JP2017181123A - コンタクトピンおよび電気部品用ソケット - Google Patents

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Abstract

【課題】ソケット本体に配設されてICパッケージと配線基板とを導通するコンタクトピンにおいて、その製造コストを低廉に抑える。【解決手段】コンタクトピン14は、ICパッケージ12に接触する上下動自在な上側接触部材22と、配線基板15に接触する下側接触部材23と、上側接触部材22および下側接触部材23を互いに離れる向きに弾性的に付勢するコイルスプリング24とを有している。上側接触部材22は、ICパッケージ12に接触する上側接触部材本体25と、上側接触部材本体25に取り付けられている高さ規制部材26とを有している。高さ規制部材26は、周囲の一部に側方へ突出する突出部26cが形成されている。コンタクトピン14がソケット本体13に配設されて上側接触部材22がコイルスプリング24によって上方に付勢されたとき、突出部26cがソケット本体13に接触することにより、上側接触部材22の上方移動が規制される。【選択図】図5

Description

この発明は、特に、半導体装置(以下「ICパッケージ」という)等の電気部品に対してケルビン接続(4端子接続)によるバーンイン試験等を行うためのコンタクトピンおよび電気部品用ソケットに関するものである。
従来から、このようなケルビン接続用の「電気部品用ソケット」としては、ICパッケージを着脱自在に収容するケルビン検査用治具が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
このケルビン検査用治具では、ICパッケージの1つの端子に2点接触する一対のコンタクトピンが複数対、ソケット本体に配設されており、各コンタクトピンはそれぞれ、円筒状のチューブの上下両端にプランジャおよび当接部材が、コイルスプリングによって互いに離れる向きに弾性的に付勢された状態で取り付けられている。さらに、このプランジャは、ケルビン検査用治具の組立時またはコンタクトピンの交換時にコンタクトピンがソケット本体に誤挿入されてしまうことを未然に防止する目的で、円板状のフランジ部の上側に小刀(ナイフ)状の先端側本体部が非対称になるように偏心して一体形成されている。
特開2010−38837号公報
しかしながら、このような従来のものにあっては、コンタクトピンがソケット本体に配設された状態で、このコンタクトピンのプランジャのフランジ部がソケット本体に接触することにより、コンタクトピンがソケット本体から上方へ抜けてしまう不都合を回避することができるものの、各コンタクトピンのプランジャの製造に際して、フランジ部と先端側本体部とを非対称に一体形成しなければならない。その結果、必然的にコンタクトピンの製造に手間と時間がかかり、ひいてはケルビン検査用治具の製造コストが高騰するという課題があった。
そこで、この発明は、コンタクトピンがソケット本体から上方へ抜けてしまう不都合を回避できるのは勿論のこと、コンタクトピンおよび電気部品用ソケットの製造コストを低廉に抑えることが可能な技術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、ソケット本体に配設されて第1の電気部品と第2の電気部品とを導通するコンタクトピンであって、前記第1の電気部品に接触する上下動自在な上側接触部材と、前記第2の電気部品に接触する下側接触部材と、前記上側接触部材および前記下側接触部材を互いに離れる向きに弾性的に付勢する付勢手段とを有しており、前記上側接触部材は、前記第1の電気部品に接触する上側接触部材本体と、この上側接触部材本体に取り付けられている高さ規制部材とを有しており、この高さ規制部材は、周囲の一部に側方へ突出する突出部が形成されており、このコンタクトピンが前記ソケット本体に配設されて前記上側接触部材が前記付勢手段によって上方に付勢されたときに、前記突出部が当該ソケット本体に接触することにより、前記上側接触部材の上方移動を規制するように構成されているコンタクトピンとしたことを特徴とする。
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の構成に加え、前記高さ規制部材は、線材がコイル状に巻回されて前記上側接触部材本体に取り付けられている小径部と、この小径部に対して偏心した状態で線材がコイル状に巻回されている大径部とを有しており、この大径部に前記突出部が形成されていることを特徴とする。
また、請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の構成に加え、前記高さ規制部材は、前記大径部の上下両側にそれぞれ前記小径部が配置されていることを特徴とする。
さらに、請求項4に記載の発明は、請求項1乃至3のいずれかに記載の一本以上のコンタクトピンがソケット本体に配設されている電気部品用ソケットであって、前記各コンタクトピンはそれぞれ、前記高さ規制部材の前記突出部が前記ソケット本体に接触することにより、前記上側接触部材の上方移動を規制するように構成されている電気部品用ソケットとしたことを特徴とする。
また、請求項5に記載の発明は、請求項1乃至3のいずれかに記載の一対以上のコンタクトピンが、これらのコンタクトピンの前記上側接触部材を前記第1の電気部品の1つの端子に同時に接触させうるようにソケット本体に互いに平行に配設されている電気部品用ソケットであって、前記各コンタクトピンはそれぞれ、前記高さ規制部材の前記突出部が前記ソケット本体に接触することにより、前記上側接触部材の上方移動を規制するように構成されている電気部品用ソケットとしたことを特徴とする。
また、請求項6に記載の発明は、請求項5に記載の構成に加え、前記各対のコンタクトピンは、それぞれの前記突出部が互いに対向しないように設けられていることを特徴とする。
また、請求項7に記載の発明は、請求項5または6に記載の構成に加え、前記各コンタクトピンはそれぞれ、前記高さ規制部材の前記突出部が前記ソケット本体に接触することにより、当該コンタクトピンの軸心を中心とする回転動作が拘束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に記載の発明によれば、コンタクトピンがソケット本体に配設されて上側接触部材が付勢手段によって上方に付勢されたときには、高さ規制部材の突出部がソケット本体に接触することにより、上側接触部材の上方移動が規制されるので、ソケット本体に配設された状態で、このソケット本体から上方へ抜けてしまう不都合を回避することが可能なコンタクトピンを提供することができる。
しかも、上側接触部材本体に対して高さ規制部材を取り付けるだけで上側接触部材が完成するため、コンタクトピンを簡単に製造することができる。したがって、このコンタクトピンをソケット本体に配設して電気部品用ソケットを製造する際に、その電気部品用ソケットの製造コストを低廉に抑えることが可能となる。
請求項2に記載の発明によれば、高さ規制部材がコイル状の線材からなる小径部および大径部から構成されているので、高さ規制部材を簡単に製造することができる。その結果、コンタクトピンを一層簡単に製造することができ、ひいては電気部品用ソケットの製造コストをますます低廉に抑えることが可能となる。
請求項3に記載の発明によれば、高さ規制部材において、大径部の上下両側にそれぞれ小径部が配置されているため、この高さ規制部材が上側接触部材本体に取り付けられたときに、高さ規制部材が揺動して不安定になる事態の発生を未然に防止することができる。したがって、高さ規制部材としての機能(上側接触部材の上方移動の規制)を十全に果たすことが可能となる。
請求項4に記載の発明によれば、電気部品用ソケットにおいて、各コンタクトピンの高さ規制部材の突出部がソケット本体に接触することにより、上側接触部材の上方移動が規制されるので、コンタクトピンがソケット本体から上方へ抜けてしまう不都合を回避することが可能な電気部品用ソケットを提供することができる。
請求項5に記載の発明によれば、ケルビン接続用等の電気部品用ソケットにおいて、各コンタクトピンの高さ規制部材の突出部がソケット本体に接触することにより、上側接触部材の上方移動が規制されるので、コンタクトピンがソケット本体から上方へ抜けてしまう不都合を回避することが可能な電気部品用ソケットを提供することができる。
請求項6に記載の発明によれば、ケルビン接続用等の電気部品用ソケットにおいて、各対のコンタクトピンの突出部が互いに対向しないように設けられているので、これらの突出部の突出量とは無関係に、各対のコンタクトピン同士を相互に接近させることができる。そのため、第1の電気部品の端子の小型化にも対応可能となる。
請求項7に記載の発明によれば、ケルビン接続用等の電気部品用ソケットにおいて、各コンタクトピンの回転動作が拘束されることから、コンタクトピンの上側接触部材と第1の電気部品の端子との接点がコンタクトピンの軸心から偏心している場合であっても、両者の接触を確実なものとすることができる。その結果、ケルビン接続によるバーンイン試験等を常に適正に行うことが可能となる。
この発明の実施の形態1に係る電気部品用ソケットを示す斜視図である。 同実施の形態1に係る電気部品用ソケットの平面図である。 同実施の形態1に係るコンタクトピンを示す図であって、(a)はその正面図、(b)はその平面図、(c)はその縦断面図、(d)はその上部の斜視図である。 同実施の形態1に係る高さ規制部材を示す図であって、(a)はその正面図、(b)はその平面図である。 同実施の形態1に係る電気部品用ソケットの使用時の様子を示す縦断面図であって、(a)は配線基板上に電気部品用ソケットが配置された状態図、(b)は配線基板上に電気部品用ソケットが配置されるとともに、この電気部品用ソケット上にICパッケージが収容された状態図である。
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。
この実施の形態1に係る「電気部品用ソケット」としてのICソケット11は、ケルビン接続(4端子接続)用のもので、図5(b)に示すように、「第2の電気部品」である配線基板15上に配設されるようになっており、「第1の電気部品」であるICパッケージ12等のケルビン接続によるバーンイン試験等を行うために、ICパッケージ12の各端子12bと配線基板15の各対の電極15aとを各対のコンタクトピン14で導通することにより、このICパッケージ12の1つ以上の端子12bとその配線基板15の一対以上の電極15aとの電気的接続を図るものである。なお、ケルビン接続によるバーンイン試験を行うときには、各対の電極15aのうち、一方の電極15aがセンス端子になるとともに、他方の電極15aがフォース端子になる。
このICパッケージ12は、図5(b)に示すように、平板状のパッケージ本体12aを有し、このパッケージ本体12aの下面に1つ以上の端子12bが形成されている。なお、図5(b)には、これらの端子12bのうち1つの端子12bのみを図示している。
一方、ICソケット11は、図1、図2および図5に示すように、配線基板15上に配設されるとともに、ICパッケージ12が上側に収容される絶縁性のソケット本体13と、このソケット本体13に上下方向に摺動自在に配設され、ICパッケージ12の1つ以上の端子12bおよび配線基板15の一対以上の電極15aに接触して、これらの端子12bと電極15aとを導通する一対以上(図1、図2では、16対)の片端摺動型のコンタクトピン14とを有している。ソケット本体13は、図5に示すように、平板状の上側プレート19と、この上側プレート19の下方に所定の間隔を置いて取り付けられた下側プレート20とを有している。上側プレート19には、各コンタクトピン14の上側接触部材22を上下方向に挿通する段付き丸孔状のピン挿通孔19aが形成されているとともに、下側プレート20には、各コンタクトピン14の下側接触部材23を上下方向に挿通する段付き丸孔状のピン挿通孔20aが形成されている。なお、図5には、これらのコンタクトピン14のうち1対のコンタクトピン14のみを図示している。
各コンタクトピン14はそれぞれ、図3に示すように、略円筒状のバレル21と、バレル21の一方(上側)の開口部21bに設けられ、ICパッケージ12の端子12bに接触する上側接触部材22と、バレル21の他方(下側)の開口部21cに設けられ、配線基板15の電極15aに接触する段付き円柱状の下側接触部材23と、上側接触部材22および下側接触部材23を互いに離れる向き(上下方向逆向き)に弾性的に付勢する「付勢手段」としてのコイルスプリング24とを有している。
ここで、上側接触部材22は、図3および図5に示すように、ICパッケージ12の端子12bに接触する上側接触部25aが形成された略円柱状の上側接触部材本体25と、この上側接触部材本体25に取り付けられている高さ規制部材26とを有しており、図3(c)に示すように、上側接触部材本体25の下端部近傍の凹部25bにバレル21の上端部近傍の凸部21aが嵌合することにより、バレル21に対して固定された状態になっている。この上側接触部材22は、ソケット本体13に対しては、図5に示すように、バレル21と一体になって上下動自在になっている。一方、下側接触部材23は、バレル21に対して上下動自在になっており、配線基板15の電極15aに接触する下側接触部23aが形成されている。
また、上側接触部材22の高さ規制部材26は、図4に示すように、1本の線材がコイル状に巻回されて上側接触部材本体25に取り付けられている2つの小径部26aと、これらの小径部26aに対して偏心した状態で同じ線材がコイル状に巻回されている大径部26bとを有している。高さ規制部材26の大径部26bには、周囲の一部に側方(図4左方)へ小径部26aから所定の距離L2だけ突出する突出部26cが形成されており、コンタクトピン14がソケット本体13に配設されて上側接触部材22がコイルスプリング24によって上方に付勢されたときに、高さ規制部材26の突出部26cがソケット本体13に接触することにより、上側接触部材22の上方移動を規制するように構成されている。なお、この高さ規制部材26は、大径部26bの上下両側にそれぞれ小径部26aが配置されている。また、この高さ規制部材26は、線材の全長にわたって密巻きで形成されている。
そして、ICソケット11は、各対のコンタクトピン14がそれぞれ、図2および図5(a)に示すように、これらのコンタクトピン14の上側接触部材22の上側接触部25aをICパッケージ12の1つの端子12bに同時に接触させうるように、所定の距離L1を置いて互いに平行にソケット本体13に配設されている。ここで、各対のコンタクトピン14は、図5に示すように、それぞれの高さ規制部材26の突出部26cが互いに最も離れた位置に配置されている。また、各コンタクトピン14はそれぞれ、図4および図5(a)に示すように、高さ規制部材26の小径部26aの中心CT2が当該コンタクトピン14の軸心CT1に一致しているとともに、高さ規制部材26の大径部26bの中心CT3が当該コンタクトピン14の軸心CT1から偏心しているため、高さ規制部材26の突出部26cがソケット本体13に接触することにより、コンタクトピン14の軸心CT1を中心とする回転動作が拘束されるように構成されている。
次に、かかるICソケット11の使用方法について、図5を用いて説明する。
まず、ICソケット11を配線基板15上に配設する。すると、各コンタクトピン14はそれぞれ、下側接触部材23が配線基板15に押し上げられる形でコイルスプリング24の付勢力に抗して上昇する。そのため、ICソケット11は、図5(a)に示すように、各対のコンタクトピン14において、2つの下側接触部材23の下側接触部23aと配線基板15の一対の電極15aとが互いに所定の接圧で接触して、両者間が電気的に接続された状態となる。なお、このとき、各コンタクトピン14の上側接触部材22は、いずれも、ソケット本体13の上側プレート19のピン挿通孔19aの段差部19bに接触して上方移動が規制された状態になっている。
次に、ICソケット11のソケット本体13の上側にICパッケージ12を収容し、図示省略の押圧機構により、このICパッケージ12を下方に押圧する。すると、各コンタクトピン14はそれぞれ、上側接触部材22がICパッケージ12に押し下げられる形でコイルスプリング24の付勢力に抗して下降する。そのため、ICソケット11は、図5(b)に示すように、各対のコンタクトピン14において、2つの上側接触部材23の上側接触部23aとICパッケージ12の1つの端子12bとが互いに所定の接圧で接触して、両者間が電気的に接続された状態となる。
これらの結果、図5(b)に示すように、ICパッケージ12の各端子12aと配線基板15の各対の電極15aとが、各対のコンタクトピン14を介して互いに導通した状態になる。
この状態で、ICパッケージ12に電流を流して、ケルビン接続によるバーンイン試験等を行う。
このように、このICソケット11では、コンタクトピン14がソケット本体13に配設されて上側接触部材22がコイルスプリング24によって上方に付勢されたときに、各コンタクトピン14の高さ規制部材26の突出部26cがソケット本体13に接触することにより、上側接触部材22の上方移動が規制される。したがって、ケルビン接続用のICソケット11において、コンタクトピン14がソケット本体13に配設された状態で、このコンタクトピン14がソケット本体13から上方へ抜けてしまう不都合を回避することができる。
しかも、このコンタクトピン14の上側接触部材22は、上側接触部材本体25に対して高さ規制部材26を取り付けるだけで完成するため、コンタクトピン14を簡単に製造することができる。したがって、このコンタクトピン14をソケット本体13に配設してICソケット11を製造する際に、そのICソケット11の製造コストを低廉に抑えることが可能となる。
さらに、コンタクトピン14の高さ規制部材26は、上述したとおり、コイル状の線材からなる小径部26aおよび大径部26bから構成されているので、この高さ規制部材26を簡単に製造することができる。その結果、コンタクトピン14を一層簡単に製造することができ、ひいてはICソケット11の製造コストをますます低廉に抑えることが可能となる。
また、コンタクトピン14の高さ規制部材26は、上述したとおり、大径部26bの上下両側にそれぞれ小径部26aが配置されており、これらの小径部26aによって上側接触部材本体25に取り付けられているため、この高さ規制部材26が上側接触部材本体25に取り付けられたときに、高さ規制部材26が揺動して不安定になる事態の発生を未然に防止することができる。したがって、高さ規制部材26としての機能(つまり、上側接触部材22の上方移動の規制)を十全に果たすことが可能となる。
これに加えて、このICソケット11の各対のコンタクトピン14は、上述したとおり、それぞれの高さ規制部材26の突出部26cが互いに最も離れた位置に配置されているので、これらの突出部26cの突出量とは無関係に、各対のコンタクトピン14同士を相互に接近させることができる。そのため、ICパッケージ12の端子12bの小型化にも対応可能となる。
さらに、このICソケット11の各コンタクトピン14は、上述したとおり、高さ規制部材26の突出部26cがソケット本体13に接触することにより、コンタクトピン14の軸心CT1を中心とする回転動作が拘束されるように構成されている。したがって、コンタクトピン14の上側接触部材22とICパッケージ12の端子12bとの接点がコンタクトピン14の軸心CT1から偏心している場合であっても、両者(上側接触部材22および端子12b)の接触を確実なものとすることができる。その結果、ケルビン接続によるバーンイン試験等を常に適正に行うことが可能となる。
なお、上述した実施の形態1では、ICパッケージ12の端子12bの小型化に対応しうるように各対のコンタクトピン14同士を相互になるべく接近させることを目的として、ICソケット11の各対のコンタクトピン14において、それぞれの高さ規制部材26の突出部26cが互いに最も離れた位置に配置されている場合について説明した。しかし、これらの突出部26cは、必ずしも互いに最も離れた位置に配置する必要はなく、互いに対向しないように設ける限り、例えば、これらの突出部26cの突出方向が互いに90°で交差するように設けても、同じ目的を達成することができる。
また、上述した実施の形態1では、ソケット本体13に各対のコンタクトピン14が互いに平行に配設され、各対のコンタクトピン14において、2本のコンタクトピン1の上側接触部材22がICパッケージ12の1つの端子12bに同時に接触するとともに、2本のコンタクトピン1の下側接触部材23が配線基板15の別個(2つ)の電極15aに接触するケルビン接続用のICソケット11について説明した。しかし、このようなケルビン接続用のICソケット11の他、ソケット本体13に各対のコンタクトピン14が互いに平行に配設され、各対のコンタクトピン14において、2本のコンタクトピン1の上側接触部材22がICパッケージ12の1つの端子12bに同時に接触するとともに、2本のコンタクトピン1の下側接触部材23が配線基板15の1つの電極15aに接触する大電流用のICソケットにも、この発明を同様に適用することができる。或いはまた、ソケット本体13にコンタクトピン14が1本ずつ配設されているICソケットにも、この発明を同様に適用することが可能である。
また、上述した実施の形態1では、高さ規制部材26が1本もの(一端から他端まで1本の線材でつながった構造のもの)である場合について説明したが、高さ規制部材26は必ずしも1本ものである必要はない。
また、上述した実施の形態1では、線材をその全長にわたって密巻きでコイル状に巻回した高さ規制部材26について説明した。しかし、この高さ規制部材26は、必ずしも線材をその全長にわたって密巻きでコイル状に巻回する必要はなく、例えば、さび防止を目的として線材の表面にニッケルめっきを施しやすいように、線材の一部に隙間を設けるようにしてもよい。さらに、線材を使用する代わりに、インサート成形で金属と樹脂とを一体化して高さ規制部材26を成形しても構わない。
また、上述した実施の形態1では、片端摺動型(つまり、上側接触部材22がバレル21に固定されているとともに、下側接触部材23がバレル21に上下動自在に取り付けられているタイプ)のコンタクトピン14について説明したが、両端摺動型(つまり、上側接触部材22と下側接触部材23の双方がバレル21に上下動自在に取り付けられているタイプ)のコンタクトピンにも、この発明を同様に適用することができる。
また、上述した実施の形態1では、バレル21を有するコンタクトピン14について説明したが、バレル21のないコンタクトピンにも、この発明を同様に適用することができる。
さらに、上述した実施の形態1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。
11……ICソケット(電気部品用ソケット)
12……ICパッケージ(第1の電気部品)
12b……端子
13……ソケット本体
14……コンタクトピン
15……配線基板(第2の電気部品)
22……上側接触部材
23……下側接触部材
24……コイルスプリング(付勢手段)
25……上側接触部材本体
26……高さ規制部材
26a……小径部
26b……大径部
26c……突出部
CT1……コンタクトピンの軸心

Claims (7)

  1. ソケット本体に配設されて第1の電気部品と第2の電気部品とを導通するコンタクトピンであって、
    前記第1の電気部品に接触する上下動自在な上側接触部材と、前記第2の電気部品に接触する下側接触部材と、前記上側接触部材および前記下側接触部材を互いに離れる向きに弾性的に付勢する付勢手段とを有しており、
    前記上側接触部材は、前記第1の電気部品に接触する上側接触部材本体と、この上側接触部材本体に取り付けられている高さ規制部材とを有しており、この高さ規制部材は、周囲の一部に側方へ突出する突出部が形成されており、このコンタクトピンが前記ソケット本体に配設されて前記上側接触部材が前記付勢手段によって上方に付勢されたときに、前記突出部が当該ソケット本体に接触することにより、前記上側接触部材の上方移動を規制するように構成されていることを特徴とするコンタクトピン。
  2. 前記高さ規制部材は、線材がコイル状に巻回されて前記上側接触部材本体に取り付けられている小径部と、この小径部に対して偏心した状態で線材がコイル状に巻回されている大径部とを有しており、この大径部に前記突出部が形成されていることを特徴とする請求項1に記載のコンタクトピン。
  3. 前記高さ規制部材は、前記大径部の上下両側にそれぞれ前記小径部が配置されていることを特徴とする請求項2に記載のコンタクトピン。
  4. 請求項1乃至3のいずれかに記載の一本以上のコンタクトピンがソケット本体に配設されている電気部品用ソケットであって、
    前記各コンタクトピンはそれぞれ、前記高さ規制部材の前記突出部が前記ソケット本体に接触することにより、前記上側接触部材の上方移動を規制するように構成されていることを特徴とする電気部品用ソケット。
  5. 請求項1乃至3のいずれかに記載の一対以上のコンタクトピンが、これらのコンタクトピンの前記上側接触部材を前記第1の電気部品の1つの端子に同時に接触させうるようにソケット本体に互いに平行に配設されている電気部品用ソケットであって、
    前記各コンタクトピンはそれぞれ、前記高さ規制部材の前記突出部が前記ソケット本体に接触することにより、前記上側接触部材の上方移動を規制するように構成されていることを特徴とする電気部品用ソケット。
  6. 前記各対のコンタクトピンは、それぞれの前記突出部が互いに対向しないように設けられていることを特徴とする請求項5に記載の電気部品用ソケット。
  7. 前記各コンタクトピンはそれぞれ、前記高さ規制部材の前記突出部が前記ソケット本体に接触することにより、当該コンタクトピンの軸心を中心とする回転動作が拘束されるように構成されていることを特徴とする請求項5または6に記載の電気部品用ソケット。
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