KR100630013B1 - 전자 구성 요소 어셈블리 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전자 구성 요소 어셈블리를 개시한다. 이 전자 구성 요소 어셈블리는 인쇄 회로 기판(24), 이 인쇄 회로 기판에 고정된 프레임(12), 상기 프레임(12) 내에 실장되어 있으며 상기 인쇄 회로 기판의 도전성 트레이스와 전기적으로 접촉하고 있는 하나 이상의 전자 구성 요소를 포함하며, 여기서 이 전자 구성 요소를 인쇄 회로 기판에 접속시키는데 있어서 어떤 땜납도 사용되지 않는다. 또한, 본 발명은 이러한 전자 구성 요소 어셈블리를 조립하는 방법을 개시한다.

Description

전자 구성 요소 어셈블리{SOLDER-FREE PCB ASSEMBLY}
본 발명은 전자 구성 요소 및 인쇄 회로 기판(PCB) 어셈블리에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 하나 이상의 전자 구성 요소의 도전성 단자를 관련 인쇄 회로 기판의 도전성 트레이스로의 접속을 확립하기 위한 땜납을 필요로 하지 않는 전자 구성 요소 어셈블리에 관한 것이다.
통상적인 인쇄 회로 기판 어셈블리는 관련 인쇄 회로 기판의 도전성 트레이스로 땜납된 집적 회로 및 다른 전자 구성 요소를 포함한다. 땜납이 어떤 측면에서 인쇄 회로 기판으로 전자 구성 요소를 접속시키고 관련 전원으로부터의 전류를 전자 구성 요소로 전송하는데 있어서 효과적이지만, 이 땜납을 사용하게 되면 여러 가지 문제가 발생한다.
한 중요한 문제는 땜납된 전자 구성 요소가 땜납 프로세스 동안 매우 고온에 노출된다는 것이다. 이로써, 전자 구성 요소는 실질적인 온도 응력을 받게 되며 이로써 즉각적으로 또는 차후에 기능 고장이 발생한다. 이러한 고장을 최소화하기 위해서, 땜납된 집적 회로는 다양한 제조 절차 및 품질 보증 절차를 받아야 하며 이는 복잡하고 비용이 많이 든다.
품질 보증 검사에서 종종 땜납 결합부는 인쇄 회로 기판의 제조 프로세스 동안 여러 번 검사를 받아야 한다. 가령, 이러한 검사 중 한 검사는 인쇄 회로 기판의 도전성 트레이스로 전자 구성 요소의 도전성 단자를 접속시키는 땜납 결합부가 적절하게 형성되었으며 공극(void)이 하나도 포함되어 있지 않은지를 검사하는 것이다. 다른 검사 단계는 관련 PCB 어셈블리가 완성된 후에 땜납 프로세스 동안 사용된 용제(flux)가 예비적인 또는 최종의 세정 동작 동안 제거되었는지를 검사하는 것이다.
땜납된 전자 구성 요소와 관련된 다른 문제는 기능 고장의 경우나 전자 구성 요소를 갱신할 필요가 있을 때에 땜납이 제거되어야 한다는 것이다. 즉, 전자 구성 요소가 분리되어야 한다는 것이다. 이러한 분리 프로세스는 관련 PCB 상의 전자 구성 요소를 추가적인 온도 응력 및 세정 절차에 노출시킨다. 새로운 구성 요소가 고장난 구성 요소의 자리에 다시 땜납 부착되는 경우에, 고온 응력과 관련된 문제가 다시 존재할 수 있으며 추가적인 품질 제어 검사 및 세정 절차가 필요하게 된다.
땜납 사용과 관련된 이러한 잠재적 문제 및 비용을 해결하기 위해서, 전자 구성 요소의 도전성 단자를 PCB의 도전성 트레이스로 무땜납(solder-free) 접속하기 위해서 많은 노력이 기울어졌다. 이러한 노력 중 하나는 관련 전자 구성 요소의 도전성 단자를 관련 PCB의 도금된 관통 구멍 내부로 박아 넣는 것이다. 이러한 프로세스에서는 전자 구성 요소의 도전성 단자로서 특별한 비땜납성 핀(special solderless pin)이 사용되어야 한다. 이러한 프로세스에서는 비용 증가, 제조 단계 증가, 재료를 교환할 수 없는 것, 박아 넣는 단계 동안 그 상에서 발생되는 기계적 응력으로 인한 전자 구성 요소 고장과 같은 여러 가지 문제가 존재한다.
따라서, 땜납 접속부 및 무땜납 접속부를 갖는 기존의 절차 및 어셈블리는 여러 가지 문제를 가지고 있다. 그러므로, 이러한 문제들을 극복할 수 있는 새로운 전자 구성 요소 어셈블리를 제공할 필요가 있다.
발명의 개요
본 발명은 하나 이상의 관련 전자 구성 요소의 도전성 단자를 관련 PCB의 도전성 트레이스로 접속시키기 위해서 땜납을 사용하지 않는 전자 구성 요소 어셈블리를 제공함으로써 종래 기술의 단점을 극복한다. 일 실시예에서, 전자 구성 요소 어셈블리는 그 상에 도전성 트레이스를 갖는 PCB를 포함한다. 그 내부에 적어도 하나의 구획부(compartment)를 갖는 프레임이 PCB로 부착될 수 있다. 그 상에 도전성 단자를 갖는 적어도 하나의 전자 구성 요소는 그의 도전성 단자가 PCB의 도전성 트레이스와 접촉 정렬되도록 프레임의 적어도 하나의 구획부 내에서 유지된다. 여기서, 본 어셈블리에서는 PCB의 도전성 트레이스와 접촉하도록 전자 구성 요소의 도전성 단자를 유지시키는데 어떤 땜납도 필요하지 않게 된다.
바람직하게는, 어셈블리는 그의 적어도 하나의 전자 구성 요소과 접촉하여 배치된 히트싱크를 포함한다. 이 히트싱크는 프레임 상에 구성될 수 있으며 적어도 하나의 전자 구성 요소를 그 도전성 단자가 PCB의 대응하는 트레이스와 접촉하게 유지되도록 프레임 구획부 내부에 유지시키는데 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 이 히트싱크는 일반적으로 U 형상이다. 다른 실시예에서, 이 히트싱크는 자신을 프레임 내부의 하나 이상의 전자 구성 요소과 접촉하게 유지시키게 하는 임의의 구성도 가질 수 있다.
바람직하게는, 적어도 하나의 전자 구성 요소의 도전성 단자는 PCB의 도전성 트레이스를 향해서 외부 방향으로 수직으로 연장된다. 이 어셈블리는 전자 구성 요소를 프레임으로 부착시키는 사용되는 접착제 구성 요소를 포함한다. 프레임은 접작제, 리벳(rivet), 스크루(screw), 클램프(clamp) 및 다른 기계적 수단을 포함하지만 여기에만 한정되지 않는 다양한 방식으로 관련 PCB에 부착될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 적어도 하나의 전자 구성 요소는 다수의 전자 구성 요소를 포함하며 적어도 하나의 프레임 구획부는 다수의 구획부를 포함하고, 여기서 각 전자 구성 요소는 각각의 구획부 내에서 유지된다.
프레임은 각 구획부 내부의 쇼울더(shoulder)를 포함할 수 있다. 전자 구성 요소는 바람직하게는 다이 및 이 다이로부터 외부 방향으로 연장된 도전성 단자를 포함한다. 다이는 전자 구성 요소가 조립된 위치에서 존재할 때 구획부 내부의 쇼울더에 인접하여 배치된다. 쇼울더가 프레임 구획부 내부에 포함되는 실시예에서, 바람직하게는 쇼울더는 서로 대향하는 쇼울더들을 포함하며 전자 구성 요소의 다이는 전자 구성 요소가 조립된 위치에서 존재할 때에 서로 대향하는 쇼울더들에 인접하여 구성된다.
본 발명의 전자 구성 요소 어셈블리는 땜납을 필요로 하지 않기 때문에, 전자 구성 요소의 도전성 단자가 이 단자에게 충분한 압력을 인가하게 되면 제 1 연장형 구성(a first elongated configuration)에서 제 2 압축형 구성(a second compressed configuration)으로 변형하도록 구성되는 것이 바람직하며 이로써 도전성 단자는 관련 PCB의 도전성 트레이스와 접촉하게 유지될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 전자 구성 요소 어셈블리는 구체적으로 말하자면 관련 PCB를 포함하지 않지만 PCB 상에 실장된다. 바람직하게는, 전자 구성 요소 어셈블리는 PCB에 부착되도록 적응되는 프레임을 포함한다. 각각이 그 상에 도전성 단자를 갖는 하나 이상의 전자 구성 요소가 제공된다. 프레임은 전자 구성 요소의 대응하는 단자가 그 내부에서 유지되는 하나 이상의 구획부를 규정한다.
또한, 전자 구성 요소 어셈블리는 그의 전자 구성 요소와 접촉하게 배치된 히트싱크를 포함한다. 바람직하게는 히트싱크는 프레임 상에 구성되며 적어도 부분적으로 전자 구성 요소로부터의 열을 방출시키거나 대응하는 프레임 구획부 내부에 전자 구성 요소를 유지시킨다. 일 실시예에서, 히트싱크는 U 형상 구성을 갖는다.
본 발명의 다른 측면에서, 전자 구성 요소 어셈블리를 조립하는 방법이 제공된다. 일 실시예에서, 이 방법은 프레임을 PCB에 부착시키는 단계를 포함한다. 이어서, 전자 구성 요소의 도전성 단자가 PCB의 도전성 트레이스와 접촉하게 배치되도록 하는 위치에서 프레임의 대응하는 구획부 내부에 적어도 하나의 전자 구성 요소를 삽입한다. 이어서, 히트싱크 디바이스가 적어도 하나의 전자 구성 요소와 접촉하도록 프레임 상에 배치되어 조립된 위치에서 전자 구성 요소를 고정시킨다.
본 발명의 다른 방법에 따르면, 하나 이상의 전자 구성 요소가 먼저 프레임 의 대응하는 구획부 내부에 삽입된다. 이어서, 히트싱크가 프레임과 접속되어 그 내부의 전자 구성 요소를 고정시키며 이로써 어셈블리를 형성한다. 이어서, 어셈블리는 프레임 내부에서 고정된 전자 구성 요소의 도전성 단자가 PCB의 도전성 트레이스와 접촉하게 배치되도록 대응하는 PCB에 부착된다.
본 발명의 전술한 측면 및 특징 및 장점이 바람직한 실시예와 첨부 도면에 대한 상세한 설명을 참조하면 보다 잘 이해될 것이다.
도 1은 본 발명의 어셈블리의 부분적인 단면도,
도 2a는 도 1의 어셈블리의 보다 조립된 상태에서의 부분적인 단면도,
도 2b는 도 2a의 지정된 부분의 확대 단면도,
도 3a는 도 1 및 도 2a의 어셈블리의 조립된 상태에서의 개략적인 단면도,
도 3b는 도 3a의 지정된 부분의 확대 단면도,
도 4는 도 1의 어셈블리의 조립된 상태에서의 개략적인 평면도,
도 5는 본 발명의 어셈블리의 제 2 실시예의 부분적인 단면도,
도 6은 도 5의 어셈블리의 보다 조립된 상태에서의 부분적인 단면도,
도 7은 도 5 및 도 6의 어셈블리의 조립된 상태에서의 단면도,
도 8은 본 발명의 어셈블리의 일부의 제 3 실시예의 부분적인 확대된 도면,
도 9는 도 8의 어셈블리의 부분의 조립된 상태에서의 확대 도면,
도 10은 어셈블리 제조 방법의 일 국면을 설명하는 본 발명의 어셈블리의 일 실시예의 개략적인 단면도,
도 11은 도 10의 어셈블리의 보다 조립된 상태에서의 부분적인 확대 단면도,
도 12는 도 10 및 도 11의 어셈블리의 조립된 상태에서의 개략적 단면도,
도 13은 어셈블리의 다른 제조 방법의 일 국면을 설명하는 본 발명의 어셈블리의 다른 실시예의 개략적인 단면도,
도 14는 도 13의 어셈블리의 조립된 상태에서의 단면도,
도 15는 도 13 및 도 14의 어셈블리의 조립된 상태에서의 단면도.
전자 구성 요소 어셈블리(10)가 본 발명의 한 바람직한 실시예에 따라서 도 1 내지 도 2에서 도시된다. 이 어셈블리(10)는 프레임(12), 이 프레임(12)이 그 위에 실장되는 PCB(24), 프레임(12) 상에 실장되는 DRAM 집적 회로와 같은 하나 이상의 전자 구성 요소(30)를 포함한다.
도 1은 도 4의 A-A 라인을 따라 취해진 부분적인 확대 단면도이다. 여기서, 프레임(12)은 내부 측벽들(16)에 의해서 규정되는 다수의 구획부(14)를 포함한다. 도 1 내지 도 4에 도시된 실시예에서, 쇼울더(18)는 이 구획부(14)의 내부 측벽(16)을 둘러싸면서 연장된다. 쇼울더(18)가 집적 회로(30)가 조립된 상태로 존재되는 경우에 대응하는 집적 회로(30)의 다이(32)가 그 상에 위치하여 더 이상 압축을 받지 않게 하는 역할을 한다.
프레임(12)은 대응하는 PCB(24)의 상부 표면(26) 상에 위치한 도 1 내지 도 3에 도시된 바닥 표면(20)을 갖는다. 프레임(12)은 또한 바람직하게는 각 구획부(14)를 둘러싸는 상부 표면(22)을 포함한다.
프레임(12)은 바람직하게는 폴리머 물질로 구성될 수 있으나 집적 회로(30)를 조립된 상태로 유지시키기에 충분한 어떤 물질로도 구성될 수 있다. 바람직하게는, 프레임(12)은 전자 구성 요소 어셈블리(10)의 동작을 방해하는 임의의 단락 상태를 방지하도록 비교적 높은 저항을 갖는 물질로 구성된다.
PCB(24)는 임의의 통상적인 PCB일 수 있으며, 본 발명의 목적을 위해서는 특정 타입의 PCB로 한정되지 않는다. 이러한 측면에서, PCB(24)는 강성 또는 유연성을 가질 수 있으며 그 상에 도전성 트레이스 패턴을 갖는 임의의 기판을 포함할 수 있다. 도전성 트레이스(28)(도 4에 도시됨)가 그 상에 배치된 표면(26)을 포함하는 PCB(24)가 도 1 내지 도 4에서 도시된다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "도전성 트레이스"는 도전성 패드, 도전성 단자 등과 같은 PCB 상의 임의의 도전성 흐름 경로를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1 내지 도 4에 도시된 실시예를 포함하여, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 집적 회로(30)와 같은 전자 구성 요소는 다이(32) 및 이 다이(32)로부터 외부 방향으로 수직으로 연장된 도전성 단자(34)를 포함한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 관련하여 기술된 전자 구성 요소는 집적 회로이지만, 그 상에 도전성 단자를 갖는 임의의 전자 구성 요소가 본 발명에서 사용될 수 있다. 용어 "집적 회로"는 집적 회로 및 다른 전자 구성 요소를 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 바람직한 실시예에서, 집적 회로(30)는 수직으로 구성된 도전성 단자(34)를 갖는 DRAM을 포함할 수 있다. 그러나, 다양한 다른 타입의 도전성 단자를 갖는 전자 구성 요소가 본 발명의 범위 내에서 사용될 수 있다.
또한, 어셈블리(10)는 히트싱크(36)를 포함한다. 본 기술 분야에서 알려진 바와 같이, 히트싱크는 전자 구성 요소로부터의 열을 방출하는데 사용된다. 본 발명의 경우, 히트싱크(36)는 또한 조립된 상태에서 집적 회로(30)를 프레임(12)의 대응하는 구획부(14) 내부에 유지시키는 역할을 한다. 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 히트싱크(36)는 일반적으로 평면의 연장형 구성을 갖는다. 집적 회로(30)가 프레임(12)의 구획부(14) 내에 위치할 때에 히트싱크(36)는 다이(32)와 접촉해서 집적 회로 상에 배치된다.
전자 구성 요소 어셈블리(10)의 조립 동안, 도전성 단자(34)와 PCB(24)의 표면(26) 상에 형성된 대응하는 도전성 트레이스(28) 간에 요구된 접촉이 형성될 때까지 집적 회로(30)의 도전성 단자(34)를 압축하도록 히트싱크(36)의 표면에 대해서 수직으로 외부 압력을 인가할 필요가 있다.
도 2b에 도시된 바와 같이, 히트싱크(36)가 먼저 다이(32) 상에 배치될 때에, "dy"로 표시된 공간이 다이(32)의 내부 표면과 쇼울더(18) 간에 존재한다. 동일한 공간 dy가 또한 히트싱크(36)의 내부 표면과 프레임(12)의 상부 표면(22) 간에도 존재한다. 히트싱크(36)의 표면에 대해서 수직 방향으로 즉 PCB(24)를 향해서 충분한 압력이 인가되면, 도 2b에 도시된 두 위치에서의 공간 dy가 사라지면서 도전성 단자(34)는 어느 정도 변형된다. 이러한 변형 결과가 도 3b에 도시된다. 이러한 변형은 단자(34)의 도전성 물질의 고유 특성을 기반으로 한다. 압축 되지 않는 상태에서, 도전성 물질은 본 명세서에서 제 1 연장형 구성으로 되는 것으로 고려된다. 그의 최종 조립된 상태에서, 즉 변형이 발생한 상태에서는, 도전성 단자(34)는 본 명세서에서 압축된 구성으로 되는 것으로 고려된다.
도 1 내지 도 15의 집적 회로(30,130,230,330)가 그의 도전성 단자들 중 적어도 몇몇 단자들이 관련 PCB의 도전성 트레이스와 접촉하게 압력을 받게 될 때에 이 단자들이 변형되도록 압축되는 이유는 PCB가 종종 완벽한 평면성을 가지지 않기 때문이며 그의 수직으로 연장된 도전성 단자가 관련 다이로부터 연장되어 있는 길이가 완벽하게 일정하지는 않기 때문이다. 이로써, 대응하는 PCB에 대해서 집적 회로에 압력을 가하게 되면 이하에서 설명될 도 8 및 도 9와 위에서 설명된 도 2b 및 도 3b에서 도시된 바와 같이 수직 컨택트 요소가 어느 정도 변형된다.
접착제 구성 요소(도시되지 않음)가 히트싱크(36)와 프레임(12)의 상부 표면(12) 간에 배치되어 그의 최종 조립된 상태에서 히트싱크(36)를 고정시킨다. 이와 달리, 스크루, 리벳, 클램프 등과 같은 다른 기계적 디바이스가 조립된 상태에서 히트싱크(36)를 프레임(12) 상에 고정시키는데 사용될 수 있다. 또한, 히트싱크(36)는 도 13 내지 도 15와 같은 본 발명의 다른 실시예에서와 같이 프레임(12)과 통합될 수 있다. 이로써, 히트싱크(36)와 프레임(12)이 개별 구성 요소로서 고려될 수도 있지만, 본 발명의 범위 내에서 통합된 히트싱크를 갖는 프레임 어셈블리 또는 조립된 상태에서 대응하는 구획부(14) 내부에 집적 회로(30)를 유지시키는 임의의 다른 구조물도 고려될 수 있다.
프레임(12)은 접착제 구성 요소, 스크루, 리벳, 클램프 등을 포함하지만 여 기에만 한정되지 않는 임의의 수단에 의해서 PCB(24)에 고정된다.
도 1 내지 도 3에 도시된 본 발명의 바람직한 실시예는 단일 측면형 모듈로서 고려된다. 즉, 집적 회로(30)는 오직 PCB(24)의 한 측면 상에서만 실장된다. 다른 바람직한 실시예에서, 이중 측면형 모듈이 개시된다. 말하자면, 집적 회로는 관련 PCB의 양 측면 상에서 실장된다. 특히, 도 5 내지 도 7은 다른 형상의 히트싱크를 갖는 이중 측면형 모듈을 개시한다. 참조를 쉽게 하기 위해서, 본 발명의 모든 실시예에서 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소를 표시한다. 도 5 내지 도 15의 실시예와 같은 다른 실시예의 경우, 동일한 참조 부호에 "1", "2", "3"이 더 부가된다.
도 5 내지 도 7에서, 이중 측면형 모듈은 이중 측면형 어셈블리(110)를 포함한다. 이중 측면형 프레임(112)은 어셈블리(110) 상에 실장된다. 구획부(114)는 이중 측면형 프레임(112)의 양 측면 상에 구성된다. 프레임(112)의 구조는 프레임(112)이 집적 회로(130)가 그 상에 실장되는 두 개의 측면을 갖는다는 점을 제외하면 도 1 내지 도 4의 프레임(12)과 동일하다.
어셈블리(110)에 있는 하나의 구조적 차이점은 일반적으로 U 형상 구성을 갖는 수정된 히트싱크(136)이다. 이 히트싱크(136)는 제 1 컨택트 암(138), 제 1 컨택트 암(138)과 통상적으로 평행하게 연장된 제 2 컨택트 암(140), 두 컨택트 암(138,140)을 접속시키는 접속 피스(142)를 포함한다.
히트싱크(36)와 같이 히트싱크(136)는 PCB 어셈블리(110)의 동작 동안 발생하는 열을 집적 회로(130)로부터 방출시킨다. 이러한 열 방출을 위한 다양한 물 질이 본 기술 분야의 당업자에게 알려져 있다. 이로써, 본 발명에서 개시된 히트싱크의 모든 실시예들은 기존의 알려진 물질 또는 열을 방출하기에 충분한 임의의 물질로 구성될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 본 발명의 히트싱크가 이러한 열방출 기능을 실제적으로 수행할 필요가 없다. 이러한 실시예에서, 히트싱크는 단지 조립된 상태에서 관련 집적 회로를 프레임 내부에 유지시키는 기능만을 담당한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 히트싱크(136)가 조립된 상태에서 그의 대응하는 프레임(112) 및 집적 회로(130) 상에 위치할 때에, 제 1 컨택트 암(138)은 상부 다이(132)의 외부 표면에 인접하는 반면, 제 2 컨택트 암(140)은 하부 다이(132)의 외부 표면에 인접함으로써 상부 집적 회로 및 하부 집적 회로 모두가 조립된 상태에서는 프레임(112)의 그의 대응하는 구획부(114) 내부에서 유지된다. 도 1 내지 도 3의 실시예에서와 같이, 도 5 내지 도 7의 이중 측면형 모듈은 대응하는 집적 회로(130)의 도전성 단자(134)가 땜납이 없이도 PCB(110) 상의 대응하는 도전성 트레이스(128)와 접촉하게 유지되도록 구성된다. 이러한 무땜납 구성은 고온 응력이 존재하지 않고 관련 PCB로 전자 구성 요소를 접속시키는 땜납을 필요로 하는 시스템에서 요구되는 여러 고비용의 검사 및 제조 단계가 필요 없기 때문에 매우 유리하다.
본 발명은 결함 부분를 바꿀 필요가 있을 경우에 특히 간단한 개선된 프로세스를 제공한다. 바람직한 DRAM 구성 요소를 포함하는 고밀도 메모리 시스템의 경우, 종종 고용량 메모리 모듈이 사용될 때와 같이 90% 이상의 높은 모듈 수율을 보장할 필요가 있다. 이러한 높은 구성 요소 수율 요구 사항의 측면에서, 결함 집적 회로를 대치하는데 있어서 간단한 개정 프로세스는 매우 중요하다. 본 발명은 이러한 목적을 성취한다.
도 1 내지 도 15의 바람직한 실시예에서 도시된 집적 회로의 도전성 단자에 인가된 압력은 도 3b 및 도 9에 도시된 변형을 일으키며, 주로 도전성 단자의 수직 특성으로 인해서 허용가능하다. 이로써, 본 발명은 본 발명의 바람직한 실시예에서 사용된 집적 회로 패키지의 도전성 단자의 수직 구성의 이러한 컴플라이언스를 이용한다.
도 8 내지 도 9는 PCB 어셈블리(210)의 다른 실시예를 도시한다. 도 1 내지 도 3b의 실시예와 이 실시예 간의 주요한 차이는 이 실시예의 프레임(212)이 조립 상태가 될 때에 관련 집적 회로(230)이 그 상에 위치하게 되는 쇼울더를 포함하지 않는다는 것이다. 도 8 내지 도 9의 설계에서, 집적 회로(230)의 다이(232)는 프레임(212)의 임의의 부분에 의해서 수직으로 지지되지 않는다. 대신에, 프레임(212)은 PCB(224)의 관련 도전성 트레이스(도시되지 않음)로 집적 회로(230)의 도전성 단자(234)로 접속시키는데 사용된다. PCB 어셈블리(210)의 모든 다른 측면은 PCB 어셈블리(10)의 측면과 동일하다.
또한 도 8 및 도 9에서 도시된 바와 같이, 집적 회로(230)가 초기에 프레임(212)의 대응하는 구획부(214) 내부에 배치될 때에, 수직 공간 dy가 다이(232)의 외부 표면과 프레임(212)의 상부 표면(222) 간에 존재한다. 그러나, 이 수직 공간 dy는 히트싱크(236)가 다이(232)의 외부 표면과 접촉하게 유지되면서 프레임(212)의 상부 표면(222)에 인접하는 그의 배치된 위치에서 압력을 받을 때에 사라진다. 집적 회로(230) 상에 인가된 압력은 도전성 단자(234)의 고유한 변형가능한 특성 및 그의 수직 구성으로 말미암아 위에서 기술한 바와 같이 허용가능하다. 도 9는 도전성 단자(234)가 도 8에 도시된 그의 처음의 상대적으로 연장되어 있는 구성에서 이후의 비교적 압축된 구성으로 어떻게 변형되는가를 나타낸다.
도 10 내지 도 12는 도 1 내지 도 3b에 개시된 구조물과 동일한 구조물을 갖는 본 발명의 다른 바람직한 실시예를 개시한다. 그러나, 도 10 내지 도 12의 실시예는 전자 구성 요소 어셈블리(10)를 조립하는 다른 방법을 개시한다. 본질적으로, 프레임(12), 집적 회로(30), 히트싱크(36)를 포함하는 패키지가 집적 회로(30)와 프레임(12)을 관련 PCB(24) 상에 배치하기 전에 이미 완전하게 조립되어 있다.
프레임(12), 집적 회로(30), 히트싱크(36)가 이렇게 사전 조립되어 있는 것의 장점은 처리될 필요가 있는 부분의 양이 관련 PCB로 이들을 실장하는 최종 단계에서 감소된다는 점이다.
본 발명의 다른 실시예가 도 13 내지 도 15에 도시된다. 이 다른 실시예에서, 히트싱크(36)는 프레임(312)과 통합적으로 몰딩될 수 있거나 이와 달리 그 내부에 하나 이상의 집적 회로(330)를 배치시키기 이전에 프레임(312)에 고정될 수 있다. 도 8 내지 도 9에 도시된 실시예에서처럼, 도 13 내지 도 15의 실시예는 프레임(312)의 부분으로서 내부 쇼울더를 포함하지 않는다. 대신에, 집적 회로(330)는 히트싱크(336)의 내부 표면에 인접할 때까지 프레임(312)의 대응하는 구획부(314) 내부에 간단하게 배치된다.
이어서, 프레임(312)은 집적 회로(330)의 수직 구성된 도전성 단자(334)가 PCB(324)의 표면(326)의 대응하는 도전성 트레이스(도시되지 않음)와 접촉하도록 관련 PCB(324)의 표면(326) 상에 실장될 수 있다. 도 13 내지 도 15의 실시예의 장점은 조립 동작 동안 처리될 PCB 어셈블리 부분의 양이 감소되기 때문에 획득될 수 있다. 본 명세서에서 기술된 다른 실시예들과 같이, PCB, 프레임, 집적 회로, 히트싱크를 포함하는 다양한 부분들의 조립은 바람직하게는 접착제 물질 또는 스크루, 리벳 등과 같은 다른 기계적 수단에 의해서 수행될 수 있다.
본 발명은 특정한 바람직한 실시예를 참조하여 기술되었지만, 이러한 실시예들은 본 발명의 구조 및 특징을 제한하는 것이 아니라 설명하기 위한 것이다. 이로써, 다양한 수정 및 변경이 다음의 청구 범위에서 규정된 바와 같은 본 발명의 정신 및 범위 내에서 구성 요소들의 구조 및 배치 및 바람직한 방법의 단계들에 대해서 실행될 수 있다.

Claims (26)

  1. 전자 구성 요소 어셈블리에 있어서,
    (a) 자체 상에 도전성 트레이스를 갖는 인쇄 회로 기판과,
    (b) 상기 인쇄 회로 기판에 고정되어 적어도 하나의 구획부(compartment)를 규정하는 프레임과,
    (c) 자체 상에 도전성 단자를 갖는 적어도 하나의 전자 구성 요소와,
    (d) 상기 적어도 하나의 전자 구성 요소와 상기 프레임 간에 배치되어 상기 적어도 하나의 전자 구성 요소를 상기 프레임에 고정시키는 접착제 조성물을 포함하되,
    상기 적어도 하나의 전자 구성 요소는 상기 적어도 하나의 전자 구성 요소의 상기 도전성 단자가 상기 인쇄 회로 기판의 상기 도전성 트레이스와 정렬되어 접촉하도록 상기 적어도 하나의 구획부 내에서 유지되며,
    상기 적어도 하나의 전자 구성 요소의 상기 도전성 단자를 상기 도전성 트레이스와 접촉하게 유지하는 데 있어서 어떤 땜납도 사용되지 않는
    전자 구성 요소 어셈블리.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 전자 구성 요소와 접촉하게 배치된 히트싱크(heatsink)를 더 포함하는
    전자 구성 요소 어셈블리.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 히트싱크는 상기 프레임 상에 배치되며 상기 적어도 하나의 전자 구성 요소를 상기 적어도 하나의 구획부 내부에 유지시키는 데 사용되는
    전자 구성 요소 어셈블리.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 히트싱크는 U 형상인
    전자 구성 요소 어셈블리.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 전자 구성 요소의 상기 도전성 단자는 상기 인쇄 회로 기판의 상기 도전성 트레이스를 향해서 수직의 외부 방향으로 연장된
    전자 구성 요소 어셈블리.
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 프레임은 상기 구획부 내부에 쇼울더(shoulder)를 포함하며,
    상기 적어도 하나의 전자 구성 요소는 다이를 포함하고,
    상기 도전성 단자는 상기 다이로부터 외부 방향으로 연장하며,
    상기 다이는 상기 쇼울더와 접하는
    전자 구성 요소 어셈블리.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 쇼울더는 서로 대향하는 쇼울더들을 포함하고,
    상기 다이는 상기 대향하는 쇼울더들과 접하는
    전자 구성 요소 어셈블리.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 전자 구성 요소의 상기 도전성 단자가 상기 인쇄 회로 기판의 상기 도전성 트레이스와 접촉하게 유지되도록 상기 도전성 단자에 대해 충분한 압력을 인가하면 상기 도전성 단자는 제 1 연장형 구성(a first elongated configuration)에서 제 2 압축형 구성(a second compressed configuration)으로 변형되는
    전자 구성 요소 어셈블리.
  10. 전자 구성 요소 어셈블리에 있어서,
    (a) 자체 상에 도전성 트레이스를 갖는 인쇄 회로 기판과,
    (b) 상기 인쇄 회로 기판에 고정되어 다수의 구획부를 규정하는 프레임과,
    (c) 자체 상에 도전성 단자를 갖는 다수의 전자 구성 요소와,
    (d) 상기 다수의 전자 구성 요소와 상기 프레임 간에 배치되어 상기 다수의 전자 구성 요소를 상기 프레임에 고정시키는 접착제 조성물을 포함하되,
    상기 다수의 전자 구성 요소는 상기 다수의 전자 구성 요소의 상기 도전성 단자가 상기 인쇄 회로 기판의 상기 도전성 트레이스와 정렬되어 접촉하도록 상기 다수의 구획부 중 각각의 구획부 내에서 유지되며,
    상기 다수의 전자 구성 요소의 상기 도전성 단자를 상기 도전성 트레이스와 접촉하게 유지하는 데 있어서 어떤 땜납도 사용되지 않는
    전자 구성 요소 어셈블리.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 다수의 전자 구성 요소와 접촉하게 배치된 적어도 하나의 히트싱크를 더 포함하는
    전자 구성 요소 어셈블리.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 히트싱크는 상기 프레임에 고정되는
    전자 구성 요소 어셈블리.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 히트싱크는 U 형상 구성을 갖는
    전자 구성 요소 어셈블리.
  14. 삭제
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 프레임은 상기 각각의 구획부 내부에 쇼울더를 포함하며,
    상기 다수의 전자 구성 요소 각각은 다이를 포함하고,
    상기 도전성 단자는 상기 다이로부터 외부 방향으로 연장하며,
    상기 각각의 전자 구성 요소의 상기 다이는 상기 쇼울더와 접하는
    전자 구성 요소 어셈블리.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 쇼울더는 서로 대향하는 쇼울더들을 포함하고,
    상기 각각의 전자 구성 요소의 상기 다이는 상기 대향하는 쇼울더들과 접하는
    전자 구성 요소 어셈블리.
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 삭제
  22. 삭제
  23. 전자 구성 요소 어셈블리에 있어서,
    (a) 자체 상에 도전성 트레이스를 갖는 인쇄 회로 기판과,
    (b) 상기 인쇄 회로 기판에 고정되어 적어도 하나의 구획부를 규정하는 프레임 - 상기 프레임은 상기 구획부 내부에 쇼울더를 포함함 - 과,
    (c) 상기 프레임의 상기 쇼울더와 접하는 다이 및 상기 다이로부터 외부 방향으로 연장하는 도전성 단자를 포함하는 적어도 하나의 전자 구성 요소를 포함하되,
    상기 적어도 하나의 전자 구성 요소는 상기 적어도 하나의 전자 구성 요소의 상기 도전성 단자가 상기 인쇄 회로 기판의 상기 도전성 트레이스와 정렬되어 접촉하도록 상기 적어도 하나의 구획부 내에서 유지되며,
    상기 적어도 하나의 전자 구성 요소의 상기 도전성 단자를 상기 도전성 트레이스와 접촉하게 유지하는 데 있어서 어떤 땜납도 사용되지 않는
    전자 구성 요소 어셈블리.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 쇼울더는 서로 대향하는 쇼울더들을 포함하고,
    상기 다이는 상기 대향하는 쇼울더들과 접하는
    전자 구성 요소 어셈블리.
  25. 전자 구성 요소 어셈블리에 있어서,
    (a) 자체 상에 도전성 트레이스를 갖는 인쇄 회로 기판과,
    (b) 상기 인쇄 회로 기판에 고정되어 복수의 구획부를 규정하는 프레임 - 상기 프레임은 상기 구획부 내부에 쇼울더를 포함함 - 과,
    (c) 상기 프레임의 상기 쇼울더 각각과 접하는 다이 및 상기 다이로부터 외부 방향으로 연장하는 도전성 단자를 포함하는 복수의 전자 구성 요소를 포함하되,
    상기 복수의 전자 구성 요소는 그 도전성 단자가 상기 인쇄 회로 기판의 상기 도전성 트레이스와 정렬되어 접촉하도록 상기 복수의 구획부 각각 내에서 유지되며,
    상기 전자 구성 요소의 상기 도전성 단자를 상기 도전성 트레이스와 접촉하게 유지하는 데 있어서 어떤 땜납도 사용되지 않는
    전자 구성 요소 어셈블리.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 쇼울더는 서로 대향하는 쇼울더들을 포함하고,
    상기 각각의 전자 구성 요소의 상기 다이는 상기 전자 구성 요소가 상기 구획부 중 대응하는 구획부 내의 조립 위치에 배치되면 상기 대향하는 쇼울더 각각과 접하는
    전자 구성 요소 어셈블리.
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