(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＳＩパッケージと当該ＬＳＩパッケージを取り付けるための基板との間に介装される絶縁板状体と、前記板状体に板厚方向に貫通するように設けられた貫通孔と、前記貫通孔に軸線方向に伸縮可能に支持された導電性ばね体とを有し、
前記貫通孔が、前記基板側部分及び前記ＬＳＩパッケージ側部分の一方に小径に形成された小径孔部と、前記基板側部分及び前記ＬＳＩパッケージ側部分の他方に大径に形成された大径孔部とを有し、
前記ばね体が、前記小径孔部に受容される小径部と、前記大径孔部に受容されて前記小径孔部により前記小径孔部の方向の変位に対して保持される大径部とを有し、かつ前記ＬＳＩパッケージ側を前記ＬＳＩパッケージのリードピンに弾発的に接触させるように自然状態で前記貫通孔の前記ＬＳＩパッケージ側の開口端から突出させていることを特徴とするＬＳＩパッケージ用ソケット。
【請求項２】
前記小径孔部が前記貫通孔の前記基板側に形成され、
前記ばね体が、前記小径部を前記小径孔部に圧入して保持されていることを特徴とする請求項１に記載のＬＳＩパッケージ用ソケット。
【請求項３】
前記ばね体の前記基板側の一端部が前記基板に固着されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＬＳＩパッケージ用ソケット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ＬＳＩパッケージに適するソケットに関し、特に、ＢＧＡ（ボール・グリッド・アレイ）やＬＧＡ（ランド・グリッド・アレイ）などのＬＳＩパッケージ用ソケットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＬＳＩに用いられているパッケージには種々のものがあるが、表面実装に用いられているパッケージの主流であるＱＦＰには、近年の多端子化と小型化とに対応するべくリードピッチの狭小化が行われてきた。さらに、より一層の多端子化に対応すべくＢＧＡやＬＧＡが考えられてきた。なお、ＢＧＡは、プリント配線基板からなるベース基板の裏面に端子の代わりになる球状の半田を規則的に並べたものであり、ＬＧＡは、ＢＧＡの半田球を除いたものである。
【０００３】
しかしながら、ＢＧＡにあっては、通常上記した半田球による半田付けを行うが、ベース基板の片面全体に半田球が配設されているため、半田付け後の交換や脱着が難しいという問題がある。さらに、交換にはトラブルのためや機能アップのためなどがあるが、いずれの場合にもＢＧＡを直付けすると、熱変形による接続部の割れなどが生じる問題がある。また、ＬＧＡには通常高価な専用ソケットを必要とするという問題がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来技術の問題点に鑑み、本発明の主な目的は、交換や脱着の容易なＬＳＩパッケージ用ソケットを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、本発明によれば、ＬＳＩパッケージと当該ＬＳＩパッケージを取り付けるための基板との間に介装される絶縁板状体と、前記板状体に板厚方向に貫通するように設けられた貫通孔と、前記貫通孔に軸線方向に伸縮可能に支持された導電性ばね体とを有し、前記貫通孔が、前記基板側部分及び前記ＬＳＩパッケージ側部分の一方に小径に形成された小径孔部と、前記基板側部分及び前記ＬＳＩパッケージ側部分の他方に大径に形成された大径孔部とを有し、前記ばね体が、前記小径孔部に受容される小径部と、前記大径孔部に受容されて前記小径孔部により前記小径孔部の方向の変位に対して保持される大径部とを有し、かつ前記ＬＳＩパッケージ側を前記ＬＳＩパッケージのリードピンに弾発的に接触させるように自然状態で前記貫通孔の前記ＬＳＩパッケージ側の開口端から突出させていることを特徴とするＬＳＩパッケージ用ソケットを提供することにより達成される。特に、前記小径孔部が前記貫通孔の前記基板側に形成され、前記ばね体が、前記小径部を前記小径孔部に圧入して保持されていること、また、前記ばね体の前記基板側の一端部が前記基板に固着されていると良い。
【０００６】
【作用】
このようにすれば、ＢＧＡやＬＧＡなどのＬＳＩパッケージを半田付けするための基板の端子パターンなどにばね体の一端部を半田付けして、基板にソケットの本体を固着しておき、その本体にＬＳＩパッケージを積層して締結手段などにより取り付けることにより、ＬＳＩパッケージのリードピンにばね体の他端が弾発的に接触するため、リードピンと基板の端子パターンとが互いに電気的に接続される。そして、ＬＳＩパッケージを交換する際には上記締結手段を解除するのみで、ＬＳＩパッケージをソケット本体から取り外すことができる。
【０００７】
【実施例】
以下、本発明の好適実施例を添付の図面について詳しく説明する。
【０００８】
図１は、本発明が適用されたＬＳＩパッケージ用ソケットの取付要領を示す側面図である。図１において、本ソケット１は、絶縁性の板状体２の裏面に突設された半田球３を有している。ＬＳＩパッケージの例としてのＢＧＡ４の球状の半田からなる各リードピン４ａに対応するように基板５に配設された各端子パターン５ａに半田球３を半田付けして、ソケット１が固着され、その板状体２の表面（図における上側）にＢＧＡ４が積層状態に載置されるようになっている。そして、例えば板状体２にねじ止めされる固定ブラケット６を介して、ＢＧＡ４を板状体２に固定する。
【０００９】
上記したようにして用いられる本ソケット１の内部構造の一部を図２（ａ）に示す。なお、図２（ａ）ではＢＧＡ４の１つのリードピン４ａに対応する部分を示しているが、他の部分も同一構造であり、その図示を省略する。ソケット１の絶縁板からなる板状体２には、その板厚方向に貫通する貫通孔７が設けられており、貫通孔７にはばね体としての圧縮コイルばね８が同軸的に受容されている。なお、コイルばね８は金メッキされている。
【００１０】
貫通孔７の基板５側部分が若干小径にされており、コイルばね８の基板５側の小径に形成された一端部８ａが貫通孔７の小径孔部７ａに若干圧入されている。そのコイルばね８の一端部８ａには半田ペーストが塗布されており、その半田ペーストを介して半田球（半田ペーストよりも高融点）３が取り付けられている。なお、コイルばね８のＢＧＡ４側の他端部８ｂは、自然状態で板状体２の表面よりも上方に若干突出している。
【００１１】
このようにして構成された本ソケット１を使用するには、まず半田球３をリードピン４ａに対応するように基板５に設けられた端子パターン５ａに整合させて、リフロー炉などで半田ペーストを溶かして、半田球３を介してコイルばね８と端子パターン５ａとを半田付けして固着する（図２（ａ））。また、半田球３または半田付けによる半田塊とコイルばね８の大径部とにより板状体２の小径孔部７ａを軸線方向に挟むようになるため、板状体２にコイルばね８の一端部８ａが保持される。なお、半田球３の代わりに導体の球状体を半田などで固着しても良い。そして、ＢＧＡ４をソケット１の表面に積層するように載置して前記したように固定ブラケット６を板状体２にねじ止めする。すると、図２（ｂ）に示されるように、ＢＧＡ４のリードピン４ａによりコイルばね８の他端部８ｂが押圧され、コイルばね８が圧縮変形する。従って、リードピン４ａにコイルばね８の他端部８ｂが弾発的に接触し、リードピン４ａと基板５の端子パターン５ａとが電気的に導通状態になる。
【００１２】
上述したソケット１によればリードピン４ａが半田などで固着されていないため、例えばトラブルや機能アップのためなどにＢＧＡ４を交換する場合には、固定ブラケット６のねじ止めを解除するのみで、ＢＧＡ４を容易に取外すことができる。
【００１３】
図３は、第２の実施例を示す図２と同様の図であり、前記実施例と同様の部分については同一の符号を付してその詳しい説明を省略する。この第２の実施例にあっては、前記コイルばね８の替わりに導電体で形成したベローズ１１を用いている。この構造でも、ベローズ１１の基板５側の一端部側が貫通孔７内に保持され、ＢＧＡ４側の他端部が自然状態で板状体２表面よりも上方に若干突出している（図３（ａ））。そして、ＢＧＡ４を板状体２に取り付けることにより、リードピン４ａにより押圧されてベローズ１１が圧縮変形し、リードピン４ａにベローズ１１が弾発的に接触する（図３（ｂ））。
【００１４】
図４は、コイルばね８の替わりに導電性の弾性材からなる筒状体１２を用いた第３の実施例を示すものであり、前記実施例と同様の部分については同一の符号を付してその詳しい説明を省略する。この第３の実施例では、図４（ａ）に示されるように、筒状体１２の軸線方向一端部側が貫通孔７の小径孔部７ａに若干圧入され、その一端に半田球３が半田付けにて固着されて、第１の実施例と同様に筒状体１２が保持されている。また、筒状体１２の周壁の中間部には複数の軸線方向スリット１２ａが設けられている。従って、ＢＧＡ４を取り付けた状態で筒状体１２が圧縮力を受けると、周壁のスリット１２ａを設けた中間部が半径方向外向きに膨らむように弾性変形する（図４（ｂ））。この場合もリードピン４ａに筒状体１２が弾発的に接触する。
【００１５】
また図５に、コイルばね８の替わりにゴムや樹脂などの弾性材からなる球体に導電性のめっきを施した導体ボール１３を用いた第４の実施例を示す。また、前記実施例と同様の部分については同一の符号を付してその詳しい説明を省略する。この第４の実施例では、図５（ａ）に示されるように、板状体２に導体ボール１３の外形に合わせて中央部を半径方向外向きに膨らませた貫通孔１６を形成している。その貫通孔１６に導体ボール１３を押し込むことにより、貫通孔１６内に導体ボール１３の中央部の外周面部が収まり、貫通孔１６内に導体ボール１３が保持される。そして、導体ボール１３の基板５側を前記実施例と同様に半田付けし、ＢＧＡ４を板状体２に取り付けることにより、リードピン４ａに当接する導体ボール１３の一部が圧縮変形し、リードピン４ａに導体ボール１３が弾発的に接触する。
【００１６】
図６は、第１の実施例と同様にコイルばね８を用いた別の実施例を示す図２（ａ）に対応する図である。また、前記実施例と同様の部分については同一の符号を付してその詳しい説明を省略する。この第５の実施例では、貫通孔７の基板５側部分に大径孔部７ｂが設けられ、対応してコイルばね８の基板５側である一端部が大径に形成されており、基板５に半田球３を固着した後でも板状体２を基板５から離反する向きに取り除くことにより、コイルばね８を板状体２から離脱させることができる。従って、コイルばね８や半田球３の交換も行うことができる。
【００１７】
また、本ソケット１に用いる半田球３には、ＢＧＡのリードピン（半田球）と同一のものを用いることができ、実装作業や条件が同じで良く、現状の設備を大幅に変えることなく導入可能である。また、コイルばね８やベローズ１１を用いることにより、スペースや厚みに対して高ストローク・高荷重を得ることができ、確実な接触状態を得ることができる。
【００１８】
図７には半田球３の替わりに円柱状の半田柱１４を用いた第６の実施例が示されており、前記実施例と同様の部分については同一の符号を付してその詳しい説明を省略する。この第６の実施例では貫通孔７の形状を上記第５の実施例と同様にしたものが示されている。ところで、セラミックスなどからなるＢＧＡ４やソケット１とガラス入りエポキシ樹脂などからなる基板５との材質の違いにより、半田付けの際の熱膨張率が異なるため、半田球３や半田柱１４にひずみが生じて割れが発生する虞がある。それに対して本実施例によれば、半田柱１４の高さを任意に設定できるため、半田付け時の上記熱ひずみ対策に有効である。なお、球体よりも柱体の方が５倍の耐久性を得られる。
【００１９】
上述した各実施例ではＬＳＩパッケージとしてＢＧＡ４を用いた例を示したが、本発明によれば、ＢＧＡに限るものではなく、種々のＬＳＩパッケージに適用可能である。その一例として図８にＢＧＡ４の替わりにＬＧＡ１５を用いた第７の実施例を示す。なお、前記実施例と同様の部分については同一の符号を付してその詳しい説明を省略する。ＢＧＡ４の場合の球状の半田からなるリードピン４ａの替わりに、ＬＧＡ１５には平らな電極パッド１５ａがリードピンとして設けられている（図８（ａ））。しかしながら、本発明によればソケット１のばね体との弾発的接触により電気的導通を得ており、ＬＳＩパッケージのリードピンの形状に左右されずに電気的導通を確保し得る（図８（ｂ））。従って、ピン・グリッド・アレイにも適用可能である。
【００２０】
また、ソケット構造においても、上述した各実施例では基板５との半田付けによる固着用に半田球３または半田柱１４を用いたが、これらを用いる必要もない。その例として図９に第８の実施例として示す。なお、前記実施例と同様の部分については同一の符号を付してその詳しい説明を省略する。図９は前記図２に対応するものであり、この第８の実施例においては、上記したようにコイルばね８の基板５側端部から半田球３を取り除いたのみで、他の構成は第１の実施例と同一であり、従って基板５の端子パターン５ａにコイルばね８の一端部８ａを直接半田付けして、基板５にソケット１を取り付ける（図９（ａ））。そして、ＢＧＡ４を取り付けた状態が図９（ｂ）であり、その作用効果は第１の実施例と同様である。
【００２１】
さらに、図３及び図４に対応する例として図１０及び図１１に第９及び第１０の各実施例を示す。これらにおいても、前記実施例と同様の部分については同一の符号を付してその詳しい説明を省略する。また、上記第８の実施例と同様に、各作用効果は、それぞれ第２及び第３の各実施例と同様である。
【００２２】
また、ＬＧＡ１５に対応する例として図１２に第１１の実施例を示す。この場合にも前記実施例と同様の部分については同一の符号を付してその詳しい説明を省略する。この第１１の実施例においても、前記第７の実施例と同様の作用・効果を有する。
【００２３】
以上述べた本発明によるソケット１にあっては、ＢＧＡなどのＬＳＩパッケージを基板５に実装する際に用いるだけではなく、ＬＳＩパッケージの実装前の検査用に用いることができる。ＬＳＩパッケージ製造メーカにあっては、出荷前に行う検査において実使用時と同一条件でリードピンを基板に接続導通させた状態での検査を行うことになるが、その際にリードピンを傷つけることはできない。本発明によるソケットを用いることにより、リードピンに対してばね体を弾発接触させるのみで導通検査を行うことができ、リードピンに何等損傷を与えることなく出荷前検査を行うことができる。
【００２４】
【発明の効果】
このように本発明によれば、ＬＳＩパッケージを直接基板に半田付けして取り付けることなく基板に実装可能であるため、ＬＳＩパッケージの交換を容易に行うことができる。また、導電性ばね体をＬＳＩパッケージのリードピンに接触させており、十分な接触圧により確実な導通状態を容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用されたＬＳＩパッケージ用ソケットの取付要領を示す側面図。
【図２】（ａ）はＬＳＩパッケージを取り付ける前の本発明に基づくソケットの要部を破断して示す側断面図であり、（ｂ）はＬＳＩパッケージを取り付けた状態を示す側断面図。
【図３】（ａ）は第２の実施例を示す図２（ａ）に対応する図であり、（ｂ）は第２の実施例を示す図２（ｂ）に対応する図。
【図４】（ａ）は第３の実施例を示す図２（ａ）に対応する図であり、（ｂ）は第３の実施例を示す図２（ｂ）に対応する図。
【図５】（ａ）は第４の実施例を示す図２（ａ）に対応する図であり、（ｂ）は第４の実施例を示す図２（ｂ）に対応する図。
【図６】第５の実施例を示す図２（ａ）に対応する要部側断面図。
【図７】第６の実施例を示す図６に対応する要部側断面図。
【図８】第７の実施例を示す図６に対応する要部側断面図。
【図９】（ａ）は第８の実施例を示す図２（ａ）に対応する図であり、（ｂ）は第８の実施例を示す図２（ｂ）に対応する図。
【図１０】（ａ）は第９の実施例を示す図２（ａ）に対応する図であり、（ｂ）は第９の実施例を示す図２（ｂ）に対応する図。
【図１１】（ａ）は第１０の実施例を示す図２（ａ）に対応する図であり、（ｂ）は第１０の実施例を示す図２（ｂ）に対応する図。
【図１２】（ａ）は第１１の実施例を示す図２（ａ）に対応する図であり、（ｂ）は第１１の実施例を示す図２（ｂ）に対応する図。
【符号の説明】
１  ソケット
２  板状体
３  半田球
４  ＢＧＡ
４ａ  リードピン
５  基板
５ａ  端子パターン
６  固定ブラケット
７  貫通孔
７ａ  小径孔部
７ｂ  大径孔部
８  コイルばね
８ａ  一端部
８ｂ  他端部
１１  ベローズ
１２  筒状体
１２ａ  スリット
１３  導体ボール
１４  半田柱
１５  ＬＧＡ
１５ａ  電極パッド
１６  貫通孔
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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