JP6669533B2 - コンタクトピンおよび電気部品用ソケット - Google Patents

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Description

この発明は、例えば、電気部品検査用プローブとして用いるべく、第1の電気部品と第2の電気部品とを互いに電気的に接続するためのコンタクトピン(接触子)と、このコンタクトピンを有する電気部品用ソケットとに関するものである。
従来、この種のコンタクトピンとしては、所定の変位量を確保しつつ所望の導通性を担保すべく、固定部と可動部とが上下方向に伸縮可能な蛇腹体で互いに連結され、この蛇腹体に沿って棒状の可動接触片が可動部に設けられたものがある(例えば、特許文献1参照)。このコンタクトピンは、その使用に際して、可動部を固定部側に押し下げると、蛇腹体が縮んでいくとともに、可動接触片が固定部に接触して短絡するように構成されている。
特開2013−89373号公報
しかしながら、このようなコンタクトピンでは、蛇腹体が縮むときに、この蛇腹体が左右に揺動してしまう場合がある。この場合、固定部と可動部とを互いに離れる方向に弾性的に付勢する力が弱まるため、第1の電気部品や第2の電気部品とコンタクトピンとの接圧が不十分になり、ひいては第1の電気部品と第2の電気部品とが電気的に適正に接続できなくなるという課題があった。
そこで、この発明は、第1の電気部品と第2の電気部品とを互いに電気的に接続する際に、これらの電気部品が接圧不足で適正に接続できなくなる事態を回避することが可能なコンタクトピンおよび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、第1の電気部品と第2の電気部品とを互いに電気的に接続するためのコンタクトピンであって、前記第1の電気部品に接触する第1接触部を有する導電性の第1プランジャーと、この第1プランジャーに対して上下動自在に支持されて前記第2の電気部品に接触する第2接触部を有する導電性の第2プランジャーとを備えており、前記第2プランジャーに、前記第1プランジャーと前記第2プランジャーとを互いに離れる方向に弾性的に付勢する伸縮可能な蛇行部が一体に形成されているとともに、前記第1プランジャーと前記第2プランジャーとを導電する棒状の接触片が、前記蛇行部の伸縮時に、この蛇行部の伸縮動作をガイドするように設けられており、前記第1の電気部品と前記第2の電気部品とを互いに電気的に接続する際に、前記第1プランジャーと前記第2プランジャーとが前記接触片を介して互いに導電されるとともに、前記蛇行部が縮められて所定の反発力を発現することにより、前記第1プランジャーの前記第1接触部および前記第2プランジャーの前記第2接触部がそれぞれ前記第1の電気部品および前記第2の電気部品に所定の接圧で接触するように構成され、前記第1プランジャーは、断面略U字状のプランジャー本体を有しているとともに、前記接触片は、前記プランジャー本体の開口部の近傍で前記蛇行部に沿って延設されており、前記蛇行部が伸縮するときに、この蛇行部の水平方向の四方を前記プランジャー本体および前記接触片で包囲して当該蛇行部の伸縮動作をガイドするように構成されているコンタクトピンとしたことを特徴とする。
また、請求項に記載の発明は、第1の電気部品と第2の電気部品とを互いに電気的に接続するためのコンタクトピンであって、前記第1の電気部品に接触する第1接触部を有する導電性の第1プランジャーと、この第1プランジャーに対して上下動自在に支持されて前記第2の電気部品に接触する第2接触部を有する導電性の第2プランジャーとを備えており、前記第2プランジャーに、前記第1プランジャーと前記第2プランジャーとを互いに離れる方向に弾性的に付勢する伸縮可能な蛇行部が一体に形成されているとともに、前記第1プランジャーと前記第2プランジャーとを導電する棒状の接触片が、前記蛇行部の伸縮時に、この蛇行部の伸縮動作をガイドするように設けられており、前記第1の電気部品と前記第2の電気部品とを互いに電気的に接続する際に、前記第1プランジャーと前記第2プランジャーとが前記接触片を介して互いに導電されるとともに、前記蛇行部が縮められて所定の反発力を発現することにより、前記第1プランジャーの前記第1接触部および前記第2プランジャーの前記第2接触部がそれぞれ前記第1の電気部品および前記第2の電気部品に所定の接圧で接触するように構成され、前記接触片における前記蛇行部の先端部よりもさらに先端側に係止部が形成されているとともに、前記第1プランジャーに被係止部が形成され、前記係止部が前記被係止部に上下動可能に係止されており、前記第2プランジャーの前記蛇行部の基端部側に被係合部が形成されているとともに、前記第1プランジャーに係合部が形成され、前記係合部が前記被係合部に上下動可能に係合されており、前記第1プランジャーに対して前記第2プランジャーが上下動するときに、前記係止部と前記被係止部によるガイドと、前記係合部と前記被係合部によるガイドがなされるように構成されているコンタクトピンとしたことを特徴とする。
さらに、請求項の発明は、請求項1又は2に記載の複数のコンタクトピンがモジュール本体に配設されている電気部品用ソケットとしたことを特徴とする。
請求項1に記載の発明によれば、第1の電気部品と第2の電気部品とを互いに電気的に接続する際に、第1プランジャーと前記第2プランジャーとが接触片を介して互いに導電されるのは勿論のこと、第2プランジャーの蛇行部が伸縮するときに、この蛇行部の伸縮動作が接触片によってガイドされる。したがって、蛇行部が縮むときに、この蛇行部が左右に揺動してしまうことを未然に防止することができる。その結果、第1の電気部品と第2の電気部品とをコンタクトピンで電気的に接続する際に、これらの電気部品が接圧不足で適正に接続できなくなる事態を回避することが可能となる。
また、請求項1に記載の発明によれば、第2プランジャーの蛇行部が伸縮するときに、この蛇行部の水平方向の四方をプランジャー本体および接触片で包囲して蛇行部の伸縮動作をガイドすることから、第2プランジャーの蛇行部の伸縮動作を一層確実にガイドすることができる。そのため、第1の電気部品と第2の電気部品とをコンタクトピンで電気的に接続する際に、これらの電気部品が接圧不足で適正に接続できなくなる事態を回避することが可能となる。
また、請求項に記載の発明によれば、係止部が被係止部に係止されるとともに、係合部が被係合部に係合することにより、第1プランジャーに対する第2プランジャーの上下動がガイドされることから、コンタクトピンを簡単かつ精密に組み立てることが可能となる。
さらに、請求項の記載の発明によれば、上述した効果を奏する電気部品用ソケットを提供することができる。
この発明の実施の形態1に係る電気部品用ソケットを示す斜視図である。 同実施の形態1に係るコンタクトモジュールを示す縦断面図であって、(a)はフローティングプレートが上昇した状態図、(b)はフローティングプレートが下降した状態図である。 同実施の形態1に係るコンタクトピンを示す図であって、(a)はその正面図、(b)はその縦断面図である。 同実施の形態1に係るコンタクトピンの第1プランジャーを示す図であって、(a)はその正面図、(b)はその右側面図、(c)はその背面図、(d)はその平面図である。 同実施の形態1に係るコンタクトピンの第2プランジャーを示す図であって、(a)はその正面図、(b)はその左側面図である。 同実施の形態1に係る電気部品用ソケットの使用時における第1プランジャーの第1接触部の突出状態を示す縦断面図であって、(a)は配線基板上に電気部品用ソケットを配設する前の状態図、(b)は配線基板上に電気部品用ソケットを配設した後の状態図である。 同実施の形態1に係る電気部品用ソケットの使用時における第2プランジャーの第2接触部の突出状態を示す縦断面図であって、(a)は上側プレートに対してフローティングプレートが上昇した状態図、(b)は上側プレートに対してフローティングプレートおよび第2プランジャーが下降した状態図である。
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7には、この発明の実施の形態1を示す。
この実施の形態1に係る「電気部品用ソケット」としてのICソケット11は、図1、図6および図7に示すように、「第1の電気部品」である配線基板13上に配設されるようになっており、「第2の電気部品」であるICパッケージ12等のバーンイン試験等を行うために、このICパッケージ12の球状端子12aとその配線基板13のパッド13aとの電気的接続を図るものである。
このICパッケージ12は、ボールグリッドアレイ(BGA)と称されるもので、図7(b)に示すように、平面視で方形状のパッケージ本体12bを有し、このパッケージ本体12bの下面に、複数の球状端子12aが格子状に配列されて下向きに突出する形で形成されている。なお、図7(b)においては、複数の球状端子12aのうち1個のみを図示している。
また、ICソケット11は、図1および図7に示すように、ICパッケージ12が収容されるコンタクトモジュール15と、このコンタクトモジュール15が下方から挿入されて取り付けられた状態で配線基板13上に配置される略四角形枠形のソケットベース20とを備えている。
このコンタクトモジュール15は、図2、図6および図7に示すように、ICパッケージ12の球状端子12aと配線基板13のパッド13aとを互いに電気的に接続するための複数のコンタクトピン16が上下方向に弾性的に伸縮自在に配設されたモジュール本体17を有している。なお、図2においては、複数のコンタクトピン16のうち1個のみを図示している。
各コンタクトピン16はそれぞれ、図3に示すように、配線基板13のパッド13aに接触する第1接触部32を有する導電性の第1プランジャー30と、この第1プランジャー30に対して上下動自在に支持されてICパッケージ12の球状端子12aに2点で接触する第2接触部42を有する導電性の第2プランジャー40とから構成されている。
すなわち、第1プランジャー30は、図4に示すように、断面略U字状のプランジャー本体31を有している。プランジャー本体31には、その下端部に第1接触部32が形成されているとともに、この第1接触部32の近傍に被係止部33および被押当部34が内側に突出するように形成されている。また、プランジャー本体31の上端部近傍には、係合部35が内側に切り起こされた形で形成されている。
一方、第2プランジャー40は、図5に示すように、略平板状のプランジャー本体41を有しており、プランジャー本体41の上端部には第2接触部42が形成されている。また、プランジャー本体41の下部には、第1プランジャー30と第2プランジャー40とを互いに離れる方向(上下方向)に弾性的に付勢する伸縮可能な蛇行部43が一体に形成されているとともに、第1プランジャー30と第2プランジャー40とを導電する棒状の接触片44が、蛇行部43の伸縮時に、この蛇行部43の伸縮動作をガイドするように設けられている。この接触片44は、第1プランジャー30の断面略U字状のプランジャー本体31の開口部の近傍で蛇行部43に沿って延設されている。蛇行部43の下端部には押当部46が第1プランジャー30の被押当部34に押し当てられた形で形成されており、接触片44の下端部にはフック状の係止部47が第1プランジャー30の被係止部33に係止されうる形で形成されている。さらに、プランジャー本体41のほぼ中央部には、上下方向に長い長方形状に開口した被係合部45が形成されている。
そして、第2プランジャー40の蛇行部43が伸縮するときに、この蛇行部43の水平方向の四方を第1プランジャー30のプランジャー本体31および第2プランジャー40の接触片44で包囲して、この蛇行部43の伸縮動作をガイドするように構成されている。
また、図3に示すように、第2プランジャー40の係止部47が第1プランジャー30の被係止部33に係止されおり、第1プランジャー30の係合部35が第2プランジャー40の被係合部45に係合することにより、第1プランジャー30に対する第2プランジャー40の上下動がガイドされるように構成されている。
また、モジュール本体17は、図1および図2に示すように、略平板状の下側プレート21と、略平板状の上側プレート22と、略平板状のフローティングプレート24と、2個の略四角形枠形のスペーサー25、26と、6本の略円柱状の連結ピン27とから構成されている。ここで、下側プレート21、スペーサー25、上側プレート22およびスペーサー26は、下から順に積層されて固定され、これらの周縁部に連結ピン27が上下方向に貫通している。さらに、上側プレート22の上方には、フローティングプレート24が、図示省略のコイルスプリングによって上方に付勢された状態で下側プレート21に対して所定のストロークS1(図2(a)、図7(a)参照)だけ上下動自在に支持されている。フローティングプレート24には、図7に示すように、コンタクトピン16の第2プランジャー40の上部が上下動自在に挿通される複数の円形のピン挿通孔24aが上下方向に貫通して形成されている。また、フローティングプレート24の上面には、図1に示すように、ICパッケージ12を収容するためのパッケージ収容部24cが形成されているとともに、このパッケージ収容部24cの周囲に8個のガイドピン24bが立設されている。
そして、コンタクトピン16は、ICパッケージ12の球状端子12aと配線基板13のパッド13aとを互いに電気的に接続する際に、図3(b)に示すように、第2プランジャー40の接触片44の下端部が第1プランジャー30のプランジャー本体31の下端部に接触することにより、第1プランジャー30と第2プランジャー40とが接触片44を介して互いに導電されるとともに、蛇行部43が縮められて所定の反発力を発現することにより、第1プランジャー30の第1接触部32および第2プランジャー40の第2接触部42がそれぞれ配線基板13のパッド13aおよびICパッケージ12の球状端子12aに所定の接圧で接触するように構成されている。
なお、このコンタクトピン16を組み立てる際には、例えば、次のような手順による。
まず、所定形状の平板状の金属板に曲げ加工を施して第1プランジャー30を作製する。それには、この金属板に対して、半抜き加工で被係止部33および被押当部34を形成した後、この金属板を略U字断面状に折り曲げる。なお、第1プランジャー30の係合部35については、後述するように、第1プランジャー30に第2プランジャー40を組み付けるときに切り起こして形成する。
また、所定形状の平板状の金属板にプレス加工を施して第2プランジャー40を作製する。
次いで、第1プランジャー30に第2プランジャー40を組み付けてコンタクトピン16を完成させる。それには、まず、第1プランジャー30のプランジャー本体31内に第2プランジャー40の先端部を斜めに差し込み、第1プランジャー30の被係止部33に第2プランジャー40の係止部47を係止する。すると、第2プランジャー40の係止部47が第1プランジャー30の被係止部33に引っ掛かって、第1プランジャー30と第2プランジャー40とが分離しなくなる。その状態で、第2プランジャー40をその係止部47を中心として回転させて第1プランジャー30のプランジャー本体31内に収容し、第1プランジャー30の係合部35を内側に切り起こして第2プランジャー40の被係合部45に係合させる。すると、第2プランジャー40は第1プランジャー30に対して相対的に揺動しなくなり、ICソケット11の使用時において、第1プランジャー30に対する第2プランジャー40の上下動がガイドされるようになる。ここで、コンタクトピン16の組立作業が完了する。
このように、コンタクトピン16を組み立てる際には、第1プランジャー30の被係止部33に第2プランジャー40の係止部47を係止することにより、第1プランジャー30と第2プランジャー40とが分離しなくなるとともに、第1プランジャー30の係合部35を第2プランジャー40の被係合部45に係合させることにより、第1プランジャー30に対して第2プランジャー40が相対的に揺動しなくなるようにすることができる。その結果、第1プランジャー30や第2プランジャー40をかしめる必要がないので、コンタクトピン16の組立が簡単になる。また、第1プランジャー30および第2プランジャー40の取り扱いが容易になるため、とりわけコンタクトピン16のサイズが小さい場合に、そのコンタクトピン16を精密に組み立てることが可能となる。
次に、かかるICソケット11の使用方法について、図6および図7を用いて説明する。
まず、図6(a)に示すように、ICソケット11の第1プランジャー30の第1接触部32がモジュール本体17の下側プレート21の下面から下方へ突出した状態で、そのICソケット11を配線基板13上に配置する。すると、コンタクトピン16は、第1プランジャー30が配線基板13のパッド13aに接触して押し上げられるため、図6(b)に示すように、第1プランジャー30の第1接触部32が上方へ移動してモジュール本体17の下側プレート21の下面とほぼ面一になる。
その後、このICソケット11上に、図示省略の自動機でICパッケージ12を搬送して着座させた後、このICパッケージ12を押圧部材(図示せず)で下方に押圧する。すると、図7(a)、(b)に示すように、ICパッケージ12の球状端子12aがコンタクトピン16の第2プランジャー40の第2接触部42に2点で接触して、この第2接触部42を押し下げるため、第1プランジャー30に対して第2プランジャー40が下降する。ただし、第2プランジャー40の蛇行部43は、その下端部の押当部46が第1プランジャー30の被押当部34に押し当てられているので、第2接触部42の下降に伴って上下方向に縮み、第1プランジャー30と第2プランジャー40とを互いに離れる方向(上下方向)に弾性的に付勢する力が増大する。
この第2プランジャー40の蛇行部43が上下方向に縮むときには、この蛇行部43の動作が接触片44によってガイドされる。しかも、コンタクトピン16では、第1プランジャー30の断面略U字状のプランジャー本体31が、第2プランジャー40の蛇行部43を包囲して、この蛇行部43の動作をガイドし、かつ、第2プランジャー40の接触片44が第1プランジャー30の断面略U字状のプランジャー本体31とともに第2プランジャー40の蛇行部43の周囲を包囲する。そのため、第2プランジャー40の蛇行部43が縮むときに、この蛇行部43左右に揺動してしまうことを未然に防止することができる。したがって、配線基板13のパッド13aとICパッケージ12の球状端子12aとをコンタクトピン16で電気的に接続する際に、これらのパッド13aおよび球状端子12aが接圧不足で適正に接続できなくなる事態を回避することが可能となる。その結果、コンタクトピン16は、第1プランジャー30の第1接触部32が配線基板13のパッド13aに所定の接圧で接触するとともに、第2プランジャー40の第2接触部42がICパッケージ12の球状端子12aに所定の接圧で接触する。
また、第2プランジャー40の被係合部45は、上述したとおり、上下方向に長い長方形状に開口しているので、第2プランジャー40の下降動作は支障なく行われる。
この状態で、ICパッケージ12に電流を流してバーンイン試験等を行う。
このとき、ICソケット11のコンタクトピン16を介してICパッケージ12の球状端子12aと配線基板13のパッド13aとの間で電流が流れるが、コンタクトピン16は、上述したとおり、配線基板13のパッド13aおよびICパッケージ12の球状端子12aに対して所定の接圧で接触しているので、バーンイン試験等を適正に実施することが可能となる。
また、このコンタクトピン16の第2プランジャー40は、図3(b)に示すように、その被係合部45が第1プランジャー30の係合部35に係合して左右方向の動きを拘束されているため、第2プランジャー40の上部が左右に振れる恐れはなく、バーンイン試験等を適正に実施することができる。
さらに、このコンタクトピン16における電路としては、主に、第1プランジャー30のプランジャー本体31を経由する第1の電路(詳しくは、このプランジャー本体31を介して、第2プランジャー40の第2接触部42、プランジャー本体41と、第1プランジャー30の第1接触部32とを結ぶ電路)と、第2プランジャー40の接触片44を経由する第2の電路(詳しくは、この接触片44を介して、第2プランジャー40の第2接触部42、プランジャー本体41と、第1プランジャー30のプランジャー本体31、第1接触部32とを結ぶ電路)とが考えられる。これは、第2プランジャー40の蛇行部43と接触片44を比較すると、蛇行部43が接触片44より細長い(断面が小さくて、全長が長い)ため、蛇行部43の抵抗値が接触片44の抵抗値より大きくなり、蛇行部43に電流が流れにくくなるからである。その結果、蛇行部43に大電流が流れて蛇行部43が焼け切れてしまう不具合を回避することができる。
これに加えて、このコンタクトピン16の第1プランジャー30は、上述したとおり、断面略U字状を呈しているので、例えば断面略I字状のもの等に比べて、断面積を大きくして抵抗値を小さくすることができる。
なお、上述した実施の形態1では、下側プレート21、上側プレート22、フローティングプレート24等からなるモジュール本体17について説明したが、他の構成のモジュール本体(例えば、フローティングプレート24を欠くもの、下側プレート21と上側プレート22との間に1枚以上の中央プレートが配設されたもの)にも、この発明を同様に適用することができる。
また、上述した実施の形態1では、第2プランジャー40の第2接触部42が2点接触タイプのものである場合について説明したが、他のタイプの第2接触部42を採用しても構わない。
また、上述した実施の形態1では、第1プランジャー30の被係止部33および被押当部34を半抜き加工で形成する場合について説明したが、半抜き加工以外の加工法を代用することも可能である。
また、上述した実施の形態1では、第1プランジャー30の係合部35を切り起こし加工で形成する場合について説明したが、切り起こし加工以外の加工法を代用することも可能である。
さらに、上述した実施の形態1では、「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、他の装置にも適用できることは勿論である。
11……ICソケット(電気部品用ソケット)
12……ICパッケージ(第2の電気部品)
13……配線基板(第1の電気部品)
15……コンタクトモジュール
16……コンタクトピン
17……モジュール本体
30……第1プランジャー
31……プランジャー本体
32……第1接触部
33……被係止部
35……係合部
40……第2プランジャー
41……プランジャー本体
42……第2接触部
43……蛇行部
44……接触片
45……被係合部
47……係止部

Claims (3)

  1. 第1の電気部品と第2の電気部品とを互いに電気的に接続するためのコンタクトピンであって、
    前記第1の電気部品に接触する第1接触部を有する導電性の第1プランジャーと、この第1プランジャーに対して上下動自在に支持されて前記第2の電気部品に接触する第2接触部を有する導電性の第2プランジャーとを備えており、
    前記第2プランジャーに、前記第1プランジャーと前記第2プランジャーとを互いに離れる方向に弾性的に付勢する伸縮可能な蛇行部が一体に形成されているとともに、前記第1プランジャーと前記第2プランジャーとを導電する棒状の接触片が、前記蛇行部の伸縮時に、この蛇行部の伸縮動作をガイドするように設けられており、
    前記第1の電気部品と前記第2の電気部品とを互いに電気的に接続する際に、前記第1プランジャーと前記第2プランジャーとが前記接触片を介して互いに導電されるとともに、前記蛇行部が縮められて所定の反発力を発現することにより、前記第1プランジャーの前記第1接触部および前記第2プランジャーの前記第2接触部がそれぞれ前記第1の電気部品および前記第2の電気部品に所定の接圧で接触するように構成され
    前記第1プランジャーは、断面略U字状のプランジャー本体を有しているとともに、前記接触片は、前記プランジャー本体の開口部の近傍で前記蛇行部に沿って延設されており、前記蛇行部が伸縮するときに、この蛇行部の水平方向の四方を前記プランジャー本体および前記接触片で包囲して当該蛇行部の伸縮動作をガイドするように構成されていることを特徴とするコンタクトピン。
  2. 第1の電気部品と第2の電気部品とを互いに電気的に接続するためのコンタクトピンであって、
    前記第1の電気部品に接触する第1接触部を有する導電性の第1プランジャーと、この第1プランジャーに対して上下動自在に支持されて前記第2の電気部品に接触する第2接触部を有する導電性の第2プランジャーとを備えており、
    前記第2プランジャーに、前記第1プランジャーと前記第2プランジャーとを互いに離れる方向に弾性的に付勢する伸縮可能な蛇行部が一体に形成されているとともに、前記第1プランジャーと前記第2プランジャーとを導電する棒状の接触片が、前記蛇行部の伸縮時に、この蛇行部の伸縮動作をガイドするように設けられており、
    前記第1の電気部品と前記第2の電気部品とを互いに電気的に接続する際に、前記第1プランジャーと前記第2プランジャーとが前記接触片を介して互いに導電されるとともに、前記蛇行部が縮められて所定の反発力を発現することにより、前記第1プランジャーの前記第1接触部および前記第2プランジャーの前記第2接触部がそれぞれ前記第1の電気部品および前記第2の電気部品に所定の接圧で接触するように構成され、
    前記接触片における前記蛇行部の先端部よりもさらに先端側に係止部が形成されているとともに、前記第1プランジャーに被係止部が形成され、前記係止部が前記被係止部に上下動可能に係止されており、
    前記第2プランジャーの前記蛇行部の基端部側に被係合部が形成されているとともに、前記第1プランジャーに係合部が形成され、前記係合部が前記被係合部に上下動可能に係合されており、
    前記第1プランジャーに対して前記第2プランジャーが上下動するときに、前記係止部と前記被係止部によるガイドと、前記係合部と前記被係合部によるガイドがなされるように構成されていることを特徴とするコンタクトピン。
  3. 請求項1又は2に記載の複数のコンタクトピンがモジュール本体に配設されていることを特徴とする電気部品用ソケット。
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