JP4025323B2 - 半導体装置用ソケット - Google Patents

Description

本発明は、半導体装置用ソケットに関し、より詳細には、蓋の開閉を容易にできるようにした半導体装置用ソケットに関する。

ＩＣパッケージのバーンイン試験などのスクリーニングに使用される半導体装置用ソケットとしては、オープントップタイプのものやクラムシェルタイプのものが知られている。

クラムシェルタイプの半導体装置用ソケットは、主として手動によりＩＣパッケージを装着するように構成されている。より詳細には、半導体装置用ソケットにＩＣパッケージを装着するに際し、蓋を手で閉めると同時に該蓋に設けられているパッケージ押さえを介して所定箇所に載置されているＩＣパッケージを押し下げ、ＩＣパッケージの外部接点と対応するコンタクトとを所定の接圧で接続させる構造を有している。

近年、ＩＣパッケージの機能向上に伴って、ＩＣパッケージの外部接点の数が増大し、したがって、これに接続されるコンタクトの数も多くなってきている。その結果、クラムシェルタイプの半導体装置用ソケットにおいても、蓋を閉めるに際し、多数のコンタクトの弾性力に抗しＩＣパッケージを押し下げるにはかなりの押圧力が必要となる。

そこで、クラムシェルタイプの半導体装置用ソケットにおいては、この押圧力を小さくするとともに、操作性を容易にすべく、梃子の原理を利用した半導体装置用ソケットが提案されている（例えば、特許文献１等参照）。

従来の半導体装置用ソケットについて、図８ないし１１を用いて簡単に説明する。

図８ないし１１は、いずれも従来の半導体装置用ソケットの側面図であり、図の番号順に装着されているＩＣパッケージが半導体装置用ソケットから取り外されていく状態を示している。

図８ないし１１に示されるように、半導体装置用ソケット１１０は、概ね、ソケット本体１２０、蓋体１３０、梃子部材１４０、コンタクト１５０、及び台座１６０を備えている。

ソケット本体１２０は、前方（図８において左側を指す。以下同様）において、後述する梃子部材１４０のレバー１４１の前方に設けられている係合部１４２が係合するように、係止ピン１２２が左右（図８において紙面と垂直方向を指す。以下同様）両側部から突出形成され、後方（図８において右側を指す。以下同様）において、軸１２５を介して蓋体１３０を回動自在に支持するように構成されている。

蓋体１３０は、図８において下向きに開口している略箱状に、すなわち、ソケット本体１２０の上面を覆ういわゆる蓋状に形成されている。蓋体１３０は、後方において、上記したように、軸１２５を介してソケット本体１２０に回動自在に支持されるとともに、バネ部材１２６により蓋体１３０が開く方向（図８において時計回りの方向）に付勢されている。また、蓋体１３０は、自由端である前方において、後述する梃子部材１４０のレバー１４１を、軸１３５を介して回動自在に支持している。また、蓋体１３０の略中央部に、図８において下向きにパッケージ押さえ１３１が設けられている。

梃子部材１４０は、蓋体１３０の上面を覆う天板部１４４、該天板部１４４左右両側部から下方に延び、蓋体１３０の左右両側部を覆うとともに、該蓋体１３０の自由端左右両側部に軸１３５を介して回動自在に支持されている一対のレバー１４１、該一対のレバー１４１の前方から略Ｌ字形に延びる一対の係合部１４２、及びソケット本体１２０の対応する係止部に係止されるラッチ１４３を含んでいる。ラッチ１４３は、梃子部材１４０の自由端である後方において、軸１４５を介して梃子部材１４０に対して回動自在に取り付けられるとともに、バネ部材１４６によりソケット本体１２０に係止する方向（図８において時計回りの方向）に付勢されている。

複数のコンタクト１５０が、装着されるＩＣパッケージ１７０の外部端子に対応して配置され、ソケット本体１２０に固定支持されている。コンタクト１５０それぞれは、ＩＣパッケージ１７０の外部端子と接触する接点部１５１、該接点部１５１を上下動可能に支持する弾性部１５２、ソケット本体１２０に固定支持される固定部１５３、テストボード（不図示）の外部接点に接触する端子部１５４を含んでいる。

台座１６０は、ソケット本体１２０に対し上下動自在に支持され、ＩＣパッケージ１７０が載置される。該台座１６０には、複数のコンタクト１５０の接点部がその下方部にそれぞれ臨んでいる複数の貫通孔が形成されている。ＩＣパッケージ装着時、台座１６０が押し下げられると、コンタクト１５０の接点部１５１は、該貫通孔を通り抜け、ＩＣパッケージ１７０の外部接点と接触する。

以上の構成を備える半導体装置用ソケット１１０において、装着されているＩＣパッケージの取り外しは、以下のように実行される。

図８は、ＩＣパッケージ１７０が装着されている状態を示している。この状態から、先ずラッチ１４３をバネ部材１４６に抗して反時計方向に回動させて、ソケット本体１２０との係止を解除する（図９参照）。次に、梃子部材１４０を軸１３５周りに反時計方向に回動させて、梃子部材１４０の係合部１４２をソケット本体１２０の係止ピン１２２との係合から解除する（図１０参照）。係合部１４２と係止ピン１２２との係合が完全に解除されたとき、梃子部材１４０を引っ張り上げるようにしながら、蓋体１３０を時計方向に回動させる。これにより、台座１６０が上昇し、また、コンタクト１５０の接点部１５１が台座１６０の貫通孔下方部に位置することになり、台座１６０上のＩＣパッケージ１７０は、容易に取り除くことができる（図１１参照）。

なお、半導体装置用ソケット１１０へのＩＣパッケージ１７０の装着は、この逆の操作を行えばよい。すなわち、先ず、図１１に示されるように、蓋体１３０が開けられた状態にある半導体装置用ソケット１１０の台座１６０上にＩＣパッケージ１７０を載置する。続いて、図１０に示されるように、蓋体１３０を梃子部材１４０とともに閉じる。このとき、蓋体１３０は、ソケット本体１２０に対して完全に閉じられた状態となっていない。次に、梃子部材１４０の係合部１４２をソケット本体１２０の係止ピン１２２に引っ掛けるとともに、梃子部材１４０のレバー１４１を軸１３５周りに時計方向に回動させる（図９参照）。このとき梃子の原理で、梃子部材１４０は格別の力を要することなく時計方向に回動できる。図８に示されるように、梃子部材１４０がいっぱいに回動されると、ラッチ１４３がソケット本体１２０の対応する係止部に係合する。これにより、蓋体１３０がソケット本体１２０に対して完全に閉じられた状態となる。

実開昭５９−１３５６９９号公報

上記したように、従来の半導体装置用ソケットにおいては、ＩＣパッケージ１７０装着時は、蓋体１３０を完全に閉じるとともに、台座１６０上にあるＩＣパッケージ１７０をコンタクト１５０に所定の接圧で接触させるべくパッケージ押さえ１３１を介して押し下げるには、梃子部材１４０を回動操作することにより行なわれる。そして、回動する梃子部材１４０の一連の動きの中で、バネ１４６により時計方向に付勢されているラッチ１４３が、ソケット本体１２０の係止部に係合することで操作が円滑に行なわれる。

しかしながら、ＩＣパッケージ１７０を取り外す場合、上記したように、先ず、ラッチ１４３をソケット本体１２０の係止部から取り外す動作が入る。このため、装着時と比べて、操作工程が増えるとともに、バネ１４６に抗してラッチ１４３の係合を解除するにはある程度の器用さを必要とする。したがって、ＩＣパッケージ１７０の交換などにおいて作業時間を増大させることとなる。

本発明の目的は、上記問題点に鑑み、小さな操作力による蓋体の容易な開閉を可能とするとともに、作業性に優れた半導体装置用ソケットを提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明に係る半導体装置用ソケットは、ソケット本体と、ソケット本体の後方に回動自在に取り付けられている蓋体と、ソケット本体の前方に回動自在に取り付けられ、蓋体が閉じられたとき蓋体に係合するラッチと、蓋体の前方に回動可能に取り付けられている梃子部材とを備え、梃子部材は、ラッチに当接可能なラッチ押圧部、及びソケット本体の前方の左右両側部に設けられている係止部に係合する一対の係合部を有する一対のレバーを含むことを特徴とし、梃子部材のレバーの係合部をソケット本体の係止部との係合から解除すべく梃子部材を回動するとき、ラッチ押圧部がラッチに当接し、該ラッチが蓋体との係合から解除されるものである。

また、蓋体と梃子部材との間には、梃子部材が蓋体に対して常に閉じる方向に付勢するバネ部材が配置されていることが好ましく、さらに、ラッチは、バネ部材により蓋体に対して常に係合する方向に付勢されていることが好ましい。

また、ソケット本体の係止部は、ラッチをソケット本体に回動可能に支持している軸の両端部であってもよい。

蓋体前方に回動自在に取り付けられている梃子部材のレバーの梃子の原理を利用した回動動作により、蓋体は、コンタクトの反力が大きくても小さい操作力で蓋体を容易に閉じることができる。

また、梃子部材に回動動作に伴って、その前方に設けられているラッチ押圧部がラッチに当接し、さらに該ラッチを押すことにより、ラッチと蓋体との係合を解除するので、一連の動作で円滑に蓋体を開けることができる。

以下、図面を参照して本発明の実施例に付き説明する。

図１、２は、本発明の実施例に係る半導体装置用ソケットの上面図であり、図１は、蓋体が開いている状態、図２は、蓋体が閉じている状態を示す。図３ないし図６は、半導体装置用ソケットにＩＣパッケージを装着する動作を説明するための図であり、図番順にＩＣパッケージが装着されていく。図７は、半導体装置用ソケットからＩＣパッケージを取り外す時の動作を説明するための図である。

最初に、図１ないし３及び６を用いて半導体装置用ソケットの構造について説明する。

半導体装置用ソケット１０は、概ね、ソケット本体２０、蓋体３０、梃子部材４０、コンタクト５０、及び台座６０を備えている。

ソケット本体２０の前方（図１において左側を指す。以下同様）においては、係止軸２２が、ソケット本体２０に固定され、該係止軸２２は、ソケット本体２０を貫通して左右（図１において上下方向を指す。以下同様）両側部から突出し、係止部２２ａを形成している。係止軸２２の左右両側部から突出している一対の係止部２２ａには、後述する梃子部材４０のレバー４１の前方に設けられている係合部４２が係合する。また、該係止軸２２の中央部には、ソケット本体２０に形成されている凹部２７に配置されるラッチ２１が回動自在に支持される。該ラッチ２１は、後述する蓋体３０の係合段部３２ａに係合する係合ヘッド２１ａを有するとともに、バネ部材としてのネジリコイルバネ２３により図３で時計方向に付勢されている。さらに、係合ヘッド２１ａは、後方に向けて傾斜面２１ｂを有する。

ソケット本体２０の後方（図１において右側を指す。以下同様）においては、軸２５を介して蓋体３０が回動自在に支持されている。

蓋体３０は、図２に示されるように、閉じられたときソケット本体２０の上面全体を覆う、下向きに開口した箱状の蓋として形成されている。

蓋体３０は、後方において、上記したように、軸２５を介してソケット本体２０に回動自在に支持されるとともに、バネ部材としてのネジリコイルバネ２６により蓋体３０が開く方向（図３ないし６において時計回りの方向）に付勢されている。

蓋体３０は、自由端である前方端中央において、ソケット本体２０の凹部２７に対応して同様の形状の凹部３２が形成されている。該凹部３２には、ソケット本体２０の凹部２７に設けられているラッチ２１の係合ヘッド２１ａが係合する係合段部３２ａが形成されている。このような構成により、図２及び６に示されるように、蓋体３０が閉じられたとき、ソケット本体２０、蓋体３０及びラッチ２１とで形成される半導体装置用ソケット１０の前方縁は面一となる。

蓋体３０の前方においては、後述する梃子部材４０のレバー４１を、軸３５を介して回動自在に支持している。さらに、図２に明示されるように、蓋体３０には、軸３５の若干後方であって左右両側部近傍に形成された一対の孔３６内にバネ部材としてのコイルバネ３７が収容されている。図３ないし６に示されるように、コイルバネ３７の一端は、蓋体３０に揺動自在に取り付けられ、他端は、後述する梃子部材４０に固定されている。該コイルバネ３７は、梃子部材４０を軸３５周りに時計方向に付勢している。

また、蓋体３０の略中央部には、図１などに示されるように、パッケージ押さえ３１が設けられている。該パッケージ押さえ３１は、蓋体３０に対して揺動自在に取り付けられていることが好ましい。パッケージ押さえ３１をこのように構成することにより、ＩＣパッケージ７０装着時、該ＩＣパッケージ７０をコンタクト５０に抗して均一に押し下げることができる。しかしながら、パッケージ押さえ３１は、この構成に制限されるものではなく、蓋体３０に固定されていてもよいし、あるいは蓋体３０と一体に形成されていてもよい。

梃子部材４０は、蓋体３０の上面を覆う天板部４４、該天板部４４左右両側部から下方（図２において、紙面と垂直方向）に延び、蓋体３０の左右両側部を覆うとともに、該蓋体３０の自由端左右両側部に軸３５を介して回動自在に支持されている略Ｌ字形の一対のレバー４１、及び該一対のレバー４１の前方から延びる一対の係合部４２を含んでいる。

梃子部材４０の天板部４４前方には、ラッチ２１の係合ヘッド２１ａに対応して天板部４４から若干上方に位置し、且つ天板部４４の前縁４４ａから前方に突出するように、ラッチ押圧部４７が形成されている。また、該ラッチ押圧部４７は、図６に示されるように、蓋体３０が閉じられているときラッチ押圧部４７先端がラッチ２１の係合ヘッド２１ａとは離れて位置するように形成される。

また、略Ｌ字形のレバー４１は、図３ないし６に示されるように、長片４１ａと短片４１ｂが略直角に交差する角部で軸３５に軸支される。このように構成することにより、梃子部材４０を、それによって蓋体３０を、図６に示されるようにコンタクト５０の反力に抗して閉じるには、長片４１ａの長さｘと短片４１ｂの長さｙとの比を（ｘ／ｙ）とすると、該蓋体３０を直接閉じる力に（ｙ／ｘ）を乗じた力が必要とされることになる。したがって、長片４１ａと短片４１ｂとの長さを適宜調整することにより、蓋体３０を閉じる力を十分に小さくすることができる。

複数のコンタクト５０が、装着されるＩＣパッケージ７０の外部端子に対応して配置され、ソケット本体２０底部に固定支持されている。コンタクト５０それぞれの構造は、図６に明示するように、ＩＣパッケージ７０の外部端子と接触する接点部５１、該接点部５１を上下動可能に支持する弾性部５２、ソケット本体２０の底部に固定支持される固定部５３、テストボード（不図示）の外部接点に接触する端子部５４を含んでいる。なお、コンタクト５０の構造は、本実施例に限定されるものではなく、接点部５１が弾性的に上下動する構造であればどのようなものであってもよい。

台座６０は、従来例と同様、ソケット本体２０に対し上下動自在に支持され、ＩＣパッケージ７０が載置される。該台座６０は、コイルバネ（不図示）などにより上方に付勢されている。また、台座６０には、複数のコンタクト５０の接点部がその下方部にそれぞれ臨んでいる複数の貫通孔６１が形成されている。ＩＣパッケージ７０の装着時、台座６０が押し下げられると、コンタクト５０の接点部５１は、該貫通孔６１を通り抜け、ＩＣパッケージ７０の外部接点と接触する。なお、６２は、台座６０の四隅に設けられている、位置決め部材である。位置決め部材６２は、載置されるＩＣパッケージ７０を所定の位置、すなわち、ＩＣパッケージ７０の外部接点と貫通孔６１が対応する位置、に案内する。

以上の構成を備える本発明に係るＩＣソケット１０において、ＩＣパッケージ７０の装着及び取り外しは、以下のように実行される。

図３ないし６には、ＩＣパッケージ７０を半導体装置用ソケット１０に装着する動作工程が示されている。

図３は、ソケット本体２０に対して蓋体３０が開けられている状態を示している。このとき、梃子部材４０は、コイルバネ３７の付勢力により、図３に示されるように、蓋体３０に対して閉じた状態にあり、ラッチ２１は、ネジリコイルバネ２３の時計方向への付勢力により、直立している。また、台座６０は、上昇した状態にある。この状態において、台座６０上にＩＣパッケージ７０を載置する。ＩＣパッケージ７０は、位置決め部材６２に案内され、台座６０の所定位置に配置される。

ＩＣパッケージ７０が台座６０上に載置されると、図４に示されるように、梃子部材４０のレバー４１をコイルバネ３７に抗して軸３５周りに反時計方向に回転させ、該梃子部材４０を蓋体３０から若干開く。梃子部材４０が若干開かれるとともに、蓋体３０をネジリコイルバネ２６に抗して軸２５周りに反時計方向に回転させ、蓋体３０をソケット本体２０に対して閉じる。

さらに、図５に示されるように、梃子部材４０の係合部４２がソケット本体２０の係止部２２ａに係合するようになるまで蓋体３０は閉じられる。この動作中に、ラッチ２１の係合ヘッド２１ａは、蓋体３０の凹部３２に当接し、それにより、ラッチ２１は、ネジリコイルバネ２３に抗して反時計方向に回転させられる。

梃子部材４０の一対の係合部４２がソケット本体２０の対応する一対の係止部２２ａに係合したとき、梃子部材４０のレバー４１は軸３５周りに時計方向に回転させられる。

この梃子の原理を利用した操作により、蓋体３０は、図６に示されるように、パッケージ押さえ３１、ＩＣパッケージ７０を介してコンタクト５０の反力を受けるが、ソケット本体２０に対して、容易に完全に閉じることができる。この動作中、ＩＣパッケージ７０は、台座６０とともにパッケージ押さえ３１を介して押し下げられ、ＩＣパッケージ７０の外部接点が、貫通孔６１を通って相対的に上昇してくるコンタクト５０の接点部５１と接触する。蓋体３０が完全に閉じられたとき、ＩＣパッケージ７０及び台座６０はさらに押し下げられ、ＩＣパッケージ７０の外部接点とコンタクト５０の接点部とは所望の接圧で電気的に接触する。

蓋体３０が、ソケット本体２０に対して完全に閉じられると、梃子部材４０も蓋体３０に対して完全に閉じられた状態となり、ラッチ２１の係合ヘッド２１ａがネジリコイルバネ２３の付勢力により、蓋体３０の凹部３２に形成されている係合段部３２ａに自動的に係合し、蓋体３０を閉じた状態に維持する。

以上の連続動作により、ＩＣパッケージ７０の半導体装置用ソケット１０への装着が完了する。

次に、ＩＣパッケージ７０を半導体装置用ソケット１０から取り外す動作について、図７を用いて説明する。

基本的には、ＩＣパッケージ７０を半導体装置用ソケット１０から取り外すには、図３ないし６の順序を逆にさかのぼって動作を行えばよい。

図７にＩＣソケット１０からのＩＣパッケージ７０の取り外し時における本発明の特徴を示す動作が示されている。図７に示されるように、本発明においては、図６の装着状態から、梃子部材４０を軸３５周りに単に反時計方向に回動させるだけで、ラッチ２１と蓋体３０との係合が解除される。すなわち、蓋体３０は、ソケット本体２０に対して解放され、該蓋体３０を開けることが可能となる。

より詳細には、梃子部材４０のレバー４１がコイルバネ３７に抗して軸３５周りに反時計方向に回動されると、梃子部材４０の天板部４４の前縁４４ａに突出形成されているラッチ押圧部４７が、ラッチ２１のヘッド２１ａの傾斜面２１ｂに当接する。これにより、ラッチ２１は、係止軸２２周りに反時計方向に回動され、ラッチ２１の係合ヘッド２１ａと蓋体３０の係合段部３２ａとの係合状態が解除される。

また、梃子部材４０のレバー４１の軸３５周りの反時計方向への上記回動に伴い、レバー４１の先端に形成されている係合部４２が、ソケット本体２０の係止部２２ａから外れる。このとき、蓋体３０を軸２５周りに時計方向に回転させれば、ネジリコイルバネ２６の付勢力が加わって、図３に示されるように、蓋体３０は、容易に開けられる。同時に台座６０が上昇し、ＩＣパッケージ７０の外部接点とコンタクト５０の接点部５１を引き離しているので、ＩＣパッケージ７０を容易に取り出すことができる。

本発明の実施例に係る半導体装置用ソケットにおいて、蓋体が開いている状態の半導体装置用ソケットの上面図である。 図２は、図１に示される半導体装置用ソケットの上面図であって、蓋体が閉じている状態を示す。 本発明に係る半導体装置用ソケットにＩＣパッケージを装着する動作を説明するための図であり、蓋体が開いている半導体装置用ソケットの側面図である。 本発明に係る半導体装置用ソケットにＩＣパッケージを装着する動作を説明するための図であり、図３に示される状態から、蓋体が閉じられつつある半導体装置用ソケットの側面図である。 本発明に係る半導体装置用ソケットにＩＣパッケージを装着する動作を説明するための図であり、図４に示される状態から、梃子部材の係合部がソケット本体の係止部に係合しつつある半導体装置用ソケットの側面図である。 本発明に係る半導体装置用ソケットにＩＣパッケージを装着する動作を説明するための図であり、図５に示される状態から、蓋体が完全に閉じられた半導体装置用ソケットの側面図である。 本発明に係る半導体装置用ソケットからＩＣパッケージを取り外す時の動作を説明するための図であり、梃子部材により蓋体の係合が解除されつつある半導体装置用ソケットの側面図である。 従来の半導体装置用ソケットからＩＣパッケージを取り外す時の動作を説明するための図であり、蓋体が完全に閉じられている半導体装置用ソケットの側面図である。 従来の半導体装置用ソケットからＩＣパッケージを取り外す時の動作を説明するための図であり、図８の状態からラッチがソケット本体から解放された半導体装置用ソケットの側面図である。 従来の半導体装置用ソケットからＩＣパッケージを取り外す時の動作を説明するための図であり、図８の状態から梃子部材がソケット本体から解放された半導体装置用ソケットの側面図である。 従来の半導体装置用ソケットからＩＣパッケージを取り外す時の動作を説明するための図であり、図９の状態から蓋体が開けられた半導体装置用ソケットの側面図である。

符号の説明

１０、１１０ 半導体装置用ソケット
２０、１２０ ソケット本体
２１ ラッチ
２２ 係止軸
２５ 軸
３０、１３０ 蓋体
３１ パッケージ押さえ
３５ 軸
４０、１４０ 梃子部材
４１ Ｌ字形レバー
４２ 係合部
４７ ラッチ押圧部
５０、１５０ コンタクト
６０、１６０ 台座
７０、１７０ ＩＣパッケージ

Claims (4)

1. ソケット本体と、
   前記ソケット本体の後方に回動自在に取り付けられている蓋体と、
   前記ソケット本体の前方に回動自在に取り付けられ、前記蓋体が閉じられたとき前記蓋体に係合するラッチと、
   前記蓋体の前方に回動可能に取り付けられている梃子部材と、
   を備え、
   前記梃子部材は、前記ラッチに当接可能なラッチ押圧部、及び前記ソケット本体の前方の左右両側部に設けられている係止部に係合する一対の係合部を有する一対のレバーを含み、
   前記梃子部材のレバーの係合部を前記ソケット本体の係止部との係合から解除すべく前記梃子部材を回動するとき、前記ラッチ押圧部が前記ラッチに当接し、該ラッチが前記蓋体との係合から解除されることを特徴とする半導体装置用ソケット。
2. 前記蓋体と前記梃子部材との間に、前記梃子部材が前記蓋体に対して常に閉じる方向に付勢するバネ部材が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置用ソケット。
3. 前記ラッチは、バネ部材により前記蓋体に対して常に係合する方向に付勢されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置用ソケット。
4. 前記ソケット本体の係止部は、前記ラッチを前記ソケット本体に回動可能に支持している軸の両端部であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の半導体装置用ソケット。
   

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