JP4082750B2 - Ｉｃソケット - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＩＣデバイスを脱着可能に支持してＩＣデバイスと外部回路との間を電気的に接続するＩＣソケットに関し、特に、高周波信号伝送に有効に適応可能なＩＣソケットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＣソケットは、例えばコンピュータ等の、ＩＣデバイスの交換や増減設を行うことが予測される電子回路において、ＩＣデバイスを脱着可能に支持するとともに、ソケット内に組み込まれたコンタクトを介してＩＣデバイスと電子回路との間を電気的に接続するコネクタとして使用される。また、ＩＣデバイスの導通試験を行う際にも、多数のＩＣデバイスを適宜交換して搭載可能なＩＣソケットが有利に使用されている。
【０００３】
従来の典型的なＩＣソケットは、ブロック状の電気絶縁性本体に設けた多数の貫通孔からなる受容部のそれぞれに、導電体であるコンタクトを配設して構成される。各コンタクトの一端は、受容部内でＩＣソケットの一表面に近接して配置され、ＩＣデバイスのリードに脱着可能にかつ電気的に接続される。他方、各コンタクトの他端は、ＩＣソケットの他表面から外方へ突出して、例えばＩＣソケットを搭載する電子装置又は試験装置の回路基板の導体接点部に半田付け等により電気的に接続される。
【０００４】
近年、ＩＣを搭載した電子機器の高機能化の要求に伴い、ＩＣデバイスの動作速度は飛躍的に高速化しており、それに対応して例えばＩＣソケット等のコネクタ類を含む伝送線路においても、信号伝播速度の高速化及び伝送信号の高周波数化への対策を施すことが求められている。一般に数十MHz を超えるような高周波数帯域の信号を伝送する場合、例えばＩＣデバイスのリードとＩＣソケットのコンタクトとの接続部等の線路接続部の前後における特性インピーダンス値の不一致や、隣接線路間でのクロストーク等の雑音の発生により、伝送信号の周波数特性が劣化する傾向がある。そこで高速型のＩＣデバイスに対しては、ＩＣソケットにおける特性インピーダンス値の整合及びクロストークの低減を図ることが要求されるのである。
【０００５】
一般にＩＣデバイスにおいて高周波対策を施す場合、ＩＣデバイスの接地リードの本数を増やし、信号リードを取り囲む位置に接地リードを配置する方法が有効であることは知られている。このような高速型ＩＣデバイスに対し、ＩＣソケット側では、ＩＣデバイスのリード配置に対応して受容部に受容されたコンタクトのうち、接地リードに接続されるコンタクト（以下、接地用コンタクトと称する）に確実に接地電位を付与することにより、ＩＣソケット内部の信号線路（すなわち信号リードに接続されるコンタクト（以下、信号用コンタクトと称する））が接地電位の導体（すなわち接地用コンタクト）によって取り囲まれ、実質的な電磁シールド効果によりクロストークが低減されることになる。またこのような構造では、信号用コンタクトの周囲に配置される接地用コンタクトの個数や、信号用コンタクトと接地用コンタクトとの間の距離に応じて、ＩＣソケットにおける信号線路の特性インピーダンス値が決定される。なおこのとき、従来の高周波用ＩＣソケットでは、信号用コンタクトを接地電位のメッキ層等のシールド構造によって包囲する方法が併用されていた（例えば特開昭５５−１５０２９７号公報、特開平６−２６０５６８号公報参照）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ＩＣデバイスにおいて、高周波対策として接地リードを増やすと、必然的に信号リード数が減って単位面積当りの信号伝送線路数が減少するので、ＩＣデバイスの能力を有効に発揮させることが困難になる課題が生じる。このような課題は、今日のように電子機器の大容量伝送処理及び高密度実装の要求に伴いＩＣデバイスのリードのさらなる多数化、狭ピッチ化が進められている状況下において、ＩＣデバイスの能力向上を妨げるものとなる。
【０００７】
また、狭ピッチ化されたリード配置を有するＩＣデバイスにおいて、高周波対策として信号リードを幾分犠牲にして接地リードを増やした場合、リード配置に対応してＩＣソケットに設置される信号用コンタクト及び接地用コンタクトの間隔も狭くなり、それに伴い、ＩＣソケットを搭載する回路基板上の導体接点部の間隔が狭くなる。したがって回路基板上では、接地用コンタクトに包囲された信号用コンタクトに接続される導体パターンを接点部間の狭小な領域に配線しなければならず、配線が極めて困難となる課題が生じる。しかも、そのような狭小な領域に信号線路を配置した場合には、ＩＣソケットでのクロストークが上記高周波対策により低減されたとしても、回路基板におけるクロストークが逆に増大する危惧がある。
【０００８】
他方、前述した従来の高周波用ＩＣソケットのように、信号用コンタクトを接地電位のメッキ層等のシールド構造によって包囲する方法は、シールド構造を形成するために、例えばＩＣソケットの電気絶縁性本体にメッキ工程を施した後、信号用コンタクトとメッキ層との間に、機械的なメッキ層除去加工や絶縁物の塗布等による電気絶縁処理を施すことが必要となり、ＩＣソケットの製造工程を煩雑にして製造コストを増大させる課題があった。
【０００９】
また、一般に多数のリードを有するＩＣデバイスでは、全ての信号リードが高周波対策を必要とする訳ではなく、しかも同一リード配置のＩＣデバイスにおいても高周波対策を要する信号リードの位置が異なる場合がある。この場合、高周波対策を要する信号リードの周囲に集中的にシールド構造を配置することが、クロストーク低減の観点から有利であり、またそのようなシールド構造の配置を適宜調節することにより、ＩＣソケットにおける信号線路の特性インピーダンス値を調整することが可能となる。しかしながら、従来のメッキ層等によるシールド構造は、ＩＣソケットに画一的に設けられるので、多様な信号リード配置を有する異なるＩＣデバイスに対し、ＩＣソケットにおけるシールド構造の配置を調整して適正なクロストーク低減作用及び特性インピーダンス値整合作用を得ることは困難であった。
【００１０】
したがって本発明の主目的は、伝送信号の高速化及び高周波数化に対応して、特性インピーダンス値の整合及びクロストークの低減を確実に達成でき、しかも低コストで製造可能な高周波対応型のＩＣソケットを提供することにある。
本発明の他の目的は、狭ピッチ化されたリード配置を有するＩＣデバイスに対して、回路基板上での配線間隔を狭小化させることなく、接地用コンタクトを信号用コンタクトの周囲に配置可能なＩＣソケットを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、相互に独立して形成された複数の受容部を有する電気絶縁性の本体と、それら複数の受容部のうちで所望位置にある複数の第１受容部に受容され、ＩＣデバイスの複数の信号リードにそれぞれ脱着可能に接続される複数の信号用コンタクトと、接地電位を保持してそれら複数の信号用コンタクトの間を電磁シールドするシールド手段とを具備したＩＣソケットにおいて、シールド手段は、本体の複数の受容部のうちで第１受容部の各々の周辺にある複数の第２受容部に脱着可能に受容され、本体から独立して相互に電気的に連結される複数の導電要素と、それら複数の導電要素に接地電位を付与する接地手段とを具備することを特徴とするＩＣソケットを提供する。
【００１２】
本発明はさらに、上記のＩＣソケットにおいて、接地手段は、複数の第２受容部に受容されて複数の導電要素にそれぞれ脱着可能に接続される複数の接地用コンタクトからなり、それら接地用コンタクトの少なくとも１つが、外部の接地電位に直接に接続されるＩＣソケットを提供する。
【００１３】
本発明はさらに、上記のＩＣソケットにおいて、複数の接地用コンタクトが、外部の接地電位に直接に接続される第１接地用コンタクトと、導電要素を介して該第１接地用コンタクトに接続され、それにより外部の接地電位に間接に接続される第２接地用コンタクトとを具備するＩＣソケットを提供する。
【００１４】
本発明はさらに、上記のＩＣソケットにおいて、接地用コンタクトの配置に対応する位置に複数の導電要素を立設した基部と、信号用コンタクトの配置に対応する位置に基部に設けられた複数の開口とを備えて、本体に脱着可能に取付けられる導電部材を具備するＩＣソケットを提供する。
【００１５】
本発明はさらに、上記のＩＣソケットにおいて、本体が、下方部材と、隙間を介して下方部材に固定される上方部材と、下方部材と上方部材との間の隙間に移動可能に配置される中間部材とを具備し、複数の受容部の各々が、それら下方部材、上方部材及び中間部材の相互対応位置にそれぞれ設けられた下方貫通孔、上方貫通孔及び中間貫通孔の組合せからなり、信号用コンタクト及び接地用コンタクトが、それら複数の受容部のうちの複数の第１受容部及び第２受容部にそれぞれ受容されて、中間部材の移動により、それぞれＩＣデバイスの信号リード及び導電要素に選択的に接続及び分離されるＩＣソケットを提供する。
【００１６】
上記のＩＣソケットにおいては、信号用コンタクトと接地用コンタクトとが、互いに同一の寸法及び形状を有することが好ましい。
また、複数の信号リードと少なくとも１つの接地リードとを有するＩＣデバイスに適用される上記のＩＣソケットであって、信号用コンタクトから離隔して第１受容部に受容され、ＩＣデバイスの接地リードに脱着可能に接続される少なくとも１つのリード用コンタクトをさらに備えるＩＣソケットが提供される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明をその好適な実施の形態に基づき詳細に説明する。
図１〜図４は、本発明の実施形態によるＩＣソケット１０を示す。ＩＣソケット１０は、相互に独立して形成された複数の受容部１２を有する本体１４と、それら複数の受容部１２のうちで所望位置にある複数の第１受容部１６に受容され、ＩＣデバイス１８の複数のリード２０にそれぞれ脱着可能に接続される複数のリード用コンタクト２２と、接地電位を保持してそれら複数のリード用コンタクト２２の間を実質的に電磁シールドするシールド手段とを備える。
【００１８】
本体１４は、外力に抗して少なくともＩＣデバイス１８を所定姿勢に支持し得る剛性を有した電気絶縁性の板状部材であり、ＩＣデバイス１８に対向する主表面２４と、主表面２４の反対側で主表面２４に略平行に延びて回路基板２６に対向する裏面２８とを備える。第１受容部１６は、主表面２４及び裏面２８に略直交して本体１４に貫通形成される。好ましくは第１受容部１６は、主表面２４における開口が最大でかつ裏面２８における開口が最小の段付円筒又は円錐台の形状を有し、それにより、第１受容部１６へのリード２０の挿入を容易にするとともに、第１受容部１６に配置されたリード用コンタクト２２を回路基板２６に固着した後に本体１４がリード用コンタクト２２から脱離することを防止する。
【００１９】
図示実施形態では、ＩＣデバイス１８はＰＧＡ（ピングリッドアレイ）と称するパッケージ構造を有し、行列状配置で突設された複数のリード２０を有する。ＩＣソケット１０に搭載されるＩＣデバイス１８は、後述するように、複数のリード２０の半数以上を信号リードとして形成し、残りを接地リードとして形成することができる。その場合、第１受容部１６に受容されるリード用コンタクト２２は、リード２０に対応して半数以上が信号用コンタクトとなる。
【００２０】
リード用コンタクト２２は、電気信号の伝送が可能な導電体であり、第１受容部１６内に収容されるソケット状の接触部３０と、接触部３０から延長されるピン状の脚部３２とを備える。接触部３０は、本体１４の主表面２４から容易に接近可能であり、ＩＣデバイス１８のリード２０に脱着可能にかつ電気的に接続される。図示実施形態では有利なことに、接触部３０に弾性変形可能な爪３４が設けられ、リード２０とリード用コンタクト２２との正確な接触が得られるようになっている。リード用コンタクト２２の脚部３２は、本体１４の裏面２８から外方へ突出し、ＩＣソケット１０を回路基板２６に搭載したときには、回路基板２６のスルーホール３６に挿通されて信号導体接点部３８に半田付け等により電気的に接続される。
【００２１】
図示実施形態では、シールド手段は、本体１４に設けた複数の受容部１２のうちで各第１受容部１６の周辺所望位置にある複数の第２受容部４０に受容される複数の接地用コンタクト４２と、それら第２受容部４０に挿入されて接地用コンタクト４２にそれぞれ脱着可能に接続される複数の導電要素４４を備えた導電部材４６とから構成される。第２受容部４０は第１受容部１６と同一の形状を有し、第１受容部１６に略平行に本体１４に貫通形成される。また、第１受容部１６及び第２受容部４０の各々は本体１４に千鳥状に配置され、したがって図１に示すように、全ての受容部１２が第１受容部１６又は第２受容部４０を構成して本体１４に行列状に配置される。
【００２２】
接地用コンタクト４２は、導電要素４４に接地電位を付与する接地手段を構成する導電体であり、図示実施形態では、リード用コンタクト２２と略同一の寸法及び形状を有する。接地用コンタクト４２の接触部４８は、本体１４の主表面２４から容易に接近可能に第２受容部４０に受容され、導電要素４４に脱着可能にかつ電気的に接続される。接地用コンタクト４２の脚部５０は、本体１４の裏面２８から外方へ突出し、ＩＣソケット１０を回路基板２６に搭載したときに、回路基板２６のスルーホール５２に挿通されて接地導体接点部５４に半田付け等により電気的に接続される。
【００２３】
導電部材４６の複数の導電要素４４は、基部５６を介して相互に電気的かつ機械的に連結される。導電要素４４は、重力に抗して少なくとも自己形状を保持し得る剛性を有した導電体からなるピン状部材であり、基部５６上で、本体１４の第２受容部４０に受容された接地用コンタクト４２に接続可能な千鳥位置に略直立状に立設される。基部５６は、好ましくは重力に抗して少なくとも自己形状を保持し得る剛性を有した導電体からなる薄板状部材であり、導電要素４４を接地用コンタクト４２に接続したときに本体１４の主表面２４上に配置される。すなわち基部５６は、本体１４とＩＣデバイス１８との間に介在される。
【００２４】
導電部材４６はさらに、複数の導電要素４４に隣接して基部５６に形成された複数の開口５８を備える。各開口５８は、基部５６上で、ＩＣソケット１０の第１受容部１６に受容されたリード用コンタクト２２に重畳可能な千鳥位置に設けられる。各開口５８は、各導電要素４４を接地用コンタクト４２に接続し、かつＩＣデバイス１８の各リード２０を各リード用コンタクト２２に接続したときに、開口５８を画成する基部５６の内縁に各リード２０が接触せずに貫通可能な寸法及び形状を有する。
【００２５】
ＩＣソケット１０の作用を、主に図３及び図４を参照して以下に説明する。まず、本体１４の複数の第１受容部１６にリード用コンタクト２２を、かつ複数の第２受容部４０に接地用コンタクト４２を挿入配置し、各コンタクト２２及び４２の脚部３２及び５０を回路基板２６の各スルーホール３６及び５２に挿入して信号導体接点部３８及び接地導体接点部５４にそれぞれ固定的に接続する。次いで、導電部材４６の複数の導電要素４４を接地用コンタクト４２に挿入接続し、基部５６を本体１４の主表面２４上に配置する。この状態で、全ての接地用コンタクト４２及び導電要素４４に接地電位が付与される。この接地電位は、基部５６を介して等電位に維持される。
【００２６】
次に、ＩＣデバイス１８の複数のリード２０を、導電部材４６の開口５８に挿通してリード用コンタクト２２に接続する。このとき、相互接続された各リード２０及び各リード用コンタクト２２は、相互接続された各導電要素４４及び各接地用コンタクト４２に対し、ＩＣソケット１０の本体１４の長手方向及び横断方向に隣合う位置に配置される。したがって、複数のリード２０の内の信号リードは、各々少なくとも４つの接地電位の導体（すなわち導電要素４４及び接地用コンタクト４２）によって取り囲まれる。その結果、信号リード及びそれに対応するリード用コンタクト２２からなるＩＣソケット１０内の信号線路の間が、接地電位の導体によって実質的に電磁シールドされ、以てＩＣソケット１０における信号線路間クロストークが低減される。
【００２７】
ここでＩＣソケット１０では、全ての第２受容部４０に挿入される導電要素４４を備えた導電部材４６の代わりに、図５（ａ）に示すように、所望位置の第２受容部４０に挿入される導電要素４４′を備えた導電部材４６′を用意することができる。すなわち導電部材４６′は、ＩＣデバイス１８の複数のリード２０のうちの特定の信号リードの周囲のみに、導電要素４４′を配置するものである。或いは、基部５６が本体１２の主表面２４の略全体に広がる導電部材４６の代わりに、図５（ｂ）に示すように、ＩＣデバイス１８の所望の信号リードの周辺のみに局部的に配置される基部５６″を備えた導電部材４６″を用意することもできる。この導電部材４６″も、ＩＣデバイス１８の複数のリード２０のうちの特定の信号リードの周囲のみに、導電要素４４″を配置するものである。
【００２８】
このように、ＩＣソケット１０によれば、多様な導電要素４４、４４′、４４″、…の配置を有する異なる導電部材４６、４６′、４６″、…を用意し、ＩＣデバイス１８の各信号リードにおける特性インピーダンス値や高周波対策の要否に応じて、適宜、導電部材４６を交換使用することにより、ＩＣソケット１０の特定の信号伝送線路における特性インピーダンス値を、ＩＣデバイス１８及び回路基板２６の各信号線路の特性インピーダンス値と整合させることが可能となる。なおこの場合、導電要素４４が挿入されない第２受容部４０には、接地用コンタクト４２を配置しなくても良い。すなわち、導電部材４６の導電要素４４の配置に対応して、複数の受容部１２のうちの導電要素４４を受ける位置にのみ、接地用コンタクト４２を受容する第２受容部４０を設定できる。また、ＩＣデバイス１８のリード２０の配置に対応して、複数の受容部１２のうちのリード２０を受ける位置にのみ、リード用コンタクト２２を受容する第１受容部１６を設定できることは言うまでもない。
【００２９】
上記説明から分かるように、ＩＣソケット１０の導電要素４４は、別の観点から見ればＩＣデバイス１８の補助的な接地リードとして作用する。一般に信号伝送の観点からは、ＩＣデバイスに直接に接続されたリードのうちの少なくとも１本が接地リードであれば良い。しかしながら前述したように、高周波信号に対しては、信号リードを接地リードで取り囲むようなリード配置が望ましい。したがって従来、高速型のＩＣデバイスを使用する際に、ＩＣデバイスに接続可能なリード総数の半数近く又はそれ以上を接地リードに割当てる場合があった。その結果、信号リードの本数が減少し、電子機器の高密度実装化及び大容量伝送処理の要求に本来対応し得るＩＣデバイスの能力を、有効に発揮させることが困難になっていた。
【００３０】
これに対し、本発明のＩＣソケットによれば、複数の導電要素がＩＣデバイスの補助接地リードとして作用するので、ＩＣデバイスに直接に接続される接地リードの本数を増やすことなく、すなわち信号リードの本数を減少させることなく、高周波対策をＩＣデバイスに施すことが可能となる。例えば、ＩＣデバイスが信号リードと接地リードとを１対１の割合で有する場合、本発明のＩＣソケットを使用すれば、補助接地リードとして作用する導電要素により接地線路の数をさらに増加でき、一層確実な高周波対策を施すことができる。また、ＩＣデバイスのリードの大部分が信号リードである場合、本発明のＩＣソケットを使用すれば、補助接地リードとして作用する導電要素により高周波対策を施すことができるので、ＩＣデバイスの能力を最大限に発揮させることができる。このような作用効果は、多数化及び狭ピッチ化されたリード配置を有するＩＣデバイスに対し、特に有効に作用する。
【００３１】
ところで、上記実施形態によるＩＣソケット１０では、ＩＣデバイス１８のリード２０に対応した個数のリード用コンタクト２２と、それらリード用コンタクト２２を取り囲むことができる個数の接地用コンタクト４２とが、いずれも回路基板２６に接続される構成となっている。したがって回路基板２６においては、ＩＣデバイス１８のリード配置よりもさらに高密度配置でスルーホール３６、５２が形成されるので、接地用コンタクト４２に包囲されたリード用コンタクト２２の内の信号用コンタクトに接続される信号導体パターンを、各スルーホール３６、５２の間の狭小な領域に配線しなければならず、配線が極めて困難になるとともに回路基板２６における配線間クロストークが増加する危惧が生じる。
【００３２】
こうした危惧を排除するために、本発明に係るＩＣソケットは、導電要素に接続された接地用コンタクトの少なくとも１つが、外部の接地電位に直接に接続される構成とすることができる。図６〜図８は、そのような極めて有利な構成を有した本発明の他の実施形態によるＩＣソケット６０を示す。なお図６〜図８では、図１〜図４に示した構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その説明を省略する。
【００３３】
ＩＣソケット６０は、相互に独立して形成された複数の受容部１２を有する本体１４と、それら複数の受容部１２のうちで所望位置にある複数の第１受容部１６に受容され、ＩＣデバイス１８の複数のリード２０にそれぞれ脱着可能に接続される複数のリード用コンタクト２２と、接地電位を保持してそれら複数のリード用コンタクト２２の間を実質的に電磁シールドするシールド手段とを備える。
【００３４】
ＩＣソケット６０のシールド手段は、本体１４に設けた複数の受容部１２のうちで各第１受容部１６の周辺所望位置にある複数の第２受容部４０に受容される複数の第１接地用コンタクト６２及び第２接地用コンタクト６４と、それら第２受容部４０に挿入されて第１接地用コンタクト６２又は第２接地用コンタクト６４にそれぞれ脱着可能に接続される複数の導電要素４４を備えた導電部材４６とから構成される。
【００３５】
第１接地用コンタクト６２は、ＩＣソケット１０の接地用コンタクト４２と同様に、リード用コンタクト２２と略同一の寸法及び形状を有し、導電要素４４に脱着可能にかつ電気的に接続される接触部６６と、回路基板２６のスルーホール５２に挿通されて接地導体接点部５４に半田付け等により電気的に接続される脚部６８とを備える。第２接地用コンタクト６４は、第１接地用コンタクト６２の接触部６６と略同一形状の接触部７０を備える。ただし第２接地用コンタクト６４は、回路基板２６の接地導体に電気的に接続される脚部を備えない。
【００３６】
ＩＣソケット６０を使用する際には、本体１４の複数の第２受容部４０に第１接地用コンタクト６２及び第２接地用コンタクト６４を所望個数ずつ所望位置に振り分けて配置する。この状態で、リード用コンタクト２２及び第１接地用コンタクト６２の脚部３２及び６８を回路基板２６の各スルーホール３６及び５２に挿入して信号導体接点部３８及び接地導体接点部５４にそれぞれ固定的に接続する。次いで、導電部材４６の複数の導電要素４４を第１接地用コンタクト６２及び第２接地用コンタクト６４に挿入接続し、基部５６を本体１４の主表面２４上に配置する。このとき、複数の導電要素４４が基部５６を介して電気的に相互連結されているので、全ての第１接地用コンタクト６２及び第２接地用コンタクト６４並びにそれらに接続された導電要素４４に等接地電位が付与される。
【００３７】
次に、ＩＣデバイス１８の複数のリード２０を、導電部材４６の開口５８に挿通してリード用コンタクト２２に接続する。このとき、相互接続された各リード２０及び各リード用コンタクト２２は、相互接続された各導電要素４４及び各第１接地用コンタクト６２又は各第２接地用コンタクト６４に対し、ＩＣソケット６０の本体１４の長手方向及び横断方向に隣合う位置に配置される。ここで第２接地用コンタクト６４は、第２受容部４０の壁に接触する径を有するとともに第２受容部４０の本体裏面２８側開口の近傍まで延びるので、信号線路に対する充分なシールド作用を発揮する。
【００３８】
このようにして、信号リード及びそれに対応するリード用コンタクト２２からなるＩＣソケット６０内の信号線路の間が、各々少なくとも４つの接地電位の導体（すなわち導電要素４４及び第１接地用コンタクト６２又は第２接地用コンタクト６４）によって実質的に電磁シールドされ、以てＩＣソケット６０における信号線路間クロストークが低減される。またＩＣソケット６０では、ＩＣソケット１０と同様に、多様な導電要素４４の配置を有する異なる導電部材４６を用意し、ＩＣデバイス１８の各信号リードにおける特性インピーダンス値や高周波対策の要否に応じて、適宜、導電部材４６を交換使用することにより、ＩＣソケット１０の特定の信号伝送線路における特性インピーダンス値を、ＩＣデバイス１８及び回路基板２６の各信号線路の特性インピーダンス値と整合させることが可能となる。
【００３９】
さらにＩＣソケット６０によれば、回路基板２６に接続されない第２接地用コンタクト６４を、所望位置の第２受容部４０に配置できるので、回路基板２６に形成される接地導体用スルーホール５２の個数を削減することが可能となる。したがって、リード用コンタクト２２のうちの信号用コンタクトに接続される信号導体パターンを、回路基板２６上に充分な間隔で配置された各スルーホール３６、５２間の領域に配線でき、信号導体パターンの形成が極めて容易になるとともに、回路基板２６における配線間クロストークを抑制することが可能となる。
【００４０】
ＩＣソケット６０において、第１接地用コンタクト６２と第２接地用コンタクト６４とは、導電部材４６を介して電気的に接続されているので、回路基板２６の接地導体接点部５４に接続される第１接地用コンタクト６２は少なくとも１つあればよい。しかしながら、ＩＣソケット６０におけるクロストーク低減作用に関しては、信号用コンタクトに並行する長さが長い第１接地用コンタクト６２の方が、並行長さの短い第２接地用コンタクト６４よりも有効に作用する。したがって、回路基板２６上での信号配線パターンとＩＣソケット６０におけるクロストーク低減作用との兼ね合いにより、第１接地用コンタクト６２と第２接地用コンタクト６４との分布が適宜決定される。
【００４１】
図９は、ＩＣソケット６０におけるリード用コンタクト２２、第１接地用コンタクト６２及び第２接地用コンタクト６４の様々な配置例を示す。なお、理解を容易にするために、図示のリード用コンタクト２２は全て信号用コンタクトであるとする。図９（ａ）及び（ｂ）は、上述したような千鳥配置のリード用コンタクト２２を有する場合を示し、各リード用コンタクト２２の長手方向及び横断方向に隣合う各位置に、第１接地用コンタクト６２及び第２接地用コンタクト６４が適宜分配して配置される。図９（ａ）の配置例では、リード用コンタクト２２と両接地用コンタクト６２、６４との個数割合は略１対１であり、第１接地用コンタクト６２と第２接地用コンタクト６４との個数割合は略１対１である。リード用コンタクト２２に接続される信号導体パターンは、回路基板上で第２接地用コンタクト６４に対応する充分な広さの領域に配線できる。
【００４２】
図９（ｂ）の配置例では、リード用コンタクト２２と両接地用コンタクト６２、６４との個数割合は略１対１であるが、接地用コンタクトの大部分が第２接地用コンタクト６４となっている。したがって、リード用コンタクト２２に接続される信号導体パターンは、回路基板上で第２接地用コンタクト６４に対応する極めて広い領域に自在に配線できる。ただし図９（ａ）の配置例と比較すると、第１接地用コンタクト６２が少ないので、ＩＣソケット６０におけるクロストーク低減作用は若干劣ることが予想される。
【００４３】
図９（ｃ）及び（ｄ）は、リード用コンタクト２２を行列状に配置した例を示す。この場合、各リード用コンタクト２２の長手方向、横断方向及び斜め方向に隣合う各位置に、第１接地用コンタクト６２及び第２接地用コンタクト６４が適宜分配して配置されるので、図９（ａ）及び（ｂ）の配置例よりもＩＣソケット６０におけるクロストーク低減作用は優れている。図９（ｃ）の配置例では、リード用コンタクト２２と両接地用コンタクト６２、６４との個数割合は略１対３であり、第１接地用コンタクト６２と第２接地用コンタクト６４との個数割合は略１対１である。リード用コンタクト２２に接続される信号導体パターンは、回路基板上で第２接地用コンタクト６４に対応する充分な広さの領域に配線できる。
【００４４】
図９（ｄ）の配置例では、リード用コンタクト２２と両接地用コンタクト６２、６４との個数割合は略１対３であるが、接地用コンタクトの大部分が第２接地用コンタクト６４となっている。したがって、リード用コンタクト２２に接続される信号導体パターンは、回路基板上で第２接地用コンタクト６４に対応する極めて広い領域に自在に配線できる。ただし図９（ｃ）の配置例と比較すると、第１接地用コンタクト６２が少ないので、ＩＣソケット６０におけるクロストーク低減作用は若干劣ることが予想される。
【００４５】
図１０〜図１３は、本発明のさらに他の実施形態によるＩＣソケット８０を示す。なお図１０〜図１３では、図１〜図８に示した構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その説明を省略する。ＩＣソケット８０は、例えば米国特許第 3,763,459号に開示されるようないわゆる無挿抜力（ＺＩＦ）型のソケットに、接地電位を保持して複数の信号用コンタクトの間を実質的に電磁シールドするシールド手段を設けたものである。
【００４６】
ＩＣソケット８０の本体は、回路基板２６に対向配置される下方部材８２と、隙間を介して下方部材８２に固定され、ＩＣデバイス１８に対向配置される上方部材８４と、下方部材８２と上方部材８４との間に摺動可能に介在される中間部材８６とから構成される。さらにＩＣソケット８０には、中間部材８６を下方部材８２と上方部材８４との間で所定方向へ移動させるカム部材８８が、下方部材８２と上方部材８４との間に回動可能に設置される。
【００４７】
下方部材８２、上方部材８４及び中間部材８６の相互対応位置には、それぞれ複数の下方貫通孔９０、上方貫通孔９２及び中間貫通孔９４が行列配置で設けられ、それら下方貫通孔９０と上方貫通孔９２と中間貫通孔９４との組合せにより、ＩＣソケット８０の本体の複数の受容部の各々が構成される。このような組合せ構造の複数の受容部のうちで所望位置にある複数の第１受容部９６に、ＩＣデバイス１８の複数のリード２０にそれぞれ脱着可能に接続される複数のリード用コンタクト９８が受容される。
【００４８】
リード用コンタクト９８は、電気信号の伝送が可能な導電体であり、第１受容部９６の主に上方貫通孔９２及び中間貫通孔９４に収容される二股状の接触部１００と、接触部１００から延長されるピン状の脚部１０２とを備える。接触部１００は、上方部材８４の上方貫通孔９２を介して容易に接近可能であり、ＩＣデバイス１８のリード２０に脱着可能にかつ電気的に接続される。リード用コンタクト９８の脚部１０２は、下方部材８２の下方貫通孔９０を介して外方へ突出し、ＩＣソケット８０を回路基板２６に搭載したときには、回路基板２６のスルーホール３６に挿通されて信号導体接点部３８に半田付け等により電気的に接続される。
【００４９】
リード用コンタクト９８の二股状の接触部１００は、無負荷状態では図１３（ａ）に示すように末端が開いた状態に置かれ、相互接近方向への押圧力を加えることにより弾性変形して図１３（ｂ）に示すように末端が閉じられる。この押圧力は、カム部材８８を図１１及び図１３で反時計方向へ回動させ、中間部材８６を図１１及び図１３で左方向へ移動させることにより、中間貫通孔９４の壁面から接触部１００に加えられる。したがってＩＣソケット８０では、リード用コンタクト９８の接触部１００を開いた状態で、挿入力を要さずにＩＣデバイス１８のリード２０を第１受容部９６に配置でき、次いでカム部材８８を操作して中間部材８６を移動させることにより、接触部１００を閉じてリード用コンタクト９８とリード２０との正確な接触を得ることができる。
【００５０】
ＩＣソケット８０のシールド手段は、組合せ構造の複数の受容部のうちで各第１受容部９６の周辺所望位置にある複数の第２受容部１０４に受容される複数の第１接地用コンタクト１０６及び第２接地用コンタクト１０８と、それら第１接地用コンタクト１０６又は第２接地用コンタクト１０８にそれぞれ脱着可能に接続される複数の導電要素４４を備えた導電部材４６とから構成される。第２受容部１０４は第１受容部９６と同一の形状を有し、第１受容部９６に略平行に、下方部材８２、上方部材８４及び中間部材８６からなるソケット本体に貫通形成される。また、第１受容部９６及び第２受容部１０４の各々はソケット本体に千鳥状に配置され、したがって図１０に示すように、全ての受容部が第１受容部９６又は第２受容部１０４を構成してソケット本体に行列状に配置される。
【００５１】
第１接地用コンタクト１０６は、リード用コンタクト９８と略同一の寸法及び形状を有し、導電要素４４に脱着可能にかつ電気的に接続される二股状の接触部１１０と、回路基板２６のスルーホール５２に挿通されて接地導体接点部５４に半田付け等により電気的に接続される脚部１１２とを備える。第２接地用コンタクト１０８は、第１接地用コンタクト１０６の接触部１１０と略同一形状の接触部１１４を備える。ただし第２接地用コンタクト１０８は、回路基板２６の接地導体に電気的に接続される脚部を備えない。
【００５２】
ＩＣソケット８０を使用する際には、図１１（ａ）及び図１２に示すように中間部材８６を下方部材８２と上方部材８４との間で図の右端位置に配置し、その状態で複数の第２受容部１０４に第１接地用コンタクト１０６及び第２接地用コンタクト１０８を所望個数ずつ所望位置に振り分けて配置する。このとき、各接地用コンタクト１０６、１０８の接触部１１０、１１４は開いた状態に置かれる。この状態で、リード用コンタクト９８及び第１接地用コンタクト１０６の脚部１０２及び１１２を回路基板２６の各スルーホール３６及び５２に挿入して信号導体接点部３８及び接地導体接点部５４にそれぞれ固定的に接続する。次いで、導電部材４６の複数の導電要素４４を第１接地用コンタクト１０６及び第２接地用コンタクト１０８の接触部１１０、１１４に挿入し、基部５６を上方部材８４上に配置する。
【００５３】
次に、ＩＣデバイス１８の複数のリード２０を、導電部材４６の開口５８に挿通して、リード用コンタクト９８の接触部１００に挿入する。その状態で、カム部材８８を操作して中間部材８６を移動させ、各コンタクトの接触部１００、１１０、１１４を閉じて、各接地用コンタクト１０６、１０８と各導電要素４４、及び各リード用コンタクト９８と各リード２０との正確な接触を得る。これにより、全ての第１接地用コンタクト１０６及び第２接地用コンタクト１０８並びにそれらに接続された導電要素４４に等接地電位が付与される。また、相互接続された各リード２０及び各リード用コンタクト９８は、相互接続された各導電要素４４及び各第１接地用コンタクト１０６又は各第２接地用コンタクト１０８に対し、ＩＣソケット８０の本体１４の長手方向及び横断方向に隣合う位置に配置される。
【００５４】
このようにして、ＩＣソケット６０と同様に、信号リード及びそれに対応するリード用コンタクト９８からなるＩＣソケット８０内の信号線路の間が、各々少なくとも４つの接地電位の導体（すなわち導電要素４４及び第１接地用コンタクト１０６又は第２接地用コンタクト１０８）によって実質的に電磁シールドされ、以てＩＣソケット８０における信号線路間クロストークが低減される。またＩＣソケット８０では、ＩＣソケット１０と同様に、多様な導電要素４４の配置を有する異なる導電部材４６を用意し、ＩＣデバイス１８の各信号リードにおける特性インピーダンス値や高周波対策の要否に応じて、適宜、導電部材４６を交換使用することにより、ＩＣソケット８０の特定の信号伝送線路における特性インピーダンス値を、ＩＣデバイス１８及び回路基板２６の各信号線路の特性インピーダンス値と整合させることが可能となる。
【００５５】
さらにＩＣソケット８０によれば、ＩＣソケット６０と同様に、回路基板２６に接続されない第２接地用コンタクト１０８を、所望位置の第２受容部１０４に配置できるので、回路基板２６に形成される接地導体用スルーホール５２の個数を削減することが可能となる。したがって、リード用コンタクト９８のうちの信号用コンタクトに接続される信号導体パターンを、回路基板２６上に充分な間隔で配置された各スルーホール３６、５２間の領域に配線でき、信号導体パターンの形成が極めて容易になるとともに、回路基板２６における配線間クロストークを抑制することが可能となる。
【００５６】
本発明に係るＩＣソケットは、上記以外の様々な構成を有することができる。例えば上記各実施形態において、第１受容部１６、９６と第２受容部４０、１０４とは、互いに異なる形状及び寸法を有していてもよい。この場合、リード用コンタクト２２、９８と接地用コンタクト４２及び第１接地用コンタクト１０６とは、互いに異なる形状及び寸法を有することになる。しかしながら、複数の受容部の所望位置に第１受容部及び第２受容部を設定できるようにするために、両受容部は同一形状であることが望ましい。
【００５７】
また、ＩＣソケット６０において、図１４に示すように、少なくとも１つの第１接地用コンタクト６２を残して、他の所望の第１及び第２接地用コンタクト６２、６４を省略することもできる。この場合、第１及び第２接地用コンタクト６２、６４を配置しない第２受容部４０には、導電部材４６の導電要素４４のみが受容され、それら導電要素４４は、第１接地用コンタクト６２に接続された導電要素４４及び基部５６を介して、等接地電位に保持される。このような構成においても、等接地電位を有する導電要素４４が、信号リード及びリード用コンタクト２２からなる信号線路を電磁シールドする。この電磁シールド効果は、導電要素４４の長さ及び幅（径）が第２接地用コンタクト６４に比べて小さいので、ＩＣソケット６０における電磁シールド効果に比べて若干劣ることが予測される。しかし、導電要素４４の長さ及び幅を第２接地用コンタクト６４に相当する寸法まで拡大することにより、ＩＣソケット６０と同等の電磁シールド効果を得ることができる。なおこのような変更は、ＩＣソケット１０、８０においても行うことができる。
【００５８】
このように本発明によれば、ＩＣデバイスの特定の信号リードを包囲する接地用コンタクトの位置及び個数を選択することによっても、ＩＣソケットにおける特定の信号線路の特性インピーダンス値を適宜調整できることが理解されよう。さらにこの場合、接地用コンタクトを配しない第２受容部に受容される導電要素の寸法を調節することにより、特性インピーダンス値をさらに調整できる。
【００５９】
さらに、上記各実施形態では、複数の導電要素に接地電位を付与する接地手段として接地用コンタクトを使用したが、本発明はこれに限ることなく、例えば本体外部に延びて外部の接地電位に脱着可能に接続される接地用ワイヤを、導電要素（又は導電部材の基部）に取付ける構成としてもよい。この場合、導電要素に接続される全ての接地用コンタクトを省略でき、回路基板上の信号導体パターンの形成を一層容易にすることができる。
【００６０】
本発明に係るＩＣソケットは、上記したようなＰＧＡ構造のＩＣデバイスのみならず、各コンタクトの配置を適宜変更することにより、例えばＤＩＰ（デュアルインラインパッケージ）、ＳＩＰ（シングルインラインパッケージ）、ＺＩＰ（ジグザグインラインパッケージ）、ＳＯＩ（スモールアウトラインＩリードパッケージ）、ＱＦＩ（クワッドフラットＩリードパッケージ）等のパッケージ構造を有するＩＣデバイスに適用できる。
【００６１】
本発明に係るＩＣソケットは、様々な材料から形成できる。例えば上記各実施形態において、本体１４、下方部材８２、上方部材８４、中間部材８６及びカム部材８８は、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＰＥＩ（ポリエーテルイミド）、ＰＥＳ（ポリエーテルスルホン）等の、耐熱性及び機械的強度に優れた樹脂材料から形成されることが好ましい。また、リード用コンタクト２２、９８、接地用コンタクト４２、第１接地用コンタクト１０６及び第２接地用コンタクト１０８は、ベリリウム銅や燐青銅等のばね性を有する金属材料からなることが好ましい。それらコンタクトの少なくとも接点部分には、ニッケル下地の金メッキを施すことが望ましい。さらに、導電部材４６は、黄銅や燐青銅等の金属材料に、少なくとも導電要素４４の部分にニッケル下地の金メッキを施したものからなることが望ましい。
【００６２】
本発明に係るＩＣソケットは、様々な方法で製造できる。例えば上記各実施形態において、本体１４、下方部材８２、上方部材８４及び中間部材８６は、樹脂材料から射出成型により形成できる。また導電部材４６は、板金材料から打抜き、曲げ加工等により作製できる。複数の導電要素４４は、基部５６の一部を折り曲げることにより作製できるが、基部５６に別体の導電要素４４を固着することもできる。なお、リード用コンタクト２２、９８と接地用コンタクト４２、第１接地用コンタクト６２、及び第１接地用コンタクト１０６とが同一形状を有する場合に、基部５６から打抜き及び折り曲げにより形成された導電要素４４は、ＩＣデバイスのリードと略同一の、一辺が０．２mm〜０．５mmの矩形断面を有することが望ましい。この場合、基部５６は同様に０．２mm〜０．５mmの厚みを有するが、ＩＣソケット内における信号線路の長さを極力短くするためには例えば１mm以下の可及的に薄い厚みを有することが望ましい。また、基部５６に別体の導電要素４４を固着する場合は、導電要素４４は円柱形状を有することもできる。
【００６３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、伝送信号の高速化及び高周波数化に対応して、ＩＣデバイスの能力を最大限に引き出しつつ、特性インピーダンス値の整合及びクロストークの低減を確実に達成でき、しかも低コストで製造可能な高周波対応型のＩＣソケットが提供される。したがって本発明は、電子機器の高機能化の促進に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態によるＩＣソケットの分解斜視図である。
【図２】図１のＩＣソケットを組立てた状態で示す斜視図である。
【図３】図１のＩＣソケットを回路基板に搭載し、かつ導電部材及びＩＣデバイスを本体から分離した状態で示す部分断面図である。
【図４】図３に対応した部分断面図であり、図１のＩＣソケットを回路基板に搭載し、かつ導電部材及びＩＣデバイスを本体に取付けた状態で示す。
【図５】（ａ）図１のＩＣソケットの変形例を示す部分断面図、及び（ｂ）図１のＩＣソケットの他の変形例を示す部分断面図、である。
【図６】本発明の他の実施形態によるＩＣソケットの分解斜視図である。
【図７】図６のＩＣソケットを回路基板に搭載し、かつ導電部材及びＩＣデバイスを本体から分離した状態で示す部分断面図である。
【図８】図７に対応した部分断面図であり、図６のＩＣソケットを回路基板に搭載し、かつ導電部材及びＩＣデバイスを本体に取付けた状態で示す。
【図９】図６のＩＣソケットにおける各コンタクトの配置例を概略的に示す図で、（ａ）千鳥状配置のリード用コンタクトと、略同数の第１接地用コンタクト及び第２接地用コンタクトとを配置した例、（ｂ）千鳥状配置のリード用コンタクトと、多数の第２接地用コンタクト及び少数の第１接地用コンタクトとを配置した例、（ｃ）行列状配置のリード用コンタクトと、略同数の第１接地用コンタクト及び第２接地用コンタクトとを配置した例、及び（ｄ）行列状配置のリード用コンタクトと、多数の第２接地用コンタクト及び少数の第１接地用コンタクトとを配置した例、を示す。
【図１０】本発明のさらに他の実施形態によるＩＣソケットの分解斜視図である。
【図１１】図１０のＩＣソケットを組立てた状態で示す斜視図で、（ａ）コンタクト開放時、及び（ｂ）コンタクト閉鎖時、の各状態を示す。
【図１２】図１０のＩＣソケットを回路基板に搭載し、かつ導電部材及びＩＣデバイスを本体から分離した状態で示す部分断面図である。
【図１３】図１２に対応した部分断面図であり、図１０のＩＣソケットを回路基板に搭載し、かつ導電部材及びＩＣデバイスを本体に取付けた状態で示す図で、（ａ）コンタクト開放時、及び（ｂ）コンタクト閉鎖時、の各状態を示す。
【図１４】図６のＩＣソケットの変形例を示す部分断面図である。
【符号の説明】
１０、６０、８０…ＩＣソケット
１２…受容部
１４…本体
１６…第１受容部
１８…ＩＣデバイス
２０…リード
２２…リード用コンタクト
２６…回路基板
４０…第２受容部
４２…接地用コンタクト
４４…導電要素
４６…導電部材
５６…基部
５８…開口
６２…第１接地用コンタクト
６４…第２接地用コンタクト
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＩＣデバイスを脱着可能に支持してＩＣデバイスと外部回路との間を電気的に接続するＩＣソケットに関し、特に、高周波信号伝送に有効に適応可能なＩＣソケットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＣソケットは、例えばコンピュータ等の、ＩＣデバイスの交換や増減設を行うことが予測される電子回路において、ＩＣデバイスを脱着可能に支持するとともに、ソケット内に組み込まれたコンタクトを介してＩＣデバイスと電子回路との間を電気的に接続するコネクタとして使用される。また、ＩＣデバイスの導通試験を行う際にも、多数のＩＣデバイスを適宜交換して搭載可能なＩＣソケットが有利に使用されている。
【０００３】
従来の典型的なＩＣソケットは、ブロック状の電気絶縁性本体に設けた多数の貫通孔からなる受容部のそれぞれに、導電体であるコンタクトを配設して構成される。各コンタクトの一端は、受容部内でＩＣソケットの一表面に近接して配置され、ＩＣデバイスのリードに脱着可能にかつ電気的に接続される。他方、各コンタクトの他端は、ＩＣソケットの他表面から外方へ突出して、例えばＩＣソケットを搭載する電子装置又は試験装置の回路基板の導体接点部に半田付け等により電気的に接続される。
【０００４】
近年、ＩＣを搭載した電子機器の高機能化の要求に伴い、ＩＣデバイスの動作速度は飛躍的に高速化しており、それに対応して例えばＩＣソケット等のコネクタ類を含む伝送線路においても、信号伝播速度の高速化及び伝送信号の高周波数化への対策を施すことが求められている。一般に数十MHz を超えるような高周波数帯域の信号を伝送する場合、例えばＩＣデバイスのリードとＩＣソケットのコンタクトとの接続部等の線路接続部の前後における特性インピーダンス値の不一致や、隣接線路間でのクロストーク等の雑音の発生により、伝送信号の周波数特性が劣化する傾向がある。そこで高速型のＩＣデバイスに対しては、ＩＣソケットにおける特性インピーダンス値の整合及びクロストークの低減を図ることが要求されるのである。
【０００５】
一般にＩＣデバイスにおいて高周波対策を施す場合、ＩＣデバイスの接地リードの本数を増やし、信号リードを取り囲む位置に接地リードを配置する方法が有効であることは知られている。このような高速型ＩＣデバイスに対し、ＩＣソケット側では、ＩＣデバイスのリード配置に対応して受容部に受容されたコンタクトのうち、接地リードに接続されるコンタクト（以下、接地用コンタクトと称する）に確実に接地電位を付与することにより、ＩＣソケット内部の信号線路（すなわち信号リードに接続されるコンタクト（以下、信号用コンタクトと称する））が接地電位の導体（すなわち接地用コンタクト）によって取り囲まれ、実質的な電磁シールド効果によりクロストークが低減されることになる。またこのような構造では、信号用コンタクトの周囲に配置される接地用コンタクトの個数や、信号用コンタクトと接地用コンタクトとの間の距離に応じて、ＩＣソケットにおける信号線路の特性インピーダンス値が決定される。なおこのとき、従来の高周波用ＩＣソケットでは、信号用コンタクトを接地電位のメッキ層等のシールド構造によって包囲する方法が併用されていた（例えば特開昭５５−１５０２９７号公報、特開平６−２６０５６８号公報参照）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ＩＣデバイスにおいて、高周波対策として接地リードを増やすと、必然的に信号リード数が減って単位面積当りの信号伝送線路数が減少するので、ＩＣデバイスの能力を有効に発揮させることが困難になる課題が生じる。このような課題は、今日のように電子機器の大容量伝送処理及び高密度実装の要求に伴いＩＣデバイスのリードのさらなる多数化、狭ピッチ化が進められている状況下において、ＩＣデバイスの能力向上を妨げるものとなる。
【０００７】
また、狭ピッチ化されたリード配置を有するＩＣデバイスにおいて、高周波対策として信号リードを幾分犠牲にして接地リードを増やした場合、リード配置に対応してＩＣソケットに設置される信号用コンタクト及び接地用コンタクトの間隔も狭くなり、それに伴い、ＩＣソケットを搭載する回路基板上の導体接点部の間隔が狭くなる。したがって回路基板上では、接地用コンタクトに包囲された信号用コンタクトに接続される導体パターンを接点部間の狭小な領域に配線しなければならず、配線が極めて困難となる課題が生じる。しかも、そのような狭小な領域に信号線路を配置した場合には、ＩＣソケットでのクロストークが上記高周波対策により低減されたとしても、回路基板におけるクロストークが逆に増大する危惧がある。
【０００８】
他方、前述した従来の高周波用ＩＣソケットのように、信号用コンタクトを接地電位のメッキ層等のシールド構造によって包囲する方法は、シールド構造を形成するために、例えばＩＣソケットの電気絶縁性本体にメッキ工程を施した後、信号用コンタクトとメッキ層との間に、機械的なメッキ層除去加工や絶縁物の塗布等による電気絶縁処理を施すことが必要となり、ＩＣソケットの製造工程を煩雑にして製造コストを増大させる課題があった。
【０００９】
また、一般に多数のリードを有するＩＣデバイスでは、全ての信号リードが高周波対策を必要とする訳ではなく、しかも同一リード配置のＩＣデバイスにおいても高周波対策を要する信号リードの位置が異なる場合がある。この場合、高周波対策を要する信号リードの周囲に集中的にシールド構造を配置することが、クロストーク低減の観点から有利であり、またそのようなシールド構造の配置を適宜調節することにより、ＩＣソケットにおける信号線路の特性インピーダンス値を調整することが可能となる。しかしながら、従来のメッキ層等によるシールド構造は、ＩＣソケットに画一的に設けられるので、多様な信号リード配置を有する異なるＩＣデバイスに対し、ＩＣソケットにおけるシールド構造の配置を調整して適正なクロストーク低減作用及び特性インピーダンス値整合作用を得ることは困難であった。
【００１０】
したがって本発明の主目的は、伝送信号の高速化及び高周波数化に対応して、特性インピーダンス値の整合及びクロストークの低減を確実に達成でき、しかも低コストで製造可能な高周波対応型のＩＣソケットを提供することにある。
本発明の他の目的は、狭ピッチ化されたリード配置を有するＩＣデバイスに対して、回路基板上での配線間隔を狭小化させることなく、接地用コンタクトを信号用コンタクトの周囲に配置可能なＩＣソケットを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、相互に独立して形成された複数の受容部を有する電気絶縁性の本体と、それら複数の受容部のうちで所望位置にある複数の第１受容部に受容され、ＩＣデバイスの複数の信号リードにそれぞれ脱着可能に接続される複数の信号用コンタクトと、接地電位を保持してそれら複数の信号用コンタクトの間を電磁シールドするシールド手段とを具備したＩＣソケットにおいて、シールド手段は、本体の複数の受容部のうちで第１受容部の各々の周辺にある複数の第２受容部に脱着可能に受容され、本体から独立して相互に電気的に連結される複数の導電要素と、それら複数の導電要素に接地電位を付与する接地手段とを具備することを特徴とするＩＣソケットを提供する。
【００１２】
本発明はさらに、上記のＩＣソケットにおいて、接地手段は、複数の第２受容部に受容されて複数の導電要素にそれぞれ脱着可能に接続される複数の接地用コンタクトからなり、それら接地用コンタクトの少なくとも１つが、外部の接地電位に直接に接続されるＩＣソケットを提供する。
【００１３】
本発明はさらに、上記のＩＣソケットにおいて、複数の接地用コンタクトが、外部の接地電位に直接に接続される第１接地用コンタクトと、導電要素を介して該第１接地用コンタクトに接続され、それにより外部の接地電位に間接に接続される第２接地用コンタクトとを具備するＩＣソケットを提供する。
【００１４】
本発明はさらに、上記のＩＣソケットにおいて、接地用コンタクトの配置に対応する位置に複数の導電要素を立設した基部と、信号用コンタクトの配置に対応する位置に基部に設けられた複数の開口とを備えて、本体に脱着可能に取付けられる導電部材を具備するＩＣソケットを提供する。
【００１５】
本発明はさらに、上記のＩＣソケットにおいて、本体が、下方部材と、隙間を介して下方部材に固定される上方部材と、下方部材と上方部材との間の隙間に移動可能に配置される中間部材とを具備し、複数の受容部の各々が、それら下方部材、上方部材及び中間部材の相互対応位置にそれぞれ設けられた下方貫通孔、上方貫通孔及び中間貫通孔の組合せからなり、信号用コンタクト及び接地用コンタクトが、それら複数の受容部のうちの複数の第１受容部及び第２受容部にそれぞれ受容されて、中間部材の移動により、それぞれＩＣデバイスの信号リード及び導電要素に選択的に接続及び分離されるＩＣソケットを提供する。
【００１６】
上記のＩＣソケットにおいては、信号用コンタクトと接地用コンタクトとが、互いに同一の寸法及び形状を有することが好ましい。
また、複数の信号リードと少なくとも１つの接地リードとを有するＩＣデバイスに適用される上記のＩＣソケットであって、信号用コンタクトから離隔して第１受容部に受容され、ＩＣデバイスの接地リードに脱着可能に接続される少なくとも１つのリード用コンタクトをさらに備えるＩＣソケットが提供される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明をその好適な実施の形態に基づき詳細に説明する。
図１〜図４は、本発明の実施形態によるＩＣソケット１０を示す。ＩＣソケット１０は、相互に独立して形成された複数の受容部１２を有する本体１４と、それら複数の受容部１２のうちで所望位置にある複数の第１受容部１６に受容され、ＩＣデバイス１８の複数のリード２０にそれぞれ脱着可能に接続される複数のリード用コンタクト２２と、接地電位を保持してそれら複数のリード用コンタクト２２の間を実質的に電磁シールドするシールド手段とを備える。
【００１８】
本体１４は、外力に抗して少なくともＩＣデバイス１８を所定姿勢に支持し得る剛性を有した電気絶縁性の板状部材であり、ＩＣデバイス１８に対向する主表面２４と、主表面２４の反対側で主表面２４に略平行に延びて回路基板２６に対向する裏面２８とを備える。第１受容部１６は、主表面２４及び裏面２８に略直交して本体１４に貫通形成される。好ましくは第１受容部１６は、主表面２４における開口が最大でかつ裏面２８における開口が最小の段付円筒又は円錐台の形状を有し、それにより、第１受容部１６へのリード２０の挿入を容易にするとともに、第１受容部１６に配置されたリード用コンタクト２２を回路基板２６に固着した後に本体１４がリード用コンタクト２２から脱離することを防止する。
【００１９】
図示実施形態では、ＩＣデバイス１８はＰＧＡ（ピングリッドアレイ）と称するパッケージ構造を有し、行列状配置で突設された複数のリード２０を有する。ＩＣソケット１０に搭載されるＩＣデバイス１８は、後述するように、複数のリード２０の半数以上を信号リードとして形成し、残りを接地リードとして形成することができる。その場合、第１受容部１６に受容されるリード用コンタクト２２は、リード２０に対応して半数以上が信号用コンタクトとなる。
【００２０】
リード用コンタクト２２は、電気信号の伝送が可能な導電体であり、第１受容部１６内に収容されるソケット状の接触部３０と、接触部３０から延長されるピン状の脚部３２とを備える。接触部３０は、本体１４の主表面２４から容易に接近可能であり、ＩＣデバイス１８のリード２０に脱着可能にかつ電気的に接続される。図示実施形態では有利なことに、接触部３０に弾性変形可能な爪３４が設けられ、リード２０とリード用コンタクト２２との正確な接触が得られるようになっている。リード用コンタクト２２の脚部３２は、本体１４の裏面２８から外方へ突出し、ＩＣソケット１０を回路基板２６に搭載したときには、回路基板２６のスルーホール３６に挿通されて信号導体接点部３８に半田付け等により電気的に接続される。
【００２１】
図示実施形態では、シールド手段は、本体１４に設けた複数の受容部１２のうちで各第１受容部１６の周辺所望位置にある複数の第２受容部４０に受容される複数の接地用コンタクト４２と、それら第２受容部４０に挿入されて接地用コンタクト４２にそれぞれ脱着可能に接続される複数の導電要素４４を備えた導電部材４６とから構成される。第２受容部４０は第１受容部１６と同一の形状を有し、第１受容部１６に略平行に本体１４に貫通形成される。また、第１受容部１６及び第２受容部４０の各々は本体１４に千鳥状に配置され、したがって図１に示すように、全ての受容部１２が第１受容部１６又は第２受容部４０を構成して本体１４に行列状に配置される。
【００２２】
接地用コンタクト４２は、導電要素４４に接地電位を付与する接地手段を構成する導電体であり、図示実施形態では、リード用コンタクト２２と略同一の寸法及び形状を有する。接地用コンタクト４２の接触部４８は、本体１４の主表面２４から容易に接近可能に第２受容部４０に受容され、導電要素４４に脱着可能にかつ電気的に接続される。接地用コンタクト４２の脚部５０は、本体１４の裏面２８から外方へ突出し、ＩＣソケット１０を回路基板２６に搭載したときに、回路基板２６のスルーホール５２に挿通されて接地導体接点部５４に半田付け等により電気的に接続される。
【００２３】
導電部材４６の複数の導電要素４４は、基部５６を介して相互に電気的かつ機械的に連結される。導電要素４４は、重力に抗して少なくとも自己形状を保持し得る剛性を有した導電体からなるピン状部材であり、基部５６上で、本体１４の第２受容部４０に受容された接地用コンタクト４２に接続可能な千鳥位置に略直立状に立設される。基部５６は、好ましくは重力に抗して少なくとも自己形状を保持し得る剛性を有した導電体からなる薄板状部材であり、導電要素４４を接地用コンタクト４２に接続したときに本体１４の主表面２４上に配置される。すなわち基部５６は、本体１４とＩＣデバイス１８との間に介在される。
【００２４】
導電部材４６はさらに、複数の導電要素４４に隣接して基部５６に形成された複数の開口５８を備える。各開口５８は、基部５６上で、ＩＣソケット１０の第１受容部１６に受容されたリード用コンタクト２２に重畳可能な千鳥位置に設けられる。各開口５８は、各導電要素４４を接地用コンタクト４２に接続し、かつＩＣデバイス１８の各リード２０を各リード用コンタクト２２に接続したときに、開口５８を画成する基部５６の内縁に各リード２０が接触せずに貫通可能な寸法及び形状を有する。
【００２５】
ＩＣソケット１０の作用を、主に図３及び図４を参照して以下に説明する。まず、本体１４の複数の第１受容部１６にリード用コンタクト２２を、かつ複数の第２受容部４０に接地用コンタクト４２を挿入配置し、各コンタクト２２及び４２の脚部３２及び５０を回路基板２６の各スルーホール３６及び５２に挿入して信号導体接点部３８及び接地導体接点部５４にそれぞれ固定的に接続する。次いで、導電部材４６の複数の導電要素４４を接地用コンタクト４２に挿入接続し、基部５６を本体１４の主表面２４上に配置する。この状態で、全ての接地用コンタクト４２及び導電要素４４に接地電位が付与される。この接地電位は、基部５６を介して等電位に維持される。
【００２６】
次に、ＩＣデバイス１８の複数のリード２０を、導電部材４６の開口５８に挿通してリード用コンタクト２２に接続する。このとき、相互接続された各リード２０及び各リード用コンタクト２２は、相互接続された各導電要素４４及び各接地用コンタクト４２に対し、ＩＣソケット１０の本体１４の長手方向及び横断方向に隣合う位置に配置される。したがって、複数のリード２０の内の信号リードは、各々少なくとも４つの接地電位の導体（すなわち導電要素４４及び接地用コンタクト４２）によって取り囲まれる。その結果、信号リード及びそれに対応するリード用コンタクト２２からなるＩＣソケット１０内の信号線路の間が、接地電位の導体によって実質的に電磁シールドされ、以てＩＣソケット１０における信号線路間クロストークが低減される。
【００２７】
ここでＩＣソケット１０では、全ての第２受容部４０に挿入される導電要素４４を備えた導電部材４６の代わりに、図５（ａ）に示すように、所望位置の第２受容部４０に挿入される導電要素４４′を備えた導電部材４６′を用意することができる。すなわち導電部材４６′は、ＩＣデバイス１８の複数のリード２０のうちの特定の信号リードの周囲のみに、導電要素４４′を配置するものである。或いは、基部５６が本体１２の主表面２４の略全体に広がる導電部材４６の代わりに、図５（ｂ）に示すように、ＩＣデバイス１８の所望の信号リードの周辺のみに局部的に配置される基部５６″を備えた導電部材４６″を用意することもできる。この導電部材４６″も、ＩＣデバイス１８の複数のリード２０のうちの特定の信号リードの周囲のみに、導電要素４４″を配置するものである。
【００２８】
このように、ＩＣソケット１０によれば、多様な導電要素４４、４４′、４４″、…の配置を有する異なる導電部材４６、４６′、４６″、…を用意し、ＩＣデバイス１８の各信号リードにおける特性インピーダンス値や高周波対策の要否に応じて、適宜、導電部材４６を交換使用することにより、ＩＣソケット１０の特定の信号伝送線路における特性インピーダンス値を、ＩＣデバイス１８及び回路基板２６の各信号線路の特性インピーダンス値と整合させることが可能となる。なおこの場合、導電要素４４が挿入されない第２受容部４０には、接地用コンタクト４２を配置しなくても良い。すなわち、導電部材４６の導電要素４４の配置に対応して、複数の受容部１２のうちの導電要素４４を受ける位置にのみ、接地用コンタクト４２を受容する第２受容部４０を設定できる。また、ＩＣデバイス１８のリード２０の配置に対応して、複数の受容部１２のうちのリード２０を受ける位置にのみ、リード用コンタクト２２を受容する第１受容部１６を設定できることは言うまでもない。
【００２９】
上記説明から分かるように、ＩＣソケット１０の導電要素４４は、別の観点から見ればＩＣデバイス１８の補助的な接地リードとして作用する。一般に信号伝送の観点からは、ＩＣデバイスに直接に接続されたリードのうちの少なくとも１本が接地リードであれば良い。しかしながら前述したように、高周波信号に対しては、信号リードを接地リードで取り囲むようなリード配置が望ましい。したがって従来、高速型のＩＣデバイスを使用する際に、ＩＣデバイスに接続可能なリード総数の半数近く又はそれ以上を接地リードに割当てる場合があった。その結果、信号リードの本数が減少し、電子機器の高密度実装化及び大容量伝送処理の要求に本来対応し得るＩＣデバイスの能力を、有効に発揮させることが困難になっていた。
【００３０】
これに対し、本発明のＩＣソケットによれば、複数の導電要素がＩＣデバイスの補助接地リードとして作用するので、ＩＣデバイスに直接に接続される接地リードの本数を増やすことなく、すなわち信号リードの本数を減少させることなく、高周波対策をＩＣデバイスに施すことが可能となる。例えば、ＩＣデバイスが信号リードと接地リードとを１対１の割合で有する場合、本発明のＩＣソケットを使用すれば、補助接地リードとして作用する導電要素により接地線路の数をさらに増加でき、一層確実な高周波対策を施すことができる。また、ＩＣデバイスのリードの大部分が信号リードである場合、本発明のＩＣソケットを使用すれば、補助接地リードとして作用する導電要素により高周波対策を施すことができるので、ＩＣデバイスの能力を最大限に発揮させることができる。このような作用効果は、多数化及び狭ピッチ化されたリード配置を有するＩＣデバイスに対し、特に有効に作用する。
【００３１】
ところで、上記実施形態によるＩＣソケット１０では、ＩＣデバイス１８のリード２０に対応した個数のリード用コンタクト２２と、それらリード用コンタクト２２を取り囲むことができる個数の接地用コンタクト４２とが、いずれも回路基板２６に接続される構成となっている。したがって回路基板２６においては、ＩＣデバイス１８のリード配置よりもさらに高密度配置でスルーホール３６、５２が形成されるので、接地用コンタクト４２に包囲されたリード用コンタクト２２の内の信号用コンタクトに接続される信号導体パターンを、各スルーホール３６、５２の間の狭小な領域に配線しなければならず、配線が極めて困難になるとともに回路基板２６における配線間クロストークが増加する危惧が生じる。
【００３２】
こうした危惧を排除するために、本発明に係るＩＣソケットは、導電要素に接続された接地用コンタクトの少なくとも１つが、外部の接地電位に直接に接続される構成とすることができる。図６〜図８は、そのような極めて有利な構成を有した本発明の他の実施形態によるＩＣソケット６０を示す。なお図６〜図８では、図１〜図４に示した構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その説明を省略する。
【００３３】
ＩＣソケット６０は、相互に独立して形成された複数の受容部１２を有する本体１４と、それら複数の受容部１２のうちで所望位置にある複数の第１受容部１６に受容され、ＩＣデバイス１８の複数のリード２０にそれぞれ脱着可能に接続される複数のリード用コンタクト２２と、接地電位を保持してそれら複数のリード用コンタクト２２の間を実質的に電磁シールドするシールド手段とを備える。
【００３４】
ＩＣソケット６０のシールド手段は、本体１４に設けた複数の受容部１２のうちで各第１受容部１６の周辺所望位置にある複数の第２受容部４０に受容される複数の第１接地用コンタクト６２及び第２接地用コンタクト６４と、それら第２受容部４０に挿入されて第１接地用コンタクト６２又は第２接地用コンタクト６４にそれぞれ脱着可能に接続される複数の導電要素４４を備えた導電部材４６とから構成される。
【００３５】
第１接地用コンタクト６２は、ＩＣソケット１０の接地用コンタクト４２と同様に、リード用コンタクト２２と略同一の寸法及び形状を有し、導電要素４４に脱着可能にかつ電気的に接続される接触部６６と、回路基板２６のスルーホール５２に挿通されて接地導体接点部５４に半田付け等により電気的に接続される脚部６８とを備える。第２接地用コンタクト６４は、第１接地用コンタクト６２の接触部６６と略同一形状の接触部７０を備える。ただし第２接地用コンタクト６４は、回路基板２６の接地導体に電気的に接続される脚部を備えない。
【００３６】
ＩＣソケット６０を使用する際には、本体１４の複数の第２受容部４０に第１接地用コンタクト６２及び第２接地用コンタクト６４を所望個数ずつ所望位置に振り分けて配置する。この状態で、リード用コンタクト２２及び第１接地用コンタクト６２の脚部３２及び６８を回路基板２６の各スルーホール３６及び５２に挿入して信号導体接点部３８及び接地導体接点部５４にそれぞれ固定的に接続する。次いで、導電部材４６の複数の導電要素４４を第１接地用コンタクト６２及び第２接地用コンタクト６４に挿入接続し、基部５６を本体１４の主表面２４上に配置する。このとき、複数の導電要素４４が基部５６を介して電気的に相互連結されているので、全ての第１接地用コンタクト６２及び第２接地用コンタクト６４並びにそれらに接続された導電要素４４に等接地電位が付与される。
【００３７】
次に、ＩＣデバイス１８の複数のリード２０を、導電部材４６の開口５８に挿通してリード用コンタクト２２に接続する。このとき、相互接続された各リード２０及び各リード用コンタクト２２は、相互接続された各導電要素４４及び各第１接地用コンタクト６２又は各第２接地用コンタクト６４に対し、ＩＣソケット６０の本体１４の長手方向及び横断方向に隣合う位置に配置される。ここで第２接地用コンタクト６４は、第２受容部４０の壁に接触する径を有するとともに第２受容部４０の本体裏面２８側開口の近傍まで延びるので、信号線路に対する充分なシールド作用を発揮する。
【００３８】
このようにして、信号リード及びそれに対応するリード用コンタクト２２からなるＩＣソケット６０内の信号線路の間が、各々少なくとも４つの接地電位の導体（すなわち導電要素４４及び第１接地用コンタクト６２又は第２接地用コンタクト６４）によって実質的に電磁シールドされ、以てＩＣソケット６０における信号線路間クロストークが低減される。またＩＣソケット６０では、ＩＣソケット１０と同様に、多様な導電要素４４の配置を有する異なる導電部材４６を用意し、ＩＣデバイス１８の各信号リードにおける特性インピーダンス値や高周波対策の要否に応じて、適宜、導電部材４６を交換使用することにより、ＩＣソケット１０の特定の信号伝送線路における特性インピーダンス値を、ＩＣデバイス１８及び回路基板２６の各信号線路の特性インピーダンス値と整合させることが可能となる。
【００３９】
さらにＩＣソケット６０によれば、回路基板２６に接続されない第２接地用コンタクト６４を、所望位置の第２受容部４０に配置できるので、回路基板２６に形成される接地導体用スルーホール５２の個数を削減することが可能となる。したがって、リード用コンタクト２２のうちの信号用コンタクトに接続される信号導体パターンを、回路基板２６上に充分な間隔で配置された各スルーホール３６、５２間の領域に配線でき、信号導体パターンの形成が極めて容易になるとともに、回路基板２６における配線間クロストークを抑制することが可能となる。
【００４０】
ＩＣソケット６０において、第１接地用コンタクト６２と第２接地用コンタクト６４とは、導電部材４６を介して電気的に接続されているので、回路基板２６の接地導体接点部５４に接続される第１接地用コンタクト６２は少なくとも１つあればよい。しかしながら、ＩＣソケット６０におけるクロストーク低減作用に関しては、信号用コンタクトに並行する長さが長い第１接地用コンタクト６２の方が、並行長さの短い第２接地用コンタクト６４よりも有効に作用する。したがって、回路基板２６上での信号配線パターンとＩＣソケット６０におけるクロストーク低減作用との兼ね合いにより、第１接地用コンタクト６２と第２接地用コンタクト６４との分布が適宜決定される。
【００４１】
図９は、ＩＣソケット６０におけるリード用コンタクト２２、第１接地用コンタクト６２及び第２接地用コンタクト６４の様々な配置例を示す。なお、理解を容易にするために、図示のリード用コンタクト２２は全て信号用コンタクトであるとする。図９（ａ）及び（ｂ）は、上述したような千鳥配置のリード用コンタクト２２を有する場合を示し、各リード用コンタクト２２の長手方向及び横断方向に隣合う各位置に、第１接地用コンタクト６２及び第２接地用コンタクト６４が適宜分配して配置される。図９（ａ）の配置例では、リード用コンタクト２２と両接地用コンタクト６２、６４との個数割合は略１対１であり、第１接地用コンタクト６２と第２接地用コンタクト６４との個数割合は略１対１である。リード用コンタクト２２に接続される信号導体パターンは、回路基板上で第２接地用コンタクト６４に対応する充分な広さの領域に配線できる。
【００４２】
図９（ｂ）の配置例では、リード用コンタクト２２と両接地用コンタクト６２、６４との個数割合は略１対１であるが、接地用コンタクトの大部分が第２接地用コンタクト６４となっている。したがって、リード用コンタクト２２に接続される信号導体パターンは、回路基板上で第２接地用コンタクト６４に対応する極めて広い領域に自在に配線できる。ただし図９（ａ）の配置例と比較すると、第１接地用コンタクト６２が少ないので、ＩＣソケット６０におけるクロストーク低減作用は若干劣ることが予想される。
【００４３】
図９（ｃ）及び（ｄ）は、リード用コンタクト２２を行列状に配置した例を示す。この場合、各リード用コンタクト２２の長手方向、横断方向及び斜め方向に隣合う各位置に、第１接地用コンタクト６２及び第２接地用コンタクト６４が適宜分配して配置されるので、図９（ａ）及び（ｂ）の配置例よりもＩＣソケット６０におけるクロストーク低減作用は優れている。図９（ｃ）の配置例では、リード用コンタクト２２と両接地用コンタクト６２、６４との個数割合は略１対３であり、第１接地用コンタクト６２と第２接地用コンタクト６４との個数割合は略１対１である。リード用コンタクト２２に接続される信号導体パターンは、回路基板上で第２接地用コンタクト６４に対応する充分な広さの領域に配線できる。
【００４４】
図９（ｄ）の配置例では、リード用コンタクト２２と両接地用コンタクト６２、６４との個数割合は略１対３であるが、接地用コンタクトの大部分が第２接地用コンタクト６４となっている。したがって、リード用コンタクト２２に接続される信号導体パターンは、回路基板上で第２接地用コンタクト６４に対応する極めて広い領域に自在に配線できる。ただし図９（ｃ）の配置例と比較すると、第１接地用コンタクト６２が少ないので、ＩＣソケット６０におけるクロストーク低減作用は若干劣ることが予想される。
【００４５】
図１０〜図１３は、本発明のさらに他の実施形態によるＩＣソケット８０を示す。なお図１０〜図１３では、図１〜図８に示した構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その説明を省略する。ＩＣソケット８０は、例えば米国特許第 3,763,459号に開示されるようないわゆる無挿抜力（ＺＩＦ）型のソケットに、接地電位を保持して複数の信号用コンタクトの間を実質的に電磁シールドするシールド手段を設けたものである。
【００４６】
ＩＣソケット８０の本体は、回路基板２６に対向配置される下方部材８２と、隙間を介して下方部材８２に固定され、ＩＣデバイス１８に対向配置される上方部材８４と、下方部材８２と上方部材８４との間に摺動可能に介在される中間部材８６とから構成される。さらにＩＣソケット８０には、中間部材８６を下方部材８２と上方部材８４との間で所定方向へ移動させるカム部材８８が、下方部材８２と上方部材８４との間に回動可能に設置される。
【００４７】
下方部材８２、上方部材８４及び中間部材８６の相互対応位置には、それぞれ複数の下方貫通孔９０、上方貫通孔９２及び中間貫通孔９４が行列配置で設けられ、それら下方貫通孔９０と上方貫通孔９２と中間貫通孔９４との組合せにより、ＩＣソケット８０の本体の複数の受容部の各々が構成される。このような組合せ構造の複数の受容部のうちで所望位置にある複数の第１受容部９６に、ＩＣデバイス１８の複数のリード２０にそれぞれ脱着可能に接続される複数のリード用コンタクト９８が受容される。
【００４８】
リード用コンタクト９８は、電気信号の伝送が可能な導電体であり、第１受容部９６の主に上方貫通孔９２及び中間貫通孔９４に収容される二股状の接触部１００と、接触部１００から延長されるピン状の脚部１０２とを備える。接触部１００は、上方部材８４の上方貫通孔９２を介して容易に接近可能であり、ＩＣデバイス１８のリード２０に脱着可能にかつ電気的に接続される。リード用コンタクト９８の脚部１０２は、下方部材８２の下方貫通孔９０を介して外方へ突出し、ＩＣソケット８０を回路基板２６に搭載したときには、回路基板２６のスルーホール３６に挿通されて信号導体接点部３８に半田付け等により電気的に接続される。
【００４９】
リード用コンタクト９８の二股状の接触部１００は、無負荷状態では図１３（ａ）に示すように末端が開いた状態に置かれ、相互接近方向への押圧力を加えることにより弾性変形して図１３（ｂ）に示すように末端が閉じられる。この押圧力は、カム部材８８を図１１及び図１３で反時計方向へ回動させ、中間部材８６を図１１及び図１３で左方向へ移動させることにより、中間貫通孔９４の壁面から接触部１００に加えられる。したがってＩＣソケット８０では、リード用コンタクト９８の接触部１００を開いた状態で、挿入力を要さずにＩＣデバイス１８のリード２０を第１受容部９６に配置でき、次いでカム部材８８を操作して中間部材８６を移動させることにより、接触部１００を閉じてリード用コンタクト９８とリード２０との正確な接触を得ることができる。
【００５０】
ＩＣソケット８０のシールド手段は、組合せ構造の複数の受容部のうちで各第１受容部９６の周辺所望位置にある複数の第２受容部１０４に受容される複数の第１接地用コンタクト１０６及び第２接地用コンタクト１０８と、それら第１接地用コンタクト１０６又は第２接地用コンタクト１０８にそれぞれ脱着可能に接続される複数の導電要素４４を備えた導電部材４６とから構成される。第２受容部１０４は第１受容部９６と同一の形状を有し、第１受容部９６に略平行に、下方部材８２、上方部材８４及び中間部材８６からなるソケット本体に貫通形成される。また、第１受容部９６及び第２受容部１０４の各々はソケット本体に千鳥状に配置され、したがって図１０に示すように、全ての受容部が第１受容部９６又は第２受容部１０４を構成してソケット本体に行列状に配置される。
【００５１】
第１接地用コンタクト１０６は、リード用コンタクト９８と略同一の寸法及び形状を有し、導電要素４４に脱着可能にかつ電気的に接続される二股状の接触部１１０と、回路基板２６のスルーホール５２に挿通されて接地導体接点部５４に半田付け等により電気的に接続される脚部１１２とを備える。第２接地用コンタクト１０８は、第１接地用コンタクト１０６の接触部１１０と略同一形状の接触部１１４を備える。ただし第２接地用コンタクト１０８は、回路基板２６の接地導体に電気的に接続される脚部を備えない。
【００５２】
ＩＣソケット８０を使用する際には、図１１（ａ）及び図１２に示すように中間部材８６を下方部材８２と上方部材８４との間で図の右端位置に配置し、その状態で複数の第２受容部１０４に第１接地用コンタクト１０６及び第２接地用コンタクト１０８を所望個数ずつ所望位置に振り分けて配置する。このとき、各接地用コンタクト１０６、１０８の接触部１１０、１１４は開いた状態に置かれる。この状態で、リード用コンタクト９８及び第１接地用コンタクト１０６の脚部１０２及び１１２を回路基板２６の各スルーホール３６及び５２に挿入して信号導体接点部３８及び接地導体接点部５４にそれぞれ固定的に接続する。次いで、導電部材４６の複数の導電要素４４を第１接地用コンタクト１０６及び第２接地用コンタクト１０８の接触部１１０、１１４に挿入し、基部５６を上方部材８４上に配置する。
【００５３】
次に、ＩＣデバイス１８の複数のリード２０を、導電部材４６の開口５８に挿通して、リード用コンタクト９８の接触部１００に挿入する。その状態で、カム部材８８を操作して中間部材８６を移動させ、各コンタクトの接触部１００、１１０、１１４を閉じて、各接地用コンタクト１０６、１０８と各導電要素４４、及び各リード用コンタクト９８と各リード２０との正確な接触を得る。これにより、全ての第１接地用コンタクト１０６及び第２接地用コンタクト１０８並びにそれらに接続された導電要素４４に等接地電位が付与される。また、相互接続された各リード２０及び各リード用コンタクト９８は、相互接続された各導電要素４４及び各第１接地用コンタクト１０６又は各第２接地用コンタクト１０８に対し、ＩＣソケット８０の本体１４の長手方向及び横断方向に隣合う位置に配置される。
【００５４】
このようにして、ＩＣソケット６０と同様に、信号リード及びそれに対応するリード用コンタクト９８からなるＩＣソケット８０内の信号線路の間が、各々少なくとも４つの接地電位の導体（すなわち導電要素４４及び第１接地用コンタクト１０６又は第２接地用コンタクト１０８）によって実質的に電磁シールドされ、以てＩＣソケット８０における信号線路間クロストークが低減される。またＩＣソケット８０では、ＩＣソケット１０と同様に、多様な導電要素４４の配置を有する異なる導電部材４６を用意し、ＩＣデバイス１８の各信号リードにおける特性インピーダンス値や高周波対策の要否に応じて、適宜、導電部材４６を交換使用することにより、ＩＣソケット８０の特定の信号伝送線路における特性インピーダンス値を、ＩＣデバイス１８及び回路基板２６の各信号線路の特性インピーダンス値と整合させることが可能となる。
【００５５】
さらにＩＣソケット８０によれば、ＩＣソケット６０と同様に、回路基板２６に接続されない第２接地用コンタクト１０８を、所望位置の第２受容部１０４に配置できるので、回路基板２６に形成される接地導体用スルーホール５２の個数を削減することが可能となる。したがって、リード用コンタクト９８のうちの信号用コンタクトに接続される信号導体パターンを、回路基板２６上に充分な間隔で配置された各スルーホール３６、５２間の領域に配線でき、信号導体パターンの形成が極めて容易になるとともに、回路基板２６における配線間クロストークを抑制することが可能となる。
【００５６】
本発明に係るＩＣソケットは、上記以外の様々な構成を有することができる。例えば上記各実施形態において、第１受容部１６、９６と第２受容部４０、１０４とは、互いに異なる形状及び寸法を有していてもよい。この場合、リード用コンタクト２２、９８と接地用コンタクト４２及び第１接地用コンタクト１０６とは、互いに異なる形状及び寸法を有することになる。しかしながら、複数の受容部の所望位置に第１受容部及び第２受容部を設定できるようにするために、両受容部は同一形状であることが望ましい。
【００５７】
また、ＩＣソケット６０において、図１４に示すように、少なくとも１つの第１接地用コンタクト６２を残して、他の所望の第１及び第２接地用コンタクト６２、６４を省略することもできる。この場合、第１及び第２接地用コンタクト６２、６４を配置しない第２受容部４０には、導電部材４６の導電要素４４のみが受容され、それら導電要素４４は、第１接地用コンタクト６２に接続された導電要素４４及び基部５６を介して、等接地電位に保持される。このような構成においても、等接地電位を有する導電要素４４が、信号リード及びリード用コンタクト２２からなる信号線路を電磁シールドする。この電磁シールド効果は、導電要素４４の長さ及び幅（径）が第２接地用コンタクト６４に比べて小さいので、ＩＣソケット６０における電磁シールド効果に比べて若干劣ることが予測される。しかし、導電要素４４の長さ及び幅を第２接地用コンタクト６４に相当する寸法まで拡大することにより、ＩＣソケット６０と同等の電磁シールド効果を得ることができる。なおこのような変更は、ＩＣソケット１０、８０においても行うことができる。
【００５８】
このように本発明によれば、ＩＣデバイスの特定の信号リードを包囲する接地用コンタクトの位置及び個数を選択することによっても、ＩＣソケットにおける特定の信号線路の特性インピーダンス値を適宜調整できることが理解されよう。さらにこの場合、接地用コンタクトを配しない第２受容部に受容される導電要素の寸法を調節することにより、特性インピーダンス値をさらに調整できる。
【００５９】
さらに、上記各実施形態では、複数の導電要素に接地電位を付与する接地手段として接地用コンタクトを使用したが、本発明はこれに限ることなく、例えば本体外部に延びて外部の接地電位に脱着可能に接続される接地用ワイヤを、導電要素（又は導電部材の基部）に取付ける構成としてもよい。この場合、導電要素に接続される全ての接地用コンタクトを省略でき、回路基板上の信号導体パターンの形成を一層容易にすることができる。
【００６０】
本発明に係るＩＣソケットは、上記したようなＰＧＡ構造のＩＣデバイスのみならず、各コンタクトの配置を適宜変更することにより、例えばＤＩＰ（デュアルインラインパッケージ）、ＳＩＰ（シングルインラインパッケージ）、ＺＩＰ（ジグザグインラインパッケージ）、ＳＯＩ（スモールアウトラインＩリードパッケージ）、ＱＦＩ（クワッドフラットＩリードパッケージ）等のパッケージ構造を有するＩＣデバイスに適用できる。
【００６１】
本発明に係るＩＣソケットは、様々な材料から形成できる。例えば上記各実施形態において、本体１４、下方部材８２、上方部材８４、中間部材８６及びカム部材８８は、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＰＥＩ（ポリエーテルイミド）、ＰＥＳ（ポリエーテルスルホン）等の、耐熱性及び機械的強度に優れた樹脂材料から形成されることが好ましい。また、リード用コンタクト２２、９８、接地用コンタクト４２、第１接地用コンタクト１０６及び第２接地用コンタクト１０８は、ベリリウム銅や燐青銅等のばね性を有する金属材料からなることが好ましい。それらコンタクトの少なくとも接点部分には、ニッケル下地の金メッキを施すことが望ましい。さらに、導電部材４６は、黄銅や燐青銅等の金属材料に、少なくとも導電要素４４の部分にニッケル下地の金メッキを施したものからなることが望ましい。
【００６２】
本発明に係るＩＣソケットは、様々な方法で製造できる。例えば上記各実施形態において、本体１４、下方部材８２、上方部材８４及び中間部材８６は、樹脂材料から射出成型により形成できる。また導電部材４６は、板金材料から打抜き、曲げ加工等により作製できる。複数の導電要素４４は、基部５６の一部を折り曲げることにより作製できるが、基部５６に別体の導電要素４４を固着することもできる。なお、リード用コンタクト２２、９８と接地用コンタクト４２、第１接地用コンタクト６２、及び第１接地用コンタクト１０６とが同一形状を有する場合に、基部５６から打抜き及び折り曲げにより形成された導電要素４４は、ＩＣデバイスのリードと略同一の、一辺が０．２mm〜０．５mmの矩形断面を有することが望ましい。この場合、基部５６は同様に０．２mm〜０．５mmの厚みを有するが、ＩＣソケット内における信号線路の長さを極力短くするためには例えば１mm以下の可及的に薄い厚みを有することが望ましい。また、基部５６に別体の導電要素４４を固着する場合は、導電要素４４は円柱形状を有することもできる。
【００６３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、伝送信号の高速化及び高周波数化に対応して、ＩＣデバイスの能力を最大限に引き出しつつ、特性インピーダンス値の整合及びクロストークの低減を確実に達成でき、しかも低コストで製造可能な高周波対応型のＩＣソケットが提供される。したがって本発明は、電子機器の高機能化の促進に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態によるＩＣソケットの分解斜視図である。
【図２】図１のＩＣソケットを組立てた状態で示す斜視図である。
【図３】図１のＩＣソケットを回路基板に搭載し、かつ導電部材及びＩＣデバイスを本体から分離した状態で示す部分断面図である。
【図４】図３に対応した部分断面図であり、図１のＩＣソケットを回路基板に搭載し、かつ導電部材及びＩＣデバイスを本体に取付けた状態で示す。
【図５】（ａ）図１のＩＣソケットの変形例を示す部分断面図、及び（ｂ）図１のＩＣソケットの他の変形例を示す部分断面図、である。
【図６】本発明の他の実施形態によるＩＣソケットの分解斜視図である。
【図７】図６のＩＣソケットを回路基板に搭載し、かつ導電部材及びＩＣデバイスを本体から分離した状態で示す部分断面図である。
【図８】図７に対応した部分断面図であり、図６のＩＣソケットを回路基板に搭載し、かつ導電部材及びＩＣデバイスを本体に取付けた状態で示す。
【図９】図６のＩＣソケットにおける各コンタクトの配置例を概略的に示す図で、（ａ）千鳥状配置のリード用コンタクトと、略同数の第１接地用コンタクト及び第２接地用コンタクトとを配置した例、（ｂ）千鳥状配置のリード用コンタクトと、多数の第２接地用コンタクト及び少数の第１接地用コンタクトとを配置した例、（ｃ）行列状配置のリード用コンタクトと、略同数の第１接地用コンタクト及び第２接地用コンタクトとを配置した例、及び（ｄ）行列状配置のリード用コンタクトと、多数の第２接地用コンタクト及び少数の第１接地用コンタクトとを配置した例、を示す。
【図１０】本発明のさらに他の実施形態によるＩＣソケットの分解斜視図である。
【図１１】図１０のＩＣソケットを組立てた状態で示す斜視図で、（ａ）コンタクト開放時、及び（ｂ）コンタクト閉鎖時、の各状態を示す。
【図１２】図１０のＩＣソケットを回路基板に搭載し、かつ導電部材及びＩＣデバイスを本体から分離した状態で示す部分断面図である。
【図１３】図１２に対応した部分断面図であり、図１０のＩＣソケットを回路基板に搭載し、かつ導電部材及びＩＣデバイスを本体に取付けた状態で示す図で、（ａ）コンタクト開放時、及び（ｂ）コンタクト閉鎖時、の各状態を示す。
【図１４】図６のＩＣソケットの変形例を示す部分断面図である。
【符号の説明】
１０、６０、８０…ＩＣソケット
１２…受容部
１４…本体
１６…第１受容部
１８…ＩＣデバイス
２０…リード
２２…リード用コンタクト
２６…回路基板
４０…第２受容部
４２…接地用コンタクト
４４…導電要素
４６…導電部材
５６…基部
５８…開口
６２…第１接地用コンタクト
６４…第２接地用コンタクト
Claims (7)
- 相互に独立して形成された複数の受容部を有する電気絶縁性の本体と、それら複数の受容部のうちで所望位置にある複数の第１受容部に受容され、ＩＣデバイスの複数の信号リードにそれぞれ脱着可能に接続される複数の信号用コンタクトと、接地電位を保持してそれら複数の信号用コンタクトの間を電磁シールドするシールド手段とを具備したＩＣソケットにおいて、
前記シールド手段は、
前記本体の前記複数の受容部のうちで前記第１受容部の各々の周辺にある複数の第２受容部に脱着可能に受容され、前記本体から独立して相互に電気的に連結される複数の導電要素と、
それら複数の導電要素に接地電位を付与する接地手段とを具備すること、
を特徴とするＩＣソケット。 - 前記接地手段は、前記複数の第２受容部に受容されて前記複数の導電要素にそれぞれ脱着可能に接続される複数の接地用コンタクトからなり、それら接地用コンタクトの少なくとも１つが、外部の接地電位に直接に接続される請求項１に記載のＩＣソケット。
- 前記複数の接地用コンタクトが、外部の接地電位に直接に接続される第１接地用コンタクトと、前記導電要素を介して該第１接地用コンタクトに接続され、それにより外部の接地電位に間接に接続される第２接地用コンタクトとを具備する請求項２に記載のＩＣソケット。
- 前記接地用コンタクトの配置に対応する位置に前記複数の導電要素を立設した基部と、前記信号用コンタクトの配置に対応する位置に該基部に設けられた複数の開口とを備えて、前記本体に脱着可能に取付けられる導電部材を具備する請求項２又は３に記載のＩＣソケット。
- 前記本体が、下方部材と、隙間を介して該下方部材に固定される上方部材と、該下方部材と該上方部材との間の該隙間に移動可能に配置される中間部材とを具備し、前記複数の受容部の各々が、それら下方部材、上方部材及び中間部材の相互対応位置にそれぞれ設けられた下方貫通孔、上方貫通孔及び中間貫通孔の組合せからなり、前記信号用コンタクト及び前記接地用コンタクトが、それら複数の受容部のうちの前記複数の第１受容部及び第２受容部にそれぞれ受容されて、前記中間部材の移動により、それぞれＩＣデバイスの信号リード及び前記導電要素に選択的に接続及び分離される請求項２〜４のいずれか１項に記載のＩＣソケット。
- 前記信号用コンタクトと前記接地用コンタクトとが、互いに同一の寸法及び形状を有する請求項２〜５のいずれか１項に記載のＩＣソケット。
- 複数の信号リードと少なくとも１つの接地リードとを有するＩＣデバイスに適用される、請求項１〜６のいずれか１項に記載のＩＣソケットであって、前記信号用コンタクトから離隔して前記第１受容部に受容され、ＩＣデバイスの接地リードに脱着可能に接続される少なくとも１つのリード用コンタクトをさらに備えるＩＣソケット。
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