JP2004335182A - 半導体装置用ソケット - Google Patents
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Abstract
【解決手段】半導体装置10がカバー部材8および12によってその押込量を複数の段階に分けることによりコンタクト端子20に対し押圧され、しかも、コンタクト端子20が可動側端子部22および固定側端子部24からなるもの。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定の配線基板に実装される半導体装置を着脱可能に収容することができる半導体装置用ソケットに関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体装置は、一般に半導体装置用ソケットを介してディスクトップ型パーソナルコンピュータ、ノート型パーソナルコンピュータ、および、PDA等の電子機器の配線基板上に実装される場合がある。半導体装置として、例えば、LGA形のパッケージの半導体素子が位置決めされ着脱可能に収容される収容部を有する半導体装置用ソケットは、所謂、実装用ソケットと呼称されている。その実装用ソケットは、例えば、特許文献1にも示されるように、所定の信号が供給されるとともに半導体装置からの信号を送出する入出力部を有するプリント配線基板上に配されている。そのような実装用ソケットは、例えば、プリント配線基板上に固定され半導体装置を着脱可能に収容する収容部を有する本体部と、本体部の収容部内に配され半導体装置の各電極およびプリント配線基板の電極部に対応した複数のコンタクト端子を備える保持板と、その本体部に設けられ装着された半導体装置を選択的に保持板に対し保持する保持手段とを含んで構成されている。
【0003】
その保持手段は、弾性を有する一対の保持片がそれぞれ半導体装置のパッケージの双方の肩部に係合することにより、保持するものとされる。一方、半導体装置を保持板および本体部から取り外すにあたっては、その各保持片が外側に向けて押し広げられることにより、半導体装置が取外し可能とされる。
【0004】
また、このような実装用ソケットにおいては、半導体装置の各電極とプリント配線基板の電極部とを電気的に接続するコンタクト端子における高周波数帯域特性を改善すべく、特許文献2にも示されるように、薄板状のコンタクト端子が、弾性を有するW字状の湾曲部と、その湾曲部の一端および他端にそれぞれ形成される直線部とを含んで一体に構成されているものが提案されている。
【0005】
その直線部は、プリント配線基板の電極部の形成面および半導体装置の電極部の形成面に略直交するように湾曲部の一端および他端にそれぞれ形成されている。そのコンタクト端子の湾曲部は、半導体装置の電極部とプリント配線基板の電極部との間において各直線部を互いに離隔する方向に付勢するように、その中間部分がプリント配線基板の電極部の形成面に略平行となるように配置されている。このような構成において、各直線部の先端同士が接触することによって、プリント配線基板の電極部およびプリント配線基板の電極部の相互間における最短の信号路が形成されるのでそのインダクタンスが低減され、従って、高周波数帯域特性が改善されることとなる。
【0006】
さらに、特許文献3にも示されるように、ピンコンタクトを備えるインシュレータを容易に実装するにあたり、半田ボールがプリント配線基板の電極部にそれぞれ予め形成された後、そのピンコンタクトの電極が各半田ボールに接続されることにより、インシュレータがプリント配線基板に実装される方法が提案されている。
【0007】
【特許文献1】
特開2001−143840号公報
【0008】
【特許文献2】
特開平10−125428号公報
【0009】
【特許文献3】
特許第3270997号公報
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように弾性を有する一対の保持片が半導体装置のパッケージの双方の肩部に係合することによる保持方法では、実装される半導体装置の電極数が増大するにつれて保持片の押圧力も増大させることが必要となる。従って、着脱のとき、保持片の操作力が比較的大となるので半導体装置の着脱操作が困難となる虞がある。
【0011】
また、薄板状のコンタクト端子が上述のように弾性を有するW字状の湾曲部を備える場合、半導体装置の電極部とプリント配線基板の電極部との相互間距離をさらに短くするにも一定の限界があるので信号路のインダクタンスをさらに低減することも容易でない。
【0012】
以上の問題点を考慮し、本発明は、所定の配線基板に実装される半導体装置を着脱可能に収容することができる半導体装置用ソケットであって、実装される半導体装置の電極数が増大する場合であっても、半導体装置の着脱操作が容易であり、かつ、信号路のインダクタンスを低減することができる半導体装置用ソケットを提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明に係る半導体装置用ソケットは、一対の受部と、受部の相互間距離を変更可能に受部を支持する腕部とを有し半導体装置が電気的に接続されるべき配線基板の電極面に電気的に接続される固定側端子部と、半導体装置の電極面を電気的に接続する第1の接続部と、第1の接続部に連結されて形成され受部の相互間距離の変更に応じて配線基板の電極面に対し近接または離隔可能に一対の受部に係合する第2の接続部とを有する可動側端子部と、半導体装置の電極面の可動側端子部の第1の接続部に対する押込量を押圧動作ごとに設定し半導体装置の電極面を連続的に小刻みに押圧する押圧手段と、可動側端子部を押圧手段の押圧方向に沿って移動可能に支持する整列部材とを備えて構成される。
固定側端子部は、さらに半田ボールを一端に備え、半田ボールは配線基板の電極面に電気的に接続されるものでもよい。
【0014】
可動側端子部の第2の接続部は、円錐台部を有し、固定側端子部は、円錐台部に係合する一対の受部を有するものでもよい。
【0015】
押圧手段は、相対回転可能に互いに重ねられて連結される複数のカバー部材と、複数のカバー部材のうちの一方のカバー部材の一端を回動可能に支持するカバー部材支持部と、一方のカバー部材が回動され半導体装置に対し載置されるとき、複数のカバー部材のうちの他方のカバー部材の端部に設けられる係合部に係合し係合部を回動可能に支持する回動支持部と、を含んでなるものでもよい。
【0016】
配線基板は、押圧手段により作用される押圧力に応じて配線基板を補強する補強板に連結されるものでもよい。
【0017】
【発明の実施の形態】
図2は、本発明に係る半導体装置用ソケットの一例の外観を、装着された半導体装置とともに示す。
【0018】
半導体装置用ソケットは、例えば、ディスクトップ型パーソナルコンピュータ、ノート型パーソナルコンピュータ、または、PDA等の電子機器内に実装される。半導体装置用ソケットは、図2において、その下面に補強板2を備えるプリント配線基板4上に設けられている。プリント配線基板4は、図1に示されるように、後述する各コンタクト端子の電極部に対応して複数のパッド部4PAを一方の表層部に有している。また、パッド部4PA群の周囲における4隅には、それぞれ、後述するビスBSが挿入される孔4aが形成されている。所定の厚さを有する板状部材である補強板2は、ビスBSがねじ込まれる雌ねじ孔2Sをプリント配線基板4の孔4aに対応して有している。
【0019】
半導体装置用ソケットは、上述のプリント配線基板4上に固定されコンタクト端子群を支持するソケット本体部6と、ソケット本体部6内に配されコンタクト端子群の各コンタクト端子20を整列させるとともに、半導体装置10のランド10aiのコンタクト端子20に対する位置決めを行う整列板14と、整列板14内で位置決めされた半導体装置10の各ランド10aiを各コンタクト端子20に対し所定の圧力で協働して押圧するカバー部材8および12とを主な要素として含んで構成されている。
【0020】
半導体装置10は、例えば、LGA形のパッケージにより形成される中央演算処理装置(CPU)用半導体素子とされ、その下面に電極群としての複数のランド10ai(i=1〜n,nは正の整数)を格子状に有している。
【0021】
半導体装置10は、半導体チップ格納部10Mの周囲に張り出す板状配線部10Fを有している。板状配線部10Fにおける相対向する2箇所には、位置決め用の切欠部10Cが形成されている。半導体装置10が整列板14の内周部に装着されるとき、各切欠部10Cは、後述する整列板14の内周部の突起部14Cにそれぞれ係合するものとされる(図7参照)。
【0022】
カバー部材8は、図2および図5に示されるように、例えば、薄板金属材料でプレス加工により作られ中央部分に半導体装置10の半導体チップ格納部10Mが通過し得る開口部8aを有している。カバー部材8における折曲部とされる両側面部には、それぞれ、図4に示されるように、後述するカバー部材12の係合片が挿入される長孔8bが一端に相対向して設けられている。長孔8bは、開口部8aが形成される平坦面に対し直交するように延びている。また、被係合部としての爪部8Nがその各一端における角部に長孔8bに隣接して形成されている。爪部8Nは、後述するソケット本体部6の回動支持部6Eに係合するものとされる。カバー部材8における長孔8bから離隔した他方の端部には、フック部8Fが形成されている。図2に示されるように、カバー部材8が半導体装置10を覆うとき、フック部8Fの開口部8fの周縁は、ソケット本体部6の爪部6Nに係合される。また、フック部8Fの開口部8fの周縁が強制的に弾性変位せしめられることにより、フック部8Fはソケット本体部6の爪部6Nに対し非係合状態とされる。
【0023】
カバー部材12は、図5および図7に示されるように、例えば、薄板金属材料でプレス加工により作られ中央部分に半導体装置10の半導体チップ格納部10Mが通過し得る開口部12aを有している。カバー部材12における折曲部とされる両側面部には、それぞれ、図5に示されるように、支持軸16が挿入される孔12bが一端に相対向して設けられている。その支持軸16は、その両端が所定量だけ突出するようにソケット本体部6の透孔6bに挿入される。カバー部材8の両側面における孔12bから離隔した他方の各端部には、上述のカバー部材8の長孔8bに係合される係合片12Kが一体に形成されている。
【0024】
ソケット本体部6は、その中央部に整列板14を収容する収容部6Aを有している。収容部6Aを形成する外壁部における4隅には、それぞれ、ビスBSが挿入される孔6dが形成されている。外壁部における一方の端部には、上述の支持軸16が挿入される孔6bが形成されている。孔6bは、両側面を連通させるように貫通している。従って、ソケット本体部6は、ビスBSが孔6dおよびプリント配線基板4の孔4aを介して補強板2の雌ねじ孔2Sにねじ込まれることにより、プリント配線基板4上に固定されることとなる。また、カバー部材12は、支持軸6を中心軸として回動可能に支持されることとなる。その際、カバー部材8は、カバー部材12の係合片12Kを中心軸としてカバー部材12に対し相対的回動可能に支持されることとなる。
【0025】
外壁部における孔6bから離隔した他方の端部の両側面には、回動支持部6Eが形成されている。回動支持部6Eには、図8に示されるように、カバー部材8の端面が係合される斜面部6Esを有している。
【0026】
ソケット本体部6における収容部6Aの底部には、後述するコンタクト端子20がそれぞれ収容される複数の孔6ai(i=1〜n,nは正の整数)が上述の半導体装置10のランド10aiの配列に対応して所定の間隔で形成されている。各孔6aiは、図6に二点鎖線で示されるように、略T字状に形成されている。各孔6aiの一方の開口端部近傍には、後述する可動端子部22の移動量を規制する突起部6Pが内周部に形成されている。
【0027】
ソケット本体部6の外壁部の一方の端部の外面部には、上述のカバー部材8のフック部8Fに係合される爪部6Nが形成されている。
【0028】
コンタクト端子20は、図6に示されるように、プリント配線基板4における電極部4PAに電気的に接続される半田ボール部28と、半田ボール部28に半田付け固定される連結部24Bを有する固定側端子部24と、固定側端子部24のクリップ24C1および24C2に係合せしめられる可動側端子部22とを含んで構成されている。
【0029】
固定側端子部24は、例えば、りん青銅製薄板でプレス加工により一体に作られている。固定側端子部24は、ソケット本体部6の孔6aiに圧入され保持される固定部24Aと、固定部24Aの一端から折り曲げられて連なり上述の連結部24Bを一端に有する湾曲部24Dと、固定部24Aの他端から折り曲げられて連なる一対のクリップ24C1および24C2とを含んで構成されている。
【0030】
湾曲部24Dの連結部24Bは、例えば、クリーム半田あるいはワックス等により半田ボール部28に半田付け固定されている。湾曲部24Dの連結部24Bと半田ボール部28とは、その中心軸線を互いに一致させるように固定されている。固定部24Aの両側面部には、それぞれ、孔6aiの周縁に係合される突起部24Pが形成されている。
【0031】
腕部としてのクリップ24C1および24C2は、その下端部で互いに連結されている。その下端部は、固定部24Aに連結されている。また、クリップ24C1および24C2は、それぞれ、縦長のスリット24Sを有している。クリップ24C1および24C2の先端には、それぞれ、所定の角度で傾斜した受部24S1および24S2が形成されている。受部24S1および24S2の受け面が互いになす先細状の角度は、可動側端子部22の円錐台部22Dのテーパ角度にほぼ対応している。従って、クリップ24C1および24C2は、可動側端子部22の円錐台部22Dを協働して支持することとなる。また、クリップ24C1および24C2は、可動側端子部22の円錐台部22Dの固定側端子部24への移動に応じて互いに離隔し、一方、可動側端子部22の円錐台部22Dが固定側端子部24から離隔する方向に移動せしめられるとき、クリップ24C1および24C2は、その弾性力により互いに近接することとなる。
【0032】
可動側端子部22は、例えば、快削銅で作られ、クリップ24C1および24C2に係合される円錐台部22Dと、円錐台部22Dの一端に形成されるフランジ部22Aと、フランジ部22Aに設けられ、整列板14の孔14aiに所定の隙間をもって挿入される軸部22Bとを含んで構成されている。例えば、0.35乃至0.4mm程度の直径を有する軸部22Bの一端には、半導体装置10のランド10aiに当接する円弧状の接点部22Cが第1の接続部として形成されている。接点部22Cの中心位置は、軸部22Bの中心軸線との共通軸線上に配されている。なお、接点部22Cの中心位置は、斯かる例に限られることなく、例えば、軸部22Bの中心軸線との共通軸線に対し一方に所定量、偏倚した位置であってもよい。
【0033】
また、第2の接続部としての円錐台部22Dの中心軸線は、クリップ24C1および24C2との間の中央位置に一致するものとされる。
【0034】
従って、可動側端子部22および固定側端子部24からなるコンタクト端子20は、半導体装置10のランド10aiとプリント配線基板4の電極部4PAとの間を電気的に接続することとなる。
【0035】
その際、半導体装置10のランド10aiとプリント配線基板4の電極部4PAとの間に形成される信号路の全長は、半導体装置10が押圧されていないとき、可動側端子部22の全長とクリップ24C1および24C2の全長および半田ボール部28の直径とを加算した長さにほぼ相当する。しかし、半導体装置10が押圧される場合、図1に示されるように、クリップ24C1および24C2の受部24S1および24S2が互いに離隔する方向に押し広げられるとともに、可動側端子部22の円錐台部22Dがさらに半田ボール部28に近接することとなるのでその信号路の全長が実質的により短くなる。
【0036】
従って、その信号路の実質的な全長がさらに短くなるのでコンタクト端子20におけるインダクタンスが特許文献1および2に示されるような従来のコンタクト端子のインダクタンスに比べてより低減されることとなる。
【0037】
整列板14は、図5に示されるように、中央部に半導体装置10を収容し位置決めする収容部14Aを有している。整列板14は、収容部6A内に圧入されている。整列板14の底面の外面には、段差部14Hが各辺に、即ち、4箇所に形成されている。これにより、図1に示されるように、収容部6Aの底面と整列板14の底面の外面との間に所定の隙間CL1が形成されることとなる。
【0038】
その際、半導体装置10が整列板14の収容部14A内に装着されるとき、可動側端子部22のフランジ部22Aと整列板14の底面の外面との間にも隙間CL2が形成されるので可動側端子部22は、上述の半導体装置10が取り外されたとき、クリップ24C1および24C2の付勢力により、上方に向けて、即ち、整列板14の底面の外面に当接するまで移動せしめられることとなる。
【0039】
収容部14Aを形成する壁部には、上述の半導体装置10の切欠部10Cに係合する突起部14Cが相対向して一対形成されている。収容部14Aの底部には、上述のコンタクト端子20の可動側端子部22がそれぞれ移動可能に挿入される孔14ai(i=1〜n,nは正の整数)がソケット本体部6の孔6aiに対応して形成されている。
【0040】
なお、整列板14は、斯かる例に限られることなく、ソケット本体部6と一体に形成されてもよい。また、図2においては、一つの半導体装置用ソケットがプリント配線基板4上に代表して示されているが、斯かる例に限られることなく、複数個の半導体装置用ソケットが所定の大きさの一つのプリント配線基板4上に設けられてもよい。
【0041】
斯かる構成において、半導体装置10を整列板14の収容部14Aに装着するにあたっては、図7に示されるように、カバー部材12およびカバー部材8がその収容部14Aの位置から離隔し待機状態とされる。
【0042】
次に、半導体装置10の切欠部10Cが整列板14の突起部14Cに係合されるとともに、半導体装置10が整列板14の収容部14Aに装着される。
【0043】
続いて、図8に二点鎖線で示されるように、カバー部材12の折り曲げられた辺がプリント配線基板4の平面に略平行となる位置までカバー部材12が回動されるとともに、図8に一点鎖線で示されるように、カバー部材8の爪部8Nが回動支持部6Eに係合され、かつその端面が斜面部6Esに当接される。これにより、半導体装置10は、最大の押込量に満たない所定の小さな押込量をもって、即ち、比較的小なる操作力により押圧されることとなる。
【0044】
続いて、カバー部材8が図8に一点鎖線で示される位置からさらに回動支持部6Eを中心として回動されカバー部材12の全体を覆った後、図2に示されるように、カバー部材8のフック部8Fがソケット本体部6の爪部6Nに係合される。その際、カバー部材8が比較的小なる操作力をもって、上述の所定の押込量から最大の押込量まで半導体装置10が押圧されることとなる。
【0045】
従って、半導体装置10の電極数が、例えば、700個以上となり、すべてのコンタクト端子20の反発力の合計が比較的大なる場合であっても、押込み量を二段階に分けて半導体装置10を押圧することにより、比較的小なる操作力により操作されることとなる。
【0046】
一方、半導体装置10を整列板14の収容部14Aから取り外すにあたっては、カバー部材8のフック部8Fが弾性変形せしめられることにより、フック部8Fがソケット本体部6の爪部6Nに対し非係合状態とされ、上述とは逆の手順に従いカバー部材12およびカバー部材8がその収容部14Aの位置から離隔し待機状態とされる。これにより、半導体装置10が整列板14の収容部14Aから取り外すことが可能となる。
【0047】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明に係る半導体装置用ソケットによれば、一対の受部と、受部の相互間距離を変更可能に該受部を支持する腕部とを有し半導体装置が電気的に接続されるべき配線基板の電極面に電気的に接続される固定側端子部と、半導体装置の電極面を電気的に接続する第1の接続部と、第1の接続部に連結されて形成され受部の相互間距離の変更に応じて配線基板の電極面に対し近接または離隔可能に前記一対の受部に係合する第2の接続部とを有する可動側端子部とが設けられるので配線基板の電極面と半導体装置の電極面との間に形成される信号路がより短く形成されるので信号路のインダクタンスを低減することができる。
【0048】
また、押圧手段が、半導体装置の電極面の可動側端子部の第1の接続部に対する押込量を押圧動作ごとに設定し半導体装置の電極面を連続的に小刻みに押圧するので操作力が低減され、従って、実装される半導体装置の電極数が増大する場合であっても、半導体装置の着脱操作が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る半導体装置用ソケットの一例の要部を拡大して示す部分断面図である。
【図2】本発明に係る半導体装置用ソケットの一例の外観を示す斜視図である。
【図3】図2に示される例における平面図である。
【図4】図3に示される例における正面図である。
【図5】図2に示される例における分解斜視図である。
【図6】本発明に係る半導体装置用ソケットの一例に用いられるコンタクト端子の構成を示す斜視図である。
【図7】図2に示される例における動作説明に供される斜視図である。
【図8】図2に示される例における動作説明に供される正面図である。
【符号の説明】
4 プリント配線基板
4PA 電極部
6 ソケット本体部
8 カバー部材
10 半導体装置
10ai ランド
12 カバー部材
14 整列板
14A 収容部
20 コンタクト端子
22 可動側端子部
24 固定側端子部
Claims (5)
- 一対の受部と、該受部の相互間距離を変更可能に該受部を支持する腕部とを有し半導体装置が電気的に接続されるべき配線基板の電極面に電気的に接続される固定側端子部と、
前記半導体装置の電極面を電気的に接続する第1の接続部と、該第1の接続部に連結されて形成され前記受部の相互間距離の変更に応じて前記配線基板の電極面に対し近接または離隔可能に前記一対の受部に係合する第2の接続部とを有する可動側端子部と、
前記半導体装置の電極面の前記可動側端子部の第1の接続部に対する押込量を押圧動作ごとに設定し該半導体装置の電極面を連続的に小刻みに押圧する押圧手段と、
前記可動側端子部を前記押圧手段の押圧方向に沿って移動可能に支持する整列部材と、
を具備して構成される半導体装置用ソケット。 - 前記固定側端子部は、さらに半田ボールを一端に備え、該半田ボールは配線基板の電極面に電気的に接続されることを特徴とする請求項1記載の半導体装置用ソケット。
- 前記可動側端子部の第2の接続部は、円錐台部を有し、前記固定側端子部は、該円錐台部に係合する一対の受部を有することを特徴とする請求項1記載の半導体装置用ソケット。
- 前記押圧手段は、相対回転可能に互いに重ねられて連結される複数のカバー部材と、前記複数のカバー部材のうちの一方のカバー部材の一端を回動可能に支持するカバー部材支持部と、該一方のカバー部材が回動され前記半導体装置に対し載置されるとき、前記複数のカバー部材のうちの他方のカバー部材の端部に設けられる係合部に係合し該係合部を回動可能に支持する回動支持部と、を含んでなることを特徴とする請求項1記載の半導体装置用ソケット。
- 前記配線基板は、前記押圧手段により作用される押圧力に応じて該配線基板を補強する補強板に連結されることを特徴とする請求項1記載の半導体装置用ソケット。
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2003
- 2003-05-01 JP JP2003126696A patent/JP2004335182A/ja active Pending
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