JP4030294B2 - Icソケット - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、ICソケットに関し、特に、バンプがICの底面にマトリクス状に配列形成される面実装タイプのICに使用されるICソケットに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来例を図5ないし図7を参照して説明する。図5はICソケットの従来例の一部断面を示す図、図6は図5の要部を拡大して示した図、図7はICソケットにICを装着したところを示す図である。
プリント配線基板11の表面には複数の接点電極12が配列形成されており、これら接点電極12の配列ピッチは装着されるIC28のバンプ29の配列ピッチに対応して形成されている。プリント配線基板11の裏面には、各接点電極12に対応接続された端子電極13が形成されている。この従来例においては、端子電極13同志の間のピッチは接点電極12同志の間のピッチと比較して拡大されている。端子電極13にはピン端子14が取り付け固定され、ピン端子14は図示されないバーンインボードに対してこれに形成されるスルーホールに嵌合して電気機械的に接続される。
【0003】
プリント配線基板11の接点電極12が形成される表面には、異方導電性シート16を介してガイド板15が配置されている。異方導電性シート16は加圧加熱により導電接着作用を示し、ガイド板15はこれを介してプリント配線基板11に接着固定される。
ガイド板15には導電材料より成る複数のスルーホール17が形成され、これらスルーホール17は各接点電極12上に位置して配列形成されている。各スルーホール17の両端縁には図6に示される通りのスルーホール電極18、19が形成されており、電極19は異方導電性シート16を介して対向する接点電極12と導通される。
【0004】
各スルーホール17にはコイル接点21が収容される。コイル接点21は一端がスルーホール17より突出し、他端は異方導電性シート16上に位置されて異方導電性シート16に固定され、異方導電性シート16を介して対向する接点電極12と導通する。図6において、矢印22はこれらコイル接点21および電極19と接点電極12との間の導通方向を示す。
23はガイド板15を収容するフレームであり、プリント配線基板11表面に取り付け固定されている。フレーム23に設けられた開口とガイド板15の板面とにより凹部24が構成され、ここにIC28が位置決め収容される。
【0005】
25はフレーム23の端縁に設けられている軸受部であり、この軸受部25を中心として図示されないカバーを回動自在に取り付ける。フレーム23の他方の端縁に形成されている突起26はカバーを引っかけるロックである。
ここで、ソケット27の凹部24にIC28が装着されると、IC28のバンプ29によりコイル接点21は押圧され、これによりコイル接点21はその弾性復元力によりバンプ29と良好に電気接触することができる。この場合、コイル接点21は押圧により湾曲してスルーホール17の内壁と接触し、スルーホール17もバンプ29と接点電極12との間の接続導体として動作し、これによりバンプ29と接点電極12との間の電気抵抗値を低減する役割を果している。
【0006】
ソケット27の凹部24にIC28が装着されると、IC28のバンプ29と接点電極12との間は、コイル接点21とスルーホール17と異方導電性シート16を介して電気接続するに到る。IC28は、接点電極12から、更に、プリント配線基板11、端子電極13、ピン端子14を介してバーンインボードに接続し、最終的にIC試験装置に接続する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
IC28の小型化が急速に進行しており、隣接するバンプ29の間隔は0. 5mm迄のファインピッチに到達している。そして、IC28の取り扱う電気信号の周波数はGHzのオーダーにも及ぶ高周波化が進行している。この場合、IC28のバンプ29と接点電極12の間に存在してこの間の電気信号の伝送路の一部を構成するコイル接点21は、取り扱う電気信号の高周波化に伴ってこの伝送路のインダクタンスを高める副作用をする。このコイル接点21を板バネにより置換すれば、IC28のバンプ29と接点電極12の間のインダクタンスを容易に小さくすることができるが、IC28の小型化に伴ってバンプ29と接点電極12の間の距離も益々小さくなり、この間の電気信号の伝送路としては弾性係数の小さいコイルバネより成るコイル接点を使用せざるを得ない。これを弾性係数の大きい板バネに置換することに依っては、多数のIC28のバンプ29と接点電極12の間の製造上の寸法誤差を充分には吸収することができず、IC28とバネ接点との間の接触不良を生起する恐れが生ずる。
【0008】
ところで、先の先行例におけるピン端子14をコイル接点21の内部にまで延伸せしめたものに相当する従来例が特開平11−26112号公報に記載されている。これにより、コイル接点21の両端間のインダクタンスを低減することはできが、この低減効果は極く僅かであり、GHzのオーダーにも及ぶ高周波の電気信号におけるインダクタンス低減効果は格別に大きい訳ではない。そして、IC28の取り扱う電気信号は直流の場合もあり、この場合にコイル接点21の示す純抵抗の影響も無視することはできない。
【0009】
この発明は、ICのバンプと接点電極の間に存在するコイル接点のインダクタンスおよび純抵抗を直流電気信号からGHzのオーダーにも及ぶ高周波の電気信号に亘って低減する上述の問題を解消するICソケットを提供するものである。
【0010】
請求項1:ICの底面にマトリクス状に配列形成されるバンプとピン端子14の間をコイル接点21を介して電気機械的に接続するICソケットにおいて、コイル接点21は上半部の先端をテーパ状に捲回したテーパ状小径コイル211とすると共に下半部を大径コイル212とするものであり、ピン端子14の全長の上半部であって、先端がテーパ状に形成され、コイル接点21の全長と比較して短いテーパ部143を有し、コイル接点21の内側にテーパ部143を挿通した状態でコイル接点21をバンプとピン端子14の間に介在させ、テーパ状小径コイル211にテーパ部143の先端を圧し込みコイルの変位が停止した時にテーパ部143にコイルが密着巻き状態となるよう、テーパ状小径コイル211の内側形状とテーパ部143の先端部の外側形状とがほぼ相似形となる形状寸法にテーパ状小径コイル211とテーパ部143を形成したICソケットを構成した。
【0011】
そして、請求項2:請求項1に記載されるICソケットにおいて、テーパ状小径コイル211とテーパ部143は、テーパ状小径コイル211にテーパ部143の先端を圧し込んでもテーパ部143の先端が突き抜けることがない形状寸法に形成したICソケットを構成した。
また、請求項3:請求項2に記載されるICソケットにおいて、中間部を膨出した端子電極141とし、下半部にピン接触部142を形成すると共に上半部にテーパ部143を形成したピン端子14を具備し、IC28のバンプ29の配列ピッチと同一ピッチでマトリクス状にピン端子挿通孔101を形成した端子ガイド10を具備し、IC28のバンプ29の配列ピッチと同一ピッチでマトリクス状にコイル接点挿通孔151を形成したガイド板15を具備し、IC28のバンプ29の配列ピッチと同一ピッチでマトリクス状に貫通孔201を形成すると共に、スプリング嵌入孔204とこれに連通するフロートピン嵌合孔43が形成されるフロート20を具備し、フロート20をバイアスするフロートスプリング45を具備し、端子ガイド10のピン端子挿通孔101にピン接触部142を挿入し、ガイド板15のコイル接点挿通孔151にピン端子14のテーパ部143およびコイル接点21の大径コイル212をこの順に挿入して、フロート20をフロートピン44およびコイル接点21に対して組み付けたICソケットを構成した。
【0012】
請求項4:請求項3に記載されるICソケットにおいて、コイル接点21の下端部とピン端子14の膨出した端子電極141の上面との間に柔軟性異方導電性接着シート50を介在させたICソケットを構成した。
【0013】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を図1および図2の実施例を参照して説明する。図1(a)はICを測定しない定常状態を示す図、図1(b)はICの測定状態を示す図である。図2はフロートピンを説明する図である。実施例において、従来例と共通する部材には共通する参照符号を付与している。
14はピン端子である。ピン端子14はその中間部を膨出した端子電極141とし、下半部をピン接触部142とし、上半部をテーパ部143としている。
【0014】
10は端子ガイドであり、IC28のバンプ29の配列ピッチと同一ピッチでマトリクス状にピン端子挿通孔101が形成されている。
21はコイル接点であり、先端をテーパ状に捲回したテーパ状小径コイル211とすると共に下半部を大径コイル212としている。ここで、テーパ状小径コイル211の内側形状とテーパ部143の先端部の外側形状はほぼ相似形とし、寸法はテーパ状小径コイル211にテーパ部143の先端を圧し込んでもテーパ部143が突き抜けることがない形状寸法に形成される。そして、ピン端子14のテーパ部143を構成する上半部はコイル接点21の全長と比較して短い全長を有している。
【0015】
15はガイド板であり、IC28のバンプ29の配列ピッチと同一ピッチでマトリクス状にコイル接点挿通孔151を形成している。152はガイド板15の下面に形成された端子電極凹部であり、端子電極141を収容する。
20はフロートであり、IC28のバンプ29の配列ピッチと同一ピッチでマトリクス状に貫通孔201を形成している。このフロート20はフロートスプリング45により上向きにバイアスされ、IC28を測定しない定常状態においては図1(a)に示されるレベルにある。フロートスプリング45には44により示されるフロートピンが挿通され、これにより案内されている。4はベースを示す。41はベース4を貫通して形成されるピン端子コイル接点収容部であり、下部には内向きに突出して支持鍔42が形成されている。このベース4にはフロートピン嵌合孔43が相互に離隔してベース4に上下方向に穿設されている。フロート20にはフロートピン嵌合孔43に対応してフロートピン案内孔205が形成されている。フロートピン44はフロートピン嵌合孔43に嵌合固定されている。フロート20にはフロートスプリング45が嵌入位置決めされるスプリング嵌入孔204が形成されている。
【0016】
ベース4はこれに回動係合せしめられる図示されないフレームが具備されている。IC28は、測定に際して、このフレームに保持された状態で、フロート20に形成される開口206に対して回動位置決めされる。
次いで、ICソケットの組み立ての順序を説明する。
(1) ベース4のピン端子コイル接点収容部41の支持鍔42に端子ガイド10を載置する。ここで、フロートピン44はフロートピン嵌合孔43に予め嵌合固定しておく。
【0017】
(2) 端子ガイド10のピン端子挿通孔101にピン端子14のピン接触部142を上から挿入する。
(3) ガイド板15のコイル接点挿通孔151に、ピン端子14のテーパ部143およびコイル接点21の大径コイル212をこの順に挿入して、ピン端子14に対してガイド板15とコイル接点21を組付ける。
(4) フロートピン44にフロートスプリング45を挿入する。
(5) フロート20の各スプリング嵌入孔204およびフロートピン案内孔205をそれぞれのフロートピン44に対応させると共に、フロート20のマトリクス状に形成された各貫通孔201をそれぞれのコイル接点21のテーパ状小径コイル211に対応させて、フロート20をフロートピン44およびコイル接点21に対して組み付ける。
【0018】
(6) 以上の(5)までの工程で、ICソケットの組み立ては終了した。
ここで、図1を参照してICの測定の仕方を説明する。
IC28は、図示されないフレームに保持された状態で、フロート20に形成される開口206に対して図1(a)に示される状態に回動位置決めされる。フレームを更に回動してIC28を下向きに押圧すると、IC28の下面はフロートスプリング45を圧縮しながらフロート20を下向きに変位して、IC28のバンプ29はコイル接点21のテーパ状小径コイル211の上端に接触するに到る。フレームを更に回動してIC28を下向きに押圧すると、IC28の下面はフロート20を下向きに変位しながらバンプ29はコイル接点21を下向きに圧縮変形し、テーパ状小径コイル211にピン端子14のテーパ部143のテーパ状の先端が嵌合し、強く係合したところでテーパ状小径コイル211の変位は停止せしめられる。ここで、IC28のバンプ29とピン端子14のピン接触部142との間は、コイル接点21がバンプ29と端子電極141の間に介在してその弾性復元力により両者に強く圧接することにより、良好な電気接触が確保される。IC28のバンプ29は、コイル接点21のテーパ状小径コイル211を介してピン端子14のテーパ部143に強く圧接することにより、密着巻き状態とされて実質上円筒体のテーパ状小径コイル211とピン端子14のテーパ部143とを介して端子電極141に電気接続しており、コイル接点21の内の弾性コイルとして動作している大径コイル212の部分を橋絡している。結局、IC28のバンプ29とピン端子14のピン接触部142との間に電気コイルとして動作する部分が存在しないので、高周波の電気信号におけるこのICソケットのインダクタンス低減効果は大きく、バンプ29とピン接触部142との間の純抵抗値も低減する。
【0019】
ここで、図1および図2を参照して第1の実施例の変形例を説明する。
この変形例においては、ガイド板15の下面全面に、図2に示される通りに柔軟性異方導電性接着シート50を接合し、コイル接点21の下端部とピン端子14の膨出した端子電極141の上面との間に介在させる。図2はIC28を下向きに押圧した状態を示しており、このIC28の下向きの押圧状態においては、柔軟性異方導電性接着シート50はコイル接点21の下端部とピン端子14の端子電極141の上面との間に圧縮挟持されて両者間の電気接続を確実にする。即ち、コイル接点21およびピン端子14の製造のバラツキに起因して両者間の機械的接触が不充分となって適正な電気接続が保証されない場合も生ずるが、この機械的接触の不充分さは両者間に柔軟性異方導電性接着シート50を介在させることにより吸収解消される。
【0020】
図3および図4を参照して第2の実施例を説明する。図3(a)は接触前の状態を示し、図3(b)は測定時の接触状態を示す。図4はフロートピンを説明する図である。第2の実施例において、第1の実施例と共通する部材には共通する参照符号を付与している。
ピン端子は、第1の実施例においてはピン端子14が1個のみであったが、第2の実施例においてはピン端子14の他に、更に、これとほぼ同等の構成の可動ピン端子14’の2個を使用する。これに対応して、可動ピン端子14’を案内する可動ピン端子ガイド10’を具備する。可動ピン端子ガイド10’には、IC28のバンプ29の配列ピッチと同一ピッチでマトリクス状に可動ピン端子挿通孔101’が形成されている。ピン端子14は、その中間部を膨出した端子電極141とし、下半部をピン接触部142に形成すると共に上半部を力が加わると容易に変形する弾性細長片144に形成している。可動ピン端子14’はピン端子14を倒立したものとほぼ同様の構成を有し、中間部を膨出した端子電極141’に形成し、上半部をピン接触部142’に形成すると共に、下半部を弾性細長片144’に形成している。この第2の実施例は、ピン端子14と可動ピン端子14’とは、端子電極141’の径がピン端子14の端子電極141の径と比較して僅かに小径に構成されていることになる。第2の実施例のコイル接点21は、全長に亘って同一径に捲回構成された単純な形状の円筒コイルバネより成る。ここで、コイル接点21の全長はピン端子14の弾性細長片144の全長と可動ピン端子14’の弾性細長片144’の全長の和より僅かに大に構成されている。図4のフロートピンは上述された図2のフロートピンと同一構成を有している。
【0021】
次に、第2の実施例の組み立て方について説明する。
(1) ベース4のピン端子コイル接点収容部41の支持鍔42に端子ガイド10を載置する。ここで、フロートピン44はフロートピン嵌合孔43に予め嵌合固定しておく。
(2) 端子ガイド10のピン端子挿通孔101にピン端子14のピン接触部142を上から挿通する。
(3) ガイド板15の各コイル接点挿通孔151にそれぞれのピン端子14の弾性細長片144を挿入し、ピン端子14にガイド板15を組み付ける。
【0022】
(4) コイル接点21をその内側に弾性細長片144を位置せしめた状態にしてコイル接点挿通孔151に挿入し、コイル接点21に可動ピン端子14’の弾性細長片144’を挿入する。
(5) フロートピン44にフロートスプリング45を挿入する。
(6) 可動ピン端子ガイド10’のマトリクス状に形成される可動ピン端子挿通孔101’をそれぞれの可動ピン端子14’のピン接触部142’に対応させ、可動ピン端子ガイド10’をピン接触部142’に対して組み付ける。
【0023】
(7) フロート20の各スプリング嵌入孔204およびフロートピン案内孔205をそれぞれのフロートピン44に対応させると共に、フロート20のマトリクス状に形成された各貫通孔201をそれぞれの可動ピン端子14’のピン接触部142’に対応させて、フロート20をフロートピン44およびピン接触部142’に対して組み付ける。
以上の(7)までの工程で、ICソケットの第2の実施例の組み立ては終了した。
IC28は、第1の実施例の場合と同様に、図示されないフレームに保持された状態で、フロート20に形成される開口206に対して図3(a)に示される状態に回動位置決めされる。フレームを更に回動してIC28を下向きに押圧すると、IC28の下面はフロートスプリング45を圧縮しながらフロート20を下向きに変位し、IC28のバンプ29は可動ピン端子14’のピン接触部142’の上端に接触するに到る。フレームを回動してIC28を更に下向きに押圧すると、IC28の下面はフロート20を下向きに変位しながらバンプ29は、可動ピン端子14’のピン接触部142’および端子電極141’を介してコイル接点21を下向きに徐々に圧縮変位する。この変位が進行する中に、可動ピン端子14’の弾性細長片144’がピン端子14の弾性細長片144に接触し、両者が変形して強く係合したところでコイル接点21の変位および弾性細長片144’と弾性細長片144の変形は停止せしめられる。
【0024】
この場合、IC28のバンプ29とピン端子14のピン接触部142の間は可動ピン端子14’とピン端子14の間にコイル接点21が介在してその弾性復元力により両者に強く圧接すると共に可動ピン端子14’のピン接触部142’がバンプ29に強く圧接することにより、良好な電気接触が確保される。ここで、IC28のバンプ29は、可動ピン端子14’の弾性細長片144’がピン端子14の弾性細長片144に接触、変形して強く係合することにより、棒状体の可動ピン端子14’とピン端子14とを介して直接にピン接触部142に電気接続することとなり、弾性コイルとして動作しているコイル接点21を介さずにバンプ29とピン接触部142の間が直接電気接続されるので、高周波の電気信号におけるこのICソケットのインダクタンス低減効果は大きく、バンプ29とピン接触部142との間の純抵抗値も低減する。
【0025】
また、第2の実施例のコイル接点21は、上述した通り、全長に亘って同一径に捲回構成された単純な形状のコイルバネより成るので、簡単容易、廉価に製造することができる。ただ、図3の実施例においては、ピン端子として見かけ上はピン端子14と可動ピン端子14’の2種類必要とされるが、これらは端子電極141’の径がピン端子14の端子電極141の径と比較して僅かに小径に構成されているに過ぎないほぼ同型のものである。端子電極141’の径と端子電極141の径とを同一に設計変更して、ピン端子14と可動ピン端子14’とを共通にすることができる。
【0026】
ところで、第2の実施例においても、ガイド板15の下面全面に柔軟性異方導電性接着シート50を接合し、コイル接点21の下端部とピン端子14の端子電極141の上面との間に介在させることにより、両者間の機械的接触の不充分さは両者間に柔軟性異方導電性接着シート50を介在させることにより吸収解消することができる。
【0027】
【発明の効果】
以上の通りであって、この発明の第1の実施例によれば、IC28のバンプ29とピン端子14のピン接触部142の間は、コイル接点21がバンプ29と端子電極141の間に介在してその弾性復元力により両者に強く圧接することにより、良好な電気接触が確保される。ここで、IC28のバンプ29は、コイル接点21の先端部をテーパ状に捲回したテーパ状小径コイル211がピン端子14のテーパ部143のテーパ状先端に強く圧接することにより、テーパ状小径コイル211は密着巻き状態に圧縮された実質上円筒体とされ、この実質上円筒体の小径コイル211とピン端子14のテーパ部143とを介して端子電極141に電気接続することになり、コイル接点21の弾性コイルとして動作している大径コイル212の部分は橋絡されて電流は流通しない。結局、IC28のバンプ29とピン端子14のピン接触部142との間に電気的にコイルとして動作する部分が存在しないので、高周波の電気信号におけるこのICソケットのインダクタンス低減効果は大きく、バンプ29とピン接触部142との間の純抵抗値も低減する。
【0028】
そして、第2の実施例によれば、IC28のバンプ29とピン端子14のピン接触部142の間は、可動ピン端子14’とピン端子14の間にコイル接点21が介在してその弾性復元力により両者に強く圧接すると共に可動ピン端子14’のピン接触部142’がバンプ29に強く圧接することにより、良好な電気接触が確保される。ここで、IC28のバンプ29は、可動ピン端子14’の弾性細長片144’がピン端子14の弾性細長片144に接触、変形して強く係合することにより、棒状体の可動ピン端子14’とピン端子14とを介して直接にピン接触部142に電気接続することとなり、コイルとして動作しているコイル接点21を介さずにバンプ29とピン接触部142の間が電気接続されるので、高周波の電気信号におけるこのICソケットのインダクタンス低減効果は大きく、バンプ29とピン接触部142との間の純抵抗値も低減する。
【0029】
また、第2の実施例のコイル接点21は、全長に亘って同一径に捲回構成された単純な形状のコイルバネより成るので、簡単容易、廉価に製造することができる。ただ、ピン端子として見かけ上はピン端子14と可動ピン端子14’の2種類必要とされるが、これらは端子電極141’の径がピン端子14の端子電極141の径と比較して僅かに小径に構成されているに過ぎないほぼ同型のものである。端子電極141’の径と端子電極141の径とを同一に設計変更して、ピン端子14と可動ピン端子14’とを共通にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 第1の実施例を説明する図。
【図2】 第1の実施例とフロートピンを説明する図。
【図3】 第2の実施例を説明する図。
【図4】 第2の実施例とフロートピンを説明する図。
【図5】 従来例を説明する図。
【図6】 図5の一部を拡大して示した図。
【図7】 ICソケットにICを装着したところを示す図。
【符号の説明】
14 ピン端子 211 テーパ状小径コイル
143 テーパ部 212 大径コイル
21 コイル接点 28 IC
29 バンプ
Claims (4)
- ICの底面にマトリクス状に配列形成されるバンプとピン端子の間をコイル接点を介して電気機械的に接続するICソケットにおいて、
コイル接点は上半部の先端をテーパ状に捲回したテーパ状小径コイルとすると共に下半部を大径コイルとするものであり、
ピン端子の全長の上半部であって、先端部がテーパ状に形成され、コイル接点の全長と比較して短いテーパ部を有し、
コイル接点の内側にテーパ部を挿通した状態で、コイル接点をバンプとピン端子の間に介在させ、
テーパ状小径コイルにテーパ部の先端を圧し込み、コイルの変位が停止した時にテーパ部にコイルが密着巻き状態となるよう、テーパ状小径コイルの内側形状とテーパ部の先端部の外側形状とがほぼ相似形となる形状寸法にテーパ状小径コイルとテーパ部を形成したことを特徴とするICソケット。 - 請求項1に記載されるICソケットにおいて、
テーパ状小径コイルとテーパ部は、テーパ状小径コイルにテーパ部の先端を圧し込んでもテーパ部の先端が突き抜けることがない形状寸法に形成したことを特徴とするICソケット。 - 請求項2に記載されるICソケットにおいて、
中間部を膨出した端子電極とし、下半部にピン接触部を形成すると共に上半部にテーパ部を形成したピン端子を具備し、
ICのバンプの配列ピッチと同一ピッチでマトリクス状にピン端子挿通孔を形成した端子ガイドを具備し、
ICのバンプの配列ピッチと同一ピッチでマトリクス状にコイル接点挿通孔を形成したガイド板を具備し、
ICのバンプの配列ピッチと同一ピッチでマトリクス状に貫通孔を形成すると共にスプリング嵌入孔とこれに連通するフロートピン嵌合孔が形成されるフロートを具備し、
フロートをバイアスするフロートスプリングを具備し、
端子ガイドのピン端子挿通孔にピン接触部を挿入し、
ガイド板のコイル接点挿通孔にピン端子のテーパ部およびコイル接点の大径コイルをこの順に挿入し、
フロートをフロートピンおよびコイル接点に対して組み付けたことを特徴とするICソケット。 - 請求項3に記載されるICソケットにおいて、
コイル接点の下端部とピン端子の膨出した端子電極の上面との間に柔軟性異方導電性接着シートを介在させたことを特徴とするICソケット。
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