JP2012181948A

JP2012181948A - コンタクトピン及び電気部品用ソケット

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Publication number: JP2012181948A
Application number: JP2011042438A
Authority: JP
Inventors: Ryuichi Kaneko; 龍一金子
Original assignee: Enplas Corp
Current assignee: Enplas Corp
Priority date: 2011-02-28
Filing date: 2011-02-28
Publication date: 2012-09-20
Anticipated expiration: 2031-02-28
Also published as: JP5698030B2

Abstract

【課題】成形が容易で、且つ抵抗値を安定させることができるコンタクトピン及び電気部品用ソケットを提供。
【解決手段】一端側に配置される配線基板Ｐと、他端側に配置されるＩＣパッケージ１２とを電気的に接続するコンタクトピン１８において、配線基板Ｐに接触される第１の接触部材２３とＩＣパッケージ１２に接触される第２の接触部材２４と第１の接触部材２３及び前記第２の接触部材２４を離間する方向に付勢する導電材料からなるコイルスプリング２５とを有し、第１の接触部材２３はプレス打抜き成形により形成されコイルスプリング２５に挿入される挿入棒部２３ａと配線基板Ｐに接触される接触部２３ｂと、挿入棒部２３ａの基端部に形成されてコイルスプリング２５の端部に当接する段差部２３ｃとを有し、段差部２３ｃは第１の接触部材２３の軸心Ｏを中心とする一方側２３ｄと他方側２３ｅの位置が軸心Ｏ方向において異なる位置に形成されている。
【選択図】図１

Description

この発明は、第１の電気部品と第２の電気部品とを電気的に接続するコンタクトピン及び、これらコンタクトピンを備え、配線基板上に配設され、半導体装置（以下「ＩＣパッケージ」という）等の電気部品の試験等を行うため、この電気部品を収容する電気部品用ソケットに関するものである。

従来からこの種の「電気部品用ソケット」としては、「電気部品」であるＩＣパッケージ１を着脱自在に収容するＩＣソケット２がある（図８参照）。図８にはＩＣソケット２の一部を示す。

そのＩＣパッケージ１としては、例えば方形状のパッケージ本体１ａを有し、このパッケージ本体１ａに球状端子１ｂが突出して設けられている。

一方、そのＩＣソケット２は、配線基板Ｐ上に配設されるソケット本体３を有し、このソケット本体３には、ＩＣパッケージ球状端子１ｂ及び配線基板Ｐを電気的に接続する複数のコンタクトピン４が設けられたコンタクトピンユニット５が設けられている。

そのコンタクトピン４は、配線基板Ｐに接触される導電材料からなる第１の接触部材７と、ＩＣパッケージ球状端子１ｂに接触される導電材料からなる第２の接触部材８と、これら第１の接触部材７及び第２の接触部材８を離間する方向に付勢する導電材料からなるコイルスプリング９とを有している。

この第１の接触部材７は、コイルスプリング９に挿入される挿入棒部７ａと、配線基板Ｐに接触される接触部７ｂと、挿入棒部７ａの基端部に形成されて、コイルスプリング９の端部を支持（当接）する段差部７ｃとを有している。

そして、このソケット本体３にフローティングプレート６が図示省略のスプリングにより上方に付勢された状態で上下動自在に配設され、このフローティングプレート６上にＩＣパッケージ１が収容されるようになっている。

このＩＣソケット２を配線基板Ｐ上に配設して使用する場合には、ＩＣパッケージ１をフローティングプレート６上に収容し、このＩＣパッケージ１を上方から押圧することにより、図８（ｂ）に示すように、フローティングプレート６を下降させる。

すると、コンタクトピン８の第２の接触部材８がＩＣパッケージ１の球状端子１ｂに圧接され、コイルスプリング９が圧縮され、コンタクトピン８の第１の接触部材８が配線基板Ｐに圧接されることとなる。

この際には、コイルスプリング９が圧縮されることにより、図中横方向に座屈して（撓んで）、このコイルスプリング９が第１の接触部材７の挿入棒部７ａに接触される。

これにより、電流は、ＩＣパッケージ球状端子１ｂ、第２の接触部材８、コイルスプリング９の上端部からコイルスプリング９と第１の接触部材７の挿入棒部７ａとの接触部位（短絡部位）までの間のコイルスプリング９、第１接触部材８の挿入棒部７ａの接触部位（短絡部位）から第１接触部材８の下端部、配線基板Ｐの間で流れることとなる。

この状態で、配線基板Ｐ側からコンタクトピン４を介してＩＣパッケージ１に電流が流され、バーンイン試験等が行われるようになっている。

なお、この種のものとしては、例えば特許文献１に記載されたようなものがある。

特開２００５−２２２９１２号公報。

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４の挿入棒部７ａを有する第１の接触部材７が、径が０．数ミリと極めて細いものであり、切削加工では製作が非常に難しいものであり、コストアップを招いていた。また、第１の接触部材７の挿入棒部７ａとコイルスプリング９との座屈による接触部位（短絡部位）は、コイルスプリング９の座屈（撓み）の仕方次第であり、この座屈の仕方は、動作毎に異なることから、短絡位置がばらつくため、抵抗値が不安定になる恐れがあった。

そこで、この発明は、成形が容易で、且つ、抵抗値を安定させることができるコンタクトピン及び電気部品用ソケットを提供することを課題としている。

かかる課題を達成するために、この発明は、一端側に配置される第１の電気部品と、他端側に配置される第２の電気部品とを電気的に接続するコンタクトピンにおいて、前記第１の電気部品に接触される導電材料からなる第１の接触部材と、前記第２の電気部品に接触される導電材料からなる第２の接触部材と、前記第１の接触部材及び前記第２の接触部材を離間する方向に付勢する導電材料からなるコイルスプリングとを有し、前記第１の接触部材は、プレス打抜き成形により形成され、前記コイルスプリングに挿入される挿入棒部と、前記第１の電気部品に接触される接触部と、前記挿入棒部の基端部に形成されて、前記コイルスプリングの端部の当接する段差部とを有し、該段差部は、前記第１の接触部材の軸心を中心とする一方側と他方側の位置が、軸心方向において異なる位置に形成されているコンタクトピンとしたことを特徴とする。

他の特徴は、前記挿入棒部は、四角形の断面形状の各角部がＲ形状に形成されていることにある。

他の特徴は、前記挿入棒部は、前記軸心に対して傾斜して形成されていることにある。

他の特徴は、前記挿入棒部は、先端側の幅が基端側の幅より広く形成されていることにある。

他の特徴は、前記第１の電気部品である配線基板上に配設され、前記第２の電気部品が収容されるソケット本体に、請求項１乃至４の何れか一つに記載のコンタクトピンが複数配設された電気部品用ソケットとしたことを特徴とする。

この発明によれば、第１の接触部材の段差部の一方側と他方側との位置を変えることにより、コイルスプリングの座屈位置を常に一定にできるため、導通経路を一定に出来ることから、抵抗値を安定させることができる。

また、このコンタクトピンの第１の接触部材は、プレス加工により形成されているため、従来の切削加工により成形するようなものと比較しても、容易に成形できる。しかも、段差部の位置の違う一方側及び他方側を形成する場合でも、プレス加工であるため、切削加工等と比較して容易に成形できる。

他の特徴によれば、第１の接触部材の挿入棒部の各角部をＲ形状に形成することにより、コイルスプリングの内周円より僅かに小さい円形に近づけることができる。

この発明の実施の形態に係るＩＣソケットの一部断面図で、（ａ）は配線基板への取付前の状態を示す図、（ｂ）は配線基板への取付後でＩＣパッケージを下方へ押圧した状態を示す図である。同実施の形態に係るコンタクトピンの第１の接触部材を示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図、（ｃ）は底面図である。同実施の形態に係るコンタクトピンの第１の接触部材の側面図である。同実施の形態に係るコンタクトピンの第１の接触部材の挿入棒部の角部をＲ形状に形成する状態を示す図である。同実施の形態に係るコンタクトピンの第１の接触部材の変形例を示す正面図である。同実施の形態に係るコンタクトピンの第１の接触部材の他の変形例を示す正面図である。同実施の形態に係るコンタクトピンの第１の接触部材の更に他の変形例を示す正面図である。従来例を示す図で、（ａ）は図１の（ａ）に相当する断面図、（ｂ）は図１の（ｂ）に相当する断面図である。

以下、この発明の実施の形態について説明する。

図１乃至図４には、この発明の実施の形態を示す。

まず構成を説明すると、図１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、「第１の電気部品」である配線基板Ｐ上に配設されるようになっており、「第２の電気部品」であるＩＣパッケージ１２等のバーンイン試験等を行うために、このＩＣパッケージ１２の「端子」としての球状端子１２ｂとその配線基板Ｐとの電気的接続を図るものである。

このＩＣパッケージ１２は、図１に示すように、平面視で方形状のパッケージ本体１２ａを有し、このパッケージ本体１２ａの下面に「端子」としての球状端子１２ｂがマトリックス状に複数突出して形成されている。

一方、ＩＣソケット１１は、図１等に示すように、配線基板Ｐ上に固定され、ＩＣパッケージ１２が収容されるソケット本体１４と、このソケット本体１４に開閉自在に設けられ、ＩＣパッケージ１２を押圧する図示省略のカバー部材と、このカバー部材の閉状態でロックする図示省略のロック機構とを有している。

より詳しくは、そのソケット本体１４は、複数のコンタクトピン１８が配設された合成樹脂製で絶縁性を有するコンタクトピンユニット１５と、このコンタクトピンユニット１５の上側に配設されてＩＣパッケージ１２が収容されるフローティングプレート１６とを有している。

そのコンタクトピンユニット１５は、下側から順に第１プレート１９，第２プレート２０，第３プレート２１及び第４プレート２２が配設されて構成され、これら各プレート１９乃至２２には、それぞれコンタクトピン１８が収容される貫通孔１９ａ乃至２２ａが形成されている。

この第１プレート１９及び第４プレート２２の貫通孔１９ａ及び貫通孔２２ａの径より、第２プレート２０及び第３プレート２１の貫通孔２０ａ及び貫通孔２１ａの径の方が小さく形成され、収容されたコンタクトピン１８が抜け出さないようになっている。

また、コンタクトピン１８は、図１等に示すように、一端側に配置される「第１の電気部品」である配線基板Ｐと、他端側に配置される「第２の電気部品」であるＩＣパッケージ１２とを電気的に接続するようになっている。

このコンタクトピン１８は、その配線基板Ｐに接触される導電材料からなる第１の接触部材２３と、ＩＣパッケージ１２に接触される導電材料からなる第２の接触部材２４と、第１の接触部材２３及び第２の接触部材２４を離間する方向に付勢する導電材料からなるコイルスプリング２５とを有している。

その第１の接触部材２３は、プレス打抜き加工により形成され、コイルスプリング２５に挿入される挿入棒部２３ａと、配線基板Ｐに接触される接触部２３ｂと、挿入棒部２３の基端部（挿入棒部２３と接触部２３ｂとの間に）に形成されて、コイルスプリング２５の一端部に当接する段差部２３ｃとを有している。

その段差部２３ｃは、図２等に示すように、第１の接触部材２３の軸心Ｏを中心とする一方側２３ｄと他方側２３ｅの位置が、軸心Ｏ方向において異なる位置に形成、ここでは、一方側２３ｄより他方側２３ｅの位置の方が高くなっている。

この第１の接触部材２３の挿入棒部２３ａは、プレス打抜き成形により形成されているため、このままでは、断面が四角形を呈しているが、図４の拡大図で示すように、型２６にて各角部２３ｆを叩くことにより、四角形の断面形状の各角部２３ｆがＲ形状に形成されている。これにより、挿入棒部２３ａは、コイルスプリング２５の内周面と僅かな間隙を持って配設されるようになっている。勿論、第１の接触部材２３の接触部２３ｂや段差部２３ｃの各角部もＲ形状に形成されている。

その第１の接触部材２３の段差部２３ｃは、第２プレート２０の貫通孔２０ａ内に配設され、接触部２３ｂは、第１プレート１９の貫通孔１９ａに挿通されている。

また、第２の接触部材２４は、切削加工により形成され、下部側に形成された大径部２４ａと、この大径部２４ａより小径で、上方に延長された接触部２４ｂとから構成されている。

この第２の接触部材２４は、大径部２４ａが第３プレート２１の大径の貫通孔２１ａ内に配設され、接触部２４ｂが第４プレート２２の貫通孔２２ａ及びフローティングプレート１６の貫通孔１６ａに挿通され、上端部２４ｃがＩＣパッケージ１２の球状端子１２ｂに接触されて電気的に接続されるようになっている。

そして、コイルスプリング２５は、導電性の金属材料から構成され、第２，第３プレート２０，２１内で、第１の接触部材２３の段差部２３ｃと、第２の接触部材２４の大径部２４ａとの間に介在している。

次に、かかるＩＣソケット１１の使用方法について説明する。

まず、ＩＣソケット１１の、配線基板Ｐへの配設前の状態（例えば、搬送時等）では、図１（ａ）に示すように、第１の接触部材２３がコイルスプリング２５により付勢されて、この第１の接触部材２３の接触部２３ｂが下方に突出している。

この状態から、ＩＣソケット１１が配線基板Ｐ上に配置されると、図１（ｂ）に示すように、第１の接触部材２３の接触部２３ｂが配線基板Ｐに当接して、コイルスプリング２５の付勢力により上方に押し上げられる。

そして、ＩＣパッケージ１２がフローティングプレート１６上に収容された状態で、自動機等により図示省略のスプリングの付勢力により下方に押し下げられると、ＩＣパッケージ１２の球状端子１２ｂが第２の接触部材２４の接触部２４ｂの上端部２４ｃに当接して、フローティングプレート１６が第４プレート２２上に当接すると共に、第２の接触部材２４がコイルスプリング２５の付勢力に抗して下方に押し下げられる。

これにより、コンタクトピン１８を介してＩＣパッケージ１２と配線基板Ｐとが電気的に接続され、ＩＣパッケージ１２のバーンイン試験等が行われることとなる。

このコンタクトピン１８を用いた電気的な接続時には、図１（ｂ）に示すように、コンタクトピン１８の一方側２３ｄと他方側２３ｅとの高さが異なり斜めになっていることから、コイルスプリング２５は、常に図１（ｂ）中左方向に座屈することとなる。

これにより、第１の接触部材２３の挿入棒部２３ａの先端側（上端側）は、コイルスプリング２５の図１（ｂ）中右側の内周面に接触して電気的に接続される。これで、ＩＣパッケージ１２から配線基板Ｐまでの電気の導通経路は、ＩＣパッケージ球状端子１２ｂ、第２の接触部材２４、コイルスプリング２５の上端部からコイルスプリング２５と第１の接触部材２４の挿入棒部２３ａの上端部との接触部位（短絡部位S）までの間のコイルスプリング２５、第１の接触部材２３のその接触部位（短絡部位S）から第１の接触部材２３の接触部２３ｂ、配線基板Ｐの間で電流が流れることとなる。

このようなものにあっては、第１の接触部材２３の段差部２３ｃの一方側２３ｄと他方側２３ｅとの高さを変えることにより、コイルスプリング２５の座屈位置を常に一定にできるため、導通経路を一定に出来ることから、抵抗値を安定させることができる。

また、このコンタクトピン４の第１の接触部材２３は、プレス加工により形成されているため、従来の切削加工により成形するようなものと比較しても、容易に成形できる。しかも、段差部２３ｃの高さの違う一方側２３ｄ及び他方側２３ｅを形成する場合でも、プレス加工であるため、切削加工等と比較して容易に成形できる。

さらに、この第１の接触部材２３の挿入棒部２３ａの角部２３ｆを、コイルスプリング２５の内径に略等しい曲率のＲ形状に形成することにより、コイルスプリング２５の内周円より僅かに小さい円形に近づけることができる。
［変形例］

図５乃至図７には、それぞれこの実施の形態の異なる変形例を示す。

図５に示す変形例は、第１の接触部材２３の挿入棒部２３ａが図中軸心Ｏに対して右側に傾斜している。このため、コイルスプリング２５が座屈したときに、その挿入棒部２３ａの先端部がよりコイルスプリング２５に接触し易くなる。

図６に示す変形例は、第１の接触部材２３の挿入棒部２３ａが、先端側に向かうほど幅が徐々に広くなり、先端側の幅が基端側の幅より広く形成されている。このため、コイルスプリング２５が座屈したときに、その挿入棒部２３ａの先端部がよりコイルスプリング２５に接触し易くなり、抵抗値を安定させることができる。

図７に示す変形例は、第１の接触部材２３の挿入棒部２３ａの先端側の幅が基端側の幅より急に広くなっている。このため、コイルスプリング２５が座屈したときに、その挿入棒部２３ａの先端部がよりコイルスプリング２５に接触し易くなり、抵抗値を安定させることができる。

これら変形例の他の構成は、上記実施の形態と同様であるので、重複した説明を省略する。

なお、上記実施の形態では、この発明のコンタクトピン１８をＩＣソケット１１に適用したが、これに限らず、他の装置にも適用することができる。また、「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、上記実施の形態では、第１の接触部材２３がプレス加工により形成されているが、これに限らず、第２の接触部材２４をもプレス加工しても良いことは勿論である。

11 ＩＣソケット（電気部品用ソケット）
12 ＩＣパッケージ（電気部品）
12b 球状端子（端子）
14 ソケット本体
15 コンタクトピンユニット
16 フローティングプレート
18 コンタクトピン
23 第１の接触部材
23a 挿入棒部
23b 接触部
23c 段差部
23d 一方側
23e 他方側
23f 角部
24 第２の接触部材
25 コイルスプリング
P 配線基板

Claims

一端側に配置される第１の電気部品と、他端側に配置される第２の電気部品とを電気的に接続するコンタクトピンにおいて、
前記第１の電気部品に接触される導電材料からなる第１の接触部材と、
前記第２の電気部品に接触される導電材料からなる第２の接触部材と、
前記第１の接触部材及び前記第２の接触部材を離間する方向に付勢する導電材料からなるコイルスプリングとを有し、
前記第１の接触部材は、プレス打抜き成形により形成され、前記コイルスプリングに挿入される挿入棒部と、前記第１の電気部品に接触される接触部と、前記挿入棒部の基端部に形成されて、前記コイルスプリングの端部の当接する段差部とを有し、
該段差部は、前記第１の接触部材の軸心を中心とする一方側と他方側の位置が、軸心方向において異なる位置に形成されていることを特徴とするコンタクトピン。
前記挿入棒部は、四角形の断面形状の各角部がＲ形状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のコンタクトピン。
前記挿入棒部は、前記軸心に対して傾斜して形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のコンタクトピン。
前記挿入棒部は、先端側の幅が基端側の幅より広く形成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一つに記載のコンタクトピン。
前記第１の電気部品である配線基板上に配設され、前記第２の電気部品が収容されるソケット本体に、請求項１乃至４の何れか一つに記載のコンタクトピンが複数配設されたことを特徴とする電気部品用ソケット。