JP5363300B2

JP5363300B2 - ソケット

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Publication number: JP5363300B2
Application number: JP2009291648A
Authority: JP
Inventors: 宏敬地天
Original assignee: Espec Corp
Current assignee: Espec Corp
Priority date: 2009-12-24
Filing date: 2009-12-24
Publication date: 2013-12-11
Anticipated expiration: 2029-12-24
Also published as: JP2011134522A

Description

本発明は、半導体デバイス等の電子部品が装着されるソケットに関わり、特には、同電子部品の熱的特性を検査するバーンイン試験等の試験を実施する際に好適なソケットに関する。

例えばバーンイン試験は、電子部品の初期不良を摘出し、初期不良であるとして摘出された電子部品を除去するためのスクリーニング試験の一種である。このようなバーンイン試験としては、例えば、特許文献１に開示されているように、半導体デバイス等の電子部品を多数実装したバーンインボードをバーンインチャンバに収容し、電子部品に所定の電流を印加して電気的ストレスを与えるとともに、該バーンインチャンバ内の空気を加熱したりヒータブロックに直接、電子部品を接触させたりすることで、電子部品に所定の熱ストレスを与える形態の試験が知られている。

特開２００５−２６５６６５号公報

上記した形態の試験は、一般的には、試験温度は-５５℃〜+１２５℃の範囲で、かつ、試験電流も１Ａ程度の小さい電流で行われており、このような試験温度および試験電流であれば、市販の試験用ソケットでも、十分に当該試験の実施に対応して使用することができていた。

しかしながら、被試験用の電子部品の中でも、特に近年の半導体デバイスのような電子部品ではその発展に伴って試験条件がますます厳しくなってきており、上記よりも高温の試験温度で、また、上記よりも高電流の試験電流での実施が要求されることが多くなってきている。

例えば、試験温度が３５０℃、試験電流値が１０Ａの条件下で試験を行いたい場合、この条件に適う耐久性を備えた試験用ソケットは市販されておらず、そのため、電子部品のリードと耐熱性の太い電線とを連結金具を介して機械的にネジ連結する等の手段をとる必要があった。

しかし、数多くの電子部品を試験するような場合、上記のような配線接続に多大な手数を要するのみならず、試験後に電子部品を取外す際にも同様な手間をかける必要があり、作業能率が著しく悪いものになる。

本発明は、このような実情に着目してなされたものであって、接触導通性能および熱的耐久性が高く、かつ、半導体デバイス等の電子部品の脱着性能にも優れた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、本発明は以下のように構成している。

（１）本発明にかかるソケットは、リード付き電子部品が装着されるソケットであって、弾性変形可能なコンタクト部材を端子部材に連結支持してなる接続端子を、絶縁樹脂材からなるハウジングに保持した構成を備えたことを特徴とする。

前記電子部品には半導体デバイス等を含む。

前記半導体デバイスには、ＴＯ型、ＤＩＰ型、ＳＩＰ型、等の各種パッケージの半導体デバイスを含む。

本発明のソケットによると、コンタクト部材と端子部材とを別体とすることで、コンタクト部材と端子部材とを独自に素材選択することができ、コンタクト部材に弾性に優れた薄いバネ材を用いることで、電子部品のリードへの接触性能およびリードの挿抜性能を高めることができる。また、端子部材に、所要の大きさの表面積や断面積を有する金属素材を用いることで、接続端子全体の電気的および機械的な強度を高めるとともに、端子部材を介しての放熱性能を高いものにすることができる。

（２）本発明のソケットの一つの実施態様では、前記コンタクト部材は、板バネ材によって構成されると共に、対向配置された一対の接触片を備え、前記端子部材は、板材によって構成されると共に、前記コンタクト部材装着用の凹溝部を備え、前記コンタクト部材が前記端子部材の前記凹溝部に挿入連結され、前記リードが、前記コンタクト部材の両接触片間に挿入されて接触導通するものである。

この実施態様によると、コンタクト部材を連結支持する端子部材は、板材によって構成されるので、複数の端子部材を、その板厚方向に沿って小さなピッチでハウジングに並列保持することによって、電子部品のリードの小さなピッチに対応したソケットを容易に得ることができる。

また、コンタクト部材における一対の接触片で電子部品のリードを弾性挟持して良好な接触導通状態を現出できるとともに、両接触片間へのリードの挿抜を円滑に行うことができ、ソケットへの電子部品の脱着性能が高いものとなる。更に、弾性変形する接触片を、凹溝部の内面で受け止めてバックアップすることで、リードに対して接触片による接触圧を確保することができ、コンタクト部材のリードへの接触導通性能を安定維持することができる。

（３）上記（２）の実施態様では、前記コンタクト部材の前記接触片は、山形に屈曲されて片持ち状に延出され、その山形頂部を前記電子部品の前記リードに接触させるとともに、山形の裾部を前記端子部材の前記凹溝部の対向する内面に、片持ち方向の２箇所で受け止め支持してもよい。

この実施態様によると、各接触片は、その山形の裾部の両端部位において端子部材に接触して接続信頼性を高めることができると共に、安定良くバックアップ支持され、コンタクト部材のリードに対する接触導通状態が一層安定に保持される。

（４）上記（２）または（３）の実施態様では、対向配置された一対の前記接触片における基端側同士をつなぐ連続基部を、前記端子部材における前記凹溝部の底部に連結してもよい。

この実施態様によると、一対の前記接触片における基端側同士をつなぐ連続基部を、凹溝部の底部に連結するだけで、接触片の弾性変形を十分許容しながらコンタクト部材を端子部材の凹溝部内に強固に連結固定することができる。

（５）上記（４）の実施態様では、前記連続基部の側端から連結舌片を折り曲げ延出し、この連結舌片を前記端子部材の外面に当て付けて連結固定してもよい。

この実施態様によると、コンタクト部材の連続基部と連結舌片の２面を、端子部材の凹溝部の底面と端子部材外面にそれぞれ当接支持させることで、端子部材に対するコンタクト部材の連結姿勢を安定させることができる。また、連結舌片は端子部材の広い外面に当接させるので、連結舌片を大きいもに設定することが容易であり、この連結舌片をスポット溶接やカシメなどの連結手段を用いて端子部材に容易かつ確実に連結することができる。

（６）本発明の好ましい実施態様では、前記端子部材の一端側に前記コンタクト部材が連結支持され、前記端子部材の他端側は、前記ハウジング外に突出すると共に、配線接続用の接続孔を有している。

この実施態様によると、ハウジング外に突出している端子部材の他端側から効率的に放熱することができると共に、所望の容量（太さ）の配線を、圧着端子などを介して接続孔に容易に接続することができる。

このように本発明によれば、コンタクト部材を端子部材に連結支持して接続端子を構成するので、コンタクト部材に弾性に優れたバネ材を用いることで、電子部品のリードへの接触性能およびリードの挿抜性能を高めることができる一方、端子部材に、所要の大きさの表面積や断面積を有する金属素材を用いることで、接続端子全体の電気的および機械的な強度を高めるとともに、端子部材を介しての放熱性能を高いものにすることができる。

図１は本発明の実施の形態において第１例のソケットを示す全体斜視図である。図２は図１に示す第１例のソケットの縦断正面図である。図３は図１に示す第１例のソケットの縦断側面図である。図４は図１に示す第１例のソケットの分解斜視図である。図５は図１に示す接続端子の組み立て斜視図である。図６は図１に示す接続端子の分解斜視図である。図７は本発明の実施の形態において第２例のソケットを示す一部切欠き側面図である。図８は図７の第２例のソケットの縦断正面図である。図９は本発明の実施の形態において第３例のソケットを示す全体斜視図である。図１０は図９の第３例のソケットを示す一部縦断正面図である。図１１はコンタクト部材の連結構造の別構成例を示す斜視図（ａ）と、要部の縦断面図（ｂ）である。図１２はコンタクト部材の連結構造の別構成例を示す分解斜視図である。図１３はコンタクト部材の連結構造の他の構成例を示す斜視図（ａ）と要部の縦断面図（ｂ）である。図１４はコンタクト部材の連結構造の他の構成例を示す分解斜視図（ａ）と要部の縦断面図（ｂ）である。図１５は本発明のソケットを用いた測定形態の接続配線図である。図１６は測定結果を示す図表である。図１７は従来の測定形態の接続配線図である。図１８は従来の測定形態での測定結果を示す図表である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して、詳細に説明する。

図１〜図４に、本発明の実施の形態に係るソケットの第１例を示す。図１は同ソケットを示す全体斜視図、図２は同ソケットの縦断正面図、図３は同ソケットの縦断側面図、図４は同ソケットの分解斜視図である。また、図５は接続端子の斜視図、図６は分解した接続端子の斜視図である。

これらの図に示す電子部品は半導体デバイスであるが、その電子部品は半導体デバイスに限定されず、リードを有する電子部品に適用することができる。

これらの図を参照して本実施の形態にかかるソケット１は、例えば、ＴＯ（ＴｒａｎｓｉｓｔｏｒＯｕｔｌｉｎｅ）型パッケージ等の半導体デバイス２におけるリード３の本数に合わせた複数個の接続端子４を、耐熱性の絶縁樹脂材からなるハウジング５にリードピッチと同じピッチで並列装着して構成されている。

前記各接続端子４は、図５，図６に示すように、リード３の太さよりも若干大きい厚さ（例えば１．０ｍｍ）の金属板材からなる端子部材６に、厚さの小さい（例えば０．３ｍｍ）板バネ材からなるコンタクト部材７を一体に組み付け連結して構成されている。
各接続端子４の端子部材６およびコンタクト部材７は、同種の金属、あるいは、抵抗率の近い同類の金属で構成するのが好ましく、金メッキ加工を施すのが好ましい。端子部材６は、高電流のバーンイン試験に対応した断面積を有している。

各端子部材６の上半部には、コンタクト部材装着用の深い凹溝部８が上向きに開口して形成されており、この凹溝部８にコンタクト部材７が図６から図５で示すように嵌入されて連結固定されている。

また、各端子部材６の下半部のうち、図３では中央側端子部材６の下半部は下方に直線状に延出、左右両側端子部材６の下半部は下方に屈曲延出されて、いずれの下半部もその延出端近くに配線接続用のタップ穴からなる接続孔９が備えられている。

コンタクト部材７は、端子部材６の板厚と同じ（あるいは若干大きい）幅を有する細帯状に打ち抜いた金属製の板バネ素材を折り曲げて、片持ち状の左右一対の接触片７ａを連続基部７ｂでつないだ形状に形成されている。各接触片７ａはそれぞれ内向きの山形に屈曲されるとともに、両山形頂部が互いに接触、あるいは、リード３の太さよりも小さい間隔をもって近接対向され、これら山形頂部が、両接触片７ａの間に挿入されたリード３を左右から弾性挟持する接触導通部となるように構成されている。また、図２中に示すように、両接触片７ａの山形の裾部となる片持ち遊端部位ａと片持ち基端部位ｂとが、凹溝部８の対向する内面に溝入口側と溝内奥側の２箇所で受け止め支持されて、両接触片７ａの姿勢が安定保持され、両接触片７ａの間にリード３が挟持されて接触圧を確保できるようになっている。

対向配置された一対の接触片７ａをつなぐ連続基部７ｂが端子部材６における凹溝部８の底部に面接合されるとともに、連続基部７ｂの一側端から折り曲げ延出された連結舌片７ｃが端子部材６の外面に当て付けられて、例えばスポット溶接されることで、端子部材６にコンタクト部材７が連結固定されている。

接続端子４の組み立てにおいては、先ず、端子部材６の凹溝部８にコンタクト部材７を前面側から嵌入し、連結舌片７ｃを端子部材６の外面に当て付けて端子部材板厚方向の位置決めを行い、その後、連結舌片７ｃの溶接を行う。ここで、凹溝部８の形状が底部において奥拡がりに形成されるとともに、この凹溝部８の溝形状に合わせてコンタクト部材７の基部形状が形成されており、凹溝部８に嵌入されたコンタクト部材７は端子部材６の板厚方向、および、凹溝部８の開口部側にずれ動くことなく、正しく位置決め保持された状態で溶接することができる。

図４に示すように、前記ハウジング５は左右二つ割りに構成されており、左右一対の分割ハウジング５ａに連結ピン１０を貫通装着して抜け止めすることで接合状態が保持される。各分割ハウジング５ａにおける接合面の上半部には、上記のように組み上げられた接続端子４の上半部を位置決め係入する複数の段付きスリット１１が、リードピッチで前後に並列形成されるとともに、各分割ハウジング５ａにおける接合面の下半部には、接続端子４の下半部を収容する配線接続用空間１２が形成されており、図３に示すように、圧着端子１３を介して所望の容量（太さ）の配線１４が接続された接続端子４を、対応する段付きスリット１１に係入しながら両分割ハウジング５ａを接合連結することで、半導体デバイス２に対応したソケット１が完成する。

なお、この例においては、取付け座１５ａを備えた金属製の装着ハウジング１５を各分割ハウジング５ａに外嵌してネジ１６で固定することで、ソケット１を所望の部材に任意に装着固定することができるようになっている。

以上のように、コンタクト部材７と端子部材６とを一体化して接続端子を構成しているので、コンタクト部材７に弾性に優れた薄いバネ材を用いることで、半導体デバイス２のリード３への接触性能およびリード３の挿抜性能を高めることができる。また、端子部材６に、バーンイン試験等の高電流に対応した断面積および高電流の印加による発熱を放散するのに必要な表面積の金属板材を用いることができる。

更に、端子部材６を、半導体デバイス２のリード３の厚さに近い厚さとしているので、複数の端子部材６の板厚方向に小さいピッチで並列配備してハウジング５に保持することができ、リード３が小さいピッチで並列された半導体デバイス２に対応したソケット１を容易に得ることができる。

図７，図８に、本発明に係るソケットの第２例が示されている。図７、図８においては図１〜図６と対応する部分には同一の符号を付している。同第２例のソケット１は、多数のリード３を備えたＳＩＰ（ＳｉｎｇｌｅＩｎＬｉｎｅＰａｃｋａｇｅ）型の半導体デバイス２に対応して構成されたものであって、基本的な構成は上記第１例と同様であるが、端子部材６群がハウジング５からその外部下方へと大きく突出されており、端子部材６群の対向間で通気を行うことで、端子部材６の大きい表面積を介して効率よく放熱することができ、放熱能力の高いものになっている。また、端子部材６のハウジング５から突出している部分の形状や表面積を変更することによって、放熱効果を調整することができる。

図９，図１０に、本発明に係るソケットの第３例が示されている。図９、図１０においては図１〜図６と対応する部分には同一の符号を付している。同第３例のソケット１は、ＤＩＰ（ＤｕａｌＩｎＬｉｎｅＰａｃｋａｇｅ）型の半導体デバイス２に対応して構成されたものであって、２列のリード３群に対して２個のハウジング５が左右に並列連結されている。

各ハウジング５には、接続端子装着用の多数の段付きスリット１１がリードピッチをもって上下に貫通形成されており、各段付きスリット１１に上記構成の接続端子４が上方から圧入止着されている。左右のソケット５はスペーサカラー１７を挟んで並列されて、左右に挿通した連結ピン１０で一体連結されている。ここで、スペーサカラー１７の厚さを任意に調整することで、リード列の間隔に対応することができる。

図１５に、本発明に係るソケット１を用いて通電試験を行う測定形態が示されている。なお、図ではハウジング５の記載が省略されている。

ここでは、半導体デバイス２と上記構成の接続端子４の端子部材６にそれぞれ圧着端子１３を介して耐熱性の電線２０を取り付けて電源２１に接続するとともに、端子部材６に貼り付けた熱電対利用の温度センサ２２をデータロガー２３に接続しており、各種の大きさの電流を印加して温度を測定した結果が図１６に示されている。

また、図１７に、従来の測定形態が示されるとともに、図１８に、その測定結果が示されている。この測定形態では、一般的なコンタクト端子２４にリード３を挿入するとともに、コンタクト端子２４に電線２０を溶接連結し、コンタクト端子２４に温度センサ２２を貼り付けてコンタクト温度を測定するようにしている。これらの温度に基づいて、電源２１の出力を管理すれば、安全に通電試験をすることができる。

図１６と図１８とを比較して判るように、本発明のソケット１を用いると従来に比べて放熱効果が著しく高く、大電流での通電試験に耐えることができる。この効果を利用して、温度センサ２２が所定の温度を保つように送風機等で強制空冷をすることも可能である。

（他の実施例）
本発明は、以下のような形態で実施することもできる。

（１）図１１，図１２に示すように、コンタクト部材７の連続基部７ｂから前後一対の連結舌片７ｃを折り出し形成し、これら連結舌片７ｃを端子部材６における凹溝部８の底部に外嵌して、少なくとも一方の連結舌片７ｃを端子部材６の外面にスポット溶接する構造とすることもできる。これによると、端子部材６に対するコンタクト部材７の取り付け姿勢が一層安定する。

（２）コンタクト部材７を端子部材６に連結固定する手段としては、上記のようにスポット溶接を用いる他に、図１３，図１４に示すように、プレス加工により端子部材６の外面に連結ピン１８を打ち出し、この連結ピン１８を連結舌片７ｃの連結孔１９に挿通してカシメることでコンタクト部材７を端子部材６に一体化する手段をとることもできる。

本発明は、半導体デバイスのバーンイン試験などのソケットとして有用である。

１ソケット
２半導体デバイス
３リード
４接続端子
５ハウジング
６端子部材
７コンタクト部材
７ａ接触片
７ｂ連続基部
７ｃ連結舌片
８凹溝部

Claims

リード付き電子部品が装着されるソケットであって、
弾性変形可能なコンタクト部材を端子部材に連結支持してなる接続端子を、絶縁樹脂材からなるハウジングに保持し、
前記コンタクト部材は、板バネ材によって構成されると共に、対向配置された一対の接触片を備え、前記端子部材は、板材によって構成されると共に、前記コンタクト部材装着用の凹溝部を備え、
前記コンタクト部材が前記端子部材の前記凹溝部に挿入連結され、前記リードが、前記コンタクト部材の両接触片間に挿入されて接触導通するものであって、
対向配置された一対の前記接触片における基端側同士をつなぐ連続基部を、前記端子部材における前記凹溝部の底部に連結してある、ことを特徴とするソケット。
前記コンタクト部材の前記接触片は、山形に屈曲されて片持ち状に延出され、その山形頂部を前記リードに接触させるとともに、山形の裾部を前記端子部材の前記凹溝部の対向する内面に、片持ち方向の２箇所で受け止め支持してある請求項１に記載のソケット。
前記連続基部の側端から連結舌片を折り曲げ延出し、この連結舌片を前記端子部材の外面に当て付けて連結固定する請求項１または２に記載のソケット。
前記端子部材の一端側に前記コンタクト部材が連結支持され、前記端子部材の他端側は、前記ハウジング外に突出すると共に、配線接続用の接続孔を有する請求項１ないし３のいずれかに記載のソケット。