(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品の端子と回路基板とを電気的に接続するコンタクトピンがソケット本体に設けられた電気部品用ソケットにおいて、
前記コンタクトピンは、下端部側が解放された空間部を有する縦長の導電性を有するスリーブと、該スリーブ内に下方から上下動自在に挿入された導電性を有するプランジャと、前記空間部内に配設され前記スリーブを上方に、前記プランジャを下方に向けて付勢する弾性部材とを有し、
前記スリーブは、下端から上端まで同じ外径の円筒形状を呈し、上端に形成された天壁の上面部の略全面が前記端子と電気的に接触する接触部となっており、前記スリーブには上下方向の中間部の外周に突部が形成され、前記スリーブは前記ソケット本体に対して上下動自在に設けられ、
前記プランジャは、上下方向の上側部に大径部が、この大径部より下側の下側部と比べて径が大きく形成されており、前記大径部は前記スリーブの内周に上下に摺動されるように保持され、
前記ソケット本体は、プレート部材と該プレート部材が載置されるベース部とを有し、前記プレート部材には前記スリーブが上下に摺動されるように挿入される第一貫通孔が形成され、前記ベース部には前記スリーブが挿入される第二貫通孔が形成され、前記ベース部に前記プレート部材が載置されるときに前記第一と第二貫通孔は連通され、前記第一貫通孔の上部は前記スリーブと同径の小径孔部が前記プレート部材の上面を貫通するように設けられ、前記第一貫通孔にはさらに前記突部と同径の大径孔部が前記小径孔部に連続して前記プレート部材の下面を貫通するように設けられ、前記小径孔部と前記大径孔部との間には段差部が設けられ、該段差部に前記突部が当接することにより前記スリーブの上方への動きを規制し、前記第二貫通孔の周縁部に前記突部が当接することにより前記スリーブの下方への動きを規制し、
前記スリーブの上端部の接触部が、前記電気部品に設けられた端子に接触されて電気的に接続され、又、前記プランジャの下端部が、前記回路基板に接触されて電気的に接続されるようにしたことを特徴とする電気部品用ソケット。
【請求項２】
前記スリーブの接触部の中央部を凹ませたことを特徴とする請求項１に記載の電気部品用ソケット。
【請求項３】
前記スリーブの接触部に複数の尖った山部を形成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の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、特に、電気部品の端子に接触されるコンタクトピン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」であるＩＣソケットとしては、例えば図７及び図８に示すようなものがある（実開昭６３ー６１７８８号公報参照）。
【０００３】
このＩＣソケット１は、ソケット本体２のベース５上にフローティングプレート３がスプリング４にて上方に付勢されて上下動自在に配設され、このフローティングプレート３上にＩＣパッケージ６が載置されるようになっている。
【０００４】
このＩＣパッケージ６は、パッケージ本体６ａの下面に多数の端子６ｂが狭ピッチで隣接して設けられている。
【０００５】
そして、これら端子６ｂの各々にコンタクトピン７が電気的に接続されるようになっている。これらコンタクトピン７は、図８に示すように、管状部材７ａ内に導電性材料から成る上部接触部材７ｂ及び下部接触部材７ｃが挿通されると共に、この間に導電性材料から成るコイルスプリング７ｄが配設されている。そして、このコイルスプリング７ｄにより、上部接触部材７ｂが上方に付勢されると共に、管状部材７ａがソケット本体２に圧入され、又、フローティングプレート３に遊挿され、下部接触部材７ｃが回路基板９の貫通孔９ａに挿入されて導通されるようになっている。この回路基板９にソケット本体２がボルト１０によりネジ止めされるようになっている。
【０００６】
さらに、このＩＣパッケージ６の上側には、このＩＣパッケージ６を上方から押さえる放熱板１１が配置され、この放熱板１１の両端部が、回動自在な押さえ部材１２で押さえられるようになっている。
【０００７】
このようにして押さえ部材１２にて放熱板１１が押さえられることにより、ＩＣパッケージ６が下方に押されて端子６ｂがコンタクトピン７の上部接触部材７ｂに押圧される。これにより、この上部接触部材７ｂ，コイルスプリング７ｄ及び下部接触部材７ｃを介してＩＣパッケージ６が回路基板９に導通される。この際には、上部接触部材７ｂが上下方向に変位してＩＣパッケージ６の端子６ｂにコイルスプリング７ｄの付勢力により圧接されて電気的に接触されることとなる。
【０００８】
【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、コンタクトピン７は、管状部材７ａ，上部接触部材７ｂ，下部接触部材７ｃ及びコイルスプリング７ｄから構成されており、部品点数が多くなると共に、組付け工数が増加する。
【０００９】
また、ＩＣパッケージ６は、パッケージ本体６ａの下面に設けられた端子６ｂのピッチの微細化が進んでおり、それに伴ってコンタクトピン７のピッチの微細化が求められている。これと共に、端子６ｂの位置ズレに対する許容範囲の拡大が求められており、そのため、コンタクトピン７の端子６ｂとの接触部の面積の拡大化が必要となっている。
【００１０】
特にＢＧＡ（Ball Grid Array）タイプのパッケージにおいて、端子である半田ボールの下端部中心付近のダメージを与えることを回避するため、半田ボールと接触する接触部の中央部分を凹ませたコンタクトピンにあっては、その凹部の面積が十分に確保されていないと、半田ボールの位置ズレによって、半田ボールの下端部中心付近が凹部でない部分に当たって傷ついてしまうことがった。
【００１１】
しかし、従来のコンタクトピン７においては、接触部を有する上部接触部材７ｂの径よりも、管状部材７ａの径の方が大きくなるので、端子との接触部を十分に確保することができず、又、コンタクトピン７のピッチの微細化を図ることは困難であった。
【００１２】
そこで、この発明は、コンタクトピンの部品点数及び組付け工数の削減を図る電気部品用ソケットを提供することを課題としている。
【００１３】
他の課題は、端子と接触する接触部の面積を十分に確保しつつ、微細化ピッチに対応することができるコンタクトピンを有する電気部品用ソケットを提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を達成するために、請求項１に記載の発明は、電子部品の端子と回路基板とを電気的に接続するコンタクトピンがソケット本体に設けられた電気部品用ソケットにおいて、前記コンタクトピンは、下端部側が解放された空間部を有する縦長の導電性を有するスリーブと、該スリーブ内に下方から上下動自在に挿入された導電性を有するプランジャと、前記空間部内に配設され前記スリーブを上方に、前記プランジャを下方に向けて付勢する弾性部材とを有し、前記スリーブは、下端から上端まで同じ外径の円筒形状を呈し、上端に形成された天壁の上面部の略全面が前記端子と電気的に接触する接触部となっており、前記スリーブには上下方向の中間部の外周に突部が形成され、前記スリーブは前記ソケット本体に対して上下動自在に設けられ、前記プランジャは、上下方向の上側部に大径部が、この大径部より下側の下側部と比べて径が大きく形成されており、前記大径部は前記スリーブの内周に上下に摺動されるように保持され、前記ソケット本体は、プレート部材と該プレート部材が載置されるベース部とを有し、前記プレート部材には前記スリーブが上下に摺動されるように挿入される第一貫通孔が形成され、前記ベース部には前記スリーブが挿入される第二貫通孔が形成され、前記ベース部に前記プレート部材が載置されるときに前記第一と第二貫通孔は連通され、前記第一貫通孔の上部は前記スリーブと同径の小径孔部が前記プレート部材の上面を貫通するように設けられ、前記第一貫通孔にはさらに前記突部と同径の大径孔部が前記小径孔部に連続して前記プレート部材の下面を貫通するように設けられ、前記小径孔部と前記大径孔部との間には段差部が設けられ、該段差部に前記突部が当接することにより前記スリーブの上方への動きを規制し、前記第二貫通孔の周縁部に前記突部が当接することにより前記スリーブの下方への動きを規制し、前記スリーブの上端部の接触部が、前記電気部品に設けられた端子に接触されて電気的に接続され、又、前記プランジャの下端部が、前記回路基板に接触されて電気的に接続されるようにした電気部品用ソケットとしたことを特徴とする。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の構成に加え、前記スリーブの接触部の中央部を凹ませたことを特徴とする。
【００１６】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の構成に加え、前記スリーブの接触部に複数の尖った山部を形成したことを特徴とする。
【００１９】
【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。
【００２０】
［発明の実施の形態１］
図１乃至図４には、この発明の実施の形態１を示す。
【００２１】
まず構成を説明すると、図１中符号２１は「電気部品用ソケット」としての表面実装式のＩＣソケットで、このＩＣソケット２１は、「電気部品」としてのＩＣパッケージ２２の性能試験を行うために、このＩＣパッケージ２２の「端子」である半田ボール２２ｂと、ＩＣ試験装置側の回路基板Ｐとの電気的接続を図るものである。
【００２２】
このＩＣパッケージ２２は、いわゆるＢＧＡ（Ball Grid Array）タイプのパッケージであり、長方形板状のパッケージ本体２２ａの下面部から下方に向けて多数の半田ボール２２ｂが所定のピッチでマトリックス状に突出している(図１参照）。
【００２３】
一方、ＩＣソケット２１は、ソケット本体２３のベース部２４上に上側プレート２５が配設され、この上側プレート２５上にＩＣパッケージ２２が載置されるようになっており、又、ソケット本体２３にＩＣパッケージ２２を上方から押圧するカバー２６が回動自在に取り付けられている。そして、このカバー２６にて押圧されたＩＣパッケージ２２と、ソケット本体２３の下側に配置されている回路基板Ｐとの電気的接続を図る多数のコンタクトピン２７が多数の半田ボール２２ｂに対応してマトリックス状に隣接して配置されている。
【００２４】
そのコンタクトピン２７は、それぞれ導電性材料から形成されたスリーブ２８，プランジャ２９及び「弾性部材」としてのコイルスプリング３０から構成されている。
【００２５】
そのスリーブ２８は、図３に示すように、下端部側が開放された空間部２８ａが形成された筒部２８ｂを有し、上側プレート２５の貫通孔２５ａに上下動自在に挿入されている。そして、その筒部２８ｂの外周に環状の突部２８ｃが形成され、この突部２８ｃが図３に示すように上側プレート２５のストッパ段差部２５ｂに当接した状態で、スリーブ２８の上昇が規制されるように構成されている。
【００２６】
また、このスリーブ２８の上端部には、ＩＣパッケージ２２の半田ボール２２ｂに接触する接触部２８ｄが形成されている。この接触部２８ｄは、複数の山部２８ｅが形成されると共に、中央部２８ｆが凹むように構成されている。
【００２７】
さらに、プランジャ２９は、上下方向の中央部２９ａが、この中央部２９ａより上側の上側部２９ｂ及び下側の下側部２９ｃと比べて径が大きく形成されており、そのスリーブ２８内に下方から挿入されて、その中央部２９ａがスリーブ２８の筒部２８ｂ内を摺動することにより、上下動自在に配設されている。そして、その下側部２９ｃが回路基板Ｐに接触されて電気的に接続されるように構成されている。
【００２８】
これらスリーブ２８とプランジャ２９とは例えば自動旋盤により形成されている。
【００２９】
さらにまた、コイルスプリング３０はスリーブ２８の空間部２８ａ内に配設されて、スリーブ２８を上方に、プランジャ２９を下方に向けて付勢している。
【００３０】
そして、図１に示すように、そのベース部２４及び上側プレート２５がボルト３１・ナット３２により組み付けられ、上側プレート２５には、ＩＣパッケージ２２の横方向の位置決めを行うガイド部２５ｃが、長方形状のパッケージ本体２２ａの各角部に対応して計４ヶ所突設されている。
【００３１】
また、カバー２６は、基端部側が軸３４によりソケット本体２３に回動自在に取り付けられ、スプリング３５により開く方向（図１中時計回り）に付勢され、閉じた状態では、先端部に設けられたラッチ部材３６が、図２に示すように、ソケット本体２３の被係止部２３ｂに係止して、閉じた状態が維持されるようになっている。
【００３２】
さらに、このカバー２６には、カバー２６を閉じた状態で、パッケージ本体２２ａを押圧する押圧部２６ａが形成されている。
【００３３】
そのコンタクトピン２７のソケット本体２３への組み付けは、ベース部２４と上側プレート２５との組み付け前の状態で、その上側プレート２５の貫通孔２５ａ内に、コンタクトピン２７を挿入する。
【００３４】
そして、そのコンタクトピン２７が挿入された上側プレート２５をベース部２４に載置すると共に、コンタクトピン２７のプランジャ２９側をベース部２４の貫通孔２４ａに挿入する。その後、ベース部２４と上側プレート２５とをボルト３１・ナット３２により固定することにより、コンタクトピン２７の組付けを完了する。
【００３５】
次いで、かかるＩＣソケット２１を使用する場合について説明する。
【００３６】
予め、ＩＣソケット２１を回路基板Ｐに取り付けた状態で、コンタクトピン２７のプランジャ２９がその回路基板Ｐに当接し、図３に示す位置より、コイルスプリング３０の付勢力に抗して上昇している。その結果、コイルスプリング３０の付勢力により、プランジャ２９が回路基板Ｐに対して圧接され、接触安定性が確保されると共に、このプランジャ２９と回路基板Ｐとの間へのゴミの侵入を防止できる。
【００３７】
この状態から、ＩＣパッケージ２２を各ＩＣソケット２１に収納して、ＩＣパッケージ２２と回路基板Ｐとを電気的に接続するには、以下のように行う。
【００３８】
図１に示すように、カバー２６を開いた状態で、ＩＣパッケージ２２を自動機等により搬送し、上側プレート２５上にガイド部２５ｃにてガイドして所定位置に載置する。
【００３９】
その後、カバー２６を閉じることにより、押圧部２６ａでＩＣパッケージ２２が押圧される。これにより、各半田ボール２２ｂがスリーブ２８の接触部２８ｄに当接されて、スリーブ２８がコイルスプリング３０の弾性力に抗して下降され、各半田ボール２２ｂとスリーブ２８の接触部２８ｄとの電気的接触が確保されることとなる。このスリーブ２８の下降により、コイルスプリング３０の付勢力が一層強くなり、プランジャ２９の回路基板Ｐに対する接触圧力がより向上する。
【００４０】
この際、スリーブ２８とプランジャ２９とが相対移動して摺動することにより、互いに擦れ合うことで、この両者間でも導通させることができるため、この経路を、スリーブ２８，コイルスプリング３０及びプランジャ２９の間で導通する経路に加えることで、高周波性能を向上させることができる。
【００４１】
このようにしてＩＣソケット２１を介してＩＣパッケージ２２と回路基板Ｐとが電気的に接続されることで、ＩＣパッケージ２２の試験等が行われることとなる。
【００４２】
このようにコンタクトピン２７をスリーブ２８，プランジャ２９及びコイルスプリング３０の３部品で構成することにより、部品点数を削減でき、取付工数も削減することができる。
【００４３】
また、コイルスプリング３０が挿入される空間部２８ａを有するスリーブ２８に接触部２８ｄを形成することにより、その空間部２８ａに挿入されるプランジャ２９に接触部を形成した従来のコンタクトピントと比べ、この接触部２８ｄの径を大きくできる。
【００４４】
その結果、ＩＣパッケージ２２の半田ボール２２ｂの球面下端部の中心部に近い所への傷付きの回避と、半田ボール２２ｂの位置ズレに対する許容範囲を大きく取ることができ、ＩＣパッケージ２２の半田ボール２２ｂの微細化に対応することができる。
【００４５】
また、スリーブ２８の接触部２８ｄの中央部２８ｆを凹ませることにより、半田ボール２２ｂの球面下端部の中心部への傷付きを一層防止できると共に、複数の尖った山部２８ｅを形成することにより、その山部２８ｅが半田ボール２２ｂの球面下端部の中心部以外に食い込むことにより、導通性をより向上させることができる。
【００４６】
しかも、ＩＣパッケージ２２の収納状態で、スリーブ２８は下方に、プランジャ２９は上方に向けて押し込まれることにより、コイルスプリング３０は両方から押されて圧縮されることから、それだけ反発力が大きくなるため、コイルスプリング３０を短くしても、接触安定性を確保することができる。
【００４７】
［発明の実施の形態２］
図５には、この発明の実施の形態２を示す。
【００４８】
この発明の実施の形態２は、コンタクトピン３７が、スリーブ３８、プランジャ３９及び「弾性部材」としてのコイルスプリング４０から構成されている。
【００４９】
そのスリーブ３８は、空間部３８ａが形成された筒部３８ｂを有し、この筒部３８ｂの上側に、その筒部３８ｂの径より小径の接触部３８ｃが形成され、この接触部３８ｃに実施の形態１と同様な山部３８ｄが複数形成されている。
【００５０】
そして、そのスリーブ３８は、上側プレート２５の貫通孔２５ａに上下動自在に挿入され、図５に示すように、その筒部３８ｂと接触部３８ｃとの間の段部３８ｅが、上側プレート２５の貫通孔２５ａのストッパ段差部２５ｂに当接することにより、スリーブ３８の上昇が規制されるように構成されている。
【００５１】
また、プランジャ３９は、上下方向の中間部に鍔部３９ａが、この鍔部３９ａより上側の上側部３９ｂ及び下側の下側部３９ｃと比べて径が大きく形成されており、その上側部３９ｂが筒部３８ｂ内に下方から挿入され、鍔部３９ａがベース部２４の貫通孔２４ａ内を摺動することにより、上下動自在に配設されている。そして、鍔部３９ａが、図５に示すように、ベース部２４のストッパ段差部２４ｂに当接することにより、そのプランジャ３９の下降が規制されるように構成されている。
【００５２】
そして、そのプランジャ３９の下側部３９ｃがベース部２４から下方に突出され、回路基板Ｐ（図示省略）に接触されて電気的に接続されるように構成されている。
【００５３】
さらにまた、コイルスプリング４０はスリーブ３８の空間部３８ａ内に配設されて、スリーブ３８を上方に、プランジャ３９を下方に向けて付勢している。
【００５４】
なお、上記各実施の形態１，２では、スリーブ２８，３８の接触部２８ｄ，３８ｃに複数の山部２８ｅ，３８ｄが形成されているものについて説明したが、これに限らず、接触部２８ｄ，３８ｃの形状は、図６の（ａ）に示すＲ形状、（ｂ）に示す円錐形状、（ｃ）に示すすり鉢形状、（ｄ）に示す谷部２８ｇ，３８ｇが形成されている形状等でも良いことは勿論である。
【００５５】
また、上記実施の形態では、ＢＧＡタイプのＩＣパッケージ２２用のＩＣソケット２１にこの発明を適用したが、これに限らず、ＬＧＡ（Land Grid Array）タイプ及びＰＧＡ（Pin Grid Array）タイプ等のＩＣパッケージ下面に端子が設けられているＩＣパッケージ並びに、ＱＦＰ（Quad Flat Package）タイプ等、ＩＣパッケージ側面から端子が形成されているＩＣパッケージ用のＩＣソケットにこの発明を適用することもできる。また、この実施の形態では、カバー２６を有するいわゆるクラムシェルタイプのＩＣソケット２１にこの発明を適用したが、これに限らず、いわゆるオープントップタイプのＩＣソケットや、電気部品を押圧するプッシャーが自動機側に設けられたものにも適用できることは勿論である。
【００５６】
【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、コンタクトピンをスリーブ，プランジャ及び弾性部材の３部品で構成することにより、部品点数を削減でき、取付工数も削減することができる。
【００５７】
また、弾性部材が挿入される空間部を有するスリーブに接触部を形成することにより、その空間部に挿入されるプランジャに接触部を形成する場合と比べ、この接触部の径を大きくできる。その結果、電気部品端子の中心部に近い所への傷付きの回避と、端子の位置ズレに対する許容範囲を大きく取ることができ、電気部品の端子の微細化に対応することができる。
【００５８】
請求項２に記載の発明によれば、上記効果に加え、プランジャをソケット本体に対して上下動自在に設けたため、弾性部材の付勢力にて、そのプランジャを回路基板に対して圧接することができることから、接触安定性を確保することができると共に、プランジャと回路基板との間へのゴミの侵入を防止できる。
【００５９】
また、電気部品の収納状態で、スリーブは下方に、プランジャは上方に向けて押し込まれることにより、弾性部材は両方から押されて圧縮されることから、それだけ反発力が大きくなるため、弾性部材を短くしても、接触安定性を確保することができる。
【００６０】
請求項３に記載の発明によれば、上記効果に加え、スリーブとプランジャとを摺動させることにより、互いに擦れ合うことで、この両者間でも導通させることができるため、この経路を、スリーブ，コイルスプリング及びプランジャの間で導通する経路に加えることで、高周波性能を向上させることができる。
【００６１】
請求項４に記載の発明によれば、上記効果に加え、スリーブの接触部の中央部を凹ませることにより、電気部品端子中心部への傷付きを一層防止できる。
【００６２】
請求項５に記載の発明によれば、上記効果に加え、スリーブの接触部に複数の尖った山部を形成することにより、その山部が端子に食い込むことにより、導通性をより向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１に係るＩＣソケットのカバーを開いた状態の断面図である。
【図２】同実施の形態１に係るＩＣソケットのカバーを閉じた状態の側面図である。
【図３】同実施の形態１に係るコンタクトピン配設状態を示す断面図である。
【図４】同実施の形態１に係るコンタクトピンの斜視図である。
【図５】この発明の実施の形態２に係るコンタクトピン配設状態を示す断面図である。
【図６】この発明の実施の形態１，２に係るコンタクトピン接触部の変形例を示す斜視図である。
【図７】従来のＩＣソケットを示す断面図である。
【図８】従来のコンタクトピンの断面図である。
【符号の説明】
21  ＩＣソケット
22  ＩＣパッケージ（電気部品用ソケット）
22b 半田ボール（端子）
23  ソケット本体
24  ベース部
25  上側プレート
27,37 コンタクトピン
28,38 スリーブ
28a,38a 空間部
28b,38b 筒部
28d,38c 接触部
28e,38d 山部
28f 中央部
29,39 プランジャ
30,40 コイルスプリング（弾性部材）
Ｐ  回路基板
【図１】
0003742742.tif 000002
【図２】
0003742742.tif 000003
【図３】
0003742742.tif 000004
【図４】
0003742742.tif 000005
【図５】
0003742742.tif 000006
【図６】
0003742742.tif 000007
【図７】
0003742742.tif 000008
【図８】
0003742742.tif 000009