JP2008311073A - 電子部品用ソケット - Google Patents

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泰志 岡本
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Abstract

【課題】 高温環境下において、繰り返し使用しても電子部品とコンタクトとの安定した接続状態を確保することが可能な電子部品用ソケットを提供すること。
【解決手段】 電子部品1を押圧する可動レバー13の上端にはストッパ13cが設けられており、電子部品1がソケット内の装填領域30Aに装填される前の初期状態では、ストッパ13cが可動レバー13を支持する両壁部12,12の上縁部である斜面12cに支持される。このため、初期状態において可動レバー13の押圧部13bがソケット内で他の部材に当たることがなく、ソケットをバーンイン試験などの高温環境下で使用しても、可動レバー13の変形を防止することができ、電子部品1を適正な押圧力で保持することが可能となる。このため、電子部品1を装填したときに、電子部品1の接触子とコンタクト基板30上の弾性接点34Aとの安定した接続を確保することが可能となる。
【選択図】図9

Description

本発明は、バーンインボードに搭載される電子部品用ソケットに係わり、特に高温環境下においても容易に変形することのない電子部品用ソケットに関する。
従来より、半導体の熱サイクル試験を行うバーンイン装置には、試験対象である半導体を保持する複数のソケットがバーンインボード上に搭載されている。このソケットの左右には、一対の回動ラッチレバーが設けられており、枠フレームの中央開口にICが装着されると、一対の回動ラッチレバーがバネ手段の弾力にしたがって回動してICの上面を押圧する。このとき、ICの下面に設けられたIC端子と、枠フレームの中央開口内に対向配置されているコンタクトとを個別に接触させることが可能となっている。
このような電子部品用ソケットにおいて、一対の回動ラッチレバーが、枠フレームの昇降動作に連動して、ICを抑え込むことが可能な保持領域とICの挿脱を許容する退避領域との間で移動するものが開示されている。
特許第3103760号公報
しかしながら、バーンイン試験は高温環境下で行われるところ、上記特許文献1に記載のソケットをバーンイン試験にそのまま用いると、回動ラッチレバーの先端や移動板に変形が生じ、ICを適切に保持することが困難になるという問題がある。
すなわち、特許文献1では、初期状態のときに、回動ラッチレバーが必要以上に回動すると、回動ラッチレバーの先端が移動板に当接して変形を生じさせてしまうため、これを避ける必要がある。この点、特許文献1のソケットでは、回動ラッチレバーの外面の形状を円形部とこれに連続する直線部を採用し、移動板に接する外面が前記円形部から前記直線部に至ったときに、前記直線部が移動板を押えることで、回動ラッチレバーが必要以上に回動することを防止する構造となっている。
しかし、バーンイン試験は高温環境下で行われるため、ソケットを繰り返し使用すると、回動ラッチレバーの外面の形状や移動板に変形が生じやすく、上記のような構成では回動ラッチレバーの回動を確実に停止させることができず、回動ラッチレバーの先端が移動板に当接して変形させてしまうことがある。
特に、特許文献1に記載の発明では、一対の回動ラッチレバーの先端である押え部が、ICの上面を強く押圧することでICを保持する構成である。このため、前記押え部に変形が生じると、ICの端子と枠フレーム側のコンタクトとの間に適正な加圧力を与えることができず、結果として個々の端子間に接触不良を発生させるとう問題がある。
本発明は上記従来の課題を解決するためのものであり、バーンイン試験などの高温環境下において、繰り返し使用しても電子部品とコンタクトとの安定した接続状態を確保することを可能とした電子部品用ソケットを提供することを目的としている。
本発明は、一対の壁部の間に電子部品が装填される装填領域が設けられたステージと、前記ステージに対して昇降自在に設けられたフレームと、前記電子部品を保持する第1の位置と前記電子部品の出し入れを許容する第2の位置との間で移動自在に設けられ且つ前記第1の位置に至ったときに前記電子部品を押圧して保持する可動レバーと、前記可動レバーを前記第2の位置から前記第1の位置に向かって回動せしめる付勢力を与える第1の付勢部材と、を有し、
前記可動レバーには回動を規制するストッパが設けられており、前記電子部品が前記装填領域に装填される前の初期状態においては、前記可動レバーは前記第1の位置にあって且つ前記ストッパが前記壁部の上縁部で支持されることを特徴とするものである。
本発明では、前記可動レバーに設けたストッパが前記壁部の上縁部に当接し、この上縁部で支持される構成としたため、可動レバーが必要以上に回動してしまうのを確実に規制することができるため、初期状態において可動レバーがソケット内で他の部材に当たることがない。このため、本願のソケットをバーンイン試験などの高温環境下で使用しても、可動レバーの変形を防止することができる。
上記において、前記可動レバーには、レバー本体から延びる支持片を有しており、前記ストッパが前記支持片に設けられているものが好ましい。
上記手段では、可動レバーのレバー本体を直接規制しなくとも、支持片を規制するだけで可動レバーの移動を規制することができる。
また前記一対の壁部の上縁部に斜面が形成されており、前記可動レバーが移動するときには前記支持片が前記斜面上を摺動するものが好ましい。
上記手段では、可動レバーの移動中も可動レバーの姿勢を制御することができるため、可動レバーが不用意に他の部材に当接することを防止することができる。
また前記一対の壁部の間には、第1の軸を中心に回動するリンク部材が設けられており、前記可動レバーは前記リンク部材上の前記第1の軸とは異なる第2の軸を中心に回動自在に支持されるものが好ましい。
上記手段では、リンク部材が第1の軸を中心として回動することにより回動レバーを装填位置から退避位置に退出させることができ、且つ退避位置から装填領域に進出させることができる。また第2の軸を中心として回動レバーが回動することにより、装填領域に装填されている電子部品をほぼ真上から押圧保持することが可能となる。
上記においては、前記第2の軸には、前記レバー本体の先端を基端側の前記第2の軸よりも前記装填領域側に回動させる第2の付勢部材が設けられているものが好ましい。
上記手段では、前記レバー本体の先端を装填領域に突き出すことができるため、保持状態において電子部品の上面を確実に押圧することが可能となる。
さらに上記においては、前記一対の壁部の間に電子部品の両端を保持する一対の可動レバーが設けられているものが好ましい。
上記手段では、電子部品を両側から確実に保持することができるため、適正な押圧力を付与することができる。
本発明の電子部品用ソケットでは、電子部品が装填されていない状態のときには、可動レバーが必要以上に回動されてしまうことがなく、可動レバーと他の部材との不要な当接を回避することができる。このため、ソケットをバーンイン試験など高温環境下で使用しても、可動レバーが変形することがなく、繰り返し使用しても電子部品を確実に保持することができる。
図1は本発明に係る電子部品用ソケットを示す分解斜視図、図2はソケットを構成するステージを示す斜視図、図3は電子部品の出し入れが可能な退避状態を示す電子部品用ソケットの断面斜視図、図4は電子部品を保持した状態を示す電子部品用ソケットの断面斜視図、図5は可動レバーを側面から示す部分的な断面図、図6はコンタクト基板を示す平面図、図7は弾性接点としてのスパイラル接触子を示す拡大断面図、図8はガイド片を拡大して示す斜視図である。なお、図3ないし図5ではコンタクト基板を省略して示している。また図5では一対の可動レバーのうち一方のみを示し他方の可動レバーを省略しているが、他方の可動レバーも同様の構成である。
本発明の電子部品用ソケット(以下、単に「ソケット」と称する)は、特にバーンイン試験など高温環境下で使用した場合にも電極間の接触不良が起きにくくできる点で好適である。
図1に示すように、ソケットは、ステージ10と略方形枠型のフレーム20とを有している。ソケットを構成する各部材は、高温環境下においても容易に変形することのない材料、例えば金属材料やセラミックなどで形成されている。
図2に示すように、ステージ10はほぼ正方形で形成されており、その中央には方形状の開口部11aを有している。開口部11aの四つのコーナーには、開口部11aの各辺よりも内方に突出する位置決め隅部11bが形成されている。電子部品1は前記開口部11a内に装填され、4つの位置決め隅部11bによって水平方向についての粗い位置決めが行われる(図3参照)。
開口部11aのX方向の両縁部で、且つ開口部11aを挟んで対向する位置には一対の壁部12,12が互いに平行な状態で設けられている。壁部12の中央には支持壁部12Aが設けられ、その両端には案内壁部12B,12Bが連続して形成されている。さらに案内壁部12B,12Bの外側にはカム壁部12C,12Cが形成されている。支持壁部12A、案内壁部12B,12Bおよびカム壁部12C,12Cは一体で形成されている。
支持壁部12Aの上面は平坦面12aが形成されており、カム壁部12C,12Cの上縁部には、中央の開口部11a側を坂下側、外側を坂上側とする斜面12c,12cがそれぞれ形成されている。互いに対向する案内壁部12Bの内側の面はそれぞれ平滑面で形成されるとともに、上端が下端に比較して外側に広がる案内斜面12B1で形成されている。個々の案内斜面12B1の下端は、開口部11aの四つのコーナーに設けられた前記位置決め隅部11bにそれぞれ連続している。
図1、図3および図4などに示すように、壁部12と壁部12との間には、Y方向において対峙する一対の可動レバー13,13が設けられている。可動レバー13は垂直方向(Z方向)に延びるレバー本体13Aを有している。レバー本体13Aの上端には貫通孔13aが設けられ、下端側の端面は押圧部13bとなっている。前記押圧部13bの端面(可動レバー13の先端の端面)は平坦面で形成されている。なお、後述するように、前記貫通孔13aには回動軸(第2の軸)14が挿通される。
また可動レバー13には、レバー本体13Aに対して垂直に延びる支持片13Bが一体に形成されており、この支持片13BのY方向の先端には、両側方向(X1およびX2方向)に突出するストッパ13c,13cが一体に形成されている。なお、回動軸14とストッパ13cとは互いに平行な関係にある。
また互いに対向配置されたカム壁部12Cとカム壁部12Cとの間にはリンク部材15,15が設けられている。前記リンク部材15は側方からみた形状が共に同じ略L字形状をした一対の側板15A,15Aを有している。一方の側板15Aと他方の側板15Aとの間は連結板15Bで連結されている。一対の側板15A,15Aの高さ方向の上端には貫通孔15a,15aが形成され、高さ(Z)方向の下端には穴15b,15bがそれぞれ形成されている。また一対の側板15A,15AのY方向の先端にも長穴15c,15cがそれぞれ形成されている。このような、リンク部材15は一枚の金属板に対し、打抜き加工およびプレス加工を施すことにより形成されている。
前記可動レバー13では、レバー本体13AのX方向の一方(X1側)の側面に前記一方の側板15Aが対向配置され、他方(X2側)の側面に他方の側板15Aが対向配置される。つまり、レバー本体13Aは平行な側板15Aと側板15Aとの間に設けられている。
可動レバー13に設けられた貫通孔13aの両端に、リンク部材15に形成された貫通孔15a,15aがそれぞれ重ね合わせられ、回動軸14が一方の貫通孔15a、貫通孔13aおよび他方の貫通孔15aに挿通される。すなわち、可動レバー13は、回動軸14を介してリンク部材15の上端側に回動自在に支持されている。
図2などに示すように、カム壁部12C,12Cの下部には内方に突出する凸部(第1の軸)12d,12dが形成されている。そして、この凸部12d,12dが、リンク部材15に形成された前記穴15b,15bに嵌合している。このため、リンク部材15は穴15b,15bおよび凸部12d,12dを介してカム壁部12C,12Cに回動自在に支持されている。すなわち、リンク部材15は、凸部12d,12dを第1の軸としてβ1およびβ2方向に回動可能な状態にある(図5参照)。この状態では、ストッパ13c,13cがカム壁部12C,12Cの上縁部と対向する。
図5に示すように、側板15A,15Aに設けられた長穴15c,15cには軸状の連結軸17がそれぞれ挿通されている。ソケット内には図示しない第1の付勢部材が設けられており、第1の付勢部材は常に連結軸17を持ち上げる図示上方(Z1方向)に付勢している。このため、リンク部材15には、常に凸部12d,12dを軸としてβ1方向へ回動させる力が作用している。なお、連結軸17は長穴15c,15cを移動できるようになっている。連結軸17が上方に移動し、リンク部材15がβ1に回動させられた状態が、初期状態(図9参照)又は保持状態(図11参照)であり、連結軸17が下方に移動し、リンク部材15がβ2に回動させられた状態が、退避状態(図10参照)である。
なお、前記連結軸17を図示上方に付勢する第1の付勢部材は、例えばステージ10上に設けられた複数の支持凸部10Aと、これらに対向するフレーム20の下面との間にコイルばねを設けることにより構成することができる。
あるいは、側板15A,15Aをβ1方向に付勢する線ばね(捩じりコイルばね)などで構成することも可能である。この場合、前記コイルばねや線ばねの付勢力を受けた連結軸17が図5にてβ1方向に回動させられることにより、結果として長穴15c,15cが連結軸17,17をZ1方向に持ち上げる。
また図5に示すように、一対のカム壁部12C,12Cのうち、少なくとも一方のカム壁部12Cの内面で、且つ前記回動軸(第2の軸)14の周りには第2の付勢部材18が設けられている。第2の付勢部材18は捩じりコイルばねで構成されており、一方の脚部18aはリンク部材15に形成された連結板15Bに掛止されている。また第2の付勢部材18の他方の脚部18bの先端は紙面を貫通する方向にほぼ直角に折り曲げられており、可動レバー13の側面に形成された掛止穴13dに挿入されている。前記第2の付勢部材18は、その脚部18aと脚部18bとの間の開き角度が狭められた状態で連結板15Bと掛止穴13dとの間に設けられている。したがって、前記脚部18aと脚部18bには、前記回動軸14を中心として常に両脚部の開き角度が広がる方向に付勢力が作用している。つまり、リンク部材15側の連結板15Bを基準とした場合、可動レバー13は、前記第2の付勢部材18により常にレバー本体13Aの下端側がリンク部材15から離れるα1方向に付勢されている。このため、レバー本体13Aに一体に設けられた被制御片13c,13cはカム壁部12C,12Cの上縁部に当接することが可能となっている。
図1に示すように、フレーム20の中央部には、電子部品1の装着およびその取り出しが可能な装填口21が設けられている。前記装填口21の内側に、上述した一対の壁部12,12、可動レバー13,13およびリンク部材15,15などが設けられる。フレーム20はステージ10上に、図示上下方向(Z1−Z2方向)に沿って昇降自在に設けられている。
より詳しくは、図3および図4に示すように、フレーム20のY1およびY2側の下端には凹部22,22が設けられており、この凹部22,22内に、側板15A,15Aの長穴15c,15cに挿通された連結軸17,17が対向して配置されている。このため、フレーム20は前記連結軸17,17とともに昇降移動することが可能とされている。
すなわち、図4に示すように、フレーム20が図示Z2方向に押圧されない保持状態(初期状態も同様)の場合には、フレーム20は図示しない第1の付勢部材から連結軸17,17に与えられる付勢力によって持ち上げられる。そして、図3に示すように、フレーム20がZ2方向に押下されると、連結軸17,17がリンク部材15,15を図示しない第1の付勢部材に抗してβ2方向にそれぞれ回動させる。このため、ソケットの状態は図10に示す退避状態に設定される。
図2、図6などに示すように、ステージ10の開口部11aの下面には着脱自在に設けられたコンタクト基板30が保持されている。
コンタクト基板30は、例えばポリイミドなどの樹脂からなる絶縁性のシート31を有している。前記シート31には多数のスルーホール(図7参照)が所定の列数及び行数でXY方向に規則正しく穿設されており、図2、図6に示すものでは全体として平面「口」形状に配列されている。
なお、前記多数のスルーホールの配列形状は、装填される電子部品1(半導体)の接続面に設けられた複数のBGAなどの接触子1aの配列に依存するものであり、前記に示すような平面「口」形状に限定されるものではない。例えば、接触子1aが平面マトリックス状に配置される電子部品1(半導体)の場合には、前記多数のスルーホールも平面マトリックス状に配列される。
図7に示すように、個々のスルーホール32aの内周面には銅メッキを施した導電部33が形成され、導電部33の上端(図示Z1側の端部)および下端(図示Z2側の端部)には基材31の表面および裏面に露出する接続部33a,33bが形成されている。上端側の接続部33aと下端側の接続部33bとは導電部33を介して導通接続されている。
個々のスルーホール32aの上側には弾性接点34が設けられ、スルーホール32aの下側には弾性接点34または固定接点が設けられる。なお、図7ではスルーホール32aの上側にスパイラル接触子34Aを設け、下側にスパイラル接触子34Bを用いた例を示している。
前記スパイラル接触子34A,34Bは、例えば銅などの導電性材料の表面にニッケルなどをメッキ形成することにより形成されており、全体として導電性および弾性に優れた弾性接点としての機能を有している。複数のスパイラル接触子34A,34Bは、ばらばらにならないように複数のスルーホール25aを有するシート25上にそれぞれ固定されている。なお、シート25としては、例えばポリイミド樹脂などからなる絶縁性の樹脂が使用可能である。
前記スパイラル接触子34Aと前記スパイラル接触子34Bと同一の構成であり、これらの外周側には略リング形状の基部34aを有している。そして、前記上側のスパイラル接触子34Aの基部34aが上端側の接続部33aに、前記下側のスパイラル接触子34Bの基部34aが下端側の接続部33bにそれぞれ接続されている。よって、前記上側のスパイラル接触子34Aと下側のスパイラル接触子34Bとは前記導電部33を介して導通接続されている。
スパイラル接触子34A,34Bは、ともに基部34a側に設けられた巻き始端34bから先端側の巻き終端34cに向かうにしたがって螺旋状に延びる弾性変形部34dを有しており、巻き終端34cはスルーホール32aのほぼ中心(半径方向の中心)に位置している。そして、スパイラル接触子34A,34Bの弾性変形部34dは、前記巻き始端34bから巻き終端34cに向かうにしたがって基材31から徐々に離れる凸型に成形されている。よって、スパイラル接触子34A,34Bは前記スルーホール32aの両開口端において、上下方向(Z1−Z2方向)に弾性変形可能な状態にある。
図6に示すように、前記コンタクト基板30を構成する基材31の表面で、且つ前記多数のスパイラル接触子34Aが形成された領域の外側には、枠状のガイド部材35が設けられている。ガイド部材35は基材31上に枠状に形成された金属箔で形成されている。ガイド部材35には、その一部を切り抜くとともに、切り抜いた部分の先端側を基端側よりも図示上方(Z1)に立ち上げて形成された複数のガイド片(個別に36A,36B,36C,36D,36E,36Fで示す)を有している。
図8に示すように、各ガイド片36Aないし36Fは基端から中腹にかけては一定の幅寸法からなる位置決め部36aが形成され、中腹から先端にかけては内側から外側に向かって徐々に細くなる傾斜部36bを有している。位置決め部36aの基端はガイド部材35に連続しており、基端から図示Z1方向に折り曲げられた部分がガイド片36Aないし36Fである。
位置決め部36aは直線で形成されたガイド部材35の内側の辺35aを利用して形成されている。このため、図6に示すように、Y1側において隣り合うガイド片36Aの位置決め部36aとガイド片36Bの位置決め部36aとは同一直線上にあり、同じくY2側において隣り合うガイド片36Cの位置決め部36aとガイド片36Dの位置決め部36aとは同一直線上にある。なお、Y1側のガイド片36A,36Bの各位置決め部36aとY2側のガイド片36C,36Dの各位置決め部36aとの間の距離が、このコンタクト基板30を利用して電気的な接続を行うことが可能な電子部品1のY方向の寸法に相当する。同様にX2側のガイド片36Eの位置決め部36aとX1側のガイド片36Fの位置決め部36aとの距離が、電子部品1のX方向の寸法に相当する。つまり、図6に示すコンタクト基板30の表面のうち、ガイド片36Aないし36F(ガイド部材35の内側の辺35a,35a,35a,35a)で囲まれる領域が、電子部品1が実際に装填される装填領域30Aである。前記装填領域30Aは、ステージ10内の開口部11a内に設けられる。そして、各ガイド片36Aないし36Fの傾斜部36bの先端は、ガイド部材35の内側の辺35aよりも外側に向かって傾斜する構成である。
なお、ガイド部材35の内側の辺35aは、四つのコーナーの、X方向またはY方向に分かれて位置する位置決め隅部11b,11bの面どうしを結ぶ仮想的な直線よりも内側に設けられている。このため、ガイド片36Aないし36Fを用いることにより、電子部品1の水平方向の微細な位置決めを行うことが可能となる。
電子部品1が装填領域30Aに装填されると、電子部品1を形成するパッケージの側面がガイド片36Aないし36Fの各傾斜部36bに当接する。このため、電子部品1をガイド片36Aないし36Fの各傾斜部36bを用いて開口部11a内の装填領域30Aに案内することができる。このため、電子部品1の個々の接触子1aとコンタクト基板30上の個々のスパイラル接触子34Aとを対向させることが可能となる。
前記ガイド部材35およびガイド片36は、メッキ処理や、エッチングなど複数の工程を施すことにより形成することが可能である。なお、ガイド部材を含むコンタクト基板の製造方法の詳細については後述するが、例えば銅などの金属箔の表面に弾性力を付与するニッケルメッキを施し、所定の形状となるようにエッチング処理することにより形成することができる。しかも、前記スパイラル接触子34Aも同様に同じ工程で同時に形成することが可能である。
このため、前記基材31上に、ガイド部材35をスパイラル接触子同様高い精度で形成することができる。よって、装填領域30A内に装填される電子部品1の水平方向の位置ずれを小さくすることができ、電子部品1の個々の接触子1aとコンタクト基板30上の個々のスパイラル接触子34Aとを高精度に対向させることが可能となる。よって電子部品1とコンタクト基板30との間の接続を確実に行うことができる。
なお、上記のような構成からなるコンタクト基板30は、ステージ10の開口部11aの下面に着脱自在である。このため、スパイラル接触子34Aの配置やガイド部材35などを異ならせたコンタクト基板30を複数用意し、電子部品1の種類に応じてコンタクト基板30を選択して使用するようにすれば、1つのソケットで複数の電子部品1に対応することが可能となる。この場合、電子部品1の種類に応じてコンタクト基板30だけを交換すればよく、ソケット全体を交換する必要がないため、バーンイン試験に必要な費用を低く抑えることができる。
次に、電子部品用ソケットの動作について説明する。
図9ないし図11は、電子部品用ソケットの動作状態を示しており、図9は電子部品が装填される前の初期状態を示すソケットの断面図、図10はレバーが退避した退避状態を示すソケットの断面図、図11は電子部品を保持した保持状態を示すソケットの断面図、図12は電子部品が装填領域に装填されるときのガイド片の動作を示す部分断面図、図13は可動レバーの動作を示すソケットの部分断面図である。なお、図10は図3に対応し、図11は図4に対応しており、図3および図4中に示した白抜きの矢印方向からみた場合に相当している。また図13では一対の可動レバーのうち一方のみを示し他方の可動レバーを省略しているが、他方の可動レバーの動作も同様である。
(初期状態)
まず図9に示す初期状態では、フレーム20がZ1方向の上方の位置にある。この状態では、リンク部材15,15はβ1方向に回動させられた第1の位置(i)にある。可動レバー13,13のレバー本体13A,13Aは、第2の付勢部材18,18によって互いに接近するα1方向にそれぞれ回動させられている。そして、可動レバー13,13は、レバー本体13A,13Aの先端が開口部11a内の装填領域30Aの上方の位置で且つ互いに内方に向かって突き出した傾斜姿勢の状態にある。つまり、第1の位置(i)では、電子部品1を装填口21から装填領域30Aに装着することができない状態にあり、このため誤って電子部品1がソケット内に装着されることがない。
また第1の位置(i)では、支持片13B,13Bに設けられたストッパ13c,13cが、カム壁部12C,12Cの坂下の付近の位置にて斜面12c,12cに当接している。このため、可動レバー13,13が必要以上にα1,α1方向へそれぞれ回動することがない。このため、第1の位置(i)においては、一対の可動レバー13,13の先端どうしが当接したり、可動レバー13,13がコンタクト基板30の表面を押圧したりすることが防止される。よって、バーンイン試験において高温環境下に晒された場合であっても、当接による可動レバー13,13やコンタクト基板30の変形を防止することができる。このため、電子部品1を高精度に保持することが可能となり、電子部品1の接触子1aとコンタクト基板側のスパイラル接触子34Aとの間に接触不良が発生するという問題を起きにくくすることができる。
なお、凸部12dと回動軸14との間のリンク部材15の長さをL、回動軸14を通る垂線P−P、垂線P−Pに対するリンク部材15の傾き角度をθとすると、凸部12dに対する回動軸14の高さ位置はLcosθの状態にある。
(初期状態(第1の位置)から退避状態(第2の位置)への移行動作)
次に、図10に示すように、フレーム20を図示Z2方向に押圧して下方に移動させると、連結軸17,17と連結されたリンク部材15,15がβ2,β2方向にそれぞれ回動させられる。このため、可動レバー13,13は図9に示す第1の位置(i)から図10に示す第2の位置(ii)に回動させられる。第2の位置(ii)では、可動レバー13,13の姿勢は水平面に対してほぼ垂直である。このため、凸部12dに対する回動軸14の高さ位置はLであり、回動軸14は第1の位置(i)から第2の位置(ii)に移動する間に長さL(1−cosθ)だけ上方(Z1方向)に移動させられたことになる。すなわち、このソケットではフレーム20を押圧すると、可動レバー13全体が長さL(1−cosθ)に相当する距離だけ垂直上方に持ち上げられる。
上述のとおり、可動レバー13,13には常にα1,α1方向の付勢力が作用している。このため、可動レバー13,13が、第1の位置(i)から第2の位置(ii)に移動する間、ストッパ13c,13cはカム壁部12C,12Cの上縁部である斜面12c,12cを当接し続ける。すなわち、ストッパ13c,13cは坂下側から坂上側に向かって斜面12c,12c上を摺動する。このため、可動レバー13,13は、斜面12c,12cを登る動作中間において、レバー本体13Aが傾く姿勢から前記垂線P−Pに対して平行となる姿勢(水平面に対しては垂直姿勢)へと徐々に移り変わる。
可動レバー13,13が第1の位置(i)から第2の位置(ii)に移動すると、一対の可動レバー13,13の互いの距離が離れる。つまり、ソケット内では、可動レバー13,13が装填領域30Aから外れる側方の位置に退避するため、装填口21を介して装填領域30Aに電子部品1を装填することが可能な状態となる。
(電子部品の装填時の動作)
電子部品1は、フレーム20を下方に押し下げた第2の位置(ii)の状態において、前記装填口21を介して装填領域30Aに装填される。このときには、電子部品1は、パッケージの側面が案内壁部12Bの内側に設けられた案内斜面12B1によって誘い込まれるようにして案内されるため、開口部11a内に設けられた装填領域30Aに確実に導くことができる。
さらに、電子部品1を装填口21の底方向に押し込むと、電子部品1のパッケージの4つのコーナーが、前記開口部11aの4つのコーナーに設けられた位置決め隅部11bに入り込む(図3参照)。これにより、電子部品1の水平方向の大まかな位置決めを行うことができる(粗い位置決め)。
図12に示すように、電子部品1を装填口21の底方向(Z2方向)に押し込むと、電子部品1のパッケージの下端1Aがガイド片36Aないし36Fに設けられた傾斜部36bに当接する。さらに電子部品1を押し込むと、電子部品1はパッケージの下端1Aが傾斜部36bおよびこれに連続する位置決め部36aにガイドされ、水平方向の位置が微調整されながら図示下方に移動させることができる。その結果、電子部品1を装填領域30A上の適正な位置に位置決め(センターリング)することができる。これにより、電子部品1の接続面に形成された個々の接触子1aと、コンタクト基板30上に設けられた個々のスパイラル接触子34Aとの水平方向の位置合わせを正確に行うことができ、互いに対応する個々の端子どうしを一対一で接続することができる。
(退避状態から保持状態への移行動作)
図11に示すように、フレーム20を下方に押し下げていた押圧力を解除すると、図示しない第1の付勢部材の付勢力により、フレーム20が図示上方(Z1方向)に押し上げられる。これにより、リンク部材15,15が連結軸17,17を介してそれぞれβ1方向に回動させられる。
リンク部材15,15がそれぞれβ1方向に回動すると、可動レバー13,13が互いに接近する方向に移動させられて装填領域30Aの上部に進出する第1の位置(i)に達する。
可動レバー13,13が、図10に示す第2の位置(ii)から図11に示す第1の位置(i)に至る過程においては、ストッパ13c,13cが斜面12c,12cを坂上から坂下に向かって下りながら摺動する。
ここで、図13に示すように、リンク部材15の先端に設けられた回動軸14の回動軌跡t−tは、凸部12dを中心とする半径Lの円の一部(円弧)を形成する。これに対し、カム壁部12Cの上縁部に形成された制御斜面12cは、所定の傾斜角度からなる傾斜状の面(軌道)で形成されている。そして、回動軸14の回動軌跡t−tと制御斜面12cの軌道とが一致するのは、被制御片13cが最もβ1方向に回動した制御斜面12cの坂上の位置に達したときであり、β2方向に回動すると、回動軌跡t−tは制御斜面12cから徐々に離れる関係にある。
このため、リンク部材15がβ2方向に回動しているときには、被制御片13cは制御斜面12cの坂上の位置にあり、リンク部材15がβ1方向に回動するときには、被制御片13c,13cは制御斜面12c,12cを坂上から坂下に向かって摺動する。そして、リンク部材15が最もβ1方向に回動すると、被制御片13c,13cが制御斜面12c,12cから離れる。このとき、装填領域30Aに電子部品1が存在しない場合には、可動レバー13,13は第2の付勢部材18,18の付勢力により、押圧部13bが回動軸14よりも前方に突き出した傾斜姿勢の第1の位置(i)に至る(図9参照)。
一方、図11に示すように、装填領域30Aに電子部品1が設けられている場合には、可動レバー13,13の押圧部13b,13bが幅方向(Y方向)の両側の位置にて電子部品1の上面に当接し、これを図示下方に押圧する。
より詳しくは、可動レバー13,13が回動軸14の回動軌跡t−tに沿って第2の位置(ii)から第1の位置(i)に向かって移動する。このとき、可動レバー13の移動は水平方向への移動が支配的であり、その移動の途中で、ストッパ13c,13cが斜面12c,12cから離れる。これに伴いレバー本体13A,13Aが回動軸14,14を中心にα1方向にそれぞれ回動する。
さらに可動レバー13,13が回動軸14の回動軌跡t−tに沿ってβ1方向の終端までそれぞれ回動すると、可動レバー13,13の移動は、回動軌跡t−tと斜面12cの形状と関係により、垂直方向への移動が支配的となる。これにより、可動レバー13,13は垂直方向に沿って下降し、押圧部13b,13bが電子部品1の上面をほぼ真上から押圧する。これにより、電子部品1がソケット内の装填領域30Aに保持される。同時に、電子部品1の接続面に形成された個々の接触子1aと、コンタクト基板30上に設けられた個々のスパイラル接触子34Aとの間の電気的接続が達成される。
このように本願発明では、電子部品1を保持する場合には、まずリンク部材15がβ1方向に回動し、続いて可動レバー13がα1方向に回動する。このため、電子部品1を保持する際の回動動作を、2つの部材である可動レバー13とリンク部材15にそれぞれ割り振ることができ、1つの部材の動作量(回動角度や回動半径)を小さくすることができる。よって、従来のように、ラッチレバーを回動させる角度や回動半径が大きくなることがない。よって、動作時に必要となるスペースを小さくすること、すなわち小型のソケットとすることができる。
(電子部品の解放時の動作)
次に、ソケット内に保持されている電子部品1を取り出すためには、フレーム20を図示Z2方向に押圧して下方に移動させる。すると、連結軸17,17と連結されたリンク部材15,15がβ2,β2方向にそれぞれ回動させられ、可動レバー13,13が図11に示す第1の位置(i)から図10に示す第2の位置(ii)に回動させられる。このときの動作は、上記退避状態から保持状態への移行動作とは逆の動作が行われる。すなわち、可動レバー13,13は、まず垂直上方に向かって持ち上げられて電子部品1に対する押圧が解除され、その後に第2の位置(ii)に向かって水平方向に移動させられ、退避状態に設定される。
このように、本願発明のソケットでは、電子部品1が着脱される際に、可動レバー13,13の押圧部13bが電子部品1の上面を摺動することがなく、ほぼ真上から垂直に加圧することができ、またその加圧を解除することができるため、電子部品1の上面に接触痕が形成される確率を小さくすることができる。よって、電子部品1の不良品発生率を低減することが可能である。
また可動レバー13,13は、電子部品1の幅方向の両端ではなく、中央寄りの上面を加圧することが可能である。このため、電子部品1の縦横(XY方向)の幅寸法が、開口部11aの縦横の内寸法よりも小さく、且つ保持状態における一方の可動レバー13と他方の可動レバー13との対向距離よりも大きな範囲内であれば、本願発明のソケットを用いて保持することが可能である。すなわち、本願発明のソケットは、ひとつのサイズの電子部品1だけでなく、サイズの異なる複数種類の電子部品1を保持することができる。
上記実施の形態では、弾性接点34Aの一例としてスパイラル接触子を示して説明したが、本願発明のソケットに使用される弾性接点はスパイラル接触子に限られるものではない。例えばドーム状の金属膜の裏面にゴムやエラストマーなどからなる弾性膜を張り付けたメンブレン型コンタクト、接点となる先端部が略U字形状に湾曲形成されるとともに全体が弾性的に変形することが可能なスプリングピン(コンタクトピン)、ストレスドメタル、コンタクトプローブ(特開2002−357622参照)、あるいは竹の子バネなどの弾性接点で形成されるものであってもよい。
本発明に係る電子部品用ソケットを示す分解斜視図、 ソケットを構成するステージを示す斜視図、 電子部品の出し入れが可能な退避状態を示す電子部品用ソケットの断面斜視図、 電子部品を保持した状態を示す電子部品用ソケットの断面斜視図、 可動レバーを側面から示す部分的な断面図、 コンタクト基板を示す平面図、 弾性接点としてのスパイラル接触子を示す拡大断面図、 ガイド片を拡大して示す斜視図、 電子部品が装填される前の初期状態を示すソケットの断面図、 レバーが退避した退避状態を示すソケットの断面図、 電子部品を保持した保持状態を示すソケットの断面図、 電子部品が装填領域に装填されるときのガイド片の動作を示す部分断面図、 可動レバーの動作を示すソケットの部分断面図、
符号の説明
1 電子部品
1a 接触子
10 ステージ
11a 開口部
11b 位置決め隅部
12 壁部
12A 支持壁部
12B 案内壁部
12B1 案内斜面
12C カム壁部
12c 斜面
12d 凸部(第1の軸)
13 可動レバー
13A レバー本体
13B 支持片
13b 押圧部
13c ストッパ
14 回動軸(第2の軸)
15 リンク部材
17 連結軸
18 第2の付勢部材
20 フレーム
21 装填口
30 コンタクト基板
30A 装填領域
31 基材
32a スルーホール
33 導電部
34 弾性接点
34A,34B スパイラル接触子
35 ガイド部材
35a ガイド部材の内側の辺
36A,36B,36C,36D,36E,36F ガイド片
36a 位置決め部
36b 傾斜部

Claims (6)

  1. 一対の壁部の間に電子部品が装填される装填領域が設けられたステージと、前記ステージに対して昇降自在に設けられたフレームと、前記電子部品を保持する第1の位置と前記電子部品の出し入れを許容する第2の位置との間で移動自在に設けられ且つ前記第1の位置に至ったときに前記電子部品を押圧して保持する可動レバーと、前記可動レバーを前記第2の位置から前記第1の位置に向かって回動せしめる付勢力を与える第1の付勢部材と、を有し、
    前記可動レバーには回動を規制するストッパが設けられており、前記電子部品が前記装填領域に装填される前の初期状態においては、前記可動レバーは前記第1の位置にあって且つ前記ストッパが前記壁部の上縁部で支持されることを特徴とする電子部品用ソケット。
  2. 前記可動レバーには、レバー本体から延びる支持片を有しており、前記ストッパが前記支持片に設けられている請求項1記載の電子部品用ソケット。
  3. 前記一対の壁部の上縁部に斜面が形成されており、前記可動レバーが移動するときには前記支持片が前記斜面上を摺動するものである請求項1または2記載の電子部品用ソケット。
  4. 前記一対の壁部の間には、第1の軸を中心に回動するリンク部材が設けられており、前記可動レバーは前記リンク部材上の前記第1の軸とは異なる第2の軸を中心に回動自在に支持されている請求項1ないし3のいずれかに記載の電子部品用ソケット。
  5. 前記第2の軸には、前記レバー本体の先端を基端側の前記第2の軸よりも前記装填領域側に回動させる第2の付勢部材が設けられている請求項4記載の電子部品用ソケット。
  6. 前記一対の壁部の間に、電子部品の両端を保持する一対の可動レバーが設けられている請求項1ないし5のいずれかに記載の電子部品用ソケット。
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