JP7220595B2 - ホルダおよびソケット - Google Patents

Description

本開示は、電気部品の電気的特性を検査する際に用いられるソケットに取り付けられ、複数のコンタクトピンを保持するホルダ、および、当該ホルダが取り付けられたソケットに関する。

従来、ＩＣパッケージなどの電気部品の検査（例えば、バーンイン試験）を行う際、電気部品と配線部品とを電気的に接続するために、ソケットが用いられている。

特許文献１には、合成樹脂によって複数のリブを含んで一体成形された絶縁部材をソケット本体と別体に設け、当該リブを隣接するコンタクトピンの間に挿入することで、コンタクトピンを相互に電気的に絶縁するように構成されたソケットが記載されている。

実開平６－４５２８９号公報

しかしながら、特許文献１に記載のソケットは、絶縁部品が合成樹脂によって成形されたものであるため、リブを高精度に形成することが困難であり、コンタクトピンを高精度に位置決めすることができないという問題があった。また、種類の異なる電気部品に対応してコンタクトピンの数を変更するたびに新たな成形金型が必要になるという問題があった。

本開示の目的は、コンタクトピンを高精度に位置決めすることができ、コンタクトピンの数の変更にも柔軟に対応することができるホルダおよびソケットを提供することである。

本開示の一態様に係るホルダは、第１方向に並び、かつ、前記第１方向と直交する第２方向に撓む第１端部および第２端部を有する複数のコンタクトピンを保持し、電気部品を収容するソケット本体に取り付けられるホルダであって、前記ソケット本体に固定され、かつ、前記コンタクトピンの中間部が配置される平面部が前記第１方向に延在して設けられた本体と、前記本体に固定され、かつ、前記第１端部を挟む複数の第１リブが前記第１方向に並んで設けられた第１リブ部材と、前記本体に固定され、かつ、前記第２端部を挟む複数の第２リブが前記第１方向に並んで設けられた第２リブ部材と、を備える、ホルダである。

本開示の一態様に係るソケットは、上記ソケット本体と、上記ホルダと、を備えるソケットである。

本開示によれば、リブを高精度に形成することができ、コンタクトピンの数の変更にも柔軟に対応することができる。

図１は、実施形態に係るソケットを示す正面からの部分断面図である。 図２は、ホルダの分解斜視図である。 図３は、ホルダの平面図である。 図４Ａは、図３の４Ａ－４Ａ断面を示す図である。 図４Ｂは、図３の４Ｂ－４Ｂ断面を示す図である。 図５は、第１変形例に係るホルダの図４Ａと同じ位置における断面を示す図である。 図６は、第２変形例に係るホルダの図４Ａと同じ位置における断面を示す図である。 図７Ａは、第３変形例に係るホルダの図４Ａと同じ位置における断面を示す図である。 図７Ｂは、第３変形例に係るホルダの図４Ｂと同じ位置における断面を示す図である。

以下、本開示の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は一例であり、本開示はこの実施形態により限定されるものではない。以下で説明する実施形態の構成要素は適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。

各図には、説明の便宜上、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸からなる３次元直交座標系が描かれている。Ｘ軸の正方向を＋Ｘ方向、Ｙ軸の正方向を＋Ｙ方向、Ｚ軸の正方向を＋Ｚ方向（上方向）とそれぞれ定義する。

なお、以下の実施形態では、便宜的に、各図における上方向（すなわち、＋Ｚ方向）をソケットにおける上方向として説明を行う。ただし、ソケットの配置がそのような配置に限られないことはいうまでもない。

まず、図１を参照して、実施形態に係るソケット１の全体構成について説明する。図１は、実施形態に係るソケット１を示す正面からの部分断面図である。ソケット１は、電気部品２を収容し、収容した電気部品２と、ソケット１の下側に取り付けられた配線基板（不図示）とを電気的に接続するための装置である。電気部品２は、例えば、ＩＣパッケージなどの電子部品である。なお、図１は、ソケット１に電気部品２が収容されていない状態を示しており、電気部品２は想像線（破線）で示されている。

ソケット１に収容され、配線基板に電気的に接続された電気部品２に対して、各種検査が行われる。例えば、電気部品２の実際の使用環境と同じ環境、または、実際の使用環境よりも負荷のかかる環境において、電気部品２が適正に動作するか否かが検査される。ソケット１は、このような試験を行うために、電気部品２と配線基板とを接続する装置である。

ソケット１は、ソケット本体１０と、カバー２０と、を有する。

（ソケット本体１０）
ソケット本体１０は、下部ソケット本体３０と、上部ソケット本体４０と、ガイド５０と、ホルダ６０と、を有する。

下部ソケット本体３０は、配線基板（不図示）の上面に載置される部品である。下部ソケット本体３０は、ＸＹ方向に延在する略方形状を呈する。下部ソケット本体３０の上面には、リード３１が配置される凹部が設けられている。この凹部を塞ぐように、押さえ板３２が設けられている。押さえ板３２は、リード３１を上から押さえている。

下部ソケット本体３０には、上下方向に貫通する複数の穴が設けられている。この穴には、リード３１の脚部がそれぞれ挿通される。下部ソケット本体３０の中央部には、＋Ｚ方向に突出する突出部３３が設けられている。電気部品２は、突出部３３の上面に載置される。

上部ソケット本体４０は、ＸＹ方向に延在する略方形状を呈する。上部ソケット本体４０は、下部ソケット本体３０の上側に配置され、下部ソケット本体３０に対してボルト等の固定手段によって固定される。

上部ソケット本体４０の下面には、凹部が設けられている。この凹部と下部ソケット本体３０の押さえ板３２との間に形成される空間には、ホルダ６０が配置される。また、上部ソケット本体４０の中央部には、上下方向に貫通する穴４１が設けられている。穴４１には、ガイド５０の脚部５２が挿通される。

ガイド５０は、枠体５１と、枠体５１から－Ｚ方向に突出する脚部５２とを有する。枠体５１は、上部ソケット本体４０の上側に配置され、上部ソケット本体４０に対してボルト等の固定手段によって固定される。

脚部５２の内側壁は、－Ｚ方向へ向かうにつれて対向する壁間の距離が小さくなるテーパ形状を呈する。脚部５２の外側壁は、－Ｚ方向へ延在している。電気部品２は、脚部５２の内側壁に案内されながら、脚部５２の内側壁に囲まれた空間に配置される。

ホルダ６０は、上述のとおり、下部ソケット本体３０の押さえ板３２と上部ソケット本体４０の凹部とによって形成される空間に配置される。ホルダ６０は、下部ソケット本体３０の突出部３３の－Ｘ側、＋Ｘ側、－Ｙ側および＋Ｙ側にそれぞれ１つ、合計で４つ設けられている。なお、図１では、突出部３３の－Ｘ側に配置されたホルダ６０が示されている。ホルダ６０の詳細については後述する。

（カバー２０）
カバー２０は、下部カバー７０と、上部カバー８０と、ラッチ９０と、プッシャ１００と、を有する。

下部カバー７０は、ソケット本体１０の上側に配置され、ソケット本体１０に対してボルト等の固定手段によって固定される。下部カバー７０は、Ｘ方向に延在する一対の横枠部、および、Ｙ方向に延在し、横枠部の端部同士を連結する縦枠部からなる枠体７１を有する。

枠体７１の＋Ｘ方向の端部から、軸受部７２が＋Ｚ方向へ突出している。軸受部７２には、Ｙ方向に貫通する穴が設けられている。この穴には、軸７３が挿通される。枠体７１の－Ｘ方向の端部から、爪部７４が＋Ｚ方向へ突出している。爪部７４には、ラッチ９０の爪部９３が係合する。

上部カバー８０は、ＸＹ方向に延在する略矩形状の本体部８１と、本体部８１から＋Ｘ方向へ突出する軸受部８２と、本体部８１から－Ｘ方向へ突出する軸受部８３と、を有する。本体部８１の下面から、円筒部８５が－Ｚ方向へ突出している。円筒部８５を取り囲むように形成された凹部には、バネ８６が配置される。

軸受部８２には、Ｙ方向に貫通する穴が設けられている。この穴には、軸７３が挿通される。上部カバー８０は、軸７３を中心に、下部カバー７０に対して回動可能である。軸受部８３には、Ｙ方向に貫通する穴が設けられている。この穴には、軸８４が挿通される。

ラッチ９０は、Ｙ方向に延在する軸受部９１と、軸受部９１から＋Ｘ方向へ延在する操作部９２と、軸受部９１から－Ｚ方向へ延在する爪部９３と、を有する。軸受部９１には、Ｙ方向に貫通する穴が設けられている。この穴には、軸８４が挿通される。

ラッチ９０は、軸８４を中心に、上部カバー８０に対して回動可能である。また、ラッチ９０は、不図示のバネによって図１において反時計回りに付勢されている。爪部９３は、下部カバー７０の爪部７４と係合する。

プッシャ１００は、本体部１０１と、本体部１０１から＋Ｚ方向へ延在する内側円筒部１０２および外側円筒部１０３と、本体部１０１から－Ｚ方向へ延在する円筒部１０４と、を有する。プッシャ１００は、上部カバー８０に対して図１において上下方向に移動可能である。

内側円筒部１０２の内周面は、上部カバー８０の円筒部８５の外周面に案内される。内側円筒部１０２と外側円筒部１０３との間には、上述のバネ８６が配置される。バネ８６は、プッシャ１００を上部カバー８０から離れる方向（すなわち、図１において下方向）に付勢している。

電気部品２が下部ソケット本体３０の突出部３３の上面に載置された状態で、上部カバー８０が閉じられると、電気部品２は、プッシャ１００によって下方向に押圧される。この状態で、電気部品２に対して各種検査が行われる。

（ホルダ６０）
次に、図２～図４Ｂを参照して、ホルダ６０の構成について説明する。図２は、ホルダの分解斜視図である。図３は、ホルダの平面図である。図４Ａは、図３の４Ａ－４Ａ断面を示す図である。図４Ｂは、図３の４Ｂ－４Ｂ断面を示す図である。

上述のとおり、ホルダ６０は、下部ソケット本体３０の押さえ板３２と上部ソケット本体４０の凹部とによって形成される空間に配置される。ソケット１は、突出部３３の－Ｘ側、＋Ｘ側、－Ｙ側および＋Ｙ側にそれぞれ１つ、合計で４つのホルダ６０を有している。図２～図４Ｂには、４つのホルダ６０のうち、突出部３３の－Ｘ側に配置されるホルダ６０が示されている。以下、突出部３３の－Ｘ側に配置されるホルダ６０の構造について詳細に説明するが、以下の説明は、突出部３３の＋Ｘ側、－Ｙ側および＋Ｙ側に配置されるホルダ６０の構造についても同様に当てはまる。

ホルダ６０は、本体１１０と、上部リブ１２０（「第１リブ部材」の一例）と、下部リブ１３０（「第２リブ部材」の一例）と、を有する。

本体１１０は、例えば射出成形法等の成形法により形成された、合成樹脂の成形品である。本体１１０は、－Ｘ方向側に位置する上側本体部１１１および＋Ｘ方向側に位置する下側本体部１１２を有する段付きの本体部１１３と、上側本体部１１１から＋Ｙ方向および－Ｙ方向に突出する固定部１１４と、を備えている。本体１１０は、ボルト等の固定手段を用いて、固定部１１４を介して下部ソケット本体３０に固定される。

上側本体部１１１には、Ｚ方向に貫通する穴１１５が設けられている。穴１１５には、コンタクトピン１４０の脚部１４１（後述する）が嵌入される。上側本体部１１１の上面１１１ａは、凹凸のない平面部とされている。

上部リブ１２０は、例えば光造形法等の造形法により形成された、合成樹脂からなる造形品である。上部リブ１２０は、略直方体形状をなす。上部リブ１２０には、＋Ｚ方向に突出し、かつ、Ｘ方向に延在する複数のリブ１２１が、Ｙ方向に並んで設けられている。各リブ１２１の幅（Ｙ方向寸法）および間隔、ならびに、隣接するリブ１２１によって形成される溝１２２の幅（Ｙ方向寸法）は、それぞれ等しい。

溝１２２の幅は、コンタクトピン１４０の板厚（Ｙ方向寸法）よりもわずかに大きい。コンタクトピン１４０の第１端部１４２（後述する）は、溝１２２の中で上下方向に自由に撓むことができる。

下部リブ１３０は、上部リブ１２０と同様、例えば光造形法等の造形法により形成された、合成樹脂からなる造形品である。下部リブ１３０は、略直方体形状をなす。下部リブ１３０には、－Ｚ方向に突出し、かつ、Ｘ方向に延在する複数のリブ１３１が、Ｙ方向に並んで設けられている。各リブ１３１の幅（Ｙ方向寸法）および間隔、ならびに、隣接するリブ１３１によって形成される溝１３２の幅（Ｙ方向寸法）は、それぞれ等しい。

溝１３２の幅は、コンタクトピン１４０の板厚（Ｙ方向寸法）よりもわずかに大きい。コンタクトピン１４０の第２端部１４３（後述する）は、溝１３２の中で上下方向に自由に撓むことができる。

リブ１２１の幅は、リブ１３１の幅と等しい。各リブ１２１のＹ方向位置と、各リブ１３１のＹ方向位置とは、互いに一致している。各リブ１２１同士の間隔は、各リブ１３１同士の間隔と等しい。溝１２２の幅は、溝１３２の幅と等しい。

上部リブ１２０および下部リブ１３０は、例えば３Ｄプリンタを用いて製造することができる。３Ｄプリンタの方式としては、光造形方式が好ましい。光造形方式の３Ｄプリンタは、ＣＡＤ（Computer Aided Design）により作成された３次元形状データに基づいて、３次元形状モデルを作成する。光造形方式では、液状の光硬化樹脂に光（紫外線）が照射されて硬化層が形成され、当該硬化層が複数積層されることで光造形物が形成される。

図４Ａおよび図４Ｂに示すように、下側本体部１１２の上面に上部リブ１２０が固定され、上側本体部１１１の下面に下部リブ１３０が固定されることで、ホルダ６０が構成される。このようにして構成されたホルダ６０に、コンタクトピン１４０が固定される。

コンタクトピン１４０は、電気部品２とリード３１とを電気的に接続する板状の部品である。コンタクトピン１４０は、導電性および弾力性を有する板材から形成されている。コンタクトピン１４０は、電気部品２と接触する第１端部１４２と、リード３１と接触する第２端部１４３と、第１端部１４２と第２端部１４３との間に位置する中間部１４４と、第１端部１４２から枝分かれした第３端部１４５と、を有する。

中間部１４４は、Ｘ方向へ延在している。中間部１４４は、－Ｚ方向へ突出する脚部１４１を有する。中間部１４４は、上側本体部１１１の上面１１１ａに接触するように配置される。

第１端部１４２は、中間部１４４から＋Ｘ方向へ延在し、さらに先端側が＋Ｚ方向へ屈曲している。第１端部１４２は、上部リブ１２０の溝１２２にそれぞれ挿通される。第１端部１４２は、上下方向に撓むことができる。

第２端部１４３は、中間部１４４から－Ｚ方向へ延在し、さらに＋Ｘ方向へ延在し、さらに先端側が－Ｚ方向へ屈曲している。第２端部１４３は、下部リブ１３０の溝１３２にそれぞれ挿通される。第２端部１４３は、上下方向に撓むことができる。

第３端部１４５は、第１端部１４２から－Ｚ方向へ延在し、さらに先端側が－Ｘ方向へ屈曲している。第３端部１４５は、上部リブ１２０の溝１２２にそれぞれ挿通される。第３端部１４５の先端側は、さらに、下側本体部１１２の下側まで延びている。

コンタクトピン１４０がホルダ６０に固定されることで、第１端部１４２は、上部リブ１２０によってＹ方向に関して位置決めされる。また、第２端部１４３は、下部リブ１３０によってＹ方向に関して位置決めされる。一方、コンタクトピン１４０の中間部１４４は、本体１１０によってＸ方向に関して位置決めされるが、Ｙ方向に関しては位置決めされない。

上述のとおり、上部リブ１２０は造形品である。そのため、リブ１２１を高精度に形成することができ、もって、各リブ１２１の幅および間隔、ならびに、溝１２２の幅を高精度に均一化することができる。これにより、コンタクトピン１４０の第１端部１４２同士の間隔を高精度に均一化することができる。

また、上述のとおり、下部リブ１３０は造形品である。そのため、リブ１３１を高精度に形成することができ、もって、各リブ１３１の幅および間隔、ならびに、溝１３２の幅を高精度に均一化することができる。これにより、コンタクトピン１４０の第２端部１４３同士の間隔を高精度に均一化することができる。

本体１１０は成形品である。そのため、上部リブ１２０および下部リブ１３０の寸法精度と、本体１１０の寸法精度とは、異なったものとなる。ここで、比較例として、本体１１０に、上部リブ１２０および下部リブ１３０同様、コンタクトピン１４０の中間部１４４をＹ方向に関して位置決めするリブを形成することを考える。

この場合、寸法精度の違いに起因して、リブ１２１およびリブ１３１のＹ方向位置と、本体１１０に形成されたリブのＹ方向位置との間にズレが生じる可能性がある。

当該ズレが生じていると、第１端部１４２がリブ１２１に強く押し付けられて第１端部１４２の上下方向への移動に大きなヒステリシスが生じる、または、第２端部１４３がリブ１３１に強く押し付けられて第２端部１４３の上下方向への移動に大きなヒステリシスが生じるといった、好ましくない状況が発生する可能性がある。

これに対して、本実施形態では、コンタクトピン１４０の中間部１４４が配置される上側本体部１１１の上面１１１ａは、凹凸のない平面部とされている。換言すると、本体１１０には、コンタクトピン１４０の中間部１４４が配置される上面１１１ａがＹ方向に延在して設けられている。そのため、コンタクトピン１４０の中間部１４４はＹ方向に自由に移動することができる。

また、上部リブ１２０および下部リブ１３０は共に造形品のため、寸法精度が高く、かつ、寸法精度が互いに略等しい。そのため、リブ１２１およびリブ１３１のＹ方向位置を略等しくすることができる。

本実施形態では、リブ１２１およびリブ１３１のＹ方向位置を略等しくすることができるため、第１端部１４２および第２端部１４３は、溝１２２および溝１３２内を上下方向に自由に撓むことが可能となる。

また、本実施形態では、コンタクトピン１４０のＹ方向の位置決めを行うリブが、上部リブ１２０および下部リブ１３０に設けられており、本体１１０には設けられていない。そのため、ホルダ６０に設けられるコンタクトピン１４０の数が変更された場合に、成形品である本体１１０を流用し、造形品である上部リブ１２０および下部リブ１３０を新たに作成することで対応することができる。

以上説明したように、本実施形態に係るホルダ６０は、Ｙ方向に並び、かつ、Ｚ方向に撓む第１端部１４２および第２端部１４３を有する複数のコンタクトピン１４０を保持し、電気部品２を収容するソケット本体１０に取り付けられるホルダ６０であって、ソケット本体１０に固定され、かつ、コンタクトピン１４０の中間部１４４が配置される上面１１１ａがＹ方向に延在して設けられた本体１１０と、本体１１０に固定され、かつ、第１端部１４２を挟む複数の第１リブ１２１がＹ方向に並んで設けられた上部リブ１２０と、本体１１０に固定され、かつ、第２端部１４３を挟む複数の第２リブ１３１がＹ方向に並んで設けられた下部リブ１３０と、を備える。

これにより、コンタクトピン１４０の第１端部１４２および第２端部１４３をホルダ６０の上部リブ１２０および下部リブ１３０で高精度にＹ方向に位置決めすることができる。そのため、コンタクトピンを高精度に位置決めすることができる。

また、ホルダ６０に設けられるコンタクトピン１４０の数が変更された場合に、成形品である本体１１０を流用し、造形品である上部リブ１２０および下部リブ１３０を新たに作成することで対応することができる。そのため、コンタクトピンの数の変更に柔軟に対応することができる。

なお、上述の実施形態では、ホルダ６０の穴１１５にコンタクトピン１４０の脚部１４１を嵌合させることでコンタクトピン１４０のＸ方向への位置決めを行うものを例に説明を行ったが、これに限定されない。例えば、ホルダ６０の穴１１５にコンタクトピン１４０の脚部１４１を圧入してもよい。

また、例えば、図５に示す第１変形例のように、上側本体部１１１の上面１１１ａに凹部１１５ａを設け、脚部１４１と凹部１１５ａとを嵌合させてもよい。

さらに、例えば、図６に示す第２変形例のように、上側本体部１１１の上面１１１ａに＋Ｚ方向へ突出する凸部１１５ｂを設けるとともに、コンタクトピン１４０に凹部１４１ａを設け、凸部１１５ｂと凹部１４１ａとを嵌合させてもよい。

また、上述の実施形態では、上部リブ１２０によって第１端部１４２をＹ方向に位置決めし、かつ、下部リブ１３０によって第２端部１４３をＹ方向に位置決めするものを例に説明を行ったが、これに限定されない。

例えば、図７Ａおよび図７Ｂに示す第３変形例のように、下部リブ１３０に、＋Ｚ方向に突出する複数のリブ１３３をＹ方向に並べて設け、隣接するリブ１３３によって形成される溝１３４に脚部１４１をそれぞれ挿通させてもよい。

なお、リブ１３３の幅はリブ１３１の幅と等しく、リブ１３３のＹ方向位置は各リブ１３１のＹ方向位置と互いに一致しており、各リブ１３３同士の間隔は各リブ１３１同士の間隔と等しく、溝１３４の幅は溝１３２の幅と等しい。

第３変形例によれば、コンタクトピン１４０の中間部１４４を、第１端部１４２および第２端部１４３と同水準でＹ方向に位置決めすることができる。

本開示は、ＩＣパッケージと配線基板とを電気的に接続するように構成されたソケットに広く利用可能である。

１ ソケット
２ 電気部品（ＩＣパッケージ）
１０ ソケット本体
２０ カバー
３０ 下部ソケット本体
３１ リード
３２ 押さえ板
３３ 突出部
４０ 上部ソケット本体
４１ 穴
５０ ガイド
５１ 枠体
５２ 脚部
６０ ホルダ
７０ 下部カバー
７１ 枠体
７２ 軸受部
７３ 軸
７４ 爪部
８０ 上部カバー
８１ 本体部
８２ 軸受部
８３ 軸受部
８４ 軸
８５ 円筒部
８６ バネ
９０ ラッチ
９１ 軸受部
９２ 操作部
９３ 爪部
１００ プッシャ
１０１ 本体部
１０２ 内側円筒部
１０３ 外側円筒部
１０４ 円筒部
１１０ 本体
１１１ 上側本体部
１１１ａ 上面
１１２ 下側本体部
１１３ 本体部
１１４ 固定部
１１５ 穴
１１５ａ 凹部
１１５ｂ 凸部
１２０ 上部リブ
１２１ リブ
１２２ 溝
１３０ 下部リブ
１３１ リブ
１３２ 溝
１３３ リブ
１３４ 溝
１４０ コンタクトピン
１４１ 脚部
１４１ａ 凹部
１４２ 第１端部
１４３ 第２端部
１４４ 中間部
１４５ 第３端部

Claims (6)

1. 第１方向に並び、かつ、前記第１方向と直交する第２方向に撓む第１端部および第２端部を有する複数のコンタクトピンを保持し、電気部品を収容するソケット本体に取り付けられるホルダであって、
   前記ソケット本体に固定され、かつ、前記コンタクトピンの中間部が配置される平面部が前記第１方向に延在して設けられた本体と、
   前記本体に固定され、かつ、前記第１端部を挟む複数の第１リブが前記第１方向に並んで設けられた第１リブ部材と、
   前記本体に固定され、かつ、前記第２端部を挟む複数の第２リブが前記第１方向に並んで設けられた第２リブ部材と、を備える、
   ホルダ。
2. 前記本体は、樹脂成形品であり、
   前記第１リブ部材および前記第２リブ部材は、光造形品である、
   請求項１に記載のホルダ。
3. 前記本体は、前記平面部に開口し、前記中間部に設けられた位置決め突起が挿入される穴を有する、
   請求項１または２に記載のホルダ。
4. 前記第２リブ部材は、前記穴に挿入され、かつ、前記第１方向に並んで設けられて前記位置決め突起を挟む複数の第３リブを有する、
   請求項３に記載のホルダ。
5. 前記本体は、前記平面部から突出し、前記中間部に設けられた位置決め凹部と係合する凸部を有する、
   請求項１または２に記載のホルダ。
6. 前記ソケット本体と、
   請求項１～５のいずれか一項に記載のホルダと、を備える、
   ソケット。

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