JP3590410B2 - 電子パッケージ用表面実装型ソケット及びそれに用いられるコンタクト - Google Patents

Description

本発明は、ボールグリッドアレイ型電子パッケージのはんだボールの形状を模した表面実装脚付のコンタクトを具えたソケットに関する。
ボールグリッドアレイ（BGA）は、商業上重要になりつつある電子パッケージの一形態である。このBGAは、プラスチック、或はセラミック基板に収容され、基板の底面に列状に位置された、はんだボールのリードを有する集積回路チップを具える。BGAは、はんだリフロー工程により回路板に直接取付けることができ、その際、リードは部分的に溶融し、次に固体化して基板の対応する列にリードが物理的に接着される。しかし、直接取付けることにより、不良のBGAを取外すことが比較的困難、且つ高価なものとなるので、製造者によってはBGAを単に交換し或はアップグレードする為に、回路板上のソケットにBGAを取付けることを望んでいる。BGA型パッケージの利点は、リードを中心線を比較的接近させて配列することができ、またはんだボールが平面のばらつきに対し、パッドの如き別の構成よりも大きな公差を有することである。基板にBGAパッケージを接続するのにソケットが用いられるときは、これらの利点が維持されることが望ましい。更に、BGAパッケージの前述の利点が、他の電子パッケージの形式、例えば、垂下したピン形状のリードを有するピングリッドアレイ（PGA）にも得られることが望ましい。BGA型パッケージの利点を得る為には、ソケットはBGA型パッケージの取付部に可能な限り接近させて似せるべきである。
本発明の目的は、ボールグリッドアレイ型パッケージの取付部を模したソケットを提供することである。
本発明の別の目的は、回路板に特に表面実装接続するようにしたコンタクトを有するソケットを提供することである。
本発明は、電子パッケージを受容する頂面、底面、頂面と底面間に延びる複数の空洞を有する誘導体ハウジングと、空洞の対応する１個に配置されたコンタクトとを具えるソケットである。コンタクトの各々は、空洞に固定可能な支持部と、上方に延びて電子パッケージの各リードと係合可能なリード受容部と、底面の下に延び回路板上の対応する回路トレースに係合可能な表面実装部とを有する導電性の本体を具える。ソケットは、各コンタクトの表面実装部が、球形のはんだボールの少なくとも下面部を模した形状を有する凸状の底面を具え、各コンタクトのリード受容部はリードをその間に弾性的に保持するよう配置された１対の離隔したアームを含むことを特徴とする。
添付図を参照して、例示により本発明の実施形態について説明する。
図１は、電子パッケージと、それを用いることのできる回路板との間に配置された、本発明によるソケットの分解立面図である。
図２は、本発明によるソケットの平面図である。
図３は、図２の鎖線内のソケット部分の拡大図である。
図４は、図３の４−４線に沿う断面図である。
図５は、ソケットに使用することができる、本発明によるコンタクトの斜視図である。
図６乃至図８は、本発明の一実施形態によるコンタクトの、夫々正面図、側面図、及び底面図である。
図９乃至図11は、本発明の別の実施形態によるコンタクトの、夫々正面図、側面図、及び底面図である。
図１を参照して、本発明によるソケット６は、電子パッケージ２を回路板８に相互接続するのに有用である。本発明を使用することができる電子パッケージ２は、列状に配置され底面から垂下する複数のリード４を有する形式のものである。パッケージ２の製品の種類は、リード４がはんだボール形のボールグリッドアレイ（BGA）型パッケージ、及びリードが細長い形状のピングリッドアレイ（PGA）型パッケージを含む。
ソケット６は、電子パッケージをその上に受容する頂面12、及び回路板８に面するよう配置された底面14を有する誘電体ハウジング10を含む。ソケットがねじ形ファスナ等により回路板に固定される際、ソケット内のコンタクトの表面実装リード７の変形を防止する為に、底面14を回路板８上に僅かに持ち上げる台座16をハウジング10が有してもよい。代替実施形態としてソケットは、台座16をなくして製造してもよい。
図２、図３、及び図４に示す如く、ハウジング10は、電子パッケージ２のリード列に対応して列状に配置された複数の空洞18を有する。空洞18の各々は、一対の直径方向に対向するスロット、即ち溝19を含む。空洞18及び溝19は、頂面12と底面14との間に延びる。各空洞18は、対向する溝19内に対応するコンタクト20を保持する。
図４、及び図５を参照すると、本発明によるコンタクト20は、導電性の本体22を含み、本体22は銅合金の如き平坦なストリップ材から打抜き形成されることが望ましい。本体22は、支持部30、リード受容部40、及び表面実装部50を有する。支持部30は、例えば、溝19の直径方向に対向する壁を把持する不整端縁、即ちバーブ付の端縁34により、ハウジング内の空洞の一つに固定されるべく構成される。幅狭の弾性部36は、支持部30に対しリード受容部40がいくらか傾くことを可能にしている。
リード受容部40は、電子パッケージのリードと係合可能である。リード受容部40の望ましい形状は１対の離隔したアーム42を含む。アーム42は、それらの自由端44で漸次開き、アームの間の部分にリード４の１個が容易に入るようにしている。アームは、リードが挿入されると撓んで離れ、それによりアームに生じた変形力はリードをその間に弾性的に保持するように作用する。
図４に示す如く、はんだボール５の形状になったリードはアームが互いに最も近い部分近傍でアーム42間に保持される。アームが弾性的に撓むので、はんだボールの直径は非常に僅かに変化する。アーム42によってもたらされる撓み力は、はんだボールの表面を変形させ、そしてそれらを表面に押圧して良好な電気的接続を容易にしている。
PGA型パッケージのピンリードに適用する為に、アームがピンによって撓められて離隔したときに、ピンへの所定の垂直力を与える様離隔した距離にアーム42を配列することができる。リード受容部は、ピンと信頼性のある電気的接続をするような他の形状にすることもできる。
表面実装部50は、球形の少なくとも下部表面部分を模した形状の凸形底面52を有する。この意味では、凸形底面52は、球形のはんだボールの少なくとも底面部分を模している。凸形底面52は、漸次寸法が増大する一連の金型で金属ストリップを打抜いて漸進的に形成することができる。凸形形状は、回路板に表面実装によりはんだ付けするのに底面がよく適合している。表面実装によるはんだ付けを容易にする為に凸形底面は、錫、錫−鉛、或ははんだによるめっきであってもよい。
図６、図７、及び図８に示す如くコンタクトの一実施形態では、支持部30は開口32を有し、表面実装部50は、略直角曲げ部58が形成された一対の支柱56によって支持部に連結されている。コンタクト20がソケットハウジング内に取付けられたときに、凸形底面52が基板のパッドと接触する方向に延びるように、曲げ部58によって表面実装部は本体10の面に略直角に延びる。
図９、図10、及び図11に示す如く、コンタクトの他の実施形態では、表面実装部50は、直角曲げ部64及び逆曲げ部66が形成された単一の支柱62によって支持部30に接続される。曲げ部64,66は支持部30と表面実装部50の間の弾性を増大させ、それによってこれらのコンタクトを有するソケットが、底面52と回路板の間の共平面性を良好に適合させ、またソケットと回路板間の熱膨張による位置ずれに良好に対処することが可能となる。
本発明によるソケットはいくつかの利点を有する。ソケットは実際のボールグリッドアレイパッケージと同じ回路板の取付部を有し、又緩和された共平面性の要件のような多くの同じ効果を得る。コンタクトの擬似はんだボールは、他の表面実装のリード形状よりはんだ付けが容易であり、基板にソケット、或はBGA型パッケージのいずれかをはんだ付けするのに同じ工程を用いることができる。

Claims (8)

1. 電子パッケージ（２）を受容する頂面（12）、底面（14）、及び前記頂面と前記底面の間に延びる複数の空洞（18）を有する誘電体ハウジング（10）と、前記空洞の対応する一つに配置されたコンタクト（20）とを有し、前記各コンタクトは、前記空洞内に固定可能な支持部（30）、上方に延び前記電子パッケージの対応するリード（４）に係合可能なリード受容部（40）、及び前記底面から下に延び回路板（８）上の対応する回路トレースと接触可能な表面実装部（50）を有する導電性の本体（22）を有し、前記リード受容部（40） は、前記各リードを弾性的に保持するよう配置された１ 対の離隔したアーム（42）を含み、前記電子パッケージを前記回路板に相互接続する為のソケット（６）において、
   前記表面実装部（50）は、球形の少なくとも下面部分を模した形状を有する凸形底面（52）を有することを特徴とするソケット。
2. 各前記本体（22）は、前記リード受容部と前記支持部の間に弾性部（36,62）を有し、その間の相対的な撓みを可能にすることを特徴とする請求項１記載のソケット。
3. ソケットの空洞に固定可能な支持部（30）、電子パッケージのリードと係合可能なリード受容部（40）、及び回路板の回路トレースと接触可能な表面実装部（50）を有する導電性の本体（22）を有し、前記 リード受容部は、前記リードを弾性的に保持するよう配 置された１対の離隔したアーム（42）を含む、前記電子パッケージを前記回路板に相互接続する為の前記ソケットに使用されるコンタクト（20）において、
   前記表面実装部（50）は、球形の少なくとも下面部分を模した形状を有する凸形底面（52）を有することを特徴とするコンタクト。
4. 前記導電性の本体は、ストリップ材から形成されることを特徴とする請求項３記載のコンタクト。
5. 前記本体は、前記支持部と前記表面実装部の間に直角曲げ部（58,64）を有することを特徴とする 請求項４記載のコンタクト。
6. 前記本体は、前記直角曲げ部（64）と協働して前記支持部と前記表面実装部の間に弾性を増大させる、前記直角曲げ部とは逆向きに曲げられた逆曲げ部（66）を有することを特徴とする請求項５記載のコンタクト。
7. 前記本体（22）は、前記リード受容部と前記支持部の間に弾性部（36,62）を有し、その間の相対的な撓みを可能とすることを特徴とする請求項３記載のコンタクト。
8. 前記凸形底面上に錫−鉛めっきを有することを特徴とする請求項３記載のコンタクト。

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