KR100479914B1 - 볼그리드어레이패키지용볼흡착장치 - Google Patents

Abstract

볼 그리드 어레이 패키지용 볼 흡착장치가 개시된다. 본 발명에 따른 볼 그리드 어레이 패키지용 볼 흡착장치는 볼을 진공으로 흡착시키는 흡착공이 형성된 다수개의 홀더와, 이 홀더를 결합하고 흡착공에 진공압을 가하는 패널을 특징으로 하며, 볼의 누락 및 불일치(MISALIGNMENT)의 방지 및 볼에 대한 흡착력이 향상되어 회전을 방지함으로써 정전기로 인해 다수개의 볼이 한곳에 서로 엉기는 현상이 방지되는 이점이 있다.

Description

볼 그리드 어레이 패키지용 볼 흡착장치{Solder ball holding apparatus for BGA type IC package}

본 발명은 볼 그리드 어레이 인쇄회로기판의 이면에 실장용 볼을 배열하는 장치에 관한 것으로, 특히 진공을 이용한 볼 그리드 어레이 패키지용 볼 흡착장치에 관한 것이다.

일반적인 반도체 패키지는 볼 그리드 어레이 패키지(BALL GRID ARRAY PACKAGE), 리드 온 칩 패키지(LEAD ON CHIP PACKAGE), 칩 온 리드패키지(CHIP ON LEAD PACKAGE) 등 다양한 형태가 있다. 상기 반도체 패키지 중 실장밀도가 높은 것으로서 볼 그리드 어레이 패키지가 사용되고 있으며, 최근 반도체 칩의 고집적화 경향에 의해 그 사용이 증가되고 있는 추세이다.

도 1은 종래의 볼 그리드 어레이 패키지용 볼 납입장치에 의해 인쇄회로기판에 볼이 배열되는 상태를 도시한 단면도이다.

도면을 참조하면, 볼 그리드 어레이 패키지 인쇄회로기판(14)의 일측면에는 마스크 레이어(MASK LAYER)(15)가 형성되고, 상기 마스크 레이어(15)는 인쇄회로기판(14)에 형성된 인쇄회로선(13)과 전기적으로 연결된다. 또한 상기 인쇄회로선(13)과 반도체 집적회로 칩(11)은 와이어(11a)본딩되어 주기판(미도시)으로부터 상기 반도체칩(11)까지 전기적 신호가 전달되며 또한, 상기 반도체 집적회로 칩(11)과 와이어(11a)본딩된 상기 인쇄회로기판(14)은 보호용 수지(12)로 몰딩되어 있다.

상기 종래의 볼 그리드 어레이 패키지용 볼 납입장치(17)의 패널(17b)에는 솔더 볼(18)(SOLDER BALL/이하 "볼"이라한다)이 납입되는, 상기 볼(18)과 같은 폭 및 깊이로 다수개의 볼 홀딩홈(17a)이 형성된다. 상기 볼 홀딩홈(17a)이 형성되어 볼(18)이 납입된 볼 납입장치(17)를 인쇄회로기판(14)의 상부에 위치시켜, 상기 인쇄회로기판(14)의 이면에 형성되며 탑재된 반도체와 연결 배선된 요(凹)형의 안착홈(16)에 상기 볼(18)을 납입시킨다. 상기 안착홈(16)에는 프럭스가 도포 되어 상기 프럭스의 점성에 의한 접착력으로 상기 납입된 볼(18)이 임시 접착된다. 이후 실장장비(미도시)에 투입되어 상기 볼(18)에 소정의 온도를 가하면 상기 볼(18)의 외곽이 용융되어 상기 볼 그리드 어레이 패키지의 인쇄회로기판(14)과 주기판(미도시)에 접착된다. 그러나 종래의 볼 그리드 어레이 패키지용 볼 납입장치(17)에서는 상기 패널(17b)에 형성된 다수개의 볼 홀딩홈(17a)에 볼(18)이 누락되어, 상기 안착홈(16)에 볼(18)이 누락되는 문제점이 발생된다.

도 2 에는 종래의 다른 볼 그리드 어레이 패키지용 볼 흡착장치와 일반적인 볼 그리드 어레이 패키지가 도시되어 있다. 여기서 앞서 도시된 도면에서와 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 가리킨다.

상기 도면을 참조하면, 종래의 다른 볼 그리드 어레이 패키지용 볼 흡착장치(27)에서, 중공으로 된 패널(27b)에는 복수개의 볼(18)이 각각 수용되는 볼 홀딩홈(27a)이 형성되고, 상기 볼 홀딩홈(27a)은 소정의 진공압이 작용하는 진공장치(미도시)와 호스(27c)로 연결되어 볼 홀딩홈(27a)에 수용된 볼(18)을 흡착 고정시킨다.

상기 볼 홀딩홈(27a)은 그 직경(D)을 볼(18)의 외경(B)보다 크게, 측벽의 높이(H)는 볼(18)의 외경(B)보다 작게, 또한 관통공의 직경(A)은 볼(18)의 외경(B)보다 작게 형성된다.

여기서 볼 그리드 어레이 패키지의 인쇄회로기판(14)의 구성은 도 1과 동일함으로 설명을 생략한다

상기 볼 흡착장치(27)가 인쇄회로기판(14)의 상부에 위치하여 안착홈(16)에 대하여 볼 홀딩홈(27a)에 흡착 고정된 볼(18)의 위치가 정렬되면, 부압을 차단하여 볼(18)을 안착홈(16)에 각각 배열시킨다. 이후 미도시된 표면실장장비에 투입되어, 볼(18)에 소정의 온도를 가하여 볼(18)의 표피층이 융해되면 상기 인쇄회로기판(14)이 주기판에 융착된다.

상기의 공정에서 볼 홀딩홈(27a)에 수용된 볼(18)이 부압으로 흡착된 상태에서 회전되는 경우가 발생하는데, 이때 상기 볼(18)에는 정전기가 발생하게 되어 인쇄회로기판(14)에 배치시 상호 작용하는 정전기에 의해 다수의 볼(18)이 함께 결합되거나, 또한 볼 홀딩홈(27a)의 직경(D)이 볼(18)의 외경(B)보다 크게 형성되어 있어 다수의 볼(18)이 함께 삽입되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 볼 그리드 어레이 패키지의 인쇄회로기판에 볼을 접착시 이용되는 것으로, 볼을 안정적으로 흡착, 고정시키며 정전기가 발생하지 않도록 개선된 볼 그리드 어레이 패키지 용 볼 흡착장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 볼 그리드 어레이 패키지용 볼 흡착장치는, 볼을 진공으로 흡착시키는 흡착공이 형성된 다수개의 홀더와, 상기 홀더와 결합되며 상기 흡착공에 진공압을 가하는 패널을 포함하여 된 것을 특징으로 한다.

또한 상기 홀더는 상기 패널로부터 소정 높이로 돌출 되어 형성된 것을 더 포함하는 것이 바람직하다. 또한 상기 홀더의 직경은 상기 볼보다 작게 형성된 것을 더 포함하는 것이 바람직하다.

이하 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 일반적인 볼 그리드 어레이 패키지의 제조과정 중에서 본 발명의 일 실시예에 따른 볼 그리드 어레이용 볼 흡착장치(37)에 의해 인쇄회로기판(14)에 볼(18)이 배치되는 상태를 도시한 단면도이다.

본 발명에 따른 볼 그리드 어레이 패키지용 볼 흡착장치(37)는, 반도체칩(11)이 탑재되어 와이어(11a) 본딩되는 인쇄회로기판(14)의 일 측면에 다수개의 볼(18)을 접착시키기 위한 것으로서, 다수개의 볼(18)을 흡착시킨 다음 인쇄회로기판(14) 이면의 소정 접착 위치로 옮겨서 배열시키는 것이다. 이후 프럭스의 점성에 의해 임시 접착된 볼(18)은 실장장비(미도시)에 의해 용융되어 본기판(미도시)에 융착된다.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 볼 그리드 어레이 패키지용 볼 흡착장치(37)는, 다수개의 결합용 나사공(37a)이 형성되고, 내부가 중공으로 된 패널(37b)과, 본 발명의 특징에 따른, 상기 패널(37b)에 나사 결합되는 다수의 돌출된 홀더(37d)를 포함한다. 또한 상기 홀더(37d)는 볼(18)이 흡착되는 파이프 형태로 형성되며 그 내경(A')은 상기 볼의 외경(B)보다 작게 형성되는 것이 바람직하다. 또한 상기 홀더(37d)는 상기 홀더(37d)가 결합되는 패널(37b)에서 소정높이로 돌출 되어 형성되며 상기 홀더(37d)를 납입하는 중공의 패널(37b)은 압력호스(37c)를 통하여 소정의 진공을 발생시키는 진공장치(미도시)에 연결된다.

또한 상기 홀더(37d)에 상기 볼(18)의 흡착이 누락되는 경우가 발생시, 경보를 울리거나 작업을 중단하도록 상기 패널(37b)의 내부에 센서(미도시)가 설치되는 것이 바람직하다. 또한 상기 센서는 압력센서가 바람직하다.

상기 볼(18)이 장착되는 볼 그리드 어레이 패키지의 인쇄회로기판(14)은 탑재된 반도체(11)와 배선 연결된 요(凹)형의 안착홈(16)이 하부면 즉, 솔더 사이드(SOLDER SIDE)인 이면(裏面)에 구비되어 있고, 상기 안착홈(16)에 도포 되는 프럭스에 의한 접착력으로 상기 볼(18)이 임시 접착되고 다음 공정에서 솔더링된다.

상기와 같은 구조를 가진 본 발명에 의한 볼 흡착장치(37)는 다음과 같이 작동한다.

먼저, 진공장치(미도시)를 가동시킨다. 이후 본 발명에 따른 볼 그리드 어레이 패키지용 볼 흡착장치(37)를 볼(18)이 담긴 용기(미도시)에 넣는다. 다음으로 패널(37b)을 통하여 작용하는 진공압에 의해 상기 볼(18)이 홀더(37d)의 선단에 형성된 원주에 흡착된다. 상기 홀더(37d)에 흡착된 볼(18)은 안착홈(16)에 삽입된다.

이후 상기 안착홈(16)에 삽입된 볼(18)에 작용하는 부압을 제거시키면, 상기 볼(18)은 홀더(37d)로 부터 용이하게 분리되고 다음 공정에서 솔더링된다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따른 볼 그리드 어레이 패키지용 볼 흡착장치는, 진공압에 의해 볼이 흡착되는 홀더를 패널에 형성시킴으로써,

첫째, 볼의 누락을 방지하고

둘째, 볼의 불일치(MISALIGNMENT)를 방지하며,

셋째, 볼에 대한 흡착력이 향상됨으로써 볼의 회전이 발생하지 않게 되어 정전기로 인해 여러 개의 볼이 한곳에 서로 엉기는 현상이 방지된다. 따라서, 볼 그리드 어레이 패키지 실장 공정에 있어, 본 발명에 따른 볼 그리드 어레이 패키지용 볼 흡착장치는 인쇄회로기판에 다수개의 볼을 정확하고 용이하게 배치시킬 수 있도록 한다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

도 1은 종래의 볼 그리드 어레이 보드용 볼 납입장치에 의해 인쇄회로기판에 볼이 배열되는 상태를 도시한 단면도.

도 2는 종래의 다른 볼 그리드 어레이 보드용 볼 흡착장치에 의해 인쇄회로기판에 볼이 배열되는 상태를 도시한 단면도.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 볼 그리드 어레이 보드용 볼 흡착장치에 의해 인쇄회로기판에 볼이 배열되는 상태를 도시한 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

11..반도체 집적회로 칩 12..수지

13..인쇄회로선 14..인쇄회로기판

15..마스크 레이어 18..볼

17a,27a..볼 홀딩홈 37d..홀더

Claims (3)

1. 다수개의 결합용 나사공이 형성되며, 상기 나사공에 진공압을 가하는 패널;

   상기 패널로부터 소정 높이로 돌출 되도록 상기 나사공에 삽입된 것으로, 볼을 진공으로 흡착시키는 흡착공이 형성된 다수개의 홀더;를 포함하는 것을 특징으로 하는 볼 그리드 어레이 패키지용 볼 흡착장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 홀더의 내경은 상기 볼의 외경 보다 작게 형성된 것을 특징으로 하는 볼 그리드 어레이 패키지용 볼 흡착장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 홀더에 상기 볼의 흡착이 누락되는 경우가 발생시, 경보를 울리거나 작업을 중단하도록 상기 패널의 내부에 센서가 설치되는 것을 특징으로 하는 볼 그리드 어레이 패키지용 볼 흡착장치.

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