JP7301699B2

JP7301699B2 - ソケット

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Publication number: JP7301699B2
Application number: JP2019171526A
Authority: JP
Inventors: 尚貴橋本; 季位田口
Original assignee: Tyco Electronics Japan GK
Current assignee: Tyco Electronics Japan GK
Priority date: 2019-09-20
Filing date: 2019-09-20
Publication date: 2023-07-03
Anticipated expiration: 2039-09-20
Also published as: JP2021048109A

Description

本発明は、電子部品が装着されるソケットに関する。

大規模な電子部品は、回路基板に搭載する際にその回路基板に直接に半田付けするのではなく、ソケットを介して実装されることが多い。すなわち、ソケットが回路基板に半田付けされ、そのソケットに電子部品が装着されることが多い。そのソケットには、電子部品の底面に配列された接触パッドの各々に接触する多数のコンタクトが、平板状のハウジングの第１面から突き出るように配列されている。また、そのハウジングの第２面には、第１面の多数のコンタクトそれぞれに対応する多数の半田ボールが配置される。

近年では、底面に２次元的に、例えば１ｍｍピッチで５０００個もの接触パッドが配列された大規模なＣＰＵ等の電子部品が登場してきている。また、さらに多数個の接触パッドを持った電子部品が提案されている。

このような大規模な電子部品搭載用のソケットにおいて、１本あたりのコンタクトの接触圧を従来と同じレベルに維持しようとすると、配列されたコンタクトに、全体として極めて大きな圧力で電子部品を押し当てる必要がある。このため、コンタクト１本あたりの接触圧を大きく低減することが要求されている。

１本あたりの接触圧を低減するには、低い圧力で容易に撓むコンタクトとする必要がある。しかしながら、低い圧力で容易に撓むコンタクトは、それと同時に抵抗値が増加する。このため、信号伝送用としては使用可能であるが、電力伝送用としては、不向きなコンタクトとなる。大きな抵抗値のコンタクトを使って必要な電力を伝送しようとすると、電力伝送用として多数本のコンタクトを必要とし、コンタクトの本数がさらに増え、さらに大型化するとともに、全体としての接触圧を増加させる結果となる。

ここで、特許文献１には、縁に沿った位置に高電流を流すことができる側端子を設けたソケットが開示されている。

特開２００３－１９７３３６号公報

上掲の特許文献１に開示されたソケットの場合、そのソケットに搭載される電子部品として、側面に電力部を配置するという特殊仕様の電子部品とする必要がある。

本発明は、上記事情に鑑み、全体としての接触圧を抑えつつ、電子部品底面の接触パッドと接触させて信号伝送および電力伝送の双方を行うことができるソケットを提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明のソケットは、
配列された多数の貫通孔を有する平板状ハウジング、および
貫通孔内に挿し込まれる基部と、平板状ハウジングの上面から突き出て斜め上方に延び、搭載された電子部品の下面に形成された接触パッドに接触する接点が形成された接触ビームと、基部の下方に設けられ平板状ハウジングの下面側に配置される回路基板に半田付けされる半田付け部とを有する多数のコンタクトを備え、
平板状ハウジングに形成された貫通孔が、第１の貫通孔と、その第１の貫通孔よりも第１の方向の幅が広い第２の貫通孔を含み、
多数のコンタクトが、
基部が第１の貫通孔に挿し込まれる第１のコンタクト、および
第２の貫通孔の第１の方向の幅に対応した、第１のコンタクトの基部よりも幅広の基部を有するとともに、複数の半田付け部を有し、基部が第２の貫通孔に挿し込まれる第２のコンタクトを含むことを特徴とする。

本発明のソケットは、第１のコンタクトと第２のコンタクトを備えている。そして、第２のコンタクトは、第１のコンタクトの基部よりも幅広の基部を有するとともに、複数の半田付け部を有し、電力の伝送に適したコンタクトとなっている。これにより、本発明のソケットは、全体としての接触圧を抑えつつ、電子部品底面の接触パッドと接触させて信号伝送および電力伝送の双方を行うことができる。

ここで、本発明のソケットにおいて、第２の貫通孔が、第１の方向に隣接する複数の前記第１の貫通孔を互いに隔てている壁を取り去った幅を有する貫通孔であることが好ましい。

第２の貫通孔をこの形状とすることにより、互いに隔てている壁が取り去られているか否かを除き、貫通孔の配列が揃った平板状ハウジングとなる。

以上の本発明のソケットによれば、全体としての接触圧を抑えつつ、電子部品底面の接触パッドに接触させて信号伝送および電力伝送の双方が行なわれる。

本発明の一実施形態のソケットを構成するコンタクトのうちの信号コンタクトの斜視図である。比較例としての電力コンタクトの斜視図である。本実施形態のソケットを構成する電力コンタクトの斜視図である。本実施形態のソケットの、図３の電力コンタクトを備えた一部分を示した斜視図である。本実施形態のソケットの構成要素として使用可能な電力コンタクトの２つの変形例を示した図である。

以下、本発明の一実施形態のソケットについて説明する。

以下に説明するソケットは、平板状ハウジングと、その平板状ハウジングに配列された多数のコンタクトとを有する。そして、それら多数のコンタクトは、電気信号伝送用の信号コンタクトと電力伝送用の電力コンタクトとの２種類のコンタクトで構成されている。

図１は、本発明の一実施形態のソケットを構成するコンタクトのうちの信号コンタクトの斜視図である。

この信号コンタクト１０は、基部１１と、接触ビーム１２と、半田付け部１３とを有する。

基部１１は、両側部が折れ曲がり全体としてＣ字形状断面を有する。この基部１１は、平板状ハウジング２０（図４参照）に形成された貫通孔に圧入される。この信号コンタクトが圧入される貫通孔は、この信号コンタクト１０の、Ｃ字形状断面の基部１１の幅に応じた幅を有する貫通孔である。

また、接触ビーム１２は、基部１１から斜め上方に延びている。本実施形態における接触ビーム１２は、互いの間に隙間１２１を有する２本のサブビーム１２２で形成されている。これら２本のサブビーム１２２は、先端部の梁１２３で互いに繋がっていて、その梁１２３の先に接点１２４が１つ形成されている。この接点１２４は、本実施形態のソケットに搭載される電子部品（不図示）の下面に形成された接触パッドに接触して、その電気部品と電気的に導通する。

また、半田付け部１３は、基部１１の下方に備えられている。この半田付け部１３は、基部１１が平板状ハウジング２０の貫通孔に挿し込まれた状態において平板状ハウジング２０の第２面（下面）２０Ｂ（図４参照）側に位置する。そして、その状態における半田付け部１３には半田ボール８０（図４参照）が接続される。この信号コンタクト１０は、本発明にいう第１のコンタクトの一例に相当する。

図２は、比較例としての電力コンタクトの斜視図である。

図２（Ａ）に示す電力コンタクト３０Ａは、図１に示した信号コンタクト１０と同様、基部３１と、接触ビーム３２と、半田付け部３３とを有する。

基部３１は、図１の信号コンタクト１０の基部１１と同一の形状を有する。そして、この電力コンタクト３０Ａの基部３１は、平板状ハウジング２０の、信号コンタクト１０の基部１１が圧入される貫通孔と同一寸法の貫通孔に圧入される。

また、この電力コンタクト３０Ａの接触ビーム３２は、基部３１から斜め上方に延びている。この図２（Ａ）に示す電力コンタクト３０Ａの接触ビーム３２は、図１の信号コンタクト１０と同様、互いの間に隙間３２１を有する２本のサブビーム３２２で形成されている。これら２本のサブビーム３２２は、先端部の梁３２３で互いに繋がっていて、その梁３２３の先に接点３２４が２つ形成されている。この比較例の電力コンタクト３０Ａをソケットに採用したとすると、接点３２４は、本実施形態のソケットに搭載される電子部品（不図示）の下面に形成された接触パッドのうちの電力伝送用の接触パッドに接触して、その電気部品に電力を供給する。

図２（Ａ）に示す電力コンタクト３０Ａの半田付け部３３は、基部３１の下方に設けられている。この半田付け部３３は、図１に示した信号コンタクト１０の半田付け部１３と同一の形状を有する。この半田付け部３３にも半田ボール８０が接続される。

ここで、この比較例としての電力コンタクト３０Ａは、図１の信号コンタクト１０と比較したとき、２本のサブビーム３２２どうしを繋ぐ梁３２３の高さ方向の幅が広く、また接点３２４が２つ設けられている。したがって、その分、信号コンタクト１０よりも抵抗値が低く、この電力コンタクト３０Ａは、信号コンタクト１０よりも電力伝送に有利なコンタクトとなっている。

また、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）の電力コンタクト３０Ａの変形例としての電力コンタクト３０Ｂである。この電力コンタクト３０Ｂも比較例の１つである。

この図２（Ｂ）の電力コンタクト３０Ｂの、図２（Ａ）の電力コンタクト３０Ａとの相違点は、接触ビーム３２が、図２（Ａ）に示した隙間３２１が埋められた形状を有することと、接点３２４が１つのみ設けられている点である。

また、図２（Ｃ）には、図２（Ａ）の電力コンタクト３０Ａの他の変形例としての電力コンタクト３０Ｃが示されている。この電力コンタクト３０Ｃも比較例の１つである。

この図２（Ｃ）の電力コンタクト３０Ｃの、図２（Ａ）の電力コンタクト３０Ａとの相違点は、接触ビーム３２が、図２（Ｂ）に示した接触ビーム３２と同じく、隙間３２１が埋められた形状を有している点である。

これら図２（Ｂ），（Ｃ）の電力コンタクト３０Ｂ，３０Ｃも、図１の信号コンタクト１０と比べ、抵抗値の低いコンタクトとなっている。したがって、図１の信号コンタクト１０よりも電力伝送に有利なコンタクトとなっている。

以下では、電力伝送にさらに有利な、本実施形態の電力コンタクトについて説明する。

図３は、本実施形態のソケットを構成する電力コンタクトの斜視図である。

また、図４は、本実施形態のソケットの、図３の電力コンタクトを備えた一部分を示した斜視図である。ここで、図４（Ａ），（Ｂ）は、ソケット１の、それぞれ第１面および第２面が現れる視点から見た斜視図である。

図３に示す電力コンタクト４０Ａは、基部４１と、接触ビーム４２と、半田付け部４３とを有する。

基部４１は、平板状ハウジング２０の第１面（上面）２０Ａ側から、貫通孔２１に圧入される。この基部４１は、図１の信号コンタクト１０の基部１１や図２の比較例としての電力コンタクト３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの基部３１と比べ、２倍を超える幅を有する。このため、平板状ハウジング２０の、この基部４１が圧入される貫通孔２１は、図４に示すように、この基部４１の幅に対応した広幅の貫通孔となっている。具体的には、この貫通孔２１の長手方向の幅は、その方向に隣接する、各々に信号コンタクト１０の基部１１が圧入される２つの貫通孔の、互いを隔てている壁を取り去った幅となっている。したがって、平板状ハウジング２０には、互いを隔てている壁が取り去られているか否かを除き、配列が揃った多数の貫通孔が形成されている。

また、この電力コンタクト４０Ａの接触ビーム４２は、基部４１から斜め上方に延びている。この図３に示す電力コンタクト４０Ａの接触ビーム４２は、互いの間に隙間４２１を有する４本のサブビーム４２２で形成されている。これら４本のサブビーム４２２は、先端部の梁４２３で互いに繋がっていて、その梁４２３の先に接点４２４が４つ形成されている。これらの接点４２４は、本実施形態のソケットに搭載される電子部品（不図示）の下面に形成された接触パッドのうちの電力伝送用の接触パッドに接触して、その電気部品に電力を供給する。

また、図３に示す電力コンタクト４０Ａには、２つの半田付け部４３が形成されている。これらの半田付け部４３は、基部４１の下方に設けられていて、基部４１が平板状ハウジング２０の貫通孔に圧入された状態において平板状ハウジング２０の第２面２０Ｂ（図４参照）側に位置する。そして、それら２つの半田付け部４３の各々に半田ボール８０が接続される。この電力コンタクト４０Ａは、本発明にいう第２のコンタクトの一例に相当する。

なお、図示は省略するが、図２（Ａ）のように、各接点４２４の各々を２つずつの接点に分けて、合計８つの接点を備えてもよい。

この図３に示した電力コンタクト４０Ａは、図２に示した比較例の電力コンタクト３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃよりも抵抗値が低く、電力伝送に有利なコンタクトとなっている。

本実施形態のソケットには、１枚の平板状ハウジング２０に、図１に示した信号コンタクト１０および図３に示した電力コンタクト４０Ａの双方が配列されている。

図５は、本実施形態のソケットの構成要素として使用可能な電力コンタクトの２つの変形例を示した図である。この図５においても、図３に示した電力コンタクト４０Ａの各要素に対応する要素には、図３において付した符号と同じ符号を付して示す。

図５（Ａ）に示す電力コンタクト４０Ｂは、基部４１と、接触ビーム４２と、半田付け部４３とを有する。

基部４１は、平板状ハウジング２０の第１面２０Ａ側から、貫通孔２１に圧入される。この基部４１は、図１の信号コンタクト１０の基部１１や図２の比較例としての電力コンタクト３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの基部３１と比べ、３倍を超える幅を有する。このため、平板状ハウジング２０の、この基部４１が圧入される貫通孔２１は、この基部４１の幅に対応した広幅の貫通孔となっている。具体的には、この貫通孔２１の長手方向の幅は、その方向に順次に隣接する、各々に信号コンタクト１０の基部１１が圧入される３つの貫通孔を隔てている壁を取り去って、３つ分を繋げた幅となっている。したがって、平板状ハウジング２０には、壁が取り去られているか否かを除き、配列が揃った多数の貫通孔が形成されている。

また、この電力コンタクト４０Ａの接触ビーム４２は、基部４１から斜め上方に延びている。この図５（Ａ）に示す電力コンタクト４０Ｂの接触ビーム４２は、互いの間に隙間４２１を有する５本のサブビーム４２２で形成されている。これら５本のサブビーム４２２は、先端部の梁４２３で互いに繋がっていて、その梁４２３の先に接点４２４が６つ形成されている。これらの接点４２４は、本実施形態のソケットに搭載される電子部品（不図示）の下面に形成された接触パッドのうちの電力伝送用の接触パッドに接触して、その電気部品に電力を供給する。

また、図５（Ａ）に示す電力コンタクト４０Ｂには、半田付け部４３が３つ形成されている。これらの半田付け部４３は、基部３１の下方に設けられていて、基部４１が平板状ハウジング２０の貫通孔に挿し込まれた状態において平板状ハウジング２０の第２面２０Ｂ側に位置する。そして、それら３つの半田付け部４３の各々に半田ボール８０が接続される。この電力コンタクト４０Ａも、本発明にいう第２のコンタクトの一例に相当する。

なお、図示は省略するが、図２（Ａ）のように、各接点４２４の各々を２つずつの接点に分けて、合計１２個の接点を備えてもよい。

この図５（Ａ）に示した電力コンタクト４０Ｂは、図２に示した比較例の電力コンタクト３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃよりも抵抗値が低く、電力伝送に有利なコンタクトとなっている。

本実施形態のソケットには、１枚の平板状ハウジング２０に、図１に示した信号コンタクト１０および図５に示した電力コンタクト４０Ｂを配列してもよい。

また、図５（Ｂ）に示す電力コンタクト４０Ｃの基部４１は、図１の信号コンタクト１０の基部１１や図２の比較例としての電力コンタクト３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの基部３１と比べ、４倍を超える幅を有する。また、この電力コンタクト４０Ｃは、５本のサブビーム４２２で形成された接触ビーム４２と８つの接点４２４を備えている。さらに、この電力コンタクト４０Ｃは、半田付け部４３を４つ備えている。そして、平板状ハウジング２０の第２面２０Ｂには、この電力コンタクト４０Ｃに電気的に接続された４つの半田ボール８０が備えられる。

なお、上記と同様、図示は省略するが、この電力コンタクト４０Ｃにおいても、図２（Ａ）のように、各接点４２４の各々をさらに２つずつの接点に分けて、合計１６個の接点を備えてもよい。

この図５に示した電力コンタクト４０Ｂ，４０Ｃは、図２に示した比較例の電力コンタクト３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃだけでなくさらに図３に示した電力コンタクト４０Ａよりも抵抗値が低く、電力伝送にさらに有利なコンタクトとなっている。

なお、本発明のソケットは、この図６に示した電力コンタクト４０Ｂ，４０Ｃよりもさらに多数の接点４２４やさらに多数の半田付け部４３を備えた電力コンタクトを採用したものであってもよい。

１０信号コンタクト（第１のコンタクト）
１１基部
１２接触ビーム
１２４接点
１３半田付け部
２０平板状ハウジング
２０Ａ第１面（上面）
２０Ｂ第２面（下面）
２１貫通孔
４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ電力コンタクト（第２のコンタクト）
４１基部
４２接触ビーム
４２４接点
４３半田付け部

Claims

配列された多数の貫通孔を有する平板状ハウジング、および
前記貫通孔内に挿し込まれる基部と、前記平板状ハウジングの上面から突き出て斜め上方に延び、搭載された電子部品の下面に形成された接触パッドに接触する接点が形成された接触ビームと、該基部の下方に設けられ前記平板状ハウジングの下面側に配置される回路基板に半田付けされる半田付け部とを有する多数のコンタクトを備え、
前記平板状ハウジングに形成された貫通孔が、第１の貫通孔と、該第１の貫通孔よりも第１の方向の幅が広い第２の貫通孔を含み、
前記多数のコンタクトが、
前記基部が前記第１の貫通孔に挿し込まれる第１のコンタクト、および
前記第２の貫通孔の前記第１の方向の幅に対応した、前記第１のコンタクトの基部よりも幅広の基部を有するとともに、複数の前記半田付け部を有し、該基部が前記第２の貫通孔に挿し込まれる第２のコンタクトを含むことを特徴とするソケット。
前記第２の貫通孔が、前記第１の方向に隣接する複数の前記第１の貫通孔を互いに隔てている壁を取り去った幅を有する貫通孔であることを特徴とする請求項１に記載のソケット。