KR100241251B1 - 볼 그리드 어레이 패키지의 솔더볼 어레이장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 볼 그리드 어레이 패키지의 솔더볼 어레이장치에 관한 것으로서, 솔더볼 어레이공정에서 솔더볼을 놓을 때 솔더볼이 잘 떨어지지 않는 문제를 안고 있는 종전의 방식 즉, 볼안착홈을 갖는 진공홀을 이용하여 솔더볼을 잡는 방식을 완전히 배제하고, 진공흡착홀이 있는 핀을 통해 솔더볼을 잡는 방식을 채택하여 솔더볼을 확실하게 잡을 수 있는 것은 물론 솔더볼을 놓을 때도 전혀 문제가 없게 함으로써, 솔더볼 어레이공정의 효율성 향상을 도모할 수 있게 하고자 한 것이다.

Description

볼 그리드 어레이 패키지의 솔더볼 어레이장치

본 발명은 볼 그리드 어레이 패키지의 솔더볼 어레이장치에 관한 것으로서, 특히 종전과 같이 볼안착홈을 이용하여 솔더볼을 잡는 방식을 배제하고 진공흡착홀을 갖는 핀을 이용하여 솔더볼을 잡는 방식을 채택함으로써, 인쇄회로기판 상에 솔더볼을 놓을 때 솔더볼이 잘 떨어지지 않는 문제를 완전히 해결할 수 있게 한 볼 그리드 어레이 패키지의 솔더볼 어레이장치에 관한 것이다.

일반적으로 볼 그리드 어레이 패키지(Ball grid array package)는 대부분의 반도체패키지에 적용되고 있는 핀 형태의 인출단자 대신에 솔더볼 형태의 인출단자를 갖추고 있는 패키지로서, 한정되어 있는 좁은 면적에서도 많은 수의 인출단자를 만들어낼 수 있기 때문에 소형화, 고집적화 등을 추구하고 있는 오늘날 많이 사용되고 있는 추세이다.

본 발명에서는 이러한 볼 그리드 어레이 패키지를 제조할 때, 인쇄회로기판 상에 솔더볼을 어레이하는 장치를 그 안출의 대상으로 하고 있다.

첨부한 도 3은 종래의 솔더볼 어레이장치를 나타내고 있다.

상기 솔더볼 어레이장치는 진공튜브(10)가 연결되는 커버(11)와 다수의 진공홀(12)을 갖춘 하우징(13)과 이것들을 움직여주는 무빙플레이트(14)가 차례로 적층 조합되어 있는 구조로 이루어져 있으며, 특히 상기 진공홀(12)의 하단부는 깔대기 모양의 볼안착홈(15)으로 되어 있어서, 솔더볼을 잡을 때 흡착효과를 높일 수 있도록 되어 있다.

이러한 솔더볼 어레이장치의 작동상태를 살펴보면, 다수의 솔더볼이 담겨져 있는 트래이의 상부에 장치 전체를 위치시킨 다음, 장치 내부에 진공압을 가하면 솔더볼이 각각의 볼안착홈내로 빨려 들어가 흡착되므로서 솔더볼을 잡을 수 있게 되고, 계속해서 장치 전체를 솔더볼 랜드가 형성되어 있는 PCB의 상부로 이동시킨 다음, 그 위치에서 진공압을 제거하면 솔더볼이 볼안착홈으로부터 떨어져 나오게 되므로서 반도체패키지의 인쇄회로기판 상에 놓여질 수 있게 된다.

그러나, 종래의 솔더볼 어레이장치에서는 솔더볼이 깔대기 모양의 볼안착홈내에 완전히 파묻힌 상태로 흡착되기 때문에 견고하게 잡을 수는 있으나 진공압을 제거해도 솔더볼을 둘러싸고 있는 부위의 정전기력이나 표면장력 등에 의해 잘 떨어지지 않는 단점이 있었으며, 이로 인해 솔더볼 어레이공정의 효율성이 전반적으로 떨어지게 되는 문제가 있었다. 또한, 상기 볼안착홈이 깔대기 형성으로 되어 있어서, 2 내지 3개의 솔더볼이 동시에 부착되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 솔더볼 어레이공정에서 솔더볼을 놓을 때 솔더볼이 잘 떨어지지 않는 문제를 안고 있는 종전의 방식 즉, 볼안착홈을 갖는 진공홀을 이용하여 솔더볼을 잡는 방식을 완전히 배제하고, 진공흡착홀이 있는 핀을 통해 솔더볼을 잡는 방식을 채택하여 솔더볼을 확실하게 잡을 수 있는 것은 물론 솔더볼을 놓을 때도 전혀 문제가 없게 함으로써, 솔더볼 어레이공정의 효율성 향상을 도모할 수 있게 하는데 그 안출의 목적이 있는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 솔더볼 어레이장치를 나타내는 분해사시도

도 2는 도1에서의 일부 확대 단면사시도

도 3은 종래의 솔더볼 어레이장치를 나타내는 분해사시도

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

10: 진공튜브 11: 커버

12: 진공홀 13: 하우징

14: 무빙플레이트 15: 볼안착홈

16: 진공흡착홀 17: 핀

18: 공간부 19: 핀블럭

20: 스톱핀 21: 스프링

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 진공튜브(10)가 연결되어 있는 커버(11)와, 진공흡착홀(16)을 갖는 다수의 핀(17)이 갖추어져 있는 하우징(13)과, 상기 커버(11) 및 하우징(13) 전체를 움직여주는 무빙플레이트(14)로 이루어지되, 상기 커버(11)와 하우징(13)을 상하 조합하여 그 내부에 밀폐된 공간부(18)가 형성되게 하는 동시에 이 공간부(18)는 상기 핀(17)의 진공흡착홀(16)을 통해 외부와 연통되게 하여 핀(17)의 끝단으로 솔더볼을 흡착할 수 있도록 한 구조로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 각각의 핀(17)들은 하나의 핀블럭(19) 상에 일체 설치되고, 상기 핀블럭(19)은 교체할 수 있도록 하우징(13)내에 착탈 가능한 구조로 조립되는 것을 특징으로 한다.

이를 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부한 도 1은 본 발명에 따른 솔더볼 어레이장치를 나타내는 단면사시도이다.

본 발명의 솔더볼 어레이장치는 일정한 진공압이 유지될 수 있게 해주는 수단인 커버(11) 및 하우징(13)과, 실질적으로 솔더볼을 잡을 수 있는 수단인 핀(17)과, 이것들을 소정의 위치로 움직여주는 수단인 무빙플레이트(14)로 구성되어 있다.

상기 커버(11)는 밑면에 일정면적의 요입부를 다수개 갖는 스트립형태의 판으로 되어 있으며, 그 중심에는 튜브 등을 연결할 수 있도록 연결구가 장착되어 있다.

이러한 커버(11)는 상기 하우징(13)의 상부를 덮으면서 조합되고, 이에 따라 하우징(13)의 안쪽으로는 일정한 진공압을 형성할 수 있는 밀폐된 공간부(18)가 만들어지게 된다.

상기 하우징(13)은 후술하는 핀블럭(19)을 삽입할 수 있는 사각 관통부를 다수개 갖는 일종의 스트립형태의 사각블럭으로 되어 있다.

이러한 하우징(13)은 스톱핀(20)과 스프링(21)을 매개로 하여 그 아래쪽에 배치되는 무빙플레이트(14)와 조합되고, 하우징(13)이 갖는 각각의 관통부에는 핀블럭(19)이 하나씩 삽입될 수 있게 된다.

상기 핀블럭(19)은 윗쪽에 소정의 깊이로 된 요입부를 갖는 사각블럭으로 되어 있으며, 이때의 요입부가 상술한 바 있는 커버(11)의 밑면 요입부와 하나로 합쳐지면서 밀폐된 공간부(18)를 구성하게 된다.

상기 핀(17)은 실질적으로 솔더볼을 집는 수단으로서, 일종의 주사기바늘과 같이 진공흡착홀(16)을 갖는 스테인리스 또는 세라믹 재질의 핀으로 되어 있다.

이러한 핀(17)은 핀블럭(19)의 요입부 바닥면을 위에서 아래로 관통하는 구조로 설치된다.

이렇게 설치되는 핀(17)에 의해 핀블럭(19)의 공간부(18)는 핀(17)이 갖는 진공흡착홀(16)을 통해 외부와 통할 수 있게 된다.

이에 따라, 공간부(19)내에 형성되는 진공압이 핀(17)의 끝단까지 작용할 수 있게 되므로 핀(17)의 끝단에 솔더볼을 흡착시킬 수 있게 된다.

또한, 상기 핀(17)은 하우징(13)의 저면 즉, 핀블럭(19)의 저면으로부터 일정길이 연장될 수 있는 길이를 갖게 됨에 따라 트래이 내에 담겨져 있는 솔더볼과 직접 접촉하면서 솔더볼을 잡을 수 있으며, 핀(17)이 갖는 진공흡착홀(16)의 직경은 솔더볼의 직경보다 작게 되어 있어서, 솔더볼을 놓을 때 아무런 문제가 없게 된다.

특히, 핀(17)의 하단면은 솔더볼의 구면과 동일한 곡률을 갖는 안쪽으로 오목한 곡면으로 되어 있어서, 솔더볼을 잡을 때 확실한 흡착효과를 얻을 수 있게 된다.

따라서, 이와 같이 구성된 본 발명의 솔더볼 어레이장치를 이용하여 솔더볼을 어레이하는 과정을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 솔더볼이 담겨져 있는 트래이의 상부에 솔더볼 어레이장치 전체를 이동시킨 다음, 커버의 상부에 연결된 진공튜브를 통해 하우징 내부에 진공압을 가하면, 이때 형성되는 진공압에 의해 각각의 핀 끝단에는 솔더볼이 하나씩 붙게 되고, 이렇게 솔더볼을 흡착한 상태로 솔더볼 어레이장치 전체를 PCB에 위치시킨 다음, 이와 동시에 진공압을 제거하면, 핀으로부터 솔더볼이 떨어져 나오면서 바로 아래쪽에 있는 반도체패키지의 인쇄회로기판 상에 놓여질 수 있게 되므로서, 솔더볼 어레이공정을 완료할 수 있게 된다.

이때의 볼은 떨어지지 않을 정도의 최소한의 흡착면적만을 이용하여 핀의 끝단에 붙어 있다가 떨어지게 되므로 진공압 제거와 동시에 곧바로 떨어질 수 있게 되며, 또한 핀의 재질이 하우징, 핀블럭 등과 이질감을 가질 수 있으면서 정전기력 등의 영향을 전혀 받지않는 스테인레스나 세라믹 등으로 되어 있기 때문에 종전과 같이 진공압을 제거해도 솔더볼이 잘 떨어지지 않는 문제가 완전히 해소될 수 있게 된다.

이상에서와 같이 본 발명은 핀을 이용하여 솔더볼을 잡고 놓을 수 있도록 된 솔더볼 어레이장치를 제공함으로써, 솔더볼 어레이공정의 효율성 향상을 도모할 수 있는 장점이 있는 것이다.

Claims (2)

1. 진공튜브(10)가 연결되어 있는 커버(11)와, 진공흡착홀(16)을 갖는 다수의 핀(17)이 갖추어져 있는 하우징(13)과, 상기 커버(11) 및 하우징(13) 전체를 움직여주는 무빙플레이트(14)로 이루어지되, 상기 커버(11)와 하우징(13)을 상하 조합하여 그 내부에 밀폐된 공간부(18)가 형성되게 하는 동시에 이 공간부(18)는 상기 핀(17)의 진공흡착홀(16)을 통해 외부와 연통되게 하여 핀(17)의 끝단으로 솔더볼을 흡착할 수 있도록 한 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 볼 그리드 어레이 패키지의 솔더볼 어레이장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 각각의 핀(17)들은 하나의 핀블럭(19) 상에 일체 설치되고, 상기 핀블럭(19)은 교체할 수 있도록 하우징(13)내에 착탈 가능한 구조로 조립되는 것을 특징으로 하는 볼 그리드 어레이 패키지의 솔더볼 어레이장치.

Images