JP2006190557A - ソケット、ソケット組立体および電気コネクタ組立体 - Google Patents

Abstract

【課題】 回路基板同士を接続する電気コネクタ組立体において、回路基板間の間隔を広範囲に調節できるようにする。
【解決手段】 回路基板４にソケットピン８を有するソケット組立体２と、他の回路基板５２にピンコンタクト５６が取り付けられたピン組立体５０とを備え、ソケットピン８が本体１０の上部にピンコンタクト５６を受容する導入部１２を有し、挿入されたピンコンタクト５６と接触する接触部材１６を本体内に有する電気コネクタ組立体１において、導入部１２は、本体１０が回路基板４の貫通孔６に配置されたとき、貫通孔６の開口縁部６ａに位置して開口縁部６ａにはんだ付け可能な環状段部１２ａを有するとともに、はんだ付け時にはんだが導入部１２から本体内に侵入することを阻止する高さに形成された筒状壁１２ｂを有する。
【選択図】 図４

Description

本発明はソケットピン、これを使用したソケット組立体およびこのソケット組立体を使用した電気コネクタ組立体に関し、特に主面同士が対向して配置される回路基板間に配置されて基板同士を接続するソケット、ソケット組立体および電気コネクタ組立体に関するものである。

従来、互いに主面が対向するように配置された回路基板同士を接続する電気コネクタ組立体が知られている。この電気コネクタは、一方の基板に中空筒状のソケットピンが列状に取付けられ、他方の基板にソケットピンに挿入されるピンコンタクトが取付けられている。このような電気コネクタ組立体に使用されるソケットピンは、大きく分けて２種類、即ちオープン型（開放型）所謂フィードスルー型とクローズド型（閉鎖型）とがある。クローズド型はピンコンタクトが挿入される導入部の反対側が閉鎖されており、オープン型は閉鎖されておらず開口が形成されている。通常、ソケットピンは基板の貫通孔に挿入されて、基板の下面側ではんだ付けされて基板に固定されている。クローズド型のピンコンタクトは、手作業で或いははんだ浴につけてはんだ付けされ、オープン型のピンコンタクトは、はんだ浴につけるとソケットピンの内部にはんだが入るため、手作業によりはんだ付けがなされている。

また、上記のようなはんだ付けされて取り付けられるソケットピンの他に、基板の貫通孔に単に圧入されて取付けられるタイプのものもある。

これらの複数のソケットピンが取付けられる基板（マザーボード）は、例えば、バーンインＩＣテスト用に用いられ、サイズは、約４０ｃｍ×４０ｃｍの大きさであり、ソケット組立体として構成される。また、複数のピンコンタクトが取付けられる基板（サブボード）は、例えば１０ｃｍ×１０ｃｍの大きさであり、ＩＣソケットもこの基板に取付けられてピンコンタクト副組立体として構成される。そして、ソケット組立体に複数のピンコンタクト副組立体が取り付けられて、ＩＣソケットの試験（バーンインＩＣテスト）を行うようになっている。

このようなバーンインＩＣテスト用のボードとして例えば、ピンを収容したソケットが取り付けられた半導体装置用テストボードが知られている(特許文献１)。ここに開示されたソケットも基板の下面にはんだ付けされている。
特開平６−８８８５７号公報

基板(サブボード)に搭載されて試験されるＩＣソケットの種類は多数あり、その高さ即ち基板上に突出する高さも異なっている。試験は、ＩＣソケットを搭載した基板と前述の基板(マザーボード)を、試験装置の筐体内に収容した状態で行われる。筐体の上部に熱源がある場合、ＩＣソケットの厚み(高さ)の大小により、熱源からＩＣ(集積回路)までの距離が異なることになり、試験条件がＩＣソケットの厚みの大小によりばらつき、一定にならない。このためＩＣソケットの厚みが大きければ、基板間の間隔を小さくし、厚みが小さければ基板間の間隔を大きくして、ＩＣソケットのサイズに拘わらず、熱源からＩＣソケットまでの間隔を一定にする必要がある。

基板同士の間隔を広げる場合には、移動量を大きくするために長いピンコンタクトを使用するほうが有利である。しかし、この場合、クローズド型のソケットピンを用いると基板間の距離を小さくしたい場合に、ピンコンタクトの先端がソケットピンの閉鎖された下端にぶつかってしまい、移動量に制約を受けるという問題がある。その点でピンコンタクトがソケットピンを貫通可能にしたオープン型のソケットピン、所謂フィードスルー型のソケットピンの方が基板間隔を広範囲に調整することができるので、種々のＩＣソケットの試験への対応が容易である。従って、このような広範囲に基板間隔を調整できるフィードスルー型のソケットピンを使用した電気コネクタ組立体が求められている。

また、前述の圧入タイプのソケットピンにあっては、ピンコンタクトがソケットピンに挿入される際に、ピンコンタクトがソケットピンの縁部に当接して、ソケットピンを基板の貫通孔内に押し込んでしまい、場合によっては貫通孔から押出してしまうおそれがある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、基板間の間隔を広範囲に調節できるソケット、ソケット組立体および電気コネクタ組立体を効率的に提供することを目的とする。

本発明のソケットピンは、全体が略中空筒状に形成された、回路基板の貫通孔に挿入される本体を備え、本体は、相手方のピンコンタクトを受容する導入部を本体の上部に有するとともに、導入部から挿入されたピンコンタクトと接触する接触部材を本体内に有するソケットピンにおいて、導入部は、本体が回路基板の貫通孔に配置されたとき、貫通孔の開口縁部に位置して開口縁部にはんだ付け可能な環状段部を有するとともに、はんだ付け時にはんだが導入部から本体内に侵入することを阻止する高さに形成された筒状壁を有することを特徴とするものである。

また、本発明のソケット組立体は、貫通孔を有する回路基板と、全体が略中空筒状に形成された、回路基板の貫通孔に挿入されたソケットピンとを備え、ソケットピンが相手方のピンコンタクトを受容する導入部をソケットピンの本体の上部に有するとともに、導入部から挿入されたピンコンタクトと接触する接触部材を本体内に有するソケット組立体において、導入部は、本体が回路基板の貫通孔に配置されたとき、貫通孔の開口縁部に位置して開口縁部にはんだ付けされる環状段部を有するとともに、はんだ付け時にはんだが導入部から本体内に侵入することを阻止する高さに形成された筒状壁を有することを特徴とするものである。

また、本発明の電気コネクタ組立体は、回路基板の貫通孔に挿入されたソケットピンを有するソケット組立体と、他の回路基板にソケットピンに挿入されるピンコンタクトが取り付けられたピン組立体とを備え、ソケット組立体のソケットピンがソケットピンの本体の上部に相手方のピンコンタクトを受容する導入部を有し、挿入されたピンタクトと接触する接触部材を本体内に有する電気コネクタ組立体において、導入部は、本体が回路基板の貫通孔に配置されたとき、貫通孔の開口縁部に位置して開口縁部にはんだ付けされる環状段部を有するとともに、はんだ付け時にはんだが導入部から本体内に侵入することを阻止する高さに形成された筒状壁を有することを特徴とするものである。

本発明の一実施態様として、ソケットピンの導入部と反対側の端部にピンコンタクトの通過を可能とする開口が形成されていることが好ましい。

接触部材は、ソケットピンの導入部に加締により取り付けられるばね片であり、このばね片は、ソケットピンの環状段部に対応して位置する段差部を有するように構成することができる。

本発明のソケットピン、ソケット組立体および電気コネクタ組立体によれば、相手方のピンコンタクトを受容するソケットピンの導入部が、回路基板の貫通孔の開口縁部に位置して開口縁部にはんだ付け可能な環状段部を有するとともに、はんだ付け時にはんだが導入部から本体内に侵入することを阻止する高さに形成された筒状壁を有するので、ソケットピンの本体内にはんだが侵入することなく、ソケットピンをリフローによりはんだ付けすることができる。また、リフローによるはんだ付けなのでフィードスルー型のソケットピンを効率的に回路基板にはんだ付けすることが容易となる。

また、ソケットピンの導入部と反対側の端部にピンコンタクトの通過を可能とする開口が形成されている場合は、回路基板間の間隔を狭めたときに、ピンコンタクトが開口を通過することができるので、回路基板間の間隔を広範囲に調節できる。

以下、本発明の電気コネクタ組立体の好ましい実施の形態について添付図面を参照して説明する。なお、説明にあたり、上下等の表現は、説明の便宜上、関連する図における上下等をいう。図１は、本発明の電気コネクタ組立体１の斜視図である。図２は、電気コネクタ組立体１に使用されるピン組立体５０、図３は電気コネクタ組立体１に使用されるソケット組立体２の斜視図をそれぞれ示す。以下、図１から図３を参照して説明する。

電気コネクタ組立体１は、ソケット組立体２と、このソケット組立体２と組合うピン組立体５０とから構成されている。図１は、ソケット組立体２とピン組立体５０とが比較的広い基板間隔Ｄで互いに接続している状態を示している。ピン組立体５０は、回路基板(以下、単に基板という)５２の下面に実装されるピンコンタクト副組立体５４を有する。また、ソケット組立体２は回路基板(以下、単に基板という)４に列状に形成された貫通孔６にソケットピン８が取付けられている。図１〜図３では、基板４、５２は長方形で示されているが、実際は、図示の基板４、５２より大きなサイズの基板の一部である。ピンコンタクト副組立体５４は、ピンコンタクト５６が絶縁性のハウジング５８に取付けられて構成される。そしてピンコンタクト５６の上部が基板５２の列状に配置された貫通孔６０に圧入されてピンコンタクト副組立体５４が基板５２に固定される。

このような取付関係にある電気コネクタ組立体１の部分拡大断面図を図４に示す。まず最初にピン組立体５０について、図５および図６を併せて参照して説明する。図５はピンコンタクト副組立体５４を示す斜視図であり、図６はピンコンタクト５６を示し、図６（ａ）は側面図、図６（ｂ）は正面図である。ピンコンタクト５６は、図４および図６に示すように、板状本体６２と、この板状本体６２の上下に、ピンコンタクト５６の長手方向に沿ってそれぞれ形成された圧入部６８、接触部７０を一体に有する。板状本体６２は、ピンコンタクト５６の長手方向に互いに離隔し且つピンコンタクト５６の両側に形成された係合突片６４、６６を有する。係合突片６４は、ピンコンタクト５６の長手方向に直交して突出する板状であり、係合突片６６の両端部は、係合突片６６の板面に対し直角に折り曲げられて係止部６６ａが形成されている。これら係合突片６４、６６は、ハウジング５８に圧入されたときにハウジング５８に係止される部分である。

圧入部６８は、中央にスロット６８ａを有する側縁が湾曲した形状を呈する。この圧入部６８は基板５２の貫通孔６０に圧入されると、側縁が僅かに内方に撓んで貫通孔６０に係止される(図４)。他方、板状本体６２の下に形成された接触部７０は、両側縁から板材が折り曲げられて断面円形のピン状に形成される。

他方、ハウジング５８は、多数のブロック５８ａが帯状に連結されて構成されている。各ブロック５８ａには、上下に貫通するコンタクト収容孔７２が形成されている。コンタクト収容孔７２は上下方向の略中央に上向き段部７２ａを有し、ピンコンタクト５６がハウジング５８の上方からコンタクト収容孔７２に、接触部７０から挿入されると、ピンコンタクト５６の係合突片６４が上向き段部７２ａに当接して位置決めされ、前述の如く係合突片６４、６６によりハウジング５８内に係止され、接触部７０はハウジング５８から下方に突出する。また、圧入部６８は各ブロック５８ａから上方に突出する。このように構成されたピンコンタクト副組立体５４は、圧入部６８が基板５２の下面から基板５２の貫通孔６０に圧入されて基板５２に固定される。なお、ハウジング５８は、各ブロック５８ａを連結する上下方向に延びる溝５８ｂを有し、用途に応じて、この溝５８ｂの部分で切断して、適当な長さのハウジングとすることができる。

次に、ソケット組立体２について、図４および図７を参照して説明する。図７は、ソケットピン８を示し、図７（ａ）は斜視図、図７（ｂ）は断面図をそれぞれ示す。ソケットピン８は、純銅等の金属板部材が折り曲げられて形成された中空筒状であり、本体１０と、この本体１０の上部にピンコンタクト５６を受容する導入部１２を一体に有する。本体１０の絞り加工された下端部には、ソケットピン８の内部空間１１に連通する開口１４が形成されている。この開口１４からは、導入部１２から受容された前述のピンコンタクト５６の先端部を突出させることができる。

導入部１２は、本体１０との過渡部に環状段部１２ａを有する。この環状段部１２ａは、ソケットピン８が基板４の貫通孔６に挿入されたときに、貫通孔６の開口縁部６ａに位置する。即ち環状段部１２ａは、貫通孔６内に挿入されることなく基板４上に位置する。また、導入部１２は、基板４上に所定の高さだけ突出する筒状壁１２ｂを有する。この高さは、ソケットピン８が基板４にはんだ付けされたときに、はんだがソケットピン８内に侵入しない高さとされる。また、基板４上にハンダフィレットが適切に形成できる高さが最小限必要である。導入部１２は、さらに筒状壁１２ｂの上端に筒状壁１２ｂより大径の鍔部１２ｃを有する。鍔部１２は内側に折り曲げられて、ソケットピン８内にばね片（接触部材）１６を保持する。鍔部１２ｃの内側は内方に傾斜してピンコンタクト５６が挿入される際の案内となる。

ばね片１６は、弾性を有する銅合金の板材を略筒状に折り曲げて形成されたものであり、導入部１２の内面に取付けられる本体１６ａと、この本体１６ａから下方に本体１６ａの周囲に沿って略等間隔に延出する複数の弾性接触片１６ｂから構成されている。ばね片１６の本体１６ａの上端部１８は外方に環状に拡開しており、この上端部１８が鍔部１２ｃにより加締められている（図７（ｂ））。各弾性接触片１６ｂは、ソケットピン８の内方に行くに従って、互いの間隔を狭めて、ピンコンタクト５６の接触部７０の直径より狭間隔となっている。また、本体１６ａから弾性接触片１６ｂの間には環状段部１２ａに対応して、環状段部１２ａに位置する段差部１６ｃが形成されている。これにより、ばね片１６は、ピンコンタクト５６の挿入時に、摩擦により下向きに付勢されても段差部１６ｃが環状段部１２ａに当接して、下方に押し込まれることが防止される。また、ピンコンタクト５６を抜去する場合も、その摩擦によりばね片１６が上方に付勢されても、上端部１８が加締められているため、上方に抜け出ることが阻止される。

このように構成されたソケットピン８は、図４に示すように基板４上に配置される。ソケットピン８の取付にあたっては、基板４の貫通孔６の周囲上面となる開口縁部６ａのランド（図示せず）に、鉛を含まないクリームはんだが塗布され、取付けられたソケットピン８の環状段部１２ａがリフローにより基板４にはんだ付けされる。そして、図４に示すように挿入されたピンコンタクト５６の接触部７０が、弾性接触片１６ｂを押し広げるようにばね片１６と接触して電気的な接続がなされる。図４に示す接続状態は、基板４と基板５２との間の間隔が比較的広い間隔Ｄの場合であり、このときピンコンタクト５６の接触部７０の先端部は、ソケットピン８の中間まで達していない。

次に、基板４と基板５２との間の間隔を狭くした場合について図８を参照して説明する。図８は、電気コネクタ組立体１の基板同士の間隔が狭い場合を示す部分拡大断面図である。図８の電気コネクタ組立体１は、前述の間隔Ｄより狭い間隔ｄまで基板同士を接近させており、ピンコンタクト５６の接触部７０は、ソケットピン８の内部にさらに挿入されて、ソケットピン８の先端８ａが開口１４近傍に位置している。ピンコンタクト５６の接触部７０の長さをさらに長くして、基板間の間隔をさらに拡大可能にした場合には、図８に示すように間隔を狭めると、ピンコンタクトの接触部は開口１４から下方外側に突出する。

本発明のピンソケット８は、以上のように構成されているので、リフローによるはんだ付けが可能であり、基板４に自動的に実装するのが容易である。また、本発明の電気コネクタ組立体１は、バーンイン用ＩＣテスタとして適しており、基板間隔は、数ミリから約１０ミリ程度の範囲で調節することが可能である。鉛を含まないはんだを使用している場合は、健康へ悪影響を及ぼすこともない。

以上、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明したが、上記実施形態に限定されるものではなく種々の変形、変更が可能である。例えば、ピンソケット８は、金属板材を折り曲げて形成されているが、パイプから形成してもよい。またピンコンタクト５６の接触部７０は断面円形に限るものではなく、断面矩形、例えば正方形であってもよい。

本発明の一実施形態を示す電気コネクタ組立体の斜視図 図１の電気コネクタ組立体に使用されるピン組立体の斜視図 図１の電気コネクタ組立体に使用されるソケット組立体の斜視図 図１の電気コネクタ組立体の部分拡大断面図 図２のピン組立体に使用されるピンコンタクト副組立体を示す斜視図 図２のピン組立体に使用されるピンコンタクトを示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。 図３のソケット組立体に使用されるソケットピンを示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図をそれぞれ示す。 本発明の図１の電気コネクタ組立体の回路基板同士の間隔を狭くした場合を示す部分拡大断面図

符号の説明

１ 電気コネクタ組立体
２ ソケット組立体
４、５２ 回路基板
６、６０ 貫通孔
６ａ 開口縁部
８ ソケットピン
１０ 本体
１２ 導入部
１２ａ 環状段部
１２ｂ 筒状壁
１４ 開口
１６ ばね片（接触部材）
５６ ピンコンタクト

Claims (6)

1. 全体が略中空筒状に形成された、回路基板の貫通孔に挿入される本体を備え、該本体は、相手方のピンコンタクトを受容する導入部を前記本体の上部に有するとともに、前記導入部から挿入された前記ピンコンタクトと接触する接触部材を前記本体内に有するソケットピンにおいて、
   前記導入部は、前記本体が前記回路基板の貫通孔に配置されたとき、前記貫通孔の開口縁部に位置して該開口縁部にはんだ付け可能な環状段部を有するとともに、はんだ付け時にはんだが前記導入部から前記本体内に侵入することを阻止する高さに形成された筒状壁を有することを特徴とするソケットピン。
2. 前記ソケットピンの前記導入部と反対側の端部に前記ピンコンタクトの通過を可能とする開口が形成されていることを特徴とする請求項１記載のソケットピン。
3. 貫通孔を有する回路基板と、全体が略中空筒状に形成された、前記回路基板の貫通孔に挿入されたソケットピンとを備え、該ソケットピンが相手方のピンコンタクトを受容する導入部を前記ソケットピンの本体の上部に有するとともに、前記導入部から挿入された前記ピンコンタクトと接触する接触部材を前記本体内に有するソケット組立体において、
   前記導入部は、前記本体が前記回路基板の貫通孔に配置されたとき、前記貫通孔の開口縁部に位置して該開口縁部にはんだ付けされる環状段部を有するとともに、はんだ付け時にはんだが前記導入部から前記本体内に侵入することを阻止する高さに形成された筒状壁を有することを特徴とするソケット組立体。
4. 前記ソケットピンの前記導入部と反対側の端部に前記ピンコンタクトの通過を可能とする開口が形成されていることを特徴とする請求項３記載のソケット組立体。
5. 回路基板の貫通孔に挿入されたソケットピンを有するソケット組立体と、他の回路基板に前記ソケットピンに挿入されるピンコンタクトが取り付けられたピン組立体とを備え、前記ソケット組立体の前記ソケットピンが該ソケットピンの本体の上部に相手方のピンコンタクトを受容する導入部を有し、挿入された前記ピンタクトと接触する接触部材を前記本体内に有する電気コネクタ組立体において、
   前記導入部は、前記本体が前記回路基板の貫通孔に配置されたとき、前記貫通孔の開口縁部に位置して該開口縁部にはんだ付けされる環状段部を有するとともに、はんだ付け時にはんだが前記導入部から前記本体内に侵入することを阻止する高さに形成された筒状壁を有することを特徴とする電気コネクタ組立体。
6. 前記ソケットピンの前記導入部と反対側の端部に前記ピンコンタクトの通過を可能とする開口が形成されていることを特徴とする請求項５記載の電気コネクタ組立体。

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