JP2012155859A

JP2012155859A - 電気部品用ソケット

Info

Publication number: JP2012155859A
Application number: JP2011011317A
Authority: JP
Inventors: Makoto Kobayashi; 慎小林
Original assignee: Enplas Corp
Current assignee: Enplas Corp
Priority date: 2011-01-21
Filing date: 2011-01-21
Publication date: 2012-08-16
Anticipated expiration: 2031-01-21
Also published as: JP5677104B2

Abstract

【課題】電気部品がフラックスでフローティングプレートに貼り付かず、コンタクトピンに対する球状端子の位置決め精度を維持できる電気部品用ソケットを提供する。
【解決手段】配線基板上に配設されるソケット本体を有し、ソケット本体にフローティングプレート２２が上下動自在に配設され、フローティングプレート２２は、収容されるＩＣパッケージ１２の周縁部１２ｃが載置される載置部２２ｃを有し、載置部２２ｃの内側に、球状端子１２ｂが接触する位置決め縦壁２２ｅを有する位置決め部２２ｄが設けられ、位置決め部２２ｄの上面２２ｆとパッケージ本体１２ａとの間にフラックス逃げ空間Ｓが形成され、位置決め縦壁２２ｅの上端２２ｇが水平方向から見て球状端子１２ｂの中心Ｏより上方に位置するように構成されているＩＣソケット。
【選択図】図６

Description

この発明は、配線基板上に配設され、半導体装置（以下「ＩＣパッケージ」という）等の電気部品の試験等を行うため、こ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、「電気部品」であるＩＣパッケージを着脱自在に収容するＩＣソケットがある。

そのＩＣパッケージは、例えば方形状のパッケージ本体を有し、このパッケージ本体に多数の球状端子（半田ボール）が設けられている。

一方、そのＩＣソケットは、配線基板上に配設されるソケット本体を有し、このソケット本体には、ＩＣパッケージの球状端子及び配線基板の電極部を電気的に接続する複数のコンタクトピンが設けられたコンタクトピンユニットが設けられている。

そして、このソケット本体にフローティングプレートがスプリングにより上方に付勢された状態で上下動自在に配設され、このフローティングプレート上にＩＣパッケージが載置されるようになっている。

このＩＣソケットを配線基板上に配設して使用する場合には、ＩＣパッケージをフローティングプレート上に載置し、このＩＣパッケージを上方から押圧することにより、フローティングプレートを下降させる。

すると、このフローティングプレートに形成された貫通孔を介して、コンタクトピンの上側接触部がＩＣパッケージの球状端子に圧接されると共に、コンタクトピンの下側接触部が配線基板の電極部に圧接されるようになっている。

この状態で、配線基板側からコンタクトピンを介してＩＣパッケージに電流が流され、バーンイン試験等が行われるようになっている。

従って、このバーンイン試験等に際しては、ＩＣソケットのコンタクトピンに対してＩＣパッケージの球状端子を精度良く位置決めすることが重要になる。

この位置決め方法としては、ソケット本体に球状端子用の露出部を形成しておき、この露出部の内縁に最外側の球状端子を当接させることにより、コンタクトピンに対する球状端子の位置決めを行う方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平１１−１７６５４７号公報

しかしながら、従来のものにあっては、パッケージ本体に球状端子を半田付けするときに使用したフラックスが球状端子の根元に付着したまま残っている場合、フローティングプレート上にＩＣパッケージを何度も載置していくうちに、フローティングプレートの表面にフラックスが付着して堆積する。その結果、このフラックスにより、ＩＣパッケージがフローティングプレートに貼り付いてしまうという課題があった。

そこで、この発明は、フローティングプレートの形状を工夫することにより、電気部品がフラックスでフローティングプレートに貼り付かないようにすると同時に、コンタクトピンに対する球状端子の位置決め精度を維持することが可能な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、この発明は、配線基板上に配設され、電気部品本体に球状端子が設けられた電気部品を収容する電気部品用ソケットであって、前記配線基板上に配設されるソケット本体を有し、該ソケット本体にフローティングプレートが上下動自在に配設され、該フローティングプレートは、収容される前記電気部品の周縁部が載置される載置部を有し、該載置部の内側に、前記球状端子が接触する位置決め縦壁を有する位置決め部が設けられ、該位置決め部の上面と前記電気部品本体との間にフラックス逃げ空間が形成され、前記位置決め縦壁の上端が水平方向から見て前記球状端子の中心より上方に位置するように構成されている電気部品用ソケットとしたことを特徴とする。

他の特徴は、前記位置決め部は、前記電気部品本体の角隅部に対応する部位に設けられていることにある。

他の特徴は、前記載置部は、四角枠形状に形成され、この枠の各辺の内側に前記位置決め部が設けられていることにある。

他の特徴は、前記位置決め縦壁は、半円柱状に凹んで形成されていることにある。

この発明によれば、フローティングプレートの載置部の内側に位置決め部を有し、この位置決め部の上面と電気部品本体との間にフラックス逃げ空間が形成されているため、球状端子の根元にフラックスが付着したまま残っていても、フローティングプレートの表面にフラックスが付着して堆積する事態を回避することができる。また、位置決め縦壁の上端が水平方向から見て球状端子の中心より上方に位置しているため、球状端子の赤道（最大外径の部位）を位置決め縦壁に接触させて位置決めすることができる。

従って、電気部品がフラックスでフローティングプレートに貼り付かないようにすると同時に、コンタクトピンに対する球状端子の位置決め精度を維持することが可能となる。

他の特徴によれば、位置決め部が電気部品本体の角隅部に対応する部位に設けられていることにより、コンタクトピンに対する球状端子の位置決め精度を高めることができる。

他の特徴によれば、載置部が四角枠形状に形成され、この枠の各辺の内側に位置決め部が設けられていることにより、電気部品の球状端子を位置決め縦壁に接触させるだけで、互いに交差する水平２方向（例えば、Ｘ及びＹ方向）における位置決めを同時に行うことができる。

他の特徴によれば、位置決め縦壁が半円柱状に凹んで形成されていることにより、電気部品の球状端子を、この位置決め縦壁に沿って円滑に案内して迅速に位置決めすることができる。

この発明の実施の形態に係るＩＣソケットの平面図である。同実施の形態に係る図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。同実施の形態に係る図２のコンタクトピン配設部分を示す拡大断面図である。同実施の形態に係る図３のＩＣソケットにＩＣパッケージを収容した断面図である。同実施の形態に係る図４の要部を示す拡大断面図である。同実施の形態に係る図５の球状端子の位置決め状態を示す拡大断面図である。同実施の形態に係るＩＣソケットを斜め上方から見た斜視図で、（ａ）はフローティングプレート上にＩＣパッケージを載置していない状態を示す図、（ｂ）はフローティングプレート上にＩＣパッケージを載置した状態を示す図である。

以下、この発明の実施の形態について説明する。

図１乃至図７には、この発明の実施の形態を示す。

まず、構成を説明すると、図１中符号１１は、「電気部品用ソケット」としてのＩＣソケットで、このＩＣソケット１１は、配線基板Ｐ（図２〜図４参照）上に配設されるようになっており、「電気部品」であるＩＣパッケージ１２（図４参照）等のバーンイン試験等を行うために、このＩＣパッケージ１２の球状端子１２ｂとその配線基板Ｐとの電気的接続を図るものである。

このＩＣパッケージ１２は、ボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）と称されるもので、図４，図５に示すように、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、ＩＣパッケージ１２の周縁部１２ｃを除いて複数の球状端子１２ｂが格子状に配列されて下向きに突出して形成されている。

一方、ＩＣソケット１１は、図１，図２に示すように、配線基板Ｐ上に固定され、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、ＩＣパッケージ１２を押圧する一対の開閉体１５と、これらの開閉体１５を開閉させるための四角枠形状の操作部材３１とを有している。

より詳しくは、そのソケット本体１４は、四角形の枠形状の外枠１８内にコンタクトピンユニット１９が配設されて設けられている。

このコンタクトピンユニット１９は、図３に示すように、複数のコンタクトピン２０が配設されたユニット本体２１と、このユニット本体２１の上側に上下動自在に配設されてＩＣパッケージ１２が収容されるフローティングプレート２２と、フローティングプレート２２を上方に付勢するコイルスプリング２３とを有している。

各コンタクトピン２０はそれぞれ、配線基板Ｐに挿通されて電極部に半田付けされる下側接触部２０ｂと、ＩＣパッケージ１２の球状端子１２ｂに接触される上側接触部２０ａと、これら両接触部２０ａ，２０ｂの間に湾曲して形成されたバネ部２０ｃとを有している。

また、フローティングプレート２２は、図３，図５等に示すように、コンタクトピン２０が挿通される円錐状の貫通孔２２ａが多数形成されると共に、ＩＣパッケージ１２の各角隅部をガイドするガイド部２２ｂが形成されている。さらに、フローティングプレート２２は、図６，図７に示すように、ＩＣパッケージ１２の周縁部１２ｃが載置される載置部２２ｃを有しており、この載置部２２ｃは四角枠形状に形成されている。この載置部２２ｃの内側には、ＩＣパッケージ１２のパッケージ本体１２ａの４つの角隅部に対応する部位で四角枠形状の載置部２２ｃの各辺の内側に位置決め部２２ｄが２つずつ設けられており、各位置決め部２２ｄはそれぞれ、半円柱状に凹んで形成された複数（この実施の形態では３つ）の位置決め縦壁２２ｅを有している。また、位置決め部２２ｄの上面２２ｆとＩＣパッケージ１２のパッケージ本体１２ａとの間には、図６等に示すように、フラックス逃げ空間Ｓが形成されており、このフラックス逃げ空間Ｓは、ＩＣパッケージ１２の球状端子１２ｂの根元に付着したフラックス２９が位置決め部２２ｄの上面２２ｆに接触しない程度の大きさに形成されている。さらに、位置決め縦壁２２ｅの上端２２ｇは、水平方向から見てＩＣパッケージ１２の球状端子１２ｂの中心Ｏより上方に位置している。

他方、各開閉体１５はそれぞれ、図１，図２に示すように、ソケット本体１４にリンク機構３０を介して開閉自在に設けられた押圧部材３２と、ヒートシンク３３とを有している。そして、操作部材３１が最下位に位置しているときは（図２右半分）、押圧部材３２及びヒートシンク３３が開いた状態となっており、この状態から操作部材３１を上昇させて最上位に位置決めすると（図２左半分）、リンク機構３０が作動して、押圧部材３２及びヒートシンク３３が閉じた状態となるように構成されている。

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、配線基板Ｐ上にＩＣソケット１１を載置し、コンタクトピン２０の下側接触部２０ｂを配線基板Ｐに挿通して電極部に半田付けして予めＩＣソケット１１を配置しておく。

そして、ＩＣパッケージ１２をＩＣソケット１１に収容するには、まず、操作部材３１を図示省略のスプリングの付勢力に抗して最下位まで下降させて、押圧部材３２及びヒートシンク３３を開く。この状態では、図３，図７（ａ）に示すように、コイルスプリング２３の付勢力により、フローティングプレート２２が最上位に位置決めされている。

続いて、図示省略の自動機でＩＣパッケージ１２を搬送してＩＣソケット１１上に着座させると、図４，図７（ｂ）に示すように、フローティングプレート２２の載置部２２ｃにＩＣパッケージ１２の周縁部１２ｃが載置される。この載置時には、ＩＣパッケージ１２は、フローティングプレート２２のガイド部２２ｂにより所定の位置に案内される。

さらに、ＩＣパッケージ１２の球状端子１２ｂは、図６に示すように、フローティングプレート２２の位置決め縦壁２２ｅに接触することにより、ＩＣソケット１１のコンタクトピン２０に対して位置決めされる。

このとき、フローティングプレート２２の位置決め部２２ｄの上面２２ｆとＩＣパッケージ１２のパッケージ本体１２ａとの間にフラックス逃げ空間Ｓが形成されていることにより、ＩＣパッケージ１２がフラックス２９でフローティングプレート２２に貼り付かないようにすると同時に、フローティングプレート２２の位置決め縦壁２２ｅの上端２２ｇが水平方向から見てＩＣパッケージ１２の球状端子１２ｂの中心Ｏより上方に位置していることにより、コンタクトピン２０に対する球状端子１２ｂの位置決め精度を維持することが可能となる。

すなわち、仮に、フローティングプレート２２の載置部２２ｃの内側に位置決め部２２ｄを有し、この位置決め部２２ｄの上面２２ｆとパッケージ本体１２ａとの間にフラックス逃げ空間Ｓがなければ、換言すれば、位置決め部２２ｄの上面２２ｆが載置部２２ｃの上面と同じ高さであれば、ＩＣパッケージ１２の球状端子１２ｂの根元にフラックス２９が付着したまま残っている場合、フローティングプレート２２上にＩＣパッケージ１２を何度も載置していくうちに、フローティングプレート２２の表面にフラックス２９が付着して堆積する。その結果、このフラックス２９により、ＩＣパッケージ１２がフローティングプレート２２に貼り付いてしまう。

これに対して、この実施の形態では、図６に示すように、フローティングプレート２２の載置部２２ｃの内側に位置決め部２２ｄを有し、この位置決め部２２ｄの上面２２ｆとパッケージ本体１２ａとの間にフラックス逃げ空間Ｓが形成されている。そのため、たとえ球状端子１２ｂの根元にフラックス２９が付着したまま残っていても、フローティングプレート２２の表面にフラックス２９が付着して堆積する事態を回避することができる。その結果、ＩＣパッケージ１２がフラックス２９でフローティングプレート２２に貼り付かないようにすることが可能となる。

また、仮に、位置決め縦壁２２ｅの上端２２ｇが水平方向から見てＩＣパッケージ１２の球状端子１２ｂの中心Ｏより下方に位置していれば、この球状端子１２ｂが位置決め部２２ｄ側（図６右方）へずれた位置に位置決めされることになり、必然的にコンタクトピン２０に対する球状端子１２ｂの位置決め精度が低下してしまう。

これに対して、この実施の形態では、図６に示すように、位置決め縦壁２２ｅの上端２２ｇが水平方向から見て球状端子１２ｂの中心Ｏより上方に位置しているため、球状端子１２ｂの赤道（最大外径の部位）を位置決め縦壁２２ｅに接触させて位置決めすることができる。その結果、コンタクトピン２０に対する球状端子１２ｂの位置決め精度を維持することが可能となる。

さらに、フローティングプレート２２の位置決め部２２ｄは、上述したとおり、ＩＣパッケージ１２のパッケージ本体１２ａの４つの角隅部に対応する部位に設けられているため、位置決め部２２ｄがパッケージ本体１２ａの角隅部以外の部分に対応する部位に設けられている場合に比べて、コンタクトピン２０に対する球状端子１２ｂの位置決め精度を高めることができる。

また、フローティングプレート２２の位置決め部２２ｄは、上述したとおり、四角枠形状の載置部２２ｃの各辺の内側に設けられているため、ＩＣパッケージ１２の球状端子１２ｂを位置決め縦壁２２ｅに接触させるだけで、互いに交差する水平２方向（例えば、Ｘ及びＹ方向）における位置決めを同時に行うことができる。

また、フローティングプレート２２の位置決め縦壁２２ｅは、上述したとおり、半円柱状に凹んで形成されているため、ＩＣパッケージ１２の球状端子１２ｂを、この位置決め縦壁２２ｅに沿って円滑に案内して迅速に位置決めすることができる。

次いで、操作部材３１を上昇させて最上位に位置決めすることにより、押圧部材３２及びヒートシンク３３を閉じる。これにより、押圧部材３２にて、ＩＣパッケージ１２が下方に押圧されることにより、フローティングプレート２２がコイルスプリング２３の付勢力に抗して下方に押し下げられる。

この状態で、コンタクトピン２０のバネ部２０ｃが弾性変形されることにより、コンタクトピン２０の上側接触部２０ａが、ＩＣパッケージ１２の球状端子１２ｂに所定の接圧で接触されることとなる。一方、コンタクトピン２０の下側接触部２０ｂは、既に述べたとおり、配線基板Ｐの電極部に半田付けされて導通している。

この状態で、ＩＣパッケージ１２に電流を流してバーンイン試験等を行う。このとき、上述したとおり、コンタクトピン２０に対して球状端子１２ｂが精度良く位置決めされているため、両者の接圧が確保され、バーンイン試験等を支障なく実行することができる。また、この際、ＩＣパッケージ１２で発生する熱は、ＩＣパッケージ１２に接触しているヒートシンク３３から放熱される。

なお、上記実施の形態では、「電気部品用ソケット」としてＩＣソケット１１にこの発明を適用したが、これに限らず、他の装置にも適用できることは勿論である。

また、上記実施の形態では、パッケージ本体１２ａに球状端子１２ｂが格子状に配列されたＩＣパッケージ１２にこの発明を適用したが、これに限らず、パッケージ本体１２ａに球状端子１２ｂが設けられている限り、他の配列構造のＩＣパッケージ１２にも適用することができる。

また、上記実施の形態では、ソケット本体１４が外枠１８とコンタクトピンユニット１９とが別体に形成されているが、これに限らず、一体のものでも良い。

また、上記実施の形態では、コンタクトピン２０の下側接触部２０ｂを配線基板Ｐに挿通して電極部に半田付けするタイプのＩＣソケット１１にこの発明を適用したが、これに限らず、例えば、コンタクトピン２０の下側接触部２０ｂを配線基板Ｐの電極部に所定の接圧で接触させるタイプのＩＣソケット１１にも同様に適用できる。

さらに、上記実施の形態では、ガイド部２２ｂを備えたフローティングプレート２２について説明したが、ガイド部２２ｂを備えていないフローティングプレート２２にもこの発明を適用することができる。

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（電気部品本体）
12b 球状端子
12c 周縁部
14 ソケット本体
22 フローティングプレート
22c 載置部
22d 位置決め部
22e 位置決め縦壁
22f 位置決め部の上面
22g 位置決め縦壁の上端
Ｏ球状端子の中心
Ｐ配線基板
Ｓフラックス逃げ空間

Claims

配線基板上に配設され、電気部品本体に球状端子が設けられた電気部品を収容する電気部品用ソケットであって、
前記配線基板上に配設されるソケット本体を有し、
該ソケット本体にフローティングプレートが上下動自在に配設され、
該フローティングプレートは、収容される前記電気部品の周縁部が載置される載置部を有し、該載置部の内側に、前記球状端子が接触する位置決め縦壁を有する位置決め部が設けられ、該位置決め部の上面と前記電気部品本体との間にフラックス逃げ空間が形成され、前記位置決め縦壁の上端が水平方向から見て前記球状端子の中心より上方に位置するように構成されていることを特徴とする電気部品用ソケット。
前記位置決め部は、前記電気部品本体の角隅部に対応する部位に設けられてい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。
前記載置部は、四角枠形状に形成され、この枠の各辺の内側に前記位置決め部が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電気部品用ソケット。
前記位置決め縦壁は、半円柱状に凹んで形成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一つに記載の電気部品用ソケット。