JP2005347220A

JP2005347220A - コネクタ、電子機器、及びコネクタの実装方法

Info

Publication number: JP2005347220A
Application number: JP2004168959A
Authority: JP
Inventors: Mayumi Ishida; 真弓石田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2004-06-07
Filing date: 2004-06-07
Publication date: 2005-12-15
Also published as: CN1707874A; CN100392922C

Abstract

【課題】基板への実装時に反り等の発生を抑えることができるＩＣソケットを提供する。
【解決手段】ＩＣソケット３は、ＩＣパッケージ１５の端子１５ａを貫通させる端子貫通孔２２ａが穿孔されたカバーハウジング２２と、この端子貫通孔２２ａを貫通させつつ端子１５ａが挿入される端子挿入孔２１ａを有するコンタクト２０を備え、カバーハウジング２２をスライド可能に保持するべースハウジング２１と、端子挿入孔２１ａの内壁面に端子１５ａを圧接させた状態でロックが行われる圧接ロック位置と、この圧接状態を開放する圧接開放位置との間で、カバーハウジング２２を回動操作に連動させてスライドさせる操作レバー２３と、転倒姿勢と起立姿勢との中間の傾斜した姿勢で操作レバー２３を固定保持するレバー保持部２５ａと吸着装置に吸着される被吸着部２５ｃとを備えた吸着パッド２５が着脱自在に装着されるパッド装着部２２ｂとを備える。
【選択図】図７

Description

本発明は、回路又は機器等の相互間を電気的且つ機械的に接続するためのコネクタ、このコネクタを搭載する電子機器、及びこのコネクタの実装方法に関する。

従来、プリント基板とＩＣパッケージとを相互接続するコネクタとしては、半田ボールが端部に各々接続された複数のコンタクトを有するハウジング部材と、各コンタクトに対応する複数の貫通孔を有しハウジング部材上にスライド可能に設けられたスライド部材とを備えるＩＣソケットが知られている（例えば、特許文献１参照）。

このようなＩＣソケットでは、ＩＣパッケージの端子とコンタクトとの接続、すなわち、スライド部材をスライドさせるための操作を操作レバーにより行うもの等がある。このタイプのＩＣソケットの場合、実装すべき基板の表面に沿って寝かせるように操作レバーを転倒させることで、コンタクトに端子が圧接され、一方、基板に対して操作レバーを起立させることでコンタクトの圧接状態が開放される。したがって、ＩＣパッケージの端子をコンタクトに圧接させた接続状態を保持できるように、この種のＩＣソケットには、転倒した姿勢で操作レバーの移動を拘束するロック機構が一般に設けられている。

また、例示した特許文献にも開示されているように、基板への実装の際に吸着パッドをＩＣソケットに装着し、この吸着パッドをマウンタにより吸着しつつＩＣソケットの基板上への搬送及び位置決めを行う実装方法等も利用されている。
特開２００２−３４３５１７号公報

ところで、このようなＩＣソケットでは、基板への実装に際して次のような課題を抱えている。
すなわち、操作レバーを上記ロック機構にロックさせた状態でＩＣソケットを実装した場合、操作レバーの拘束力に起因するソケット内部での応力の影響で、ＩＣソケット本体に反りが生じるおそれがある。ここで、対象のＩＣパッケージが例えばＣＰＵのような発熱部品であって、このＣＰＵの上部にヒートシンク等を配置した構造を採っている場合、上記反り等の影響でヒートシンクとの密着性が低下する。これに伴い、ヒートシンクの冷却効果が低減し、ＣＰＵは、その動作の安定性の面で課題を残すことになる。

また、上記したようにＩＣソケットに反りが生じ得ることで、半田ボールの基板との接続部分がショートしてしまうおそれ等もある。そこで、このような事態を回避するために、操作レバーを上記ロック機構にロックさせず、しかもコンタクトの圧接状態が開放されるように、操作レバーを基板に対して起立させた姿勢にしてＩＣソケットの実装を行うこと等も考えられる。しかしながら、この場合、起立させたこの操作レバーと、ＩＣソケットを基板へ実装するための装置本体部分とが高さ方向で接触してしまうこと等が懸念される。

そこで本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、基板との接続信頼性の向上を図ることができるコネクタ、このコネクタを搭載する電子機器、及びこのコネクタの実装方法の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係るコネクタは、配線基板に相互接続すべき電子部品の端子を貫通させる端子貫通孔が穿孔されたカバー部材と、前記端子貫通孔を貫通させつつ前記電子部品の端子が挿入される挿入孔を有するコンタクトを備え、該端子挿入孔の内壁面に前記端子を圧接状態で保持する圧接ロック位置とこの圧接状態を開放する圧接開放位置との間で、前記カバー部材をスライド可能に保持するベース部材と、前記カバー部材を回動操作に連動させて前記圧接ロック位置及び前記圧接開放位置間で移動する操作レバーと、前記圧接ロック位置と前記圧接開放位置との中間の位置に対応する回動位置で前記操作レバーを固定保持するレバー保持部材が着脱自在に装着される装着部とを具備することを特徴とする。

また、本発明のコネクタは、配線基板に相互接続すべき電子部品の端子を貫通させる端子貫通孔が穿孔されたカバー部材と、前記カバー部材の端子貫通孔を貫通させつつ前記電子部品の端子が挿入される端子挿入孔を有するコンタクトを備え、該端子挿入孔の内壁面に前記端子を圧接させた状態でロックが行われる圧接ロック位置とこの圧接状態を開放する圧接開放位置との間で、前記カバー部材をスライド可能に保持するスライド保持部を備えたベース部材と、前記カバー部材を回動操作に連動させてスライドさせるレバーであって、前記配線基板の表面に沿った方向に転倒する転倒姿勢にて、前記カバー部材を前記圧接ロック位置に定位させ、且つ前記実装基板に対して起立する起立姿勢にて、前記カバー部材を前記圧接開放位置に定位させる操作レバーと、前記転倒姿勢と前記起立姿勢との中間の傾斜した姿勢で前記操作レバーを固定保持するレバー保持部と所定の吸着装置に吸着される被吸着部とを備えた吸着パッドが着脱自在に装着されるパッド装着部とを具備することを特徴とする。

すなわち、本発明では、操作レバーの拘束力が緩和される例えば転倒姿勢と起立姿勢等との中間の姿勢で、この操作レバーを保持しつつ配線基板へコネクタを実装できるので、操作レバーの拘束力に起因してコネクタ内部に生じ得る応力の影響を軽減できる。これにより、本発明によれば、コネクタ本体に反りが生じてしまうこと等を抑えることができる。また、本発明では、操作レバーが、例えば転倒姿勢をとる方向に回動操作された場合、カバー部材をレバー本体の押圧部により押圧して圧接ロック位置側にスライドさせる機構等に対して有用である。

したがって、本発明によれば、上述したように、実装時のコネクタの反り等の発生が抑えられるので、例えば半田ボール等の基板との接続部分がショートしてしまうこと等を抑制できる。また、本発明において、前記電子部品が例えばＣＰＵのような発熱部品であって、その部品表面に動作熱を除去するヒートシンクが固定される場合でも、上述したようにコネクタに反りが生じること等が抑制されるので、この電子部品とヒートシンクとの熱的接続性（密着性）を確保することができる。これにより、電子部品からヒートシンクへの熱伝導を効率良く行うことが可能となり、電子部品の動作の安定化を図ることができる。さらに、本発明のコネクタが搭載された電子機器では、当該コネクタに接続される電子部品の性能の安定化が図られるとともに、基板への実装部分の接続信頼性を向上させることができるので、製品としての動作の信頼性を高めることができる。

また、本発明のコネクタの実装方法は、上述したコネクタの前記パッド装着部に前記吸着パッドを装着する工程と、前記装着された吸着パッドの前記レバー保持部に対して、前記傾斜した姿勢で前記操作レバーを固定保持させる工程と、前記装着された吸着パッドの前記被吸着部を通じて前記コネクタを前記吸着装置にて吸着しつつ前記配線基板上に搬送し該コネクタの実装を行う工程とを有することを特徴とする。

このように、本発明によれば、基板との接続信頼性の向上を図ることの可能なコネクタ、このコネクタを搭載する電子機器、及びこのコネクタの実装方法を提供することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づき説明する。
図１は、本発明の実施形態に係るパーソナルコンピュータ（以下「ＰＣ」と称する）の外観構成を示す斜視図、図２は、その内部構造を示す断面図、図３は、図１のＰＣに搭載されたＩＣ（Integrated Circuit）ソケットの実装部分の構造を詳細に示す断面図である。
図１に示すように、電子機器としてのＰＣ１は、その主要部を構成するＰＣ本体２と表示部４とで構成される。ＰＣ本体２の筐体部分は、上側ケース２ａと下側ケース２ｂとで構成されている。この上側ケース２ａ及び下側ケース２ｂの構成材料としては、各種樹脂材料や例えばマグネシューム等の金属材料が例示される。ＰＣ本体２の上面にはキーボード８が搭載されている。ＰＣ本体２の上面におけるキーボード８の手前側には、キーボード８からのデータ入力の際にユーザが掌を載せるためのパームレスト７が形成されている。

ＰＣ本体２の後部には、一対のヒンジ部５ａ、５ｂを介して表示部４が取り付けられている。詳細には、この表示部４は、ＰＣ本体２に対して、当該表示部４を開いた状態である開放位置とこの表示部４を閉じた状態である閉塞位置との間を回動自在となるように取り付けられている。また、表示部４には、データを可視的に表示するためのＬＣＤ（Liquid Crystal Display）６が組込まれている。さらに、ＰＣ本体２の側部には、光ディスクドライブ９が内蔵されている。

また、図２に示すように、ＰＣ本体２の内部には、プリント回路基板１１が収納されている。このプリント回路基板１１には、各種のチップ部品１３の他、コンピュータ本体を統括的に制御するＣＰＵ（Central Processing Unit）等のＩＣパッケージ１５を搭載するコネクタであるＩＣソケット（ＣＰＵソケット）３が実装されている。ここで、本実施形態のＩＣパッケージ１５は、プリント回路基板１１上に実装された他の電子部品に比べて発熱量が大きいため、その動作熱が放熱されるように冷却モジュールとしてのヒートシンク１６が当該ＩＣパッケージ１５の表面（上部）に取り付けられている。詳細には、ＩＣパッケージ１５の表面に塗布されたシリコングリース若しくはサーマルシート等を介して、ヒートシンク１６とＩＣパッケージ１５とは互いに熱的に接合されており、熱伝導の作用が高められている。

上述したＩＣソケット３まわりの構造について詳述すると、図３に示すように、プリント回路基板１１、ＩＣソケット３、ＩＣパッケージ１５、及びヒートシンク１６は、プレート２８と、バックアッププレート２９との間にスペーサ３０を介して挟まれるかたちでねじ３１により一体的に締結されている。

次に、本実施形態に係るＩＣソケット３の構造について、図４ないし図１２に基づき詳述する。
ここで、図４は、実装時に用いる吸着パッド２５がＩＣソケット３に装着された状態を示す平面図、図５は、図４のＩＣソケット３を矢視Ａ方向からみた側面図（矢視図Ａ）、図６は、図４のＩＣソケット３にＩＣパッケージ１５が装着されている状態を示す断面図、図７は、吸着パッド２５がＩＣソケット３に装着された状態を示す斜視図、図８（ａ）は、ＩＣソケット３のカバーハウジング２２の平面図、図８（ｂ）は、図８（ａ）のカバーハウジング２２を矢視Ｂ方向からみた側面図（矢視図Ｂ）である。
また、図９（ａ）は、それぞれＩＣソケット３のべースハウジング２１の（操作レバー２３が転倒姿勢をとっている状態の）平面図、図９（ｂ）は、図９（ａ）のべースハウジング２１を矢視Ｃ方向からみた側面図（矢視図Ｃ）、図１０（ａ）は、べースハウジング２１の（操作レバー２３が起立姿勢をとっている状態の）平面図、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）のべースハウジング２１の矢視Ｄ方向からみた側面図（矢視図Ｄ）、図１１は、べースハウジング２１の（操作レバー２３が傾斜姿勢をとっている状態の）側面図、図１２は、ＩＣソケット３へ吸着パッド２５が装着される場合の状態を示す断面図である。

ＩＣソケット３は、図４及び図５に示すように、断面略コの字状のカバーハウジング２２と、べースハウジング２１と、べースハウジング２１に設けられた操作レバー２３と、吸着パッド２５が着脱自在に装着される図８（ａ）及び図１２に示すパッド装着部２２ｂとから主に構成される。
カバーハウジング２２には、図６に示すように、プリント回路基板１１と相互接続されるＩＣパッケージ１５の端子１５ａを貫通させる端子貫通孔２２ａが穿孔されている。

べースハウジング２１は、図６に示すように、カバーハウジング２２の端子貫通孔２２ａを貫通させつつＩＣパッケージ１５の端子１５ａが挿入される端子挿入孔２１ａを有するコンタクト２０を備えている。このコンタクト２０には、ＩＣソケット３本体をプリント回路基板１１（図３参照）に実装するための半田ボール２４が設けられている。べースハウジング２１は、端子挿入孔２１ａの内壁面に端子１５ａを圧接させた状態を保持する圧接ロック位置（図８（ａ）、（ｂ）、図１２において、カバーハウジング２２がＸ１方向にスライドして拘束された位置）とこの圧接状態を開放する圧接開放位置（図８（ａ）、（ｂ）、図１２において、カバーハウジング２２がＸ２方向にスライドして拘束された位置）との間で、カバーハウジング２２をスライド可能に保持するスライド保持部２１ｂ（図９（ｂ）、図１０（ｂ）、図１１参照）を備えている。ここで、上記スライド保持部２１ｂは、図９（ｂ）、図１０（ｂ）、図１１に示すように、べースハウジング２１の側面に矩形状の凸部として設けられており、図８（ｂ）に示すように、カバーハウジング２２の側面に穿孔された矩形の長穴２２ｄとスライド可能に係合する。これにより、カバーハウジング２２は、図１２に示すように、べースハウジング２１によってスライド可能に保持される。

操作レバー２３は、図１０（ｂ）に示すように、Ｓ１−Ｓ２方向への回動操作に連動させて、図８（ａ）（ｂ）及び図１２に示すようにカバーハウジング２２をＸ１−Ｘ２方向にスライドさせるレバーである。つまり、操作レバー２３は、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、プリント回路基板１１（図３参照）の表面に沿った方向に転倒する転倒姿勢にて、カバーハウジング２２を前記圧接ロック位置に定位させる。また、操作レバー２３は、図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、プリント回路基板１１に対して起立する起立姿勢にて、カバーハウジング２２を前記圧接開放位置に定位させる。すなわち、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、操作レバー２３には、転倒姿勢をとる方向に回動操作された場合、カバーハウジング２２の被押圧部（カバーハウジング内に形成された壁部分）２２ｃ部（図８参照）を押圧して圧接ロック位置側Ｘ１方向にカバーハウジング２２をスライドさせる押圧部２３ａを備える。ここで、操作レバー２３は、Ｌ字状に折曲されており、一方の腕部がカバーハウジング２２によって摺動可能に支持されている。押圧部２３ａは、この一方の腕部をクランク上に曲げ径方向に膨出させた部位で構成される。また、上記べースハウジング２１の側部には、図４、図５及び図７に示すように、操作レバー２３を圧接ロック位置で固定保持する係止部２６が凸設されている。この係止部２６に操作レバー２３をロックさせた場合、押圧部２３ａ（図９（ａ）参照）が被押圧部２２ｃ（図８（ａ）、（ｂ）参照）を押圧していることにより、操作レバー２３に反発力が働き、結果として、係止部２６には、矢印Ｆ方向に反力（図５参照）が働くことになる。

パッド装着部２２ｂは、図８（ａ）、図１２に示すように、カバーハウジング２２の中央に穿孔された矩形穴２２ｅの縁部（で且つべースハウジング２１との対向面側の縁部）に設けられている。また、パッド装着部２２ｂには、図４、図７、図１１及び図１２に示すように、転倒姿勢と起立姿勢との中間の傾斜した姿勢で操作レバー２３を固定保持するレバー保持部２５ａとマウンタ（吸着装置）に吸着される被吸着部２５ｃ（図４、図７、図１２参照）とを備えた上記吸着パッド２５が装着爪２５ｂ（図１２参照）を介して着脱自在に装着される。

すなわち、この吸着パッド２５を利用してＩＣソケット３をプリント回路基板１１に実装する実装方法は、次のようにして行われる。
まず、図１２に示すように、ＩＣソケット３のパッド装着部２２ｂに吸着パッド２５を装着し、さらに吸着パッド２５のレバー保持部２５ａに対して、図７に示すように傾斜した姿勢で操作レバー２３を固定保持させる。次に、装着された吸着パッド２５の被吸着部２５ｃ（図４、図７、図１２参照）を通じてＩＣソケット３をマウンタにて吸着しつつプリント回路基板１１上に搬送し該ＩＣソケット３の図６に示す半田ボール２４を介して基板実装を行う。

したがって、本実施形態では、操作レバー２３の拘束力が緩和される転倒姿勢と起立姿勢との中間の傾斜姿勢で、この操作レバー２３を保持しつつプリント回路基板１１へＩＣソケット３を実装できるので、操作レバー２３の拘束力に起因してソケット内部に生じ得る応力の影響を軽減できる。これにより、ＩＣソケット３本体に反りが生じてしまうこと等を抑えることができる。したがって、本実施形態によれば、上述したように、実装時のＩＣソケット３の反り等の発生が抑えられるので、図３に示す半田ボール２４がプリント回路基板１１との接続部分に対してショートしてしまうこと等の接続不良を抑制できる。

さらに、本実施形態によれば、ＩＣパッケージ１５の動作熱を除去する図２、図３に示すヒートシンク１６が、上記反り等の影響を受けることが殆どないため、ヒートシンク１６とＩＣパッケージ１５との熱的接続性（密着性）を十分に確保することができる。これにより、ＩＣパッケージ１５からヒートシンク１６への熱伝導を効率良く行うことが可能となり、ＩＣパッケージ１５の動作の安定化を図ることができる。

以上、本発明を実施の形態により具体的に説明したが、本発明は前記実施形態にのみ限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。すなわち、上述した実施形態では、操作レバー２３を中間の傾斜姿勢で保持するレバー保持部が、吸着パッド２５に設けられていたが、これに代えて、ＩＣソケット３のカバーハウジングやべースハウジング２１に当該レバー保持部を設けてもよい。

本発明の実施形態に係るコネクタが搭載されたパーソナルコンピュータの外観構成を示す斜視図。図１のパーソナルコンピュータの内部構造を示す断面図。図１のＩＣソケットの実装部分の構造を詳細に示す断面図。吸着パッドがＩＣソケットに装着された状態を示す平面図。図４の状態を示す側面図。図４のＩＣソケットにＩＣパッケージが装着されている状態を示す断面図。吸着パッドがＩＣソケットに装着された状態を示す斜視図。ＩＣソケットのカバーハウジングを示す図。ＩＣソケットのべースハウジングの操作レバーが転倒姿勢をとっている状態を示す図。図９のべースハウジングの操作レバーが起立姿勢をとっている状態を示す図。図９のべースハウジングの操作レバーが傾斜姿勢をとっている状態を示す図。図９のＩＣソケットへ吸着パッドが装着される場合の状態を示す断面図。

符号の説明

１…パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、３…ＩＣソケット、１１…プリント回路基板、１５…ＩＣパッケージ、１５ａ…端子、１６…ヒートシンク、２０…コンタクト、２１…ベースハウジング、２１ａ…端子挿入孔、２１ｂ…スライド保持部、２２…カバーハウジング、２２ａ…端子貫通孔、２２ｂ…パッド装着部、２２ｃ…被押圧部、２２ｄ…長穴、２２ｅ…矩形穴、２３…操作レバー、２３ａ…押圧部、２４…半田ボール、２５…吸着パッド、２５ａ…レバー保持部、２５ｂ…装着爪、２５ｃ…被吸着部、２６…係止部、２８…プレート、２９…バックアッププレート、３０…スペーサ、３１…ねじ。

Claims

配線基板に相互接続すべき電子部品の端子を貫通させる端子貫通孔が穿孔されたカバー部材と、
前記カバー部材の端子貫通孔を貫通させつつ前記電子部品の端子が挿入される端子挿入孔を有するコンタクトを備え、該端子挿入孔の内壁面に前記端子を圧接状態で保持する圧接ロック位置とこの圧接状態を開放する圧接開放位置との間で、前記カバー部材をスライド可能に保持するベース部材と、
前記カバー部材を回動操作に連動させて前記圧接ロック位置及び前記圧接開放位置間で移動する操作レバーと、
前記圧接ロック位置と前記圧接開放位置との中間の位置に対応する回動位置で前記操作レバーを固定保持するための部材が着脱自在に装着される装着部と
を具備することを特徴とするコネクタ。
配線基板に相互接続すべき電子部品の端子を貫通させる端子貫通孔が穿孔されたカバー部材と、
前記カバー部材の端子貫通孔を貫通させつつ前記電子部品の端子が挿入される端子挿入孔を有するコンタクトを備え、該端子挿入孔の内壁面に前記端子を圧接させた状態でロックが行われる圧接ロック位置とこの圧接状態を開放する圧接開放位置との間で、前記カバー部材をスライド可能に保持するスライド保持部を備えたベース部材と、
前記カバー部材を回動操作に連動させてスライドさせるレバーであって、前記配線基板の表面に沿った方向に転倒する転倒姿勢にて、前記カバー部材を前記圧接ロック位置に定位させ、且つ前記実装基板に対して起立する起立姿勢にて、前記カバー部材を前記圧接開放位置に定位させる操作レバーと、
前記転倒姿勢と前記起立姿勢との中間の傾斜した姿勢で前記操作レバーを固定保持するレバー保持部と所定の吸着装置に吸着される被吸着部とを備えた吸着パッドが着脱自在に装着されるパッド装着部と
を具備することを特徴とするコネクタ。
前記操作レバーは、前記転倒姿勢をとる方向に回動操作された場合、前記カバー部材を押圧して前記圧接ロック位置側にスライドさせる押圧部を備えることを特徴とする請求項１記載のコネクタ。
前記操作レバーは、前記転倒姿勢をとる方向に回動操作された場合、前記カバー部材を押圧して前記圧接ロック位置側にスライドさせる押圧部を備えることを特徴とする請求項２記載のコネクタ。
前記電子部品の表面は、ヒートシンクが固定される部位であることを特徴とする請求項３記載のコネクタ。
前記電子部品の表面は、ヒートシンクが固定される部位であることを特徴とする請求項４記載のコネクタ。
前記ベース部材は、前記コンタクトに接続されるリード部として半田ボールを備えることを特徴とする請求項５記載のコネクタ。
前記ベース部材は、前記コンタクトに接続されるリード部として半田ボールを備えることを特徴とする請求項６記載のコネクタ。
請求項１ないし８のいずれか１項に記載のコネクタが搭載されたことを特徴とする電子機器。
請求項２、４、６又は８のいずれか１項に記載のコネクタの前記パッド装着部に前記吸着パッドを装着する工程と、
前記装着された吸着パッドの前記レバー保持部に対して、前記傾斜した姿勢で前記操作レバーを固定保持させる工程と、
前記装着された吸着パッドの前記被吸着部を通じて前記コネクタを前記吸着装置にて吸着しつつ前記配線基板上に搬送し該コネクタの実装を行う工程と
を有することを特徴とするコネクタの実装方法。