(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板上に配置され、半導体素子の電極と前記回路基板の電極とを接続するソケットであって、
板状に形成され、基部と、前記基部から延び、前記半導体素子の下面に形成された球状の電極と接触して、面内方向に弾性変形する弾性片と、を有する端子と、
板状に形成され、前記基部と重ねられて、前記端子を保持する板状部材と、
前記弾性片が上面側で前記球状の電極と接触するよう、かつ前記端子が前記回路基板上に立つように前記板状部材を支持し、上面に前記半導体素子が載置されるフレームと、
を備え、
前記弾性片は、上下方向に往復するように面内方向で曲がった２つの曲部と、上方向に延びる先端部と、を有し、
重ねられた複数の前記端子の前記弾性片が１つの前記球状の電極を挟み、前記弾性片の前記先端部の側縁に前記球状の電極が接触する、
ことを特徴とするソケット。
【請求項２】
前記端子を保持する前記板状部材が複数重ねられ、前記各々の板状部材に保持された前記端子の前記弾性片が１つの前記球状の電極に接触する、
請求項１に記載のソケット。
【請求項３】
複数の前記弾性片が１つの前記球状の電極を挟む、
請求項２に記載のソケット。
【請求項４】
前記弾性片が、前記基部と前記球状の電極の間から離れる方向に弾性変形する、
請求項１乃至３の何れか１項に記載のソケット。
【請求項５】
前記端子は、前記基部から延び、前記回路基板の上面に形成された電極と接触して、面内方向に弾性変形する第２の弾性片を有する、
請求項１乃至４の何れか１項に記載のソケット。
【請求項６】
前記フレームに、前記板状部材が挿入される溝が形成される、
請求項１乃至５の何れか１項に記載のソケット。
【請求項７】
前記フレームは、前記板状部材の一部を覆う蓋部材を有する、
請求項１乃至６の何れか１項に記載のソケット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子の電極と回路基板の電極とを接続するソケットに関し、特には、半導体素子の球状の電極と回路基板の電極とを接続する端子を有するソケットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体素子に形成された球状の電極と接触する端子を備えたソケットが知られている。特許文献１には、金属板が筒状に巻かれたタケノコバネからなる端子を備えたソケットが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３４６９６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記のような従来のソケットに設けられた端子は、平面的に広がっていることから、端子間隔の低減を阻害するおそれがある。
【０００５】
本発明は、上記実情に鑑みて為されたものであり、端子間隔の低減を図ることが可能なソケットを提供することを主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明のソケットは、回路基板上に配置され、半導体素子の電極と前記回路基板の電極とを接続するソケットであって、端子と、板状部材と、フレームと、を備える。前記端子は、板状に形成され、基部と、前記基部から延び、前記半導体素子の下面に形成された球状の電極と接触して、面内方向に弾性変形する弾性片と、を有する。前記板状部材は、板状に形成され、前記基部と重ねられて、前記端子を保持する。前記フレームは、前記弾性片が上面側で前記球状の電極と接触するよう、かつ前記端子が前記回路基板上に立つように前記板状部材を支持し、上面に前記半導体素子が載置される。
【０００７】
上記本発明によると、板状に形成された端子及び板状部材が回路基板上に立てられるので、少なくとも板厚方向の端子間隔の低減を図ることが可能である。
【０００８】
また、本発明の一態様では、前記端子を保持する前記板状部材が複数重ねられ、前記各々の板状部材に保持された前記端子の前記弾性片が１つの前記球状の電極に接触する。これによると、半導体素子の電極に対する端子の接触信頼性を向上させることが可能である。また、導電経路のインダクタンスを低減することも可能である。
【０００９】
また、この態様では、複数の前記弾性片が１つの前記球状の電極を挟んでもよい。これによると、半導体素子の電極に対する端子の接触信頼性をさらに向上させることが可能である。
【００１０】
また、この態様では、前記弾性片が、前記基部と前記球状の電極の間から離れる方向に弾性変形してもよい。これによると、球状の電極が弾性片に接触可能な位置を上下に長くとることが可能である。また、複数の弾性片が１つの球状の電極を挟む場合、弾性片から球状の電極に作用する力が向かい合うので、端子の接触信頼性をさらに向上させることが可能である。
【００１１】
また、本発明の一態様では、前記端子は、前記基部から延び、前記回路基板の上面に形成された電極と接触して、面内方向に弾性変形する第２の弾性片を有する。これによると、回路基板の電極に対する端子の接触信頼性を向上させることが可能である。
【００１２】
また、本発明の一態様では、前記フレームに、前記板状部材が挿入される溝が形成される。これによると、端子の姿勢が維持されやすい。
【００１３】
また、本発明の一態様では、前記フレームは、前記板状部材の一部を覆う蓋部材を有する。これによると、板状部材の抜けが抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１Ａ】本発明の一実施形態に係るソケットの斜視図である。
【図１Ｂ】同実施形態に係るソケットの分解斜視図である。
【図２】同実施形態に係るソケットに含まれる端子の正面図である。
【図３】同実施形態に係るソケットに含まれる端子保持体の正面図である。
【図４Ａ】同実施形態に係るソケットに含まれる端子保持体の集合を表す斜視図である。
【図４Ｂ】端子保持体の変形例を表す斜視図である。
【図４Ｃ】端子保持体の変形例を表す斜視図である。
【図５】同実施形態に係るソケットの断面図である。
【図６Ａ】図５の要部拡大図である。
【図６Ｂ】図５の要部拡大図である。
【図７Ａ】同実施形態に係るソケットの組立工程を表す斜視図である。
【図７Ｂ】図７Ａに続く図である。
【図７Ｃ】図７Ｂに続く図である。
【図７Ｄ】図７Ｃに続く図である。
【図８】ソケットの変形例を表す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明のソケットの実施形態を、図面を参照しながら説明する。
【００１６】
図１Ａ及び図１Ｂは、ソケット１の斜視図及び分解斜視図である。図２は、端子３の正面図である。図３は、端子保持体４の正面図である。図４Ａ〜図４Ｃは、端子保持体４の集合を表す斜視図である。図５は、ソケット１の断面図である。図６Ａ及び図６Ｂは、図５の要部拡大図である。図７Ａ〜図７Ｄは、ソケット１の組立工程を表す斜視図である。
【００１７】
図１Ａ及び図１Ｂに示されるように、ソケット１は、回路基板としてのソケットボード１０２上に配置され、板状の固定部材６１，６３，６５によってソケットボード１０２に固定される。また、ソケット１上には、後述するように半導体素子１０１が実装され、ソケット１は、ソケットボード１０２と半導体素子１０１を電気的に接続する。
【００１８】
ソケット１は、複数の端子３と、端子３を支持するフレーム２と、を主に備えている。以下、ソケット１の各構成について詳しく説明する。
【００１９】
図２に示されるように、端子３は、導電性を有する金属板を打ち抜き又はエッチングすることにより、全体的に板状に形成されている。端子３は、矩形状の基部３２と、基部３２から帯状に延びる第１の弾性片３４と、第２の弾性片３６と、を有している。
【００２０】
第１の弾性片３４は、面内方向に概略Ｓ字状に蛇行した形状を有しており、この形状によって、先端部３４１が主に面内方向の左右方向に弾性変形する。面内方向とは、板面に平行な方向である。先端部３４１は、上下方向と鋭角を為すように、上方向に向かって直線状に延びている。先端部３４１の延伸方向と、上下方向とが為す角度は、例えば３０度以下であることが好ましい。第１の弾性片３４は、基部３２の上辺のうち左右方向の一方側から上方へ延び出し、他方側に向かって曲がった２ヶ所の曲部３４ａ，３４ｂと、上方向に延びる先端部３４１とを有し、全体として横向きの略Ｓ字状に形成されている。第１の弾性片３４は、基部３２の左右の幅に納まるように形成されている。このように形成された第１の弾性片３４は、後述するように半導体素子１０１の下面に形成された電極１０１ｅと接触する。
【００２１】
第２の弾性片３６は、基部３２の上辺のうち左右方向の一方側から延び出し、他方側に向かって斜め下方向に直線状に延びており、主に面内方向の上下方向に弾性変形する。このように形成された第２の弾性片３６は、後述するようにソケットボード１０２の上面に形成された電極１０２ｅと接触する。なお、こうした態様に限られず、第２の弾性片３６の代わりに、基部３２から下方向に突出した突部等を設け、この突部等をソケットボード１０２の電極１０２ｅと接触させてもよい。
【００２２】
このように形成された複数の端子３は、図３に示されるように、帯状に延びた絶縁性の樹脂フィルムからなる板状部材４１の中央部に取り付けられる。これにより、端子保持体４が構成される。板状部材４１は、端子３の基部３２と重ねられて、基部３２の一方の面に接着される。帯状に延びる板状部材４１の短手方向の両側には、第１の弾性片３４と第２の弾性片３６とがそれぞれ位置する。なお、板状部材４１に取り付けられる端子３の数は特に限定されない。
【００２３】
また、複数の端子保持体４は、図４Ａに示されるように重ねられ、この状態でフレーム２に支持される。本実施形態の重ねられた端子保持体４では、端子３の基部３２と、板状部材４１とが板厚方向に交互に配列しており、基部３２が板状部材４１を挟んでいる。また、隣り合う端子保持体４の一方では、端子３の一方の面が板状部材４１に接着され、他方では、端子３の他方の面が板状部材４１に接着されている。このため、第１の弾性片３４の先端部３４１は、板状部材４１の延伸方向、すなわち端子３の左右方向に互いに離れて位置する。なお、単に重ねられるだけでなく、板状部材４１の端部等が互いに張り合わされてもよい。
【００２４】
また、端子保持体４は、図４Ｂに示される態様であってもよい。この態様では、板状部材４１の一方の面上に複数の端子３が重ねられている。これらの端子３の基部３２は、絶縁性または導電性の接着剤やはんだ等によって互いに接着される場合もある。また、これらの端子３は、第１の弾性片３４の先端部３４１が板状部材４１の延伸方向に互いに離れるように、重ねられる。こうした端子保持体４が重ねられるとき、隣り合う板状部材４１の間には、複数の端子３が板厚方向に配列する。
【００２５】
また、端子保持体４は、図４Ｃに示される態様であってもよい。この態様では、板状部材４１の両方の面に端子３が接着され、これらの端子３の基部３２が板状部材４１を挟んでいる。また、これらの端子３は、第１の弾性片３４の先端部３４１が板状部材４１の延伸方向に互いに離れるように、板状部材４１に接着される。こうした端子保持体４が重ねられるとき、隣り合う板状部材４１の間には、複数の端子３が板厚方向に配列する。
【００２６】
図１Ｂ及び図７Ａ〜図７Ｄに示されるように、フレーム２は、絶縁性の樹脂材料からなり、全体的に板状に構成されている。フレーム２は、矩形板状の基礎部材２６と、基礎部材２６上に配置される蓋部材２１と、を有している。
【００２７】
基礎部材２６には、上方向に開放され、左右方向に延び、前後方向に並んだ複数の溝２６ａが形成されている。各々の溝２６ａは、端子保持体４の板状部材４１と同程度の大きさで形成されている。各々の溝２６ａの内部には、複数の端子保持体４が立てられた姿勢で挿入され、上記図４Ａ〜図４Ｃに示されるように重ねられる。各々の端子３は、第１の弾性片３４が上側、第２の弾性片３６が下側に位置するように立てられる。なお、各々の溝２６ａに挿入される端子保持体４の数は特に限定されない。
【００２８】
端子保持体４が溝２６ａに挿入されたとき、端子３の第１の弾性片３４は、基礎部材２６の上面よりも上側に位置する。また、端子３の第２の弾性片３６は、溝２６ａの底の端子３に対応する位置に形成された貫通孔２６ｂに挿入される（図６Ａ及び図６Ｂを参照）。
【００２９】
基礎部材２６の左右方向の両端部には、蓋部材２１の位置合わせに利用される貫通孔２６ｃが形成されている。また、基礎部材２６のうち対向する一対の角部には、下方向に向けて突出した凸部２６ｄが形成されている。これら凸部２６ｄは、ソケットボード１０２の上面に形成された位置合わせ孔１０２ａに挿入される。
【００３０】
蓋部材２１は、左右方向の両側部に設けられた肉薄部２１４と、左右方向の中央部に設けられ、肉薄部２１４より厚く、上方向に凸状の肉厚部２１２と、を有している。肉厚部２１２は、半導体素子１０１が載せられる台座部として機能する。肉厚部２１２の中央部には、上面が凹んでできた矩形状の凹部２１ａが形成されている。また、凹部２１ａの中央部には、格子状に配列する複数の貫通孔２１ｂが形成されている。各々の貫通孔２１ｂには、基礎部材２６に支持された端子３の第１の弾性片３４が挿入される。蓋部材２１は、端子保持体４に含まれる板状部材４１のうち、端子３が配置された部分以外の部分を覆っており、溝２６ａからの端子保持体４の抜けを防いでいる。
【００３１】
また、蓋部材２１の両方の肉薄部２１４には、下方向に向けて突出した扁平状の凸部２１ｄが形成されている（図５を参照）。これら凸部２１ｄは、基礎部材２６に形成された位置合わせ用の貫通孔２６ｃに挿入される。
【００３２】
図１Ａ、図１Ｂ及び図５に示されるように、ソケット１は、板状の固定部材６１，６３，６５によってソケットボード１０２上に固定される。
【００３３】
ソケットボード１０２の上面に配置される中段の固定部材６３には、ソケット１を収容可能な矩形状の貫通孔６３ａが形成されている。貫通孔６３ａの内側には、ソケットボード１０２の上面に形成された、格子状に配列する複数の電極１０２ｅと、位置合わせ孔１０２ａとが位置している。
【００３４】
中段の固定部材６３上に重ねられる上段の固定部材６１には、ソケット１の上面に形成された上方向に凸状の肉厚部２１２を挿入可能な矩形状の貫通孔６１ａが形成されている。上段の固定部材６１は、肉厚部２１２に隣接する肉薄部２１４を覆っており、ソケット１の抜けを防いでいる。
【００３５】
ソケットボード１０２の下面に配置される下段の固定部材６５にも貫通孔６５ａが形成されている。これらの固定部材６１，６３，６５は、不図示のボルト等の締結具によって締結される。
【００３６】
図５、図６Ａ及び図６Ｂに示されるように、ソケットボード１０２上に配置されたソケット１上には、半導体素子１０１が載せられる。半導体素子１０１の下面の中央部には、下方向に向けて突出する複数の球状の電極１０１ｅが形成されており、これら球状の電極１０１ｅにソケット１の端子３がそれぞれ接触する。
【００３７】
具体的には、球状の電極１０１ｅは、フレーム２の蓋部材２１に形成された貫通孔２１ｂに挿入されるように、下方向に移動される。貫通孔２１ｂの内部では、複数の第１の弾性片３４の先端部３４１が左右方向に離れて配列しており、これら先端部３４１が、貫通孔２１ｂに挿入される球状の電極１０１ｅを左右方向から挟み込む。
【００３８】
球状の電極１０１ｅが下方向に移動するのに伴って、各々の第１の弾性片３４の先端部３４１は、球状の電極１０１ｅに押され、左右方向の外側へ弾性変形する。これにより、球状の電極１０１ｅには、複数の第１の弾性片３４の先端部３４１によって、挟み込まれるように接圧が印加される。
【００３９】
本実施形態では、第１の弾性片３４の先端部３４１は、上下方向と鋭角を為すように延びており、球状の電極１０１ｅの側部と接触している。これによると、図６Ａ及び図６Ｂに示されるように、半導体素子１０１を実装する際の球状の電極１０１ｅの上下方向のストローク量を十分に確保しつつも、先端部３４１の左右方向の外側への変形量を抑制することが可能である。その結果、左右方向の端子間隔の低減を図ることも可能である。
【００４０】
なお、このように変形量が抑制されても、本実施形態では、端子３が打ち抜き又はエッチングにより形成され、第１の弾性片３４が面内方向に弾性変形するため、曲げ加工で形成した端子と比べて、球状の電極１０１ｅに対する接圧を高めることが可能である。
【００４１】
貫通孔２１ｂの上側の縁部には、上方向に広がるテーパー部２１６が形成されている。これにより、第１の弾性片３４の先端部３４１が弾性変形するスペースが確保されている。また、貫通孔２１ｂの下側の縁部には、端子３の基部３２の角部に当接する、下方向に広がる段部２１８が形成されている。
【００４２】
端子３の第２の弾性片３６は、基礎部材２６に形成された貫通孔２６ｂから下方向に突出して、ソケットボード１０２の上面に形成された板状の端子１０２ｅと接触する。ソケットボード１０２上にソケット１が配置される際、第２の弾性片３６は、上方向に弾性変形して、端子１０２ｅに対する接圧を生じる。また、ソケットボード１０２に反り等が生じても、第２の弾性片３６が反りに追従して、第２の弾性片３６と端子１０２ｅの接触が確保される。
【００４３】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形実施が当業者にとって可能であるのはもちろんである。
【００４４】
例えば、フレーム２の基礎部材２６は、図８に示されるように構成されてもよい。基礎部材２６の上面には、左右方向に延び、前後方向に並んだ複数のレール部２６１が配置されている。これらレール部２６１の間には、複数の溝２６ａが形成されており、各々の溝２６ａの内部には、複数の端子保持体４が立てられた姿勢で挿入される。端子保持体４が溝２６ａに挿入されたとき、端子３の第１の弾性片３４は、レール部２６１の上面よりも上側に位置する。また、端子３の第２の弾性片３６は、溝２６ａの底の端子３に対応する位置に形成された貫通孔２６ｂに挿入される。上述の蓋部材２１は、レール部２６１上に載せられ、端子保持体４に含まれる板状部材４１のうち、端子３が配置された部分以外の部分を覆う。
【符号の説明】
【００４５】
１  ソケット、２  フレーム、２１  蓋部材、２１２  肉厚部（台座部の例）、２１４  肉薄部、２１６  テーパー部、２１８  段部、２１ａ  凹部、２１ｂ  貫通孔、２１ｄ  凸部、２６  基礎部材、２６ａ  溝、２６ｂ  貫通孔、２６ｃ  貫通孔、２６ｄ  凸部、２６１  レール部、３  端子、３２  基部、３４  第１の弾性片、３４１  先端部、３６  第２の弾性片、４  端子保持体、４１  板状部材、６１  固定部材、６１ａ  貫通孔、６３  固定部材、６３ａ  貫通孔、６５  固定部材、６５ａ  貫通孔、１０１  半導体素子、１０１ｅ  電極、１０２  ソケットボード（回路基板の例）、１０２ａ  位置合わせ孔、１０２ｅ  電極。
【図１Ａ】
0005708002.tif 000002
【図１Ｂ】
0005708002.tif 000003
【図２】
0005708002.tif 000004
【図３】
0005708002.tif 000005
【図４Ａ】
0005708002.tif 000006
【図４Ｂ】
0005708002.tif 000007
【図４Ｃ】
0005708002.tif 000008
【図５】
0005708002.tif 000009
【図６Ａ】
0005708002.tif 000010
【図６Ｂ】
0005708002.tif 000011
【図７Ａ】
0005708002.tif 000012
【図７Ｂ】
0005708002.tif 000013
【図７Ｃ】
0005708002.tif 000014
【図７Ｄ】
0005708002.tif 000015
【図８】
0005708002.tif 000016