JP2006294456A - Icソケット - Google Patents

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隆宏 及川
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Abstract

【課題】 簡単な構造で、コンタクトピン上方を遮蔽するようにしたコンタクトピン・シャッター機構を有するICソケット提供する。
【解決手段】 ICソケットは、その接点部が下方に変位可能である複数のコンタクトピンと、搭載される半導体パッケージの外部接点と同じ配列を有し、該コンタクトピン各々の接点部が通る、複数の貫通孔が形成されているコンタクト接点用整列板と、該コンタクト接点用整列板の上方に位置し、コンタクトピンの接点部先端を覆うシャッター部材と、搭載される半導体パッケージを押し下げるラッチ部材とを備える。シャッター部材には、コンタクト接点用整列板の複数の貫通孔の配列と同じ配列を有し、コンタクトピンの接点部が通る、複数の貫通孔が形成され、ICソケットの非使用時、シャッター部材は、該シャッター部材の複数の貫通孔が形成されていない部分がコンタクト接点用整列板の複数の貫通孔を遮蔽するように、コンタクト接点用整列板の上方に配置されている。
【選択図】 図1

Description

本発明は、BGA、LGAタイプの半導体パッケージを搭載するICソケットにおいて、非使用時、ソケットのコンタクトピンの上方を遮蔽するコンタクトピン・シャッター機構を有するICソケットに関する。
従来、BGA(ball grid array)、LGA(land grid array)タイプの半導体パッケージは、例えば、バーンインテストなどにおいて、テストボードに取り付けられたICソケット(特許文献1参照)に搭載され、所望のテストが実行される。
BGA、LGAタイプの半導体パッケージを搭載するICソケットには、半導体パッケージの外部接点である半田ボールやランドに対して電気的に接触するコンタクトとして、垂直方向に弾性的に変位可能であるコンタクトピンが使用されるものがある。
このようなコンタクトピンを使用する従来のICソケットにおいては、半導体パッケージを搭載されていないとき、すなわち、ICソケットの非使用時、該ICソケットのコンタクトピンは、図5に示されるように、コンタクト接点用整列板550に設けられている貫通孔551内に、コンタクトピン530の接点部531先端が臨んでいる。
特開2004−55407号公報 特開2002−151223号公報 特開2000−113954号公報
上述したように、垂直方向に変位可能なコンタクトピンを使用する従来のICソケットは、構造上、コンタクトピン530の接点部531先端が貫通孔551内に望んでいるので、該接点部531先端は、上から見える状態になっている。したがって、ICソケットが、該ICソケット上に半導体パッケージが搭載されていない状態、すなわち、ICソケットが使用されていない状態にあるとき、その上方を遮るものが何もないので、コンタクトピン530の接点部531先端にほこり等の異物が付着する。このような接点部531先端における異物の付着により、その後半導体パッケージが搭載されたとき、コンタクトピン530の接点部531と半導体パッケージの外部接点との間で接触不良を起こす恐れが生ずる。
このようなICソケットのコンタクトへの異物の付着を防止する方法としては、特許文献2に示されるような方法が提案されてきている。特許文献2に開示される方法は、PGA(pin grid array)タイプの外部接点がピン状である半導体パッケージを搭載するICソケットには有効であるが、BGA、LGAタイプの半導体パッケージを搭載する、コンタクトピンを有するICソケットには不向きである。
本発明の目的は、上記問題点に鑑み、BGA、LGAタイプの半導体パッケージが搭載されるICソケットにおいて、簡単な構造で、コンタクトピン上方を遮蔽するようにしたコンタクトピン・シャッター機構を有するICソケット提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明に係るICソケットは、その接点部が下方に変位可能である複数のコンタクトピンと、搭載される半導体パッケージの外部接点と同じ配列を有し、該コンタクトピン各々の接点部が通る、複数の貫通孔が形成されているコンタクト接点用整列板と、該コンタクト接点用整列板の上方に位置し、前記コンタクトピンの接点部先端を覆うシャッター部材と、搭載される半導体パッケージを押し下げるラッチ部材とを備えることを特徴とする。
また、前記シャッター部材には、前記コンタクト接点用整列板の複数の貫通孔の配列と同じ配列を有し、前記コンタクトピンの接点部が通る、複数の貫通孔が形成され、ICソケットの非使用時、前記シャッター部材は、該シャッター部材の複数の貫通孔が形成されていない部分が前記コンタクト接点用整列板の複数の貫通孔を遮蔽するように、前記コンタクト接点用整列板の上方に配置されていてもよい。
シャッター部材は、カム部材をさらに含み、該シャッター部材が、前記搭載される半導体パッケージの重量により押し下げられ、それにより、前記カム部材が、前記シャッター部材を水平方向に移動させ、前記シャッター部材の前記複数の貫通孔と前記コンタクト接点用整列板の複数の貫通孔とを同心状に整列させるようにしてもよいし、前記シャッター部材が、前記ラッチ部材により押し下げられるようにしてもよい。
さらに、前記シャッター部材は、前記ラッチ部材に設けられる押圧部材として構成されてもよい。
本発明は、コンタクト接点用整列板上方にカバー部材を設けることにより、非使用時、コンタクトピンの接点部が覆われことで、ほこりなどが付着することが無く、使用時における半導体パッケージの外部接点とコンタクトピンの接点部との接触不良を防止することができる。また、構造が簡単であるので、製造も容易である。
以下、図1ないし4を用いて本発明に係る実施例に付き説明する。なお、本明細書で使用される用語「非使用時」は、ICソケットに半導体パッケージが搭載されていない状態、あるいは、ICソケットのコンタクトピンが変位していない状態、すなわち、コンタクトピンに負荷がかけられていない状態を言う。
図1は、本発明の第1の実施例に係るコンタクトピン・シャッター機構が適用されたICソケットの概略断面図である。図2は、本発明の第1の実施例に係るコンタクトピン・シャッター機構の動作を説明するための、図1の円A内の要部拡大断面図であり、(a)は、半導体パッケージをコンタクトカバーに載置する前、(b)は、載置した直後、(c)は、載置完了後を示す。図3は、図2と同様に図1の円A内の本発明の第2の実施例にかかるコンタクトシャッター機構であって、図2と同様に図1の円A内の要部拡大断面図であり、半導体パッケージをコンタクトカバーに載置完了した状態を示す。図4は、本発明の第3の実施例に係るコンタクトピン・シャッター機構が取り付けられたICソケットの概略断面図である。
(第1の実施例)
最初に、図1を用いて、本発明の第1の実施例にかかるコンタクトピン・シャッター機構が適用されるICソケットの構造を簡単に説明する。
ICソケット1は、略直方体を成しており、概略、ソケット本体10、操作部材20、複数のコンタクトピン30、コンタクト接点用整列板40、コンタクトカバー50、コンタクトピン支持部材60、ラッチ部材70、及びコンタクト端子用整列板80を備えている。
ソケット本体10は、例えば、ポリエーテルスルホンのような電気絶縁性の合成樹脂で成形されている。ソケット本体10は、ICソケット1に載置される半導体パッケージ100(図2(a)参照)を所定の位置に案内する位置決め部材11がその上方に設けられている。
操作部材20も例えば、ポリエーテルスルホンのような電気絶縁性合成樹脂から成形されている。操作部材20は、その天板中央に半導体パッケージ100が水平状態で通過できるのに十分な大きさ(面積)を有する開口窓21が設けられるとともに、バネ部材23を介して上下動自在にソケット本体10に支持されている。
複数のコンタクトピン30は、搭載される半導体パッケージ100の外部接点である複数の半田ボール又はパッド(不図示)に対応して配列され、コンタクト支持部材60を介してソケット本体10に固定されている。各コンタクトピン30は、半導体パッケージ1の外部接点と接触する接点部31、該接点部31が垂直方向(上下方向)に変位することを可能にするくの字状弾性変形部32、コンタクトピン30をコンタクト支持部材60に固定させる固定部33、及びテストボードなどの外部端子と接触する端子部34を含んでいる。
コンタクト接点用整列板40は、ソケット本体10に対して、上下動自在に支持されている。また、コンタクト接点用整列板40は、バネ(不図示)を介して、上方に付勢され、非使用時、図1に示される位置に配置されている。コンタクト接点用整列板40は、さらに、搭載される半導体パッケージ100の複数の外部接点に対応して配列された複数の貫通孔41が形成されている。該貫通孔41各々には、対応するコンタクトピン30の接点部31が、それぞれ貫通している。本実施例では、コンタクトピン30の接点部31は、完全に貫通孔41を貫通し、その先端がコンタクト整列板40上面より突出しているが、上記従来例のように突出していなくてもよい。要は、コンタクトピン30の接点部31が、対応する貫通孔41を通ればよい。コンタクト接点用整列板40は、さらに、後述するコンタクトカバー50のカム部材51を受け入れるカム用開口42が所望の位置に形成されている。カム用開口42は、本発明に係るコンタクトピン・シャッター機構を構成する。該開口42の断面形状はどのような形状であってもよいが、矩形状であることが好ましい。また、カム部材51の傾斜面51aに当接し、該傾斜面51aを案内するカム用開口42の縁部分は、該傾斜面51aと同じ角度を有する傾斜面として形成されることが好ましい。さらに、本実施例では、コンタクト接点用整列板50に形成される貫通孔41は、搭載される半導体パッケージ100の複数の外部接点に対応して配列されている構成としたが、何種類かの半導体パッケージに対応するため、貫通孔41は、搭載が想定される半導体パッケージの外部接点の最大数又はそれ以上の数形成されていてもよい。
コンタクトカバー50は、本発明に係るコンタクトピン・シャッター機構を構成するシャッター部材である。また、コンタクトカバー50は、その上面に半導体パッケージ100が載置される載置面としても機能する。
コンタクトカバー50は、傾斜面51aが形成されたカム部材51及び上記コンタクト接点用整列板40と同様に搭載される半導体パッケージ100の複数の外部接点に対応するように配列された複数の貫通孔52を含んでいる。コンタクトカバー50は、図1、2(a)に示されるように、非使用時、そこに形成されている貫通孔52が、該貫通孔52と対応するコンタクト接点用整列板40の貫通孔41に対して、搭載される半導体パッケージ100の隣り合う外部接点間の距離すなわちピッチの半分の長さだけ水平方向に(本実施例では、図において左方向に)ずれて位置するように配置されている。このように構成されていることにより、コンタクト接点用整列板40の貫通孔41と略同心に位置しているコンタクトピン30の接点部31先端は、ICコンタクト1の非使用時、コンタクトカバー50の貫通孔52が形成されていない部分でその上を覆われた状態にある。
コンタクトカバー50は、バネ部材55を介してコンタクト接点用整列板40の上に間隔をおいて支持されている。バネ部材55の上下端部は、コンタクトカバー50に形成されている第2の凹部53及びコンタクト接点用整列板40に形成されている第1の凹部43にそれぞれ固定されている。本実施例において、バネ部材55のバネ定数は、搭載される半導体パッケージ100の重量で、コンタクトカバー50がコンタクト接点用整列板40に接してしまう程度に弱く設定されている。
コンタクトカバー50は、さらに、その下面適所にカム部材51が下方に向かって突出している。本実施例では、カム部材51は、カム面としての傾斜面51aがその左側壁側に形成されている。したがって、本実施例においては、該傾斜面51aは、コンタクトカバー50が下方に向けて(コンタクト接点用整列板40に向けて)移動するとき、カム部材51の傾斜面51aがコンタクト接点用整列板40に設けられているカム用開口42の縁部分に当接し、コンタクトカバー50を右方向に半ピッチ分水平移動させる。それにより、コンタクトカバー50とコンタクト接点用整列板40に接したとき、それぞれに形成されている貫通孔52と貫通孔41とは、一直線上に整列される。
コンタクト支持部材60は、搭載される半導体パッケージ100の外部接点のパターンと同じパターンに配列された複数の取付孔61が形成されており、各取付孔61にコンタクトピン30の固定部33が圧入されることで、コンタクトピン30を固定支持する。
ラッチ部材70は、その自由端に半導体パッケージを押圧する押圧部材を備え、操作部材20の上下動に応じて開閉されるように形成されている。ラッチ部材70は、閉じたとき、コンタクトカバー50上に半導体パッケージ100が載置されていれば、該半導体パッケージ100をコンタクトカバー50及びコンタクト接点用整列板40と共に下方に押し下げ、半導体パッケージ100の外部接点とコンタクトピン30の接点部31とを所定の接庄で電気的に接触させる。なお、半導体パッケージを押し下げる機構として、本実施例ではラッチ部材を採用しているが、これに限られるものではない。例えば、ICソケットに半導体パッケージを供給、装着する自動装着装置側に設けられたハンドラで押し下げるようにしてもよい。
コンタクト端子用整列板80は、ソケット本体10に対して上下動可能に取付けられている。該コンタクト端子用整列板80にも搭載される半導体パッケージ100の外部接点のパターンと同じパターンに配列された複数の貫通孔81が形成されている。該貫通孔81内で、コンタクトピン30の端子部34がテストボードの外部接点に対応して保持される。該コンタクト端子用整列板80は、ICソケット1がテストボードに取り付けられる前は、図1に示されるように、コンタクトピン30の先端部が貫通孔81内に位置し、コンタクトピン30の端子部34の変形を防止する。ICソケット1がテストボードに取り付けられるときは、コンタクト端子用整列板80は、ソケット本体10内に引き込み、コンタクトピン30の端子が貫通孔81から突出し、テストボードのスルーホールに差し込まれる。
次に、上記構成を有するICソケット1へ半導体パッケージ100を取り付け、取り外す動作に関連し、本実施例におけるコンタクトピン・シャッター機構の動作に付き、図2(a)〜(c)を用いて説明する。
図2(a)は、操作部材20を押し下げ、ラッチ部材70が開いた状態を示している。図に示されるように、シャッター部材としてのコンタクトカバー50に設けられている貫通孔52は、コンタクトピン30の接点部31とずれており、したがって、コンタクトピン30の接点部31先端は、コンタクトカバー50の貫通孔52が形成されていない部分により上方を遮蔽されている。
図2(a)の状態から、半導体パッケージ100が位置決め部材41に案内され、コンタクトカバー50の上の所定の位置(半導体パッケージ100の外部接点が対応するコンタクトカバー50の貫通孔52上に略同心状に整列される位置)に載置されると、半導体パッケージ100の重みでバネ部材55が圧縮され、コンタクトカバー50は半導体パッケージ100とともに下方に移動する。このとき、図2(b)に示されるように、コンタクトカバー50下面に形成されているカム部材51の傾斜面51aがコンタクト接点用整列板40に形成されているカム用開口42の縁部に当接する。
図2(b)の状態から、コンタクトカバー50及び半導体パッケージ100がさらに下降すると、カム部材51の傾斜面51aがカム用開口42の縁部に案内されるので、コンタクトカバー50及び半導体パッケージ100を図において水平方向右に移動させる。
コンタクトカバー50が、図2(c)に示されるように、コンタクト接点用整列板40上に達することで、コンタクトカバー50の下降が停止する。このとき、コンタクトカバー50及び半導体パッケージ100は、該半導体パッケージ100の外部接点のピッチの半分の距離だけ、水平方向右に移動している。したがって、コンタクトカバー50の貫通孔52及びコンタクト接点用整列板40の貫通孔41が略同心状に整列されるとともに、コンタクトピン30の接点部31先端は、貫通孔41内に位置する。
図2(a)〜2(c)における、コンタクトピン・シャッター機構の動作時間は、ほとんど瞬時に行われる。このようにして、半導体パッケージ100の載置が行われた後、操作部材20の押圧を解除すると、バネ部材23の復帰に伴い操作部材20は上昇して元の位置に戻る。一方、ラッチ部材70も、元の位置に戻るが、半導体パッケージ100がコンタクトカバー50上に存在するため、該半導体パッケージ100、コンタクトカバー50及びコンタクト接点用整列板40を同時に押し下げる。これにより、貫通孔41内にあるコンタクトピン30の接点部31が、半導体パッケージ100の外部接点に当接する。ラッチ部材70によるさらなる押し下げ動作により、コンタクトピン30の接点部31が下方に変位し、これにより、半導体パッケージ100の外部接点とコンタクトピン30の接点部31は、所望の接圧で電気的に接触し得る。以上により、ICソケットへ1の半導体パッケージの取り付けが完了する。
テスト終了後、半導体パッケージ100をICソケット1から取り外す場合、上記動作と逆の動作が実行される。そして、半導体パッケージ100がコンタクトカバー50上から取り除かれると、コンタクトピン・シャッター機構が図2(c)〜2(a)の動作を行うことで、コンタクトカバー50がコンタクトピン30の上を遮蔽する。
本実施例においては、コンタクトカバー50は、その下降に伴い水平方向右に移動するように構成されているが、これに限られるものではない。すなわち、水平方向左に移動するようにしてもよい。また、本実施例では、バネ部材55のみにより、コンタクトカバー50の水平方向の移動に対応して該コンタクトカバー50の元の位置への復帰をさせているが、コンタクトカバー50を元に位置に復帰させるために、例えば本実施例の場合、水平方向左にコンタクトカバー50を付勢する別のバネ部材を設けてもよい。
(第2の実施例)
本発明に係る第2の実施例に付き、図3を用いて説明する。
本実施例におけるコンタクトピン・シャッター機構は、シャッター部材としてのコンタクトカバー150をコンタクト接点用整列板140まで下降させる構成においてのみ第1の実施例と異なる。すなわち、第1の実施例では、搭載される半導体パッケージ100自身の重さでコンタクトカバー50を下降させているが、本実施例では、ラッチ部材170により、コンタクトカバー150を下降させている。
ラッチ部材170によりコンタクトカバー150及び半導体パッケージ100を押し下げることにより、バネ部材155のバネ定数を大きくでき、それにより、バネ部材155の選択の自由度が増す。また、バネ部材155のバネ定数を大きくすると、コンタクトカバー150の押上力が大きくなるので、半導体パッケージ100をICソケットから取り外すとき、コンタクトピン130の接点部131と半導体パッケージ100の外部接点との付着に対する引き剥がしが容易に行われる。
なお、数字141は、コンタクトピン130の接点部131が通る、コンタクト接点用整列板140に形成されている貫通孔である。また、数字151は、コンタクトカバー150に設けられている傾斜面151aを有するカム部材であり、数字152は、コンタクトカバー150に形成されている半導体パッケージ100の複数の外部接点に対応するように配列された複数の貫通孔である。
(第3の実施例)
本発明に係る第3の実施例に付き図4を用いて説明する。
本実施例におけるコンタクトピン・シャッター機構は、ラッチ部材270自体に、シャッター部材としての平板状の押圧部材271が設けられ、それにより、コンタクトカバーが省略される点で第1及び第2の実施例と異なる。
本実施例におけるラッチ部材270は、従来のラッチと同様対をなしており、その自由端には、シャッター部材を兼用する平板状の押圧部材271が設けられている。平板状の押圧部材271は、コンタクト接点用整列板240の略半分を覆う面積を有し、したがって、対をなすラッチ部材270が閉じたとき、平板状の押圧部材271がコンタクト接点用整列板240全体を覆うことができる。なお、ラッチ部材270が直交するように2対設けられている場合は、シャッター部材としての平板状の押圧部材271の形状及び大きさ(面積)を適宜設定すればよい。
ラッチ部材270は、操作部材220から下方に延在する一対のアーム222を連結する第1の軸224に回転可能に支持されている。ラッチ部材270は、また、ソケット本体210に形成されている一対の長円状凹部212内を移動可能な一対の第2の軸272ラッチ270の側壁に突出形成されている。このような構成により、バネ部材223に抗して操作部材220が押し下げられるとラッチ部材270は、第2の軸272の周りに回転し、点線で示されるように、押圧部材271を開く。このとき、第2の軸は、回転と同時に長円状凹部212内を一方から他方へ(図4において、右側のラッチ270の場合、長円状凹部212の左端から右端へ)移動する。操作部材220の押し下げ力を解除すると、ラッチ部材270は、バネ部材223の復帰により、実線で示す位置に戻る。
このとき、コンタクト接点用整列板240の上に半導体パッケージ100が載置されていれば、半導体パッケージ100及びコンタクト接点用整列板240を同時に押し下げ、実施例1において述べたと同様に、半導体パッケージ100の外部接点とコンタクトピン230の接点部231を電気的に接触させる。
なお、数字260は、コンタクト支持部材であり、数字280は、コンタクト端子用整列板であり、それぞれ、第1の実施例で説明されたコンタクト支持部材60及びコンタクト端子用整列板80と同じものである。
本実施例では、上記第1、2の実施例におけるコンタクトカバーが省略されるので、ラッチの構造を変えるだけで従来のICソケットをそのまま利用することも可能であり、従来例と比べて部品点数が増えることも無い。
本発明の第1の実施例に係るコンタクトピン・シャッター機構が適用されたICソケットの概略断面図である。 本発明の第1の実施例に係るコンタクトピン・シャッター機構の動作を説明するための、図1の円A内の要部拡大断面図であり、(a)は、半導体パッケージをコンタクトカバーに載置する前、(b)は、載置した直後、(c)は、載置完了後を示す。 図2と同様に図1の円A内の本発明の第2の実施例にかかるコンタクトシャッター機構であって、図2と同様に図1の円A内の要部拡大断面図であり、半導体パッケージをコンタクトカバーに載置完了した状態を示す。 本発明の第3の実施例に係るコンタクトピン・シャッター機構が取り付けられたICソケットの概略断面図である。 従来のICソケットの部分拡大断面図である。
符号の説明
1 ICソケット
10、210 ソケット本体
20、220 操作部材
30、130、230 コンタクトピン
31、131、231 接点部
40、140、240 コンタクト接点用整列板
41、141、241 貫通孔
50、150 コンタクトカバー(シャッター部材)
51、151 カム部材
52、152 貫通孔
60、260 コンタクト支持部材
70、270 ラッチ部材
80、280 コンタクト端子用整列板
100 半導体パッケージ
271 平板状押圧部材(シャッター部材)

Claims (5)

  1. その接点部が下方に変位可能である複数のコンタクトピンと、
    該コンタクトピン各々の接点部が通る、複数の貫通孔が形成されているコンタクト接点用整列板と、
    該コンタクト接点用整列板の上方に位置し、前記コンタクトピンの接点部先端を覆うシャッター部材と、
    を備えたことを特徴とするICソケット。
  2. 前記シャッター部材には、前記コンタクト接点用整列板の複数の貫通孔の配列と同じ配列を有し、前記コンタクトピンの接点部が通る、複数の貫通孔が形成され、
    ICソケットの非使用時、前記シャッター部材は、該シャッター部材の複数の貫通孔が形成されていない部分が前記コンタクト接点用整列板の複数の貫通孔を遮蔽するように、前記コンタクト接点用整列板の上方に配置されていることを特徴とする請求項1に記載のICソケット。
  3. 前記シャッター部材は、カム部材をさらに含み、
    前記シャッター部材が、前記搭載される半導体パッケージの重量により押し下げられ、それにより、前記カム部材が、前記シャッター部材を水平方向に移動させ、前記シャッター部材の前記複数の貫通孔と前記コンタクト接点用整列板の複数の貫通孔とを同心状に整列させることを特徴とする請求項2に記載のICソケット。
  4. 前記シャッター部材は、カム部材をさらに含み、
    前記シャッター部材が、搭載される半導体パッケージを押し下げるラッチ部材により押し下げられ、それにより、前記カム部材が、前記シャッター部材を水平方向に移動させ、前記シャッター部材の前記複数の貫通孔と前記コンタクト接点用整列板の複数の貫通孔とを同心状に整列させることを特徴とする請求項2に記載のICソケット。
  5. 前記シャッター部材は、搭載される半導体パッケージを押し下げるラッチ部材に設けられていることを特徴とする請求項1に記載のICソケット。
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KR20210080396A (ko) 2018-10-29 2021-06-30 가부시키가이샤 엔프라스 컨택트 핀 및 소켓

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