ
ーブ６０につき、図２、３を用いて詳細に説明する。図
２は、ＩＣソケットに取り付けられ、自由な状態にある
コンタクトプローブの断面図であり、図３は、ＩＣソケ
ット使用時における電流経路形成を説明するためのコン
タクトプローブの断面図である。

【００１８】コンタクトプローブ６０は、上部シリンダ
６１、下部プランジャ６２及びコイルバネ６３を備えて
いる。

【００１９】上部シリンダ６１は、有底円筒状の凹部６
１ｂが形成された電気的接触端子としての接触円筒部６
１ａ、半田ボール９１に押圧接触する電気的接触部とし
ての円柱状接点部６１ｃ、及び接触円筒部６１ａと接点
部６１ｃとの間にコイルバネ６３の一端を係止する径大
円柱部６１ｄを含んでいる。上部シリンダ６１は、ソケ
ット基板２０に形成された有底円筒孔２１内に往復動自
在に支持される。また、上部シリンダ６１の円柱状接点
部６１ｃは、有底円筒孔２１と同軸で該有底円筒孔２１
の底部に形成されている貫通孔２２内を貫通し、フロー
ティングプレート３０の孔３１内に配置される。

【００２０】なお、この実施例では、上部シリンダ６１
の少なくとも一部が、ソケット基板２０の有底円筒孔２
１内に配置され支持されているが、後述する下部プラン
ジャ６２と同様の支持形態、すなわちソケット基板２０
の貫通孔２２を円柱状接点部６１ｃが往復動自在に貫通
することのみの構造で支持されてもよい。あるいは、上
部シリンダ６１のみならず下部プランジャ６２の径大円
柱部６２ｃまでコンタクトプローブ６０の大部分が、ソ
ケット基板２０の有底円筒孔２１で支持されてもよい。

【００２１】下部プランジャ６２は、上部シリンダ６１
の円筒部６１ａと電気的に接触する電気的接触端子とし
ての接触円柱部６２ａ、円柱状端子部６２ｂ、及び径大
円柱部６２ｃを含んでいる。接触円柱部６２ａは、上部
シリンダ６１の凹部６１ｂ内を半径方向に若干の隙間を
介して往復動自在であり、下部プランジャ６２及び／又
は上部シリンダ６１が傾斜した時、接触円柱部６２ａの
先端近傍の外周壁が接触円筒部６１ａの有底円筒状凹部
６１ｂ内周壁に接触し得るように、該有底円筒状凹部６
１ａ内に配置されている。電気的接点部としての円柱状
端子部６２ｂは、端子整列板７０に形成された貫通孔７
１を往復動自在に貫通し、プリント基板１００のパッド
に接触する（図３参照）。径大円柱部６２ｃは、接触円
柱部６２ａと円柱状端子部６２ｂとの間に形成され、コ
イルバネ６３の他端を係止するとともに、貫通孔７１か
らの下部プランジャ６２の抜け出しを防止する。下部プ
ランジャ６２は、上記の通り、円柱状端子部６２ｂが端
子整列板７０の貫通孔７１を貫通することにより端子整
列板７０に支持される。

【００２２】下部プランジャ６２の支持構造は、これに
限られるものではない。例えば、上記上部シリンダ６１
と同様の支持形態、すなわち、端子整列板７０が厚い場
合、これに有底円筒孔を設けて、下部プランジャ６２を
支持するようにしてもよい。

【００２３】コイルバネ６３は、上部シリンダ６１及び
下部プランジャ６２の外周に沿い、上部シリンダ６１の
径大円柱部６１ｄ及び下部プランジャ６２の径大円柱部
６２ｃ間に配置されている。

【００２４】コンタクトプローブ６０は、上記のとおり
構成されているので、従来のものと比べて部品点数が少
なくなるとともに、コイルバネを外側に配していること
でコンタクトプローブの組立が容易である。

【００２５】続いて、コンタクトプローブ６０が実際に
ＩＣソケットに組み込まれ、使用される場合について説
明する。

【００２６】コンタクトプローブ６０は、ＩＣパッケー
ジ９０が搭載されておらず、ＩＣソケット１０がプリン
ト基板１００に設置されていない時、すなわち、ＩＣソ
ケット１０がフリーな状態である時、図２に示される通
り、上部シリンダ６１の径大円柱部６１ｄと下部プラン
ジャ６２の径大円柱部６２ｃとの間で若干圧縮されてい
るコイルバネ６３の付勢力により、ソケット基板２０に
形成されている有底円筒孔２１の底壁と端子整列板７０
に、それぞれ上部シリンダ６１の径大円柱部６１ｄと下
部プランジャ６２の径大円柱部６２ｃが圧接され、ソケ
ット基板２０と端子整列板７０との間に固定支持され
る。

【００２７】ＩＣパッケージ９０がＩＣソケット１０に
搭載され、ＩＣソケット１０もプリント基板１００に設
置された時の状態が図３に示されている。図に示される
ように、上部シリンダ６１は、その円柱状接点部６１ａ
がＩＣパッケージ９０の半田ボール９１に当接し（ｅ
点）、また、ＩＣパッケージ９０自体が押え板４０に押
し込まれていることにより、ソケット基板２０の有底円
筒孔２１内を下方に移動する。同様に、下部プランジャ
６２も、その円柱状端子部６２ｂがプリント基板１００
に当接して（ｈ点）、端子整列板７０の上方に移動す
る。上部シリンダ６１及び下部プランジャ６２の移動に
より、コイルバネ６３は、圧縮され、その反力により、
上部シリンダ６１及び／又は下部プランジャ６２が傾斜
し、それにより、上部シリンダ６１の凹部６１ａ内周壁
と下部プランジャ６２の接触円柱部６２ａ先端が、ｇ点
で当接する。

【００２８】このようにして、本発明におけるコンタク
トプローブ６０においては、ｅ−ｆ−ｇ−ｈの電流経路
が形成され、それによって、ＩＣパッケージ９０とプリ
ント基板１００が、電気的に接続される。

【００２９】ここで、点ｆは、上部シリンダ６１の凹部
６１ｂの内周壁面と底壁面とが交差して形成される円上
にあり、したがって、線分ｅ−ｆは、常に略一定であ
る。さらに点ｆは、当接点ｇが定まると、該点ｇから上
部シリンダ６１の中心軸線に平行な直線が前記円と交差
する点として定められる。

【００３０】一方、当接点ｇは、上部シリンダ６１及び
下部プランジャ６２がどの方向に傾斜しても、上部シリ
ンダ６１側にあっては、上部シリンダ６１の中心軸線と
直交する点ｇを含む面が凹部６１ｂの内周壁面と交差す
る円上に存在し、下部プランジャ６２側にあっては、下
部プランジャ６２の中心軸線と直交する点ｇを含む面が
下部プランジャ６２の接触円柱部６２ａの円筒表面と交
差する円上に存在する。したがって、線分ｆ−ｇ及び線
分ｇ−ｈは、常に略一定である。結果として、形成され
る電流経路ｅ−ｆ−ｇ−ｈは、上部シリンダ６１及び／
又は下部プランジャ６２がどの方向の傾斜しても、常
に、略一定の長さとなる。

【００３１】本発明の上記実施例においては、上部をシ
リンダとし下部をプランジャとしたが、逆に上部をプラ
ンジャとし、下部をシリンダとしてもよい。

【００３２】次に、本発明の別の実施例について、図４
を用いて説明する。図４は、ＩＣソケットに取り付けら
れ、自由な状態にある別のコンタクトプローブの断面図
である。

【００３３】この実施例においては、コンタクトプロー
ブ６５は、上部プランジャ６６、中空円筒状バレル６
７、下部プランジャ６８、及び円柱状導電性弾性部材６
９を備えており、上記した従来のコンタクトプローブ１
６０に形状が類似している。すなわち、本実施例におけ
るコンタクトプローブ６５は、上記従来例のコイルバネ
１６４に代えて、例えば、導電性ゴムなどからなる円柱
状導電性弾性部材６９を用いていることを特徴としてい
る。

【００３４】さらに、本実施例においては、上部プラン
ジャ６６と円柱状導電性弾性部材６９との接触及び下部
プランジャ６８と円柱状導電性弾性部材６９との接触
は、面接触となるように、各部材６６、６８、６９の接
触面は平坦な面に形成されている。

【００３５】このようなコンタクトプローブの構成によ
り、電流経路は、上部ランジャ６６や下部プランジャ６
８が傾斜しようとしまいと関係なく、上部プランジャ６
６とＩＣパッケージ９０の半田ボール９１との接点から
下部プランジャ６８とプリント基板１００のパッドとの
接点まで常に直線的に形成され、すなわち形成される電
流経路の長さは、常に、最短距離であり、したがって、
電気抵抗にも変化がない。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明における電
子部品用ソケットのコンタクトプローブを、シリンダ部
分、プランジャ部分及びこれらの外側に設けられるコイ
ルバネとで構成した場合、部品点数が少なくなるととも
に、組立が容易である。さらに形成される電流経路の長
さは常に一定であり、安定した電気回路を形成すること
が可能である。

【００３７】また、コイルバネに代えて導電性弾性部材
を用いた場合は、ほぼ直線的な最短距離で電流経路が形
成される。

【００３８】さらに、かかるコンタクトプローブを用い
た電子部品用ソケットにおいては、半導体素子等のパッ
ケージのテストの信頼性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＩＣパッケージが搭載されたＩＣソケットを示
し、（ａ）は、一部断面を含むＩＣソケットの側面図で
あり、（ｂ）は、（ａ）のＡ部拡大断面図である。

【図２】ＩＣソケットに取り付けられ、自由な状態にあ
る本発明の実施例に係るコンタクトプローブの断面図で
ある。

【図３】ＩＣソケット使用時における電流経路形成を説
明するための本発明に係るコンタクトプローブの断面図
である。

【図４】ＩＣソケットに取り付けられ、自由な状態にあ
る本発明の別の実施例に係るコンタクトプローブの断面
図である。

【図５】ＩＣソケットに取り付けられ、自由な状態にあ
る従来のコンタクトプローブの断面図である。

【図６】ＩＣソケット使用時における電流経路形成を説
明するための従来のコンタクトプローブの断面図であ
る。

【図７】ＩＣソケット使用時における別の電流経路形成
を説明するための従来のコンタクトプローブの断面図で
ある。

【符号の説明】

１０ ＩＣソケット ２０ ソケット基板 ２１ 有底円筒孔 ２２ （ソケット基板２０の）貫通孔 ３０ フローティングプレート ３１ 孔 ４０ 押え板 ５０ ストッパ ６０、６５ コンタクトプローブ ６１ 上部シリンダ ６１ａ （上部シリンダ６１の）接触円筒部 ６１ｂ 有底円筒状凹部 ６１ｃ 円柱状接点部 ６１ｄ （上部シリンダ６１の）径大円柱部 ６２ 下部プランジャ ６２ａ （下部プランジャ６２の）接触円柱部 ６２ｂ 円柱状端子部 ６２ｃ （下部プランジャ６２の）径大円柱部 ６３ コイルバネ ６６ 上部プランジャ ６７ 中空円筒状バレル ６８ 下部プランジャ ６９ 円柱状導電性弾性部材 ７０ 端子整列板 ７１ （端子整列板７０の）貫通孔 ８０ コイルバネ ９０ ＩＣパッケージ ９１ 半田ボール １００ プリント基板 （従来例） １６０ コンタクトプローブ １６１ 上部プランジャ １６１ａ （上部プランジャ１６１の）接触端部 １６２ コイルバネ １６３ 下部プランジャ １６３ａ （下部プランジャ１６３の）接触端部 １６４ バレル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G003 AA07 AB01 AG01 AG03 2G011 AA04 AA09 AA16 AB01 AB03 AB08 AC21 AC31 AE22 AF02 AF07

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電気的接続部を有するシリンダと、 電気的接続部を有し、前記シリンダ内を往復動可能なプ
   ランジャと、 前記シリンダ及び前記プランジャに沿って外側に配置さ
   れ、電子部品用ソケットに設置されたとき圧縮されるコ
   イルバネと、 を備えることを特徴とする電子部品用ソケットのコンタ
   クトプローブ。
2. 【請求項２】 中空円筒状バレルと、 電気的接続部を有し、前記中空円筒状バレル内を往復動
   可能な２つのプランジャと、 前記中空円筒状バレル内の前記２つのプランジャ間に配
   置され、該プランジャと面接触するように形成された円
   柱状導電性弾性部材と、 を備えることを特徴とする電子部品用ソケットのコンタ
   クトプローブ。
3. 【請求項３】 ソケット基板と、 該ソケット基板上に弾性部材を介して配置されたフロー
   ティングプレートと、 該フローティングプレートと対峙して配置された押え板
   と、 前記ソケット基板の所望の位置に配置された請求項１又
   は２に記載の電子部品用のコンタクトプローブと、 を備えたことを特徴とする電子部品用ソケット。