KR100913761B1

KR100913761B1 - Ｉｃ 소켓 및 ｉｃ 패키지 장착 장치

Info

Publication number: KR100913761B1
Application number: KR1020070072995A
Authority: KR
Inventors: 신이치 니카이도; 하루오 미야자와; 가쓰야 야마가미
Original assignee: 가부시키가이샤후지쿠라
Priority date: 2006-07-21
Filing date: 2007-07-20
Publication date: 2009-08-25
Also published as: TW200822458A; KR20080009020A; US20080032521A1; CN101110509A; TWI335691B; CN101110509B; US7635268B2; JP2008027759A

Abstract

본 발명은, 도전 재료로 권선 축의 둘레를 유효 권선 수가 1회 이상이 되도록 권취하여 형성한 스프링과, 스프링의 양쪽 단부에 제공되는 아암을 각각 구비하는 복수 개의 콘택; 및 복수 개의 콘택과 동일한 수의 홀을 구비하는 하우징을 포함하며, 복수 개의 콘택은, 스프링의 인접한 코일 부분이 서로 접촉하여 전기적으로 도전되도록 하기 위해, 스프링이 상기 권선 축의 방향으로 압축된 상태로, 홀에 각각 삽입되는, IC 소켓을 제공한다.

콘택, 스프링, IC 소켓, 아암, 인덕턴스, 유효 권선 수, 권선 축

Description

ＩＣ 소켓 및 ＩＣ 패키지 장착 장치{IC SOCKET AND IC PACKAGE MOUNTING DEVICE}

관련출원

본 출원은 2006년 7월 21일자로 제출된 일본 특허 출원 P2006-199538호의 우선권을 주장하며, 상기 출원의 전체 내용이 본 명세서에 원용에 의해 포함된다.

본 발명은, 집적 회로(IC) 소켓에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 IC 패키지를 인쇄 회로 기판상에 장착하는데 사용되는 IC 소켓 및 IC 패키지 장착 장치에 관한 것이다.

중앙 처리 장치(CPU)나 대규모 직접 회로(LSI) 등의 IC 패키지를, 소켓을 이용하여 인쇄 회로 상에 장착하기 위한 기술이 연구되고 있다. 랜드 그리드 어레이(LGA: land grid array) 패키지 또는 볼 그리드 어레이(BGA: ball grid array) 패키지에 CPU를 장착하기 위한 IC 소켓은, 수많은 개인용 컴퓨터와 마더보드에 구현되어 있다.

CPU의 기능과 성능을 향상시키기 위해, 핀의 개수와 처리 속도를 증가시키고 있다. CPU의 핀의 개수와 처리 속도의 증가에 따라, IC 패키지는, 핀의 개수가 많 아진 CPU를 지원하기 위해, 더 큰 사이즈와 더 미세한 피치를 갖도록 개선되고 있으며, 이에 따라 IC 소켓도 개선되고 있다. 많은 수의 핀을 지원하기 위해 IC 패키지의 사이즈를 크게 하면, IC 패키지의 유연한 볼륨(flexible volume)과, 접촉 랜드 및 볼의 높이에서의 편차도 증가하게 된다. 따라서, IC 소켓은 이러한 것들의 증가에 대응할 필요가 있으며, IC 소켓의 접촉 스트로크를 보장할 수 있는 구조를 가질 필요가 있다. 한편, 피치를 더 미세하게 하기 위해서는, 가능한 가장 단순한 구조가 되어야 하며, IC 패키지를 인쇄 회로 기판에 짧은 거리로 접속시키는 것이 그 바람직한 구조 중 하나가 된다. 또한, CPU의 처리 속도를 증가시키는 것에 있어서는, 콘택(contact)이 저 인덕턴스(low inductance)를 갖는 것이 중요하다. 여기서, 처리 속도를 증가시키는 것에 기여할 수 있는 소비 전류의 증가에 따라, 허용가능한 고전류를 달성하는 것도 예상된다.

오늘날 LGA 패키지를 위한 소켓의 주류는, 대략 1mm의 피치로 400개 내지 800개의 핀을 갖는 소켓으로서, 그 구조는 금속 플레이트를 복잡하게 구부려서 콘택의 형상을 형성한 후, 이 콘택을 IC 소켓의 하우징 내에 삽입하는 것이다.

그러나, 콘택을 IC 소켓의 하우징 내에 삽입하도록 구성된 구조는 플레이트 스프링을 사용하고 있다. 따라서, 스프링의 길이가, IC 콘택의 스트로크를 증가시킬 정도로 늘어나면, 플레이트 스프링은 이웃하는 핀에 접촉될 수 있다. 다시 말해서, IC 소켓은, 피치가 더 미세해짐에 따라, 콘택 스트로크를 증가시킬 수 없다고 하는 문제점이 있다.

미세한 피치를 갖는 경우에도 콘택 스트로크를 증가시키기 위한 방법으로서, 콘택용으로 비틀림 스프링(torsion spring)을 사용하는 것이 공개되어 있다. 콘택용으로 비틀림 스프링을 사용하는 경우에는, 재료에 의해 정해지는 허용가능한 응력(stress) 범위 내의 요구되는 모멘트와 스트로크를 달성하기 위해, 배선 직경(wire diameter), 평균 권선 반경(average winding radius), 유효 권선 수(effective winding number), 아암의 길이(arm length) 등과 같은 다양한 파라미터를 조정하는 것이 가능하다. 따라서, 비틀림 스프링을 사용하면, 단순히 플레이트 스프링을 사용하는 것에 비해 설계의 자유도가 높아지고, 요구되는 기계적인 특징에 더 잘 부합하게 된다.

그럼에도, 비틀림 스프링을 콘택으로 이용하는 경우를 전기적 특징의 관점에서 보면, 비틀림 스프링은, 그 코일화된 구조에 의해 생기는 높은 인덕턴스에 의해, IC의 고속 동작에 방해가 될 수 있다.

본 발명은, 생산성에 악영향을 주지 않으면서, 배선 직경, 평균 권선 반경, 유효 권선 수, 아암 길이 등의 다양한 파라미터를 조정할 수 있는 IC 소켓 및 IC 패키지 장착 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은, 설계 자유도를 향상시켜, 요구되는 기계적인 특징을 만족시키는 것이 더 용이하도록 하며, 많은 핀, 더 미세한 피치, 더 큰 전류, 더 빠른 속도의 IC 패키지의 용도에 부합하도록 하는 IC 소켓 및 IC 패키지 장착 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 도전 재료로 권선 축의 둘레를 유효 권선 수가 1회 이상이 되도록 권취하여 형성한 스프링과 이러한 스프링의 양쪽 단부에 제공되는 아암을 각각 구비하는 복수 개의 콘택, 및 복수 개의 홀을 갖는 하우징을 포함하는 IC 소켓으로서, 복수 개의 콘택은, 스프링에서 인접한 코일 부분이 서로 접촉하도록, 스프링이 권선 축의 방향으로 압축되어 있는 상태로 홀에 각각 삽입되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 특징으로는, IC 패키지와, IC 패키지를 장착하도록 구성된 인쇄 회로 기판과, IC 소켓을 포함하는 IC 패키지 장착 장치로서, IC 소켓은, 도전 재료로 권선 축의 둘레를 유효 권선 수가 1회 이상이 되도록 권취하여 형성한 스프링과 스프링의 양쪽 단부에 제공되는 아암을 각각 구비하는 복수 개의 콘택과, 복수 개의 홀을 구비하는 하우징을 포함하며, 복수 개의 콘택이, 스프링에서 인접한 코일 부분이 서로 접촉하도록, 스프링이 권선 축의 방향으로 압축된 상태로, 홀에 각각 삽입되는 것을 특징으로 한다. 또한, IC 소켓은, IC 패키지를 인쇄 회로 기판에 콘택을 통해 접속시키기 위하여, IC 패키지와 인쇄 회로 기판 사이에 배치된다.

본 발명에 의하면, IC 소켓에 있어서, 콘택으로서 비틀림 스프링을 사용함으로써, 생산성에 악영향을 주지 않으면서, 배선 직경, 평균 권선 반경, 유효 권선 수, 아암 길이 등의 다양한 파라미터를 조정할 수 있게 되어, 설계 자유도를 향상 시키고, 요구되는 기계적인 특징을 만족시키는 것이 더 용이하게 된다. 또한, 압축된 스프링을 콘택 삽입 홀에 삽입할 때, 스프링의 코일 부분이 서로 접촉하게 되고, 최단 거리의 전기 도전성을 갖게 되어, 낮은 인덕턴스에서의 접속을 달성하게 된다. 따라서, 이러한 IC 소켓은, 많은 핀, 더 미세한 피치, 더 큰 전류, 더 빠른 속도의 IC 패키지의 용도에 부합하게 될 수 있다.

또한, 콘택은 비틀림 스프링에 의해 양면 콘택을 사용할 수 있는 구조를 적용할 수 있기 때문에, IC 소켓은, 교체가 용이하며, 유지 보수에 대해 양호한 특성을 갖는다. 또한, 단자 등의 표면상에 형성되는 산화물 막이, 와이핑 효과에 의해 제거되며, 깨끗한 금속 표면 사이에 콘택을 구현하여, 콘택의 저항을 낮게 유지하는 것이 가능하게 된다.

첨부 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예에 대하여 설명한다. 동일 또는 유사한 참조 부호는 전 도면을 통해 동일 또는 유사한 부품 및 요소에 적용되며, 동일 또는 유사한 부품 및 요소에 대한 설명은 생략 또는 간단하게 할 것이다.

이하의 설명에서는, 본 발명의 이해를 돕기 위해, 구체적인 신호 값 등의 많은 구체적인 세부사항에 대해 설명한다. 그러나, 이러한 구체적인 세부사항 없이도 본 발명을 실행할 수 있다는 것이 본 기술분야의 당업자에게 명백할 것이다.

(제1 실시예)

도 1의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 집적 회로(IC) 소켓은, 다수의 콘택(1)과, 이러한 다수의 콘택(1)과 동일한 개수의 홀을 구비하는 하우징(20)을 포함한다. 도 1의 (b)는 도 1의 (a)에서의 A-A' 라인을 따라 절취한 면을 나타내는 단면도이다.

도 2의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 각각의 콘택(1)은, 권선 축(winding axis)의 둘레를, 도전 재료로, 적어도 1회의 유효 권선 수로 권취하여 형성된 스프링(12)과, 상기 스프링(12)의 양단부에 제공되는 아암(10)을 포함한다. 도 3의 (a)에 도시된 것과 같은 정상적인 비압축 상태에서의 스프링(12)의 권선 축 방향으로의 길이는, 길이 X가 된다. 한편, 도 3의 (b)에 도시된 것과 같은 압축 상태에서의 스프링(12)의 길이는, 길이 Y가 된다. 스프링(12)을 길이 Y까지 압축하면, 전기의 도전로(conductive path)는, 도 4의 (a) 및 (b)에서의 화살표로 나타낸 바와 같이, 아암(10)의 한쪽에서 다른 쪽까지의 가장 짧은 거리가 된다. 스프링(12)이 길이 Y까지 압축되지 않으면, 전기는 스프링(12)의 권선을 따라 도전되고, 이에 따라 인덕턴스가 커진다.

스프링(12)이 길이 Y까지 압축되지 않은 상태(예컨대, 도 3의 (a)에 도시된 비압축 상태)에서의 콘택(1)의 인덕턴스 L'의 산출된 값은 다음과 같다. 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 스프링(12)이 길이 Y까지 압축되지 않은 상태에서의 콘택(1)의 인덕턴스 L'는, 아암(10)의 인덕턴스 L1과 인덕턴스 L2의 합이 되며, 다음과 같이 표현할 수 있다.

[등식 1]

L' = L1 + L2

도 5의 (a) 및 (b)를 참조해서, 스프링(12)의 평균 권선 반경을 r로 하고, 유효 권선 수를 N이라 하며, 코일[스프링(12)]의 폭을 W라 하고, 공기의 투자 율(magnetic permeability)을 μ₀라 하며, 나가오카 계수(Nagaoka coefficient)를 K라고 하면, 스프링의 인덕턴스 L1은 다음과 같이 표현할 수 있다.

[등식 2]

L1 = (K·μ₀·π·r²·N²)/W

한편, 도 5의 (b)를 참조해서, 아암(10)의 배선 직경을 d라 하고, 아암(10)의 길이를 l이라고 하면, 아암(10)의 인덕턴스 L2는 다음과 같이 표현될 수 있다.

[등식 3]

L2 = μ₀ ·1/2·[log(4·l/d) - 3/4]

여기서, 구체적인 예로서, 등식 2에 대하여, 평균 권선 직경 r로서 2.5×10^-4m, 유효 권선 수로서 3.0, 코일의 폭 W로서 6.4×10^-4m, 공기 투자율 μ₀로서 1.3×10^-6Hm, 및 나가오카 계수 K로서 7.1×10^- ¹를 대입하면, 인덕턴스 L1은 2.5nH로서 산출된다. 또한, 구체적인 예로서, 등식 3에 대해서, 공기의 투자율 μ₀로서 1.3×10^-6Hm을, 배선 직경 d로서 2.0×10^-4m를 대입하면, 인덕턴스 L2는 0.34nH으로서 산출된다. 등식 2와 등식 3에서 산출된 인덕턴스 L1 및 L2를 등식 1에 대입하면, 인덕턴스 L'의 값이 208nH가 된다. 최근, IC 소켓의 사양으로 허용되는 인덕턴스는 1.0nH 정도이다. 이러한 구체적인 예에서의 값을 상기 산출 공식에 대입함으로써, 비틀림 스프링으로 만들어진 스프링(12)의 인덕턴스 L1가 2.5nH가 된다고 하면, 비틀림 스프링으로 된 스프링(12)의 인덕턴스 L1은 문제가 된다.

다음으로, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 스프링(12)을 길이 Y까지 압축한 경우에서의 콘택(1)의 인덕턴스 L을 산출한다. 스프링(12)을 길이 Y까지 압축하면, 콘택(1)의 도전 특성(conduction)에 대해서는, 도 4의 (a) 및 (b)의 화살표로 나타낸 코일 부분을 고려하지 않아도 된다. 따라서, 인덕턴스 L을 산출하기 위한 모델은, 도 6의 (a) 및 (b)에 도시된 것으로 된다. 즉, 이러한 경우, 스프링의 코일 부분(12)을 고려하지 않고, 아암(10)을 구성하는 직선 부분과 스프링(12)의 곡선 부분을 고려하기만 하면 된다. 따라서, 스프링(12)이 길이 Y까지 압축되었을 때의 콘택(1)의 인덕턴스 L은 다음과 같이 나타낼 수 있다.

[등식 4]

L = μ₀ ·1/2·[log(4·(1+2rπ·N/d) - 3/4]

여기서, 상기 설명한 인덕턴스 L'를 얻기 위해 동일한 값들이 대입되는 경우, 즉 구체적인 예로서, 등식 4에 대하여, 공기 투자율 μ₀로서 1.3×10^-6Hm, 평균 권선 직경 r로서 2.5×10^-4m, 나가오카 계수 K로서 7.1×10^-1을 대입한 경우, 인덕턴스 L은 0.43nH가 된다. 이 값은 최근의 IC 소켓의 사양으로서 허용되는 인덕턴스를 만족한다. 이러한 인덕턴스의 감소 효과는, 스프링(12)의 코일 부분이 서로 접촉하도록 해서 가장 짧은 거리에서 도전이 이루어지도록 하는 조건만을 필요로 한 다. 다시 말해서, 이 부분은 고정될 필요가 없다. 따라서, 콘택(1)은, 기계적인 관점에서 보면, 비틀림 스프링으로서 작용할 수 있으며, 필요한 모멘트를 달성할 수 있고, 또한 유효 권선 수, 아암(10)의 길이, 배선 직경 및 평균 권선 반경을 조정함으로써 스트로크할 수 있다.

콘택(1)에 대하여, 구리 합금이나 스테인레스 스틸 등의 금속 재료 또는 금속 도금을 위한 고무나 합성 수지 등의 탄성의 비금속 재료를 사용하여, 도전성을 갖도록 할 수 있다. 금속 도금 공정은, 구리(Cu) 도금, 니켈(Ni) 도금, 금(Au) 도금 등이 될 수 있다. 또한, 니켈 도금된(Ni-plated) 표면상에 금(Au)을 도금함으로써 형성된 Ni/Au 도금을 사용하는 경우, Ni 도금의 기계적 강도를 증가시키고, 금 도금의 접촉 저항성을 감소시키면서 도전성을 향상시키는 것이 가능하다.

콘택(1)을 제조할 때, 도금의 효과는 콘택(1)의 형상에 따라 달라진다. 도금 공정에서의 콘택(1)의 형상에 따라 달라지는 도금의 효과에 대하여 설명한다.

첫 번째 방법으로서, 도금 공정은, 콘택(1)이 와이어 로드(wire rod)인 경우에 실행된다. 즉, 이것은 스프링(12)을 스프링 형태로 형성하기 전에 도금 공정을 실행하는 방법이다. 이 경우, 전체 와이어 로드가 도금되기 때문에, 스프링(12)을 압축할 때 서로 접촉하게 되는 스프링(12)의 코일 부분이, 스프링(12)을 형성하기 전에 와이어 로드의 상태로 도금된다. 이것은, 인덕턴스의 감소에 유리하다. 그러나, 도금 공정이 와이어 로드의 형태로 이루어지기 때문에, 콘택(1)을 형성한 이후의 절삭 면은 도금되지 않으며, 추가의 방법이 요구된다.

두 번째 방법으로서, 도금 공정이, 콘택(1)의 스프링(12)을 형성하고, 선단 부 형태를 처리한 후에 이루어진다. 마무리된 콘택(1)을 도금해야 하기 때문에, 선단부 상의 절삭 면도 도금된다. 그러나, 도금 공정은 스프링(12)을 형성하기 위해 와이어 로드를 권취한 후에 이루어지기 때문에, 스프링(12)을 압축할 때 서로 접촉하게 되는 스프링(12)의 코일 부분에 대해 효과적으로 도금을 행하는 것이 어렵게 된다. 따라서, 균일한 도금을 보장하기 위한 방법을 찾는 것이 필요하다.

세 번째 방법으로서, 도금 공정은, 콘택(1)이 와이어 로드의 상태인 경우에 실행되어, 콘택(1)의 스프링(12)이 형성되고, 선단부 형상을 처리한 후에 다른 도금 공정이 실행된다. 이 방법에 의하면, 스프링(12)을 압축할 때 서로 접촉하게 되는 코일 부분뿐만 아니라 선단부 상의 절삭 면에 충분한 도금을 달성할 수 있게 되기 때문에, 효과적인 실행을 보장하게 된다. 그러나, 이러한 추가적인 도금 공정은 추가적인 작업과 비용을 발생시킨다.

콘택(1)의 단면 형상은 원형 또는 사각형으로 형성되는 것이 바람직하다. 원형이나 사각형의 단면 형상을 갖는 콘택(1)을 형성함으로써, 비틀림 스프링을 형성하는 것이 더 용이하게 된다.

도 2의 (a) 및 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 하우징은 콘택 삽입 홀(22)을 포함하며, 이 콘택 삽입 홀(22)은, 스프링(12)의 코일 부분이 서로 접촉하도록 해서, 도전로가 최단 거리로 달성될 수 있도록 하기 위해, 스프링(12)이 권선 축의 방향으로 압축되어 있는 상태로, 콘택(1)이 삽입될 수 있도록 구성되어 있다. 콘택 삽입 홀(22)의 폭은, 콘택(1)의 스프링(12)을 압축하고, 스프링(12)의 코일 부분이 서로 접촉해서 도전로를 최단 거리로 달성하도록 하기 위한 적절한 폭으로 설 계된다. 삽입된 콘택(1)이 빠져나오는 것을 방지하기 위해, 콘택 삽입 홀(22)의 내부에 돌출 모양으로 스토퍼(stopper)(24)를 형성하는 것이 바람직하다.

콘택(1)을 콘택 삽입 홀(22)에 삽입하는 통상적인 방법은, 탄성 변형의 허용가능한 범위 내에서 콘택(1)을 변형시켜서, 콘택 삽입 홀(22)에 밀어 넣는 것이다. 다른 방법으로서, 하우징(20)을 수직으로 분할하고, 그 사이에 콘택(1)을 배치한 후에, 하우징(20)의 분할된 부분을 조립하는 것이 있다.

다음으로, 본 발명의 제1 실시예에 따른 IC 소켓의 결합 동작에 대하여, 도 7의 (a)~(c)를 참조하여 설명한다.

먼저, 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이, IC 소켓은, CPU나 LSI 등과 같은 IC 패키지(40)와 이러한 IC 패키지(40)를 장착하기 위한 인쇄 회로 기판(30)의 사이에 배치된다. 인쇄 회로 기판(30)에는, 저항과 커패시터를 구비하는 전자 컴포넌트가 설치되어 있으며, 인쇄 회로 기판은 이러한 전자 컴포넌트를 접속시킴으로써 전자 회로를 구성한다. 다음으로, 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이, IC 소켓에 있는 아암(10)은, 인쇄 회로 기판(30)과 IC 패키지(40) 사이의 간격(clearance)을 좁힘으로써, 인쇄 회로 기판(30)의 단자(랜드)(32)와 IC 패키지(40)의 단자(랜드)(42)를 접촉시키도록 되어 있다. 다음에, 도 7의 (c)에 도시된 바와 같이, IC 소켓에 있는 아암(10)의 선단부는, 인쇄 회로 기판(30)과 IC 패키지(40) 사이의 간격을 더 좁힘으로써, 인쇄 회로 기판(30)의 랜드(32)와 IC 패키지(40)의 랜드(42) 상에서 서로 스치면서 긁힐 정도로 이동할 수 있도록 되어 있다. 이 경우, 아암(10)의 선단부, 인쇄 회로 기판(30)의 랜드(32)의 표면, 및 IC 패키지(42)의 랜드(42)의 표 면은, 서로 긁히면서 스치게 된다. 따라서, 랜드(32, 42)의 표면상에 형성된 산화물 막을 제거하는 와이핑 효과(wiping effect)를 얻을 수 있다. 이러한 와이핑 효과에 의해, IC 소켓을 결합할 때마다, 깨끗한 금속 표면을 서로 접촉시킬 수 있게 된다. 따라서, 접촉 저항을 낮게 유지할 수 있다. 또한, IC 소켓이 완전하게 결합된 도 7의 (c)에 도시된 상태에서, 아암(10)의 각도가 변형되어 있으며, 그 결과로서 모멘트가 생기게 된다. 이러한 모멘트에 의해 결합을 위해 필요한 접촉 압력과 스트로크가 생긴다.

도 8은, 도 7의 (a)~(c)에 도시된 IC 소켓의 결합 동작 이후의 IC 패키지 장착 장치를 나타낸다. IC 패키지 장착 장치는, IC 소켓을 IC 패키지(40)와 이 IC 패키지(40)를 장착하기 위한 인쇄 회로 기판(30) 사이에 배치함으로써, IC 패키지(40)를, 콘택(1)을 이용하여 인쇄 회로 기판(30)에 접속한다. 도 8에 도시된 IC 패키지 장착 장치에서, 하우징(20)은, 수직으로 2개의 부분으로 분할된다. 또한, IC 패키지(40)를 배치하기 위한, 하우징(20) 상의 위치에는, IC 패키지(40)의 위치 결정을 위한 스텝(step)이 제공된다.

도 9 및 도 10은, 본 발명의 제1 실시예에 따른 IC 소켓을 이용하여, 인쇄 회로 기판(30)상에 IC 패키지(40)를 장착하도록 구성된 IC 패키지 장착 장치의 예를 나타낸다.

하우징 안내부(26)는, 도 9에 도시된, 장착이 완료된 장치의 인쇄 회로 기판(30) 상에 결합되어 있다. 하우징 안내부(26)는, 바닥 판(52)과 나사 등의 패스너를 사용하여 고정된다. 하우징 안내부(26)는, IC 소켓을 인쇄 회로 기판(30) 상 에 장착할 때 IC 소켓의 하우징(20)의 위치 결정을 행한다. IC 패키지(40)로부터 발생된 열을 방출시키기 위한 히트 싱크(heat sink)(50)가 IC 소켓의 콘택(10) 상에 접하는, IC 패키지(40)의 부근에 배치된다. 히트 싱크(50)는 나사 등의 패스너를 사용하여, 돌기부(54)에 고정됨으로써, 인쇄 회로 기판(30) 상에 위치 결정 및 장착된다.

도 10에 도시된 장착이 완료된 장치는, 인쇄 회로 기판(30) 상에 하우징 안내부(26)가 제공되지 않는다는 점에서, 도 9에 도시된 장착이 완료된 장치와 다르다. 하우징 안내부(26)가 없기 때문에, 하우징(20)은, 나사 등의 패스너를 사용하여 인쇄 회로 기판(30)에 고정되도록 설계된다. 이 장치의 다른 특징은, 도 9에 도시된 장착이 완료된 장치와 실질적으로 유사하기 때문에, 중복되는 설명은 생략한다.

도 9 및 도 10에 도시된 제1 실시예에 따른 IC 소켓은, 양면 접촉이 가능한 콘택(1)을 포함하는 구조를 채택하고 있다. 따라서, 유지 보수를 위해, 하우징(20)과 함께 콘택(1)을 교체하는 것이 가능하다. 도 9에 도시된 장착이 완료된 장치의 유지 보수를 할 때에는, 먼저, 히트 싱크(50)를 고정시키기 위한 패스너를 풀고, IC 패키지(40)를 분리시킨 후, IC 소켓을 교체한다. 한편, 도 10에 도시된 장착이 완료된 장치의 유지 보수를 할 때에는, 히트 싱크(50)를 고정시키는 패스너를 풀고, IC 패키지(40)를 분리한 후, 하우징(20)을 고정시키는 패스터를 풀고, IC 소켓을 교체한다. 이러한 유지 보수는, 동작 안정성이 중요하게 요구되는 서버 용도로 규칙적으로 수행된다. 이러한 경우, 제1 실시예에 따른 IC 소켓은 서버 용도 에 적용할 수 있다. 도 9에 도시된 장착이 완료된 장치를 도 10에 도시된 장착이 완료된 장치와 비교하면, 도 9에 도시된 장착이 완료된 장치의 경우, IC 패키지(40)와 IC 소켓을, 히트 싱크(50)를 분리시킨 후, 동일한 시간에 분리할 수 있다. 따라서, 장착 공간을 사용할 수 있는 한, 도 9에 도시된 것과 같은 하우징 안내부(26)를 제공하는 것이 바람직하다.

이상 설명한 바와 같이, 제1 실시예에 따른 IC 소켓에 의하면, 콘택으로서 비틀림 스프링을 사용함으로써, 생산성에 악영향을 주지 않으면서, 배선 직경, 평균 권선 반경, 유효 권선 수, 아암 길이 등의 다양한 파라미터를 조정할 수 있다. 결론적으로, 설계 자유도를 향상시키고, 요구되는 기계적인 특징을 만족시키는 것이 더 용이하게 된다. 또한, 압축된 스프링(12)을 콘택 삽입 홀(22)에 삽입할 때, 스프링(12)의 코일 부분이 서로 접촉하게 되고, 최단 거리의 전기 도전성을 갖게 되어, 낮은 인덕턴스에서의 접속을 달성하게 된다. 따라서, 이러한 IC 소켓은, 많은 핀, 더 미세한 피치, 더 큰 전류, 더 빠른 속도의 IC 패키지의 용도에 부합하게 될 수 있다. 또한, 콘택(1)은 비틀림 스프링에 의해 양면 콘택을 사용할 수 있는 구조를 적용할 수 있다. 따라서, IC 소켓은, 교체가 용이하며, 서버 용도에 필수적인 유지 보수에서 양호한 특성을 갖는다. 또한, 단자 등의 표면상에 형성되는 산화물 막이, 와이핑 효과에 의해 제거되며, 깨끗한 금속 표면 사이에 콘택을 구현하여, 콘택의 저항을 낮게 유지하는 것이 가능하게 된다.

(제2 실시예)

도 11의 (a) 및 (b)에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 IC 소켓은, 도 2의 (a) 및 (b)에 도시된 제1 실시예에 따른 IC 소켓에 비해, 아암(10)만 노출되도록 하면서 스프링(12)을 커버하도록, 하우징(20) 상에 하우징 덮개(28)가 제공되는 것만 상이하다. 이러한 IC 소켓의 다른 특성은, 제1 실시예의 IC 소켓과 실질적으로 유사하므로, 중복되는 설명은 생략한다.

하우징 덮개(28)는, 콘택(1)이 콘택 삽입 홀(22)에서 빠져나오는 것을 방지하는 역할을 한다. 또한, 하우징 덮개(28)는, 조작시에 생길 수 있는 스프링(12)의 파손을 방지한다. 하우징 덮개(28)가 도 11의 (a) 및 (b)에 도시된 하우징(20)의 하나의 표면에만 제공되어 있지만, 하우징(20)의 양면에 제공하는 것도 물론 가능하다.

제2 실시예에 따른 IC 소켓에 의하면, 하우징 덮개(28)를 제공함으로써, 콘택(1)이 빠져나오는 것을 방지할 뿐만 아니라, 스프링(12)의 파손을 방지할 수 있다. 따라서, IC 소켓의 내구성과 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

(그외 다른 실시예)

본 발명에 대하여 특정의 실시예를 예로 들어 설명하였으나, 이러한 설명의 일부를 구성하는 상세한 설명과 도면은 본 발명의 범위를 제한하지 않는다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 당업자라면, 본 설명의 범위로부터 다양한 많은 실시예와 기술적인 응용이 가능하다는 것을 알 수 있을 것이다.

실시예는, 콘택(1)의 아암(10)의 선단부가 와이핑 효과(wiping effect)를 갖는다고 개시하고 있다. 와이핑 효과의 가장 중요한 특징은, 금속 표면상의 산화물 막을 제거하는 것이다. 이와 관련하여, 선단부의 형상을 더 예리하게 하면, 산화 물 막의 제거를 더 효과적으로 할 수 있다. 그러나, 선단부의 형상을 더 예리하게 하는 것은, 인쇄 회로 기판(30)과 IC 패키지(40)의 단자에 손상을 줄 수 있다. 또한, 산화물 막의 제거의 정도는 아암(10)과 단자 사이의 접촉 압력의 정도의 설계에 따라 달라질 수 있다. 접촉 압력을 더 높이면, 산화물 막을 더 효과적으로 제거할 수 있다. 따라서, 낮은 접촉 압력을 갖는 IC 소켓은 더 예리한 선단부의 형상을 갖는 아암(10)을 구비하여야 한다. 이와 다르게, 높은 접촉 압력을 갖는 IC 소켓의 경우에는 단자에 과도한 손상을 주지 않도록, 선단부의 형상을 설계할 필요가 있다.

따라서, 높은 접촉 압력을 갖는 IC 소켓의 단자에 과도한 손상을 주는 것을 피하기 위해, 선단부 형상을 적절하게 설계하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 도 12에 도시된 바와 같이, 아암(10a)의 선단부는, 모서리를 깎아낸 형태로 할 수 있다. 한편, 도 13에 도시된 바와 같이, 아암(10b)의 선단부는 구부러진 형태로 할 수 있다. 또한, 도 14에 도시된 바와 같이, 아암(10c)의 선단부는 곡선 형태로 만곡되도록 할 수 있다.

당업자라면, 발명의 범위를 벗어남이 없이 본 개시에 따라 많은 변형이 가능할 것이다.

도 1의 (a)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 집적 회로(IC) 소켓의 개략 평면도이며, 도 1의 (b)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 IC 소켓의 개략 단면도이다.

도 2의 (a)는 도 1의 (a)의 일부를 부분 확대한 도면이며, 도 2의 (b)는 도 1의 (b)의 일부를 부분 확대한 도면이다.

도 3의 (a) 및 (b)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 콘택의 압축을 설명하기 위한 도면이다.

도 4의 (a) 및 (b)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 콘택의 도전로를 나타내기 위한 제1 설명도이다.

도 5의 (a) 및 (b)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 콘택의 도전로를 나타내기 위한 제2 설명도이다.

도 6의 (a) 및 (b)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 콘택의 도전로를 나타내기 위한 제3 설명도이다.

도 7의 (a)~(c)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 IC 소켓의 결합 동작을 나타내는 공정 단면도이다.

도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 IC 소켓의 결합 동작 이후의 IC 패키지 장착 장치를 나타내는 도면이다.

도 9는, 본 발명의 제1 실시예에 따른 IC 소켓을 사용하여, IC 패키지를 인쇄 회로 기판상에 장착하도록 구성된 IC 패키지 장착 장치를 나타내는 제1 도면이다.

도 10은, 본 발명의 제1 실시예에 따른 IC 소켓을 사용하여, IC 패키지를 인쇄 회로 기판상에 장착하도록 구성된 IC 패키지 장착 장치를 나타내는 제2 도면이다.

도 11의 (a)는 본 발명의 제2 실시예에 따른 IC 소켓의 개략 평면도이고, 도 11의 (b)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 IC 소켓의 개략 단면도이다.

도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 IC 소켓의 아암의 단부 형태를 나타내는 제1 도면이다.

도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 IC 소켓의 아암의 단부 형태를 나타내는 제2 도면이다.

도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 IC 소켓의 아암의 단부 형상을 나타내는 제3 도면이다.

Claims

도전 재료로 권선 축의 둘레를 유효 권선 수가 1회 이상이 되도록 권취하여 형성한 스프링과, 상기 스프링의 양쪽 단부에 제공되는 아암을 각각 구비하는 복수 개의 콘택; 및

복수 개의 홀을 갖는 하우징

을 포함하며,

상기 홀에 각각 삽입되는 상기 복수 개의 콘택은, 상기 스프링에서 인접한 코일 부분이 서로 접촉하도록, 상기 스프링이 상기 권선 축의 방향으로 압축된 상태로 삽입되는, IC 소켓.
제1항에 있어서,

상기 콘택은 금속 와이어 로드(rod)로 이루어진, IC 소켓.
제1항에 있어서,

상기 콘택은 금속으로 도금된 탄성 재료로 이루어진, IC 소켓.
제1항에 있어서,

상기 콘택은 원형의 단면 형태를 갖는, IC 소켓.
제1항에 있어서,

상기 콘택은 사각의 단면 형태를 갖는, IC 소켓.
제1항에 있어서,

상기 아암 중 하나 이상의 아암의 선단부는 모서리를 깎아낸 형태를 갖는, IC 소켓.
제1항에 있어서,

상기 아암 중 하나 이상의 아암의 선단부는 구부러진 형태를 갖는, IC 소켓.
제1항에 있어서,

상기 아암 중 하나 이상의 아암의 선단부는 곡선 형태로 만곡되어 있는, IC 소켓.
제1항에 있어서,

상기 콘택이 삽입되는 상기 홀의 하나 이상에는 스토퍼가 제공되어, 상기 콘택이 고정되도록 하는, IC 소켓.
제1항에 있어서,

상기 하우징은, 상기 스프링을 덮으면서 상기 아암이 노출되도록 구성된 하우징 덮개를 더 포함하는, IC 소켓.
IC 패키지;

상기 IC 패키지를 장착하도록 구성된 인쇄 회로 기판; 및

IC 소켓

을 포함하며,

상기 IC 소켓은,

도전 재료로 권선 축의 둘레를 유효 권선 수가 1회 이상이 되도록 권취하여 형성한 스프링과, 상기 스프링의 양쪽 단부에 제공되는 아암을 각각 구비하는 복수 개의 콘택; 및

복수 개의 홀을 구비하며, 상기 홀에 각각 삽입되는 상기 복수 개의 콘택이, 상기 스프링의 인접한 코일 부분이 서로 접촉하도록, 상기 스프링이 상기 권선 축의 방향으로 압축된 상태로 상기 홀에 각각 삽입되도록 하는, 하우징을 포함하며,

상기 IC 소켓은, 상기 IC 패키지를 상기 인쇄 회로 기판에 상기 콘택을 통해 접속시키기 위하여, 상기 IC 패키지와 상기 인쇄 회로 기판 사이에 배치되는, IC 패키지 장착 장치.
제11항에 있어서,

상기 인쇄 회로 기판은, 상기 IC 소켓의 위치를 결정하도록 구성된 하우징 안내부를 더 포함하는, IC 패키지 장착 장치.
제11항에 있어서,

상기 콘택은 금속 와이어 로드로 이루어진, IC 패키지 장착 장치.
제11항에 있어서,

상기 콘택은 금속으로 도금된 탄성 재료로 이루어진, IC 패키지 장착 장치.
제11항에 있어서,

상기 아암 중 하나 이상의 아암의 선단부는 모서리를 깎아낸 형태를 갖는, IC 패키지 장착 장치.
제11항에 있어서,

상기 아암 중 하나 이상의 아암의 선단부는 구부러진 형태를 갖는, IC 패키지 장착 장치.
제11항에 있어서,

상기 아암 중 하나 이상의 아암의 선단부는 곡선 형태로 만곡되어 있는, IC 패키지 장착 장치.
제11항에 있어서,

상기 콘택이 삽입되는 상기 홀의 하나 이상에는 스토퍼가 제공되어, 상기 콘택이 고정되도록 하는, IC 패키지 장착 장치.
제11항에 있어서,

상기 하우징은, 상기 스프링을 덮으면서 상기 아암이 노출되도록 구성된 하우징 덮개를 더 포함하는, IC 패키지 장착 장치.
복수 개의 홀을 갖는 하우징; 및

상기 복수 개의 홀 각각에 하나씩 삽입되는 복수 개의 콘택

을 포함하며,

각각의 상기 콘택은, 권선 축의 둘레를 유효 권선 수가 1회 이상이 되도록 권취하여 형성한 스프링과 상기 스프링의 양쪽 단부에 제공되는 아암을 포함하며,

각각의 상기 콘택은, 상기 스프링의 인접한 코일이 이격되어 있는 비압축 상태와 상기 인접한 코일이 서로 접촉되어 있는 압축 상태를 가지고,

상기 콘택의 인덕턴스는 상기 비압축 상태인 경우에 상기 압축 상태인 경우보다 크고,

상기 콘택 및 상기 홀은, 상기 콘택이 상기 압축 상태에서 상기 홀에 삽입되도록 구성되어 있는,

IC 소켓.