JP4149207B2

JP4149207B2 - コンタクトピン及び電気部品用ソケット

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Publication number: JP4149207B2
Application number: JP2002206025A
Authority: JP
Inventors: 強渡邊
Original assignee: Enplas Corp
Current assignee: Enplas Corp
Priority date: 2002-07-15
Filing date: 2002-07-15
Publication date: 2008-09-10
Anticipated expiration: 2022-07-15
Also published as: JP2004047377A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、接続端子部を備えた電気部品と、電気部品に対向する回路基板とを電気的に接続させるコンタクトピン及び電気部品用ソケットに関し、詳しくは、電気部品の接続端子部との接触端面に形成された凹部の縁部に突起部を設けることによって、接続端子部との電気的接触の安定性を確保しようとするコンタクトピン及び電気部品用ソケットに係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来この種の電気部品用ソケットは、下面にボール状の接続端子部を複数配列して備えたＢＧＡ（Ball Grid Array Package）型の電気部品の初期不良を取り除くバーンインテスト等に使用されるものであり、図７に示すように、それに使用されるコンタクトピン１は、電気部品の接続端子部側の接触端面１ａにボール状の接続端子部を受け入れるべく円錐状の凹部２を設けたものであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来のコンタクトピン１においては、凹部２が円錐状をなしていたため、例えば図８に示すように、電気部品３の半田ボールからなる接続端子部４が、高温試験下で軟化し凹部２にはまって変形し、接続端子部４の表面にリング状の傷跡を残すことがあった。さらに、接続端子部４の変形が大きいときには、ボール状の接続端子部４の頂部をも傷つけることがあった。
【０００４】
また、凹部２の縁部２ａが円形状をなしているため、縁部２ａの全周が電気部品３のボール状接続端子部４と接触することになり、接触面積が大きくなっていた。そのため、コンタクトピン１と接続端子部４との接触圧が分散して小さくなり、例えば、半田ボールの接続端子部４の表面に形成された酸化皮膜を破ることができず、接続抵抗値がばらつき、電気的に安定した接触を確保することが困難な場合があった。
【０００５】
そこで、本発明は、このような問題点に対処し、電気部品の接続端子部との接触端面に形成された凹部の縁部に突起部を設けることによって、接続端子部との電気的接触の安定性を確保しようとするコンタクトピン及び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】
上記目的を達成するために、本発明によるコンタクトピンは、電気部品の一面に複数配列されたボール状の接続端子部と、上記電気部品に対向する回路基板の接点電極とを電気的に接続させるコンタクトピンであって、略柱状の導電材料からなり、上記接続端子部との接触端面に、内面が縁部から中心に向かって傾斜する円錐状をなして上記接続端子部を受け入れて接続する凹部を形成し、該凹部の縁部に少なくとも一つの略横断面半円形の突起部を一体的に設け、前記凹部の縁部は少なくとも前記突起部の接触端面側を前記縁部から中心に向かって傾斜する円錐状の内面よりも傾斜の緩やかなガイド面としたものである。
【０００７】
このような構成により、略柱状の導電材料からなり、電気部品の一面に複数配列されたボール状の接続端子部との接触端面に形成され、内面が縁部から中心に向かって傾斜する円錐状をなした凹部の縁部に一体的に設けられた少なくとも一つの略横断面半円形の突起部の接触端面側に形成され、円錐状の内面よりも傾斜の緩やかなガイド面で電気部品のボール状の接続端子部を凹部の中央部に導き、突起部で接続端子部の表面にできた酸化皮膜を突き破る。これにより、電気部品の接続端子部とコンタクトピンとの電気的接続を確実なものとする。
【００１０】
また、本発明による電気部品用ソケットは、一面に複数配列されたボール状の接続端子部を備えた電気部品を着脱自在に載置する載置部と、該載置部に載置された電気部品の接続端子部及び該電気部品に対向する回路基板の接点電極を電気的に接続させるコンタクトピンとを備えたものであって、上記コンタクトピンは、略柱状の導電材料からなり、上記接続端子部との接触端面に、内面が縁部から中心に向かって傾斜する円錐状をなして上記接続端子部を受け入れて接続する凹部を形成し、該凹部の縁部に少なくとも一つの略横断面半円形の突起部を一体的に設け、前記凹部の縁部は少なくとも前記突起部の接触端面側を前記縁部から中心に向かって傾斜する円錐状の内面よりも傾斜の緩やかなガイド面としたものである。
【００１１】
このように構成することによって、略柱状の導電材料からなり、電気部品の一面に複数配列されたボール状の接続端子部との接触端面に形成され、内面が縁部から中心に向かって傾斜する円錐状をなした凹部の縁部に一体的に設けられた少なくとも一つの略横断面半円形の突起部の接触端面側に形成され、円錐状の内面よりも傾斜の緩やかなガイド面で電気部品のボール状の接続端子部を凹部の中央部に導き、突起部で接続端子部の表面にできた酸化皮膜を突き破り、載置部に着脱自在に載置された電気部品の接続端子部と、該電気部品と対向する回路基板の接点電極との電気的接続を確実なものとする。これにより、電気部品の性能試験の信頼性を向上させる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明によるコンタクトピンの第１の実施形態を示す要部拡大斜視図である。このコンタクトピン１は、電気部品の一面に複数配列されたボール状の接続端子部と、この電気部品に対向する回路基板の接点電極とを電気的に接続させる略柱状の導電部材からなるものであり、凹部２と、突起部５とが形成されている。
【００１５】
コンタクトピン１の接触端面１ａには、凹部２が形成されている。この凹部２は、電気部品のボール状の接続端子部と接触し、この接続端子部を受け入れて接続するものであり、図１に示すように、その内面２ｂが縁部２ａからコンタクトピン１の中心部に向かって傾斜する円錐状に形成されている。
【００１６】
また、凹部２の縁部２ａには、突起部５が設けられている。この突起部５は、半田ボールからなる接続端子部の表面にできた酸化皮膜を破って、接続端子部との電気的接触の安定性を確保するものであり、本実施の形態では、図１に示すように、略横断面半円形状の突起部５が円周方向に四つ９０度ずらして一体的に設けられている。
【００１７】
次に、このように構成されたコンタクトピン１の作用について、図２を参照して説明する。
先ず、図２（ａ）に示すように、コンタクトピン１の上方に電気部品３のボール状の接続端子部４が位置付けられる。次に、同図（ｂ）に示すように、電気部品３が上方から押圧されることによって、接続端子部４がコンタクトピン１の接触端面１ａに形成された凹部２の突起部５に当接して保持される。この場合、接続端子部４とコンタクトピン１との接触圧は、突起部５の先端部に集中するため、接続端子部４の半田ボール表面にできた酸化皮膜を効果的に破り、接続端子部４とコンタクトピン１とを電気的に確実に接続する。そして、この状態で、電気部品３及びコンタクトピン１は、高温雰囲気に入れられて試験に供される。
【００１８】
ここで、電気部品３に対する押圧が強い場合には、図２（ｃ）に示すように、高温雰囲気下で接続端子部４は軟化しているため凹部２内に沈み、接続端子部４のボール表面部４ａが凹部２の内面２ｂに当接して止まる。
【００１９】
この第１の実施形態によれば、電気部品３の接続端子部４は、凹部２の縁部２ａに形成された突起部５に当接するため、接触圧がこの突起部５の先端部に集中し、接続端子部４表面にできた酸化皮膜を効果的に破ることによって接続端子部４とコンタクトピン１との電気的接続を確実なものとすることができる。これにより、電気部品３の性能試験の信頼性を向上することができる。
【００２０】
また、接続端子部４は、突起部５に当接して保持されているため、半田ボールの接続端子部４が高温雰囲気下で軟化した場合であっても、接続端子部４の表面には、突起部５の小さな傷が点在するだけで、従来例のコンタクトピンに比べて変形傷を目立たないようにすることができる。
【００２１】
さらにまた、凹部２の内面２ｂが縁部２ａから中心部に向かって傾斜する円錐状に形成されているため、半田ボールの接続端子部４が高温雰囲気下で軟化して凹部２内に沈んでもボール表面部４ａが内面２ｂに当接して止まる。したがって、ボール状の接続端子部４の頂部が変形するのを防止することができる。
【００２２】
次に、本発明によるコンタクトピンの第２の実施形態を、図３を参照して説明する。このコンタクトピン１は、略柱状の導電材料からなり、電気部品のボール状の接続端子部４との接触端面１ａに、内面が縁部から中心に向かって傾斜する円錐状をなして接続端子部４を受け入れて接続する凹部２を形成し、該凹部２の縁部２ａに少なくとも一つの略横断面半円形の突起部５を一体的に設け、凹部２の縁部２ａにて少なくとも突起部５の接触端面１ａ側を縁部から中心に向かって傾斜する円錐状の内面よりも傾斜の緩やかなガイド面６としたものである。これにより、図４に示すように、電気部品３のボール状接続端子部４がコンタクトピン１の接触端面１ａに当接した場合、（ａ）のように、位置ずれにより接続端子部４が凹部２の縁部２ａにて突起部５の接触端面１ａ側のガイド面６に当接しているときであっても、接続端子部４は、ガイド面６によって、図中に示す矢印方向の凹部２の中央部に導かれ、（ｂ）に示すように、突起部５に当接して保持される。このとき、接触圧がこの突起部５の先端部に集中し、接続端子部４表面にできた酸化皮膜を効果的に破ることによって接続端子部４とコンタクトピン１との電気的接続を確実なものとすることができる。
【００２３】
このように、第２の実施形態によれば、電気部品３の接続端子部４とコンタクトピン１の当接位置がずれた場合であっても、接続端子部４がコンタクトピン１の接触端面１ａに形成された凹部２のガイド面６によって導かれ、コンタクトピン１の中央部の正しい位置に位置付けられるため、接続端子部４とコンタクトピン１の接触安定性を確保することができる。
【００２４】
次に、本発明による電気部品用ソケットの実施形態を、図５を参照して説明する。この電気部品用ソケットは、電気部品を着脱自在に保持し、電気部品の初期不良を取り除くバーンインテスト等に使用されるものであり、ソケット本体部７と、ソケットカバー８と、コンタクトピン１とを備えている。
【００２５】
ソケット本体部７は、電気部品３を位置決めして保持するものであり、載置部９と、押圧部材１０とを備えている。
載置部９は、電気部品３を位置決めして載置するもので、ソケット本体部７の上面中央部に形成されている。具体的には、ソケット本体部７の上面内側に形成された凹陥部１１に図示省略の弦巻ばねで常時上向きに付勢されて上下動可能に設けられたフローティングプレート１２の上面を載置部９としている。このフローティングプレート１２の面内には、電気部品３の接続端子部に対応する各位置に、後述のコンタクトピン１を受け入れるピン導入孔が穿設されている。なお、載置部９の構造としては、上述のフローティング方式に限られず、固定式のものであってもよい。
【００２６】
載置部９の上方にて両側方には、押圧部材１０が設けられている。この押圧部材１０は、電気部品３を上方から押圧するものであり、枢軸ピン１３でソケット本体部７に回動自在に軸支されており、その外側端部１４は、後述のソケットカバー８に設けられた軸１５に当接して、軸１５の上下動に伴って、押圧部材１０が枢軸ピン１３を中心に回動できる形状に形成されている。そして、押圧部材１０の起立状態において、電気部品３の上面に当接する内側端部には、押圧部１６を備えている。
【００２７】
また、ソケット本体部７の上面には、ソケットカバー８が設けられている。このソケットカバー８は、押圧部材１０を起立状態に付勢して電気部品３を保持するものであり、その隅部には貫通孔１９を備え、この貫通孔１９には頭部に抜け防止部２０を形成し他端部をソケット本体部７に固定した支持部材２１が挿通されて設けられている。また、ソケットカバー８の内側には、軸１５が設けられている。この軸１５は、押圧部材１０の外側端部１４に当接して、上下動を押圧部材１０の回動動作に変換する作用をなすものである。さらに、支持部材２１には、弦巻ばね１８が装着されている。この弦巻ばね１８は、ソケットカバー８を常時上方に付勢するものであり、これによって押圧部材１０を常時起立状態に維持してフローティングプレート１２に載置された電気部品３を保持している。
【００２８】
また、ソケット本体部７の載置部９の下方には、前述のコンタクトピン１が埋設されている。このコンタクトピン１は、電気部品３の接続端子部４と、これに対向する回路基板２２の接点電極とを電気的に接続させるものであり、図１に示すように、接続端子部４との接触端面１ａに形成され、内面２ｂが縁部２ａから中心に向かって傾斜する円錐状をなした凹部２と、この凹部２の縁部２ａに一体的に設けられた少なくとも一つの略横断面半円形の突起部５とを備えているものである。なお、凹部２は、図３に示すように、縁部２ａから中心に向かって傾斜する円錐状の内面２ｂよりも傾斜の緩やかなガイド面６を縁部２ａに備えてもよい。そして、コンタクトピン１は、電気部品３の接続端子部４に対応して複数配列され、電気部品３側先端部をフローティングプレート１２のピン導入孔に挿入して位置決めされている。
【００２９】
次に、このように構成された電気部品用ソケットの動作について説明する。
先ず、図５に示すように、電気部品用ソケットは、コンタクトピン１と回路基板２２の接点電極とを位置決めし、回路基板２２上に固定される。次に、図６に示すように、ソケットカバー８が、外力によって弦巻ばね１８の付勢力に抗して下方に押し下げられる。このとき、ソケットカバー８の内側面に備える軸１５が下がるに伴って、押圧部材１０がその外側端部１４で軸１５上に摺接し、枢軸ピン１３を中心に回動して外方に倒れ、載置部９上方を電気部品３が挿入できる状態に開放する。
【００３０】
次に、載置部９に電気部品３が載置される。このとき、電気部品３は、その外周縁部を載置部９の四隅部に設けられた位置決め部で規制されて、その下面に複数配列された接続端子部４がフローティングプレート１２のピン導入孔に対して位置決めされる。その後、ソケットカバー８への押圧が除かれる。そうすると、弦巻ばね１８の圧縮反力よってソケットカバー８が上方に押し上げられ、それに伴って軸１５が上昇し、押圧部材１０の外側端部１４が上方に押し上げられ、押圧部材１０が枢軸ピン１３を中心に回動して起立状態になる。このとき、図５に示すように、押圧部材１０の押圧部１６が電気部品３の上面に当接して、電気部品３を下方に押圧することになる。
【００３１】
この場合、電気部品３は、押圧部材１０による押圧に伴って、接続端子部４をピン導入孔に導入した状態でフローティングプレート１２を下方に押し下げる。そして、接続端子部４は、ピン導入孔に導入されているコンタクトピン１と接触することになる。
こうして、電気部品３の接続端子部４と回路基板２２の接点電極とがコンタクトピン１によって、電気的に接続される。
【００３２】
本発明の電気部品用ソケットによれば、電気部品３の接続端子部４は、凹部２の縁部２ａに一体的に形成された突起部５に当接して保持されるため、接触圧がこの突起部５の先端部に集中し、接続端子部４表面にできた酸化皮膜を効果的に破ることができ、接続端子部４とコンタクトピン１との電気的接続を確実なものとすることができる。これにより、電気部品３の性能試験の信頼性を向上することができる。
【００３３】
また、上記電気部品用ソケットにおいては、接続端子部４とコンタクトピン１との接触圧を同じにした場合には、従来例の電気部品用ソケットのソケットカバーの作動圧に比べ、接続端子部４とコンタクトピン１との接触面積が減少する分だけ下げることができ、試験装置の加圧機構を小型かつ簡便なものとすることができる。
【００３４】
なお、上述の第１及び第２の実施形態における電気部品３の接続端子部４は、半田ボールとしたものを用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものでなく、高温試験雰囲気中において変形する材質によって形成された接続端子部４であれば、本発明を適用することができる。また、接続端子部４の形状についても、例えば、柱状等、ボール状以外の形状に形成された接続端子部４についても本発明を適用することができる。
【００３５】
また、第２の実施形態において、電気部品３の接続端子部４とコンタクトピン１の当接位置がずれた場合、接続端子部４がコンタクトピン１の接触端面１ａに形成された凹部２のガイド面６によって正しい位置に導かれる旨を説明したが、ガイド面６を有するコンタクトピン１が電気部品用ソケットに適用された場合には、上記説明とは反対に、電気部品用ソケットの載置部９に位置決め載置された電気部品３の接続端子部４に対して、コンタクトピン１がその接触端面１ａに形成された凹部２のガイド面６によって導かれる場合も考えられる。
【００３６】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成されたので、請求項１に係るコンタクトピンによれば、電気部品の一面に複数配列されたボール状の接続端子部との接触端面に形成され、内面が縁部から中心に向かって傾斜する円錐状をなした凹部の縁部に一体的に設けられた少なくとも一つの略横断面半円形の突起部の接触端面側に形成され、円錐状の内面よりも傾斜の緩やかなガイド面で電気部品のボール状の接続端子部を凹部の中央部に導いて電気部品の接続端子部とコンタクトピンとの接触安定性を確保し、突起部で接続端子部の表面にできた酸化皮膜を突き破ることができる。したがって、電気部品の接続端子部とコンタクトピンとの電気的接続を確実なものとすることができる。また、凹部の内面を縁部から中心に向かって傾斜する円錐状としたことにより、高温試験雰囲気下で軟化する接続端子部の先端部の変形を抑制することができる。
【００３９】
また、請求項２に係る電気部品用ソケットによれば、電気部品の一面に複数配列されたボール状の接続端子部との接触端面に形成され、内面が縁部から中心に向かって傾斜する円錐状をなした凹部の縁部に一体的に設けられた少なくとも一つの略横断面半円形の突起部の接触端面側に形成され、円錐状の内面よりも傾斜の緩やかなガイド面で電気部品のボール状の接続端子部を凹部の中央部に導いて電気部品の接続端子部とコンタクトピンとの接触安定性を確保し、突起部で接続端子部の表面にできた酸化皮膜を突き破り、載置部に着脱自在に載置された電気部品の接続端子部と、それと対向する回路基板の接点電極との電気的接続を確実なものとすることができる。したがって、電気部品の性能試験の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるコンタクトピンの第１の実施形態を示す要部拡大斜視図である。
【図２】上記コンタクトピンと電気部品の接続端子部との接続状態を示す説明図である。
【図３】本発明によるコンタクトピンの第２の実施形態を示す要部拡大断面図である。
【図４】上記コンタクトピンと電気部品の接続端子部との接続状態を示す説明図である。
【図５】本発明による電気部品用ソケットの実施形態を示す断面図である。
【図６】上記電気部品用ソケットの動作を説明する断面図である。
【図７】従来例のコンタクトピンを示す要部拡大斜視図である。
【図８】上記コンタクトピンと電気部品の接続端子部との接続状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１…コンタクトピン
１ａ…接触端面
２…凹部
２ａ…縁部
２ｂ…内面
３…電気部品
４…接続端子部
５…突起部
６…ガイド面
９…載置部

Claims

電気部品の一面に複数配列されたボール状の接続端子部と、前記電気部品に対向する回路基板の接点電極とを電気的に接続させるコンタクトピンであって、
略柱状の導電材料からなり、前記接続端子部との接触端面に、内面が縁部から中心に向かって傾斜する円錐状をなして前記接続端子部を受け入れて接続する凹部を形成し、該凹部の縁部に少なくとも一つの略横断面半円形の突起部を一体的に設け、前記凹部の縁部は少なくとも前記突起部の接触端面側を前記縁部から中心に向かって傾斜する円錐状の内面よりも傾斜の緩やかなガイド面としたことを特徴とするコンタクトピン。
一面に複数配列されたボール状の接続端子部を備えた電気部品を着脱自在に載置する載置部と、該載置部に載置された電気部品の接続端子部及び該電気部品に対向する回路基板の接点電極を電気的に接続させるコンタクトピンとを備えた電気部品用ソケットであって、
前記コンタクトピンは、略柱状の導電材料からなり、前記接続端子部との接触端面に、内面が縁部から中心に向かって傾斜する円錐状をなして前記接続端子部を受け入れて接続する凹部を形成し、該凹部の縁部に少なくとも一つの略横断面半円形の突起部を一体的に設け、前記凹部の縁部は少なくとも前記突起部の接触端面側を前記縁部から中心に向かって傾斜する円錐状の内面よりも傾斜の緩やかなガイド面としたことを特徴とする電気部品用ソケット。