JP4514553B2 - Icソケットおよびicソケット組立体 - Google Patents

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Description

本発明は、LGA(ランドグリッドアレイ)の変形型のICパッケージを搭載して、印刷回路基板に取付けられるICソケットおよびICソケット組立体に関するものである。
パーソナルコンピュータ等の電子機器に使用されるこの種のICソケットの一例として、横向きの略U字形をした2種類のコンタクトピンが、それぞれの基部を介してブロック体(ハウジング)に取り付けられるICソケットが知られている(特許文献1)。これらのコンタクトピンは、U字形の一方をハウジングに載置し、他方をICパッケージに接触する接触アームとしている。2種類のコンタクトピンは、U字形状の大きさが異なるため、接触アーム部は互いに重ねた状態に配置されている。
また、他の従来例として、水平方向に略直線的に延びたコンタクトピンが、コンタクトピンの脚部を介してソケット本体に互い違いに配置されたICソケットが知られている(特許文献2)。ICパッケージの電極とコンタクトピンとの接点は、コンタクトピンの水平方向に延びた部分の一端に上向きに形成されている。
特許文献1に開示された従来技術にあっては、水平方向に延びた接触アームを有するコンタクトピンを、マトリックス状に高密度にハウジングに配置することが困難である。また、特許文献2に開示された従来技術においても、コンタクトピンが水平方向に延びているため、同様にマトリックス状に高密度に配置することが困難である。
また、上記各従来技術において、ICパッケージの電極と接触するコンタクトの接点(接触部)は、いずれも上方に突出しているので、ICパッケージをICソケットに装着し、或いは取り外す際に、コンタクトの露出した接触部に指等の外部物体が接触するおそれがある。ICパッケージの取付け、取り外しは手で行うので、このようなミスの可能性が大きくなる。指等が接触した場合、コンタクトの接触部に外力が付加され、接触部が塑性変形してICパッケージを搭載したときのICパッケージとの電気的接触が不良となるおそれがある。
このため、このような指等の引っ掛かりを少なくするためコンタクト先端にある程度大きな湾曲を必要としていた。図10は、このような従来のコンタクトの接触部の形状の一例を示す断面図であり、この接触部の形状について簡単に説明する。絶縁ハウジング152のキャビティ154内には、コンタクト156が取り付けられている。コンタクト156の接触アーム部158は、絶縁ハウジング152の上面160から上方に突出している。そして、接触アーム部158の先端に位置する接触部162は、ICパッケージ(図示せず)の電極と接触するように上方に向く湾曲面163を有する。接触部162の先端部162aは、絶縁ハウジング152側に大きく湾曲して、外部物体が接触部に引っかかって接触アーム部158を変形させないように構成されている。
特開平8−241776号公報(図1、図16、図19) 特開昭7−282931号公報(図5、図8)
図10に示された従来例にあっては、接触部162の先端部162aが下向きに湾曲して大きく折り返されている。そのため、接触アーム部158と、その延出方向における隣接するコンタクト156の接触アーム部158との上下方向の間隔を十分確保することが困難であった。従って、接触アーム部158がICパッケージの電極と接触して撓むと、接触部162の先端部162aが、隣接するコンタクト156の接触アーム部158と接触して短絡するおそれがあった。そのためコンタクト同士がオーバーラップする配置を取ることが困難であり、接触アーム部158が撓んでも互いに干渉しないように、水平面内で位置ずれさせることが行われていた。そのため、水平方向のコンタクトの配列ピッチが大きくなり、コンタクトの高密度配置が困難であった。
また、コンタクトがハウジングから突出している場合は、指がコンタクトに触れることにより、電気コンタクトが汚損し電気的信頼性が低下するおそれもある。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、電気コンタクトを高密度に配置することができるとともに、ICパッケージと接触する電気コンタクトの接触アーム部が外部物体の接触により塑性変形するおそれのない電気的接続の信頼性の高いICソケットを提供することを目的とするものである。
本発明のICソケットは、ICパッケージ受容凹部にマトリックス状に配置されたキャビティを有する絶縁ハウジングと、ICパッケージ受容凹部に載置されたICパッケージの電極と接触する、各キャビティに固定された電気コンタクトとを備え、電気コンタクトが、キャビティ内に固定される基部と、基部の上側に、下方に撓んで電極と接触する接触アーム部とを有するICソケットにおいて、電気コンタクトの接触アーム部は、基部から斜め上方に延出しているとともに、キャビティに固定された電気コンタクトの接触アーム部の接触部が、接触アーム部の延出方向に隣接するキャビティに固定された電気コンタクトの接触アーム部に重なるように配置され、絶縁ハウジング、延出方向と直交する方向に隣接するキャビティ間に第1の隔壁と、前記延出方向に沿って隣接する前記キャビティ間に第2の隔壁とを備え、第1の障壁は、接触アーム部の最上端部の高さ以上の高さを有し、第2の隔壁は、前記第1の隔壁よりも低い高さを有していることを特徴とするものである。
本発明の一実施態様において、接触アーム部が、ICパッケージの電極と接触する最上端部を有する略直線状であり、最上端部に前記電極と接触する湾曲面が形成されていてもよい。
また、本発明のICソケット組立体は、ICパッケージ受容凹部にマトリックス状に配置されたキャビティを有する絶縁ハウジングおよび各キャビティに固定された、接触アーム部を有する電気コンタクトを備えたICソケットと、接触アーム部に接触する電極を有する、ICパッケージ受容凹部に載置されるICパッケージとを備えたICソケット組立体において、電気コンタクトの接触アーム部は、基部から斜め上方に延出しているとともに、キャビティに固定された電気コンタクトの接触アーム部の接触部が、接触アーム部の延出方向に隣接するキャビティに固定された電気コンタクトの接触アーム部に重なるように配置され、絶縁ハウジング、延出方向と直交する方向に隣接するキャビティ間に第1の隔壁と、前記延出方向に沿って隣接する前記キャビティ間に第2の隔壁とを備え、第1の障壁は、接触アーム部の最上端部の高さ以上の高さを有し、第2の隔壁は、前記第1の隔壁よりも低い高さを有し、ICパッケージが、ICパッケージ受容凹部に固定されると、ICパッケージの電極が、隔壁間に進入して接触アーム部を下方に撓めるようICパッケージの底面から突出していることを特徴とするものである。
このICパッケージの電極は、接触アーム部と接触する平坦面を有することが好ましい。
本発明のICソケットは、電気コンタクトの接触アーム部が、基部から斜め上方に延出しているとともにキャビティに固定された電気コンタクトの接触アーム部の接触部が、接触アーム部の延出方向に隣接するキャビティに固定された電気コンタクトの接触アーム部に重なるように配置され、絶縁ハウジングの、延出方向と直交する方向に隣接するキャビティ間に、接触アーム部の最上端部の高さ以上の高さを有する隔壁を備えているので、次の効果を奏する。
即ち、コンタクトは接触アーム部の延出方向に沿って狭幅に配置されるので、延出方向と直交する方向のコンタクトの配置を狭ピッチにして、コンタクトを高密度に配置することができる。さらに、ICパッケージと接触するコンタクトの接触アーム部が隔壁により保護され、外部物体の接触により塑性変形するおそれがなく、電気的接続の信頼性が高いICソケットとすることができる。また、指等が接触してコンタクトが汚損されるおそれもない。
また、接触アーム部が、ICパッケージの電極と接触する最上端部を有する略直線状であり、最上端部に前記電極と接触する湾曲面が形成されている場合は、接触アーム部の形状を簡単にできるので、コンタクトの製造が容易となる。
また、本発明のICソケット組立体は、電気コンタクトの接触アーム部は、基部から斜め上方に延出しているとともに、キャビティに固定された電気コンタクトの接触アーム部の接触部が、接触アーム部の延出方向に隣接するキャビティに固定された電気コンタクトの接触アーム部に重なるように配置され、絶縁ハウジングの、延出方向と直交する方向に隣接するキャビティ間に、接触アーム部の最上端部の高さ以上の高さを有する隔壁を有し、ICパッケージが、ICパッケージ受容凹部に固定されると、ICパッケージの電極が、隔壁間に進入して接触アーム部を下方に撓めるようにICパッケージの底面から突出しているので、次の効果を奏する。
即ち、コンタクトを接触アーム部の延出方向に沿って狭幅に配置することができるので、コンタクトを高密度に配置することができるとともに、ICパッケージと接触するコンタクトの接触アーム部が隔壁により保護され、外部物体の接触により塑性変形するおそれがない。さらに、ICパッケージの電極が、隔壁間に進入して接触アーム部を撓めて十分な接圧が得られるので、電気的接続の信頼性を確保することができる。
また、ICパッケージの電極が、接触アーム部と接触する平坦面を有する場合は、電極が接触アーム部を確実に下方に撓めて電気的接続を得ることができる。
以下、本発明の好ましい実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。図1は、本発明のICソケットの断面図である。以下、図1を参照して説明する。ICソケット1は、印刷回路基板(以下、単に基板という)20に取付けられる絶縁ハウジング(以下、単にハウジングという)2、このハウジング2の底面74側に配置された金属製の補強プレート4およびこの補強プレート4に回動可能に軸支された金属製のカバー部材6を有する。
ハウジング2には、ICパッケージ受容凹部14が形成されており、このICパッケージ受容凹部14に多数の電気コンタクト(以下、単にコンタクトという)8が植設されている。そして、ハウジング2の上部を覆うカバー部材6は、カバー部材6の軸受け10に補強プレート4の回動軸12が軸支されて回動可能となっている。後述するICパッケージ100(図8)をハウジング2に固定するには、ICパッケージ受容凹部14とカバー部材6との間にICパッケージ100を載置して、レバー18によりカバー部材6を介してICパッケージ100を下方に付勢する。そして、カバー部材6の先端の係止片16がレバー18により係止されて、ICパッケージ100がコンタクト8を下方に押圧した状態で、ハウジング2に固定される。なお、図1では、ICパッケージ100は省略されている。
次に、このICソケット1に使用されるハウジング2について、図2および図3を参照して説明する。図2は、ハウジング2を拡大して示し、図2(a)は平面図、図2(b)は正面図を夫々示す。また、図3は図2のハウジング2の左側面図を示す。ハウジング2は絶縁性の合成樹脂から成型され、矩形状を呈している。前述のICパッケージ受容凹部14は、矩形形状であり、外周壁24(24a、24b、24c、24d)によって囲まれて形成されている。ICパッケージ受容凹部14の底面26には、コンタクト8を受容する多数のキャビティ30がマトリックス状に形成されている。なお、図2(a)では、キャビティ30およびこのキャビティ30内に取り付けられたコンタクト8は、一部のみを示し、他は省略している。コンタクト8の取付け状態については後述する。
次に、図4を参照して、コンタクト8について説明する。図4は、本発明のICソケット1に使用されるコンタクト8を示し、図4(a)は左側面図、図4(b)は正面図、図4(c)は平面図を夫々示す。コンタクト8は、上下方向に長い基部40と、この基部40の側縁42から一体に基部40上に折り返されて上方に延出する接触アーム部44と、基部40の下方に延出して段部46を経て基部40に対して直角に接触アーム部44と同じ側に折り曲げられた接続部48とを有する。なお、ここで上下とは、便宜上、接続部48側を下、接触アーム部44側を上という。
さらに、詳細に説明すると、基部40の側縁42、50には、上下方向に離隔してバーブ(突起)52(52a、52b、52C、52d)が形成されている。キャビティ30へのコンタクト8の圧入時に、これらのバーブ52はキャビティ30の内壁と係合して、コンタクト8はキャビティ30内に係止される。接触アーム部44は、基部40から折り返された折返部58と、折返部58から上方に延出する延長部60、延長部60から離隔しつつ斜め上方に延びるアーム片62、このアーム片62から更に上方に傾斜しながら伸びる接触部64から構成されている。
アーム片62は、上方に延出するに従って漸次狭幅となり、接触部64は、アーム片62の先端の狭幅が維持された状態で自由端部となる先端64aまで延出している。接触部64には、先端64aに至る直前で、先端64aが僅かに下向きになるように湾曲した湾曲部65が形成されている。この湾曲部65の最も上方に位置する部分が接触アーム部44の最上端部65aとなる。この最上端部65aは、後述するICパッケージ100の電極108との電気的接点となる。
基部40の側縁42側には、互いに上下方向に離隔した切欠54、56が形成されて接触アーム部44の折返部58に弾性を付与している。他方、前述の接続部48は、略円形状であり、この円形部分の下面に、基板20(図1)と接続されるはんだボール66(図5(b))が形成されるが、図4では、このはんだボール66は省略されている。
次に、このコンタクト8をハウジング2に取付けた状態について、図5および図6を参照して詳細に説明する。図5は、ハウジング2にコンタクト8を圧入した状態を示し、図5(a)はハウジング2の部分拡大平面図、図5(b)はコンタクト8の配列状態を示す、図5(a)の5b−5b線に沿うハウジング2の部分拡大断面図、図6は図5(a)における矢視VI方向から見た部分拡大断面図である。
図2(a)に関連して説明したように、ハウジング2のICパッケージ受容凹部14の底面26には、ハウジング2を上下に貫通する多数のキャビティ30が形成されている。そして、これらのキャビティ30は、互いに直交する隔壁70、72によってマトリックス状に画成されている。そして隔壁70によりICパッケージ受容凹部14が画成される。この隔壁70の頂部70aがICパッケージ受容凹部14の底面26と略同じ高さとなる。頂部70aは、成型時にバリが生じることがあるので、実際は底面26より僅かに低く設定されている。他方、隔壁70と直交する隔壁72の頂部72aは、隔壁70の頂部70aより低く形成されている。
コンタクト8がキャビティ30に圧入されると、基部40が前述の如くキャビティ30内の壁と係合して、コンタクト8がキャビティ30内に係止される。この時、コンタクト8の接続部48に形成されたはんだボール66は、ハウジング2の底面74から僅かに突出する。そして接触アーム部44の接触部64は、ハウジング2のICパッケージ受容凹部14の底面26より上方に突出しないように配置されている。換言すると、前述の隔壁70、72のうち隔壁70の頂部70aは、接触アーム部44の最上端部65aの高さ以上の高さになるように設定されている。これによって、指等の外部物体77が、隔壁70からキャビティ30内に進入することが阻止されるので、ICソケット1の取り扱い中に誤って接触アーム部44に接触して接触アーム部44を変形させるおそれはない。
図5には、接触アーム部44が、一方向に隣接するキャビティ30、即ち接触アーム部44が延出している方向のキャビティ30に重なる(オーバーラップする)ように一線上に整列して延びているのが明瞭に示されている。これにより、接触アーム部44の延出している一方向に狭幅のキャビティ空間があればよく、一方向と直交する方向に空間(幅)を必要としないので、コンタクト8の高密度、例えば、現在775ピンを配置するハウジングと同じサイズのハウジングで1000ピン以上の配置が可能となる。また、接触アーム部44は、平面的には一方向に隣接するコンタクト8の接触アーム部44と互いに重なり合うように配置されるが、隔壁70の高さが高く、コンタクト先端の高さを従来より小さくしているので、接触アーム部44の接触部64同士は、図5(b)に示すように高さ方向に十分な間隙Sを有する。従って、ICパッケージ100との接続時でも接触アーム部44同士が接触して短絡することはない。
次に、図8を参照して、ICソケット組立体に使用されるICパッケージ100について説明する。図8はICパッケージ100を示し、図8(a)は側面図、図8(b)は平面図、図8(c)は底面図をそれぞれ示す。ICパッケージ100は、矩形平板上の基板102、ICチップ(図示せず)を収容した金属製のカバー部104および基板102の底面106に突設された多数の電極108を有する。電極108は、基板102の底面106の全体に亘って、コンタクト8に対応してマトリックス状に形成されているが、図8(c)では、一部のみを示し、他は省略されている。
このICパッケージ100は、一般的なLGA(ランドグリッドアレイ)型のICパッケージの変形型ともいえるものである。図8では、電極108は円柱状に突設されているが、これに限定されるものではなく、例えば、直方体状に突設されていてもよい。電極108の先端には、コンタクト8の接触アーム部44と接触する平坦面108aが形成されている。なお、基板102には、誤組付防止用の1対の切欠110が形成されている。
次に、図7を参照してICパッケージ100を搭載したときのコンタクト8の形状について説明する。図7は、ICパッケージ100を搭載したときのコンタクト8の形状を示し、図7(a)は図5(a)に対応したハウジング2の部分拡大平面図であり、図7(b)はコンタクト8の配列状態を示すハウジング2の部分拡大断面図である。なお、図中ICパッケージ100および電極108は、仮想線で示してある。
ICパッケージ100を搭載すると、ICパッケージ100の電極108は、ICパッケージ受容凹部14の底面26からキャビティ30内に進入する。他方、接触アーム部44は、ICパッケージ100の電極108の平坦面108aに押圧されて下方に撓む。このとき、接触アーム部44は、高さの低い隔壁72と干渉することなく一方向に隣接するコンタクト8の上方にオーバーラップして撓むことができる。このとき、接触アーム部44同士の間には間隙G(G1、G2)があるので、互いに接触することはない。
このように、ICパッケージ100の電極108が突出していることにより、隔壁70を高くすることができ、接触アーム部44を隔壁70よりも上方に突出させることなく、キャビティ30内に収容することが可能になる。これにより、接触アーム部44のビーム長を長くすることができるとともに、十分な変位量を確保することができる。
以上、説明したように、本発明のICソケット1は、一方向と直交する他方向に隣接するキャビティ30間に、接触アーム部44の最上端部65aの高さ以上の高さを有する隔壁70を備えているので、ICパッケージ100を装着し、或いは取り外す場合、指等の外部物体77が接触アーム部44を押圧したとしても、外部物体77は隔壁70により下方への移動を規制されるので、接触アーム部44に外部物体77が衝接し、或いは引っかかって接触アーム部44が塑性変形することが防止される。
このように、接触アーム部44には、基本的に外部物体77が接触しないようになっているので、接触アーム部44の形状を、上記実施形態の形状よりもさらに簡単にすることができる。例えば、このような接触アーム部の形状として、図5(b)に示す接触部64の先端形状ほど下方に湾曲させず、僅かに湾曲させるだけでもよい。
また、図9に示すような形状も考えられる。図9は接触アーム部の変形例を示す部分拡大図である。部分的に示す接触アーム部44´の接触部64´はその先端64a´まで直線的に斜め上方に伸びている。先端64a´の最上端部65a´として、湾曲面67が形成されているだけである。この湾曲面67は、隔壁70の頂部70aより上方に突出しないように逃げとなっている。このように接触アーム部44´の先端形状が直線形状の場合、コンタクト8´の製造が容易となる。
本発明のICソケットの断面図 図1のICソケットに使用される絶縁ハウジングを拡大して示し、(a)は平面図、(b)は正面図を夫々示す。 図2の絶縁ハウジングの左側面図 図1のICソケットに使用される電気コンタクトを示し、(a)は左側面図、(b)は正面図、(c)は平面図を夫々示す。 絶縁ハウジングに電気コンタクトを圧入した状態を示し、(a)は絶縁ハウジングの部分拡大平面図、(b)は電気コンタクトの配列状態を示す、図5(a)の5b−5b線に沿う絶縁ハウジングの部分拡大断面図 図5(a)における矢視VI方向から見た絶縁ハウジングの部分拡大断面図 ICパッケージを搭載したときの電気コンタクトの形状を示し、(a)は図5(a)に対応した絶縁ハウジングの部分拡大平面図であり、(b)は電気コンタクトの配列状態を示す絶縁ハウジングの部分拡大断面図である。 本発明のICソケット組立体に使用されるICパッケージを示し、(a)は側面図、(b)は平面図、(c)は底面図をそれぞれ示す。 電気コンタクトの接触アーム部の変形例を示す部分拡大図 従来のコンタクトの接触部の形状の一例を示す断面図
符号の説明
1 ICソケット
2 絶縁ハウジング
8、8´ 電気コンタクト
14 ICパッケージ受容凹部
20 印刷回路基板
26 底面
30 キャビティ
40 基部
44、44´ 接触アーム部
64、64´ 接触部
65a、65a´ 最上端部
67 湾曲面
70、72 隔壁
70a 頂部
100 ICパッケージ
108 電極
108a 平坦面

Claims (4)

  1. ICパッケージ受容凹部にマトリックス状に配置されたキャビティを有する絶縁ハウジングと、前記ICパッケージ受容凹部に載置されたICパッケージの電極と接触する、各前記キャビティに固定された電気コンタクトとを備え、該電気コンタクトが、前記キャビティ内に固定される基部と、該基部の上側に、下方に撓んで前記電極と接触する接触アーム部とを有するICソケットにおいて、
    前記電気コンタクトの前記接触アーム部は、前記基部から斜め上方に延出しているとともに、前記キャビティに固定された前記電気コンタクトの前記接触アーム部の接触部が、該接触アーム部の延出方向に隣接する前記キャビティに固定された前記電気コンタクトの前記接触アーム部に重なるように配置され、
    前記絶縁ハウジング、前記延出方向と直交する方向に隣接する前記キャビティ間に第1の隔壁と、前記延出方向に沿って隣接する前記キャビティ間に第2の隔壁とを備え、
    前記第1の隔壁は、前記接触アーム部の最上端部の高さ以上の高さを有し、前記第2の隔壁は、前記第1の隔壁よりも低い高さを有していることを特徴とするICソケット。
  2. 前記接触部が、前記ICパッケージの前記電極と接触する最上端部を有する略直線状であり、該最上端部に前記電極と接触する湾曲面が形成されていることを特徴とする請求項1記載のICソケット。
  3. ICパッケージ受容凹部にマトリックス状に配置されたキャビティを有する絶縁ハウジングおよび各前記キャビティに固定された、接触アーム部を有する電気コンタクトを備えたICソケットと、前記接触アーム部に接触する電極を有する、前記ICパッケージ受容凹部に載置されるICパッケージとを備えたICソケット組立体において、
    前記電気コンタクトの前記接触アーム部は、前記基部から斜め上方に延出しているとともに、前記キャビティに固定された前記電気コンタクトの前記接触アーム部の接触部が、該接触アーム部の延出方向に隣接する前記キャビティに固定された前記電気コンタクトの前記接触アーム部に重なるように配置され、
    前記絶縁ハウジング、前記延出方向と直交する方向に隣接する前記キャビティ間に第1の隔壁と、前記延出方向に沿って隣接する前記キャビティ間に第2の隔壁とを備え、
    前記第1の隔壁は、前記接触アーム部の最上端部の高さ以上の高さを有し、前記第2の隔壁は、前記第1の隔壁よりも低い高さを有し、
    前記ICパッケージが、前記ICパッケージ受容凹部に固定されると、前記ICパッケージの電極が、前記隔壁間に進入して前記接触アーム部を下方に撓めるように前記ICパッケージの底面から突出していることを特徴とするICソケット組立体。
  4. 前記ICパッケージの前記電極が、前記接触アーム部と接触する平坦面を有することを特徴とする請求項3記載のICソケット組立体。
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