KR20050001328A

KR20050001328A - 집적 회로 소켓

Info

Publication number: KR20050001328A
Application number: KR1020040043941A
Authority: KR
Inventors: 신이치 하시모토; 히로시 시라이
Original assignee: 타이코 일렉트로닉스 에이엠피 케이.케이.
Priority date: 2003-06-27
Filing date: 2004-06-15
Publication date: 2005-01-06
Also published as: EP1496574B1; CN100459321C; TWM258477U; DE602004011858T2; JP2005019284A; CN1578017A; EP1496574A3; US7083429B2; EP1496574A2; US20040266246A1; DE602004011858D1; JP3860561B2

Abstract

본 발명의 집적 회로 소켓은 집적 회로 패키지가 수용되는 집적 회로 패키지 수용 리세스가 구성된 절연 하우징을 포함한다. 콘택트는 집적 회로 패키지 수용 리세스에 매트릭스로 배열된 공동부에 제공된다. 각 콘택트는 공동부에 끼워 맞추어지는 베이스부와; 상기 집적 회로 패키지에 전기적으로 접촉하기 위해 인접하는 공동부 위에서 오프셋 방식으로 상기 베이스부의 상부측면으로부터 제1방향으로 연장하는 콘택트 암과; 상기 전기 콘택트를 회로기판에 전기적으로 접속하기 위해 상기 베이스부의 저면측에 제공되는 연결부를 포함한다. 절연 하우징은 상기 제1방향에서 서로 인접하는 공동부들의 열들 사이에 제공되는 제1하우징 벽과; 상기 제1방향에 수직인 제2방향에서 서로 인접하는 공동부들의 열들 사이에 제공되고, 상기 제1하우징 벽보다 더 큰 높이를 갖는 제2하우징 벽을 포함한다.

Description

집적 회로 소켓{IC socket}

본 발명은 LGA(Land Grid Array) 혹은 BGA(Ball Grid Array) 형식의 집적 회로 패키지(IC package)가 장착되고, 회로 기판 상에 장착될 수 있는 집적 회로 소켓(IC socket)에 관한 것이다.

일반적으로, 집적 회로 소켓은 집적 회로 패키지와 전기적으로 접속하기 위한 다수의 전기 콘택트(이하, 간략하게 "콘택트"라 한다)가 매트릭스(열과 행)로 배열된 집적 회로 패키지 수용 리세스의 저면에 제공되는 구조로 이루어진다.

이러한 구조의 집적 회로 소켓의 예에 있어서, 일본국 무심사 실용신안공보 평5(1993)-90378호(도 2)에 개시된 통전 점검 소켓(burn in socket)이 공지되어 있다. 상기 통전 점검 소켓은 매트릭스로 배열된 집적 회로 패키지 수용 리세스에 내장된 많은 수의 콘택트로 이루어진다. 상기 통전 점검 소켓에서 사용되는 상기 콘택트는 단차 방식으로 비스듬하게 연장하는 병목부를 포함한다. 콘택트부는 상기 병목부의 자유단에 형성된다. 상기 콘택트부는 하우징 내 형성되고, 상기 집적 회로 패키지 수용 리세스 내부로 돌출되고 노출되어 있다.

종래의 집적 회로 소켓의 다른 예에 있어서, 미국 특허 제4,761,140호(도 2 및 도 3)에 개시된 집적 회로 소켓이 공지되어 있다. 이 집적 회로 소켓은 집적 회로 패키지 수용 리세스의 4 면 내측벽을 따라 제공된 직사각형의 콘택트로 이루어진다. 상기 콘택트의 자유단의 에지는 콘택트 공동부 내에 격납되며, 상기 집적 회로 패키지 수용 리세스 내로 돌출되지 않는다.

일본국 무심사 실용신안공보 평5(1993)-90378호에 개시된 상기 통전 점검 소켓에 있어서, 상기 콘택트의 콘택트부는 상기 집적 회로 패키지 수용 리세스 내에서 상방으로 돌출한다. 그 결과, 손가락 등과 같은 외부 개체가 집적 회로 패키지와 집적 회로 소켓의 장착 또는 분리 과정 동안 노출된 콘택트부에 충격을 가할 수 있게 된다. 상술한 유형의 오취급의 가능성은 집적 회로 패키지의 장착과 분리가 수동으로 실시되기 때문에, 집적 회로 패키지의 CPU(중앙 처리 장치)를 진단하기위하여 상기 통전 점검 소켓이 사용되는 경우에 증가하게 된다. 손가락으로 상기 콘택트의 콘택트부에 충격을 가하는 경우에는, 그 부분에 외력이 작용하게 된다. 집적 회로 패키지가 장착될 때, 상기 콘택트부가 소성 변형하게 되는 위험이 생기며, 그로 인해 상기 콘택트부와 집적 회로 패키지 간의 불량한 전기 접촉을 야기한다.

미국 특허 제4,761,140호에 개시된 집적 회로 소켓에 대해서는, 손가락으로 상기 접점에 충격을 가한다 하더라도, 상기 콘택트 자유단의 에지는 손가락에 의해 충격을 받지 않는다. 그래서, 상기 콘택트의 변형이 방지된다. 그러나, 상기 콘택트을 격납하는 공동부의 크기가 증가하고, 그로 인해 상기 콘택트가 고밀도로 배열될 수 없는 문제점이 발생한다.

본 발명은 상술한 상황의 관점에서 개발되었다. 본 발명의 목적은 고밀도의 콘택트 제공이 가능하면서, 외부 개체에 의해서 집적 회로 패키지와 접촉하는 콘택트의 소성 변형의 위험을 제거하는 집적 회로 소켓을 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명에 따른 집적 회로 소켓의 단면도;

도 2a는 도 1에 도시된 집적 회로 소켓의 절연 하우징의 확대 평면도;

도 2b는 도 1에 도시된 집적 회로 소켓의 절연 하우징의 확대 정면도;

도 3은 도 2a 및 도 2b에 도시된 절연 하우징의 좌측면도;

도 4a는 본 발명에 따른 집적 회로 소켓에 사용되는 전기 콘택트의 배면도;

도 4b는 본 발명에 따른 집적 회로 소켓에 사용되는 전기 콘택트의 좌측면도;

도 4c는 본 발명에 따른 집적 회로 소켓에 사용되는 전기 콘택트의 정면도;

도 4d는 본 발명에 따른 집적 회로 소켓에 사용되는 전기 콘택트의 우측면도;

도 5a는 도 4a, 도 4b, 도 4c 및 도 4d에 도시된 전기 콘택트의 평면도;

도 5b는 도 4a, 도 4b, 도 4c 및 도 4d에 도시된 전기 콘택트의 저면도;

도 6a는 콘택트(8)가 절연 하우징 내에 끼워 맞춤된 상태에서의 절연 하우징의 부분 단면도;

도 6b는 콘택트(8)가 절연 하우징 내에 끼워 맞춤된 상태에서의 콘택트(8)의배열을 나타내는 부분 평면도;

도 7a는 집적 회로 패키지가 집적 회로 소켓 상에 장착된 상태에서의 콘택트의 형상을 나타내는 절연 하우징의 부분 단면도;

도 7b는 집적 회로 패키지가 집적 회로 소켓 상에 장착된 상태에서의 콘택트의 배열을 나타내는 도 6b에 대응하는 부분 평면도;

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1... 집적 회로 소켓 2... 절연 하우징,

8... 콘택트 14... 집적 회로 패키지 수용 리세스,

20... 회로 기판 30... 공동부,

40... 베이스부 44... 콘택트 암,

48... 연결부

본 발명에 따른 집적 회로 소켓은 회로 기판에 장착되는 집적 회로 소켓이고; 집적 회로 패키지 수용 리세스에 매트릭스로 배열된 다수의 공동부를 갖는 절연 하우징과, 상기 다수의 공동부에 제공된 다수의 전기 콘택트와, 상기 집적 회로패키지 수용 리세스에 집적 회로 패키지를 고정시키기 위한 고정부로 이루어지고; 각각의 상기 전기 콘택트는 공동부에 끼워 맞추어지는 베이스부와, 상기 집적 회로 패키지에 전기적으로 접촉하기 위해 인접하는 공동부 위에서 오프셋 방식으로 상기 베이스부의 상부측면으로부터 제1방향으로 연장하는 콘택트 암과, 상기 전기 콘택트를 회로기판에 전기적으로 접속하기 위해 상기 베이스부의 저면측에 제공되는 연결부로 이루어지고; 상기 절연 하우징은 상기 제1방향에서 서로 인접하는 공동부들의 열들 사이에 제공되는 제1하우징 벽과, 상기 제1방향에 수직인 제2방향에서 서로 인접하는 공동부들의 열들 사이에 제공되고 상기 제1하우징 벽보다 더 큰 높이를 갖는 제2하우징 벽으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 콘택트 암의 자유단은 돌출식으로 만곡되는 방식으로 하방으로 연장하고; 상기 전기 콘택트가 상기 제1방향으로 제공되는 공동부에 인접한 공동부는 상기 콘택트 암의 자유단의 하방이동을 수용할 수 있는 공간을 가질 수 있는 구조가 채택될 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예는 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명될 것이다. 도 1은 본 발명의 집적 회로 소켓의 단면도이다. 도 1을 참조하여 서술한다. 집적 회로 소켓(1)은 절연 하우징(2)(이하, 간략하게 "하우징"이라 한다)과; 금속 보강판(4)과; 금속 커버 부재(6)로 구성된다. 하우징(2)은 회로 기판(20) 상에 장착된다. 보강판(4)은 하우징(2)의 저면(74)에 제공된다. 커버 부재(6)는 보강판(4)에 의해서 회전가능하게 지지된다.

집적 회로 패키지 수용 리세스(14)는 하우징(2) 내에 형성된다. 다수의 콘택트(8)는 집적 회로 패키지 수용 리세스(14) 내에 내장된다. 하우징(2)의 상부를 덮는 커버 부재(6)는, 보강판(4)의 샤프트(12)가 커버 부재(6)의 베어링(10)을 통해 삽입됨으로써, 보강판(4)에 회전 가능하게 지지된다. 집적 회로 패키지(76; 도 7 참조)는 집적 회로 패키지(76)가 콘택트(8)에 압착되도록 커버 부재(6)를 하방으로 압착하고, 레버(18)가 커버 부재(6)의 팁에 있는 결합편(16)과 결합함으로써, 하우징(2)에 고정된다. 보강판(4), 커버 부재(6) 및 레버(18)는 공동으로 고정부로서의 역할을 한다. 집적 회로 패키지(76)는 도 1에서는 생략되어 있다. 상술한 구조는 일본국 특허 출원 제2002-379635호(2002. 12. 27. 출원됨)에 개시된 것과 사실상 동일하다.

다음으로, 도 2a, 도 2b 및 도 3을 참조하여 집적 회로 소켓(1) 내에 사용되는 하우징(2)을 서술한다. 도 2a 및 도 2b는 상기 하우징의 확대도이며, 도 2a는 평면도이고, 도 2b는 정면도이다. 도 3은 하우징(2)의 좌측면도이다. 하우징(2)은 절연 합성 수지로 성형되고, 직사각형의 형상을 갖는다. 집적 회로 패키지 수용 리세스(14)는 직사각형 형상이고, 주변벽(24; 24a, 24b, 24c, 24d)으로 한정된다. 직사각형 개방구(28)는 집적 회로 패키지 수용 리세스(14)의 저면(26)에 형성된다. 콘택트(8)를 격납시키는 공동부(30)는 개방구(28) 이외 영역의 저면(26)에서 매트릭스로 형성되고 배열된다. 도 2a에 있어서, 공동부(30)와 콘택트(8)의 일부만이 도시되어 있고, 나머지 부분은 생략되어 있다. 콘택트(8)는 각각의 공동부(30)에 격납된다. 콘택트(8)가 공동부(30)에 격납되는 방법은 차후에 설명한다.

다음으로, 도 4a, 도 4b, 도 4c, 도 4d, 도 5a 및 도 5b를 참조하여 콘택트(8)를 설명한다. 본 발명에 따른 집적 회로 소켓(1)에 사용되는 콘택트(8)의 배면도는 도 4a에, 좌측면도는 도 4b에, 정면도는 도 4c에, 우측면도는 도 4d에 도시되어 있다. 콘택트(8)의 평면도는 도 5a에 도시되어 있고 저면도는 도 5b에 도시되어 있다. 콘택트(8)는, 세로 방향으로 긴 베이스부(40)와; 베이스부(40)의 측면에지(42)에서 멀어지게 일체형으로 절곡되어 상방으로 연장하는 콘택트 암(44)과; 베이스부(40)에 대하여 수직으로 절곡되고 단차부(46)를 경유해서 콘택트 암(44)과 동일한 방향을 향해 하방으로 연장하는 연결부(48);로 구성된다. 여기서, 상·하는 편의상 도 4a, 도 4b, 도 4c 및 도 4d에서 상부방향 및 하부방향을 언급한다.

바브(52; 52a, 52b, 52c, 52d)는 베이스부(40)의 측면에지(42, 50)에 형성된다. 바브(52)는 수직방향으로 분리된다. 바브(52)는 콘택트(8)가 끼워 맞춤될때, 공동부(30)의 내측벽과 맞물리게 된다. 콘택트 암(44)은, 베이스부(40)로부터 후방으로 굴곡되는 굴곡 후방부(58; bent back portion)와; 굴곡 후방부(58)로부터 상방으로 연장하는 연장부(60)와; 연장부(60)로부터 대각선의 상방으로 연장하는 오프셋부(62; offset portion)와; 오프셋부(62)로부터 연장되고 만곡되는 자유단(64);으로 구성된다. 자유단(64)의 상부측면, 즉 집적 회로 패키지(76)로 향하는 측면은 돌출되도록 만곡된다. 자유단(64)의 상부면은 콘택트(8)와 집적 회로 패키지(76) 간의 전기 접촉점이다. 절취부(54, 56)는 베이스부(40)의 측면에지(42)에 형성되어, 콘택트 암(44)의 굴곡 후방부(58)에 탄성력을 부여한다.

한편, 연결부(48)의 팁(68)은 하방으로 리세스된 원형부로서 형성된다. 회로기판(20)과 연결하기 위하여, 솔더 볼(66)(도 6a 참조)은 원형부의 하부면에 형성된다. 그러나, 솔더 볼(66)은 도 4a, 도 4b, 도 4c 및 도 4d에 생략되어 있다.

다음으로, 콘택트(8)가 하우징(2) 내에 내장된 상태가 도 6a, 도 6b, 도 7a 및 도 7b를 참조하여 상세히 설명될 것이다. 콘택트(8)가 하우징(2) 내에 내장된 상태에서, 도 6a는 하우징(2)의 부분 단면도이고, 도 6b는 콘택트(8)의 배열을 나타내는 부분 평면도이다. 도 7a는 집적 회로 패키지(76)가 집적 회로 소켓 상에 장착된 상태에서 콘택트(8)의 형상을 나타내는 하우징(2)의 부분 단면도이다. 도 7b는 도 6에 대응하고, 집적 회로 패키지(76)가 집적 회로 소켓에 장착된 상태에서 콘택트(8)의 배열을 나타내는 부분 평면도이다.

도 6a에 도시된 바와 같이, 하우징(2)을 수직으로 관통하는 다수의 공동부(30)는 집적 회로 패키지 수용 리세스(14)의 저면(26)에 형성된다. 공동부(30)는 서로 수직으로 배열된 격벽(72; 제1하우징 벽)과 격벽(70; 제2하우징 벽)에 의한 매트릭스 배열로 한정된다.

콘택트(8)가 공동부(30) 내로 끼워 맞춤을 이룰 때, 베이스부(40)는 공동부(30)의 내측벽에 마찰식으로 결합하여, 상술한 바와 같이, 그 내부에 콘택트(8)를 고정시킨다. 이 때, 콘택트(8)의 연결부(48)에 형성되는 솔더 볼(66)은 하우징(2)의 저면(74)으로부터 약간 돌출한다. 콘택트 암(44)의 자유단(64)은 집적 회로 패키지 수용 리세스(14)의 저면(74) 위에 돌출된다. 격벽(70)의 상부(70a)는 저면(26)과 사실상 동일한 높이로 형성된다. 실제, 상부(70a)는 주조하는 동안 버(bur)의 발생으로 인하여, 저면(26)보다 약간 낮게 설정된다. 이에 반해, 격벽(72)의 상부(72a)는 격벽(70)의 상부(70a)보다 낮게 형성된다.

리세스(80)는 격벽(70) 사이에서 상부(72a)와 동일한 높이로 이루어진 단차부(78)에 형성된다. 리세스(80)는 콘택트(8)의 자유단(64)이 아래로 이동할 때, 즉 구부려질때, 팁(64a)이 단차부(78)에 충격을 가하지 않도록 하는 깊이와 위치로서 형성된다. 도 6a 및 도 6b에는 오프셋 자유단(64)은 자유단(64)이 연장하는 방향에서 인접하는 공동부(30)를 중첩하도록 콘택트(8)가 끼워 맞추어지는 공동부(30)까지 연장하는 것을 명백히 나타낸다. 이와 같은 구성으로, 충분한 탄성력이 콘택트 암(44)에 전달되고, 콘택트(8)의 고밀도 배열이 가능해진다. 게다가, 자유단(64)은 오프셋부(62)의 제공으로 인하여, 인접한 콘택트(8)의 콘택트 암(44)과 간섭하지 않게 된다.

다음으로, 집적 회로 패키지(76)가 집적 회로 소켓(1)에 장착되는 상태에서, 콘택트(8)의 형상이 도 7a 및 도 7b를 참조하여 설명될 것이다. 도면에서, 집적 회로 패키지(76)의 외형은 파단선으로 나타나 있다. 도 7a 및 도 7b에 도시된 집적 회로 패키지(76)는 LGA 타입으로 이루어진다. 집적 회로 패키지(76)가 집적 회로 소켓(1)에 결합될 때, 콘택트 암(44)은 집적 회로 패키지(76)의 LGA 타입의 전극(미도시)에 의해 압박되기 때문에, 아래쪽으로 구부려진다. 이 때, 콘택트 암(44)은 낮은 높이의 격벽(72)과 간섭없이, 인접한 콘택트(8)가 끼워 맞춤되는 공동부(30)의 공간(30a)으로 구부려지는 것이 가능하게 된다.

집적 회로 패키지의 장착 또는 분리 시, 콘택트 암(44)은 손가락(미도시)에 의해 눌러질 수 있다. 그러나, 손가락이 더 아래로 내려가는 것은 격벽(70)에 의해제지된다. 게다가, 이때까지는 콘택트 암(44)은 그의 탄성 변형 한도 내에 있다. 따라서, 콘택트 암(44)의 소성 변형이 방지된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 집적 회로 소켓(1)은 하우징(2)의 공동부(30)를 한정하는, 격벽(70, 72)과 콘택트(8) 형상의 상호작용에 의해서 바람직한 유익한 효과를 얻을 수 있다. 따라서, 본 발명은 상술한 실시예에 국한되지 않고, 형상과 위치관계가 유지되는 한에서 다양한 변경이 가능하다. 게다가, 상기 실시예에 사용되는 집적 회로 패키지(76)는 LGA 타입으로 이루어졌다. 그러나, BGA 타입 집적 회로 패키지가 대신 사용될 수 있다. BGA 타입 집적 회로 패키지가 사용되는 경우, 콘택트(8)의 자유단(64)의 굴곡률은 증가할 것이다. 그러나, 굴곡은 공동부(30)의 공간(30a)과 리세스(80)에 의해 수용될 수 있다.

게다가, 콘택트 암(44)의 팁(64a)은 이들이 공동부(30)와 리세스(80) 내에 수용될 수 있는 길이로 이루어지는 한, 도 6a, 도 6b, 도 7a 및 도 7b에 도시된 것보다 더 아래로 연장될 수 있다. 이 경우에, 콘택트 암의 팁과 결합하는 손가락 등의 위험은 더 감소된다. 따라서, 콘택트의 변형이 더 효과적으로 방지될 수 있다.

본 발명에 따른 집적 회로 소켓에 매트릭스로 배열된 상기 콘택트는, 상기 공동부에 끼워 맞추어지는 베이스부와; 상기 집적 회로 패키지에 전기적으로 접촉하기 위해 인접하는 공동부 위에서 오프셋 방식으로 상기 베이스부의 상부측면으로부터 제1방향으로 연장하는 콘택트 암과; 상기 전기 콘택트를 회로기판에 전기적으로 접속하기 위해 상기 베이스부의 저면측에 제공되는 연결부로 이루어진다. 본 발명에 따른 집적 회로 소켓의 상기 하우징은, 상기 제1방향에서 서로 인접하는 공동부들의 열들 사이에 제공되는 제1하우징 벽과; 상기 제1방향에 수직인 제2방향에서 서로 인접하는 공동부들의 열들 사이에 제공되고, 상기 제1하우징 벽보다 더 큰 높이를 갖는 제2하우징 벽으로 이루어진다. 상술한 구조로써, 본 발명에 따른 집적 회로 소켓은 다음과 같은 바람직한 유익한 효과를 제시한다.

손가락과 같은 외부 개체가 상기 콘택트의 상기 콘택트 암에 부딪치면, 상기 제2하우징 벽에 의해 외부 개체의 움직임이 저지된다. 그러므로, 상기 콘택트의 상기 콘택트 암의 소성 변형이 방지된다. 게다가, 상기 탄성 콘택트 암은 인접하는 공동부까지 제1방향으로 연장하도록 제공된다. 그러므로, 충분한 탄성력이 상기 콘택트 암에 부여되며, 동시에 고밀도 배열을 가능케 한다. 이에 의해서, 외부 개체에 의한 상기 콘택트 암의 변형이 방지되며, 상기 콘택트의 고밀도 배열이 실현된다.

상기 콘택트 암의 자유단은 돌출식으로 만곡되는 방식으로 하방으로 연장하고; 상기 전기 콘택트가 상기 제1방향으로 제공되는 공동부에 인접한 공동부는 상기 콘택트 암의 자유단의 하방이동을 수용할 수 있는 공간을 갖는 구조가 채택될 수 있다. 이 경우에 있어서, 상기 콘택트의 상기 자유단은 손가락과 같은 외부 개체에 의한 위험을 더 줄이기 위해 상기 콘택트 암과 맞물리도록 하부 방향으로 더 연장될 수 있다.

Claims

회로 기판에 장착되는 집적 회로 소켓에 있어서,

집적 회로 패키지 수용 리세스에 매트릭스로 배열된 다수의 공동부를 갖는 절연 하우징과; 상기 다수의 공동부에 제공된 다수의 전기 콘택트와; 상기 집적 회로 패키지 수용 리세스에 집적 회로 패키지를 고정시키기 위한 고정부로 이루어지고,

각각의 상기 전기 콘택트는 공동부에 끼워 맞추어지는 베이스부와; 상기 집적 회로 패키지에 전기적으로 접촉하기 위해 인접하는 공동부 위에서 오프셋 방식으로 상기 베이스부의 상부측면으로부터 제1방향으로 연장하는 콘택트 암과; 상기 전기 콘택트를 회로기판에 전기적으로 접속하기 위해 상기 베이스부의 저면측에 제공되는 연결부로 이루어지고,

상기 절연 하우징은 상기 제1방향에서 서로 인접하는 공동부들의 열들 사이에 제공되는 제1하우징 벽과; 상기 제1방향에 수직인 제2방향에서 서로 인접하는 공동부들의 열들 사이에 제공되고, 상기 제1하우징 벽보다 더 큰 높이를 갖는 제2하우징 벽으로 이루어지는 집적 회로 소켓.
제1항에 있어서,

상기 콘택트 암의 자유단은 돌출식으로 만곡되는 방식으로 하방으로 연장하고;

상기 전기 콘택트가 상기 제1방향으로 제공되는 공동부에 인접한 공동부는 상기 콘택트 암의 자유단의 하방이동을 수용할 수 있는 공간을 갖는 집적 회로 소켓.