KR101011055B1 - 2개의 회로 기판을 전기적으로 접속시키는 상호접속핀/소켓 부품 및 회로 기판 내에 상기 부품들을 장착하는방법 - Google Patents

Abstract

2개의 회로 기판 사이에 기계적/전기적 상호접속 및 그에 따라 요구되는 상호접속 부품을 제공하는 본 발명의 방법은 각각 미부, 견부 및 헤드부를 갖는 핀과 소켓을 포함한다. 미부는 제1 기판의 도금된 관통 구멍 내에 끼워 맞춤되도록 크기가 설정되고, 헤드부는 자동화 장비가 헤드부를 포획하는 것을 허용하고 도금된 관통 구멍 내부에 삽입될 때 그 상부에 안착되는 것을 허용하도록 크기가 설정되고, 견부는 도금된 관통 구멍의 내측에 안착되고 헤드부 아래에 그리고 도금된 관통 구멍 밑으로 미리 정해진 양의 땜납이 유동하는 것을 허용하지만 미부보다 아래로 유동하는 것을 허용하지 않도록 도금된 관통 구멍에 대해 크기가 설정되어 관통 구멍 내에 핀의 중심을 맞추는 것을 돕는다. 땜납 재유동 온도로 가열하면, 핀의 헤드부와 소켓의 견부 주연 둘레에 땜납 고리가 소켓의 견부와 핀의 헤드 아래로 유동하고, 그로 인해 핀과 제1 기판 사이 및 소켓과 제2 기판 사이에 땜납된 전기적 연결부를 형성한다. 소켓과 핀을 정렬하고 소켓의 공동 내에 핀의 미부를 삽입함으로써 분리 가능하고 신뢰성 있는 기계적 전기적 상호접속부가 제1 기판과 제2 기판 사이에 형성된다.

소켓, 핀, 땜납, 상호접속부, 재유동 온도

Description

2개의 회로 기판을 전기적으로 접속시키는 상호접속 핀/소켓 부품 및 회로 기판 내에 상기 부품들을 장착하는 방법 {INTERCONNECTION PIN/SOCKET COMPONENTS FOR ELECTRICALLY CONNECTING TWO CIRCUIT BOARDS AND METHOD FOR MOUNTING SAID COMPONENTS IN A CIRCUIT BOARD}

본 발명은 일반적으로 표면 장착 기술 회로 기판에 모듈을 장착 및 전기적으로 접속시키는 방법 및 요구되는 핀 및 소켓 상호접속 부품에 관한 것이다.

이 출원은 발명의 명칭인 "표면 장착 회로 기판으로의 장착을 위해 설계된 핀/소켓 부품 및 상기 부품을 장착하는 방법"인 2002년 3월 20일자로 출원된 미국 가출원 제60/365,824"호에 우선권의 이익을 주장한다.

핀 및 소켓 상호접속 기술은 오늘날 산업계에 존재한다. 고용량 제조 환경에서 부착을 생성하기 위하여 핀 및 소켓이 표면 장착 기술 회로 기판에 접속되는 일반적으로 행해지는 방법은 핀 및 소켓을 개별 회로 기판 내에 억지 끼움(press-fitting)하고 기판 상의 상호접속 부품 둘레에 미리 퇴적되어 있는 땜납 페이스트를 재유동시키는 것이다. 그러나, 이는 표면 장착 재유동 제조 라인 내부에 특별하고 값비싼 관통 구멍 삽입 캐피탈(captital) 장비가 구입되어 설치되는 것을 필요로 한다. 장비는 표면 장착 재유동 라인 당 $200,000 정도일 수도 있다. 일반적으로 다양한 제조 라인을 취급하는 복수의 재유동 제조 라인을 운영하는 것이 또한 필요할 수 있다.

또한, 공장 내부에 억지끼움 핀 및 소켓 방법을 채용하기 위한 상당한 비용 지출을 발생시키는 것 이외에, 이 기술은 또한 그 용도에 있어 아주 제한적이다. 회로 기판 유전 재료의 종류 및 이의 두께는 억지 끼움 기술이 이용될 수 있는 지를 결정하는 데 중요한 역할을 한다. 증폭기 설계는 종종 PTFE 재료로부터 제조되는 마이크로파 기판 재료를 이용한다. 이 재료는 테플론계이고 본질이 부드럽다. 이 부드러움은 상호접속 부품들을 억지끼움하는 것을 어렵게 한다. 또한, 이러한 재료에서 도금된 관통 구멍은 경성 재료에서보다 덜 정밀하여, 종종 상호접속 부품과 기판 사이의 신뢰할 수 없는 접속을 초래한다. 최종적으로, 기판 유전 재료는 종종 최적 폭 전송 라인을 제공하기 위해서 가늘어져야 할 필요가 있다. 이들 2개의 구속 조건은 많은 용도에서, 예를 들면 무선 기지국에서 사용되는 전력 증폭기의 모기판(motherboard)과 증폭기 모듈 사이의 고신뢰도의 RF 접속을 요구하는 용도에서 가압 끼움 방식을 사용할 수 없게 한다.

따라서, 본 발명은 인쇄 회로 기판에 상호접속 핀 및 소켓 부품을 장착하는 방법을 개발하는 문제에 관한 것이고, 그 방법은 표준 표면 장착 재유동 제조 라인을 이용하는 능력을 제공하여 상당한 양의 유연성을 제공할 수 있다.

임의의 회로 기판으로 용이하게 설계될 수도 있고 표준 표면 장착 재유동 제조 라인 내에 고르게 통합될 수 있는 핀 및 소켓 상호접속 부품을 제공하는 것이 본 발명의 다른 목적이다. 이들 관통 구멍 상호접속 부품은, 이들이 픽 앤 플레이스 장비 내부에 표준 진공 노즐의 이용을 포함하는 표준 표면 장착 픽 앤 플레이스 장비를 이용하여 회로 기판에 조립될 수 있도록 설계 및 패키지화되어야한다. 최종적으로 부품들은 공정의 모든 측면에서 이용되도록 통상의 제조 및 조립 변경을 허용하여야 한다.

본 발명은 표준 진공 노즐이 포획할 수 있기에 충분한 넓은 헤드부 직경을 각각 갖는 핀 및 소켓을 포함하는 상호접속 부품을 제공함에 의해서 이들 및 다른 문제점을 해결한다. 핀 미부는 2개의 직경 즉, 미부를 위한 작은 직경 및 헤드부 바로 아래에 있는 견부를 위한 약간 큰 직경을 갖는다. 헤드부에 인접하는 미부의 상부 또는 "견부"는 회로 기판의 표면의 도금된 관통 구멍 내부에 핀을 중심 맞춤하는 것을 돕도록 된 크기를 갖는다. 마찬가지로, 소켓은 헤드부 아래에 2개의 직경, 즉 최저부의 작은 "미부" 직경 및 "견부"로 본 명세서에서 지칭되는 큰 직경을 갖는다.

회로 기판 상에 미리 퇴적된 땜납 페이스트는 각각의 개별 회로 기판 내부에 핀 및 소켓의 삽입 시에 소켓 견부의 주연부 및 핀 헤드부의 주연부 둘레에 놓인다. 회로 기판이 땜납 재유동 온도에 도달된 때, 땜납은 핀의 헤드부 및 소켓의 견부 아래에서 그리고 도금된 관통 구멍 아래로 유동하여 기계적 그리고 전기적 접속을 제공한다. 이 재유동 공정은 또한 도금된 관통 구멍 내부에서 핀/소켓의 중심을 맞추는 역할을 하여, 핀 및 소켓 정렬 노력에서 공차를 줄이는 것을 돕는다. 도금된 관통 구멍의 직경, 핀 헤드부 및 핀 견부의 직경 및 땜납 페이스트의 정확한 양은 모든 땜납이 도금된 관통 구멍 내에 그리고 핀의 헤드부 둘레에 있게 한다.

본 발명의 일 예시적인 실시예에서, 표면 장착 인쇄 회로 기판과 표면 장착 모기판 사이의 전기적인 접속을 제공하기 위한 핀/표면 장착 인쇄 회로 기판 조립체는 직경을 갖는 하나 이상의 관통 구멍을 구비한 표면 장착 회로 기판과, 미부, 견부 및 헤드부를 구비하고 상기 미부와 견부는 상기 하나 이상의 관통 구멍의 직경보다 작은 직경을 갖고 상기 헤드부는 상기 관통 구멍의 직경보다 큰 직경을 갖는 핀을 포함한다. 견부의 직경은, 관통 구멍의 직경과의 관계에서, 관통 구멍의 내부에 안착하고 땜납이 헤드부 아래로 그리고 관통 구멍의 아래로 유동하는 것을 허용하지만, 미부보다 아래까지로는 유동하는 것을 허용하지 않도록 구성되어, 관통 구멍과 핀 사이에 땜납 접합부를 형성하고 관통 구멍 내에서 핀 중심을 맞추는 것을 돕는다. 표면 장착 인쇄 회로 기판과 표면 장착 모기판 사이에 전기적 접속은 표면 장착 모기판의 대응 소켓 내부에 핀의 미부를 삽입함으로써 제공된다.

또 다른 실시예에서, 땜납은 표면 장착 인쇄 회로 기판 상에 지지된 땜납 마스크 댐(solder mask dam) 내에 제공된다. 그리고, 또 다른 실시예에서, 프리폼 땜납 페이스트(preform solder paste)는 표면 장착 인쇄 회로 기판 상에 지지된다.

본 발명의 다른 예시적인 실시예에서, 인쇄 회로 기판의 도금된 관통 구멍 내부에, 헤드부, 견부 및 미부를 구비하고 견부와 미부 각각이 도금된 관통 구멍의 직경보다 작은 직경을 갖고 헤드부가 도금된 관통 구멍보다 큰 직경을 갖는 상호접속 부품을 장착하는 방법이 제공된다. 상기 상호접속 부품의 헤드부는 포획되고, 상호접속 부품의 미부는 도금된 관통 구멍 위에 위치 설정되어, 상기 관통 구멍 내 에 삽입되고, 관통 구멍 주연부 둘레의 땜납이 상호접속 부품의 헤드부 아래로 그리고 관통 구멍 밑으로 유동하게 하여, 핀과 도금된 관통 구멍 사이에 땜납 접합부를 형성하도록 회로 기판이 소정 땜납 재유동 온도로 가열된다. 견부의 직경과 길이, 헤드부의 직경, 관통 구멍의 직경 및 땜납 페이스트의 소정 양은 땜납이 미부로 유동하는 것을 방지하도록 구성된다.

본 발명의 또 다른 실시예에서, 제1 기판과 제2 기판 사이에 분리 가능한 기계적이면서 전기적인 상호접속부가 제공된다. 상호접속부는 제1 기판의 도금된 관통 구멍 내에 끼워 맞춤되도록 크기가 설정된 미부와, 도금된 관통 구멍의 직경보다 큰 직경을 갖고 내부에 삽입될 때 도금된 관통 구멍의 상부에 안착되도록 크기가 설정된 헤드부와, 도금된 관통 구멍의 내측에 안착되고 헤드부 아래에 그리고 도금된 관통 구멍 밑으로 땜납이 유동하는 것을 허용하지만 미부보다 아래로 유동하는 것을 허용하지 않도록 도금된 관통 구멍에 대해 크기가 설정되어 관통 구멍 내에 핀의 중심을 맞추는 것을 돕도록 된 견부를 구비하는 핀을 포함한다. 상호접속부는 또한 공동, 제2 기판의 도금된 관통 구멍 내에 끼워 맞춤되도록 크기가 설정된 미부와, 도금된 관통 구멍의 상부에 안착되고 견부 아래에 그리고 도금된 관통 구멍 밑으로 땜납이 유동하는 것을 허용하도록 도금된 관통 구멍에 대해 크기가 설정되어 관통 구멍 내에 소켓의 중심을 맞추는 것을 돕도록 된 견부를 구비하는 소켓을 포함한다. 가열시, 상기 소켓의 견부와 핀의 헤드부의 주연부 둘레의 땜납의 고리는 소켓의 견부와 핀의 헤드 아래로 유동함으로써, 상기 핀과 제1 기판 사이 그리고 상기 소켓과 제2 기판 사이에 각각 납땜된 전기적 접속을 형성한다. 핀 과 소켓은 상기 핀과 상기 소켓을 정렬시키고, 상기 소켓의 공동 내에 상기 핀의 미부를 삽입시킴으로써 접합되고, 그로 인해 제1 기판과 제2 기판 사이에 분리 가능한 전기적이고 기계적인 상호접속을 형성한다.

제안된 상호접속 부품 및 방법은 표준적인 제조 공정에서 발견되는 보통의 변경에 견디는 동시에 강한 완전성을 제공하고, 증폭기 내부에서 모듈 설계를 허용하고, 조립 및 수리의 용이함을 제공하고, 각각의 개별 정합 쌍 내에 필요한 플로트를 제공하는 장착 공정으로 얇은 RF 회로 기판을 신속하게 그리고 신뢰성있게 상호접속할 수 있는 가능성을 제공한다.

도1은 본 발명의 양호한 실시예에 따른 핀의 측면도이다.

도2 및 도3은 각각 인쇄 회로 기판의 도금된 관통 구멍 내부로 삽입되고 있는 도1의 핀의 상부도 및 저부도이다.

도4는 본 발명의 양호한 실시예에 따른 소켓의 측면도이다.

도5 및 도6은 각각 인쇄 회로 기판의 도금된 관통 구멍 내부로 삽입되고 있는 도4의 소켓의 상부도 및 저부도이다.

도7 및 도8은 대응하는 인쇄 회로 기판에서 지지되고 핀이 소켓 내부에 장착된 도1의 핀 및 도4의 소켓의 상부/측면도 및 측면/저부도이다.

본 명세서에서 "일 실시예" 또는 "실시예"에 대한 임의의 참고는 실시예와 연결되어 설명된 특정 구성, 구조 또는 특징이 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되어 있다는 것을 의미한다는 것에 주목할 가치가 있다. 명세서 내의 다양한 위치에서 "일 실시예에서"의 어구의 사용은 모두 동일한 실시예를 참고하는 것일 필요는 없다.

도1은 표면 장착 소켓(이하에서 상세하게 설명됨)과 상호접속될 본 발명에 따라 구성된 표면 장착 핀의 양호한 실시예를 도시한다. 핀은 물론 도금된 관통 구멍 내부로 수작업으로 삽입될 수 있지만, 해당 기술 분야에서 숙련된 자는 자동화 조립 공정의 효율을 더욱 개선하는 사용자에게 친숙한 테이프 및 릴 패키징(tape-and-reel packaging)을 이용할 수도 있는 표준 자동화 픽 앤 플레이스 장비(standard automated pick and place equipment)를 이용하여 기판 내부로 자동으로 장착될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다.

도1에 도시된 바와 같이, 표면 장착 핀(10)의 팁부는 회로 기판의 도금된 관통 구멍으로의 팁부의 삽입 능력을 향상시키는 못 형상이지만, 본 명세서의 교시에 따른 핀의 미부는 만일 원한다면 반구형 팁부와 같은 삽입을 용이하게 하는 임의의 다른 형상일 수도 있다. 핀(10)의 헤드부는 0.052 인치(1.321 mm)의 예시적인 헤드부 직경을 갖는 것으로 도시된다(물론 핀의 헤드부, 미부 또는 견부의 직경 및 본 명세서에서 제공된 임의의 다른 특정 치수가 오직 예시의 목적만을 위해서 제공되며, 결코 본 발명의 범위를 제한하는 것을 의미하는 것은 아니다). 헤드부의 폭은 자동화된 조립 공정의 표준 진공 노즐이 이를 포획할 수 있기에 충분할 정도로 넓다. 미부가 핀이 설치될 회로 기판을 향해 아래로 지향된 상태로 노즐은 핀을 파지한다. 핀의 미부의 직경은 0.018 인치(0.457 mm)이고 도입 모따기부(lead-in chamfer)를 갖는다.

도2 및 도3에 도시된 바와 같이, 노즐은 미부가 회로 기판(30) 내의 0.025 인치(0.635 mm) 직경의 도금된 관통 구멍(다시, 실제 치수는 오직 예시적임)을 통과하고 헤드부의 밑면이 회로 기판의 표면(도시된 것과 같은 땜납 "프리폼(preform)" 또는 땜납 페이스트가 미리 퇴적되어 있음)에 기대도록 핀(10)을 위치설정한다. 도금된 관통 구멍의 직경은 회로 기판(30) 내부에 관통 구멍 핀(10)을 삽입하기 위한 표준 표면 장착 기계를 위해 요구되는 공차를 허용하도록 회로 기판의 관통 구멍과 핀(10)의 미부 사이의 충분한 공차를 허용한다. 헤드부에 근접하는 미부의 상부 또는 "견부"(15)는 도시적으로 0.021 인치(0.533 mm)까지 돌출되고, 이는 0.025 인치(0.635 mm) 직경의 도금된 관통 구멍 내부에 핀(10)의 중심을 결정하는 것을 조력한다.

표준 스텐실 인쇄 공정을 이용할 때, 땜납 페이스트의 고리(ring)는 회로 기판(30)에 땜납 핀(10)을 납땜하기 위하여 회로 기판 내부로 삽입 시에 핀 헤드부의 주연부 둘레에 위치되어 그에 전기적인 접점을 제공하도록 미리 퇴적된다(해당 기술 분야의 숙련자는 땜납은 땜납 "프리폼"일 수도 있다는 것을 알 수 있거나 또는 땜납 페이스트는 "완전한 고리(complete ring)"로 퇴적되지 않을 수도 있고 고리 대형으로 복수의 섹터(sectors)로 포함하는 임의의 대형으로 퇴적될 수도 있다는 것을 알 수 있을 것이다). 물론 전체 회로 기판 또는 오직 개별 핀 그 자체만이 땜납 페이스트를 용융시키기에 충분한 미리정해진 땜납 재유동 온도로 가열될 수도 있다. 일단 회로 기판(30)이 땜납 재유동 가열 온도로 가열되면, 땜납은 핀(10)의 헤드부 아래로 그리고 도금된 관통 구멍을 아래로 유동하여 사실상 도금된 관통 구멍을 채우고 땜납 접합부(35)를 형성하여, 기계적인 그리고 전기적인 접속을 제공 할 것이다.

해당 기술 분야의 숙련자는 핀-인-페이스트 재유동을 위한 산업 표준 공정이 관통 구멍 부품의 삽입 전에 관통 구멍 위(atop)에 땜납 페이스트를 퇴적시키는 것이라는 것을 알 수 있을 것이다. 그러나, 구멍 위에 위치된 땜납 페이스트는 자연히 핀 상에 땜납 잔류물을 초래할 수 있고, 이는 전기적인 상호접속면에 대해서는 용인될 수 없다.

출원인에 의한 광범위한 조립 공정 개발은 관통 구멍에 인접하여(그러나 위는 아님) 그리고 핀의 헤드부가 땜납 페이스트와 접촉하게 되도록 아주 근접하게 땜납 페이스트를 퇴적시키는 성공적인 공정을 달성했다. 이 동일한 땜납 페이스트 퇴적물은 또한 관통 구멍 위치를 포위하는 땜납 마스크(도시 생략)의 엄밀한 치수를 갖는 고리의 위에도 인가된다. 페이스트 퇴적물은 오븐 재유동(oven reflow) 동안 핀 및 구멍을 향해서 유동하여 핀 헤드부의 주변부와 접촉하여, 재유동 동안 모세관 힘을 균등하게 하고 그에 의해서 납땜된 핀이 직선이고 정합 소켓에 적절한 삽입을 위한 준비되는 것을 확실하게 한다. 구체적으로, 재유동 동안 땜납 페이스트의 모세관 작용은 회로 기판의 관통 구멍의 땜납 패드 걸쳐 적절한 위치로 핀을 아래로 당긴다. 재유동은 요구되는 땜납 접합부를 완성하여, 핀 헤드부 및 구멍에 대한 모든 땜납 페이스트 체적을 효율적으로 사용하게 하고, 동시에 이물질이 핀의 상호접속부(미부)를 오염시키는 것을 방지한다. 페이스트가 구멍의 위에는 인가되지 않기 때문에, 핀 구멍의 전체 범위로의 땜납의 일관된 유동을 확실하게 하기 위해서 권장된 100 ppm(또는 이하의 산소)에서 오븐 재유동 공정 동안 질소 환경의 이용은 바람직하다.

도금된 관통 구멍 내에 핀(10)을 중심을 맞추도록 작용함에 있어서, 재유동(reflow) 공정은 핀과 소켓 정렬 작용에서의 여유를 감소시키는 것을 돕는다. 모든 땜납이 도금된 관통 구멍 내에 그리고 핀(10)의 헤드부/견부 둘레에 존재하고 핀의 미부 아래로 흐르지 않도록, 정확한 양의 땜납 페이스트가 미리 결정된다. 구체적으로는, 땜납이 도금된 관통 구멍을 넘어 연장되지 않는 것을 보장하면서 신뢰성 있는 땜납 접합부를 형성하도록 요구되는 땜납의 양은 도금된 관통 구멍의 직경과, 핀 헤드부, 핀 견부 및 핀 미부의 직경과, 소켓 헤드부, 소켓 견부 및 소켓 미부의 직경의 함수이다. 해당 기술 분야의 숙련자에게는 핀 미부의 경계부 상의 땜납이 전기적인 상호접속부를 신뢰성없게 만든다는 것이 명백할 것이다.

소켓(50)의 상세한 설명은 도4에 도시되어 있지만, 핀(10)과 관련된 전술한 많은 설명들이 본 발명에 따른 표면 장착 소켓의 양호한 실시예에도 적용된다. 핀(10)과 마찬가지로, 소켓(50)은 관통 구멍 소켓이 표준 표면 장착 픽 앤 플레이스 진공 노즐에 의해서 이의 0.085 인치(2.159 mm) 직경의 헤드부가 픽업되는 것을 가능하게 하도록 구성된다(다시, 소켓의 헤드부, 미부 또는 견부의 직경과 본 명세서에 제공된 다른 특정 치수가 예시적인 목적으로 제공되며, 결코 본 발명의 범위를 제한하지 않는다). 소켓 내부 공동은 노즐이 흡입력을 유지하도록 출구가 없다.

다시, 핀을 참조한 도2 및 도3과 마찬가지로, 소켓(50)의 미부는 도5 및 도6에 도시된 바와 같이 회로 기판(70) 쪽으로 아래로 뾰족하게 되어 있고, 직경 0.040 인치(1.016 mm)의 도금된 관통 구멍 내로 배치된다. 그리고, 소켓(50)은 직경 0.060 인치(1.524 mm)의 견부(55) 상에 놓이고, 핀(10)과 유사하게 모두 동일 특성과 잇점을 가지면서 땜납 재유동 부착된다.

핀과 소켓은 각각이 개별 회로 기판에 장착된 후에, 소켓에 핀을 정렬하고 소켓(50)의 공동 내로 핀(10)의 미부를 삽입함으로써, 도7 및 도8에 도시된 바와 같이 상호접속부를 형성하도록 결합될 수 있다.

도1로 돌아가서, 회로 기판(30)에 장착될 때 땜납 페이스트가 핀의 헤드부 아래로 그리고 핀의 견부 쪽으로 관통 구멍 내로 아래로 유동하지만, 핀(10)의 미부까지는 유동하지 않도록 핀(10)의 치수가 되는 것은 필수적이다. 이는 땜납이 견부와 함께 다시 핀(10)을 관통 구멍 내에 중심을 맞추는 것을 돕도록 하면서, 땜납이 미부로 유동하는 것을 허용함으로써 발생될 수도 있는 문제를 방지한다.

회로 기판 설계에 통합될 핀과 소켓의 특정 형상/치수는 전체 상호접속 시스템의 제조 가능성, 땜납 접합부의 기계적 완전성 및 상호접속부의 RF 성능에 결정적이다. 본 명세서에 상세한 설명에 언급된 예시적인 핀과 소켓 치수는 방사상으로 0.008 인치(0.203 mm)의 오정렬을 허용하도록 된다. 이는 순응성을 강화하도록 핀의 직경을 최소화하고 신뢰성 있는 상호접속부를 유지하면서, 소켓의 내경을 최대화하고 소켓 내측에 순응 스프링 부재를 제공함으로써 달성된다. 물론 다양한 핀 및 도금된 관통구멍은 임의의 특정 요구조건에 따라 구현될 수 있고, 그것은 광범위한 본 교시 내용에 의해 지지될 것이다.

자세하게는, 상호접속 핀 및 소켓 부품과, 본 명세서에 설명된 양호한 실시예에 따른 회로 기판 내로 이들 부품을 장착하는 방법은, 개별 회로 기판 내에 부품을 장착하기 위해 자동화 장비의 사용을 허용하여, 필요한 땜납 재유동 온도로 적절한 양의 땜납을 가열함으로써 신뢰성 있는 전기적/기계적 땜납 접합부를 형성 하고, 소켓의 공동 내에 핀의 팁부를 장착함으로써 2개의 표면 장착 회로 기판 사이에 신뢰성 있는 전기적 연결을 제공할 수 있다.

비록 본 명세서에 다양한 실시예들이 상세하게 도시되고 설명되었지만, 본 발명의 수정예 및 변형예들이 이상의 교시에 의해 커버되며, 본 발명의 사상과 범주에서 벗어나지 않고 첨부된 청구항의 범위 내에 있다는 것은 명백할 것이다. 더욱이, 이 예들은 단지 가능한 변형예들을 설명한 것이며, 청구항에 의해 커버되는 본 발명의 수정예 및 변형예를 한정하도록 해석되어서는 안된다.

Claims (17)

1. 표면 장착 인쇄 회로 기판과 표면 장착 모기판 사이에 전기적 접속을 제공하기 위한 핀/표면 장착 인쇄 회로 기판 조립체이며,

   직경을 갖는 하나 이상의 관통 구멍을 구비한 표면 장착 회로 기판과,

   미부, 견부 및 헤드부를 포함하고 상기 미부와 견부가 상기 하나 이상의 관통 구멍의 직경보다 작은 직경을 갖고 상기 헤드부가 상기 관통 구멍의 직경보다 큰 직경을 갖는 핀을 포함하며,

   상기 견부의 직경은, 관통 구멍의 직경과의 관계에서, 관통 구멍의 내부에 안착하고 땜납이 헤드부 아래로 그리고 관통 구멍의 아래로 유동하는 것을 허용하지만, 미부까지 아래로 유동하는 것을 허용하지 않도록 구성되어, 관통 구멍과 핀 사이에 땜납 접합부를 형성하고 관통 구멍 내에서 핀의 중심을 맞추는 것을 돕고,

   표면 장착 인쇄 회로 기판과 표면 장착 모기판 사이에 전기적 접속은 표면 장착 모기판의 대응 소켓 내부에 핀의 미부를 삽입함으로써 제공되며,

   상기 관통 구멍은 원형 단면을 가지고,

   상기 핀의 견부는 원형 단면을 가지며, 상기 핀의 견부가 상기 관통 구멍 내부에 안착될 때 상기 핀과 관통 구멍 사이에 억지 끼워 맞춤이 형성되지 않도록 상기 견부의 원형 단면의 직경이 상기 관통 구멍의 원형 단면의 직경보다 작은, 핀/표면 장착 인쇄 회로 기판 조립체.
2. 제1항에 있어서, 상기 땜납은 표면 장착 인쇄 회로 기판 상에 지지된 땜납 마스크 댐 내에 제공되는 핀/표면 장착 인쇄 회로 기판 조립체.
3. 제2항에 있어서, 상기 땜납은 표면 장착 인쇄 회로 기판 상에 지지된 프리폼 땜납을 포함하는 핀/표면 장착 인쇄 회로 기판 조립체.
4. 제2항에 있어서, 상기 땜납은 땜납 마스크 댐 상에 고리 형태로 퇴적된 땜납 페이스트를 포함하는 핀/표면 장착 인쇄 회로 기판 조립체.
5. 제2항에 있어서, 상기 헤드부의 직경은 자동화 장치가 상기 헤드부를 포획하는 것을 허용하도록 되어 있는 핀/표면 장착 인쇄 회로 기판 조립체.
6. 인쇄 회로 기판의 직경을 갖는 도금된 관통 구멍에, 헤드부, 견부 및 미부를 구비하고 견부와 미부 각각이 도금된 관통 구멍의 직경보다 작은 직경을 갖고 헤드부가 도금된 관통 구멍의 직경보다 큰 직경을 갖는 상호접속 부품을 장착하는 방법이며,

   상기 상호접속 부품의 헤드부를 포획하는 단계와,

   상기 상호접속 부품의 미부를 상기 도금된 관통 구멍 위에 위치 설정하는 단계와,

   상기 관통 구멍 내부에 상호접속 부품의 미부를 삽입하는 단계와,

   회로 기판을 소정 땜납 재유동 온도로 가열하는 단계를 포함하고,

   상기 가열 단계는 관통 구멍 주연부 둘레의 땜납이 상호접속 부품의 헤드부 아래로 그리고 관통 구멍 밑으로 유동하게 하여 핀과 도금된 관통 구멍 사이에 땜납 접합부를 형성하고,

   견부의 길이와 직경, 헤드부의 직경, 관통 구멍의 직경 및 땜납 페이스트의 소정 양은 땜납이 미부로 유동하는 것을 방지하도록 되어 있으며,

   상기 관통 구멍은 원형 단면을 가지고,

   상기 핀의 견부는 원형 단면을 가지며, 상기 핀의 견부가 상기 관통 구멍 내부에 안착될 때 상기 핀과 관통 구멍 사이에 억지 끼워 맞춤이 형성되지 않도록 상기 견부의 원형 단면의 직경이 상기 관통 구멍의 원형 단면의 직경보다 작은, 상호접속 부품 장착 방법.
7. 제6항에 있어서, 상기 포획 단계, 상기 위치 설정 단계 및 상기 삽입 단계는 각각 수동으로 수행되는, 상호접속 부품 장착 방법.
8. 제6항에 있어서, 상기 포획 단계, 상기 위치 설정 단계 및 상기 삽입 단계는 각각 자동화 장치에 의해 수행되는, 상호접속 부품 장착 방법.
9. 제6항에 있어서, 상기 가열 단계는 땜납을 국부적으로 가열하는 것을 포함하는, 상호접속 부품 장착 방법.
10. 제6항에 있어서, 상기 가열 단계는 인쇄 회로 기판 전체를 가열하는 것을 포함하는, 상호접속 부품 장착 방법.
11. 제6항에 있어서, 도금된 관통 구멍에 인접하게 그리고 도금된 관통 구멍을 둘러싸는 땜납 마스크 고리의 상부에 소정 땜납 재유동 온도를 갖는 땜납 페이스트를 퇴적시키는 단계를 더 포함하는, 상호접속 부품 장착 방법.
12. 제11항에 있어서, 상기 퇴적 단계는 상기 포획 단계 이전에 이루어지는, 상호접속 부품 장착 방법.
13. 제6항에 있어서, 도금된 관통 구멍을 둘러싸는 땜납 프리폼을 인쇄 회로 기판 상에 퇴적시키는 단계를 더 포함하는, 상호접속 부품 장착 방법.
14. 제13항에 있어서, 상기 땜납 프리폼은 고리 형태를 갖는, 상호접속 부품 장착 방법.
15. 제8항에 있어서, 상기 자동화 장치는 상호접속 부품이 배치된 테이프 및 릴과 상호 작용하는, 상호접속 부품 장착 방법.
16. 제1 기판과 제2 기판 사이에 분리 가능한 기계적이면서 전기적인 상호접속부이며,

    미부, 견부 및 헤드부를 갖는 핀과,

    미부, 견부, 헤드부 및 내부에 한정된 공동을 갖는 소켓을 포함하고,

    상기 핀은 제1 기판의 도금된 관통 구멍 내에 끼워지도록 크기가 설정된 미부와, 도금된 관통 구멍의 직경보다 큰 직경을 갖고 내부에 삽입될 때 도금된 관통 구멍의 상부에 안착되도록 크기가 설정된 헤드부와, 도금된 관통 구멍과의 관계에서 도금된 관통 구멍의 내부에 안착되고 헤드부 아래에 그리고 도금된 관통 구멍 밑으로 땜납이 유동하는 것을 허용하지만 미부까지 아래로 유동하는 것을 허용하지 않도록 크기가 설정되어 관통 구멍 내에 핀의 중심을 맞추는 것을 돕도록 된 견부를 구비하며,

    상기 소켓은 제2 기판의 도금된 관통 구멍 내에 끼워지도록 크기가 설정된 미부와, 도금된 관통 구멍과의 관계에서 도금된 관통 구멍의 상부에 안착되고 견부 아래에 그리고 도금된 관통 구멍 밑으로 땜납이 유동하는 것을 허용하도록 크기가 설정되어 관통 구멍 내에 소켓의 중심을 맞추는 것을 돕도록 된 견부를 구비하고,

    가열시, 상기 소켓의 견부와 상기 핀의 헤드부의 주연부 둘레에서 땜납의 고리는 소켓의 견부와 상기 핀의 헤드부 아래로 유동함으로써, 상기 핀과 제1 기판 사이 그리고 상기 소켓과 제2 기판 사이에 각각 납땜된 전기적 접속을 형성하고,

    상기 핀과 소켓은 상기 소켓에 핀을 정렬시키고, 상기 소켓의 공동 내에 상기 핀의 미부를 삽입시킴으로써 접합되고, 그로 인해 제1 기판과 제2 기판 사이에 분리 가능한 전기적 그리고 기계적 상호접속부를 형성하며,

    상기 도금된 관통 구멍은 원형 단면을 가지고,

    상기 핀의 견부는 원형 단면을 가지며, 상기 핀의 견부가 상기 도금된 관통 구멍 내부에 안착될 때 상기 핀과 도금된 관통 구멍 사이에 억지 끼워 맞춤이 형성되지 않도록 상기 견부의 원형 단면의 직경이 상기 도금된 관통 구멍의 원형 단면의 직경보다 작은 상호접속부.
17. 제16항에 있어서, 상기 제1 기판은 모듈을 포함하고, 상기 제2 기판은 모기판을 포함하는 상호접속부.

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