JP4550564B2 - 電気部品用ソケット - Google Patents

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Description

この発明は、半導体装置等の電気部品(以下、「ICパッケージ」という。)を着脱自在に収容する電気部品用ソケット(以下、「ICソケット」という。)、特に、信号伝達を行うシグナルピンとアースを行うグランドピンを挿通されて配設された電気部品用ソケットに関するものである。
従来から「電気部品用ソケット」であるICソケットとしては、シグナルピンとグランドピンとを備えたものがあり、シグナルピンによって信号伝達が行われ、このシグナルピンの周りを離隔して取り囲むように設けられた、複数のグランドピンによってアースがされて、ノイズの発生が低減される、いわゆる同軸効果が生じるように構成されたものがある。(特許文献1参照)
このICソケットは、絶縁材料の基板に第1の複数の孔が形成され、この第1の複数の孔に、ICパッケージから回路基板の端子に信号伝達を行うシグナルピンが挿入されると共に固定される。この第1の複数の孔を囲み、かつこれらから離隔して、絶縁材料の基板の第1の面及び第2の面の双方を覆うように、金属メッシュあるいは導電性材料で構成されたグリッドパターンを形成し、さらに基板には、導電材料で被覆されて金属メッシュあるいはグリッドパターンと電気的に接続される第2の複数の孔が形成されており、この第2の複数の孔にグランドピンが挿入されている。
このようなICソケットによれば、ICパッケージから回路基板への改良されてインピーダンス整合された信号路が提供できるので、ノイズの発生が低減される。
特表平8−504997
しかしながら、かかる特許文献1に記載された発明では、ICソケットは、ソケット本体(ボディ)に挿通孔(スルーホール)が設けられ、その挿通孔(スルーホール)にシグナルピン(信号路部材)やグランドピン(接地ピン)を圧入する構成するようにしているため、圧入時にピン(信号路部材、接地ピン)が折れ曲がる虞があり、ソケット本体(ボディ)に対するピン(信号路部材、接地ピン)の着脱が容易ではなかった。
また、ICパッケージにおいて、信号伝達用の端子やアース用の端子の位置が異なるタイプのものについて性能試験をする場合に、それらICパッケージに応じて、シグナルピン(信号路部材)とグランドピン(接地ピン)の配置の違うICソケットを用意する必要があるため、コストが嵩み、又、ICソケットの共用化を図るため、シグナルピンとグランドピンとの位置を変更しようとすると、上記のような圧入構造では容易でない、という問題があった。
そこで、この発明は、シグナルピンとグランドピンの配置変更を容易に行えるICソケットを提供することを課題とする。
かかる課題を達成するために、請求項1に記載の発明は、ソケット本体にアースを行う複数のグランドピンと信号伝達を行う複数のシグナルピンとが挿通されて配設された電気部品用ソケットにおいて、前記ソケット本体は、前記各ピンが挿通される挿通孔が形成されて、絶縁材料からなる上プレート及び下プレートと、該上プレート及び下プレートの間に介在し、第1の面と第2の面とを有し、該第1の面と前記第2の面とを連通する挿通孔が設けられ、少なくとも前記第1の面と前記第2の面及び前記挿通孔内壁面が導電性材料からなる中間プレートと、前記挿通孔内壁面と離間するように前記中間プレートの前記挿通孔に挿通された、複数のピンと、該ピンと該挿通孔内壁面とを導通させるために、前記挿通孔内に、取り外し自在に配設される導通部材とを有し、前記グランドピンとして使用される前記ピンは前記導通部材によって前記挿通孔内壁面と導通され、且つ、前記シグナルピンとして使用される前記ピンは前記挿通孔に前記導通部材を配設しないことによって前記挿通孔内壁面と絶縁されることを特徴とする。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の構成に加え、前記導通部材は、導電性を有するコイルスプリングであることを特徴とする。
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の構成に加え、前記コイルスプリングは、上下方向中央部分の径が上下端部側の径より大きく形成されていることを特徴とする。
請求項4に記載の発明は、請求項1乃至3の何れか一つに記載の構成に加え、 前記中間プレートの前記グランドピンが挿通される挿通孔内には、該挿通孔内壁面と前記導通部材との間に介在して該両者に接触される導電性を有する筒部材が着脱自在に配設されていることを特徴とする。
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の構成に加え、前記筒部材は、筒状の端部に前記導通部材が接触する当接部が筒状の内側に折り曲げるように形成されたことを特徴とする。
請求項6に記載の発明は、請求項4又は5に記載の構成に加え、前記筒部材は、金メッキが施されていることを特徴とする。
請求項1に記載の発明では、中間プレートの挿通孔に、それぞれ、ピンが挿通される。このとき、各ピンは、挿通孔内壁面と離間しており、したがって、これらは絶縁している。そして、挿通されたピンをグランドピンとして使用する場合には、挿通孔に導通部材を配設することによって、該ピンと該挿通孔内壁面と導通させる。一方、挿通されたピンをシグナルピンとして使用する場合には、挿通孔に導通部材を配設しないこと(挿通孔から取り外すこと)で、該ピンと挿通孔内壁面とを絶縁させる。このようにして、請求項1に記載の発明では、各ピンをグランドピンとして使用する場合とシグナルピンとして使用する場合とを、導通部材の配設/取り外しによって、容易に変更することができる。
請求項2に記載の発明によれば、導通部材は、導電性を有するコイルスプリングであるから、グランドピンは、伸縮するときにコイルスプリングの外周が挿通孔内壁面に当接し易くなるので、導通部材による導通性が向上されてアースを確実に行えるようにすることができる。また、導通部材がコイルスプリングであるから、導通部材の構造が簡単であるので、シグナルピンとグランドピンの配置変更を更に容易に行うことができる。
請求項3に記載の発明によれば、コイルスプリングは、上下方向中央部分の径が上下端部側の径より大きく形成されているから、上下方向中央部分の径の部分が挿通孔内壁面に当接し易くなるので、導通が更に容易に行われるようにすることができる。
請求項4に記載の発明によれば、中間プレートのグランドピンが挿通される挿通孔内には、挿通孔内壁面とグランドピンに接触される導電性を有する筒部材が着脱自在に配設されたから、筒部材として導電性に優れているものを用いれば、挿通孔内壁面、筒部材及び導通部材による導電性が向上されるので、グランドピンによるアースを更に確実に行うことができる。
請求項5に記載の発明によれば、筒部材は、筒状の端部に導通部材が接触する当接部が筒状の内側に折り曲げるように形成されたから、導通部材は、外周部が挿通孔内壁面に横方向に当接するだけではなく、下端部が筒部材の当接部に押し付けられて下方向にも当接することができるので、筒部材と導通部材との導電性が向上され、グランドピンによるアースを更に確実に行うことができる。
請求項6に記載の発明によれば、筒部材は、金メッキが施されているから、導通部材との導通を向上させることができる。
以下、この発明の実施の形態について説明する。
[発明の実施の形態1]
図1乃至図4には、この発明の実施の形態1を示す。
まず構成を説明すると、図1中符号10は「電気部品用ソケット」としての表面実装式のICソケットで、このICソケット10は、「電気部品」としてのICパッケージ40の性能試験を行うために、このICパッケージ40の「端子」である半田ボール40bと、IC試験装置側の回路基板Pとの電気的接続を図るものである。
このICパッケージ40は、いわゆるBGA(Ball Grid Array)タイプのパッケージであり、長方形板状のパッケージ本体40aの下面部から下方に向けて多数の半田ボール40bが所定のピッチでマトリックス状に突出している(図3参照)。
一方、ICソケット10は、ソケット本体9に、信号伝達を行うシグナルピン11と、アースを行うグランドピン12とが複数挿通されて配設されている。
ソケット本体9は、図1及び図2で示すように、絶縁材料である樹脂で形成された上プレート13及び下プレート14を備え、これらの上プレート13及び下プレート14の間に介在する導電性材料であるアルミニウムで形成された中間プレート15を備えている。
また、上プレート13及び下プレート14の各々は、各ピン11,12が挿通される挿通孔13a,14aが形成されている。さらに、中間プレート15は、図3で示すように、上面である第1の面15cと下面である第2の面15dとを有し、第1の面15cと第2の面15dとを連通する挿通孔15aが設けられ、各ピン11,12が挿通孔内壁面15bと離間されて挿通される。そして、中間プレート15は、全体がアルミニウムで形成されて導電性を有することにより、第1の面15cと第2の面15d及び挿通孔内壁面15bが導通されるようになっている。
シグナルピン11及びグランドピン12は、図3で示すように同一構造で形成され、上部にICパッケージ40の半田ボール40bが接触する接触部11a,12aと、上プレート13の挿通孔13aに上下動自在に挿入されたスリーブ筒部11b,12bと、スリーブ筒部11b,12bの外周に形成されてピン11,12の上方向への移動を制限する環状のスリーブ突部11c,12cを備えている。
また、シグナルピン11及びグランドピン12は、スリーブ筒部11b,12bの下端部にプランジャ11d,12dが嵌合されており、接触部11a,12aが半田ボール40bに接触されてプランジャ11d,12dが基板Pに接触されたときに電気的に接続されるように構成されている。
そして、シグナルピン11とグランドピン12は、スリーブ筒部11b,12bの上部側部分が上プレート13の挿通孔13aに嵌合され、プランジャ11d,12dの下部側部分が下プレート14の挿通孔14aに嵌合され、上下方向に移動可能な程度にほとんど隙間なく挿通され、スリーブ筒部11b,12bの下部側部分とプランジャ11d,12dの上部側部分が中間プレート15の挿通孔15aに挿通孔内壁面15bと離間して挿通されている。
接触部11a,12aは、外周側で環状に形成される山部が、凹部を形成する中央部を囲むように構成されており、上方からICパッケージ40の半田ボール40bが載置された場合に、半田ボール40bが接触し易いように構成されている。
スリーブ筒部11b,12bは、上端部に接触部11a,12aを備え、上プレート13の挿通孔13aを挿通しており、ICパッケージ40の半田ボール40bが接触部11a,12a上に載置されると下方へ移動し、半田ボール40bが接触部11a,12aから除去されると上方へ移動するように構成されている。
また、プランジャ11d,12dは、その上部をスリーブ筒部11b,12bの下端部に嵌合され、スリーブ筒部11b,12bに内蔵された図示しないスプリングに接合されている。
プランジャ11d,12dの下端部が回路基板Pに接触された状態で、更に、接触部11a,12aが半田ボール40bと接触された状態では、プランジャ11d,12dがスリーブ筒部11b,12b内へと押し込まれるが、このとき、スリーブ筒部11b,12bに内蔵された図示しないスプリングの弾性的な伸縮力によって、接触部11a,12aと半田ボール40bとの間や、プランジャ11d,12dと回路基板Pとの間に、適度な接触圧力がかかることになる。
なお、プランジャ11d,12dの下端部が回路基板Pに接触していない状態、又は、接触部11a,12aが半田ボール40bと接触していない状態では、スリーブ筒部11b,12bに内蔵された図示しないスプリングが伸びるので、各ピン11,12は、伸びた状態となっている。
そのため、シグナルピン11及びグランドピン12は、両端部をICパッケージ40及び基板Pによって挟まれた状態で、所定の弾力性を示す構成となっている。
スリーブ突部11c,12cは、スリーブ筒部11b,12bの長さ方向の略中央部にて外周に形成された環状の突部であり、シグナルピン11及びグランドピン12が上方向に移動するのを制限する機能を有している。
グランドピン12は、更に、図3で示すように、その長さ方向におけるスリーブ突部12cとプランジャ12dとの間で、スリーブ筒部12b及びプランジャ12dの周囲と挿通孔内壁面15bとの間の空間に、挿通孔内壁面15bと導通される導通部材としてのコイルスプリング16が配設される。
また、コイルスプリング16は、図3で示すように、上下方向中央部分の径が上下端部側の径より大きく形成されている。コイルスプリング16は、径が大きい外周部分が挿通孔内壁面15bと導通されて、中間プレート15を通して基板P上でアースされることとなる。このことから、グランドピン12は、その周囲にコイルスプリング16が配設されて初めてアース機能を発揮するといえる。
なお、コイルスプリング16の上端部は、スリーブ筒部12bと略同じ径であり、スリーブ筒部12cより小さい径であるから、コイルスプリング16は、スリーブ突部12cが下降するのを制限する機能もあるといえる。
次に、この発明の実施の形態1におけるICソケット10の使用方法を述べる。
予め、ICソケット10を回路基板Pに取付けた状態で、シグナルピン11及びグランドピン12のプランジャ11d,12dの下端部がその回路基板Pに当接して上昇する。
この状態からICパッケージ40と回路基板Pとを電気的に接続するには、以下のように行う。
ICパッケージ40を自動機等により搬送し、ICソケット10の上の所定位置に収容する。
その後、ICパッケージ40を下方向に押圧すると、各半田ボール40bが各シグナルピン11及び各グランドピン12の接触部11a,12aに当接されて、スリーブ筒部11b,12bが下降され、各半田ボール40bと接触部11a,12aとの電気的接触が確保されることとなる。このスリーブ筒部11b,12bの下降により、図示しないスプリングの付勢力が一層強くなり、半田ボール40bと各ピン11a,12aとの接触圧力及びプランジャ11d,12dと回路基板Pとの接触圧力がより適度なものとなる。
従って、スリーブ筒部11b,12bとプランジャ11d,12dとが相対移動して摺動することにより、互いに擦れ合うことで、この両者間でも導通させることができるため、この経路を、スリーブ筒部11b,12bと、スリーブ筒部11b,12bに内蔵される図示しないスプリングと、プランジャ11d,12dとの間で導通する経路に加えることで、高周波性能を向上させることができる。
そして、シグナルピン11側では、ICパッケージ40の信号伝達用の半田ボール40bが回路基板Pの信号伝達用の電極部にシグナルピン11を介して電気的に接続される。また、グランドピン12側では、ICパッケージ40のアース用の複数の半田ボール40bが回路基板Pのアース用の電極部にグランドピン12、コイルスプリング16及び中間プレート15を介して電気的に接続された状態となる。
このようにしてICソケット10を介してICパッケージ40と回路基板Pとが電気的に接続されることでICパッケージ40の性能試験等が行われることとなる。この時には、シグナルピン11とグランドピン12とを設けることにより同軸効果が得られて、ノイズの発生が低減されることとなる。
次に、ICソケット10におけるシグナルピン11とグランドピン12との配置変更の方法について説明する。
まず、ICソケット10の下プレート14を取外し、中間プレート15を露出させる。そして、挿通孔15aに挿通されているシグナルピン11及びグランドピン12は、ICパッケージ40の信号伝達が必要となる位置やアースが必要となる位置に対応させてコイルスプリング16を取外し、又は、取付けを行う。
グランドピン12が挿通されている挿通孔15aを信号伝達ができるように変更するには、コイルスプリング16が、取外され、取外されたコイルスプリング16は、ICパッケージ40のアースが必要となる位置に対応した箇所の挿通孔15aに移動されて配設される。なお、ICパッケージ40におけるアースの必要箇所が元のICソケット10よりも多いものを必要とする場合にはコイルスプリング16を適宜補充して配設され、少ないものを必要とする場合には除外される。
最後に、下プレート14が、挿通孔14aにシグナルピン11及びグランドピン12を挿通させながら中間プレート15上に被せられる。
そして、グランドピン12では、接触部11aに半田ボール40bが接触されると、コイルスプリング16と挿通孔内壁面15bとが擦れることによって導通されることとなり、これによってシグナルピン11とグランドピン12とによる同軸構造が再度完成されることになる。
このように使用することによって、ICソケット10は、ソケット本体9が、上プレート13、下プレート14及び中間プレート15を備え、三分割されると共に、グランドピン12の周囲に配設されて挿通孔内壁面15bと導通されるコイルスプリング16が設けられているため、それらプレート13,14,15を分離すると共に、グランドピン12の周囲に配置されたコイルスプリング16をシグナルピン11の周囲に入れ替えることにより、当初グランドピン12であったものをシグナルピン11に、又、当初シグナルピン11であったものをグランドピン12に容易に変更することができる。
また、グランドピン12は、伸縮するときにコイルスプリング16の外周が挿通孔内壁面15bに当接し易くなるので、コイルスプリング16による導通性が向上されてアースを確実に行えるようにすることができる。また、コイルスプリング16の構造が簡単なものであるので、シグナルピン11とグランドピン12の配置変更を更に容易に行うことができる。
コイルスプリング16は、上下方向中央部分の径が上下端部側の径より大きく形成されているから、上下方向中央部分の径の部分が挿通孔内壁面15bに当接し易くなるので、導通が更に容易に行われるようにすることができる。
なお、この発明の実施の形態1においては、中間プレート15は、全体がアルミニウムで形成されて導電性を有するように構成されていたが、上記実施の形態に限らず、第1の面15cと第2の面15d及び挿通孔内壁面15bが導通されるようにすることができるのであれば、少なくとも第1の面15cと第2の面15d及び挿通孔内壁面15bが導電性材料で形成されるようにしても良い。
[実施の形態2]
図5及び図6には、この発明の実施の形態2を示す。
この発明の実施の形態2では、この発明の実施の形態1に対して筒部材17が設けられているという点で異なっている。なお、この発明の実施の形態1と同じ構成については同一符号を付して以下説明する。
まず構成を説明すると、ICソケット20は、中間プレート15のグランドピン12が挿通される挿通孔15a内に、挿通孔内壁面15bと導通部材であるコイルスプリング16との間に介在して、挿通孔内壁面15b及びコイルスプリング16に接触される導電性を有する筒部材17が着脱自在に配設されている。この筒部材17は、金メッキが施されており、コイルスプリング16の外周が筒部材内壁17bに接触することにより導電性を有するように構成されている。
このICソケット20におけるシグナルピン11とグランドピン12の配置変更は、この発明の実施の形態1で述べたコイルスプリング16の着脱の際に、併せて筒部材17も着脱することにより、シグナルピン11をグランドピン12に変更し、又は、グランドピン12をシグナルピン11に変更することにより行う。
すなわち、ソケット本体9におけるグランドピン12によるアース位置を変更したい場合には、グランドピン12のコイルスプリング16及び筒部材17を排除してシグナルピン11としたり、シグナルピン11にコイルスプリング16及び筒部材17を配設してグランドピン12としたりする。
このようなICソケット20によれば、中間プレート15のグランドピン12が挿通される挿通孔15a内には、挿通孔内壁面15bとグランドピン12に接触される導電性を有する筒部材17が着脱自在に配設されており、この金メッキが施された筒部材17は導電性に優れているため、グランドピン12によるアースを更に確実に行うことができる。
[実施の形態3]
図7及び図8には、この発明の実施の形態3を示す。
この発明の実施の形態3では、この発明の実施の形態2に対して、筒部材18の形状が、筒部材17の底面側が折り曲げられて当接部18aを形成されている点で異なっている。なお、この発明の実施の形態2と同じ構成については同一符号を付して以下説明する。
ICソケット30は、筒部材18が、筒部の端部にコイルスプリング16が接触する当接部18aが筒状の内側に折り曲げられるように形成されている。
このICソケット30におけるシグナルピン11とグランドピン12との配置変更は、この発明の実施の形態2で述べたコイルスプリング16の着脱の際に、筒部材17の代わりに筒部材18を着脱することにより、シグナルピン11とグランドピン12に変更し、又は、グランドピン12をシグナルピン11に変更することにより行う。
このようなICソケット30によれば、筒部材18は、筒状の端部にコイルスプリング16が接触する当接部18aが筒状の内側に折り曲げるように形成されたから、コイルスプリング16は、外周部が筒部材内壁18bに横方向に当接して更に筒部材18の外壁が挿通孔内壁面15bに横方向で接触するだけではなく、下端部が筒部材18の当接部18aに押し付けられて下方向にも当接することができるので、グランドピン12によるアースを更に確実に行うことができる。
この発明の実施の形態1に係るICソケットの平面図である。 同実施の形態1に係る図1のA−A線に沿う断面図である。 同実施の形態1に係るICソケットの拡大断面図である。 同実施の形態1に係るICソケットのグランドピン周囲に配設されるコイルスプリングの構成図である。 この発明の実施の形態2に係るICソケットの拡大断面図である。 同実施の形態2に係るICソケットのグランドピン周囲に配設されるコイルスプリング及び筒部材の構成図である。 この発明の実施の形態3に係るICソケットの拡大断面図である。 同実施の形態3に係るICソケットのグランドピン周囲に配設されるコイルスプリング及び筒部材の構成図である。
符号の説明
10,20,30 ICソケット
11 シグナルピン
12 グランドピン
13 上プレート
14 下プレート
15 中間プレート
15a 挿通孔
15b 挿通構内壁面
15c 第1の面
15d 第2の面
16 コイルスプリング
17,18 筒部材

Claims (6)

  1. ソケット本体にアースを行う複数のグランドピンと信号伝達を行う複数のシグナルピンとが挿通されて配設された電気部品用ソケットにおいて、
    前記ソケット本体は、前記各ピンが挿通される挿通孔が形成されて、絶縁材料からなる上プレート及び下プレートと、
    該上プレート及び下プレートの間に介在し、第1の面と第2の面とを有し、該第1の面と前記第2の面とを連通する挿通孔が設けられ、少なくとも前記第1の面と前記第2の面及び前記挿通孔内壁面が導電性材料からなる中間プレートと、
    前記挿通孔内壁面と離間するように前記中間プレートの前記挿通孔に挿通された、複数のピンと、
    該ピンと該挿通孔内壁面とを導通させるために、前記挿通孔内に、取り外し自在に配設される導通部材とを有し、
    前記グランドピンとして使用される前記ピンは前記導通部材によって前記挿通孔内壁面と導通され、且つ、前記シグナルピンとして使用される前記ピンは前記挿通孔に前記導通部材を配設しないことによって前記挿通孔内壁面と絶縁される、
    ことを特徴とする電気部品用ソケット。
  2. 前記導通部材は、導電性を有するコイルスプリングであ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。
  3. 前記コイルスプリングは、上下方向中央部分の径が上下端部側の径より大きく形成されていることを特徴とする請求項2に記載の電気部品用ソケット。
  4. 前記中間プレートの前記グランドピンが挿通される挿通孔内には、該挿通孔内壁面と前記導通部材との間に介在して該両者に接触される導電性を有する筒部材が着脱自在に配設されていることを特徴とする請求項1乃至3の何れか一つに記載の電気部品用ソケット。
  5. 前記筒部材は、筒状の端部に前記導通部材が接触する当接部が筒状の内側に折り曲げるように形成されたことを特徴とする請求項4に記載の電気部品用ソケット。
  6. 前記筒部材は、金メッキが施されていることを特徴とする請求項4又は5に記載の電気部品用ソケット。
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