JP4559797B2 - コンタクトピン及びそれを用いるｉｃソケット - Google Patents

Description

本発明は、コンタクトピン及びそれを用いる狭ピッチＩＣパッケージ用ＩＣソケットに関し、より詳細には、コンタクトピンを構成するプランジャとコイルバネとの電気的接触性を向上させるようにしたコンタクトピン及びそれを用いるＩＣソケットに関する。

電子機器に搭載されるＩＣパッケージが高性能化し、小型化するに従い、ＩＣパッケージの外部接点が多数化し、高密度化されてきている。

ところで、これらのＩＣパッケージの欠陥等を見出すために、例えば、バーンイン試験のようなスクリーニングに供する。このとき、ＩＣパッケージをテストボードに装着するために、ＩＣソケットが使用される。

したがって、ＩＣパッケージの上記技術動向に伴い、ＩＣパッケージとテストボードを電気的に接続する、ＩＣソケットのコンタクトピンも高密度化、すなわち、狭ピッチ化、を要求される。

このようなＩＣパッケージの外部接点の高密度化に対応すべく、且つ製造が容易で、したがって製造コストも安価である改良されたコンタクトピンを有するＩＣソケットが、例えば、特許文献１、２に示されるように、既にいくつか提案されている。図５、図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を用いて、特許文献１に開示されているＩＣソケットの概要を説明する。

図５は、ＩＣソケットの側部断面概略図であり、図６は、図５の要部断面図であり、（ａ）は、ＩＣパッケージが装着されていない状態、（ｂ）は、ＩＣパッケージが装着されている状態、（ｃ）は、（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。

図５に示されるように、ＩＣソケット５００は、概略、ソケット本体５２０及びカバー部材５３０を含む、テストボード５７０の所定位置に配設される。

ソケット本体５２０は、上方からＩＣパッケージ５１０を案内し、搭載できるように、開口部５２１が形成されており、ＩＣパッケージ５１０の外部接点５１１に対応して配列されている孔５５１、５５２内に複数のコンタクトピン５４０を支持している。したがって、ＩＣパッケージ５１０の外部接点５１１のピッチ（間隔）とコンタクトピン５４０又は孔５５１、５５２のピッチは同じである。より詳細には、コンタクトピン５４０は、ソケット本体５２０とは別体に形成される絶縁部材５５０の孔５５１、５５２内に支持され、ソケット本体５２０に一体化されている。なお、孔５５１は、後述するコンタクトピン５４０を構成するプランジャ５４１の接点部５４２が収容されている部分であり、孔５５２は、コンタクトピン５４０を構成するプランジャ５４１のコイルバネ受け座５４３、心棒部５４４及びコイルバネユニット５４５が収容される部分である。

カバー部材５３０の下面側は、ＩＣパッケージ５１０の背面に当接する押圧部材５３１が形成されている。

コンタクトピン５４０は、金属板をプレス加工で打ち抜き加工されたプランジャ５４１、該プランジャ５４１を上方に付勢するコイルバネユニット５４５から構成されている。プランジャ５４１は、ＩＣパッケージ５１０の外部接点５１１に接触するコンタクトピン５４０の一方の端子としての接点部５４２、該接点部５４２及び心棒部５４４の幅より幅広のコイルバネ受け座５４３、及び心棒部５４４を含み、コイルバネユニット５４５は、コイルバネ部５４６、ＩＣパッケージ５１０装着時プランジャ５４４と接触するコイル密着巻き部５４７、テストボードの外部接点５７１（以下、「ランド」ともいう。）と接触するコンタクトピン５４０の他方の端子としてのコイル密着細巻き部５４８を含んでいる。

図５に示されるように、ＩＣパッケージ５１０をＩＣソケットに装着するには、先ず、カバー部材５３０を取り外した状態で、ＩＣソケット５００の開口部５２１を介してコンタクトピン５４０上にＩＣパッケージ５１０を載せる。その上に、カバー部材５３０を載せ、カバー部材５３０の押圧部材５３１をＩＣパッケージ５１０の背面に当接させ、ＩＣパッケージ５１０とともにカバー部材５３０をカバー部材５３０の底面とソケット本体５２０の上面が当接するまで押し込む。このとき、コンタクトピン５４０のプランジャ５４１は、コイルバネ部５４６の弾性力に抗して下方に変位する。この状態で、図５に示されるように、ソケット本体５２０に回動自在に設けられているラッチ部材５２３により、カバー部材５３０を固定する。したがって、ＩＣパッケージ５１０の外部接点５１１は、コンタクトピン５４０の接点部５４２と所定の接触圧で電気的に接触する。また、コンタクトピン５４０のコイル密着細巻き部５４８も同じ所定の接触圧でテストボード５７０のランド５７１と電気的に接触する。このとき、プランジャ５４１の心棒部５４４が、コイル密着巻き部５４７と電気的に接触するようになっている。

特開２００４−１５２４９５号公報 特願２００４−３２３６８号

上記従来例においては、コンタクトピン５４０を構成するプランジャ５４１の心棒部５４４が断面長方形状であるため、心棒部５４４と同じくコンタクトピン５４０を構成し、断面環状をなすコイル密着巻き部５４７との電気的接触は、図６（ｃ）の示されるように、心棒部５４４の断面長方形状の角部に限られる。すなわち、心棒部５４４とコイル密着巻き部５４７の電気的接触は、心棒部５４４の稜線部分とコイル密着巻き部５４７の断面円形状の外周との点接触である。このような点接触による接触状態は、信号電流等の流れに不安定さを残し、ＩＣソケットが使用される試験装置の信頼性を損ねる恐れがある。

本発明は、このような問題点に鑑み、コンタクトピンにおける電気的接触を安定させ、信頼性を向上させるとともに、安価な製造コストを維持するようにしたコンタクトピン及びそれを用いるＩＣソケットを提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明に係るコンタクトピンは、装着されるＩＣパッケージの外部端子と接触するプランジャと、該プランジャを上下動可能に支持するコイルバネユニットを含むコンタクトピンにおいて、前記プランジャは、金属板から加工形成され、前記ＩＣパッケージの外部端子と接触する接点部、コイルバネ受け座、及び心棒部を含み、前記プランジャの心棒部は、前記コイルバネユニットを構成するコイルバネの内周面と少なくとも線接触するように、心棒部の両側端部が円弧状に形成されることを特徴とする。

前記少なくとも線接触する部分は、プランジャ両側端部が円弧状に形成された部分であることが好ましく、また、前記円弧状に形成された部分は、点対称又は線対称の位置のいずれかに配置されていてもよい。

前記少なくとも線接触する部分は、さらに、プランジャ両側端部に形成され、コイルバネユニットのコイルバネのピッチと同じピッチの傾斜溝であってもよい。

さらに、前記コイルバネユニットは、途中からバネ定数が小さくなるように構成されていることが好ましい。

本発明は、コンタクトピンを構成するプランジャとコイルバネユニットが少なくとも線接触する、すなわち、線接触又は面接触するように構成されているので、電気的接続が安定し、ＩＣソケットとしての信頼性が向上している。

また、コンタクトピンを構成するプランジャとコイルバネユニットは、簡単な構造であるので、その製造においても、製造工程や製造時間を格別増大させることがないので、製造コストを増加させることもない。

さらに、プランジャをコイルバネユニットで直接支持することにより、電気的接続の安定性が増すとともに、ＩＣソケットをコンパクトに形成できる。

以下、図１ないし４を用いて本発明に係るＩＣソケットの実施例につき説明する。

図１は、本発明に係るＩＣソケットの第１の実施例の要部断面図であり、（ａ）は、ＩＣパッケージが装着されていない状態、（ｂ）は、ＩＣパッケージが装着されている状態、（ｃ）は、（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図２は、本発明に係るＩＣソケットの第２の実施例におけるプランジャを示し、（ａ）は、正面図、（ｂ）は、側面図、（ｃ）は上面図である。図３は、本発明に係るＩＣソケットの第３の実施例におけるプランジャを示し、（ａ）は、正面図、（ｂ）は、側面図である。図４は、本発明に係るＩＣソケットの第４の実施例におけるプランジャの正面図である。

図１ないし４に示される実施例は、コンタクトピン又はコンタクトピンを構成するプランジャを中心として示されているが、これらのコンタクトピン又はプランジャは、図５に示されるような従来のＩＣソケットにおいて、従来のコンタクトピン又はプランジャに代えて組み込まれることにより本発明に係るＩＣソケットが構成される。

（第１の実施例）
図１に示される第１の実施例においては、ＩＣソケットのコンタクトピン４０は、従来例と同様に、絶縁部材５０の孔５１、５２内に収容されており、装着されるＩＣパッケージ１０の外部端子と電気的に接触するプランジャ４１及び該プランジャを上下動可能に支持し、テストボード７０の外部端子７１に電気的に接触するコイルバネユニット４５を含んでいる。本実施例では、プランジャ４１及びコイルバネユニット４５は、従来例と同様に、ソケット本体とは別体の絶縁部材５０に形成された孔５１、５２内に配されている。なお、プランジャ４１及びコイルバネユニット４５の配置は、これに限られるものではなく、ソケット本体に形成された孔内に直接配置されてもよい。

プランジャ４１は、ＩＣパッケージ１０の外部接点１１と接触する接点部４２、該接点部４２の幅及び心棒部４４の仮想円の径ｄ（図１（ｃ）参照）より大きい幅を有するコイルバネ受け座４３、コイルバネユニット４５を構成するコイルバネの内周面に接触する断面Ｓ字状の心棒部４４を含んでいる。ここで、心棒部４４は、従来例と異なり、図１（ｃ）に示されるように、幅広に打ち抜かれた金属板の両側端部４４ａ、４４ｂをそれぞれ反対側に折り曲げ、折り曲げられた両側端部４４ａ、４４ｂは、円弧状をなし、該円弧状部分を合わせた仮想円がコイルバネユニット４５の内周面の直径と略同じ直径ｄを有する円形状となるように形成される。したがって、プランジャ４１の心棒部４４は、コイルバネユニット４５内を摺動可能であるように形成されている。心棒部４４をこのように構成することにより、プランジャ４１の心棒部４４とコイルバネユニット４５の電気的接触は、コイルバネ内周面に沿って線接触となる。また、プランジャ４１の心棒部４４のバネ受け座４３を中心とする矢印ｘ方向（図１（ｃ）参照）の振れも小さくなり、プランジャ４１のがたつきがほとんどなく、したがって、より安定した電気的接続が得られる。

コイルバネユニット４５は、上部コイルバネ部分４６と下部コイルバネ部分４７を含んでいる。下部コイルバネ部分４７の下端部は、テストボード７０の外部接点であるランド７１と電気的に接続される。

図１（ａ）に示されるように、上部コイルバネ部分４６のコイルバネのピッチＰ１は、下部コイルバネ部分４７よりバネ定数が大きくなるように該下部コイルバネ部４７のコイルバネのピッチＰ２より小さく形成されている。したがって、図１（ｂ）に示されるように、ＩＣパッケージ１０が装着され、プランジャ４１が押し下げられたとき、下部コイルバネ部分４７は、先に、コイル密着巻き状態になり、電流が流れる導電路を短絡状態にさせる。このように構成することにより、従来例のように予めコイル密着巻き部分を設けておくよりも、材料にかかる費用も安く済み、製造も容易で、結果として、ＩＣソケット全体の製造コストを押し下げることができる。

（第２の実施例）
図２に示される第２の実施例は、上記第１の実施例におけるプランジャ４１の変形例である。

本実施例におけるプランジャ１４１は、上記第１の実施例とは異なり、図に示されるように、幅広に打ち抜かれた金属板の両側端部１４４ａ、１４４ｂをそれぞれ同じ側に折り曲げ、折り曲げられた両側端部１４４ａ、１４４ｂが、円弧状をなし、該円弧状部分を合わせた仮想円がコイルバネユニット（図１（ｃ）参照）の内周面と略同じ直径ｄを有する円形状となるように形成される。本実施例においても、プランジャ１４１の心棒部１４４は、コイルバネユニット内を摺動可能であるように形成されている。

本実施例においては、心棒部１４４を上記のとおりに形成したことにより、図からも理解されるように、接点部１４２及びコイルバネ受け座１４３は、心棒部１４４が作る仮想円に対して接するように偏心して配置される。したがって、絶縁部材に設けられる、接点部１４２が貫通する孔を第１の実施例に比べて若干ずらす必要がある。しかしながら、プランジャ１４１をこのように構成することで、該プランジャ１４１の製造を容易にする。

（第３の実施例）
図３に示される第３の実施例も第１の実施例におけるプランジャ４１の変形例である。

本実施例におけるプランジャ２４１は、第１の実施例と同様、接点部２４２、コイルバネ受け座２４３及び心棒部２４４を含んでいる。本実施例においては、その心棒部２４４の幅を第１の実施例におけるプランジャ４１の心棒部４４の幅よりも幅広になるように、金属板から打ち抜かれる。該心棒部２４４の両側部には、コイルバネユニットのバネのピッチＰ１に合わせた傾斜溝２４４ａが複数形成されている。すなわち、コイルバネユニットの上部バネ部が、心棒部２４４の傾斜溝２４４ａに係合し、したがって、プランジャ２４４は、コイルバネユニットに直接支持されることになる。プランジャ２４１をこのように構成することにより、本実施例の場合、第１の実施例における孔５１の部分は不必要であり、コイルバネ受け座２４３も設けなくてもよい。また、コイルバネが直接プランジャ２４１の心棒部２４４と接触しているので、電気的な接続においてもより安定したものとなる。本実施例は、コンタクトピンの全長の長さが短い場合特に有利である。言い換えれば、ＩＣソケットの高さを低くすることができるとともに、導電路が短くなるので、高周波対策にも有用である。

本発明に係るＩＣソケットの第１の実施例の要部断面図であり、（ａ）は、ＩＣパッケージが装着されていない状態、（ｂ）は、ＩＣパッケージが装着されている状態、（ｃ）は、（ａ）のＡ−Ａ断面図である。 本発明に係るＩＣソケットの第２の実施例におけるプランジャを示し、（ａ）は、正面図、（ｂ）は、側面図、（ｃ）は上面図である。 本発明に係るＩＣソケットの第３の実施例におけるプランジャを示し、（ａ）は、正面図、（ｂ）は、側面図である。 本発明に係るＩＣソケットの第４の実施例におけるプランジャの正面図である。 従来のＩＣソケットの側部断面概略図である。 図５に示される従来のＩＣソケットの要部断面図であり、（ａ）は、ＩＣパッケージが装着されていない状態、（ｂ）は、ＩＣパッケージが装着されている状態、（ｃ）は、（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。

符号の説明

１０、１１０ ＩＣパッケージ
４０、５４０ コンタクトピン
４１、１４１、２４１、３４１、５４１ プランジャ
４５、５４５ コイルバネユニット
７０、５７０ テストボード
５００ ＩＣソケット
５２０ ソケット本体

Claims (7)

1. 装着されるＩＣパッケージの外部端子と接触するプランジャと、該プランジャを上下動可能に支持するコイルバネユニットを含むコンタクトピンにおいて、
   前記プランジャは、金属板から加工形成され、前記ＩＣパッケージの外部端子と接触する接点部、コイルバネ受け座、及び心棒部を含み、
   前記プランジャの心棒部は、前記コイルバネユニットを構成するコイルバネの内周面と少なくとも線接触する部分を有するように、心棒部の両側端部が円弧状に形成されることを特徴とするコンタクトピン。
2. 前記円弧状に形成された部分は、点対称の位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のコンタクトピン。
3. 前記円弧状に形成された部分は、線対称の位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のコンタクトピン。
4. 前記コイルバネユニットは、上部コイルバネ部分と下部コイルバネ部分を備え、
   上部コイルバネ部分のコイルバネのピッチは、下部コイルバネ部分よりバネ定数が大きくなるように、該下部コイルバネ部分のコイルバネのピッチより小さく形成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のコンタクトピン。
5. コンタクトピンは、装着されるＩＣパッケージの外部端子と接触するプランジャと、該プランジャを上下動可能に支持するコイルバネユニットを含んでおり、
   前記プランジャは、金属板から加工形成され、前記ＩＣパッケージの外部端子と接触する接点部、コイルバネ受け座、及び心棒部を含み、
   前記プランジャの心棒部は、前記コイルバネユニットを構成するコイルバネの内周面と少なくとも線接触する部分を有するように、心棒部の両側端部にコイルバネユニットのコイルバネのピッチと同じピッチの傾斜溝が形成されていることを特徴とするコンタクトピン。
6. 前記コイルバネユニットは、上部コイルバネ部分と下部コイルバネ部分を備え、
   上部コイルバネ部分のコイルバネのピッチは、下部コイルバネ部分よりバネ定数が大きくなるように、該下部コイルバネ部分のコイルバネのピッチより小さく形成されていることを特徴とする請求項５に記載のコンタクトピン。
7. ソケット本体とコンタクトピンを備えるＩＣソケットにおいて、請求項１ないし６のいずれかに記載のコンタクトピンを用いることを特徴とするＩＣソケット。

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