JP5804495B2 - Icソケット - Google Patents

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本発明は、IC(集積回路)を受け入れるICソケットに関し、特に、IC挿入の一動作によりICの設置および位置調整を達成するICソケットに関する。
従来、IC挿入の一動作によりICの設置および位置調整を達成するICソケットとして、図8に示すように、ICパッケージ150を受け入れる絶縁ハウジング120と、絶縁ハウジング120に固定されICパッケージ150の電気接点151に接触する弾性コンタクト130と、ICパッケージ150の受入れ位置を決めるとともに水平方向(図8における左右方向)のICパッケージ150の移動量を規制するバネ部材125とを備えたICソケット110が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
他方、IC挿入の一動作によりICの設置および位置調整を達成する他のICソケットとして、図9に示すように、支持ブロック221と、支持ブロック221により保持されるプローブ230と、支持ブロック221に取り付けられ被検査デバイス(図示しない)をガイドするデバイスガイド222と、デバイスガイド222の開口部の中心位置に被検査デバイス(図示しない)の位置を調整するセンタリング機構とを備えた検査用ソケット210が知られている(例えば、特許文献2参照。)。
特許文献2の検査用ソケット210におけるセンタリング機構は、図9に示すように、上下動可能に設けられ被検査デバイス(図示しない)を一時的に支持する支柱229と、デバイスガイド222の開口部の各一辺に配置され各一辺と平行な回転軸225bを有するローラガイド240と、前記一辺に対して垂直な方向に向けてローラガイド240を付勢する押圧手段(ばね)225とから構成されている。
特開2007−26833号公報 特開2008−34173号公報
ところが、図8に示す特許文献1のICソケット110では、IC挿入時にICパッケージ150とバネ部材125とが褶動接触するため、ICパッケージ150の挿脱を繰り返した場合、ICパッケージ150またはバネ部材125が摩耗を生じ、ICパッケージ150の位置決め精度が低下したり、発生した摩耗粉がICパッケージ150の電気接点151やICソケットの弾性コンタクト130を汚染し、接触信頼性が劣化するという問題があった。
他方、図9に示す特許文献2の検査用ソケット210では、ローラガイド240の奥側に押圧手段(ばね)225を設置していることにより、検査用ソケット210全体が大きくなるため、小型化の点で難があるという問題があった。
そこで、本発明は、従来の問題を解決するものであって、すなわち、本発明の目的は、IC挿入の一動作によりICの設置および位置調整を達成しつつ、IC挿入時におけるICおよびICソケットの間の過度な物理的接触の回避と、ICソケットの小型化とを併せて達成する構造が簡便なICソケットを提供することである。
本発明のICソケットは、IC収容部および電極保持部を有するハウジングと、前記IC収容部に収容されるICをIC挿入方向に直交する横方向に位置調整する位置調整機構とを備え、前記位置調整機構は、前記横方向における前記IC収容部の側面に配置され前記横方向に弾性変位可能な弾性片と、前記弾性片により回転可能に支持され前記IC挿入方向に前記ICをガイドするガイドローラとから少なくとも構成されていることにより、前述した課題を解決したものである。
前記ICソケットは、前記電極保持部により保持される電極を更に備えていてもよい。
前記弾性片は、前記ハウジングに形成されていてもよい。
前記弾性片は、前記ハウジングに一体に設けられていてもよい。
前記IC収容部は、前記IC挿入方向に見た場合に矩形状を呈し、前記弾性片および前記ガイドローラは、前記IC収容部の相互に隣接する2辺にそれぞれ配置され、前記IC収容部の他の2辺に、前記横方向に前記ICを位置規制するIC規制部が設けられていてもよい。
前記IC収容部は、前記IC挿入方向に見た場合に矩形状を呈し、前記弾性片および前記ガイドローラは、前記IC収容部の4辺にそれぞれ配置されていてもよい。
前記弾性片は、前記ハウジングにより片持ち梁状に支持されていてもよい。
前記弾性片は、前記ハウジングにより片持ち梁状に支持された弾性片本体部と、前記ガイドローラを軸支する軸支部とを有し、前記弾性片本体部は、前記IC挿入方向における厚みが、前記横方向における厚みより大きく設定されていてもよい。
前記ガイドローラから離間した状態で、前記横方向における前記ガイドローラの外側に配置され、前記ICの挿入時に、前記横方向における外側への前記ガイドローラの移動を規制するローラ規制部が設けられていてもよい。
なお、本発明におけるIC(集積回路)とは、ICチップを搭載した基体に外部接続端子(例えば、BGA端子)を有したICパッケージ、および、ICチップの両者を含んでいる。
本発明では、IC挿入の一動作によりICの設置および位置調整を達成しつつ、ICおよびICソケットの摩耗に起因した位置決め精度の劣化や接触信頼性の劣化を防止できるとともに、ICソケットの小型化を実現できる。
本発明の一実施例であるICソケットを示す分解斜視図である。 ICソケットを示す上面図および側面図である。 IC挿入前におけるICソケット等を示す断面図、および、IC挿入前におけるガイドローラおよび弾性片の近傍部分を拡大視して示す平面図である。 IC挿入後におけるICソケット等を示す断面図、および、IC挿入後におけるガイドローラおよび弾性片の近傍部分を拡大視して示す平面図である。 弾性片に対するガイドローラの取り付け方法を説明する説明図である。 ICソケットを用いた基板へのICの組み付け態様の一例を示す分解斜視図である。 弾性片の変形例を示す平面図である。 従来のICソケットを示す断面図である。 従来の検査用ソケットを示す断面図である。
以下、本発明の一実施例であるICソケットを図面に基づいて説明する。
なお、本発明におけるIC(集積回路)とは、ICチップを搭載した基体に外部接続端子(例えば、BGA端子)を有したICパッケージ、および、ICチップの両者を含んでいる。以下の実施例では、ICは、ICパッケージであるものとして説明する。
また、以下の実施例では、ICソケットが、基板に対するICの実装時に用いられる実装用のICソケットであるものとして説明するが、本発明のICソケットは、ICの電気的特性を検査するために用いられる検査用のICソケットにも適用できる。
本実施例におけるICソケット10は、外部から挿入されたIC50を受け入れ、IC50の外部接続端子(図示しない)と基板60の基板電極61との間を電気的に接続するものであり、図1に示すように、ハウジング20と、ハウジング20により保持される電極30と、ハウジング20に取り付けられIC50をIC挿入方向にガイドするガイドローラ40とを備えている。
ハウジング20は、絶縁性樹脂から形成され、図1や図2に示すように、IC挿入方向に見た場合に矩形状を呈するハウジング底壁部21と、ハウジング底壁部21の4辺にそれぞれ立設されたハウジング側壁部22とを一体に有している。ハウジング底壁部21とハウジング側壁部22とにより規定された空間が、外部から挿入されたIC50を収容するIC収容部23として機能する。IC収容部23は、IC挿入方向に見た場合に矩形状を呈している。
ハウジング底壁部21は、IC挿入方向に沿って貫通形成された複数の電極保持部24を有し、この複数の電極保持部24は、図1や図2に示すように、グリッド状に配置されている。
ハウジング側壁部22は、図1や図2に示すように、ハウジング底壁部21の4辺にそれぞれ立設され、これら4つのハウジング側壁部22は、ハウジング底壁部21の各角部で、相互に連結されている。
4つのハウジング側壁部22のうち、相互に隣接する2つのハウジング側壁部22(22A)は、図1に示すように、ハウジング側壁部22に一体形成された弾性片25と、IC収容部23側に面するハウジング側壁部22の内側面側に凹設され弾性片25を内部に配置させる弾性片用凹部26とをそれぞれ2つずつ有している。
弾性片25は、図1や図2に示すように、当該弾性片25を形成したハウジング側壁部22の延在方向に沿って、当該弾性片25を形成したハウジング側壁部22の中央側に向けて延出し、ハウジング側壁部22により片持ち梁状に支持されている。弾性片25は、図4に示すように、IC挿入時に、ガイドローラ40を介してIC50により押されて、IC挿入方向に直交する横方向に弾性変形するように形成されている。
弾性片25は、図1や図2に示すように、ハウジング側壁部22により支持された四角柱状の弾性片本体部25aと、弾性片本体部25aの自由端側の端面から弾性片本体部25aの延出方向に沿って突出形成されガイドローラ40を軸支する軸支部25bとから構成されている。なお、弾性片本体部25aのIC挿入方向における厚み(幅)は、弾性片本体部25aの横方向における厚み(幅)より大きく設定されており、このため、弾性片25は、IC挿入時に、横方向に弾性変形するものの、IC挿入方向へは殆ど弾性変形しない。
なお、本実施例では、図1に示すように、軸支部25bが、円柱状のものとして形成されている。しかしながら、軸支部25bの具体的態様はこれに限定されず、例えば、図7に示すように、軸支部25b’を、相互に離間し先端部に係止部を有する2つの突出片から構成してもよい。
弾性片用凹部26は、図1や図2に示すように、内部に弾性片25を配置させ、弾性片25の弾性変位を許容する凹部であり、IC収容部23に面するハウジング側壁部22の内側面に形成されている。IC収容部23に対向する弾性片用凹部26の内側面は、図3に示すように、IC挿入前の状態で、ガイドローラ40から離間し、図4に示すように、IC収容部23内にIC50を収容した状態で、横方向における外側(IC収容部23の外側)へのガイドローラ40の移動を規制するローラ規制部28として機能する。このローラ規制部28の設置により、弾性片25の過度な弾性変形が抑制され、弾性片25の損傷を防止できる。なお、弾性片25の強度を充分に確保できている場合等には、このローラ規制部28を設けなくてもよい。
4つのハウジング側壁部22のうち、弾性片25等を設けていない他の2つのハウジング側壁部22(22B)は、図2乃至図4に示すように、IC挿入時に、横方向における外側(IC収容部23の外側)へのIC50の移動を規制するIC規制部27を、IC収容部23に面する内側面側にそれぞれ有している。
なお、本実施例では、上述したように、4つのハウジング側壁部22のうち、相互に隣接する2つのハウジング側壁部22(22A)にのみ、弾性片25およびガイドローラ40を設置しているが、全てのハウジング側壁部22に弾性片25およびガイドローラ40を設置してもよく、この場合、IC規制部27は不要になる。
ハウジング20は、更に、図1や図2や図6に示すように、底面に形成された位置決め突起29を有している。この位置決め突起29は、IC50の実装時に、基板60に形成された位置決め孔62内に嵌合され、ICソケット10と基板60とを相互に位置決めする。
電極30は、本実施例では弾性電極として形成され、ハウジング20の電極保持部24によりそれぞれ保持されている。電極30は、図3に示すように、電極保持部24に保持された状態で、一端がIC収容部23側に突出し、他端が反対側(すなわち、基板60側)に突出している。なお、電極30の具体的態様は、導電性を有するものであれば如何なるものであってもよく、弾性を有するもの、弾性を有さないもの等、如何なるものであってもよい。
ガイドローラ40は、図1や図5に示すように、軸支部25bを挿通させる軸孔41を中心部に有し、軸支部25bにより回転可能に軸支されている。ガイドローラ40は、図3に示すように、弾性片25に取り付けられた状態でIC収容部23内に位置する部分を有し、図4に示すように、IC挿入時には、横方向における外側(IC収容部23の外側)に向けてIC50により押される。ガイドローラ40は、本実施例では、非弾性の合成樹脂から形成されているが、ガイドローラ40の具体的素材は、弾性素材または非弾性素材、絶縁性素材または導電性素材等、如何なるものであってもよい。また、ガイドローラ40は、IC挿入時にIC50に物理的に接触する外面が、凸状の曲面形状で形成されている。
弾性片25に対するガイドローラ40の取り付けは、図5に示すように、弾性片25を横方向における内側(IC収容部23の内側)に向けて弾性変形させ、弾性片25の軸支部25bにガイドローラ40の軸孔41を嵌め込むことにより行われる。
つぎに、ICソケット10を用いてIC50を基板60に対して実装する方法について、図6に基づいて以下に説明する。
まず、IC50をICソケット10のIC収容部23内へ配置し、且つ、ICソケット10に形成された位置決め突起29を基板60に形成された位置決め孔62内に設置した状態で、IC50およびICソケット10および基板60を、上スティフナ70および下スティフナ80により挟み込む。
次に、基板60、上スティフナ70、下スティフナ80にそれぞれ形成されたネジ用孔63、71、81にネジ90を挿通し、ICソケット10、IC50、基板60、上スティフナ70、および下スティフナ80を相互に固定する。
つぎに、ICソケット10に対するIC50の挿入時における各部の動作について、図3および図4に基づいて以下に説明する。
まず、図3に示すIC挿入前の状態においては、ガイドローラ40の一部分が、IC収容部23内に位置し、すなわち、ガイドローラ40の一部分が、IC収容部23内にIC50を挿入した場合にIC50に物理的に接触する位置に配置されている。
次に、図4に示すように、IC収容部23内にIC50が挿入されると、ガイドローラ40が、IC50により押されて、横方向における外側(IC収容部23の外側)に向けて移動し、また、このガイドローラ40の移動に伴い、弾性片25が、横方向における外側(IC収容部23の外側)に向けて弾性変形する。そして、この弾性片25の弾性変形に伴い、弾性片25が、横方向におけるIC収容部23の内側に向けて弾性力を生じ、これにより、IC50が、IC収容部23を挟んで弾性片25の反対側に位置するIC規制部27側に向けてガイドローラ40を介して押される。その結果、IC50が、IC規制部27に当接し、ガイドローラ40とIC規制部27とにより横方向への移動を規制され、ICソケット10に対して横方向に位置合わせされる。
なお、本実施例では、相互に隣接する2つのハウジング側壁部22(22A)にそれぞれ弾性片25およびガイドローラ40に設けられているため、相互に直交する横方向の2方向において、上記の横方向における位置合わせが行われる。
このように、本実施例では、IC収容部23に収容されるIC50をIC挿入方向に直交する横方向に位置調整する位置調整機構が、弾性片25とガイドローラ40とIC規制部27とから少なくとも構成されている。
このようにして得られた本実施例のICソケット10では、弾性片25が、IC挿入時に、横方向におけるIC収容部23の内側に向けてIC50を押圧する機能と、ガイドローラ40の回転軸としての機能とを併せて担うため、これら機能の実現の為に必要とされる設置スペースを低減し、ICソケット10の小型化を実現できる。
また、ガイドローラ40の設置により、IC挿入時にガイドローラ40が回転してIC挿入方向に向けてIC50をガイドするため、IC50とICソケット10との間の過度な物理的接触を回避して、IC50とICソケット10の摩耗を防止できる。そして、IC50とICソケット10の摩耗を防止することにより、IC50およびICソケット10の摩耗に起因した位置決め精度の劣化や、発生した摩耗粉がIC50の外部接続端子(図示しない)やICソケット10の電極30を汚染することを回避して、接触信頼性の劣化を防止できる。
また、本発明では、IC挿入の一動作によって、IC収容部23内へのICの設置、および、ICソケット10に対するIC50の横方向における位置決めを実現できる。
また、弾性片25がハウジング20に一体に形成されていることにより、部品点数の増加を回避でき、製造負担を低減できる。
また、ハウジング20によって弾性片25を片持ち梁状に支持するように構成することにより、弾性片25に弾性を付与しつつ、ICソケット10の構造の簡便さを維持できる。
なお、上述した実施例では、ハウジング底壁部がハウジング側壁部に一体に形成されているものとして説明した。しかしながら、ハウジング底壁部とハウジング側壁部とを別体に形成し、電極保持部を有するハウジング底壁部をハウジング側壁部に対して着脱可能に取り付けるように構成してもよい。
また、上述した実施例では、弾性片がハウジングに一体に形成されているものとして説明した。しかしながら、弾性片とハウジングとを別体に形成し、ハウジングに対して弾性片を取り付けるように構成してもよい。また、この場合、弾性片の素材は、ハウジングと同一素材である必要はなく、例えば、金属から弾性片を形成してもよい。
また、上述した実施例では、弾性片がハウジング側壁部により支持されているものとして説明したが、弾性片の具体的な支持態様は、ハウジングの一部により間接的または直接的に支持されるものであれば如何なるものであってもよく、例えば、ハウジング側壁部を設けることなくハウジング底壁部からIC挿入方向に立設した突起により弾性片を支持してもよい。
また、上述した実施例では、弾性片がハウジングにより片持ち梁状に支持されているものとして説明したが、弾性片の具体的態様は、横方向に弾性変位可能なものであれば如何なるものであってもよく、例えば、ハウジング側壁部により両持ち梁状に支持されていてもよい。
また、IC規制部の具体的な態様は、IC挿入時に横方向における外側(IC収容部の外側)へのICの移動を規制するものであれば如何なるものでもよく、例えば、ハウジング側壁部を設けることなくハウジング底壁部からIC挿入方向に立設した突起をIC規制部として利用してもよい。
10 ・・・ ICソケット
20 ・・・ ハウジング
21 ・・・ ハウジング底壁部
22 ・・・ ハウジング側壁部
23 ・・・ IC収容部
24 ・・・ 電極保持部
25 ・・・ 弾性片
25a ・・・ 弾性片本体部
25b ・・・ 軸支部
26 ・・・ 弾性片用凹部
27 ・・・ IC規制部
28 ・・・ ローラ規制部
29 ・・・ 位置決め突起
30 ・・・ 電極
40 ・・・ ガイドローラ
41 ・・・ 軸孔
50 ・・・ IC
60 ・・・ 基板
61 ・・・ 基板電極
62 ・・・ 位置決め孔
63 ・・・ ネジ用孔
70 ・・・ 上スティフナ
71 ・・・ ネジ用孔
80 ・・・ 下スティフナ
81 ・・・ ネジ用孔
90 ・・・ ネジ

Claims (8)

  1. IC収容部および電極保持部を有するハウジングと、前記IC収容部に収容されるICをIC挿入方向に直交する横方向に位置調整する位置調整機構とを備え、
    前記位置調整機構は、前記横方向および前記IC挿入方向に直交する方向であって、前記IC収容部の側面の方向に沿って前記IC収容部の側面に配置され前記横方向に弾性変位可能な弾性片と、前記弾性片により回転可能に支持され前記IC挿入方向に前記ICをガイドするガイドローラとから少なくとも構成されており、
    前記弾性片は、前記ハウジングにより片持ち梁状に支持された弾性片本体部と、前記弾性片本体部の自由端に設けられ、前記ガイドローラを軸支する軸支部を有し、前記軸支部は相互に離間し先端部に係止部を有する2つの突出片を有し、
    前記ガイドローラは、前記軸支部に嵌め込まれる軸穴を有ることを特徴とするICソケット。
  2. 前記電極保持部により保持される電極を更に備えていることを特徴とする請求項1に記載のICソケット。
  3. 前記弾性片は、前記ハウジングに形成されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のICソケット。
  4. 前記弾性片は、前記ハウジングに一体に設けられていることを特徴とする請求項3に記載のICソケット。
  5. 前記IC収容部は、前記IC挿入方向に見た場合に矩形状を呈し、
    前記弾性片および前記ガイドローラは、前記IC収容部の相互に隣接する2辺にそれぞれ配置され、
    前記IC収容部の他の2辺に、前記横方向に前記ICを位置規制するIC規制部が設けられていることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載のICソケット。
  6. 前記IC収容部は、前記IC挿入方向に見た場合に矩形状を呈し、
    前記弾性片および前記ガイドローラは、前記IC収容部の4辺にそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載のICソケット。
  7. 前記弾性片本体部は、前記IC挿入方向における厚みが、前記横方向における厚みより大きく設定されていることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載のICソケット。
  8. 前記ガイドローラから離間した状態で、前記横方向における前記ガイドローラの外側に配置され、前記ICの挿入時に、前記横方向における外側への前記ガイドローラの移動を規制するローラ規制部が、設けられていることを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載のICソケット。
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