JP4845304B2 - ソケット及びこれを備えた電子部品装着装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多数の接続端子を下面に有する電子部品を着脱可能に装着して各リードと外部装置とを電気的に接続するためのソケットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に半導体製造工場では、ＩＣチップを樹脂によって封止したＩＣパッケージを、バーンインテストと称される信頼性試験にかけ、良品と不良品とを判別するようにしている。
【０００３】
従来より、このようなバーンインテストに用いられるソケットとしては、例えば、図１３（ａ）〜（ｃ）に示すようなＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）パッケージ用のソケットが知られている。
【０００４】
このソケット１０１は、四角形状のベース１０２を有し、このベース１０２にＢＧＡパッケージ１００のはんだボール１００ａを加圧接続するためのコンタクト１０４が複数固定されている。このコンタクト１０４は、長尺の金属製の部材からなり、その一方の先端部に一対のアーム１０４ａ、１０４ｂが設けられている。
【０００５】
このようなベース１０２には、ＢＧＡパッケージ１００を載置可能なスライダ１０５が水平方向（Ｘ方向）に移動可能に設けられており、このスライダ１０５は、ベース１０２側のコンタクト１０４をコンタクト収容孔１０５ａで収容できるようになっている。
【０００６】
また、図１３（ａ）（ｂ）に示すように、スライダ１０５の載置部１０５ｂ上には、ＢＧＡパッケージ１００の各はんだボール１００ａを収容するためのボール収容穴１０５ｃが、コンタクト収容孔１０５ａと交わるように形成され、さらに、図１３（ｂ）に示すように、コンタクト収容孔１０５ａ内の所定の部位には、コンタクト１０４の一方のアーム１０４ａと係合可能な係合部１０５ｄが設けられている。
【０００７】
一方、ベース１０２には、スライダ１０５を作動させるためのカバー１０６が、ベース１０２に対して圧縮コイルばね１０７を介して上下方向に移動できるように設けられている。
【０００８】
このような構成を有するソケット１０１において、カバー１０６を押し下げると、スライダ１０５がＸ＋方向に移動し、これに伴ってコンタクト１０４の一方のアーム１０４ａが、スライダ１０５の係合部１０５ｄと係合することにより撓んだ状態でＸ＋方向に開く。
この状態において、ＢＧＡパッケージ１００をスライダ１０５の載置部１０５ｂ上に落とし込むと、ＢＧＡパッケージ１００の各はんだボール１００ａが、スライダ１０５のボール収容穴１０５ｃに収まる。
【０００９】
そして、カバー１０４を上昇させると、スライダ１０５がコンタクト１０４の一方のアーム１０４ａの反力によってＸ−方向に戻される。これにより、コンタクト１０４の一方のアーム１０４ａが、はんだボール１００ａに接触するとともに、コンタクト１０４の他方のアーム１０４ｂがはんだボール１００ａに押されてＸ−方向に撓み、このような状態の一対のアーム１０４ａ、１０４ｂがはんだボール１００ａを挟むことによって、ＢＧＡパッケージ１００の各はんだボール１００ａと各コンタクト１０４とが電気的に接続される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のソケット１０１においては、コンタクト１０４が一対のアーム１０４ａ、１０４ｂによってはんだボール１００ａを挟むようにしていたことから、コンタクト１０４の一方のアーム１０４ａを開く際や双方のアーム１０４ａ、１０４ｂによってはんだボール１００ａを挟む際に、それぞれのアーム１０４ａ、１０４ｂが移動するため、このようなアーム１０４ａ、１０４ｂの移動量に応じた大きさの領域をコンタクト１０４ごとにスライダ１０５の載置部１０５ｂ上に確保しなければならなかった。
【００１１】
その結果、各コンタクト１０４を接近して配置するには物理的に限界があるため、このような従来のソケット１０１を、ファインピッチで配列されたはんだボールを有するＢＧＡパッケージに対応させることは困難であった。
【００１２】
さらに、従来のソケット１０１は、スライダ１０５を介してアーム１０４ａ、１０４ｂを開かせる構成であるため、コンタクト１０４の数、すなわち、はんだボール１００ａの数に比例した操作力を、カバー１０６又はスライダ１０５に伝達しなければならなかった。そのため、ＢＧＡパッケージ１００を自動実装する際に大きな操作力を要するとともに、このようなソケットを複数実装した回路基板そのものにも大きな荷重を与え、その回路基板の変形等を引き起こす原因にもなりかねなかった。
【００１３】
本発明は、このような従来の技術の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、ファインピッチ化されたＩＣパッケージにも対応可能なソケットを提供することにある。
また、本発明の他の目的は、ＩＣパッケージの接続端子の数が増加しても、比較的小さい操作力でＩＣパッケージを実装可能なソケットを提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るソケットは、所定のパターンで接続端子が配列された電子部品の各接続端子に対し、当該接続端子に接触可能な片持梁状のアーム部を有する接触子が複数配設されたソケット本体部と、前記ソケット本体部に対して水平方向に移動可能であって、前記アーム部の位置に対応し、かつ、前記アーム部を自由端として機能させ得る複数の貫通孔と、各貫通孔とそれぞれ連通し各接続端子を収容可能な収容穴とを有するスライダ部材と、前記スライダ部材を所定の方向に付勢するための弾性部材とを備え、前記スライダ部材が前記弾性部材の付勢に抗して前記所定の方向と反対方向の第１の位置へ移動されるとき、前記アーム部は前記スライダ部材に接触することなく前記貫通孔内を移動し、前記スライダ部材が第１の位置に到達したとき、前記アーム部の自由端と前記収容穴における前記接続端子と係合する係合面との距離が前記接続端子の外径よりも大きく、前記収容穴内に接続端子が収容可能であり、前記スライダ部材が前記弾性部材の付勢に従い前記所定の方向の第２の位置へ移動されるとき、前記アーム部は前記スライダ部材に接触することなく前記貫通孔内を移動し、前記アーム部の自由端と前記係合面との距離が前記接続端子の外径よりも小さく、前記アーム部が前記収容穴内の接続端子と弾性的に接続可能である。
【００１５】
本発明の場合、ソケット本体部の接触子を、従来技術のようにアーム部を二股状にせず一つにしてこのアーム部に対し、スライダ部材の移動に伴って電子部品の接続端子を収容穴内で係合させることにより、電子部品の接続端子を収容穴内の壁部と接触子のアーム部との間で挟んで接続できる。したがって、電子部品の接続端子が接触子のアーム部と適正な圧力で接続するために要する移動範囲のみを、スライダ部材の載置部上に確保すれば足りるため、各接触子のアーム部がスライダ部材の載置部上に占める領域を従来技術に比べて小さくすることができる。その結果、各接触子を互いに近接して配置することが可能になるため、ファインピッチで配列された接続端子を有する電子部品にも対応しうる。
【００１６】
好ましくはソケットはさらに、ソケット本体部に接近又は離間する方向に移動可能に設けられた部材であって、スライダの一部と当接可能な当接部を有し当接部がスライダと当接した状態でソケット本体部に対し接近又は離間する方向に移動することによってスライダ部材を当該所定の方向に移動させるように構成されたカバー部材と、前記カバー部材を前記ソケット本体部から離間する方向に付勢する他の弾性部材とを備える。
【００１７】
さらに好ましくは、スライダ部材の収容穴は、当該移動範囲においてソケット本体部の接触子と当接しないように構成されていることも効果的である。これによれば、接触子のアーム部を電子部品の接続端子と接続させる場合にのみ撓ませることができるため、電子部品の接続端子に対して適正な押圧力をもって接触子のアーム部を接続させることができるとともに、接触子に生じる応力を適正な値にして接触子の耐久性を向上させることができる。
【００１８】
さらに、スライダ部材を所定の方向に付勢するための弾性部材を備えていることも効果的である。これによれば、スライダ部材を接触子からの反力を受けずに弾性部材のみによって所定の方向に付勢することができるため、スライダの移動に要する力を、接触子の数と関係なく弾性部材の付勢力に応じて一定の値にすることができる。
【００１９】
さらに好ましくは、スライダ部材の収容穴における接続端子と係合するボール係合面は、当該接続端子の表面形状に対応して形成されていることも効果的である。これによれば、ソケット本体部で動かない接触子に対し、電子部品の接続端子をスライダ部材の端子係合部で案内しながら押し当てて位置決めすることが可能になる。また、電子部品の接続端子が接触子のアーム部と接続する際、この接続端子をスライダの端子係合部で保持することができるため、電子部品の接続端子の変形量を抑えることができる。
【００２０】
さらに加えて、接触子のアーム部の接触部分には、所定の方向に複数分岐した爪状が形成されていることも効果的である。これによれば、接触子は、アーム部が一つであってもアーム部の複数分に相当する接触面積をもって電子部品の接続端子と安定して接続できる。
【００２１】
また、接触子のアーム部の接触部分は、電子部品の接続端子の表面のうち電子部品側の根元部分と接触するように配置されていることも効果的である。これによれば、接触子のアーム部が電子部品の接続端子に接続する際、この接続端子の変形量を抑えることができる。
【００２２】
さらに、電子部品は、球状の接続端子を有するＢＧＡパッケージである一方で、接触子のアーム部の接触部分は、その接続端子の径が最大となる部分と根元の間の部分と接触するように配置されていることも効果的である。これによれば、接触子のアーム部がＢＧＡパッケージの接続端子に接続する際、この接続端子の球の変形量を抑えることができる。
【００２３】
さらに他の発明は、上記ソケットと、電子部品を着脱自在に保持するための保持部と、スライダ部材を移動させるための作動部とを有し、保持部がソケットのソケット本体部に対して対向した状態を保ったまま移動するとともに作動部がスライダを移動させるように構成されたスライダ移動治具とを備えたことを特徴とする電子部品装着装置である。これによれば、ファインピッチ化された電子部品にも対応可能なカバー無しタイプの電子部品装置を得ることができる。
【００２４】
さらに他の発明は、上記ソケットと、電子部品を着脱自在に保持するための保持部と、カバー部材を移動させるための作動部とを有し、保持部がソケットのソケット本体部に対して対向した状態を保ったまま移動するとともに作動部がカバー部材を移動させるように構成されたスライダ移動治具とを備えたことを特徴とする電子部品装着装置である。これによれば、ファインピッチ化された電子部品にも対応可能なカバー付きタイプの電子部品装置を得ることができる。
【００２５】
さらに他の発明は、上記電子部品装着装置を用い、スライダ移動治具によってスライダ部材を移動させることにより、スライダ部材の各収容穴を開放させ、スライダ移動治具によって電子部品の保持状態を解除することにより、電子部品の各接続端子をスライダ部材の収容穴内に配置させ、スライダ部材をソケット本体部の接触子のアーム部に接近する方向に移動させることにより、電子部品の各接続端子をスライダ部材の収容穴内で係合させるとともにソケット本体部の接触子のアーム部と接触させることを特徴とする電子部品の取付方法である。
【００２６】
さらに他の発明は、上記電子部品装着装置を用い、スライダ移動治具によってカバー部材を移動させることにより、スライダ部材の各収容穴を開放させ、スライダ移動治具によって電子部品の保持状態を解除することにより、電子部品の各接続端子をスライダ部材の収容穴内に配置させ、スライダ部材をソケット本体部の接触子のアーム部に接近する方向に移動させることにより、電子部品の各接続端子をスライダ部材の収容穴内で係合させるとともにソケット本体部の接触子のアーム部と接触させることを特徴とする電子部品の取付方法である。これによれば、ファインピッチ化された電子部品に対してもバーンインテストを行うことができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るソケット及びこれを備えた電子部品装着装置の好ましい実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本実施の形態のソケットの概略構成を示す平面図である。図２は、同ソケット及び治具の概略構成を示す側面図である。図３は、図１のソケットの切断線Ａに沿った部分を示す断面図である。図４は、図１のソケットの切断線Ｂに沿った部分を示す断面図である。
【００２８】
図５（ａ）は、本実施の形態のコンタクトの先端部分を拡大して示す図、図５（ｂ）は、図１のＰ部におけるコンタクトとボール収容穴及びコンタクト収容孔の位置関係を拡大して示す平面図、図５（ｃ）は、図４のＱ部におけるコンタクトとボール収容穴及びコンタクト収容孔の位置関係を拡大して示す側面図である。
【００２９】
図１又は図２に示すように、本実施の形態の電子部品装着装置１は、球状のはんだボール（接続端子）２ａが所定のパターンを形成するように配列されたＢＧＡパッケージ（電子部品、以下単に「パッケージ」という）２を装着するためのもので、ソケット１０と、このソケット１０に対して対向配置可能なスライダ移動用の治具５０とを有している。
【００３０】
ソケット１０は、例えばポリエーテルイミド等の樹脂材料を用いて作られたベース（ソケット本体部）１１と、このベース１１に対して上下動可能なカバー部材とを有している。このベース１１は、図示しないプリント基板等の配線基板上に固定されるもので、四角形状の底部分１１ａとその周囲を囲む壁部１１ｂとを有し、その中央部にくぼみ状の空間を形成している。
【００３１】
図１又は図４に示すように、このベース１１の底部分１１ａには、多数の長尺のコンタクト１３が、パッケージ２のはんだボール２ａのパターンに対応して設けられている。これらのコンタクト１３の中腹部分には、それぞれ、突起状の取付部１３ｂが形成されており、この取付部１３ｂがベース１１の開口内に埋め込まれることによって、ベース１１の底面に対して鉛直な方向に直立した状態で固定されている。
【００３２】
本実施の形態の場合、各コンタクト１３の先端部分は、従来技術のように二股状にせず、所定の一方向に弾性変形可能な一つのアーム１３ａが設けられている。そして、各コンタクト１３は、このアーム１３ａの変形する方向がベース１１の一辺の方向（図１のＸ方向）と平行になるように配列されている。
【００３３】
ここで、本実施の形態の場合は、図１において、ベース１１の左奥上側の頂点を原点Ｏにとり、そこを起点として水平方向をＸ方向とし、それと垂直方向をＹ方向とし、さらに、図２において、Ｘ方向及びＹ方向と垂直である方向をＺ方向とする。
【００３４】
図１又は図４に示すように、ベース１１の底部分１１ａ上の空間には、スライダ１２が設けられている。このスライダ１２は、ベース１１の底部分１１ａ上をＸ方向に所定量だけ移動できるような形状に形成されている。
【００３５】
スライダ１２の上面には、パッケージ２を載置できるように平坦な載置部１２ａが形成されている。この載置部１２ａには、パッケージ２のはんだボール２ａを収容可能なボール収容穴１２ｂが、はんだボール２ａのパターンに対応して多数設けられている。
【００３６】
図５（ｂ）（ｃ）に示すように、このボール収容穴１２ｂは、ボール係合面１２ｃを形成するような円筒形状を有し、その径ははんだボール２ａの外径より大きく、その深さははんだボール２ａの高さより深くなるように形成されている。
また、スライダ１２には、ベース１１からの各コンタクト１３の位置に対応してそれらコンタクト１３を収容可能なコンタクト収容孔１２ｄが形成され、各コンタクト収容孔１２ｄは、各ボール収容穴１２ｂのそれぞれ連通されている。
【００３７】
各コンタクト収容孔１２ｄは、スライダ１２のＸ方向に長辺を有する長方形状の貫通孔であり、この貫通孔を介して各コンタクト１３のアーム１３ａが各ボール収容穴１２ｂ内に位置される。各コンタクト収容穴２ｄのＸ方向の長さは、スライダ１２の移動量とほぼ等しいか、あるいはそれより若干大きくなるように定められている。各コンタクト１３は、Ｘ方向に移動するスライダ１２に対してその側面と接触せずにベース１１から直立状態を保持するようになっている。
【００３８】
各コンタクト１３のアーム１３ａは、コンタクト収容孔１２ｄ内に収容され、スライダ１２のボール収容穴１２ｂ内でボール係合面１２ｃと対向して配置される。
ここで、図５（ａ）に示すように、コンタクト１３のアーム１３ａの先端部分には、はんだボール２ａの表面の一部と接触可能な接触爪１３ｃが、ＸＹ平面上の所定の２方向に分岐して先鋭状に形成されている。
【００３９】
図５（ｃ）に示すように、コンタクト１３の接触爪１３ｃとスライダ１２のボール係合面１２ｃのＸ方向における間隔ｄ２は、はんだボール２ａの外径よりも小さい値に設定される。スライダ１２がＸ＋方向に所定量移動されたとき、スライダ１２のボール収容穴１２ｂの空間は開放され、その間隔は、はんだボール２ａの外径より十分大きく拡げられた間隔ｄ１となる。はんだボール２ａがはんだボール収容穴１２ｂに収容された状態で、スライダ１２がＸ−方向に移動されたとき、ボール係合面１２ｃとコンタクト１３の接触爪１３との間ではんだボール２ａが弾性的に挟持される。
【００４０】
さらに、コンタクト１３は、その形状や材料等により適正な応力を生じさせることが可能であり、また、その際に生じる接触爪１３ｃにおける反力がはんだボール２ａを突き刺すのに適正な大きさとなるように設定することができる。
【００４１】
さらにまた、コンタクト１３の接触爪１３ｃのＺ方向の位置とスライダ１２の載置部１２ａの高さとの関係については、載置部１２ａ上に配置されたパッケージ２に対し、接触爪１３ｃがはんだボール２ａの中央部分より幾分高くなるように、すなわち、接触爪１３ｃがはんだボール２ａの根元部分又ははんだボール２ａの最大径の部分と根元の間の部分と接触できるように定められている。
【００４２】
図１又は図４に示すように、スライダ１２の載置部１２ａの外周部分には、パッケージ２の外周部分と当接可能なガイド部１２ｅが壁状に設けられている。このガイド部１２ｅには、その内側の面にパッケージ２を載置部１２ａに導くように傾斜させたガイド面１２ｆが形成されている。
【００４３】
カバー部材１４は、対向する２辺においてＺ方向に延びる係止爪１４ａを有している。係止爪１４ａは、ベース１１に形成された係合突部１１ｃに係合される。カバー部材１４は、その下面がベース１１の壁部１１ｂ上面に当接する位置まで移動することができる。
【００４４】
カバー部材１４の各コーナ部分には、スライダ１２を移動させるための作動部１４ｂが、所定の傾斜曲面をもって爪状に複数設けられている。一方、スライダ１２の外周部分には、カバー部材１４の作動部１４ｂとそれぞれ係合可能な係合部１２ｇが設けられている。
【００４５】
カバー部材１４とベース１１との間には、第１の圧縮コイルばね１５が、Ｚ方向に複数取り付けられている。カバー部材１４に対して外力が作用せず各第１の圧縮コイルばね１５からの付勢力がＺ−方向に与えられた状態で、カバー部材１４の係止爪１４ａがベース１１の係合突部１１ｃと係止するようになっている。
【００４６】
さらに、スライダ１２とベース１１との間には、第２の圧縮コイルばね（弾性部材）１６がＸ方向に複数取り付けられている。ソケット１０に外力が作用せず各第２の圧縮コイルばね１６からの付勢力がＸ−方向に与えられた状態で、スライダ１２は、ベース１１のＸ−側の壁部１１ｂに当接し、また、スライダ１２の係合部１２ｇが上記係止した位置にあるカバー部材１４の作動部１４ｂと係合するようになっている。
【００４７】
他方、図２に示すように、スライダ移動用の治具５０は、ソケット１０に対して対向した状態を保ったまま上下方向（Ｚ方向）に移動可能なヘッド５１を有している。このヘッド５１には、パッケージ２を例えばエアの吸引によって吸着保持可能な保持部５２が取り付けられている。また、ヘッド５１には、ソケット１０側のカバー部材１４と当接可能な当接部５３が形成されている。
【００４８】
次に、本実施の形態のソケットの動作例を説明する。
図６は、カバー部材が押し下げられた状態で示す概略側面図である。図７は、図６の状態の断面図であり、図８は、パッケージを取り付けた際の断面図である。図９は、カバー部材が戻された状態の断面図である。
図１０（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、図７、図８、図９のコンタクトとボール収容穴及びコンタクト収容孔の位置関係を拡大して示す図である。
【００４９】
上述のような構成を有する本実施の形態の場合においては、まず、パッケージ２を保持した状態の治具５０をＺ＋方向に下降し、治具５０の当接部５３をソケット１０のカバー部材１４に当接させる（図６参照）。
【００５０】
このとき、カバー部材１４は、第１の圧縮コイルばね１５の付勢力及び第２の圧縮コイルばね１６を受けたスライダ１２からの反力に抗しつつＺ＋方向に移動してベース１１に当接する一方で、これに伴いスライダ１２の係合部１２ｇがカバー部材１４の作動部１４ｂによって押され、スライダ１２が第２の圧縮コイルばね１６の付勢力に抗しつつＸ＋方向に移動する。
【００５１】
図１０（ａ）に示すように、各コンタクト１３は、ベース１１により直立した状態を保持したまま、スライダ１２のボール収容穴１２ｂからコンタクト収容孔１２ｄ内の位置に相対的に外され、スライダ１２のボール収容穴１２ｂが開放される。
【００５２】
次いで、図８に示すように、治具５０によるパッケージ２の保持状態を解除することによって、パッケージ２をスライダ１２の載置部１２ａに落とし込む。
これにより、パッケージ２はこの外周部分がスライダ１２のガイド面１２ｆに沿いつつスライダ１２の載置部１２ａ上に案内され、パッケージ２の各はんだボール２ａが、スライダ１２のボール収容穴１２ｂに収まる（図１０（ｂ）参照）。
【００５３】
その後、図９に示すように、治具５０をＺ−方向に上昇させると、カバー部材１４のＺ−方向の移動に伴い、スライダ１２が第２の圧縮コイルばね１６の付勢力によりＸ−方向に戻されてベース１１のＸ―側の壁部１１ｂに当接する。
このとき、図１０（ｃ）に示すように、スライダ１２のボール収容穴１２ｂ内におけるはんだボール２ａが、相対的に接近するコンタクト１３の接触爪１３ｃとスライダ１２のボール係合面１２ｃによってこれらの間に弾性的に挟まれる。
【００５４】
特に、はんだボール２ａがボール収容穴１２ｂのＸＹ平面における中央部分からずれて配置された場合、はんだボール２ａは、コンタクト１３又は接触爪１３ｃに接近しつつあるボール係合面１２ｃで案内されることによって若干移動され、コンタクト１３の接触爪１３ｃとボール係合面１２ｃとをＸ方向で結ぶ直線上に対して均等に配置される。
【００５５】
コンタクト１３のアーム１３ａは、はんだボール２ａにＸ−方向に押されることによって所定量だけ撓み、その際、アーム１３ａの撓み量に応じた弾性力をもって接触爪１３ｃがはんだボール２ａの表面の根元部分に好適に接触し、これによりコンタクト１３がはんだボール２ａと確実に電気的に接続する。
【００５６】
以上述べたように本実施の形態によれば、コンタクト１３のアーム１３ａを一つにしそのアーム１３ａに対し、スライダ１２の移動に伴ってパッケージ２のはんだボール２ａを押し付けるようにしたことから、はんだボール２ａがコンタクト１３のアーム１３ａに接触してこれを所定量だけ撓ませるのに要する移動範囲のみを確保すれば足りるため、各コンタクト１３のアーム１３ａがスライダ１２の載置部１２ａ上に占める領域を従来技術に比べて小さくすることができる。
【００５７】
そして、各コンタクト１３がスライダ１２の上述した領域におかれる限りにおいてかかるコンタクト１３を互い近接して配置することができるため、ファインピッチで配列されたはんだボール２ａを有するパッケージ２にも対応可能になる。
【００５８】
特に、本実施の形態の場合、コンタクト１３のアーム１３ａを一つにしたことにより、コンタクト１３自体の構成を簡素にでき、これに伴って、スライダ１２のコンタクト１３を収容する部分を簡素にできるとともに従来技術において必要であったコンタクト１３と係合する部分が不要になるため、スライダ１２自体の構成をも簡素にでき、そして、このようなコンタクト１３やスライダ１２を作製する際に用いる金型等のコストを削減できる。
【００５９】
さらに、本実施の形態によれば、ベース１１側で不動状態にあるコンタクト１３に対し、パッケージ２のはんだボール２ａをスライダ１２のボール係合面１２ｃで案内しながら押し当てるようにしたことから、はんだボール２ａがスライダ１２のボール収容穴１２ｂに配置された位置によらず、各コンタクト１３の接触爪１３ｃに対してはんだボール２ａを適正な位置に定めることができる。
【００６０】
さらにまた、本実施の形態によれば、コンタクト１３のアーム１３ａをはんだボール２ａと接続する場合にのみ撓ませるようにしたことから、アーム１３ａの撓み量をスライダ１２の移動量とはんだボール２ａと係合する位置に基づいて適正な値にすることができる。その結果、はんだボール２ａに対して適正な押圧力をもってコンタクト１３のアーム１３ａを接続させることができるとともに、コンタクトには、その撓み量に応じた必要最小限の応力が接続状態においてのみ生じるため、本実施の形態のコンタクトを、従来技術においてはんだボールを挟むために開く際に過大な応力が生じていたコンタクトよりも、耐久性を向上させることができる。
【００６１】
さらに加えて、本実施の形態によれば、スライダ１２をコンタクト１３からの反力を受けずに第２の圧縮コイルばね１６のみによって付勢するようにしたことから、カバー部材１４を押し下げる際に要する治具５０の押圧力を、コンタクト１３の本数と関係なく第１の圧縮コイルばね１５及び第２の圧縮コイルばね１６の付勢力に応じて一定の値にすることができるため、端子数の多いＢＧＡパッケージに対してもそれに比例した大きな押圧力を必要とせず、治具５０の押圧条件を変更しなくて済む。
【００６２】
また、本実施の形態によれば、コンタクト１３のはんだボール２ａと接触する部分を二股の爪形状にしたことから、このようなコンタクト１３は、アーム１３ａが一つであってもアーム１３ａの二つ分に相当する接触面積をもってはんだボール２ａと安定して接続することができる。
【００６３】
さらに、本実施の形態によれば、コンタクト１３の接触爪１３ｃがはんだボール２ａの根元部分に当接或いは突き刺さるようにしたことから、はんだボール２ａが、パッケージ２との接合部分でコンタクト１３の接触爪１３ｃを受けるため、その際に生じるはんだボール２ａの変形量を抑えることができ、特に、はんだボール２ａが加熱されて柔らかくなっている場合に効果的である。特に、コンタクト１３の接触爪１３ｃがはんだボール２ａに必要以上に突き刺さるのを防止するため、コンタクト収容孔１２のうちコンタクト１３と接触する部分１２ｄ１の位置を調整することもできる。
【００６４】
なお、本発明は、上述の実施の形態に限られることなく種々の変更を行うことができ、このような変更を含む他の実施の形態を以下に説明する。
【００６５】
図１１（ａ）（ｂ）は、本発明に係る他のコンタクトの接触爪を示す図である。図１１（ａ）に示すように、コンタクト１３０のアーム１３０ａの先端部を部分的に二分してそれぞれの先端部分に接触爪１３０ｃを設けたり、また、図１１（ｂ）に示すように、コンタクト１３１のアーム１３１ａ自体を二分してそれぞれの先端部分に接触爪１３１ｃを設けることもでき、これによれば、アームの適正な撓み量を決定するために用いられる条件を増やしてより最適な値に近づけることが可能になる
【００６６】
また、図１２は、本発明に係る他のスライダのボール係合面を示す図である。図１２に示すように、スライダ１２のボール係合面１２０ｃを、はんだボール２ａの曲率とほぼ同一となる球面形状にすることもでき、これによれば、ボール係合面１２０ｃではんだボール２ａを受けた状態で保持することにより、コンタクト１３の接触爪１３ｃに対する位置決めをさらに正確にできるとともに、はんだボール２ａの変形量をさらに抑えることもできる。
【００６７】
さらに、上記実施の形態においては、カバー付きタイプのソケットの一例を示したが、本発明は、カバー無しタイプのソケットにも適用することができる。
この場合、上記カバー部材１４の作動部１４ｂに相当するものを治具５０に設けてこれを、スライダ１２の係合部１２ｇと係合するようにすればよい。
【００６８】
さらにまた、上記実施の形態においては、スライダ１２がベース１１のＸ方向に往復動するタイプのソケット１０の例を示したが、本発明は、スライダがベースの対角線上に往復動するタイプのソケットにも適用することができる。
【００６９】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、ファインピッチ化されたＩＣパッケージにも対応可能なソケットを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態のソケットの概略構成を示す平面図である。
【図２】同ソケット及び治具の概略構成を示す側面図である。
【図３】図１のソケットの切断線Ａに沿った部分を示す断面図である。
【図４】図１のソケットの切断線Ｂに沿った部分を示す断面図である。
【図５】（ａ）：本実施の形態のコンタクトの先端部分を拡大して示す図である。
（ｂ）：図１のＰ部におけるコンタクトとボール収容穴及びコンタクト収容孔の位置関係を拡大して示す平面図である。
（ｃ）：図４のＱ部におけるコンタクトとボール収容穴及びコンタクト収容孔の位置関係を拡大して示す側面図である。
【図６】カバー部材が押し下げられた状態で示す概略側面図である。
【図７】図６の状態の断面図である。
【図８】パッケージを取り付けた際の断面図である。
【図９】カバー部材が戻された状態の断面図である。
【図１０】（ａ）：図７のコンタクトとボール収容穴及びコンタクト収容孔の位置関係を拡大して示す図である。
（ｂ）：図８のコンタクトとボール収容穴及びコンタクト収容孔の位置関係を拡大して示す図である。
（ｃ）：図９のコンタクトとボール収容穴及びコンタクト収容孔の位置関係を拡大して示す図である。
【図１１】（ａ）（ｂ）：本発明に係る他のコンタクトの接触爪を示す図である。
【図１２】本発明に係る他のスライダのボール係合面を示す図である。
【図１３】（ａ）： 従来のソケットの概略構成を示す平面図である。
（ｂ）（ｃ）：従来のソケットの概略構成を示す正面図である。
【符号の説明】
１……電子部品装着装置 ２……ＢＧＡ用のパッケージ（電子部品） ２ａ……はんだボール（接続端子） １０……ソケット １１……ベース（ソケット本体部） １２……スライダ １２ａ……載置部 １３……コンタクト（接触子） １３ａ……アーム １４ カバー部材 １６……第２の圧縮コイルばね（弾性部材） ５０……スライダ移動用の治具（スライダ移動治具）
【発明の属する技術分野】
本発明は、多数の接続端子を下面に有する電子部品を着脱可能に装着して各リードと外部装置とを電気的に接続するためのソケットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に半導体製造工場では、ＩＣチップを樹脂によって封止したＩＣパッケージを、バーンインテストと称される信頼性試験にかけ、良品と不良品とを判別するようにしている。
【０００３】
従来より、このようなバーンインテストに用いられるソケットとしては、例えば、図１３（ａ）〜（ｃ）に示すようなＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）パッケージ用のソケットが知られている。
【０００４】
このソケット１０１は、四角形状のベース１０２を有し、このベース１０２にＢＧＡパッケージ１００のはんだボール１００ａを加圧接続するためのコンタクト１０４が複数固定されている。このコンタクト１０４は、長尺の金属製の部材からなり、その一方の先端部に一対のアーム１０４ａ、１０４ｂが設けられている。
【０００５】
このようなベース１０２には、ＢＧＡパッケージ１００を載置可能なスライダ１０５が水平方向（Ｘ方向）に移動可能に設けられており、このスライダ１０５は、ベース１０２側のコンタクト１０４をコンタクト収容孔１０５ａで収容できるようになっている。
【０００６】
また、図１３（ａ）（ｂ）に示すように、スライダ１０５の載置部１０５ｂ上には、ＢＧＡパッケージ１００の各はんだボール１００ａを収容するためのボール収容穴１０５ｃが、コンタクト収容孔１０５ａと交わるように形成され、さらに、図１３（ｂ）に示すように、コンタクト収容孔１０５ａ内の所定の部位には、コンタクト１０４の一方のアーム１０４ａと係合可能な係合部１０５ｄが設けられている。
【０００７】
一方、ベース１０２には、スライダ１０５を作動させるためのカバー１０６が、ベース１０２に対して圧縮コイルばね１０７を介して上下方向に移動できるように設けられている。
【０００８】
このような構成を有するソケット１０１において、カバー１０６を押し下げると、スライダ１０５がＸ＋方向に移動し、これに伴ってコンタクト１０４の一方のアーム１０４ａが、スライダ１０５の係合部１０５ｄと係合することにより撓んだ状態でＸ＋方向に開く。
この状態において、ＢＧＡパッケージ１００をスライダ１０５の載置部１０５ｂ上に落とし込むと、ＢＧＡパッケージ１００の各はんだボール１００ａが、スライダ１０５のボール収容穴１０５ｃに収まる。
【０００９】
そして、カバー１０４を上昇させると、スライダ１０５がコンタクト１０４の一方のアーム１０４ａの反力によってＸ−方向に戻される。これにより、コンタクト１０４の一方のアーム１０４ａが、はんだボール１００ａに接触するとともに、コンタクト１０４の他方のアーム１０４ｂがはんだボール１００ａに押されてＸ−方向に撓み、このような状態の一対のアーム１０４ａ、１０４ｂがはんだボール１００ａを挟むことによって、ＢＧＡパッケージ１００の各はんだボール１００ａと各コンタクト１０４とが電気的に接続される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のソケット１０１においては、コンタクト１０４が一対のアーム１０４ａ、１０４ｂによってはんだボール１００ａを挟むようにしていたことから、コンタクト１０４の一方のアーム１０４ａを開く際や双方のアーム１０４ａ、１０４ｂによってはんだボール１００ａを挟む際に、それぞれのアーム１０４ａ、１０４ｂが移動するため、このようなアーム１０４ａ、１０４ｂの移動量に応じた大きさの領域をコンタクト１０４ごとにスライダ１０５の載置部１０５ｂ上に確保しなければならなかった。
【００１１】
その結果、各コンタクト１０４を接近して配置するには物理的に限界があるため、このような従来のソケット１０１を、ファインピッチで配列されたはんだボールを有するＢＧＡパッケージに対応させることは困難であった。
【００１２】
さらに、従来のソケット１０１は、スライダ１０５を介してアーム１０４ａ、１０４ｂを開かせる構成であるため、コンタクト１０４の数、すなわち、はんだボール１００ａの数に比例した操作力を、カバー１０６又はスライダ１０５に伝達しなければならなかった。そのため、ＢＧＡパッケージ１００を自動実装する際に大きな操作力を要するとともに、このようなソケットを複数実装した回路基板そのものにも大きな荷重を与え、その回路基板の変形等を引き起こす原因にもなりかねなかった。
【００１３】
本発明は、このような従来の技術の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、ファインピッチ化されたＩＣパッケージにも対応可能なソケットを提供することにある。
また、本発明の他の目的は、ＩＣパッケージの接続端子の数が増加しても、比較的小さい操作力でＩＣパッケージを実装可能なソケットを提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るソケットは、所定のパターンで接続端子が配列された電子部品の各接続端子に対し、当該接続端子に接触可能な片持梁状のアーム部を有する接触子が複数配設されたソケット本体部と、前記ソケット本体部に対して水平方向に移動可能であって、前記アーム部の位置に対応し、かつ、前記アーム部を自由端として機能させ得る複数の貫通孔と、各貫通孔とそれぞれ連通し各接続端子を収容可能な収容穴とを有するスライダ部材と、前記スライダ部材を所定の方向に付勢するための弾性部材とを備え、前記スライダ部材が前記弾性部材の付勢に抗して前記所定の方向と反対方向の第１の位置へ移動されるとき、前記アーム部は前記スライダ部材に接触することなく前記貫通孔内を移動し、前記スライダ部材が第１の位置に到達したとき、前記アーム部の自由端と前記収容穴における前記接続端子と係合する係合面との距離が前記接続端子の外径よりも大きく、前記収容穴内に接続端子が収容可能であり、前記スライダ部材が前記弾性部材の付勢に従い前記所定の方向の第２の位置へ移動されるとき、前記アーム部は前記スライダ部材に接触することなく前記貫通孔内を移動し、前記アーム部の自由端と前記係合面との距離が前記接続端子の外径よりも小さく、前記アーム部が前記収容穴内の接続端子と弾性的に接続可能である。
【００１５】
本発明の場合、ソケット本体部の接触子を、従来技術のようにアーム部を二股状にせず一つにしてこのアーム部に対し、スライダ部材の移動に伴って電子部品の接続端子を収容穴内で係合させることにより、電子部品の接続端子を収容穴内の壁部と接触子のアーム部との間で挟んで接続できる。したがって、電子部品の接続端子が接触子のアーム部と適正な圧力で接続するために要する移動範囲のみを、スライダ部材の載置部上に確保すれば足りるため、各接触子のアーム部がスライダ部材の載置部上に占める領域を従来技術に比べて小さくすることができる。その結果、各接触子を互いに近接して配置することが可能になるため、ファインピッチで配列された接続端子を有する電子部品にも対応しうる。
【００１６】
好ましくはソケットはさらに、ソケット本体部に接近又は離間する方向に移動可能に設けられた部材であって、スライダの一部と当接可能な当接部を有し当接部がスライダと当接した状態でソケット本体部に対し接近又は離間する方向に移動することによってスライダ部材を当該所定の方向に移動させるように構成されたカバー部材と、前記カバー部材を前記ソケット本体部から離間する方向に付勢する他の弾性部材とを備える。
【００１７】
さらに好ましくは、スライダ部材の収容穴は、当該移動範囲においてソケット本体部の接触子と当接しないように構成されていることも効果的である。これによれば、接触子のアーム部を電子部品の接続端子と接続させる場合にのみ撓ませることができるため、電子部品の接続端子に対して適正な押圧力をもって接触子のアーム部を接続させることができるとともに、接触子に生じる応力を適正な値にして接触子の耐久性を向上させることができる。
【００１８】
さらに、スライダ部材を所定の方向に付勢するための弾性部材を備えていることも効果的である。これによれば、スライダ部材を接触子からの反力を受けずに弾性部材のみによって所定の方向に付勢することができるため、スライダの移動に要する力を、接触子の数と関係なく弾性部材の付勢力に応じて一定の値にすることができる。
【００１９】
さらに好ましくは、スライダ部材の収容穴における接続端子と係合するボール係合面は、当該接続端子の表面形状に対応して形成されていることも効果的である。これによれば、ソケット本体部で動かない接触子に対し、電子部品の接続端子をスライダ部材の端子係合部で案内しながら押し当てて位置決めすることが可能になる。また、電子部品の接続端子が接触子のアーム部と接続する際、この接続端子をスライダの端子係合部で保持することができるため、電子部品の接続端子の変形量を抑えることができる。
【００２０】
さらに加えて、接触子のアーム部の接触部分には、所定の方向に複数分岐した爪状が形成されていることも効果的である。これによれば、接触子は、アーム部が一つであってもアーム部の複数分に相当する接触面積をもって電子部品の接続端子と安定して接続できる。
【００２１】
また、接触子のアーム部の接触部分は、電子部品の接続端子の表面のうち電子部品側の根元部分と接触するように配置されていることも効果的である。これによれば、接触子のアーム部が電子部品の接続端子に接続する際、この接続端子の変形量を抑えることができる。
【００２２】
さらに、電子部品は、球状の接続端子を有するＢＧＡパッケージである一方で、接触子のアーム部の接触部分は、その接続端子の径が最大となる部分と根元の間の部分と接触するように配置されていることも効果的である。これによれば、接触子のアーム部がＢＧＡパッケージの接続端子に接続する際、この接続端子の球の変形量を抑えることができる。
【００２３】
さらに他の発明は、上記ソケットと、電子部品を着脱自在に保持するための保持部と、スライダ部材を移動させるための作動部とを有し、保持部がソケットのソケット本体部に対して対向した状態を保ったまま移動するとともに作動部がスライダを移動させるように構成されたスライダ移動治具とを備えたことを特徴とする電子部品装着装置である。これによれば、ファインピッチ化された電子部品にも対応可能なカバー無しタイプの電子部品装置を得ることができる。
【００２４】
さらに他の発明は、上記ソケットと、電子部品を着脱自在に保持するための保持部と、カバー部材を移動させるための作動部とを有し、保持部がソケットのソケット本体部に対して対向した状態を保ったまま移動するとともに作動部がカバー部材を移動させるように構成されたスライダ移動治具とを備えたことを特徴とする電子部品装着装置である。これによれば、ファインピッチ化された電子部品にも対応可能なカバー付きタイプの電子部品装置を得ることができる。
【００２５】
さらに他の発明は、上記電子部品装着装置を用い、スライダ移動治具によってスライダ部材を移動させることにより、スライダ部材の各収容穴を開放させ、スライダ移動治具によって電子部品の保持状態を解除することにより、電子部品の各接続端子をスライダ部材の収容穴内に配置させ、スライダ部材をソケット本体部の接触子のアーム部に接近する方向に移動させることにより、電子部品の各接続端子をスライダ部材の収容穴内で係合させるとともにソケット本体部の接触子のアーム部と接触させることを特徴とする電子部品の取付方法である。
【００２６】
さらに他の発明は、上記電子部品装着装置を用い、スライダ移動治具によってカバー部材を移動させることにより、スライダ部材の各収容穴を開放させ、スライダ移動治具によって電子部品の保持状態を解除することにより、電子部品の各接続端子をスライダ部材の収容穴内に配置させ、スライダ部材をソケット本体部の接触子のアーム部に接近する方向に移動させることにより、電子部品の各接続端子をスライダ部材の収容穴内で係合させるとともにソケット本体部の接触子のアーム部と接触させることを特徴とする電子部品の取付方法である。これによれば、ファインピッチ化された電子部品に対してもバーンインテストを行うことができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るソケット及びこれを備えた電子部品装着装置の好ましい実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本実施の形態のソケットの概略構成を示す平面図である。図２は、同ソケット及び治具の概略構成を示す側面図である。図３は、図１のソケットの切断線Ａに沿った部分を示す断面図である。図４は、図１のソケットの切断線Ｂに沿った部分を示す断面図である。
【００２８】
図５（ａ）は、本実施の形態のコンタクトの先端部分を拡大して示す図、図５（ｂ）は、図１のＰ部におけるコンタクトとボール収容穴及びコンタクト収容孔の位置関係を拡大して示す平面図、図５（ｃ）は、図４のＱ部におけるコンタクトとボール収容穴及びコンタクト収容孔の位置関係を拡大して示す側面図である。
【００２９】
図１又は図２に示すように、本実施の形態の電子部品装着装置１は、球状のはんだボール（接続端子）２ａが所定のパターンを形成するように配列されたＢＧＡパッケージ（電子部品、以下単に「パッケージ」という）２を装着するためのもので、ソケット１０と、このソケット１０に対して対向配置可能なスライダ移動用の治具５０とを有している。
【００３０】
ソケット１０は、例えばポリエーテルイミド等の樹脂材料を用いて作られたベース（ソケット本体部）１１と、このベース１１に対して上下動可能なカバー部材とを有している。このベース１１は、図示しないプリント基板等の配線基板上に固定されるもので、四角形状の底部分１１ａとその周囲を囲む壁部１１ｂとを有し、その中央部にくぼみ状の空間を形成している。
【００３１】
図１又は図４に示すように、このベース１１の底部分１１ａには、多数の長尺のコンタクト１３が、パッケージ２のはんだボール２ａのパターンに対応して設けられている。これらのコンタクト１３の中腹部分には、それぞれ、突起状の取付部１３ｂが形成されており、この取付部１３ｂがベース１１の開口内に埋め込まれることによって、ベース１１の底面に対して鉛直な方向に直立した状態で固定されている。
【００３２】
本実施の形態の場合、各コンタクト１３の先端部分は、従来技術のように二股状にせず、所定の一方向に弾性変形可能な一つのアーム１３ａが設けられている。そして、各コンタクト１３は、このアーム１３ａの変形する方向がベース１１の一辺の方向（図１のＸ方向）と平行になるように配列されている。
【００３３】
ここで、本実施の形態の場合は、図１において、ベース１１の左奥上側の頂点を原点Ｏにとり、そこを起点として水平方向をＸ方向とし、それと垂直方向をＹ方向とし、さらに、図２において、Ｘ方向及びＹ方向と垂直である方向をＺ方向とする。
【００３４】
図１又は図４に示すように、ベース１１の底部分１１ａ上の空間には、スライダ１２が設けられている。このスライダ１２は、ベース１１の底部分１１ａ上をＸ方向に所定量だけ移動できるような形状に形成されている。
【００３５】
スライダ１２の上面には、パッケージ２を載置できるように平坦な載置部１２ａが形成されている。この載置部１２ａには、パッケージ２のはんだボール２ａを収容可能なボール収容穴１２ｂが、はんだボール２ａのパターンに対応して多数設けられている。
【００３６】
図５（ｂ）（ｃ）に示すように、このボール収容穴１２ｂは、ボール係合面１２ｃを形成するような円筒形状を有し、その径ははんだボール２ａの外径より大きく、その深さははんだボール２ａの高さより深くなるように形成されている。
また、スライダ１２には、ベース１１からの各コンタクト１３の位置に対応してそれらコンタクト１３を収容可能なコンタクト収容孔１２ｄが形成され、各コンタクト収容孔１２ｄは、各ボール収容穴１２ｂのそれぞれ連通されている。
【００３７】
各コンタクト収容孔１２ｄは、スライダ１２のＸ方向に長辺を有する長方形状の貫通孔であり、この貫通孔を介して各コンタクト１３のアーム１３ａが各ボール収容穴１２ｂ内に位置される。各コンタクト収容穴２ｄのＸ方向の長さは、スライダ１２の移動量とほぼ等しいか、あるいはそれより若干大きくなるように定められている。各コンタクト１３は、Ｘ方向に移動するスライダ１２に対してその側面と接触せずにベース１１から直立状態を保持するようになっている。
【００３８】
各コンタクト１３のアーム１３ａは、コンタクト収容孔１２ｄ内に収容され、スライダ１２のボール収容穴１２ｂ内でボール係合面１２ｃと対向して配置される。
ここで、図５（ａ）に示すように、コンタクト１３のアーム１３ａの先端部分には、はんだボール２ａの表面の一部と接触可能な接触爪１３ｃが、ＸＹ平面上の所定の２方向に分岐して先鋭状に形成されている。
【００３９】
図５（ｃ）に示すように、コンタクト１３の接触爪１３ｃとスライダ１２のボール係合面１２ｃのＸ方向における間隔ｄ２は、はんだボール２ａの外径よりも小さい値に設定される。スライダ１２がＸ＋方向に所定量移動されたとき、スライダ１２のボール収容穴１２ｂの空間は開放され、その間隔は、はんだボール２ａの外径より十分大きく拡げられた間隔ｄ１となる。はんだボール２ａがはんだボール収容穴１２ｂに収容された状態で、スライダ１２がＸ−方向に移動されたとき、ボール係合面１２ｃとコンタクト１３の接触爪１３との間ではんだボール２ａが弾性的に挟持される。
【００４０】
さらに、コンタクト１３は、その形状や材料等により適正な応力を生じさせることが可能であり、また、その際に生じる接触爪１３ｃにおける反力がはんだボール２ａを突き刺すのに適正な大きさとなるように設定することができる。
【００４１】
さらにまた、コンタクト１３の接触爪１３ｃのＺ方向の位置とスライダ１２の載置部１２ａの高さとの関係については、載置部１２ａ上に配置されたパッケージ２に対し、接触爪１３ｃがはんだボール２ａの中央部分より幾分高くなるように、すなわち、接触爪１３ｃがはんだボール２ａの根元部分又ははんだボール２ａの最大径の部分と根元の間の部分と接触できるように定められている。
【００４２】
図１又は図４に示すように、スライダ１２の載置部１２ａの外周部分には、パッケージ２の外周部分と当接可能なガイド部１２ｅが壁状に設けられている。このガイド部１２ｅには、その内側の面にパッケージ２を載置部１２ａに導くように傾斜させたガイド面１２ｆが形成されている。
【００４３】
カバー部材１４は、対向する２辺においてＺ方向に延びる係止爪１４ａを有している。係止爪１４ａは、ベース１１に形成された係合突部１１ｃに係合される。カバー部材１４は、その下面がベース１１の壁部１１ｂ上面に当接する位置まで移動することができる。
【００４４】
カバー部材１４の各コーナ部分には、スライダ１２を移動させるための作動部１４ｂが、所定の傾斜曲面をもって爪状に複数設けられている。一方、スライダ１２の外周部分には、カバー部材１４の作動部１４ｂとそれぞれ係合可能な係合部１２ｇが設けられている。
【００４５】
カバー部材１４とベース１１との間には、第１の圧縮コイルばね１５が、Ｚ方向に複数取り付けられている。カバー部材１４に対して外力が作用せず各第１の圧縮コイルばね１５からの付勢力がＺ−方向に与えられた状態で、カバー部材１４の係止爪１４ａがベース１１の係合突部１１ｃと係止するようになっている。
【００４６】
さらに、スライダ１２とベース１１との間には、第２の圧縮コイルばね（弾性部材）１６がＸ方向に複数取り付けられている。ソケット１０に外力が作用せず各第２の圧縮コイルばね１６からの付勢力がＸ−方向に与えられた状態で、スライダ１２は、ベース１１のＸ−側の壁部１１ｂに当接し、また、スライダ１２の係合部１２ｇが上記係止した位置にあるカバー部材１４の作動部１４ｂと係合するようになっている。
【００４７】
他方、図２に示すように、スライダ移動用の治具５０は、ソケット１０に対して対向した状態を保ったまま上下方向（Ｚ方向）に移動可能なヘッド５１を有している。このヘッド５１には、パッケージ２を例えばエアの吸引によって吸着保持可能な保持部５２が取り付けられている。また、ヘッド５１には、ソケット１０側のカバー部材１４と当接可能な当接部５３が形成されている。
【００４８】
次に、本実施の形態のソケットの動作例を説明する。
図６は、カバー部材が押し下げられた状態で示す概略側面図である。図７は、図６の状態の断面図であり、図８は、パッケージを取り付けた際の断面図である。図９は、カバー部材が戻された状態の断面図である。
図１０（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、図７、図８、図９のコンタクトとボール収容穴及びコンタクト収容孔の位置関係を拡大して示す図である。
【００４９】
上述のような構成を有する本実施の形態の場合においては、まず、パッケージ２を保持した状態の治具５０をＺ＋方向に下降し、治具５０の当接部５３をソケット１０のカバー部材１４に当接させる（図６参照）。
【００５０】
このとき、カバー部材１４は、第１の圧縮コイルばね１５の付勢力及び第２の圧縮コイルばね１６を受けたスライダ１２からの反力に抗しつつＺ＋方向に移動してベース１１に当接する一方で、これに伴いスライダ１２の係合部１２ｇがカバー部材１４の作動部１４ｂによって押され、スライダ１２が第２の圧縮コイルばね１６の付勢力に抗しつつＸ＋方向に移動する。
【００５１】
図１０（ａ）に示すように、各コンタクト１３は、ベース１１により直立した状態を保持したまま、スライダ１２のボール収容穴１２ｂからコンタクト収容孔１２ｄ内の位置に相対的に外され、スライダ１２のボール収容穴１２ｂが開放される。
【００５２】
次いで、図８に示すように、治具５０によるパッケージ２の保持状態を解除することによって、パッケージ２をスライダ１２の載置部１２ａに落とし込む。
これにより、パッケージ２はこの外周部分がスライダ１２のガイド面１２ｆに沿いつつスライダ１２の載置部１２ａ上に案内され、パッケージ２の各はんだボール２ａが、スライダ１２のボール収容穴１２ｂに収まる（図１０（ｂ）参照）。
【００５３】
その後、図９に示すように、治具５０をＺ−方向に上昇させると、カバー部材１４のＺ−方向の移動に伴い、スライダ１２が第２の圧縮コイルばね１６の付勢力によりＸ−方向に戻されてベース１１のＸ―側の壁部１１ｂに当接する。
このとき、図１０（ｃ）に示すように、スライダ１２のボール収容穴１２ｂ内におけるはんだボール２ａが、相対的に接近するコンタクト１３の接触爪１３ｃとスライダ１２のボール係合面１２ｃによってこれらの間に弾性的に挟まれる。
【００５４】
特に、はんだボール２ａがボール収容穴１２ｂのＸＹ平面における中央部分からずれて配置された場合、はんだボール２ａは、コンタクト１３又は接触爪１３ｃに接近しつつあるボール係合面１２ｃで案内されることによって若干移動され、コンタクト１３の接触爪１３ｃとボール係合面１２ｃとをＸ方向で結ぶ直線上に対して均等に配置される。
【００５５】
コンタクト１３のアーム１３ａは、はんだボール２ａにＸ−方向に押されることによって所定量だけ撓み、その際、アーム１３ａの撓み量に応じた弾性力をもって接触爪１３ｃがはんだボール２ａの表面の根元部分に好適に接触し、これによりコンタクト１３がはんだボール２ａと確実に電気的に接続する。
【００５６】
以上述べたように本実施の形態によれば、コンタクト１３のアーム１３ａを一つにしそのアーム１３ａに対し、スライダ１２の移動に伴ってパッケージ２のはんだボール２ａを押し付けるようにしたことから、はんだボール２ａがコンタクト１３のアーム１３ａに接触してこれを所定量だけ撓ませるのに要する移動範囲のみを確保すれば足りるため、各コンタクト１３のアーム１３ａがスライダ１２の載置部１２ａ上に占める領域を従来技術に比べて小さくすることができる。
【００５７】
そして、各コンタクト１３がスライダ１２の上述した領域におかれる限りにおいてかかるコンタクト１３を互い近接して配置することができるため、ファインピッチで配列されたはんだボール２ａを有するパッケージ２にも対応可能になる。
【００５８】
特に、本実施の形態の場合、コンタクト１３のアーム１３ａを一つにしたことにより、コンタクト１３自体の構成を簡素にでき、これに伴って、スライダ１２のコンタクト１３を収容する部分を簡素にできるとともに従来技術において必要であったコンタクト１３と係合する部分が不要になるため、スライダ１２自体の構成をも簡素にでき、そして、このようなコンタクト１３やスライダ１２を作製する際に用いる金型等のコストを削減できる。
【００５９】
さらに、本実施の形態によれば、ベース１１側で不動状態にあるコンタクト１３に対し、パッケージ２のはんだボール２ａをスライダ１２のボール係合面１２ｃで案内しながら押し当てるようにしたことから、はんだボール２ａがスライダ１２のボール収容穴１２ｂに配置された位置によらず、各コンタクト１３の接触爪１３ｃに対してはんだボール２ａを適正な位置に定めることができる。
【００６０】
さらにまた、本実施の形態によれば、コンタクト１３のアーム１３ａをはんだボール２ａと接続する場合にのみ撓ませるようにしたことから、アーム１３ａの撓み量をスライダ１２の移動量とはんだボール２ａと係合する位置に基づいて適正な値にすることができる。その結果、はんだボール２ａに対して適正な押圧力をもってコンタクト１３のアーム１３ａを接続させることができるとともに、コンタクトには、その撓み量に応じた必要最小限の応力が接続状態においてのみ生じるため、本実施の形態のコンタクトを、従来技術においてはんだボールを挟むために開く際に過大な応力が生じていたコンタクトよりも、耐久性を向上させることができる。
【００６１】
さらに加えて、本実施の形態によれば、スライダ１２をコンタクト１３からの反力を受けずに第２の圧縮コイルばね１６のみによって付勢するようにしたことから、カバー部材１４を押し下げる際に要する治具５０の押圧力を、コンタクト１３の本数と関係なく第１の圧縮コイルばね１５及び第２の圧縮コイルばね１６の付勢力に応じて一定の値にすることができるため、端子数の多いＢＧＡパッケージに対してもそれに比例した大きな押圧力を必要とせず、治具５０の押圧条件を変更しなくて済む。
【００６２】
また、本実施の形態によれば、コンタクト１３のはんだボール２ａと接触する部分を二股の爪形状にしたことから、このようなコンタクト１３は、アーム１３ａが一つであってもアーム１３ａの二つ分に相当する接触面積をもってはんだボール２ａと安定して接続することができる。
【００６３】
さらに、本実施の形態によれば、コンタクト１３の接触爪１３ｃがはんだボール２ａの根元部分に当接或いは突き刺さるようにしたことから、はんだボール２ａが、パッケージ２との接合部分でコンタクト１３の接触爪１３ｃを受けるため、その際に生じるはんだボール２ａの変形量を抑えることができ、特に、はんだボール２ａが加熱されて柔らかくなっている場合に効果的である。特に、コンタクト１３の接触爪１３ｃがはんだボール２ａに必要以上に突き刺さるのを防止するため、コンタクト収容孔１２のうちコンタクト１３と接触する部分１２ｄ１の位置を調整することもできる。
【００６４】
なお、本発明は、上述の実施の形態に限られることなく種々の変更を行うことができ、このような変更を含む他の実施の形態を以下に説明する。
【００６５】
図１１（ａ）（ｂ）は、本発明に係る他のコンタクトの接触爪を示す図である。図１１（ａ）に示すように、コンタクト１３０のアーム１３０ａの先端部を部分的に二分してそれぞれの先端部分に接触爪１３０ｃを設けたり、また、図１１（ｂ）に示すように、コンタクト１３１のアーム１３１ａ自体を二分してそれぞれの先端部分に接触爪１３１ｃを設けることもでき、これによれば、アームの適正な撓み量を決定するために用いられる条件を増やしてより最適な値に近づけることが可能になる
【００６６】
また、図１２は、本発明に係る他のスライダのボール係合面を示す図である。図１２に示すように、スライダ１２のボール係合面１２０ｃを、はんだボール２ａの曲率とほぼ同一となる球面形状にすることもでき、これによれば、ボール係合面１２０ｃではんだボール２ａを受けた状態で保持することにより、コンタクト１３の接触爪１３ｃに対する位置決めをさらに正確にできるとともに、はんだボール２ａの変形量をさらに抑えることもできる。
【００６７】
さらに、上記実施の形態においては、カバー付きタイプのソケットの一例を示したが、本発明は、カバー無しタイプのソケットにも適用することができる。
この場合、上記カバー部材１４の作動部１４ｂに相当するものを治具５０に設けてこれを、スライダ１２の係合部１２ｇと係合するようにすればよい。
【００６８】
さらにまた、上記実施の形態においては、スライダ１２がベース１１のＸ方向に往復動するタイプのソケット１０の例を示したが、本発明は、スライダがベースの対角線上に往復動するタイプのソケットにも適用することができる。
【００６９】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、ファインピッチ化されたＩＣパッケージにも対応可能なソケットを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態のソケットの概略構成を示す平面図である。
【図２】同ソケット及び治具の概略構成を示す側面図である。
【図３】図１のソケットの切断線Ａに沿った部分を示す断面図である。
【図４】図１のソケットの切断線Ｂに沿った部分を示す断面図である。
【図５】（ａ）：本実施の形態のコンタクトの先端部分を拡大して示す図である。
（ｂ）：図１のＰ部におけるコンタクトとボール収容穴及びコンタクト収容孔の位置関係を拡大して示す平面図である。
（ｃ）：図４のＱ部におけるコンタクトとボール収容穴及びコンタクト収容孔の位置関係を拡大して示す側面図である。
【図６】カバー部材が押し下げられた状態で示す概略側面図である。
【図７】図６の状態の断面図である。
【図８】パッケージを取り付けた際の断面図である。
【図９】カバー部材が戻された状態の断面図である。
【図１０】（ａ）：図７のコンタクトとボール収容穴及びコンタクト収容孔の位置関係を拡大して示す図である。
（ｂ）：図８のコンタクトとボール収容穴及びコンタクト収容孔の位置関係を拡大して示す図である。
（ｃ）：図９のコンタクトとボール収容穴及びコンタクト収容孔の位置関係を拡大して示す図である。
【図１１】（ａ）（ｂ）：本発明に係る他のコンタクトの接触爪を示す図である。
【図１２】本発明に係る他のスライダのボール係合面を示す図である。
【図１３】（ａ）： 従来のソケットの概略構成を示す平面図である。
（ｂ）（ｃ）：従来のソケットの概略構成を示す正面図である。
【符号の説明】
１……電子部品装着装置 ２……ＢＧＡ用のパッケージ（電子部品） ２ａ……はんだボール（接続端子） １０……ソケット １１……ベース（ソケット本体部） １２……スライダ １２ａ……載置部 １３……コンタクト（接触子） １３ａ……アーム １４ カバー部材 １６……第２の圧縮コイルばね（弾性部材） ５０……スライダ移動用の治具（スライダ移動治具）
Claims (11)
- 所定のパターンで接続端子が配列された電子部品の各接続端子に対し、当該接続端子に接触可能な片持梁状のアーム部を有する接触子が複数配設されたソケット本体部と、
前記ソケット本体部に対して水平方向に移動可能であって、前記アーム部の位置に対応し、かつ、前記アーム部を自由端として機能させ得る複数の貫通孔と、各貫通孔とそれぞれ連通し各接続端子を収容可能な収容穴とを有するスライダ部材と、
前記スライダ部材を所定の方向に付勢するための弾性部材とを備え、
前記スライダ部材が前記弾性部材の付勢に抗して前記所定の方向と反対方向の第１の位置へ移動されるとき、前記アーム部は前記スライダ部材に接触することなく前記貫通孔内を移動し、前記スライダ部材が第１の位置に到達したとき、前記アーム部の自由端と前記収容穴における前記接続端子と係合する係合面との距離が前記接続端子の外径よりも大きく、前記収容穴内に接続端子が収容可能であり、
前記スライダ部材が前記弾性部材の付勢に従い前記所定の方向の第２の位置へ移動されるとき、前記アーム部は前記スライダ部材に接触することなく前記貫通孔内を移動し、前記アーム部の自由端と前記係合面との距離が前記接続端子の外径よりも小さく、前記アーム部が前記収容穴内の接続端子と弾性的に接続可能であることを特徴とするソケット。 - ソケットはさらに、
前記ソケット本体部に接近又は離間する方向に移動可能に設けられた部材であって、前記スライダの一部と当接可能な当接部を有し該当接部が前記スライダと当接した状態で前記ソケット本体部に対し接近又は離間する方向に移動することによって前記スライダ部材を前記所定の方向に移動させるように構成されたカバー部材と、
前記カバー部材を前記ソケット本体部から離間する方向に付勢する他の弾性部材とを備える、請求項１に記載のソケット。 - 前記スライダ部材の収容穴は、前記スライダ部材の移動範囲においてソケット本体部の接触子と当接しないように構成されていることを特徴とする請求項１又は２のいずれか１項記載のソケット。
- 前記スライダ部材の収容穴における前記接続端子と係合するボール係合面は、当該接続端子の表面形状に対応して形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載のソケット。
- 前記接触子のアーム部の接触部分には、所定の方向に複数分岐した爪状が形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載のソケット。
- 前記接触子のアーム部の接触部分は、前記電子部品の接続端子の表面のうち前記電子部品側の根元部分と接触するように配置されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載のソケット。
- 前記電子部品は、球状の接続端子を有するＢＧＡパッケージである一方で、前記接触子のアーム部の接触部分は、当該接続端子の径が最大となる部分と根元の間の部分と接触するように配置されていることを特徴とする請求項６記載のソケット。
- 請求項１乃至７のいずれか１項記載のソケットと、
前記電子部品を着脱自在に保持するための保持部と、前記スライダ部材を移動させるための作動部とを有し、前記保持部が前記ソケットのソケット本体部に対して対向した状態を保ったまま移動するとともに前記作動部が前記スライダ部材を移動させるように構成されたスライダ移動治具とを備えたことを特徴とする電子部品装着装置。 - 請求項２乃至７のいずれか１項記載のソケットと、
前記電子部品を着脱自在に保持するための保持部と、前記カバー部材を移動させるための作動部とを有し、前記保持部が前記ソケットのソケット本体部に対して対向した状態を保ったまま移動するとともに前記作動部が前記カバー部材を移動させるように構成されたスライダ移動治具とを備えたことを特徴とする電子部品装着装置。 - 請求項８記載の電子部品装着装置を用い、
前記スライダ移動治具によって前記スライダ部材を移動させることにより、前記スライダ部材の各収容穴を開放させ、
前記スライダ移動治具によって電子部品の保持状態を解除することにより、前記電子部品の各接続端子を前記スライダ部材の収容穴内に配置させ、
前記スライダ部材を前記ソケット本体部の接触子のアーム部に接近する方向に移動させることにより、前記電子部品の各接続端子を前記スライダ部材の収容穴内で係合させるとともに前記ソケット本体部の接触子のアーム部と接触させることを特徴とする電子部品の取付方法。 - 請求項９記載の電子部品装着装置を用い、
前記スライダ移動治具によって前記カバー部材を移動させることにより、前記スライダ部材の各収容穴を開放させ、
前記スライダ移動治具によって電子部品の保持状態を解除することにより、前記電子部品の各接続端子を前記スライダ部材の収容穴内に配置させ、
前記スライダ部材を前記ソケット本体部の接触子のアーム部に接近する方向に移動させることにより、前記電子部品の各接続端子を前記スライダ部材の収容穴内で係合させるとともに前記ソケット本体部の接触子のアーム部と接触させることを特徴とする電子部品の取付方法。
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