JP3822068B2 - 電気部品用ソケット - Google Patents

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保持する電気部品用ソケットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種のものとしては、例えば「電気部品」であるＩＣパッケージを収容する「電気部品用ソケット」としてのＩＣソケットがある。
【０００３】
ここでのＩＣパッケージは、多数の端子としての半田ボールが下面から突設され、これら半田ボールが縦列Ｙと横列Ｘとに格子状に配列されている。
【０００４】
一方、ＩＣソケットは、ＩＣパッケージが収容されるソケット本体に、そのＩＣパッケージの端子と接触されるコンタクトピンが配設されると共に、そのソケット本体には、そのコンタクトピンを弾性変形させてＩＣパッケージ端子に離接させる移動部材が上下動自在に配設されている。
【０００５】
また、ソケット本体には、その移動部材を上下動させるレバー部材が、回動軸を介して回動自在に設けられると共に、このレバー部材を回動させる操作部材が上下動自在に配設されている。
【０００６】
この操作部材を上下動させることにより、レバー部材が回動され、このレバー部材にて移動部材が上下動されて、コンタクトピンが弾性変形されることにより、このコンタクトピンの接触部が、ＩＣパッケージ端子に離接されるようになっている。
【０００７】
【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パッケージの周縁部をソケット本体の収容面部の周縁部に形成された着座面に当接させた状態で、ＩＣパッケージを収容するようにしているため、１種類のソケットで、異なる種類のＩＣパッケージを検査しようとした場合に、例えば、他のＩＣパッケージに比べて外形の小さなＩＣパッケージではその着座面に載置できない場合が発生する。また、ＩＣパッケージにパッケージ本体の中央部が下方に凹むように反りが発生している場合には、ＩＣパッケージの中央部分の位置が低くなってしまい、パッケージ本体部にコンタクトピンの上端部が接触して、ＩＣパッケージが損傷する虞があった。
【０００８】
そこで、この発明は、大きさの異なる電気部品でも良好に着座させることができると共に、反りが発生している電気部品であっても、電気部品本体とコンタクトピンの接触を防止す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。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
かかる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収容面部がソケット本体に設けられると共に、該ソケット本体に前記電気部品の端子に離接可能な複数のコンタクトピンが配設された電気部品用ソケットにおいて、前記収容面部には、複数の支持突片が、前記コンタクトピンが配設されている略四角形の配設範囲内のみに上方に突出して形成され、かつ、前記略四角形の配設範囲の対角線上で中央部から周縁部まで上方に突出して形成され、該複数の支持突片のみで前記電気部品を略水平に支持すると共に、前記収容面部の上側で前記略四角形の配設範囲の周囲には、前記電気部品を支持する部位が形成されることなく、前記電気部品を当該収容面部上の所定位置に案内するガイド部材が配設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。
【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、前記支持突片は、側面部で前記電気部品の端子のガイドをするように構成されていることを特徴とする。
【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、前記ガイド部材は、大きさの異なる電気部品を案内できるように交換可能に配設されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の何れか一つに記載の構成に加え、前記収容面部は、トッププレートにより形成されていることを特徴とする。
【００１５】
【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。
【００１６】
図１乃至図２０には、この発明の実施の形態を示す。
【００１７】
まず構成を説明すると、図中符号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」としての半田ボール１２ｂ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。
【００１８】
このＩＣパッケージ１２は、図１７に示すように、いわゆるＢＧＡ（Ball Grid Array）タイプと称されるもので、方形状のパッケージ本体１２ａの下面に多数の略球状の半田ボール１２ｂが突出して縦列と横列とにマトリックス状に配列されている。
【００１９】
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合成樹脂製のソケット本体１３を有し、このソケット本体１３には、ＩＣパッケージ１２の各半田ボール１２ｂに離接されるコンタクトピン１５が配設されると共に、このコンタクトピン１５を変位させる移動部材１７が配設され、更に、この移動部材１７の上側に、トッププレート１９がそのソケット本体１３に固定されて配設されている。さらにまた、その移動部材１７を上下動させる操作部材２１が配設されている。
【００２０】
詳しくは、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図１８に示すような形状に形成されている。
【００２１】
このコンタクトピン１５は、上方に、一対の弾性片１５ａ，１５ｂが形成され、下方に、１本のソルダーテール部１５ｃが形成されている。それら一対の弾性片１５ａ，１５ｂは、下端部側の基部１５ｄが図１８の（ｄ）に示すように略Ｕ字状に折曲されることにより、互いに対向するように形成されている。また、それら弾性片１５ａ，１５ｂの上端部（先端部）には、ＩＣパッケージ１２の半田ボール１２ｂの側部に離接する接触部１５ｅ，１５ｆが形成され、この両接触部１５ｅ，１５ｆで半田ボール１２ｂが挟持されて電気的に接続されるようになっている。
【００２２】
また、このコンタクトピン１５の一対の弾性片１５ａ，１５ｂには、略くの字状に折曲された折曲部１５ｇが形成されることにより、これら折曲部１５ｇが移動部材１７の後述するカム部１７ａにて押圧されて両接触部１５ｅ，１５ｆが開くように構成されている。この開閉は、図１中、一方の対角線と平行な方向Ｐに沿って行われる。
【００２３】
そして、かかるコンタクトピン１５のソルダーテール部１５ｃ及び基部１５ｄが、図１９及び図２０に示すように、ソケット本体１３に形成された圧入孔１３ａに圧入されて、この基部１５ｄに形成された抜止め部１５ｍがソケット本体１３に食い込むことにより、コンタクトピン１５の上方への抜けを防止するようにしている。そして、ソケット本体１３から下方に突出したソルダーテール部１５ｃは、図２及び図３に示すように、ロケートボード２６を介して更に下方に突出され、図示省略のプリント配線板の各貫通孔に挿通されて半田付けされることにより接続されるようになっている。
【００２４】
このようなコンタクトピン１５は、図１及び図８に示すように、縦列と横列とにマトリックス状に配列されている。
【００２５】
一方、移動部材１７は、図２に示すように、ソケット本体１３に対して上下動自在に、すなわち、後述するトッププレート１９の収容面部１９ａに対して垂直方向に移動可能に配設され、図３に示すように、スプリング２２により上方に付勢されている。そして、移動部材１７を上下動させる第１，第２レバー部材２３，２４が、これら両レバー部材２３，２４を一組として、左右に２組配設されている（図５参照）。なお、図５中他方の組のレバー部材２３，２４は省略されている。
【００２６】
これら第１，第２レバー部材２３，２４は、金属板により形成され、基端部に設けられた嵌合孔２３ａ，２４ａに、合成樹脂製のソケット本体１３に一体成形された突出軸部１３ｂが嵌合されることにより、回動自在に配設され、両レバー部材２３，２４は図５に示すように略Ｘ字状に配置されている。
【００２７】
また、これら第１，第２レバー部材２３，２４の基端部側には、図５、図１５及び図１６に示すように、移動部材１７の被押圧部１７ｃの上面に当接して下方に押圧する押圧部２３ｂ，２４ｂが形成されている。
【００２８】
そして、図５に示すように、これらレバー部材２３，２４の基端部側の側方をガイドするガイド壁１３ｃがソケット本体１３に形成され、このガイド壁１３ｃにより、両レバー部材２３，２４の突出軸部１３ｂからの外れが防止されるように構成されている。
【００２９】
さらに、これらレバー部材２３，２４の先端部２３ｃ，２４ｃが、図４に示すように、操作部材２１の裏面側に形成されたガイド溝２１ａに挿入されて側方へ倒れないようにガイドされていると共に、これら一組のレバー部材２３，２４が接触しないように、一対のガイド溝２１ａには、図１３に示すように、間隔Ｌが設定されている。
【００３０】
これにより、操作部材２１を下降させると、両レバー部材２３，２４が回動されることにより、これら両レバー部材２３，２４を介して移動部材１７が下降されるようになっている。
【００３１】
そして、図１９及び図２０に示すように、この移動部材１７には、各コンタクトピン１５間に位置するカム部１７ａが形成され、このカム部１７ａの両側に形成された摺動面１７ｂが、両側に隣接するコンタクトピン１５の弾性片１５ａ，１５ｂの折曲部１５ｇを押圧するようになっている。すなわち、この一つのカム部１７ａで、両側のコンタクトピン１５の弾性片１５ａ，１５ｂの両折曲部１５ｇを押圧することができるようになっており、コンタクトピン１５の一対の弾性片１５ａ，１５ｂの両折曲部１５ｇは、このコンタクトピン１５の両側に配置された一対のカム部１７ａにより互いに接近する方向に押圧されることにより、両接触部１５ｅ，１５ｆが互いに開くように構成されている。
【００３２】
また、トッププレート１９は、図６乃至図１２に示すように、ＩＣパッケージ１２が収容される収容面部１９ａを有すると共に、このトッププレート１９の上側に、ＩＣパッケージ１２を所定の位置に位置決めするガイド部材２０が交換可能に設けられている。
【００３３】
その収容面部１９ａには、複数の四角形の貫通孔１９ｂがマトリックス状に配列され、それら貫通孔１９ｂに各コンタクトピン１５の一対の接触部１５ｅ，１５ｆが挿入されている。この挿入状態では、一対の接触部１５ｅ，１５ｆの間に、隣接する貫通孔１９ｂの間の隔壁部が介在し、この隔壁部が両接触部１５ｅ，１５ｆを所定の位置に位置決めする位置決めリブ１９ｃとなっている。そして、図１９に示すように、コンタクトピン１５の両弾性片１５ａ，１５ｂに外力が作用していない状態（両接触部１５ｅ，１５ｆが閉じた状態）では、その位置決めリブ１９ｃは、両弾性片１５ａ，１５ｂにて挟持された状態となっている。
【００３４】
また、このトッププレート１９には、上面に前記ＩＣパッケージ１２が載置される着座面１９ｅを有する支持突片１９ｄが複数上方に向けて突出して形成されている。これら複数の支持突片１９ｄは、収容面部１９ａの略中心部から放射状に延長された線上、ここでは対角線上に配置されている（図７等参照）。
【００３５】
これら支持突片１９ｄは、略長方形の板状を呈し、図１０に示すように、一方の対角線Ｘと平行に形成され、板状の側面部１９ｆでＩＣパッケージ１２の半田ボール１２ｂを、図１１に示すようにガイドをするように構成されている。この両側面部１９ｆの下側には、図７及び図１１に示すように、テーパ部１９ｇが形成されている。なお、図９中符号１９ｉは、取付用の係止片である。
【００３６】
さらに、ガイド部材２０は、図６に示すように、枠形状を呈し、ＩＣパッケージ１２をガイドする傾斜面２０ａが形成されると共に、トッププレート１９の嵌合凸部１９ｈに嵌合されて交換可能に取り付けられるようになっている。ＩＣパッケージ１２の大きさに対応した大きさのガイド部材２０に交換可能となっている。
【００３７】
さらにまた、操作部材２１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２１ｂを有し、この開口２１ｂを介してＩＣパッケージ１２が挿入されて、トッププレート１９の収容面部１９ａ上の所定位置に載置されるようになっている。また、この操作部材２１は、図２及び図６に示すように、ソケット本体１３に対して上下動自在に配設され、スプリング２７により上方に付勢されると共に、図３，図４及び図１４に示すように、最上昇位置で、係止爪２１ｄがソケット本体１３の被係止部に係止され、操作部材２１の外れが防止されるようになっている。
【００３８】
さらに、この操作部材２１には、図２に示すラッチ２８を回動させる作動部２１ｃが形成されている。
【００３９】
このラッチ２８は、詳細は省略するが、図２及び図３に示すように、ソケット本体１３に軸を中心に回動自在に取り付けられると共に、スプリング３０により閉じる方向に付勢され、先端部に設けられた押え部２８ｂによりＩＣパッケージ１２の周縁部を押さえるように構成されている。
【００４０】
また、このラッチ２８には、図２に示すように、操作部材２１の作動部２１ｃが摺動する被押圧部２８ａが形成され、操作部材２１が下降されると、作動部２１ｃを被押圧部２８ａが摺動して、ラッチ２８が図２中二点鎖線に示すように時計回りに回動されて、押え部２８ｂがＩＣパッケージ１２配設位置より退避されるように構成されている。
【００４１】
次いで、かかるＩＣソケット１１の使用方法について説明する。
【００４２】
ＩＣパッケージ１２をＩＣソケット１１にセットするには、まず、操作部材２１を下方に押し下げる。すると、この操作部材２１により、各レバー部材２３，２４の先端部２３ｃ，２４ｃが下方に押されて、ソケット本体１３の突出軸部１３ｂを中心に下方に向けて図１５に示す状態から図１６に示す状態まで回動される。これにより、これらレバー部材２３，２４の押圧部２３ｂ，２４ｂにて、移動部材１７の被押圧部１７ｃが押されて、スプリング２２の付勢力に抗して移動部材１７が下降される。
【００４３】
この移動部材１７の下降により、図１９から図２０に示すように、カム部１７ａも下降し、このカム部１７ａの摺動面１７ｂにより、コンタクトピン１５の両折曲部１５ｇが押されて、一対の接触部１５ｅ，１５ｆが図２０に示すように開かれる。
【００４４】
また、これと同時に、操作部材２１の作動部２１ｃにより、ラッチ２８の被押圧部２８ａが押されて、図２中実線に示す位置から二点鎖線に示す位置まで、スプリング３０の付勢力に抗して開く方向に回動され、押え部２８ｂが退避位置まで変位する。
【００４５】
この状態で、ＩＣパッケージ１２が自動機から解放されると、このＩＣパッケージ１２の周縁部が、ガイド部材２０の傾斜面２０ａにガイドされると共に、ＩＣパッケージ１２の半田ボール１２ｂが支持突片１９ｄの側面部１９ｆにガイドされる。これにより、パッケージ本体１２ａは、支持突片１９ｄの支持部１９ｅ上に載置された状態で、ＩＣパッケージ１２がトッププレート１９の収容面部１９ａ上の所定位置に収容される。そして、ＩＣパッケージ１２の各半田ボール１２ｂが、各コンタクトピン１５の開かれた一対の接触部１５ｅ，１５ｆの間に、非接触状態で挿入される（図２０の（ｂ）参照）。
【００４６】
このように支持突片１９ｄの支持部１９ｅ上にパッケージ本体１２ａを載置し、これら支持突片１９ｄを対角線上に配置することにより、異なる大きさのＩＣパッケージ１２でも、収容が可能となる。つまり、小さいＩＣパッケージ１２を検査する場合でも、複数の支持突片１９ｄが収容面部１９ａの中央部から半径方向に沿って並んで配置されているため、従来のように着座面が周縁部のみに設けられているもののように収容不可能になることが防止される。と同時に、大きさが異なるＩＣパッケージ１２であっても、最外部の半田ボール１２ｂを支持突片１９ｄの側面部１９ｆでガイドできるため、位置決め性を良好にできる。
【００４７】
また、ＩＣパッケージ１２にパッケージ本体１２ａの中央部分が下方に凹むような反りが発生している場合、従来のようにＩＣパッケージの着座面が周縁部のみ設けられているものでは、反ったパッケージ本体１２ａの中央部分にコンタクトピンの上端部（接触部）が当たってしまい、パッケージ本体１２ａが傷付けられてしまうこともあったが、本発明においては、支持部１９ｅを有する支持突片１９ｄが収容面部１９ａの中央部付近にも設けられているので、ＩＣパッケージ１２の中央部分が、支持突片１９ｄの支持部１９ｅ上に載置されるため、この中央部分の位置が不用意に低くなることがないことから、この部分へのコンタクトピン１５の上端部（接触部１５ｅ，１５ｆ）の接触を未然に防止できる。
【００４８】
その後、操作部材２１の下方への押圧力を解除すると、この操作部材２１がスプリング２７等の付勢力で上昇されることにより、移動部材１７もスプリング２２により上昇されると共に、ラッチ２８がスプリング３０の付勢力により閉じる方向に回動される。
【００４９】
移動部材１７が上昇されると、カム部１７ａによるコンタクトピン１５の折曲部１５ｇへの押圧力が解除され、図２０に示す状態から、一対の接触部１５ｅ，１５ｆが互いに閉じる（狭まる）方向に移動し、両接触部１５ｅ，１５ｆにて半田ボール１２ｂが挟持される。
【００５０】
これにより、ＩＣパッケージ１２の各半田ボール１２ｂとプリント配線板とがコンタクトピン１５を介して電気的に接続されることとなる。
【００５１】
一方、ＩＣパッケージ１２を装着状態から取り外すには、同様に操作部材２１を下降させることにより、コンタクトピン１５の一対の接触部１５ｅ，１５ｆが半田ボール１２ｂから離間されることから、半田ボール１２ｂが一対の接触部１５ｅ，１５ｆにて挟まれた状態から引き抜く場合よりも弱い力で簡単にＩＣパッケージ１２を外すことが出来る。
【００５２】
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、ＢＧＡタイプのＩＣパッケージ１２用のＩＣソケット１１に、この発明を適用したが、これに限らず、ＰＧＡ（Pin Grid Array）タイプのＩＣパッケージ用のＩＣソケットに、この発明を適用することもできる。さらに、ここでは、対角線に沿って支持突片１９ｄを配置したが、これに限らず、収容面部の略中心部から放射状に延びる線上であれば、他の位置でも良いことは勿論である。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明してきたように、請求項１に記載の発明によれば、トッププレートの収容面部には、上面に電気部品が載置される支持部を有する支持突片がコンタクトピンが配設されている略四角形の配設範囲の対角線上で中央部から周縁部まで複数上方に突出して形成されているので、電気部品に中央部分が下方に凹むような反りが発生している場合でも、この電気部品の中央部分が、支持突片の支持部上に載置されるため、この中央部分の位置が不用意に低くなることがないから、この部分へのコンタクトピン上端部の接触を未然に防止することができ、支持突片のみで電気部品を略水平に支持すると共に、収容面部の上側には、電気部品を当該収容面部上の所定位置に案内するガイド部材が配設されているから、小さいＩＣパッケージを検査する場合でも、複数の支持突片が収容面部の中央部から周縁部まで並んで配置されているため、従来のように着座面が周縁部のみに設けられているもののように収容不可能になることが防止される。
また、複数の支持突片が、収容面部の略中心部から放射状に線上に配置されるように構成すれば、異なる大きさの電気部品でも、収容が可能となる。
【００５５】
請求項２に記載の発明によれば、上記効果に加え、支持突片は、側面部で電気部品の端子のガイドをするように構成されているため、大きさが異なる電気部品であっても、最外部の端子を支持突片の側面部でガイドできることから、位置決め性を良好にできる。請求項３に記載の発明によれば、上記効果に加え、ガイド部材は、大きさの異なる電気部品を案内できるように交換可能に配設されているから、ＩＣパッケージの大きさに合わせたガイド部材に交換すれば、各種の大きさのＩＣパッケージに対しソケット本体等は共通に用いながら、良好な搭載性が得られる。請求項４に記載の発明によれば、上記効果に加え、収容面部は、トッププレートにより形成されているから、収容面部とトッププレートとは共通部材とできる。
【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る。
【図２】同実施の形態に係るＩＣソケットの半分を断面にした正面図である。
【図３】同実施の形態に係るＩＣソケットの半分を断面にした側面図である。
【図４】同実施の形態に係るＩＣソケットの一部を断面にした斜視図である。
【図５】同実施の形態に係るＩＣソケットの操作部材を取り外した状態の斜視図である。
【図６】同実施の形態に係るＩＣソケットのガイド部材及び操作部材を破断した状態の斜視図である。
【図７】同実施の形態に係るＩＣソケットのトッププレートの斜視図である。
【図８】同実施の形態に係るＩＣソケットのトッププレートからコンタクトピンが突出した状態の斜視図である。
【図９】同実施の形態に係るＩＣソケットのトッププレートの正面図である。
【図１０】同実施の形態に係るＩＣソケットのトッププレートの拡大した平面説明図図である。
【図１１】同実施の形態に係る図１０のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図１２】同実施の形態に係る図１０のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図１３】同実施の形態に係るＩＣソケットの操作部材の裏面図である。
【図１４】同実施の形態に係るＩＣソケットの組立状態を示す分解正面図である。
【図１５】同実施の形態に係るＩＣソケットの操作部材が最上昇位置にある状態を示す正面図である。
【図１６】同実施の形態に係るＩＣソケットの操作部材が最下降位置にある状態を示す正面図である。
【図１７】同実施の形態に係るＩＣソケットに取り付けるＩＣパッケージを示す図で、（ａ）は底面図、（ｂ）は（ａ）の左側面図である。
【図１８】同実施の形態に係るＩＣソケットのコンタクトピンを示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）の左側面図、（ｃ）は（ａ）の平面図、（ｄ）は（ａ）のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【図１９】同実施の形態に係るＩＣソケットのコンタクトピンの接触部が閉じた状態を示す断面図である。
【図２０】同実施の形態に係るＩＣソケットのコンタクトピンの接触部が開いた状態を示す断面図である。
【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）
12a パッケージ本体
12b 半田ボール（端子）
13 ソケット本体
15 コンタクトピン
17 移動部材
17c 被押圧部
19 トッププレート
19a 収容面部
19d 支持突片
19e 支持部
19f 側面部
20 ガイド部材
20a 傾斜面
21 操作部材

Claims (4)

1. 電気部品を収容する収容面部がソケット本体に設けられると共に、該ソケット本体に前記電気部品の端子に離接可能な複数のコンタクトピンが配設された電気部品用ソケットにおいて、
   前記収容面部には、複数の支持突片が、前記コンタクトピンが配設されている略四角形の配設範囲内のみに上方に突出して形成され、かつ、前記略四角形の配設範囲の対角線上で中央部から周縁部まで上方に突出して形成され、該複数の支持突片のみで前記電気部品を略水平に支持すると共に、
   前記収容面部の上側で前記略四角形の配設範囲の周囲には、前記電気部品を支持する部位が形成されることなく、前記電気部品を当該収容面部上の所定位置に案内するガイド部材が配設されていることを特徴とする電気部品用ソケット。
2. 前記支持突片は、側面部で前記電気部品の端子のガイドをするように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の電気部品用ソケット。
3. 前記ガイド部材は、大きさの異なる電気部品を案内できるように交換可能に配設されている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。
4. 前記収容面部は、トッププレートにより形成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一つに記載の電気部品用ソケット。

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