JP4397110B2 - ソケット及びこれを備えた電子部品装着装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、多数の接続端子を下面に有する電子部品を着脱可能に装着して各リードと外部装置とを電気的に接続するためのソケットに関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に半導体製造工場では、ICチップを樹脂によって封止したICパッケージを、出荷前に電気的特性試験やバーンインテストと称される信頼性試験にかけ、良品と不良品とを判別するようにしている。
【0003】
この場合、電気的特性試験では、ICチップの入出力特性、パルス特性、雑音余裕度等が検査される。一方、バーンインは、電気的試験に合格しているICパッケージをオーブン内に配し、例えば125℃程度の高温下で定格値より約20%大きな電源電圧で一定時間動作させるものである。そして、バーンインで動作不良を起こしたICパッケージは不良品として振るい落とされ、正常に動作し続けたICパッケージだけが良品として出荷される。
【0004】
一方、近年、新しい表面実装型のICパッケージとして、パッケージの裏面に球形のはんだボールからなる接続端子をマトリクス状又は千鳥状に配列してなるBGA(Ball Grid Array)パッケージが普及している。BGAパッケージは、小さな外形寸法で接続端子ピッチを広くでき、接続端子が頑丈で他の部品との接触等に対して変形しにくいという利点がある。
【0005】
図8(a)(b)は、このようなBGAパッケージを装着するための従来のバーンインテスト用ソケットを示すものである。
図8(a)(b)に示すように、このソケット101は、樹脂製の四角形状のベース102を有しており、このベース102の上方には、開口部104aを有する樹脂製のカバー104が設けられ、このカバー104は、圧縮コイルばね105によってベース102に対して上下方向に移動できるように構成されている。
【0006】
ベース102上には、BGAパッケージ100を装着するためのスライダ103が水平方向に移動自在に配設されている。
【0007】
スライダ103の上部には、平坦な載置面103aが形成されており、その外周部分には、はんだボール100aを位置決めするための載置突部103bが、載置面103aより若干高い段差状に形成されている。
さらに、この載置突部103bの外周部分には、BGAパッケージ100を位置決めするためのガイド部103cが、載置突部103bを囲むように壁状に設けられている。
【0008】
このようなスライダ103及びベース102には、BGAパッケージの各はんだボール100aに対応する貫通孔(図示せず)が形成されている。そして、BGAパッケージのはんだボール100aを加圧接続するためのコンタクト106が、スライダ103及びベース102の貫通孔を貫通するように配設されている。各コンタクト106は、長尺の金属製の部材からなり、その一方の先端部に一対のアーム106a、106bが設けられる。
【0009】
各コンタクト106は、アーム106a、106bを上方に向けてベース102に垂直に固定されている。また、このコンタクト106は、アーム106a、106bのうちの一方のアーム106aが、スライダ103の隔壁(図示せず)と係合することによりアーム106a、106bが開くように構成されている。
【0010】
スライダ103の両側部には、スライダ103をベース102の底面と平行に移動させるためのスライド機構が設けられている。すなわち、ベース102の一方の縁部(図中右側の縁部)に設けられたシャフト107の両端部に略L字状のレバー部材108が回動自在に取り付けられ、このレバー部材108の短腕部108aは、シャフト107の上部に平行に設けられスライダ103の縁部と当接するシャフト109に回動自在に連結される。
【0011】
また、ベース102の他方の縁部側に設けられたシャフト110の両端部にレバー部材111が回動自在に取り付けられ、このレバー部材111の中腹部に、上記レバー部材108の先端部がピン112によって揺動自在に取り付けられている。そして、カバー104を押圧しない状態においてレバー部材111の先端部111aがカバー104の天井面の突部104bに当接するように構成されている。さらに、シャフト110の近傍には、スライダ103を付勢するための圧縮コイルばね113が設けられる。
【0012】
このような構成を有するソケット101において、図8(a)に示す状態から図8(b)に示すようにカバー104を押し下げると、レバー部材108、111がベース102に向って回動し、レバー部材108の動きに伴ってシャフト109がスライダ103に当接してこれをX−方向に移動させる。その結果、コンタクト106の一方のアーム106aがスライダ103の隔壁と係合して開くようになる。
【0013】
この状態において、BGAパッケージ100をスライダ103のガイド部103cの内側に落とし込むと、BGAパッケージ100の外周部分がガイド部103cの内面に沿うことによってスライダ103の載置突部103b上に案内され、さらに、外側のはんだボール100aが載置突部103bと載置面103aとの段差部分に当接することによって、各はんだボール100aが対応するコンタクト106に位置決めされる。これにより、BGAパッケージ100の各はんだボール100aが、各コンタクト106のアーム106a、106bの間に入り込む。
【0014】
そして、カバー104に対する押圧を解除すると、レバー部材108、111も上昇し、圧縮コイルばね113の付勢力及びコンタクトアーム106aの反力によってスライダ103がX+方向に戻されるため、各コンタクト106のアーム106a、106bが閉じられ、BGAパッケージ100の各はんだボール100aが各コンタクト106のアーム106a、106bによって挟まれる。その結果、BGAパッケージ100の各はんだボール100aと各コンタクト106とが電気的に接続される。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような従来のソケットにおいては、BGAパッケージの外形の大きさや、それに配列されたはんだボールの大きさにばらつきがあるため、スライダ103のガイド部103cや載置突部103bの内周の大きさを、許容範囲にある最大のBGAパッケージに適合させている。
【0016】
このことに起因して、BGAパッケージ100の外側のはんだボール100aがスライダ103の載置突部103bによって位置決めされても、スライダ103の載置突部103bと外側のはんだボール100aとの間に微小の隙間が生じるため、このようなはんだボール100aは、コンタクト106のアーム106a、106bによって挟むべき最適の位置に定まらないことがあったり、あるいは、スライダ103の載置突部103bに囲まれる領域内で若干がたつくことがあり、その結果、BGAパッケージ100のはんだボール100aとコンタクト106との接続状態が不安定になるおそれがあった。
【0017】
他方、従来より、はんだボールを設けないLGA(Land Grid Array package)パッケージも用いられるが、LGAパッケージを専用のソケットに装着する場合には、LGA用のソケットのベースに上記BGA用のソケットのスライダのガイド部に相当する部分を設けてLGAパッケージ自体をベースの載置部上のコンタクトに対して位置決めしていた。
【0018】
しかしながら、このような従来のLGA用のソケットにおいても、ベースのガイド部の内周の大きさをLGAパッケージの外形よりも若干大きくしていたため、LGAパッケージのパッドとコンタクトの接続状態について上記BGA用のソケットの場合と同様の問題があった。
【0019】
本発明は、このような従来の技術の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、ICパッケージの大きさやこれに配列された接続端子の外周の大きさにかかわらず、接触安定性の高いソケットを提供することにある。
【0020】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためになされた本発明は、所定のパターンで平坦な接続端子が配列された電子部品を載置可能な載置部と、載置部に前記電子部品の接続端子の配列パターンに対応して電子部品の各接続端子と接触可能に配設された複数の接触子と、載置部の外周部分の所定の部位に電子部品と当接可能に設けられた突状の当接突部とを有するソケット本体部と、前記電子部品と当接可能な当接部を有し、該当接部が前記ソケット本体部の当接突部に接近する方向に付勢されるように構成された位置決め機構とを備えたことを特徴とするソケットである。
【0021】
本発明の場合、位置決め機構の当接部により電子部品の外周部分をソケット本体部の当接突部に突き当てるようにしたことから、ソケット本体部の当接突部と電子部品との間に生じる隙間の大小にかかわらずに電子部品を強制的に移動して電子部品の各接続端子をソケット本体部の接触子に位置決めすることが可能になる。その結果、本発明によれば、接触安定性の高いソケットを得ることができる。
【0022】
一方、更なる本発明は、所定のパターンで突状の接続端子が配列された電子部品の各接続端子に対し、接続端子を挟んだ状態で加圧接触する一対の弾性的に開閉可能なアーム状接点部を有する接触子が複数配設されたソケット本体部と、ソケット本体部に移動可能に設けられた部材であって、電子部品を載置可能な載置部と、載置部に接触子の各アーム状接点部と係合可能に設けられた係合部と、載置部の外周部分に電子部品の接続端子と当接可能に設けられた突状の当接突部とを有し、アーム状接点部の開閉方向と平行な方向に移動することによって係合部が接触子の各一対のアーム状接点部と係合するように構成された接点部開閉部材と、電子部品と当接可能な当接部を有し、当接部が接点部開閉部材の当接突部に接近する方向に付勢されるように構成された位置決め機構とを備えたこと特徴とするソケットである。
【0023】
上記更なる発明の場合、位置決め機構の当接部により電子部品の所定の接続端子を接点部開閉部材の当接突部に突き当てるようにしたことから、接点部開閉部材の当接突部と電子部品の接続端子との間に生じる隙間の大小にかかわらず、強制的に電子部品を移動して電子部品の各接続端子をソケット本体部の接触子に位置決めすることが可能になる。
【0024】
その結果、上記更なる発明によれば、例えばBGA用の接触安定性の高いソケットを得ることができる。また、好ましくは、接点部開閉部材の当接突部は、アーム状接点部の開閉方向と平行な方向に延びる部分を有する一方で、位置決め機構の当接部は、アーム状接点部の開閉方向と直交する方向に移動可能に構成されていることも効果的である。
【0025】
好ましくは、接点部開閉部材の当接突部に電子部品の所定の接続端子列を突き当ててこれを含めたすべての接続端子列をアーム状接点部の開閉方向と平行にした状態で、位置決め機構の当接部により各接続端子をアーム状接点部の開閉方向と直交する方向に移動させることによって、各接続端子を一対のアーム状接点部の間に配置することが可能になる。
【0026】
さらに好ましくは、接点部開閉部材は、位置決め機構を作動させるための作動部を有する一方で、位置決め機構は、接点部開閉部材の作動部と係合可能な係合部を有し係合部が接点部開閉部材の作動部と係合することによって当接部が移動するように構成されていることも効果的である。
【0027】
好ましくは、接点部開閉部材の移動に伴ってアーム状接点部を開閉させるとともに位置決め機構の作動部を移動させることができるため、アーム状接点部が電子部品の接続端子を挟める範囲において接続端子が接点部開閉部材の当接突部に到達するまでに必要な位置決め機構の当接部の移動量を定めることが容易になる。
【0028】
さらに好ましくは、接点部開閉部材の作動部及び位置決め機構の係合部は、各一対のアーム状接点部を電子部品の接続端子の所定の外形より大きく開かせるのに必要な接点部開閉部材の所定の移動量に対し、位置決め機構の当接部が電子部品の所定の接続端子を接点部開閉部材の当接突部に当接させるのに十分な移動量となる関係を満たすように構成されていることも効果的である。また、開閉移動を伴ったアーム状接点部に対してこの開閉方向と直交する方向に電子部品の接続端子を位置決めすることが可能になる。
【0029】
さらに加えて、位置決め機構は、電子部品の側部と当接可能な第1の当接部と、電子部品の上部と当接可能な第2の当接部とを有し、第1の当接部が電子部品を接点部開閉部材の当接突部に押圧可能に構成されるとともに、第2の当接部が電子部品を接点部開閉部材の載置部に押圧可能に構成されていることも効果的である。
【0030】
位置決め機構の第1の当接部により、電子部品の各接続端子を載置部上の接触子に位置決めできるとともに、位置決め機構の第2の当接部により、電子部品自体を載置部から浮くことを防止できる。
【0031】
さらに本発明は、所定のパターンで接続端子が配列された電子部品を載置可能な載置部と、該載置部に前記電子部品の接続端子の配列パターンに対応して前記電子部品の各接続端子と接触可能に配設された複数の接触子と、前記載置部の外周部分の所定の部位に前記電子部品と当接可能に設けられた突状の当接突部とを有するソケット本体部と、前記電子部品と当接可能な当接部を有し、該当接部が前記ソケット本体部の当接突部に接近する方向に付勢されるように構成された位置決め機構とを備えたソケットと、記電子部品を着脱自在に保持するための保持部を有し、保持部がソケットのソケット本体部に対して対向した状態を保ったまま移動可能に構成された接点部開閉治具とを備えたことを特徴とする電子部品装着装置である。請求項7記載の発明によれば、LGA用の導通信頼性の高い電子部品装着装置を得ることができる。
【0032】
さらに本発明は、上記特徴を備えたソケットと、電子部品を着脱自在に保持するための保持部と、接点部開閉部材を移動させるための作動部とを有し、保持部がソケットのソケット本体部に対して対向した状態を保ったまま移動するとともに作動部が接点部開閉部材を移動させるように構成された接点部開閉治具とを備えたことを特徴とする電子部品装着装置である。
【0033】
上記発明によれば、BGA用の導通信頼性の高い電子部品装着装置を得ることができる。
【0034】
さらに本発明は、上記の電子部品装着装置を用い、接点部開閉治具によって電子部品の保持状態を解除することにより、ソケット本体部の載置部に電子部品を載置する工程と、位置決め機構を作動させることにより、電子部品の各接続端子をソケット本体部の接触子に位置決めする工程と、電子部品の各接続端子をソケット本体部の接触子に加圧接触させる工程とを有することを特徴とする電子部品の取付方法である。
【0035】
さらに発明は、上記の電子部品装着装置を用い、接点部開閉治具によって接点部開閉部材を移動させることにより、各一対のアーム状接点部を開かせる工程と、接点部開閉治具によって電子部品の保持状態を解除することにより、電子部品をソケット本体部の載置部に載置する工程と、位置決め機構を作動させることにより、電子部品の各接続端子をアーム状接点部の間に位置決めする工程と、アーム状接点部を閉じることによって、電子部品の各接続端子をソケット本体部の接触子に加圧接触させる工程とを有することを特徴とする電子部品の取付方法である。
【0036】
上記発明によれば、電子部品の接続端子をソケット本体側の接触子に位置決めすることによって信頼性の高いテストを行うことができる。
【0037】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るソケット及びこれを備えた電子部品装着装置の好ましい実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【0038】
図1は、本実施の形態の電子部品装着装置の概略構成を示す斜視図である。
図2(a)は、本実施の形態のソケットの概略構成を示す平面図、図2(b)は、図2(a)の切断線Aに沿った部分を階段状に示す階段断面図、図2(c)は、図2(b)におけるコンタクトの周辺部分を部分的に拡大して示す部分断面図である。
【0039】
図3は、同ソケットの図2(a)の切断線Bに沿った部分を部分的に示す部分断面図である。
図4(a)は、本実施の形態の位置決め機構を部分的に拡大して示す平面図、図4(b)は、同位置決め機構を部分的に拡大して示す側面図である。
図5は、同ソケットの一部を部分的に拡大して示す平面図である。
図6は、本実施の形態におけるスライダの移動量とコンタクトの開き量及び位置決め部材の移動量との関係を示す図である。
【0040】
図1に示すように、本実施の形態の電子部品装着装置1は、球状のはんだボール(接続端子)2aが同一間隔をおいて所定のパターンを形成するように配列されたBGAパッケージ(電子部品、以下単に「パッケージ」という)2を装着するためのもので、ソケット10と、このソケット10に対して対向配置可能なコンタクト開閉用の治具(接点部開閉治具)50とを有している。
【0041】
図1又は図2(a)(b)に示すように、ソケット10は、例えばポリエーテルイミド等の樹脂材料を用いて作られたベース(ソケット本体部)11を有している。このベース11は、図示しないプリント基板等の配線基板上に固定されるもので、四角形状の底部分11aとその周囲を囲む壁部11bとを有する箱状に形成されている。
【0042】
図2(b)に示すように、このベース11の底部分11aには、ストッパ12が設けられている。このストッパ12には、多数の長尺のコンタクト13が、それぞれ、ベース11の底面に対して鉛直な方向に組み込まれた状態で固定されている。これらのコンタクト13は、パッケージ2のはんだボール2aのパターンに対応して配列されている。
【0043】
図2(b)(c)に示すように、各コンタクト13の先端部には、それぞれ、弾性的に移動可能な一対のアーム(アーム状接点部)13a、13bが設けられている。本実施の形態の場合、各コンタクト7のアーム13a、13bは、ベース11の一辺と平行な方向(図2に示すX方向)に配列されている。
【0044】
ここで、本実施の形態の場合は、図2(a)において、ベース11の左奥上側の頂点を原点にとり、ベース11の奥側の辺に沿う方向をX方向とし、ベース11の左側の辺に沿う方向をY方向とし、さらに、ベース11の上記頂点を含む稜線に沿う方向をZ方向とする。
【0045】
図2(a)(b)(c)に示すように、ベース11の底部分11aには、スライダ(接点部開閉部材)12がはめられている。このスライダ12は、ベース11の底部分11aのX方向の大きさより若干小さく形成されることによって、ベース11に対してX方向に所定量だけ移動できるようになっている。
【0046】
スライダ12の上面の所定の部位には、パッケージ2を載置可能な載置部12aが平坦に形成されている。この載置部12aには、多数の係合孔12bが、ベース11側の各コンタクト13のパターンに対応して設けられている。これらの係合孔12bの内部には、それぞれ、各コンタクト13の一方のアーム13aと係合可能な係合部12cが設けられている。
【0047】
そして、上述した各コンタクト13は、その一対のアーム13a、13bがスライダ12の係合部12cを挟んでX方向に隣接する係合孔12b内にそれぞれ収まった状態でX方向に移動可能に配置されている。これにより、スライダ12は、各コンタクト13のアーム13aから付勢力を係合部12cで受けた状態で、ベース11の壁部11bのうちX+側の壁部11b1と当接するようになっている。
【0048】
また、スライダ12の上面のうち載置部12aを除く隅部分には、それぞれ、パッケージ2の所定のはんだボール2aと当接可能な位置決め当接部(当接突部)14が形成されている。これらの位置決め当接部14は、載置部12aより若干大きい高さをもって突出形成され、その平面上において載置部12aの角部分の一部を囲んでかぎ状に延びるように形成されている。
【0049】
ここで、図2(a)又は図5に示すように、各位置決め当接部14のX方向に延びるX当接部14aとY方向に延びるY当接部14bとは互いに直交し、さらに、スライダ12のX方向に並ぶそれぞれのX当接部14aは、同一直線上に配置されるとともに、スライダ12のY方向に並ぶそれぞれのY当接部14bは、同一直線上に配置されている。
【0050】
そして、図3に示すように、位置決め当接部14のそれぞれのX当接部14aの間隔d1及びそれぞれのY当接部14bの間隔d1は、パッケージ2のはんだボール2aうち最も外側のものの間隔d2より若干大きく設定されている。
【0051】
さらに、図5に示すように、Y−側の位置決め当接部14のX当接部14aの内縁と、これに最も近いコンタクト13のX方向の中心線Lとの間隔d3は、はんだボール2aの外径をDとした場合、はんだボール2aの半径(D/2)と等しくなるように設定されている。
【0052】
図2(a)又は図3に示すように、このような位置決め当接部14の外周部分には、パッケージ2の外周部分と当接可能なガイド部15が設けられている。このガイド部15は、位置決め当接部14より大きい高さをもって壁状に形成され、さらに、その内側の面には、パッケージ2を位置決め当接部14に導くように傾斜したガイド面15aが形成されている。
【0053】
他方、図1に示すように、コンタクト開閉用の治具50は、ソケット10のベース11に対して対向した状態を保ったままZ方向に示す上下方向に移動可能に構成されたヘッド51を有している。
このヘッド51には、パッケージ2を例えばエアの吸引によって吸着保持可能な保持部52が取り付けられている。また、ヘッド51の所定の部位には、ソケット10側のスライダ12を移動させるための作動部53が、所定の傾斜をもって爪状に複数形成されている。
【0054】
一方、図1又は図2(a)に示すように、ベース11の壁部11bには、治具50の作動部53と嵌合可能な嵌合穴11cが設けられている。その一方、スライダ12の外周部分には、治具50の作動部53と当接可能な当接部12dが、ベース11の嵌合穴11cの一部を塞ぐことが可能に設けられている。
【0055】
そして、上述したようにスライダ12がベース11のX+方向側の壁部11b1と当接している場合には、スライダ12の当接部12dは、ベース11の嵌合穴11cを一部塞いだ状態で配置されるようになっている。
【0056】
図2(a)に示すように、本実施の形態の場合、ベース11の壁部11bのうちY+側の壁部11b2の中央部分には、パッケージ2を位置決めするための位置決め機構20が設けられている。
この位置決め機構20は、図3又は図4(a)(b)に示すように、位置決め部材21と、圧縮コイルばね22とから構成されている。
【0057】
位置決め部材21は、一方向に延びる腕部21cを有し、この腕部21cの各端部分に、パッケージ2の外周部分に当接可能な当接部21bと、圧縮コイルばね22の端部を取り付け可能な受部21dとが、腕部21cに対して互いに逆向きであってほぼ平行に延びるように形成される一方で、腕部21cと受部21dの交わる部分には、これらと直交する方向に延びる支軸部21aが形成されている。
【0058】
さらに、位置決め当接部の当接部21bの先端部分には、当接面21b1が、支軸部21aと平行な母線からなる所定の曲面状に形成されている。
そして、位置決め部材21は、支軸部21aがベース11においてX方向と平行になるように回動自在に支持されることによって、支軸部21aの回転移動を伴って当接面21b1がスライダ12の位置決め当接部14のうち各X当接部14aと平行な状態を保ったままY方向に移動できるようになっている。
【0059】
また、位置決め部材21は、受部21dがベース11との間に圧縮コイルばね22を受けることによって、当接面21b1が、支軸部21aを中心にスライダ12側に接近する方向に付勢された状態でスライダ12の上面の一部と当接するようになっている。
【0060】
一方、スライダ12の外周側部のうちY+側の側面の中央部分には、位置決め部材21を移動するための作動部12eが突状に設けられている。この作動部12eには、XZ平面に対して所定の角度で傾けた平面状の作動面12fが形成されている。
【0061】
これに対し、位置決め部材21の腕部21cの中腹部分には、スライダ12の作動部12eと係合可能な係合部21eが突状に設けられ、さらに、その係合部21eには、スライダ12の作動面12fに対して所定の角度で傾けた平面状の係合面21fが形成されている。そして、位置決め部材21の係合面21fは、スライダ12の移動範囲においてこの作動面12fと後述する一定の関係をもって係合するようになっている。
【0062】
以下、スライダ12の作動面12fと位置決め部材21の係合面21fとの傾斜角度の関係、すなわち、スライダ12のX方向の移動量と位置決め部材21のY方向の移動量との関係を図2、図4、図6等を参照して説明する。
まず、図2(a)に示すように、スライダ12の移動量δ1を、スライダ12がベース11のX+側の壁部11b1に当接した位置を基準としてX−方向に進む量とし、また、図2(c)に示すように、コンタクト13の開き量δ2を、アーム7aがアーム7bに対してX−方向に開く量とし、さらに、図4(b)に示すように、位置決め部材21の移動量δ3を、位置決め部材21の当接面21b1がスライダ12の上面に当接した位置を基準としてY+方向に進む量と定義する。
【0063】
図6に示すように、スライダ12の移動量δ1とコンタクト13の開き量δ2、及びスライダ12の移動量δ1と位置決め部材21の移動量δ3は、それぞれ、比例関係にあるため、スライダ12のX方向の一定の移動量δ1に対し、コンタクト13のX方向の開き量δ2が一定に決定される一方で、位置決め部材21のY方向の移動量δ3も一定に決定される。
【0064】
そして、上記作動面12fと係合面21fとの傾斜角度の関係は、所定の範囲において、スライダ12の移動量δ1とコンタクト13の開き量δ2の比例関係を示す直線の傾きが、スライダ12の移動量δ1と位置決め部材21の移動量δ3の比例関係を示す直線の傾きより小さくなるように設定されている。
【0065】
すなわち、図5又は図6に示すように、はんだボール2aの外径Dより所定量だけ大きいコンタクト13の開き量δ2xに対応するスライダ12の移動量δ1xとした場合、このスライダ12の移動量δ1xに対応する位置決め部材21の移動量δ3yが、パッケージ2のY―側のはんだボール2aのうち最も外側のX方向に並ぶ基準ボール列2Aを、スライダ12のY−側の位置決め当接部14の各X当接部14aに当接させるまでに十分な移動量となるように定められている。
【0066】
このような構成を有する本実施の形態の場合においては、まず、コンタクト開閉用の治具50を、ソケット10に対してX方向及びY方向の所定の位置に定め、パッケージ2を保持した状態で、このような治具50をZ+方向に下降して治具50の作動部53をベース11の嵌合穴11cに挿入させる。
【0067】
これにより、スライダ12の当接部12dが治具50の作動部53で押されてスライダ12自体が、各コンタクト13のもつ付勢力に抗しつつX−方向に移動する一方で、これに伴って、各コンタクト13のアーム13aがスライダ12の係合部12cと係合することによって、コンタクト13が最大に開く(図6のP1参照)
次いで、治具50によるパッケージ2の保持状態を解除することによって、パッケージ2をスライダ12の載置部12aに落とし込む。これにより、パッケージ2の外周部分がスライダ12のガイド部15に案内されながら、パッケージ2のはんだボール2aが、スライダ12の各位置決め当接部14に囲まれる領域内において、それぞれに対応するコンタクト13の一対のアーム13a、13bの間に配置される。
【0068】
なお、この場合、位置決め部材21の当接面21b1は、図6の点P1及び図4(b)に示すように、スライダ12からY+方向に最も離れた位置にあるため、位置決め部材21がパッケージ2とぶつかることはない。
【0069】
その後、治具50をZ−方向に上昇させると、スライダ12が各コンタクト13のもつ付勢力によりX+方向に戻される。これにより、コンタクト13のアーム13aがスライダ12の係合部12cと係合状態を保ったままX+方向に移動してコンタクト13の開き量δ2が減少する。その一方で、位置決め部材21が、圧縮コイルばね22の付勢力によりスライダ12の作動部12eと係合状態を保ったままY−方向に移動し、その当接面21b1がパッケージ2の外周部分に当接してこの位置(図6の点P2及び図4(b)で示す位置)からパッケージ2をY−方向、すなわち、スライダ12の移動方向と直交する方向に移動させる。
【0070】
その後の移動において、コンタクト13の開き量δ2は常にはんだボール2aの外径Dより大きいため、パッケージ2の各はんだボール2aが、コンタクト13のアーム13a、13bの間のこれらが開く方向と直交する方向に移動し、パッケージ2の基準ボール列2Aがスライダ12のY−側の位置決め当接部14の各X当接部14aに突き当たったとき、パッケージ2の移動が停止し、これに伴って、位置決め部材21がその位置(図6の点P3で示す位置)で停止する。
【0071】
これにより、パッケージ2の各はんだボール2aは、コンタクト13の、図6の点Q3で示す位置にあるアーム13a、13bの間に、所定の間隔をおいてこれらの開く方向(X方向)の中心線Lに対して均等に配置される。
その後、スライダ12のX+方向の移動に伴って、コンタクト13のアーム13a、13bがさらに閉じられてパッケージ2のはんだボール2aと接触し、この位置(図6で示す点Q4の位置)でスライダ12及びアーム13aの移動が停止する。
【0072】
この場合、位置決め部材21が圧縮コイルばね22の付勢力によりパッケージ2をスライダ12の位置決め当接部14に押し付けているため、パッケージ2の各はんだボール2aは、コンタクト13に対して位置決めされた位置から移動せずにそのままの状態でコンタクト13のアーム13a、13bによって挟まれる。
【0073】
以上述べたように本実施の形態によれば、位置決め部材21によってパッケージ2を強制的に移動してこの基準ボール列2Aをスライダ12の位置決め当接部14に突き当て、各はんだボール2aをこれに対応するコンタクト13の開く方向の中心線Lに対して均等に配置するように位置決めしたことから、スライダ12の位置決め当接部14とはんだボール2aとの間に生じる載置面12a上の隙間の大小にかかわらず、各コンタクト13は、はんだボール2aを常に最適な一定の位置で挟むことができるため、接触安定性の高いソケット10を得ることができる。
【0074】
また、本実施の形態によれば、スライダ12の移動に伴ってコンタクト13を開閉させるとともに位置決め部材21を移動させるようにしたことから、コンタクト13の開き量δ2と位置決め部材21の移動量δ3の関係、すなわち、コンタクト13がはんだボール2aを挟める範囲においてはんだボール2aがスライダ12の位置決め当接部14に到達するまでに必要な位置決め当接部21の移動量δ3について定めることが容易になる。
【0075】
そして、スライダ12の作動面12fと位置決め部材21の係合面21fとの関係により、コンタクト13がはんだボール2aを挟める範囲内ではんだボール2aが移動するようにしたことから、開閉移動を伴ったコンタクト13に対してこの開閉方向と直交する方向にはんだボール2aを位置決めすることが可能になる。
【0076】
なお、本発明は上述の実施の形態に限られることなく、種々の変更を行うことができる。
上記実施の形態においては、本発明に係るソケットのうち、BGAパッケージ用の一例を示したが、本発明はこれに限られることなくLGAパッケージ用のソケットにも適用することができる。
【0077】
例えば、かかるLGA用のソケットの構成については、上記BGA用のソケットとほぼ同じような構成であるが、コンタクトを、パッケージのパッドに対して移動させる必要がないためベースの載置面上に所定のパターンで固定し、載置面の外周部分にパッケージを位置決めするためのガイド部を設ける。
【0078】
そして、このようなガイド部の互いに交わる2辺にパッケージを突き当てる必要があるため、上記実施の形態の位置決め機構と同様のものを、ガイド部のうちパッケージと当接する部分と対向する側の部位に2箇所、あるいは、それらの当接部分に挟まれた対角線上の隅部分に1箇所設ける。
【0079】
さらに、その位置決め機構を作動させるための部材としては、例えば、ベースに対して上下動可能に設けられたカバーや、上記実施の形態で示した治具等が挙げられる。
【0080】
また、上記実施の形態においては、位置決め機構をスライダの作動部により移動させるようにしたが、本発明はこれに限られず、例えば、図7(a)に示すように、ベース11に対して上下動可能に設けられたカバー30の一部31によって位置決め部材21を移動可能にしたり、また、図7(b)に示すように、カバー30の上下動に伴ってスライダ12を水平移動させるためのスライダ機構33の一部34によって位置決め部材21を移動可能にすることもできる。このことは、上記LGA用のソケットについても同様である。
【0081】
さらに、上記実施の形態においては、スライダがベースのX方向に往復動するタイプのソケットの例を示したが、本発明は、スライダがベースの対角線上に往復動するタイプのソケットにも適用することができる。
この場合、図2において、スライダ12の位置決め当接部14のうち、原点Oに近いものに対し、ベース11のX+側の壁部11b1とY+側の壁部11b2のそれぞれに位置決め機構20を設け、パッケージをX方向とY方向の2段階に分けて移動させればよい。
【0082】
さらにまた、上記実施の形態においては、位置決め部材にパッケージの外周部分と当接可能な当接部を設けたが、本発明はこれに限られず、位置決め部材に、さらに、パッケージの上面部分と当接可能な第2の当接部を追加して設けることも可能であり、このような位置決め部材を用いることによって、スライダの載置面上のY−方向の位置決めだけでなく、Z+方向の位置決め、すなわち、パッケージがスライダの載置面から浮くことを防ぐこともできる。
【0083】
さらに加えて、上記実施の形態においては、1種の外径Dのはんだボールが配列されたパッケージを装着可能なソケットの例を示したが、本発明は、このはんだボールの外径Dと異なる外径のはんだボールを有する同一サイズのパッケージである2種以上のものにも適用することができる。
【0084】
この場合、例えば、はんだボールの外径をD1、D2とし、図5において、Y−側の位置決め当接部14のX当接部14aの内縁とこれに最も近いコンタクト13のX方向の中心線Lとの間隔d3を、これらはんだボール2aの半径の平均値((D1+D2)/4)と等しくなるように設定すればよい。
【0085】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、ICパッケージの大きさやこれに配列された接続端子の外周の大きさにかかわらず、接触安定性の高いソケットを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施の形態の電子部品装着装置の概略構成を示す斜視図である。
【図2】(a):本実施の形態のソケットの概略構成を示す平面図である。
(b):図2(a)の切断線Aに沿った部分を階段状に示す階段断面図である。(c):図2(b)におけるコンタクトの周辺部分を部分的に拡大して示す部分断面図である。
【図3】同ソケットの図2(a)の切断線Bに沿った部分を部分的に示す部分断面図である。
【図4】(a):本実施の形態の位置決め機構を部分的に拡大して示す平面図である。
(b):同位置決め機構を部分的に拡大して示す側面図である。
【図5】同ソケットの一部を部分的に拡大して示す平面図である。
【図6】本実施の形態におけるスライダの移動量とコンタクトの開き量及び位置決め部材の移動量との関係を示す図である。
【図7】(a)(b):本実施の形態の位置決め機構を作動させる部材の適用例を示す図である。
【図8】(a)(b):従来のバーンインテスト用ソケットを示す断面図である。
【符号の説明】
1……電子部品装着装置 2……BGA用のパッケージ(電子部品) 2a……はんだボール(接続端子) 10……ソケット 11……ベース(ソケット本体部) 12……スライダ(接点部開閉部材) 13……コンタクト(接触子) 13a、13b……アーム(アーム状接点部) 14 位置決め当接部(当接突部) 20……位置決め機構 50……コンタクト開閉治具(接点部開閉治具)
Claims (9)
- 所定のパターンで突状の接続端子が配列された電子部品の各接続端子に対し、当該接続端子を挟んだ状態で加圧接触する一対の弾性的に開閉可能なアーム状接点部を有する接触子が複数配設されたソケット本体部と、
前記ソケット本体部に移動可能に設けられた部材であって、前記電子部品を載置可能な載置部と、該載置部に前記接触子の各アーム状接点部と係合可能に設けられた係合部と、前記載置部の外周部分に前記電子部品の接続端子と当接可能に設けられた突状の当接突部とを有し、前記アーム状接点部の開閉方向と平行な方向に移動することによって前記係合部が前記接触子の各一対のアーム状接点部と係合するように構成された接点部開閉部材と、
前記電子部品と当接可能な当接部を有し、該当接部が前記接点部開閉部材の当接突部に接近する方向に付勢されるように構成された位置決め機構とを備えたことを特徴とするソケット。 - 前記接点部開閉部材の当接突部は、前記アーム状接点部の開閉方向と平行な方向に延びる部分を有する一方で、前記位置決め機構の当接部は、前記アーム状接点部の開閉方向と直交する方向に移動可能に構成されていることを特徴とする請求項1に記載のソケット。
- 前記接点部開閉部材は、前記位置決め機構を作動させるための作動部を有する一方で、前記位置決め機構は、前記接点部開閉部材の作動部と係合可能な係合部を有し該係合部が前記接点部開閉部材の作動部と係合することによって前記当接部が移動するように構成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載のソケット。
- 前記接点部開閉部材の作動部及び前記位置決め機構の係合部は、各一対のアーム状接点部を前記電子部品の接続端子の所定の外形より大きく開かせるのに必要な接点部開閉部材の所定の移動量に対し、前記位置決め機構の当接部が前記電子部品の所定の接続端子を前記接点部開閉部材の当接突部に当接させるのに十分な移動量となる関係を満たすように構成されていることを特徴とする請求項3に記載のソケット。
- 前記位置決め機構は、前記電子部品の側部と当接可能な第1の当接部と、前記電子部品の上部と当接可能な第2の当接部とを有し、前記第1の当接部が前記電子部品を前記接点部開閉部材の当接突部に押圧可能に構成されるとともに、前記第2の当接部が前記電子部品を前記接点部開閉部材の載置部に押圧可能に構成されていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項記載のソケット。
- 所定のパターンで接続端子が配列された電子部品を載置可能な載置部と、該載置部に前記電子部品の接続端子の配列パターンに対応して前記電子部品の各接続端子と接触可能に配設された複数の接触子と、前記載置部の外周部分の所定の部位に前記電子部品と当接可能に設けられた突状の当接突部とを有するソケット本体部と、前記電子部品と当接可能な当接部を有し、該当接部が前記ソケット本体部の当接突部に接近する方向に付勢されるように構成された位置決め機構とを備えたソケットと、
前記電子部品を着脱自在に保持するための保持部を有し、該保持部が前記ソケットのソケット本体部に対して対向した状態を保ったまま移動可能に構成された接点部開閉治具とを備えたことを特徴とする電子部品装着装置。 - 請求項1乃至5のいずれか1項記載のソケットと、
前記電子部品を着脱自在に保持するための保持部と、前記接点部開閉部材を移動させるための作動部とを有し、前記保持部が前記ソケットのソケット本体部に対して対向した状態を保ったまま移動するとともに前記作動部が前記接点部開閉部材を移動させるように構成された接点部開閉治具とを備えたことを特徴とする電子部品装着装置。 - 請求項6記載の電子部品装着装置を用い、
前記接点部開閉治具によって電子部品の保持状態を解除することにより、前記ソケット本体部の載置部に電子部品を載置する工程と、
前記位置決め機構を作動させることにより、前記電子部品の各接続端子を前記ソケット本体部の接触子に位置決めする工程と、
前記電子部品の各接続端子を前記ソケット本体部の接触子に加圧接触させる工程とを有することを特徴とする電子部品の取付方法。 - 請求項7記載の電子部品装着装置を用い、
前記接点部開閉治具によって前記接点部開閉部材を移動させることにより、各一対のアーム状接点部を開かせる工程と、
前記接点部開閉治具によって電子部品の保持状態を解除することにより、前記電子部品を前記ソケット本体部の載置部に載置する工程と、
前記位置決め機構を作動させることにより、前記電子部品の各接続端子を前記アーム状接点部の間に位置決めする工程と、
前記アーム状接点部を閉じることによって、前記電子部品の各接続端子を前記ソケット本体部の接触子に加圧接触させる工程とを有することを特徴とする電子部品の取付方法。
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