(57)【要約】【課題】搭載した電子部品との接触導電性が高くて安定している。【解決手段】電子部品用ソケット１０では、ＢＧＡ６０の各ハンダボール６４は第１露出部２０と接触して中間部４０を介して第２露出部３０に電気的に導通される。ここで、ＢＧＡ６０が押圧部５０の押圧突起５８によって載置面１２ａに押し付けられると、ハンダボール６４によって第１露出部２０の円形断面が弾性変形して確実に接触するようになり、また、複数のハンダボール６４の高さ位置が一様でなく数μｍのバラツキがあったとしてもそのバラツキは第１露出部２０の弾性変形によって吸収されすべてのハンダボール６４が第１露出部２０と接触するようになる。この結果、ＢＧＡ６０のすべてのハンダボール６４は、第１露出部２０の金メッキ層２０ｂを介して中間部４０から第２露出部３０へと電気的に導通される。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の接続端子を有する電子部品を搭載可能な電子部品用ソケットであって、
前記電子部品を載置する基板部と、
前記基板部のうち前記電子部品を載置する載置面に露出して前記電子部品の複数の接続端子に対応して複数設けられ、少なくとも金属表面を有し弾性変形可能な第１露出部と、
前記基板部のうち前記載置面とは反対側の面に露出して前記電子部品の複数の接続端子に対応して複数設けられた導電性を有する第２露出部と、
前記第１露出部と前記第２露出部とを前記基板部の内部で電気的に導通させる中間部と、
前記基板部の前記載置面に載置した前記電子部品を前記載置面に向かって押圧したり押圧を解除したりする押圧部と
を備えた電子部品用ソケット。
【請求項２】
前記第１露出部は、前記載置面から垂直方向に少なくとも５０μｍ突出し、１０〜３０％の変形率で弾性変形が可能である
請求項１に記載の電子部品用ソケット。
【請求項３】
前記第１露出部は、断面が略円形又は略楕円形に形成されている
請求項１又は２に記載の電子部品用ソケット。
【請求項４】
前記第１露出部は、樹脂に金属をコートしたものである
請求項１〜３のいずれかに記載の電子部品用ソケット。
【請求項５】
前記第１露出部は、前記中間部と一体に形成されている
請求項１〜４のいずれかに記載の電子部品用ソケット。
【請求項６】
前記第１露出部は、前記中間部と金属製のヘアピン部材として一体に形成されており、該ヘアピン部材の屈曲部が前記第１露出部であり両脚部が前記中間部である
請求項５に記載の電子部品用ソケット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品を搭載可能な電子部品用ソケットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の電子部品用ソケットとしては、例えば非特許文献１に開示されているＢＧＡタイプの半導体パッケージ用ＩＣソケットが知られている。このソケットでは、プリント基盤とＢＧＡデバイスとはハンダ付け不要な独自のコネクタによって電気的に導通されている。このコネクタはシリコンゴムに微細な金糸線が埋め込まれたものであり、適度な圧着によりＢＧＡデバイスのボールを傷つけることなく導通が得られる。なお、ＢＧＡはボールグリッドアレイの略である。
【０００３】
【非特許文献１】
（財）神奈川県経営者福祉振興財団、“なんでもＮａｖｉｄａ”、［平成１４年８月１７日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｎａｖｉｄａ．ｎｅ．ｊｐ／ｓｎａｖｉ／１８８０＿１．ｈｔｍｌ＞
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、シリコンゴムに微細な金糸線が埋め込まれた構造のコネクタを用いているため、十分な導電性が得られにくく、また、各コネクタごとに導電性にバラツキが生じやすいという問題があった。
【０００５】
本発明は、上述した問題を解決することを課題とするものであり、搭載した電子部品との接触導電性が高くて安定している電子部品用ソケットを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段及びその作用・効果】
本発明は、上述の目的を達成するために、以下の手段を採った。
【０００７】
即ち、本発明は、電子部品を搭載可能な電子部品用ソケットであって、
前記電子部品を載置する基板部と、
前記基板部のうち前記電子部品を載置する載置面に露出して前記電子部品の複数の接続端子に対応して複数設けられ、少なくとも金属表面を有し弾性変形可能な第１露出部と、
前記基板部のうち前記載置面とは反対側の面に露出して前記電子部品の複数の接続端子に対応して複数設けられた導電性を有する第２露出部と、
前記第１露出部と前記第２露出部とを前記基板部の内部で電気的に導通させる中間部と、
前記基板部の前記載置面に載置した前記電子部品を前記載置面に向かって押圧したり押圧を解除したりする押圧部と
を備えたものである。
【０００８】
この電子部品用ソケットでは、電子部品の複数の接続端子は、それぞれ対応する第１露出部と接触して中間部を介して第２露出部に電気的に導通される。ここで、押圧部によって電子部品が載置面に押圧されると、電子部品の接続端子によって第１露出部が弾性変形して接続端子と確実に接触するようになり、また、電子部品の複数の接続端子の高さ位置が一様でなくバラツキがあったとしてもそのバラツキは第１露出部の弾性変形によって吸収されすべての接続端子が第１露出部と接触するようになる。このとき、電子部品のすべての接続端子は、第１露出部のうち少なくとも金属表面を介して中間部から第２露出部へと電気的に導通される。したがって、この電子部品用ソケットによれば、搭載した電子部品との接触導電性が高くて安定するという効果が得られる。なお、「弾性変形」とは、押圧により圧縮されたあとその押圧が解除されると元の状態に復元する性質をいう。
【０００９】
ここで、電子部品としては、例えばＬＧＡ（ランドグリッドアレイ）、ＢＧＡなどの半導体デバイスや、各種電化製品に組み入れる二次電池などが挙げられる。ＬＧＡの場合には所定の配列パターンになるように設けられた複数のランドが接続端子となり、ＢＧＡの場合には所定の配列パターンになるように設けられた複数のボールが接続端子となり、二次電池の場合には電極が接続端子となる。基板部の材質としては、例えば、紙、ガラスクロスなどをベースとしてエポキシ樹脂、液晶ポリマー樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂などを含浸させたものや、アルミナ、ジルコン、窒化アルミニウムなどのセラミックなどが挙げられる。第１露出部や中間部の材質としては、例えば、Ａｇ，Ａｇ／Ｐｄ，Ｃｕ，Ａｕ，Ｎｉ，Ｗ，Ｍｏなどのほかこれらをベースとする合金が挙げられ、このうちＣｕをベースとする合金である青銅（Ｃｕ／Ｓｎ），リン青銅，黄銅（Ｃｕ／Ｚｎ）などが好ましい。第２露出部の材質としては、例えば、Ｐｂ／Ｓｎ系のはんだや無鉛系のはんだのほか低融点（例えば１５０〜４００℃）の合金などが挙げられる。これら各部の材質は、熱処理時にそれぞれの熱膨張率の差により破損したりしないように考慮したうえで決定することが好ましい。また、今後開発される材質についても適宜使用に適する場合がある。
【００１０】
本発明の電子部品用ソケットにおいて、前記第１露出部は、前記載置面から垂直方向に少なくとも５０μｍ突出し、１０〜３０％の変形率で弾性変形が可能であることが好ましい。経験的にみて電子部品の接点の高さ位置はバラツキがあることが多いため、第１露出部は５０μｍ突出し、１０〜３０％の変形率で弾性変形が可能なものを用いることにより、そのバラツキを吸収するようにし、すべての接続端子が第１露出部と接触するようにした。
【００１１】
本発明の電子部品用ソケットにおいて、前記第１露出部は、断面が略円形又は略楕円形に形成されていてもよい。こうすれば、搭載する電子部品の接続端子によって第１露出部が押圧されたときに断面が弾性変形しやすく、また押圧が解除されたときに断面が元の状態に復元しやすい。
【００１２】
本発明の電子部品用ソケットにおいて、前記第１露出部は、弾性変形が可能な樹脂に金属をコートしたものであってもよい。こうすれば、搭載する電子部品の接続端子によって第１露出部が押圧されたときにコアの樹脂が弾性変形しやすく、また押圧が解除されたときに元の状態に復元しやすい。このとき、樹脂は断面が略円形又は略楕円形であることが好ましい。ここで、「樹脂」としては、弾性変形が可能なものであれば特に限定されないが、好ましくはジビニルベンゼン重合体、ジビニルベンゼン−スチレン共重合体、ジビニルベンゼン−アクリル酸共重合体、ジアリルフタレート重合体などが挙げられる。また、「樹脂に金属をコートしたもの」としては、例えば積水化学工業（株）製の導電性微粒子ミクロパールＡＵなどが挙げられる。
【００１３】
本発明の電子部品用ソケットにおいて、前記第１露出部は、前記中間部と一体に形成されていてもよい。こうすれば、第１露出部と中間部とを別々に形成して組み付ける場合に比べて製造しやすくなる。このとき、前記第１露出部は、前記中間部と金属製のヘアピン部材として一体に形成されており、該ヘアピン部材の屈曲部が前記第１露出部であり両脚部が前記中間部であってもよい。こうすれば、第１露出部と中間部とを一体化したものを比較的簡単に製造することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は、本実施形態の電子部品用ソケット１０にＢＧＡ６０を搭載したときの概略断面図である。
【００１５】
電子部品用ソケット１０は、電子部品としてＭＰＵチップ６２（ＭＰＵはマイクロプロセッサユニットの略）を装着したＢＧＡ６０を搭載するためのソケットであって、ＢＧＡ６０を載置する基板部１２と、この基板部１２のうちＢＧＡ６０を載置する載置面１２ａに露出するように設けられた第１露出部２０と、基板部１２のうち載置面１２ａとは反対側の面１２ｂに露出するように設けられた第２露出部３０と、第１露出部２０と第２露出部３０とを基板部１２の内部で電気的に導通させる中間部４０と、載置面１２ａに載置したＢＧＡ６０を押圧可能な押圧部５０とを備えている。なお、ＢＧＡ６０は、ＭＰＵチップ６２とは反対側の面に所定の格子パターンとなるように配列された多数のハンダボール６４を有している。
【００１６】
基板部１２は、耐熱性・絶縁性をもつ寸法精度の高い材質、例えば液晶ポリマー樹脂にガラスファイバーを１５重量％添加した材料を用いて射出成形加工したものである。この基板部１２は、平板部分１４と、その平板部分１４の周囲を囲む周壁部１６と、その周壁部１６から外向きに張り出した鍔部１７とを有しており、平板部分１４には上下方向に多数の貫通孔１８が形成されている。各貫通孔１８は、ＢＧＡ６０に配列された多数のハンダボール６４と対向する位置に設けられている。本実施形態では、平板部分１４の縦横が各３５ｍｍ、厚みが２ｍｍとし、貫通孔１８はφ５０μｍとした。
【００１７】
第１露出部２０は、φ８０μｍの球状プラスチック粒子２０ａの表面に厚さ０．３〜３μｍ（ここでは１μｍ）の金メッキ層２０ｂを備えたものであり、上下方向に押圧力を加えると円形断面が弾性変形して略楕円状となり、その押圧力を解除すると復元して元の円形断面に戻る性質を有する。具体的には、第１露出部２０は、３０％の変形率で弾性変形可能である。この第１露出部２０は、貫通孔１８のうち載置面１２ａに開口した部分を塞ぐような状態で載置面１２ａに露出している。
【００１８】
第２露出部３０は、高さ１００μｍの粒状無鉛はんだであり、図示しないプリント配線基板に電気的に接続されるものである。この第２露出部３０は、貫通孔１８のうち載置面１２ａと反対側の面１２ｂに開口した部分を塞ぐような状態でその面１２ｂから露出している。
【００１９】
中間部４０は、貫通孔１８に埋め込まれた金属線（例えばリン青銅線）であり、この金属線は、貫通孔１８の深さより僅かに短く貫通孔１８の径とほぼ同等の径を持つものである。中間部４０のうち載置面１２ａ側の端部には、第１露出部２０が電気的に導通可能な状態で接合されており、載置面１２ａと反対側の端部には、第２露出部３０が電気的に導通可能な状態で接合されている。
【００２０】
押圧部５０は、基板部１２と同様の材質で同様の外形寸法に形成され、基板部１２の周壁部１６と対向する周壁部５６と、その周壁部５６から外方向に張り出した鍔部５７と、周壁部５６の内側にて載置面１２ａに載置したＢＧＡ６０を押圧する押圧突起５８とを有している。また、押圧部５０は、押圧突起５８がＢＧＡ６０を載置面１２ａに向かって押圧したときに押圧部５０の鍔部５７と基板部１２の鍔部１７との間に空隙が生じるように設計され、この状態で両鍔部５７，１７をクリップ１９で止めることにより押圧突起５８がＢＧＡ６０を押圧した状態を保持している。
【００２１】
以上詳述した本実施形態の電子部品用ソケット１０では、ＢＧＡ６０の各ハンダボール６４は第１露出部２０と接触して中間部４０を介して第２露出部３０に電気的に導通される。ここで、ＢＧＡ６０が押圧部５０の押圧突起５８によって載置面１２ａに押し付けられると、ハンダボール６４によって第１露出部２０の円形断面が弾性変形して確実に接触するようになり、また、複数のハンダボール６４の高さ位置が一様でなく数μｍのバラツキがあったとしてもそのバラツキは第１露出部２０の弾性変形によって吸収されすべてのハンダボール６４が第１露出部２０と接触するようになる。この結果、ＢＧＡ６０のすべてのハンダボール６４は、第１露出部２０の金メッキ層２０ｂを介して中間部４０から第２露出部３０へと電気的に導通される。したがって、この電子部品用ソケット１０によれば、搭載したＢＧＡ６０との接触導電性が高くて安定するという効果が得られる。
【００２２】
また、一般にＢＧＡ６０のような電子部品では複数のハンダボール６４の高さ位置のバラツキがあることが多いが、第１露出部２０は１０〜３０％の変形率で弾性変形が可能なため、そのバラツキを確実に吸収することができ、すべてのハンダボール６４を第１露出部２０と確実に接触させることができる。
【００２３】
更に、第１露出部２０は断面が円形のプラスチック粒子２０ａの表面に金メッキ層２０ｂを設けたものであるため、ＢＧＡ６０によって第１露出部２０が押圧されたときに円形断面が弾性変形しやすいうえコアの樹脂も弾性変形しやすいし、押圧が解除されたときに断面が元の状態に復元しやすい。
【００２４】
更にまた、ＢＧＡ６０を押圧部５０で押圧した状態で両鍔部５７，１７をクリップ１９で止めることによりＢＧＡ６０を第１露出部２０から中間部４０を経て第２露出部３０まで電気的に導通させることができ、また、クリップ１９を外して押圧部５０の押圧を解除することによりＢＧＡ６０を電子部品用ソケット１０から取り出すことができる。したがって、搭載済みのＢＧＡ６０を新品に交換したりする作業を容易に行うことができる。なお、取り出したＢＧＡ６０のハンダボール６４は第１露出部２０により損傷を受けることはほとんどない。
【００２５】
そしてまた、電子部品用ソケット１０は、ＢＧＡ６０をプリント基板に実装する場合のほか、検査基板に装着するときにも使用することができる。
【００２６】
なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。
【００２７】
例えば、上述した実施形態では、電子部品としてＢＧＡ６０を例に挙げて説明したが、電子部品として携帯電話の二次電池（バッテリ）を採用してもよく、この場合には二次電池の電極と第１露出部２０とが接触することになり、また第１露出部２０の数は電極に応じて決定される。
【００２８】
また、上述した実施形態では、第１露出部２０を球状プラスチック粒子２０ａの表面に金メッキ層２０ｂを形成したものを用いたが、第１露出部２０を金属製のＣリング（リングの一部が切断されて隙間ができているもの）であってもよい。このとき、Ｃリングは、ＢＧＡ６０が載置面１２ａに向かって押圧されるとＣリングの隙間が狭まって弾性変形するような姿勢にしておく。こうすれば、上述した実施形態と同様の効果が得られる。このＣリングも金属製であるから、表面のみならず全体が金属である。
【００２９】
更に、上述した実施形態では、第１露出部２０と中間部４０とは別体のものを電気的に導通するように接合したが、第１露出部２０と中間部４０とを一体に形成したものを用いてもよい。例えば、図２に示すように、リン青銅板を加工して断面略円形の屈曲部と直線状の２本の脚部とを有するヘアピン部材７０を作成し、このうち屈曲部を第１露出部２０とし、脚部を中間部４０としてもよい。こうすれば、第１露出部２０と中間部４０とを別々に形成して組み付ける場合に比べて製造しやすくなるし、ヘアピン部材７０は簡単な構成のため比較的容易に製造できる。ヘアピン部材７０は金属製であるから、屈曲部即ち第１露出部２０は表面のみならず全体が金属である。あるいは、第１露出部２０と中間部４０とを一体に形成したものとして、例えばつづら折り（ジグザグ状）やバネ状（コイルバネ状や板バネ状）に形成してもよいし、楕円球状プラスチック粒子の表面に金属メッキを施したものを用いてもよい。
【００３０】
更にまた、上述した実施形態では、押圧部５０は基板部１２とクリップ１９で止めて押圧状態を保持するものとしたが、押圧部５０は基板部１２にネジ止めして押圧状態を保持してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の電子部品用ソケットの概略断面図である。
【図２】他の実施形態の電子部品用ソケットの概略断面図である。
【符号の説明】
１０　電子部品用ソケット、１２　基板部、１２ａ　載置面、１４　平板部分、１６　周壁部、１７　鍔部、１８　貫通孔、１９　クリップ、２０　第１露出部、３０　第２露出部、４０　中間部、５０　押圧部、５６　周壁部、５７　鍔部、５８　押圧突起、６０　ＢＧＡ、６２　ＭＰＵチップ、６４　ボール、７０　ヘアピン部材。
【図１】
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【図２】
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