KR19980028045U

KR19980028045U - BGA(Ball Grid Array) 부품의 실장을 위한 인쇄회로기판

Info

Publication number: KR19980028045U
Application number: KR2019960041029U
Authority: KR
Inventors: 조일제
Original assignee: 구자홍; 엘지전자 주식회사
Priority date: 1996-11-20
Filing date: 1996-11-20
Publication date: 1998-08-05

Abstract

본 고안은 BGA(Ball Grid Array) 부품의 솔더 볼이 접합되는 각 위치에 수직으로 관통하는 홀(hole)이 형성되고, 상기 홀의 내부면은 동(Cu)으로 도금되며, 상기 홀 중 상기 솔더 볼이 접합되는 일단에 접합 동박이 형성된 BGA 부품의 실장을 위한 인쇄회로기판에 관한 것으로서, BGA 부품의 솔더 볼이 접합되는 각 위치에 형성된 홀이 솔더링시 솔더 페이스트에 열을 골고루 전달하고, 솔더 페이스트 내의 플럭스 가스를 원활하게 방출시키기 때문에 솔더 볼과 접합 동박의 접합 품질 향상을 가능하게 하고, 상기 홀이 전자제품의 작동시 발생하는 열을 방출시켜 열저항을 감소시키기 때문에 BGA 부품의 보호를 가능하게 하는 효과가 있다.

또한, 본 고안은 상기 솔더 볼이 접합 동박에 안정되게 안착될 수 있어 솔더 페이스트의 용융시 BGA 부품의 위치 틀어짐 현상 등을 방지할 수 있고, 그로 인해 BGA 부품의 인접 단자간의 단락 등을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 고안은 BGA 부품의 실장 후 솔더 볼과 접합 동박의 접합 상태 및 전기적인 접속 상태의 검사를 용이하게 하는 효과가 있다.

Description

BGA(Ball Grid Array) 부품의 실장을 위한 인쇄회로기판

본 고안은 BGA(Ball Grid Array) 부품의 실장을 위한 인쇄회로기판에 관한 것으로서, 특히 BGA 부품의 솔더 볼이 접합되는 각 위치에 수직으로 관통하는 홀(hole)이 형성되고, 상기 홀은 상기 솔더 볼의 접합면측에서 반대면측으로 점차 직경이 좁아지는 형태로 형성되는 동시에 내부면이 동(Cu)으로 도금되며, 상기 홀 중 상기 솔더 볼이 접합되는 일단에 접합 동박이 형성된 BGA 부품의 실장을 위한 인쇄회로기판에 관한 것이다.

최근 들어 각종 전자제품이 소형화, 경량화 및 복합 다기능화 되어 감에 따라 전자제품 내부에 포함되는 반도체 칩도 소형이면서 복합 기능을 수행할 수 있도록 생산되어야 하는 데, 상기 반도체 칩이 소형화되면 전극간의 거리가 좁아지고, 복합 기능이 추가되면 핀(pin) 수가 많아져서 사실상 인쇄회로기판 상에 납땜되기가 어려웠다.

상기와 같은 문제점을 보완하기 위하여 안출된 것이 BGA 부품으로서, 그 구성은 다음과 같다.

도 1a 및 도 1b를 참조하면, 참조번호 1은 수지판을 나타내고, 2는 상기 수지판(1)의 하부면에 격자 형태로 형성된 외부 전극을 나타내고, 3은 상기 외부 전극(2) 위에 형성된 솔더 볼(solder ball)을 나타내며, 4는 상기 수지판(1)의 상부면에 접착된 반도체 칩을 나타낸다.

또한, 도면상 도시된 바는 없으나 상기 수지판(1)의 상부면에는 내부 전극이 형성되어 있고, 각 칩 전극과 내부 전극은 접속선(5)에 의해 연결되어 있으며, 각 내부 전극과 외부 전극(2)은 수지판(1)을 관통하여 형성된 내부 회로에 의해 연결되어 있다.

한편, 상기와 같이 구성된 BGA 부품의 실장을 위한 인쇄회로기판은 도 1a 내지 도 1c에 도시된 바와 같이 BGA 부품의 솔더 볼(3)이 접합되는 위치에 접합 동박(11)이 형성되고, 복수개의 층으로 구성되어 각 층에 내부 동 패턴(12)이 형성되어 있다.

상기에서 인쇄회로기판의 접합 동박(11)은 도 1c에 도시된 바와 같이 BGA 부품의 솔더 볼(3)과 마찬가지로 격자 형태로 형성되어 있다.

한편, 상기 BGA 부품의 솔더 볼(3)을 도 1b에 도시된 바와 같이 인쇄회로기판의 접합 동박(11)에 접합시키는 과정을 솔더링(soldering) 과정이라 한다.

상기한 솔더링 과정을 좀 더 구체적으로 설명하면 먼저 도 1a에 도시된 바와 같이 인쇄회로기판의 접합 동박(11) 위에 일정량의 솔더 페이스트(solder paste, 13)를 도포한 후 BGA 부품의 솔더 볼(3)을 해당 접합 동박(11)에 안착시킨다.

그 후, 상기 BGA 부품이 안착된 인쇄회로기판을 250℃ 정도의 리플로(reflow)로(도시되지 않음)에 수십 초간 통과시키면 솔더 볼(3)과 솔더 페이스트(13)가 용융되면서 상기 솔더 볼(3)이 해당 접합 동박(11)에 접합되어 상기 BGA 부품이 인쇄회로기판 상에 실장된다.

한편, 상기 BGA 부품의 실장 후 솔더 볼(3)이 접합 동박(11)에 제대로 접합되었는 지를 검사하기 위하여 종래에는 엑스-레이(X-ray)를 투시하거나, 전 회로를 동작시켜 성능을 확인하면서 접합 상태를 검사하였다.

그러나, 종래 기술에 의한 BGA 부품을 위한 인쇄회로기판은 접합 동박 중 솔더 볼과의 접합면이 평평하게 형성되어 있기 때문에 구형의 솔더 볼을 상기 접합 동박의 정확한 접합 위치에 안착시키기 위해서는 고가의 위치 결정장치가 필요하고, 솔더 볼과 솔더 페이스트가 용융되는 과정에서 BGA 부품의 위치가 틀어져서 인접 단자간의 단락 현상이 발생하는 문제점이 있었다.

또한, 종래에는 BGA 부품이 안착된 인쇄회로기판이 리플로로를 통과할 때 솔더 볼과 접합 동박에 열이 골고루 전달되지 않아 접합 품질이 저하되는 문제점이 있었다.

또한, 종래에는 BGA 부품의 실장 후 솔더 볼과 접합 동박의 접합 상태를 육안으로 확인할 수 없어 고가의 엑스-레이를 이용한 검사 장치가 필요로 하기 때문에 제조 비용의 증가를 초래하는 문제점이 있었다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, BGA 부품의 솔더 볼이 접합되는 위치에 수직으로 관통하는 홀이 형성되고, 상기 홀의 내부면이 동(Cu)으로 도금되며, 상기 홀 중 상기 솔더 볼과 접촉되는 일단에 접합 동박이 형성됨으로써 BGA 부품의 솔더 볼이 접합 동박에 안정되게 안착 접합되어 솔더 볼과 접합 동박의 접합 품질을 향상시킬 수 있고, 솔더 볼의 접합 후 접합 상태의 검사를 용이하게 하는 BGA 부품의 실장을 위한 인쇄회로기판을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 BGA(Ball Grid Array) 부품의 실장을 위한 인쇄회로기판에 관한 것으로서,

도 1a는 BGA 부품이 실장되기 전의 상태를 나타내는 측단면도,

도 1b는 BGA 부품이 실장된 후의 상태를 나타내는 측단면도,

도 1c는 인쇄회로기판의 평면도,

도 2는 본 고안에 의한 BGA 부품의 실장을 위한 인쇄회로기판에 관한 것으로서,

도 2a는 BGA 부품이 실장되기 전의 상태를 나타내는 측단면도,

도 2b는 BGA 부품이 실장된 후의 상태를 나타내는 측단면도.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

3 : 솔더 볼(solder ball) 32: 홀(hole)

33: 접합 동박 34: 솔더 페이스트(solder paste)

35: 검사용 검침

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안에 의한 BGA 부품의 실장을 위한 인쇄회로기판은 복수개의 솔더 볼이 격자 형태로 형성되어 있는 BGA 부품의 실장을 위한 인쇄회로기판에 있어서, 상기 솔더 볼이 접합되는 각 위치에 수직으로 관통하는 홀(hole)이 형성되고, 상기 홀의 내부면은 동(Cu)으로 도금되며, 상기 홀 중 상기 솔더 볼이 접합되는 일단에 접합 동박이 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 고안에 의한 BGA 부품의 실장을 위한 인쇄회로기판은 실시예에 의하면 상기 홀은 상기 솔더 볼이 상기 접합 동박에 안정되게 안착되도록 상기 솔더 볼과의 접합면측에서 반대면측으로 직경이 점차 좁아지는 형태로 형성되는 것이 바람직하다.

이하, 본 고안에 의한 BGA 부품의 실장을 위한 인쇄회로기판의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 고안의 바람직한 실시예에 의한 BGA 부품의 실장을 위한 인쇄회로기판은 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이 복수개의 층으로 구성되어 각 층에 내부 동 패턴(31)이 형성되고, BGA 부품의 솔더 볼(3)이 접합되는 각 위치에 수직으로 관통하는 홀(hole, 32)이 형성되고, 상기 홀(32)의 내부면은 동(Cu)으로 도금되며, 상기 홀(32) 중 상기 솔더 볼(3)이 접합되는 일단에 접합 동박(33)이 형성된다.

또한, 상기 홀(32)은 솔더 볼(3)이 접합 동박(33)에 안정되게 안착되도록 상기 솔더 볼(3)과의 접합면측(상부)에서 반대면측(하부)으로 직경이 점차 좁아지는 형태로 형성된다.

상기에서 BGA 부품은 종래 기술에서 설명된 것과 동일한 구성을 가진다.

상기와 같이 구성된 인쇄회로기판 상에 BGA 부품이 실장되는 과정은 다음과 같다.

먼저, 도 2a에 도시된 바와 같이 인쇄회로기판의 접합 동박(33) 위에 일정량의 솔더 페이스트(34)를 도포한 후 BGA 부품의 솔더 볼(3)을 해당 접합 동박(33)에 안착시킨다. 여기서, 상기 솔더 볼(3)은 일부가 해당 홀(32)의 내부에 삽입되므로 해당 접합 동박(33)에 안정되게 안착될 수 있다.

그 후, 상기 BGA 부품과 인쇄회로기판을 250℃ 정도의 리플로로(도시되지 않음)에 수십 초간 통과시키면 솔더 볼(3)과 솔더 페이스트(34)가 용융되면서 상기 솔더 볼(3)이 해당 접합 동박(11)에 접합되어 상기 BGA 부품이 인쇄회로기판 상에 실장된다.

상기에서 용융된 솔더 페이스트(34)는 홀(32)의 내부면을 따라 자연스럽게 흘러 내려가지만 홀(32)의 하부 직경이 작으므로 바깥으로 흘러 나가지 않는다.

또한, 상기 BGA 부품이 안착된 인쇄회로기판이 리플로로를 통과할 때 상기 인쇄회로기판에 형성된 홀(32)을 통해 열이 골고루 전달되므로 각 솔더 볼(3)과 솔더 페이스트(34)는 동시에 용융될 수 있고, 아울러 상기 홀(32)을 통해 솔더 페이스트(34) 내의 플럭스 가스가 원활하게 방출될 수 있어 솔더 볼(3)과 접합 동박(33)의 접합부에 기공이 형성되는 것이 방지된다.

한편, 상기 BGA 부품을 인쇄회로기판 상에 실장한 후 홀(32)의 내부 상태를 육안으로 확인하여 솔더 볼(3)과 접합 동박(11)의 접합 양·부를 쉽게 검사할 수 있고, 도 2b에 도시된 바와 같이 홀(32)의 내부로 검사용 검침(35)을 삽입 접속하여 간단하게 전기적인 접속 상태를 검사할 수 있다.

이와 같이 본 고안은 BGA 부품의 솔더 볼이 접합되는 각 위치에 형성된 홀이 솔더링시 솔더 페이스트에 열을 골고루 전달하고, 솔더 페이스트 내의 플럭스 가스를 원활하게 방출시키기 때문에 솔더 볼과 접합 동박의 접합 품질 향상을 가능하게 하고, 상기 홀이 전자제품의 작동시 발생하는 열을 방출시켜 열저항을 감소시키기 때문에 BGA 부품의 보호를 가능하게 하는 효과가 있다.

또한, 본 고안은 홀이 솔더 볼과의 접합면측에서 반대면측으로 직경이 점차 좁아지는 형태로 형성되어 있기 때문에 상기 솔더 볼이 접합 동박에 안정되게 안착될 수 있어 솔더 페이스트의 용융시 BGA 부품의 위치 틀어짐 현상 등을 방지할 수 있고, 그로 인해 BGA 부품의 인접 단자간의 단락 등을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 고안은 BGA 부품의 솔더 볼이 접합되는 각 위치마다 홀이 형성되어 있기 때문에 BGA 부품의 실장 후 솔더 볼과 접합 동박의 접합 상태 및 전기적인 접속 상태의 검사를 용이하게 하는 효과가 있다.

Claims

복수개의 솔더 볼이 격자 형태로 형성되어 있는 BGA(Ball Grid Array) 부품의 실장을 위한 인쇄회로기판에 있어서, 상기 솔더 볼이 접합되는 각 위치에 수직으로 관통하는 홀(hole)이 형성되고, 상기 홀의 내부면은 동(Cu)으로 도금되며, 상기 홀 중 상기 솔더 볼이 접합되는 일단에 접합 동박이 형성된 것을 특징으로 하는 BGA 부품의 실장을 위한 인쇄회로기판.
제 1 항에 있어서,

상기 홀은 상기 솔더 볼이 상기 접합 동박에 안정되게 안착되도록 상기 솔더 볼과의 접합면측에서 반대면측으로 직경이 점차 좁아지는 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 BGA 부품의 실장을 위한 인쇄회로기판.