JP2007115500A - 電気部品用ソケット - Google Patents

Abstract

【課題】コンタクトピンが配設されるピンプレートの撓みを抑制して、電気部品端子に対するコンタクトピンの接触荷重（反力）を確保する電気部品用ソケットを提供する。
【解決手段】 収容される電気部品の端子に電気的に接続されるコンタクトピン１５を有するＩＣソケット１１において、コンタクトピン１５がピンプレート２１に取り付けられ、ピンプレート２１の周縁部２１ｅが、略枠形状のベース部材２０上に載置されると共に、ピンプレート２１の周縁部２１ｅ上にサポートプレート２２が載置され、ピンプレート２１の周縁部２１ｅを、ベース部材２０とサポートプレート２２とで挟持するようにした。
【選択図】図４

Description

この発明は、半導体装置（以下「ＩＣパッケージ」という）等の電気部品を収容する電気部品用ソケットに関するものである。

従来から、この種の「電気部品用ソケット」としては、例えば特許文献１に記載されたようなＩＣソケットがある。このＩＣソケットは、配線基板上に配設されたソケット本体に、棒状の多数のコンタクトピンが配設され、これらコンタクトピンが、ソケット本体上に収容されたＩＣパッケージの端子に接触されることにより、配線基板側とＩＣパッケージ側とを電気的に接続するようにしている。

しかし、一体成形されたソケット本体に、多数のコンタクトピンを配設するための圧入孔を形成すると、コンタクトピンの配置やピン数等が変化した場合に、異なる種類のソケット本体を成形しなければならず、コスト高を招く。また、コンタクトピンが損傷又は経時変化した場合等において、交換作業等が大変であった。

そこで、ソケット本体を、ベース部材とコンタクトピンプレートとに分割し、このコンタクトピンプレートに多数のコンタクトピンを取り付けるようにし、このコンタクトピンプレートの周縁部をベース部材上に載置して支持するようにすることが考えられる。

これによれば、コンタクトピンプレートに多数のコンタクトピンを配置するようにしているため、コンタクトピンの配置やピン数等が変化した場合でも、ベース部材は共通で、コンタクトピンプレート側のみ異なる種類のものを成形すれば良いことから、安価にできる。また、コンタクトピンが損傷又は経時変化した場合等においても、コンタクトピンプレート側のみ交換すればよいため、交換作業等を容易にできる。
特開２００４−３２７２６４号公報。

しかしながら、このようにコンタクトピンプレートが設けられたものにあっては、このコンタクトピンプレートの周縁部が、枠形状のベース部材に載置され、このコンタクトピンプレートとこの下側に位置する配線基板との間に、隙間が発生しているため、多数のコンタクトピンに、上方から下方に向けて力が作用し、これらの力がコンタクトピンプレートに作用すると、この負荷によってコンタクトピンプレートが撓んでしまい、特に中央部分に配置されたコンタクトピンの、電気部品端子に対する接触荷重（反力）が低下してしまう虞がある。

そこで、この発明は、コンタクトピンプレートの撓みを抑制して、電気部品端子に対するコンタクトピンの接触荷重（反力）を確保する電気部品用ソケットを提供することを課題としている。

かかる課題を達成するために、請求項１に記載の発明は、収容される電気部品の端子に電気的に接続されるコンタクトピンを有する電気部品用ソケットにおいて、前記コンタクトピンがピンプレートに取り付けられ、該ピンプレートの周縁部が、略枠形状のベース部材上に載置されると共に、前記ピンプレートの周縁部上にサポートプレートが載置され、前記ピンプレートの周縁部を、前記ベース部材と前記サポートプレートとで挟持するようにした電気部品用ソケットとしたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構成に加え、前記ピンプレートは、前記複数のコンタクトピンが配設される四角形のプレート本体と、該プレート本体の四角形の各辺から外方に向けて突設され、前記ベース部材に取り付けられるピンプレート取付部とを有することを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の構成に加え、前記サポートプレートは、枠形状を呈し、該サポートプレートには、前記ピンプレート取付部と共に前記ベース部材にネジ止めされるサポートプレート取付部が突設されたことを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の構成に加え、前記サポートプレート取付部には、前記ベース部材側から挿入された取付ねじが螺合される雌ねじ部が形成されたことを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４の何れか一つに記載の構成に加え、前記コンタクトピンは、１本の細長い導電性を有する弾性材料から形成され、上下方向の力が作用したときに、弾性変形するばね部が形成されたことを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、ピンプレートをベース部材とサポートプレートにて挟むことでピンプレートとベース部材を一体化することにより、ピンプレートの取付強度を向上させることができるため、ピンプレートの変形を低減し、コンタクトピンの接触荷重（反力）の低下を抑えることができる。

請求項２に記載の発明によれば、ピンプレートは、プレート本体から外方に向けてピンプレート取付部が突設され、このピンプレート取付部がベース部材に取り付けられるようになっているため、よりピンプレートの強度を向上させることができ、ピンプレートの変形を一層抑制できる。

請求項３に記載の発明によれば、サポートプレートにサポートプレート取付部を突設し、このサポートプレート取付部とピンプレート取付部とを取り付けるようにしているため、ピンプレートの取付強度をより向上させることができることから、ピンプレートの変形を一層抑制することができる。

請求項４に記載の発明によれば、サポートプレート取付部に雌ねじ部を一体に成形することにより、別途、ナットを用意する必要なく、部品点数を減少できると共に、取付ねじの頭部が上面側に露出しないことから外観品質を確保できる。

請求項５に記載の発明によれば、コンタクトピンは、１本の細長い導電性を有する弾性材料から形成され、上下方向の力が作用したときに、弾性変形するばね部が形成されたため、平面視において１本のコンタクトピンが占有する面積が狭いため、狭いスペースに多数のコンタクトピンを配置でき、電気部品の端子が狭ピッチで配設されたものにも対応できる。

以下、この発明の実施の形態について説明する。

図１乃至図１９には、この発明の実施の形態を示す。

まず構成を説明すると、図中符号１１は「電気部品用ソケット」としてのＩＣソケットで、このＩＣソケット１１に「電気部品」であるＩＣパッケージ１２を収容し、このＩＣパッケージ１２と配線基板１４とをこのＩＣソケット１１を介して電気的に接続することにより、ＩＣパッケージ１２の性能試験が行われるようになっている。

このＩＣパッケージ１２は、図１９に示すように、いわゆるＬＧＡ(Land Grid Array)タイプと称されるもので、方形状のパッケージ本体１２ｂの下面に多数の端子１２ａが配列されている。

一方、ＩＣソケット１１は、大略すると、配線基板１４上に装着される合成樹脂製のソケット本体１３を有し、このソケット本体１３には、ＩＣパッケージ１２の各端子１２ｂに接触されるコンタクトピン１５が配設されると共に、収容されたＩＣパッケージ１２を押さえるラッチ部材１７及びヒートシンク１８が回動自在に設けられ、更に、これらラッチ部材１７及びヒートシンク１８を回動させる操作部材１９が上下動自在に配設されている。

詳しくは、そのソケット本体１３は、略枠形状のベース部材２０と、このベース部材２０の枠形状の内側に配置されて複数のコンタクトピン１５が配設されるピンプレート２１と、このピンプレート２１を押さえるサポートプレート２２とを有している。

そのベース部材２０は、合成樹脂製で、図１０に示すように、四角形の枠形状に形成され、各辺の中央部分に、取付ねじ２４が挿通される挿通孔２０ａが形成されると共に、そのピンプレート２１を載置する載置部２０ｂが形成されている。

また、ピンプレート２１は、合成樹脂製で、図１１に示すように、四角形状のプレート本体２１ａの周囲に４片、ピンプレート取付部２１ｂが外方に向けて突設され、そのプレート本体２１ａには、多数のコンタクトピン１５が圧入される圧入孔２１ｃが形成されている。また、そのピンプレート取付部２１ｂには、ベース部材２０の挿通孔２０ａと対応した位置に、取付ねじ２４が挿通される挿通孔２１ｄが形成されている。そして、このピンプレート２１の、ピンプレート取付部２１ｂを含む周縁部２１ｅが、ベース部材２０の載置部２０ｂに載置されるようになっている。

さらに、サポートプレート２２は、金属製で、図１２及び図１３に示すように、略四角形の枠形状を呈し、ピンプレート２１のピンプレート取付部２１ｂ上に載置されるサポートプレート取付部２２ａが形成されると共に、このサポートプレート取付部２２ａの、ピンプレート２１の挿通孔２１ｄに対応した位置に、ベース部材２０側（配線基板１４側）から挿入された取付ねじ２４が螺合される雌ねじ部２２ｂが形成されている（図４等参照）。また、このサポートプレート２２には、ベース部材２０への取付用のねじ（図示省略）が挿通される挿通孔２２ｃが計８個所形成されている。

さらにまた、コンタクトピン１５は、図１４に示すように、導電性及び弾力性を有する板材が打ち抜かれて細長く形成され、ピンプレート２１の圧入孔２１ｃに圧入される圧入部１５ａが形成されると共に、この圧入部１５ａの上側にピンプレート２１の上面に当接して、下方への移動を阻止するストッパ部１５ｂが形成され、更に、このストッパ部１５ｂの上側に湾曲したばね部１５ｃが形成されている。さらに、このばね部１５ｃの上側には、ＩＣパッケージ１２の端子１２ａに接触する接触部１５ｄが形成され、この接触部１５ｄが、フローティングプレート２８の挿通孔２８ａに挿入されている。このフローティングプレート２８は、上下動自在に配設されて、図示省略のスプリングにより上方に付勢されている。

さらに、このコンタクトピン１５の圧入部１５ａの下側には、図４等に示すように、リード部１５ｅが延長されて、このリード部１５ｅがロケートボード２９の挿通孔２９ａに挿入され、このリード部１５ｅが図示省略の配線基板に半田付けされるようになっている。このロケートボード２９は、アレンジメントピン３０により上下動自在に配設され、リード部１５ｅを配線基板に取り付ける場合には、下降位置に配置され、取付後は、上昇位置に配置されるようになっている。

一方、ラッチ部材１７は、ベース部材２０の４辺に設けられ、図４乃至図７に示すように、ラッチ用シャフト３３を介して回動自在に設けられると共に、ヒートシンク１８は、ラッチ部材１７と略同一位置に回動自在に設けられている。

そのラッチ用シャフト３３は、ソケット本体１３のベース部材２０の上下方向に沿う溝部２０ｃ（図１０参照）に案内されて上下動及び回動自在に設けられ、ＩＣパッケージ１２を押さえるときには、上方から下方に向けて移動させられるように構成されている。

そのラッチ部材１７は、図１５に示すように、ＩＣパッケージ１２のある程度の幅を押さえることができるように所定の幅Ｈに形成され、断面が図４等に示すように，略直角に折曲げられた形状を呈している。このラッチ部材１７は、一端部側に、ＩＣパッケージ１２を押圧する押圧部１７ａが形成され、他端部側に形成された基部１７ｂにラッチ用シャフト３３が設けられている。このラッチ部材１７は、図示省略のスプリング（第１付勢手段）により開く方向に付勢されると共に、そのラッチ用シャフト３３が他のスプリング３４（第２付勢手段）により上方に付勢されている。

そして、このラッチ部材１７は後述する操作部材１９により開閉されるように構成されている。

また、ソケット本体１３には、ＩＣパッケージ１２収容範囲の周囲４辺の内の、相対向する２辺に一対のレバー部材３５が、又、他の相対向する２辺に他の一対のレバー部材３６がそれぞれレバー用シャフト３７を介して回動自在に設けられている。

これら一対のレバー部材３５は、図１６に示すように、相対向する対向壁３５ａ，３５ａが中間壁３５ｂを介して連結されると共に、この対向壁３５ａには、それぞれラッチ用シャフト３３が挿入される長孔３５ｃが形成され、このレバー部材３５を、閉じる方向に回動させた時に、長孔３５ｃの上縁部３５ｄが、ラッチ用シャフト３３に当接して、ラッチ用シャフト３３を下方に押圧して、ラッチ部材１７を下降させるように構成されている。

また、他の一対のレバー部材３６は、図１７に示すように、そのレバー部材３５と同様に、対向壁３６ａ，中間壁３６を有し、その対向壁３６ａに長孔３６ｃが形成され、この長孔３６ｃの上縁部３６ｄがラッチ用シャフト３３に当接して、ラッチ用シャフト３３を下方に押圧するように構成されている。

さらに、これらレバー部材３６には、対向壁３６ａから延長片３６ｅが延長され、これら延長片３６ｅにヒートシンク１８が取り付けられている。

このヒートシンク１８は、図２等に示すように、複数片形成された放熱部１８ａと、ＩＣパッケージ１２に当接して放熱を行う当接部１８ｂとを有している。このヒートシンク１８が軸３９を介してレバー部材３６に取り付けられ、この延長片３６ｃと、ヒートシンク１８との間に、図４に示す状態で、スプリング４０，４１が設けられている。

そのレバー部材３６は回動されることにより、ラッチ部材１７を下降させるようにしているが、このラッチ部材１７でＩＣパッケージ１２を押圧する時点より、ヒートシンク１８でＩＣパッケージ１２を押圧する時点を遅らせるように、長孔３６ｃの形状等やレバー部材３６の回動量等が設定されている。

また、そのラッチ用シャフト３３と、「固定部位」としてのレバー用シャフト３７との各々に回動自在に連結され、そのラッチ用シャフト３３の上昇位置を規制する略長円の板形状のリンク部材４４が設けられている。

一方、操作部材１９は、枠形状を呈し、ソケット本体１３に対して上下動自在に配設され、この操作部材１９の上下動により、ラッチ部材１７及びレバー部材３５，３６が回動されるように構成されている。

詳しくは、その操作部材１９は、ベース部材２０から上方に突設されたガイドポスト４６により、上下方向に案内されて上下動自在に配設されると共に、スプリング４７により、上方に付勢され、所定の上昇位置で停止されるようになっている。

この操作部材１９には、図４及び図５等に示すように、ラッチ部材１７の被押圧部１７ｃを押圧するラッチ押圧部１９ａが形成され、この操作部材１９が上昇させられることにより、その被押圧部１７ｃがラッチ押圧部１９ａにて押圧されてラッチ部材１７が閉じる方向に回動させられ、又、下降させられることにより、ラッチ部材１７に対する押圧力が解除されて、ラッチ部材１７が開く方向に回動させられる。

また、この操作部材１９には、図８及び図９等に示すように、レバー部材３５，３６の被押圧部３５ｆ，３６ｆを押圧するレバー押圧部１９ｂが形成され、この操作部材１９が上昇させられることにより、その被押圧部３５ｆ，３６ｆがそのレバー押圧部１９ｂにて押圧されてレバー部材３５，３６が閉じる方向に回動させられ、又、下降させられることにより、レバー部材３５，３６に対する押圧力が解除されて、レバー部材３５，３６が開く方向に回動させられる。

次に、かかるＩＣソケット１１の使用方法について説明する。

ＩＣパッケージ１２をＩＣソケット１１に収容するには、まず、操作部材１９をスプリング４７の付勢力に抗して下方に押し下げる。すると、この操作部材１９のレバー押圧部１９ｂによる、レバー部材３５，３６の被押圧部３５ｆ，３６ｆに対する押圧が解除され、このレバー部材３５，３６がスプリングの付勢力により開く方向に回動させられる。

これにより、このレバー部材３６に取り付けられているヒートシンク１８は、図２及び図５等に示すように開かれ、ＩＣパッケージ１２の収容・取出し軌跡から退避される。

また、レバー部材３５が開かれて行くと、図１８に示すように、ラッチ部材１７は上昇させられた後、開く方向に回動させられる。なお、他のレバー部材３６もそのレバー部材３５と動作が同様であるため説明を省略する。

すなわち、レバー部材３５が図１８の（ａ）に示す状態から（ｂ）に示す状態まで開かれて行くと、ラッチ用シャフト３３に対するレバー部材３５の長孔３５ｃの上縁部３５ｄによる押圧が解除されて行き、スプリング３４の付勢力によりラッチ用シャフト３３が上昇させられて、レバー部材３５が上方に平行移動して行く。

この状態から、更に、操作部材１９を下降させると、レバー部材３５が更に回動させられ、図１８の（ｃ）から（ｄ）に示すように、開かれて行く。この際には、リンク部材４４がラッチ用シャフト３３とレバー用シャフト３７との間に設けられているため、図１８の（ｂ）に示す位置まで回動させられた状態で、そのリンク部材４４によりラッチ用シャフト３３の上昇が規制され、図１８の（ｃ），（ｄ）に示すように、更にレバー部材３５が回動させられると、レバー部材３５の長孔３５ｃの上縁部３５ｄが、ラッチ用シャフト３３から離間することとなる。

従って、そのように離間することにより、長孔３５ｃの内周縁部が、ラッチ用シャフト３３を摺動することがないため、このラッチ用シャフト３３の摩耗を防止することができる。

また、その操作部材１９の下降により、図１８の（ｃ），（ｄ）に示す位置では、この操作部材１９のラッチ押圧部１９ａによる、ラッチ部材１７に対する押圧力も解除されることから、スプリングの付勢力により、開く方向にラッチ部材１７が回動させられる。

これにより、ラッチ部材１７は、図２及び図５等に示すように開かれ、ＩＣパッケージ１２の収容・取出し軌跡から退避される。

この状態で、自動機により搬送されたＩＣパッケージ１２をフローティングプレート２８の所定位置に収容する。

その後、操作部材１９の下方への押圧力を解除すると、この操作部材１９がスプリング４７等の付勢力で上昇させられることにより、この操作部材１９のラッチ押圧部１９ａにてラッチ部材１７がスプリングの付勢力に抗して閉じる方向に回動させられる。

これと同時に、レバー部材３６も操作部材１９のレバー押圧部１９ｂにて押圧されて閉じる方向に、図１８中（ｄ），（ｃ），（ｂ），（ａ）の順で回動させられる。図１８中、（ｂ）まで回動させられると、レバー部材３６の長孔３６ａの上縁部３６ｂが、ラッチ用シャフト３３に当接し、更に、このレバー部材３６が回動されることにより、その上縁部３６ｂに、ラッチ用シャフト３３が押されてスプリング３４の付勢力に抗して下降される。

この際には、ラッチ用シャフト３３は、ソケット本体１３に形成された上下方向に沿う溝部２０ｃに沿って下降されることにより、ラッチ部材１７は、図１８（ｂ）に示す状態から（ａ）に示す状態まで、同じ姿勢で下方に平行移動させられることにより、ＩＣパッケージ１２上面が擦られることなく、押圧されて浮き上がりが防止されることとなる。

この状態で、ＩＣパッケージ１２の端子１２ａにコンタクトピン１５の接触部１５ｄが所定の圧力で接触されて電気的に接続され、バーンイン試験等が行われることとなる。

このようなものにあっては、ピンプレート２１の周縁部２１ｅをベース部材２０とサポートプレート２２とで挟持するようにしたため、これらを一体化することにより、ピンプレート２１の周縁部２１ｅの取付強度を向上させることができて、ピンプレート２１の変形が低減でき、コンタクトピン２１の接触荷重（反力）の低下を抑えることができる。しかも、ピンプレート２１をその分薄くでき、軽量化を図ることもできる。

また、ピンプレート２１は、複数のコンタクトピン２１が配設される四角形のプレート本体２１ａの四角形の各辺から外方に向けてピンプレート取付部２１ｂが突設され、このピンプレート取付部２１ｂをベース部材２０に取り付けられるようにしたため、ピンプレート２１の変形を一層抑制できる。

さらに、サポートプレート２２には、サポートプレート取付部２２ａが形成され、このサポートプレート取付部２２ａを、ピンプレート取付部２１ｂと共にベース部材２０に取付ねじ２４により取り付けるようにしているため、ピンプレート２１の取付強度をより向上させることができ、ピンプレート２１の変形を一層抑制することができる。

さらにまた、サポートプレート取付部２２ａには、ベース部材２０側から挿入された取付ねじ２４が螺合される雌ねじ部２２ｂが形成されたため、サポートプレート取付部２２ａに雌ねじ部２２ｂを一体に成形することにより、別途、ナットを用意する必要なく、部品点数を減少できる。

また、コンタクトピン１５は、１本の細長い導電性を有する弾性材料から形成され、上下方向の力が作用したときに、弾性変形するばね部１５ｃが形成されたため、平面視において１本のコンタクトピン１５が占有する面積が狭いことから、狭いスペースに多数のコンタクトピン１５を配置でき、ＩＣパッケージ１２の端子１２ａが狭ピッチで配設されたものにも対応できる。

なお、上記実施の形態では、「電気部品用ソケット」としてＩＣソケット１１に、この発明を適用したが、これに限らず、他の装置にも適用できることは勿論である。

この発明の実施の形態に係るＩＣソケットのヒートシンクを閉じた状態を示す斜視図である。 同実施の形態に係るＩＣソケットのヒートシンクを開いた状態を示す斜視図である。 同実施の形態に係るＩＣソケットを示す平面図で、上半分がヒートシンクを開いた状態、下半分がヒートシンクを閉じた状態を示す図である。 同実施の形態に係る図３のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 同実施の形態に係る図３のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。 同実施の形態に係るラッチ部材等を閉じた状態を示す断面図である。 同実施の形態に係るラッチ部材等を開いた状態を示す断面図である。 同実施の形態に係るＩＣソケットのヒートシンクを閉じた状態を示す、半断面図である。 同実施の形態に係るＩＣソケットのヒートシンクを開いた状態を示す、半断面図である。 同実施の形態に係るベース部材の斜視図である。 同実施の形態に係るピンプレートを示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。 同実施の形態に係るサポートプレートの斜視図である。 同実施の形態に係るサポートプレートの半分を断面した正面図である。 同実施の形態に係るコンタクトピンを示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。 同実施の形態に係るラッチ部材を示す斜視図である。 同実施の形態に係るレバー部材を示す斜視図である。 同実施の形態に係る他のレバー部材を示す斜視図である。 同実施の形態に係るレバー部材とラッチ部材の動きを示す図である。 同実施の形態に係るＩＣパッケージを示す図で、（ａ）はヒートシンクを開いた状態を示す、半断面図である。

符号の説明

11 ＩＣソケット（電気部品用ソケット）
12 ＩＣパッケージ（電気部品）
12a 端子
12b パッケージ本体
13 ソケット本体
15 コンタクトピン
15d 接触部
17 ラッチ部材
17a 押圧部
17c 被押圧部
18 ヒートシンク
19 操作部材
19a ラッチ押圧部
19b レバー押圧部
20 ベース部材
20b 載置部
21 ピンプレート
21a プレート本体
21b ピンプレート取付部
21e 周縁部
22 サポートプレート
22a サポートプレート取付部
28 フローティングプレート
33 ラッチ用シャフト
34 スプリング（第２付勢手段）
35,36 レバー部材
35c,36c 長孔
35d,36d 上縁部
35f,36f 被押圧部
37 レバー用シャフト
44 リンク部材

Claims (5)

1. 収容される電気部品の端子に電気的に接続されるコンタクトピンを有する電気部品用ソケットにおいて、
   前記コンタクトピンがピンプレートに取り付けられ、該ピンプレートの周縁部が、略枠形状のベース部材上に載置されると共に、前記ピンプレートの周縁部上にサポートプレートが載置され、
   前記ピンプレートの周縁部を、前記ベース部材と前記サポートプレートとで挟持するようにしたことを特徴とする電気部品用ソケット。
2. 前記ピンプレートは、前記複数のコンタクトピンが配設される四角形のプレート本体と、該プレート本体の四角形の各辺から外方に向けて突設され、前記ベース部材に取り付けられるピンプレート取付部とを有することを特徴とする請求項１に記載の電気部品用ソケット。
3. 前記サポートプレートは、枠形状を呈し、該サポートプレートには、前記ピンプレート取付部と共に前記ベース部材にネジ止めされるサポートプレート取付部が突設されたことを特徴とする請求項２に記載の電気部品用ソケット。
4. 前記サポートプレート取付部には、前記ベース部材側から挿入された取付ねじが螺合される雌ねじ部が形成されたことを特徴とする請求項３に記載の電気部品用ソケット。
5. 前記コンタクトピンは、１本の細長い導電性を有する弾性材料から形成され、上下方向の力が作用したときに、弾性変形するばね部が形成されたことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一つに記載の電気部品用ソケット。
   

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