JPH10247575A - Ic用ソケット - Google Patents

Ic用ソケット

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JPH10247575A
JPH10247575A JP6551297A JP6551297A JPH10247575A JP H10247575 A JPH10247575 A JP H10247575A JP 6551297 A JP6551297 A JP 6551297A JP 6551297 A JP6551297 A JP 6551297A JP H10247575 A JPH10247575 A JP H10247575A
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進 礒部
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 可動接点を有するソケットを、異方性導電コ
ネクタを使用しないで実現すると共に、導通経路を短縮
化し、且つ組立を容易にする。 【解決手段】 上端に接点Pを配した複数本の柱状体2
を基体1上面より突出させたエラストマー性の可動接点
部材Sを、上面の柱状体を配線基板10の鍍金スルーホ
ール11に挿入した状態で配線基板の裏面に重ねて、柱
状体の上端の接点を鍍金スルーホールより露出させ、更
にこの接点と鍍金スルーホールを電気的に導通させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、IC(集積回
路)をバーンイン・テストハンドラー等の評価機器に接
続したり、ICを配線基板に実装したりする用途に使用
するソケットに関し、より詳細には配線基板部と一体化
したソケットに関する。
【0002】
【従来の技術】ICの配線基板実装密度の高度化によ
り、ICチップが小型化され、例えばBGA(ボールグ
リッドアレイ)ないし、CSP(チップサイズパッケー
ジ)といったパッケージが主流になりつつある。この場
合、BGA、CSPは、接点として底面に半田ボールを
使用するため、配線基板への実装は半田付けが一般的で
あり、そのために実装後の取り外しが困難であることよ
り、脱着を自在とするソケットの出現が望まれていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、元来半田付
けによる実装を前提としたこの種ICは、接点の形状、
寸法、配置の許容誤差が大きく、しかも接点自体が非常
に微細な間隔で配置されているので、金属製の硬質の接
点を用いた通常のソケットでは接点のコンタクト(接
触)を確実にすることが困難であり、十分対応できない
問題があった。そこで、ソケット側の接点にはある程度
の可動性が要求されることとなるが、そのための従来技
術としてソケットとICをエラストマーを使用した異方
性導電コネクタにより接続する手法が挙げられる。
【0004】しかしながら、この種異方性導電コネクタ
はコネクタを縦断してその厚み方向に導通経路を構成す
ることを本質とするために、導通経路が必然的に長くな
って電気的特性に影響を及ぼし、特にICを評価機器に
接続するためのソケツトに用いた場合には高周波での測
定に悪影響を与える問題が生じた。又、この種コネクタ
はエラストマー等に導電部材を埋め込むことにより接点
としているので、各接点が別部材として個別に設けられ
ることとなり、製造上の工数が下がらないという問題も
あった。
【0005】この発明は以上の問題点に鑑みて創作され
たものであり、ICの半田ボールとのコンタクトを確
実にとるために、接触面積を大きくでき、且つ上下動
自在とでき、高周波での測定に耐えられる伝送経路を
確保でき、しかもICを脱着自在とできるIC用ソケ
ットを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】即ち、この発明のIC用
ソケットは上端に接点を配した複数本の柱状体を基体上
面より突出させた可動接点部材を、少なくとも柱状体部
分をエラストマーにより構成し、上面の柱状体を配線基
板の鍍金スルーホールに挿入した状態で基体部分を配線
基板の裏面に重ねることにより、柱状体の上端の接点を
鍍金スルーホールより露出させ、更にこの接点と鍍金ス
ルーホールを電気的に導通させたことを特徴とする。
【0007】よって、この発明によれば柱状体はエラス
トマーにより構成されるので、その上端に設けられた接
点はICからの押圧力により反発力をもって変形及び上
下動する作用を生じることとなる。次に、この柱状体は
可動接点部材の基体より複数本突出されたものを配線基
板の鍍金スルーホールに挿入して、その上端を接点とす
るので接点箇所を可及的に大きくすることができ、又、
製作、組立が容易な作用を生じることとなる。更に、配
線基板の回路には接点と鍍金スルーホールを電気的に導
通させることにより接続されるので、伝送経路を最短に
保つことができる作用を生じることとなる。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、この発明の具体的実施例を
添付図面に基づいて説明する。図1乃至図8はこの発明
のソケットをICの実装用のソケットに構成した例を示
す図である。このソケットは配線基板と一体化して構成
されることを最大の特徴とする。即ち、上端に接点Pを
配した複数本の柱状体2を基体1上面より突出させた可
動接点部材Sを用意すると共に、この可動接点部材Sの
上面の柱状体2を配線基板10の鍍金スルーホール11
に挿入した状態で基体部分1を配線基板10の裏面に重
ねることにより、可動接点部材Sと配線基板10が相ま
ってソケットを構成することとなる。
【0009】この場合、配線基板10は絶縁素材よりな
る基板に、穴壁面に無電解鍍金等による鍍金層11Aを
施した鍍金スルーホール11を複数個有する公知のもの
であるが、可動接点部材Sと相まってソケットを構成す
る箇所においては鍍金スルーホール11は下記する可動
接点部材Sの複数本の柱状体2が挿入可能な径にして、
そのピッチに合致したピッチで配されることとなる(図
3参照)。
【0010】一方、可動接点部材Sは耐熱・耐寒・柔軟
性に優れたエラストマー(例えば、ふっ素ゴム、シリコ
ーンゴム、フロロシリコーンゴム等)を素材とし、平板
状の基体1の上面より柱状体2を複数本突出した形状に
構成される(図4参照)。そして、柱状体2は接続対象
とするICの接点のピッチに対応したピッチで配される
(詳細は後記する)。又、素材において少なくとも基体
1部分は絶縁性であることが必要であるが(この実施例
ではエラストマーを採用している。)、柱状体2部分に
関してはこれから説明するようにそれを絶縁性とするか
導電性とするかの幾つかの選択肢がある。
【0011】図5及び図6はこの実施例における柱状体
2の詳細を示す図である。ここでは柱状体2を基体1と
一体に成形した絶縁性のエラストマーで構成するもので
あり、この場合、その長さを配線基板10の厚みより長
く設定することにより、その上端を鍍金スルーホール1
1より露出させ、更に上端をICの接点(半田ボール)
との接触を良好とするためにドーム状に構成する。上記
柱状体2の上端から基部にかけては導電鍍金層2A(こ
こでは金を無電解鍍金している。)が施されことにより
ダイヤフラム状の導通面が構成され、この結果、上端は
ICの接点(半田ボール)との接触を受け持つ接点Pと
して作用し、基部は鍍金スルーホール11と導通するこ
とにより配線基板との導通部として作用することとな
る。この場合、柱状体2は弾性を有するエラストマーで
構成されているので、接点PはICの接点の押圧により
縦方向に圧縮変形して上下動する作用を生じるが、これ
をより確実にするために、鍍金スルーホール11との間
に柱状体2の縦方向の圧縮時にその口径が膨張すること
を許す空隙を設けてもよい。上記の通り、柱状体2の接
点PはICの接点(半田ボール)の寸法偏差、位置誤差
に対して、変形しながら接触することが期待できる。
【0012】次に、図7は柱状体2の異なる実施例を示
す図であり、ここでは接点Pの信頼性を向上するため
に、柱状体2を導電性のエラストマーで構成しているも
のであり、その他の構成及び作用は図6に示す実施例の
場合と同様である。
【0013】又、図8も柱状体2の異なる実施例を示す
図であり、ここでは接点Pの信頼性を向上するために、
柱状体2の中途より上の部分2Bを導電性のエラストマ
ーで構成すると共に、その上端に金属又は導電性プラス
チックからなるボール2Cをインサート成型している。
この実施例においては、ボール2CはICの接点との接
触を受け持つ接点Pと共に鍍金スルーホール11と導通
することにより配線基板との導通部として作用し、導電
性のエラストマーで構成した柱状体2の上の部分2Bは
鍍金スルーホール11と導通することによりやはり配線
基板との導通部として作用することとなる。尚、この実
施例及び図7に示す上記の実施例においても、成型用金
型は図6に示す実施例の場合と共通で使用し一体に成形
可能であることは言うまでもない。又、金属ボール、導
電性プラスチックボール、導電性エラストマーに関して
は、電気鍍金が可能となることも言うまでもない。
【0014】以上の構成よりなる可動接点部材Sは、配
線基板10の裏面に重ねることにより、両者相まってソ
ケットを構成することは前記した通りであるが、ソケッ
トに装着したICからの押圧力により可動接点部材Sが
配線基板10との離反方向に押し出されないように、こ
こでは可動接点部材Sの裏面に底面板3をあてがうこと
により、可動接点部材Sを配線基板10の裏面に固定し
ている(図1参照)。
【0015】一方、配線基板10の鍍金スルーホール1
1より露出した可動接点部材Sの端子Pをソケットの端
子として機能させるには、ICを配線基板10の所定位
置に配置しなければならないが、ここではICのパッケ
ージが嵌まり込む窓4Aを有するガイド枠4を配線基板
10の表面に固定することによりこの作用を果たさせて
いる(図1及び図2参照)。この場合、可動接点部材S
及びそれに対応した配線基板10のスルーホール11は
そのままで、ガイド枠4を交換するだけで各種の規格
(ピン数)のICに対応することが可能となる作用を生
じる。例えば、この実施例においては13×13ピンの
ICに対応したソケットを構成した例を図1及び図2に
おいて図示しているが、ガイド枠4を交換するだけで例
えば図9及び図10に図示するように7×7ピンのIC
に対応したソケットを構成することや、それ以外のピン
数のICに対応したソケットを構成することも可能とな
る。
【0016】又、ICの実装用のソケットを想定してい
るこの実施例においては、装着されたICを配線基板1
0上に固定するための固定枠5を、上記のガイド枠4に
重ねることにより固定枠5と配線基板10との間にIC
を挟持している(図1及び図2参照)。
【0017】次に、図11及び図12はこの発明のソケ
ットをICの評価機器用のソケットに構成した例を示す
図である。この実施例においては、装着されたICを配
線基板10上に固定する必要がないので、上記の実施例
のような固定枠は必要でなく、反面、ICの脱着を容易
にするために図に示すようにガイド枠4の窓4Aの上縁
から上の部分を開口に向かって末広がりとなるテーパ状
としている。
【0018】ところで、この発明のソケットにおいて、
接点Pを可及的に大きくすることができる、実施例
において接点Pをドーム状としたのでICの接点との接
触が良好とできる、接点PはICの接点に変形しなが
ら接触することが期待できることは前記した通りであ
り、その結果この発明のソケットはIC接点(半田ボー
ル)の寸法偏差、位置誤差に対して十分対応できる作用
を有することとなる。
【0019】図13乃至図15はこの作用の実例を、パ
ッケージ寸法12mm角、ピン数13×13のBGA
(ボールグリッドアレイ)IC20の評価機器用のソケ
ットを例にとり図示したものであり、図中符号20TP
はこのICの接点(半田ボール)を指す。ここにおいて
は、IC20の半田ボール径の標準値を0.40mm、
同じくピン(接点)ピッチの標準値を0.80mmと
し、ソケットの接点Pのピッチはこの標準値に合致させ
ている。そして、この標準値を保ったIC20の装着例
を図13に、半田ボール径及びピンピッチが最大値のI
C20の装着例を図14に、半田ボール径及びピンピッ
チが最小値のIC20の装着例を図15に図示してい
る。下記の表1は各図で想定している寸法の一覧であ
る。
【0020】
【表1】
【0021】上記のように、ここでは半田ボール径で±
0.10mm、ピンピッチ±0.05mmの誤差を一般
的な例として例示している。この場合、トータルピッチ
の誤差は±0.10mmとなるが、3番から11番ピン
迄のトータルピッチは6.30mmより6.50mmの
範囲内に押さえられているので、最大及ぴ最小のピッチ
は全てに適用されない。又、ピンピッチは最大0.85
mm、最小0.75mm以内であるため、ソケットの接
点PをIC20の隣同士の接点20Pに同時に接触しな
い程度に大きくすれば対応可能となる。
【0022】
【発明の効果】以上の構成よりなるこの発明は次の特有
の効果を奏する。 エラストマーの弾力性を生かした変形及び上下動自在
の可動接点を有するソケットを、従来技術の異方性導電
コネクタを使用しないで実現することを可能とした。
【0023】可動接点部材の基体より複数本突出され
た柱状体を配線基板の鍍金スルーホールに挿入してその
上端を接点とするので、接点箇所を可及的に大きくする
ことができ、上記の変形及び上下動自在の可動性と相ま
ってICの接点の寸法偏差、位置誤差に対して十分対応
することが可能となり、従来ソケットによる装着が困難
であったBGA(ボールグリッドアレイ)ないし、CS
P(チップサイズパッケージ)に最適なソケットが実現
される。
【0024】同様の理由より、接点を一体に成形する
と共に一体に組み込みが可能となるので、各接点をエラ
ストマー等に別部材として個別に埋め込み従来技術に比
べ、工数を格段に少なくすることが可能となり、製作、
組立が容易となり、高性能のソケットを低コストで実現
することができる。
【0025】同様の理由により、回路基板を傷つけず
に経時劣化をしやすい接点のみを簡単に交換することが
可能となるので、ユーザーフレンドリー且つ経済的なソ
ケットを実現することができる。
【0026】接点自身と配線基板の鍍金スルーホール
を直接接触させることにより、配線基板の回路に接続さ
れるので、コネクタを縦断してその厚み方向に導通経路
を構成する従来技術の異方性導電コネクタに比べ伝送経
路が格段に短くなり、電気的特性が良好となり、高周波
での測定に耐えられるソケットを実現することができ
る。
【0027】配線基板及び可動接点部材の組み合わせ
はそのままで、ICのパッケージが嵌まり込む窓を有す
るガイド枠を交換するだけで各種の規格のICに対応す
ることができるので、最小の部品種類で広汎な範囲のソ
ケットを製作することが可能となり、高性能のソケット
を低コストで実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明のIC用ソケットの実施例の一部切り
欠き側面図。
【図2】同上、斜視図。
【図3】同上、配線基板の平面図。
【図4】同上、可動接点部材の側面図。
【図5】同上、可動接点部材の要部の拡大一部切り欠き
側面図。
【図6】同上、要部の拡大一部切り欠き側面図。
【図7】この発明のIC用ソケットの異なる実施例の要
部の一部切り欠き側面図。
【図8】この発明のIC用ソケットの異なる実施例の要
部の一部切り欠き側面図。
【図9】この発明のIC用ソケットの異なる実施例の斜
視図。
【図10】この発明のIC用ソケットの異なる実施例の
一部切り欠き側面図。
【図11】この発明のIC用ソケットの異なる実施例の
一部切り欠き側面図。
【図12】この発明のIC用ソケットの異なる実施例の
一部切り欠き側面図。
【図13】この発明のIC用ソケットの作用の実例を示
す一部切り欠き側面図。
【図14】この発明のIC用ソケットの作用の実例を示
す一部切り欠き側面図。
【図15】この発明のIC用ソケットの作用の実例を示
す一部切り欠き側面図。
【符号の説明】
P 接点 S 可動接点部材 1 (可動接点部材の)基体 2 (可動接点部材の)柱状体 2A (柱状体の)導電鍍金層 4 ガイド枠 4A (ガイド枠の)窓 10 配線基板 11 鍍金スルーホール

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 上端に接点(P)を配した複数本の柱状
    体(2)を基体(1)上面より突出させた可動接点部材
    (S)を、少なくとも柱状体(2)部分をエラストマー
    により構成し、上面の柱状体(2)を配線基板(10)
    の鍍金スルーホール(11)に挿入した状態で基体
    (1)部分を配線基板(10)の裏面に重ねることによ
    り、柱状体(2)の上端の接点(P)を鍍金スルーホー
    ル(11)より露出させ、更にこの接点(P)と鍍金ス
    ルーホール(11)を電気的に導通させたことを特徴と
    するIC用ソケット。
  2. 【請求項2】 鍍金スルーホール(11)より露出する
    可動接点部材(S)の柱状体(2)の上端の接点(P)
    をドーム状に形成した請求項1記載のIC用ソケット。
  3. 【請求項3】 可動接点部材(S)の柱状体(2)の長
    さを配線基板(10)の厚みより長く設定すると共に、
    柱状体(2)の上端から基部にかけて導電鍍金層(2
    A)を施すことにより、柱状体(2)の上端を接点
    (P)に構成すると共に、鍍金スルーホール(11)と
    の導通手段とした請求項1又は2記載のIC用ソケッ
    ト。
  4. 【請求項4】 可動接点部材(S)の柱状体(2)の一
    部分又は全部を導電性エラストマーにより構成した請求
    項3記載のIC用ソケット。
  5. 【請求項5】 可動接点部材(S)の柱状体(2)の一
    部分又は全部を導電性エラストマーにより構成すると共
    に、その上端に金属又は導電性プラスチックからなるボ
    ール(2C)を設けることにより、ボール(2C)を接
    点(P)に構成すると共に、鍍金スルーホール(11)
    との導通手段とした請求項1記載のIC用ソケット。
  6. 【請求項6】 可動接点部材(S)の柱状体(2)とこ
    れが挿入される鍍金スルーホール(11)との間に、柱
    状体(2)の縦方向の圧縮時にその口径が膨張すること
    を許す空隙を設けた請求項1から5の何れかに記載のI
    C用ソケット。
  7. 【請求項7】 ソケットに装着されるべきICを所定位
    置に配置するために、ICのパッケージが嵌まり込む窓
    (4A)を有するガイド枠(4)を配線基板(10)の
    表面に重ねた請求項1から6の何れかに記載のIC用ソ
    ケット。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2007058101A1 (ja) * 2005-11-21 2007-05-24 Sumitomo Electric Industries, Ltd. 異方性導電シート、その製造方法、接続方法および検査方法
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