JP4062642B2 - 電気部品用ソケット - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＩＣ等の電気部品の電気的テストを行うために、電気部品側端子と外部回路基板とをコンタクトピンを介して接続するように構成された電気部品用ソケット、特に、下面に複数の端子を配列してなる電気部品の電気的テストに使用される電気部品用ソケットに関する。
【０００２】
【従来技術】
一般に、ＩＣの電気的テストを行う際に使用される電気部品用ソケットは、ＩＣ側電極に対応するように複数のコンタクトピンが装着されており、このコンタクトピンが電気部品用ソケットにセットされたＩＣの電極と外部電気的テスト回路とを接続するようになっている。
【０００３】
このような電気部品用ソケットのうちで、例えば、図２１に示すように、下面に格子状にバンプ（半田ボール）２４が配列されたＩＣパッケージ（ＢＧＡ）１０の電気的テストを行うために使用されるオープントップタイプの電気部品用ソケット１００は、ＩＣパッケージ１０を着脱可能に支持するトッププレート（電気部品載置体）１０１を有しており、このトッププレート１０１にＩＣパッケージ１０のバンプ２４に接触するコンタクトピン１０２ａ、１０２ｂが収容されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の電気部品用ソケット１００は、トッププレート１０１の全面でＩＣパッケージ１０の下面を支持するようになっていたため、図２２及び図１４に示すように、ＩＣパッケージ１０が上に凸形状となるように大きく変形していた場合、ＩＣパッケージ１０の最も浮き上がりの大きな中央部のバンプ２４とコンタクトピン１０２ａ、１０２ｂとが接触しなくなるか、又は、接触状態（接触圧力）が不安定となり、ＩＣパッケージ１０の電気的テスト結果に不都合を生じる虞れのあることが指摘されていた。
【０００５】
そこで、本発明は、トッププレートの形状を工夫し、ＩＣパッケージが上に凸形状に変形していても、バンプとコンタクトピンとの良好な接触状態が得られる電気部品用ソケットを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、下面に複数の端子を配列してなる電気部品が着脱可能に載置され、前記複数の端子を受容するように端子受容孔が形成された電気部品載置体を有するソケット本体と、該ソケット本体に配設され、前記電気部品の端子に接触する弾性変形可能なコンタクトピンとを有し、このコンタクトピンで前記端子と外部回路基板とを電気的に導通させる電気部品用ソケットに関するものである。この発明において、前記電気部品載置体は、（１）前記電気部品の前記複数の端子の最外縁に位置する端子よりも外側の前記端子以外の部分に接触して前記電気部品を支持し且つ前記電気部品を前記コンタクトピンに対して位置決めする支持部が形成されるとともに、（２）前記支持部の前記電気部品を支持する面に対して上に凸形状に変形した前記電気部品の前記端子以外の部分が前記支持部に接触したときに、前記電気部品の外縁部を前記電気部品載置体に接触させないようにした逃がし部が前記支持部の外側に形成されたことを特徴としている。
【０００７】
又、請求項２の発明は、請求項１の発明の電気部品用ソケットにおいて、前記端子がバンプであり、前記コンタクトピンが前記バンプを挟持するように構成されたことを特徴としている。
【０００８】
又、請求項３の発明は、請求項１の発明の電気部品用ソケットにおいて、前記端子がバンプであり、前記コンタクトピンが前記バンプの最大直径部分を挟持するように構成されたことを特徴としている。
【０００９】
又、請求項４の発明は、請求項１又は２の発明の電気部品用ソケットにおいて、前記コンタクトピンと前記バンプが２点で接触するように、前記コンタクトピンの前記バンプを挟持する部分が二股状に形成されたことを特徴としている。
【００１０】
又、請求項５の発明は、請求項１の発明の電気部品用ソケットにおいて、前記電気部品載置体上に載置された電気部品を、ソケット本体に開閉自在に取り付けられた押圧部材で電気部品載置体側へ押圧することを特徴としている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面基づき詳述する。
【００１２】
［第１の実施の形態］
以下、本発明第１の実施の形態として、オープントップタイプの電気部品用ソケットを例に採って説明する。先ず、本実施の形態に係る電気部品用ソケットの構成を作動状態と共に説明する。
【００１３】
（電気部品用ソケットの全体構成）
図１〜図３に示すように、この電気部品用ソケット１は、ソケット本体２にバネ３を介して支持されたカバー４が押し下げられると、カバー４の押圧部５がラッチ６のレバー部７を押圧し、ラッチ６を押し拡げるため、トッププレート（電気部品載置体）８の上面が図４に示すＩＣパッケージ（ＢＧＡ）１０を載置できる状態になる。又、カバー４が押し下げられると、図５に示すように、トッププレート８の下面側に配置されたスライドプレート１１が、トッププレート８に沿ってスライドし、図６に示す一対のコンタクトピン１２（１２ａ,１２ｂ）のうちの一方のコンタクトピン１２ａの係合突起１２ｃを押圧する。
【００１４】
ここで、スライドプレート１１には図３及び図５に示すように、中央がピン１３によって回動可能に支持されたＸ字状のリンク１４の一端がピン１５を介して回動可能に且つスライド可能に連繁されている。尚、このＸ字状のリンク１４は、一方のリンク部材１６の一端がソケット本体２にピン１７を介して回動可能に連繁され、その他端の長孔１８がカバー４に固定したピン２０にスライド可能に連繁されている。又、Ｘ字状のリンク１４は、他方のリンク部材２１の一端がピン２２を介してカバー４に回動可能に連繁され、その他端がスライドプレート１１の長孔２３にピン１５を介して連繁されている。即ち、カバー４が所定位置まで押し下げられた場合に、スライドプレート１１がピン１５によって矢印Ｙ方向へ所定量移動させられ、スライドプレート１１が上記したようにコンタクトピン１２の係合突起１２ｃを押圧することができるようになっている（図６参照）。
【００１５】
その結果、スライドプレート１１に押圧された一方のコンタクトピン１２ａは、捻られるように弾性変形し、図７に示すＡの位置からＢの位置まで変位し、他方のコンタクトピン１２ｂとの間にＩＣパッケージ１０の球状のバンプ２４を受容できるようになる。尚、コンタクトピン１２は、図７及び図８に示すように、その先端部分がトッププレート８に形成された端子受容孔２５内に収容されている。又、図３及び図５において、コンタクトピン１２の下端部が図外の外部回路基板に電気的に接続されるようになっている。
【００１６】
このような状態において、ＩＣパッケージ１０がカバー４の開口部からトッププレート８上に挿入されると、そのＩＣパッケージ１０がガイド２７ａ，２７ｂに案内されて所定位置に載置されるようになっている（図１及び図５参照）。尚、ガイド２７ａ，２７ｂは、ＩＣパッケージ１０の４隅を位置決めするようになっており、ＩＣパッケージ１０のセットが容易になるように、傾斜面２８が形成されている。
【００１７】
トッププレート８上にＩＣパッケージ１０が載置され、カバー４を押圧する外力が除去されると、カバー４がバネ３の弾性力で元の状態に戻される。カバー４が初期位置に復帰すると、ラッチ６のレバー部７とカバー４の押圧部５との係合状態が解除され、ラッチ６がバネ３０の弾性力で初期位置に移動し、ラッチ６の爪６ａがバネ３０の弾性力でもってＩＣパッケージ１０をトッププレート８との間に挟持する（図１及び図２参照）。
【００１８】
又、上記のようにカバー４が初期位置に復帰すると、スライドプレート１１がリンク１４によって図５中左方向へ移動させられる。その結果、一方のコンタクトピン１２ａが図７のＢ位置からＣ位置へ変位し、一方のコンタクトピン１２ａと他方のコンタクトピン１２ｂとの間にＩＣパッケージ１０のバンプ２４を挟持する。
【００１９】
ここで、図７に示すように、初期位置（Ａ）における一方のコンタクトピン１２ａと他方のコンタクトピン１２ｂの間隔は、バンプ２４の直径よりも小さくなるように設定されている。したがって、両コンタクトピン１２ａ，１２ｂの間にバンプ２４が挟持されると、バンプ２４が両コンタクトピン１２ａ，１２ｂを押し拡げることになり、この両コンタクトピン１２ａ，１２ｂが変形した分の弾性力がバンプ２４に作用することになる。又、バンプ２４には、初期位置に復帰しようとする一方のコンタクトピン１２ａの弾性力も作用することになる。したがって、バンプ２４は、両コンタクトピン１２ａ，１２ｂによって確実に挟持されることになる。
【００２０】
しかも、本実施の形態においては、バンプ２４を挟持する各コンタクトピン１２の先端部１２ｄ，１２ｅが、図６及び図７に示すように、２点でバンプ２４を支持することができるように、略Ｖ字形状又は略Ｕ字形状に形成されている。したがって、本実施の形態によれば、両コンタクトピン１２ａ，１２ｂは、自動調芯機能を発揮し、確実にバンプ２４の中心部（直径部）２４ａを挟持することになり、バンプ２４に対する接触安定性が向上する。尚、コンタクトピン１２ａ，１２ｂの先端１２ｄ，１２ｅは、２又状に分岐して、バンプ２４に２点で接触するものであればよく、必ずしもＶ字状又はＵ字状でなくてもよい。
【００２１】
又、本実施の形態は、図７に示すように、コンタクトピン１２ａ，１２ｂが球状のバンプ２４の中心部（直径部）２４ａを挟持するようにその先端部１２ｄ，１２ｅが形成されており、上記支持部位置をＩＣパッケージ１０の大きさや反り量に応じて適宜調整することにより、ＩＣパッケージ１０の反りに関係なく、上記バンプ２４の中心部をコンタクトピン１２ａ，１２ｂで挟持でき、バンプ２４とコンタクトピン１２ａ，１２ｂとの接触状態がより一層安定する。
【００２２】
（トッププレートの詳細）
次ぎに、本実施の形態に係るトッププレート（電気部品載置体）８を詳細に説明する。尚、図９は、このトッププレート８の平面図である。又、図１０は、図９のＳ１−Ｓ１線に沿って切り取って示す断面図である。更に、図１１は、図９のＳ２−Ｓ２線に沿って切り取って示す断面図である。
【００２３】
これらの図に示すように、本実施の形態に係るトッププレート８は、電気部品（ＩＣパッケージ１０）の端子配列に対応する領域３１に、ＩＣパッケージ１０を支持する支持部３２が形成されている。そして、この支持部３２の周囲には、ＩＣパッケージ１０に接触しない逃がし部３３が形成されている。この逃がし部３３は、支持部３２よりも低くなるように形成されており、図１２に示すように、ＩＣパッケージ１０が上に凸になるように歪みを生じていても、ＩＣパッケージ１０に接触することがない深さに形成されている。
【００２４】
図１３は、トッププレート８の一部（図１２のＥ部）を拡大して示すものである。この図１３に示すように、ＩＣパッケージ１０が上に凸状に反っていても、ＩＣパッケージ１０を支持する部分３２ａがＩＣパッケージ１０の中心よりにあるため、ＩＣパッケージ１０の反りの影響（Ｌ１）を少なくすることができる。したがって、ＩＣパッケージ１０の各バンプ２４とコンタクトピン１２ａ，１２ｂとが好ましい接触圧で接触し、各バンプ２４と図外の外部回路基板とが確実に電気的に導通される。
【００２５】
尚、図１４は、従来のトッププレート３４の一部を拡大して示すものであり、上記本発明の実施の形態と比較するために示すものである。この図１４に示すように、トッププレート３４の全面でＩＣパッケージ１０を支持する構成の場合、ＩＣパッケージ１０が凸状に反りを生じていると、ＩＣパッケージ１０の外縁部分１０ａが支持されることになり、トッププレート８の支持面３５からのバンプ２４の浮き上がり量が大きくなる（Ｌ２＞Ｌ１）。そのため、バンプ２４とコンタクトピン３６ａ，３６ｂとの接触圧が不安定になるか、又はバンプ２４とコンタクトピン３６ａ，３６ｂとが接触しなくなる虞がある。
【００２６】
バンプ２４とコンタクトピン３６ａ，３６ｂとの接触圧が不安定になると、電気抵抗が変化し、電気的テスト結果もそれに応じて変動することになるため、正確な電気的テストが困難になる。しかし、本実施の形態によれば、上記のように、ＩＣパッケージ１０の反りの影響を少なくすることができるので、このような従来例の問題点を改善することができる。
【００２７】
以上のように、本実施の形態によれば、ＩＣパッケージ１０が上に凸状に変形していても、端子（バンプ）配列に対応する領域３１でＩＣパッケージ１０を支持し、その周囲にＩＣパッケージ１０に接触しない逃がし部３３を形成してあるため、ＩＣパッケージ１０の反りの影響を少なくすることができ、バンプ２４とコンタクトピン１２ａ，１２ｂとの接触状態を好ましい状態にすることができ、所望の電気的テストを確実に行うことが可能となる。
【００２８】
［第２の実施の形態］
上記第１の実施の形態は、いずれもＩＣパッケージ１０の端子配列に対応する領域３１に支持部３２，３７，３８，４０，４１を形成する対応を示したが、図１５に示すように、端子配列に対応しない領域（端子配列に対応する領域３１の外縁の外側）５０に支持部５１を形成するようにしてもよい。ただし、この場合も、ＩＣパッケージ１０の反り量や支持部５１の位置を考慮して、バンプ２４とコンタクトピン１２ａ，１２ｂとの接触状態を良好に保てる位置に形成される。
【００２９】
本実施の形態によっても上記実施の形態と同様に、ＩＣパッケージ１０の反りの影響を少なくすることができ、バンプ２４とコンタクトピン１２ａ，１２ｂとの接触状態を良好にすることができ、正確な電気的テストを可能とする（図１３参照）。
【００３０】
尚、この場合も支持部５１を散点状に形成する場合には、少なくとも３個の端子受容孔２５の近傍に形成することが望ましい。端子受容孔２５に近ければ近い程ＩＣパッケージ１０の反りの影響が少なくなり、又、３点で支持すればＩＣパッケージ１０を安定して支持することができるからである。
【００３１】
［第３の実施の形態］
上記の各実施の形態は、オープントップタイプの電気部品用ソケット１にて説明したが、本発明は、以下に示すクラムシェルタイプの電気部品用ソケット６０に対しても適用することができる。
【００３２】
図１６〜図１９は、クラムシェルタイプの電気部品用ソケット６０の構成を示す図であり、これらの図に示すように、電気部品載置体としてのフローティングプレート６１上にＩＣパッケージ（電気部品（ＢＧＡ））６２を載置し、第１カバー６３を閉じた後、第２カバー６４を閉じることにより、フローティングプレート６１と第２カバー６４との間にＩＣパッケージ６２を挟み込み、ＩＣパッケージ６２のバンプ６５をコンタクトピン６６に押圧するようになっている。
【００３３】
ここで、フローティングプレート６１は、図示しないスプリングによって図１７中常時上方へ付勢されている。このフローティングプレート６１は、ＩＣパッケージ６２の端子配列に対応する領域に、ＩＣパッケージ６２を支持する支持部６７が形成され、その支持部６７の周囲にＩＣパッケージ６２との接触を回避する逃がし部６８が形成されている。そして、この支持部６７に複数のバンプ６５を収容する端子受容孔７０が形成されている。尚、このフローティングプレート６１の支持部６７と逃がし部６８の関係は、上記第１〜第２の実施の形態と同様にすることができる。
【００３４】
又、コンタクトピン６６は、図１９にその詳細を示すように、その先端部分にＩＣパッケージ６２のバンプ６５に接触する接触部７１が形成されており、この接触部７１がフローティングプレート６１に形成された端子受容孔７０内に所定の隙間をもって収容されている。尚、コンタクトピン６６は、その接触部７１に球状のバンプ６５に係合する孔７２が形成されている。又、このコンタクトピン６６は、接触部７１がバンプ６５によって押圧されると、図中下方へ弾性変形できるように構成されており、その下端部が図外の外部回路基板に電気的に接続されるようになっている。
【００３５】
このように構成された本実施の形態によれば、ＩＣパッケージ６２が上に凸状に反っていると、第２カバー６４は、ＩＣパッケージ６２の反り量分だけフローティングプレート６１を押し下げて閉じられることになる。したがって、ＩＣパッケージ６２には、その反り量に応じて押し縮められたフローティングスプリングのバネ力が余分に作用することになり、そのバネ力に対応する余分な歪みが生じるため、コンタクトピンの寿命が短くなる等の不具合が発生する。そのため、電気部品用ソケット６０でＩＣパッケージ６２の電気的テストを行う際に、なるべくＩＣパッケージ６２に生じる余分な歪みを少なくするには、ＩＣパッケージ６２の反りの影響を少なくする必要がある。
【００３６】
よって、本実施の形態のように、支持部６７の周囲に逃がし部６８を形成する構成にすれば、ＩＣパッケージ６２の反りの影響を少なくすることができ、ＩＣパッケージ６２に生じる余分な歪みを少なくすることができる。又、本実施の形態のように、ＩＣパッケージ６２の反りの影響を少なくすることにより、バンプ６５とコンタクトピン６６との接触圧が安定し、コンタクトピンの寿命への影響も少なくなる。又、バンプ６５とコンタクトピン６６の接触部の電気抵抗値を長期に亘って安定化することができるので、正確な電気的テストが可能になる。
【００３７】
尚、上記各実施の形態は、逃がし部３３，４２，４３，４４，４５，６８を支持部３２，３７，３８，４０，４１，６７に対して所定寸法だけ一様に低くして、逃がし部３３等とＩＣパッケージ１０，６２とが接触しないように工夫した態様を示したが、これらに限られず、図２０に示すように、支持部７３から傾斜面７４を形成することにより、逃がし部７５を形成するようにしてもよい。
【００３８】
又、上記実施の形態は、電気部品としてＢＧＡを例に採って説明したが、これに限られず、下面に端子を備えたＬＧＡ，ＰＧＡの各ＩＣパッケージにも適用ができる。これらのＬＧＡやＰＧＡに適用すれば、ＩＣパッケージの端子とコンタクトピンとの接触状態が安定するため、正確な電気的テストが可能となる。
【００３９】
【発明の効果】
以上のように請求項１の発明によれば、電気部品載置体には、電気部品の端子以外の部分に接触して電気部品を支持し且つ電気部品を弾性変形可能なコンタクトピンに対して位置決めする支持部が形成されるとともに、電気部品の複数の端子の最外縁に位置する端子よりも外側の端子以外の部分が支持部に接触したときに電気部品の外縁部が接触しない逃がし部が支持部の外側に形成されているため、電気部品が上に凸状に反っていても、その電気部品のうちの支持部よりも外側に位置している部分の反りの影響を受けないで電気テストができ、電気部品の端子とコンタクトピンとの接触状態を安定させることができる。したがって、本発明によれば、電気部品が反っていても正確な電気テストを行うことが可能になる。
【００４０】
又、請求項２の発明は、バンプをコンタクトピンで挟持する構成を採用するため、オープントップタイプの電気部品用ソケットに適用することができる。
【００４１】
又、コンタクトピンの形状を工夫して、電気部品のバンプの中心（最大直径部分）位置をコンタクトピンで挟持する請求項３の発明によれば、前記各発明の効果と相俟って、より一層安定してバンプとコンタクトピンを接触させることができる。
【００４２】
又、請求項４の発明のように、コンタクトピンとバンプとが２点で接触するように、コンタクトピンのバンプを挟持する部分を二股状に形成すれば、コンタクトピンが一層確実にバンプを挟持することができるので、上記各発明の効果と相俟って、更に一層安定してバンプとコンタクトピンとを接触させることができる。
【００４３】
又、請求項５の発明は、電気部品載置体上に載置された電気部品を、ソケット本体に開閉自在に取り付けられた押圧部材で電気部品載置体側へ押圧する構成を採用しているため、クラムシェルタイプの電気部品用ソケットに適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施の形態を示す電気部品用ソケットの平面図である。
【図２】 図１のＧ方向矢視図である。
【図３】 図１のＨ方向矢視図である。
【図４】 ＩＣパッケージの下面図である
【図５】 図１のＳ０−Ｓ０線に沿って切り取って示す断面図である。
【図６】 コンタクトピンとバンプとの関係を部分的に拡大して示す斜視図である。
【図７】 コンタクトピン，バンプ及び端子受容孔の関係を示す図である。
【図８】 ＩＣパッケージとトッププレートとの係合状態を示す第１状態図である。
【図９】 トッププレートの平面図である。
【図１０】 図９のＳ１−Ｓ１線に沿って切り取って示す断面図である。
【図１１】 図９のＳ２−Ｓ２線に沿って切り取って示す断面図である。
【図１２】 ＩＣパッケージとトッププレートとの係合状態を示す第２状態図である。
【図１３】 図１２のＥ部拡大図である。
【図１４】 従来のＩＣパッケージとトッププレートとの係合状態を示す状態図である。（ 図２２のＦ部拡大図である）。
【図１５】 本発明の第２の実施の形態に係るＩＣパッケージとトッププレートとの関係図である。
【図１６】 本発明の第３の実施の形態に係るクラムシェルタイプの電気部品用ソケットの第１作動状態図である。
【図１７】 本発明の第３の実施の形態に係るクラムシェルタイプの電気部品用ソケットの第２作動状態図である。
【図１８】 本発明の第３の実施の形態に係るフローティングプレートとＩＣパッケージとの関係を示す図である。
【図１９】 本発明の第３の実施の形態に係るバンプとコンタクトピンとの接触状態図である。
【図２０】 逃がし部の応用例を示すトッププレート（フローティングプレート）の断面図である。
【図２１】 従来のＩＣパッケージとトッププレートとの第１係合状態図である。
【図２２】 従来のＩＣパッケージとトッププレートとの第２係合状態図である。
【符号の説明】
１，６０・・・・・・電気部品用ソケット、８・・・・・・トッププレート（電気部品載置体）、１０，６２・・・・・・ＩＣパッケージ（電気部品用）、１２ａ，１２ｂ，６６・・・・・・コンタクトピン、２４，６５・・・・・・バンプ（端子）、２５，７０・・・・・・端子受容孔、３１・・・・・・端子配列に対応する領域、３１，３７，３８，４０，４１，４７，５１，６７，７３・・・・・・支持部、３３，４２，４３，４４，４５，４８，６８，７５・・・・・・逃がし部、６１・・・・・・フローティングプレート（電気部品載置体）、６４・・・・・・第２カバー（押圧部材）

Claims (5)

1. 下面に複数の端子を配列してなる電気部品が着脱可能に載置され、前記複数の端子を受容するように端子受容孔が形成された電気部品載置体を有するソケット本体と、
   該ソケット本体に配設され、前記電気部品の端子に接触する弾性変形可能なコンタクトピンとを有し、
   このコンタクトピンで前記端子と外部回路基板とを電気的に導通させる電気部品用ソケットにおいて、
   前記電気部品載置体は、
   前記電気部品の前記複数の端子の最外縁に位置する端子よりも外側の前記端子以外の部分に接触して前記電気部品を支持し且つ前記電気部品を前記コンタクトピンに対して位置決めする支持部が形成されるとともに、
   前記支持部の前記電気部品を支持する面に対して上に凸形状に変形した前記電気部品の前記端子以外の部分が前記支持部に接触したときに、前記電気部品の外縁部を前記電気部品載置体に接触させないようにした逃がし部が前記支持部の外側に形成された、
   ことを特徴とする電気部品用ソケット。
2. 前記端子がバンプであり、前記コンタクトピンが前記バンプを挟持するように構成され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。
3. 前記端子がバンプであり、前記コンタクトピンが前記バンプの最大直径部分を挟持するように構成され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。
4. 前記コンタクトピンと前記バンプが２点で接触するように、前記コンタクトピンの前記バンプを挟持する部分が二股状に形成され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。
5. 前記電気部品載置体上に載置された電気部品を、ソケット本体に開閉自在に取り付けられた押圧部材で電気部品載置体側へ押圧す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。

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