JP5647869B2

JP5647869B2 - 電気接触子及び電気部品用ソケット

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Publication number: JP5647869B2
Application number: JP2010257976A
Authority: JP
Inventors: 雄生上山
Original assignee: Enplas Corp
Current assignee: Enplas Corp
Priority date: 2010-11-18
Filing date: 2010-11-18
Publication date: 2015-01-07
Anticipated expiration: 2030-11-18
Also published as: CN102570100A; JP2012109149A; CN102570100B; US20120129364A1; US8556639B2

Description

この発明は、半導体装置（以下「ＩＣパッケージ」という）等の電気部品に接続される電気接触子及び、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収容するＩＣソケットがある。

そのＩＣパッケージとしては、例えば方形状のパッケージ本体（電気部品本体）を有し、このパッケージ本体に端子が設けられている。

一方、そのＩＣソケットは、配線基板上に配設されるソケット本体を有し、このソケット本体には、ＩＣパッケージ端子及び配線基板を電気的に接続する複数のコンタクトピンが設けられたコンタクトピンユニットが設けられている。

そして、このソケット本体にフローティングプレートがスプリングにより上方に付勢された状態で上下動自在に配設され、このフローティングプレート上にＩＣパッケージが収容されるようになっている。

このＩＣソケットを配線基板上に配設して使用する場合には、ＩＣパッケージをフローティングプレート上に収容し、このＩＣパッケージを上方から押圧することにより、フローティングプレートを下降させる。

すると、このフローティングプレートに形成された貫通孔を介して、コンタクトピンの上側接触部がＩＣパッケージの端子に圧接されると共に、コンタクトピンの下側接触部が配線基板の電極部に圧接されるようになっている。

この状態で、配線基板側からコンタクトピンを介してＩＣパッケージに電流が流され、バーンイン試験等が行われるようになっている。

そして、このコンタクトピンとしては、筒状体の第１プランジャ（バレル）及び棒状体の第２プランジャ（プランジャー）が付勢部材（スプリング）を介して伸縮自在に連結された電気接触子が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１０−９１４３６号公報

しかしながら、従来のものにあっては、第２プランジャが棒状体、すなわちストレート形状であることから、次のような課題があった。

まず、電気接触子の縮小量が少ない場合には、図８に示すように、第１プランジャ２０ａと第２プランジャ２０ｆとが同軸上にあると、両者が安定して接触しないので（図８（ａ）（ｂ）参照）、第１プランジャ２０ａと第２プランジャ２０ｆとの接触安定性を確保するため、第１プランジャ２０ａに対して第２プランジャ２０ｆを大きく傾けなければならない（図８（ｃ）参照）。ところが、第１プランジャ２０ａに対する第２プランジャ２０ｆの傾きが大きいと、摺動抵抗が増大して作動が重くなり、スプリングの弾性力が無駄に費やされてしまう。

なお、第１プランジャ２０ａと第２プランジャ２０ｆとの接触安定性を確保しつつ第１プランジャ２０ａに対する第２プランジャ２０ｆの傾きを小さくするため、ストレート形状の第２プランジャ２０ｆの直径を大きくして第１プランジャ２０ａの内径にできる限り近付けることも考えられる。しかし、これでは、第１プランジャ２０ａと第２プランジャ２０ｆとの摩耗力が増大するので、第１プランジャ２０ａや第２プランジャ２０ｆのめっきが剥がれたり、摺動抵抗が増大して作動が重くなるため、実用性に欠ける。

また、図９に示すように、第１プランジャ２０ａに対して第２プランジャ２０ｆを平行移動させて接触させた場合（図９（ａ）参照）には、第２プランジャ２０ｆが第１プランジャ２０ａ内に挿入されるとき（図９（ｂ）参照）、両者の接触部に横向きの荷重がほとんど発生せず、第１プランジャ２０ａと第２プランジャ２０ｆとの接触安定性が劣る。

そこで、この発明は、縮小量が少ない場合でも、摺動抵抗を増大させることなく接触安定性を高めることが可能な電気接触子及びこれ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。

かかる課題を達成するために、第１の発明は、外筒部を有する導電性の第１接触部材と、該外筒部内に上下動自在に挿入される内部接触部を有し、前記第１接触部材と伸縮自在に連結された導電性の第２接触部材と、前記第１接触部材及び前記第２接触部材を離間させる付勢部材と、を備え、前記内部接触部は、その外面が前記外筒部の内面との間に隙間を形成しつつ前記第１接触部材側の一端から他端に向かって拡径するテーパ形状を呈し、前記第１接触部材及び前記第２接触部材が短縮されて前記付勢部材が圧縮されたときに当該付勢部材によって前記内部接触部が側方に付勢されて前記外筒部の内面に接触して導通するように構成されている電気接触子としたことを特徴とする。

他の特徴は、前記付勢部材は、前記外筒部の内部に伸縮自在に設けられたコイルスプリングで、該コイルスプリングの一端が前記内部接触部の一端に接触していることにある。

第２の発明は、配線基板上に配置され、上側に電気部品が収容されるソケット本体と、該ソケット本体に複数設けられ、前記電気部品に前記第１接触部材又は前記第２接触部材の一方が接触し且つ前記配線基板に前記第１接触部材又は前記第２接触部材の他方が接触する、請求項１又は２に記載の電気接触子と、を有している電気部品用ソケットとしたことを特徴とする。

第１、第２の発明によれば、第１接触部材の外筒部内に上下動自在に挿入される第２接触部材の内部接触部がテーパ形状となっていることから、電気接触子の縮小量が少ない場合でも、摺動抵抗を増大させることなく接触安定性を高めることができる。

他の特徴によれば、付勢部材に特別な構造が要求されないため、簡単な構造のコイルスプリングを付勢部材として使用することができる。

この発明の実施の形態に係るＩＣソケットの正面図である。同実施の形態に係るコンタクトピンのストローク前の状態を示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図である。同実施の形態に係るコンタクトピンのストローク後の状態を示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図である。同実施の形態に係るＩＣソケットの使用方法を示す断面図で、配線基板上にＩＣソケットが載置された状態を示す図である。同実施の形態に係るＩＣソケットの使用方法を示す断面図で、ＩＣソケット上にＩＣパッケージが載置されて下方に押圧された状態を示す図である。同実施の形態に係るコンタクトピンの導通動作を示す断面模式図である。同実施の形態に係るコンタクトピンのストローク動作を示す断面模式図である。従来のコンタクトピンの導通動作を示す断面模式図である。従来のコンタクトピンのストローク動作を示す断面模式図である。

以下、この発明の実施の形態について説明する。

図１乃至図７には、この発明の実施の形態を示す。

まず、構成を説明すると、図１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、配線基板Ｐ上に配設されるようになっており、「電気部品」であるＩＣパッケージ１２（図５参照）等のバーンイン試験等を行うために、このＩＣパッケージ１２の球状端子１２ａとその配線基板Ｐとの電気的接続を図るものである。

ＩＣソケット１１は、図１に示すように、配線基板Ｐ上に固定され、ＩＣパッケージ１２が収容されるソケット本体１４を有している。

より詳しくは、そのソケット本体１４は、四角形の枠形状の外枠１８内にコンタクトモジュール１９が配設され、外枠１８とコンタクトモジュール１９との間にはスプリング２１が配設されている。

このコンタクトモジュール１９には、複数の「電気接触子」であるコンタクトピン２０が配設されると共に、上側にＩＣパッケージ１２が収容されるようになっている。このコンタクトモジュール１９は、図４に示すように、上側保持部材２２、中央保持部材２５、下側保持部材２３、フローティングプレート２４等を備えている。この上側保持部材２２と中央保持部材２５と下側保持部材２３とは所定の間隔で保持され、この上側保持部材２２の上側には、フローティングプレート２４が、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、これら上側保持部材２２、中央保持部材２５、下側保持部材２３、フローティングプレート２４の貫通孔２２ａ、２５ａ、２３ａ、２４ａにコンタクトピン２０が挿通されて配設されている。

各コンタクトピン２０は、図２に示すように、「第１接触部材」としての導電性の段付き円筒状の第１プランジャ２０ａと、「第２接触部材」としての導電性の段付き丸棒状の第２プランジャ２０ｆと、「付勢部材」としてのコイルスプリング２０ｉとを有している。

第１プランジャ２０ａは、コイルスプリング２０ｉの外径よりも大きい内径の外筒部２０ｂと、コイルスプリング２０ｉの外径よりも小さい内径の第１接触部２０ｃと、外筒部２０ｂ及び第１接触部２０ｃを連結する段付き部２０ｄとを有し、第１接触部２０ｃは、ＩＣパッケージ１２の球状端子１２ａに接触するようになっている（図５参照）。なお、この第１プランジャ２０ａは、導電性板材からなる平板を円筒状に曲げ加工すると共に段付き加工して作製したものである。このため、非常に細いコンタクトピン２０を、容易に製造することができる。

第２プランジャ２０ｆは、第１プランジャ２０ａの外筒部２０ｂの内径（例えば、０．２７ｍｍ）よりも大きい外径の本体部２０ｈと、本体部２０ｈの外径よりも小さい外径の第２接触部２０ｇと、第１プランジャ２０ａの外筒部２０ｂの内径よりも小さい外径の内部接触部２０ｅとを有し、内部接触部２０ｅは第１プランジャ２０ａの外筒部２０ｂ内に上下動自在に挿入される。この内部接触部２０ｅは、図２（ｂ）に示すように、上端（第１プランジャ２０ａ側の一端）から下端（本体部２０ｈ側の他端）に向かって拡径するテーパ形状で、下端の直径Ｄ２（例えば、０．２４ｍｍ）が上端の直径Ｄ１（例えば、０．２２ｍｍ）よりも大きくなっている。そして、この内部接触部２０ｅが外筒部２０ｂの内面に接触して導通するように構成されている。

コイルスプリング２０ｉは、第１プランジャ２０ａの外筒部２０ｂ内に挿入され、上端が第１プランジャ２０ａの段付き部２０ｄに接触すると共に、下端が第２プランジャ２０ｆの内部接触部２０ｅの一端に接触しており、第２プランジャ２０ｆを下方に付勢している。

次に、かかるＩＣソケット１１の使用方法について、図４及び図５を用いて説明する。

まず、配線基板Ｐ上にＩＣソケット１１が載置されると共に、ＩＣソケット１１上にＩＣパッケージ１２が載置されていない状態では、図４に示すように、第１プランジャ２０ａは、段付き部２０ｄが上側保持部材２２の貫通孔２２ａの段付き部２２ｂに係止され、最上位に位置している。また、この状態では、第２プランジャ２０ｆは、配線基板Ｐの図示省略の電極に接触して押し上げられている。このとき、コイルスプリング２０ｉは、第１プランジャ２０ａの外筒部２０ｂ内で少し（第２プランジャ２０ｆの上昇分だけ）縮んだ状態となっている。

続いて、ＩＣソケット１１上にＩＣパッケージ１２が載置され、ＩＣパッケージ１２が下方に押圧されると、図５に示すように、フローティングプレート２４がスプリングの付勢力に抗して下降し、このＩＣパッケージ１２の球状端子１２ａが、第１プランジャ２０ａの第１接触部２０ｃに接触し、第１プランジャ２０ａを押圧する。これにより、第１プランジャ２０ａは、コイルスプリング２０ｉの付勢力に抗して下方に押し下げられ、第２プランジャ２０ｆの内部接触部２０ｅが第１プランジャ２０ａの外筒部２０ｂの内面に接触して導通する。

このとき、内部接触部２０ｅは、上端から下端に向かって拡径するテーパ形状になっているので、図６に示すように、外筒部２０ｂに対して内部接触部２０ｅをあまり傾けなくても両者を接触させて導通させることができる。その結果、コンタクトピン２０の縮小量が少ない場合でも、内部接触部２０ｅと外筒部２０ｂとの摺動抵抗を増大させることなく両者の接触安定性を高めることができる。

また、内部接触部２０ｅが外筒部２０ｂ内に挿入されるとき、図７に示すように、内部接触部２０ｅの外面が外筒部２０ｂの内面に対して平行にならず、下方ほど両面間の隙間が小さくなる。そのため、内部接触部２０ｅと外筒部２０ｂとの接触部（図７（ｂ）矢印部分）に横向きの荷重が発生し、両者の接触安定性が向上する。

このようにして、ＩＣパッケージ１２の球状端子１２ａと配線基板Ｐの電極とが、コンタクトピン２０を介して電気的に接続される。この状態で、ＩＣパッケージ１２に電流を流してバーンイン試験等を行う。

このように、上記実施の形態では、第２プランジャ２０ｆの内部接触部２０ｅの形状に工夫を凝らすことで、内部接触部２０ｅと外筒部２０ｂとの接触安定性を高めるようにしており、両者を離間させる付勢部材には特別な構造が要求されない。そのため、簡単な構造のコイルスプリング２０ｉを付勢部材として使用することができる。

なお、上記実施の形態では、段付き円筒状の第１プランジャ２０ａを上側にし且つ段付き丸棒状の第２プランジャ２０ｆを下側にした状態で使用したが、第２プランジャ２０ｆを上側にし且つ第１プランジャ２０ａを下側にした状態で使用することもできる。

また、上記実施の形態では、「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、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あるいはクラムシェルタイプの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。

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 球状端子
14 ソケット本体
18 外枠
19 コンタクトモジュール
20 コンタクトピン（電気接触子）
20a 第１プランジャ（第１接触部材）
20b 外筒部
20c 第１接触部
20d 段付き部
20e 内部接触部
20f 第２プランジャ（第２接触部材）
20g 第２接触部
20h 本体部
20i コイルスプリング（付勢部材）
21 スプリング
22 上側保持部材
22b 段付き部
23 下側保持部材
24 フローティングプレート
25 中央保持部材
22a, 23a, 24a, 25a 貫通孔
22b 段付き部
Ｐ配線基板

Claims

外筒部を有する導電性の第１接触部材と、
該外筒部内に上下動自在に挿入される内部接触部を有し、前記第１接触部材と伸縮自在に連結された導電性の第２接触部材と、
前記第１接触部材及び前記第２接触部材を離間させる付勢部材と、を備え、
前記内部接触部は、その外面が前記外筒部の内面との間に隙間を形成しつつ前記第１接触部材側の一端から他端に向かって拡径するテーパ形状を呈し、前記第１接触部材及び前記第２接触部材が短縮されて前記付勢部材が圧縮されたときに当該付勢部材によって前記内部接触部が側方に付勢されて前記外筒部の内面に接触して導通するように構成されていることを特徴とする電気接触子。
前記付勢部材は、前記外筒部の内部に伸縮自在に設けられたコイルスプリングで、該コイルスプリングの一端が前記内部接触部の一端に接触していることを特徴とする請求項１に記載の電気接触子。
配線基板上に配置され、上側に電気部品が収容されるソケット本体と、
該ソケット本体に複数設けられ、前記電気部品に前記第１接触部材又は前記第２接触部材の一方が接触し且つ前記配線基板に前記第１接触部材又は前記第２接触部材の他方が接触する、請求項１又は２に記載の電気接触子と、
を有していることを特徴とする電気部品用ソケット。