(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品を基板上に装着するための電子部品用ソケットであって、
基板上に載置可能な形状に形成された板状本体と、前記板状本体に一体的に設けられかつ電子部品に電気的に接触することにより前記基板との間の電気的接続を行うためのコネクタ手段とを有し、
前記板状本体が、前記電子部品を載置状態に保持すると共に着脱可能にする電子部品保持手段を有し、
前記電子部品保持手段が、互いに対向しかつ前記載置状態の前記電子部品の外側に弾性変形可能に設けられた一対の弾発保持片と、前記一対の弾発保持片にソケット内側かつ前記電子部品の肩部に向けて斜め下方に延出するように設けられた一対の係合爪とを有し、
前記係合爪に、前記電子部品の肩部に係合するように前記係合爪の幅方向両側縁部を折り曲げて形成された係合有効部が設けられ、
前記一対の係合爪の前記係合有効部間が前記電子部品の幅よりも短くされていることを特徴とする電子部品用ソケット。
【請求項２】
前記板状本体が、前記載置状態で前記基板に仮止めするための仮止め手段と、前記基板に半田付けされる半田固定部との少なくともいずれか一方をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の電子部品用ソケット。
【請求項３】
前記仮止め手段が、前記板状本体から前記基板に向けて突設されかつ弾性圧縮変形可能な弾性係合脚片からなり、
前記基板が前記弾性係合脚片を挿入するための孔を有し、
前記弾性係合脚片が前記孔に挿入されて弾性変形しかつ前記孔に弾発係合することにより前記板状本体が前記基板に仮止めされ、
前記弾性係合脚片の前記孔に係合する側縁が、前記孔の半径方向外側に突出する緩やかな山形形状に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の電子部品用ソケット。
【請求項４】
前記コネクタ手段が、前記基板と前記電子部品とを電気的に接続するための導電性接触子を受容する樹脂製ホルダを有し、
前記板状本体と前記ホルダとの少なくともいずれか一方に前記板状本体及び前記ホルダ間や前記基板との間の熱膨張変形差を許容するための熱膨張変形許容手段を設けたことを特徴とする請求項１若しくは請求項３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、電子部品を基板に装着する際に用いられる電子部品用ソケットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体チップなどをマザーボードに装着するには、半導体チップなどが搭載された電子部品としてのパッケージモジュールなどをマザーボードに直接半田付けするようにしたものがある。
【０００３】
しかしながら、上記したようなパッケージモジュールには様々な種類があり、製品としてのパーソナルコンピュータには種々の機種があり、パッケージモジュールが標準装備されているものと装備されていないものとがある。そのため、パッケージモジュールが標準装備されていないパーソナルコンピュータを購入したユーザは、後に新たなまたは別のパッケージモジュールを装備する必要になった場合にユーザ側で行うことになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記したようにユーザ側でパッケージモジュールを装備する必要が生じた際に、マザーボードとの接続用ピンがパッケージモジュール底面に配設された半田ボールのような場合には、ユーザ側でパッケージモジュールを半田付けすることは極めて困難であるか不可能であるという問題があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決して、半導体チップなどを一体化したパッケージモジュールなどの電子部品を簡単に装着かつ交換し得ると共に薄型化することを実現するために、本発明に於いては、電子部品を基板上に装着するための電子部品用ソケットであって、基板上に載置可能な形状に形成された板状本体と、前記板状本体に一体的に設けられかつ電子部品に電気的に接触することにより前記基板との間の電気的接続を行うためのコネクタ手段とを有し、前記板状本体が、前記電子部品を載置状態に保持すると共に着脱可能にする電子部品保持手段を有し、前記電子部品保持手段が、互いに対向しかつ前記載置状態の前記電子部品の外側に弾性変形可能に設けられた一対の弾発保持片と、前記一対の弾発保持片にソケット内側かつ前記電子部品の肩部に向けて斜め下方に延出するように設けられた一対の係合爪とを有し、前記係合爪に、前記電子部品の肩部に係合するように前記係合爪の幅方向両側縁部を折り曲げて形成された係合有効部が設けられ、前記一対の係合爪の前記係合有効部間が前記電子部品の幅よりも短くされているものとした。
【０００６】
これによれば、電子部品と基板との間に介在して両者を電気的に接続するソケットにおいて、電子部品を着脱可能な電子部品保持手段を設けており、電子部品の装着が容易であると共に交換も可能である。
【０００７】
また、前記板状本体が、前記載置状態で前記基板に仮止めするための仮止め手段と、前記基板に半田付けされる半田固定部との少なくともいずれか一方をさらに有することにより、ソケットを基板に仮止めすることができることから、ソケットに設けたコネクタ手段の基板側への半田付けを例えばリフローにより行う際にソケットを同時に半田付けして基板に固着することができる。
【０００８】
また、前記仮止め手段が、前記板状本体から前記基板に向けて突設されかつ弾性圧縮変形可能な弾性係合脚片からなり、前記基板が前記弾性係合脚片を挿入するための孔を有し、前記弾性係合脚片が前記孔に挿入されて弾性変形しかつ前記孔に弾発係合することにより前記板状本体が前記基板に仮止めされ、前記弾性係合脚片の前記孔に係合する側縁が、前記孔の半径方向外側に突出する緩やかな山形形状に形成されていることによれば、基板に設けた孔に挿入するのみで圧入状態による仮止めを行うことができる。
【０００９】
また、前記コネクタ手段が、前記基板と前記電子部品とを電気的に接続するための導電性接触子を受容する樹脂製ホルダを有し、前記板状本体と前記ホルダとの少なくともいずれか一方に前記板状本体及び前記ホルダ間や前記基板との間の熱膨張変形差を許容するための熱膨張変形許容手段を設けたことによれば、金属製板状本体との二重構造としたことから、ホルダを極力薄型化しても強度が低下することが無いと共に、両者間や基板との間に熱膨張変形差が生じても、それを許容することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図面に示された具体例に基づいて本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１１】
図１は、本発明が適用された電子部品用ソケットの装着状態を示す斜視図であり、図２は、その装着状態を示す要部拡大側断面図であり、図３は、ソケットの分解組み立て斜視図である。
【００１２】
図１に示されるように、本ソケット１は、基板２上に取り付けられ、その上に電子部品としての例えばパッケージモジュール３を装着して使用される。パッケージモジュール３にあっては、半導体チップを合成樹脂材で封止し、図２に示されるように裏面に複数の接続用端子３ａが配設されている。そのパッケージモジュール３の端子３ａと、基板２上の配線パターンとして形成された配線パッド２ａとが、本ソケット１を介して電気的に接続される。
【００１３】
本ソケット１は、金属製（例えばステンレス鋼）板状本体４とコネクタ手段としての導電性接触子ユニット５とからなる。導電性接触子ユニット５は、板状本体４に例えばモールド成形にて一体化された合成樹脂製ホルダ５ａに、図２に示されるように厚さ方向に貫通する孔内に同軸的に受容されたコイルばねからなる導電性針状体５ｂを設けて構成されているものであって良い。
【００１４】
その導電性針状体５ｂの一方（図の下側）のコイル端が基板２の上記した配線パッド２ａに半田付けされ、他方（図の上側）のコイル端部が、パッケージモジュール３の端子３ａに弾発的に接触させるべくホルダ５ａの上面から上方に向けて所定量突出するようにされている。また導電性針状体５ｂは、図１に示されるようにホルダ５ａの板状本体４への装着前にあってはホルダ５ａの孔内に仮止め可能であると良い。例えば、導電性針状体５ｂの上記半田付け側コイル端が若干拡径されて孔内に圧入状態になるようにされている。
【００１５】
このように本発明によるソケット１にあっては、基板２に板状本体４が取り付けられ、その板状本体４に一体化されている導電性接触子ユニット５のホルダ５ａ上に載置されたパッケージモジュール３を一体的に保持すると共に着脱可能にするものである。次に、その構造を示す。
【００１６】
本ソケットの板状本体４にあっては、図３及び図４に示されるように矩形状をなし、その両長辺部の適所に、基板２への仮止め手段として図示例では４つの弾性係合脚片４ａと、基板２への半田付けによる固定用として図示例では６つの舌片４ｂと、パッケージモジュール３に弾発係合するようにされた電子部品保持手段として図示例では一対の弾発保持片６とが一体的に形成されている。また、板状本体４の両短辺部には、合成樹脂製ホルダ５ａのモールドによる一体化を強固にするために、図５に示されるようにホルダ５ａ内に埋め込まれるようになる結合片部４ｃが形成されている。
【００１７】
また、板状本体４の主面には、各導電性針状体５ｂを配線パッド２ａに接続可能にするための開口４ｄと、熱膨張変形許容手段として長手方向中央部にて長手方向の軸線に直交する向きに両長辺部から切り込まれた２本のスリット４ｅと、平坦部の適所に配設された複数のリブ４ｆとがそれぞれ設けられている。上記スリット４ｅは、金属製板状本体４と合成樹脂製ホルダ５ａとの間や基板２との間の熱膨張変形差を許容するためのものであり、リブ４ｆは、本ソケット１の薄型化による強度低下を補うためのものである。
【００１８】
このように形成された板状本体４にホルダ５ａが例えばモールドにより一体化されてソケット１が構成され、そのソケット１が図１に示されるように基板２上に取り付けられるが、その際には、板状本体４の各弾性係合脚片４ａを、基板２に予め対応させて設けられた各係合孔２ｂに挿入する。
【００１９】
本図示例における弾性係合脚片４ａは、図に示されるように一対のＵ字状片からなり、係合孔２ｂに挿入された両Ｕ字状片の弾性変形により、係合孔２ｂに弾発係合するものである。これにより、ソケット１（板状本体４）が基板２に仮止めされる。なお、基板２の厚さ違いに対応し得るように、弾性係合脚片４ａの両Ｕ字状片の各外側側縁は、図６に示されるように、係合孔２ｂの半径方向外側に突出する緩やかな山形形状に形成されている。
【００２０】
次に、例えば上記した舌片４ｂに半田ペーストを塗布しておき、ソケット１を仮止めした状態の基板２をリフロー炉に通すことにより、舌片４ｂと、基板２上に設けられた固定用パッド２ｃとが半田付けされ、これによりソケット１が基板２に完全に固設される。同時に、上記したように導電性針状体５ｂの下側コイル端にも半田ペーストを塗布しておくことにより、導電性針状体５ｂと配線パッド２ａとが半田（図２のＷ）付けされる。
【００２１】
そして、図１に示されるようにパッケージモジュール３をソケット１（ホルダ５ａ）上に載置する。なお、上記した弾発保持片６には、図７ａに示されるように、ソケット１内側に向けて斜め下方に延出するように切り起こされた係合爪６ａが設けられていると共に、互いに対向して設けられた両弾発保持片６の対向する係合爪６ａ間がパッケージモジュール３の幅よりも若干短くされている。
【００２２】
したがって、パッケージモジュール３をソケット１上方から装着する際には両弾発保持片６が押し広げられ、ホルダ５上に載置した状態では、図７ｂに示されるように各係合爪６ａがパッケージモジュール３の肩部に係合するようになっている。なお、係合爪６ａの係合有効部を長くするため、係合爪６ａの幅方向両側縁部を略直角に折り曲げ加工している。そして、バージョンアップされたパッケージモジュールを交換する必要が生じた場合には、対向する係合爪６ａ同士がパッケージモジュール３の外側に逃げるように両弾発保持片６を変形させることにより、係合状態が解除され、パッケージモジュールの交換を容易に行うことができる。
【００２３】
本図示例にあっては、ソケット１を金属製板状本体１と合成樹脂製ホルダ５ａとの二重構造にしたことから、強度を損なうことなくホルダ５ａを極力薄型化し得るため、ソケット１の薄型化を向上することができる。さらに、リブ４ｆを設けて反りなどを防止している。
【００２４】
また、上記図示例ではホルダ５ａを板状本体４にモールド成形したが、接着するようにしても良い。いずれの場合においても、使用時の高低温の繰り返しにおいて、板状本体４とホルダ５ａとの間や基板との熱膨張係数の違いにより、反り・曲がり・亀裂・位置関係のずれが起きるが、本図示例によれば、上記したようにスリット４ｅを設けて、それにより熱膨張差を吸収するようにしているが、ホルダ５ａ側（または両者）にスリットを設けるようにしても同様の効果を奏し得る。
【００２５】
また、本図示例によれば、パッケージモジュール３をソケット１の上方から装着するようにし、係合爪６ａもパッケージモジュール３の肩部に必要最小限で係合しているだけであることから、パッケージモジュールの上面が広く開放されており、放熱効果が大であり、蓄熱を防止し得る。
【００２６】
【発明の効果】
このように本発明によれば、電子部品を着脱可能な電子部品保持手段を設けており、電子部品の装着が容易であると共に、ソケットを基板に仮止めすることができることから、ソケットに設けたコネクタ手段の基板側への半田付けを例えばリフローにより行う際にソケットを同時に半田付けして基板に固着することができる。さらに、バージョンアップされた電子部品を交換する必要が生じた場合にも、ワンタッチで電子部品のみを交換可能なため、従来のようにマザーボードごと交換するような事態を避けることができる。
【００２７】
また、仮止め手段が弾性圧縮変形可能な弾性係合爪からなることにより、基板に設けた孔に挿入するのみで圧入状態による仮止めを行うことができ、種々の厚さの基板に対応可能である。また、コネクタ手段が合成樹脂製ホルダを有する場合に、金属製板状本体との二重構造としたことから、ホルダを極力薄型化しても強度が低下することが無いと共に、両者間に熱膨張変形差が生じても、それを許容することができ、ソケットの薄型化を極力向上し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用された電子部品用ソケットの装着状態を示す斜視図。
【図２】ソケットの装着状態を示す図１の矢印II−II線に沿って見た要部拡大側断面図。
【図３】ソケットの分解組み立て斜視図。
【図４】板状本体の裏面図。
【図５】図１の矢印V−V線に沿って見た要部拡大側断面図。
【図６】弾性係合脚片の形状を示す図３の矢印VI線から見た拡大図。
【図７】（ａ）はパッケージモジュールの装着要領を示す図であり、（ｂ）は装着後の状態を示す図。
【符号の説明】
１  ソケット
２  基板、２ａ  配線パッド、２ｂ  係合孔
３  パッケージモジュール、３ａ  接続用端子
４  板状本体、４ａ  弾性係合脚片、４ｂ  舌片、４ｃ  結合片部
４ｄ  開口、４ｅ  スリット、４ｆ  リブ
５  導電性接触子ユニット、５ａ  ホルダ、５ｂ  導電性針状体
６  弾発保持片、６ａ  係合爪
【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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