(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性を有する板状の金属材料から打抜かれて形成され、電気部品の端子に接触される接触部が形成されたコンタクトピンにおいて、
前記接触部は、前記金属材料が打抜かれて板面に沿う方向と直交する方向に打抜き面が形成され、該打抜き面が研磨時に機械的な外力が作用しない研磨手段にて研磨され、前記電気部品の１μｍ以下のメッキ層が施された端子上を摺動するものであり、
前記研磨手段により研磨された前記接触部の表面粗さは、前記電気部品の端子のメッキ層の厚さより小さく設定されていることを特徴とするコンタクトピン。
【請求項２】
前記研磨手段は化学研磨であることを特徴とする請求項１に記載のコンタクトピン。
【請求項３】
前記化学研磨された部分にニッケルメッキを施したことを特徴とする請求項２に記載のコンタクトピン。
【請求項４】
電気部品が収容されるソケット本体に、請求項１乃至３の何れか一つに記載のコンタクトピンが配設されると共に、該ソケット本体に、上下動自在に操作部材が配設され、
前記コンタクトピンには、弾性変形可能な弾性部と、前記電気部品に接触される前記接触部と、前記操作部材のカム部に押圧される操作片とが形成され、
前記操作部材を下降させることにより、前記カム部で前記コンタクトピンの操作片を押圧して前記弾性部を弾性変形させて、前記接触部を前記電気部品端子から離間させるように構成したことを特徴とする電気部品用ソケット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体装置（以下「ＩＣパッケージ」という）等の電気部品を着脱自在に収容する電気部品用ソケットに用いられるコンタクトピン及び電気部品用ソケットの改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、電気部品用ソケットとしてのＩＣソケットは、予め、回路基板上に配設され、このＩＣソケットにＩＣパッケージを収容することにより、このＩＣパッケージと回路基板とを電気的に接続するようにしている。
【０００３】
そのＩＣパッケージとしては、例えば四角形板状のパッケージ本体の側面から側方に向けて多数の端子が延長されたものがある。
【０００４】
そして、そのＩＣパッケージがＩＣソケットに収容された状態で、ＩＣパッケージの多数の端子に、ＩＣソケットのコンタクトピンの接触部が接触されることにより、そのＩＣパッケージの端子と回路基板とが各コンタクトピンを介して電気的に接続されるようになっている。
【０００５】
かかるコンタクトピンは、導電性を有する金属製の薄板が、プレス加工にて打ち抜かれて所定の形状に形成され、このコンタクトピンが打抜き加工された状態では、その切断面は表面が粗くなっている。
【０００６】
そして、ＩＣソケットにＩＣパッケージを収容する際には、コンタクトピンの接触部が、ＩＣパッケージ端子に接触して僅かに摺動（ワイピング）することにより、端子のメッキ層の表面を僅かに削ることで、酸化膜等を除去してコンタクトピン接触部とＩＣパッケージ端子との導通性を良好としている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のものにあっては、プレスの打抜き加工により、コンタクトピン接触部の表面粗さが粗くなると、ＩＣパッケージの端子のメッキが半田メッキである場合には、半田が接触部表面に転移し易くなり、接触部と端子との接触安定性を長期間に渡って良好に維持するのが難しい。また、ＩＣパッケージの端子のメッキが鉛フリー化に対応したメッキ、例えばパラジウムメッキである場合には、メッキ層の厚みが半田メッキのそれに比べて薄いため、メッキ層が破られて端子の素地が露出してしまう問題があった。
【０００８】
そこで、この発明は、上記のような問題を解決することができるコンタクトピン及びこのコンタクトピンを用いた電気部品用ソケットを提供することを課題としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、導電性を有する板状の金属材料から打抜かれて形成され、電気部品の端子に接触される接触部が形成されたコンタクトピンにおいて、前記接触部は、前記金属材料が打抜かれて板面に沿う方向と直交する方向に打抜き面が形成され、該打抜き面が研磨時に機械的な外力が作用しない研磨手段にて研磨され、前記電気部品の１μｍ以下のメッキ層が施された端子上を摺動するものであり、前記研磨手段により研磨された前記接触部の表面粗さは、前記電気部品の端子のメッキ層の厚さより小さく設定されているコンタクトピンとしたことを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構成に加え、前記研磨手段は化学研磨であることを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の構成に加え、前記化学研磨された部分にニッケルメッキを施したことを特徴とする。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、電気部品が収容されるソケット本体に、請求項１乃至３の何れか一つに記載のコンタクトピンが配設されると共に、該ソケット本体に、上下動自在に操作部材が配設され、前記コンタクトピンには、弾性変形可能な弾性部と、前記電気部品に接触される前記接触部と、前記操作部材のカム部に押圧される操作片とが形成され、前記操作部材を下降させることにより、前記カム部で前記コンタクトピンの操作片を押圧して前記弾性部を弾性変形させて、前記接触部を前記電気部品端子から離間させるように構成した電気部品用ソケットとしたことを特徴とする
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について説明する。
【００１７】
図１乃至図５には、この発明の実施の形態を示す。
【００１８】
まず構成を説明すると、図中符号１１は、「電気部品用ソケット」としてのＩＣソケットで、このＩＣソケット１１は、「電気部品」であるＩＣパッケージ１２の性能試験を行うために、このＩＣパッケージ１２の「端子」としてのＩＣリード１２ｂと、測定器（テスター）のプリント配線板（図示省略）との電気的接続を図るものである。
【００１９】
このＩＣパッケージ１２は、図１に示すように、いわゆるガルウイングタイプと称されるもので、これは長方形板状のパッケージ本体１２ａから側方に向けて多数のＩＣリード１２ｂが突出している。このＩＣリード１２ｂは、鉛フリー化に対応して、母材に銅合金が用いられ、この銅合金表面上に約１μｍのパラジウムメッキ層が形成されたものが使われている。
【００２０】
一方、ＩＣソケット１１は、大略すると、プリント配線板上に装着されるソケット本体１３を有し、このソケット本体１３には、ＩＣリード１２ｂに導通される弾性変形可能なコンタクトピン１５が複数配設されると共に、これらコンタクトピン１５を弾性変形させる四角形の枠状の操作部材１６が上下動自在に配設されている。
【００２１】
そのソケット本体１３には、コンタクトピン１５が圧入される圧入孔１３ａ及び、上側にＩＣパッケージ１２が収容される収容部１３ｂが形成され、更に、この収容部１３ｂに、ＩＣパッケージ１２を所定の位置に位置決めするガイド部１３ｃがパッケージ本体１２ａの各角部に対応して設けられている。
【００２２】
また、コンタクトピン１５は、バネ性を有し、導電性に優れた金属材料で形成され、ソケット本体１３の圧入孔１３ａに圧入されて、多数隣接して配置されている。
【００２３】
詳しくは、このコンタクトピン１５は、基部１５ａを有し、この基部１５ａから下方に向けてリード部１５ｂが突設され、このリード部１５ｂの根元の爪部１５ｃが圧入孔１３ａ内壁に圧接されている。
【００２４】
このリード部１５ｂのソケット本体１３から下方に突出した部分がプリント配線板に電気的に接続されるようになっている。
【００２５】
また、その基部１５ａの上側には、固定接片１５ｄが上方に向けて突設され、この固定接片１５ｄは、上端部に前記ＩＣリード１２ｂの下面側に接触する固定接触部１５ｅが形成され、これより下側に、弾性変形する弾性部１５ｆが形成されている。
【００２６】
さらに、この固定接片１５ｄより外側には、可動接片１５ｉが上方に向けて突設されている。この可動接片１５ｉは、湾曲した形状の弾性部１５ｊを介して可動片１５ｋが形成され、この可動片１５ｋには、内向きに延びるアーム１５ｍが形成され、このアーム１５ｍの先端部には、ＩＣリード１２ｂの上面に接触する可動接触部１５ｎが形成されている。そして、この可動接触部１５ｎ及び固定接触部１５ｅにより、ＩＣパッケージ１２のＩＣリード１２ｂが上下から挟持されるようになっている。さらにまた、可動片１５ｋには、操作片１５ｐが上方に向けて突設されている。
【００２７】
また、操作部材１６は、図１に示すように、ＩＣパッケージ１２が挿入可能な大きさの開口１６ａを有し、この開口１６ａを介してＩＣパッケージ１２が挿入されて、ソケット本体１３の収容部１３ｂ上に載置されるようになっている。そして、この操作部材１６は、ソケット本体１３に上下動自在に配設され、図示省略のスプリングにより上方に付勢されている。
【００２８】
さらに、この操作部材１６には、コンタクトピン１５の操作片１５ｐに摺接するカム部１６ｂが形成され、この操作部材１６を下降させることにより、そのコンタクトピン１５の操作片１５ｐがそのカム部１６ｂに押圧されて、弾性部１５ｊが弾性変形され、図２に示すように、可動片１５ｋが斜め外側上方に向けて変位されて開かれることにより、可動接触部１５ｎがＩＣリード１２ｂから離間するようになっている。また、操作部材１６が上昇されると、上記とは逆に動作して、弾性部１５ｊの付勢力により可動接触部１５ｎが斜め内側下方に変位し、この可動接触部１５ｎと固定接触部１５ｅとでＩＣリード１２ｂが挟持されて導通されるようになっている。この挟持時には、可動接触部１５ｎがＩＣリード１２ｂ上を僅かに摺動するように構成されている。
【００２９】
これらコンタクトピン１５は、導電性に優れた金属材料である銅合金の薄板がプレス加工にて所定の形状に打ち抜かれ、これが「研磨手段」としての化学研磨が施されて、可動接触部１５ｍや弾性部１５ｊを含む切断部分の表面粗さＬがプレスで打抜いた際の表面粗さ以下（例えば、１μｍ以下、すなわち、前記ＩＣリード１２ｂのパラジウムメッキ層の厚み以下）に設定されている（図５参照）。
【００３０】
次に、かかるコンタクトピン１５の成形方法について説明する。
【００３１】
まず、金属材料である銅合金の薄板を、プレス加工にて所定の形状に打ち抜き、これに化学研磨を施す。
【００３２】
化学研磨は、金属材料を強酸と非常に酸化力の強い溶液との混合溶液中に浸漬させることにより、化学的に表面に光沢を与え、又、平滑にする方法である。
【００３３】
ここでは、その打ち抜かれた銅合金の板材を、硫酸を１００〜２００ｇ／l、過酸化水素水を３０〜７０ｇ／lを主成分とし、飽和アルコールを若干混合した混合溶液の中に浸す。処理条件としては、液温２０〜４０℃で、２０秒〜２分程度浸す。
【００３４】
換言すれば、コンタクトピン１５の可動接触部１５ｎの表面粗さＬが、ＩＣパッケージ１２のＩＣリード１２ｂのメッキ層の厚さ（１μｍ）より小さくなるような条件を設定して化学研磨する。
【００３５】
その後、化学研磨された銅合金素地表面にニッケルメッキが施され、続いて、ニッケルメッキ層表面に金メッキが施されることにより、コンタクトピン１５が作られる。
【００３６】
このようにコンタクトピン１５の可動接触部１５ｎを研磨して平滑にすることにより、このコンタクトピン１５の可動接触部１５ｎがＩＣパッケージ１２のＩＣリード１２ｂ上を摺動した場合でも、このＩＣパッケージ１２のＩＣリード１２ｂのメッキ層を必要以上に傷つけるのを抑制できる。
【００３７】
特に、コンタクトピン１５の可動接触部１５ｎの表面粗さＬを、ＩＣパッケージ１２のＩＣリード１２ｂのパラジウムメッキ層の厚さより小さくしているため、そのコンタクトピン１５の可動接触部１５ｎがＩＣパッケージ１２のＩＣリード１２ｂ上を摺動しても、コンタクトピン１５の可動接触部１５ｎによりＩＣパッケージ１２のＩＣリード１２ｂに施されたメッキ層が破られて、ＩＣリード１２ｂの母材が露出するのを防止できる。
【００３８】
また、研磨時に可動接触部１５ｎに機械的な外力が作用しない化学研磨とすることにより、薄板状の強度の小さいコンタクトピン１５であっても、このコンタクトピン１５を変形させることなく研磨を行うことができる。
【００３９】
さらに、化学研磨とすることにより、多数のコンタクトピン１５を溶液に浸して同時に研磨することができるため、一つずつ機械的に研磨する場合と比較すると作業性を向上させることができる。
【００４０】
さらにまた、コンタクトピン１５を研磨すると、このコンタクトピン１５の弾性部１５ｊを含む部分の肉厚が減少するが、ニッケルメッキを施して、肉厚の減少を補うことにより、弾性部１５ｊの弾性強度等を確保して、可動接触部１５ｎとＩＣリード１２ｂとの接触圧力を確保することができる。
【００４１】
次に、かかる構成のＩＣソケット１１の使用方法について説明する。
【００４２】
まず、予め、ＩＣソケット１１のコンタクトピン１５のリード部１５ｂをプリント配線板の挿通孔に挿入して半田付けすることにより、プリント配線板上に複数のＩＣソケット１１を配設しておく。
【００４３】
そして、かかるＩＣソケット１１にＩＣパッケージ１２を例えば自動機により以下のようにセットして電気的に接続する。
【００４４】
すなわち、自動機により、ＩＣパッケージ１２を保持した状態で、操作部材１６をスプリング（図示省略）及びコンタクトピン１５の付勢力に抗して下方に押圧して下降させる。すると、図２に示すように、この操作部材１６のカム部１６ｂにより、操作片１５ｐが押圧されて、弾性部１５ｊが弾性変形され、可動片１５ｋが斜め上方に変位されて最大限に開かれ、可動接触部１５ｎがＩＣパッケージ１２挿入範囲から退避される。
【００４５】
この状態で、自動機からＩＣパッケージ１２を開放し、ソケット本体１３の収容部１３ｂ上に載置する。
【００４６】
かかる場合には、ガイド部１３ｃにより、ＩＣパッケージ１２が所定の位置に位置決めされ、ＩＣパッケージ１２のＩＣリード１２ｂが、コンタクトピン１５の固定接触部１５ｅの接触面である上面１５ｑ上に的確に載置される。
【００４７】
その後、自動機による操作部材１６の押圧力を解除すると、この操作部材１６がコンタクトピン１５の弾性力及びスプリングの付勢力により上昇し、コンタクトピン１５の可動片１５ｋが戻り始めると共に、この操作部材１６が所定位置まで上昇した時点で、コンタクトピン１５の可動接触部１５ｎが、上述のように位置決めされたＩＣパッケージ１２の所定のＩＣリード１２ｂの上面に当接した後に所定量ワイピングし、この可動接触部１５ｎと固定接触部１５ｅとの間でＩＣリード１２ｂが挟持されて電気的に接続されることとなる（図３参照）。
【００４８】
このようにＩＣパッケージ１２を出し入れする際には、操作部材１６を上下動させることにより、可動接片１５ｉの弾性部１５ｊの弾性変形が繰り返して行われる。この場合には、弾性部１５ｊが化学研磨されて、表面が滑らかに形成されているため、弾性変形が繰り返して行われる場合における耐久性が向上することとなる。
【００４９】
なお、上記各実施の形態では、「電気部品用ソケット」としてＩＣソケット１１に、この発明を適用したが、これに限らず、他の装置にも適用できることは勿論である。また、上記各実施の形態では、「研磨手段」として化学研磨を用いているが、他の研磨手法、例えば電解研磨、サンドブラスト、ショットピーニング等による研磨でも良い。さらに、この実施の形態では、コンタクトピン１５全体を研磨しているが、可動接触部１５ｎのみ研磨しても良いことは勿論である。また、これによれば、他の部分の肉厚が減少して強度が低下するようなことがない。さらにまた、この実施の形態のコンタクトピン１５は、いわゆる２点接触式で、固定接片１５ｄが設けられているが、これに限らず、可動接片１５ｉだけの１点接触式のものでも良い。また、上記実施の形態では、ＩＣパッケージのＩＣリード１２ｂは、半田の鉛フリー化に対応したパラジウムメッキ層を用いたものに本発明を適用したが、本発明はこれに限られるものでなく、従来の半田メッキを用いたＩＣリードに対しても適用できる。この場合には、接触部１５ｎへの半田転移量が減少するので、長期に渡り、接触部１５ｎとＩＣリード１２ｂとの接触安定性を維持することができる。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明してきたように、請求項１に記載の発明によれば、コンタクトピンの接触部が研磨手段にて研磨されることにより、このコンタクトピンの接触部が電気部品の端子上を摺動した場合でも、この電気部品の端子のメッキ層が破られてリード母材が露出されるのを防止でき、又、半田の転移量を抑制できるため、接触安定性を維持できる。
また、研磨手段を、研磨時に接触部に機械的な外力が作用しない手段とすることにより、強度の小さいコンタクトピンであっても、このコンタクトピンが変形することなく研磨することができる。
【００５１】
請求項２に記載の発明によれば、研磨手段を、研磨時に接触部に機械的な外力が作用しない手段とすることにより、強度の小さいコンタクトピンであっても、このコンタクトピンが変形することなく研磨することができる。
【００５２】
請求項２に記載の発明によれば、研磨手段を化学研磨とすることにより、多数のコンタクトピンを溶液に浸して同時に研磨することができるため、一つずつ機械的に研磨する場合と比較すると作業性を向上させることができる。
【００５３】
請求項３に記載の発明によれば、コンタクトピンを研磨すると、コンタクトピンの弾性部を含む部分の肉厚が減少するが、この部分にニッケルメッキを施して、肉厚の減少を補うことにより、弾性部の弾性強度等を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態に係るコンタクトピンが用いられたＩＣソケットの、コンタクトピンの可動接片が閉じた状態の断面図である。
【図２】同実施の形態に係るコンタクトピンが用いられたＩＣソケットの、コンタクトピンの可動接片が開いた状態の断面図である。
【図３】同実施の形態に係るＩＣソケットのコンタクトピンで、ＩＣリードを挟持した状態の拡大断面図である。
【図４】同実施の形態に係るコンタクトピンの可動接片を示す拡大斜視図である。
【図５】同実施の形態に係るコンタクトピンの可動接触部等の表面粗さを示す拡大説明図である。
【符号の説明】
11  ＩＣソケット
12  ＩＣパッケージ（電気部品）
12a パッケージ本体
12b ＩＣリード（端子）
13  ソケット本体
15  コンタクトピン
15d 固定接片
15i 可動接片
15j 弾性部
15n 可動接触部（接触部）
Ｌ  表面粗さ
【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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