(57)【要約】【課題】他の基板との機械的な接続安定性が確保され、かつ、コイルバネ内における低インダクタンス化も図れるＩＣソケットの提供。【解決手段】本発明のＩＣソケットは、コイル部１３と、このコイル部１３より突出した一端１１及び他端１２を有する複数のコイルバネ１０と；コイルバネ１０を個別に挿入する貫通孔２３が複数設けられ、重ねて配された２枚の平板状の絶縁基材２０と；絶縁基材２０同士を位置決めする固定部材３１と；を備え、絶縁基材２０の少なくとも一方の貫通孔２３には、貫通孔２３の内側面から突出した突出部２３ａが形成され、この突出部２３ａがコイル部１３の軸心方向の空洞内に配され、各絶縁基材２１，２２の貫通孔２３の内側面により、コイル部１３が軸心方向に押し付けて固定され、コイルバネ１０の一端１１と他端１２とがそれぞれ絶縁基材２０の一方側と他方側とに突出して配されている。【選択図】図１
2010277915.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイル部と、このコイル部より突出した一端及び他端を有する複数のコイルバネと；前記コイルバネを個別に挿入する貫通孔が複数設けられ、重ねて配された２枚の平板状の絶縁基材と；前記絶縁基材同士を位置決めする固定部材と；を備え、
前記絶縁基材の少なくとも一方の貫通孔には、前記貫通孔の内側面から突出した突出部が形成され、
この突出部が前記コイル部の軸心方向の空洞内に配されており、
各前記絶縁基材の前記貫通孔の内側面により、前記コイル部が軸心方向に押し付けて固定され、
前記コイルバネの前記一端と前記他端とがそれぞれ前記絶縁基材の一方側と他方側とに突出して配されていることを特徴とするＩＣソケット。
【請求項２】
前記コイルバネは、コイルバネとして機械的に動作し、かつ前記コイル部の巻き部分間に電気的導通が生じるように、前記コイル部が圧縮されて固定されていることを特徴とする請求項１に記載のＩＣソケット。
【請求項３】
前記貫通孔の内側面に、前記コイル部の外周と接触する係止部が更に配されていることを特徴とする請求項１または２に記載のＩＣソケット。
【請求項４】
前記固定部材が、前記コイル部の軸心方向に位置する前記絶縁基材の２辺に配されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のＩＣソケット。
【請求項５】
前記固定部材が、更に前記絶縁基材の残りの１辺以上に配されていることを特徴とする請求項４記載のＩＣソケット。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項記載のＩＣソケットを挟むように、第一基板と第二基板とを重ねてなる電子部品であって、
前記コイルバネの一端及び他端がそれぞれ、前記第一基板上の導電部及び前記第二基板上の導電部と電気的に接続されていることを特徴とする電子部品。
【請求項７】
コイル部と、このコイル部より突出した一端及び他端を有する複数のコイルバネと；前記コイルバネを個別に挿入する貫通孔が複数設けられ、重ねて配された２枚の平板状の絶縁基材と；前記絶縁基材同士を位置決めする固定部材と；を備え、前記絶縁基材の少なくとも一方の貫通孔には、前記貫通孔の内側面から突出した突出部が形成され、この突出部が前記コイル部の軸心方向の空洞内に配されており、各前記絶縁基材の前記貫通孔の内側面により、前記コイル部が軸心方向に押し付けて固定され、前記コイルバネの前記一端と前記他端とがそれぞれ前記絶縁基材の一方側と他方側とに突出して配されているＩＣソケットの製造方法であって、
複数の前記コイルバネを前記絶縁基材に挿入する際に、治具を用いて行なうことを特徴とするＩＣソケットの製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載のＩＣソケットの製造に用いる治具であって、
平板状の基材からなり、
この基材の一面に、前記コイルバネの前記一端と、前記コイル部の一部とが嵌合する形状の凹部が複数形成されていることを特徴とする治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＩＣソケットに関し、より詳しくはインダクタンスの低減を図ったＩＣソケットに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＣＰＵやＬＳＩ等のＩＣパッケージを、ソケットを介してプリント基板に実装する技術が検討されており、パーソナルコンピューターやサーバのマザーボードの多くには、ＬＧＡ（Land Grid Array）パッケージやＢＧＡ（Ball Grid Array）パッケージのＣＰＵを装着するためのソケットが実装されている。ＣＰＵは、その機能、性能の向上のため、年々多ピン化、高速化が進んでおり、パッケージのサイズアップや、ファインピッチ化によって対応がなされている。これに伴い、ソケットも多ピン化の対応が必要になるとともに、パッケージのサイズアップに伴うたわみ量の増大への対応や、パッケージの接触ランドやボールの高さのばらつきへの対応が必要になる。そのため、ソケットコンタクトの小型化が重要であり、ＩＣのピンとソケットのコンタクトの適切な圧力での接触を確保できることが望まれる。ＩＣパッケージの高速化においては、ソケットコンタクトが低インダクタンスであることが重要であり、高速化による消費電流増大に対応して、接触抵抗が低く、許容電流も高いことが求められている。
現在のＬＧＡパッケージ用ソケットの主流は、約１ｍｍピッチの４００〜８００ピンのものであり、特許文献１及び２に示すように、金属板を複雑に折り曲げて所定のコンタクト形状を作り、ソケット絶縁基材にコンタクトを挿入して製造する構造が用いられている。また、特許文献３では、ソケットコンタクトにコイルバネを用いたものが示されている。
【０００３】
特許文献１及び特許文献２に記載のソケットコンタクトは、金属板を折り曲げて導電部を形成するため、金属のバネ性にて所定の加重−ストローク特性を満たす必要がある。また、基本的な構造は、板バネによる片持ちバネである。
しかしながら、ファインピッチ化によって導電部が占有できるスペースが小さくなると、片持ちバネのバネ長が長く取れず、バネ部の材料の断面積を小さくしないと荷重が高くなりすぎてしまう虞があった。更に、バネ部の材料の断面積を小さくすると、許容応力が低下し、所定の荷重−ストローク特性を満たせない虞があった。
【０００４】
一方、特許文献３に記載のコイルバネを用いたＩＣソケットでは、バネ設計の自由度が高いため、十分な許容応力を確保することができ、荷重−ストローク特性を満たす設計が可能である。
しかしながら、このコイルバネが電気的なコイルを形成することとなり、インダクタンスが高くなってしまう。そのため、ＩＣの高速伝送の障害となる虞があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１５８４３０号公報
【特許文献２】特開２００５−１９２８４号公報
【特許文献３】特開２００４−３９５６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、コイルバネを備えたＩＣソケットにおいて、他の基板との機械的な接続安定性が確保され、かつ、コイルバネ内における低インダクタンス化も図れるＩＣソケットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の請求項１に係るＩＣソケットは、コイル部と、このコイル部より突出した一端及び他端を有する複数のコイルバネと；前記コイルバネを個別に挿入する貫通孔が複数設けられ、重ねて配された２枚の平板状の絶縁基材と；前記絶縁基材同士を位置決めする固定部材と；を備え、前記絶縁基材の少なくとも一方の貫通孔には、前記貫通孔の内側面から突出した突出部が形成され、この突出部が前記コイル部の軸心方向の空洞内に配されており、各前記絶縁基材の前記貫通孔の内側面により、前記コイル部が軸心方向に押し付けて固定され、前記コイルバネの前記一端と前記他端とがそれぞれ前記絶縁基材の一方側と他方側とに突出して配されている。
本発明の請求項２に係るＩＣソケットは、請求項１において、前記コイルバネは、コイルバネとして機械的に動作し、かつ前記コイル部の巻き部分間に電気的導通が生じるように、前記コイル部が圧縮されて固定されている。
本発明の請求項３に係るＩＣソケットは、請求項１または２において、前記貫通孔の内側面に、前記コイル部の外周と接触する係止部が更に配されている。
本発明の請求項４に係るＩＣソケットは、請求項１乃至３のいずれか１項において、前記固定部材が、前記コイル部の軸心方向に位置する前記絶縁基材の２辺に配されていることを特徴とする。
本発明の請求項５に係るＩＣソケットは、請求項４において、前記固定部材が、更に前記絶縁基材の残りの１辺以上に配されていることを特徴とする。
本発明の請求項６に係る電子部品は、請求項１乃至５のいずれか一項記載のＩＣソケットを挟むように、第一基板と第二基板とを重ねてなる電子部品であって、前記コイルバネの一端及び他端がそれぞれ、前記第一基板上の導電部及び前記第二基板上の導電部と電気的に接続されていることを特徴とする。
本発明の請求項７に係るＩＣソケットの製造方法は、コイル部より突出した一端と他端とを有する複数のコイルバネ、前記コイルバネを個別に挿入する貫通孔が複数設けられ、重ねて配された２枚の平板状の絶縁基材、及び前記絶縁基材同士を位置決めする固定部材、を備え、前記絶縁基材の少なくとも一方の貫通孔には該絶縁基材の内側面から突出した部位を有し、前記コイル部の軸心方向の空洞内に前記部位が配されており、前記２枚の絶縁基材において、該部位を除いた内側面同士により前記コイル部を軸心方向に押し付けて固定すると共に、前記コイルバネの一端と他端をそれぞれ異なる前記絶縁基材外に突出させてなるＩＣソケットの製造方法であって、前記コイル部の軸心方向の空洞内に前記絶縁基材からなる前記部位を配する際に、複数のコイルバネを前記部位に挿入する治具を用いることを特徴とする。
本発明の請求項８に係る治具は、請求項７に記載のＩＣソケットの製造に用いる治具であって、平板状の基材からなり、この基材の一面に、前記コイルバネの前記一端と、前記コイル部の一部とが嵌合する形状の凹部が複数形成されている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のＩＣソケットによれば、本発明のＩＣソケットに、第一基板及び第二基板を装着して荷重をかけることでコイルバネの一端及び他端の角度が変形し、これに応じてモーメントが発生する。従って、該モーメントによりコイルバネの一端及び他端と各基板上に配した導電部との接触に必要な接圧とストロークが満たされ、第一基板及び第二基板との機械的な接続安定性が得られる。
また、２枚の絶縁基材に設けた貫通孔の内側面同士により、コイル部をその軸心方向に圧縮することで、コイル部の隣接する周回部同士が接触した状態とすることができる。そのため、該コイル部における電気的な導通経路が最短距離となることから、従来のように、コイル部が電気的なコイルとなることがなく、低抵抗であるコイル部とすることができる。従って、ＩＣソケットを介した第一基板と第二基板との導通性が向上し、信号伝送の高速化に十分に対応することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１実施形態に係るＩＣソケットを模式的に示した図である。
【図２】同実施形態のＩＣソケットを構成するコイルバネを模式的に示した図である。
【図３】同実施形態のＩＣソケットを構成するコイルバネのインダクタンスを算出するのに用いるモデル図である。
【図４】同実施形態のＩＣソケットを構成する絶縁基材を模式的に示した図である。
【図５】同実施形態のＩＣソケットを１ｍｍピッチで作製した模式図である。
【図６】同実施形態を用いた電子部品を模式的に示した図である。
【図７】同実施形態の変形例を模式的に示した図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係るＩＣソケットを模式的に示した図である。
【図９】同実施形態で用いている絶縁基板を模式的に示した斜視図である。
【図１０】同実施形態のＩＣソケットを用いて電子部品を形成する際の模式図である。
【図１１】本発明のＩＣソケットを製造する工程を模式的に示した図である。
【図１２】本発明のＩＣソケットを製造する工程を模式的に示した図である。
【図１３】本発明のＩＣソケットを製造する工程を模式的に示した図である。
【図１４】本発明のＩＣソケットを製造する他の工程を模式的に示した図である。
【図１５】本発明のＩＣソケットを製造する他の工程を模式的に示した図である。
【図１６】本発明のＩＣソケットを製造する際に用いる治具を模式的に示した図である。
【図１７】本発明の治具を用いてＩＣソケットを製造する工程を模式的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を、図面を参照して詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【００１１】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係るＩＣソケット４０Ａ（４０）を模式的に示した図である。図１（ａ）は平面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）におけるＭ−Ｍ断面図である。本実施形態のＩＣソケット４０Ａは、コイル部１３と、このコイル部１３より突出した一端１１及び他端１２と、を有する複数のコイルバネ１０と；コイルバネ１０を個別に挿入する貫通孔２３が複数設けられ、重ねて配された２枚の平板状の絶縁基材２０（２１，２２）と；絶縁基材２０同士を位置決めする固定部材３１と；を備えている。絶縁基材２０の少なくとも一方の貫通孔２３には、貫通孔２３の内側面から突出した突出部２３ａが形成されている。この突出部２３ａが、コイル部１３の軸心方向の空洞内に配されている。また、２枚の絶縁基材２０において、貫通孔２３の内側面によりコイル部１３が軸心方向に押し付けて固定されている。コイルバネ１０の一端１１と他端１２とがそれぞれ、絶縁基材２１，２２の一方側と他方側とに突出している。
以下、それぞれについて説明する。
【００１２】
図２（ａ）〜（ｅ）は、本実施形態のＩＣソケット４０Ａに用いているコイルバネ１０を模式的に示した図である。図２（ａ）は、コイルバネ１０単体を前面から見た図、図２（ｂ）は、絶縁基材２０に設けられた貫通孔２３の内側面２３ｂ，２３ｃによって、コイルバネ１０のコイル部１３が圧縮されて固定された状態を示した図、図２（ｃ）は、コイルバネ１０にのみ着目して図２（ｂ）の状態を側面から見た図、図２（ｄ）は、図２（ｃ）における背面図、図２（ｅ）は、図２（ｃ）における斜視図である。また、図２（ｃ）〜図２（ｅ）に示す矢印は、電気的な導通経路を示している。図２（ｂ）〜（ｅ）に示すコイルバネ１０の圧縮状態は、電気的にはコイル部１３の巻き部分が接触して導通し、かつ、機械的には、コイルバネとして機能する程度の摩擦となるような状態の圧縮が望ましい。
コイルバネ１０は、図２（ａ）〜（ｅ）に示すように、少なくとも２回以上の巻き数を有するコイル部１３と、その両端から突出した一端１１及び他端１２と、からなる。一端１１と他端１２は、他の基板との導通を確保する部位である。コイル部１３の軸心方向には、空洞１４を有する。
コイルバネ１０は導通性の良い金属線から形成することが好ましく、例えば、銅や黄銅などが挙げられる。
コイル部１３の巻き数、巻き半径、金属線の線径、一端１１及び他端１２の長さは、適用するＩＣソケットや、コイルバネ１０を構成する金属材料等による許容応力や抵抗値を考慮して、適宜調整して用いることができる。例えば、コイル部１３の巻き数が２〜５、巻き半径が３００〜７００μｍ、金属バネの線径が５０〜４００μｍ、一端１１または他端１２の長さが５００μｍ〜１５００μｍである。
【００１３】
本発明において、図２（ａ），（ｂ）に示すように、コイルバネ１０を絶縁基材２０に固定することにより、コイル幅Ｘが圧縮されてより狭いコイル幅Ｙとなる。そのため、コイル部１３を形成する金属線同士が接触し、導通が生じる。この際の導通経路を模式的に示したものが図２（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）で示される矢印である。
コイル部１３が圧縮されたことによって、一端１１から他端１２へと、電気的に短距離で導通を確保できる。これにより、本発明で用いているコイルバネ１０では、従来のように、金属バネが電気的にコイルを形成することがなく、インダクタンスの低減が図れる。
【００１４】
図３（ａ）〜（ｄ）に、コイルバネ１０のインダクタンスを導くモデルの模式図を示す。
図３（ａ），（ｂ）は、一般的なねじりバネ方式のコイルバネ１０のインダクタンスを計算するのに用いる模式図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）における側面図である。図３（ｃ），（ｄ）は、本発明において、コイルバネ１０を絶縁基材２０に装着し、貫通孔２３の内側面２３ｂ，２３ｃによってコイル部１３が圧縮された際のインダクタンスを計算するのに用いる模式図である。図３（ｄ）は、図３（ｃ）における側面図である。
図３（ａ）〜（ｄ）において、このコイルバネ１０を形成する金属線の線径（ｍ）をφｄ、コイル部の巻き半径（ｍ）をｒ、コイル部の巻き数をＮ、コイル幅（ｍ）をＷ、一端１１の長さ（ｍ）をｌ１、他端１２の長さ（ｍ）をｌ２、一端１１と他端１２との長さの合計をｌα、空気透磁率（Ｔｍ／Ａ）をμ０、長岡係数をＫとしたとき、このモデルにおけるインダクタンスＬの計算値は、コイル部１１のインダクタンスＬ１と、一端１１＋他端１２（リード部）のインダクタンスＬ２の和になり、下記の式（１）で表すことができると考えられる。
【００１５】
【数１】
2010277915.tif 000003
この式において、金属線の線径を０．２ｍｍ、巻き半径を０．５ｍｍ、一端１１と他端１２との長さの合計ｌαを１ｍｍ、巻き数を３、空気透磁率μ０を１．２５７Ｅ−０６、及び長岡係数Ｋを０．７１１として計算すると、図３（ａ）及び（ｂ）におけるコイル部１３のインダクタンスＬ１が約２．５ｎＨ、リード部（一端及び他端）のインダクタンスＬ２が約０．３ｎＨとなる。ゆえに、コイルバネ１０の合計インダクタンスＬが約２．８ｎＨとなる。
ソケットの使用として好ましいインダクタンスは１ｎＨ程度であり、この計算式からも、コイルバネ１３におけるコイル部のインダクタンスＬ１を、いかに最小限とするかが問題となる。
本発明では、図２（ｂ）〜（ｅ）に示したように、コイル部１３が圧縮されて隣接する金属線同士が接触し導通を生じることになるため、インダクタンスを計算するモデルとしては、図３（ｃ），（ｄ）のようになる。この場合、コイル部１３は導通がとれているために考慮する必要はなく、リード部のインダクタンスのみを考慮すればよい。すなわち、リード部のインダクタンスは直線部分である一端１１及び他端１２と、それらを繋ぐ曲線部分と考えればよい。一端１１の長さ（ｍ）をｌ１、他端１２の長さ（ｍ）をｌ２、曲線部分の長さをｌ３、一端１１と他端１２と曲線部分との長さの合計をｌβ、とすると、インダクタンスＬの計算値は、下記の式（２）で表すことができる。
【００１６】
【数２】
2010277915.tif 000004
この式において、上記の図３（ａ），（ｂ）と同様なパラメーターを用いてインダクタンスを求めると、約０．４ｎＨとなる。
よって、本発明がコイルバネ１０のインダクタンスの低減に有効であることが分かる。このようなインダクタンスの低減効果は、コイル部１３の巻き部を形成する金属線同士が接触して導通をしていればよく、各金属線同士が接着・固定されている必要はない。そのため、本発明で用いているコイルバネ１０は、機械的にねじりバネとして機能し得る。この際、コイルバネ１０の巻き数やアーム（一端１１及び他端１２）の長さ、金属線の線径や巻き半径を調整することにより、コイルバネ１０に所望のモーメントとストロークを調整することが可能である。
【００１７】
図４（ａ）〜図４（ｃ）は、本発明で用いている絶縁基材２１，２２，２５を模式的に示した図である。絶縁基材２０（２１、２２、２５）は、絶縁性の樹脂等により平板状に形成され、その厚さは、例えば１００μｍ〜２００μｍである。
絶縁基材２１，２２には、コイルバネ１０が挿入される貫通孔２３が、複数形成されている。この貫通孔２３には、貫通孔２３の内側面２３ｂから突出した突出部２３ａが形成されている。この突出部２３ａは、図１（ｂ）に示すように、コイルバネ１０を絶縁基材２１，２２に装着した際に、コイル部１３の軸心方向における空洞１４内に配置される。なお、この突出部２３ａはどちらか一方の絶縁基板２０の貫通孔２３に設けられていればよく、この場合、図４（ｃ）に示すように、他方の絶縁基材２５として、貫通孔２３には、突出部が形成されていないものを用いてもよい。
また、コイル部１３の軸心方向に位置する絶縁基材２１、２２の両辺には、これら２枚の絶縁基材２１、２２を位置決めするための固定部材３１のスリット２４が設けられていることが好ましい。
貫通孔２３のコイル部１３の軸心方向に直交する辺の長さは、コイル部１３の直径より大きくしておくことが好ましい。コイル部の軸心方向に直交する突出部２３ａの長さは、コイル部１３の直径より小さくしておくことが好ましい。
【００１８】
固定部材３１は、コイルバネ１０のコイル部１３の軸心方向に位置する絶縁基材２０の少なくとも２辺を固定するものである。固定部材３１は、絶縁基材２０を位置決めし、その状態で固定できるものであれば特に限定されるものではない。例えば、図１（ａ）や図１１（ａ）〜図１３（ｂ）に示すように、絶縁基材２０上にスリット２４を設けた場合、スリット２４に嵌合する凸部３１ａを有した固定部材３１を利用して、絶縁基材２０を固定するのが好ましい。このような固定部材３１は、精度良く形成できることから、樹脂等により形成されるのが好ましい。図１１（ａ）〜図１３（ｂ）に示すように、固定部材３１は、絶縁基材２０上に設けられたスリット２４に固定部材３１の凸部３１ａをスライドさせてはめることにより、絶縁基材２０を簡便に精度良く固定できる。この際、絶縁基材２０上に設けたスリット２４の位置をかえることで、コイル部１１の圧縮度合いを調節できる。すなわち、スリット２４を絶縁基材２０の、より内側に設けることでコイル部１３の圧縮を強くし、また逆に、スリット２４を絶縁基材２０のより外側に設けることで、コイル部１３の圧縮を弱めることができる。このように、スリット２４の位置を調節するだけで、容易にコイル部１３の圧縮度合いを変更でき、適用するＩＣソケットに必要とされる応力を適宜調整することが可能であり、この状態にて絶縁基材２１と絶縁基材２２とを接着する等して固定することもできる。
【００１９】
図５は、第１実施形態のＩＣソケット４０Ａに関し、ピッチ１ｍｍでコイルバネ１０形成した際の図示例である。
図５（ａ）は、コイルバネ１０を挿入する貫通孔２３を１ｍｍピッチで有する絶縁基材２０に、コイルバネ１０を固定した際の模式図であり、貫通孔２３の各サイズを例示している。また、図５（ｂ）はコイルバネ１０のコイル部１３を圧縮して固定した際のサイズを示す模式図であり、図５（ｃ）は、図５（ｂ）における側面図である。図５（ｄ）は、図５（ａ）において、一つのコイルバネに着目して図示したＮ−Ｎ断面図である。
図５（ｂ）及び図５（ｃ）に示すコイルバネ１０のサイズが、コイルバネ１０を形成する金属線の線径φｄが０．０８ｍｍ、巻き回数が２回、コイル部１３の軸心方向における厚さＹが０．２４ｍｍ、コイル部１３の空洞の直径ｒ１が０．５４ｍｍ、コイル部１３の外径ｒ２が０．７０ｍｍである場合、絶縁基材２０における貫通孔２３の大きさは、図５（ａ）におけるａが０．７０ｍｍ、ｂが０．２５ｍｍあれば、貫通孔２３における長方形の空洞Ｓに、コイルバネ１０を挿入することが可能となる。
コイルバネ１０を絶縁基材２０の内側面２３ｂから突出した突出部２３ａに挿入するには、貫通孔２３におけるｃの長さは０．１ｍｍが好ましい。また突出部２３ａのサイズは、貫通孔２３内にコイルバネ１０を保持できれば特に限定されるものではなく、例えばｄが０．２４ｍｍ、ｅが０．５０ｍｍである。
また、貫通孔２３同士の離間距離は、コイルバネ１０の軸心方向と直交する方向において０．３ｍｍである。この際、絶縁基材の厚さは０．１ｍｍである。
上記のサイズで絶縁基材２０、貫通孔２３、突出部２３ａ、及びコイルバネ１０を作製することで、１ｍｍピッチでコイルバネ１０を設けたＩＣソケットを得ることができる。
【００２０】
図６は、第１実施形態のＩＣソケット４０Ａを適用した電子部品７０を模式的に示した断面図である。本発明のＩＣソケット４０Ａを挟むように、第一基板７１と第二基板７２とが順に重ねて配され、コイルバネ１０の一端１１及び他端１２がそれぞれ、第一基板７１上の導電部（図中、非表示）及び第二基板７２上の導電部（図中、非表示）と電気的に接続している。
第一基板７１及び第二基板７２は、ＬＧＡパッケージやＢＧＡパッケージ等のＩＣパッケージ、またはプリント基板等が用いられる。
本発明のＩＣソケット４０Ａに関し、絶縁基材２０に固定されたコイルバネ１０は、そのコイル部１３が圧縮されているため、コイル部１３を形成する金属線同士が接触し導通がとれた状態となっている。ゆえに、コイル部１３における電気的な導通経路が最短距離となり、従来のように、コイル部が電気的なコイルを形成することがない。その結果、本実施形態のＩＣソケット４０Ａでは、インダクタンスの低減が図れる。従って、ＩＣソケット４０Ａを介して電気的に接続された第一基板７１と第二基板７２とでは導通性が向上し、信号伝送の高速化に十分に対応することが可能な電子部品７０を得ることが可能となる。
また、第一基板７１及び第二基板７２を装着して荷重をかけることでコイルバネ１０の一端１１及び他端１２の角度が変形し、これに応じてモーメントが発生する。従って、このモーメントにより、コイルバネ１０の一端１１及び他端１２と各基板上に配された導電部との接触に必要な接圧とストロークが満たされ、第一基板７１及び第二基板７２との機械的な接続安定性が得られる。この際、一端１１及び他端１２それぞれの先端が、第一基板７１及び第二基板７２上の導電部の表面を擦って接触するので、その表面に仮に酸化膜等が形成されていた場合、この酸化膜等が除去される。よって、一端１１及び他端１２の先端と、第一基板７１及び第二基板７２上の導電部とが、酸化膜等が除去された部位で接触することになる。従って、第一基板７１とＩＣソケット４０、及び第二基板７２とＩＣソケット４０の導通性が向上し、その結果、第一基板７１と第二基板７２との導通性の向上が図れる。
【００２１】
図７は、第１実施形態のＩＣソケット４０Ａの変形例を模式的に示した平面図である。本変形例のＩＣソケット４０Ｂでは、絶縁基材２０の４辺がそれぞれ固定部材３１にて固定されている。
絶縁基材２０の四辺に固定部材３１を装着することで、絶縁基材２０のずれをより効果的に抑制し、精度良くコイルバネ１０を圧縮することが可能となる。従って、本変形例のＩＣソケット４０Ｂを、図６に示したように第一基板７１と第二基板７２との電気的な接続に適用した場合、コイルバネ１０の一端１１及び他端１２と、第一基板７１及び第二基板７２の導電部との接触が安定し、更に接続信頼性の向上が図れる。
【００２２】
＜第２実施形態＞
図８（ａ），（ｂ）は、本発明の第２実施形態に係るＩＣソケット４０Ｃを模式的に示した図である。図８（ａ）は平面図、図８（ｂ）は、図８（ａ）におけるＮ−Ｎ断面図である。本実施形態が第１実施形態と異なる点は、絶縁基材５０の貫通孔５３に設けられた係止部５７が、コイルバネ１０の外周と接している点である。
【００２３】
図９（ａ），（ｂ）は、本実施形態のＩＣソケット４０Ｃで用いている絶縁基板５０（５１，５２）を模式的に示した斜視図である。絶縁基材５０（５１，５２）は、絶縁性の樹脂等により平板状に形成される。第一実施形態と同様に、コイルバネ１０を挿入する貫通孔５３が複数設けられ、貫通孔５３には、絶縁基材５０の内側面５３ｂから突出した突出部５３ａが形成されている。この突出部５３ａは、コイル部１３の空洞１４内に配置される。また、第一実施形態と同様に、一方の絶縁基材の貫通孔５３には、貫通孔５３の内側面５３ｂから突出した突出部５３ａが形成されていなくても良い。
本実施形態の絶縁基材５０には、その貫通孔５３内側面５３ｂの、絶縁基材５１，５２同士が接しない側に、係止部５７が形成されている。この係止部５７は、コイルバネ１０のコイル部１３の外周に接することによって、コイルバネ１０の過剰なぐらつきや回転等を抑制する。その結果、コイルバネ１０の一端１１及び他端１２が他の基板と接着する際、コイルバネの動作をより安定させることが可能となる。従って、ＩＣソケットと他の基板とを安定して接着できるので、より接続信頼性に優れたＩＣソケット６０が得られる。
【００２４】
本実施形態のＩＣソケット４０Ｃに関しても、第１実施形態の際と同様に、固定部材３１を絶縁基材５０の４辺に配してもよい。同様な効果が得られる。
【００２５】
図１０は、本発明の第２実施形態のＩＣソケット４０Ｃを第一基板７１及び第二基板７２と電気的に接続させる際の動作を模式的に示した図である。図１０（ａ）は、コイルバネ１０の一端１１及び他端１２が第一基板７１の導電部７１ａ及び第二基板７２の導電部７２ａと接触をしていない状態を示した図である。図１０（ｂ）は、コイルバネ１０の一端１１及び他端１２が第一基板７１及び第二基板７２の導電部７１ａ，  ７２ａと接触を開始した状態を示した図である。図１０（ｃ）は、ＩＣソケット４０Ｃの装着が完了した状態を示した図で、一端１１及び他端１２が第一基板７１及び第二基板７２に配された導電部７１ａ，７２ａ上を擦って移動し、接触をしている。
本発明のコイルバネ１０はねじりバネ構造のため、図１０（ｂ）から図１０（ｃ）に示すように、第一基板７１及び第二基板７２を装着して荷重をかけることによって一端１１及び他端１２の角度が変形し、それに応じて発生したモーメントを用いて、一端１１及び他端１２と導電部７１ａ，７２ａとの接触に必要な圧力とストロークを満たす。その際、一端１１及び他端１２の各先端が、第一基板７１上に配した導電部７１ａ及び第二基板７２上に配した導電部７２ａに対して擦りながら移動して装着完了に向かう。この動作は、第一基板７１及び第二基板７２上に配した導電部７１ａ，７２ａやコイルバネ１０の一端１１または他端１２の先端に酸化膜が生じた場合、この酸化膜を除去するワイピング機能として作用する。このワイピング機能によって、ＩＣソケットの装着ごとに酸化膜等が除去された金属面同士を接触させることから、金属表面の酸化膜等により、導通性が低下することを抑制できる。その結果、第一基板と第二基板との導通性の向上が図れる。
また、本実施形態のＩＣソケット４０Ｃには、絶縁基板５０の貫通孔５３に係止部５７が形成されているため、本実施形態のＩＣソケット４０Ｃを実装した際に、コイルバネ１０のコイル部１３が隣接した導電部と接触し、ショートする虞がなくなる。ゆえに、接続信頼性の向上が図れる。
【００２６】
＜製造方法＞
図１１（ａ）〜図１３（ｂ）は、本発明の第１実施形態に係るＩＣソケット４０Ａの製造方法を模式的に示した図である。
まず、図１１（ａ）に示すように、一方の絶縁基材２１に設けた複数の貫通孔２３に、コイルバネ１０をそれぞれ挿入し、貫通孔２３の内側面２３ｂから突出した突出部２３ａに、コイル部１０の軸心方向における空洞１４を挿入する。この際、コイルバネ１０の一端１１と他端１２は、それぞれ絶縁基材２１の一面側と他面側に来るようにする。また、各コイルバネ１０の方向は揃えておく。
【００２７】
次に、図１１（ｂ）に示すように、他方の絶縁基材２２を一方の絶縁基材２１に重ねる。この際、他方の絶縁基材２２に設けた貫通孔２３にコイルバネが通り、かつ、一方の絶縁基材２１と他方の絶縁基材２２の貫通孔２３の内側面２３ｂから突出した突出部２３ａが、コイル部１３の空洞１４内で対向して重なるようにする。
【００２８】
次に、図１２（ａ）に示すように、コイル部１３が貫通孔２３の内側面２３ｂ，２３ｃで圧縮されるように、絶縁基材２１，２２を相反する方向に移動させる。なお、図１２（ｂ）は、絶縁基材２０を相反する方向に移動させる前の状態（図１２（ａ）に示す状態）を、紙面下方からみた際の側面図である。
【００２９】
次いで、図１３（ａ）に示すように、固定部材３１で両絶縁基材２１，２２を位置決めして固定する。なお、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）を紙面下方からみた際の側面図である。固定部材３１は、コイル部１３の圧縮により応力が生じる絶縁基材２０の２辺、即ち、コイル部１３の軸心方向上に位置する絶縁基材の２辺にて、絶縁基材２０を固定することが好ましい。
図示例においては、絶縁基材２０上にスリット２４を設け、スリット２４に固定部材３１の凸部３１ａを嵌合させることで絶縁基材２１，２２を固定したが、特にこの方法に限定されるわけではない。
【００３０】
以上の工程によって、第１実施形態に係るＩＣソケット４０Ａが作製される。
なお、第２実施形態のＩＣソケット４０Ｃに関しても、係止部５７が形成された絶縁基板５０を用いること以外は、第１実施形態と同様にして作製できる。
【００３１】
また、図１４（ａ）〜図１５（ｂ）に示すように、２枚の絶縁基材２１，２２を先に重ね合わせ、その後にコイルバネ１０を装着することもできる。図１４（ａ）〜図１５（ｂ）は、この製造方法を１つのコイルバネ１０に着目して示した模式図である。
図１４（ａ）及び図１４（ｂ）は、２枚それぞれの絶縁基材２１，２２が、貫通孔２３内に突出部２３ａを持つ場合の製造方法を示している。図１５（ａ）及び図１５（ｂ）は、一方の絶縁基材２２のみが、突出部２３ａを有する場合を示している。
まず、図１４（ａ）に示すように、２枚の絶縁基材２１，２２を貫通孔２３の位置が合うように重ね合わせる。この際、一方の絶縁基材２１の突出部２３ａと他方の絶縁基材２２の突出部２３ａとが向かい合うように、両絶縁基材２１，２２を重ね合わせる。そして、貫通孔２３の重なった部分にコイルバネ１０を挿入する。この際、コイルバネ１０の一端１１と他端１２とが、重ね合わせた絶縁基板２０の一方側と他方側とにそれぞれ突出するようにする。
次に、図１４（ｂ）に示すように、貫通孔２３の内側面２３ｂから突出した突出部２３ａが、コイルバネ１３の空洞１４に挿入されるように絶縁基材２１，２２をずらし、更に絶縁基材２１，２２を押し込んで固定することによって、貫通孔２３の内側面２３ｂ，２３ｃによってコイルバネ１０のコイル部１３が圧縮され固定される。
一方の絶縁基板２２の貫通孔２３にのみ突出部２３ａが形成された場合においても同様に、図１５（ａ）に示すように、２枚の絶縁基材の貫通孔が重なるように絶縁基材を重ね、貫通孔２３内にコイルバネ１０を挿入する。
その後、図１５（ｂ）に示すように、貫通孔２３の内側面２３ｂから突出した突出部２３ａが、コイルバネ１３の空洞１４に挿入されるように絶縁基材２２をずらし、更に絶縁基材２２を押し込んで固定することによって、突出部２３ａが形成された貫通孔２３の内側面２３ｂと、突出部が形成されていない基板の貫通孔の内側面２３ｃとによってコイルバネ１０のコイル部１３が圧縮され固定される。
【００３２】
絶縁基材２０にコイルバネ１０を複数挿入する際、図１６に示す治具８０を用いて行うことができる。
図１６（ａ）は、治具８０の上面図、図１６（ｂ）は、図１６（ａ）におけるＰ−Ｐ断面図である。  図１６（ａ）及び図１６（ｂ）に示すように、治具８０は、平板状の基材８１からなり、基材８１の一面８１ａに、コイルバネ１０の一端１１と、コイル部１３の一部とが嵌合する形状の凹部８２（８２ａ，８２ｂ）が複数、十分なクリアランスを設けて形成されている。凹部８２は、コイルバネ１０の一端１１と勘合する第一凹部８２ａと、コイルバネ１０のコイル部１３の一部と勘合する第二凹部８２ｂとから構成される。第一凹部８２ａは、コイルバネ１０の一端１１が、治具８０に対して鉛直方向となるように形成されているのが好ましい。第二凹部８２ｂに関して、その深さが深すぎると、絶縁基材２０の突出部２３ａをコイル部１３の空洞１４に挿入して装着することができない。また、その深さが浅すぎても、コイルバネ１０を治具８０に安定して保持できない。ゆえに、第二凹部８２ｂの深さは、コイルバネ１０を形成する金属線径程度が好ましい。コイルバネ１０の一端１１が治具８０の第一凹部８２ａに挿入されているため、第二凹部８２ｂの深さがコイルバネ１０を形成する金属線径程度あれば、十分にコイルバネ１０のぐらつきを防ぐことができる。このような凹部８２を有した治具８０は、成形が容易な樹脂等により形成される。
【００３３】
図１７（ａ）は、コイルバネ１０を治具８０に載置した際の上面図である。図１７（ｂ）は、図１７（ａ）の状態のコイルバネ１０に、２枚の絶縁基材２１，２２を装着した際の断面図である。
治具８０を用いたコイルバネ１０の装着方法は、まず、治具８０の一面に配された凹部８２に、コイルバネ１０を図１７（ａ）に示すようにはめ込む。
次に、２枚の絶縁基材２１，２２の貫通孔２３を治具の上からコイル部１３に通して、絶縁基板２１，２２を治具８０上に重ねあわせる。次いで、貫通孔２３の内側面２３ｂから突出した突出部２３ａをコイル部１３の空洞１４に挿入する。
その後、治具８０を取り外し、コイルバネ１０の一端１１と他端１２が他の基板と接触できるようにコイルバネ１０を回転させる。次に、絶縁基材２１，２２をコイル部１３が圧縮されるように相反する方向にずらし、固定部材３１により位置決めをすることで、図１に示すような、本発明のＩＣソケット４０Ａが製造される。
なお、第２実施形態のＩＣソケット４０Ｃに関しても同様に、治具８０を用いて作製できる。
このように、治具８０を用いることによって、複数のコイルバネ１０を簡便に絶縁基材２０に一括して装着することが可能となり、生産性の向上が図れる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は、ＣＰＵやＬＳＩ等のＩＣパッケージをプリント基板に実装する際に使用するＩＣソケットに関する技術であり、ＬＧＡパッケージやＢＧＡパッケージのＩＣをプリント基板上に実装する際に用いるソケットの構造及びその製造方法に関するものである。
【符号の説明】
【００３５】
１０  コイルバネ、１１  一端、１２  他端、１３  コイル部、１４  空洞、２０（２１，２２，２５），５０（５１，５２）  絶縁基材、２３，２４，５３  貫通孔、２３ａ，５３ａ  突出部、２３ｂ，２３ｃ，５３ｂ  内側面、２４  スリット、３１  固定部材、３１ａ  凸部、４０（４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ）  ＩＣソケット、５７  係止部、７０  電子部品、８０  治具、８１  基材、８２  凹部、８２ａ  第一凹部、８２ｂ  第二凹部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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