JP4857047B2 - 電気接触子，電気接触子の第１接触部材の成形方法及び電気部品用ソケット - Google Patents

Description

この発明は、半導体装置（以下「ＩＣパッケージ」という）等の第１の電気部品に電気的に接続される電気接触子、この電気接触子の第１接触部材の成形方法及び、この電気接触子が配設された電気部品用ソケットに関するものである。

従来から、この種の電気接触子としてのコンタクトピンは、電気部品用ソケットとしてのＩＣソケットに設けられたものがある（特許文献１参照）。このＩＣソケットは、配線基板上に配置されると共に、検査対象であるＩＣパッケージが収容されるようになっており、このＩＣパッケージの球状端子である半田ボールと、配線基板の電極とが、その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。

そのコンタクトピンは、プランジャを有し、このプランジャの先端部に、その半田ボールに接触される接触部が形成されている。そのプランジャは、導電性を有する材料が切削されることにより、円柱状に形成される共に、その接触部は、クラウン形状（王冠形状）を呈し、この形状も切削により形成されている。
特開２００２−３５７６２２号公報

しかしながら、このような従来のものにあっては、プランジャが切削により成形されたものであるため、成形が大変で、高価であると共に、重量も重くなる。また、プランジャの周囲には、切削により引け目が発生するため、上下動時に摺動抵抗が大きくなるという問題がある。さらに、棒状のプランジャの一端部に形成された接触部は、クラウン形状に形成するのにカッタにて切削して複数の山形部分を形成するようにしているため、成形が大変で、高価となる。

そこで、この発明は、成形が容易で、安価であると共に、軽量で、且つ、周囲に引け目もなく摺動抵抗を小さくできる電気接触子，電気接触子の第１接触部材の成形方法及び電気部品用ソケットを提供することを課題としている。

かかる課題を達成するために、請求項１に記載の発明は、板材が筒状に形成された第１接触部材を有し、該第１接触部材の先端部に、第１の電気部品に接触されて電気的に接続される第１接触部が形成された電気接触子において、前記第１接触部には、複数の接触片が上方に突出して形成され、該複数の接触片がそれぞれ、上下方向に対して傾斜する折曲線から内側に向けて折曲げられ、前記接触片の折曲げられた端面部は、筒状の周縁側より中心側に向かうに従って低くなるように水平方向に対して傾斜し、前記第１の電気部品の端子に接触されるように構成された電気接触子としたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構成に加え、前記接触片は、３片以上形成され、前記各接触片の端面部は筒状の中心に対して略放射方向に沿って形成されていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の構成に加え、前記第１接触部材と、第２の電気部品に接触される第２接触部を有する第２接触部材と、該両第１及び第２接触部材を互いに反対方向に付勢する付勢手段とを有することを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１又は２に記載の電気接触子の第１接触部材の成形方法であって、一枚の導電性を有する板材を略長方形状に打ち抜くと共に、先端部に複数の切り込みを斜めに形成して、前記接触片となる突片を斜めに複数形成し、該各突片を上下方向に対して傾斜する折曲線から同一方向に折曲げ、その後、略長方形の板材を、前記各突片を折曲げた側を内側として筒状に曲げ加工して形成した電気接触子の第１接触部材の成形方法としたことを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、第１の電気部品が収容されるソケット本体と、該ソケット本体に配設されて、前記第１の電気部品の端子に接触される請求項１乃至３の何れか一つに記載の電気接触子とを有する電気部品用ソケットとしたことを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、電気接触子の第１接触部材は、板材が曲げ加工されることにより筒状に成形されているため、従来と異なり、切削により成形したものでないことから、成形が容易で、安価にでき、且つ、重量も軽くできる。

また、それら第１接触部材は、切削加工により形成されていないため、周面に切削による引け目が発生しないことから、これら第１接触部材の上下動時における摺動抵抗を小さくすることができる。

さらに、第１接触部も、複数の接触片をそれぞれ内側に向けて折曲げて形成するものであるため、従来のように切削により形成するものと比較すると、成形が容易で、安価にできる。

また、接触片の端面部が、電気部品端子に接触されるようになっているため、狭い幅の端面部で電気部品端子に接触することにより、導通性を向上させることができる。

さらに、端面部は、筒状の周縁側より中心側に向かうに従って低くなるように水平方向に対して傾斜しているため、端子が球状である場合には、その端面部が球状の端子の最下端に当接することなく、その端子の最下端部の損傷を防止できる。

請求項２に記載の発明によれば、接触片は、３片以上形成され、各接触片の端面部は筒状の中心に対して略放射方向に沿って形成されているため、電気部品の端子が球状である場合に、筒状の中心に案内させることができる。

請求項４に記載の発明によれば、第１接触部材の第１接触部の接触片は、打ち抜き及び曲げ加工により、容易に成形できる。

請求項５に記載の発明によれば、第１の電気部品が収容されるソケット本体と、このソケット本体に配設され、請求項１乃至３の何れか一つに記載の複数の電気接触子とを有している電気部品用ソケットとしたため、上記各効果を有する電気部品用ソケットを提供できる。

以下、この発明の実施の形態について説明する。
［発明の実施の形態１］

図１乃至図８には、この発明の実施の形態１を示す。

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に「第１の電気部品」であるＩＣパッケージ１２を収容することにより、このＩＣパッケージ１２と「第２の電気部品」である配線基板１３とをＩＣソケット１１を介して電気的に接続するようにしている。

このＩＣパッケージ１２は、いわゆるＢＧＡ(Ball Grid Array)タイプと称されるもので、方形状のパッケージ本体１２ｂの下面に「端子」としての多数の略球形状の半田ボール１２ａが縦列と横列にマトリックス状に配列されている。

そのＩＣソケット１１は、配線基板１３上に取り付けられるソケット本体１４を有し、このソケット本体１４に、「電気接触子」である複数のコンタクトピン１５が配設されている。

そのソケット本体１４は、図２に示すように、互いに図示省略のボルトにより取り付けられた上側保持部材１８及び下側保持部材１９の保持孔１８ａ，１９ａにそれらコンタクトピン１５が挿入されて保持されている。

また、その上側保持部材１８の上側に、フローティングプレート２０が図示省略のガイドピンにより上下動自在で、所定の高さで停止するように配設され、又、図示省略のスプリングにより上方に付勢されている。

そして、このフローティングプレート２０の挿通孔２０ａに、コンタクトピン１５の上部側が挿入されている。

そのコンタクトピン１５は、ＩＣパッケージ１２に電気的に接続される第１接触部材２６と、配線基板１３に電気的に接続される第２接触部材２７と、これら両第１接触部材２６及び第２接触部材２７を互いに反対方向に付勢する「付勢手段」としてのコイルスプリング２８とから構成されている。

その第１接触部材２６は、導電性を有する板材が曲げ加工により筒形状に形成され、上端部に半田ボール１２ａに接触する王冠形状（クラウン形状）の第１接触部２６ａが形成され、長手方向（上下方向）の中間部に、他の部分より径の大きい膨出部２６ｂが形成されている。

その第１接触部２６ａには、複数（ここでは３片）の接触片２６ｅがそれぞれ内側に向けて折曲げられて形成され、これら接触片２６ｅがＩＣパッケージ１２の半田ボール１２ａに接触されるように構成されている。

より詳しくは、それら接触片２６ｅは、図６及び図７等に示すように、略三角形状を呈し、一方の端面部２６ｆが他方の端面部２６ｇより高い位置となるように斜めに傾けて形成され、その上側の一方の端面部２６ｆがＩＣパッケージ１２の半田ボール１２ａに接触されるようになっている。その端面部２６ｆは、筒状の周縁側より中心側に向かうに従って低くなる（先端が下がる）ように水平方向に対して傾斜している。

また、この第１接触部材２６には、第２接触部材２７内に挿入された端部（下端部）に、他の部分より小径の突部２６ｃが形成され、この突部２６ｃにコイルスプリング２８が嵌合されている。

一方、第２接触部材２７は、導電性を有する板材が曲げ加工により筒形状に形成され、上側に大径筒部２７ａが形成されると共に、下側に小径筒部２７ｂが形成され、その大径筒部２７ａの上端部（端部）が開放されて開口部が形成され、この開口部を介して上方から第１接触部材２６が挿入され、この第１接触部材２６の突部２６ｃと、第２接触部材２７の大径筒部２７ａ及び小径筒部２７ｂの段差部２７ｃとの間にコイルスプリング２８が介在されて互いに離間する方向に付勢されている。

また、小径筒部２７ｂの下端部には、配線基板１３の電極部１３ａに接触する王冠形状の第２接触部２７ｄが形成されている。

そして、ソケット本体１４の上側保持部材１８の保持孔１８ａは、上側に小径孔部１８ｂが、その下側に大径孔部１８ｃが形成され、この大径孔部１８ｃ内に第１接触部材２６の膨出部２６ｂが挿入されており、この膨出部２６ｂが、小径孔部１８ｂと大径孔部１８ｃとの間の段差部１８ｄに当接することにより、第１接触部材２６の上昇が停止されて抜け止めされるように構成されている。

また、第２接触部材２７は、最下降状態で、段差部２７ｃが、下側保持部材１９の上面に当接して下降が停止されて抜け止めされるように構成されている。

一方、そのソケット本体１４には、開閉部材３１が回動軸３２により回動自在に配設されると共に、この開閉部材３１が図示省略のスプリングにより開く方向に付勢されている。この開閉部材３１には、ＩＣパッケージ１２を押圧する押圧部材３３が図１に示す閉状態で上下動自在に配設されると共に、スプリング３４により下方に付勢されている。

そして、ソケット本体１４には、その開閉部材３１の先端部に形成された係止部に係脱されるフック部材３５が軸３６により回動自在に配設され、係止状態で開閉部材３１の閉状態が維持できるように構成されている。

次に、コンタクトピン１５の製造方法について説明する。

まず、コンタクトピン１５の第１接触部材２６を製造するには、一枚の導電性を有する平板材を、略長方形状に打ち抜く。この際には、図８に示すように、複数の切り込みを入れて、接触片２６ｅとなる突片２６ｉを計３カ所形成する。この切り込みを入れる方向と、全体を打ち抜く方向とは互いに逆方向として打ち抜く。

その後、図８の（ａ）中二点鎖線Ａに示す位置（上下方向に対して傾斜する折曲線）から各突片２６ｉを図８の（ｂ）に示すように同一方向に折曲げ、その後、略長方形の板材を、各突片２６ｉを折曲げた側を内側として筒状に曲げ加工（カーリング）して第１接触部材２６を形成する。

また、第２接触部材２７を製造するには、第１接触部材２６と同様に、導電性の平板材を、略長方形状に打ち抜き、王冠形状の第２接触部２７ｄに対応する山形形状に形成すると共に、段差部２７ｃに対応する部分を形成する。

次いで、この打ち抜かれた板材を、曲げ加工（カーリング）して筒状に形成することにより、第２接触部材２７を形成する。

そのように成形された第２接触部材２７の大径筒部２７ａ内に、コイルスプリング２８を収容すると共に、この第２接触部材２７の大径筒部２７ａ内に、第１接触部材２６を挿入して、コンタクトピン１５の組立てを完了する。

そして、このように成形されたコンタクトピン１５をソケット本体１４の上側保持部材１８及び下側保持部材１９の保持孔１８ａ，１９ａに挿入して保持する。

次に、作用について説明する。

まず、ＩＣパッケージ１２を収容する場合について説明する。予め、ＩＣソケット１１を配線基板１３上に載置することにより、この配線基板１３の電極部１３ａに、コンタクトピン１５の第２接触部材２７を当接させる。これにより、ソケット本体１４の下方に突出するコンタクトピン１５の第２接触部材２７が配線基板１３に押されて、ソケット本体１１内側に押し込まれる（図４参照）。

そして、開閉部材３１を開いた状態で、ＩＣパッケージ１２を自動機等により搬送してフローティングプレート２０上に収容する。この際には、このＩＣパッケージ１２は、フローティングプレート２０上の所定位置に載置され、図４に示すように、半田ボール１２ａがフローティングプレート２０の挿通孔２０ａに挿入された状態となる。

この状態から、開閉部材３１を閉じて、この開閉部材３１にフック部材３５を係止させることにより、この開閉部材３１の押圧部材３３にてＩＣパッケージ１２を下方に押圧する。すると、フローティングプレート２０がスプリングの付勢力に抗して下降され、半田ボール１２ａがコンタクトピン１５の第１接触部材２６の第１接触部２６ａに当接し、この第１接触部材２６が下方に向けて、コイルスプリング２８の付勢力に抗して変位される（図３参照）。この際には、ＩＣパッケージ１２の半田ボール１２ａは、３辺の端面部２６ｆに当接することとなる。

これにより、コンタクトピン１５は、コイルスプリング２８の付勢力に抗して圧縮されるため、この反力により、第１接触部２６ａがＩＣパッケージ１２の半田ボール１２ａに、又、第２接触部２７ｄが配線基板１３の電極部１３ａにそれぞれ同じ所定の接圧で接触されることとなる。

これで、コンタクトピン１５を介してＩＣパッケージ１２と配線基板１３とが電気的に接続され、バーンイン試験等が行われることとなる。

このようなものにあっては、王冠形状を呈する第１接触部２６ａを有する第１接触部材２６を、板材を曲げ加工することにより円筒状に成形しているため、従来と異なり、切削により成形したものでないことから、王冠形状の第１接触部材２６を、容易に、安価に、且つ、重量も軽くできる。コンタクトピン１５は一つのＩＣソケット１１に多数配設されているため、一つのコンタクトピン１５を軽量化できると、ＩＣソケット１１全体として大幅な軽量化をできる。従って、このＩＣソケット１１が多数配設される配線基板１３に対する負担を軽減できる。

また、各接触片２６ｅの端面部２６ｆが、半田ボール１２ａに接触されるようになっているため、狭い幅の端面部２６ｆで半田ボール１２ａに接触することにより、導通性を向上させることができる。

さらに、この実施の形態１では接触片２６ｅが３カ所形成され、略等間隔に設けられた３本の端面部２６ｆで、半田ボール１２ａに接触し、各端面部２６ｆは、中心側が下方に位置するように斜めに形成されているため、半田ボール１２ａを中心に案内することもできる。

さらにまた、端面部２６ｆは、筒状の周縁側より中心側に向かうに従って低くなるように水平方向に対して傾斜しているため、半田ボール１２ａの最下端に当接することなく、その半田ボール１２ａの最下端部の損傷を防止できる。
［発明の実施の形態２］

図９には、この発明の実施の形態２を示す。

上記実施の形態１では、第１接触部材２６の接触片２６ｅが３カ所形成されているが、この実施の形態２では、接触片２６ｅが４カ所形成されている。

図９の（ａ）は、板材を打ち抜いた状態を示すが、複数の切り込みが形成されることにより、突片２６ｉが４カ所形成されている。この状態から、突片２６ｉを図９の（ｂ）に示すように折曲げ、更に、全体を曲げ加工して筒状にすることにより、第１接触部材２６を成形するようにしている。

このようにしても、実施の形態１と同様な効果が得られる。他の構成及び作用は実施の形態１と同様であるので説明を省略する。

なお、上記実施の形態では、「電気接触子」であるコンタクトピン１５をＩＣソケット１１に適用したが、これに限らず、他のものにも適用できる。

また、この発明の電気部品用ソケットは、いわゆるオープントップタイプのＩＣソケット、あるいは電気部品を押圧するプッシャーが自動機側に設けられたもの等にも適用できる。

さらに、この実施の形態では、コンタクトピン１５が第１接触部材２６，第２接触部材２７及びコイルスプリング２８の３部品から構成されているが、これに限らず、この発明は少なくとも第１接触部材２６が設けられていれば良く、又、この第１接触部材２６の膨出部２６ｂ及び突部２６ｃは必ずしも必要でない。

この発明の実施の形態１に係るＩＣソケットの左半分を断面した側面図である。 同実施の形態１に係るＩＣパッケージ収容前の状態を示す、ＩＣソケットのコンタクトピン配設部分を示す拡大断面図である。 同実施の形態１に係るＩＣパッケージ収容状態を示す、ＩＣソケットのコンタクトピン配設部分を示す拡大断面図である。 同実施の形態１に係るＩＣソケットのコンタクトピン配設部分におけるソケット本体及びコンタクトピンを示す拡大断面図である。 同実施の形態１に係るＩＣソケットのコンタクトピンの第１接触部材を示す正面図である。 同実施の形態１に係るＩＣソケットのコンタクトピンの第１接触部材の第１接触部を示す斜視図である。 同実施の形態１に係るＩＣソケットのコンタクトピンの第１接触部材の第１接触部を示す平面図である。 同実施の形態１に係るＩＣソケットのコンタクトピンの第１接触部材の第１接触部を示す図で、（ａ）は展開図、（ｂ）は突片を折曲げた状態を示す側面図である。 この発明の実施の形態２に係るＩＣソケットのコンタクトピンの第１接触部材の第１接触部を示す図で、（ａ）は展開図、（ｂ）は突片を折曲げた状態を示す側面図である。

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（第１の電気部品）
12a 半田ボール（端子）
12b パッケージ本体
13 配線基板（第２の電気部品）
13a 電極部
14 ソケット本体
15 コンタクトピン（電気接触子）
18 上側保持部材
19 下側保持部材
20 フローティングプレート
26 第１接触部材
26a 第１接触部
26b 膨出部
26c 突部
26e 接触片
26f,26g 端面部
26i 突片
27 第２接触部材
27a 大径筒部
27b 小径筒部
27c 段差部
27d 第２接触部
28 コイルスプリング（付勢手段）

Claims (5)

1. 板材が筒状に形成された第１接触部材を有し、該第１接触部材の先端部に、第１の電気部品に接触されて電気的に接続される第１接触部が形成された電気接触子において、
   前記第１接触部には、複数の接触片が上方に突出して形成され、該複数の接触片がそれぞれ、上下方向に対して傾斜する折曲線から内側に向けて折曲げられ、
   前記接触片の折曲げられた端面部は、筒状の周縁側より中心側に向かうに従って低くなるように水平方向に対して傾斜し、前記第１の電気部品の端子に接触されるように構成されたことを特徴とする電気接触子。
2. 前記接触片は、３片以上形成され、前記各接触片の端面部は筒状の中心に対して略放射方向に沿って形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電気接触子。
3. 前記第１接触部材と、第２の電気部品に接触される第２接触部を有する第２接触部材と、該両第１及び第２接触部材を互いに反対方向に付勢する付勢手段とを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の電気接触子。
4. 請求項１又は２に記載の電気接触子の第１接触部材の成形方法であって、
   一枚の導電性を有する板材を略長方形状に打ち抜くと共に、先端部に複数の切り込みを斜めに形成して、前記接触片となる突片を斜めに複数形成し、該各突片を上下方向に対して傾斜する折曲線から同一方向に折曲げ、その後、略長方形の板材を、前記各突片を折曲げた側を内側として筒状に曲げ加工して形成したことを特徴とする電気接触子の第１接触部材の成形方法。
5. 第１の電気部品が収容されるソケット本体と、
   該ソケット本体に配設されて、前記第１の電気部品の端子に接触される請求項１乃至３の何れか一つに記載の電気接触子とを有することを特徴とする電気部品用ソケット。

Images