JP4786414B2

JP4786414B2 - 電気部品用ソケット

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Publication number: JP4786414B2
Application number: JP2006142304A
Authority: JP
Inventors: 享弘小田
Original assignee: Enplas Corp
Current assignee: Enplas Corp
Priority date: 2006-05-23
Filing date: 2006-05-23
Publication date: 2011-10-05
Anticipated expiration: 2026-05-23
Also published as: JP2007317365A

Description

この発明は、半導体装置（以下「ＩＣパッケージ」という）等の電気部品を所定の位置に収容する電気部品用ソケットに関するものである。

従来から、この種のものとしては、特許文献１に記載されたようなものがある。この特許文献１には、図８に示すように、複数のスプリングプローブ１を設けた本体２と、この本体２上に上下動可能に取り付けられ、かつ、上方へ弾圧されているフローティングプレート３と、このフローティングプレート３上に検査されるべきＩＣ４を挟んで載置される図示省略のカバー板とを備えたＩＣソケットにおいて、フローティングプレート３上面に形成されたＩＣ載置区画の複数の隅部にそれぞれ少なくとも１つの前記ＩＣ４のバンプ４ａが嵌入すべき位置決め用凹部５を穿設したことを特徴とするＩＣソケットが記載されている。

また、このフローティングプレート３の上面には、ここに載置されるＩＣ４の外形に合った形状の凹部３ａが形成され、図８においては、この凹部３ａにＩＣ４が嵌合された状態が示されている。
特公平３−６１９９７号公報。

しかしながら、このような従来のものにあっては、ＩＣ４が、このＩＣ４の外形に合った形状の凹部３ａに嵌合されるようになっているため、このＩＣ４の底面部４ｂがそのフローティングプレート３の凹部３ａの底面に当接して擦れることから、特に、そのＩＣ４の底面部４ｂの表面に回路が形成されているようなものにあっては、その回路が損傷する虞があった。

そこで、この発明は、電気部品の底面が損傷することなく、電気部品を所定の位置に位置決めできる電気部品用ソケットを提供することを課題としている。

かかる課題を達成するために、請求項１に記載の発明は、板状の電気部品本体の下面に複数の端子を有する電気部品が、収容面部上に収容されるソケット本体と、該ソケット本体に配設され、前記収容面部上に収容された前記電気部品の端子に接触されて電気的に接続されるコンタクトピンとが設けられた電気部品用ソケットにおいて、前記電気部品の下面に形成された下方に突出する位置決め突部を、内壁面に当接させることにより位置決めする位置決め凹部が、前記収容面部に形成されると共に、該電気部品が位置決めされた状態で、該電気部品の周囲が他の部品と非接触状態となるように構成されており、前記収容面部は、上下動自在で、付勢手段により上方に付勢されたフローティングプレートに形成されると共に、前記ソケット本体には、前記電気部品を上方から押圧する押圧部材が、回動自在に設けられ、前記フローティングプレートには、前記押圧部材を閉じたときに、該押圧部材が当接する当接部が形成され、当接初期の状態では、前記電気部品本体上面と前記押圧部材下面との間には、隙間があり、更に、前記押圧部材を閉じて行くと、前記フローティングプレートが下降して、前記複数のコンタクトピンが前記電気部品端子に接触して、該複数のコンタクトピンにより、前記電気部品が持ち上げられて、前記位置決め凹部から前記位置決め突部が上方に離間すると共に、前記電気部品本体の上面が前記押圧部材の下面に当接して前記電気部品端子と前記コンタクトピンとが所定の接圧で接触されるようにしたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構成に加え、前記電気部品の位置決め突部が、前記収容面部の位置決め凹部に挿入されて内壁面に当接して位置決めされた状態で、前記電気部品本体が前記位置決め突部で支持されることにより、前記電気部品本体の下面が前記収容面部から上方に離間していることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の構成に加え、前記位置決め凹部は略円錐形状で、前記位置決め突部は略球形状であり、該略球形状の位置決め突部は、前記略円錐形状の位置決め凹部の傾斜した内壁面に案内されて、略円錐形状の中心軸上に位置決めされ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、前記収容面部は、上下動自在で、付勢手段により上方に付勢されたフローティングプレートに形成される一方、前記位置決め突部は前記端子の一つで、前記コンタクトピンの上端部が、前記位置決め凹部に形成されたスリットを介して、前記フローティングプレートの上下動に応じて該位置決め凹部内に出没自在に設けられたことを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、電気部品の下面に形成された下方に突出する位置決め突部が位置決めされる位置決め凹部が、収容面部に形成されると共に、電気部品が位置決めされた状態で、電気部品の周囲が他の部品と被接触状態となるように構成されているため、電気部品の周囲を擦ることなく、電気部品を所定の位置に位置決めできる。
また、請求項１に記載の発明によれば、収容面部は、上下動自在で、付勢手段により上方に付勢されたフローティングプレートに形成されると共に、ソケット本体には、電気部品を上方から押圧する押圧部材が、回動自在に設けられ、フローティングプレートには、押圧部材を閉じたときに、押圧部材が当接する当接部が形成され、当接初期の状態では、電気部品本体上面と押圧部材下面との間には、隙間があり、更に、押圧部材を閉じて行くと、フローティングプレートが下降して、複数のコンタクトピンが電気部品端子に接触して、複数のコンタクトピンにより、電気部品が持ち上げられて、電気部品本体の上面が押圧部材の下面に当接することにより、電気部品端子とコンタクトピンとが所定の接圧で接触されるようにしたため、電気部品の位置決め突部に大きな力が作用することなく、且つ、電気部品端子とコンタクトピンとの接圧を確保することができる。

請求項２に記載の発明によれば、電気部品の位置決め突部が、収容面部の位置決め凹部に挿入されて内壁面に当接して位置決めされた状態で、電気部品本体が位置決め突部で支持されることにより、電気部品本体の下面が収容面部から上方に離間しているため、位置決め状態で、電気部品本体の下面の接触も防止でき、この下面側の損傷も防止できると共に、そのように離間させて電気部品本体を浮き上がらせているため、位置決め案内途中で、電気部品本体が収容面部に当接することがなく、位置決め動作が途中で停止することなく、位置決めを確実に行うことができる。

請求項３に記載の発明によれば、位置決め凹部は略円錐形状で、位置決め突部は略球形状であり、該略球形状の位置決め突部は、前記略円錐形状の位置決め凹部の傾斜した内壁面に案内されて、略円錐形状の中心軸上に位置決めされることにより、両者が協働して、より確実に位置決めできる。

請求項４に記載の発明によれば、収容面部は、上下動自在で、付勢手段により上方に付勢されたフローティングプレートに形成される一方、位置決め突部は端子の一つで、コンタクトピンの上端部が、位置決め凹部に形成されたスリットを介して、フローティングプレートの上下動に応じて位置決め凹部内に出没自在に設けられたため、検査を必要とする端子を位置決め用として使用できると共に、コンタクトピン上端部を板状とし、スリットに挿入することにより、位置決め凹部によるガイド性能に影響を与えることがなく、良好に所定位置に案内して位置決めができる。

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、図中符号１１は「電気部品用ソケット」としてのＩＣソケットで、このＩＣソケット１１は、「電気部品」としてのＩＣパッケージ１２を収容して、このＩＣパッケージ１２を配線基板１３と電気的に接続することにより、そのＩＣパッケージ１２のバーンイン試験等を行うためのものである。

このＩＣパッケージ１２は、方形状の「電気部品本体」としてのパッケージ本体１２ａの下面に、複数の略球形状の「端子」としての半田ボール１２ｂが形成されている。また、このパッケージ本体１２ａの周縁部側には、その端子としての半田ボール１２ｂと同形状で同じ材質の位置決め用の「位置決め突部」としての位置決めボール１２ｃが形成されている。なお、この位置決めボール１２ｃは検査の必要がないものである。

一方、ＩＣソケット１１は、ソケット本体１５に複数のコンタクトピン１６が配設されると共に、このソケット本体１５上に収容されたＩＣパッケージ１２を押さえる押圧部材１７が設けられている。

そのコンタクトピン１６は、ＩＣパッケージ１２の半田ボール１２ｂに接触する導通性を有する上側プランジャ部１６ａと、配線基板１３の電極部１３ａに接触する導通性を有する下側プランジャ部１６ｂと、これら両プランジャ部１６ａ，１６ｂの間に介在されて両プランジャ部１６ａ，１６ｂを互いに離間する方向に付勢するコイルスプリング１６ｃとを有している。

また、そのソケット本体１５は、コンタクトピン１６を保持するベース部材１８を有すると共に、このベース部材１８の上側にフローティングプレート２１が上下動自在で、且つ、図示していないスプリングにより、上方に付勢されている。

より詳しくは、そのベース部材１８は、上板１９と下板２０とを有し、これら板１９，２０には、それぞれ挿通孔１９ａ，２０ａが形成され、これら各挿通孔１９ａ，２０ａには、それぞれ径の大きい大径部１９ｂ，２０ｂと、これより径の小さな小径部１９ｃ、２０ｃとが連続して形成されている。これら挿通孔１９ａ，２０ａにコンタクトピン１６が挿入されて、上板１９と下板２０とで挟まれた状態で保持されるようになっている。

また、フローティングプレート２１は、上面部に、ＩＣパッケージ１２を収容する収容面部２１ａが形成されると共に、上側プランジャ部１６ａが挿通される挿通孔２１ｆが形成されている。

さらに、このフローティングプレート２１には、周縁部に上方に突出するガイド部２１ｂが形成され、このガイド部２１ｂには、傾斜面２１ｃが形成されている。

さらにまた、このフローティングプレート２１の収容面部２１ａには、このガイド部２１ｂの内側近傍に、「位置決め凹部」としての円錐凹形状のボールガイド２１ｄが形成され、このボールガイド２１ｄに、ＩＣパッケージ１２の位置決めボール１２ｃが挿入されて位置決めされるようになっている。このボールガイド２１ｄの上端縁２１ｅは、挿通孔２１ｆの上端縁２１ｇより高い位置に設定されている。

そして、図１に示すように、ＩＣパッケージ１２の位置決めボール１２ｃが、フローティングプレート２１のボールガイド２１ｄに挿入されることにより、位置決めボール１２ｃが、略円錐形状のボールガイド２１ｄの傾斜した内壁面に案内されて、略円錐形状の中心軸Ｏ上に位置決めされるようになっている。

この位置決めされた状態では、パッケージ本体１２ａの周囲に形成された側面部１２ｄが、フローティングプレート２１のガイド部２１ｂ（他の部品）と被接触状態となるように構成されていると共に、パッケージ本体１２ａが位置決めボール１２ｃにて支持されることにより、パッケージ本体１２ａの下面が収容面部２１ａから上方に離間するように構成されている。

また、押圧部材１７は、図示省略の基端部側がソケット本体１５に回動軸を介して回動自在に設けられ、この押圧部材１７を閉じることにより、この押圧部材１７の先端部１７ａが、「当接部」であるガイド部２１ｂの上端部に当接するようになっている。

そして、当接初期の状態では、図４（ｂ）に示すように、パッケージ本体１２ａ上面と押圧部材１７下面との間には、隙間Ｃがあり、更に、押圧部材１７を閉じて行くと、フローティングプレート２１が下降して、図４（ｃ）に示すように、複数のコンタクトピン１６が半田ボール１２ｂに接触する。この状態から押圧部材１７を閉じて行くと、図４（ｄ）に示すように、複数のコンタクトピン１６により、ＩＣパッケージ１２が持ち上げられて、パッケージ本体１２ａの上面が押圧部材１７の下面に当接することにより、半田ボール１２ｂとコンタクトピン１６とが所定の接圧で接触されるように構成されている。

次に、作用について説明する。

まず、ＩＣパッケージ１２を収容する場合について説明すると、ＩＣソケット１１が配線基板１３上に複数配設された状態で、このＩＣソケット１１の押圧部材１７を開いた状態とする。

この状態から、図示省略の自動機により、ＩＣパッケージ１２を搬送して、フローティングプレート２１上に収容する。この場合には、例えば図１に示すように、位置決めボール１２ｃがフローティングプレート２１のボールガイド２１ｄの円錐形状の中心軸Ｏより多少ずれた位置に当接した場合には、この円錐形状の傾斜した内壁面に案内されて、位置決めボール１２ｃの中心が円錐形状のボールガイド２１ｂの中心軸Ｏと一致した位置まで案内される。

これにより、図２及び図４（ａ）に示すように、ＩＣパッケージ１２が所定の位置まで案内されて位置決めされ、各半田ボール１２ｂがフローティングプレート２１の各挿通孔２１ｆの上方に臨む位置で、各コンタクトピン１６の真上に対応した位置に位置決めされることとなる。これは、略球形状の位置決めボール１２ｃに対してボールガイド２１ｄを円錐形状とすることにより得られる作用効果であり、特許文献１のような形状の位置決め用凹部５では得られないものである。

このように、この発明ではボールガイド２１ｂでＩＣパッケージ１２を所定の位置に案内して位置決めできるため、特許文献１と異なり、ＩＣパッケージ１２の側面部１２ｄがフローティングプレート２１のガイド部２１ｂに接触してガイドされるものではない。従って、この側面部１２ｄが擦られることなく、特に、フリップチップのように回路がこの側面部１２ｄ表面に形成されているようなものにおいても、この回路を損傷させるようなことがない。

また、この位置決め状態で、パッケージ本体１２ａがフローティングプレート２１の収容面部２１ａから離間（浮いた）状態となっているため、パッケージ本体１２ａの下面の表面に回路が形成されている場合でも、この回路を損傷させるようなことがない。しかも、そのように浮いた状態にあるため、ボールガイド２１ｂで、位置決めボール１２ｃの中心が円錐形状の中心軸Ｏ上に確実に案内されるものである。すなわち、パッケージ本体１２ａが収容面部２１ａに当接するような構成では、成形誤差等により、ボールガイド２１ｂで、位置決めボール１２ｃを円錐形状の中心に案内している途中で、パッケージ本体１２ａが収容面部２１ａに当接する可能性があり、この場合には、位置決めボール１２ｃの中心はボールガイド２１ｂの中心軸Ｏ上に確実に案内されることがなく、位置決め精度が低下する虞がある。

その後、押圧部材１７を回動させて閉じて行き、この押圧部材１７の先端部１７ａをガイド部２１ｂの上端部に当接させる。そして、当接初期の状態では、図４（ｂ）に示すように、パッケージ本体１２ａ上面と押圧部材１７下面との間には、隙間Ｃがある。さらに、押圧部材１７を下降させることにより、この押圧部材１７とパッケージ本体１２ａとの間には隙間Ｃが設けられているため、この押圧部材１７で、直接ガイド部２１ｂを押圧してフローティングプレート２１を下降させる。

ちなみに、その押圧部材１７で、直接パッケ−ジ本体１２ａを押圧するようにすると、パッケージ本体１２ａはフローティングプレート２１の収容面部２１ａから浮いた状態にあるため、位置決めボール１２ｃに大きな力が作用してしまう。これに対して、この実施の形態のように、位置決めボール１２ｃに直接力が作用しないようにすると、その位置決めボール１２ｃをより小さくでき、フリップフロップのように半田ボール１２ｂのピッチ間隔がより狭いものにあっても適用できる。

さらに、押圧部材１７を閉じて行くと、フローティングプレート２１が下降して、図４（ｄ）に示すように、複数のコンタクトピン１６が半田ボール１２ｂに接触して、複数のコンタクトピン１６により、ＩＣパッケージ１２が持ち上げられて、パッケージ本体１２ａの上面が押圧部材１７の下面に当接することにより、半田ボール１２ｂとコンタクトピン１６とが所定の接圧で接触されることとなる。

この接触状態では、コンタクトピン１６の上側プランジャ部１６ａの接触部１６ｄは、断面が略Ｖ字形状を呈しており、このＶ字の中心軸と半田ボール１２ｂの中心を通る鉛直線とが一致するように半田ボール１２ｂが位置決めされるため、両者の接触状態において、半田ボール１２ｂの最下端部が損傷することを防止できる。

この状態で、ＩＣパッケージ１２のバーンイン試験が行われることとなる。
［発明の実施の形態２］

図５には、この発明の実施の形態２を示す。

この実施の形態２は、ＩＣパッケージ１２をボールガイド２１ｄで案内して位置決めした状態で、パッケージ本体１２ａの下面が、フローティングプレート２１の収容面部２１ａの上面に接触するように構成されている。

この場合でも、ＩＣパッケージ１２の側面部１２ｄが、フローティングプレート２１のガイド部２１ｂと離間しているため、その側面部１２ｄを損傷するようなことがない。
［発明の実施の形態３］

図６には、この発明の実施の形態３を示す。

上記実施の形態１では、位置決めボール１２ｃ（検査する必要のない半田ボール）に対してボールガイド２１ｄを形成したが、この実施の形態３では、「端子」の一つである検査を必要とする半田ボール１２ｂに対して「位置決め凹部」としてのボールガイド２１ｄが形成されている。

このボールガイド２１ｄは、実施の形態１と同様に、略円錐の凹部形状を呈しており、コンタクトピン２３が挿入されている。

このコンタクトピン２３は、上端部２３ａが長板形状を呈し、ボールガイド２１が形成された部位のスリット２１ｈに上下動自在に挿入されており、この上端部２３ａに形成された接触部２３ｂが略Ｖ字形状を呈している。

そして、フローティングプレート２１の上下動に応じてボールガイド２１内に、コンタクトピン接触部２３ｂが出没するように構成されている。

つまり、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、半田ボール１２ｂがボールガイド２１に位置決めされた状態から押圧部材１７により、フローティングプレート２１のガイド部２１ｂが押圧されると、フローティングプレート２１が下降されて、コンタクトピン接触部２３ｂが、ボールガイド２１内に突出して、半田ボール１２ｂに接触して、半田ボール１２ｂを押し上げる。この場合でも、その接触部２３ｂはＶ字形状を呈しているため、半田ボール１２ｂの最下端が接触することなく、この部分の損傷を防止できる。

このように、この実施の形態３では、検査を必要とする半田ボール１２ｂを位置決め用として使用できると共に、コンタクトピン上端部２３ａを板状とし、スリット２１ｈに挿入することにより、ボールガイド２１によるガイド性能に影響を与えることがなく、良好に所定位置に案内して位置決めができる。

なお、上記各実施の形態では、「位置決め突部」として略球形状のものが開示されているが、これに限らず、図７に示すように、パッケージ本体１２ａから下方に突出した球体を扁平にしたような形状の位置決め突部１２ｅとすることもできる。また、電気部品用ソケットとしてＩＣソケット１１にこの発明を適用したが、これに限らず、他のものにも適用できる。

この発明の実施の形態１に係るＩＣソケットの要部拡大断面図で、ＩＣパッケージ収容途中の状態を示す図である。同実施の形態１に係るＩＣソケットの要部拡大断面図で、ＩＣパッケージ収容した状態を示す図である。同実施の形態１に係るＩＣソケットの要部拡大断面図で、ＩＣパッケージ収容し、フローティングプレートを下降させた状態を示す図である。同実施の形態１に係るＩＣパッケージ収容時の作用を示す断面図である。この発明の実施の形態２に係るＩＣパッケージ収容時の作用を示す図４に相当する断面図である。この発明の実施の形態３に係るＩＣパッケージ収容時の作用を示す断面図である。この発明の他の例を示す拡大断面図である。従来例を示す断面図である。

符号の説明

11 ＩＣソケット（電気部品用ソケット）
12 ＩＣパッケージ（電気部品）
12a パッケージ本体
12b 半田ボール（端子）
12c 位置決めボール（位置決め突部）
12d 側面部
12e 位置決め突部
13 配線基板
15 ソケット本体
16 コンタクトピン
16a 上側プランジャ部
16b 下側プランジャ部
16c コイルスプリング
16d 接触部
17 押圧部材
18 ベース部材
21 フローティングプレート
21a 収容面部
21b ガイド部（当接部）
21d ボールガイド（位置決め凹部）
23 コンタクトピン
23a 上端部
23b 接触部

Claims

板状の電気部品本体の下面に複数の端子を有する電気部品が、収容面部上に収容されるソケット本体と、
該ソケット本体に配設され、前記収容面部上に収容された前記電気部品の端子に接触されて電気的に接続されるコンタクトピンとが設けられた電気部品用ソケットにおいて、
前記電気部品の下面に形成された下方に突出する位置決め突部を、内壁面に当接させることにより位置決めする位置決め凹部が、前記収容面部に形成されると共に、該電気部品が位置決めされた状態で、該電気部品の周囲が他の部品と非接触状態となるように構成されており、
前記収容面部は、上下動自在で、付勢手段により上方に付勢されたフローティングプレートに形成されると共に、前記ソケット本体には、前記電気部品を上方から押圧する押圧部材が、回動自在に設けられ、
前記フローティングプレートには、前記押圧部材を閉じたときに、該押圧部材が当接する当接部が形成され、当接初期の状態では、前記電気部品本体上面と前記押圧部材下面との間には、隙間があり、更に、前記押圧部材を閉じて行くと、前記フローティングプレートが下降して、前記複数のコンタクトピンが前記電気部品端子に接触して、該複数のコンタクトピンにより、前記電気部品が持ち上げられて、前記位置決め凹部から前記位置決め突部が上方に離間すると共に、前記電気部品本体の上面が前記押圧部材の下面に当接して前記電気部品端子と前記コンタクトピンとが所定の接圧で接触されるようにしたことを特徴とする電気部品用ソケット。
前記電気部品の位置決め突部が、前記収容面部の位置決め凹部に挿入されて内壁面に当接して位置決めされた状態で、前記電気部品本体が前記位置決め突部で支持されることにより、前記電気部品本体の下面が前記収容面部から上方に離間してい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。
前記位置決め凹部は略円錐形状で、前記位置決め突部は略球形状であり、該略球形状の位置決め突部は、前記略円錐形状の位置決め凹部の傾斜した内壁面に案内されて、略円錐形状の中心軸上に位置決めされることを特徴とする請求項１又は２に記載の電気部品用ソケット。
前記収容面部は、上下動自在で、付勢手段により上方に付勢されたフローティングプレートに形成される一方、前記位置決め突部は前記端子の一つで、前記コンタクトピンの上端部が、前記位置決め凹部に形成されたスリットを介して、前記フローティングプレートの上下動に応じて該位置決め凹部内に出没自在に設けられた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。