JP2013089476A

JP2013089476A - 電気部品用ソケット

Info

Publication number: JP2013089476A
Application number: JP2011229392A
Authority: JP
Inventors: Mineto Takahashi; 峰人高橋
Original assignee: Enplas Corp
Current assignee: Enplas Corp
Priority date: 2011-10-19
Filing date: 2011-10-19
Publication date: 2013-05-13
Anticipated expiration: 2031-10-19
Also published as: JP5847530B2

Abstract

【課題】ソケット本体の挿入孔の周縁部がコンタクトパッドと平面視で部分的に重なる場合でも、挿入孔がコンタクトパッドに接触して押し潰される事態を回避できる電気部品用ソケットを提供する。
【解決手段】第１プレート１６には、複数のコンタクトピン２０を挿入するための複数の挿入孔１６ａが形成され、第１プレート１６の下面には、複数の挿入孔１６ａが形成された挿入孔形成領域Ａ１のうち複数のコンタクトピン２０が挿入された所定のピン配設領域Ａ２において、上方へ凹む凹部１８を形成し、凹部１８の上面１８ａとコンタクトパッド３０の上面３０ａとの間に上下方向の隙間が生じるように構成したＩＣソケット。
【選択図】図４

Description

この発明は、配線基板上に配設され、半導体装置（以下「ＩＣパッケージ」という）等の電気部品の試験等を行うため、こ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「電気部品」としてのＩＣパッケージを着脱自在に収容する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、ＩＣパッケージが収容される樹脂製のソケット本体を有し、このソケット本体には、複数のコンタクトピンを挿入する複数の円形断面の挿入孔が形成されている。

そして、このコンタクトピンとしては、上端部がＩＣパッケージの球状端子に圧接されるとともに、下端部が配線基板の金属製の円盤状のコンタクトパッドに圧接されることにより、これらの球状端子及びコンタクトパッドを電気的に接続する、いわゆる表面圧接型のコンタクトピンが広く用いられている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−２４１４２６号公報

しかしながら、このような従来のものにあっては、挿入孔の孔径がコンタクトパッドの直径にほぼ一致するように設計されているものの、実際には、公差などの影響により、ソケット本体の挿入孔の周縁部がコンタクトパッドと平面視で部分的に重なる場合が生じる。例えば、挿入孔の孔径がコンタクトパッドの直径より僅かでも小さいと、ソケット本体の挿入孔の周縁部がコンタクトパッドと平面視で円環状に重なる。また、挿入孔の孔径がコンタクトパッドの直径以上であっても、コンタクトパッドに対して挿入孔が僅かでも横ずれが生じれば、ソケット本体の挿入孔の周縁部がコンタクトパッドと平面視で三日月状に重なる恐れがある。

このような場合、コンタクトピンの上下両端部を球状端子及びコンタクトパッドに圧接する際に、プッシャーでソケット本体を配線基板側へ押し付けるものにおいては、その荷重が大きいと、樹脂製のソケット本体の挿入孔が金属製のコンタクトパッドに接触して押し潰される。特に、コンタクトピンの本数が少ない場合、単位面積あたりの力、つまり圧力が増すため、挿入孔が潰れやすくなる。その結果、挿入孔の周囲にバリが発生し、このバリにコンタクトピンが引っ掛かってピンスタックが生じる恐れがある。

そこで、この発明は、ソケット本体の挿入孔の周縁部がコンタクトパッドと平面視で部分的に重なる場合であっても、挿入孔がコンタクトパッドに接触して押し潰される事態を回避し、ピンスタックの発生を未然に防止することが可能な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、この発明は、配線基板上に配設され、電気部品が収容されるソケット本体と、該ソケット本体に設けられ、前記電気部品の端子に上端部が圧接されるとともに、前記配線基板のコンタクトパッドに下端部が圧接されることにより、当該端子及び当該コンタクトパッドを電気的に接続する複数のコンタクトピンとを有する電気部品用ソケットであって、前記ソケット本体には、前記複数のコンタクトピンを挿入するための複数の挿入孔が形成され、前記ソケット本体の下面には、前記複数の挿入孔が形成された挿入孔形成領域のうち前記複数のコンタクトピンが挿入された所定のピン配設領域において、上方へ凹む凹部を形成し、該凹部の上面と前記コンタクトパッドの上面との間に上下方向の隙間が生じるように構成した電気部品用ソケットとしたことを特徴とする。

他の特徴は、前記挿入孔が円形断面であるとともに、前記コンタクトパッドが円盤状であり、前記挿入孔の孔径が前記コンタクトパッドの直径より小さいことにある。

他の特徴は、前記ソケット本体は、前記配線基板上で、前記コンタクトパッドの周囲に設けられたスタンドオフパッドに下面が当接することにより、最下位で位置決めされるように構成されていることにある。

この発明によれば、ソケット本体の下面のピン配設領域に凹部を形成し、凹部の上面とコンタクトパッドの上面との間に上下方向の隙間が生じるように構成したので、挿入孔がコンタクトパッドに接触しなくなる。従って、ソケット本体の挿入孔の周縁部がコンタクトパッドと平面視で部分的に重なる場合であっても、挿入孔がコンタクトパッドに接触して押し潰される事態を回避し、ピンスタックの発生を未然に防止することが可能となる。

他の特徴によれば、挿入孔の孔径がコンタクトパッドの直径より小さいため、ソケット本体の下面に凹部がなければ確実に挿入孔がコンタクトパッドに接触する場合であっても、上述した効果を奏することができ、この発明の利用価値が増大する。

他の特徴によれば、ソケット本体が、配線基板上に設けられたスタンドオフパッドに下面が当接することにより、最下位で位置決めされるため、ソケット本体が配線基板側へ押し付けられたときに、挿入孔とコンタクトパッドとの接触を確実に回避することができる。

この発明の実施の形態に係るＩＣソケットの平面図である。同実施の形態に係るＩＣソケットの正面図である。図２に示すＩＣソケットのユニットの挿入孔を示す拡大断面図である。図３に示すＩＣソケットのユニットの挿入孔に形成された凹部を示す拡大断面図である。同実施の形態に係るＩＣソケットのユニットを示す底面図である。同実施の形態に係るＩＣソケットに収容されるＩＣパッケージを示す図であって、（ａ）はその正面図、（ｂ）はその底面図である。

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６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１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は、図２に示すように、配線基板Ｐ上に配設されるようになっており、「電気部品」であるＩＣパッケージ１２（図３，図６参照）のバーンイン試験等を行うために、このＩＣパッケージ１２の「端子」としての球状端子１２ａと、その配線基板Ｐの金属製のコンタクトパッド３０（図３，図４参照）との電気的接続を図るものである。

このＩＣパッケージ１２は、ボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）と称されるもので、図６に示すように、平面視で方形状のパッケージ本体１２ｂを有し、このパッケージ本体１２ｂの下面に、複数の球状端子１２ａが格子状（グリッド状）に配列されて下向きに突出して形成されている。

また、ＩＣソケット１１は、図１，図２に示すように、配線基板Ｐ上に固定され、ＩＣパッケージ１２が収容される樹脂製のソケット本体１４と、このソケット本体１４にコイルスプリング１３を介して矢印Ｍ、Ｎ方向に開閉自在に設けられ、ＩＣパッケージ１２を押圧するカバー部材１５とを有している。

より詳しくは、カバー部材１５は、図１，図２に示すように、カバー本体１５ａと、このカバー本体１５ａにスプリング１５ｂを介して下方に付勢されたプッシャー１５ｃと、カバー本体１５ａに回動自在に取り付けられ、カバー部材１５を閉状態に保持するためのラッチ１５ｄとを備えている。

また、ソケット本体１４は、図１〜図４に示すように、枠体２３と、この枠体２３の中に配設され、複数のコンタクトピン２０が配設された樹脂製のユニット２１と、このユニット２１の上側に上下動自在に配設されてＩＣパッケージ１２が収容されるフローティングプレート２２と、フローティングプレート２２を上方に付勢する図示省略のコイルスプリングとを有している。さらに、ユニット２１は、平板状の第１プレート１６と、この第１プレート１６の上方に配設されて固定された平板状の第２プレート１７とを備えている。そして、これらのフローティングプレート２２、第１プレート１６、第２プレート１７にはそれぞれ、複数の円形断面の挿入孔２２ａ、複数の円形断面の段付きの挿入孔１６ａ、複数の円形断面の段付きの挿入孔１７ａが上下方向（矢印Ｚ方向）に貫通して形成されており、これらの挿入孔２２ａ、１６ａ、１７ａの一部にはコンタクトピン２０が上下方向に挿入されている。なお、第１プレート１６の各挿入孔１６ａは、所定の孔径Ｄ１（例えば、Ｄ１＝０．２５〜０．５ｍｍ）に形成されている。

このコンタクトピン２０は、いわゆる表面圧接型のもので、図３に示すように、導電性の「下端部」としての下側のプランジャ２６と、導電性の「上端部」としての上側のプランジャ２７と、これらのプランジャ２６，２７を互いに離間する上下方向へ付勢する導電性のスプリング２９とを有している。そして、コンタクトピン２０は、下側のプランジャ２６の段差部２６ａが第１プレート１６の挿入孔１６ａの段部１６ｂに係止するとともに、上側のプランジャ２７の段差部２７ａが第２プレート１７の挿入孔１７ａの段部１７ｂに係止することにより、ユニット２１に固定された状態となっている。

また、ユニット２１の下面には、図３，図４，図５に示すように、複数の挿入孔１７ａが形成された挿入孔形成領域Ａ１が形成されており、挿入孔形成領域Ａ１は、挿入孔１６ａにコンタクトピン２０が挿入された矩形状のピン配設領域Ａ２と、このピン配設領域Ａ２の周囲に矩形枠状に形成され、挿入孔１６ａにコンタクトピン２０が挿入されていないピン非配設領域Ａ３とから構成されている。そして、ピン配設領域Ａ２においては、図４に示すように、上方へ凹む凹部１８が所定の深さＤ３（例えば、Ｄ３＝０．０５〜０．１ｍｍ）で形成されている。

なお、この凹部１８の形成方法については、特に限定されるわけではない。例えば、ユニット２１の第１プレート１６を射出成形で作製する場合には、成形金型に、凹部１８を形成する部分にあらかじめ凸部を設け、この成形金型により射出成形することで、凹部１８が設けられた第１プレート１６を得ることができる。また、第１プレート１６の凹部１８がないものに直接、エンドミル等の工具で切削加工を施して凹部１８を形成してもよい。さらにまた、ユニット２１を凹部１８の深さＤ３の分だけ薄くし、凹部１８を設けないで、ユニット２１下面のピン非配設領域Ａ３に、凹部１８の深さＤ３に相当する厚さのスペーサーを貼り付けてもよく、スタンドオフパッド３１に当接する部分のみに、凹部１８の深さＤ３に相当する厚さのスペーサーを貼り付けても構わない。

さらに、配線基板Ｐ上には、図３，図４に示すように、ユニット２１の下面のピン配設領域Ａ２において、第１プレート１６の複数の挿入孔１６ａに対向して複数の導電性の円盤状のコンタクトパッド３０が所定のピッチで取り付けられているとともに、ユニット２１の下面のピン非配設領域Ａ３において、複数の円盤状のスタンドオフパッド３１が所定のピッチで取り付けられている。なお、スタンドオフパッド３１は、コンタクトパッド３０とほぼ同じサイズ、つまり、直径Ｄ２（例えば、Ｄ２＝０．２５〜０．５ｍｍ）及び厚さＴ１（例えば、Ｔ１＝０．０５〜０．１ｍｍ）に形成されている。

ここで、ピン配設領域Ａ２においては、図４に示すように、上方へ凹む凹部１８が設けられているため、この凹部１８の上面１８ａとコンタクトパッド３０の上面３０ａとの間には上下方向（矢印Ｚ方向）の隙間が形成されている。

次に、かかるＩＣソケット１１の使用方法について説明する。

まず、配線基板Ｐ上にＩＣソケット１１を実装し、ソケット本体１４を配線基板Ｐに固定する。これにより、ユニット２１の下面のピン配設領域Ａ２において、各コンタクトピン２０の下側のプランジャ２６が配線基板Ｐのコンタクトパッド３０に接触した後、このコンタクトパッド３０に押し上げられる形で上昇し、図４に示すように、ユニット２１の下面のピン非配設領域Ａ３が配線基板Ｐのスタンドオフパッド３１に接触したところでＩＣソケット１１が停止する。

続いて、ＩＣソケット１１のフローティングプレート２２上にＩＣパッケージ１２を収容し、カバー部材１５を閉じる方向（図２の矢印Ｎ方向）に回動させて、スプリング１５ｂの弾性に抗してプッシャー１５ｃでＩＣパッケージ１２を下方に押圧する。これにより、ＩＣパッケージ１２の各球状端子１２ａが各コンタクトピン２０の上側のプランジャ２７に接触した後、ＩＣパッケージ１２が単独で、スプリング２９の弾性に抗してコンタクトピン２０の上側のプランジャ２７を押し縮めながら下降し、ＩＣパッケージ１２の周縁部がフローティングプレート２２の図示省略の載置部に接触したところで一旦停止する。その後、ＩＣパッケージ１２がフローティングプレート２２と共に、スプリング２９の弾性に抗してコンタクトピン２０の上側のプランジャ２７を押し縮めながらさらに下降し、フローティングプレート２２が第２プレート１７に接触したところで停止する。

その結果、ＩＣパッケージ１２の各球状端子１２ａと配線基板Ｐの各コンタクトパッド３０とが各コンタクトピン２０を介して互いに導通した状態となる。また、プッシャー１５ｃからの押圧力が、ＩＣパッケージ１２、フローティングプレート２２、第２プレート１７を介して第１プレート１６に伝わるため、第１プレート１６が配線基板Ｐ側へ押し付けられた状態となる。

このとき、仮に、ユニット２１の下面に凹部１８が設けられていなければ、従来のＩＣパッケージと同様、公差などの影響で、第１プレート１６の挿入孔１６ａの周縁部がコンタクトパッド３０と平面視で部分的に重なる場合には、樹脂製の第１プレート１６の挿入孔１６ａが金属製のコンタクトパッド３０に接触して押し潰される。そのため、挿入孔１６ａの周囲にバリが発生し、このバリにコンタクトピン２０が引っ掛かってピンスタックが生じる恐れがある。

これに対して、この実施の形態では、ユニット２１の下面には、上述したとおり、ピン配設領域Ａ２において、上方へ凹む凹部１８が設けられているため、凹部１８の上面１８ａとコンタクトパッド３０の上面３０ａとの間に上下方向（矢印Ｚ方向）の隙間が生じ、第１プレート１６の挿入孔１６ａがコンタクトパッド３０に接触することはない。従って、第１プレート１６の挿入孔１６ａの周縁部がコンタクトパッド３０と平面視で部分的に重なる場合であっても、挿入孔１６ａがコンタクトパッド３０に接触して押し潰される事態を回避し、ピンスタックの発生を未然に防止することが可能となる。

特に、第１プレート１６の挿入孔１６ａの孔径Ｄ１がコンタクトパッド３０の直径Ｄ２より小さい場合には、ユニット２１の下面に凹部１８が設けられていなければ、確実に挿入孔１６ａがコンタクトパッド３０に接触することになるが、この場合でも、挿入孔１６ａがコンタクトパッド３０に接触して押し潰される事態を回避し、ピンスタックの発生を未然に防止することが可能となる。

また、第１プレート１６の挿入孔１６ａの孔径Ｄ１がコンタクトパッド３０の直径Ｄ２より小さい場合、換言すれば、コンタクトパッド３０の直径Ｄ２が第１プレート１６の挿入孔１６ａの孔径Ｄ１より大きい場合には、コンタクトパッド３０に対して挿入孔１６ａが僅かに横ずれしても、コンタクトピン２０とコンタクトパッド３０とが確実に接触する。

さらに、ＩＣソケット１１は、ユニット２１の下面のピン非配設領域Ａ３がスタンドオフパッド３１に当接することにより、最下位で位置決めされるため、第１プレート１６が配線基板Ｐ側へ押し付けられたときに、挿入孔１６ａとコンタクトパッド３０との接触を確実に回避することができる。

この状態で、ＩＣパッケージ１２に電流を流してバーンイン試験等を行う。

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。

また、上記実施の形態では、２つのプランジャ２６，２７及びスプリング２９からなるコンタクトピン２０を用いたが、表面圧接型のものである限り、いかなるコンタクトピン２０を用いた場合でも、この発明を同様に適用することができる。

また、上記実施の形態では、ユニット２１、フローティングプレート２２等を備えたソケット本体１４について説明したが、フローティングプレート２２が存在しないものにもこの発明を適用することができる。

また、上記実施の形態では、第１プレート１６及び第２プレート１７の２部品からなるユニット２１について説明したが、１部品のユニット２１を用いた場合でも、この発明を同様に適用することができる。

さらに、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ソケット等にも適用できる。

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 球状端子（端子）
14 ソケット本体
16a 挿入孔
18 凹部
18a 上面
20 コンタクトピン
26 下側のプランジャ（下端部）
27 上側のプランジャ（上端部）
30 コンタクトパッド
30a 上面
31 スタンドオフパッド
A1 挿入孔形成領域
A2 ピン配設領域
Ｐ配線基板

Claims

配線基板上に配設され、電気部品が収容されるソケット本体と、
該ソケット本体に設けられ、前記電気部品の端子に上端部が圧接されるとともに、前記配線基板のコンタクトパッドに下端部が圧接されることにより、当該端子及び当該コンタクトパッドを電気的に接続する複数のコンタクトピンと
を有する電気部品用ソケットであって、
前記ソケット本体には、前記複数のコンタクトピンを挿入するための複数の挿入孔が形成され、
前記ソケット本体の下面には、前記複数の挿入孔が形成された挿入孔形成領域のうち前記複数のコンタクトピンが挿入された所定のピン配設領域において、上方へ凹む凹部を形成し、該凹部の上面と前記コンタクトパッドの上面との間に上下方向の隙間が生じるように構成したことを特徴とする電気部品用ソケット。
前記挿入孔が円形断面であるとともに、前記コンタクトパッドが円盤状であり、前記挿入孔の孔径が前記コンタクトパッドの直径より小さい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。
前記ソケット本体は、前記配線基板上で、前記コンタクトパッドの周囲に設けられたスタンドオフパッドに下面が当接することにより、最下位で位置決めされるように構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の電気部品用ソケット。