JPH08330043A - リセプタクル型端子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ハウジングのピン挿入開口内に高密度に挿入
保持されると共に挿入されるピンとのアライメントを調
整して比較的低挿入力でピンと接触する小型のリセプタ
クル型端子を提供すること。 【解決手段】 リセプタクル型端子３０は、ハウジング
４の開口６内に挿入保持される弾性を有するリング状の
保持部４６、ストラップ部４２を介して保持部４６に連
結されるリング状帯３４、これから保持部４６に向けて
延びる片持梁状の弾性接触アーム３８を具える。この接
触アーム３８の自由端近傍に接触部４０を形成する。ま
た、接触部４０よりリング状帯３４側のストラップ部４
２を軸方向に折曲げた折曲げ部４４を形成する。ピン７
８が挿入されると、先ずストラップ部４２の折曲げ部４
４に接触してピン７８とリセプタクル型端子３０のピン
挿入部３２を正しくアライメントする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電気端子、特にピン
グリッドアレイ（ＰＧＡ）等のピンと接続されるリセプ
タクル型端子に関する。

【０００２】

【従来の技術、発明が解決しようとする課題】米国特許
第４，４９８，７２５号、米国特許第４，６４８，６６
９号、及び米国特許第４，６７９，３１８号は、一般に
ピン・グリッド・アレイと併用するためのソケットに関
する。

【０００３】米国特許第４，６４８，６６８号及び米国
特許第４，４９８，７２３号は、一般にいずれも挿入力
がゼロのソケットとして知られているピン・グリッド・
アレイ・ソケットに関する。これらのいずれの特許もピ
ン・グリッド・アレイを挿入されるものであり、ピン・
グリッド・アレイを移動させてソケット側接点を整列さ
せ、これと電気係合させる機構をソケットに組込んでい
る。

【０００４】米国特許第４，６７９，３１８号は、挿入
力がゼロではないピン・グリッド・アレイ・ソケットに
関し、端子はピンが下向きに挿通されるストラップまた
は湾曲部から上向きに延びる対向接触部を含む。この端
子の短所は、ピンを挿入するため接触アームの広がり抵
抗を克服するのに必要な力、いわゆる挿入力が接点の形
状に起因する力学条件のため大きいことにある。

【０００５】第１図には、米国特許第４，６７９，３１
８号の端子を図示したが、同図では端子がピンと整列状
態にあり、ピンは端子に挿入される直前の状態で接触ア
ームと最初の接触関係にある。ピンと接触アームが接触
した瞬間、それぞれの接触アームに接点に対して垂直な
力Ｆが加わる。

【０００６】第２図から明らかなように、接触アームに
加わる力は２つの成分、即ち、垂直成分Ｆｖ及び水平成
分Ｆ_Hを含む。接触アームとストラップの接続部の１
点、例えばＣを中心に接触アームが旋回すると、垂直成
分Ｆｖが点Ｃを中心に時針方向モーメントを接触アーム
に作用させ、接触アームを閉じようとする。一般的には
水平成分Ｆ_Hが垂直成分Ｆｖよりも大きく、その結果、
点Ｃを中心とするモーメントは反時針方向となり、接触
アームを開いてピンを受け入れるように作用する。しか
し、垂直成分Ｆｖは接触アームを閉じようとすることで
負の作用を果すから、接触アームを開くに充分な大きい
水平成分Ｆ_Hを得るためには、全体的な力を増大させね
ばならない。ＰＧＡを構成しているピンの数が増えるに
従って、ＰＧＡをこれと連携するソケットに挿入するの
に必要な総合的な挿入力も増大し、結果的にＰＧＡの損
傷を招くおそれがある。

【０００７】また、米国特許第４，６７９，３１８号に
開示された端子は、端子を対応の孔に保持するためにス
トラップ部及び側壁を利用するようであるが、これでは
ストラップ部の拡張は不可能である。

【０００８】さらにまた、米国特許第４，６７９，３１
８号の端子は、箱形であって、高密度アレイには使用で
きないと考えられる。ところが、最近、ピン・グリッド
・アレイの技術では、そのピン密度を高くすることが要
求されている。このような高密度化に適応できるソケッ
ト端子は未だ市販されていないと思われる。

【０００９】

【課題を解決するための手段】従って、本発明の目的
は、このような高密度アレイに使用できるピン・グリッ
ド・アレイ・ソケット用端子を構成することにある。

【００１０】ピン・グリッド・アレイの挿入力を極力小
さくすることも本発明の目的である。

【００１１】ピン・グリッド・アレイの不整列ピンを端
子のピン挿入部と整列させるように端子の心立てを可能
にすることも本発明の目的である。

【００１２】本発明の上記目的は、支持体支承頂面及び
背面のプリント回路板支承底面を有すると共に、前記両
面間を貫通する複数の開口を有する絶縁ハウジングとし
てソケットを構成することで達成された。複数の電気端
子が開口に挿着され、端子はピンと電気接続する一体的
なピン挿入部及びプリント回路板と電気接続するためプ
リント回路板支承面を越えて延びる尾部を備えた基部を
含む。

【００１３】好ましい実施態様では、ピン挿入部がリン
グ状帯部を含み、該帯部から下方ヘプリント回路板支承
面に向かって前記開口に進入する弾性接触部を具備す
る。

【００１４】好ましい実施態様では、リング状帯部の断
面を、これを囲む開口よりも小さく形成することによ
り、ピン挿入部を心立てできるようにする。

【００１５】好ましい実施態様では、帯部が継目を有
し、これにより帯部が拡張して接触アームの応力をある
程度軽減できるようにする。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の好ましい実施例を添付の
図面に沿って以下に説明する。

【００１７】ピン・グリッド・アレイ（Ｐｉｎ ｇｒｉ
ｄ ａｒｒａｙ）の技術は、最近になって従来よりも高
いピン配列密度を要求されるようになり、その結果、第
３図の（Ａ）及び（Ｂ）に示すような２通りのパターン
のソケットが考えられている。第１のパターンは（Ａ）
に示したとおりであって、ピン間隔が１．２７ｍｍ
（０．０５０インチ）である正方形パターンであり、第
２のパターンは（Ｂ）に示したように、いわゆる "イン
タステイシャル（ｉｎｔｅｒｓｔｉｔｉａｌ）”パター
ンである。この第２のパターンでは、中心間隔２．５４
ｍｍ（０．１００インチ）で４本のピンが正方形に配列
され、この４本の正方形パターン・ピンごとにその中央
に第５のピンが配置される。ただし、このような２通り
のパターンを呈するピン・グリッド・アレイのいずれか
に対応するようなソケットは、未だ市販されていないよ
うである。

【００１８】そこで、本願発明者は、上記パターンのピ
ン・グリッド・アレイのいずれかに対応できるソケット
及び端子を考案した。

【００１９】先ず、第３図の（Ａ）及び（Ｂ）に示すよ
うに、本発明のソケット２は、複数の開口６を有する絶
縁ハウジング４を含む。ハウジング４は頂面８及びプリ
ント回路板支承底面１６を含む。上述したように、ソケ
ットの構成は２通りであり、（Ａ）に示す第１の態様で
は、間隔 "Ａ”及び "Ｂ”が１．２７ｍｍ、（Ｂ）に示
す第２の態様では、間隔 "Ｃ”及び "Ｄ”が２．５４ｍ
ｍであって、４個の開口ごとにその中央に第５の開口６
が形成されている。この第２の態様は、インタスティシ
ャル形態と呼ばれる。

【００２０】いずれの場合にも、ソケットは第４図に参
照番号７０で示すピン・グリッド・アレイを支承するよ
うに形成され、ピン・グリッド・アレイ７０は上述した
ような高密度配列の複数ピンを有する支持体７２を含
む。ピン・グリッド・アレイ７０はこのほか、直結チッ
プ８０を収容してこれを保護し、チップ８０をろう付
け、エポキシ接着などで取付けるための入れ子として機
能するチップ収納ポケット７４をも含む。絶縁支持体７
２には複数のトレース７６が直結チップと電気接続する
ようにチップ収納ポケット内ヘ下向きに延出するパター
ンで形成されている。トレース７６は、チップ収容ポケ
ット７４から外方ヘ延出し、支持体７２のそれぞれのピ
ン７８と電気接続する。

【００２１】第３図（Ａ）の５−５線における断面を示
す第５図から明らかなように、絶縁ハウジング４は支持
体支承頂面８及びプリント回路板支承底面である背面１
６を含み、両面間を複数のピン挿入開口６が貫通してい
る。支持体支承面の近傍に開口６の内径１４と連通する
ピン挿入径１０があり、ピン挿入径１０と内径１４との
界面が下向き肩部１２を画成している。

【００２２】第５図及び第６図に示すように、複数の端
子が絶縁ハウジング４の開口６に挿入され、端子のそれ
ぞれはピン挿入部３２、保持部４６及び尾部５０を含
む。

【００２３】ピン挿入部３２は略リング状に形成された
帯３４を有し、該帯からは片持梁状の接触アーム３８が
延びている。端子は扁平半加工片から型抜きし、第７図
に示すように形成する。従って、半加工片をリング状に
丸めてリング状帯３４を形成すると、継目３６が形成さ
れる。接触アーム３８のそれぞれは、リング状帯３４の
リングの軸にむかって内方ヘ向ける。また、接触アーム
３８の端部に接触点となる湾曲部４０を形成する。第６
図に示すように、ピン挿入部からストラップ部４２が延
び、リングの軸にむかって内方ヘ湾曲して別の接触点を
画定する。さらに、端子を開口６に保持する手段として
略リング状の保持部である第２リング状帯４６をも含
み、これも扁平半加工片から型抜きされ、第５図に示す
ようにリング状に形成される。この帯部は継目４８を含
む。

【００２４】１側における端子間隔が１．２７ｍｍであ
る第３図（Ａ）の態様で端子を配列する際には、端子自
体の直径は１．２７ｍｍ以下でなければならない。この
ため、２本の対向する接触アームを利用することはでき
ない。即ち、アームの幅が端子断面積を１．２７ｍｍ×
ｌ．２７ｍｍグリッドに適応できない大きさに増大させ
るからである。そこで、それぞれの接触アームが約１２
０゜の間隔を保つ３本の接触アームを利用することにな
る。しかし、この場合、アームを後熱処理しない限り、
各アームが極度に小さくなるため、接触アームとリング
状帯部３４の接合部に接触アームを可塑変形させるに充
分な応力が発生する。このため、リング状帯部をハウジ
ングに固定せず、他の公知ソケットの場合と同様に、保
持手段として機能させる。ただし、リング状帯部３４の
外径を開口６の内径１４よりも小さく形成することによ
り、リング状帯部３４が半径方向に拡張できるようにす
る。リング状帯部３４が半径方向に拡張するのに伴い、
ピン挿入によって接触アーム３８に発生する応力の大部
分が除去される。また、リング状帯部３４の外径を開口
６の内径１４よりも小さく設定することにより、ピンと
ピン挿入部との不整列を補正するために端子のピン挿入
部を開口６の内径１４に対して移動させることができ
る。

【００２５】ピン・アレイ密度の増大に対応して、総合
的な挿入力を極力小さく抑えねばならない。このため、
接触アーム３８をリング状帯部３４から下方ヘ延ばし、
公知ソケットのように頂面８に向かって上向きにではな
くプリント回路板支承底面１６に向かって突出させてあ
る。第１図及び第２図に関する上記説明から明らかなよ
うに、ピン挿入に伴って接触アーム平面に対して垂直な
力が接触アームに加わる。ただし、アームは下方ヘ延び
ているから、接触アーム３８に作用する力の垂直及び水
平成分はいずれも接触アームを開くモーメントを発生さ
せ、挿入力を軽減する。

【００２６】挿入力をさらに軽減するため、ピンと接触
アームとの間の接触点を互いにずらす。第６図に示すよ
うに、接触アーム３８の接触点４０はストラップ部４２
の接触点４４よりも低い位置にある。接触点が軸方向に
位置ずれしているから、これらの接触部を撓ませるのに
必要な力は段階的に発生し、従って、３つの接触点すべ
てを開くのに必要な力が同時に発生して挿入力を増大さ
せることはない。

【００２７】リング状帯部３４の外径は開口６の内径１
４よりも小さいから、ピン挿入部とは独立の保持手段を
端子に設けねばならない。第５図及び第６図に示すよう
に、各端子３０は開口６の内径１４よりも大きい外径を
有する第２リング状帯部４６をも含む。従って、このリ
ング状帯部４６は蓄勢して半径方向に拡張することによ
り、端子３０を連携の開口６に保持する円形バネとして
作用する。

【００２８】

【発明の効果】上述の説明から理解される如く、本発明
のリセプタクル型端子によると、細長いストラップ部で
連結された前端のリング状帯と弧後方の弾性保持部間に
リング状帯から保持部に向けて弾性接触アームを形成し
ている。特に、ストラップ部のリング状帯近傍を軸方向
に折曲げているので、ピンが挿入されると最初にピンは
このストラップ部の折曲げ部に接触してリセプタクル型
端子のリング状帯を含むピン挿入部をピンに正しくアラ
イメント（位置決め）する。これにより、ピンをリセプ
タクル型端子に円滑に挿入可能である。

【００２９】また、リセプタクル型端子は全体が細長い
略円筒状であるので、ハウジングの開口内に例えば１．
２７ｍｍ程度の極めて高密度で配置することができる。
更に、リセプタクル型端子は開口内に容易に挿入可能で
あり、また弾性を有する保持部により開口内壁と摩擦係
合してリセプタクル型端子を開口内に確実に保持するこ
とが可能である。更にまた、接触アームを相互に対向さ
せず例えば１２０°の角度とすることにより、一層小型
化が可能である。

【００３０】従って、本発明のリセプタクル型端子は、
マイクロプロセッサ等のグリッドアレイ状のピンを有す
る半導体デバイスのソケットに好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】公知ソケットの端子及びピンの配置を略示する
側面図。

【図２】公知端子に作用する力を示す説明図。

【図３】本発明に係るソケットの実施例を示すための該
ソケットを二分した斜視図であって、（Ａ）と（Ｂ）と
は互いに異なる態様を示す。

【図４】従来のピン・グリッド・アレイを示す斜視図。

【図５】第３図（Ａ）の５−５線における断面図。

【図６】本発明に係る端子を示す斜視図。

【図７】本発明に係る型抜きされた半加工片の頂面図。

【符号の説明】

４ 絶縁ハウジング ６ 開口 ３０ リセプタクル型端子 ３２ リング状帯 ３８ 弾性接触アーム ４０ 接触部 ４２ ストラップ部 ４４ 折曲げ部 ４６ 保持部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロジャー リー スラッシュ アメリカ合衆国 ノースカロライナ州 27012 クレモンス ランベイル コート 6985

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】絶縁ハウジングの略円形断面の複数の開口
   内に挿入保持されて複数のピンと接続するリセプタクル
   型端子において、 前記絶縁ハウジングの前記開口の前記ピン挿入端近傍に
   形成されたリング状帯と、該リング状帯から離間して形
   成され前記絶縁ハウジングの前記開口内壁に係合する略
   リング状の保持部と、 該保持部及び前記リング状帯間を連結するストラップ
   と、 前記リング状帯から前記保持部に向けて延び且つ自由端
   近傍に接触部が形成された複数の弾性接触アームとを具
   え、 該弾性接触アームの前記接触部と前記リング状部間の前
   記ストラップを軸方向に折曲げることを特徴とするリセ
   プタクル型端子。