JP2016009653A

JP2016009653A - Ｉｃソケット

Info

Publication number: JP2016009653A
Application number: JP2014131384A
Authority: JP
Inventors: 篤荒井; Atsushi Arai
Original assignee: NEC Space Technologies Ltd
Current assignee: NEC Space Technologies Ltd
Priority date: 2014-06-26
Filing date: 2014-06-26
Publication date: 2016-01-18

Abstract

【課題】リード先端位置のばらつきがあっても、良好な接触が得られるＩＣソケットを提供する。【解決手段】パッドに対向して開口された覗孔を具備して、プリント基板に固着される底板部と、リード端子と接触するリード側端子部、及び、パッドと接触する基板側端子部が一体に形成された電気導電性の連結端子と、連結端子の基板側端子部が挿通される端子孔を具備して、リード端子がリード側端子部の上方位置から対向するように半導体集積回路が載置された状態で底板部に組み付けられる絶縁部材からなる絶縁体部と、リード端子に対向して設けられた端子押圧板を具備する押圧部と、押圧部、半導体集積回路、絶縁体板を底板部とで挟持する固定ネジを備えるカバーと、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、集積回路をプリント基板に搭載する際に用いるＩＣソケットに関する。

宇宙用の電子機器開発において、ワンタイムプログラムのＦＰＧＡ、ＰＲＯＭ等のＩＣ（半導体集積回路）は、試験にて問題が無いことを確認した後、プリント基板にはんだ付けして搭載される。

このとき、ＩＣを試験用のプリント基板にはんだ付けしてしまうと、実際のプリント基板に搭載する際には、試験用プリント基板から取り外さなければならず、非常に面倒である。そこで、試験ではＩＣソケットが利用されている。

このようなＩＣソケットとして、特許文献１には、図４に示すようなＩＣソケットが開示されている。そして、ＩＣ１０２の端子ピン１０３と同一ピッチの導体パターン１０５が回路基板１０４に形成されて、その外側を囲むように取付枠１０６が固定されている。取付枠１０６の内側にＩＣ１０２を挿入し、端子ピン１０３の１本１本を導体パターン１０５に重ねる。その後、取付枠１０６の上に中枠１０７を挟んで外枠１１０を被せ、外枠１１０を取付枠１０６にネジで止める。端子ピン１０３の上に中枠１０７の底面に形成した押さえ突条１０８を当てておき、ネジ止めした外枠１１０の力で、端子ピン１０３を押さえ突条１０８を介して導体パターン１０５に押え付けるような構成となっている。

しかし、宇宙用ＩＣは、リード端子が折り曲げられていない場合が多く、このような場合には、使用者が専用治具を用いてリード端子の折り曲げを行っている。ところが、折り曲げた際に、リード端子に捻じれが生じたり、リード端子の先端位置が基板に対して水平方向、垂直方向にばらついたりすることがある。以下の説明においては、これらの減少をリード先端位置のばらつきと記載する。

このため、宇宙用の電子機器開発において、特許文献１に示される様なプリント基板上のパッドにＩＣのリード端子を上から押さえつけることにより、接触させるタイプのＩＣソケットを利用した場合、接触不良の発生が多い。

ＷＯ００／００４６１０号公報

しかしながら、宇宙用ＩＣは、リード端子が折り曲げられていない場合が多く、このような場合には、使用者が専用治具を用いてリード端子の折り曲げを行っている。ところが、折り曲げた際に、リード端子に捻じれが生じたり、リード端子の先端位置が基板に対して水平方向、垂直方向にばらついたりすることがある。以下の説明においては、これらの減少をリード先端位置のばらつきと記載する。

このようなリード先端位置のばらつきが発生すると、特許文献１にかかるＩＣソケットのようにリード端子を上から押さえ付けても、接触不良やリード端子間の短絡が発生することがあった。

そこで、本発明の主目的は、リード先端位置のばらつきがあっても、良好な接触が得られるＩＣソケットを提供することである。

上記課題を解決するため、半導体集積回路を保持して、該半導体集積回路のリード端子をプリント基板のパッドに接触させるＩＣソケットにかかる発明は、パッドに対向して開口された覗孔を具備して、プリント基板に固着される底板部と、リード端子と接触するリード側端子部、及び、パッドと接触する基板側端子部が一体に形成された電気導電性の連結端子と、連結端子の基板側端子部が挿通される端子孔を具備して、リード端子がリード側端子部の上方位置から対向するように半導体集積回路が載置された状態で底板部に組み付けられる絶縁部材からなる絶縁体部と、リード端子に対向して設けられた端子押圧板を具備する押圧部と、押圧部、半導体集積回路、絶縁体板を底板部とで挟持する固定ネジを備えるカバーと、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、リード端子を押圧した際に、リード先端位置のばらつきを矯正するようにしたので、良好な接触が得られるようになる。

本実施形態にかかるＩＣソケットの組み立て図である。連結端子、端子孔、パッドの位置関係を示した図である。矯正突起の作用を示す図で、（ａ）は、ＩＣを装着した際のリード端子の近傍における部分拡大図であり、（ｂ）はリード先端位置のばらつきを持つリード端子が矯正突起に当接している場合、（ｃ）は矯正突起に当接しているリード端子を持つＩＣを絶縁体部に押し付けた際のリード端子の動きを説明する図である。関連技術の説明に適用されるＩＣソケットの構成図である。

本発明の実施形態を説明する。図１は、本実施形態にかかるＩＣソケットの組み立て図である。

ＩＣソケットは、カバー部１０、押圧部２０、絶縁体部３０、底板部４０で構成される。なお、図１においては、ＩＣ４、及び、プリント基板６も併せて図示しているが、これらはＩＣソケットの構成要素ではないことを予め付言する。

ＩＣ４は、複数のリード端子４ａを持つ。本実施形態ではリード端子４ａがガルウィング（ＧｕｌｌＷｉｎｇ）タイプのＱＦＰ（ＱｕａｄＦｌａｔＰａｃｋａｇｅ）型ＩＣを例に説明する。しかし、リード端子４ａがガルウィングタイプのＳＯＰ（ＳｍａｌｌＯｕｔｌｉｎｅＰａｃｋａｇｅ）型ＩＣにも適用できる。

プリント基板６は、リード端子４ａと対応する位置にパッド６ａを備えている。また、この複数のパッド６ａの含む領域の４隅には、貫通孔６ｂが設けられている。

カバー部１０は、板状部材で、カバー板１１、貫通孔１２、ネジ孔１３を備える。貫通孔１２は、カバー板１１の４隅に形成されて、固定ネジ５１が挿通する孔である。ネジ孔１３は、貫通孔１２の間に形成されて、矯正量調整ネジ５２が螺合する雌ネジである。

押圧部２０は、板状部材で、押板２１、端子押圧板２２、貫通孔２３を備えている。この端子押圧板２２は、樹脂や硬質ゴム等の電気絶縁材により形成されて、押板２１のＩＣ４側の面（下面）の４つの辺近傍に設けられている。貫通孔２３は、押さえ２１の４隅に形成されて、固定ネジ５１が挿通する孔である。

絶縁体部３０は、絶縁板３１、脚３２、連結端子３３、端子孔３４、矯正突起３５、を備える。絶縁板３１は、電気的な絶縁体から形成されている。脚３２は、絶縁板３１の４隅に立設して設けられて、固定ネジ５１が挿通する貫通孔３２ａ、底板部４０に設けられた位置決ピン４３が嵌合する位置決孔３２ｂを備える。

連結端子３３は、概ね側面視Ｔ字状をなすアルミニュームや、銅等からなる導電性部材で、リード側端子部３３ａ、基板側端子部３３ｂを主要構成とする。また、リード側端子部３３ａの側面は、テーパ形状に形成された被ガイド面３３ｃをなしている。なお、被ガイド面３３ｃは、リード側端子部３３ａの方向に向かって縮小するように形成されている。

端子孔３４は、絶縁板３１に形成された連結端子３３が装着される貫通孔である。このとき、端子孔３４に挿通する連結端子３３の部位は、基板側端子部３３ｂである。そして、基板側端子部３３ｂを端子孔３４に挿入した際には、基板側端子部３３ｂは端子孔３４にフィットして、殆どがたつきが生じない寸法に基板側端子部３３ｂ及び端子孔３４が設定されている。矯正突起３５は、２つの傾斜面を備える楔形状の部材である。

リード端子４ａは細長い部材である。このため、連結端子３３も上面視長方形状に形成され、この連結端子３３の基板側端子部３３ｂが挿通する端子孔３４も長方形状に形成されている。このとき、矯正突起３５をリード端子４ａの長手方向と直交する端子孔３４の孔端に沿って設けると、矯正突起３５とリード端子４ａとの干渉により、リード端子４ａがリード側端子部３３ａと接触しない場合が生じる。そこで、矯正突起３５は、リード端子４ａの長手方向と平行な端子孔３４の孔端に沿って立設している。

そして、傾斜面がなす角度は、連結端子３３における被ガイド面３３ｃのなす角度に設定されている。従って、連結端子３３を端子孔３４に挿入した際には、矯正突起３５の傾斜面と連結端子３３の被ガイド面とが当接して、連結端子３３の挿入がガイドされる要になっている。なお、端子孔３４はリード端子４ａの位置に対応して複数設けられている。従って、端子孔３４に装着される連結端子３３、及び、端子孔３４の孔端に沿って設けられた矯正突起３５も複数設けられている。

底板部４０は、底板４１、覗孔４２、位置決ピン４３、固定ネジ孔４４、基板取付ネジ孔４５を備える。底板４１は、板状部材で、その４辺近傍に覗孔４２が形成され、また４隅に位置決ピン４３、固定ネジ孔４４、基板取付ネジ孔４５が設けられている。

覗孔４２は、端子孔３４から飛び出した基板側端子部３３ｂが挿通する孔である。但し、図１に示すように、列設している基板側端子部３３ｂが一括して挿通できるように、長孔となっている。位置決ピン４３は、絶縁体部３０側に立設されている。そして、底板部４０に絶縁体部３０を組み合わせた際に、位置決ピン４３が脚３２の位置決孔３２ｂに挿嵌して、底板部４０に対する絶縁体部３０の位置決を行う。

固定ネジ孔４４は、固定ネジ５１が螺合する雌ネジである。また、基板取付ネジ孔４５は、プリント基板６側からの固定ネジ５３が螺合するネジ孔である。

なお、カバー板１１，押板２１、底板４１は、樹脂や金属により形成することができるが、ＩＣ４の熱を効率的に放熱する必要があるような用途の場合には、熱伝導度の高い金属製が好ましい。

次に、このようなＩＣソケットの利用方法を説明する。先ず、プリント基板６に底板部４０を固定ネジ５３により取り付ける。このとき、プリント基板６のパッド６ａが、底板部４０の覗孔４２の中央に位置するように固定する。これは、覗孔４２に連結端子３３の基板側端子部３３ｂが挿通してパッド６ａに接触するので、このときの接触面積が減少しないようにして、確実な接触が行えるようにするためである。

その後、絶縁体部３０の位置決孔３２ｂを底板部４０の位置決ピン４３に宛い、挿入して、絶縁体部３０と底板部４０とを組み立てる。これにより、底板部４０に対する絶縁体部３０の位置が位置決される。

このとき、絶縁体部３０には連結端子３３が装着されているとするが、絶縁体部３０と底板部４０とを組み立てた後に、連結端子３３を端子孔３４に装着してもよい。図２は、連結端子３３、端子孔３４、パッド６ａの位置関係を示した図である。連結端子３３を端子孔３４した際には、その直下にパッド６ａが位置している。

また、端子孔３４に装着された連結端子３３が、種々の外部振動により端子孔３４から飛び出したりしないように、端子孔３４の寸法は基板側端子部３３ｂの寸法より、僅かに大きな寸法に設定されている。このような連結端子３３の飛び出し抑制をさらに高めるために、複数の連結端子３３を樹脂等の電気的に不導体により連結しても良い。また、基板側端子部３３ｂの側面に凸部を形成しておき、連結端子３３を端子孔３４に装着した際に、この凸部が端子孔３４の孔壁に当接して飛び出しを抑制するようにしても良い。

絶縁体部３０と底板部４０とを組み立てが完了すると、ＩＣ４を装着する。これにより、リード端子４ａは、連結端子３３のリード側端子部３３ａに当接するようになる。しかし、ＩＣ４のリード端子４ａが使用者により折り曲げられた際に、多数のリード端子４ａの中にはリード先端位置のばらつきが存在する場合がある。かかるリード端子４ａは、矯正突起３５に当接して、リード側端子部３３ａと適正に当接し、また接触しない場合が生じる。

図３は、矯正突起３５の作用を示す図で、（ａ）は、ＩＣ４を装着した際のリード端子４ａの近傍における部分拡大図であり、（ｂ）はリード先端位置のばらつきを持つリード端子４ａ＿１が矯正突起３５に当接している場合、（ｃ）は矯正突起３５に当接しているリード端子４ａ＿１を持つＩＣ４を絶縁体部３０に押し付けた際のリード端子４ａ＿１の動きを説明する図である。なお、図３においては、３つのリード端子４ａ＿１〜４ａ＿３が例示されている。このとき、リード端子４ａ＿２〜４ａ＿３には、リード先端位置のばらつきは存在しないが、リード端子４ａ＿１には、リード先端位置のばらつきが存在する。

ＩＣ４を絶縁体部３０に装着しただけでは、図３（ｂ）に示すように、リード先端位置のばらつきを持つリード端子４ａ＿１は矯正突起３５に当接して、連結端子３３と当接していない、または正常に接触していない状態となることがある。

利用者は、図３（ｂ）に示すような状態であるか否かを確認することなく（意識することなく）、ＩＣ４の上から押圧部２０を宛い、その上からカバー部１０を宛う。押圧部２０を宛った際には、端子押圧板２２はリード端子４ａに当接する。なお、端子押圧板２２の高さが、リード端子４ａの厚みより大きい場合もある。このような場合には、端子押圧板２２をゴム等の弾性部材で形成することが好ましい。

そして、固定ネジ５１を貫通孔１２，２３，３２ａに挿通して、固定ネジ孔４４と螺合させる。これにより、カバー部１０、押圧部２０、ＩＣ４、絶縁体部３０、底板部４０が一体化してプリント基板６に搭載される。

その後、カバー部１０のネジ孔１３に矯正量調整ネジ５２を螺合させる。矯正量調整ネジ５２の螺合量に応じて矯正量調整ネジ５２は押板２１を押し下げて、この押板２１に設けられている端子押圧板２２によるリード端子４ａの押量が調整される。

図３（ａ）の状態からリード端子４ａがさらに押し込まれると、図３（ｃ）に示すように、リード先端位置のばらつきを持つリード端子４ａ＿１は矯正突起３５の傾斜面にガイドされて、リード側端子部３３ａと当接する。

従って、リード先端位置のばらつきを持つリード端子４ａ＿１でも利用者が意識することなく、確実に接触させることが可能になる。矯正量調整ネジ５２は複数設けられているので、全てのリード端子４ａが良好な接触状態となるように適宜調整する。

このとき、連結端子３３が傾いて端子孔３４に装着されているような場合でも、端子押圧板２２による力により傾いた連結端子３３の被ガイド面が矯正突起３５の傾斜面にガイドされるため、端子孔３４に対して傾いている連結端子３３の傾きは矯正される。

このように、矯正突起３５は、リード先端位置のばらつきを持つリード端子４ａの位置を矯正して、接触を確実に行わせる機能を持つと共に、リード先端位置のばらつきが大きいために隣接するリード端子４ａが短絡していても、これを解除する機能を持つ。

ところで、リード端子４ａと接触するリード側端子部３３ａの面積は、パッド６ａと接触する基板側端子部３３ｂの面積より大きい。従って、パッド６ａと基板側端子部３３ｂとは、大きな力で確実に接触することが可能になる。

以上説明したように、リード先端位置のばらつきを持つリード端子であっても、確実にパッドと接触させることができるようになる。

４ＩＣ
４ａ，４ａ＿１〜４ａ＿３リード端子
６プリント基板
６ａパッド
６ｂ貫通孔
１０カバー部
１１カバー板
１２，２３，３２ａ貫通孔
１３ネジ孔
２０押圧部
２１押板
２２端子押圧板
２３貫通孔
３０絶縁体部
３１絶縁板
３２ｂ位置決孔
３２ａ貫通孔
３２脚
３３連結端子
３３ａリード側端子部
３３ｂ基板側端子部
３３ｃ被ガイド面
３４端子孔
３５矯正突起
４０底板部
４１底板
４２覗孔
４３位置決ピン
４４固定ネジ孔
４５基板取付ネジ孔
５１，５３固定ネジ
５２矯正量調整ネジ

Claims

半導体集積回路を保持して、該半導体集積回路のリード端子をプリント基板のパッドに接触させるＩＣソケットであって、
前記パッドに対向して開口された覗孔を具備して、前記プリント基板に固着される底板部と、
前記リード端子と接触するリード側端子部、及び、前記パッドと接触する基板側端子部が一体に形成された電気導電性の連結端子と、
前記連結端子の基板側端子部が挿通される端子孔を具備して、前記リード端子が前記リード側端子部の上方位置から対向するように前記半導体集積回路が載置された状態で前記底板部に組み付けられる絶縁部材からなる絶縁体部と、
前記リード端子に対向して設けられた端子押圧板を具備する押圧部と、
前記押圧部、前記半導体集積回路、前記絶縁体板を前記底板部とで挟持する固定ネジを備えるカバーと、
を備えることを特徴とするＩＣソケット。
請求項１に記載のＩＣソケットであって、
前記端子孔の長手方向の孔端に沿って、前記押圧部側に凸の楔状をなす傾斜面を具備した矯正突起を設けたことを特徴とするＩＣソケット。
請求項２に記載のＩＣソケットであって、
前記リード端子が接触する前記リード側端子部における接触面は、前記パッドと接触する前記基板側端子部における接触面より大きいことを特徴とするＩＣソケット。
請求項２又は３に記載のＩＣソケットであって、
前記矯正突起に対向する前記リード側端子部の側面が被ガイド面をなし、かつ、該被ガイド面が前記矯正突起の前記傾斜面と面接する角度に形成されていることを特徴とするＩＣソケット。
請求項１乃至４のいずれか１項に記載のＩＣソケットであって、
前記カバー部に螺合して、その螺合量に応じて先端が前記押圧部を前記絶縁基板側に押圧して、前記端子押圧板による前記リード端子の前記連結端子側への押圧量を調整する矯正量調整ネジを備えることを特徴とするＩＣソケット。
請求項１乃至５のいずれか１項に記載のＩＣソケットであって、
前記底板部に少なくとも２以上の位置決ピンを立設し、かつ、
前記絶縁体部に前記位置決ピンが嵌合する位置決孔を設けたことを特徴とするＩＣソケット。
請求項１乃至５のいずれか１項に記載のＩＣソケットであって、
前記端子押圧板が弾性部材により形成されていることを特徴とするＩＣソケット。