WO2014156531A1 - 電気接触子及び電気部品用ソケット - Google Patents

Abstract

電気抵抗値が安定した電気接触子を提供する。第１の接触部材に、コイルスプリングを貫通する挿入棒部を設けると共に、第２の接触部材に、挿入棒部の、コイルスプリングを貫通した部分が挿入される筒部を設ける。傾斜機構は、第２の接触部を傾かせて、筒部に挿入棒部を接触させる。これにより、電気抵抗値を安定させることができる。また、挿入棒部の少なくとも先端付近には、筒部から遠ざかるに従って縮径された縮径部が形成されている。これにより、筒部と挿入棒部との接圧の変化を抑制して、伸縮動作をスムーズにすることができる。

Description

電気接触子及び電気部品用ソケット

　この発明は、例えば半導体装置（以下「ＩＣパッケージ」という）等の電気部品を配線基板に電気的に接続する電気接触子と、該電気接触子を用いた電気部品用ソケットとに関する。

　従来より、この種の電気接触子としては、例えば下記特許文献１に記載されたものが知られている。

　特許文献１の電気接触子では、下部プローブピンに、ガイド管が取り付けられる。そして、ガイド管の上端に圧縮コイルスプリングを配置し、この圧縮コイルスプリングに上側プローブピンのガイド軸部を挿通すると共に該圧縮コイルスプリングの下端部をガイド管の上端側開口面に当接した状態で、この電気接触子をケーシングに取り付ける。これにより、圧縮コイルスプリングの付勢力で、上側プローブピンをメイン基板に圧接すると共に、下側プローブピンを半導体集積回路に圧接して、該メイン基板と該半導体集積回路とを電気的に接続することができる（特許文献１の段落［００３８］、図１及び図４等参照）。

特開２００８－２９８７９２号公報

　しかしながら、このような従来のものにあっては、メイン基板と該半導体集積回路とを接続するために圧縮コイルスプリングを圧縮したとき、この圧縮コイルスプリングが撓んで、ガイド軸部と接触する場合がある。圧縮コイルスプリングとガイド軸部とが接触すると、この接触部分で電流が流れるため、電気接触子の電気抵抗が低下する。従って、電気接触子の電気抵抗は、圧縮コイルスプリングの撓み具合によって、大きく変化することになる。そして、圧縮コイルスプリングの撓み方は、メイン基板と半導体集積回路との接続動作を行う度に（すなわち、圧縮コイルスプリングが伸縮する度に）変化する。

　このような理由から、従来のこの種の電気接触子には、変化の少ない安定した電気抵抗値を得ることができないという欠点があった。

　そこで、この発明は、電気抵抗値の変化が少ない電気接触子及び電気部品用ソケットを提供することを課題としている。

　上記課題を解決するために、この発明に係る電気接触子は、配線基板又は電気部品の一方に導通する第１の接触部材と、配線基板又は電気部品の他方に導通する第２の接触部材と、前記第１の接触部材と前記第２の接触部材とを、離間する方向に付勢するコイルスプリングと、を用いて、前記配線基板と前記電気部品とを電気的に接続する電気接触子において、前記第１の接触部材は、前記コイルスプリングを貫通する挿入棒部を備え、前記第２の接触部材は、前記挿入棒部の、前記コイルスプリングを貫通した部分が挿入される筒部を備え、該挿入棒部の少なくとも先端付近には、前記筒部から遠ざかるに従って縮径された縮径部が形成され、且つ、前記第２の接触部材を傾斜させて、前記筒部の開口端内側面を前記挿入棒部に接触させる、傾斜部を備えることを特徴とする。

　この発明に係る電気接触子において、前記傾斜部は、前記コイルスプリングの伸縮方向から傾斜した面方向を有する、前記筒部の開口面であり、該開口面を前記コイルスプリングの付勢力で押圧することにより、前記第２の接触部材を傾斜させる構成とすることが望ましい。

　この発明に係る電気部品用ソケットは、配線基板上に配設され、前記電気部品が収容される収容部を有するソケット本体と、該ソケット本体に設けられた貫通孔に配設された、前記配線基板と電気部品とを電気的に接続する電気接触子と、を有する電気部品用ソケットであって、前記電気接触子は、配線基板又は電気部品の一方に導通する第１の接触部材と、前記配線基板又は前記電気部品の他方に導通する第２の接触部材と、前記第１の接触部材と前記第２の接触部材とを、離間する方向に付勢するコイルスプリングとを備え、前記第１の接触部材は、前記コイルスプリングを貫通する挿入棒部を備え、前記第２の接触部材は、前記挿入棒部の、前記コイルスプリングを貫通した部分が挿入される筒部を備え、該挿入棒部の少なくとも先端付近には、前記筒部から遠ざかるに従って縮径された縮径部が形成され、且つ、前記第２の接触部材を傾斜させて、前記筒部の開口端内側面を前記挿入棒部に接触させる、傾斜機構を備える、ことを特徴とする。

　この発明に係る電気部品用ソケットにおいて、前記傾斜機構は、前記コイルスプリングの伸縮方向から傾斜した面方向を有する、前記筒部の開口面であり、該開口面を前記コイルスプリングの付勢力で押圧することにより、前記第２の接触部材を傾斜させる構成とすることが望ましい。

　この発明に係る電気接触子によれば、傾斜部によって第２の接触部材を傾斜させたので、コイルスプリングの撓み方に拘わらず、該第２の接触部材の筒部と第１の接触部材の挿入棒部とを確実に接触させることができ、従って、電気接触子の電気抵抗を安定化することができる。

　更に、この発明に係る電気接触子によれば、挿入棒部の少なくとも先端付近に縮径部を設けたので、挿入棒部を傾斜させているにも拘わらず、筒部と挿入棒部との横方向の接圧が、コイルスプリングの伸縮量に応じて変化し難くなる。従って、請求項１に記載の発明によれば、電気接触子の伸縮動作を安定させることができる。

　この発明に係る電気接触子において、コイルスプリングの伸縮方向から傾斜した面方向の開口面を筒部に設けて傾斜部とすることにより、簡単な構成で、第２の接触部材を傾斜させることができる。

　この発明に係る電気部品用ソケットによれば、この発明に係る電気接触子をソケット本体の貫通孔内に配設したので、電気抵抗の変化が少ない電気部品用ソケットを提供できる。

この発明の実施の形態１に係るＩＣソケットの一部断面図であり、フローティングプレートが上昇した状態を示している。 、この発明の実施の形態１に係るＩＣソケットの一部断面図であり、フローティングプレートが下降した状態を示している。 同実施の形態１の電気接触子に係る第１の接触部材を示す概略的平面図である。 同実施の形態１の電気接触子に係る第１の接触部材を示す概略的正面図である。 同実施の形態１の電気接触子に係る第２の接触部材を示す概略的正面図である。 同実施の形態１の電気接触子に係る第２の接触部材を示す概略的側面図である。 同実施の形態１の電気接触子に係るコイルスプリングを示す概略的側面図である。 比較例１の動作を説明するための概念的断面図である。 比較例２の動作を説明するための概念的断面図である。 同実施の形態１の動作を説明するための概念的断面図である。 比較例１の動作を説明するための概念的断面図である。 比較例２の動作を説明するための概念的断面図である。 同実施の形態１の動作を説明するための概念的断面図である。

［発明の実施の形態１］
　以下、この発明の実施の形態１を、図１Ａ乃至図６Ｃに基づいて説明する。

　図１Ａ乃至図４に示したように、「電気接触子」としてのコンタクトピン１０は、「電気部品用ソケット」としてのＩＣソケット１１に配設される。このＩＣソケット１１は、配線基板Ｐ上に配設される。また、ＩＣソケット１１には、「電気部品」としてのＩＣパッケージ１２が収容される。

　図１Ｂに示したＩＣパッケージ１２は、平面視で方形状のパッケージ本体１２ａを有し、このパッケージ本体１２ａの下面に球状端子１２ｂがマトリックス上に複数突出して形成されている。

　一方、ソケット１１は、図１Ａ及び図１Ｂに示すように、配線基板Ｐに固定されてＩＣパッケージ１２が収容されるソケット本体１４と、このソケット本体１４に開閉自在に設けられてＩＣパッケージ１２を押圧する図示省略のカバー部材と、このカバー部材の閉状態でロックする図示省略のロック機構とを有している。

　より詳しくは、そのソケット本体１４は、複数のコンタクトピン１０が配設された合成樹脂製で絶縁性を有するコンタクトピンユニット１５と、このコンタクトピンユニット１５の上側に配設されてＩＣパッケージ１２が収容されるフローティングプレート１６とを有している。

　そのコンタクトピンユニット１５は、下側から順に第１プレート１９、第２プレート２０及び第３プレート２１が配設されて構成されている。第１乃至第３プレート１９乃至２１にはそれぞれコンタクトピン１０が収容される貫通孔１９ａ、２０ａ及び２１ａが形成されている。

　ここで、第１プレート１９の貫通孔１９ａは、上側に大径部１９ｂを備えると共に、下側に小径部１９ｃを備えている。また、第３プレート２１の貫通孔２１ａは、下側に大径部２１ｂを備えると共に、上側に小径部２１ｃを備えている。これらの小径部１９ｃ、２１ｃを設けたことにより、収容されたコンタクトピン１０をコンタクトピンユニット１５から抜け出さないようにすることができる。

　このようにして、コンタクトピン１０は、一端側に配置される配線基板Ｐと、他端側に配置されるＩＣパッケージ１２とを電気的に接続するようになっている。

　このコンタクトピン１０は、図１Ａ乃至図４に示すように、導電性材料で形成されて、ＩＣパッケージ１２に接触される第１の接触部材２３と、導電性材料で形成されて、配線基板Ｐに接触される第２の接触部材２４と、導電性材料で形成されて第１の接触部材２３及び第２の接触部材２４を離間する方向に付勢するコイルスプリング２５とを有している。

　その第１の接触部材２３は、例えば切削加工等によって作製され、図１Ａ、図１Ｂ、図２Ａ及び図２Ｂに示したように、コイルスプリング２５に挿入される挿入棒部２３ａと、ＩＣパッケージ１２の球状端子１２ｂに接触される接触部２３ｂと、挿入棒部２３ａの基端部（挿入棒部２３ａと接触部２３ｂとの間）に形成されてコイルスプリング２５の一端部に当接する段差部２３ｃとを有している。

　第１の接触部材２３は、貫通孔２１ａの大径部２１ｂ内に挿入棒部２３ａおよび段差部２３ｃが収容されると共に、その小径部１９ｃに接触部２３ｂが挿通されている。

　第１の接触部材２３の挿入棒部２３ａ全域には、縮径部２３ｄ（すなわち、第２の接触部材２４の筒部２４ａ（後述）から遠ざかるに従って縮径する部分）が形成されている。すなわち、縮径部２３ｄの径は、Ｄ１＞Ｄ２（図２Ｂ参照）となっている。

　一方、第２の接触部材２４は、例えばカーリング加工等によって作製され、図１Ａ、図１Ｂ、図３Ａ及び図３Ｂに示したように、第１の接触部材２３の挿入棒部２３ａが挿入される筒部２４ａと、配線基板Ｐの端子に接触される接触部２４ｂとを有している。

　筒部２４ａの開口面２４ｃは、その面方向が、コイルスプリング２５の伸縮方向に対して傾斜するように、形成されている。この開口面２４ｃは、コイルスプリング２５の下端部が当接され、このコイルスプリング２５の付勢力によって下方向に押圧される（後述）。

　第２の接触部材２４は、貫通孔１９ａの大径部１９ｂに筒部２４ａが収容されると共に、その小径部１９ｃに接触部２４ｂが挿通される。

　コイルスプリング２５は、金属等の導電性材料から形成され、図１Ａ、図１Ｂ及び図４に示したように、第１の接触部材２３の挿入棒部２３ａが挿入された状態で、第２プレート２０の貫通孔２０ａおよび第３プレート２１の貫通孔２１ａの大径部２１ｂ内に配置される。

　次に、かかるＩＣソケット１１の使用方法について説明する。

　まず、ＩＣソケット１１のフローティングプレート１６が上昇している状態では、図１Ａに示すように、第２の接触部材２４の接触部２４ａが下方に突出している。このとき、第１の接触部材２３、第２の接触部材２４及びコイルスプリング２５は、それぞれ、長手方向がほぼ鉛直となっている。

　そして、ＩＣソケット１１が処理基板Ｐ上に設置されると、この処理基板Ｐによって、第２の接触部材２４がコイルスプリング２５の付勢力に抗して押し上げられて、第１プレート１９が配線基板Ｐに当接する。

　この状態で、ＩＣソケット１１にＩＣパッケージ１２がセットされて、フローティングプレート１６が下降されると、コイルスプリング２５の付勢力に反して第１の接触部材２３が押し下げられて、このフローティングプレート１６が第３プレート２１に当接する（図１Ｂ参照）。

　ここで、上述のように、筒部２４ａの開口面２４ｃは、コイルスプリング２５の伸縮方向から傾斜して形成されている。このため、第２の接触部材２４は、コイルスプリング２５の付勢力によって横方向の押圧力を受け、鉛直方向から傾斜する。この結果、第２の接触部材２４の筒部２４ａは、第１の接触部材２３の挿入棒部２３ａに、確実に接触する。このため、第１及び第２の接触部材２３、２４を確実に短絡させて、安定した低い電気抵抗で導通を得ることができる。

　また、上述のように、第１の接触部材２３の挿入棒部２３ａは、第２の接触部材２４の筒部２４ａから遠ざかるに従って縮径するように形成されている。そして、フローティングプレート１６が下降して、第１の接触部材２３の挿入棒部２３ａが押し下げられたときには、挿入棒部２３ａと筒部２４ａの開口端との接点が、この挿入棒部２３ａの縮径面に沿って移動していく。このため、第１の接触部材２３が押し下げられることによって、コイルスプリング２５が圧縮されて付勢力が増大しても、この付勢力が筒部２４ａを横方向に押圧する力はそれほど増大せず、従って、この筒部２４ａと挿入棒部２３ａとの接圧もそれほど増大しない。この結果、フローティングプレート１６を下降させるときの動作がスムーズになる。

　次に、この実施の形態１に係るコンタクトピン１０を、比較例に係るコンタクトピンと比較した結果について、図５Ａ乃至図５Ｃ及び図６Ａ乃至図６Ｃに従って説明する。

　図５Ａは、比較例１に係るコンタクトピン３０であり、第２の接触部材３１の筒部３１ａに設けられた開口面３１ｃの面方向が、コイルスプリング３２の伸縮方向と一致している。

　このため、図６Ａに示したように第１の接触部材３３の挿入棒部３３ａが下降したとき、コイルスプリング３２の撓み方によって、その第２の接触部材３１が傾く場合と傾かない場合とが生じ、従って、第１の接触部材３３の挿入棒部３３ａと第２の接触部材３１の筒部３１ａとが接触する場合と接触しない場合とが生じる。このため、比較例１のコンタクトピン３０は、使用の度に電気抵抗値が大きく変化することになる。

　図５Ｂは、比較例２に係るコンタクトピン４０であり、第２の接触部材４１の筒部４１ａに設けられた開口面４１ｃの面方向が、コイルスプリング４２の伸縮方向から傾斜している。このため、図６Ｂに示したように、第１の接触部材４３が下降したとき、第２の接触部材４１が傾くので、筒部４１ａが常に第２の接触部材４３の挿入棒部４３ａに接触する。従って、比較例２のコンタクトピン４０では、使用の度に電気抵抗値が大きく変化することは無い。

　その一方で、比較例２のコンタクトピン４０では、挿入棒部４３ａの径が、筒部４１ａからの距離に拘わらず、均一である。このため、比較例２では、挿入棒部４３ａが下降するに従って、コイルスプリング４２の圧縮量が増大すると、接点４１ｄで、コイルスプリング４２が筒部４１ａを横方向に押圧する力が増大し、従って、挿入棒部４３ａと筒部４１ａとの接圧も増大する。この結果、図示省略のフローティングプレートを下降させるときの動作が不安定になる。

　図５Ｃは、この実施の形態１に係るコンタクトピン１０である。このコンタクトピン１０では、筒部２４ａの開口面２４ｃの面方向がコイルスプリング２５の伸縮方向から傾斜している。このため、上記比較例２と同様、第１の接触部材２３が下降したとき、第２の接触部材２１が傾くので（図６Ｃ参照）、筒部２１ａが常に第２の接触部材２３の挿入棒部２３ａに接触する。従って、この実施の形態１のコンタクトピン２０では、使用の度に電気抵抗値が大きく変化することは無い。

　また、挿入棒部２３ａの径は、筒部２４ａから遠ざかるほど、狭くなっている。従って、図６Ｃのコンタクトピン１０は、挿入棒部２３ａが下降するに従ってコイルスプリング４２の圧縮量が増大しても、接点２４ｄでの、コイルスプリング２５が筒部２４ａを横方向に押圧する力が増大しない。この結果、第１の接触部材２３が下降するときの動作がスムーズである。

　なお、この実施の形態１では、筒部２４ａの開口面２４ｃをコイルスプリング２５の伸縮方向から傾斜させることによって「傾斜部」を形成したが、この第２の接触部材２４を傾斜させて筒部２４ａの開口端内側面を挿入棒部２３ａに接触させることができる構成であれば、他の構成の傾斜部を採用しても良い。

　また、この実施の形態１では、第１の接触部材２３の挿入棒部２３ａ全体に「縮径部」（すなわち、筒部２４ａから遠ざかるほど縮径する形状の部分）を設けたが、このような形状を挿入棒部２３ａの先端部のみに設けてもよい。すなわち、フローティングプレート１６が最下降位置から最上昇位置まで移動する際に挿入棒部２３ａと筒部２４ａと接する範囲内をこのような形状とすれば、この実施の形態１の効果を得ることが可能である。

　更には、この実施の形態１では、第１の接触部材２３をＩＣパッケージ１２に接触させると共に第２の接触部材２４を配線基板Ｐに接触させることとしたが、第１の接触部材２３を配線基板に接触させると共に第２の接触部材２４をＩＣパッケージ１２に接触させることとしても良い。

　１０　コンタクトピン（電気接触子）
　１１　ＩＣソケット（電気部品用ソケット）
　１２　ＩＣパッケージ（電気部品）
　１２ａ　パッケージ本体
　１２ｂ　球状端子
　１４　ソケット本体
　１５　コンタクトピンユニット
　１６　フローティングプレート
　１９　第１プレート
　１９ａ、２０ａ、２１ａ　貫通孔
　２０　第２プレート
　２１　第３プレート
　２３　第１の接触部材
　２３ａ　挿入棒部
　２３ｂ　接触部
　２３ｃ　段差部
　２４　第２の接触部材
　２４ａ　筒部
　２４ｂ　接触部
　２５　コイルスプリング
　Ｐ　処理基板

Claims (4)

1. 　配線基板又は電気部品の一方に導通する第１の接触部材と、
   　前記配線基板又は前記電気部品の他方に導通する第２の接触部材と、
   　前記第１の接触部材と前記第２の接触部材とを、離間する方向に付勢するコイルスプリングと、
   　を用いて、前記配線基板と前記電気部品とを電気的に接続する電気接触子において、
   　前記第１の接触部材は、前記コイルスプリングを貫通する挿入棒部を備え、
   　前記第２の接触部材は、前記挿入棒部の、前記コイルスプリングを貫通した部分が挿入される筒部を備え、
   　該挿入棒部の少なくとも先端付近には、前記筒部から遠ざかるに従って縮径された縮径部が形成され、且つ、
   　前記第２の接触部材を傾斜させて、前記筒部の開口端内側面を前記挿入棒部に接触させる、傾斜部を備える、
   　ことを特徴とする電気接触子。
2. 　前記傾斜部は、前記コイルスプリングの伸縮方向から傾斜した面方向を有する、前記筒部の開口面であり、
   　該開口面を前記コイルスプリングの付勢力で押圧することにより、前記第２の接触部材を傾斜させる、
   　ことを特徴とする請求項１に記載の電気接触子。
3. 　配線基板上に配設され、電気部品が収容される収容部を有するソケット本体と、
   　該ソケット本体に設けられた貫通孔に配設された前記配線基板と前記電気部品とを電気的に接続する電気接触子と、
   　を有する電気部品用ソケットであって、
   　前記電気接触子は、
   配線基板又は電気部品の一方に導通する第１の接触部材と、
   　前記配線基板又は前記電気部品の他方に導通する第２の接触部材と、
   　前記第１の接触部材と前記第２の接触部材とを、離間する方向に付勢するコイルスプリングとを備え、
   　前記第１の接触部材は、前記コイルスプリングを貫通する挿入棒部を備え、
   　前記第２の接触部材は、前記挿入棒部の、前記コイルスプリングを貫通した部分が挿入される筒部を備え、
   　該挿入棒部の少なくとも先端付近には、前記筒部から遠ざかるに従って縮径された縮径部が形成され、且つ、
   　前記第２の接触部材を傾斜させて、前記筒部の開口端内側面を前記挿入棒部に接触させる、傾斜機構を備える、
   ことを特徴とする電気部品用ソケット。
4. 　前記傾斜機構は、前記コイルスプリングの伸縮方向から傾斜した面方向を有する、前記筒部の開口面であり、
   　該開口面を前記コイルスプリングの付勢力で押圧することにより、前記第２の接触部材を傾斜させる、
   　ことを特徴とする請求項３に記載の電気部品用ソケット。

Images