JP6898827B2 - ソケット - Google Patents

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Description

本発明は、ソケットに関する。
電子部品が搭載された電子部品搭載基板を検査する際には、例えば、電子部品搭載基板との接続を取るための検査用のプローブを有するソケットが用いられる。例えば、電子部品搭載基板の下面に設けられた接続端子に、電子部品搭載基板の下面側からプローブを接触させることが可能なソケットを用いることができる（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１１−１２３０１５号公報
しかしながら、下面側からプローブを接触させることができない構造の電子部品搭載基板の場合には、電子部品搭載基板に検査用の特別な構造を設ける必要がある。検査用の特別な構造とは、例えば、電子部品搭載基板の下面に検査時にプローブが接触できるような検査用パターンを設けたり、電子部品搭載基板を横方向に拡大して拡大した領域に検査用パターンを設けたりする構造である。このような構造は、電子部品搭載基板の大型化やコスト上昇に繋がっていた。
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、下面側からプローブを接触させることができない構造の電子部品搭載基板の場合でも、検査用の特別な構造を設けることなく検査できるソケットを提供することを目的とする。
本ソケットは、電子部品を実装した基板、及び前記基板から突起する接続端子を有し、前記接続端子の側面が前記基板の外周側に露出した電子部品搭載基板を検査するソケットであって、凹部又は開口部を備え、少なくとも前記接続端子が前記凹部内又は前記開口部内に位置するように前記電子部品搭載基板を前記凹部内又は前記開口部内に収容する本体と、前記本体に固定される固定部、及び前記固定部に対して可動する可動部を備えたプローブと、前記可動部を押圧する押圧部と、を有し、前記可動部が前記押圧部に押圧されると、前記可動部の先端部が前記凹部内又は前記開口部内において前記接続端子の側面に接触可能な位置に移動することを要件とする。
開示の技術によれば、下面側からプローブを接触させることができない構造の電子部品搭載基板の場合でも、検査用の特別な構造を設けることなく検査できるソケットを提供できる。
検査対象となる電子部品搭載基板を例示する図である。 第１の実施の形態に係るソケットを例示する断面図である。 第１の実施の形態に係るソケットの本体を例示する平面図である。 第１の実施の形態に係るソケットの保持部材を例示する平面図である。 第１の実施の形態に係るソケットに電子部品搭載基板を収容する様子を例示する図である。 第１の実施の形態に係るソケットのプローブについて説明する図である。 第１の実施の形態の変形例１に係るソケットに電子部品搭載基板を収容する様子を例示する図である。
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。なお、各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
〈第１の実施の形態〉
［検査対象］
まず、後述のソケット１０の検査対象となる電子部品搭載基板について説明する。図１は、検査対象となる電子部品搭載基板を例示する図であり、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
図１を参照するに、電子部品搭載基板１００は、基板１１０と基板１３０とが、基板１１０と基板１３０とを電気的に接続する接続端子１２０を介して積層された構造である。基板１１０の下面には電子部品１４０が実装され、基板１１０の上面には電子部品１５０が実装されている。基板１３０の上面には電子部品１６０が実装されている。又、基板１３０の下面に電子部品（図示せず）が実装されていてもよい。
基板１１０及び１３０は、例えば、ガラスクロスにエポキシ系樹脂等の絶縁性樹脂を含浸させた所謂ガラスエポキシ基板である。基板１１０及び１３０は、ビルドアップ基板やシリコン基板、セラミック基板等であってもよい。電子部品１４０、１５０、及び１６０は、例えば、半導体素子、抵抗、コンデンサ等である。
接続端子１２０は、基板１１０と基板１３０とを電気的に接続すると共に、基板１１０と基板１３０との間に所定の間隔を確保する機能を有し、例えばペリフェラル状に配置されている。接続端子１２０の導電性の側面は、基板１１０及び１３０の外周側に露出しており、電子部品搭載基板１００の側面側からプローブでコンタクト可能とされている。接続端子１２０は、例えば、コア付きのはんだボール（例えば、銅コアボール等）である。接続端子１２０は、コアなしのはんだボールであってもよい。又、接続端子１２０は、金属ポスト（例えば、銅ポスト等）であってもよい。
このように、図１の例では、電子部品搭載基板１００は、所謂ＰＯＰ（パッケージオンパッケージ）構造の電子部品搭載基板である。但し、検査対象は所謂ＰＯＰ構造の電子部品搭載基板には限定されず、少なくとも電子部品を実装した基板から突起する接続端子を有し、接続端子の側面が基板の外周側に露出した電子部品搭載基板であれば、後述のソケット１０で検査が可能である。
［ソケット］
次に、電子部品搭載基板の検査に用いるソケットについて説明する。図２は、第１の実施の形態に係るソケットを例示する断面図である。図２に示すように、ソケット１０は、主要な構成要素として、本体２０と、保持部材３０と、蓋部４０とを有する。
以下、図３〜図５を参照しながら、各構成要素について説明する。図３は、第１の実施の形態に係るソケットの本体を例示する平面図であり、図３（ａ）は初期状態（プローブ２１が伸びていない状態）、図３（ｂ）はプローブ２１が伸びた状態を示している。なお、図３では、便宜上、電子部品搭載基板１００が配置される位置を示しているが、電子部品搭載基板１００は、本体２０の構成要素ではない。
図４は、第１の実施の形態に係るソケットの保持部材を例示する平面図であり、図４（ａ）は初期状態（電子部品搭載基板１００を保持していない状態）、図４（ｂ）は電子部品搭載基板１００を保持している状態を示している。図５は、第１の実施の形態に係るソケットに電子部品搭載基板を収容する様子を例示する図であり、図５（ａ）は本体２０上に蓋部４０を配置する前の状態、図５（ｂ）は本体２０上に蓋部４０を配置した後の状態を示している。
図５に示すように、電子部品搭載基板１００は、保持部材３０に保持された状態で、本体２０と蓋部４０との間に収容される。本体２０は、少なくとも接続端子１２０が開口部２０ｘ内に位置するように電子部品搭載基板１００を開口部２０ｘ内に収容する。なお、図５において、本体２０はビス等により検査用基板５００に固定されている。検査用基板５００には、パッド５１０と、パッド５１０に接続された配線５２０が設けられている。又、配線５２０には、電子部品搭載基板１００を検査し判定する検査回路等（図示せず）が接続されている。
本体２０、保持部材３０、及び蓋部４０は、例えば、エポキシ系樹脂等の絶縁性樹脂から形成することができる。本体２０、保持部材３０、及び蓋部４０は、例えば、金属から形成して必要な部分に絶縁膜を設けた構造としてもよい。
図２及び図３に示すように、本体２０は、中央に開口部２０ｘを備えた筒状の部材である。本体２０は、電子部品搭載基板１００の接続端子１２０の側面に接触可能な位置に水平方向に移動する可動部を備えたプローブ２１を有している。プローブ２１の本数は、電子部品搭載基板１００の検査時に接続を取る必要がある接続端子１２０の個数分設けられている。本体２０は、開口部の代わりに凹部を備えた枡状の部材でもよい。
プローブ２１は、本体２０に固定された垂直部２２と、一部が本体２０に固定され一部が電子部品搭載基板１００側に可動する水平部２３とを有するＬ字形とすることができる。各々のプローブ２１の垂直部２２の先端部２２２は、例えば円柱状に形成され、本体２０の下面２０ｂから突出し、本体２０の下側に配置される検査用基板５００の電極パッドと電気的に接続可能に構成されている。各々のプローブ２１の水平部２３の先端部２４４は、例えば円柱状に形成され、電子部品搭載基板１００の接続端子１２０の側面と対向するように、開口部２０ｘ内に露出している。
本体２０の上面２０ａの開口部２０ｘ側には、上面２０ａから一段下がった段差部２０ｃが設けられている。段差部２０ｃは、保持部材３０が配置されて本体２０に位置決めされる部分である。段差部２０ｃには、プローブ２１の上面側を露出する開口部２０ｙが、プローブ２１毎に設けられている。
図２及び図４に示すように、保持部材３０は、電子部品搭載基板１００を保持し、本体２０に位置決めされる部材であり、２つのＬ字形部材３１及び３２を備えている。Ｌ字形部材３１及び３２は、図４（ａ）の矢印Ｗ及びＮの方向に往復できるように構成されている。図４（ｂ）及び図５に示すように、Ｌ字形部材３１及び３２の内縁部が、基板１３０の下面の外縁部と接して、保持部材３０上に電子部品搭載基板１００を保持することができる。
電子部品搭載基板１００を保持する際には、Ｌ字形部材３１及び３２が互いに離れるように矢印Ｗ方向に動かし、その後、電子部品搭載基板１００を両側から挟むようにＬ字形部材３１及び３２が互いに近付くように矢印Ｎ方向に動かせばよい。
Ｌ字形部材３１及び３２には、開口部３０ｙが設けられている。開口部３０ｙは、保持部材３０を本体２０の段差部２０ｃに配置したときに、本体２０の開口部２０ｙと重なる位置に配置されている。
蓋部４０は、中央に開口部４０ｘを備えた筒状の部材である。蓋部４０は、保持部材３０に保持された電子部品搭載基板１００を測定する際に、本体２０上に配置され、電子部品搭載基板１００を本体２０に固定する。蓋部４０の下面４０ｂには、下面４０ｂから本体２０方向に突起する複数の押圧部４１が形成されている。蓋部４０は、開口部の代わりに凹部を備えた枡状の部材でもよい。
蓋部４０が本体２０上に配置されると、各々の開口部２０ｙ内及び３０ｙ内に蓋部４０の押圧部４１が入り込む。これにより、図３（ｂ）及び図５（ｂ）に示すように、各々のプローブ２１の先端部２４４が電子部品搭載基板１００側に可動し、対応する位置に配された接続端子１２０の側面と接触する。その結果、電子部品搭載基板１００の接続端子１２０と、本体２０の下側に配置される検査用基板５００の電極パッドとが電気的に接続される。
なお、蓋部４０は図示しないロック機構を備えており、本体２０と蓋部４０との間に電子部品搭載基板１００を収容した状態でロック機構がロックされる。ロック機構を解除することで、本体２０から蓋部４０を外すことが可能となり、電子部品搭載基板１００を外部に取り出すことができる。
ここで、図６等を参照してプローブ２１の詳細な構造について説明する。図６は、第１の実施の形態に係るソケットのプローブについて説明する図であり、図６（ａ）は、プローブの先端部が対象物に接していない状態、図６（ｂ）はプローブの先端部が対象物に接している状態を示している。
図６を参照するに、プローブ２１の垂直部２２は、本体２０に固定される固定部となる例えば円柱状の柱状部２２１と、固定部に対して可動する可動部となる先端部２２２とを有している。先端部２２２の一端側が柱状部２２１の下端側から柱状部２２１内に入り込んでおり、先端部２２２の一端側と柱状部２２１との間にコイルばね２２４が配置されている。先端部２２２の他端側は、柱状部２２１の下端側から突出している。本体２０が検査用基板５００上に配置されると、コイルばね２２４が圧縮されて先端部２２２が検査用基板５００側に付勢され、図６（ｂ）に示すように、先端部２２２の他端側が検査用基板５００に設けられたパッド５１０と接触して導通する。
プローブ２１の水平部２３は、本体２０に固定される固定部となる例えば円筒状の筒状部２３１と、固定部に対して可動する可動部２３２とを有している。可動部２３２は、筒状部２３１側から開口部２０ｘ側（電子部品搭載基板１００側）に向かって拡径するテーパ部２４１と、テーパ部２４１の小径側に連結された例えば円筒状の筒状部２４２と、テーパ部２４１の大径側に連結された例えば円筒状の筒状部２４３と、一端側が筒状部２４３の水平方向内側（開口部２０ｘ側）から筒状部２４３内に入り込んだ先端部２４４と、先端部２４４の一端側とテーパ部２４１の大径側との間に配置されたコイルばね２４５とを有している。
筒状部２４２の一端側が筒状部２３１の水平方向内側（開口部２０ｘ側）から筒状部２３１内に入り込んでおり、筒状部２４２の一端側と柱状部２２１との間にコイルばね２３４が配置されている。
なお、コイルばね２２４、２３４、及び２４５は、付勢手段の一例であり、コイルばねには限定されず、板ばねやゴム等であってもよい。
図５（ａ）の状態から図５（ｂ）の状態に移行して蓋部４０が本体２０上に配置されると、図６（ｂ）に示すように、押圧部４１の傾斜部がテーパ部２４１を矢印Ａ方向に押圧する。これにより、コイルばね２３４が伸長して可動部２３２が矢印Ｂ方向（開口部２０ｘ方向）に移動し、可動部２３２の先端部２４４の他端側が開口部２０ｘ内において接続端子１２０の側面に接触する。
可動部２３２が更に矢印Ｂ方向（開口部２０ｘ方向）に移動すると、先端部２４４の他端側が接続端子１２０の側面と接触した状態のままコイルばね２４５が圧縮される。これにより、先端部２４４は接続端子１２０側に付勢され、先端部２４４の他端側が接続端子１２０と接触して導通する。コイルばね２４５が圧縮することで、接続端子１２０の側面に傷がつくことを防止できる。
なお、ソケット１０のプローブ２１は、押圧に応じて可動部２３２が水平方向を往復する構造であれば如何なる構造でもよく、押圧部４１の傾斜部がテーパ部２４１を押圧する構造には限定されない。
このように、ソケット１０は、押圧部４１による押圧に応じて水平方向を往復する可動部２３２を備えたプローブ２１を有している。これにより、電子部品搭載基板１００の下面側から接続端子１２０にプローブを接触できない場合でも、接続端子１２０の側面にプローブを接触できるため、電子部品搭載基板１００が検査用の特別な構造を備えていなくても検査を行うことが可能となる。
なお、検査用の特別な構造とは、電子部品搭載基板の下面に検査時にプローブが接触できるような検査用パターンを設けたり、電子部品搭載基板を横方向に拡大して拡大した領域に検査用パターンを設けたりする構造である。このような構造は、電子部品搭載基板の大型化や、拡大した領域を検査後に切断することによるコスト上昇に繋がるため好ましくない。
〈第１の実施の形態の変形例１〉
第１の実施の形態の変形例１では、保持部材を設けない例を示す。なお、第１の実施の形態の変形例１において、既に説明した実施の形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。
図７は、第１の実施の形態の変形例１に係るソケットに電子部品搭載基板を収容する様子を例示する図であり、図７（ａ）は本体２０Ａ上に蓋部４０Ａを配置する前の状態、図７（ｂ）は本体２０Ａ上に蓋部４０Ａを配置した後の状態を示している。
図７に示すように、ソケット１０Ａは、開口部２０ｘを備えた本体２０が凹部２０ｚを備えた本体２０Ａに置換された点、保持部材３０を有していない点、開口部４０ｘを備えた蓋部４０が凹部４０ｚを備えた蓋部４０Ａに置換された点がソケット１０（図２等参照）と相違する。ソケット１０Ａでは、保持部材３０を設けずに本体２０Ａの凹部２０ｚ内に電子部品搭載基板１００を直接保持している。そのため、本体２０Ａには、保持部材３０を配置するための段差部２０ｃは設けられていない。
このように、電子部品搭載基板１００の下面側の構造によっては、保持部材３０を用いなくても構わない。但し、保持部材３０を用いる場合には、電子部品搭載基板１００の下面側の構造に依存せずに安定に電子部品搭載基板１００を保持できる点で好適である。又、蓋部４０Ａのように、蓋部には開口部を設けなくても構わない。
以上、好ましい実施の形態等について詳説したが、上述した実施の形態等に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態等に種々の変形及び置換を加えることができる。
１０、１０Ａ ソケット
２０、２０Ａ 本体
２０ｘ、４０ｘ 開口部
２０ｚ、４０ｚ 凹部
２１ プローブ
２２ 垂直部
２３ 水平部
２０ａ 上面
２０ｂ、４０ｂ 下面
２０ｃ 段差部
２０ｙ、３０ｙ 開口部
３０ 保持部材
３１、３２ Ｌ字形部材
４０、４０Ａ 蓋部
４１ 押圧部
１００ 電子部品搭載基板
１１０、１３０ 基板
１２０ 接続端子
１４０、１５０、１６０ 電子部品
２２１ 柱状部
２３１、２４２、２４３ 筒状部
２２２、２４４ 先端部
２２４、２３４、２４５ コイルばね
２３２ 可動部
２４１ テーパ部
５００ 検査用基板
５１０ パッド
５２０ 配線

Claims (6)

  1. 電子部品を実装した基板、及び前記基板から突起する接続端子を有し、前記接続端子の側面が前記基板の外周側に露出した電子部品搭載基板を検査するソケットであって、
    凹部又は開口部を備え、少なくとも前記接続端子が前記凹部内又は前記開口部内に位置するように前記電子部品搭載基板を前記凹部内又は前記開口部内に収容する本体と、
    前記本体に固定される固定部、及び前記固定部に対して可動する可動部を備えたプローブと、
    前記可動部を押圧する押圧部と、を有し、
    前記可動部が前記押圧部に押圧されると、前記可動部の先端部が前記凹部内又は前記開口部内において前記接続端子の側面に接触可能な位置に移動するソケット。
  2. 前記可動部は、前記押圧部による押圧に応じて、前記基板の前記接続端子が突起する面と平行な方向を往復する請求項１に記載のソケット。
  3. 前記本体上に配置され、前記電子部品搭載基板を前記本体に固定する蓋部を有し、
    前記押圧部は、前記蓋部の下面から前記本体方向に突起し、
    前記蓋部が前記本体上に配置されると、前記可動部が前記押圧部に押圧され、前記可動部の先端部が前記凹部内又は前記開口部内において前記接続端子の側面に接触可能な位置に移動する請求項１又は２に記載のソケット。
  4. 前記可動部は、前記凹部側又は前記開口部側に向かって拡径するテーパ部を備え、
    前記押圧部は前記テーパ部と接触する傾斜部を備え、
    前記蓋部が前記本体上に配置されると、前記テーパ部が前記傾斜部に押圧され、前記可動部の先端部が前記凹部内又は前記開口部内において前記接続端子の側面に接触可能な位置に移動する請求項３に記載のソケット。
  5. 前記可動部は、前記テーパ部の大径側に連結された筒状部を備え、
    前記先端部の一端側は前記凹部側又は前記開口部側から前記筒状部内に入り込み、前記先端部の一端側と前記テーパ部の大径側との間には、前記先端部を前記接続端子側に付勢する付勢手段が設けられている請求項４に記載のソケット。
  6. 前記電子部品搭載基板を保持し、前記本体に位置決めされる保持部材を有し、
    前記保持部材は、２つのＬ字形部材を備え、
    各々の前記Ｌ字形部材の内縁部が、前記基板の前記接続端子が突起する面の外縁部と接して、前記保持部材上に前記電子部品搭載基板を保持する請求項１乃至５の何れか一項に記載のソケット。
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