JP3786342B2

JP3786342B2 - コンタクトピン及びｉｃソケット

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Publication number: JP3786342B2
Application number: JP2001038225A
Authority: JP
Inventors: 英雄島田
Original assignee: Enplas Corp
Current assignee: Enplas Corp
Priority date: 2001-02-15
Filing date: 2001-02-15
Publication date: 2006-06-14
Anticipated expiration: 2021-02-15
Also published as: JP2002246093A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ＩＣパッケージの端子に接触されて電気的に接続されるコンタクトピン、特に、その端子の変形を抑制するコンタクトピン及びこのコンタクトピンが設けられたＩＣソケットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来からＩＣパッケージを収容してバーンインテスト等を行うＩＣソケットがある。
【０００３】
そのＩＣパッケージは、パッケージ本体に端子としての半田ボールが突設され、これら半田ボールが縦列と横列とに格子状に配列されている。
【０００４】
一方、ＩＣソケットは、ＩＣパッケージが収容されるソケット本体に、そのＩＣパッケージの半田ボールと接触されるコンタクトピンが配設されると共に、そのコンタクトピンを弾性変形させてＩＣパッケージ半田ボールに離接させる移動部材が移動自在に配設され、更に、その移動部材を移動させる操作部材がソケット本体に上下動自在に配設されている。
【０００５】
それらコンタクトピンは、一対の弾性片が設けられ、これら弾性片が移動部材にて弾性変形されることにより、両弾性片の上端部に設けられた両接触部が開閉され、前記半田ボールを挟持したり、離したりするようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のＩＣソケットにあっては、コンタクトピンの弾性片が半田ボールに所定の接触圧で接触するように、その弾性片の弾性力が確保されているため、特にバーンインテスト等で半田ボールの温度が上昇して軟化している場合には、この半田ボールが変形する虞があった。
【０００７】
そこで、この発明は、端子の変形を抑制するコンタクトピン及びこのコンタクトピンが設けられたＩＣソケットを提供することを課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、ＩＣパッケージに設けられた半田で成形された略球形端子に接触されることによって電気的に接続される弾性片が設けられたコンタクトピンが、ソケット本体に配設されるＩＣソケットにおいて、前記弾性片は閉じる方向に弾性力を有して前記半田で成形された略球形端子を挟持するように一対設けられ、前記ソケット本体には、電気部品が載置されるトッププレートが設けられ、該トッププレートには、前記一対の弾性片の各々の上部側に有する各々の接触部の間に挿入され、前記弾性片の前記半田で成形された略球形端子側への移動を停止する位置決めリブが設けられ、前記弾性片には、前記半田で成形された略球形端子に接触された状態で、前記弾性片の前記半田で成形された略球形端子側への移動を停止するストッパ手段が設けられ、該ストッパ手段は、前記一対の弾性片の少なくとも一方の前記位置決めリブより上方の部位が平面視において略くの字状に折曲されて前記一対の弾性片の他方に向けて延びて形成され、、前記半田で成形された略球形端子が変形する前には、前記弾性片の少なくとも一方の略くの字状の端部が、他方の弾性片と離間し、前記半田で成形された略球形端子が変形した後には、前記弾性片の略くの字状の端部が、前記他方の弾性片に当接することにより、前記両弾性片の前記半田で成形された略球形端子側への移動を停止して前記半田で成形された略球形端子の変形を抑制するようにしたＩＣソケットとしたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、ＩＣパッケージに設けられた半田で成形された略球形端子に接触されることによって電気的に接続される弾性片が設けられたコンタクトピンが、ソケット本体に配設されるＩＣソケットにおいて、前記弾性片は閉じる方向に弾性力を有して前記半田で成形された略球形端子を挟持するように一対設けられ、前記ソケット本体には、電気部品が載置されるトッププレートが設けられ、該トッププレートには、前記一対の弾性片の各々の上部側に有する各々の接触部の間に挿入され、前記弾性片の前記半田で成形された略球形端子側への移動を停止する位置決めリブが設けられ、前記弾性片には、前記半田で成形された略球形端子に接触された状態で、前記弾性片の前記半田で成形された略球形端子側への移動を停止するストッパ手段が設けられ、該ストッパ手段は、一方の前記弾性片から切り起こされて前記位置決めリブより上方で水平に相手側の弾性片に向けて延びるストッパ片を有し、前記半田で成形された略球形端子が変形する前には、前記ストッパ片の端部が、他方の弾性片と離間し、前記半田で成形された略球形端子が変形した後には、該ストッパ片が前記他方の弾性片に当接することにより、前記両弾性片の前記半田で成形された略球形端子側への移動を停止して前記半田で成形された略球形端子の変形を抑制するようにしたＩＣソケットとしたことを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のコンタクトピンが、前記ＩＣパッケージを収容するソケット本体に配設されると共に、前記コンタクトピンの弾性片を弾性変形させる移動部材が移動自在に配設され、該移動部材を移動させる操作部材が前記ソケット本体に上下動自在に設けられたＩＣソケットとしたことを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１又は２に記載のコンタクトピンは、前記弾性片が、前記ＩＣパッケージの下面に設けられた端子に接触するように設けられ、前記弾性片が接触する前記端子の形状は略球形であることを特徴とする。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、請求項３に記載のＩＣソケットは、前記弾性片が、前記ＩＣパッケージの下面に設けられた端子に接触するように設けられ、前記弾性片が接触する前記端子の形状は略球形であることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について説明する。
【００１４】
［発明の実施の形態１］
図１乃至図７には、この発明の実施の形態１を示す。
【００１５】
まず構成を説明すると、図中符号１１はＩＣソケットで、このＩＣソケット１１は、ＩＣパッケージ１２の性能試験を行うために、このＩＣパッケージ１２の「端子」としての半田ボール１２ｂと、測定器（テスター）のプリント配線板（図示省略）との電気的接続を図るものである。
【００１６】
このＩＣパッケージ１２は、図７に示すように、いわゆるＢＧＡ（Ball Grid Array）タイプと称されるもので、方形状のパッケージ本体１２ａの下面に多数の略球状の半田ボール１２ｂが突出して縦列と横列とにマトリックス状に配列されている。
【００１７】
一方、ＩＣソケット１１は、大略すると、図示省略のプリント配線板上に装着される合成樹脂製のソケット本体１３を有し、このソケット本体１３には、各半田ボール１２ｂに離接されるコンタクトピン１５が配設されると共に、このコンタクトピン１５を変位させる移動部材１７が配設され、更に、この移動部材１７の上側に、トッププレート１９がそのソケット本体１３に固定されて配設されている。また、そのトッププレート１９には、ＩＣパッケージ１２の収容時に、このＩＣパッケージ１２をガイドして所定の位置に配置するガイド部２０が設けられている。さらに、移動部材１７を横方向に移動させる操作部材２１がソケット本体１３に対して上下動自在に配設されている。
【００１８】
コンタクトピン１５は、バネ性を有し、導電性に優れた板材がプレス加工により図２及び図４等に示すような形状に形成されている。
【００１９】
詳しくは、コンタクトピン１５は、上側に、一対の可動側弾性片１５ａ及び固定側弾性片１５ｂが形成され、下側に、１本のソルダーテール部１５ｃが形成されている。それら一対の弾性片１５ａ，１５ｂは、下端部側の基部１５ｄが略Ｕ字状に折曲されることにより、互いに対向するように形成されている。また、それら弾性片１５ａ，１５ｂの上端部（先端部）には、ＩＣパッケージ１２の半田ボール１２ｂの側面部に離接する接触部１５ｅ，１５ｆが形成され、この両接触部１５ｅ，１５ｆで半田ボール１２ｂが挟持されて電気的に接続されるようになっている。
【００２０】
これら両弾性片１５ａ，１５ｂには、半田ボール１２ｂを挟持した状態で、両弾性片１５ａ，１５ｂの半田ボール１２ｂ側への移動を停止してこの半田ボール１２ｂの変形を抑制する「ストッパ手段」が設けられている。
【００２１】
この「ストッパ手段」は、図６に示す拡大図のように、両接触部１５ｅ，１５ｆが平面視において略くの字状に折曲され、この略くの字状の端部１５ｇ，１５ｈ同士が当接することにより、両弾性片１５ａ，１５ｂの半田ボール１２ｂ側への移動が停止されて半田ボール１２ｂの変形が防止されるように構成されている。
【００２２】
また移動部材１７は、図３乃至図５中左右方向（水平方向）にスライド自在に配設され、この移動部材１７をスライドさせることにより、ソケット本体１３に配設されたコンタクトピン１５の可動側弾性片１５ａが弾性変形されて変位されるようになっている。
【００２３】
この移動部材１７は、操作部材２１を上下動させることにより、図２及び図３に示すＸ字形リンク２２を介してスライドされるようになっており、この移動部材１７には、可動側弾性片１５ａを押圧して弾性変形させる押圧部１７ａが形成されている。
【００２４】
そのＸ字形リンク２２は、上方から見て四角形の移動部材１７のスライド方向に沿う両側面部に対応して配設されている。
【００２５】
具体的には、このＸ字形リンク２２は、図２及び図３に示すように、同じ長さの第１リンク部材２３と第２リンク部材２５とを有し、これらが中央連結ピン２７にて回動自在に連結されている。
【００２６】
そして、この第１リンク部材２３の下端部２３ａが、ソケット本体１３に下端連結ピン２９にて回動自在に連結される一方、第２リンク部材２５の下端部２５ａが、移動部材１７のスライド方向に沿う側面部の一方の端部に下端連結ピン３０にて回動自在に連結されている。また、これら第１，第２リンク部材２３，２５の上端部２３ｂ，２５ｂが操作部材２１に上端連結ピン３３，３４にて回動自在に連結されている。この第１リンク部材２３の上端部２３ｂには長孔２３ｃが設けられ、この長孔２３ｃを介して、上端連結ピン３３により、操作部材２１に連結されている。
【００２７】
これにより、操作部材２１を下降させると、Ｘ字形リンク２２が図３中二点鎖線に示すように変位されることにより、このＸ字形リンク２２を介して移動部材１７が図３中二点鎖線に示すように右方向にスライドされ、この移動部材１７の押圧部１７ａにより、コンタクトピン１５の可動側弾性片１５ａが押圧されて弾性変形され、可動側接触部１５ｅが開く方向に変位される。
【００２８】
そして、かかるコンタクトピン１５の基部１５ｄ等が、図２等に示すように、ソケット本体１３に形成された圧入孔１３ａに圧入されて、この基部１５ｄに形成された図示省略の抜止め部がソケット本体１３に食い込むことにより、コンタクトピン１５の上方への抜けを防止するようにしている。そして、ソケット本体１３から下方に突出したソルダーテール部１５ｃは、図２に示すように、ロケートボード２６を介して更に下方に突出され、図示省略のプリント配線板の各貫通孔に挿通されて半田付けされることにより接続されるようになっている。
【００２９】
このようなコンタクトピン１５は、図１に示すように、ＩＣパッケージ１２の半田ボール１２ｂと同じピッチで、縦列と横列とに格子状に配列されている。
【００３０】
また、トッププレート１９は、図１，図２，図４及び図５に示すように、ＩＣパッケージ１２が上側に載置される載置面部１９ａを有すると共に、図４及び図５に示すように、各コンタクトピン１５の一対の接触部１５ｅ，１５ｆの間に挿入される位置決めリブ１９ｃが形成され、コンタクトピン１５の両弾性片１５ａ，１５ｂに外力が作用していない状態（両接触部１５ｅ，１５ｆが閉じた状態）では、その位置決めリブ１９ｃは、両弾性片１５ａ，１５ｂにて挟持された状態となっている。
【００３１】
さらに、操作部材２１は、図１に示すように、四角形の枠形状を呈し、ＩＣパッケージ１２が挿入可能な大きさの開口２１ｂを有し、この開口２１ｂを介してＩＣパッケージ１２が挿入されて、トッププレート１９の載置面部１９ａ上の所定位置に載置されるようになっている。また、この操作部材２１は、ソケット本体１３に対して上下動自在に配設され、図示省略のスプリングにより上方に付勢されると共に、最上昇位置で、図示省略の係止爪がソケット本体１３の被係止部に係止され、操作部材２１の外れが防止されるようになっている。
【００３２】
さらに、この操作部材２１には、図２に示すラッチ３６を回動させる作動部２１ａが形成されている。
【００３３】
このラッチ３６は、詳細は省略するが、図２に示すように、ソケット本体１３に軸３７を中心に回動自在に取り付けられると共に、スプリング３８により閉じる方向に付勢され、先端部に設けられた押え部３６ａによりＩＣパッケージ１２のパッケージ本体１２ａの周縁部を押さえるように構成されている。
【００３４】
また、このラッチ３６には、操作部材２１の作動部２１ａが当接する被押圧部３６ｂが形成され、この操作部材２１が下降されると、作動部２１ａが被押圧部３６ｂを押圧することにより、ラッチ３６が開く方向に回動されて、押え部３６ａがＩＣパッケージ１２配設位置より退避されるように構成されている。
【００３５】
次いで、かかるＩＣソケット１１の使用方法について説明する。
【００３６】
ＩＣパッケージ１２をＩＣソケット１１にセットするには、まず、操作部材２１を下方に押し下げる。すると、この操作部材２１により、Ｘ字形リンク２２の両リンク部材２３，２５の上端部２３ｂ，２５ｂが下方に押圧され、このＸ字形リンク２２を介して移動部材１７が図３中二点鎖線に示すように図中右方向にスライドされる。
【００３７】
この移動部材１７のスライドにより、押圧部１７ａにて、コンタクトピン１５の可動側弾性片１５ａが弾性変形されて図４に示す状態から図５に示す状態まで両接触部１５ｅ，１５ｆが開かれる。
【００３８】
これと同時に、操作部材２１の作動部２１ａにより、ラッチ３６の被押圧部３６ｂが押されて、スプリング３８の付勢力に抗して開く方向に回動され、押え部３６ａが退避位置まで変位する。
【００３９】
この状態で、ＩＣパッケージ１２が自動機から開放されてガイド部２０にて所定位置まで案内されることにより、ＩＣパッケージ１２が所定の位置にセットされることとなる。
【００４０】
これにより、ＩＣパッケージ１２の各半田ボール１２ｂが、各コンタクトピン１５の開かれた一対の接触部１５ｅ，１５ｆの間に、非接触状態で挿入される。
【００４１】
その後、操作部材２１の下方への押圧力を解除すると、この操作部材２１がスプリング（図示せず）等の付勢力で上昇されることにより、移動部材１７も元の位置に復帰すると共に、ラッチ３６がスプリング３８の付勢力により閉じる方向に回動される。
【００４２】
移動部材１７が移動されると、押圧部１７ａによるコンタクトピン１５の可動側弾性片１５ａへの押圧力が解除され、一対の接触部１５ｅ，１５ｆが互いに閉じる（狭まる）方向に移動し、両接触部１５ｅ，１５ｆにて半田ボール１２ｂが挟持される（図６の（ａ）参照）。
【００４３】
この状態で、バーンインテストを行うと、このＩＣソケット１１が収納されたバーンイン槽内の温度が上昇、例えば１２５℃程度まで上昇することにより、半田ボール１２ｂが軟化して変形し易くなる。そして、図６の（ａ）に示す状態から図６の（ｂ）に示す状態まで半田ボール１２ｂが僅かに変形した状態で、コンタクトピン１５の両接触部１５ｅ，１５ｆの端部１５ｇ，１５ｈが当接する。これにより、半田ボール１２ｂを挟持した状態で、両弾性片１５ａ，１５ｂの半田ボール１２ｂ側への移動が停止されることにより、半田ボール１２ｂの変形が抑制されることとなる。
【００４４】
一方、ＩＣパッケージ１２を装着状態から取り外すには、同様に操作部材２１を下降させることにより、コンタクトピン１５の一対の接触部１５ｅ，１５ｆが半田ボール１２ｂから離間される状態となり、ＩＣパッケージ１２を外すことが出来る。
【００４５】
［発明の実施の形態２］
図８には、この発明の実施の形態２を示す。
【００４６】
この実施の形態２では、一方の接触部１５ｆが略くの字状に形成され、この接触部１５ｆの端部１５ｈが、他方の接触部１５ｅに当接するように構成されている。
【００４７】
これによれば、図８の（ａ）に示すように、半田ボール１２ｂを両接触部１５ｆ，１５ｅで挟持した状態で、この半田ボール１２ｂが軟化して僅かに変形した場合には、図８の（ｂ）に示すように、一方の接触部１５ｆの端部１５ｈが他方の接触部１５ｅに当接することにより、半田ボール１２ｂの変形が抑制されることとなる。
【００４８】
しかも、ここでは、一方の接触部１５ｆのみを略くの字状に折曲するだけで良いため、実施の形態１のように両方の接触部１５ｅ，１５ｆを略くの字状に折曲する場合よりもコンタクトピン１５の成形を容易に行うことができる。
【００４９】
他の構成及び作用は実施の形態１と同様であるので説明を省略する。
【００５０】
［発明の実施の形態３］
図９には、この発明の実施の形態３を示す。
【００５１】
この実施の形態３における「ストッパ手段」は、一方の可動側弾性片１５ａから相手側の固定側弾性片１５ｂに向けて延びるストッパ片１５ｐが切り起こされて形成されている。
【００５２】
このストッパ片１５ｐの先端部側が他方の固定側弾性片１５ｂに当接することにより、両弾性片１５ａ，１５ｂの半田ボール１２ｂ側への移動が停止されて半田ボール１２ｂの変形を抑制するようにしている。
【００５３】
他の構成及び作用は実施の形態１と同様であるので説明を省略する。
【００５４】
［発明の実施の形態４］
図１０には、この発明の実施の形態４を示す。
【００５５】
この実施の形態４における「ストッパ手段」は、一方の可動側弾性片１５ａから相手側の固定側弾性片１５ｂに略Ｃ字状に延びるストッパ片１５ｐが形成されている。
【００５６】
このストッパ片１５ｐの先端部側が他方の固定側弾性片１５ｂに当接することにより、両弾性片１５ａ，１５ｂの半田ボール１２ｂ側への移動が停止されて半田ボール１２ｂの変形を抑制するようにしている。
【００５７】
他の構成及び作用は実施の形態１と同様であるので説明を省略する。
【００５８】
［発明の実施の形態５］
この実施の形態５では、実施の形態１のソケット本体１３に設けられたトッププレート１９の位置決めリブ１９ｃを所定の厚さにすることにより「ストッパ部」を形成している。そして、この「ストッパ部」としての位置決めリブ１９ｃにより、両弾性片１５ａ，１５ｂで半田ボール１２ｂを挟持した状態で、両弾性片１５ａ，１５ｂの半田ボール１２ｂ側への移動を停止して半田ボール１２ｂの変形が抑制されるようになっている。
【００５９】
他の構成及び作用は実施の形態１と同様であるので説明を省略する。
【００６０】
なお、上記実施の形態では、コンタクトピン１５には一対の弾性片１５ａ，１５ｂが設けられているが、これに限らず、片側のみ弾性片が設けられているものでも良い。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明してきたように、請求項１乃至３の何れか一つに記載の発明によれば、コンタクトピンの弾性片にストッパ手段を設けたため、バーンインテスト等により端子が軟化して変形し易くなったとしても、弾性片が端子に接触した状態で、弾性片の端子側への移動を停止することにより、端子の変形を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】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。
【図２】同実施の形態１に係る図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】同実施の形態１に係るＸ字形リンク及び移動部材等を示す概略図である。
【図４】同実施の形態１に係るコンタクトピンが閉じた状態を示す要部拡大断面図である。
【図５】同実施の形態１に係るコンタクトピンが開いた状態を示す要部拡大断面図である。
【図６】同実施の形態１に係るコンタクトピン接触部と半田ボールとを示す平面図で、（ａ）は両接触部で半田ボールを挟持した状態、（ｂ）は両接触部同士が当接した状態を示す。
【図７】同実施の形態１に係るＩＣパッケージを示す図で、（ａ）はＩＣパッケージの底面図、（ｂ）は（ａ）の左側面図である。
【図８】この発明の実施の形態２に係る図５に相当する平面図で、（ａ）は両接触部で半田ボールを挟持した状態、（ｂ）は両接触部同士が当接した状態を示す。
【図９】この発明の実施の形態３に係るコンタクトピン接触部側の斜視図である。
【図１０】この発明の実施の形態４に係るコンタクトピン接触部側の斜視図である。
【符号の説明】
11 ＩＣソケット
12 ＩＣパッケージ
12a パッケージ本体
12b 半田ボール（端子）
13 ソケット本体
15 コンタクトピン
15a 可動側弾性片
15b 固定側弾性片
15e,15f 接触部
15p ストッパ片
17 移動部材
19 トッププレート
21 操作部材

Claims

ＩＣパッケージに設けられた半田で成形された略球形端子に接触されることによって電気的に接続される弾性片が設けられたコンタクトピンが、ソケット本体に配設されるＩＣソケットにおいて、
前記弾性片は閉じる方向に弾性力を有して前記半田で成形された略球形端子を挟持するように一対設けられ、
前記ソケット本体には、電気部品が載置されるトッププレートが設けられ、
該トッププレートには、前記一対の弾性片の各々の上部側に有する各々の接触部の間に挿入され、前記弾性片の前記半田で成形された略球形端子側への移動を停止する位置決めリブが設けられ、
前記弾性片には、前記半田で成形された略球形端子に接触された状態で、前記弾性片の前記半田で成形された略球形端子側への移動を停止するストッパ手段が設けられ、該ストッパ手段は、前記一対の弾性片の少なくとも一方の前記位置決めリブより上方の部位が平面視において略くの字状に折曲されて前記一対の弾性片の他方に向けて延びて形成され、
前記半田で成形された略球形端子が変形する前には、前記弾性片の少なくとも一方の略くの字状の端部が、他方の弾性片と離間し、前記半田で成形された略球形端子が変形した後には、前記弾性片の略くの字状の端部が、前記他方の弾性片に当接することにより、前記両弾性片の前記半田で成形された略球形端子側への移動を停止して前記半田で成形された略球形端子の変形を抑制するようにしたことを特徴とするＩＣソケット。
ＩＣパッケージに設けられた半田で成形された略球形端子に接触されることによって電気的に接続される弾性片が設けられたコンタクトピンが、ソケット本体に配設されるＩＣソケットにおいて、
前記弾性片は閉じる方向に弾性力を有して前記半田で成形された略球形端子を挟持するように一対設けられ、
前記ソケット本体には、電気部品が載置されるトッププレートが設けられ、
該トッププレートには、前記一対の弾性片の各々の上部側に有する各々の接触部の間に挿入され、前記弾性片の前記半田で成形された略球形端子側への移動を停止する位置決めリブが設けられ、
前記弾性片には、前記半田で成形された略球形端子に接触された状態で、前記弾性片の前記半田で成形された略球形端子側への移動を停止するストッパ手段が設けられ、該ストッパ手段は、一方の前記弾性片から切り起こされて前記位置決めリブより上方で水平に相手側の弾性片に向けて延びるストッパ片を有し、前記半田で成形された略球形端子が変形する前には、前記ストッパ片の端部が、他方の弾性片と離間し、前記半田で成形された略球形端子が変形した後には、該ストッパ片が前記他方の弾性片に当接することにより、前記両弾性片の前記半田で成形された略球形端子側への移動を停止して前記半田で成形された略球形端子の変形を抑制するようにしたことを特徴とするＩＣソケット。
請求項１又は２に記載のコンタクトピンが、前記ＩＣパッケージを収容するソケット本体に配設されると共に、前記コンタクトピンの弾性片を弾性変形させる移動部材が移動自在に配設され、該移動部材を移動させる操作部材が前記ソケット本体に上下動自在に設けられたことを特徴とするＩＣソケット。