JP4087012B2 - 電気部品用ソケット - Google Patents

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Description

【0001】
【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保持する電気部品用ソケット、特に、その電気部品の端子である半田ボールにコンタクトピンの接触部が貼り付くのを防止するようにした電気部品用ソケットに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
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保持するICソケットがある。
【0003】
このICパッケージには、BGA(Ball Grid Array)タイプと称するものがあり、これは方形のパッケージ本体の下面に端子としての多数の半田ボールが設けられている。
【0004】
また、ICソケットには、コンタクトピンが配設され、このコンタクトピンには、一対の弾性片が形成され、これら弾性片の先端部には、ICパッケージの半田ボールの側面部に離接される接触部が形成されると共に、その一方の弾性片が横方向にスライドする移動板にて押圧されて弾性変形されるようになっている。
【0005】
その移動板をスライドさせて、一方の弾性片を弾性変形させることにより、両弾性片の両接触部の間隔を広げ、この間に半田ボールを挿入し、その後、移動板が元の位置に復帰されることにより、一方の弾性片の接触部も元の位置に戻って行き、両接触部で半田ボールが挟持されて、電気的に接続されることとなる。
【0006】
この状態で、例えばバーンインテストが行われ、次いで、上記と同様に、移動板をスライドさせて、一方の弾性片の接触部を変位させて両接触部の間隔を広げて半田ボールから離間させ、ICパッケージを自動機により、ICソケットから取り出すようにしている。
【0007】
このようにすれば、移動板をスライドさせるだけで、無挿抜力式にICパッケージの装着、取り外しを行えるので、作業能率を著しく向上させることができることとなる。
【0008】
【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、バーンインテストでは125℃程度にICパッケージが加熱されるため、半田ボールが軟化してコンタクトピン接触部に貼り付くことがある。この状態で、一方の弾性片の接触部を変位させて両接触部の間隔を開くと、何れかの接触部に半田ボールが貼り付いたまま離れない場合があり、かかる場合には、自動機等により、ICパッケージをICソケットから無抜力にて取り外すことができない、という問題がある。
【0009】
そこで、この発明は、コンタクトピン接触部の半田ボールへの貼り付きを防止し、電気部品を電気部品用ソケットから無抜力にて取り外すことができる電気部品用ソケットを提供することを課題としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、ソケット本体上に電気部品を載置する載置面部が設けられ、前記ソケット本体に前記電気部品の端子である半田ボールに離接可能なコンタクトピンが配設され、前記ソケット本体に対して移動板が移動自在に設けられ、該移動板を一側側に移動させることにより、前記コンタクトピンの弾性片を一側側に弾性変形させて、該弾性片の先端部に設けられた接触部を変位させて、該弾性片を前記電気部品の半田ボールの側面部から離間させるようにした電気部品用ソケットにおいて、前記ソケット本体の一側側には、前記接触部の変位前に前記電気部品の一側側との間に形成された間隙部を有するとともに前記接触部の変位時に該接触部に前記電気部品の半田ボールが貼り付いて前記接触部の変位に伴って移動したときに前記電気部品が当接するストッパ部を形成する一方、前記接触部の前記一側側への変位量は、前記間隙部の大きさよりも大きく設定し、前記コンタクトピンは、一対の弾性片を有し、該一方の弾性片の接触部を、他方の弾性片の接触部より、前記電気部品の半田ボールが食い込んで貼り付き易い形状に形成すると共に、前記ストッパ部は、前記一方の弾性片の接触部に前記半田ボールが貼り付いて前記電気部品が移動したときに当接する側に形成したことを特徴とする。
【0012】
請求項2に記載の発明は、請求項に記載の構成に加え、前記移動板は、前記載置面部と略平行の方向に移動するように設定されると共に、前記一方の弾性片を可動側弾性片とし、又、前記他方の弾性片を固定側弾性片とし、該可動側弾性片が前記移動板により弾性変形されるようにすると共に、前記ストッパ部は、該可動側弾性片の接触部に前記半田ボールが貼り付いて前記電気部品が移動したときに当接する側に形成したことを特徴とする。
【0013】
請求項3に記載の発明は、請求項に記載の構成に加え、前記一方の弾性片の前記接触部に、前記半田ボール側面部に食い込む突起部を形成したことを特徴とする。
【0014】
請求項4に記載の発明は、請求項に記載の構成に加え、前記一方の弾性片の前記接触部は、前記一方の弾性片の幅よりも狭い幅を有する棒状を呈し、前記半田ボール側面部に食い込むようにすることにより、該接触部に前記電気部品の半田ボールが貼り付き易くしたことを特徴とする。
【0015】
【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。
【0016】
[発明の実施の形態1]
図1乃至図14には、この発明の実施の形態1を示す。
【0017】
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の端子である半田ボール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。
【0018】
このICパッケージ12は、例えば図4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、例えば方形のパッケージ本体12aの下面に多数の略球状の半田ボール12bが突出してマトリックス状に配列されている。
【0019】
一方、ICソケット11は、図2に示すように、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、前記各半田ボール12bに離接されるコンタクトピン15が配設されると共に、このソケット本体13の上側には、このコンタクトピン15が挿通される予圧プレート16,「移動板」としてのスライドプレート17及びトッププレート18が順次積層されるように配設されている。さらに、このトッププレート18の上側には、そのスライドプレート17を横方向にスライドさせる操作部材19が配設されている。
【0020】
そのコンタクトピン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5,図6及び図7に示すような形状に形成されている。
【0021】
詳しくは、コンタクトピン15は、上側に、固定側弾性片15h及び可動側弾性片15i(一対の弾性片)が形成され、下側に、1本のソルダーテール部15bが形成されている。それら各弾性片15h,15iは、下端部側の基部15c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15h,15i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15dが形成され、この両接触部15dで半田ボール12bが挟持されるようになっている。
【0022】
その「一方の弾性片」としての可動側弾性片15iの接触部15dには、図11等に示すように、ICソケット11使用状態の平面視において、半田ボール12bの略接線方向に沿うように形成された一対の傾斜面15mと、その間に形成された略三角形の突起部15nとが形成されている。
【0023】
一方、「他方の弾性片」としての固定側弾性片15の接触部15dには、図11に示すように、ICソケット11使用状態の平面視において、変位方向Pと直交する方向Qに対して所定角度傾斜する傾斜面15jが形成されると共に、この傾斜面15jに連なる直交面15kが形成されている。
【0024】
これにより、一方の可動側弾性片15iの接触部15dの突起部15nが、軟化した半田ボール12bに図11に示すように食い込むことにより、この一方の可動側弾性片15iの接触部15dの方が、他方の固定側弾性片15hの接触部15dより、前記半田ボール12bが貼り付き易い形状に形成されている。
【0025】
また、このコンタクトピン15の弾性片15h,15iは、両中間部が互いに相手側と離間する方向に折り曲げられて折曲部15eが形成され、これら折曲部15eの頂点が前記予圧プレート16により押圧されるようになっている。そして、外力が作用していない状態では、図5の(a)に示すように、その折曲部15eの頂点の幅H1が、前記両接触部15dの幅H2より広く形成されている。
【0026】
そして、このコンタクトピン15のソルダーテール部15b及び基部15cが、ソケット本体13に形成された圧入孔13aに圧入されている。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15bは、ロケートボード21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。
【0027】
また、予圧プレート16は、図7に示すように、ソケット本体13上に着脱自在に配設され、この予圧プレート16には、前記コンタクトピン15の弾性片15h,15iが挿入される予圧孔16aが形成され、この予圧孔16aに弾性片15h,15iが挿入された状態で、この弾性片15h,15iを前記両接触部15dが狭まる方向に押圧して弾性変形させるように、その予圧孔16aの径が設定されている。
【0028】
ここでは、上記のようにコンタクトピン15の一対の弾性片15h,15iに、折曲部15eが形成されており、この折曲部15eの頂点が前記予圧孔16aの内壁により押圧されるようになっている。
【0029】
一方、スライドプレート17は、図2,図7中左右方向(後述するトッププレート載置面部18aと略平行な方向)にスライド自在に配設され、このスライドプレート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15iが弾性変形されて、接触部15dが所定量変位されるようになっている。この変位量については後述する。
【0030】
このスライドプレート17は、操作部材19を上下動させることにより、図2及び図9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、このスライドプレート17には、可動側弾性片15iを押圧して弾性変形させる押圧部17aが形成されている。
【0031】
そのX字形リンク22は、四角形のスライドプレート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。
【0032】
具体的には、このX字形リンク22は、図2及び図9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。
【0033】
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、スライドプレート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19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17に連結されている。
【0034】
また、前記トッププレート18は、ICパッケージ12が上側に載置される載置面部18aを有すると共に、ICパッケージ12を所定の位置に位置決めするガイド部18bが図1及び図10に示すようにパッケージ本体12aの各角部に対応して設けられている。
【0035】
これらガイド部18bは、図10に示すように、左右のガイド部18bの中心からの距離L1,L2が異なるように形成され、ここでは、距離L2の方が僅かに短く形成され、こちら側のガイド部18bの内壁面がストッパ部18eとなっている。
【0036】
このストッパ部18eには、前記接触部15dの変位時に、この接触部15dに半田ボール12bが貼り付いて、この接触部15dの変位に伴って移動したときにパッケージ本体12aが当接するようになっている。
【0037】
そして、前記スライドプレート17による前記接触部15dの変位量は、ストッパ部18eに前記パッケージ本体12aが当接する変位量よりも大きく設定されている。
【0038】
さらに、このトッププレート18には、各コンタクトピン15の一対の接触部15dの間に挿入される位置決め部18cが形成され、コンタクトピン15の両弾性片15h,15iに外力が作用していない状態(両接触部15dが閉じた状態)では、その位置決め部18cは、両弾性片15h,15iにて挟持された状態となっている。
【0039】
さらにまた、前記操作部材19は、図1及び図2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19aを有し、この開口19aを介してICパッケージ12が挿入されて、トッププレート18の載置面部18a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19は、図3に示すように、ソケット本体13に対して上下動自在に配設され、スプリング36により上方に付勢されると共に、ラッチ38を回動させる作動凸部19bが形成されている。
【0040】
このラッチ38は、図10等に示すように、ソケット本体13に軸38aを中心に回動自在に取り付けられ、スプリング39により図10中ソケット本体13中心方向に付勢され、先端部に設けられた押え部38bによりICパッケージ本体12aの周縁部12cを押さえるように構成されている。
【0041】
また、このラッチ38には、操作部材19の作動凸部19bにて押圧される被押圧部38cが形成され、操作部材19が下降されると、作動凸部19bにて被押圧部38cが押圧されて、ラッチ38が図10中ソケット本体13外方に回動されて、押え部38bがICパッケージ12配設位置より退避されるようになっている。
【0042】
次に、作用について説明する。
【0043】
予め、プリント配線板上に配置された多数のICソケット11に、それぞれICパッケージ12を自動機によりセットするには、まず、操作部材19を下方に押し下げる。すると、X字形リンク22を介してスライドプレート17が図9中二点鎖線に示すように右方向にスライドされ、このスライドプレート17の押圧部17aにてコンタクトピン15の可動側弾性片15iが押圧されて弾性変形される。他方の固定側弾性片15hはトッププレート18の位置決め部18cにて所定の位置に保持されている。
【0044】
これで、図7の(b)に示すように、コンタクトピン15の一対の接触部15dが開かれる。
【0045】
また、これと同時に、操作部材19の作動凸部19bにより、ラッチ38の被押圧部38cが押されて、スプリング39の付勢力に抗して図2中反時計回りに回動され、押え部38bが退避位置まで変位する(図10参照)。
【0046】
この状態で、自動機により搬送されたICパッケージ12がトッププレート18の載置面部18a上に、ガイド部18bにガイドされて所定位置に載置され、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15dの間に、非接触状態で挿入される。
【0047】
その後、操作部材19の下方への押圧力を解除すると、この操作部材19がスプリング36の付勢力で、上昇されることにより、スライドプレート17がX字形リンク22を介して図7中左方向にスライドされると共に、ラッチ38がスプリング39の付勢力により図2中時計回りに回動される。
【0048】
スライドプレート17が図7中左方向にスライドされると、コンタクトピン15の可動側弾性片15iに対する押圧力が解除され、この可動側弾性片15iが元の位置に復帰して行き、この可動側弾性片15iの接触部15dと固定側弾性片15hの接触部15dとにより、半田ボール12bが挟持される(図7の(c)参照)。この挟持時には、固定側弾性片15hも僅かに弾性変形して、この固定側弾性片15hの接触部15dが広がる方向に多少変位することとなる。
【0049】
これにより、ICパッケージ12の各半田ボール12bとプリント配線板とがコンタクトピン15を介して電気的に接続されることとなる。
【0050】
この際には、傾斜面15jが半田ボール12b上を摺動して、ワイピング効果が発揮されることとなる。
【0051】
このようにしてICパッケージ12がICソケット11に保持され、このICソケット11が配置されたプリント配線板をバーンイン槽内にセットする。そして、この槽内の温度を上昇、例えば125℃程度に上昇させてICパッケージ12のバーンインテストを行う。このように温度を上昇させると、半田ボール12bが軟化して、接触部15dの突起部15nが図11に示すように半田ボール12bの側面部に食い込むこととなる。
【0052】
次いで、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19を下降させる。すると、上記と同様に、スライドプレート17が図11に示す状態から図中右方向にスライドされて、図12及び図13に示すように、可動側弾性片15iが右方向に弾性変形されて、この可動側弾性片15iの接触部15dが図中右方向に変位して行く。そして、図13の(b)に示すように、可動側弾性片15iの接触部15dの突起部15nが、半田ボール12bに食い込んでいるため、こちらの側の接触部15dに半田ボール12bが貼り付き、この接触部15dの変位に伴って、ICパッケージ12が図中右側にスライドして行き、半田ボール12bは、固定側弾性片15hの接触部15dから離間することとなる。
【0053】
そして、図13の(a)に示すように、ICパッケージ本体12aの周縁部12cの端面が、トッププレート18のガイド部18bのストッパ部18eに当接する。
【0054】
可動側弾性片15iの接触部15dの変位量は、その当接状態よりさらに広がるように設定されているため、その当接状態から、更に、可動側弾性片15iを弾性変形させて、可動側弾性片15iの接触部15dを図14中右側に変位させると、この接触部15dの突起部15nが半田ボール12bから離間して、接触部15dへの半田ボール12bの貼り付きが確実に防止されることとなる。
【0055】
このようにして、ICパッケージ12の半田ボール12bから一対の接触部15dが離間されることにより、この状態から、自動機によりICパッケージ12をICソケット11から無抜力で外すことができる。
【0056】
[発明の実施の形態2]
図15には、この発明の実施の形態2を示す。
【0057】
この発明の形態2は、可動側弾性片15iの接触部15dが、可動側接触片15iの幅より狭い幅を有する四角形の細長い棒状を呈し、この接触部15dが軟化した半田ボール12bに食い込むように構成されている。なお、図15において、固定側弾性片15iの図示は省略されている。
【0058】
このようにして固定側弾性片15iの接触部15dより、可動側弾性片15iの接触部15dに貼り付き易くし、且つ、ストッパ部18eを所定位置に設けることで、接触部15dへの半田ボール12bの貼り付きを防止することができる。
【0059】
他の構成及び作用は実施の形態1と同様である。
【0060】
なお、上記実施の形態等では、「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。
【0063】
さらに、上記実施の形態のストッパ部18eは、ガイド部18bに形成されているが、他の場所でも良いことは勿論である。
【0064】
【発明の効果】
以上説明してきたように、各請求項に記載の発明によれば、ソケット本体には、接触部変位時に接触部に電気部品の半田ボールが貼り付いて接触部の変位に伴って移動したときに電気部品が当接するストッパ部を形成する一方、接触部の変位量は、ストッパ部に電気部品が当接する変位量よりも大きく設定したため、半田ボールから接触部を確実に剥がすことができ、接触部の半田ボールへの貼り付きを防止することができ、無抜力で、電気部品を電気部品用ソケットから外すことができる。
【0065】
請求項に記載の発明によれば、上記効果に加え、一対の弾性片の一方の弾性片の接触部を、他方の弾性片の接触部より、電気部品の半田ボールが食い込んで貼り付き易い形状に形成すると共に、ストッパ部は、一方の弾性片の接触部に半田ボールが貼り付いて電気部品が移動したときに当接する側に形成したため、常に一方の弾性片の接触部に半田ボールを貼り付かせることで、ストッパ部を片側に設けるだけで、確実にその一方の弾性片の接触部への半田ボールの貼り付きを防止できる。
【0066】
請求項に記載の発明によれば、上記効果に加え、一対の弾性片の一方の弾性片の接触部を、他方の弾性片の接触部より、電気部品の半田ボールが貼り付き易い形状に形成すると共に、ストッパ部は、一方の弾性片の接触部に半田ボールが貼り付いて電気部品が移動したときに当接する側に形成したため、常に一方の弾性片の接触部に半田ボールを貼り付かせることで、ストッパ部を片側に設けるだけで、確実にその一方の弾性片の接触部への半田ボールの貼り付きを防止できる。
【0067】
請求項に記載の発明によれば、上記効果に加え、接触部に半田ボール側面部に食い込む突起部を形成するだけで、接触部に電気部品の半田ボールが貼り付き易くでき、半田ボールから接触部を引き剥がす動作の確実性を向上させることができる。
【0068】
請求項に記載の発明によれば、上記効果に加え、接触部を棒状とすることで、半田ボール側面部に食い込むようにすることもできる。
【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に係る図1のBーB線に沿う断面図である。
【図4】同実施の形態1に係るICパッケージを示す図で、(a)は正面図、(b)は底面図である。
【図5】同実施の形態1に係るコンタクトピンを示す図で、(a)は同コンタクトピンの正面図、(b)は(a)の右側面図、(c)は(a)のCーC線に沿う断面図である。
【図6】同実施の形態1に係るコンタクトピンの接触部を示す斜視図である。
【図7】同実施の形態1に係る作用を示す断面図で、(a)はコンタクトピンの一対の接触部を閉じた状態、(b)はコンタクトピンの一対の接触部を開いた状態、(c)はコンタクトピンの一対の接触部で半田ボールを挟持した状態の断面図である。
【図8】同実施の形態1に係るコンタクトピン可動側弾性片の接触部と半田ボールとを示す斜視図である。
【図9】同実施の形態1に係るX字形リンクの動作を示す説明図である。
【図10】同実施の形態1に係る操作部材を押し下げた状態の断面図である。
【図11】同実施の形態1に係る半田ボールを一対の接触部で挟持した状態を示す図で、(a)はその縦断面図、(b)は半田ボールを一対の接触部で挟持した状態の平面図である。
【図12】同実施の形態1に係る図11の状態からスライドプレートを右方向に移動させた状態を示す図で、(a)は図11の(a)に相当する縦断面図、(b)は図11の(b)に相当する縦断面図である。
【図13】同実施の形態1に係る図12の状態からスライドプレートを更に右方向に移動させた状態を示す図で、(a)は図12の(a)に相当する縦断面図、(b)は図12の(b)に相当する縦断面図である。
【図14】同実施の形態1に係る図13の状態からスライドプレートを更に右方向に移動させた状態を示す図で、(a)は図13の(a)に相当する縦断面図、(b)は図13の(b)に相当する縦断面図である。
【図15】この発明の実施の形態2を示す図で、(a)は半田ボールに接触部が食い込んだ状態を示す平面説明図、(b)は半田ボールと接触部とを示す斜視図である。
【符号の説明】
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
12b 半田ボール
13 ソケット本体
15 コンタクトピン
15d 接触部
15h 固定側弾性片
15i 可動側弾性片
15n 突起部
17 スライドプレート(移動板)
18 トッププレート
18a 載置面部
18e ストッパ部
19 操作部材

Claims (4)

  1. ソケット本体上に電気部品を載置する載置面部が設けられ、前記ソケット本体に前記電気部品の端子である半田ボールに離接可能なコンタクトピンが配設され、前記ソケット本体に対して移動板が移動自在に設けられ、該移動板を一側側に移動させることにより、前記コンタクトピンの弾性片を一側側に弾性変形させて、該弾性片の先端部に設けられた接触部を変位させて、該弾性片を前記電気部品の半田ボールの側面部から離間させるようにした電気部品用ソケットにおいて、
    前記ソケット本体の一側側には、前記接触部の変位前に前記電気部品の一側側との間に形成された間隙部を有するとともに前記接触部の変位時に該接触部に前記電気部品の半田ボールが貼り付いて前記接触部の変位に伴って移動したときに前記電気部品が当接するストッパ部を形成する一方、
    前記接触部の前記一側側への変位量は、前記間隙部の大きさよりも大きく設定し、
    前記コンタクトピンは、一対の弾性片を有し、該一方の弾性片の接触部を、他方の弾性片の接触部より、前記電気部品の半田ボールが食い込んで貼り付き易い形状に形成すると共に、
    前記ストッパ部は、前記一方の弾性片の接触部に前記半田ボールが貼り付いて前記電気部品が移動したときに当接する側に形成したことを特徴とする電気部品用ソケット。
  2. 前記移動板は、前記載置面部と略平行の方向に移動するように設定されると共に、前記一方の弾性片を可動側弾性片とし、又、前記他方の弾性片を固定側弾性片とし、該可動側弾性片が前記移動板により弾性変形されるようにすると共に、前記ストッパ部は、該可動側弾性片の接触部に前記半田ボールが貼り付いて前記電気部品が移動したときに当接する側に形成したことを特徴とする請求項1記載の電気部品用ソケット。
  3. 前記一方の弾性片の前記接触部に、前記半田ボール側面部に食い込む突起部を形成したことを特徴とする請求項2記載の電気部品用ソケット。
  4. 前記一方の弾性片の前記接触部は、前記一方の弾性片の幅よりも狭い幅を有する棒状を呈し、前記半田ボール側面部に食い込むようにすることにより、該接触部に前記電気部品の半田ボールが貼り付き易くしたことを特徴とする請求項2記載の電気部品用ソケット。
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