JP4044270B2 - ソケット - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＩＣ等のバーンインテスト（加熱動作テスト）等を行うオープントップタイプのソケットに係り、特に、収容したＩＣ等（被測定素子）の各リード端子を夫々一対の接触子で挟持する２点接触型のコンタクトピンを有するソケットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
バーンインテストを行うオープントップタイプの従来のソケットとして、例えば特開平１１―１６２６００号公報記載のものがある。この従来のソケットでは、ソケットに設けられた各コンタクトピンに一体に一対のバネ片が突設されており、両バネ片の先端部は互いに相対して夫々の弾性力で閉じるように付勢されている。そして、ソケットにＩＣを収容させるために退避させていたコンタクトピンが、ＩＣ収容時にＩＣのリード端子側に前進する時、一対のバネ片の先端部間にリード端子の先端が挿入され、更に、コンタクトピンがＩＣ側に前進することにより、両バネ片の各先端部は、各バネ片の弾性力によってリード端子の上面と下面に擦り付けられ、ワイピング作用によってコンタクトピンとＩＣのリード端子との良好な接触が図られるようになっている。また、他にも２点接触型のコンタクトピンを有する従来のソケットとしては、特開平６―２０８８７６号公報、特開平１０―１０６７０５号公報、及び、特開平１１―２１９７６５号公報が挙げられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ソケットのコンタクトピンとＩＣのリード端子とを電気的に接触させる場合、リード端子の半田メッキが酸化していたり、コンタクトピン側に付着した半田とコンタクトピン側のメッキ材とが合金化したものが接触部分に残留していたりすると、測定開始後の短時間に接触不良の原因になってしまうことがある。ＩＣのリード端子とコンタクトピンとの接触抵抗の増大は、オープン不良が発生するばかりでなく、ラッチアップ（ＩＣ等の自己発熱で製品モールドの一部が溶解する）の問題に発展する虞がある。このため、両者を電気的に接触させる場合、ある程度の接触圧をかけながら十分なワイピング作用を働かせ、半田メッキの酸化部分や合金化部分等を削り取り、接触表面を常に新しい面にする必要がある。
【０００４】
上述した従来技術では、一対のバネ片の閉じた先端部間にリード端子を平行に挿入し、上側のバネ片先端部がリード端子の上面を擦りながらワイピングを行い、下側のバネ片先端部がリード端子の下面を擦りながらワイピングを行う構成となっている。つまり、リード端子の上面と下面で同じ手法のワイピングを行う構成のため、両面での半田メッキの状態が同じ場合が多いので、一方の面でのワイピングが不十分であれば、他方の面でのワイピングも不十分になる蓋然性が高くなるという問題がある。
【０００５】
また、上述した従来技術は、小さなバネ片の弾性力を上記の接触圧として利用するだけのため、ワイピング作用が小さいという問題もある。特に、一対のバネ片のバネ圧（弾性力）を、ＩＣのリード端子を挟持していない不使用時でも常に作用させて両者の先端部間を閉じる方向に常時付勢させる構成となっているため、経年的にバネ圧が弱くなってしまい、十分なワイピング作用が得られなくなる虞がある。また、上述した２点接触型のコンタクトピンを有する従来のソケットでは、前記コンタクトピンがＩＣのリード端子の下面に接触、さらには前記リード端子の下面を摺るように構成しているため、前記ＩＣのリード端子に形成されている半田メッキを削ってしまい、バーンインテスト後のＩＣがソルダビリティの低下を招いてしまう虞がある。
【０００６】
本発明の目的は、コンタクトピンに設けられた２つの接触子の夫々のワイピングの手法を異なる手法とすることで、より確実にコンタクトピンをＩＣ等のリード端子に電気的に接続することを可能とし、しかも、ワイピングを行うときのみコンタクトピンの接触子にバネ圧を発生させる構成のソケットを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための請求項１の発明は、被測定素子の複数のリード端子夫々に対応する２点接触型のコンタクトピンを備えると共に、被測定素子のソケット収容前に各コンタクトピンを退避させ該被測定素子のソケット収容後に各コンタクトピンを当該コンタクトピンの弾性力により復帰させ該復帰時に当該コンタクトピンに設けられている２つの接触子の間に対応する前記リード端子を挟持させて電気的接触を行うソケットにおいて、一方の接触子の先端屈曲部を他方の接触子側に鋭角に屈曲形成すると共に、該先端屈曲部の先端面から離間した位置に他方の接触子の先端がくるように該他方の接触子の先端部も屈曲形成しておき、コンタクトピンが前記復帰をしたとき対応するリード端子の先端を先ず一方の接触子の傾斜する先端面に当接させて当該リード端子を該先端面の傾斜に沿って摺動させ、次に、当該リード端子の接触面を他方の接触子の先端に当接させ、前記リード端子に両方の接触子が当接した後に作用するコンタクトピンの復帰力により両接触子を撓ませ、次いで各接触子の復帰力により、一方ではリード端子側の先端である固定点に対して対応する接触子の先端面を摺接させることでワイピングを行い、他方ではリード端子側の接触面を対応する接触子の先端である固定点に摺接させることでワイピングを行う構成としたことを特徴とするソケットである。
【０００８】
上記構成によってリード端子と一方の接触子との接触は、リード端子側の先端を固定点として接触子の先端面を摺接面とし、リード端子と他方の接触子との接触は、リード端子側の接触面を摺接面とし接触子の先端側を固定点とするようになっている。つまり、両接触子のリード端子とのワイピングはどちら側を固定側とするかの手法が異なっているため、両方のワイピングが共に不良となる確率は小さくなる。
【０００９】
そして、リード端子に両方の接触子が当接した後に作用するコンタクトピンの復帰力により両接触子を撓ませ各接触子の復帰力により前記リード端子との間でワイピングを行い、
不使用時には接触子にバネ圧を発生させない構成のため、経年的にバネ圧が弱まる虞が小さく、良好な接触状態を常に図ることが可能となる。
【００１０】
そして、請求項２の発明は前記接触子の先端面に摺接させる前記リード端子側の先端である固定点は、当該リード端子先端のエッジ部であることを特徴とする請求項１記載のソケットである。
こうすることによってリード端子先端のエッジ部つまりカド部を固定点としてワイピングを行うことで、接触圧が一点に集中し、良好なワイピングが行われる。また、前記一方の接触子が、前記被測定素子のリード端子のエッジ部に接触、さらには前記エッジ部をワイピングするように構成しているため、前記リード端子のエッジ部に接触する接触子に形成された半田メッキを削り取ることがなくなり、前記被測定素子のソルダビリティの低下を抑制することができる。
【００１１】
そして請求項３の発明は前記先端面に沿って斜め上方へ前記リード端子先端のエッジ部を摺動させることで、前記被測定素子の底面を台座から浮かせることを特徴とする請求項２記載のソケットである。これにより、前記被測定素子の底面を台座から浮かせることにより、前記リード端子を半田屑やゴミから保護すると共に、前記被測定素子の通気性や放熱性を確保できる。通気性，放熱性を図ることができるので、接触不良に基づく以外の原因によるラッチアップも良好に回避可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るソケットの上面図であり、図２は図１の２―２線断面図（長手方向断面図）である。矩形の被測定素子（本実施形態では被測定素子としてＩＣを用いる。）の測定を行う本実施形態に係るソケット１は、ソケット本体２と、オープントップタイプのカバー３とを備える。カバー３の内周部には、カバー３内に落下したＩＣ等をソケット中心に案内するガイド９が設けられている。ソケット本体２の長手方向両サイドにはボス２ａ，２ｂが突設されており、このボス２ａ，２ｂに外嵌固定されたコイルバネ４，５により、カバー３はソケット本体２に対し上下動（図２の双頭矢印Ａ方向）可能に取り付けられている。
【００１３】
ソケット本体２の短手方向両サイドには多数のコンタクトピン６が配列されている。これらのコンタクトピン６は、詳細は後述するように、ソケット本体２の下側において固定されており、カバー３がコイルバネ４，５に抗して下動したときコンタクトピン６の上端側は短手方向両サイド側に押し広げられるようになっている。
【００１４】
ソケット本体２の中央下部には長手方向に沿う溝２ｃが設けられている。即ち、ソケット本体２の短手方向の両サイドが壁部２ｄ，２ｅとして立ち上がり、この壁部２ｄ，２ｅの上端部に被測定用ＩＣ１０が載置されるようになっている。本実施形態に係るソケット本体２は、壁部２ｄ，２ｅの上面全面がＩＣ底面に接触しないように、夫々の壁部２ｄ，２ｅの中央部に凹部８を設けている。
【００１５】
即ち、本実施形態に係るソケット本体２は、被測定用ＩＣの四隅だけを台座２ｆ，２ｇ，２ｈ，２ｉ（壁部２ｄ，２ｅの上面部のうち、凹部８を設けなかった部分）で支持するようになっている。尚、後述するように、被測定用ＩＣ１０のソケット１への装着が完了したときは、被測定用ＩＣ１０は、この台座２ｆ〜２ｉからも若干浮くようになっている。これはラッチアップ対策であるが、本実施形態では、これに加え上記の凹部８により更に放熱性，通気性がより十分に確保され、ラッチアップは確実に防止される。
【００１６】
図３は、図１の３―３線矢視図である。カバー３の下部にはカバー３の上下動を案内するガイド孔３ａが形成されており、ソケット本体２にはこのガイド孔３ａに摺動自在に嵌合するボス２ｊが突設されているため、カバー３はスムースに上下動するようになっている。
【００１７】
コンタクトピン６は、導電性が良くしかも弾性力のある金属製による一体品で成り、図４に示す形状となっている。即ち、コンタクトピン６は、固定用の基部６ａと、矢印Ｂ方向および矢印Ｃ方向に移動可能なレバーとして機能する自由端部６ｂとを備える。基部６ａには、ソケット本体２側の横方向への突片２ｋ（図３参照）に嵌合しこれを挟持する上腕６ｃ及び下腕６ｄが突設されている。また、下腕６ｄからはソケット本体２の底壁２ｍ（図３）を貫通するテール部６ｅが下腕６ｄに対し直角方向に延出され、このテール部６ｅが図示しない測定回路基板の所要配線等と接続されるようになっている。尚、隣接して配置されるコンタクトピン６のテール部６ｅ同士が近接しないように、図４において点線でテール部６ｅ’が示されたコンタクトピン６と、実線でテール部６ｅが示されたコンタクトピン６とが交互に配置される。
【００１８】
コンタクトピン６の基部６ａの上端部分と、自由端部６ｂとは、腕６ｃの突出方向に大きく湾曲するバネ部６ｆで連接され、コンタクトピン６全体の弾性はこのバネ部６ｆで与えられる構成になっている。また、自由端部６ｂの付け根付近からは、長手の第１接触子６ｇとこれに対向する第２接触子６ｈとが腕６ｃの突出方向と同方向に延出されている。
【００１９】
第１接触子６ｇは、第２接触子６ｈ側に鋭角に屈曲される先端屈曲部６ｉを有する。この先端屈曲部６ｉの先端面６ｊは、水平面（本実施形態では、ソケット１の台座２ｆ〜２ｉの面を水平面方向として説明する。すなわち、以下で述べるＩＣ１０のリード端子１１の先端部１１ａの延出方向が略水平面となる。）に対して本実施形態では略４５°の角度に形成されている。第２接触子６ｈは、第１接触子６ｇよりも上側（自由端部６ｂ側）に第１接触子６ｇと略平行に設けられており、その先端部６ｋは、第１接触子６ｇの先端屈曲部６ｉと間隙を持ってこれを跨ぐ様に「コ」の字型となっている。リード端子１１の先端部１１ａは、第２接触子６ｈの先端部６ｋと第１接触子６ｇの先端面６ｊとの間に形成された間隙の中心線Ｚに対して、斜めに挿入される構成となっている。また、第２接触子６ｈの先端部６ｋの先端６ｎがリード端子１１に対する接触部位となっている。
【００２０】
次に、図５〜図８を参照して、上述したソケット１に被測定用ＩＣをソケット内に収容するときのソケットの動作について説明する。
図３に示す状態から、オープントップカバー３をコイルバネ４，５に抗して押し下げると、カバー３の断面三角形の周壁３ｂの斜面がコンタクトピン６の自由端部６ｂに摺接して自由端部６ｂを図４の矢印Ｂ方向、すなわちソケット１の両長辺側に夫々並ぶ一連のコンタクトピン６の各自由端部６ｂを押し広げる方向に移動させる。これにより、図５に示されるように、各コンタクトピン６の第１，第２接触子６ｇ，６ｈは外側に退避される。そして、図示しないＩＣ格納箇所から真空吸着され搬送されてきたＩＣがオープントップカバー３の上から放たれ、自由落下してくると、この被測定用ＩＣ１０はガイド９によってソケット中央に案内され、台座２ｆ〜２ｉ上に着座する。このとき、ＩＣ１０のリード端子１１は、コンタクトピン６が退避しているため、両接触子６ｇ，６ｈとは干渉しない。
【００２１】
被測定用ＩＣ１０が台座２ｆ〜２ｉ上に着座した後、カバー３をコイルバネ４，５の弾力で元に戻すと、各コンタクトピン６の自由端部６ｂは、バネ部６ｆの復元力によって、ＩＣ１０のリード端子１１側（図４の矢印Ｃ方向）に前進する。リード端子１１は、ＩＣ１０の本体から出て直ぐに下方向に屈曲された後、側方つまり略水平方向に屈曲されており、この略水平になった端子先端部１１ａに対し、第１接触子６ｇと第２接触子６ｈとが前進することになる。
【００２２】
本実施形態の場合、先ず、端子先端部１１ａの先端断面の下エッジ部１１ｂが第１接触子６ｇの先端面６ｊに当接する。この先端面６ｊは、端子先端部１１ａに対して略４５°に傾いているため、更に第１接触子６ｇが前進すると、リード端子１１の下エッジ部１１ｂは第１接触子６ｇの先端面６ｊに摺接しながら傾斜面（先端面６ｊ）に沿って若干上昇し、ＩＣ１０全体が若干浮き上がる。この上昇は、リード端子１１の端子先端部１１ａの上面である接触面１１ｃが、第２接触子６ｈの先端６ｎに当接するまで行われる。図６は第２接触子６ｈの先端６ｎがリード端子１１の端子先端部１１ａの接触面１１ｃに当接した状態を示す図であり、ＩＣ１０の底面と台座２ｆ〜２ｉとの間には若干の隙間１２が形成される。この様に隙間１２を作るのは、リード端子１１とコンタクトピン６との接触不良以外の原因によるラッチアップ対策である。
【００２３】
図６に示す状態すなわちリード端子１１の端子先端部１１ａが、第１接触子６ｇと第２接触子６ｈとの間に斜めに挟持された状態は、コンタクトピン６のバネ部６ｆが未だ完全に復帰した状態にはなっていないため、バネ部６ｆはその弾力で更に復元しようとし、これにより、第１接触子６ｇ及び第２接触子６ｈは更にリード端子１１側に前進する。前進した状態を図７に示すが、この状態は、図６と殆ど同じであるため、詳細を図８で説明する。
【００２４】
図８において、リード端子１１の端子先端部１１ａの下エッジ部１１ｂが第１接触子６ｇの先端面６ｊに摺接しながら傾斜面（先端面６ｊ）に沿って上昇し、端子先端部１１ａの接触面１１ｃに第２接触子６ｈの先端６ｎが当接してから、更に、コンタクトピン６の弾性力により第１及び第２の接触子６ｇ，６ｈがＩＣ１０方向に前進すると、第１接触子６ｇは点線Ｘで示される位置まで撓み、第２接触子６ｈも点線Ｙで示される位置まで撓む。
【００２５】
第１接触子６ｇが、更にＩＣ１０方向に前進して、第１接触子６ｇの撓み量が大きくなってその復元力（弾性力）が大きくなり、第１接触子６ｇの先端面６ｊとリード端子１１の下エッジ部１１ｂとの静止摩擦力を越えると、第１接触子６ｇは矢印Ｄに示す方向に実線位置まで復帰する。これに伴い、下エッジ部１１ｂに当接する第１接触子６ｇの先端面６ｊの当接部位は擦れながらずれ、両当接部位はワイピングされて酸化皮膜や半田や合金などは削り取られ、安定した接触面が露出される。これにより、コンタクトピン６とリード端子１１との電気的な接続の信頼性が向上し、接触不良によるラッチアップも回避される。
【００２６】
同様に、第２接触子６ｈがＩＣ１０方向に更に前進すると、第２接触子６ｈの撓み量が大きくなってその復元力が大きくなる。この復元力が第２接触子６ｈの先端６ｎとリード端子１１の接触面１１ｃとの静止摩擦力を越えると、第２接触子６ｈは矢印Ｅに示す方向に実線位置まで復帰する。これに伴い、リード端子１１の接触面１１ｃと第２接触子６ｈの先端６ｎとの当接部位は擦れながらずれ、両当接部位はワイピングされて酸化皮膜や合金などは削り取られ、上記と同様にコンタクトピン６とリード端子１１との良好な接触が図られる。
【００２７】
このように、本実施形態では、第１接触子６ｇではリード端子１１側の先端を固定点にすると共に接触子６ｇ側を摺接面としてワイピングを行い、第２接触子６ｈ側ではこれとは逆に、リード端子１１側の上面を接触面１１ｃにすると共に第２接触子６ｈ側の先端６ｎを固定点としてワイピングを行うため、両方のワイピングが共に不良になる確率は減少する。
【００２８】
また、両接触子間の間隙の中心線Ｚに対して斜めにリード端子を挿入し両方の接点間に生じる力によって両接触子を変形させてワイピングに必要な接触圧（バネ圧）を発生させる構成にしたため、ソケットに被測定物を装着していない状態ではコンタクトピンや接触子にはバネ圧が発生せず、このため経年的なバネ圧の劣化を回避でき、ワイピングに必要な接触圧を長期間維持することが可能となる。
更に、コンタクトピンのバネ部６ｆの湾曲を大きくとり、しかも、両接触子６ｇ，６ｈを長手にとっているため、ワイピング量を長くすることができ、より良好なワイピング作用を得ることが可能となる。
【００２９】
また、本実施形態のソケットでは、ＩＣパッケージを位置決めとして用いず、リード端子により位置決めするように構成されているため、例えばＬＯＣ（Lead On Chip）構造とＣＯＬ（Chip On Lead）構造等の違い等により、スタンドオフの寸法が異なるＩＣ等に対して、同一のソケットを共用することができる。なお、スタンドオフとは、実装基板へのリード当接面からパッケージ本体底面までの高さをいう。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、上記構成によってリード端子と一方の接触子との接触は、リード端子側の先端を固定点として接触子の先端面を摺接面とし、リード端子と他方の接触子との接触は、リード端子側の接触面を摺接面とし接触子の先端側を固定点とするようになっている。つまり、両接触子のリード端子とのワイピングはどちら側を固定側とするかの手法が異なっているため、両方のワイピングが共に不良となる確率は小さくなる。
そして、リード端子に両方の接触子が当接した後に作用するコンタクトピンの復帰力により両接触子を撓ませ各接触子の復帰力により前記リード端子との間でワイピングを行い、
不使用時には接触子にバネ圧を発生させない構成のため、経年的にバネ圧が弱まる虞が小さく、良好な接触状態を常に図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態に係るソケットの上面図である。
【図２】 図１に示す２―２線断面図である。
【図３】 図１に示す３―３線矢視図である。
【図４】 図１に示すコンタクトピンの全体図である。
【図５】 図３に示すソケットのカバーを押し下げＩＣを収容させる状態を示す図である。
【図６】 図５に示すソケットのカバーを復帰させた状態を示す図である。
【図７】 コンタクトピンの第１，第２接触子によりワイピングが進む状態を示す図である。
【図８】 ワイピングの詳細を示す図である。
【符号の説明】
１ ソケット
２ ソケット本体
３ カバー
６ コンタクトピン
６ｆ バネ部
６ｇ 第１接触子
６ｈ 第２接触子
６ｉ 第１接触子の先端屈曲部
６ｊ 先端面（傾斜面，摺接面）
６ｋ 第２接触子の先端部
６ｎ 先端（固定点）
１０ 被測定素子（ＩＣ）
１１ リード端子
１１ａ 端子先端部
１１ｂ 端子先端部のエッジ部（固定点）
１１ｃ 端子先端部の上面である接触面

Claims (3)

1. 被測定素子（１０）の複数のリード端子（１１）夫々に対応する２点接触型のコンタクトピン（６）を備えると共に、被測定素子（１０）のソケット収容前に各コンタクトピン（６）を退避させ該被測定素子（１０）のソケット収容後に各コンタクトピン（６）を当該コンタクトピンの弾性力により復帰させ該復帰時に当該コンタクトピンに設けられている２つの接触子（６ｇ，６ｈ）の間に対応する前記リード端子（１１）を挟持させて電気的接触を行うソケットにおいて、一方の接触子（６ｇ）の先端屈曲部（６ｉ）を他方の接触子（６ｈ）側に鋭角に屈曲形成すると共に、該先端屈曲部（６ｉ）の先端面（６ｊ）から離間した位置に他方の接触子（６ｈ）の先端（６ｎ）がくるように該他方の接触子（６ｈ）の先端部（６ｋ）も屈曲形成しておき、コンタクトピン（６）が前記復帰をしたとき対応するリード端子（１１）の先端を先ず一方の接触子（６ｇ）の傾斜する先端面（６ｊ）に当接させて当該リード端子（１１）を該先端面（６ｊ）の傾斜に沿って摺動させ、次に、当該リード端子（１１）の接触面（１１ｃ）を他方の接触子（６ｈ）の先端（６ｎ）に当接させ、前記リード端子（１１）に両方の接触子（６ｇ，６ｈ）が当接した後に作用するコンタクトピン（６）の復帰力により両接触子（６ｇ，６ｈ）を撓ませ、次いで各接触子（６ｇ，６ｈ）の復帰力により、一方ではリード端子（１１）側の先端である固定点に対して対応する接触子（６ｇ）の先端面（６ｊ）を摺接させることでワイピングを行い、他方ではリード端子（１１）側の接触面（１１ｃ）を対応する接触子（６ｈ）の先端（６ｎ）である固定点に摺接させることでワイピングを行う構成としたことを特徴とするソケット。
2. 前記接触子（６ｇ）の先端面（６ｊ）に摺接させる前記リード端子（１１）側の先端である固定点は、当該リード端子先端のエッジ部（１１ｂ）であることを特徴とする請求項１記載のソケット。
3. 前記先端面（６ｊ）に沿って斜め上方へ前記リード端子（１１）先端のエッジ部（１１ｂ）を摺動させることで、前記被測定素子（１０）の底面を台座（２ｆ〜２ｉ）から浮かせることを特徴とする請求項２記載のソケット。

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