KR19990026062A - 멀티 패키지 튜브 - Google Patents

Abstract

한 쌍의 패키지가 상하로 대칭되도록 수용되는 패키지본체 수용부가 내부에 형성된 튜브몸체와, 한 쌍의 패키지 기판의 비단자 영역을 각각 수용하는 상부기판 수용부와 하부기판 수용부를 형성하도록 튜브몸체에 일체로 형성된 스페이서로 구성하므로서 패키지를 탑재하는 경우 기판이나 솔더 볼 또는 핀들이 충격을 받아 변형되는 일이 발생하지 않는다. 또한 하나의 패키지 튜브에 상하로 패키지를 탑재하므로서 탑재밀도를 높일 수 있다.

Description

멀티 패키지 튜브

본 발명은 멀티 패키지 튜브(multi package tube)에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 BGA(Ball Grid Array) 패키지 또는 PGA(Pin Grid Array) 패키지를 저장이나 운반하기 위해 탑재할 때, PCB 기판이나 솔더 볼 또는 핀에 충격이 가해지는 것을 방지할 수 있는 멀티 패키지 튜브에 관한 것이다.

최근, 전자기기의 경박·단소화 추세에 따라 이에 대응되는 반도체 칩 패키지 또한 고밀도화, 소형화되고 있다.

특히, 반도체 칩의 고기능화에 따라 반도체 칩 패키지가 하이 핀화 되고 있어 기존의 QFP(Quad Flat Package)로써는 더 이상 하이 핀용 패키지의 요구에 대처할 수 없는 실정에 이르렀다.

이에 따라, QFP를 대처할 수 있는 새로운 패키지로서 BGA 패키지가 개발되어 널리 사용되고 있다.

도 1은 이러한 기능을 수행하는 BGA 패키지의 형상을 개략적으로 도시한 단면도이다.

도시된 바와 같이, BGA 패키지는 반도체 칩(1)이 접착제(미도시)에 의해 기판(3) 상부면의 중앙부에 접착되고, 반도체 칩(1)의 본딩 패드(2)가 도전성의 와이어(5)에 의해 기판(3) 상부면의 도전성 패턴(8)에 대응하여 전기적으로 연결된다.

이때, 반도체 칩(1)과 와이어(5)는 외부의 환경으로부터 적절히 보호될 수 있도록 성형 수지(7)로 몰딩되며, 기판(3)의 하부면에는 아웃리드 기능을 수행하는 다수개의 솔더볼(6)들이 배열된다.

여기서, 와이어(5)와 연결된 도전성 패턴(8)들은 기판(3)의 관통홀(미도시)내에 형성된 도전층을 통하여 솔더볼(6)들과 전기적으로 접촉된다.

이와 같이 구성되는 BGA 패키지는 기판(3)의 넓은 하부면에 솔더볼(6)들을 다수개 배열할 수 있어 상술한 QFP 패키지에 비해 하이 핀 패키지의 요구에 적절히 대응할 수 있다.

일반적으로 BGA 패키지를 저장하거나 운반하는 경우에는 다수개의 패키지를 패키지 트레이(tray)에 탑재하므로서 저장 및 운반 중에 외부의 충격으로부터 보호할 수 있도록 한다.

도 2는 BGA 패키지가 패키지 트레이내에 탑재된 상태를 나타내는 단면도이다.

도시된 바와 같이, 패키지 트레이(10)는 상부 커버(10a)와 하부 탑재부(10b)로 이루어진다. 또한 상부 커버(10a) 및 하부 탑재부(10b)는 각각 성형수지(7) 및 솔더 볼(6)을 수용하기 위한 상부 리세스(11a)와 하부 리세스(11b)가 내부에 형성되고, 상하부 리세스(11a, 11b)의 양측면에는 각각 상하부 단차부(12a, 12b)가 형성되어 상하부 단차부(12a, 12b) 사이에 소정의 공간이 형성된다.

이와 같은 패키지 트레이(10)에 BGA 패키지를 탑재하는 방법을 설명하면, 먼저 조립완료된 BGA 패키지의 기판(3)의 양측단이 하부 단차부(12b)상에 위치하도록 하부 탑재부(10b)에 일렬로 탑재한다. 이어 상부 커버(10a)를 덮고 하부 탑재부(10b)와 접촉하는 부위를 접착시켜 탑재를 완료한다.

그러나 이와 같은 구조의 패키지 트레이에 BGA 패키지를 탑재하는 경우 여러 가지의 문제점을 발생시킨다.

도 3을 참조하면, BGA 패키지를 패키지 트레이(10)에 탑재할 때, 기판(3)의 양측단이 하부 단차부(12b)상에 정확히 위치하지 않고 미스얼라인되어 기판(3)이 상부 커버(10a)와 하부 탑재부(10b) 사이의 접착영역에 위치하게 되기도 하는데, 이때는 도 3에 도시된 바와 같이 솔더 볼(6)이 하부 단차부(12b)상에 위치하게 된다. 이 상태에서 상부 커버(10a)를 덮으면 솔더 볼(6)에 충격을 가하게 되어 솔더 볼(6) 자체가 변형이 되며, 이에 따라 솔더 볼(6)간의 편평도가 문제가 되어 불량이 발생되는 문제점이 있다. 이러한 문제점은 솔더 볼에 국한되는 것은 아니며, 가령 PGA 패키지의 경우에는 솔더 볼 대신에 핀에 충격이 가해지게 된다.

또한 기판(3) 자체에도 충격이 가해져 기판의 크랙이나 휨등이 발생하게 되며, 이에 따라 수분흡습이 이루어져 신뢰성에 치명적인 문제를 유발한다. 특히, 기판의 휨이 발생하게 되면, 패키지의 편평도에 영향을 주어 실장시에 큰 문제점을 야기시킨다.

한편, 상기와 같은 트레이에 패키지를 탑재하는 경우에는 많은 면적을 차지하게 되므로 저장이나 운반시에 불편을 초래한다는 문제점이 있다.

따라서 본 발명의 목적은 패키지를 탑재할 때, 패키지의 탑재위치가 어긋나서 기판이나 솔더 볼 또는 핀에 충격이 가해지는 것을 방지하는 멀티 패키지 튜브를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 좁은 면적에서도 많은 패키지를 탑재하므로서 탑재효율을 향상시키는 멀티 패키지 튜브를 제공하는데 있다.

도 1은 BGA 패키지의 형상을 개략적으로 도시한 단면도이고,

도 2는 BGA 패키지가 패키지 트레이내에 탑재된 상태를 나타내는 단면도이고,

도 3은 도 2의 패키지 트레이에 패키지를 탑재하는 경우에 발생하는 미스얼라인을 나타내는 단면도이고,

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 패키지 튜브를 나타내는 부분절개 사시도이고,

도 5는 도 4의 멀티 패키지 튜브에 BGA 패키지가 탑재된 것을 보여주는 단면도이고,

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 멀티 패키지 튜브에 PGA 패키지가 탑재된 것을 보여주는 단면도이고,

도 7은 본 발명의 패킹부재를 나타내는 사시도이다.

본 발명에 따르면, 한 쌍의 패키지가 상하로 대칭되도록 수용되는 패키지본체 수용부가 내부에 형성된 튜브몸체와, 한 쌍의 패키지 기판의 비단자 영역을 각각 수용하는 상부기판 수용부와 하부기판 수용부를 형성하도록 튜브몸체에 일체로 형성된 스페이서로 이루어진 것을 특징으로 한다.

선택적으로 패키지는 볼 그리드 어레이(Ball Grid Array) 패키지나 핀 그리드 어레이(Pin Grid Array) 패키지이다.

볼 그리드 어레이 패키지의 경우에는 스페이서의 높이는 솔더 볼의 직경보다 2배이상 크고, 핀 그리드 어레이 패키지의 경우에는 핀의 길이보다 2배 이상 큰 것이 바람직하다. 선택적으로 스페이서는 튜브몸체의 일부를 변형시켜 형성할 수 있다.

또한 상하부기판 수용부의 높이는 기판의 두께보다 다소 크다.

바람직하게, 튜브몸체의 재질은 플라스틱 또는 세라믹이다.

또한 튜브몸체는 2개 이상이 상하로 적층되도록 형성할 수 있다.

한편, 튜브몸체의 일단은 폐쇄되고 타단은 패킹부재로 착탈가능하게 밀봉되거나, 튜브몸체의 양단 모두 패킹부재로 착탈가능하게 밀봉될 수 있다.

바람직하게, 패킹부재는 튜브몸체의 단면형상과 동일한 단면형상을 갖는 패킹몸체와, 상하부기판 수용부에 대응하여 패킹몸체의 일측면에 각각 형성된 상하부 돌출부로 이루어진다.

바람직하게, 패킹몸체의 재질은 플라스틱 또는 세라믹이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 멀티 패키지 튜브를 나타내는 부분절개 사시도이고, 도 5는 도 4의 멀티 패키지 튜브에 BGA 패키지가 탑재된 것을 보여주는 단면도이다.

도시된 바와 같이, 멀티 패키지 튜브(20)는 한 쌍의 패키지가 상하로 대칭되도록 수용되는 패키지본체 수용부(28)가 내부에 형성된 튜브몸체(22)와, 한 쌍의 패키지 기판(3)의 비단자 영역(3a)을 각각 수용하는 상부기판 수용부(24a)와 하부기판 수용부(24b)를 형성하도록 튜브몸체(22)에 일체로 형성된 스페이서(26)로 이루어진다.

여기서 '패키지본체'는 패키지중에서 몰딩 성형수지(7)와 이에 대응하는 부분으로 정의한다. 따라서 '패키지본체'에는 몰딩 성형수지(7)와 솔더 볼(6)이 형성된 기판(3)의 단자영역(3a) 및 솔더 볼(6)이 포함된다. 한편, '비단자 영역'은 기판(3)중에 솔더 볼(6)이 형성되지 않은 양측단으로 정의한다.

패키지본체 수용부(28)는 패키지의 성형수지(7)를 수용하기에 적합한 단면구조를 갖는다. 또한 바람직하게 튜브몸체(22)와 스페이서(26)는 플라스틱 또는 세라믹 재질로서 일체로 사출성형하여 제작된다. 스페이서(26)의 높이는 솔더 볼(6)의 직경의 2배 이상으로 형성하는 것이 바람직하다. 또한 상하부기판 수용부(24a, 24b)의 간격은 기판(3)의 두께보다 약간 크게 형성된다.

이와 같은 구조의 멀티 패키지 튜브내에 BGA 패키지를 탑재하는 방법에 대해 설명한다.

도 5를 참조하면, 패키지본체 수용부(28)의 상측에는 성형수지(7)가 위로 향하도록 하여 패키지를 삽입하고, 하측에는 성형수지(7)가 아래로 향하도록 하여 패키지를 삽입한다. 즉, 오픈된 멀티 패키지 튜브(20)의 일측단으로부터 양측의 비단자 영역(3a)이 양측의 기판 수용부(24)에 각각 대응하도록 한 다음 밀어넣는다. 이와 같이 단부에서 패키지를 삽입하는 구조이기 때문에 기판이나 솔더 볼에 충격을 주지 않는다. 이때, 상기한 바와 같이 스페이서(26)의 높이가 솔더 볼(6) 직경의 2배 이상이므로 솔더 볼(6)간의 접촉은 발생하지 않으며, 이같이 대칭되게 탑재하므로서 탑재밀도를 향상시킬 수 있다.

하나의 패키지 튜브(20)가 완전히 패키지로 채워지면, 패키지 튜브(20)의 일단을 패킹부재로 밀봉한다. 이때, 패킹부재를 패키지 튜브의 양단에 사용하거나, 일단을 사출성형시에 일체로 밀봉하고 타단에만 패킹부재를 사용할 수도 있다.

도 7을 참조하면, 패킹부재(30)는 튜브몸체(20)의 단면형상과 동일한 단면형상을 갖는 패킹몸체(22)와, 상하부기판 수용부(24a, 24b)에 각각 대응하여 패킹몸체(22)의 일측면에 형성된 상하부 돌출부(34a, 34b)로 이루어진다.

바람직하게 패킹몸체(32)의 재질로는 플라스틱이나 세라믹등이 사용될 수 있다.

이와 같은 구조의 패킹부재(30)를 이용하여 패키지 튜브(20)의 일단으로부터 상하부 돌출부(34a, 34b)가 상하부기판 수용부(24a, 24b)에 대응하도록 위치시킨 후 강제로 밀어 넣음으로서 밀봉한다. 이때, 고무재질의 패킹부재(30)와 플라스틱 재질의 패키지 튜브(20) 사이에는 소정의 마찰력이 작용하므로서 쉽게 분리되지 않게 된다.

이하 본 발명의 다른 실시예를 설명한다.

도 6은 멀티 패키지 튜브에 PGA 패키지가 탑재된 것을 보여주는 단면도이다.

이 실시예에서는 스페이서(26')는 일체로 형성된 별도의 스페이서가 아니고, 튜브몸체(22)의 일부를 변형시켜 스페이서와 같은 형상으로 형성하였다. 즉, PGA 패키지에는 BGA 패키지의 솔더 볼(6) 대신에 핀(6')이 형성되어 전체적으로 높이가 크다. 따라서 사출성형시에 스페이서를 형성하는 것은 재료측면에서 비경제적이기 때문에 금형의 구조를 변경하여 도 6과 같이 형성하는 것이 경제적이다.

한편, 도면에는 도시되어 있지 않지만 튜브몸체를 병렬로 여러 개를 적층하여 구성할 수도 있다. 즉, 최초 사출성형시에 2개 또는 그 이상의 튜브몸체가 병렬로 적층된 형태로 제작할 수 있는데, 이 경우에는 패키지의 탑재밀도를 더욱 높일 수 있는 이점이 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 중심으로 설명하였으며, 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지의 변형이 가능하다.

상기한 바와 같이 본 발명의 멀티 패키지 튜브에 따르면 여러 가지의 이점을 갖는다.

첫째, 튜브몸체가 일체로 사출성형되기 때문에 패키지를 탑재하는 경우 기판이나 솔더 볼 또는 핀들이 충격을 받아 변형되는 일이 발생하지 않는다. 또한 단순히 패키지를 튜브내에 삽입하므로서 탑재를 완료할 수 있기 때문에 작업효율이 증가한다.

둘째, 하나의 패키지 튜브에 상하로 패키지를 탑재하므로서 탑재밀도를 높일 수 있으며, 더욱이 2개 또는 그 이상의 튜브몸체가 병렬로 적층하므로서 탑재밀도를 더욱 향상시킬 수 있다.

Claims (13)

1. 한 쌍의 패키지가 상하로 대칭되도록 수용되는 패키지본체 수용부가 내부에 형성된 튜브몸체와;

   상기 한 쌍의 패키지 기판의 비단자 영역을 각각 수용하는 상부기판 수용부와 하부기판 수용부를 형성하도록 상기 튜브몸체에 일체로 형성된 스페이서로 이루어진 것을 특징으로 하는 멀티 패키지 튜브.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 패키지는 볼 그리드 어레이(Ball Grid Array) 패키지인 것을 특징으로 하는 멀티 패키지 튜브.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 스페이서의 높이는 상기 볼 그리드 어레이 패키지의 솔더 볼의 직경보다 2배 이상 큰 것을 특징으로 하는 멀티 패키지 튜브.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 패키지는 핀 그리드 어레이(Pin Grid Array) 패키지인 것을 특징으로 하는 멀티 패키지 튜브.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 스페이서의 높이는 상기 핀 그리드 어레이 패키지의 핀의 길이보다 2배 이상 큰 것을 특징으로 하는 멀티 패키지 튜브.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 상하부기판 수용부의 높이는 상기 기판의 두께보다 다소 큰 것을 특징으로 하는 멀티 패키지 튜브.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 스페이서는 상기 튜브몸체의 일부를 변형시켜 형성하는 것을 특징으로 하는 멀티 패키지 튜브.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 튜브몸체의 재질은 플라스틱 또는 세라믹 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 멀티 패키지 튜브.
9. 제 1 항에 있어서, 상기 튜브몸체는 2개 이상이 상하로 적층되는 것을 특징으로 하는 멀티 패키지 튜브.
10. 제 1 항에 있어서, 상기 튜브몸체의 일단은 폐쇄되고 타단은 패킹부재로 착탈가능하게 밀봉되는 것을 특징으로 하는 멀티 패키지 튜브.
11. 제 1 항에 있어서, 상기 튜브몸체의 양단은 패킹부재로 착탈가능하게 밀봉되는 것을 특징으로 하는 멀티 패키지 튜브.
12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서, 상기 패킹부재는 상기 튜브몸체의 단면형상과 동일한 단면형상을 갖는 패킹몸체와, 상기 상하부기판 수용부에 대응하여 상기 패킹몸체의 일측면에 각각 형성된 상하부 돌출부로 이루어진 것을 특징으로 하는 멀티 패키지 튜브.
13. 제 12 항에 있어서, 상기 패킹몸체의 재질은 플라스틱 또는 세라믹 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 멀티 패키지 튜브.