JP4047556B2 - コンタクトピン及び電気部品用ソケット - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体装置(以下「ICパッケージ」という)等の電気部品を着脱自在に収容する電気部品用ソケットに用いられるコンタクトピン及び電気部品用ソケットの改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来から、電気部品用ソケットとしてのICソケットは、予め、回路基板上に配設され、このICソケットにICパッケージを収容することにより、このICパッケージと回路基板とを電気的に接続するようにしている。
【0003】
そのICパッケージとしては、例えば四角形板状のパッケージ本体の側面から側方に向けて多数の端子が延長されたものがある。
【0004】
そして、そのICパッケージがICソケットに収容された状態で、ICパッケージの多数の端子に、ICソケットのコンタクトピンの接触部が接触されることにより、そのICパッケージの端子と回路基板とが各コンタクトピンを介して電気的に接続されるようになっている。
【0005】
かかるコンタクトピンは、導電性を有する金属製の薄板が、プレス加工にて打ち抜かれて所定の形状に形成され、このコンタクトピンが打抜き加工された状態では、その切断面は表面が粗くなっている。
【0006】
そして、ICソケットにICパッケージを収容する際には、コンタクトピンの接触部が、ICパッケージ端子に接触して僅かに摺動(ワイピング)することにより、端子のメッキ層の表面を僅かに削ることで、酸化膜等を除去してコンタクトピン接触部とICパッケージ端子との導通性を良好としている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のものにあっては、プレスの打抜き加工により、コンタクトピン接触部の表面粗さが粗くなると、ICパッケージの端子のメッキが半田メッキである場合には、半田が接触部表面に転移し易くなり、接触部と端子との接触安定性を長期間に渡って良好に維持するのが難しい。また、ICパッケージの端子のメッキが鉛フリー化に対応したメッキ、例えばパラジウムメッキである場合には、メッキ層の厚みが半田メッキのそれに比べて薄いため、メッキ層が破られて端子の素地が露出してしまう問題があった。
【0008】
そこで、この発明は、上記のような問題を解決することができるコンタクトピン及びこのコンタクトピンを用いた電気部品用ソケットを提供することを課題としている。
【0009】
【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、導電性を有する板状の金属材料から打抜かれて形成され、電気部品の端子に接触される接触部が形成されたコンタクトピンにおいて、前記接触部は、前記金属材料が打抜かれて板面に沿う方向と直交する方向に打抜き面が形成され、該打抜き面が研磨時に機械的な外力が作用しない研磨手段にて研磨され、前記電気部品の1μm以下のメッキ層が施された端子上を摺動するものであり、前記研磨手段により研磨された前記接触部の表面粗さは、前記電気部品の端子のメッキ層の厚さより小さく設定されているコンタクトピンとしたことを特徴とする。
【0011】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の構成に加え、前記研磨手段は化学研磨であることを特徴とする。
【0012】
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の構成に加え、前記化学研磨された部分にニッケルメッキを施したことを特徴とする。
【0015】
請求項4に記載の発明は、電気部品が収容されるソケット本体に、請求項1乃至3の何れか一つに記載のコンタクトピンが配設されると共に、該ソケット本体に、上下動自在に操作部材が配設され、前記コンタクトピンには、弾性変形可能な弾性部と、前記電気部品に接触される前記接触部と、前記操作部材のカム部に押圧される操作片とが形成され、前記操作部材を下降させることにより、前記カム部で前記コンタクトピンの操作片を押圧して前記弾性部を弾性変形させて、前記接触部を前記電気部品端子から離間させるように構成した電気部品用ソケットとしたことを特徴とする
【0016】
【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。
【0017】
図1乃至図5には、この発明の実施の形態を示す。
【0018】
まず構成を説明すると、図中符号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、「電気部品」である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ICリード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。
【0019】
このICパッケージ12は、図1に示すように、いわゆるガルウイングタイプと称されるもので、これは長方形板状のパッケージ本体12aから側方に向けて多数のICリード12bが突出している。このICリード12bは、鉛フリー化に対応して、母材に銅合金が用いられ、この銅合金表面上に約1μmのパラジウムメッキ層が形成されたものが使われている。
【0020】
一方、ICソケット11は、大略すると、プリント配線板上に装着されるソケット本体13を有し、このソケット本体13には、ICリード12bに導通される弾性変形可能なコンタクトピン15が複数配設されると共に、これらコンタクトピン15を弾性変形させる四角形の枠状の操作部材16が上下動自在に配設されている。
【0021】
そのソケット本体13には、コンタクトピン15が圧入される圧入孔13a及び、上側にICパッケージ12が収容される収容部13bが形成され、更に、この収容部13bに、ICパッケージ12を所定の位置に位置決めするガイド部13cがパッケージ本体12aの各角部に対応して設けられている。
【0022】
また、コンタクトピン15は、バネ性を有し、導電性に優れた金属材料で形成され、ソケット本体13の圧入孔13aに圧入されて、多数隣接して配置されている。
【0023】
詳しくは、このコンタクトピン15は、基部15aを有し、この基部15aから下方に向けてリード部15bが突設され、このリード部15bの根元の爪部15cが圧入孔13a内壁に圧接されている。
【0024】
このリード部15bのソケット本体13から下方に突出した部分がプリント配線板に電気的に接続されるようになっている。
【0025】
また、その基部15aの上側には、固定接片15dが上方に向けて突設され、この固定接片15dは、上端部に前記ICリード12bの下面側に接触する固定接触部15eが形成され、これより下側に、弾性変形する弾性部15fが形成されている。
【0026】
さらに、この固定接片15dより外側には、可動接片15iが上方に向けて突設されている。この可動接片15iは、湾曲した形状の弾性部15jを介して可動片15kが形成され、この可動片15kには、内向きに延びるアーム15mが形成され、このアーム15mの先端部には、ICリード12bの上面に接触する可動接触部15nが形成されている。そして、この可動接触部15n及び固定接触部15eにより、ICパッケージ12のICリード12bが上下から挟持されるようになっている。さらにまた、可動片15kには、操作片15pが上方に向けて突設されている。
【0027】
また、操作部材16は、図1に示すように、ICパッケージ12が挿入可能な大きさの開口16aを有し、この開口16aを介してICパッケージ12が挿入されて、ソケット本体13の収容部13b上に載置されるようになっている。そして、この操作部材16は、ソケット本体13に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ている。
【0028】
さらに、この操作部材16には、コンタクトピン15の操作片15pに摺接するカム部16bが形成され、この操作部材16を下降させることにより、そのコンタクトピン15の操作片15pがそのカム部16bに押圧されて、弾性部15jが弾性変形され、図2に示すように、可動片15kが斜め外側上方に向けて変位されて開かれることにより、可動接触部15nがICリード12bから離間するようになっている。また、操作部材16が上昇されると、上記とは逆に動作して、弾性部15jの付勢力により可動接触部15nが斜め内側下方に変位し、この可動接触部15nと固定接触部15eとでICリード12bが挟持されて導通されるようになっている。この挟持時には、可動接触部15nがICリード12b上を僅かに摺動するように構成されている。
【0029】
これらコンタクトピン15は、導電性に優れた金属材料である銅合金の薄板がプレス加工にて所定の形状に打ち抜かれ、これが「研磨手段」としての化学研磨が施されて、可動接触部15mや弾性部15jを含む切断部分の表面粗さLがプレスで打抜いた際の表面粗さ以下(例えば、1μm以下、すなわち、前記ICリード12bのパラジウムメッキ層の厚み以下)に設定されている(図5参照)。
【0030】
次に、かかるコンタクトピン15の成形方法について説明する。
【0031】
まず、金属材料である銅合金の薄板を、プレス加工にて所定の形状に打ち抜き、これに化学研磨を施す。
【0032】
化学研磨は、金属材料を強酸と非常に酸化力の強い溶液との混合溶液中に浸漬させることにより、化学的に表面に光沢を与え、又、平滑にする方法である。
【0033】
ここでは、その打ち抜かれた銅合金の板材を、硫酸を100〜200g/l、過酸化水素水を30〜70g/lを主成分とし、飽和アルコールを若干混合した混合溶液の中に浸す。処理条件としては、液温20〜40℃で、20秒〜2分程度浸す。
【0034】
換言すれば、コンタクトピン15の可動接触部15nの表面粗さLが、ICパッケージ12のICリード12bのメッキ層の厚さ(1μm)より小さくなるような条件を設定して化学研磨する。
【0035】
その後、化学研磨された銅合金素地表面にニッケルメッキが施され、続いて、ニッケルメッキ層表面に金メッキが施されることにより、コンタクトピン15が作られる。
【0036】
このようにコンタクトピン15の可動接触部15nを研磨して平滑にすることにより、このコンタクトピン15の可動接触部15nがICパッケージ12のICリード12b上を摺動した場合でも、このICパッケージ12のICリード12bのメッキ層を必要以上に傷つけるのを抑制できる。
【0037】
特に、コンタクトピン15の可動接触部15nの表面粗さLを、ICパッケージ12のICリード12bのパラジウムメッキ層の厚さより小さくしているため、そのコンタクトピン15の可動接触部15nがICパッケージ12のICリード12b上を摺動しても、コンタクトピン15の可動接触部15nによりICパッケージ12のICリード12bに施されたメッキ層が破られて、ICリード12bの母材が露出するのを防止できる。
【0038】
また、研磨時に可動接触部15nに機械的な外力が作用しない化学研磨とすることにより、薄板状の強度の小さいコンタクトピン15であっても、このコンタクトピン15を変形させることなく研磨を行うことができる。
【0039】
さらに、化学研磨とすることにより、多数のコンタクトピン15を溶液に浸して同時に研磨することができるため、一つずつ機械的に研磨する場合と比較すると作業性を向上させることができる。
【0040】
さらにまた、コンタクトピン15を研磨すると、このコンタクトピン15の弾性部15jを含む部分の肉厚が減少するが、ニッケルメッキを施して、肉厚の減少を補うことにより、弾性部15jの弾性強度等を確保して、可動接触部15nとICリード12bとの接触圧力を確保することができる。
【0041】
次に、かかる構成のICソケット11の使用方法について説明する。
【0042】
まず、予め、ICソケット11のコンタクトピン15のリード部15bをプリント配線板の挿通孔に挿入して半田付けすることにより、プリント配線板上に複数のICソケット11を配設しておく。
【0043】
そして、かかるICソケット11にICパッケージ12を例えば自動機により以下のようにセットして電気的に接続する。
【0044】
すなわち、自動機により、ICパッケージ12を保持した状態で、操作部材16をスプリング(図示省略)及びコンタクトピン15の付勢力に抗して下方に押圧して下降させる。すると、図2に示すように、この操作部材16のカム部16bにより、操作片15pが押圧されて、弾性部15jが弾性変形され、可動片15kが斜め上方に変位されて最大限に開かれ、可動接触部15nがICパッケージ12挿入範囲から退避される。
【0045】
この状態で、自動機からICパッケージ12を開放し、ソケット本体13の収容部13b上に載置する。
【0046】
かかる場合には、ガイド部13cにより、ICパッケージ12が所定の位置に位置決めされ、ICパッケージ12のICリード12bが、コンタクトピン15の固定接触部15eの接触面である上面15q上に的確に載置される。
【0047】
その後、自動機による操作部材16の押圧力を解除すると、この操作部材16がコンタクトピン15の弾性力及びスプリングの付勢力により上昇し、コンタクトピン15の可動片15kが戻り始めると共に、この操作部材16が所定位置まで上昇した時点で、コンタクトピン15の可動接触部15nが、上述のように位置決めされたICパッケージ12の所定のICリード12bの上面に当接した後に所定量ワイピングし、この可動接触部15nと固定接触部15eとの間でICリード12bが挟持されて電気的に接続されることとなる(図3参照)。
【0048】
このようにICパッケージ12を出し入れする際には、操作部材16を上下動させることにより、可動接片15iの弾性部15jの弾性変形が繰り返して行われる。この場合には、弾性部15jが化学研磨されて、表面が滑らかに形成されているため、弾性変形が繰り返して行われる場合における耐久性が向上することとなる。
【0049】
なお、上記各実施の形態では、「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、上記各実施の形態では、「研磨手段」として化学研磨を用いているが、他の研磨手法、例えば電解研磨、サンドブラスト、ショットピーニング等による研磨でも良い。さらに、この実施の形態では、コンタクトピン15全体を研磨しているが、可動接触部15nのみ研磨しても良いことは勿論である。また、これによれば、他の部分の肉厚が減少して強度が低下するようなことがない。さらにまた、この実施の形態のコンタクトピン15は、いわゆる2点接触式で、固定接片15dが設けられているが、これに限らず、可動接片15iだけの1点接触式のものでも良い。また、上記実施の形態では、ICパッケージのICリード12bは、半田の鉛フリー化に対応したパラジウムメッキ層を用いたものに本発明を適用したが、本発明はこれに限られるものでなく、従来の半田メッキを用いたICリードに対しても適用できる。この場合には、接触部15nへの半田転移量が減少するので、長期に渡り、接触部15nとICリード12bとの接触安定性を維持することができる。
【0050】
【発明の効果】
以上説明してきたように、請求項1に記載の発明によれば、コンタクトピンの接触部が研磨手段にて研磨されることにより、このコンタクトピンの接触部が電気部品の端子上を摺動した場合でも、この電気部品の端子のメッキ層が破られてリード母材が露出されるのを防止でき、又、半田の転移量を抑制できるため、接触安定性を維持できる。
また、研磨手段を、研磨時に接触部に機械的な外力が作用しない手段とすることにより、強度の小さいコンタクトピンであっても、このコンタクトピンが変形することなく研磨することができる。
【0051】
請求項2に記載の発明によれば、研磨手段を、研磨時に接触部に機械的な外力が作用しない手段とすることにより、強度の小さいコンタクトピンであっても、このコンタクトピンが変形することなく研磨することができる。
【0052】
請求項2に記載の発明によれば、研磨手段を化学研磨とすることにより、多数のコンタクトピンを溶液に浸して同時に研磨することができるため、一つずつ機械的に研磨する場合と比較すると作業性を向上させることができる。
【0053】
請求項3に記載の発明によれば、コンタクトピンを研磨すると、コンタクトピンの弾性部を含む部分の肉厚が減少するが、この部分にニッケルメッキを施して、肉厚の減少を補うことにより、弾性部の弾性強度等を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態に係るコンタクトピンが用いられたICソケットの、コンタクトピンの可動接片が閉じた状態の断面図である。
【図2】同実施の形態に係るコンタクトピンが用いられたICソケットの、コンタクトピンの可動接片が開いた状態の断面図である。
【図3】同実施の形態に係るICソケットのコンタクトピンで、ICリードを挟持した状態の拡大断面図である。
【図4】同実施の形態に係るコンタクトピンの可動接片を示す拡大斜視図である。
【図5】同実施の形態に係るコンタクトピンの可動接触部等の表面粗さを示す拡大説明図である。
【符号の説明】
11 ICソケット
12 ICパッケージ(電気部品)
12a パッケージ本体
12b ICリード(端子)
13 ソケット本体
15 コンタクトピン
15d 固定接片
15i 可動接片
15j 弾性部
15n 可動接触部(接触部)
L 表面粗さ
Claims (4)
- 導電性を有する板状の金属材料から打抜かれて形成され、電気部品の端子に接触される接触部が形成されたコンタクトピンにおいて、
前記接触部は、前記金属材料が打抜かれて板面に沿う方向と直交する方向に打抜き面が形成され、該打抜き面が研磨時に機械的な外力が作用しない研磨手段にて研磨され、前記電気部品の1μm以下のメッキ層が施された端子上を摺動するものであり、
前記研磨手段により研磨された前記接触部の表面粗さは、前記電気部品の端子のメッキ層の厚さより小さく設定されていることを特徴とするコンタクトピン。 - 前記研磨手段は化学研磨であることを特徴とする請求項1に記載のコンタクトピン。
- 前記化学研磨された部分にニッケルメッキを施したことを特徴とする請求項2に記載のコンタクトピン。
- 電気部品が収容されるソケット本体に、請求項1乃至3の何れか一つに記載のコンタクトピンが配設されると共に、該ソケット本体に、上下動自在に操作部材が配設され、
前記コンタクトピンには、弾性変形可能な弾性部と、前記電気部品に接触される前記接触部と、前記操作部材のカム部に押圧される操作片とが形成され、
前記操作部材を下降させることにより、前記カム部で前記コンタクトピンの操作片を押圧して前記弾性部を弾性変形させて、前記接触部を前記電気部品端子から離間させるように構成したことを特徴とする電気部品用ソケット。
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