JP2006310025A - Icソケット用接触装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 ICパッケージの外部接点に対する接触圧力を出来るだけ小さくしながら、簡単な構造により安定した接触を行うことができる新規なICソケット用接触装置を提供する。
【解決手段】 ICソケットaに装着したICパッケージcを下方へ押圧した際、外部接点c1が上部接触端子20の上側端子部21に接触すると共に、コイルバネ30の弾発力に抗して上部接触端子20が下動する。これに伴い、先細状接触片22により、左右の弾性片12,12が自身の弾発力に抗して拡開する。この時、左右の弾性片12,12が、その弾発復元力により先細状接触片22をしっかりと挟持するので、上部接触端子20と下部接触端子10の導通が確実に確保される。この状態から、ICパッケージcを下方へ押圧する力を解放すると、コイルバネ30の弾発復元力と、左右弾性片12,12の弾発復元力による縮閉により、上部接触端子20が確実に上動して初期の位置に復帰する。
【選択図】 図4

Description

本発明は、ICパッケージと外部回路との電気的接続を行うICソケットに内蔵され、ICパッケージの外部接点に弾圧接触して電気的導通を得る接触装置に関し、詳しくは、例えば、BGA(ボールグリッドアレイ)型やLGA(ランドグリッドアレイ)型のような、ほぼ球状またはパッド状の外部接点が微細ピッチで多数配設されたICパッケージの導通テストに好適に用いることができるICソケット用接触装置に関する。
近年におけるICパッケージの小型化、高性能化に伴い、ICパッケージの外部接点の数が増大、高密度化し、結果として外部接点間のピッチが、例えば0.4mm以下の微細ピッチになってきている。このようなICパッケージの外部接点の微細ピッチ化に伴い、ICパッケージの外部接点と、テストボードの外部回路とを電気的に接続するICソケットの接触装置も、高密度化を要求されている。
このような要求に対応するためのICソケットとして、ICパッケージの外部接点に接触する第一の端子(上側の端子)と、外部回路に接触する第二の端子(下側の端子)の間にコイルバネを介在させ、ICパッケージを装着して下方へ押圧した際、前記コイルバネの弾発力により、ICパッケージの外部接点と前記第一の端子が所定圧力で接触するよう構成したものが知られている(例えば特許文献1など参照)。
特開平8−213088号公報
しかし、前記従来のICパッケージは、第一の端子の内部にコイルバネを内装しており、前述した微細ピッチに対応するために端子径を小さくした場合、コイルバネも小径になってその弾発復元力が小さくなるので、第一の端子と第二の端子の摺接摩擦より大きな弾発力を得ることが困難になり、ICパッケージの外部接点と前記第一の端子との接触が不安定になる虞れがある。
所定の弾発力を得るために大径のコイルバネを用いると、第一の端子の内径も大きくせざるを得ず、前述した微細ピッチに対応できなくなる。
小径のコイルバネを用いて、ICパッケージの外部接点と前記第一の端子との接触を確実に行うために、第一の端子と第二の端子の摺接摩擦を小さくする(第一の端子と第二の端子が摺接しないようにする)ことも考えられるが、この場合、電気的導通をコイルバネで確保することになり、電流路が長くなると共に通過する電流に対する抵抗が大きくなって、電気的特性、導通テスト精度に悪影響を及ぼす恐れがある。
一方、前述したICパッケージの外部接点の微細ピッチ化に伴い、外部接点そのものも微細になっており、前記第一の端子との接触により外部接点が変形する虞れがあるため、外部接点と第一の端子との接触圧力を小さくすることが求められている。
本発明はこのような従来事情に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、外部接点が微細ピッチで多数配設されたICパッケージの導通テストにおいて、ICパッケージの外部接点に対する接触圧力を出来るだけ小さくしながら、簡単な構造により安定した接触を行うことができる、新規なICソケット用接触装置を提供することにある。
以上の目的を達成する為に、本願第一発明のICソケット用接触装置は、ICパッケージと外部回路との電気的接続を行うICソケットに内蔵され、前記ICパッケージの外部接点に弾圧接触して電気的導通を得る接触装置であって、
前記外部回路に接続される下側端子部の上に左右の弾性片を連設した下部接触端子と、
前記ICパッケージの外部接点に接触する上側端子部の下に、前記左右の弾性片間に挿入され該左右の弾性片に摺接する先細状接触片を連設した上部接触端子と、
前記下部接触端子と上部接触端子の間に装填され、該下部接触端子と上部接触端子を上下動可能に支持すると共に、下部接触端子を下動方向へ付勢し、上部接触端子を上動方向へ付勢するコイルバネを有し、
前記ICパッケージを前記ICソケットに装着して下方へ押圧した際、該ICパッケージの外部接点が前記上部接触端子の上側端子部に接触すると共に、該上部接触端子の下動に伴い、前記先細状接触片により前記左右の弾性片が拡開し、
前記ICパッケージの下方への押圧力が解放された際、前記上部接触端子の上動に伴い、前記左右の弾性片が縮閉するよう形成したことを特徴とする。
また、本願第二発明のICソケット用接触装置は、ICパッケージと外部回路との電気的接続を行うICソケットに内蔵され、前記ICパッケージの外部接点に弾圧接触して電気的導通を得る接触装置であって、
前記ICパッケージの外部接点に接触する上側端子部の下に左右の弾性片を連設した上部接触端子と、
前記外部回路に接続される下側端子部の上に、前記左右の弾性片間に挿入され該左右の弾性片に摺接する先細状接触片を連設した下部接触端子と、
前記下部接触端子と上部接触端子の間に装填され、該下部接触端子と上部接触端子を上下動可能に支持すると共に、下部接触端子を下動方向へ付勢し、上部接触端子を上動方向へ付勢するコイルバネを有し、
前記ICパッケージを前記ICソケットに装着して下方へ押圧した際、該ICパッケージの外部接点が前記上部接触端子の上側端子部に接触すると共に、該上部接触端子の下動に伴い、前記先細状接触片により前記左右の弾性片が拡開し、
前記ICパッケージの下方への押圧力が解放された際、前記上部接触端子の上動に伴い、前記左右の弾性片が縮閉するよう形成したことを特徴とする。
このような構成によれば、ICパッケージをICソケットに装着して下方へ押圧した際、該ICパッケージの外部接点が上部接触端子の上側端子部に接触すると共に、コイルバネの弾発力に抗して上部接触端子が下動し、これに伴い、先細状接触片により、左右の弾性片が自身の弾発力に抗して拡開する。この時、左右の弾性片が、その弾発復元力により先細状接触片をしっかりと挟持するので、上部接触端子と下部接触端子の導通が確実に確保される。この状態から、ICパッケージを下方へ押圧する力を解放すると、コイルバネの弾発復元力と、左右弾性片の弾発復元力による縮閉により、上部接触端子が確実に上動して初期の位置に復帰する。よって、弾発力の小さいコイルバネを用いて、ICパッケージの外部接点に対する上側端子部の接触圧力を出来るだけ小さくしながら、安定した接触を行うことができる。
前記左右の弾性片は、第一発明では、例えば、下側端子部の上部に連設した略U字状や略V字状のバネ部で形成することができ、第二発明では、例えば、上側端子部の下部に連設した略逆U字状や略逆V字状のバネ部で形成することができる。
また、前記先細状接触片は、第一発明では、例えば、上側端子部から下方へ向けて漸次先細となるようテーパー状側面を備えた形状とすることができ、第二発明では、例えば、下側端子部から上方へ向けて漸次先細となるようテーパー状側面を備えた形状とすることができる。
前記上部接触端子の上下動に伴う左右の弾性片の拡開・縮閉がスムーズに行われるようにするには、先細状接触片と左右の弾性片の摺接摩擦が小さい方が好ましく、そのために、前記左右の弾性片の先端に内側へ突出する接触端を備え、前記先細状接触片の前記左右の弾性片への摺接が該接触端でなされるよう形成することが好ましい。
前記コイルバネは、例えば、左右の弾性片間において、左右弾性片の基部と先細状接触片の先端との間に配置することもできるが、この場合、左右弾性片の縮閉を阻害する虞れがあるので、微細径のコイルバネを用いなければならず、所定の弾発力を得ることが困難になる。よって、コイルバネは、前記先細状接触片の外側に配置されていることが好ましい。この場合、左右弾性片の拡開・縮閉を阻害する虞れがないと共に、所定径のコイルバネにより所定の弾発力を得て、より安定した接触を行うことができる。
上側端子部とICパッケージの外部接点との接触がより安定してなされるようにするには、上側端子部が、前記外部接点に接触する複数の接触点を備えていることが好ましい。
複数の接触点を備えるには、例えば、上側端子部の上端に少なくとも二つ以上の接触点を形成することが例示できる。接触安定性の面では、三つ以上の接触点を形成することがより好ましい。
上部接触端子が板材を加工して形成される場合、該板材の上端が略V字形や略U字形になるようプレス加工するなどして、上側端子部の上端に左右の(二つの)接触点を容易に形成することができる。
上部接触端子が棒材を加工して形成される場合、該棒材の上端中央に凹部を有しその凹部を囲む環状壁が山部と谷部が交互に連なる略王冠形状になるよう、ヘッダー加工するなどして、上側端子部の上端に三つ以上の接触点を容易に形成することができる。
前記第一発明においては、下部接触端子が左右の弾性片を有するので、該下部接触端子を、板材をプレス加工して成形することが好ましい。また、上部接触端子が先細状接触片を有するので、該上部接触端子を、棒材をヘッダー加工して成形することが好ましい。
よって、第一発明においては、三つ以上の接触点を備えた上側端子部を容易に形成することができる。
前記第二発明においては、上部接触端子が左右の弾性片を有するので、該上部接触端子を、板材をプレス加工して成形することが好ましい。また、下部接触端子が先細状接触片を有するので、該下部接触端子を、棒材をヘッダー加工して成形することが好ましい。
前記第一発明又は第二発明において、前記下部接触端子も上下動可能とし、ICソケットをテストボードに装着して、前記下部接触端子を該テストボード表面の前記外部回路に圧接させた際、前記コイルバネの弾発力に抗して、該下部接触端子のみが所定ストロークだけ上昇し、該下部接触端子の上動に伴い、前記先細状接触片により前記左右の弾性片が拡開するよう形成してもよい。
この場合、下部接触端子を外部回路に対して圧接させる非半田付けタイプのICソケットにおいて、前記弾発力の小さいコイルバネを用いることによる利点に加え、コイルバネの弾発力による下部接触端子の外部回路に対する負荷(弾発接触力)も低減することができ、テストボードの反りや割れなどを防止することができる。
本発明に係る接触装置及びこれを内蔵したICソケットは以上説明したように、コイルバネの弾発力と、左右の弾性片の弾発力との協働により上部接触端子を安定的に上下動させてICパッケージの外部接点との接触を得ると共に、左右の弾性片がその弾発力で先細状接触片を挟持するので上部接触端子と下部接触端子を確実に導通させることができる。また、コイルバネと左右の弾性片との協働により上部接触端子を初期位置へ復帰させるので、従来より小さな弾発力のコイルバネを用いながら、前記作用を得ることができる。
よって、ICパッケージの外部接点に対する接触圧力を出来るだけ小さくすることができると共に、簡単な構造により安定した接触、導通を実現できる。また、電流経路もコイルバネを経由することなく短縮化されるので、電気的特性にも優れている。したがって、外部接点が微細ピッチで多数配設されたICパッケージの導通テストに好適に用いることができる。
さらに、コイルバネの弾発力を小さくできる分、外部回路を備えたテストボードに対する下部接触端子の負荷(弾発接触力)を低減することができ、テストボードの反りや割れなどを防止することができるなど、多くの効果を奏する。
以下、本発明に係る接触装置とこれを内蔵したICソケットの実施形態の例を図面に基づいて説明する。
図1は本例のICソケットaの平面図、図2は同正面図、図3は該ICソケットaに内蔵された接触装置bを表す要部拡大断面図、図4はICパッケージcの装着状態を表す要部拡大断面図で、該ICソケットaは、概略、ソケット基板1の上方にプレート2を固定したソケット本体の上方に、ICパッケージcが載承される昇降プレート3を上下動可能に設置すると共に、前記ソケット本体内に、装着されるICパッケージcの外部接点c1と同数か又はそれ以上の多数の接触装置bを内蔵しており、ソケット基板1の底面に突設した固定ピン4を介して、外部回路を備えたテストボードdに着脱自在に装着される。
昇降プレート3は、ソケット本体に内蔵された不図示のコイルバネにより、上下動可能に支持されると共に上動方向へ付勢されている。
ソケット基板1とプレート2の間には、後述の下部接触端子10を上下動可能とするためのスペースsが確保されている。
ICパッケージcは、ほぼ球状の外部接点c1が、例えば0.4mm程度の微細ピッチで多数配設されたBGA型ICパッケージであって、ICソケットaを介してテストボードdの外部回路との電気的接続を行うことで導通テスト(作動信頼性テスト)がなされるものである。
ICソケットaにおける昇降プレート3の中央には、ICパッケージcの収容スペース5が凹設されると共に、該収容スペース5の底に、ICパッケージcの各外部接点c1が収容される凹部6が、各外部接点c1と対応して多数形成され、且つそれら凹部6の底に、後述する上部接触端子20の上側端子部21が摺動自在に挿入される貫通孔7が形成されている。
ICソケットaに内蔵された各接触装置bは、下部接触端子10、上部接触端子20、コイルバネ30からなり、ICパッケージcにおける外部接点c1のマトリックス状の配列パターンに対応して、微細ピッチで多数配設されている。
下部接触端子10は、金属薄板からプレス加工により、下側端子部11と左右の弾性片12,12を一体に備えた形状に成形されたもので、前記各凹部6と対応して同軸状に位置するよう、ソケット基板1に多数設けた貫通孔8に、上下動可能に挿入されている。
下側端子部11はソケット基板1の底面から突出しており、ICソケットaをテストボードdに装着した際にその表面の外部回路に圧接して該外部回路と電気的に接続される。また、その際、ソケット基板1内に没して、下部接触端子10のみが上昇するようになっている。
左右の弾性片12,12は、下側端子部11の上端から略U字状に立ち上がるバネ部を形成するよう下側端子部11に連設されたもので、自身の弾性により拡開・縮閉可能となっている。
左右の弾性片12,12の先端には、内側へ突出する接触端13,13が形成されており、これら接触端13,13が、後述する先細状接触片22と相対的に摺接して、前記した拡開・縮閉がなされるようになっている。
上部接触端子20は、金属棒材からヘッダー加工により、上側端子部21と先細状接触片22を一体に備えた形状に成形されたもので、前記各凹部6及び前記各貫通孔8と対応して同軸状に位置するよう、プレート2に多数設けた貫通孔9に上下動可能に挿入されている。
また上部接触端子20は、先細状接触片22の小寸幅先端部25が左右弾性片12,12の接触端13,13で挟持され該左右弾性片12,12が縮閉状態にある上動位置(図3参照)と、先細状接触片22の大寸幅中途部(テーパー状側面26の中途部)が前記接触端13,13で挟持され該左右弾性片12,12が拡開する下動位置(図4参照)との間を上下動するようになっている。
上側端子部21は、前記貫通孔7に摺動自在に挿入可能なよう形成されたもので、その上端を、中央に凹部を有しその凹部を囲む環状壁が山部と谷部が交互に連なる略王冠形状に加工するなどして、前記外部接点c1と接触する四つの接触点23を備えている。
先細状接触片22は、上側端子部21の下端に形成した鍔部24から下方に向けて、上側端子部21と同軸状で且つ前記貫通孔9に摺動自在に挿入可能なよう形成されると共に、基端(上端)から先端(下端)にわたり漸次先細となるようテーパー状側面26と小寸幅先端部25を連続して備えた形状とすることで、前記左右の弾性片12,12間に挿入され前記接触端13,13と摺接して、上部接触端子20の下動により左右弾性片12,12が拡開し、上動により左右弾性片12,12が縮閉するよう形成されている。
コイルバネ30は、下部接触端子10の上端(左右の接触端13,13)と、上部接触端子20の中途部(鍔部24)にわたって装填されたもので、上部接触端子20を上下動可能に支持すると共に上動方向へ付勢している。
また、コイルバネ30は、前記左右の弾性片12,12との協働により上部接触端子20を上動位置へ復帰させるので、その分だけ、小さな弾発力のものが用いられている。
以上のように構成した本例のICソケットaによる、ICパッケージcの導通テストの手順について説明する。図3に示す状態において、下部接触端子10が下動位置にあると共に、上部接触端子20が上動位置にあり、先細状接触片22の小寸幅先端部25が左右弾性片12,12の接触端13,13で挟持されるので、左右弾性片12,12が縮閉状態にある。
この状態から、図4(i)に示すように、テストボードdにICソケットaを装着すると、下部接触端子10のみが上動して、先細状接触片22のテーパー状側面26が左右の弾性片12,12間に進入するので、該左右弾性片12,12がやや拡開する。この時、コイルバネ30がやや収縮してその弾発復元力が、下部接触端子10を介してテストボードdにかかるが、左右弾性片12,12との協働に頼る分、コイルバネ30の弾発力を小さくしているので、テストボードdに対する負荷は低減されており、テストボードdの反りや割れなどを防止することができる。
この状態において、ICパッケージcを収容スペース5に搭載すると、各外部接点c1が凹部6に収容される。
さらに、図4(ii)に示すように、ICパッケージcを下方へ押圧して昇降プレート3を下動させると、各外部接点c1が上側端子部21の各接触点23に接触し、上側接触端子20、下側接触端子10を介して、テストボードdの外部回路と各外部接点c1の導通がなされ、導通テストを行うことができる。この時、先細状接触片22のテーパー状側面26が左右の弾性片12,12間にさらに進入するので、該左右弾性片12,12がさらに拡開する。またこの時、左右の弾性片12,12が、その弾発復元力により先細状接触片22をしっかりと挟持するので、上部接触端子20と下部接触端子10の導通が確実に確保され、信頼性の高い導通テストを行うことができる。また、コイルバネ30の弾発力が小さい分、上側端子部21の外部接点c1に対する接触圧力が軽減され、外部接点c1の変形、損傷などを防止することができる。
テスト終了後、ICパッケージcを下方へ押圧する力を解放すると、コイルバネ30の弾発復元力と、左右弾性片12,12の弾発復元力による該両弾性片12,12の縮閉により、上部接触端子20が確実に上動して初期の位置に復帰する。
次に、前述した接触装置bの変形例を図6に示す。この例の接触装置b’は概略、前記した上部接触端子10と下部接触端子20を逆にしたものである。
すなわち、この例の上部接触端子20’は、前述した下部接触端子10とほぼ同様の形状のものを上下関係が逆になるよう配置したもので、ICパッケージcの外部接点c1に接触する上側端子部11’の下に左右の弾性片12,12が連設されている。また、下部接触端子10’は、前述した上部接触端子20とほぼ同様の形状のものを上下関係が逆になるよう配置したもので、テストボードdの外部回路に接続される下側端子部21’の上に、左右の弾性片12,12間に挿入され該左右の弾性片12,12に摺接する先細状接触片22が連設されている。また、上側端子部11’の上端は略V字形に打ち抜いて、左右二箇所に接触点23’,23’が形成されている。
それ以外の構成部分とその作動は、前述した上部接触端子10と下部接触端子20の相対関係と同様であるため、説明と図示は省略する。
以上、本発明に係る接触装置とこれを内蔵したICパッケージの実施形態例を図面に基づき説明したが、本発明は図示例に限定されるものではなく、各請求項記載の技術的思想の範疇において、種々の変更が可能であることは言うまでもない。
本発明の実施形態の一例に係るICソケットの平面図。 図1に示すICソケットの正面図。 ICソケットに内蔵された接触装置を示し、(i)はX―X線に沿う要部拡大断面図、(ii)はY−Y線に沿う要部拡大断面図。 テストボードに搭載したICソケットにICパッケージを装着した状態を示し、(i)はICパッケージを下方へ押圧する前の状態、(ii)はICパッケージを下方へ押圧した状態を表す。 上部接触端子、下部接触端子、コイルバネの斜視図。 本発明の実施形態の他例に係る上部接触端子、下部接触端子、コイルバネの斜視図。
符号の説明
a:ICパッケージ
b:接触装置
10:下部接触端子
11:下側端子部
12:左右の弾性片
13:接触端
20:上部接触端子
21:上側端子部
22:先細状接触片
23:接触点
25:小寸幅先端部
26:テーパー状側面
30:コイルバネ
b’:接触装置
10’:下部接触端子
21’:下側端子部
20’:上部接触端子
11’:上側端子部
23’:接触点
c:ICパッケージ
c1:外部接点
d:テストボード

Claims (7)

  1. ICパッケージと外部回路との電気的接続を行うICソケットに内蔵され、前記ICパッケージの外部接点に弾圧接触して電気的導通を得る接触装置であって、
    前記外部回路に接続される下側端子部の上に左右の弾性片を連設した下部接触端子と、
    前記ICパッケージの外部接点に接触する上側端子部の下に、前記左右の弾性片間に挿入され該左右の弾性片に摺接する先細状接触片を連設した上部接触端子と、
    前記下部接触端子と上部接触端子の間に装填され、該下部接触端子と上部接触端子を上下動可能に支持すると共に、下部接触端子を下動方向へ付勢し、上部接触端子を上動方向へ付勢するコイルバネを有し、
    前記ICパッケージを前記ICソケットに装着して下方へ押圧した際、該ICパッケージの外部接点が前記上部接触端子の上側端子部に接触すると共に、該上部接触端子の下動に伴い、前記先細状接触片により前記左右の弾性片が拡開し、
    前記ICパッケージの下方への押圧力が解放された際、前記上部接触端子の上動に伴い、前記左右の弾性片が縮閉するよう形成したことを特徴とするICソケット用接触装置。
  2. ICパッケージと外部回路との電気的接続を行うICソケットに内蔵され、前記ICパッケージの外部接点に弾圧接触して電気的導通を得る接触装置であって、
    前記ICパッケージの外部接点に接触する上側端子部の下に左右の弾性片を連設した上部接触端子と、
    前記外部回路に接続される下側端子部の上に、前記左右の弾性片間に挿入され該左右の弾性片に摺接する先細状接触片を連設した下部接触端子と、
    前記下部接触端子と上部接触端子の間に装填され、該下部接触端子と上部接触端子を上下動可能に支持すると共に、下部接触端子を下動方向へ付勢し、上部接触端子を上動方向へ付勢するコイルバネを有し、
    前記ICパッケージを前記ICソケットに装着して下方へ押圧した際、該ICパッケージの外部接点が前記上部接触端子の上側端子部に接触すると共に、該上部接触端子の下動に伴い、前記先細状接触片により前記左右の弾性片が拡開し、
    前記ICパッケージの下方への押圧力が解放された際、前記上部接触端子の上動に伴い、前記左右の弾性片が縮閉するよう形成したことを特徴とするICソケット用接触装置。
  3. 前記左右の弾性片の先端に内側へ突出する接触端を備え、前記先細状接触片の前記左右の弾性片への摺接が該接触端でなされるよう形成したことを特徴とする請求項1又は2記載のICソケット用接触装置。
  4. 前記コイルバネが、前記先細状接触片の外側に配置されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載のICソケット用接触装置。
  5. 前記上側端子部が、前記ICパッケージの外部接点に接触する複数の接触点を備えていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項記載のICソケット用接触装置。
  6. 前記ICソケットをテストボードに装着して、前記下部接触端子を該テストボード表面の前記外部回路に圧接させた際、前記コイルバネの弾発力に抗して、該下部接触端子のみが所定ストロークだけ上昇し、該下部接触端子の上動に伴い、前記先細状接触片により前記左右の弾性片が拡開するよう形成したことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項記載のICソケット用接触装置。
  7. ICパッケージと外部回路との電気的接続を行うICソケットであって、請求項1〜6のいずれか1項記載の接触装置を内蔵してなるICソケット。
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