WO2018123876A1 - 電気接触子及び電気部品用ソケット - Google Patents

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WO2018123876A1
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智 砂子田
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株式会社エンプラス
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Definitions

  • the present invention relates to an electrical contact that is electrically connected to an electrical component such as a semiconductor device (hereinafter referred to as “IC package”), and an electrical component socket in which the electrical contact is disposed.
  • an electrical component such as a semiconductor device (hereinafter referred to as “IC package”)
  • IC package semiconductor device
  • electrical component socket in which the electrical contact is disposed.
  • a contact pin provided on an IC socket as a socket for electrical components is known.
  • the IC socket is arranged on the wiring board and accommodates the IC package to be inspected.
  • the terminals of the IC package and the electrodes of the wiring board are connected via the contact pins. It is electrically connected to perform tests such as a continuity test.
  • contact pins come into contact with an IC package having terminals such as spherical terminals. And as such a contact pin, what is formed in the substantially crown shape in which the contact part which contacts the spherical terminal of IC package has a some projection part is known (for example, refer patent document 1).
  • the spherical terminal is pierced at the tips of the plurality of protrusions in the substantially crown-shaped contact portion, and the contact portion of the contact pin and the spherical terminal of the IC package are connected.
  • Some are configured to contact.
  • the spherical terminal that is stabbed into contact with the contact pin is severely damaged, which may cause a problem when the IC package is actually used.
  • the contact portion is easily punctured by deeply piercing the contact portion, which may cause a problem in durability of the contact pin.
  • the present invention provides an electrical contact (contact pin) and an electrical component socket (IC socket) configured to be electrically connected to an electrical component (IC package) by contacting a plurality of protrusions with terminals. It is an object of the present invention to provide an electrical contact and an electrical component socket that can prevent a problem of severely scratching a terminal of the component and improve the durability of the electrical contact.
  • the invention described in claim 1 has a contact portion that contacts a terminal of an electrical component, and the contact portion is provided with a plurality of convex portions around the center of the tip portion.
  • the protrusion has a plurality of protrusions formed at the tip of the crest, and the plurality of protrusions are configured to be electrically connected to the electrical component by contacting the terminal. It is characterized by being made the electric contact.
  • the invention of Claim 2 has a 1st trough-shaped part between the said several convex parts, respectively, and it is two at the front-end
  • the protrusion is formed, and a second valley-shaped portion having a depth smaller than that of the first valley-shaped portion is provided between the protrusions.
  • the two protrusions formed at the tip of the peak of the one convex portion are formed so that the heights of the peaks are different from each other. It is characterized by being.
  • a socket main body having a receiving portion that is disposed on the wiring board and in which an electric component is accommodated, and a terminal disposed on the socket main body and contacting a terminal provided on the electric component.
  • Item 10 A socket for electrical parts having the electrical contact according to any one of Items 1 to 3.
  • the contact portion of the electric contact has a plurality of projections formed with a plurality of projections, the terminals are pierced with fine projections and electrically connected. As a result, it is possible to prevent a problem that the terminal of the electrical component is severely damaged, and to improve the durability of the electrical contact.
  • the protrusion having the higher height is initially formed.
  • the low-level protrusion can contact the terminal to maintain the electrical connection and maintain long-term contact stability. Sex can be secured.
  • the contact portion of the electric contact is formed with a plurality of protrusions. It has a plurality of protrusions, and the terminals can be pierced with fine protrusions to be electrically connected. As a result, it is possible to prevent problems that cause large scratches on the terminals of the electrical components, and It can be set as the socket for electrical components which can improve durability.
  • FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view showing a state in which the IC package is pushed downward from the state of FIG. 4. It is an enlarged view of the contact pin in the IC socket according to the first embodiment. It is an expanded sectional view which shows the arrangement
  • FIG. FIG. 5 is an expanded sectional view which shows the arrangement
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing a contact pin according to the first embodiment.
  • FIG. 10 is an enlarged cross-sectional view showing a modification of the contact pin according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is an enlarged perspective view of a contact portion of the contact pin according to the first embodiment. It is a front view of the IC package used in the first embodiment. It is a bottom view of the IC package used in the first embodiment. It is an expansion perspective view of the contact part of the contact pin which concerns on Embodiment 2 of this invention.
  • Embodiments of the present invention will be described below.
  • Embodiment 1 of the Invention 1 to 12 show a first embodiment of the present invention.
  • the IC socket 10 as the “electrical component socket” of this embodiment is fixed on the wiring board 1, and the upper part accommodates the IC package 2 as the “electrical component”.
  • the electrodes (not shown) of the wiring board 1 and the solder balls 2a as “terminals” of the IC package 2 are electrically connected.
  • a burn-in test and a reliability test for the IC package 2, etc. It is used for a test device for the continuity test.
  • the IC package 2 of this embodiment will be described with reference to FIGS.
  • the IC package 2 of this embodiment has a package body 2b having a substantially rectangular shape in plan view, and a plurality of spherical solder balls 2a are formed on the lower surface of the package body 2b. It is provided in a matrix.
  • the IC socket 10 of this embodiment has a configuration in which a frame-shaped guide member 13 is assembled on a socket body 14.
  • the socket body 14 has an upper plate 11 and a lower plate 12.
  • the socket main body 14 includes a plurality of contact pins 15 as “electrical contacts” arranged penetrating in the vertical direction, and the plurality of contact pins 15 are arranged on the socket main body 14 in a matrix. Arranged in a shape.
  • the socket body 14 is positioned on the wiring board 1 by positioning pins (not shown) in a state where the upper plate 11 and the lower plate 12 are fixed by fixing screws (not shown).
  • a guide portion 13 a is formed on the inner side of the frame shape of the guide member 13 so as to be inclined inward and downward in order to guide the IC package 2.
  • the upper portion of the upper plate 11 in the socket body 14 constitutes a housing portion 14a that houses the IC package 2 guided from above by the guide portion 13a of the guide member 13.
  • the arrangement pitch of the solder balls 2a of the IC package 2 and the arrangement pitch of the electrodes of the wiring board 1 electrically connected to the solder balls 2a are the same, and the arrangement pitch of the contact pins 15 Are the same as these arrangement pitches.
  • each contact pin 15 has a first plunger 20 having a first contact portion 21 that is in electrical contact with the electrode of the wiring board 1 along the longitudinal axis L.
  • the second plunger 30 having a second contact portion 31 as a “contact portion” that is in electrical contact with the solder ball 2 a of the IC package 2 at the tip, and continuous between the first plunger 20 and the second plunger 30.
  • the cylindrical member 40 is housed, and a coil spring 50 for energizing the first plunger 20 and the second plunger 30 along the axis L in a direction away from each other is accommodated in the cylindrical member 40. Yes.
  • the cylindrical member 40 is made of a conductive material. As shown in FIGS. 6 to 8, the cylindrical member 40 is provided in the lower upper through hole 12 a provided in the lower plate 12 and the upper plate 11. It is inserted into the upper upper through hole 11a and the upper lower through hole 11b, and is configured to be slidable inside the through holes 11a, 11b, and 12a. In addition, an enlarged diameter portion 42 is formed on a part of the outside of the cylindrical member 40. The enlarged diameter portion 42 is inserted into the upper lower through hole 11b and is slidable in the upper lower through hole 11b along the axis L (vertical direction).
  • the upper upper through hole 11a and the lower upper through hole 12a cannot be inserted through the diameter-expanded portion 42, but the other cylindrical member 40 is formed to have a width allowing insertion.
  • the upper end and lower end of the upper lower through hole 11b serve as stoppers, and the enlarged diameter portion 42 is configured to be slidable only in the upper lower through hole 11b.
  • the first plunger 20 is formed of, for example, a palladium alloy, and is provided with a first contact portion 21 that is tapered at a tip thereof and that contacts one of the electrodes of the wiring board 1 and protrudes at one location on the longitudinal axis L of the contact pin 15. And a first insertion portion 23 that is thicker than the first protrusion 22.
  • the 1st insertion part 23 is accommodated in the state which contacted slidably in the cylindrical member 40, and the 1st plunger is formed by the 1st latching
  • a first receiving portion 24 for locking the coil spring 50 is integrally formed in an end portion of the first insertion portion 23 in a substantially planar shape.
  • the first protrusion 22 is slidably inserted into the lower lower through hole 12b of the lower plate 12. And the 1st contact part 21 formed in the convex curve shape at the front-end
  • the second plunger 30 is formed of, for example, a palladium alloy or the like, and as shown in FIG. 8, a second contact portion 31 (whose shape will be described later) having a predetermined shape that contacts the solder ball 2a of the IC package 2 is provided at the tip.
  • the formed second projecting portion 32, the narrow-diameter portion 39 thinner than the second projecting portion 32, and the second insertion portion 33 formed to have the same diameter as the second projecting portion 32 are formed continuously and integrally.
  • a flange-like portion 32 a is provided at a midway position in the axis L direction in the second projecting portion 32.
  • the flange-shaped portion 32 a is brought into contact with the upper end portion 44 of the tubular member 40 from above, and the fitting portion 43 formed by caulking the small-diameter portion 39 near the upper end portion 44 of the tubular member 40 to a small diameter.
  • the second plunger 30 is held by the cylindrical member 40 in a state in which movement in the direction of the axis L (vertical direction) is restricted.
  • the second plunger 30 has a small-diameter portion 39.
  • a configuration having a large diameter portion 39a between the second projecting portion 32 and the second insertion portion 33 formed to have the same diameter may be employed.
  • the flange portion 32a is brought into contact with the upper end portion 44 of the tubular member 40 from above, and a reduced diameter portion 43a is formed by narrowing the tubular member 40 to a small diameter just above the large diameter portion 39a.
  • the second plunger 30 is configured to be held by the tubular member 40 by bringing the diameter portion 39a into contact with the reduced diameter portion 43a from below.
  • a second receiving portion 34 for engaging the coil spring 50 is formed in a substantially planar shape at the end of the second insertion portion 33.
  • the second protrusion 32 protrudes from the upper plate 11 above the flange-shaped portion 32a, and the second contact portion 31 can be brought into contact with the solder ball 2a of the IC package 2 accommodated in the accommodation portion 14a. Has been.
  • the second contact portion 31 of the second plunger 30 is in contact with a certain range of the solder ball 2a so as to electrically connect the IC package 2 and the IC socket 10. It has become.
  • the second contact portion 31 is formed in a shape having a plurality of (here, eight) protrusions 35.
  • a chevron is formed around a substantially circular periphery in a plan view of a center 31b of a tip surface facing the solder ball 2a in the tip portion 31a of the second contact portion 31 contacting the solder ball 2a.
  • a plurality (four in this case) of the convex portions 38 formed in the above are arranged at substantially equal intervals.
  • the protrusion 38 has a protruding height that increases from the inner peripheral side toward the outer peripheral side, and the tip of the crest on the outer peripheral side is divided into a plurality (here, two) and a plurality (here, Two) sharply protruding portions 35 having substantially the same shape.
  • the IC package 2 and the IC socket 10 are configured to be electrically connected by contacting the plurality of protrusions 35 so as to pierce the solder balls 2a.
  • first valley portions 36 and the second valley portions 37 are alternately provided between the protrusions 35.
  • first valley-shaped portion 36 is provided between four convex portions 38 provided at substantially equal intervals, and two protrusions 35 formed at the tips of the four convex portions 38.
  • a second valley-shaped portion 37 is provided between them.
  • first valley-shaped portion 36 and the second valley-shaped portion 37 of this embodiment are formed so that the first valley-bottom portion 36a and the second valley-bottom portion 37a are both substantially V-shaped in sectional view.
  • two linear first valley bottom portions 36 a are formed so as to intersect at the center 31 b of the second contact portion 31.
  • the second valley-shaped portion 37 is a surface (substantially horizontal plane) orthogonal to the axis L in the second contact portion 31 on a surface where the depth from the tip of the second contact portion 31 is shallower than the first valley-shaped portion 36.
  • a predetermined length from the center 31b to the outer peripheral side to the outer peripheral side is formed linearly.
  • the first valley bottom portion 36a is formed at a deep position from the tip of the second contact portion 31, and the second valley bottom portion 37a is formed at a shallow position from the tip of the second contact portion 31, and the valley bottom portions 36a, 37a are formed. It has a configuration in which there is a step between them.
  • a first peak portion 35a that is smoothly inclined and descends is formed from the two protrusions 35 to the middle of the second contact portion 31 toward the center 31b.
  • a second ridge portion 35b that is smoothly inclined and descends is formed from the end portion of the first ridge portion 35a on the center 31b side to the center 31b of the second contact portion 31.
  • a total of eight first ridges 35 a are formed on each projection 35, so that the two first ridges 35 a are connected on the way to the center 31 b of the second contact portion 31. It has become.
  • the second ridges 35b are formed from the place where the two first ridges 35a are connected to the center 31b of the second contact part 31, and each of the two protrusions 35 is measured one by one.
  • Four second ridge portions 35b are formed, and the inclination angle is formed so that the angle is larger than that of the first ridge portions 35a.
  • a cylindrical member 40 having a cylindrical shape with an enlarged diameter portion 42 formed on a part of the outside is formed, and a coil spring 50 having a predetermined shape is formed.
  • the first locking portion 41 and the fitting portion 43 are not formed in the cylindrical member 40, and a cylindrical shape having the same diameter in the axis L direction is formed.
  • the first plunger 20 having the first protruding portion 22 provided with the first contact portion 21 and having the first insertion portion 23 provided with the first receiving portion 24 and thicker than the first protruding portion 22 is formed. To do.
  • the tip portion of a metal rod-shaped member (not shown) having a predetermined shape is processed.
  • the 2nd contact part 31 which has the eight protrusion parts 35 as shown in FIG. 10 is formed.
  • the process which forms the flange-shaped part 32a in a metal rod-shaped member is performed.
  • the small-diameter portion 39 is formed by cutting or pressing, and the second plunger 30 is formed by performing processing such as cutting the metal rod-shaped member K with a predetermined length.
  • the lower end of the tubular member 40 is caulked, and the diameter is smaller than that of the first insertion portion 23 and from the first protruding portion 22.
  • a first locking portion 41 having a large diameter is formed, and the first plunger 20 is held on the tubular member 40 so as to be slidable in the direction of the axis L.
  • the second insertion portion 33 of the second plunger 30 is inserted from above the cylindrical member 40, and the flange-shaped portion 32 a is brought into contact with the upper end portion 44 of the cylindrical member 40 from above. Then, the tubular member 40 at a position corresponding to the small diameter portion 39 of the second plunger 30 is squeezed to form a fitting portion 43 on the tubular member 40. As a result, the flange-shaped portion 32a and the small-diameter portion 39 are held so as not to move in the direction of the axis L by the upper end portion 44 and the fitting portion 43, and the contact pin 15 is formed.
  • the second plunger 30 has a small-diameter portion 39 as a configuration in which the second plunger 30 is held by the cylindrical member 40 in a state where movement in the axis L direction (vertical direction) is restricted.
  • the manufacturing method is as follows. Change some.
  • a plurality of contact pins 15 are respectively attached to the socket main body 14 and the first contact portion 21 of the first plunger 20 protrudes downward as shown in FIG.
  • the second contact portion 31 of the second plunger 30 is disposed so as to protrude upward.
  • the IC socket 10 is positioned and fixed to the wiring board 1, and the first contact portion 21 of the first plunger 20 is brought into contact with the electrode of the wiring board 1 as shown in FIG.
  • the coil spring 50 is compressed in the cylindrical member 40 by the first receiving portion 24 of the first insertion portion 23 of the first plunger 20, and as a result, the diameter-expanded portion 42 of the cylindrical member 40 becomes the upper lower through hole. It will be in the state pressed against the upper end of 11b.
  • the IC package 2 is accommodated in the accommodating portion 14 a and the solder ball 2 a is brought into contact with the second contact portion 31.
  • the pressing jig (not shown) or the like is lowered in this state to press the IC package 2 downward
  • the eight protrusions 35 in the second contact portion 31 of the second plunger 30 are pressed by the solder balls 2a, and FIG.
  • the 2nd plunger 30 is pushed below.
  • the IC package 2 is burned-in in a state where the electrodes are electrically connected by contacting the electrodes of the wiring board 1 and the solder balls 2a of the IC package 2 with an appropriate contact pressure. Conduct a continuity test.
  • the plurality of protrusions 35 formed on the plurality of convex portions 38 of the second contact portion 31 are brought into contact with the solder ball 2a so as to pierce the electrical contact between the IC package 2 and the contact pin 15. Since the second contact portion 31 does not penetrate deeply into the solder ball 2a, it is possible to prevent a problem that the solder ball 2a is severely damaged. Moreover, since the protrusion part 35 does not pierce deeply, the contact pin 15 becomes difficult to break, and the durability of the contact pin 15 can be improved.
  • FIG. 13 shows a second embodiment of the present invention.
  • the embodiment of the present invention is the same as that of the above-described first embodiment except for the matters described below, and therefore, the same reference numerals are given to the matters other than the matters different from the above-described first embodiment and the description thereof is omitted. To do.
  • the second contact portion 31 of the second plunger 30 of the contact pin 15 in the first embodiment is changed to a second contact portion 131 having a different tip shape as shown in FIG. .
  • the second contact portion 131 in this embodiment will be described.
  • the second contact portion 131 of this embodiment is formed in a shape having a plurality of (eight in this case) projections 135 similar to those of the first embodiment.
  • the shape is different.
  • the heights of the peaks of the two protrusions 135 formed at the tip of the peak of one protrusion 138 are different, and one protrusion 135c is The height of the mountain is higher than that of the other protrusion 135d.
  • the heights of the two protrusions 135c and 135d formed on the tip portion 131a of the one convex portion 138 are made different from each other.
  • the higher protrusion 135c contacts the solder ball 2a and the higher protrusion 135c wears
  • the lower protrusion 135d contacts the solder ball 2a, and the electrical Connection can be maintained, and long-term contact stability can be ensured.
  • the eight contact portions 31 and 131 are provided with the eight projecting portions 35 and 135.
  • the present invention is not limited to this, and the solder ball can be stably attached.
  • the number of protrusions is not limited to eight, and may be seven or less or nine or more.
  • the four contact portions 38, 138 are provided at equal intervals in the second contact portions 31, 131.
  • the present invention is not limited to this, and solder balls are used.
  • the convex portions may not be provided at equal intervals, and the number thereof may be three, five, or more instead of four.
  • three or more protrusions may be formed instead of two for one protrusion.
  • the shapes of the protrusions, protrusions, valleys, etc. are not limited to those of the first and second embodiments, and may be formed in other shapes.
  • first valley portion 36 and the second valley portion 37 are formed such that the first valley bottom portion 36a and the second valley bottom portion 37a are substantially V-shaped in cross section.
  • the present invention is not limited to this, and for example, at least one of the first valley bottom and the second valley bottom may be formed in a flat belt shape.
  • the valley bottom of the valley-shaped part is formed in a planar belt shape in this way, it is easy to take out even if scraps that come off the solder ball in contact with the solder ball fall on the valley bottom of the valley-shaped part. It is possible to prevent the problem that the scraps are clogged at the bottom of the valley and are difficult to take out.
  • closes these may be provided in the outer peripheral side of the 1st trough-shaped part between convex parts, and the outer peripheral side of the 2nd trough-shaped part between protrusion parts.
  • the outer wall portion may be formed integrally with the second contact portion, or a separate body from the second contact portion may be locked from the outer peripheral side of the second contact portion.
  • the height of an outer wall part should just be formed in the height which a protrusion part protrudes and can exhibit the effect
  • the valley-shaped part has the outer wall part in this way, the scraps that come off the solder ball after coming into contact with the solder ball fall from the contact pin through the bottom of the valley and leak to the outside. It is possible to prevent problems that are adversely affected by scattering.
  • the “electric contactor” of the present invention is not limited to the contact pin having the structure as in the first and second embodiments, but can be applied to other structures.
  • the “electrical component socket” of the present invention is applied to an IC socket having no cover or the like and having an open upper surface.
  • the present invention is not limited to this.
  • the present invention can also be applied to IC sockets having other devices than the IC socket.

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Abstract

【課題】複数の突起部が端子に接触することで電気部品と電気的に接続する構成の電気接触子及び電気部品用ソケットにおいて、電気部品の端子に大きな傷を付ける不具合を防止することができると共に、電気接触子の耐久性を向上させることができる。 【解決手段】電気部品2の端子2aに接触する接触部31を有し、接触部31は、その先端部31aにおける中心31bの周囲に複数の凸部38が設けられており、凸部38は、その山の先端に複数の突起部35が形成されており、複数の突起部35が端子2aに接触することで、電気部品2と電気的に接続されるように構成されている電気接触子15。

Description

電気接触子及び電気部品用ソケット
 この発明は、半導体装置(以下「ICパッケージ」という)等の電気部品に電気的に接続される電気接触子、及び、この電気接触子が配設された電気部品用ソケットに関するものである。
 従来、この種の電気接触子としては、電気部品用ソケットとしてのICソケットに設けられたコンタクトピンが知られている。このICソケットは、配線基板上に配置されると共に、検査対象であるICパッケージが収容されるようになっており、このICパッケージの端子と、配線基板の電極とが、そのコンタクトピンを介して電気的に接続されて、導通試験等の試験を行うようになっている。
 そのようなコンタクトピンには、球状端子等の端子を有するICパッケージと接触するようになっているものがある。そして、そのようなコンタクトピンとしては、ICパッケージの球状端子と接触する接触部が複数の突起部を有する略王冠形状に形成されているものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開2008-241353号公報
 ここで、前記した特許文献1のようなコンタクトピンでは、略王冠形状の接触部における複数の突起部の先端で球状端子を突き刺すようにして、コンタクトピンの接触部とICパッケージの球状端子とを接触させる構成のものがある。しかしながら、このようなコンタクトピンにおいて、突き刺して接触した球状端子に大きな傷を付けてしまい、ICパッケージを実際に使用する際に不具合を生じさせる虞があった。また、接触部を深く突き刺すことで当該接触部が壊れ易くなって、コンタクトピンの耐久性に問題が生じる虞もあった。
 そこで、この発明は、複数の突起部が端子に接触することで電気部品(ICパッケージ)と電気的に接続する構成の電気接触子(コンタクトピン)及び電気部品用ソケット(ICソケット)において、電気部品の端子に大きな傷を付ける不具合を防止することができると共に、電気接触子の耐久性を向上させることができる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。
 かかる課題を達成するために、請求項1に記載の発明は、電気部品の端子に接触する接触部を有し、該接触部は、その先端部における中心の周囲に複数の凸部が設けられており、該凸部は、その山の先端に複数の突起部が形成されており、該複数の突起部が前記端子に接触することで、前記電気部品と電気的に接続されるように構成されている電気接触子としたことを特徴とする。
 請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の構成に加え、複数の前記凸部同士の間にそれぞれ第1谷状部を有しており、前記凸部の山の先端に2つの前記突起部が形成されており、該突起部同士の間に前記第1谷状部より深さの浅い第2谷状部を有していることを特徴とする。
 請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の構成に加え、1つの前記凸部の山の先端に形成された2つの前記突起部は、その山の高さがそれぞれ異なるように形成されていることを特徴とする。
 請求項4に記載の発明は、配線基板上に配置され、電気部品が収容される収容部を有するソケット本体と、該ソケット本体に配設されて前記電気部品に設けられた端子に接触する請求項1乃至3の何れか一つに記載の電気接触子とを有する電気部品用ソケットとしたことを特徴とする。
 請求項1に記載の発明によれば、電気接触子の接触部が、複数の突起部が形成された複数の凸部を有しているため、端子を細かい突起部で突き刺して電気的に接続させることができ、その結果、電気部品の端子に大きな傷を付ける不具合を防止することができると共に、電気接触子の耐久性を向上させることができる。
 請求項2に記載の発明によれば、凸部の山の先端に、深さの浅い第2谷状部を挟んで2つの突起部が形成されている構成であるため、一つの凸部に対して簡単に2つの突起部を形成することができる。
 請求項3に記載の発明によれば、1つの凸部の先端部に形成された2つの突起部の高さがそれぞれ異なるようにされているため、始めは高さの高い方の突起部が端子に接触し、その高さの高い方の突起部が摩耗してきたときには、高さの低い方の突起部が端子に接触して、電気的な接続を持続させることができ、長期の接触安定性を確保することができる。
 請求項4に記載の発明によれば、請求項1乃至3の何れか一つに記載の電気接触子を有しているため、電気接触子の接触部が、複数の突起部が形成された複数の凸部を有し、端子を細かい突起部で突き刺して電気的に接続させることができ、その結果、電気部品の端子に大きな傷を付ける不具合を防止することができると共に、電気接触子の耐久性を向上させることができる電気部品用ソケットとすることができる。
この発明の実施の形態1に係るICソケットの平面図である。 同実施の形態1に係るICソケットにICパッケージを収容するところを示す正面図である。 図1のI-I断面図である。 図3のB部拡大断面図にICパッケージを収容した状態を示す図である。 図4の状態からICパッケージを下方に押し込んだ状態を示す拡大断面図である。 同実施の形態1に係るICソケットにおけるコンタクトピンの拡大図である。 同実施の形態1に係るICソケットにおけるコンタクトピンの配設状態を示す拡大断面図である。 同実施の形態1に係るコンタクトピンを示す拡大断面図である。 同実施の形態1に係るコンタクトピンの変形例を示す拡大断面図である。 同実施の形態1に係るコンタクトピンの接触部の拡大斜視図である。 同実施の形態1で使用するICパッケージの正面図である。 同実施の形態1で使用するICパッケージの底面図である。 この発明の実施の形態2に係るコンタクトピンの接触部の拡大斜視図である。
 以下、この発明の実施の形態について説明する。
[発明の実施の形態1]
 図1~図12には、この発明の実施の形態1を示す。
 この実施の形態の「電気部品用ソケット」としてのICソケット10は、図1及び図2に示すように、配線基板1上に固定され、上部に「電気部品」としてのICパッケージ2が収容されて、配線基板1の電極(図示省略)とICパッケージ2の「端子」としての半田ボール2aとを電気的に接続させるように構成されており、例えばICパッケージ2に対するバーンイン試験及び信頼性試験等の導通試験の試験装置などに用いられるものである。
 まず、この実施の形態のICパッケージ2について、図11及び図12を用いて説明する。この実施の形態のICパッケージ2は、図11及び図12に示すように、平面視略方形状のパッケージ本体2bを有しており、このパッケージ本体2bの下面に複数の球状の半田ボール2aがマトリックス状に設けられている。
 次に、この実施の形態のICソケット10について、図1~図10を用いて説明する。この実施の形態のICソケット10は、ソケット本体14の上に、枠形状のガイド部材13が組み付けられた構成となっている。また、ソケット本体14には、上側プレート11と下側プレート12とを有している。
 また、このようなソケット本体14には、縦方向に貫通して配設された複数の「電気接触子」としてのコンタクトピン15を備えており、これら複数のコンタクトピン15がソケット本体14にマトリックス状に配置されている。また、ソケット本体14は上側プレート11と下側プレート12とが固定螺子(図示省略)により固定された状態で、位置決めピン(図示省略)により配線基板1上に位置決めされている。また、ガイド部材13の枠形状の内側には、ICパッケージ2を案内するために内側下方に傾斜するように形成されたガイド部13aが設けられている。
 そして、ソケット本体14における上側プレート11の上部が、ガイド部材13のガイド部13aによって上方から案内されたICパッケージ2を収容する収容部14aを構成している。
 この実施の形態では、ICパッケージ2の半田ボール2aの配置ピッチと、半田ボール2aに電気的に接続される配線基板1の電極の配置ピッチとは同一となっており、コンタクトピン15の配置ピッチはこれらの配置ピッチと同一となっている。
 各コンタクトピン15は、図6~図8に示すように、長手方向の軸線Lに沿って、先端に配線基板1の電極と電気的に接触する第1接触部21を有する第1プランジャ20と、先端にICパッケージ2の半田ボール2aと電気的に接触する「接触部」としての第2接触部31を有する第2プランジャ30と、この第1プランジャ20と第2プランジャ30との間に連続する筒状部材40を有しており、この筒状部材40の内部に第1プランジャ20と第2プランジャ30とを軸線Lに沿って互いに離間する方向に付勢するコイルスプリング50が収容されている。
 筒状部材40は、導電性を有する材質で構成されており、図6~図8に示すように、下側プレート12に設けられた下側上部貫通孔12aと、上側プレート11に設けられた上側上部貫通孔11aと上側下部貫通孔11bとに挿入されて、貫通孔11a,11b,12a内部を摺動可能に構成されている。また、筒状部材40の外側の一部には拡径部42が形成されている。この拡径部42は、上側下部貫通孔11b内に挿通されて当該上側下部貫通孔11b内を軸線Lに沿った方向(上下方向)に摺動可能となっている。また、上側上部貫通孔11aと下側上部貫通孔12aは拡径部42が挿通できないが他の筒状部材40の部位は挿通可能な幅に形成されている。これにより、上側下部貫通孔11bの上端と下端がストッパとなって、拡径部42が上側下部貫通孔11b内のみを摺動可能に構成されている。
 第1プランジャ20は、例えばパラジウム合金等で形成され、先端に配線基板1の電極と接触する先細り形状かつコンタクトピン15の長手方向の軸線L上の1箇所が突出する第1接触部21が設けられた第1突出部22と、第1突出部22より太い第1挿入部23とを備えている。このうち、第1挿入部23は、筒状部材40内に摺動可能に接触した状態で収容されており、筒状部材40の下端部に形成された第1係止部41により第1プランジャ20の突出方向(下方向)の移動が規制されている。
 また、第1挿入部23の端部には、コイルスプリング50を係止する第1受け部24が、略平面形状に一体形成されている。また、第1突出部22は、下側プレート12の下側下部貫通孔12bに摺動可能に挿通されている。そして、第1突出部22の先端に凸曲面形状に形成された第1接触部21が、図7(b)に示すように、配線基板1の電極に接触することで、配線基板1と電気的に接続されるようになっている。
 第2プランジャ30は、例えばパラジウム合金等で形成され、図8に示すように、先端にICパッケージ2の半田ボール2aと接触する所定形状の第2接触部31(形状については後述する)が設けられた第2突出部32と、第2突出部32より細い細径部39と、第2突出部32と同径に形成された第2挿入部33とが連続して一体に形成されている。また、第2突出部32における軸線L方向の途中位置にフランジ状部32aを備えている。このうち、フランジ状部32aを筒状部材40の上端部44に上方から当接させ、細径部39を筒状部材40の上端部44付近で細径にかしめて形成された嵌合部43で嵌合することで、第2プランジャ30は筒状部材40に軸線L方向(上下方向)の移動が規制された状態で保持されている。
 なお、第2プランジャ30を筒状部材40に軸線L方向(上下方向)の移動を規制した状態で保持する構成としては、図9に示すように、第2プランジャ30に細径部39を有しておらず、代わりに第2突出部32と同径に形成された第2挿入部33との間に太径部39aを有している構成でも良い。このときには、フランジ状部32aを筒状部材40の上端部44に上方から当接させ、太径部39aのすぐ上方で筒状部材40を細径に絞った縮径部43aを形成して太径部39aを縮径部43aに下方から当接させることで、第2プランジャ30を筒状部材40に保持するように構成される。
 また、第2挿入部33の端部には、コイルスプリング50を係止する第2受け部34が、略平面形状に形成されている。また、第2突出部32は、そのフランジ状部32aより上部が上側プレート11から突出し、第2接触部31が、収容部14aに収容されたICパッケージ2の半田ボール2aに当接可能に構成されている。
 また、第2プランジャ30の第2接触部31は、図7(c)に示すように、半田ボール2aの一定範囲に接触して、ICパッケージ2とICソケット10を電気的に接続するようになっている。この第2接触部31は、図10に示すように、複数(ここでは8つ)の突起部35を有する形状に形成されている。
 この実施の形態では、図10に示すように、第2接触部31の半田ボール2aに接触する先端部31aにおける半田ボール2aと対向する先端面の中心31bの平面視略円形の周囲に、山形に形成された凸部38が略等間隔に複数(ここでは4つ)配置されている。また、この凸部38は内周側から外周側に向かって突出高さが高くなるようになっており、その外周側の山の先端が複数(ここでは2つ)に分かれて複数(ここでは2つ)の尖った略同形状の突起部35を形成している。
 そして、これら複数の突起部35が半田ボール2aに突き刺さるように接触することで、ICパッケージ2とICソケット10が電気的に接続されるように構成されている。
 また、このような突起部35同士の間は、第1谷状部36と第2谷状部37が交互に設けられている。この実施の形態では、略等間隔に設けられた4つの凸部38同士の間に第1谷状部36が設けられており、4つの凸部38の先端に形成された2つの突起部35同士の間に第2谷状部37が設けられている。
 また、この実施の形態の第1谷状部36と第2谷状部37は、その第1谷底部36aと第2谷底部37aが双方とも断面視略V字状に形成されている。また、直線状の2本の第1谷底部36aが第2接触部31の中心31bで交差するように形成されている。また、第2谷状部37は、第2接触部31における軸線Lと直交する面(略水平面)で第2接触部31の先端からの深さが第1谷状部36より浅い面上を中心31bから所定長さ外周側に向かった箇所から外周側まで直線状に形成されている。
 すなわち、この実施の形態における第1谷底部36aが第2接触部31の先端から深い位置、第2谷底部37aが第2接触部31の先端から浅い位置に形成されて、谷底部36a,37a同士が段差を有する構成となっている。
 また、2つの突起部35から第2接触部31の中心31bに向かう途中までは、滑らかに傾斜して下降していく第1峰状部35aが形成されている。また、第1峰状部35aの中心31b側の端部から第2接触部31の中心31bまでは、滑らかに傾斜して下降していく第2峰状部35bが形成されている。
 第1峰状部35aはそれぞれの突起部35に1つずつ計8つ形成されており、第2接触部31の中心31bに向かう途中で2つの第1峰状部35aが接続されるようになっている。また、第2峰状部35bは、2つの第1峰状部35aが接続された箇所から第2接触部31の中心31bまで形成されており、2つの突起部35に対して1つずつ計4つの第2峰状部35bが形成されており、その傾斜角度は、第1峰状部35aよりも角度が大きくなるように形成されている。
 次に、このような第2接触部31を備えた第2プランジャ30を有するコンタクトピン15の製造方法について、図8~図10を用いて説明する。
 まず、筒形状で外側の一部に拡径部42が形成された筒状部材40を形成し、所定形状のコイルスプリング50を形成する。このときの筒状部材40には、第1係止部41と嵌合部43は形成されておらず、軸線L方向に同径の筒形状が形成されているものとなっている。
 また、第1接触部21が設けられた第1突出部22を有し、第1受け部24が設けられていて第1突出部22より太い第1挿入部23を有する第1プランジャ20を形成する。
 また、第2プランジャ30に第2接触部131を形成するに際しては、所定形状の金属棒状部材(図示省略)の先端部に対して加工を行う。これにより、図10に示すような8つの突起部35を有する第2接触部31が形成される。また、金属棒状部材にフランジ状部32aを形成する加工を行う。
 それから、切削や押圧等により細径部39を形成すると共に、金属棒状部材Kを所定の長さで切断する等の加工を行い、第2プランジャ30を形成する。
 その後、筒状部材40の下方から第1プランジャ20の第1挿入部23を挿入後、筒状部材40の下端をかしめる等により、第1挿入部23より細径かつ第1突出部22より太径の第1係止部41を形成し、筒状部材40に第1プランジャ20を軸線L方向に摺動可能に保持する。
 次に、筒状部材40の上方から第2プランジャ30の第2挿入部33を挿入し、フランジ状部32aを筒状部材40の上端部44に上方から当接させる。それから、第2プランジャ30の細径部39に対応する位置の筒状部材40をかしめる等により絞り、筒状部材40に嵌合部43を形成する。これにより、フランジ状部32aと細径部39が上端部44と嵌合部43で軸線L方向に移動しないように保持された状態とし、コンタクトピン15を形成する。
 なお、第2プランジャ30を筒状部材40に軸線L方向(上下方向)の移動を規制した状態で保持する構成として、図9に示すように、第2プランジャ30に細径部39を有しておらず、代わりに第2突出部32と同径に形成された第2挿入部33との間に太径部39aを有している構成とする場合には、製造方法を次のように一部変更して行う。
 すなわち、第2プランジャ30を形成する際に、加工において、金属棒状部材にフランジ状部32a及び太径部39aを形成する。
 また、筒状部材40の上方から第2プランジャ30の第2挿入部33を挿入し、フランジ状部32aを筒状部材40の上端部44に上方から当接させた後、第2プランジャ30の太径部39aのすぐ上方に対応する位置の筒状部材40をかしめる等により絞り、筒状部材40に縮径部43aを形成する。これにより、フランジ状部32aと太径部39aが上端部44と縮径部43aで軸線L方向に移動しないように保持された状態とし、コンタクトピン15を形成する。
 次に、このような第2接触部31が形成された第2プランジャ30を有するコンタクトピン15を備えたICソケット10の作用について説明する。
 このICソケット10を使用する際には、複数のコンタクトピン15をそれぞれソケット本体14に装着し、図7(a)に示すように、第1プランジャ20の第1接触部21を下方に突出させると共に、第2プランジャ30の第2接触部31を上方に突出させた状態で配置する。そして、このICソケット10を配線基板1に位置決め固定し、図7(b)に示すように、第1プランジャ20の第1接触部21を配線基板1の電極に接触させる。このとき、筒状部材40内でコイルスプリング50が第1プランジャ20の第1挿入部23の第1受け部24により圧縮され、その結果、筒状部材40の拡径部42が上側下部貫通孔11bの上端に押し付けられた状態となる。
 その後、図4に示すように、ICパッケージ2を収容部14aに収容して、半田ボール2aを第2接触部31に接触させる。その状態で押圧治具(図示省略)等を下降させてICパッケージ2を下方に押圧すると、第2プランジャ30の第2接触部31における8つの突起部35が半田ボール2aにより押圧され、図5及び図7(c)に示すように、第2プランジャ30が下方に押し込まれる。そして、このように第1プランジャ20及び第2プランジャ30によってコイルスプリング50を圧縮することで、当該コイルスプリング50で第1プランジャ20の第1接触部21と第2プランジャ30の第2接触部31とを互いに離間する方向に付勢して配線基板1の電極とICパッケージ2の半田ボール2aに適切な接圧を持って接触させて電気的に接続させた状態で、ICパッケージ2のバーンイン試験等の導通試験を実施する。
 このように、半田ボール2aに対して第2接触部31の複数の凸部38に形成された複数の突起部35を突き刺すように当接させて、ICパッケージ2とコンタクトピン15との電気的な接続を行うようになっていることで、第2接触部31が半田ボール2aに深く突き刺さることなく、半田ボール2aに大きな傷を付ける不具合を防止することができる。また、突起部35が深く突き刺さらないため、コンタクトピン15が壊れ難くなり、コンタクトピン15の耐久性を向上させることができる。
 また、この実施の形態のコンタクトピン15によれば、半田ボール2aに当接する突起部35が8つ設けられていることで、従来のような4つの突起部を有するコンタクトピンよりも、半田ボール2aを安定した状態で接触させることができる。
[発明の実施の形態2]
 図13には、この発明の実施の形態2を示す。なお、この発明の実施の形態は、以下に説明する事項以外については前記した実施の形態1と同様であるので、前記した実施の形態1と異なる事項以外は同じ符号を付して説明を省略する。
 この実施の形態は、前記した実施の形態1におけるコンタクトピン15の第2プランジャ30の第2接触部31を、図13に示すような先端形状の異なる第2接触部131に変更したものである。以下、この実施の形態における第2接触部131について説明する。
 この実施の形態の第2接触部131は、図13に示すように、前記した実施の形態1と同様の複数(ここでは8つ)の突起部135を有する形状に形成されているが、その形状が異なっている。
 この実施の形態では、図13に示すように、1つの凸部138の山の先端に形成された2つの突起部135の山の高さが異なるようになっており、一方の突起部135cが他方の突起部135dより山の高さが高くなるように構成されている。
 次に、このような第2接触部131が形成された第2プランジャ30を有するコンタクトピン15を備えたICソケット10の作用について説明する。なお、前記した実施の形態1と同様の記載は、説明を省略する。
 この実施の形態のコンタクトピン15によれば、1つの凸部138の先端部131aに形成された2つの突起部135c,135dの高さがそれぞれ異なるようにされているため、始めは高さの高い方の突起部135cが半田ボール2aに接触し、その高さの高い方の突起部135cが摩耗してきたときには、高さの低い方の突起部135dが半田ボール2aに接触して、電気的な接続を持続させることができ、長期の接触安定性を確保することができる。
 なお、前記した実施の形態1,2では、第2接触部31,131において突起部35,135が8つ設けられていたが、本発明はこれに限るものではなく、半田ボールを安定的に支持することができれば、突起部が8つでなくても良く、7つ以下や9つ以上であっても良い。
 また、前記した実施の形態1,2では、第2接触部31,131において凸部38,138が等間隔に4つ設けられていたが、本発明はこれに限るものではなく、半田ボールを安定的に支持することができれば、凸部が等間隔に設けられていなくても良く、また、その数も4つではなく、3つや5つ以上であっても良い。
 さらに、1つの凸部に対して突起部が2つでなく3つ以上形成されるようになっていても良い。
 またさらに、突起部、凸部、谷状部等の形状は、前記した実施の形態1,2のものに限らず、他の形状に形成されていても良い。
 また、前記した実施の形態1,2では、第1谷状部36と第2谷状部37は、その第1谷底部36aと第2谷底部37aが断面視略V字状に形成されていたが、これに限るものではなく、例えば、第1谷底部と第2谷底部の少なくとも一方が平面状の帯状に形成されていても良い。
 このように谷状部の谷底部が平面状の帯状に形成されていると、半田ボールと接触して半田ボールから剥がれ落ちたクズが谷状部の谷底部に落ちても取り出し易いため、当該クズが谷底部に詰まってしまって取り出し難くなる不具合を防止することができる。
 また、凸部同士の間の第1谷状部の外周側や、突起部同士の間の第2谷状部の外周側に、これらを塞ぐ所定高さの外壁部が設けられていても良い。この外壁部は、第2接触部と一体に形成されていても良いし、第2接触部とは別体が第2接触部の外周側から係止されるようになっていても良い。なお、外壁部の高さは、突起部が突出してその作用を発揮できる程度の高さに形成されていれば良い。
 このように谷状部に外壁部を有していると、半田ボールと接触して半田ボールから剥がれ落ちたクズが谷底部を通ってコンタクトピンから落ちて外部に漏れて、ICソケットや配線基板等に飛散して悪影響を与える不具合を防止することができる。
 なお、本発明の「電気接触子」は、前記した実施の形態1,2のような構造のコンタクトピンに限るものではなく、他の構造のものにも適用できる。また、前記した実施の形態1,2では、本発明の「電気部品用ソケット」をカバー等がなく上面が開放されたタイプのICソケットに適用したが、これに限るものではなく、カバー等を有するICソケットや、ICソケット以外の他の装置にも適用できる。
 1  配線基板
 2  ICパッケージ(電気部品)
 2a 半田ボール(端子)
 10 ICソケット(電気部品用ソケット)
 14 ソケット本体
 15 コンタクトピン(電気接触子)
 20 第1プランジャ
 21 第1接触部
 30 第2プランジャ
 31,131 第2接触部(接触部)
 31a,131a 先端部
 31b 中心
 35,135,135c,135d 突起部
 36 第1谷状部
 37 第2谷状部
 38,138 凸部
 40 筒状部材
 50 コイルスプリング

Claims (4)

  1.  電気部品の端子に接触する接触部を有し、
     該接触部は、その先端部における中心の周囲に複数の凸部が設けられており、
     該凸部は、その山の先端に複数の突起部が形成されており、
     該複数の突起部が前記端子に接触することで、前記電気部品と電気的に接続されるように構成されていることを特徴とする電気接触子。
  2.  複数の前記凸部同士の間にそれぞれ第1谷状部を有しており、
     前記凸部の山の先端に2つの前記突起部が形成されており、
     該突起部同士の間に前記第1谷状部より深さの浅い第2谷状部を有していることを特徴とする請求項1に記載の電気接触子。
  3.  1つの前記凸部の山の先端に形成された2つの前記突起部は、その山の高さがそれぞれ異なるように形成されていることを特徴とする請求項2に記載の電気接触子。
  4.  配線基板上に配置され、電気部品が収容される収容部を有するソケット本体と、
     該ソケット本体に配設されて前記電気部品に設けられた端子に接触する請求項1乃至3の何れか1つに記載の電気接触子とを有することを特徴とする電気部品用ソケット。
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