KR100718324B1

KR100718324B1 - 블루투스 모듈 인쇄회로기판

Info

Publication number: KR100718324B1
Application number: KR1020050099256A
Authority: KR
Inventors: 권준모
Original assignee: (주) 에프원미디어; 권준모
Priority date: 2005-10-20
Filing date: 2005-10-20
Publication date: 2007-05-17
Also published as: KR20070043228A

Abstract

본 발명은 블루투스 모듈 인쇄회로기판에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 다수개의 범프를 일정간격으로 넓게 재배치(WLP: Wafer Level Package)한 메모리용 웨이퍼 칩의 범프가 접속되도록 배선패드를 형성하고, 칩 배선패드의 외곽 둘레로부터 이격된 위치에 메모리용 웨이퍼 칩보다 비교적 높이가 높고 면적이 넓은 부품이 실장되도록 배선패드를 인쇄하여 칩과 부품이 실장되면, 칩과 부품사이및 부품의 외표면에 일정두께로 몰딩부를 몰딩하여 외부로부터의 물리적인 손상이 방지되도록 한다.

따라서, 단위 전자부품을 구성하는 인쇄회로기판 상에 다수개의 전자부품이 실장될 때, 높이가 낮은 전자부품은 높이가 높은 전자부품의 하부에 실장되게 하거나, 면적이 좁은 전자부품은 면적이 넓은 전자부품의 하부에 실장되게 함으로써, 단위 전자부품의 크기를 최소화할 수 있게 되어 인쇄회로기판이 사용되어지는 기기가 전체적으로 소형화되거나 해당 기기의 잉여공간에 부가적인 기능을 추가시킬 수 있게 하는 블루투스 모듈 인쇄회로기판을 제공한다.

Description

블루투스 모듈 인쇄회로기판{Printed Circuit Board for bluetooth module}

도 1은 메모리용 반도체 웨이퍼와 칩을 도시한 도면.

도 2는 웨이퍼 칩이 와이어 본딩된 메모리 패키지를 도시한 도면.

도 3a는 종래 블루투스 모듈(Bluetooth module)에 사용되는 인쇄회로기판(PCB 또는 PWB)의 구조를 평면도.

도 3b는 종래 블루투스 모듈에 사용되는 인쇄회로기판의 구조를 도시한 도 3a의 A-A선 단면도.

도 4a는 메모리용 반도체 웨이퍼 칩의 구조를 도시한 도면.

도 4b는 메모리용 반도체 웨이퍼 칩이 재배치(WLP)된 상태를 도시한 도면.

도 5a는 본 발명에 따른 블루투스 모듈에 사용되는 인쇄회로기판(PCB 또는 PWB)의 구조를 평면도.

도 5b는 본 고안에 따른 블루투스 모듈에 사용되는 인쇄회로기판의 구조에서 전자부품이 실장된 상태의 도 5a B-B선 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 인쇄회로기판

101 : 높이가 낮고 면적이 좁은 부품이 실장되는 인쇄회로기판상의 배선패드

102 : 높이가 높고 면적이 넓은 부품이 실장되는 인쇄회로기판상의 배선패드

103 : 높이가 낮고 면적이 좁은 부품

104 : 높이가 높고 면적이 넙은 부품

105 : 메모리용 웨이퍼 칩

106 : 몰딩부

110 : 블루투스 모듈(Bluetooth module)

본 발명은 블루투스 모듈 인쇄회로기판에 관한 것으로, 특히, 단위 전자부품을 구성하는 인쇄회로기판 상에 다수개의 전자부품이 실장될 때, 높이가 낮은 전자부품은 높이가 높은 전자부품의 하부에 실장되게 하거나, 면적이 좁은 전자부품은 면적이 넓은 전자부품의 하부에 실장되게 함으로써, 단위 전자부품의 크기를 최소화할 수 있게 되어 인쇄회로기판이 사용되어지는 기기가 전체적으로 소형화되거나 해당 기기의 잉여공간에 부가적인 기능을 추가시킬 수 있게 하는 본 발명은 블루투스 모듈 인쇄회로기판에 관한 것이다.

일반적으로, 특정 전자기기 뿐만 아니라 현대사회에서 생활하는 주변기기에는 전자적인 제어에 의해 활용되는 기기가 대부분이다.

이러한, 기기의 전자적인 제어에는 전자부품이 활용되는 바, 상기한 전자적 제어와 전자부품은 PCB(Printed Circuit Board) 또는 PWB(Printed Wiring Board)에 실장되어 사용된다는 것은 주지된 사실과 같다.

한편, 표면실장기법(SMT : Surface Mount Technology)은 전자부품을 PWB(Printed Wiring Board)에 접속할때 부품 구멍에 의하지 않고 표면의 접속패턴에 솔더링(Soldering : 기판을 녹이지 않고 솔더로 금속표면을 연결하는 공정)을 통해 접속하는 방법으로, 이 방법에 의해 부품의 미소화, 리드핀의 협칩화에 대응이 가능해져 고밀도실장이 실현되고 있으며, 이 방식은 현재 급속하게 보급되고 있다.

그러나, 상기한 전자부품 실장방법은 인쇄회로기판(PCB) 또는 인쇄배선기판(PWB)(이하, 인쇄회로기판이라 함)에 부품을 실장하는 과정에서 하나의 단위면적당 하나의 부품만이 실장되기 때문에 부품의 수가 증가하면 할수록 인쇄회로기판의 면적 또는 크기가 커질 수 밖에 없으며, 상기한 바와 같이 고밀도실장이 실현된다고 하도라도 이것은 크기를 축소하는데는 한계가 발생할 수 밖에 없게 된다.

예를 들어, 도 1에 도시된 반도체 웨이퍼(10)가 낱개로 커팅되면 메모리 칩(2)으로 사용되는 바, 도 2에 도시된 바와 같이 가공이 끝난 웨이퍼에서 칩(2)을 잘라낸 후 작은 메모리용 회로기판(PCB)(도시하지 않음)에 부착하고 배선을 연결(Wire Bonding)하는 과정을 거쳐 플라스틱 패키지(3)를 씌우는 방식에 의해 현재 거래되고 있는 메모리(4)로서 사용되어지는 것이며, 이 메모리(4)는 도 3a에 도시된 바와 같이 하나의 전자부품을 구성하는 인쇄회로기판(1)상에 실장(접속)되는 것이다.

도 3a, 도 3b는 블루투스 칩(5)에 사용되는 인쇄회로기판(1)의 평면도와 단면도를 도시한 것으로서, 도 3a에서 보면, 하나의 전자부품(블루투수 칩(5))을 구성하는 인쇄회로기판(1)에는 각각의 전자부품들이 하나의 영역을 할당받아 배치 또는 실장되므로 부품의 수가 줄어들지 않는 이상에는 블루투스 칩(5)의 크기가 축소되는 것은 사실상 불가능하게 된다.

즉, 정보통신업계가 발달하고 반도체 산업이 발달함에 따라 전자부품을 구성하는 하나의 인쇄회로기판(1)은 그 크기가 축소됨을 지향하는 것인데도 불구하고, 이와 같은 전자부품 실장방법으로는 사실상 인쇄회로기판의 크기를 축소시키는 것은 어렵다는 것이다.

상기한 어려움과 문제점을 극복하기 위하여 안출된 본 발명은 상기한 바와 같이 전자부품을 구성하는 하나의 인쇄회로기판 크기가 축소되도록 하여 인쇄회로기판이 사용되는 전자기기에서 인쇄회로기판이 차지하는 공간의 크기가 최소화되도록 함으로써, 전자기기의 소형화를 도모하는 것과 축소된 공간을 활용하여 부가적인 기능이 추가될 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적은, 부품이 실장되는 적어도 어느 하나의 배선패드(101) 외곽 둘레로 이격된 위치에 실장된 부품보다 비교적 실장높이가 높고 면적이 넓은 부품이 실장되도록 인쇄회로기판(100)에 다른 하나의 배선패드(102)를 인쇄하며, 높이가 낮고 면적이 좁은 부품(103)을 먼저 실장한 후, 높이가 높고 면적이 넓은 부품(104)을 인쇄회로기판(100)에 실장하는 것을 특징으로 하는 전자부품 실장방법에 의해 달성된다.

여기서, 상기 전자부품이 실장된 인쇄회로기판(100)의 상부에 전자파의 영향을 차단하고 물리적인 손상을 방지하기 위하여 몰딩처리하는 것이 바람직하다.

한편, 부품(103)이 실장되는 적어도 어느 하나의 배선패드(101) 외곽 둘레로 이격된 위치에 실장된 부품보다 비교적 실장높이가 높고 면적이 넓은 부품(104)이 실장되도록 배선패드(102)가 인쇄된 인쇄회로기판(100)에 의해서도 달성된다.

아울러, 메모리용 웨이퍼 칩(105)에 형성되는 다수개의 범프(105a)가 접속되도록 배선패드(101)를 형성하고, 칩(103)(105) 배선패드(101)의 외곽 둘레로부터 이격된 위치에 메모리 칩보다 비교적 높이가 높고 면적이 넓은 부품(104)이 실장되도록 배선패드(102)를 인쇄한 블루투스 모듈 인쇄회로기판(100)에 의해서도 달성된다.

그리고, 상기 메모리용 웨이퍼 칩(103)(105)은, 칩(103)(105)에 다수개의 범프(105a)를 일정간격으로 넓게 범프(105a)를 재배치(WLP: Wafer Level Package)한 것을 채택하는 것이 바람직하며, 상기 칩(103)(105)과 부품에 몰딩되어 외부로부터의 물리적인 손상을 방지하도록 된 몰딩부(106)를 더 포함하는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명에 따른 전자부품 실장방법 및 인쇄회로기판의 구성 및 작용을 첨부된 도 4와 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 4a는 도 1에서의 범프(Bump)(105a)가 형성된 웨이퍼 칩(105)을 도시한 도면이고, 도 4b는 칩의 범프(105a)간의 간극이 미세하기 때문에 칩(105)의 범프(105a)를 넓은 간격으로 재배치한(WLP: Wafer Level Package) 칩(105)의 평면도를 도시한 도면이다.

아울러, 도 5a는 본 발명에 따른 전자부품의 실장상태를 도시한 블루투스 모듈(110)에 사용되는 인쇄회로기판(100)의 평면도이고, 도 5b는 도 5a의 B-B선 단면도이다.

본 발명의 전자부품 실장방법과 인쇄회로기판(100)은, 도 5a와 도 5b 블루투스 모듈(110)에 메모리용 웨이퍼 칩(103)(105)이 실장되는 것을 실예로 설명하면서 그 실방방법과 구조를 설명하기로 한다.

먼저, 전자부품의 실장방법은, 인쇄회로기판(100)상에 전자부품의 배선패드를 인쇄시키되, 하나의 전자부품을 구성하는 인쇄회로기판(100)상에 실장되는 부품 중 대비되는 두 개의 부품을 선택한다.

여기서, 선택되는 두 개의 부품은, 도 5a에 도시된 바와 같이 어느 하나의 부품(104)이 다른 하나의 부품(103) 보다 면적이 크고 실장 높이가 높아야 하며, 상대적으로 다른 하나의 부품(103)은 어느 하나의 부품(104) 보다 면적이 좁고 실장 높이가 낮아야 한다.

즉, 도 5a에서는 가공된 메모리용 웨이퍼 칩(103)(105)(이하, 칩이라고 함)이 접속되도록 배선패드(101)가 형성되면, 이 배선패드(101)로부터 외곽 둘레로부터 일정거리 이격된 위치에 다른 부품(104)이 인쇄회로기판(100)상에 접속되도록 배선패드(102)가 인쇄된다는 것이다.

따라서, 도 4a에 도시된 칩(103)(105)이 인쇄회로기판(100)상에 접속된 후, 그 상부에 칩(103)(105) 보다 면적이 넓고 실장 높이가 높은 부품(104)을 접속(실장)시킨다.

여기서, 도 5a는 칩(103)(105)이 그 상부로 접속되는 부품(104)보다 면적도 좁으며, 실장 높이도 낮은 경우로서 가장 바람직한 실시예라고 할 수 있다.

그리고, 상기 전자부품이 실장된 인쇄회로기판(100)의 상부에 전자파의 영향을 차단하고 물리적인 손상을 방지하기 위하여 EMC 몰딩처리하여 몰딩부(106)이 구성되게 하는 것이 바람직하며, 이와 같은 몰딩부(106)은 도 5b에 도시된 바와 같이 칩(103)(105)와 부품(104)사이 및 부품(104)의 외표면에 일정두께로 몰딩됨으로써 이루어진다.

상기한 칩(103)(105)과 부품의 실장방법은 일반적인 인쇄회로기판(100)상에 적용될 수 있는 것으로서, 부품의 크기가 상호 대비되는 상대적인 개념으로서 선택되어야 하며, 본 발명에서는 부품을 실장하는 실장방법과 이들 부품을 실장하기 위한 인쇄회로기판(100)에 모두 적용되는 것으로 보아야 한다.

아울러, 본 발명에서는 상기한 전자부품 실장방법과 인쇄회로기판(100)이 적 용된 하나의 실시예로서 블루투스 모듈(110)을 제시하는 바, 블루투스 모듈은 도 5a와 도 5b에 도시된 바와 같이 근거리에 놓여 있는 기기를 무선으로 연결하여 쌍방향으로 실시간 통신을 가능하게 해주는 규격을 말하거나 그 규격에 맞는 제품을 이르는 말이며, 최근 휴대폰과 같은 이동통신기 또는 단말기에 적용되는 소형 블루투스 모듈(5)을 말한다.

도 3a와 도 5a를 대비하면 알 수 있듯이 본 발명은 이미 소형으로 이루어져 근거리 쌍방향 통신을 가능하게 하는 종래의 블루투스 모듈(5)을 본 발명에 의한 전자부품 실장방법과 인쇄회로기판(100)에 적용함으로써 웨이퍼 칩(103)(105)이 다른 전자부품의 하부에 실장됨으로써 전체적으로 블루투스 모듈(110)의 크기가 축소될 수 있으며, 그 상부에는 외부로부터의 물리적인 손상 및 전자파의 영향을 최소화하기 위하여 EMC 몰딩처리한 몰딩부(106)를 구성하여 소형화하였다.

여기서, 도 4a는 일반적인 범프(105a)의 형태를 도시하였으나 이는 인쇄회로기판(100)상의 배선패드(101)와 접속시 고정밀을 요구하므로, 최근 개발된 범프 재배치(WLP: Wafer Level Package)를 통하여 도 4b와 같이 배선패드(101)에 접속하는 범프(105b)간의 간격이 확보되도록 하는 것이 바람직하다.

즉, 블루투스 모듈(100)의 인쇄회로기판(100)에 실장되는 부품은 도 5b에 도시된 바와 같이 인쇄회로기판(100)과 이격되어(예를 들면, 100㎛ 이상) 칩(103)(105)의 실장공간을 확보하며, 그 하부에는 칩(103)(105)이 실장될 수 있도록 웨이퍼 칩(103)(105)의 표면을 연마할 때 얇게(예를 들면, 100㎛ 이하의 두께) 연마하여 확보된 실장공간에 실장되도록 한다는 것이다.

상기한 바와 같이 본 발명은 하나의 전자부품으로 구성되는 인쇄회로기판 상에 실장되는 다수개의 부품 중 적어도 두 개의 부품을 선택하되, 상대적으로 어느 하나는 면적과 실장높가 크고, 다른 하나는 면적과 실장높이가 상대적으로 작은 것을 선택하여 실장되는 어느 하나의 부품 하부에 다른 하나의 부품이 실장되도록 함으로써 각 부품이 할당받던 인쇄회로기판의 영역이 상호 중첩되게 함으로써 인쇄회로기판의 크기가 축소될 수 있게 된다. 따라서, 하나의 전자부품을 구성하는 인쇄회로기판이 이동통신기기, 블루투스 , 휴대용단말기 등에 적용되면 기기의 크기가 축소될 수 있어 기기가 소형화됨으로써 그 활용도를 높이거나 인쇄회로기판이 축소됨으로써 발생하는 잉여공간에 부가적인 기능을 추가할 수 있게 됨으로써 효율적인 공간활용을 꾀할 수 있는 효과를 가진다.

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다수개의 범프를 일정간격으로 넓게 재배치(WLP: Wafer Level Package)한 메모리용 웨이퍼 칩의 범프가 접속되도록 배선패드를 형성하고, 칩 배선패드의 외곽 둘레로부터 이격된 위치에 메모리용 웨이퍼 칩보다 비교적 높이가 높고 면적이 넓은 부품이 실장되도록 배선패드를 인쇄하여 칩과 부품이 실장되면, 칩과 부품사이및 부품의 외표면에 일정두께로 몰딩부를 몰딩하여 외부로부터의 물리적인 손상이 방지되도록 한 것을 특징으로 하는 블루투스 모듈 인쇄회로기판.
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