JP2008039456A - 電気接触子及び電気部品用ソケット - Google Patents

電気接触子及び電気部品用ソケット Download PDF

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Abstract

【課題】成形が容易で、安価であると共に、軽量にできる電気接触子及び電気部品用ソケットを提供する。
【解決手段】ICパッケージ12に接触される第1接触部26dを有する第1接触部材26を備え、該第1接触部材26は、導電性を有する板材が筒形状に曲げ加工されて形成されると共に、中間部に、前記筒形状の内側に向けて切り起こされて折曲げられた閉塞片26eが形成され、該閉塞片26eにより、前記筒形状の内側を上下方向に貫通する貫通孔の一部を閉塞するようにしたコンタクトピン15。
【選択図】図8

Description

この発明は、半導体装置(以下「ICパッケージ」という)等の第1の電気部品に電気的に接続される電気接触子及び、この電気接触子が配設された電気部品用ソケットに関するものである。
従来から、この種の電気接触子としては、例えば図14に示すようなものがある(特許文献1参照)。すなわち、この電気接触子1は、プランジャ2とばね部材3とから構成され、この電気接触子1が、ソケット本体4の上側保持部材5及び下側保持部材6に保持されている。この電気接触子1により、配線基板7とこの上側に配設される図示省略の電気部品(ICパッケージ)とが電気的に接続されるように構成されている。
より詳しくは、そのプランジャ2は、上端部にその電気部品に接触される接触部2aが形成されると共に、中間部に抜け止めとなるフランジ部2bが形成され、更に、このフランジ部2bの下側に軸部2cが形成されている。
また、ばね部材3は、線材が伸縮自在に巻かれた通常巻部3aと、線材が密着して巻かれた密着巻部3bとが上下に連続して形成され、その通常巻部3a内に、プランジャ2の軸部2cが挿入されている。そして、そのばね部材3とプランジャ2とが互いに接触されることにより電気的に接続され、そのばね部材3の密着巻部3bが配線基板7の電極部7aに電気的に接続されるようになっている。
このようなものにあっては、プランジャ2の上側に電気部品(ICパッケージ)が収容され、この電気部品により、プランジャ2が下方に押されると、ばね部材3の通常巻部3aが圧縮されてプランジャ2が下降する。この圧縮力がプランジャ2の接触部2a及びばね部材3の密着巻部3bに作用することにより、その接触部2aが電気部品の端子に、又、密着巻部3bが配線基板7の電極部7aに所定の接圧で、接触することとなる。
これにより、電気部品の端子と配線基板7の電極部7aとが電気的に接続され、この状態で、電気部品(ICパッケージ)のバーンイン試験等が行われることとなる。
特開平10−239349号公報。
しかしながら、このような従来のものにあっては、プランジャ2が円柱状のピンを切削して成形されたものであるため、成形が大変で、高価であると共に、重量も重くなる。特に、ICパッケージとの接触部2aを切削により王冠形状に形成するのは加工が大変であった。
そこで、この発明は、成形が容易で、安価であると共に、軽量にできる電気接触子及び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、第1の電気部品に接触される第1接触部を有する第1接触部材を備え、該第1接触部材は、導電性を有する板材が筒形状に曲げ加工されて形成されると共に、中間部に、前記筒形状の内側に向けて切り起こされて折曲げられた閉塞片が形成され、該閉塞片により、前記筒形状の内側を上下方向に貫通する貫通孔を平面視において閉塞するようにした電気接触子としたことを特徴とする。
請求項2に記載の発明は、第1の電気部品に接触される第1接触部を有する第1接触部材と、第2の電気部品に接触される第2接触部を有し、前記第1接触部材の下側に配設された第2接触部材と、該両第1及び第2接触部材を互いに反対方向に付勢する付勢手段とを有し、前記第1接触部材は、導電性を有する板材が筒形状に曲げ加工されて形成され、前記第1接触部材には、中間部に、前記筒形状の内側に向けて切り起こされて折曲げられた閉塞片が形成され、該閉塞片により、前記筒形状の内側を上下方向に貫通する貫通孔を平面視において閉塞するようにした電気接触子としたことを特徴とする。
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の構成に加え、前記第1接触部材の第1接触部は、王冠形状を呈していることを特徴とする。
請求項4に記載の発明は、請求項1乃至3の何れか一つに記載の構成に加え、前記第1接触部材の閉塞片は複数形成され、該複数の閉塞片により、前記筒形状の内側を上下方向に貫通する貫通孔を平面視において閉塞するようにしたことを特徴とする。
請求項5に記載の発明は、配線基板上に配設され、上側に前記第1の電気部品が収容されるソケット本体と、該ソケット本体に配設され、請求項1乃至3の何れか一つに記載の複数の電気接触子とを有している電気部品用ソケットとしたことを特徴とする。
各請求項に記載の発明によれば、第1接触部材は、導電性を有する板材が筒形状に曲げ加工されて形成されると共に、中間部に、筒形状の内側に向けて切り起こされて折曲げられた閉塞片が形成され、閉塞片により、筒形状の内側を上下方向に貫通する貫通孔を平面視において閉塞するようにしたため、筒状の第1接触部材の上端開口から塵が侵入した場合には、この塵は、閉塞片上に溜まり、それより下側まで落下して侵入することがない。従って、そのコイルスプリングや摺動部分等に塵が噛み込まれることなく、電気導通不良や作動不良が生じるのを防止することができる。
しかも、この閉塞片は、この第1接触部材の成形時に一体に成形できるため、別の方法で塵が侵入しないようにする場合より、成形が簡単で、且つ、安価に成形できる。
さらに、第1接触部材が、板状の導電材を円筒状に曲げ加工することにより成形されているため、切削により成形したものでないことから、成形が容易で、安価にでき、且つ、重量も軽くできる。
請求項3に記載の発明によれば、第1接触部材の第1接触部が、王冠形状を呈しているため、この王冠形状の第1接触部は、切削で形成する場合と比べ、プレスで形成することにより極めて簡単に成形できる。
請求項4に記載の発明によれば、第1接触部材の閉塞片は複数形成され、この複数の閉塞片により、筒形状の内側を上下方向に貫通する貫通孔を平面視において閉塞するようにしたため、複数の閉塞片を任意の位置に形成できることから、設計の自由度を向上させることができる。
請求項5に記載の発明によれば、配線基板上に配設され、上側に第1の電気部品が収容されるソケット本体と、このソケット本体に配設され、請求項1乃至3の何れか一つに記載の複数の電気接触子とを有している電気部品用ソケットとしたため、上記効果を有する電気接触子を複数具備していることから、電気部品用ソケット全体としても絶大な効果が得られる。
以下、この発明の実施の形態について説明する。
[発明の実施の形態1]
図1乃至図5には、この発明の実施の形態1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「第1の電気部品」であるICパッケージ12を保持することにより、このICパッケージ12と「第2の電気部品」である配線基板13とをICソケット11を介して電気的に接続するようにしている。
このICパッケージ12は、いわゆるBGA(Ball 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「端子」としての多数の略球形状の半田ボール12aが縦列と横列にマトリックス状に配列されている。
そのICソケット11は、配線基板13上に取り付けられるソケット本体14を有し、このソケット本体14に、「電気接触子」である複数のコンタクトピン15が配設されている。なお、図1では、コンタクトピン15が1本しか示されていないが、実際は多数配設されている。
そのソケット本体14は、図1に示すように、互いに図示省略のボルトにより取り付けられた上側保持部材18及び下側保持部材19の保持孔18a,19aにそれらコンタクトピン15が挿入されて保持されている。
さらにまた、その上側保持部材18の上側に、フローティングプレート20が図示省略のガイドピンにより上下動自在で、所定の高さで停止するように配設され、又、図示省略のスプリングにより上方に付勢されている。
そして、このフローティングプレート20の挿通孔20aに、コンタクトピン15の上部側が挿入されている。
一方、そのコンタクトピン15は、ICパッケージ12に電気的に接続される第1接触部材26と、配線基板13に電気的に接続される第2接触部材27と、これら両第1接触部材26及び第2接触部材27を互いに反対方向に付勢する「付勢手段」としてのコイルスプリング28とから構成されている。
その第1接触部材26は、導電性を有する板材が筒形状に曲げ加工されて形成され、上側に小径筒部26aが、下側に大径筒部26bが形成されている。この小径筒部26aと大径筒部26bとの間には、段差部26cが形成されている。
その小径筒部26aは、上端部には、半田ボール12aに接触する王冠形状の第1接触部26dが形成されている。
また、この第1接触部材26には、段差部26cに筒形状の内側に向けて切り起こされて略直角に折曲げられた閉塞片26eが形成され、この水平方向に沿う閉塞片26eにより、小径筒部26a内の貫通孔を、第1接触部材26を軸方向から見た平面視において、閉塞するようし、小径筒部26aに底部が形成されるように構成されている。この閉塞片26eは、段差部26cから下方側の部位が切り起こされて円形を呈している。
一方、第2接触部材27は、導電性を有する円柱状の部材が切削により形成され、上側に大径柱状部27aが、その下側に小径柱状部27bが形成され、この大径柱状部27aと小径柱状部27bとの間には段差部27dが形成されている。この大径柱状部27aは、第1接触部材26の大径筒部26b内に上下動自在に挿入され、上端部27cがテーパ形状に形成され、この上端部27cにコイルスプリング28の下端部が嵌合され、このコイルスプリング28の上端部が、第1接触部材26の段差部26cの内面側(下面側)に当接することにより、コイルスプリング28が第1接触部材26と第2接触部材27との間に介在している。
また、この第2接触部材27の、小径柱状部27bの下端部には、配線基板13の電極部13aに当接する第2接触部27eが形成されている。
そして、かかる構成のコンタクトピン15の第1接触部材26の大径筒部26bが、上側保持部材18の保持孔18aの大径孔部18b内に上下動自在に挿入され、第1接触部材26の小径筒部26aが、上側保持部材18の保持孔18aの小径孔部18c内に挿入されて上方に突出している。
また、コンタクトピン15の第2接触部材27の大径柱状部27aが、下側保持部材19の保持孔19aの大径孔部19b内に挿入され、第2接触部材27の小径柱状部27bが、下側保持部材19の保持孔19aの小径孔部19c内に挿入されて下方に突出している。
そして、第1接触部材26の段差部26cが、上側保持部材18の大径孔部18bの天壁に当接することにより、上方への抜け止めが行われ、又、第2接触部材27の段差部27dが、下側保持部材19の大径孔部19bの底壁に当接することにより、下方への抜け止めが行われるように構成されている。
次に、コンタクトピン15の第1接触部材26を成形方法について説明する。
まず、導電性の平板材を、図2に示すような形状に打ち抜き、王冠形状の第1接触部26dに対応する山形形状に形成すると共に、図3(a)に示すように、閉塞片26eの切り曲げを行う。次に、図3(b)に示すように、閉塞片26eを略90°曲げ、更に、図3(c)に示すように、段差部26cとなる部分の段曲げを行う。
その後、曲げ加工(カーリング)を行い、図4に示すように、筒状の第1接触部材26の成形を完了する。
そのように成形された第1接触部材26の大径筒部26b内に、コイルスプリング28を収容すると共に、この第1接触部材26の大径筒部26b内に、第2接触部材27の大径柱状部27aを挿入して、コンタクトピン15の組立てを完了する。
そして、上側保持部材18と下側保持部材19とを分割した状態で、一方の保持孔18a又は19aに、コンタクトピン15を挿入し、両保持部材18,19を組み合わせて組立を完了する。
次に、作用について説明する。
まず、ICパッケージ12を収容する場合について説明する。予め、ICソケット11を配線基板13上に載置することにより、この配線基板13の電極部13aに、コンタクトピン15の第2接触部材27の第2接触部27eを当接させる。これにより、図示はしていないが、ソケット本体14の下方に突出するコンタクトピン15の第2接触部材27が配線基板13に押されて、ソケット本体11内側に押し込まれる。
この状態から、ICパッケージ12を自動機等により搬送してフローティングプレート20上に収容する(図1参照)。この際には、このICパッケージ12は、フローティングプレート20上の所定位置に載置され、図1に示すように、半田ボール12aがフローティングプレート20の挿通孔20aに挿入された状態となる。
この状態から、図示省略の自動機等により、ICパッケージ12を下方に押圧する。すると、フローティングプレート20が図示省略のスプリングの付勢力に抗して下降され、半田ボール12aがコンタクトピン15の第1接触部材26の第1接触部26dに当接し、この第1接触部材26が下方に向けて、コイルスプリング28の付勢力に抗して変位される。
これにより、コンタクトピン15は、コイルスプリング28の付勢力に抗して圧縮されるため、この反力により、第1接触部26dがICパッケージ12の半田ボール12aに、又、第2接触部27eが配線基板13の電極部13aにそれぞれ同じ所定の接圧で接触されることとなる。
これで、コンタクトピン15を介してICパッケージ12と配線基板13とが電気的に接続され、バーンイン試験等が行われることとなる。
この際には、図5に示すように、筒状の第1接触部材26の上端開口から塵Gが侵入した場合には、この塵Gは、閉塞片26e上に溜まり、それより下方の、コイルスプリング28及び第2接触部材27側まで落下して侵入することがない。従って、そのコイルスプリング28や第2接触部材27等に塵Gが噛み込まれることなく、電気導通不良や作動不良が生じるのを防止することができる。
しかも、この閉塞片26eは、この第1接触部材26の成形時に一体に成形できるため、別の方法で塵Gが侵入しないようにする場合より、成形が簡単で、且つ、安価に成形できる。
また、そのコンタクトピン15は、第2接触部材27が、第1接触部材26内に挿入されて接触しているため、コイルスプリング28を介して電流が流れる場合より、電流が流れ易くなり、高周波特性を向上させることができる。勿論、コイルスプリング28を介しても電流が流れることとなる。
さらに、第1接触部材26が、板状の導電材を円筒状に曲げ加工することにより成形されているため、切削により成形したものでないことから、成形が容易で、安価にでき、且つ、重量も軽くできる。
さらにまた、第1接触部材26の、王冠形状の第1接触部26dは、切削で形成する場合と比べ、プレスで形成することにより極めて簡単に成形できる。
また、その第2接触部材27には、テーパ形状の上端部27cを形成し、この上端部27cにコイルスプリング28を嵌合させるようにして位置決めしているため、第1接触部材26と第2接触部材27との間の摺動部分に、そのコイルスプリング28が噛み込まれるようなことがない。従って、第1接触部材26及び第2接触部材27の円滑な伸縮動作を行わせることができる。
[発明の実施の形態2]
図6には、この発明の実施の形態2を示す。
この実施の形態2は、第1接触部材26の閉塞片26eの形成位置が、実施の形態1の形成位置と相違している。
すなわち、この第1接触部材26は、小径筒部26a側の長さが、大径筒部26b側の長さより長く形成されており、この小径筒部26aの上端部の第1接触部26dの下側近傍に、閉塞片26eが形成されている。
他の構成及び作用は実施の形態1と同様であるので説明を省略する。
[発明の実施の形態3]
図7には、この発明の実施の形態3を示す。
この実施の形態3は、第1接触部材26の構成が、実施の形態2のものと相違している。
すなわち、この第1接触部材26は、上下方向の中間部に、他の部分より径の大きい膨出部26fが形成され、この膨出部26fが下側保持部材19の大径孔部19b内に配置され、この膨出部26fにより、上下方向への抜け出しが規制されるようになっている。
また、この第1接触部材26の下端部26gは、カシメにより縮径され、第2接触部材27が外れないように組み立てられている。従って、コンタクトピン15は、ソケット本体14への組み付け前の状態でも、一体的となっているため、取り扱いを容易に行うことができる。
他の構成及び作用は実施の形態1と同様であるので説明を省略する。
[発明の実施の形態4]
図8乃至図10には、この発明の実施の形態4を示す。
この実施の形態4は、第1接触部材26の構造、特に、閉塞片26eの構成が、実施の形態1のものと相違している。
すなわち、この第1接触部材26には、小径筒部26aに一対の閉塞片26eが形成されている。これら一対の閉塞片26eは、互いに半円形状を呈し、これらが図8に示すように略水平方向に折曲げられて、これらが合わせられることにより、図9に示すように、平面視において円形を呈し、小径筒部26a内を閉塞するように構成されている。
かかる第1接触部材26の成形は、図10に示すように、板材を展開した状態で、所定形状にプレス加工すると共に、連結部26jを介して他の部分と連結された状態で、一対の略半円形状の閉塞片26eを他の部分に対して略直角となるまで切り起こす。
その後、板材を丸めて、小径筒部26a及び大径筒部26bを形成することにより、一対の半円形状の閉塞片26eが合わせられて平面視において円形を呈し、小径筒部26a内を閉塞し、第1接触部材26の成形が完了することとなる。
このようにしても、筒状の第1接触部材26の上端開口から塵が侵入した場合には、実施の形態1と同様に、この塵は、閉塞片26e,26e上に溜まり、それより下方の、コイルスプリング及び第2接触部材側まで落下して侵入することがない。従って、そのコイルスプリングや第2接触部材等に塵が噛み込まれることなく、電気導通不良や作動不良が生じるのを防止することができる。
また、この閉塞片26eは、この第1接触部材26の成形時に一体に成形できるため、別の方法で塵が侵入しないようにする場合より、成形が簡単で、且つ、安価に成形できる。
他の構成及び作用は実施の形態1と同様であるので説明を省略する。
[発明の実施の形態5]
図11乃至図13には、この発明の実施の形態5を示す。
この実施の形態5は、第1接触部材26の構造、特に、閉塞片26eの構成が、実施の形態1のものと相違している。
すなわち、この第1接触部材26には、小径筒部26aに一対の閉塞片26eが形成されている。これら一対の閉塞片26eは、それぞれ半円形状より、多少大きい形状に形成され、互いの先端部同士が平面視において重なり、これら閉塞片26eにより、小径筒部26a内が閉塞するように構成されている。
また、それら一対の閉塞片26eは、高さが異なった位置に傾斜して、互いに平行に形成され、塵が図11中矢印に示すように、開口26kから外部に排出されるように構成されている。
かかる第1接触部材26の成形は、図13に示すように、板材を展開した状態で、所定形状にプレス加工すると共に、連結部26jを介して他の部分と連結された状態で、一対の略半円形状の閉塞片26eを他の部分に対して所定の角度となるまで切り起こす。
その後、板材を丸めて、小径筒部26a及び大径筒部26bを形成することにより、一対の略半円形状の閉塞片26eにより平面視において円形を呈し、小径筒部26a内を閉塞し、第1接触部材26の成形が完了することとなる。
このようにしても、筒状の第1接触部材26の上端開口から塵が侵入した場合には、この塵は、傾斜した閉塞片26e,26e上を滑り落ちて、開口26kから外部に排出されることにより、下方の、コイルスプリング及び第2接触部材側まで落下して侵入することがない。従って、そのコイルスプリングや第2接触部材等に塵が噛み込まれることなく、電気導通不良や作動不良が生じるのを防止することができる。
また、塵が外部に排出されるため、第1接触部材26内に溜まることがないことから、長期に渡って使用しても、塵により不具合を生じることがない。
しかも、この閉塞片26eは、この第1接触部材26の成形時に一体に成形できるため、別の方法で塵が侵入しないようにする場合より、成形が簡単で、且つ、安価に成形できる。
他の構成及び作用は実施の形態1と同様であるので説明を省略する。
なお、上記実施の形態では、「電気接触子」であるコンタクトピン15は、第1接触部材26の下側に第2接触部材27が配設されているが、この第2接触部材27を廃止し、従来技術で示すように、コイルスプリング28を配線基板13の電極部13aに接触させて電気的に接続させるようにすることもできる。
また、上記実施の形態では、「電気接触子」であるコンタクトピン15をICソケット11に適用したが、これに限らず、他のものにも適用できる。また、BGAタイプのICパッケージ12用のICソケット11に、この発明を適用したが、これに限らず、LGA(Land Grid Array)タイプ及びPGA(Pin Grid Array)タイプ等のICパッケージ下面に端子が設けられているICパッケージ並びに、QFP(Quad Flat Package)タイプ等、ICパッケージ側面から端子が延長されているICパッケージ用のICソケット等にも、この発明を適用することができる。
また、この発明の電気部品用ソケットは、いわゆるオープントップタイプのICソケット、あるいは電気部品を押圧するプッシャーが自動機側に設けられたもの等にも適用できる。
この発明の実施の形態1に係るICソケットの要部断面図である。 同実施の形態1に係る第1接触部材の展開図である。 同実施の形態1に係る第1接触部材のプレス工程を示す断面図である。 同実施の形態1に係る第1接触部材を曲げ加工した状態を示す図で、(a)は正面図、(b)は(a)のA−A線に沿う断面図である。 同実施の形態1に係る第1接触部材の作用を示す断面図である。 この発明の実施の形態2に係る図1に相当する断面図である。 この発明の実施の形態3に係る図1に相当する断面図である。 この発明の実施の形態4に係る第1接触部材の図4(b)に相当する断面図である。 同実施の形態4に係る図8のB−B線に沿う拡大断面図である。 同実施の形態4に係る図2に相当する第1接触部材の展開図である。 この発明の実施の形態5に係る第1接触部材の図4(b)に相当する断面図である。 同実施の形態5に係る図11のC−C線に沿う拡大断面図である。 同実施の形態5に係る図2に相当する第1接触部材の展開図である。 従来例を示す拡大断面図である。
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 半田ボール(端子)
12b パッケージ本体
13 配線基板
13a 電極部
14 ソケット本体
15 コンタクトピン(電気接触子)
18 上側保持部材
19 下側保持部材
20 フローティングプレート
26 第1接触部材
26a 小径筒部
26b 大径筒部
26c 段差部
26d 第1接触部
26e 閉塞片
26f 膨出部
26g 下端部
27 第2接触部材
27a 大径柱状部
27b 小径柱状部
27c 上端部
27d 段差部
27e 第2接触部
28 コイルスプリング

Claims (5)

  1. 第1の電気部品に接触される第1接触部を有する第1接触部材を備え、
    該第1接触部材は、導電性を有する板材が筒形状に曲げ加工されて形成されると共に、中間部に、前記筒形状の内側に向けて切り起こされて折曲げられた閉塞片が形成され、該閉塞片により、前記筒形状の内側を上下方向に貫通する貫通孔を平面視において閉塞するようにしたことを特徴とする電気接触子。
  2. 第1の電気部品に接触される第1接触部を有する第1接触部材と、第2の電気部品に接触される第2接触部を有し、前記第1接触部材の下側に配設された第2接触部材と、該両第1及び第2接触部材を互いに反対方向に付勢する付勢手段とを有し、
    前記第1接触部材は、導電性を有する板材が筒形状に曲げ加工されて形成され、
    前記第1接触部材には、中間部に、前記筒形状の内側に向けて切り起こされて折曲げられた閉塞片が形成され、該閉塞片により、前記筒形状の内側を上下方向に貫通する貫通孔を平面視において閉塞するようにしたことを特徴とする電気接触子。
  3. 前記第1接触部材の第1接触部は、王冠形状を呈していることを特徴とする請求項1又は2に記載の電気接触子。
  4. 前記第1接触部材の閉塞片は複数形成され、該複数の閉塞片により、前記筒形状の内側を上下方向に貫通する貫通孔を平面視において閉塞するようにしたことを特徴とする請求項1乃至3の何れか一つに記載の電気接触子。
  5. 配線基板上に配設され、上側に前記第1の電気部品が収容されるソケット本体と、
    該ソケット本体に配設され、請求項1乃至4の何れか一つに記載の複数の電気接触子とを有していることを特徴とする電気部品用ソケット。
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