(57)【要約】【課題】ＬＳＩなどの半導体デバイスや電子部品をプリント基板に実装する場合と同一配置を可能に挿着するリアルサイズパッケージソケットを提供する。【解決手段】  高周波特性を有するＬＳＩなどの半導体デバイスや電子部品をプリント基板１に直接実装する場合と同一配置を可能にして着脱自在に挿着するリアルサイズパッケージソケット１０であって、半導体デバイス２の下面に備えられた複数の接続端子２ａのそれぞれに対向して、電気的に導通可能に配置された複数のスパイラル状接触子３と、複数のスパイラル状接触子３を互いに電気的に絶縁する絶縁材５から形成され、複数の接続端子２ａを位置決め可能にガイドする複数のガイド穴４ａを設けたガイドフレーム４と、を備えたことを特徴とするリアルサイズパッケージソケット１０である。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波特性を有するＬＳＩなどの半導体デバイス（２）や電子部品（８）をプリント基板（１）に直接実装する場合と同一配置を可能にして着脱自在に挿着するリアルサイズパッケージソケット（１０）であって、
前記半導体デバイス（２）の下面に備えられた複数の接続端子（２ａ）のそれぞれに対向して、電気的に導通可能に配置された複数のスパイラル状接触子（３）と、
前記複数のスパイラル状接触子（３）を互いに電気的に絶縁する絶縁材（５）から形成され、前記複数の接続端子（２ａ）を位置決め可能にガイドする複数のガイド穴（４ａ）を設けたガイドフレーム（４）と、
を備えたことを特徴とするリアルサイズパッケージソケット（１０）。
【請求項２】
前記ガイド穴（４ａ）は、前記ガイドフレーム（４）の表面に対して前記接続端子（２ａ）を挿入可能な開口部（１２）と前記接続端子（２ａ）との間にクリアランスを有して奥に向かって拡径した形状を備えたことを特徴とする請求項１に記載のリアルサイズパッケージソケット（１０）。
【請求項３】
前記開口部（１２）の縦断面形状は円錐台形状であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のリアルサイズパッケージソケット（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子デバイスを着脱自在に実装するリアルサイズパッケージソケットに関し、特に、ＬＳＩなどの半導体デバイスや電子部品をプリント基板に実装する場合と同一配置で着脱自在の挿着を可能にするリアルサイズパッケージソケットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子回路プリント基板には半田リフローなどによってＬＳＩなどの半導体素子が実装されており、検査工程で不具合が検出された場合には半田を溶融させるなどの手段によってプリント基板から半導体素子を取り外していた。
【０００３】
図６は、従来のＩＣソケットの構成を示し、（ａ）は（ｂ）に示すＣ−Ｃ線の縦断面図、（ｂ）はその平面図である。図６の（ａ）に示すように、ＢＧＡ（Ball Grid Array）パッケージ２１４には球状の接続端子２０１が設けられている。ソケット本体２０２は、所定のピッチで上下に設けられた貫通孔２０３，２０４に弾性を有するコンタクトピン２０５を実装し、図示しないプリント基板にネジ止めされ取り付けられている。コンタクトピン２０５は、コンタクト部２０６、湾曲部２０７、端子部２０８から構成されており、コンタクト部２０６は貫通孔２０３に挿入されている。湾曲部２０７は、コンタクト部２０６と一端を接続し、ほぼＣ字状に湾曲されて撓みやすくなっており、弾力性が期待できる。
【０００４】
端子部２０８は、その一端が湾曲部２０７の他端に接続され、端子部２０８の他端が貫通孔２０４に挿入され、図示しないプリント基板に圧着されて電気的に接続されている。弾性ゴム２０９は、弾性体、例えば、シリコンゴムでシート状に形成されてソケット本体２０２の上面に取り付けられ、コンタクトピン２０５が挿入される貫通孔２１０が設けられている。フレキシブルプリント基板２１１は、弾性体のゴム２０９の上面に取り付けられ、球状の接続端子２０１に電気的に接続するとともに、コンタクトピン２０５に電気的に接続するスルーホール導体２１２を有している。
【０００５】
また、フレキシブルプリント基板２１１には、図６の（ｂ）に示すように、複数の孔２１３が設けられている。スルーホール導体２１２は、フレキシブルプリント基板２１１の上下にランドが形成されてランド同士を電気的に接続する。例えば、銅に金メッキが施されて球状の接続端子２０１の直径の８割ぐらいの大きさの直径に設定されている。
【０００６】
このような構成において、ＢＧＡパッケージ２１４が上部から押し付けられてフレキシブルプリント基板２１１と弾性ゴム２０９とが変形し、球状の接続端子２０１がスルーホール導体２１２の孔に導かれる。さらに、ＢＧＡパッケージ２１４が押されると、球状の接続端子２０１を介して、フレキシルブルプリント基板２１１が押されて弾性ゴム２０９が変形する。
さらに押されることによって、弾性ゴム２０９が変形するとともに、フレキシブルプリント基板２１１のスルーホール導体２１２がコンタクトピン２０５のコンタクト部２０６に接触する。
【０００７】
さらに押されて、コンタクトピン２０５の湾曲部２０７が変形し、球状の接続端子２０１とコンタクトピン２０５の電気的接続がスルーホール導体２１２を介して実現される。
この結果、球状の接続端子２０１と、スルーホール導体２１２と、コンタクトピン２０５とが電気的に接続できて、ＢＧＡパッケージ２１４と図示しないプリント基板との電気的接続が行なわれる。これによって、ＩＣテスタはＢＧＡパッケージ２１４の特性試験を行う。
【０００８】
このように、弾性ゴム２０９が、フレキシブルプリント基板２１１のスルーホール導体２１２を柔軟に上下動させる。そして、ＢＧＡパッケージ２１４の球状の接続端子２０１をスルーホール導体２１２の孔に挿入して、球状の接続端子２０１と、スルーホール導体２１２と、コンタクトピン２０５との電気的接続を行なうことができる。
また、ＢＧＡパッケージ２１４に反りがあっても、弾性ゴム２０９で吸収することができる。
また、図６の（ｂ）に示すように、フレキシブルプリント基板２１１には空気孔２１３が設けられているので、フレキシブルプリント基板２１１のスルーホール導体２１２を、個別に大きく上下動させることができる（例えば、特許文献１参照）。
【０００９】
図７は、ソケットにＬＳＩを装着する前の状態を示す断面図である。図７に示すように、押えカバー３０１の側部に回転可能なロックレバー３０２を取り付け、このロックレバー３０２の先端をベースハウジング３０３の側面対応位置に設けた突起３０４に係合させることによって、ＬＳＩ３０５を押圧状態で固定している（例えば、特許文献２参照）。
【００１０】
【特許文献１】特開２００５−１６６４７７号公報（段落番号「００１３〜００２０」、図１、図２）
【特許文献２】実公平６−２０３０９号公報（第１図、第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、前記ソケットは、球状の接続端子をスルーホール導体に接触させて電気的導通を図るための実装用のソケットであり、半田リフローをして接合させるため省スペースにできないという問題があった。
また、着脱自在にするためのロックレバーや突起を必要とし、やはりリアルサイズではないといった問題があった。
【００１２】
そこで、本発明は前記問題を解決するために創案されたものであり、ＬＳＩなどの半導体デバイスや電子部品をプリント基板に実装する場合と同一配置を可能に挿着するリアルサイズパッケージソケットを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、高周波特性を有するＬＳＩなどの半導体デバイス（２）や電子部品（８）を、プリント基板（１）に直接実装する場合と同一配置を可能にして着脱自在に挿着するリアルサイズパッケージソケット（１０）であって、前記半導体デバイス（２）の下面に備えられた複数の接続端子（２ａ）のそれぞれに対向して、電気的に導通可能に配置された複数のスパイラル状接触子（３）と、前記複数のスパイラル状接触子（３）を互いに電気的に絶縁する絶縁材（５）から形成され、前記複数の接続端子（２ａ）を位置決め可能にガイドする複数のガイド穴（４ａ）を設けたガイドフレーム（４）と、を備えたことを特徴とする。
【００１４】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載のリアルサイズパッケージソケット（１０）であって、前記ガイド穴（４ａ）は、前記ガイドフレーム（４）の表面に対して前記接続端子（２ａ）を挿入可能な開口部（１２）と前記接続端子（２ａ）との間にクリアランスを有して奥に向かって拡径した形状を備えたことを特徴とする。
【００１５】
請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載のリアルサイズパッケージソケット（１０）であって、前記開口部（１２）の縦断面形状は円錐台形状であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１に係る発明によれば、ＬＳＩなどの半導体デバイスや電子部品を電気回路プリント基板に実装する場合と同一配置を可能にしたリアルサイズのシミュレータ等に着脱自在に挿着するリアルサイズパッケージソケットは、半導体デバイスの複数の接続端子を、ガイドフレームの上面に設けられた複数のガイド孔に挿入することによって、複数の接続端子を位置決め可能にガイドして、ガイドフレームに固定することができると共に、ガイド孔に配置されたスパイラル状接触子と電気的に導通可能にすることができる。これによって、ＬＳＩなどの半導体デバイスや電子部品を電気回路プリント基板に実装する場合と同一配置を可能に挿着するリアルサイズパッケージソケットを提供することができる。
【００１７】
請求項２に係る発明は、ガイド孔が接続端子をガイドフレームの表面に対して等価投影した形状に形成された開口であるため、複数の接続端子をソケットに容易に固定することができる。また、開口が奥に向かって拡径した形状であるため、容易に着脱自在に装着することができる。これによって、ＬＳＩなどの半導体デバイスや電子部品を電気回路プリント基板に実装する場合と同一配置を可能にしたリアルサイズのシミュレータ等に挿着するリアルサイズパッケージソケットを提供することができる。
【００１８】
請求項３に係る発明は、ガイド孔が、ガイドフレームの表面に円形状に開口されているため、球状の接続端子を容易に位置決めして嵌合することができる。これによって、ＬＳＩなどの半導体デバイスや電子部品を電気回路プリント基板に実装する場合と同一配置を可能にしたリアルサイズのシミュレータ等に挿着するリアルサイズパッケージソケットを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
＜第１実施の形態＞
本発明の第１実施の形態に係るリアルサイズパッケージソケットについて、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、第１実施の形態に係るリアルサイズパッケージソケットを備えたプリント基板の概略を示す正面図である。
図１に示すように、リアルサイズパッケージソケット１０は、ＬＳＩなどの半導体デバイス２を直接、プリント基板１に接合する場合とほぼ同一寸法で挿着することができ、さらに、ＬＳＩなどの半導体デバイス２や電子部品８をプリント基板１に実装する場合と同一配置で着脱自在に挿着することができる。このリアルサイズパッケージソケット１０は、プリント基板１の表面に電気的に接続されて配置されている。
例えば、ＬＳＩ２が、白抜き矢印に示すように、このリアルサイズパッケージソケット１０に着脱自在に装着される。このようなリアルサイズパッケージソケット１０が、抵抗やコンデンサなどの電子部品８とともにプリント基板１上に複数配設されている。
【００２０】
図２は、図１に示すＡ部の拡大図であり、図２の（ａ）は平面図、図２の（ｂ）はＢ―Ｂ線の断面図である。
図２の（ａ）に示すように、リアルサイズパッケージソケット１０のガイドフレーム４には複数のガイド穴４ａが開口している。このガイド穴４ａは、相手部品の接続端子２ａがガイドフレーム４の上面に同一配置された形状に開口部１２が設けられている。すなわち、このガイド穴４ａは、本実施の形態では球状の接続端子２ａを適用しているため円形状に開口されており、接続端子２ａの直径と比較して若干大きいサイズになっている。
【００２１】
また、図２の（ｂ）に示すように、このガイド穴４ａの開口部１２は奥に向かって拡径した形状に形成されている。このように、裾野が拡がった円錐形状のスパイラル状接触子３を収納するのに都合よい。
また、このガイド穴４ａはガイドフレーム４に設けられており、ガイドフレーム４は、ポリイミドの薄膜７上に積層されている。このポリイミドの薄膜７は、絶縁材であり、コア基板５の上に、表面に露出する必要のない部分の配線やランド１ａを覆って設けられている。
【００２２】
さらに、プリント基板１の上面にはランド１ａを備えている。これらのランド１ａは内壁面に金メッキ５ａを施したスルーホール９によって電気的に接続されている。この金メッキ５ａ上の両面にそれぞれスパイラル状接触子３，３が電気的に導通して接合されている。
【００２３】
このように、リアルサイズパッケージソケット１０の下面にもスパイラル状接触子３が設けられているため、リアルサイズパッケージソケット１０をプリント基板１に取り付けるときに、このスパイラル状接触子３をランド１ａに位置決めして電気的に導通させている。このあと、リアルサイズパッケージソケット１０の周囲を接着剤６で固定している。
【００２４】
このとき、コア基板５の上面側のスパイラル状接触子３は上方へ膨らんだ凸形の円錐形状を保っているが、下面側のスパイラル状接触子３は、金メッキ５ａ面とランド１ａ面との間で、自然には円錐形状であったものが平面状に押圧されている。接着剤６の材料はエポキシ樹脂を用いているが、これに限るものではない。
【００２５】
次に、本実施の形態に係るリアルサイズパッケージソケットの動作を説明する。
図３は、リアルサイズパッケージソケット、およびＬＳＩを示し、図３の（ａ）はＬＳＩをリアルサイズパッケージソケットに挿入する前の断面図であり、図３の（ｂ）は挿入後の断面図である。
【００２６】
図３の（ａ）（ｂ）に示すように、リアルサイズパッケージソケット１０は、ＬＳＩ（半導体デバイス）２の下面に備えられた複数の球状の接続端子２ａのそれぞれに対応して、電気的に導通可能に配置された複数のスパイラル状接触子３と、複数のスパイラル状接触子３を互いに電気的に絶縁して、電気的な絶縁材から形成されたガイドフレーム４と、複数の接続端子２ａを位置決め可能にガイドする複数の円形状のガイド穴４ａとを備えていることにより、図３の（ｂ）に示すように、ガイド穴４ａが接続端子２ａを位置決めする。
その結果、ＬＳＩ２は、リアルサイズパッケージソケット１０に電気的に導通して着脱自在に装着される。
【００２７】
図４は、ＬＳＩをリアルサイズパッケージソケット１０に電気的に導通して確実に保持される様子を説明する図であり、図４の（ａ）はリアルサイズパッケージソケット、およびＬＳＩの断面図、図４の（ｂ）は（ａ）に示すｅ部の拡大図である。
図４の（ａ）に示すように、ＬＳＩ（半導体デバイス）２をリアルサイズパッケージソケット１０に押圧力Ｆで押圧すると、接続端子２ａによってスパイラル状接触子３が撓み、付勢力ｆを発生させる。したがって、ＬＳＩ２をリアルサイズパッケージソケット１０へ装着するには、Ｆ＞Σｆであればよい。つまり、装着は、スパイラル状接触子３の付勢力ｆに抗して押圧力Ｆで押圧することになる。
取り外しは、この押圧力Ｆを解除することにより、スパイラル状接触子３の付勢力ｆによって離脱される。
【００２８】
このように、ＬＳＩ２などの半導体デバイスや電子部品をプリント基板１に実装する場合と着脱自在に挿着するリアルサイズパッケージソケット１０は、半導体デバイス２の下面に備えられた複数の接続端子２ａを、ガイドフレーム４の上面に設けられた複数のガイド穴４ａに挿入することによって、複数の接続端子２ａを位置決め可能にガイドしてガイドフレーム４に固定することができるとともに、ガイド穴４ａに配置されたスパイラル状接触子３と電気的に導通することができる。
その結果、ＬＳＩなどの半導体デバイス２や電子部品をプリント基板１に実装する場合と同一配置を可能にして着脱自在に挿着するリアルサイズパッケージソケット１０を提供することができる。
【００２９】
また、円形状に開口されたガイド穴４ａが接続端子２ａをガイドフレーム４の表面に対して同一配置した開口部１２が形成されたため、球状の接続端子２ａを容易に位置決めができるとともに、複数の接続端子２ａをソケット（リアルサイズパッケージソケット）１０に容易に装着することができる。
【００３０】
これにより、リアルサイズパッケージソケット１０は、ＬＳＩなどの半導体デバイスや電子部品をプリント基板に実装する場合と同一配置で、プリント基板のリアルサイズのシミュレータ等に着脱自在に挿着することができる。
また、リアルサイズパッケージソケットを用いてリアル実装状態で特性検査を行なことができるため、短時間でのデバッグが可能である。
【００３１】
＜第２実施の形態＞
本発明の第２実施の形態に係るリアルサイズパッケージソケットについて、図面を参照して説明する。第２実施の形態が前記した第１実施の形態と異なる点は、第１実施の形態では接続端子を球状としたが、第２実施の形態ではそれをランド状とした。
なお、第１実施の形態と重複する部分は同符号を付して、その説明は省略する。
【００３２】
図５は、第２実施の形態に係るリアルサイズパッケージソケット、およびＬＳＩを示し、図５の（ａ）はＬＳＩをリアルサイズパッケージソケットに挿入する前の断面図であり、図５の（ｂ）は挿入後の断面図である。
図５の（ａ）（ｂ）に示すように、リアルサイズパッケージソケット１１は、ＬＳＩ（半導体デバイス）２２の下面に備えられた複数のランド状の接続端子２２ａのそれぞれに対応して、電気的に導通可能に配置された複数のスパイラル状接触子３と、複数のスパイラル状接触子３を互いに電気的に絶縁して、電気的な絶縁材から形成されたガイドフレーム２４と、複数の接続端子２２ａを位置決め可能にガイドする複数のガイド穴２４ａとを備えていることによって、図５の（ｂ）に示すように、ガイド穴２４ａが接続端子２２ａを位置決めする。これによって、接続端子２２ａがランド状であってもＬＳＩ２２は、リアルサイズパッケージソケット１１に電気的に導通して確実に保持される。
【００３３】
以上、好ましい実施の形態について説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱することのない範囲内において適宜の変更が可能である。例えば、本実施の形態では、ガイド穴４ａは、円形状に限らず、四角形状、三角形状、楕円形状などに開口されても良い。さらに、接続端子の横断面を同一配置の開口部であれば、その他の形状でも構わない。
また、ランド状の接続端子２２ａの横断面は、円形状、四角形状、三角形状などで形成されており、ガイド穴２４ａは、ガイドフレームの表面に対して接続端子２２ａを同一配置にした配置に開口部が設けられており、それぞれの形状に合わせて、円形状、四角形状、三角形状などで形成されている。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】第１実施の形態に係るリアルサイズパッケージソケットを設けたプリント基板の正面図である。
【図２】図１に示すＡ部の拡大図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はＢ―Ｂ線の断面図である。
【図３】第１実施の形態を示し、（ａ）はＬＳＩを挿入する前の断面図であり、（ｂ）は挿入後の断面図である。
【図４】（ａ）はリアルサイズパッケージソケット、および、ＬＳＩの断面図、（ｂ）は（ａ）に示すｅ部の拡大図である。
【図５】第２実施の形態を示し、（ａ）はＬＳＩを挿入する前の断面図であり、（ｂ）は挿入後の断面図である。
【図６】従来例を示し、（ａ）は（ｂ）に示すＣ−Ｃ線の縦断面図、（ｂ）はその平面図である。
【図７】従来例の押えカバーを固定するためのロックレバーと突起を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１    プリント基板
１ａ  配線（ランド）
２，２２  半導体デバイス（ＬＳＩ）
２ａ，２２ａ  接続端子
３    スパイラル状接触子
４，２４  ガイドフレーム（ガラスエポキシ）
４ａ，２４ａ  ガイド穴
５    絶縁材（コア基板）
５ａ  Ａｕめっき（金メッキ）
６    接着剤（エポキシ樹脂）
７    ポリイミド
８    電子部品
９    スルーホール
１０，１１  リアルサイズパッケージソケット
１２  開口部
【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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