TWI808225B - 接觸腳及電子零件用插座 - Google Patents
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Abstract
本發明係具備:導電性桶腔32;包括有:被設置於一方的端部側並經由與導電性桶腔的内壁面抵接藉以導通配線基板P的連接部9之基板側小徑部31a、及被設置於另一方的端部側並與電子零件4之端子4a的一部分接觸之前端部31c的端子側大徑部31b之柱塞31;以及一方的端部33a為抵接於端子側大徑部的根基部分31d、另一方的端部33b為抵接於導電性桶腔的開口周邊並經由按押而收縮之彈簧33;在按押的狀態下,上述前端部為與上述端子的一部分接觸的位置、及一方的端部為與上述根基部分抵接的位置係位於由端子推押前端部之力及彈簧反推押根基部分之力所引起而產生之旋轉力的端子側大徑部之對角線上。因此,能夠不採用特殊的構造而可以達成形成電性連接之通電路徑的絶緣防止。
Description
本發明係關於可在IC封裝等之電子零件的性能試驗等上使用之電子零件用插座的接觸腳;詳細而言,關於可達成形成電性連接之通電路徑的絶緣防止之接觸腳及具備它之電子零件用插座。
在進行半導體集積回路等之檢查對象物的檢查之情況下,為了電性連接檢查對象物及測定器側的檢查用基板,一般是使用接觸腳(例如,參照特開2010-256251號公報)。另外,接觸腳有時也稱為「接觸探針(contact probe)」。
在專利文獻1中,揭示了一種具備有:與檢查對象物間之連接用的第1柱塞、與檢查用基板間之連接用的第2柱塞、及在第1及第2柱塞相互分離之方向附加勢能的彈簧之接觸腳;第1柱塞與第2柱塞間之接點部係形成為:另一方的柱塞的柱狀部為滑動自在地嵌合於一方的柱塞中之筒狀部的内周而成之構造;而且,柱狀部係具有彈性變形部、該彈性變形部係因彈性變形之反力而與筒狀部的内周面接觸。
然而,當採用如上述之類的接觸腳時,由於彈性變形部為做成特殊的形狀,因而與筒狀部的内周面接觸之接觸面積就會有受到限制之虞。
從而,本發明之目的係在於:處理諸如此類的問題點,用以提供一種不必採用上述的彈性變形部之類的特殊形狀,可達成形成電性連接之通電路徑的絶緣防止之接觸腳、及具備它之電子零件用插座。
為了解決上述課題,本發明之接觸腳(本案的請求項1有關之發明)係一種用於電子零件與配線基板電性連接之接觸腳,其具備:一端部為開口而形成為筒狀之導電性桶腔;包括有:設置於一方的端部側、被***到上述導電性桶腔的開口,經由與該導電性桶腔的内壁面相抵接而與上述配線基板的連接部導通之基板側小徑部、及設置於另一方的端部側、具有與上述電子零件的端子之一部分接觸的前端部之端子側大徑部的柱塞;以及一方的端部為與上述端子側大徑部的根基部分相抵接,另一方的端部為與上述導電性桶腔的開口周邊相抵接,並經由按押上述電子零件而收縮的彈簧。在上述電子零件被按押的狀態下,上述柱塞的端子側大徑部的前端部為與上述電子零件的端子之一部分接觸的位置、和上述彈簧的一方的端部為與上述端子側大徑部的根基部分相抵接的位置係位於:由上述端子推押上述前端部的力、與上述彈簧反推押上述根基部分的力所引起而產生之旋轉力的上述端子側大徑部之對角線上。
又,本發明之接觸腳(本案的請求項2有關之發明)係一種用於電性連接電子零件與配線基板之接觸腳;其具備:兩端部為開口並形成為筒狀的導電性桶腔;阻止上述導電性桶腔的兩端部而一部分被***它的内部,與上述電子零件的端子接觸之端子側柱塞、及與上述配線基板的連接部接觸而導通之基板側柱塞;以及在上述導電性桶腔内而對於分隔上述端子側柱塞及上述基板側柱塞的方向附加勢能,經由按押上述電子零件而收縮之彈簧。上述端子側柱塞係包括:在被***到上述導電性桶腔中之狀態下與該導電性桶腔的内壁面接合,並以根基部分與上述彈簧的一方之端部抵接之端子側小徑部,及在由上述導電性桶腔突出之狀態被設置,並具有與上述電子零件的端子之一部分接觸的前端部之端子側大徑部。在上述電子零件被按押的狀態下,上述端子側柱塞的上述端子側大徑部之前端部為與上述電子零件之端子的一部分接觸之位置,及上述彈簧的一方之端部為與上述端子側柱塞的上述端子側小徑部之上述根基部分抵接的位置係位於:由上述端子推押上述前端部之力與上述彈簧反推押上述根基部分所引起而產生的旋轉力之上述端子側柱塞的對角線上。
再者,本發明之電子零件用插座(本案的請求項7有關之發明)係一種具有:設有可與配線基板電性連接之電子零件的收容部的框體,及在上述框體中,分別可***到設置於收容部的下方之支撐板的複數個***孔,用於電性連接上述電子零件的端子及上述配線基板的連接部之複數個接觸腳的電子零件用插座,其中上述接觸腳為用以解決上述課題的手段所記載之接觸腳。
根據本發明之接觸腳(本案的請求項1有關之發明),在上述電子零件被按押之狀態下,上述柱塞的端子側大徑部之前端部為與上述電子零件之端子的一部分接觸之位置、及上述彈簧的一方之端部為與上述端子側大徑部的根基部分相抵接之位置係位於:因上述端子推押上述前端部之力及上述彈簧反推押根基部分之力所引起而產生旋轉力之上述端子側大徑部的對角線上。因此,上述接觸腳係能夠以在因上述旋轉力而引發的力之力矩(moment)的按押力而將上述基板側小徑部的側部按壓於上述導電性桶腔的内壁面。從而,能夠不必採用以往例子的彈性變形部之類的特殊形狀,又,電流不會流到彈簧,並能夠達成形成電性連接之通電路徑的絶緣防止。
又,根據本發明之接觸腳(本案的請求項2有關之發明),在上述電子零件被按押之狀態下,上述端子側柱塞的上述端子側大徑部的前端部為與上述電子零件之端子的一部分接觸之位置、及上述彈簧的一方的端部為與上述端子側柱塞的上述端子側小徑部之根基部分抵接的位置係位於:因上述端子推押上述前端部的力、與上述彈簧反推押上述根基部分的力所引起而產生之旋轉力的上述端子側柱塞之對角線上。因此,上述接觸腳係能夠以因上述旋轉力所引起而產生之力的力矩之按押力,而將基板側柱塞的側部按壓於上述導電性桶腔的内壁面。從而,能夠不必採用既有例子的彈性變形部之類的特殊形狀,又,能夠不會讓電流流入彈簧,並且能夠達成形成電性連接之通電路徑的絶緣防止。
再者,根據本發明之電子零件用插座(本案的請求項7有關之發明),藉由使用上述本發明之接觸腳,能夠不採用既有例之彈性變形部之類的特殊形狀,又,能夠不會讓電流流入彈簧,而且能夠達成:形成電性連接之通電路徑的絶緣防止。
以下,基於添附圖面來說明本發明的實施之形態。
圖1係顯示本發明之電子零件用插座的實施形態之平面圖。圖2係圖1的正面圖;圖3係圖1的A-A線斷面圖。該電子零件用插座1為可使用於 IC封裝等之電子零件之性能試驗等、並具有框體2、及接觸腳3。
框體2係用於收容試驗對象的電子零件之例如IC封裝4之器件;如圖2及圖3所示,構成為可被配設於配線基板P上。該框體2係如圖1~圖3所示,以絶緣材料而形成為矩形塊(block)狀,例如,在上面中央部形成為IC封裝4的收容部5。收容部5係如圖2所示用於固定並收容可與配線基板P電性連接的IC封裝4,構成為以角落導引件(corner guide)等來定位IC封裝4的四隅部。
在框體2中,於收容部5的下方係如圖3所示,設置有支撐板6、及底板(plate)7。支撐板6係在其上面收容IC封裝4,為由以絶緣材料而形成為平板狀的板材所構成;底板7同樣是由以絶緣材料而形成為平板狀的板材所構成,並被固定於支撐板6的下面側。
在位於收容部5的下方之支撐板6及底板7的各個之上,如圖3所示,形成有貫穿上下方向之圖形斷面的複數個***孔;在此等之***孔中,分別有接觸腳3於上下方向***。藉此,如圖1所示,例如,矩形狀之具有平面的分布之收容部5的全區域中***有多數個接觸腳3。此等之接觸腳3係構成為用於電性連接IC封裝4的端子及配線基板P的連接部,亦即,形成為表面壓接型。
另外,在圖1~圖3中,雖然是省略了圖示,然而,在圖2中,於收容部5中收容有IC封裝4的狀態下,覆蓋其上方並固定IC封裝4之插座蓋係置成:能夠以一側端部(例如,右側端部)為轉動中心進行開關。
其次,說明第1實施形態有關之接觸腳。圖4係第1實施形態有關之接觸腳的正面圖。詳細而言,顯示取出在圖1中所示之電子零件用插座1所用的接觸腳3之放大正面圖。圖5係顯示圖4之接觸腳的斷面圖。在第1實施形態中,首先,說明使用彈簧器件為可視認的外彈簧方式的接觸腳之適用例。
該接觸腳3係用於電性連接IC封裝4及配線基板P。詳細而言,接觸腳3係用於電性連接IC封裝4的端子4a、及配線基板P的連接墊(pad)(連接部)9(參照圖6)。接觸腳3係具備有:柱塞31、導電性桶腔32、及彈簧33。另外,端子4a係顯示在後述之使用狀態的圖18中,例如,焊料球8。
詳細而言,柱塞31係如圖5所示,包括有:被設置於一方的端部側,被***到導電性桶腔32的開口中,抵接於導電性桶腔32的内壁面而導通配線基板P的連接部9(參照圖6)之基板側小徑部31a;以及被設置於另一方的端部側,具有與IC封裝4的端子4a(參照圖6)的一部分接觸之前端部31c的端子側大徑部31b。柱塞31係由金屬等之導電性材料所構成。端子側大徑部31b係具有與IC封裝4的端子4a部分接觸之前端部31c、及與彈簧33之一方的端部33a抵接之根基部分31d。基板側小徑部31a與端子側大徑部31b係以軸棒部31e連接。
在導電性桶腔32中,***有柱塞31的一部分(包括基板側小徑部31a之區域)。導電性桶腔32係設置有:與彈簧33之另一方的端部33b抵接之推拔形狀的開口周邊部32a。
彈簧33係如圖5所示,一方的端部33a為抵接於端子側大徑部31b的根基部分31d,另一方的端部33b為抵接於導電性桶腔32的開口周邊部32a,經由上述的按押力而收縮。具體而言,彈簧33係例如線圈彈簧,構成為環繞柱塞31的周圍,對於分隔導電性桶腔32的開口周邊部32a及端子側大徑部31b的根基部分31d之方向附加勢能。在此處,柱塞31的周圍與係指由柱塞31為從彈簧33的一方的端部33a起到彈簧33的另一方的端部33b為止經以彈簧33纏繞之區域。
其次,說明第1實施形態有關之接觸腳3的作用。圖6係顯示因來自IC封裝的按押所產生之力的關係之說明圖。
在圖6中,IC封裝4被按押之狀態下,柱塞31的端子側大徑部31b的前端部31c為與IC封裝4之端子4a的一部分接觸之位置、及彈簧33的一方的端部33a為與端子側大徑部31b的根基部分31d抵接之位置係位於:因端子4a推押前端部31c之力與彈簧33反推押根基部分31d之力所引起而產生的旋轉力之端子側大徑部31b的對角線上。
在此處,前端部31c接觸於IC封裝4之端子4a的一部分之位置係在被按押的狀態下發揮做為IC封裝4的端子4a推押前端部31c之力的作用點之機能。又,彈簧33的一方的端部33a抵接於端子側大徑部31b的根基部分31d之位置係在被按押的狀態下發揮做為彈簧33之一方的端部33a反推押根基部分31d之力的反作用點之機能。另外,在第1實施形態有關之接觸腳3的以下之說明中,有時把前端部31c接觸於端子4a的一部分之位置稱為「作用點」。又,有時把彈簧33之一方的端部33a抵接於根基部分31d之位置稱為「反作用點」。然後,作用點與反作用點連結而成的直線即成為對角線。
具體而言,在圖6中,經由來自IC封裝4的按押,當端子4a以力F1
推押前端部31c時,做為它的反作用,產生彈簧33之一方的端部33a反推押端子側大徑部31b的根基部分31d之反力(-F1
)(負的符號係指逆向的意思)。在該情況下,F1
的作用線A1
與反力(-F1
)的作用線A2
為平行,力F1
與反力(-F1
)之大小是相等的,由於產生方向呈相反對向的2個力,因而發生2個力(偶力)之力矩。該2個力之力矩M1
,在以順時鐘轉動為正的情況下為如以下式所示。
M1
=F1
×L1
…(1)
在此處,L1
係2個力之力矩的作用線間之距離。具體而言,由力F1
的作用點、與反力(-F1
)的反作用點連結之距離(對角線)的sinθ成分。
2個力之力矩,由於力F1
+反力(-F1
)=0,雖然不發生使柱塞31於X方向或Y方向移動的力,然而會產生旋轉力(偶力的力矩)。
在本實施形態中,柱塞31中之端子側大徑部31b的前端部31c係具有與端子4a的一部分接觸之推拔形狀,所以,在圖6中,以前端部31c為支點順時鐘轉動的旋轉力乃作用於柱塞31。
另一方面,對於順時鍾轉動的旋轉力而言,由於基板側小徑部31a被***到導電性桶腔32,所以柱塞31不旋轉而成為靜態平衡。在該情況下,作用於到距離自前端部31c的支點起算之距離L2
的位置之基板側小徑部31a之力的力矩M2
係如以下式所示。
M2
=F2
×L2
…(2)
然後,由於形成靜態平衡,所以在該情況下,可以是式(1)=式(2)而成為下式。
F1
×L1
=F2
×L2
…(3)
由式(3)來看,按押力F2
為如以下式所示。
F2
=((F1
×L1
)/L2
)…(4)
由式(4)來看,距離L1
的値愈大時,則作用於基板側小徑部31a之按押力F2
就會變得愈大。這是指:由前端部31c與根基部分31d連結而成的對角線之距離的値愈大時,則距離L1
之値就會變得愈大的意思。因此,接觸腳3能夠以該按押力F2
而將基板側小徑部31a的側部按壓於導電性桶腔的内壁面。
圖7係顯示在圖6中之力的關係之比較例的說明圖。在圖7中所示之接觸腳30,相較於在圖6所示之接觸腳3而言,彈簧33之一方的端部33a係被設置於圓周方向之反對側,並且另一方的端部33b也是設置於圓周方向之反對側。接著,為了說明上之方便,在比較例中,雖然導電性桶腔32之開口周邊的構造有一部分是與接觸腳3不同的,然而,不會對於旋轉力(偶力的力矩)的發生與否產生影響。
在圖7所示之比較例中,在IC封裝4為被按押的狀態下,柱塞31之端子側大徑部31b的前端部31c為與端子4a的一部分接觸之位置,雖然是與接觸腳3相同的,然而,彈簧33之一方的端部33a為與端子側大徑部31b相抵接之位置係位於根基部分31d之反對側的根基部分。在該情況下,F1
的作用線A1
、與反力(-F1
)的作用線A2
是平行的,力F1
與反力(-F1
)之大小是相等的,由於發生方向呈反對向的2個力,所以發生2個力(偶力)之力矩。然而,顯示作用線A1
與作用線A2
間之間隔的作用線間之距離L3係比在圖6所示之距離L1
還短,所以可以明白:作用於基板側小徑部31a之按押力F2
是變得比在圖6的情況下還更小。
從而,在IC封裝4被按押的狀態下,柱塞31的端子側大徑部31b的前端部31c為與端子4a的一部分接觸之位置、及彈簧33之一方的端部33a為與端子側大徑部31b的根基部分相抵接之位置係構成為距離L1
的値變大,理想上是位於端子側大徑部31b的對角線上。這是指當距離L1
的値變得愈大,則由端子4a推押前端部31c之力與彈簧33反推押根基部分之力所引起的旋轉力變愈大之意思。即,根基部分理想上是在圖6所示之根基部分31d的位置。
接著,在本實施形態中,例如,經由來自IC封裝4的按押而將彈簧33推押到預定之設計位置,在收縮狀態下,彈簧33之一方的端部33a與彈簧33之另一方的端部33b係成為如圖6所示之配置,理想上相位是偏離180度。在如圖6所示之配置中相位偏離180度之情況下,2個力之力矩(偶力的力矩)中之距離L1
的値乃變成最大(參照圖6)。在本實施形態中,所謂距離L1
的値為最大係指在設計上對於表示出如圖6所示之作用線A1
與作用線A2
間之間隔的作用線間之距離L1
的値而言,成為最大値的意思,以下,將該情況的距離L1
稱為「最大距離」。
圖8係關於彈簧之相位的偏離變異之說明圖。圖8(a)係取出如圖4所示之接觸腳3的彈簧33之正面圖。圖8(b)係由Y1
方向觀看彈簧33之平面圖。圖8(c)係從Y2
方向觀看彈簧33之平面圖。在本實施形態中,所謂相位偏離180度係指從Y1
方向或Y2
方向觀看時,如圖8(b)所示之彈簧33的一方之端部33a、與如圖8(c)所示之另一方的端部33b間之位置關為偏離180度的意思。
又,在本實施形態中,如圖6所示,經由設置有與彈簧33之另一方的端部33b抵接之推拔形狀的開口周邊部32a,另一方的端部33b乃成為捕捉住推拔形狀的開口周邊部32a之構造。因而,在IC封裝4被按押之狀態下,另一方的端部33b推押開口周邊部32a之力的荷重之傳達路徑係作用於導電性桶腔32,由於是不會作用於柱塞31,因而不會對按押力F2
產生影響。
由以上來看,根據第1實施形態有關之接觸腳3係成為:能夠固定上述前端部31c為與端子4a的一部分接觸之位置、及彈簧33之一方的端部33a為與上述根基部分31d抵接之位置的構造。藉此,即可確保:由作用點與反作用點所生成的2個力之力矩(偶力的力矩)是安定且強力的。即,第1實施形態有關之接觸腳3係能夠經由將發生2個力之力矩的距離L1
固定於最大距離來抑制偶力發生的變異。
再者,第1實施形態有關之接觸腳3係能夠以將上述的距離L1
為最大距離時之上述旋轉力所引起而發生之力的力矩之按押力F2
,而將基板側小徑部31a的側部按壓於導電性桶腔32的内壁面。即,基板側小徑部31a之側部的接觸荷重係安定且變大。藉此,第1實施形態有關之接觸腳3就能夠不必採用如上述的彈性變形部之類的特殊之形狀;又,能夠達成:形成電性連接之通電路徑的絶緣防止。
其次,說明第1實施形態的變形例。在第1實施形態的變形例中,將柱塞31置換成以下所說明之柱塞31A~31D。又,柱塞31A、31B、31D係適用於如圖9所示之彈簧38。
圖9係關於如圖8所示之彈簧的形狀有一部分不同之情況的相位之偏離變異的說明圖。圖9(a)係能夠適用於如圖4所示之接觸腳3的彈簧38之正面圖。圖9(b)係由Y1
方向觀看彈簧38之平面圖。圖9(c)係由Y2
方向觀看彈簧38之平面圖。彈簧33與彈簧38間之差異點係在於:如圖9(b)所示之彈簧38的一方之端部38a係具有向著Y方向之突部。相對於此,如圖9(c)所示之彈簧38的另一方之端部38b係與如圖8所示之彈簧33的另一方之端部33b相同。
其次,說明在柱塞31A~31D的端子側大徑部31b中之形狀及由其形狀所引導之作用效果。
圖10~圖13係顯示柱塞的端子側大徑部、及彈簧間之定位的配列組合之說明圖。對於圖10~圖13所示之柱塞31A~31D而言,主要是說明如圖5所示之柱塞31間之差異點。另外,對於柱塞31A~31D而言,雖然是描繪出軸棒部31e的中段切斷之圖,然而,在那以下的構造係與柱塞31相同。
首先,說明柱塞31A。圖10所示之柱塞31A係與如圖5所示之柱塞31同樣地具有端子側大徑部31b、前端部31c、根基部分31d。但是,在柱塞31A位於根基部分31d具有孔穴部31f之點上係與柱塞31不同的。具體而言,在彈簧38之一方的端部38a所抵接之根基部分31d的接觸面,該彈簧38之一方的端部33a為在與對角線上的根基部分31d抵接之位置(反作用點)設置有孔穴部31f,彈簧38中之一方的端部38a之突部係預先固定於孔穴部31f。其次,彈簧38之另一方的端部38b係形成為定位於偏離180度相位的位置。前端部31c與孔穴部31f間之位置關係為設計成上述的距離L1
構成為最大距離。從而,在採用柱塞31A之情況下,接觸腳3也是能夠以上述的按押力F2
而將基板側小徑部31a的側部按壓於導電性桶腔32的内壁面,亦能夠達成:形成電性連接之通電路徑的絶緣防止。
其次,說明柱塞31B。圖11所示之柱塞31B係與圖5所示之柱塞31同樣地具有端子側大徑部31b、前端部31c、根基部分31g。但是,在柱塞31B為於根基部分31g具有孔穴部31f並且具有傾斜面之點是與柱塞31不同的。該孔穴部31f係被置於成為反作用點的位置。具體而言,與彈簧38之一方的端部38a抵接之根基部分31g係具有傾斜面,彈簧38之一方的端部38a乃隨著IC封裝4被按押而於傾斜面滑動;在彈簧38之一方的端部38a為與對角線上的根基部分31g抵接之位置中,一方的端部38a被***孔穴部31f而被定位。藉此,彈簧38之另一方的端部38b係可被定位於偏離180度相位的位置。
換言之,彈簧38為在兩端部不固定自由旋轉的狀態下而組裝於柱塞31B的周圍時,在彈簧38被押入預定的設計位置之情況下,彈簧38中之一方的端部38a之突部為自己誘導地被***孔穴部31f中,彈簧38之另一方的端部38b係被定位於偏離180度相位的位置。從而,在採用柱塞31B的情況下,接觸腳3亦能夠以上述的按押力F2
而將基板側小徑部31a的側部按壓於導電性桶腔32的内壁面,而且也能夠達成:形成電性連接之通電路徑的絶緣防止。
其次,說明柱塞31C。圖12所示之柱塞31C係與圖5所示之柱塞31同樣地具有端子側大徑部31b、前端部31c、根基部分31h。但是,柱塞31C係具有斜率為比圖11所示之根基部分31g還陡急的傾斜面(曲面推拔),但不設置如圖11所示的孔穴部31f之類的孔穴部。在該情況下,使用如圖8所示之彈簧33而將彈簧33按押至預定之設計位置時,彈簧33之一方的端部33a係自己誘導地定位於上述的距離L1
成為最大距離之處。
換言之,與彈簧33之一方的端部33a抵接之根基部分31h係具有傾斜面(曲面推拔),隨著IC封裝4被按押,彈簧33之一方的端部33a乃沿著傾斜面滑動,彈簧33的一方的端部33a乃被定位於和對角線上的根基部分31h抵接之位置(反作用點)。又,彈簧33的另一方的端部33b係定位於偏離180度相位的位置。
從而,在採用柱塞31C的情況下,接觸腳3亦能夠以上述的按押力F2
而將基板側小徑部31a的側部按壓於導電性桶腔32的内壁面,並能夠達成:形成電性連接之通電路徑的絶緣防止。
其次,說明柱塞31D。圖13所示之柱塞31D係與圖5所示之柱塞31同樣地具有端子側大徑部31b、前端部31c、根基部分31i。但是,柱塞31D係在根基部分31i具有孔穴部31f,並且與柱塞31C同樣地具有斜率陡急之傾斜面(曲面推拔)的點是與柱塞31不同的。在該情況下,經由來自IC封裝4的按押,隨著彈簧38被按押至預定的設計位置,彈簧38之一方的端部38a係沿著傾斜面移動而被按押到設計位置時,彈簧38中之一方的端部38a的突部乃被***到孔穴部31f中。因此,彈簧38之另一方的端部38b係被定位於偏離180度相位的位置。
從而,在採用柱塞31D的情況下,接觸腳3亦能夠以上述的按押力F2
而將基板側小徑部31a的側部按壓於導電性桶腔32的内壁面,並且也能夠達成:形成電性連接之通電路徑的絶緣防止。另外,在本實施形態中,對於適用於接觸腳3的彈簧33而言,可以是自由旋轉,也可以是預先只將彈簧33之一方的端部33a予以固定;也可以是預先將彈簧33之一方的端部33a及另一方的端部33b予以固定。但是,讓上述的距離L1
成為最大距離的方式而構成如圖6所示之類的配置,設定成相位為偏離180度。
其次,詳述第2實施形態有關之接觸腳。以下,主要是說明與第1實施形態不同的點。在第2實施形態中,相對於第1實施形態所說明的外彈簧方式之接觸腳而言,彈簧係構成為不能夠從外部視認之内彈簧方式的接觸腳。
圖14係第2實施形態有關之接觸腳的正面圖。在圖14中係顯示:取出可在本發明之電子零件用插座使用的接觸腳的狀態。圖15係如圖14所示之接觸腳的斷面圖。
該接觸腳3A係與第1實施形態的接觸腳3同樣地用於電性連接圖2所示之IC封裝4與配線基板P。接觸腳3A係如圖14所示,具備有:導電性桶腔34、阻止導電性桶腔34的兩端部而一部分被***該内部中,與IC封裝4的端子接觸之端子側柱塞35、及與如圖2所示之配線基板P的連接部接觸而導通之基板側柱塞36。又,接觸腳3A係如圖15所示,在内部具備有彈簧37。
導電性桶腔34係由金屬等之導電性材料所形成,如圖15所示,形成為兩端部為開口之筒狀。在導電性桶腔34的上端部中***有端子側柱塞35的一部分。該端子側柱塞35係與IC封裝4的端子4a(圖16參照)接觸而形成電性連接,由金屬等之導電性材料所形成,實施部分加工而形成為其一部分可嵌入於導電性桶腔34的内部之圓棒狀。
具體而言,端子側柱塞35係包括:在被***到導電性桶腔34中之狀態下,與該導電性桶腔34的内壁面接合,以根基部分35d而抵接於彈簧37之一方的端部37a之端子側小徑部35a;以及在設置於自導電性桶腔突出的狀態下,具有與IC封裝4之端子的一部分接觸之推拔形狀的前端部35c之端子側大徑部35b。
端子側小徑部35a之導電性桶腔34的内壁面的突部係被嵌合阻擋而固定於圓周方向的細腰部35f。
基板側柱塞36之殘留的一部分係被***在導電性桶腔34的下端部側中。該基板側柱塞36係與圖16所示之配線基板P的連接墊9接觸而形成電性連接,由金屬等之導電性材料所形成。
基板側柱塞36係具有:具有側面為與導電性桶腔34内部相抵接、並且與彈簧37之另一方的端部37b抵接之推拔形狀的突部36c之基板側大徑部36a;以及直徑為比該基板側大徑部36a還小、且在一部是從導電性桶腔34突出的狀態下前端為與配線基板P的連接墊9接觸之細長狀的基端側小徑部36b。基板側柱塞36係形成為:基板側大徑部36a為被嵌入到導電性桶腔34的内部中,經由來自IC封裝4的按押而能夠滑動的圓棒狀。
在導電性桶腔34的内部中,在端子側柱塞35與基板側柱塞36間之間***有彈簧37。該彈簧37係對於在導電性桶腔34内中分隔端子側柱塞35及基板側柱塞36之方向附加勢能,經由IC封裝4被按押而收縮。彈簧37係由例如金屬等之導電性材料所形成,構成為能夠在導電性桶腔34内伸縮,具有比導電性桶腔34的内徑還小的外徑之線圈彈簧。
其次,說明接觸腳3A的作用。
圖16係顯示經由來自IC封裝的按押而發生之力的關係之說明圖。在圖16中,在如圖2所示之IC封裝4被按押之狀態下,端子側柱塞35之端子側大徑部35b的前端部35c為與IC封裝4之端子4a的一部分接觸之位置、及彈簧37之一方的端部37a為與端子側柱塞35之端子側小徑部35a的根基部分35d抵接之位置係位於:因端子4a推押前端部35c之力與彈簧37反推押端子側小徑部35a的根基部分35d之力所引起而產生的旋轉力之端子側柱塞35的對角線上。
在此處,前端部35c為與該端子4a的一部分接觸之位置係在被按押的狀態下,發揮做為IC封裝4的端子4a推押前端部35c之力的作用點之機能。又,彈簧37的一方的端部37a為與根基部分35d相抵接之位置,發揮做為彈簧37反推押端子側小徑部35a的根基部分35d之力的反作用點之機能。另外,在第2實施形態有關之接觸腳3A的以下之說明中,有時會將前端部35c為與端子4a的一部分接觸之位置稱為「作用點」。又,有時會將彈簧37之一方的端部37a為與根基部分35d相抵接之位置稱為「反作用點」。
具體而言,在圖16中,經由來自IC封裝4的按押,端子4a以力F1
推押前端部35c時,因該反作用而產生彈簧37之一方的端部37a反推押端子側小徑部35a的根基部分35d之反力(-F1
)。在該情況下,F1
的作用線A1
、與反力(-F1
)的作用線A2
是平行的,因而力F1
與反力(-F1
)為大小相等,由於發生方向呈相反對向的2個力,因而發生2個力(偶力)之力矩。該2個力之力矩M1
係如以上述之式(1)所示。
2個力之力矩係與第1實施形態的接觸腳3同樣地成為力F1
+反力(-F1
)=0,因而雖然是不發生使端子側柱塞35在X方向或Y方向移動之力,然而旋轉力發生作用。
即,在本實施形態中,端子側柱塞35中之端子側大徑部35b的前端部35c係具有與IC封裝4的端子4a部分接觸之推拔形狀,所以在圖16中,端子側柱塞35係受到以端子側前端部35c為支點順時鍾轉動的旋轉力之作用。
另一方面,端子側柱塞35與導電性桶腔34係成為渾然一體化,不發生旋轉而成為靜態平衡。在該情況下,作用於只距離前端部35c的支點為距離L2
之位置的基板側大徑部36a之力的力矩M2
係如以上述之式(2)所示。然後,當適用上述之式(3)~(4)時,導電性桶腔34按押於基板側柱塞36之按押力F2
(參照圖16)乃成為((F1
×L1
)/L2
)。經由諸如此類的構成,接觸腳3A係能夠以按押力F2
、經由導電性桶腔34按押基板側柱塞36,結果就能夠將基板側大徑部36a的側部按壓於導電性桶腔34的内壁面。另外,與圖6相比較之下,如圖16所示之按押力F2
的箭頭之位置是不同的,在圖6的情況下,相對於力的力矩作用於柱塞31而言,在圖16的情況下是由於力的力矩為作用於渾然一體化之端子側柱塞35及導電性桶腔34所致。
圖17係顯示在圖16中之力的關係之比較例的說明圖。與圖16所示之接觸腳3A相比較之下,圖17所示之接觸腳30A,彈簧37的一方的端部37a為設置於圓周方向之反對側,並且另一方的端部37b也設置於圓周方向之反對側。
在圖17所示之比較例中,與IC封裝4的端子4a接觸之端子側大徑部35b的前端部35c、及彈簧37之一方的端部37a間之位置關係構成為:經由來自IC封裝4的按押,因端子4a推押前端部35c之力、及彈簧37之一方的端部37a反推押端子側小徑部35a之力而產生之力的力矩被配置成比圖16還小的構成。即,表示作用線A1
與作用線A2
間之間隔的作用線間之距離L3係比圖16的情況還小的分量、偶力的力矩也變小。從而,最佳者是形成比接觸腳30A還更接近接觸腳3A之類的構成。
在本實施形態中,接觸腳3A係與接觸腳3同樣地,在經由來自IC封裝4的按押而將彈簧37按壓到預定的設計位置時,彈簧37之一方的端部37a與彈簧37之另一方的端部37b之相位為偏離180度。藉此,以前端部35c為支點,表示作用線A1
與作用線A2
間之間隔的作用線間之距離L1
係成為最大的意思。在本實施形態中,經由設置與彈簧37之另一方的端部37b抵接之推拔形狀的突部36c,進而形成:如圖16所示,另一方的端部37b捕捉住推拔形狀的突部36c的構造。因此,在IC封裝4被按押的狀態下,由於另一方的端部37b推押於推拔形狀的突部36c之力的荷重之傳達路徑係從基板側柱塞36的前端方向朝向配線基板P,所以不作用於導電性桶腔34,以及不會對於按押力F2
發生影響。
由以上來看,根據第2實施形態有關之接觸腳3A,形成能夠固定:上述前端部35c為與端子4a的一部分接觸之位置、及彈簧37之一方的端部37a為與上述根基部分35d抵接之位置的構造。因此,可以確保:經由作用點與反作用點所生成之2個力的力矩(偶力的力矩)是安定且強力的。即,第2實施形態有關之接觸腳3A係可經由將發生2個力之力矩之距離L1
固定於最大距離而能夠抑制偶力發生的變異。
接著,第2實施形態有關之接觸腳3係在上述的距離L1
成為最大距離時之上述旋轉力所引起而發生之力的力矩之按押力F2
,能夠將基板側大徑部36a的側部按壓於導電性桶腔34的内壁面。即,基板側大徑部36a之側部的接觸荷重為安定且變大。因此,第2實施形態有關之接觸腳3A係可不必採用上述之彈性變形部的特殊形狀,又,能夠達成:形成電性連接之通電路徑的絶緣防止。
另外,在第2實施形態有關之接觸腳3A中,可以將如圖10~圖13所示之柱塞31A~31D同樣地的構成適用於端子側柱塞35的端子側小徑部35a。藉此,可得到以如圖10~圖13所示之柱塞31A~31D表示之效果同樣的效果。
又,在本實施形態中,對於適用於接觸腳3A之彈簧37,可以是自由旋轉,也可以是預先只固定彈簧37之一方的端部37a;也可以預先固定彈簧37之一方的端部37a及另一方的端部37b。但是,構成為上述的距離L1
成為最大距離的方式圖16所示之類的配置而使相位偏離180度。
其次,參照圖2、圖3及圖18來說明具備有:接觸腳3A之電子零件用插座1的使用及動作。另外,在圖3中,將接觸腳3置換成接觸腳3A。
圖18係顯示圖14中之接觸腳的使用狀態之說明圖。詳細而言,圖18係顯示:將上述電子零件用插座1裝設於配線基板P,在該收容部收容有電子零件之際的接觸腳3A的作動之要部斷面說明圖。圖2及圖3所示,首先,將電子零件用插座1配設於配線基板P上。在那時,如圖18(a)所示,圖3所示之底板7的下面係載置於配線基板P的上面,基板側柱塞36的前端的接觸部為被壓接於配線基板P的連接墊9。
在該狀態下,如圖2所示,按照箭頭B所示將試驗對象的IC封裝4收容於框體2的收容部5。在那時,以機器人手臂等之機械裝置藉由吸附等來保持IC封裝4,運送至電子零件用插座1而收容於收容部5。然後,關閉省略圖示的插座蓋並固定IC封裝4。
在那時,如圖18(b)所示,隨著上述插座蓋的關閉動作,按照箭頭C的方式按壓下IC封裝4。此時,在IC封裝4的下面配列成格子狀(格網狀)之焊料球8擠壓端子側柱塞35的前端部35c。在那時,端子側柱塞35係對抗如圖15所示之彈簧37的附加勢能力而被按壓下,導電性桶腔34的全體乃於箭頭C方向下降而收縮。藉此,能夠使IC封裝4的端子4a及配線基板P的連接部形成電性連接。在那時,在接觸腳3A的内部中,經由上述之按押力F2
之作用,電流乃流動於端子側柱塞35→導電性桶腔34→基板側柱塞36的路徑。
藉此,在具有可動部的接觸腳3A中,想定為通電路徑之部品乃形成絶緣,電流乃流到不想定為通電路徑之彈簧37,因而能夠防止燒斷等之破損。另外,雖然說明了使用接觸腳3A之情況,然而在使用接觸腳3的情況也是可得到同様的效果。
在該狀態下,將IC封裝4收容於例如電子零件用插座1,進行預定的試驗,歷20~30秒鐘,當該試驗完成時,打開插座蓋,取出IC封裝4,以機器人手臂等往收存位置運送而完成一連串的試驗動作。然後,可以提高使IC封裝4的端子及配線基板P的連接部電性連接之導電部材的機械的接觸性,並能夠達成該電阻値的安定化,進而能夠對於電子零件進行預定的試驗。
A1:F1的作用線
A2:反力(-F1)的作用線
F1:力
F2:按押力
L1:距離
L2:距離
L3:距離
M1:力矩
P:配線基板
Y1:方向
Y2:方向
1:電子零件用插座
2:框體
3:接觸腳
3A:接觸腳
4:IC封裝
4a:IC封裝4的端子
5:收容部
6:支撐板
7:底板
8:焊料球
9:連接墊(連接部)
30:接觸腳
30A:接觸腳
31:柱塞
31A:柱塞
31a:基板側小徑部
31B:柱塞
31b:端子側大徑部
31C:柱塞
31c:前端部
31D:柱塞
31d:根基部分
31e:軸棒部
31f:孔穴部
31g:根基部分
31h:根基部分
31i:根基部分
32:導電性桶腔
32a:開口周邊部
33:彈簧
33a:端部
33b:端部
34:導電性桶腔
35:端子側柱塞
35a:端子側小徑部
35b:端子側大徑部
35c:前端部
35d:根基部分
35f:細腰部
36:基板側柱塞
36a:基板側大徑部
36b:基端側小徑部
36c:突部
37:彈簧
37a:端部
37b:另一方的端部
38:彈簧
38a:端部
38b:端部
圖1係顯示本發明之電子零件用插座的實施形態之平面圖。
圖2係圖1的正面圖。
圖3係圖1的A-A線斷面圖。
圖4係第1實施形態有關之接觸腳的放大正面圖。
圖5係於圖4中顯示之接觸腳的斷面圖。
圖6係顯示經由來自IC封裝的按押而產生的力之關係的說明圖。
圖7係顯示圖6中之力的關係之比較例的說明圖。
圖8係關於彈簧的相位的偏離變異之說明圖。
圖9係關於在圖8中所顯示之彈簧的形狀有一部分不同的情況之相位的偏離變異之說明圖。
圖10係顯示柱塞的端子側大徑部、及彈簧間之定位的配列組合之說明圖。
圖11係顯示柱塞的端子側大徑部、及彈簧間之定位的配列組合之說明圖。
圖12係顯示柱塞的端子側大徑部、及彈簧間之定位的配列組合之說明圖。
圖13係顯示柱塞的端子側大徑部、及彈簧間之定位的配列組合之說明圖。
圖14係第2實施形態有關之接觸腳的正面圖。
圖15係在圖14中所顯示之接觸腳的斷面圖。
圖16係顯示經來自IC封裝的按押而產生之力的關係之說明圖。
圖17係顯示在圖16中之力的關係之比較例的說明圖。
圖18係顯示圖14中之接觸腳的使用狀態之一例子的說明圖。
3:接觸腳
31:柱塞
31a:基板側小徑部
31b:端子側大徑部
31c:前端部
31d:根基部分
31e:軸棒部
32:導電性桶腔
32a:開口周邊部
33:彈簧
33b:端部
33a:端部
Claims (7)
- 一種接觸腳,其為用於電性連接電子零件與配線基板之接觸腳,特徵在於具備:導電性桶腔(barrel),其一端部為開口並形成為筒狀;柱塞(plunger),其為包括:設置於一方的端部側之基板側小徑部、及設置於另一方的端部側之端子側大徑部;其中該基板側小徑部為經由被***到前述導電性桶腔的開口中並抵接於該導電性桶腔之內壁面,藉以導通前述配線基板之連接部,該端子側大徑部為具有與前述電子零件之端子的一部分接觸之前端部;彈簧(spring),其一方的端部為抵接於前述端子側大徑部的根基部分,另一方的端部為抵接於前述導電性桶腔的開口周邊,並可經由按押前述電子零件而收縮;其中在前述電子零件被按押的狀態下,前述柱塞的端子側大徑部之前端部為與前述電子零件之端子的一部分相接觸的位置、及前述彈簧的一方之端部為抵接於前述端子側大徑部的根基部分之位置係位於:因前述端子推押前述前端部之力和前述彈簧反推押前述根基部分之力而引起發生旋轉力的前述端子側大徑部之對角線上。
- 一種接觸腳,其為用於電性連接電子零件與配線基板之接觸腳,特徵在於具備:導電性桶腔,其兩端部皆為開口並形成為筒狀;基板側柱塞,其被前述導電性桶腔之兩端部所阻擋而讓一部分為被***到該內部,並使與前述電子零件的端子接觸的端子側柱塞、及與前述配線基板之連接部接觸而導通; 彈簧,對於在前述導電性桶腔內分隔前述端子側柱塞及前述基板側柱塞的方向附加勢能,並經由按押前述電子零件而收縮;前述端子側柱塞係包括:在被***前述導電性桶腔內之狀態下與該導電性桶腔之內壁面接合而以根基部分抵接前述彈簧之一方的端部之端子側小徑部、及具有在由前述導電性桶腔突出的狀態下所設置、而與前述電子零件之端子的一部分接觸之前端部的端子側大徑部;在按押前述電子零件的狀態下,前述端子側柱塞的前述端子側大徑部之前端部為與前述電子零件的端子之一部分相接觸的位置、和前述彈簧的一方的端部為與前述端子側柱塞的前述端子側小徑部之前述根基部分抵接的位置係位於:由前述端子推押前述前端部之力、及前述彈簧反推押前述根基部分的力所引起而產生的旋轉力之前述端子側柱塞的對角線上。
- 如請求項1或2所記載之接觸腳,其中在前述電子零件被按押、前述彈簧收縮的狀態下,前述彈簧的一方之端部、及前述彈簧之另一方的端部之相位偏離180度。
- 如請求項3所記載之接觸腳,其中抵接於前述彈簧的一方之端部的前述根基部分係具有傾斜面;隨著前述電子零件被按押,前述彈簧的一方之端部於前述傾斜面滑動,來定位與前述根基部分抵接的位置。
- 如請求項4所記載之接觸腳,其中在前述根基部分的傾斜面中,在與前述根基部分抵接之位置設置有孔穴;前述一方的端部為可被***前述孔穴中來定位。
- 如請求項3所記載之接觸腳,其中在前述彈簧的一方之端部為與前述根基部分抵接的位置設置有孔穴;前述彈簧的前述一方之端部為預先被固定前述孔穴中。
- 一種電子零件用插座,其為具有框體及複數個接觸腳之電子零件用插座,特徵在於: 該框體為具有與配線基板電性連接之電子零件的收容部;該複數個接觸腳為分別被***前述框體中設置於前述收容部的下方之支撐板的複數個***孔中,用於電性連接前述電子零件的端子及前述配線基板的連接部;其中前述接觸腳為具備如請求項1或2所記載之接觸腳。
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