JP3746695B2

JP3746695B2 - 電気部品用ソケット

Info

Publication number: JP3746695B2
Application number: JP2001251630A
Authority: JP
Inventors: 裕樹山岸
Original assignee: Enplas Corp
Current assignee: Enplas Corp
Priority date: 2001-08-22
Filing date: 2001-08-22
Publication date: 2006-02-15
Anticipated expiration: 2021-08-22
Also published as: JP2003059606A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体装置（以下、「ＩＣパッケージ」という。）等の電気部品を着脱自在に収容する電気部品用ソケットに関し、特に、電気部品の放熱を行うヒートシンクが設けられた電気部品用ソケットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の「電気部品用ソケット」としては、例えば「電気部品」であるＩＣパッケージを収容するＩＣソケットがあり、このＩＣソケットには、ＩＣパッケージに接触してこの放熱を行うヒートシンクが設けられたものがある。
【０００３】
すなわち、図１１及び図１２には、図示省略のソケット本体上に収容されるＩＣパッケージ１、ソケット本体に回動自在に取り付けられた一対の開閉部材２、これら開閉部材２のそれぞれに装着されてＩＣパッケージ１の放熱を行うヒートシンク３等が示されている。
【０００４】
その開閉部材２は、基端部２ａ側を中心にソケット本体に対して開閉自在に取り付けられ、又、先端部２ａ側にネジ４を介してヒートシンク３が可動自在に取り付けられている。
【０００５】
このヒートシンク３は、大略長方体形状を呈し、開閉部材２の先端部２ａ側に対応した先端部に下方に突出する突部３ａが形成され、この突部３ａに前記ＩＣパッケージ１のダイ１ａの上面に当接する当接面３ｂが形成されている。
【０００６】
そして、前記ネジ４の雄ネジ部４ａの周囲には、スプリング５が配設され、このスプリング５がネジ４の頭部４ｂとヒートシンク３との間に介在されて、当接面３ｂが下方に付勢されている。
【０００７】
このようなものにあっては、ＩＣパッケージ１をソケット本体に収容後、開閉部材２を閉じて行き、ヒートシンク３の当接面３ｂがＩＣパッケージ１に当接すると、図１１に示すように、ヒートシンク３が開閉部材２から多少浮上り、隙間Ｃが生じる。
【０００８】
これにより、スプリング５の付勢力にて、ヒートシンク３の当接面３ｂがＩＣパッケージ１のダイ１ａに所定の圧力で接触するように構成されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のものにあっては、ＩＣパッケージ１への接圧をスプリング５で確保するようにしているが、このスプリング５は先端部側に設けられると共に、その付勢力は接圧との関係でそれ程大きくできないため、図１１に示すように、ヒートシンク３が多少浮き上がった状態で、このヒートシンク３には矢印に示すように大きな自重が作用することから、図１２に示すように、その自重にスプリング５の付勢力が負けてしまい、ヒートシンク３が斜めに傾くことにより、ヒートシンク当接面３ｂとＩＣパッケージ１とが面接触できなくなってしまう虞があった。
【００１０】
そこで、この発明は、ヒートシンクの傾きを防止して、ヒートシンク接触面と電気部品とを面接触させることができる電気部品用ソケットを提供することを課題としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、電気部品を収容するソケット本体に回動自在に取り付けられた開閉部材と、該開閉部材に取り付けられて前記電気部品に当接されることにより該電気部品の放熱を行うヒートシンクとを有する電気部品用ソケットにおいて、前記ヒートシンクは、前記開閉部材の上側に配設され、一部が下方に突設されて前記開閉部材より下方に突出し、該突部に前記電気部品に当接される当接面が形成されると共に、前記開閉部材に対して可動自在に配設される一方、前記開閉部材を閉じた状態で、前記ヒートシンクの前記当接面を前記電気部品側に向けて付勢する第１付勢手段と、
該第１付勢手段から離隔した部位に、第２付勢手段を設け、該第２付勢手段により、前記離隔した部位を前記開閉部材に対して上方に離隔する方向に付勢し、前記当接面が前記電気部品に面接触するように前記ヒートシンクの姿勢を保持した電気部品用ソケットとしたことを特徴とする。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構成に加えて、前記第１付勢手段から離隔した部位に、第３付勢手段を設け、該第３付勢手段により、前記離隔した部位を前記開閉部材に対して接近させる方向に付勢したことを特徴とする。
【００１３】
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て、前記第２付勢手段の付勢力を、前記ヒートシンクが前記突部に形成された前記当接面を支点として回動して傾くのを防止し、前記ヒートシンク当接面が前記電気部品に面接触するように設定したことを特徴とする。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の構成に加えて、前記第３付勢手段は、前記第２付勢手段と略同じ位置に設けられ、該第３付勢手段の付勢力は、前記第２付勢手段の付勢力と略同じに設定されていることを特徴とする。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４の何れか一つに記載の構成に加えて、前記開閉部材は、開閉部材付勢手段により閉じる方向に付勢される一方、前記ソケット本体に操作部材が上下動自在に設けられ、該操作部材を下降させることにより、前記開閉部材が前記付勢手段の付勢力に抗して開く方向に回動させられるように設定されたことを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について説明する。
【００１７】
図１乃至図１０は、この発明の実施の形態を示す図である。
【００１８】
まずその構成を説明すると、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、「電気部品」であるＩＣパッケージ１２の性能試験を行うために、このＩＣパッケージ１２の端子（図示省略）と、測定器（テスター）のプリント配線板（図示省略）との電気的接続を図るものである。
【００１９】
このＩＣパッケージ１２は、いわゆるＰＧＡ（Pin Grid Array）タイプと称されるもので、例えば方形のパッケージ本体１２ａの下面に多数の棒状の端子が突出してマトリックス状に配列されている。
【００２０】
一方、ＩＣソケット１１は、図２に示すように、大略すると、プリント配線板上に装着されるソケット本体１３を有し、このソケット本体１３には、各端子に離接されるコンタクトピン１５が配設されると共に、このソケット本体１３の上側には、スライドプレート１７及びトッププレート１８が順次積層されるように配設されている。さらに、このトッププレート１８の上側には、そのスライドプレート１７を横方向にスライドさせる操作部材１９が配設されている。
【００２１】
そのコンタクトピン１５は、バネ性を有し、導電性に優れた板材がプレス加工により形成されている。
【００２２】
このソケット本体１３には、コンタクトピン１５を弾性変形させる移動板１６が横方向にスライド自在に配設され、この移動板１６の上側には、ソケット本体１３に固定されたトッププレート１７が設けられ、このトッププレート１７上にＩＣパッケージ１２が載置されて収容されるようになっている（図３参照）。
【００２３】
また、このソケット本体１３には、ＩＣパッケージ１２を押圧する一対の開閉部材１８，１８がいわゆる観音開きをするように開閉自在に設けられている。
【００２４】
そして、この開閉部材１８を開閉させると共に移動板１６をスライドさせる操作部材１９がソケット本体１３に上下動自在に配設されている。
【００２５】
その開閉部材１８は、図６に示すように、向かい合う一対のアーム部１８ａ，１８ａと、この一対のアーム部１８ａ，１８ａの上部を掛け渡すように繋ぐ平面部１８ｂとで略門形に形成されている。そのアーム部１８ａは、ソケット本体１３に回動軸２０を介して回動自在に配設されると共に、「開閉部材付勢手段」としてのねじりコイルバネ２１により閉じる方向に付勢されている。
【００２６】
開閉部材１８には、ＩＣパッケージ１２に当接してこの部分の熱を放散させるヒートシンク２２が配設されている。このヒートシンク２２は、例えばアルミダイキャスト製で、熱伝導率が良好なもので形成されている。
【００２７】
ヒートシンク２２は、図１，図７及び図８に示すように、略直方体形状を呈し、上面部に多数のフィン２２ａが形成されていると共に、下面部には先端部２２ｆ側の長手方向中央部に突部２２ｂが形成され、この突部２２ｂに、ＩＣパッケージ１２のダイ１２ｃに当接する平面の当接面２２ｃが形成されている。
【００２８】
そして、このヒートシンク２２は、開閉部材１８の平面部１８ｂに形成した雌ネジ部１８ｃに、２つの止ネジ２４及び１つの止ネジ２５の雄ネジ部２４ａ，２５ａが螺合されることにより取り付けられている。
【００２９】
それら２つの止ネジ２４が先端部側の両端部に、又、１つの止ネジ２５が基端部側の中央部に、それぞれヒートシンク２２のフィン２２ａが切り欠かれた部分に配設されている。これら止ネジ２４，２５は、ヒートシンク２２のフィン２２ａが切り欠かれた座部２２ｄに形成された挿通孔２２ｅに挿通されて開閉部材１８の雌ネジ部１８ｃに螺合されている。
【００３０】
そして、止ネジ２４の周囲（ヒートシンク２２の先端部２２ｆ側）に、「第１付勢手段」としての第１コイルスプリング２６が配設されて、頭部２４ｂとヒートシンク２２の座部２２ｄ上面との間に介在されることにより、当接面２２ｃがＩＣパッケージ１２のダイ１２ｃ側に向けて付勢されている。
【００３１】
また、止ネジ２５の周囲（第１コイルスプリング２６から離隔した部位の基端部２２ｇ側）で、開閉部材１８とヒートシンク座部２２ｄとの間に、「第２付勢手段」としての第２コイルスプリング２７が配設され、この第２コイルスプリング２７により、ヒートシンク２２の基端部２２ｇ側が上方（開閉部材１８に対して離隔する方向）に付勢されている。さらに、この止ネジ２５の周囲（第２コイルスプリング２７と略同じ位置）で、ヒートシンク座部２２ｄと止ネジ２５の頭部２５ｂとの間に、「第３付勢手段」としての第３コイルスプリング２８が配設され、この第３コイルスプリング２８により、ヒートシンク２２の基端部２２ｇ側が下方に付勢されている。
【００３２】
その第２コイルスプリング２７の付勢力は、図９に示すように設定する。すなわち、図９の（ａ），（ｂ），（ｃ）はヒートシンク２２に第２，第３コイルスプリング２７，２８が設けられていない状態のものを示している。また、図９のグラフ図は、ヒートシンク２２の点Ｐに作用する力Ｆ（ｇｆ）と、その点Ｐの移動距離（ｍｍ）との関係を示すものである。
【００３３】
この図９の（ａ）に示すように、ヒートシンク２２が傾き、当接面２２ｃの角部Ｅ１が、ＩＣパッケージ１２のダイ１２ｃに当接した状態で、点Ｐに力Ｆを作用させると、特性曲線の範囲Ａに示すように、傾きの小さな特性曲線が得られる。
【００３４】
また、図９の（ｂ）に示すように、ヒートシンク２２の当接面２２ｃがＩＣパッケージ１２のダイ１２ｃに面接触した状態から、点Ｐに力を加えると、特性曲線の範囲Ｂに示すように、範囲Ａより傾きの大きな変化を示す。
【００３５】
さらに、図９の（ｃ）に示すように、ヒートシンク２２が（ａ）と反対側に傾き、ヒートシンク２２の当接面２２ｃの反対側の角部Ｅ２が、ＩＣパッケージ１２のダイ１２ｃに当接した状態で、点Ｐに力Ｆを作用させると、特性曲線の範囲Ｃに示すように、傾きの小さな特性曲線が得られる。
【００３６】
このような特性を示すことから、ヒートシンク当接面２２ｃが面接触している範囲Ｂにおける力を、第２コイルスプリング２７の付勢力に設定している。
【００３７】
また、第３コイルスプリング２８の付勢力は、第２コイルスプリング２７と同じに設定されている。
【００３８】
一方、操作部材１９は、図１に示すように、ＩＣパッケージ１２が挿入可能な大きさの開口１９ａを有し、この開口１９ａを利用してＩＣパッケージ１２が挿入されて、トッププレート１７の収容面部１７ａ上の所定の位置に載置されるようになっている。また、この操作部材１９は、ソケット本体１３に対して上下動自在に配設され、複数の補助スプリング３１により上方に付勢されると共に、図２に示すように、アーム部１８ａに設けた被押圧部１８ｄに係合して一対の開閉部材１８，１８を回動させる作動凸部１９ｂが形成されている。
【００３９】
そして、操作部材１９と開閉部材１８との間には、開閉部材１８を閉じる方向に付勢するねじりコイルバネ２１が配設されている。
【００４０】
ねじりコイルバネ２１は、ソケット本体１３に配設された回動軸２０を囲むように、そのコイル部２１ａを遊嵌して取り付けられており、このコイル部材２１ａから一方に延びる長尺棒状部２１ｂの先端部がアーム部１８ａの先端部の被係止部１８ｅに係止されている。
【００４１】
また、そのコイル部２１ａから他方に延びる短尺棒状部２１ｃは、操作部材１９の上部四隅部に設けた係止凸部１９ｃに係止されており、この係止凸部１９ｃには、操作部材１９を押し下げたときにその下降動作に伴ってねじりコイルバネ２１の短尺棒状部２１ｃが回動できる逃げ部１９ｄが形成されている。
【００４２】
また、この操作部材１９の上下動により移動板１６をスライドさせるＸ字形リンク部材３４が配設されている（図４参照）。
【００４３】
Ｘ字形リンク部材３４は、ソケット本体１３の対峙する２辺に１つずつ配設されている。具体的には、Ｘ字形リンク部材３４は、図４に示したように、ほぼ同じ長さの第１リンク部材３５と第２リンク部材３６とを有し、これらが中央連結ピン３７にて回動自在に連結されている。
【００４４】
そして、この第１リンク部材３５の下端部３５ａが、ソケット本体１３の隅部の一端部に下端連結ピン３８にて回動自在に連結される一方、第２リンク部材３６の下端部３６ａが同じくソケット本体１３の隅部の他端部に下端連結ピン３９にて回動自在に連結されている。また、これら第１リンク部材３５と第２リンク部材３６の上端部３５ｂ，３６ｂが操作部材１９にそれぞれ上端連結ピン４０，４１にて回動自在に連結されている。この第１リンク部材３５の上端部３５ｂには軸線方向の長孔３５ｃが設けられ、この長孔３５ｃを介して、上端連結ピン４０により、操作部材１９に連結されている。また、第２リンク部材３６の下端部３６ａに取り付けられた下端連結ピン３９はソケット本体１３の隅部の他端部に設けられている水平方向に平行な長孔１３ａに係合し、この長孔１３ａを下端連結ピン３９がスライドできるようになっている。
【００４５】
次に、以上のように構成されたＩＣソケット１１の使用時の動作について説明する。
【００４６】
まず、ＩＣパッケージ１２をＩＣソケット１１にセットするには、操作部材１９を下方に押し下げる。すると、Ｘ字形リンク部材３４の第１リンク部材３５と第２リンク部材３６とが中央連結ピン３７を中心にして折り畳まれるように変形していくが、ソケット本体１３の対峙する２辺に１つずつ配置されているこのＸ字形リンク部材３４の作用により、操作部材１９がソケット本体１３に対して水平を保ちながら下降していく。
【００４７】
また、操作部材１９を下方に押し下げると、四隅部の作動凸部１９ｂがアーム部１８ａの被押圧部１８ｄに接触し、この被押圧部１８ｄを押し下げることとなり、その結果、アーム部１８ａが回動軸２０を中心として回動し、ねじりコイルバネ２１の付勢力に抗して開閉部材１８が開かれることとなる。
【００４８】
図５の（ａ）は開閉部材１８が閉じている状態を示し、（ｂ）は開閉部材１８が全開している状態を示している。
【００４９】
次に、ＩＣパッケージ１２のソケット本体１３へのセットが完了したら、操作部材１９の下方への押圧力を解除することにより、補助スプリング３１の付勢力により操作部材１９は上昇する。これに伴い、作動凸部１９ｂによるアーム部１８ａの被押圧部１８ｄへの押圧力が解除されるため、ねじりコイルバネ２１の付勢力により、開閉部材１８は、図５（ｂ）に示す状態から図５（ａ）に示す状態の閉じる方向に回動していく。
【００５０】
そして、全開状態から略９０度回動することにより、ヒートシンク２２の突部２２ｂの当接面２２ｄが、ＩＣパッケージ１２のダイ１２ｃの上面に当接される。この状態で、ＩＣパッケージ１２の電気テストをすれば、ＩＣパッケージ１２から熱が放散されることとなり、ＩＣパッケージ１２のテストを正常な状態で実行できる。
【００５１】
この際には、２つの第１コイルスプリング２６により、当接面２２ｃが下方に所定の付勢力で付勢されているため、ＩＣパッケージ１２のダイ１２ｃと所定の圧力で接触することとなる。
【００５２】
また、この接触状態において、ＩＣソケット１１が水平にセットされた状態では、ヒートシンク２２が開閉部材１８から多少浮き上がった状態となるが、１つの第２コイルスプリング２７により、ヒートシンク２２の基端部２２ｇ側が持ち上げられるため、従来のように自重によりヒートシンク２２が傾くことが無く、ヒートシンク２２を略水平状態に維持でき、その結果、ヒートシンク当接面２２ｃとＩＣパッケージ１２のダイ１２ｃとを面接触させることができ、放熱性能を確保することができる。
【００５３】
換言すれば、この第２コイルスプリング２７の付勢力は、上述のように、ＩＣソケット１１を水平状態で使用した場合に、図９中（ａ）又は（ｃ）に示すようにヒートシンク２２が傾くことが無く、（ｂ）に示すように略水平状態となるような値に設定されている。
【００５４】
また、かかるＩＣソケット１１は水平状態でなく、縦置きにして使用される場合がある。この場合には、第１，第２コイルスプリング２６，２７のみであると、ヒートシンク２２の基端部２２ｇ側が、振動や衝撃により開閉部材１８から離隔する方向に移動する虞れがある。
【００５５】
しかし、この発明では、第３コイルスプリング２８によりヒートシンク２２の基端部２２ｇ側を開閉部材１８側に押圧しているため、その離隔が防止されて、この点でも、ヒートシンク２２の傾きを防止できて、ヒートシンク２２の当接面２２ｃとＩＣパッケージ１２のダイ１２ｃとの面接触状態を維持できる。
【００５６】
換言すれば、この第３コイルスプリング２８の付勢力は、ＩＣソケット１１を縦置きで使用した場合に、ヒートシンク２２が開閉部材１８の平面部１８ｂから離隔して傾かないような値に設定されている。
【００５７】
図１０は、ヒートシンク２２に第２，第３コイルスプリング２７，２８が配設された状態のものを示しており、（ａ）に示す状態から（ｂ）に示す状態まで、点Ｐに力を作用させた場合には、略直線的な特性曲線が得られる。これにより、ヒートシンク２２が開閉部材１８から離隔する方向に変位しようとすると、第３スプリング２８の付勢力に抗した大きな力が必要となるため、変位を小さくできる。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明によれば、第２付勢手段を設けることにより、電気部品用ソケットを水平状態で使用した場合でも、ヒートシンクの傾きを防止でき、ヒートシンクの接触面と電気部品との面接触状態を維持でき、放熱性を確保することができる。
【００５９】
請求項２に記載の発明によれば、上記効果に加えて、第３付勢手段を設けることにより、電気部品用ソケットを縦置きで使用した場合でも、ヒートシンクの傾きを防止でき、ヒートシンクの接触面と電気部品との面接触状態を維持でき、放熱性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態に係るＩＣソケットの平面図であり、その上半分は開閉部材を開いた状態を示し、その下半分は開閉部材を閉じた状態を示している。
【図２】同実施の形態を示した図１のＡ−Ａ矢視の断面図であり、開閉部材を閉じた状態を示している。
【図３】同実施の形態を示した図１のＢ−Ｂ矢視の断面図であり、開閉部材を開いた状態を示している。
【図４】同実施の形態を示したＸリンク部材の要部断面図である（図１のＣ−Ｃ矢視の断面図）。
【図５】同実施の形態を示したヒートシンク等の要部動作説明図であり、（ａ）は開閉部材が閉じている状態を示し、（ｂ）は開閉部材が全開している状態を示している。
【図６】同実施の形態を示した開閉部材の平面図である。
【図７】同実施の形態を示した開閉部材等を途中まで回動させた状態を示す図である。
【図８】同実施の形態を示した開閉部材等を閉じた状態を示す図である。
【図９】同実施の形態を示した第２，第３コイルスプリングが設けられていない状態のヒートシンクの角度とグラフとの関係を示す図である。
【図１０】同実施の形態を示した第２，第３コイルスプリングが設けられている状態のヒートシンクの角度とグラフとの関係を示す図である。
【図１１】従来例を示した開閉部材が閉じた状態の図である。
【図１２】同従来例を示した開閉部材等を閉じた状態を示す図である。
【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）
13 ソケット本体
15 コンタクトピン
16 移動板
17 トッププレート
17a 収容面部
18 開閉部材
19 操作部材
22 ヒートシンク
24,25 止ネジ
26 第１コイルスプリング（第１付勢手段）
27 第２コイルスプリング（第２付勢手段）
28 第３コイルスプリング（第３付勢手段）

Claims

電気部品を収容するソケット本体に回動自在に取り付けられた開閉部材と、該開閉部材に取り付けられて前記電気部品に当接されることにより該電気部品の放熱を行うヒートシンクとを有する電気部品用ソケットにおいて、
前記ヒートシンクは、前記開閉部材の上側に配設され、一部が下方に突設されて前記開閉部材より下方に突出し、該突部に前記電気部品に当接される当接面が形成されると共に、前記開閉部材に対して可動自在に配設される一方、
前記開閉部材を閉じた状態で、前記ヒートシンクの前記当接面を前記電気部品側に向けて付勢する第１付勢手段と、
該第１付勢手段から離隔した部位に、第２付勢手段を設け、該第２付勢手段により、前記離隔した部位を前記開閉部材に対して上方に離隔する方向に付勢し、前記当接面が前記電気部品に面接触するように前記ヒートシンクの姿勢を保持したことを特徴とする電気部品用ソケット。
前記第１付勢手段から離隔した部位に、第３付勢手段を設け、該第３付勢手段により、前記離隔した部位を前記開閉部材に対して接近させる方向に付勢した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。
前記第２付勢手段の付勢力を、前記ヒートシンクが前記突部に形成された前記当接面を支点として回動して傾くのを防止し、前記ヒートシンク当接面が前記電気部品に面接触するように設定したことを特徴とする請求項１又は２に記載の電気部品用ソケット。
前記第３付勢手段は、前記第２付勢手段と略同じ位置に設けられ、該第３付勢手段の付勢力は、前記第２付勢手段の付勢力と略同じに設定されていることを特徴とする請求項２に記載の電気部品用ソケット。
前記開閉部材は、開閉部材付勢手段により閉じる方向に付勢される一方、前記ソケット本体に操作部材が上下動自在に設けられ、該操作部材を下降させることにより、前記開閉部材が前記付勢手段の付勢力に抗して開く方向に回動させられるように設定されたことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一つに記載の電気部品用ソケット。