JP6192530B2 - 電気部品用ソケット - Google Patents

Description

この発明は、半導体装置（以下「ＩＣパッケージ」という）等の電気部品を収容する電気部品用ソケットに関するものである。

従来から、この種の電気部品用ソケットとしては、特許文献１及び２に記載されたようなものがある。このような電気部品用ソケットは、例えば、ＩＣパッケージに対してバーンイン試験等の導通試験を行う試験装置に用いられる。

特許文献１の電気部品用ソケットでは、フローティングプレートの周縁部が、スプリングによって、上方に付勢されている。また、このフローティングプレートの収容面には、コンタクトピンが挿通された多数の挿通孔が設けられている。この収容面にＩＣパッケージを収容したとき、これらの挿通孔には、ＩＣパッケージの端子である半田ボールが挿入される。そして、このＩＣパッケージの上面中央部を押圧部材（特許文献１では、カバー部材のプッシャー）で下方向に押圧すると、スプリングの付勢力に逆らってフローティングプレートが下降し、半田ボールがコンタクトピンに押し付けられる。これにより、半田ボールとコンタクトピンとを、適切な接圧で接触させることができる。

特許文献２の電気部品用ソケットでは、同文献の図４等に示されたように、フローティングプレートの収容面に、ボールガイドが形成されている。このボールガイドには、ＩＣパッケージの端子である半田ボールが、挿入される。また、このボールガイドの底部には、コンタクトピンを挿通するための挿通孔が設けられている。そして、フローティングプレートが下降した時に、コンタクトピンが半田ボールを持ち上げることにより、ＩＣパッケージが押圧部材に押し当てられる。

特開２０１０−１５３２０１号公報 特開２００７−３１７３６５号公報

上述のように、特許文献１の電気部品用ソケットは、フローティングプレートの周縁部をスプリングで上方に付勢すると共に、中央部分を押圧部材で下方に押圧した状態で、ＩＣパッケージを収容する。このため、この電気部品用ソケットを高温下で長時間にわたって収容する場合（例えばバーンイン試験を行う場合等）に、このフローティングプレートに反りが発生してしまうおそれがある。フローティングプレートに反りが発生すると、使用後にＩＣパッケージを取り出し難くなったり、フローティングプレートを上昇させたときに、コンタクトピンの上端が挿通孔上端付近まで達して、次回の使用時に、その挿入孔に半田ボールを挿入できなくなったりする可能性がある。

一方、特許文献２の電気部品用ソケットでは、ＩＣパッケージを下方向に押圧する必要がないので、フローティングプレートに押圧力が加えられず、従って、このフローティングプレートには反りが発生しない。しかしながら、特許文献２の電気部品用ソケットにあっては、ＩＣパッケージがコンタクトピンによって持ち上げられてから押圧部材に押し当てられるまでの間、このＩＣパッケージの半田ボールがコンタクトピンの先端部に乗っているだけであり、自重で保持されているに過ぎない。このため、ＩＣパッケージの上昇を開始してから押圧部材に押し当てられるまでの間に、このＩＣパッケージの位置がずれるおそれがあった。

そこで、この発明は、電気部品の収容時に位置ずれが発生するおそれが無く、且つ、電気部品の収容中にフローティングプレートが反ってしまうおそれが無い電気部品用ソケットを提供することを課題としている。

かかる課題を解決するために、請求項１の発明は、電極が設けられた配線基板上に配設されて、端子が設けられた電気部品を収容し、該配線基板の該電極と該電気部品の該端子とを電気的に接続する電気部品用ソケットであって、前記配線基板の前記電極に下側接触部が接触し、且つ、前記電気部品の前記端子に上側接触部が接触する、複数のコンタクトピンと、前記配線基板上に設置されて、前記複数のコンタクトピンの前記下側接触部が挿通される複数の下側挿通孔を有するソケット本体と、該ソケット本体の上方に上下動可能に設けられて、前記電気部品が上面に収容され、前記コンタクトピンの前記上側接触部が挿通される複数の上側挿通孔を有するフローティングプレートと、前記電気部品を押圧することにより前記フローティングプレートを下降させるときに、該下降に対する負荷を発生させる負荷発生機構と、を備え、前記負荷発生機構は、前記フローティングプレートが最下降位置まで下降して停止した状態のときに、該フローティングプレートを押圧しないように構成されたことを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１に記載の構成に加え、前記負荷発生機構が、前記フローティングプレートに設けられ、第１の傾斜面及び第１の垂直面を有する垂直移動部と、前記ソケット本体に設けられ、前記フローティングプレートが最上昇位置から所定位置まで下降するときに前記第１の傾斜面に当接して摺動する第２の傾斜面と、該フローティングプレートが前記所定位置から最下降位置まで下降するときに前記第１の垂直面に当接する第２の垂直面とを有する水平移動部と、該水平移動部を付勢して前記垂直移動部に押し当てる付勢部材とを備えることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、負荷発生機構がフローティングプレートの下降に対する負荷を発生させるので、電気部品をフローティングプレートに押しつけた状態で、このフローティングプレートを最上昇位置から最下降位置まで下降させることができ、従って、この電気部品の収容時に、位置ずれの発生を防止できる。

更に、請求項１の発明によれば、フローティングプレートが最下降位置まで下降した状態で停止しているときに、負荷発生機構がフローティングプレートを押圧しないので、高温下で長時間にわたって電気部品を収容する際に、フローティングプレートの反りの発生を防止できる。

また、請求項２の発明によれば、簡単な構成の負荷発生機構により、フローティングプレートが最上昇位置から所定位置まで下降する間は、付勢部材の付勢力によって、該下降に対する負荷としての押圧力を発生させる一方で、該所定位置よりも下降した状態では、該付勢力によってフローティングプレートが押圧されないようにできる。

この発明の実施の形態１に係るＩＣソケットの構成を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿う部分断面図である。 同実施の形態１に係るＩＣソケットの構成を示す図であり、図１（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う部分断面図である。 同実施の形態１に係るＩＣソケットの構成を示す図であり、（ａ）は図２の部分拡大図、（ｂ）は挿通孔を示す部分平面図である。 同実施の形態１に係るＩＣソケットの作用を示す図であり、（ａ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図、（ｂ）は（ａ）の部分拡大図である。 同実施の形態１に係るＩＣソケットの作用を示す図であり、（ａ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図、（ｂ）は（ａ）の部分拡大図である。 同実施の形態１に係るＩＣソケットの作用を示す図であり、（ａ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図、（ｂ）は（ａ）の部分拡大図である。 同実施の形態１に係るＩＣソケットの作用を示す図であり、（ａ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図、（ｂ）は（ａ）の部分拡大図である。

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］
この実施形態において、「電気部品用ソケット」としてのＩＣソケット１２は、配線基板１０上に配設されて、「電気部品」としてのＩＣパッケージ１１を収容する。そして、このＩＣソケット１２を介して、配線基板１０の電極１０ａとＩＣパッケージ１１の「端子」としての半田ボール１１ａとを電気的に接続する。

このＩＣソケット１２は、複数のコンタクトピン１３と、ソケット本体１４と、フローティングプレート１５と、負荷発生機構１６とを備えている。

このコンタクトピン１３は、図２及び図３に示すように、下側接触部１３ａと、上側接触部１３ｂと、これら接触部１３ａ、１３ｂの間に形成された湾曲部１３ｃと、下側接触部１３ａの上端付近に形成されて横方向に突出する係合部１３ｄと、上側接触部１３ｂの下端付近に形成されて横方向に突出する係合部１３ｅとを有する。そして、下側接触部１３ａが配線基板１０の電極１０ａに接触すると共に、上側接触部１３ｂがＩＣパッケージ１１の半田ボール１１ａに接触する。湾曲部１３ｃは、下側接触部１３ａ及び上側接触部１３ｂを付勢して、配線基板１０の電極１０ａ及びＩＣパッケージ１１の半田ボール１１ａに適当な接圧で接触させるように形成されている。係合部１３ｄは、下側接触部１３ａの、ソケット本体１４の下側挿通孔１４ａ（後述）からの突出量を規制する。また、係合部１３ｅは、フローティングプレート１５に設けられた上側挿通孔１５ａの下側開口の外縁部１５ｃに係合して、このフローティングプレート１５を上昇させるために使用される（後述）。

ソケット本体１４は、複数の下側挿通孔１４ａを有している。これらの下側挿通孔１４ａには、コンタクトピン１２の下側接触部１２ａが挿通される。

フローティングプレート１５は、ソケット本体１４の上方に配設される。このフローティングプレート１５は、図示しない機構により、上下動可能にソケット本体１４に保持されている。

また、このフローティングプレート１５には、複数の上側挿通孔１５ａが形成される。これらの上側挿通孔１５ａは、水平断面が略矩形に形成されると共に、上側の開口にはＩＣパッケージ１１の半田ボール１１ａを受けるための、球面状の窪み１５ｂを備えている。

負荷発生機構１６は、ＩＣパッケージ１１を押し下げることによってフローティングプレート１５を下降させるときに、この下降に対する負荷を発生させる。このために、この負荷発生機構１６は、垂直移動部１７と、水平移動部１８と、付勢部材１９とを備えている。

この垂直移動部１７は、フローティングプレート１５の周縁部の下面から下方に突出形成されており、このフローティングプレート１５の上下動に伴って垂直移動する。この垂直移動部１７は、「第１の傾斜面」としての傾斜面１７ａと、「第１の垂直面」としての垂直面１７ｂとを有している。

水平移動部１８は、ソケット本体１４に設けられている。この水平移動部１８は、図示しない機構により、水平移動が可能である。また、この水平移動部１８は、「第２の傾斜面」としての傾斜面１８ａと、「第２の垂直面」としての垂直面１８ｂとを有している。そして、この水平移動部１８は、付勢部材１９によって、垂直移動部１７側に押圧されている。これにより、フローティングプレート１５が最上昇位置から所定位置まで下降する間、傾斜面１８ａが、垂直移動部１７の傾斜面１７ａに当接して摺動する。また、フローティングプレート１５がこの所定位置から最下降位置まで下降する間は、垂直面１８ｂが、垂直移動部１７の垂直面１７ｂに当接する（詳細については後述する）。

付勢部材１９は、上述のように、水平移動部１８を、垂直移動部１７に押し付ける。付勢部材１９としては、例えばコイルばねを使用することができる。

次に、かかるＩＣソケット１２の使用方法について説明する。

ＩＣソケット１２にＩＣパッケージ１１が収容されていないとき、負荷発生機構１６では、付勢部材１９が、水平移動部１８を介して、垂直移動部１７を付勢している。このとき、図２に示すように、水平移動部１８と垂直移動部１７とは、傾斜面１８ａ、１７ａで接しており、従って、垂直移動部１７が受ける付勢力は、垂直成分を有する。この垂直成分により、フローティングプレート１５は、最上昇位置に維持されている。

ＩＣソケット１２にＩＣパッケージ１１を収容する際には、まず、図４（ａ）に示すように、フローティングプレート１５の上面にＩＣパッケージ１１を収容する。このとき、図４（ｂ）に示すように、ＩＣパッケージ１１の各半田ボール１１ａは、フローティングプレート１５の上側貫通孔１５ａに設けられた窪み１５ｂに挿入される。これにより、ＩＣパッケージ１１が、位置決めされる。

続いて、ＩＣパッケージ１１に押圧部材２０を押し付けて、このＩＣパッケージ１１の下降を開始する。この押圧部材２０は、ＩＣパッケージ１１を搬送する自動機に設けられていてもよいし、ＩＣソケット１２に設けられていてもよい。

ＩＣパッケージ１１が下降を開始すると、その押圧力により、このＩＣパッケージ１１の各半田ボール１１ａが、フローティングプレート１５の窪み１５ｂを下側に押圧する。これにより、フローティングプレート１５の下降が開始されて、負荷発生機構１６の垂直移動部１７の傾斜面１７ａが、水平移動部１８の傾斜面１８ａを押圧する。この押圧力の水平成分により、水平移動部１８は、付勢部材１９の付勢力に打ち勝って、図４（ａ）の右方向（符号Ｃ参照）への移動を開始する。

このとき、付勢部材１９の付勢力により、ＩＣパッケージ１１の半田ボール１１ａは、フローティングプレート１５の窪み１５ｂから十分に大きい負荷を受ける。これにより、ＩＣパッケージ１１の半田ボール１１ａが窪み１５ｂに挿入された状態を維持できるので、ＩＣパッケージ１１の位置ずれを防止することができる。

このフローティングプレート１５が所定位置まで下降すると、図５（ａ）に示したように、垂直移動部１７の傾斜面１７ａと水平移動部１８の傾斜面１８ａとが離間し、これら垂直移動部１７及び水平移動部１８は垂直面１７ｂ、１８ｂで接するようになる。その結果、垂直移動部１７が付勢部材１９から受ける付勢力は、水平成分のみとなり、垂直成分が発生しなくなる。すなわち、負荷発生機構１６は、フローティングプレート１５を上方向に押圧しなくなる。このとき、負荷発生機構１６で発生する負荷は、垂直移動部１７の垂直面１７ａと水平移動部１８の垂直面１８ａとの接触面に発生する、垂直方向の弱い摩擦力のみである。

このときも、ＩＣパッケージ１１の半田ボール１１ａがフローティングプレート１５の窪み１５ｂに挿入されているので、ＩＣパッケージ１１の位置ずれを防止することができる（図５（ｂ）参照）。

その後、フローティングプレート１５は、最下降位置まで下降して停止する。これにより、垂直移動部１７の垂直面１７ａと水平移動部１８の垂直面１８ａとの接触面の摩擦力が、発生しなくなる。これにより、負荷発生機構１６は、フローティングプレート１５に対する負荷を、発生しなくなる。

以上により、ＩＣパッケージ１１をＩＣソケット１２へ収容する作業が、終了する。

そして、この状態で、ＩＣパッケージに対して、バーンイン試験等が実施される。

このとき、コンタクトピン１３の湾曲部１３ｃは、十分に大きく撓んでいるので（図５（ａ）及び（ｂ）参照）、その付勢力により、ＩＣパッケージ１１の半田ボール１１ａとコンタクトピン１３の上側接触部１３ｂとは、湾曲部１３ｃの付勢力によって所定の接圧で圧接されている。同様に、この付勢力により、配線基板１０の電極１０ａとコンタクトピン１３の下側接触部１３ａも、所定の接圧で圧接されている。従って、ＩＣパッケージ１１とコンタクトピン１３との電気抵抗を十分に低減させて、信頼性の高いバーンイン試験等を行うことができる。

また、この際、垂直移動部１７が付勢部材１９から受ける付勢力は、水平成分のみであり、垂直成分を発生させない。従って、フローティングプレート１５は、負荷発生機構１６によって押圧されていない。更には、コンタクトピン１３の湾曲部１３ｃによる付勢力は、直接、ＩＣパッケージ１１の半田ボール１１ａに伝わるので、フローティングプレート１５に対する押圧力とはならない。従って、バーンイン試験等により、ＩＣソケット１２が高温に長時間曝されても、フローティングプレート１５の反りは発生し難い。

バーンイン試験等が終了すると、押圧部材２０を上昇させる。すると、コンタクトピン１３の湾曲部１３ｃは、ＩＣパッケージ１１が収容されていないときの状態（すなわち、撓みの無い状態）に復帰しようとする。その結果、図６（ａ）及び（ｂ）に示したように、このコンタクトピン１３の係合部１３ｄが、フローティングプレート１５に形成された上側挿通孔１５ａの下側開口の外縁部１５ｃに係合して、このフローティングプレート１５を上昇させる。

フローティングプレート１５が所定位置まで上昇すると、図７（ａ）及び（ｂ）に示したように、垂直移動部１７の垂直面１７ｂと水平移動部１８の垂直面１８ｂとが離間して、これらの垂直移動部１７及び水平移動部１８が傾斜面１７ａ、１８ａで接するようになる。その結果、垂直移動部１７が付勢部材１９から受ける付勢力が、垂直成分を有するようになって、この垂直移動部１７を上方向に押圧する。

この押圧力により、フローティングプレート１５は、更に上昇する。これにより、コンタクトピン１３の係合部１３ｄは、フローティングプレート１５に形成された上側挿通孔１５ａの下側開口の外縁部１５ｃから離間して、図４に示した状態に戻る。

以上説明したように、この実施の形態１によれば、負荷発生機構１６がフローティングプレート１５の下降に対する負荷を発生させるので、押圧部材２０がフローティングプレート１５の窪み１５ｂにＩＣパッケージ１１の半田ボール１１ａを押しつけた状態で、このフローティングプレート１５を最上昇位置から最下降位置まで下降させることができ、これにより、このＩＣパッケージ１１の収容時に位置ずれが発生することを防止できる。

更に、この実施の形態１によれば、フローティングプレート１５が最下降位置まで下降した状態で停止しているときに、このフローティングプレート１５を押圧しないので、例えばバーンイン試験時等、高温下で長時間にわたってＩＣパッケージ１１を収容する時でも、フローティングプレート１５の反りの発生を防止できる。

また、この実施の形態１によれば、簡単な構成の負荷発生機構１６により、フローティングプレート１５が最上昇位置から所定位置まで下降する間は、付勢部材１６の付勢力によって、該下降に対する負荷としての押圧力を発生させる一方で、該所定位置よりも下降した状態では、該付勢力によってフローティングプレート１５が押圧されないようにできる。

なお、この実施の形態１では、垂直移動部１７をフローティングプレート１５に固設すると共に、移動自在の水平移動部１８と付勢部材１９とををソケット本体１４に配設したが、この発明の負荷発生機構としては、フローティングプレート１５が最下降位置で停止しているときに押圧されない構造であれば、どのような構造であっても採用できる。例えば、ソケット本体１４に、垂直移動部１７に対応する突起部を固設すると共に、フローティングプレート１５の下面に、水平移動部１８に対応する移動自在な突起部や付勢部材を設けることとしてもよい。

また、この実施の形態１では、電気部品用ソケットとしてのＩＣソケット１２にこの発明を適用したが、これに限らず、他のものにも適用できる。

１０ 配線基板
１０ａ 電極
１１ ＩＣパッケージ（電気部品）
１１ａ 半田ボール（端子）
１２ ＩＣソケット（電気部品用ソケット）
１３ コンタクトピン
１３ａ 下側接触部
１３ｂ 上側接触部
１３ｃ 湾曲部
１３ｄ、１５ｅ 係合部
１４ ソケット本体
１４ａ 下側挿通孔
１５ フローティングプレート
１５ａ 上側挿通孔
１５ｂ 窪み
１５ｃ 下側開口の外縁部
１６ 負荷発生機構
１７ 垂直移動部
１７ａ 傾斜面（第１の傾斜面）
１７ｂ 垂直面（第１の垂直面）
１８ 水平移動部
１８ａ 傾斜面（第２の傾斜面）
１８ｂ 垂直面（第２の垂直面）
１９ 付勢部材

Claims (2)

1. 電極が設けられた配線基板上に配設されて、端子が設けられた電気部品を収容し、該配線基板の該電極と該電気部品の該端子とを電気的に接続する電気部品用ソケットであって、
   前記配線基板の前記電極に下側接触部が接触し、且つ、前記電気部品の前記端子に上側接触部が接触する、複数のコンタクトピンと、
   前記配線基板上に設置されて、前記複数のコンタクトピンの前記下側接触部が挿通される複数の下側挿通孔を有するソケット本体と、
   該ソケット本体の上方に上下動可能に設けられて、前記電気部品が上面に収容され、前記コンタクトピンの前記上側接触部が挿通される複数の上側挿通孔を有するフローティングプレートと、
   前記電気部品を押圧することにより前記フローティングプレートを下降させるときに、該下降に対する負荷を発生させる負荷発生機構と、
   を備え、
   前記負荷発生機構は、前記フローティングプレートが最下降位置まで下降して停止した状態のときに、該フローティングプレートを押圧しないように構成されたことを特徴とする電気部品用ソケット。
2. 前記負荷発生機構は、
   前記フローティングプレートに設けられ、第１の傾斜面及び第１の垂直面を有する垂直移動部と、
   前記ソケット本体に設けられ、前記フローティングプレートが最上昇位置から所定位置まで下降するときに前記第１の傾斜面に当接して摺動する第２の傾斜面と、該フローティングプレートが前記所定位置から最下降位置まで下降するときに前記第１の垂直面に当接する第２の垂直面とを有する水平移動部と、
   該水平移動部を付勢して前記垂直移動部に押し当てる付勢部材と、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の電気部品用ソケット。

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