JP6239382B2 - 電気部品用ソケット - Google Patents

Description

本発明は、ソケット本体にＩＣパッケージ等の電気部品を着脱可能に収容して配線基板に電気的に接続する電気部品用ソケットに関する。

従来、例えばＩＣパッケージ等の電気部品を配線基板に接続するのに用いられるＩＣソケットとして、電気部品を着脱可能に収容する収容部が設けられるソケット本体と、収容部を開閉する動作が可能となるようにソケット本体に回動自在に軸支されたソケットカバーと、を有し、ソケットカバーを閉じていくことにより、ソケットカバーに回動可能に軸支された放熱部材を介してソケット本体の収容部に収容された電気部品を押圧するものがあった（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１０−１３５１５５号公報

ところで、かかるＩＣソケットでは、各種部品の成形誤差が積み重なって、ソケットカバーと電気部品との間の距離が接近して、電気部品を強く押し過ぎたりする場合があるため、スプリング等のダンパー機能をソケットカバーと放熱部材との間に設けることにより、電気部品への押圧力を抑制する場合がある。

しかしながら、このようにダンパー機能としてスプリング等を設けるとＩＣソケットの構造が複雑になり、特に、ＩＣソケットを小型化する必要がある場合には、スプリング等の設置空間を確保することが難しくなるというおそれがあった。

そこで、本発明は、このような問題点に対処し、簡単な構造でダンパー機能を発揮させることができる電気部品用ソケットを提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明による電気部品用ソケットは、電気部品を着脱可能に収容する収容部を有するソケット本体と、一側端部がソケット本体に回動自在に軸支されて収容部を開閉するとともに、他側端部がソケット本体に係止可能に形成されて該係止により閉状態に保持されるソケットカバーと、ソケットカバーに設けられ、閉状態で収容部に収容された電気部品を押圧する押圧手段と、を含んで構成され、ソケットカバーは、閉状態でソケットカバーが収容部と対向する方向を板厚方向とする金属プレートを、一側端部から他側端部にわたって含み、また、金属プレートは、押圧手段から力を受ける部位の近傍でソケットカバーの回動軸と平行に折り曲げ形成された溝を有し、ソケットカバーのうち溝と他側端部との間であって他側端部の近傍部には凸部及び凹部のうちの一方が形成され、ソケット本体のうち閉状態で近傍部に対向する対向部には、閉状態で一方と嵌合するように、凸部及び凹部のうちの他方が形成されている。

このような電気部品用ソケットにおいて、金属プレートの溝は、開口面積が底面から開口部に向けて徐々に広くなるテーパー形状に形成されてもよい。

また、ソケットカバーは、基端が他側端部に回動自在に軸支され、先端がソケット本体に係止可能に形成され、かかる係止によりソケットカバーを閉状態に保持する係止部を有し、この係止部の回動軸が、ソケットカバーの回動軸と並列してもよい。

さらにまた、ソケットカバー及びソケット本体の凸部及び凹部は、ソケットカバーの回動軸と並列に形成されてもよい。

本発明の電気部品用ソケットによれば、簡単な構造でダンパー機能を発揮させることができる。

本発明の実施形態に係るＩＣソケットの正面図であり、ソケットカバーを閉じているがレバー部材をロックしていない状態を示す。 同ＩＣソケットの正面図であり、ソケットカバーを開いた状態を示す。 下半分が図１の状態を示すＩＣソケットの平面図であり、上半分が図２の状態を示すＩＣソケットの平面図である。 同ＩＣソケットの右側面図である。 ソケットカバーを閉じてレバー部材をロックした状態を示す同ＩＣソケットの正面図である。 図３のＡ−Ａ線における断面図である。 図３のＢ−Ｂ線における断面図である。 同ＩＣソケットのコンタクトピンの配設状態を示す断面図である。 フローティングプレート降下時のコンタクトピンの変形状態を示す断面図である。 同ＩＣソケットのソケットカバーの平面図である。 同ＩＣソケットのソケットカバーの正面図である。 同ＩＣソケットのソケットカバーの金属プレートの平面図である。 同ＩＣソケットのソケットカバーの金属プレートの正面図である。 同ＩＣソケットのソケットカバーの金属プレートの右側面図である。 同ＩＣソケットのソケットカバーを斜め上方から見た斜視図である。 ソケットカバーに金属プレートを含む場合のＩＣパッケージに対する押圧力を説明する説明図である。 ＩＣパッケージの一例を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は底面図である。

以下、添付された図面を参照し、本発明を実施するための実施形態について詳述する。
図１〜図７は、本実施形態に係る電気部品用ソケットの一例を示す。
この電気部品用ソケットは、図示省略の配線基板上に配設されるとともに、電気部品としてのＩＣ（Integrated Circuit）パッケージを収容して配線基板との間で電気的に接続して、例えば、バーンイン試験等の性能試験を行うためのＩＣソケットである。ＩＣソケット１０は、ソケットカバーが閉じた状態（以下、「閉状態」という）にてソケット本体の収容部に収容されたＩＣパッケージに放熱部材を当接させてＩＣパッケージの放熱を可能にしたものであり、ソケット本体２０と、ソケットカバー３０と、放熱部材４０と、レバー部材５０と、を備えている。

なお、以下の説明においては、ＩＣパッケージ１００は、図１７に示されるように、平面視で略正方形のパッケージ本体の底面１００ａに半球状端子１００ｂがマトリックス状に複数形成されたＢＧＡ（Ball Grid Array）タイプのＩＣパッケージである場合について述べる。

ソケット本体２０は、図１〜図５に示すように、一側端部２０ａに設けられた第１の回動軸Ｘ１により後述のソケットカバー３０を回動可能に軸支するとともに、図６に示すように、中央部上面にＩＣパッケージ１００を収容する収容部２０ｂを有するものである。ソケット本体２０には、中央部に陥凹部２０ｃが形成され、この陥凹部２０ｃ内に上面２２ａを収容部２０ｂとした四角形状のフローティングプレート２２が、図示省略のスプリングにより上方に付勢されて弾性的に上下動可能に設けられている。

フローティングプレート２２には、図８及び図９に示すように、収容部２０ｂに収容されたＩＣパッケージ１００の複数の半球状端子１００ｂの下部に接触して電気的に接続される複数のコンタクトピン２４を挿通させる複数の貫通孔２２ｂが形成されている。

コンタクトピン２４は、ソケット本体２０の陥凹部２０ｃの底面に埋設され、より詳しくは、図８及び図９に示すように、ソケット本体２０に形成された上側挿通孔２０ｄ及び下側挿通孔２０ｅに挿通されている。このコンタクトピン２４は、上記貫通孔２２ｂに挿通されてＩＣパッケージ１００の半球状端子１００ｂに接触される上側接触部２４ａと、配線基板（図示省略）の電極部に接触される下側接触部２４ｂと、これら両接触部２４ａ，２４ｂの間に湾曲して形成されたバネ部２４ｃと、を有している。

図３において、フローティングプレート２２の上面２２ａにて収容部２０ｂの第１の回動軸Ｘ１に直交する辺の側方、即ちフローティングプレート２２の第１の回動軸Ｘ１に直交する中心軸に平行な対辺２２ｃ近傍には、図示省略のスプリングにより上方に付勢され、ソケットカバー３０が閉じる際に、後述の放熱部材４０に下方から当接して放熱部材４０を略水平に保って下方に導くガイド部材２６が設けられている。

ソケット本体２０の上面にて一側端部２０ａには、図１〜図６に示すように、２つの第１軸受部２０ｆが突設されており、この２つの第１軸受部２０ｆに第１の回動軸Ｘ１が挿通されるようになっている。

ソケット本体２０の上部には、ソケットカバー３０が装着されている。このソケットカバー３０は、第１の回動軸Ｘ１により一側端部３０ａが軸支されて回動し、ソケット本体２０の収容部２０ｂを開閉するものであり、図６及び図７に示すように、中央部に厚み方向に貫通した略四角形の開口部３０ｂを形成し、他側端部３０ｃに後述のラッチ部材３２を有している。

このラッチ部材３２は、先端３２ａがソケット本体２０の他側端部２０ｇに設けられた係止爪２０ｈに係止することにより、ソケットカバー３０の閉状態を保持するもので、基端３２ｂがソケットカバー３０の他側端部３０ｃにおいて、第１の回動軸Ｘ１と平行に設けられた第２の回動軸Ｘ２に回動自在に軸支され、図示省略のトーションスプリングによって内方に付勢されている。第２の回動軸Ｘ２は、ソケットカバー３０の他側端部３０ｃに設けられた第２軸受部３０ｄに挿通されて形成されるようになっている。なお、本実施形態における用語「平行」は、２つの対象の延在方向が交わらない状態を意味するが、他の実施形態では、２つの対象の延在方向が直交しない状態を意味するものとしてもよい。

第１の回動軸Ｘ１には、図３及び図４に示すように、スプリングＳが巻回されており、その一端をソケットカバー３０の閉状態における下面に当接させ、他端をソケット本体２０の上面に当接させてソケットカバー３０に常時開方向の付勢力が付与されるようにしている。

ソケットカバー３０には、中央部に厚み方向に第３の軸受部３０ｅが下向きに突設され、第３の軸受部３０ｅには、第１の回動軸Ｘ１と平行に略四角形の開口部３０ｂ内へ延出する第３の回動軸Ｘ３が挿通されている。ソケットカバー３０の開口部３０ｂ内には、ソケットカバー３０が開状態であるとき、第３の回動軸Ｘ３により、ソケットカバー３０の開口部３０ｂ内で回動可能に軸支された放熱部材４０が設けられている。放熱部材４０は、ソケットカバー３０が閉状態であるとき、収容部２０ｂに収容されたＩＣパッケージ１００の上面と当接するまで放熱部材４０がソケットカバー３０の開口部３０ｂ内を通って押し下げられるように形成されている。例えば、図７に示すように、第３の回動軸Ｘ３が閉状態でＩＣソケット１０の正面及び背面の両側から開口部３０ｂ内方に向けて延びる２つの部材で構成され、放熱部材４０には、第３の回動軸Ｘ３と嵌合する軸孔が、閉状態において上下方向に連続して形成され、溝状の形状を有してもよい。

この放熱部材４０は、ＩＣパッケージ１００の上面に当接してその放熱を行うものであり、ソケットカバー３０が閉じた状態にて収容部２０ｂに収容されたＩＣパッケージ１００の上面を押圧する押圧部４０ａを下方に突設し、ＩＣパッケージ１００に発生した熱を外部に放熱する複数の放熱フィン４０ｂを上方に突設している。また、放熱部材４０は、ガイド部材２６の上面に当接するフランジ部４０ｃを有している。

ソケットカバー３０には、図４等に示すように、放熱部材４０を上下動させる略コ字状の形状を有するレバー部材５０が設けられている。このレバー部材５０は、その先端部５０ａから平行に延びた左右の腕部５０ｂの先端を基端部５０ｃとし、この基端部５０ｃが、ソケットカバー３０から外方に延出した第３の回動軸Ｘ３の両端で軸支されて、ソケットカバー３０に対して回動するようになっている。

また、レバー部材５０の基端部５０ｃは、第３の回動軸Ｘ３を中心にして回動するカム５２が備えられ、カム５２は、閉状態において、ガイド部材２６により自重を支持された放熱部材４０のフランジ部４０ｃの上面に当接している。カム５２は、閉状態においてレバー部材５０が図１における矢印方向に回動したとき、回動角度に応じて、カム５２の回動中心からフランジ部４０ｃの上面までの距離が徐々に長くなるように、すなわち、ガイド部材２６による上方への付勢力に抗してフランジ部４０ｃの上面を徐々に押し下げるように形成されている。また、カム５２は、レバー部材５０の回動がロックされたとき（図５の状態）には、ＩＣパッケージ１００の上面を押圧しているように形成される。カム５２の一例としては、レバー部材５０の基端部５０ｃに、第３の回動軸Ｘ３の軸心に対して偏心させて備えた円板などがある。
なお、放熱部材４０及びレバー部材５０は、ソケットカバー３０に設けられ、閉状態で収容部２０ｂに収容されたＩＣパッケージ１００を押圧する押圧手段をなす。

次に、図１０〜図１５は、本実施形態に係るＩＣソケット１０において、金属プレートを含むソケットカバー３０、及びその金属プレートの一例を示す。なお、図１０及び図１１において、点線は金属プレートを示している。
ソケットカバー３０は、放熱部材４０がＩＣパッケージ１００を押圧して、その反力が放熱部材４０を介して伝達されたときに、後述するように弾性変形するよう形成されている。

より詳しくは、ソケットカバー３０は、合成樹脂製の略四角枠形状の樹脂部材３４に、閉状態でソケットカバー３０が収容部２０ｂと対向する方向を板厚方向とする略四角枠形状の金属プレート３６が一側端部３０ａから他側端部３０ｃにわたってインサート成形されて形成されている。ソケットカバー３０には、第１の回動軸Ｘ１が挿入される第１軸孔３０ｆと、第２の回動軸Ｘ２が挿入される第２軸孔３０ｇと、第３の回動軸Ｘ３が挿入される第３軸孔３０ｈが形成されている。

ソケットカバー３０には、レバー部材５０の回動により、ガイド部材２６への押圧力に対する反力、あるいは、これに加えてＩＣパッケージ１００への押圧力に対する反力として放熱部材４０に加わる力が、レバー部材５０のカム５２から第３の回動軸Ｘ３を介して上向きに伝達される。

四角枠形状の金属プレート３６は、ステンレス製の板材がプレス成形されて形成され、第３の回動軸Ｘ３から力を受ける部位の近傍で、第１の回動軸Ｘ１と平行に折り曲げ形成された溝３６ａを有している。これにより、第３の回動軸Ｘ３から上方に力を受ける部位の近傍が、他の部位よりも剛性が低下するように構成されて、放熱部材４０のＩＣパッケージ１００押圧時に、ソケットカバー３０が弾性変形しやすいようにしている。

金属プレート３６を折り曲げて形成される溝３６ａは、開口面積が底面から開口部に向けて徐々に広くなるテーパー形状に形成されている。溝３６ａは、コ字状、かまぼこ状、Ｖ字状などの横断面形状に形成されてもよい。また、単数に限らず、前記形状を複数繰り返して、あるいは、前記形状をいくつか組み合わせて形成されていてもよい。

ソケットカバー３０のうち溝３６ａと他側端部３０ｃとの間であって他側端部３０ｃの近傍部には、凸部３０ｉが形成されている一方、閉状態でソケットカバー３０の近傍部に対向するソケット本体２０の対向部には、閉状態で凸部３０ｉと嵌合する凹部２０ｉが形成されている。このように閉状態でソケットカバー３０の凸部３０ｉとソケット本体２０の凹部２０ｉを嵌合させることにより、ソケットカバー３０が第３の回動軸Ｘ３から上方に力を受けてソケットカバー３０が変形したときに、ソケットカバー３０の他側端部３０ｃを第３の回動軸Ｘ３側に変位しにくくして、ソケット本体２０の係止爪２０ｈに係止されていたソケットカバー３０のラッチ部材３２が外れて閉状態を保持できなくなるという可能性を低減している。

凸部３０ｉ及び凹部２０ｉは、第１の回動軸Ｘ１の軸方向で剛性を均一にするために、第１の回動軸Ｘ１と平行に延びて形成されているとよい。なお、当然のことながら、凸部をソケット本体２０に形成し、凹部をソケットカバー３０に形成してもよい。

次に、このように構成されたＩＣソケット１０の動作について説明する。
まず、図２に示すように、ＩＣソケット１０のソケットカバー３０を開いた状態で、ＩＣパッケージ１００を、収容部２０ｂとしてのフローティングプレート２２の上面に収容する（例えば、図中の点線矢印方向）。

その後、図１の状態となるように、ソケットカバー３０を閉じていき（図２の実線矢印方向）、ソケットカバー３０のラッチ部材３２をソケット本体２０の係止爪２０ｈに係止して、閉状態を保持する。閉状態となったとき、ソケットカバー３０の凸部３０ｉとソケット本体２０の凹部２０ｉが嵌合する。

そして、レバー部材５０を図１における矢印方向に回動させると、回動角度に応じて、カム５２が徐々に放熱部材４０を押し下げて、最初はガイド部材２６を押圧して、放熱部材４０が略水平に降下していき、放熱部材４０の押圧部４０ａの下面がＩＣパッケージ１００の上面に当接してからは、ガイド部材２６とＩＣパッケージ１００を押圧して、さらに略水平に降下していき、図５の状態でレバー部材５０の回動がロックされる。ＩＣパッケージ１００が押圧されると、フローティングプレート２２は、図８の点線矢印で示されるように、スプリング（図示省略）の付勢力に抗して下方に押し下げられる。

このようなガイド部材２６及びＩＣパッケージ１００への押圧力に対する反力が放熱部材４０に上向きに加わり、放熱部材４０のフランジ部４０ｃ、レバー部材５０のカム５２、第３の回動軸Ｘ３の順で伝達され、ソケットカバー３０に上向きの力が作用する。

第３の回動軸Ｘ３の近傍では、金属プレート３６が折り曲げられて溝３６ａが形成され、ソケットカバー３０の剛性が低下しているため、第３の回動軸Ｘ３からソケットカバー３０に上向きの力が作用すると、ソケットカバー３０は、図１６に示すように、二重点線で表される変形前の外形に対し、第１の回動軸Ｘ１とラッチ部材３２が係止爪２０ｈに係止される係止部とで固定支持された両端支持はりのごとく、上方へ僅かに凸となるように弾性変形して湾曲する（図中の白抜き矢印）。このとき、ソケットカバー３０の凸部３０ｉとソケット本体２０の凹部２０ｉとが嵌合しているため、ソケットカバー３０の他側端部３０ｃは第３の回動軸Ｘ３側へ変位しにくくなっている。

このように、ソケットカバー３０が弾性変形することによりダンパー機能が発揮され、ＩＣソケット１０の各種部品の成形誤差が積み重なってソケットカバー３０とＩＣパッケージ１００との距離が接近しても、ＩＣパッケージ１００に対する押圧力（図１６中の黒塗矢印）の抑制が可能となる。また、ソケットカバー３０が弾性変形しても、ソケット本体２０の係止爪２０ｈに係止されていたソケットカバー３０のラッチ部材３２が外れる可能性を低減している。

この状態で、コンタクトピン２４のバネ部２４ｃが、図９に示されるように、弾性変形されることにより、コンタクトピン２４の上側接触部２４ａがＩＣパッケージ１００の半球状端子１００ｂに、又、下側接触部２４ｂが、配線基板の電極部（図示省略）に、それぞれ所定の接圧で接触されることとなる。また、放熱部材４０の押圧部４０ａの下面が、ＩＣパッケージ１００の上面に当接して放熱フィン４０ｂから放熱を行う。そして、この状態で、ＩＣパッケージ１００に電圧を印加してバーンイン試験等の性能試験を行う。

このようなＩＣソケット１０によれば、ソケットカバー３０を弾性変形可能に形成してダンパー機能を持たせているので、ソケットカバー３０と放熱部材４０との間にスプリング等の部品からなるダンパー機能を設ける必要がなく、部品点数を減少させて製品コストを抑制でき、簡単な構造でダンパー機能を発揮させることが可能となる。

また、本実施形態に係るＩＣソケット１０のソケットカバー３０では、放熱部材４０から力を受ける部位の近傍で金属プレート３６が折り曲げられて溝３６ａを形成して、単に金属プレート３６をインサート成形したときと比べて剛性を低下させ、ソケットカバー３０の弾性変形量を大きくしているので、ＩＣソケット１０を小型化した場合に特に有効である。すなわち、ＩＣソケット１０を小型化していくと、第１の回動軸Ｘ１とラッチ部材３２が係止爪２０ｈに係止される係止部とで両端が固定支持された両端支持はり様のソケットカバー３０の固定端間が短くなるので、ＩＣパッケージ１００からの反力が同じであれば、ソケットカバー３０は変形しにくくなるが、剛性を低下させるように金属プレート３６を加工して、ソケットカバー３０を湾曲しやすくしているので、ＩＣソケット１０を小型化しても、ＩＣパッケージ１００に対する押圧力を抑制することが可能となる。

さらに、このようにソケットカバー３０を湾曲しやすくした場合でも、ソケットカバー３０のラッチ部材３２とソケット本体２０の係止爪２０ｈとの係止部の近傍で、ソケットカバー３０の凸部３０ｉとソケット本体２０の凹部２０ｉとを嵌合させているので、ソケットカバー３０の他側端部３０ｃは第３の回動軸Ｘ３側へ変位しにくくなり、ラッチ部材３２が係止爪２０ｈから外れる可能性を低減している。

なお、上記実施形態において、ソケットカバー３０に金属プレート３６をインサート成形する構成について説明したが、これに限定されず、ソケットカバー３０が放熱部材４０からの力を受けて弾性変形してダンパー機能を発揮するものであれば、金属材料のみ、あるいは樹脂材料のみで構成されていてもよい。

また、放熱部材４０によりＩＣパッケージ１００を直接押圧する構成について説明したが、これに限定されず、放熱部材４０とＩＣパッケージ１００との間に、何らかの構造物を介在させて、この介在する構造物によりＩＣパッケージ１００を押圧してもよいし、あるいは、放熱部材４０と同時にＩＣパッケージ１００を押圧する構造物を設けてもよい。

１０ ＩＣソケット
２０ ソケット本体
２０ａ 一側端部
２０ｂ 収容部
２０ｆ 第１軸受部
２０ｇ 他側端部
２０ｈ 係止爪
２０ｉ 凹部
３０ ソケットカバー
３０ａ 一側端部
３０ｂ 開口部
３０ｃ 他側端部
３０ｄ 第２軸受部
３０ｅ 第３軸受部
３０ｉ 凸部
３２ ラッチ部材
３２ａ 先端
３２ｂ 基端
３４ 樹脂部材
３６ 金属プレート
３６ａ 溝
４０ 放熱部材
４０ａ 押圧部
４０ｃ フランジ部
５０ レバー部材
５２ カム
１００ ＩＣパッケージ
Ｘ１ 第１の回動軸
Ｘ２ 第２の回動軸
Ｘ３ 第３の回動軸

Claims (4)

1. 電気部品を着脱可能に収容する収容部を有するソケット本体と、
   一側端部が前記ソケット本体に回動自在に軸支されて前記収容部を開閉するとともに、他側端部が前記ソケット本体に係止可能に構成されて該係止により閉状態に保持されるソケットカバーと、
   前記ソケットカバーに設けられ、前記閉状態で前記収容部に収容された前記電気部品を押圧する押圧手段と、
   を含んで構成され、
   前記ソケットカバーは、前記閉状態で前記ソケットカバーが前記収容部と対向する方向を板厚方向とする金属プレートを、前記一側端部から前記他側端部にわたって含み、前記金属プレートは、前記押圧手段から力を受ける部位の近傍で前記ソケットカバーの回動軸と平行に折り曲げ形成された溝を有し、
   前記ソケットカバーのうち前記溝と前記他側端部との間であって前記他側端部の近傍部には凸部及び凹部のうちの一方が形成され、前記ソケット本体のうち前記閉状態で前記近傍部に対向する対向部には、前記閉状態で前記一方と嵌合するように、凸部及び凹部のうちの他方が形成されていることを特徴とする電気部品用ソケット。
2. 前記溝は、開口面積が底面から開口部に向けて徐々に広くなるテーパー形状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電気部品用ソケット。
3. 前記ソケットカバーは、基端が前記他側端部に回動自在に軸支され、先端が前記ソケット本体に係止可能に形成され、該係止により前記ソケットカバーを前記閉状態に保持する係止部を有し、
   前記係止部の回動軸は、前記ソケットカバーの回動軸と平行に設けられたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電気部品用ソケット。
4. 前記凸部及び前記凹部は、前記ソケットカバーの回動軸と平行に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電気部品用ソケット。