KR101983176B1 - 양면 실장 모듈, 양면 실장 모듈이 실장된 인쇄회로기판 및 양면 실장 모듈 제조 방법 - Google Patents

양면 실장 모듈, 양면 실장 모듈이 실장된 인쇄회로기판 및 양면 실장 모듈 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예는 양면 실장 모듈, 양면 실장 모듈이 실장된 인쇄회로기판 및 양면 실장 모듈 제조 방법에 관한 것으로서, 실장용 전극이 형성되고, 양면에 복수의 전자 소자들이 실장되는 기판; 기판의 한쪽 면에 배치되는 복수의 솔더볼(solder ball); 및 기판에서 복수의 솔더볼이 배치된 면의 모서리에 근접하여 각각 배치되고, 솔더볼보다 결합력이 강한 복수의 전극 패드; 를 포함함으로써, 면적 및 핀 개수의 적은 희생으로 결합력을 크게 강화시킬 수 있다.

Description

양면 실장 모듈, 양면 실장 모듈이 실장된 인쇄회로기판 및 양면 실장 모듈 제조 방법 {Both-sides mounting module, PCB mounted Both-sides mounting module and method for manufacturing Both-sides mounting module}
본 발명은 양면 실장 모듈, 양면 실장 모듈이 실장된 인쇄회로기판 및 양면 실장 모듈 제조 방법에 관한 것이다.
최근 스마트폰의 기능이 다양해지고 폰 내부에 실장되는 부품의 개수가 증가함에 따라 부품의 소형화 및 경량화가 지속적으로 요구되고 있다. 예를 들어 와이파이(Wi-Fi)모듈은 소형화를 위한 양면실장(both-sides mounting) 기법이 적용되고 있다.
또한 스마트폰의 다양한 기능 지원에 따라 외부로 연결되는 핀(pin)의 개수는 증가되고 있다. 따라서 기존의 LGA(Line Grid Array) 대신 BGA(Ball Grid Array) 형태의 기판이 사용되고 있다.
그러나 양면실장으로 인하여 모듈의 배면(bottom)에 핀이 배치되지 못하고, BGA로 인하여 패드의 면적이 작아지고 있다. 이에 따라 모듈과 상기 모듈이 실장되는 인쇄회로기판(PCB) 간에 결합력이 약해지는 문제점이 있다. 약해진 결합력은 세트의 조립, 나사 조임, 낙하 등에 의해서 PCB에 휘거나 뒤틀어지는 힘이 가해질 때 솔더볼(solder ball)의 크랙(crack)을 야기시킨다는 문제점을 가지고 있다.
상기한 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명의 일 실시예는, 결합력이 강화된 양면 실장 모듈, 양면 실장 모듈이 실장된 인쇄회로기판 및 양면 실장 모듈 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 양면 실장 모듈은, 실장용 전극이 형성되고, 양면에 복수의 전자 소자들이 각각 실장되는 기판; 상기 기판의 한쪽 면에 배치되고, 상기 복수의 전자 소자들 중 일부를 함께 둘러싸도록 배열되는 복수의 솔더볼(solder ball); 및 상기 기판에서 상기 복수의 솔더볼이 배치된 면의 꼭지점에 상기 복수의 솔더볼보다 더 근접하여 각각 배치되고, 솔더볼보다 결합력이 더 강한 복수의 전극 패드; 를 포함한다.
전극 패드의 결합력 강화를 위해, 상기 전극 패드의 형태, 면적 등은 상기 솔더볼의 그것들과 다를 수 있다.
전극 패드의 안정적인 결합을 위해, 상기 전극 패드는 상기 기판의 그라운드(GND) 또는 전원 전극과 전기적으로 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 양면 실장 모듈이 실장된 인쇄회로기판은, 인쇄회로기판; 및 상기 인쇄회로기판에 실장되는 양면 실장 모듈; 을 포함하고, 상기 양면 실장 모듈은, 실장용 전극이 형성되고, 양면에 복수의 전자 소자들이 각각 실장되는 기판; 상기 기판의 한쪽 면에 배치되고, 상기 복수의 전자 소자들 중 일부를 함께 둘러싸도록 배열되어 인쇄회로기판에 전기적으로 연결되는 복수의 솔더볼(solder ball); 및 상기 기판에서 상기 복수의 솔더볼이 배치된 면의 꼭지점에 상기 복수의 솔더볼보다 더 근접하여 각각 배치되어 인쇄회로기판에 전기적으로 연결되고, 솔더볼보다 결합력이 더 강한 복수의 전극 패드; 를 포함하며, 본 발명의 일 실시예에 따른 양면 실장 모듈 제조 방법은, 실장용 전극이 형성된 기판의 양면에 복수의 전자 소자들을 각각 실장시키는 단계; 상기 기판의 한쪽 면에 복수의 솔더볼을 상기 복수의 전자 소자들 중 일부를 함께 둘러싸도록 배치하는 단계; 및 상기 기판에서 상기 복수의 솔더볼이 배치된 면의 꼭지점에 상기 복수의 솔더볼보다 더 근접하여 솔더볼보다 결합력이 더 강한 복수의 전극 패드를 각각 배치하는 단계; 를 포함한다.
본 발명의 일 실시예는, 제한된 면적의 기판에 전자 소자들이 넓은 범위로 실장되면서, 적은 핀 개수의 희생으로 결합력을 강화시킬 수 있다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 양면 실장 모듈을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 양면 실장 모듈이 실장된 인쇄회로기판을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 양면 실장 모듈 제조 방법을 나타낸 순서도이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 실시 예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 양면 실장 모듈을 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 양면 실장 모듈(1)은, 기판(100), 전자 소자(110), 솔더볼(120) 및 전극 패드(130)를 포함할 수 있다.
기판(100)은, 실장용 전극이 형성될 수 있다.
전자 소자(110)는, 상기 기판(100)의 양면에 모두 실장될 수 있다. 기판(100)의 양면에 상기 전자 소자(110)가 실장됨으로써, 기판(100)의 공간은 효율적으로 활용될 수 있다.
솔더볼(120)은, 상기 기판(100)의 한쪽 면에 배치될 수 있다. 여기서, 상기 솔더볼(solder ball)은 PCB등과의 결합을 위한 결합력을 제공할 수 있다. 또한 상기 솔더볼(120)은 상기 기판에 형성된 전극과 연결되어 모듈의 핀(pin) 또는 외부 접속 단자 역할을 수행할 수 있다.
예를 들어, 복수의 솔더볼(120)은 상기 기판(100)의 한쪽 면의 가장자리에 나란히 배치될 수 있다. 상기 기판(100)의 한쪽 면에는 전자 소자(110)와 솔더볼(120)이 모두 배치되므로, 솔더볼의 개수가 작을수록 전자 소자(110)의 실장 면적은 넓어질 수 있다. 따라서, 솔더볼의 개수는 기판에서 최소한으로 요구되는 핀의 개수만큼 제한될 수 있다. 제한된 개수의 솔더볼(120)은 가장자리에 나란히 배치됨으로써, 양면 실장 모듈(1)의 결합력을 효율적으로 향상시킬 수 있다.
한편, 상기 복수의 솔더볼(120)간의 간격은 기 설정된 간격 이상일 수 있다. 솔더볼의 크기가 커지면 복수의 솔더볼간의 간격은 좁아질 수 있다. 솔더볼의 간격이 기 설정된 간격보다 좁을 경우, 솔더볼 간에 쇼트가 발생될 수 있다. 따라서, 솔더볼의 크기가 커지면 솔더볼의 개수가 줄어듬으로써, 솔더볼 간에 쇼트가 방지될 수 있다.
전극 패드(130)는, 기판(100)에서 복수의 솔더볼(120)이 배치된 면의 모서리에 근접하여 각각 배치될 수 있다. 여기서, 모서리에 근접한다는 것은 전자 소자(110)들과 비교할 때 평균적으로 모서리와의 거리가 짧다는 것을 의미한다.
또한, 면의 모서리는 면의 꼭지점을 포함하므로, 상기 전극 패드(130)는 기판(100)에서 복수의 솔더볼(120)이 배치된 면의 꼭지점에 근접하여 각각 배치될 수도 있다. 여기서, 상기 전극 패드(130)는 전자 소자(110) 및 솔더볼보다 꼭지점에 더 가까이 근접하여 배치될 수 있다.
또한, 상기 전극 패드(130)는 솔더볼보다 결합력이 강할 수 있다.
예를 들어 기판(100)이 다각형인 경우, 상기 기판(100)의 모서리부분은 뒤틀림, 휨, 낙하 등의 충격에 취약할 수 있다. 따라서 상기 기판(100)의 모서리와 근접한 위치에 솔더볼(120)보다 결합력이 강한 전극 패드(130)가 배치됨으로써, 기판(100)은 충격에 대해 더욱 강해질 수 있다.
이하에서는, 전극 패드(130)의 결합력 강화 수단에 대하여 설명한다.
도 1을 참조하면, 전극 패드(130)는 기판(100)의 4개의 전극과 연결되어 정사각형의 형태일 수 있다. 즉, 상기 전극 패드(130)의 면적이 솔더볼(120)의 면적보다 넓어짐으로써, 상기 전극 패드(130)의 결합력은 강화될 수 있다.
도 2를 참조하면, 전극 패드(130)는 상기 기판의 3개의 전극과 연결되어 ‘ㄱ’ 형태일 수 있다. 상기 전극 패드(130)의 면적은 솔더볼(120)의 면적보다 넓고 도 1의 전극 패드의 면적보다 좁을 수 있다. 예를 들어, 도 1의 전극 패드는 ‘ㄱ’ 형태의 전극 패드와 1개의 솔더볼(120)로 대체될 수 있다. ‘ㄱ’ 형태의 전극 패드는 기판(100)의 모서리 라인에 근접하여 배치되고, 1개의 솔더볼(120)은 빈 공간에 배치될 수 있다. 이를 통해, 전극 패드(130)는 적은 솔더볼 개수의 희생으로 결합력을 강화시킬 수 있다.
도 3을 참조하면, 전극 패드(130)는 솔더볼(120)과 유사한 면적 및 모양일 수도 있다. 예를 들어, 상기 전극 패드(130)는 형태뿐만 아니라 재질의 접합력, 배치 방법 등으로도 결합력이 강화될 수 있다. 따라서, 기판(100)의 모서리에 배치되는 전극 패드(130)는 특정 형태로 한정되지 않으며, 면적이 솔더볼(120)의 면적보다 넓어야 되는 것도 아니다.
한편, 상기 전극 패드(130)는 기판(100)의 그라운드(GND) 또는 전원 전극과 연결될 수 있다. 이를 통해, 전극들간의 쇼트가 방지될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 양면 실장 모듈이 실장된 인쇄회로기판을 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 양면 실장 모듈(1)은 인쇄회로기판(200)에 실장될 수 있다. 일반적으로 인쇄회로기판(200)은 얇고 넓은 구조이므로, 뒤틀림, 휨, 낙하 등의 충격에 의해 진동하여 순간적으로 휘어지기 쉬울 수 있다.
그러나, 상기 인쇄회로기판(200)에 실장된 양면 실장 모듈(1)은 상기 인쇄회로기판(200)에 비해 매우 작다. 따라서, 상기 양면 실장 모듈(1)이 받는 충격은 인쇄회로기판(200)이 받는 평균적인 충격보다 매우 크거나 매우 작을 수 있다.
이와 같은 충격의 차이로 인하여, 양면 실장 모듈(1)의 모서리 부분은 크랙이 발생할 수 있다. 또한, 양면 실장 모듈(1)의 면적이 커질수록 모서리 부분에 크랙이 발생될 확률은 높아질 수 있다.
따라서, 양면 실장 모듈(1)의 모서리 부분에 결합력이 강한 전극 패드(130)가 배치됨으로써, 상기 양면 실장 모듈(1)은 인쇄회로기판(200)과 안정적으로 결합될 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 양면 실장 모듈 제조 방법을 설명한다. 도 1 내지 도 3을 참조하여 상술한 양면 실장 모듈에 관해 상술한 설명과 동일하거나 그에 상응하는 내용에 대해서는 중복적으로 설명하지 아니한다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 양면 실장 모듈 제조 방법을 나타낸 순서도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 양면 실장 모듈은, 실장용 전극이 형성된 기판의 양면에 복수의 전자 소자들을 실장시키는 단계(S10), 상기 기판의 한쪽 면에 복수의 솔더볼을 배치하는 단계(S20) 및 상기 기판에서 상기 복수의 솔더볼이 배치된 면의 모서리에 근접하여 솔더볼보다 결합력이 강한 복수의 전극 패드를 각각 배치하는 단계(S30)가 수행되어 제조될 수 있다.
이상에서는 본 발명을 실시 예로써 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형이 가능할 것이다.
1: 양면 실장 모듈 100: 기판
110: 전자 소자 120: 솔더볼
130: 전극 패드 200: 인쇄회로기판

Claims (7)

  1. 실장용 전극이 형성되고, 양면에 복수의 전자 소자들이 각각 실장되는 기판;
    상기 기판의 한쪽 면에 배치되고, 상기 복수의 전자 소자들 중 일부를 함께 둘러싸도록 배열되는 복수의 솔더볼(solder ball); 및
    상기 기판에서 상기 복수의 솔더볼이 배치된 면의 꼭지점에 상기 복수의 솔더볼보다 더 근접하여 각각 배치되고, 솔더볼보다 결합력이 더 강한 복수의 전극 패드; 를 포함하는 양면 실장 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 솔더볼은 각각 상기 기판의 1개의 전극과 전기적으로 연결되고,
    상기 복수의 전극 패드는 상기 기판의 4개의 전극과 전기적으로 연결되어 정사각형의 형태인 양면 실장 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 솔더볼은 각각 상기 기판의 1개의 전극과 전기적으로 연결되고,
    상기 복수의 전극 패드는 상기 기판의 3개의 전극과 전기적으로 연결되어 ‘ㄱ’ 형태인 양면 실장 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 전극 패드는 각각 상기 기판의 그라운드(GND) 또는 전원 전극과 전기적으로 연결되는 양면 실장 모듈.
  5. 삭제
  6. 인쇄회로기판; 및
    상기 인쇄회로기판에 실장되는 양면 실장 모듈; 을 포함하고,
    상기 양면 실장 모듈은,
    실장용 전극이 형성되고, 양면에 복수의 전자 소자들이 각각 실장되는 기판;
    상기 기판의 한쪽 면에 배치되고, 상기 복수의 전자 소자들 중 일부를 함께 둘러싸도록 배열되어 인쇄회로기판에 전기적으로 연결되는 복수의 솔더볼(solder ball); 및
    상기 기판에서 상기 복수의 솔더볼이 배치된 면의 꼭지점에 상기 복수의 솔더볼보다 더 근접하여 각각 배치되어 인쇄회로기판에 전기적으로 연결되고, 솔더볼보다 결합력이 더 강한 복수의 전극 패드; 를 포함하는 양면 실장 모듈이 실장된 인쇄회로기판.
  7. 실장용 전극이 형성된 기판의 양면에 복수의 전자 소자들을 각각 실장시키는 단계;
    상기 기판의 한쪽 면에 복수의 솔더볼을 상기 복수의 전자 소자들 중 일부를 함께 둘러싸도록 배치하는 단계; 및
    상기 기판에서 상기 복수의 솔더볼이 배치된 면의 꼭지점에 상기 복수의 솔더볼보다 더 근접하여 솔더볼보다 결합력이 더 강한 복수의 전극 패드를 각각 배치하는 단계; 를 포함하는 양면 실장 모듈 제조 방법.
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