JP4199897B2

JP4199897B2 - Ｉｃソケット用コンタクト

Info

Publication number: JP4199897B2
Application number: JP2000046346A
Authority: JP
Inventors: 信明岸; 信久新井; 一郎松尾
Original assignee: Chichibu Fuji Co Ltd
Current assignee: Chichibu Fuji Co Ltd
Priority date: 2000-02-23
Filing date: 2000-02-23
Publication date: 2008-12-24
Anticipated expiration: 2020-02-23
Also published as: JP2001237015A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＩＣソケット用コンタクト、詳しくは実装されたＩＣパッケージの通電検査等を行なうＩＣソケットに用いられるコンタクトに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のＩＣソケット用コンタクトには、図５に示すように、ＩＣソケットに植装される水平状の支持辺部２１に、上片アーム２２と下片アーム２３とにより横向き略Ｕ形を呈するバネ辺部２４の基幹部２５を連接し、このバネ辺部２４を介して端子接点部２６を一体に形成したコンタクト２０が多く使用されている。
また、他のコンタクト３０として、図６に示すように、互いに離間し延在する第１バネ部３２と第２バネ部３３を具備し、その第１及び第２バネ部の基端を互いに連結して基端連結部３５ａを、第１及び第２バネ部の先端を互いに連結して先端連結部３５ｂをそれぞれ形成してバネ辺部３４を構成し、前記基端連結部３５ａを支持辺部３１に連接するとともに、前記先端連結部３５ｂに端子接点部３６を形成した構造が知られている（特開平５−９４８５６号公報、実開平５−１７９７３号公報）。
上記コンタクト２０，３０は、ＩＣソケットのパッケージ搭載部外周に多数を植装して並置され、それらの各端子接点部２６，３６にＩＣパッケージのリード端子２７，３７を載接し加圧することによって、各接点部２６，３６がバネ辺部２４，３４を撓ませながら下方へ変位し、その反力によりリード端子２７，３７と接点部２６，３６との接圧を得るようにしたものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、上記コンタクト２０においては、端子接点部２６を加圧により下方へ変位させる際に、接点部２６とリード端子２７との接触位置Ｃ’が載接時の接触位置Ｃから前後方向のズレ（ワイピング）を生じることとなる。このワイピングによって前記接点部２６がＩＣパッケージのリード端子２７から外れてしまう不具合があり、また、摩擦によりリード端子を変形させ、あるいはリード端子から剥離したメッキ材料が接点部２６に付着し酸化して導通不良の原因になる等の不具合があった。
一方、上記コンタクト３０は、そのバネ辺部３４の平行リンク形状により接点部３６をできるだけ垂直になるよう下方変位させることで、前記コンタクト２０の不具合を解消せんとするものである。
【０００４】
しかしながら、この従来コンタクト３０にあっては、基端連結部３５ａを支点としてバネ辺部３４が下方変位する、すなわち第１及び第２バネ部３２，３３は片側支点とした固定リンク方式であるために、前記ワイピング現象を防止するには必ずしも十分ではない。
また、従来コンタクト３０においては、バネ辺部３４が固定リンク方式であるために、接点部３６とリード端子３７とを接圧させる押圧荷重が比較的に高くなってしまい操作性及び耐久寿命すなわち耐用接圧回数が低下する問題がある。
この問題を解決するためには、バネ辺部３４の長さ（バネ長さ）Ｌ₂を長くするか、第１及び第２バネ部のバネ幅（面積）ｂ₂を極細にしなければならないが、もともとコンタクトの板厚が薄い（一般に０．２５ｍｍ程度）ので、さらにバネ幅を極細とすることは実質的に製作が困難であることから、実用上は前記バネ長さＬ₂を長くする必要がある。そのためにＩＣパッケージに比してＩＣソケットの外形が大型化する不具合を生じる。しかも、バネ長さＬ₂に対比して該バネ辺部３４に発生する最大発生応力が抑制されず、耐久寿命性の改善が望めない。
【０００５】
さらに、従来コンタクト３０においては、第１及び第２バネ部３２，３３の基端を連結部３５ａにより連結するばかりでなく、先端を連結部３５ｂにより連結しているので、接点部３６を下方変位させる際のストロークが小さい、すなわち、前記接点部３６にかける荷重に対するバネ辺部３４の撓み量が小さい（縦軸を荷重、横軸を撓み量とした荷重−撓み曲線の傾斜角が大きい）。そのために、接点部３６とリード端子３７とを接圧させる際の操作性に劣るばかりでなく、各リード端子どうしに高さのバラツキ（高さ誤差）がある場合に、その高さ誤差を吸収することができず検査精度が低下する不具合がある。
【０００６】
本発明は、上記従来コンタクトの不具合、問題点を解消して、前記ワイピング現象を極減させることにより、通電検査を確実にするとともにリード端子を保護し、バネ長さの短縮によりＩＣソケットを小型化した場合でも、リード端子と端子接点部との接圧時における押圧荷重を抑制し、最大発生応力を小さくして操作性、耐久寿命性及び検査精度を向上させることが可能なコンタクトを提供せんとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
斯る本発明のコンタクトは、基幹部を支持辺部に連接したバネ辺部を介して端子接点部を一体に形成したＩＣソケット用コンタクトにおいて、前記バネ辺部は、連結部から前記端子接点部へ延びる上片アームと前記基幹部へ延びる下片アームとにより構成される横向き略Ｕ形を呈し、その上片アームが、それぞれ互いに離間し並行状に延在する第１バネ部、第２バネ部により構成され、前記下片アームが、それぞれ互いに離間し並行状に延在する第３バネ部、第４バネ部により構成され、さらに、前記バネ辺部が、前記連結部から基幹部側ヘ向けて下る傾斜状とする。
すなわち、バネ辺部を第１バネ部〜第４バネ部からなる４本のバネ部と連結部及び基幹部とにより構成し、端子接点部を加圧したときに前記基幹部を支点として撓むが連結部を可動状にし、しかも前記バネ辺部を水平ではなく傾斜状としたことを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、端子接点部が下方変位するときに、第１バネ部と第２バネ部によりリンク機構を形成する上片アーム、第３バネ部と第４バネ部によりリンク機構を形成する下片アームが、それぞれ連結部の下降を伴って変位し、さらに、上片アームの第１バネ部と第２バネ部、下片アームの第３バネ部と第４バネ部はそれぞれ連結部における異なる位置に可動支点を有する。
しかるに、シミュレーションによる分析結果によれば、バネ長さを短縮させた場合で、上記バネ辺部の上片アームと下片アームを支持辺部に対して単に水平に配置させただけでは、端子接点部が下方変位するときの前記ワイピングが改善されず、バネ辺部を傾斜させる場合に従来コンタクトに較べて大きく改善されることが判明した。
【０００９】
しかも、上記バネ辺部を単に水平状とした場合において、端子接点部を下方変位させたときのズレ量（ワイピング量）から算出された偏位角θを考慮して、好ましいバネ辺部の傾斜角度αを設定する。
すなわち、端子接点部の下方偏位量をＳとし、端子接点部の当初位置から変位位置への垂線間のズレ量すなわちワイピング量をＹとすると、
θ＝tan^-1Ｙ／Ｓ
であるから、ワイピング量Ｙを最小とするためには、前記偏位角θに基づき、さらに押圧荷重、発生応力や製作上の誤差等を考慮して前記偏位角θの近傍にバネ辺部の傾斜角度αを設定することが好ましい（請求項２）。
【００１０】
また、上記バネ辺部は、リード端子と端子接点部との接圧時における押圧荷重を抑制及び最大発生応力のより減少を考慮すると、上記上片アームと下片アームの板幅を同一幅にし、かつ前記連結部の板幅を前記アームより狭幅にすることが好ましい（請求項３）。
さらに、上記支持辺部は、その下面に突出させた端子部をＩＣソケットのベース部材に圧入して植装されるが、前記接点部を加圧したときに前記端子部にかかる応力を小さくすることがコンタクトの耐久性を向上させる上で好ましい。そのために、上記端子接点部の下方に前記基幹部を配置させ、それぞれの軸線を近接させて（請求項４）、前記接点部を加圧したときに、支持辺部の端子部にかかる曲げモーメントを最小ならしめるようにする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面により説明する。
図１及び図２は、図示しないＩＣソケットのベース部材に植装されるコンタクト１０であって、金属薄板をプレス成型により打ち抜き一体に成形されたものであり、符号１は支持辺部である。
支持辺部１は、横方向へ略水平に延びた矩形状薄板であり、その底面に通電検査装置に接続される端子部１ａが下向きに突出される。
このコンタクト１０は、各支持辺部１の端子部１ａをベース部材に圧入することにより、多数本がＩＣパッケージの搭載部外周に並置して植装される。
【００１２】
支持辺部１の上面には、その一側寄りに基幹部５を有する横向き略Ｕ形のバネ辺部４が配置され、該バネ辺部４を介して端子接点部６が配置される。
バネ辺部４は、一側端に形成した連結部８より互いに平行に延在する上片アーム２と下片アーム３とからなる横向き傾斜状の略Ｕ形を呈し、その下片アーム３に基幹部５を介して支持辺部１に連接されるとともに、上片アーム２の自由端に上向き状に端子接点部６が連接される。上片アーム２と下片アーム３は、連結部８から互いに離間して前記接点部６、基幹部５側へ向けて傾斜角度αで下る傾斜状に延びる。
なお、実施の形態において、バネ辺部４は、そのバネ長さＬ₁を図６に示した従来コンタクト３０のバネ長さＬ₂より短縮させたものであり、また、前記傾斜角度αは１０度とする。
【００１３】
上片アーム２は、前記接点部６と連結部８との間に長尺孔を打ち抜き形状とした、第１バネ部２ａと第２バネ部２ｂとにより構成され、その第１バネ部２ａ，第２バネ部２ｂは、互いに等幅であって平行に離間する。
下片アーム３も同様に、前記基幹部５と連結部８との間に長尺孔を打ち抜き形状とした、第３バネ部３ａと第４バネ部３ｂとにより構成され、その第３バネ部３ａ，第４バネ部３ｂは、互いに等幅であって平行に離間する形態とする。
なお、上片アーム２及び下片アーム３は、互いに等幅、詳しくは、第１バネ部２ａ，第２バネ部２ｂ，第３バネ部３ａ，第４バネ部３ｂのすべてを等しい板幅ｂ₁とした場合を例示している。
【００１４】
上記基幹部５と端子接点部６との位置関係は、基幹部５を接点部６の下方に位置させ、好ましくは接点部６の載接点と基幹部５との軸心とが近接するように配置する。すなわち、上記端子接点部６には、ＩＣパッケージのリード端子７が載置されて接触するが、その載接時の接触中心を結ぶ軸心ｘと前記基幹部５との軸心ｘ’とを近接状に配置する。
【００１５】
上記コンタクト１０は、図示しないＩＣソケットに装着された状態で、該ソケットに搭載されたＩＣパッケージのリード端子７が端子接点部６上に載接され、その上方から加圧することによりリード端子７と端子接点部６との接圧操作がなされる。
すなわち、接圧操作により、上記コンタクト１０は、端子接点部６がバネ辺部４の弾性に抗して下方変位し、その反力により接点部６がリード端子７に加圧接触する（図２参照）。
【００１６】
而して上記コンタクト１０は、前記リード端子７の加圧によってバネ辺部４が基幹部５を支点として下方へ変位するが、その下方変位は前記連結部８の下降を伴う。
しかも、下片アーム３が下方へ変位する際に、第３バネ部３ａに生ずる引張り作用が第４バネ部３ｂにより抑制されるとともに、上片アーム２が下方へ変位する際に、第１バネ部２ａに生ずる引張り作用が第２バネ部２ｂによって抑制されるので、端子接点部６は微小距離を前方向（図における左方向）へ移動するだけの略垂直状態に所定ストロークを下方変位する。
詳しくは、連結部８には、第１バネ部２ａと第２バネ部２ｂとの中心線上に可動支点Ｐが、また第３バネ部３ａと第４バネ部３ｂとの中心線上に可動支点Ｑが存在するが、可動支点Ｐにその垂線より基幹部５側に向いたベクトルＶ₁が作用するのに対し、可動支点Ｑには反基幹部５側に向いたベクトルＶ₂が作用するので、上片アーム２すなわち端子接点部６の前方向の移動量が矯正されて短縮されるものと推測される。
したがって、前記接点部６の下方変位時に生じるワイピング現象を極減させることができる。
【００１７】
また、上記コンタクト１０によれば、連結部８が基幹部５を支点として下降するので、リード端子７すなわち接点部６を加圧したときの最大発生応力を小さくすることができる。そのため、バネ辺部４の長さ（バネ長さ）Ｌ₁を短く設定した場合でも接圧操作時における押圧荷重を小さくすることが可能である。
さらに、バネ辺部４は連結部８を下降可能とし、かつ連結部と反対側を開放状としたので、接圧操作時において小さな押圧荷重でもって端子接点部６の撓み量すなわちストロークを大きく設定することができる。
【００１８】
図３は、他の実施の形態を説明するコンタクト１０’を示す。
コンタクト１０’は、バネ辺部４’の一部を構成する連結部８’の詳細が前述したコンタクト１０と相違する点を除いて該コンタクト１０と同一である。
すなわち、コンタクト１０’は、連結部８’の板幅ｅ’をコンタクト１０における連結部８の板幅ｅよりも小さくし、それによって、連結部８’におけるバネ性すなわち上片アーム２と下片アーム３との間の撓み特性を若干高めたものである。
【００１９】
次に、図４は前述したコンタクト１０に到達する前の試行例であるコンタクト１０ａを示す。
コンタクト１０ａは、バネ片部４ａを傾斜させることなく水平状に配置させたものであり、その点を除いてコンタクト１０と同一である。
このコンタクト１０ａのシミュレーション分析によれば、後述する表１に示すように、０．３ｍｍの撓み量（下方変位ストローク）のときに未だワイピング量が０．０４８ｍｍであり、その場合における偏位角θが９．１度である。
したがって、バネ辺部４ａの傾斜角度αを前記偏位角θに設定すれば、ワイピング量は限りなく零に近づけることが可能であるが、製作上の誤差や実用性等を考慮すれば９度の近傍、具体的には、前述したコンタクト１０においては傾斜角度αを１０度に設定したものである。
【００２０】
【実施例】
上記コンタクト１０及び１０’について、その特性を図４に示した試行例コンタクト１０ａ及び図６に示した従来コンタクト３０との対比において説明する。
コンタクト１０，１０’及び１０ａ，ト３０は、いずれも材質、板厚を同一にした金属薄板を用い、その材質はコンタクトとして一般に使用されているベリリウム（Ｂｅ）を含む銅合金、板厚は０．２５ｍｍである。
上記コンタクトのバネ常数に関連するものとして、本発明のコンタクト１０及び１０’と試行例のコンタクト１０ａは、バネ長さＬ₁を６．２ｍｍ（有効長さＬ₁４．２ｍｍ）、上片アームと下片アームの全体幅Ｂ₁を同一にし、その全体幅Ｂ₁を０．７５ｍｍ、その中の第１〜第４バネ部の各バネ幅ｂ₁をそれぞれ同一にして０．２５ｍｍとした。
また、コンタクト１０は、その連結部８の板幅ｅを０．７５ｍｍとし、コンタクト１０’は、その連結部８’の板幅ｅ’を０．６２ｍｍとした。
一方、従来コンタクト３０は、バネ長さＬ₂を８ｍｍ（有効長さＬ₂’６ｍｍ）とし、全体幅Ｂ₂を１．７ｍｍ、第１及び第２バネ部の各バネ幅ｂ₂をそれぞれ前記バネ幅ｂ₁と同一にして０．２５ｍｍとした。
【００２１】
そして、上記コンタクト１０、１０’、１０ａ，３０の端子接点部６、３６に荷重をかけて、下方変位量（ストローク）を０．３ｍｍに撓ませた場合の押圧荷重Ｐ（Ｎ）、最大発生応力δ（ＭＰａ）及びワイピング（ズレ）量Ｙ（ｍｍ）をシミュレーションの有限要素法解析により測定した結果は表１のとおりであった。
【００２２】
【表１】

【００２３】
表１より知れるように、本発明のコンタクト１０及び１０’は、そのバネ長さＬ₁を従来コンタクト３０に比べて短くしたにも拘らず、一定の下方変位量（ストローク）を得るための押圧荷重が、従来コンタクト３０と略同等又はそれ以下でよく、特に、最大発生応力δが小さくなるとともにワイピング量Ｙも小さく改善されることが確認される。
また、本発明のコンタクト１０及び１０’は、試行例のコンタクト１０ａに対して、特にワイピング量Ｙが改善されることが確認された。
【００２４】
なお、上述した実施の形態においては、バネ辺部４，４’は、その上片アーム２及び下片アーム３共に、第１バネ部２ａと第２バネ部２ｂ，第３バネ部３ａと第４バネ部３ｂをそれぞれ平行に延在させた場合を例示し、また、それら各バネ部のバネ幅を同一にした場合を説明したが、より適正なバネ常数を得るために、一対のバネ部を若干先細状や拡開状に変更し、あるいは各バネ部のバネ幅を違えるように変更することも任意である。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、バネ辺部を第１バネ部〜第４バネ部からなる４本のバネ部と連結部及び基幹部とにより構成し、端子接点部を加圧したときに前記基幹部を支点として撓むが連結部を可動状にし、さらに、前記バネ辺部が、前記連結部側から基幹部側へ向けて下る傾斜状としたので、バネ辺部の長さを従来のコンタクト３０に較べて短く設定した場合でも、端子接点部が下方変位するときに、第１バネ部と第２バネ部によりリンク機構を形成する上片アーム、第３バネ部と第４バネ部によりリンク機構を形成する下片アームが、それぞれ連結部の下降を伴って変位し、端子接点部はその姿勢変化を矯正されて垂直度をより正確に維持したまま下方へ変位する。したがって、前記バネ辺部の長さの短縮によりＩＣソケットの外形が小型なコンタクトを提供することができるとともに、接圧操作による前記接点部の下方変位時に生じる前後方向のズレ、すなわちワイピング現象を極減させて通電検査を確実にし、かつリード端子を保護することができる。
【００２６】
また、上記連結部が基幹部を支点として下降するので、接圧操作により接点部が加圧されたときの発生応力を小さくすることができる。したがって、コンタクトの耐久寿命すなわち耐用接圧回数を増大させることができる。
さらに、バネ辺部は連結部を下降可能とし、かつ連結部と反対側を開放状としたので、接圧操作時において小さな押圧荷重でもって端子接点部の撓み量すなわちストロークを大きく設定することができる。したがって、接圧操作の操作性を円滑にし、コンタクトの耐久性を高めるばかりでなく、リード端子に高さのバラツキがある場合でも、その高さ誤差を吸収し得て検査精度を向上させることができる。
【００２７】
また、上記端子接点部の下方に前記基幹部を配置させ、それぞれの軸線を近接させることにより、前記接点部を加圧したときに、支持辺部の端子部にかかる曲げモーメントを最小ならしめコンタクトの耐久性を高めて長期間の使用を可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＩＣソケット用コンタクトを示す正面図である。
【図２】同コンタクトの変位動作を示す正面図である。
【図３】本発明の他の実施形態を示すコンタクトの正面図である。
【図４】試行例のコンタクトを示す正面図である。
【図５】従来のコンタクトを示す正面図である。
【図６】他の従来コンタクトを示す正面図である。
【符号の説明】
１０，１０’：コンタクト１：支持辺部２：上片アーム
２ａ：第１バネ部２ｂ：第２バネ部３：下片アーム
３ａ：第３バネ部３ｂ：第４バネ部４，４’：バネ辺部
５：基幹部６：端子接点部７：リード端子
８，８’：連結部

Claims

基幹部を支持辺部に連接したバネ辺部を介して端子接点部を一体に形成したＩＣソケット用コンタクトにおいて、
前記バネ辺部は、連結部から前記端子接点部へ延びる上片アームと前記基幹部へ延びる下片アームとにより構成される横向き略Ｕ形を呈し、
その上片アームが、それぞれ互いに離間し並行状に延在する第１バネ部、第２バネ部により構成され、前記下片アームが、それぞれ互いに離間し並行状に延在する第３バネ部、第４バネ部により構成され、
さらに、前記バネ辺部が、前記連結部側から基幹部側へ向けて下る傾斜状であることを特徴とするＩＣソケット用コンタクト。
上記バネ辺部の傾斜角度αが、tan^-1Ｙ／Ｓ（但し、Ｓはバネ辺部が水平な場合における端子接点部の下方変位量、Yはそのときのズレ量）の近傍であることを特徴とする請求項１記載のＩＣソケット用コンタクト。
上記上片アームと下片アームの板幅を同一幅にし、かつ前記連結部の板幅を前記アームより狭幅にしたことを特徴とする請求項１又は２記載のＩＣソケット用コンタクト。
上記端子接点部の下方に前記基幹部を配置させ、それぞれの軸線を近接させたことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項記載のＩＣソケット用コンタクト。