KR100281437B1 - 볼-그리드 어레이 집적 회로 디바이스 기판용 캐리어 - Google Patents

Abstract

BGA IC 디바이스들의 개개의 기판들을 운반하기 위한 캐리어가 개시된다. 개개의 기판들은 결함을 갖는 기판들을 포함하는 BGA 기판들의 벌크 열들로부터 분리된 양질의 기판들이다. 캐리어는 다수개의 기판-수용 홀들을 가진다. 캐리어는 벌크 열의 구조적 크기와 같은 구조적 크기를 가지고, 캐리어에 포함된 기판-수용 홀들의 개수는 벌크 열에 정렬된 BGA 기판들의 개수와 같다. 캐리어의 기판-수용 홀들에 삽입된 각 BGA 기판들은 벌크 열에 있는 해당 BGA 기판에 대응하는 위치에 놓이게 된다. 캐리어는 벌크 열에 있는 결함을 갖는 기판들과 함께 통합된 양질의 기판들을 회수하여 그들이 버려져서 낭비될 필요가 없게 한다.

Description

볼-그리드 어레이 집적 회로 디바이스 기판용 캐리어(CARRIER FOR PRINTED CIRCUIT BASE BOARD OF BALL-GRID ARRAY INTEGRATED CIRCUIT DEVICES)

본 발명은 대체적으로 볼-그리드 어레이 집적 회로(ball-grid array integrated circuit, BGA IC) 디바이스들과 연관되며, 특히, BGI IC 디바이스들의 제조의 팩킹(packing) 단계와 연관된다. 좀더 구체적으로, 본 발명은 자원의 낭비를 방지하고 제조 비용을 절감하기 위해, 개개의 BGA PCB 기판을 취급하는 BGA IC 디바이스용 캐리어에 관한 것이다.

BGA는 특히 1 마이크론 이하의 해상도에서 제조되는 고밀도 디바이스에 적합한 IC 디바이스들에 대한 새로운 패키징 표준이다. ULSI와 같은 IC 디바이스들은 수백만의 트랜지스터들 주위에 설계된 복잡한 디지털 회로 기능과 결합한다. 이렇게 복잡한 회로들은 해당 외부 회로와 인터페이스하기 위해 일반적으로 수많은 IC 패키지 핀들의 사용을 필요로 한다. 1백개 미만에서부터 2백개가 넘는 핀들을 갖는 통상적인 QFP(quad flat pack)과 PGA(pin-grid array)는 점차 사용하기 부적당해지고 있다.

예를 들어, 많이 사용되는 64-비트 마이크로 프로세서에 기초하는 개인용 컴퓨터들을 생각해 보자. 이 시스템들에서 주된 DRAM과 캐싱 SRAM 중의 하나는 컴퓨터 시스템 내부의 최대 데이터 이동율의 용량을 모두 사용하기 위하여 최소한 64-비트 크기의 데이터 버스를 채용한다. 그래서 메모리 콘트롤을 수행하는 코어 로직 IC 디바이스는 로컬 메모리 버스, 주변 메모리 버스, 그리고 시스템 메모리 버스들을 포함하는 다양한 버전들의 메모리 데이터 버스들을 위한 요건을 갖추기 위해 200개가 훨씬 넘는 핀 수를 요구한다. BGA 패키징은 이러한 요건들을 만족시킬 수 있는 것이다.

PCB 기술에 기초한 작은 보드는 BGA 디바이스를 위한 기판을 포함한다. 이 기술 분야에 숙련된 사람들에게 잘 알려진 바와 같이, BGA 디바이스를 제조하는 공정에서, 세미컨덕터 다이들(semiconductor dies)은 자동화된 끼워-놓기 시스템들에 의해 BGA 기판의 표면에 고정되어야 한다. 그리고 디바이스 다이에 있는 회로를 기판 표면에 있는 해당 패드들로 접속시키기 위한 와이어-결합 작업이 뒤따른다. 이어서, 밀봉 작업으로 다이와 모든 결합 와이어들과 패드들을 봉합한다. 봉합이 고화되어 안전하게 된 다음, BGA 디바이스를 위한 땜납 공들이 땜납 리플로우 유닛(solder reflow units)에 형성된다.

상술한 제조 공정들의 대부분에 대한, 공정 작업은 벌크 열로 정렬된 BGA 기판들에 실시된다. 이 열은 종종 한 개의 열로 정렬된 복수개의 모든 BGA 기판들과 함께 PCB 프레임에 포함된다. 그리고 분리되기 전에, 모든 기판들은 BGA 기판 자체에 있는 여분의 PCB 프레임에 의해 연결되어 있다. 이들 BGA 기판들은 벌크 제조 공정 단계가 모두 완료된 다음, 단지 개별적으로 분리되어 진다. 임시적으로 함께 통합된 복수개의 BGA 기판들을 가지고 실시하는 상술한 벌크-처리 방식은 최소한 각각의 BGA 기판들이 상대적으로 너무 작아 보통의 PCB와 비교할 때 효율적으로 처리되지 못한다는 사실에 기초한다. 예를 들면, BGA 기판들 자체를 위한, 또는 BGA 디바이스 패키징 공정 단계들을 위한 자동화된 처리 공정은 마크들과 고정용 홀 등을 필요로 한다. 이들 자동화된 처리 공정들은 자원 낭비로 이르게 되는 비교적 상당한 표면 영역을 소비한다.

반면, BGA 기판들을 위한 자동화된 처리 과정 동안에, 만일 복수개의 유닛들이 일괄 처리된다면, 전체적인 효율은 한 개씩 처리할 때 보다 훨씬 더 높아질 것이다. 예를 들어 공정 설비 안팍으로 BGA 기판을 로딩하고 언로딩하는 것을 생각해 보면, 당연히 한번에 여섯 개씩 또는 그 이상씩 하는 것이 한번에 한 개씩 로딩 언로딩하는 것 보다 전체적으로 보다 효율적이다.

그러나, BGA 기판들의 벌크 열들이 PCB 설비 내에서 처리됨에 따라, 여러 가지 이유들 때문에 기판의 질을 떨어뜨리는 결함들이 불가피하게 발생될 수 있다. 벌크 열들에서 결함있는 기판이 발생할 위치가 불규칙하기 때문에, 어느 한 벌크 열에 결함있는 기판을 가진 BGA 기판들의 벌크 열들을 버리는 것이 일반적으로 표준 공정이다. 그러나 벌크 열들에 있는 양질의 기판들이 벌크 열들에 있는 결함을 가진 손상된 기판들과 함께 버려져야 하기 때문에, 이러한 공정은 제조 비용의 절감을 방해하고, 환경 보호 문제를 야기시킨다. 이러한 관습에 기초하여 양질의 BGA 기판을 버리는 것은 유용한 자원과 노력을 낭비하는 것임이 명백하다.

이에 따라 본 발명의 목적은 전체 제조 비용을 절감하기 위해, BGA 기판들의 벌크 열들에서 손상된 기판들과 통합되어 있는 양질의 BGA 기판들 각각을 회수하기 위한 BGA IC 디바이스들의 기판들을 위한 캐리어를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 재사용이 가능한 각 BGA 기판들을 회수하기 위한 BGA IC 디바이스들의 기판을 위한 캐리어를 제공하는 것이다.

도 1은 한 개의 열로 정렬된 기판들을 갖는 BGA 기판들의 벌크 열을 보여주는 평면도;

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 BGA 기판용 캐리어를 보여주는 평면도;

도 3은 삽입된 BGA 기판들을 가진 도 2의 BGA 기판용 캐리어를 보여주는 부분 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

110 : BGA 기판 200 : 캐리어

300 : 접착성 테잎

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 BGA IC 디바이스들의 개개의 기판들을 운반하기 위한 캐리어를 제공한다. 개개의 기판들은 결합을 갖는 기판들을 포함하는 BGA 기관들의 벌크 열들로부터 분리된 양질의 기관들이다ㅣ. 캐리어는 다수개의 기관-수용 홀들의 가진다. 캐리어는 벌크 열의 구조적 크기와 같은 구조적 크기를 가지고, 캐리어에 포함된 기관-수용 홀들의 개수는 벌크 열에 정렬된 BGA 기관들의 개수와 같다. 캐리어의 기관-수용 홀들에 삽입된 가 BGA 기관들은 벌크 열에 있는 해당 BGA 기관에 대응하는 위치에 놓이게 된다.

(작용)

캐리어는 벌크 열에 있는 결합을 갖는 기관들과 함깨 통합된 양질의 기관들을 회수하여 그들이 버려져서 낭비될 필요가 없게 한다.

(실시예)

도 1의 평면도를 참조하면, 일 예로서 BGA 기판들의 벌크 열 100이 한 개의 열 당 모두 다섯 개의 정렬된 기판들 110을 포함한다. 이들 기판들이 아직 분리되지 않았기 때문에, 일련의 기판들 110이 참조 번호 112로 표시된 PCB 부분의 프레임에 의해 함께 통합되어 있다. 비교적 긴 슬롯들 116은 임의의 연속된 2개의 기판들 110을 분리시키고 또한 기판들의 경계를 정의한다. 실질적으로, 슬롯들 114와 이에 수직한 슬롯들 116으로 둘러싸인 영역은 벌크 열 100에 있는 한 개의 BGA 기판110을 위한 PCB이다. 슬롯들 114와 116의 안쪽 측면들은 나중의 단계에서 분리되어 각 BGA 기판의 측면들이 된다.

BGA 기판들의 벌크 열 100에 한 개 또는 그 이상의 기판들 110이 손상되면, 그 특정 열은 즉시 분리될 수 있고, 결함을 갖는 손상된 기판들이 버려지는 한편 양질의 기판들은 남겨진다. 이렇게 남겨져서 수거된 각 BGA 기판들은, 이하 단락들에서 상세히 설명될 본 발명의 캐리어를 이용하여 규격의 벌크 열들 100에 있는 양질의 기판들과 같이 계속해서 처리될 수 있다. 그리하여 그들은 종래 기술의 공정 방식에서 버려진 것과는 달리 재사용될 수 있다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 BGA 기판을 위한 캐리어 200을 보여주는 평면도이다. 개개의 BGA 기판들을 처리하기 위한 캐리어 200은 도 1에 있는 BGA 기판 벌크 열 100의 명시를 위해 만들어진 것이다. 캐리어 200은 벌크 열 100의 두께와 거의 같거나 비슷한 두께를 갖는 알루미늄이나 구리 합금의 플레이트와 같은 한 장의 재료로 만들어 질 수 있다.

도 2의 실시예에서, 캐리어 200은 도 1의 벌크 열 100의 기판들에 대응하는 다수개의, 여기서는 다섯개의 기판-수용 홀(substrate-receiving holes)들 210을 갖는다. 각 기판-수용 홀들 210은 벌크 열 100에 있는 BGA 기판들의 분리시의 크기와 거의 비슷한 크기를 갖는다. 캐리어 200에 있는 기판-수용 홀들의 크기는 BGA 기판이 홀에 삽입되면 각 홀들이 기판을 쉽고 확실하게 수용할 수 있도록 정해진다. 즉, 캐리어 200에 있는 각 기판-수용 홀들 210은 PCB 214와 216의 기다란 부분에 의해 둘러싸여서, 결함있는 기판들을 포함하는 벌크 열들 110로부터 분리 수거되는 양질의 BGA 기판들 각각이 삽입되는 것을 수용할 수 있다.

삽입된 BGA 기판들 100을 가진 캐리어 200은 알맞은 표면적을 갖는 접착성 테잎의 일부가 붙여진 한 개의 표면을 가진다. 이것은 캐리어 200의 기판-수용 홀들 210에 BGA 기판들이 삽입되는 것을 돕는다. 접착성 테잎의 보조로 인해, 삽입된 각 BGA 기판들 110을 갖는 캐리어 200은 BGA IC 디바이스 패키징 작업의 자동화된 공정 단계에서 규격의 벌크 열들 100과 같이 처리되기에 충분한 견고성를 나타내게 된다.

도 3은 도 2의 BGA 기판이 이미 삽입된 BGA 기판을 위한 캐리어 200를 보여주는 부분 단면도이다. 도 3은, 또한, 접착성 테잎 300이 상술한 바와 같이 기판 110을 제자리에 고정되도록 보조하는 것을 보여준다. 도 3에 보인 BGA 기판 110은 이미 와이어-본딩 작업이 끝나고 밀봉 120이 완료되어 제 위치에 배치된 세미컨덕터 다이를 갖는다.

명백하게, 도 3은 본 발명의 캐리어 200이 밀봉 공정에서 어떻게 사용될 수 있는 지를 나타내준다. 하지만 이 기술 분야에 숙련된 사람들이 모두 이해할 수 있는 바와 같이, 캐리어 200은 와이어-본딩 뿐만 아니라 세미컨덕터 다이를 끼워 놓기와 같은 처리들을 위해서도 사용될 수 있다. 필수적인 모든 제조 공정 단계들이 완료되면, 각 BGA 기판 110은 캐리어 200으로부터 제거될 수 있다. 이것은 접착성 테잎 300의 제거와 캐리어 200에 있는 기판-수용 홀들 210로부터 각 BGA 기판들의 제거를 필요로 한다. 모든 BGA 기판들 110이 제거된 다음, 캐리어 200은 다시 재사용할 수 있다. 즉, 캐리어 200은 또 다른 공정 단계에서 또 다른 BGA 기판들 110 묶음과 같이 사용될 수 있다.

이 기술 분야에 숙련된 사람들이 잘 이해할 수 있는 바와 같이, 다른 BGA 디바이스들에 대한 다른 크기의 요구가 본 발명에 따른 캐리어에 적용될 수 있다. 이렇게 크기를 결정하는 요소들에는 열로 정렬되는 기판들의 개수 뿐만 아니라 벌크 열의 크기, 관련된 BGA 기판의 크기 등이 포함된다.

이상 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 설명되었지만, 본 발명은 여기 개시된 실시예로 제한될 필요는 없다. 그와 반대로, 첨부된 청구항들의 사상 안에 포함되는 다양한 변형들과 유사한 구성들을 포함하고자 한다. 따라서 청구항들의 범위는 그러한 모든 변형과 유사한 구조들을 포함하도록 최대한 넓게 해석되어야 한다.

상술한 본 발명에 따르면, 결함을 가진 손상된 기판들이 포함된 BGA 기판들의 벌크 열들에 있는 양질의 기판들이 손상된 기판들과 함께 버려지는 것이 방지되어, 제조 비용을 절감할 수 있다.

Claims (6)

1. 볼-그리드 어레이(BGA) IC 디바이스들의 각 기판들을 운반하기 위한 캐리어에 있어서, 상기 각 기판들은 BGA 기판들의 벌크 열들로부터 분리된 양질의 기판들이고, 상기 캐리어는 복수개의 기판-수용 홀들을 포함하며,

   상기 캐리어는 벌크 열과 같은 구조의 크기를 갖고;

   상기 캐리어에 포함된 기판-수용 홀들의 개수는 벌크 열에 정렬된 BGA 기판들의 개수와 같고; 그리고

   상기 캐리어의 기판-수용 홀들로 삽입된 각 BGA 기판들은 벌크 열의 해당 BGA 기판에 대응하는 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 BGA 기판용 캐리어.
2. 제 1 항에 있어서,

   캐리어의 저면에 보호 막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 BGA 기판용 캐리어.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 보호 막은 접착성 테잎인 것을 특징으로 하는 BGA 기판용 캐리어.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 캐리어의 두께는 벌크 열의 두께와 같은 것을 특징으로 하는 BGA 기판용 캐리어.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 캐리어는 구리 합금의 플레이트들로 만들어진 것을 특징으로 하는 BGA 기판용 캐리어.
6. 제 1 항에 있어서,상기 캐리어는 알루미늄 합금의 플레이트들로 만들어진 것을 특징으로 하는 BGA 기판용 캐리어.

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