KR100413587B1 - 압력을 가하여 반도체 패키지를 인쇄회로기판에 전기적으로 부착시키는 압착 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 압력을 가하여 반도체 패키지를 인쇄회로기판에 전기적으로 부착시키는 압착 장치에 관한 것으로서, 상기 압착 장치는 반도체 패키지의 외부에 형성된 다수개의 전도성 핀들을 인쇄회로기판 상에 형성된 다수개의 회로선들에 압력을 가하여 전기적으로 접촉시킬 수 있도록 상기 반도체 패키지와 접촉되는 저면 둘레에 상기 반도체 패키지를 안착하여 고정할 수 있는 제1 단턱이 형성되고, 상기 제1 단턱의 저면 둘레에 상기 반도체 패키지의 핀들과 상기 인쇄회로기판의 회로선들을 전기적으로 접촉시켜주기 위한 이방성 도전 컨넥터를 안착하여 고정할 수 있는 제2 단턱이 형성되며, 그 둘레를 따라 소정 간격을 두고 복수개의 체결공들이 형성되며, 상기 반도체 패키지에서 발산되는 열을 외부로 방출할 수 있도록 그 중앙부에 열방출구가 개방 형성된 프레임 본체; 상기 열방출구의 둘레를 따라 나선형으로 형성되어 사용자가 외부에서 상기 반도체 패키지의 가압 정도를 조정할 수 있도록 하는 미세간극 체결구; 및 상기 체결공들을 통해 상기 인쇄회로기판을 관통하며 상기 프레임 본체를 상기 인쇄회로기판 상에 장착 및 고정시켜주는 복수개의 체결구들을 포함함으로써 반도체 패키지를 인쇄회로기판에 전기적으로 압착시킬 때 시간과 경비가 절약된다.
Description
본 발명은 압력을 이용하여 반도체 패키지를 인쇄회로기판에 전기적으로 부착시키는 압착 장치에 관한 것이다.
반도체 패키지는 여러 가지 기능, 예컨대 저장 기능, 계산 기능, 제어 기능 등을 수행하는 반도체 칩(Semiconductor Chip)을 내부에 포함하고 있다. 상기 반도체 칩을 다른 시스템에 연결시키기 위하여 상기 반도체 패키지의 외부로 전도성을 갖는 핀들이 돌출되어 있다. 상기 핀들은 전도성 선들을 통하여 상기 반도체 칩과 연결되어있다.
도 1은 반도체 패키지(DIP)의 사시도이다. 도 1을 참조하면, 반도체 패키지(111)의 외부로 다수개의 핀들(121)이 돌출되어있다.
도 2는 도 1에 도시된 반도체 패키지가 인쇄회로기판에 전기적으로 부착된 상태를 도시한 도면이다. 도 2를 참조하면, 반도체 패키지의 핀들(121)이 인쇄회로기판(131)에 형성된 구멍들에 삽입된 상태에서 납땜(141)이 되어 고정되어있다. 도 2와 같이 반도체 패키지(111)에 내장된 반도체 칩(미도시)은 핀들(121)을 통하여 인쇄회로기판(131)에 구성된 회로에 전기적으로 연결된다. 반도체 패키지를 인쇄회로기판에 전기적으로 연결시키는 방법은 이 외에도 그 핀들을 인쇄회로기판의 메탈라인에 직접 납땜하는 방법도 있다.
이와 같이, 반도체 패키지를 인쇄회로기판에 전기적으로 연결시키기 위해서는 납땜이라는 과정을 거쳐야 한다. 이 때 납땜이 완전하게 되면 문제가 없으나 납땜이 불완전할 경우 반도체 패키지는 인쇄회로기판과 전기적으로 연결이 안되며 그로 인하여 인쇄회로기판이 장착된 시스템은 정상적으로 동작이 되지 않는다. 또한, 반도체 패키지가 정상적으로 동작하는 지 여부를 테스트할 경우, 반도체 패키지를 인쇄회로기판에 납땜한 상태에서 상기 납땜을 제거하고 떼어야할 경우가 발생할 수가 있는데 이럴 경우 많은 시간과 경비가 소요된다. 더욱이 반도체 패키지를 인쇄회로기판에 여러 번 탈부착할 경우, 인쇄회로기판이 열에 의해 변형될 수도 있다. 그러면, 상기 인쇄회로기판은 버려져야하므로 경비가 불필요하게 소요된다.
도 3은 다른 반도체 패키지(BGA)의 사시도이다. 도 3을 참조하면, 반도체 패키지(311)의 핀들(331)은 볼 모양으로 형성되며, 핀들(331)은 인쇄회로기판(131)에 형성된 전도성 선들(321)에 직접 납땜된다. 도 3에 도시된 반도체 패키지(311)도 납땜이라는 과정을 거쳐서 인쇄회로기판의 선들(321)에 전기적으로 부착되므로 도 2를 통해서 설명한 바와 동일한 단점을 가지고 있다.
본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 납땜을 하지 않고 반도체 패키지를 인쇄회로기판에 전기적으로 연결 및 고정시키는 압착 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 반도체 패키지(DIP; Dual In line Package)의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 반도체 패키지가 인쇄회로기판에 전기적으로 부착된 상태를 도시한 도면이다.
도 3은 다른 반도체 패키지(BGA; Ball Grid Array)의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 압착 장치의 평면도이다.
도 5는 도 4의 4-4'를 잘라서 바라본 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 압착 장치의 평면도이다.
도 7은 도 6의 6-6'를 잘라서 바라본 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 압착 장치의 평면도이다.
상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명은,
반도체 패키지의 외부에 형성된 다수개의 전도성 핀들을 인쇄회로기판 상에 형성된 다수개의 회로선들에 압력을 가하여 전기적으로 접촉시킬 수 있도록 상기 반도체 패키지와 접촉되는 저면 둘레에 상기 반도체 패키지를 안착하여 고정할 수 있는 제1 단턱이 형성되고, 상기 제1 단턱의 저면 둘레에 상기 반도체 패키지의 핀들과 상기 인쇄회로기판의 회로선들을 전기적으로 접촉시켜주기 위한 이방성 도전 컨넥터를 안착하여 고정할 수 있는 제2 단턱이 형성되며, 그 둘레를 따라 소정 간격을 두고 복수개의 체결공들이 형성되며, 상기 반도체 패키지에서 발산되는 열을 외부로 방출할 수 있도록 그 중앙부에 열방출구가 개방 형성된 프레임 본체; 상기 열방출구의 둘레를 따라 나선형으로 형성되어 사용자가 외부에서 상기 반도체 패키지의 가압 정도를 조정할 수 있도록 하는 미세간극 체결구; 및 상기 체결공들을 통해 상기 인쇄회로기판을 관통하며 상기 프레임 본체를 상기 인쇄회로기판 상에 장착 및 고정시켜주는 복수개의 체결구들을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 패키지용 압착 장치를 제공한다.
바람직하기는 또한, 상기 프레임 본체를 상기 인쇄회로기판 상에 고정시킬 때 상기 프레임 본체가 상기 인쇄회로기판의 소정 지점에 정확하게 고정될 수 있도록 상기 인쇄회로기판에 형성된 정렬 구멍을 관통하여 고정되는 복수개의 정렬 핀들이 상기 프레임 본체의 하부에 설치된다.
바람직하기는, 상기 반도체 패키지는 BGA와 SMD를 포함한다.
상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명은 또한,
반도체 패키지의 외부에 형성된 다수개의 전도성 핀들을 인쇄회로기판 상에형성된 다수개의 회로선들에 압력을 가하여 전기적으로 접촉시킬 수 있도록 상기 반도체 패키지의 상부를 눌러주되 상기 상부의 가장자리부분을 통해서 상기 반도체 패키지의 열이 방출될 수 있도록 상기 반도체 패키지의 상부의 중앙부만을 눌러줄 수 있도록 형성된 중앙 지지판과, 상기 중앙 지지판에 연결되며 방사형으로 형성된 복수개의 브리지들, 및 상기 브리지들의 끝부분들에 형성되는 체결공들이 형성된 프레임 본체; 및 상기 체결공들을 통해 상기 인쇄회로기판을 관통하며 상기 프레임 본체를 상기 인쇄회로기판 상에 장착 및 고정시켜주는 복수개의 체결구들을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 패키지용 압착 장치를 제공한다.
바람직하기는, 상기 반도체 패키지의 핀들과 상기 인쇄회로기판의 회로선들 사이에 상기 반도체 패키지의 핀들과 상기 인쇄회로기판의 회로선들을 전기적으로 접촉시켜주기 위한 엠티형 이방성 도전 컨넥터가 삽입되어 고정된다.
상기 본 발명에 의하여 반도체 패키지를 인쇄회로기판에 전기적으로 연결시키는데 필요한 시간과 경비가 절약된다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 압착 장치의 평면도이고, 도 5는 도 4의 4-4'를 잘라서 바라본 단면도이다. 도 4 및 도 5를 참조하면, 압착 장치(401)는 프레임 본체(411) 및 복수개의 체결구들(431)을 포함한다.
프레임 본체(411)에는 반도체 패키지(521)의 외부에 형성된 다수개의 전도성 핀들(523)을 인쇄회로기판(511) 상에 형성된 다수개의 회로선들(513)에 압력을 가하여 전기적으로 접촉시킬 수 있도록 반도체 패키지(521)와 접촉되는 저면 둘레에 반도체 패키지(521)를 안착하여 고정할 수 있는 제1 단턱(551)이 형성되고, 제1 단턱(551)의 저면 둘레에 반도체 패키지의 핀들(523)과 인쇄회로기판의 회로선들(513)을 전기적으로 접촉시켜주기 위한 이방성 도전 컨넥터(connector)(531)를 안착하여 고정할 수 있는 제2 단턱(552)이 형성되며, 압착 장치(401)의 둘레를 따라 소정 간격을 두고 복수개의 체결공들(421)이 형성되며, 반도체 패키지(521)에서 발산되는 열을 외부로 방출할 수 있도록 그 중앙부에 열방출구(441)가 개방 형성된다. 또한, 압착 장치(401)에는 프레임 본체(411)를 인쇄회로기판(511) 상에 고정시킬 때 프레임 본체(411)가 인쇄회로기판(511)의 소정지점에 정확하게 고정될 수 있도록 인쇄회로기판(511)에 형성된 정렬 구멍들(515)을 관통하여 고정되는 복수개의 정렬 핀들(413)이 프레임 본체(411)의 하부에 설치된다.
복수개의 체결구들(431)은 체결공들(421)을 통해 인쇄회로기판(511)을 관통하며 프레임 본체(411)를 인쇄회로기판(511) 상에 장착 및 고정시켜준다. 체결구(431)로는 나사, 리벳, 브라켓, 훅크 등이 이용될 수 있다.
반도체 패키지(521)의 형태로는 DIP 타입, SO(Small Outline) 타입, SMD(Surface Mounted Device), BGA 타입 등 여러 가지가 있으며 그 중에서도 BGA 타입의 반도체 패키지가 본 발명에 보다 효과적으로 사용될 수 있다.
도 4 및 도 5에서 반도체 패키지(521) 대신에 외부에 전도성 단자들을 갖는 전자 부품이면 어떤 종류도 사용될 수 있다.
이방성 도전 컨넥터(531)로는 엠티형 컨넥터(MT-type connector)를 포함하여 여러 종류의 컨넥터들이 적용된다. 이방성 도전 컨넥터(531)의 내부에는 다수개의 전도성 열선들이 수직 형태로 삽입되어 있다. 상기 열선과 열선들 사이에는 절연 물질이 삽입되어있으므로 열선끼리는 전기적으로 단절된 상태이다. 반도체 패키지(521)와 인쇄회로기판(511) 사이에 이방성 도전 컨넥터(531)를 삽입시킬 경우에 반도체 패키지의 핀들(523)은 이방성 도전 컨넥터의 내부에 삽입된 상기 열선들을 통하여 인쇄회로기판의 회로선들(513)과 전기적으로 연결된다.
이방성 도전 컨넥터(531)를 사용하지 않고, 압착 장치(401)를 이용하여 반도체 패키지의 핀들(523)을 인쇄회로기판의 회로선들(513)에 직접 압착시킴으로써 반도체 패키지의 핀들(523)과 회로선들(513)은 전기적으로 연결되어 고정될 수가 있다.
이와 같이, 압착 장치(401)를 사용할 경우, 납땜을 하지 않고도 반도체 패키지의 핀들(523)은 인쇄회로기판의 회로선들(513)과 전기적으로 연결될 수 있으며, 필요시 체결공들(421)로부터 체결구들(431)을 빼어내는 것만으로 반도체 패키지(521)는 인쇄회로기판(511)으로부터 간단하게 분리될 수 있다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 압착 장치의 평면도이고, 도 7은 도 6의 6-6'를 잘라서 바라본 단면도이다. 도 6 및 도 도 7을 참조하면, 압착 장치(601)에는 프레임 본체(611), 체결공들(621), 열방출구(651), 체결구들(631), 제1 및 제2 단턱들(671,672), 정렬핀들(661) 및 미세간극 체결구(641)가 설치된다. 도 6 및 도 7에 도시된 압착 장치(601)는 도 4 및 도 5에 도시된 압착 장치(401)와 유사하며, 단지 미세간극 체결구(641)를 더 포함하고 있는 것이 차이점이다.
미세간극 체결구(641)는 열방출구(651)의 둘레를 따라 나선형(681)으로 형성되어 있다. 미세간극 조절구(641)는 상하로 움직이도록 되어있다. 따라서, 사용자는 조절홈(643)에 드라이버나 그와 유사한 도구를 삽입하여 미세간극 조절구(641)를 좌우로 돌려줌으로써 미세간극 조절구(641)는 상하로 움직이게 되고 그에 따라 반도체 패키지의 가압 정도가 조정된다. 미세간극 조절구(641)는 도 7에 도시된 구조 외에 다른 여러 가지 모양으로 형성할 수가 있고, 그 위치도 중앙부가 아닌 주변부에 설치될 수도 있다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 압착 장치의 평면도이다. 도 8을 참조하면, 압착 장치(811)는 프레임 본체(805) 및 복수개의 체결구들(811)을 포함한다.
프레임 본체(805)에는 반도체 패키지(도 5의 521)의 외부에 형성된 다수개의 전도성 핀들을 인쇄회로기판(도 5의 511) 상에 형성된 다수개의 회로선들에 압력을 가하여 전기적으로 접촉시킬 수 있도록 반도체 패키지(도 5의 521)의 상부를 눌러주되 상기 상부의 가장자리부분을 통해서 반도체 패키지(도 5의 521)의 열이 방출될 수 있도록 반도체 패키지(도 5의 521)의 상부의 중앙부만을 눌러줄 수 있도록 형성된 중앙 지지판(831)과, 중앙 지지판(831)에 연결되며 방사형으로 형성된 복수개의 브리지들(841), 및 브리지들(841)의 끝부분들에 형성되는 체결공들(821)이 형성된다. 반도체 패키지(도 5의 521)의 핀들과 인쇄회로기판(도 5의 511)의 회로선들 사이에 반도체 패키지(도 5의 521)의 핀들과 인쇄회로기판(도 5의 511)의 회로선들을 전기적으로 접촉시켜주기 위한 이방성 도전 컨넥터가 삽입되어 고정될 수도 있다.
복수개의 체결구들(811)은 체결공들(821)을 통해 인쇄회로기판(도 5의 511)을 관통하며 프레임 본체(805)를 인쇄회로기판(도 5의 511) 상에 압착시켜서 고정시켜준다.
도 4 내지 도 8에 도시된 압착 장치들(401,601,801)의 효과는 유사하다.
도면과 명세서에서 최적 실시예들이 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 압착 장치(401,601,801)를 사용할 경우, 납땜없이 반도체 패키지의 핀들(도 5의 523)을 인쇄회로기판의 회로선들(도 5의 513)에 전기적으로 연결 및 고정시킬 수가 있기 때문에 상기 납땜에 소요되는 시간과 경비가 절약된다. 납땜을 하지 않기 때문에 반도체 패키지(도 5의 521)를 인쇄회로기판(도 5의 511)에 탈부착시키는 것이 용이하며, 상기 납땜이 불완전하여 반도체 기판의 핀들(도 5의 523)과 인쇄회로기판의 회로선들(도 5의 513)이 전기적으로 불완전하게 연결되는 것을 방지할 수 있으며, 상기 핀들(도 5의 523)과 회로선들(도 5의 513)의 연결 상태를 간단하게 확인할 수가 있다. 또한, 반도체 패키지(도 5의 521)의 탈부착이 간단하므로 반도체 패키지(도 5의 521)의 테스트도 간단하게 수행할 수 있다. 또한, 반도체 패키지(도 5의 521)를 인쇄회로기판(도 5의 511)에 접착할 때 접착물질을 사용하지 않기 때문에 상기 접착물질로 인한 환경 문제가 발생하지 않으며, 납땜을 사용하지 않음으로써 상기 납땜시 발생하는 고열의 영향을 받지 않음으로 인쇄회로기판(도 5의 511)이 변형되는 경우도 발생하지 않는다.
Claims (8)
- 반도체 패키지의 외부에 형성된 다수개의 전도성 핀들을 인쇄회로기판 상에 형성된 다수개의 회로선들에 압력을 가하여 전기적으로 접촉시킬 수 있도록 상기 반도체 패키지와 접촉되는 저면 둘레에 상기 반도체 패키지를 안착하여 고정할 수 있는 제1 단턱이 형성되고, 상기 제1 단턱의 저면 둘레에 상기 반도체 패키지의 핀들과 상기 인쇄회로기판의 회로선들을 전기적으로 접촉시켜주기 위한 이방성 도전 컨넥터를 안착하여 고정할 수 있는 제2 단턱이 형성되며, 그 둘레를 따라 소정 간격을 두고 복수개의 체결공들이 형성되며, 상기 반도체 패키지에서 발산되는 열을 외부로 방출할 수 있도록 그 중앙부에 열방출구가 개방 형성된 프레임 본체;상기 열방출구의 둘레를 따라 나선형으로 형성되어 사용자가 외부에서 상기 반도체 패키지의 가압 정도를 조정할 수 있도록 하는 미세간극 체결구; 및상기 체결공들을 통해 상기 인쇄회로기판을 관통하며 상기 프레임 본체를 상기 인쇄회로기판 상에 장착 및 고정시켜주는 복수개의 체결구들을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 패키지용 압착 장치.
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- 삭제
- 제1 항에 있어서, 상기 프레임 본체를 상기 인쇄회로기판 상에 고정시킬 때 상기 프레임 본체가 상기 인쇄회로기판의 소정 지점에 정확하게 고정될 수 있도록 상기 인쇄회로기판에 형성된 정렬 구멍을 관통하여 고정되는 복수개의 정렬 핀들이상기 프레임 본체의 하부에 설치되는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지용 압착 장치.
- 제1 항에 있어서, 상기 반도체 패키지는 BGA와 SMD를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지용 압착 장치.
- 반도체 패키지의 외부에 형성된 다수개의 전도성 핀들을 인쇄회로기판 상에 형성된 다수개의 회로선들에 압력을 가하여 전기적으로 접촉시킬 수 있도록 상기 반도체 패키지의 상부를 눌러주되 상기 상부의 가장자리부분을 통해서 상기 반도체 패키지의 열이 방출될 수 있도록 상기 반도체 패키지의 상부의 중앙부만을 눌러줄 수 있도록 형성된 중앙 지지판과, 상기 중앙 지지판에 연결되며 방사형으로 형성된 복수개의 브리지들, 및 상기 브리지들의 끝부분들에 형성되는 체결공들이 형성된 프레임 본체; 및상기 체결공들을 통해 상기 인쇄회로기판을 관통하며 상기 프레임 본체를 상기 인쇄회로기판 상에 장착 및 고정시켜주는 복수개의 체결구들을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 패키지용 압착 장치.
- 제6 항에 있어서, 상기 반도체 패키지의 핀들과 상기 인쇄회로기판의 회로선들 사이에 상기 반도체 패키지의 핀들과 상기 인쇄회로기판의 회로선들을 전기적으로 접촉시켜주기 위한 이방성 도전 컨넥터가 삽입되어 고정되는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지용 압착 장치.
- 삭제
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- 2001-05-03 KR KR10-2001-0024037A patent/KR100413587B1/ko not_active IP Right Cessation
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