KR20000010587A - 그리드 어레이 어셈블리 및 그의 제조 방법 - Google Patents

그리드 어레이 어셈블리 및 그의 제조 방법 Download PDF

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KR20000010587A
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KR
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circuit board
strip
die
carrier strip
accepted
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KR1019980708463A
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브루스 제이. 프레이맨
존 브리어
잭 씨. 맥시
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앰코 테크놀로지 인코포레이티드
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Abstract

그리드 어레이 어셈블리 방법은 반 플렉시블 기판 인쇄 회로판을 이용하고, 접점 패드 어레이를 포함한 제 2 대향 표면으로 연장한 회로판내의 제 1 표면 및 도전 바이어스상의 본딩 패드 및 금속화부를 포함하는 각각의 일련의 순응 회로판을 제공하고, 회로판을 테스트하며, 그리고 액셉트가능 회로판을 결정하는 단계를 포함한다. 길이방향으로 정렬된 개구를 가진 캐리어 스트립은 개별적으로 액셉트된 회로판을 설치한다. 회로판이 설치한 스트립은 스테이션으로 통과되는데, 여기서 IC 다이는 회로판의 제 1 표면상에 설치되고, 배선 본드는 다이로 부터 본딩 패드에 위치되며, 어셈블리는 패키지 몸체를 형성할 몰드 패드에 위치되며, 어셈블리는 패키지 몸체를 형성할 몰드 게이트로서의 스트립을 이용하여 회로판의 제 1 표면부에 대해 자동 몰딩함으로써 캡슐 봉합된다. 연이어 상호 접속 볼 또는 범프는 접점 패드상에 위치되고, 어셈블리는 스트립으로 부터 제거된다.

Description

그리드 어레이 어셈블리 및 그의 제조 방법
관련출원
본출원은 브루스 제이. 프레이맨 등의 이름으로 1994년 3월 16일자로 출원된 공동 양도받은 미국 특허원 제 08/214,339 호와 브루스 제이. 프레이맨 및 로버트 에프. 다비옥스의 이름으로 1996년 4월 24일자로 출원된 공동 양도받은 미국 특허원 제 08/637,578 호에 관계하며, 이는 여기서 참조로 포함된다.
집적 회로가 더욱 복잡해 짐에 따라, 상당수의 고밀도, 신뢰 가능 외부 패키지 커넥션을 가진 패키지 집적 회로에 대한 필요성이 더욱 요구되어 왔다. 또한, 패키지 집적 회로내에는 신호 루팅을 위한 하나 이상의 도전층과, 접지 및 전력 금속화 트레이스를 위한 설비를 포함시키는 것이 바람직하다. 이런 요구를 충족하기 위하여, 관련 출원 제 08/214,339 호의 도 1 에 설명된 바와 같이 볼 그리드 어레이를 개발해 왔다.
통상적인 볼 그리드 어레이는 때때로 여기서 집적 회로(IC) 또는 칩이라 칭하는 반도체 다이를 포함하는 데, 이런 다이는 점착력을 가진 인쇄 회로판(PCB)상의 다이 부착면에 부착된다. 다이상의 전기적 도전 본드 패드는 전기 도전 본드 배선에 의해 기판의 다이 부착면상에 형성되거나 그에 인접하여 형성된 전기 도전 트레이스 및/또는 전기 도전 영역에 접속된다. 전기 도전 바이어스는 기판을 통해 다이 부착면상의 트레이스 및/또는 영역으로 부터 다이 부착면에 대향한 기판의 설치면에 형성된다. 설치면상에 형성된 전기 도전 트레이스는 설치면상에 형성된 납땜 패드로 연장한다. 납땜 범프는 각 납땜 패드상에 형성된다. 납땜 범프를 다시 흘리어, 기판을 더욱 큰 마더 보드(mother board)에 부착한다. 플라스틱과 같은 캡슐 봉합제(encapsulant)는 반도체 다이, 본드 배선 및, 대부분의 트레이스 및/또는 영역을 포함한 기판의 다이 부착면의 일부를 봉합하도록 형성된다. 바이어스는 캡슐 봉합제 외부에 나타나 있지만, 그 내부에도 있을 수 있다. 캡슐 봉합제는 주입 또는 이동 성형이나 통상적인 성형 장비에 의해 형성되어, 볼 그리드 어레이의 다이위에 캡슐 봉합제를 형성한다. 액체(글로브 톱(glob top)) 캡슐 봉합제가 또한 이용될 수 있다.
최근의 간련 기술에는 3M의 일렉트릭 프로덕트 디비전에 의해 발표된 와이어 본드 TBGA(테이프 볼 그리드 어레이) 1-메탈 마이크로플렉스 회로가 기재되어 있는 데, 여기서 IC 챕은 폴리이미드 테이프의 제 1 표면을 가진 스티픈너/히트싱크(stiffener/heatsink)에 점착되며, 이런 표면은 금속화되고, 칩에 본드된 배선을 가지며, 칩 및 본드 배선위에 중앙 캡슐 봉합제 외부의 도전 바이어스를 테이프의 대향면상의 납땜 볼에 제공한다.
현재에는, 몰드 플라스틱 BGA 는 직각형인 다중 BGA(볼 그리드 어레이) 회로를 가진 인쇄 회로판(PCB) 스트립을 이용하여 어셈블된다. 단일 유니트 BGA 이미지는 단계적으로 PCB 스트립상에서 반복되어, 어셈블리 동안 생산성을 최대화한다. 이런 점에서, 다수의 BGA 는 많은 어셈블리 공정시 동시에 처리된다. PCB 스트립 포맷은 또한 한 번에 유일한 위치상에서 동작하는 어셈블리 공정의 다른 영역에서 물질 조절 비용을 줄이는데에 도움을 준다.
단계적으로 BGA 이미지를 반복하는 스트립형의 PCB 를 조달하는 데에 따른 한가지 문제점은 PCB 벤더(vendor)가 PCB 스트립상에 100% 양호한 유니트를 제공함으로써 어셈블리 시설물(facility)이 "불량한" 유니트를 처리하지 않는다는 것이다. 벤더 또는 인-하우스(in-house) 제조 동작이 BGA를 스트립형으로 제조하고, 불량한 BGA 이미지를 포함할 경우, 스트립상의 잔여 양호한 BGA 이미지의 모두는 버려진다. BGA 어셈블리 시설물이 각 스트립상의 불량한 BGA 이미지를 액셉트할 경우, 어떤 어셈블리 공정의 스루풋(throughput)은 "불량한" 유니트가 처리되기 때문에 감소된다. 또한, PCB 의 비용은 벤더가 불량한 유니트를 포함하는 PCB 스트립을 이동시킬 수 없을 경우에 증가한다.
BGA 어셈블리 공정에서 단지 "양호한" 유니트만을 이용하는 방법은 스트립 포맷 대신에 단일 유니트 포맷의 모든 양호한 PCB 를 공급하는 PCB 벤더를 가질 수 있다. BGA 어셈블리 공정에서 하나만을 처리하는 데에 따른 문제점은 오늘날 산업분야에 이용하는 셀프(shelf) 어셈블리 장치의 거의 모두가 스트립 포맷의 PCB 를 가동하도록 구성된다는 것이다. 단일 유니트 PCB 를 처리하는 다른 결점은 많은 어셈블리 공정의 결과적인 스루풋이 PCB 스트립 처리의 스루풋에 비해 감소된다.
몰딩 동작에 의한 관련 기술 소자의 제조시, 캡슐 봉합 및, 몰딩 다이 섹션의 다음 제거 동안, 패키지 캡슐 봉합제는 다이 및 다이 본드를 봉합할 뿐만 아니라, 몰드 러너(runner)가 용해된 캡슐 봉합제 공급 포트(pot)에 위치되는 다이 설치 기판의 표면을 따라 연장한다. "플래시(flash)" 또는 "블리드(bleed)", 즉, 다이 및 다이 본드를 봉입하는 데에 필요한 것과 다른 캡슐 봉합제라 부르는 과잉(excess) 캡슐 봉합제는 그때 제거되어야 한다. 그러나, 과잉 캡슐 봉합제가 기판 표면에서 떨어져 나갈 시에, 캡슐 봉합제는 기판 표면에 부착하고, 기판을 비틀어, 기판을 표면을 떼어내거나 파열시킴으로써, 패키지 소자에 손상을 받게 한다. 이런 손상은 코스메틱(cosmetic)(예를 들어, 기판 표면의 흠) 및/또는 기능 문제(예를 들어, 기판의 분열, 기판표면상의 전기 도전 트레이스의 파괴, 예를 들어 구리를 바림작하지 않게 노출한 기판 표면상의 납땜 마스크의 마모 및/또는, 캡슐 봉합제와 기판 표면사이의 봉입의 약함 및 깨짐)일 수 있다.
더욱이, 생산시, 고정물의 툴 핀(tooling pin)에 의해 포획되어(캡슐 봉합을 포함하는) 패키징 공정이 자동화되게 하도록 위치되는 정렬 구멍(holes)을 가진 스트립내에 다수의 기판을 형성하는 것이 바람직하다. 과잉 캡슐 봉합제는 다른 처리전에 스트립으로 부터 제거되어야 하는데, 그 이유는 스트립에 부착되어 있을 경우, 과잉 캡슐 봉합제는 다음 공정의 자동 조절을 방지하는 스트립의 에지(edge)를 지나 연장한다. 과잉 캡슐 봉합제의 제거 동안 기판에 대한 과잉 캡슐 봉합제의 부착으로, 스트립을 비틀고, 스트립을 다른 처리동안에 사용 불가능하게 하는 스트립의 토킹(torquing)이 유발된다. 제 1 관련 출원에서, 귀중한 금속 도금을 한 새로운 디게이팅(degating) 영역은 몰딩 성분(캡슐 봉합제)이 패키지 어셈블리의 나머지를 손상시키지 않고 과잉 캡슐 봉합제를 제거하는 PCB 기판상의 도금된 러너 영역과 약하게 본드하도록 각 러너 또는 게이트 위치에 형성된다.
발명의 요약
본 발명에 따르면, 스트립상의 "불량한" PCB 유니트를 처리하거나 단일 포맷에서 양호한 유니트만을 처리하는 문제점은 PCB 벤더 또는 제조자 자신의 동작으로 부터 양호한 단일 유니트만을 수납하여, "양호한" 액셉트 PCB 유니트만을 모든 다운스트림 BGA 어셈블리 공정과 양립할 수 있는 처리 가능 또는 재사용가능 캐리어 스트립에 부착함으로써(또는 벤더를 부착함으로써) 해결된다. PCB 유니트는 양호하게도 비교적, 엷은, 대략 0.2 내지 1.0mm 두께의 에폭시-유리 또는 폴리이미드 유리 반 플렉시블 기판 또는 BT-엑폭시 또는 다른 플렉시블 회로상에 형성된다. 이런 유니트는 캐리어 스트립내의 일련의 공간 개구 주변에 부착되어, 각 캐리어 스트립내의 일련의 공간 개구 주변에 부착되어, 각 캐리어 스트립 개구위에 높인 위치에 확고히 유사된다.
IC 다이는 PCB 에 부착되어 적당한 배선 본딩이 수행된다. 본 발명은 특히 캐리어 스트립의 BGA PCB를 표준 자동몰딩하게 한다. 캐리퍼 스트립이 구성됨으로써, 몰딩 러너는 케리어스트립의 상부면상에 정상 위치한다. 단일 몰딩 다이의 BGA 몰드 공동부는 캐리어 스트립의 상부측상에서 클램프한다. 몰드 화합물은 캐리어 스트립의 표면위에서 몰드 공동부로 이동된다. 몰드 공동부는 캐리어 스트립의 개구내에 위치한다. 공동부의 크기는 결과적인 몰드 몸에 크기보다 약간 더 크고(대략 0.5mm), 바람직한 몰드몸체와 동일한 주변 모양을 갖고 있다. 단단한 몰드 화합물은 다이 주변의 몰드 캡슐봉합제 몸체, 다이 본드 및, PCB상의 금속화부를 형성하는 캐리어 스트립에 부착된 각 단일 유니트 PCB 상의 캐리어 스트립 구멍으로 흐른다. 몰드 화합물이 몰딩 다이 개방부를 단단하게 하고, 분리 동작에서, 몰드 러너는 디게이팅 동작에서 몰드 패키지 몸체 및 캐리어 스트립 표면에서 제거된다. 몰드 러너는 캐리어 스트립에 잘 접착되지 않는다.
몰드 패키지의 시리즈는 캐리어 스트립내에서 동안 패키징 공정의 나머지를 통해 이동된다. 포스트-몰드 경화, 마킹(marking) 및 납땜 범핑(bumping)과 같은 모든 다른 어셈블리 공정은 달성되지만, 몰드 패키지는 여전히 스트립 캐리어에 부착된다. 본 발명의 BGA 어셈블리 공정의 최종 주요 동작은 캐리어 스트립으로 부터 단일 유니트를 싱구레이션(singulation)한다. 이는 많은 신규 방식으로 달성된다. 일실시예에서, 캐리어 스트립에 원래 부착되어 있는 v-커트 에지(cut edge) 단일 유니트 PCB 는, 몰드 패키지의 상부상에 하향으로 힘을 가함과 동시에 캐리어 스트립에 부착된 PCB 의 양측을 유지함으로써 캐리어 스트립으로 부터 수동으로 분리된다. 이는 캐리어 스트립으로 부터 완전히 조립된 단일 유니트 BGA 를 분리한 PCB 의 v-커트 에지상에 힘을 발생시킨다. 캐리어 스트립에 부착된 PCB 의 일부는 캐리어 스트립뒤에 남아 있다. 캐리어 스트립으로 부터 각 완성된 BGA 를 싱구레이트하는 다른 방법은 톱을 이용할 수 있다. 이런 톱은 캐리어 스트립에 부착된 과잉 PCB 재질을 절단하는 데에 이용된다. PCB를 톱질한 후에, 완성된 BGA 패키지는 캐리어 스트립으로 부터 제거된다. 캐리어 스트립으로 부터 BGA 를 제거하는 다른 방법은 캐리어 스트립 및 PCB 를 동시에 구멍을 낼 수 있다. 구멍을 낸 후, 잔여 캐리어 스트립은 싱구레이트된 BGA에서 제거될 수 있다. 바람직하다면, 정규 금속(예를 들어, 구리) 캐리어 스트립 재질은 BGA PCB 상에 영구히 남겨져, BGA의 열 성능을 향상시킨다. 본 실시예에서, PCB 및 캐리어 스트립 사이의 영구적 주변 본드는 PCB가 캐리어 스트립에 부착될 시에 행해진다. 접착력을 상실한 테이프와 같은 다른 방법이 사용될 수 있다.
다중 전기 회로를 내장한 인쇄 회로판을 포함하는 그리드 어레이 어셈블리 제조방법은 일련의 인쇄 회로판을 제공하는 단계로서, 이런 회로판은 각 회로판의 제 1 표면 및, 상기 회로판의 제 2 대향 표면으로 연장하는 회로판내의 도전 바이어스상의 본드 패드 및 금속화부를 포함하고, 상기 제 2 표면은 회로판이 테스트되어 회로판을 액셉트하도록 결정되는 바이어스와 접촉한 접촉 패드의 어레이를 포함하는 단계를 포함한다. 다음 단계는 개별적 액셉트된 회로판을 설치하는 스트립을 따라 길이 방향으로 연장하는 일련의 정렬된 개구를 가진 연장된 캐리어 스트립을 제공하는 단계, 각 개구내의 개별 액셉트된 회로판을 부착하는 단계, 다이 도전 패드를 포함하는 집적 회로 다이를 제 1 표면상에 설치하는 단계, 다이 도전 패드로 부터 회로판 본드 패드에 배선 본드를 본드하는 단계, 회로판의 제 1 표면의 일부에 다이 및 배션 본드를 캡슐 봉입하는 단계와, 상호 연결 볼 범프의 형성을 포함하는 어느 다른 완성동작후에, 캐리어 스트립으로 부터 인쇄 회로판 및 다이 어셈블리를 포함하는 완성된 그리드 어레이 어셈블리를 제거하는 단계를 포함한다.
연장된 캐리어 스트립을 따라 길이 방향으로 연장한 개구내에 차례로 설치된 일련의 미리 테스트 및 미리 액셉트된 인쇄 회로판을 구비하는 제조 아티클(article)이 공개되는데, 각 회로판은 캐리어 스트립내의 개구를 바운드(bound)하는 캐리어 스트립의 내부 주변 에지에 접속된 외부 주면 에지를 갖고 있으며, 캐리어 및 회로판은 집적 회로, 배선 본드 및 캡슐 봉합제를 포함하는 각각의 그리드 어레이 패키지로 회로판을 조립하는 데 이용하기에 적합하다.
본 발명은 집적 회로 칩 또는 다이를 포함한 패키지 그리드 어레이 어셈블리와, 그런 어셈블리를 제조하는 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 표준 패키징 장비를 활용하여, 저비용으로 제품의 양품율을 최대로 높이는 방법 및 합성 기술에 관한 것이다.
도 1 은 그리드 어레이 어셈블리를 형성하는 본 발명의 실시예에 따른 방법의 블록 흐름도이다.
도 2 는 우측상에 몰드 그리드 어레이 패키지를 도시한 캐리어 스트립의 평면도이다.
도 3 은 다이 설치, 와이어 본딩 및 캡슐 봉합전에 설치된 인쇄 회로판의 대향측을 도시한 캐리어 스트립 섹션의 평면도이다.
도 4 는 접촉 패드의 어레이상에 볼 본드를 형성하기 전에 2개의 인쇄 회로판의 반대측을 도시한 스트립 섹션의 평면도이다.
도 5 는 그리드 어레이 다이 및 배션 본드를 캡슐 봉입하는 몰딩 다이 및 공동부의 개략적 부분측면도이다.
도 6 은 설치된 다이 및 배선 본드를 캡슐 봉입하는 자동 몰딩 동작의 시점을 나타낸 부분적 단면도인 개략적 측면도이다.
도 7 은 캡슐 봉입된 다이 및 배선 본드를 도시한 부분적 단면도인 개략적 측면도이다.
본 발명에 따르면, IC 다이를 포함하는 볼 그리드 어레이와 같은 기판 기초 패키지된 전자 소자는 자동 몰딩 공정으로 생산된다. 일반적으로 평면인 일련의 인쇄 회로판(PCB)은 적당한 도전 트레이스(금속화), IC 다이 부착 영역과, 한 표면상의 본드 패드 및, 한 표면상의 금속화부에서 대향 표면상의 접촉 패드로 연장하는 도전 바이어스와 접촉한 대향 표면상의 접촉 패드 어레이로 제조된다. 과거에는 전술된 바와 같이, PCB 는 스트립형으로 제조됨으로써, 4, 6, 8 이상의 동일 PCB 가 스트립 포맷에서 원 위치에 형성된다. 본 발명에서, 단독으로나 정규 플라스틱 스트립상에서의 제조에 후행하여, 각 PCB 가 규정된 상세 성능 규격(specification)를 확실히 충족하도록 PCB 유니트를 테스트한다. 이런 규격을 충족하지 않는 어느 PCB 는 제거된다. 이런 규격을 충족하는 PCB 는 여기서 "액셉트된" 회로판이라 칭하고, 싱구레이트되며, 단일 형으로 충족하지 않을 경우, 구리, 스테인레스, 다른 강철 또는, 약 0.2mm 내지 약 1.0mm 두께의 다른 재질 스톡(stock)의 강한 반 플렉시블 웨브형의 처리 가능 또는 재사용 가능한 캐리어 스트립에 부착된다. 캐리어 스트립은 다음 모든 볼 그리드 어레이(BGA) 제조 및 어셈블리 단계와 양립할 수 있다. 각 캐리어 스트립은 단일 PCB 가 부착되는 일련의 공간 개구를 갖는다. 본 발명은 특히 캐리어 스트립내의 각 PCB 를 표준 자동 몰딩한다.
도 1 은 볼 그리드 어레이를 형성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 공정(10)의 도면이다.
단계(11)에서, PCB 는 구리 등의 패턴된 도전 트레이스, 다이 부착 영역, 도전 본딩 패드, 한 PCB 표면상의 금속부로 부터 대향 표면상의 접촉 패드의 어레이와의 회로판 상호 연결을 통해 형성하는 대향 표면상의 금속화부로 연장한 도전 바이어스를 포함하는 규정된 금속화부로 제조된다.
단계(20)에서, 각 PCB 는 규정된 성능 규격으로 테스트되고, 이런 규격을 충족하지 않는 PCB 는 제거된다(21). 규격을 충족하는 PCB 는 회로판을 액셉트하게 된다(22).
단계(30)에서, 규정된 수의 액셉트된 회로판은 도 2 에서 기술되는 바와 같이 점착 본딩, 용접, 리베팅(riveting), 납땜 등에 의해 각 PCB 의 가장자리의 외부 주변 에지를 캐리어 스트립 개구의 에지 가장자리에 부착하는 (도시되지 않은) 자동 어셈블리 장치에 의해 도래(incoming) 캐리어 스트립(31)에 부착된다. 캐리어 스트립 개구내의 점착 본딩에 의해 캐리어 스트립에 부착 가능한 한계 외부 주변에지를 갖지 않은 PCB 가 또한 이용될 수 있다. 본 실시예에서, 액셉트된 회로판의 면적 치수는 아래에 기술된 싱구레이트된 어셈블리의 면적 치수, 예를 들어 27mm x 27mm 와 동일하다.
단계(40)에서, 도래 반도체 IC 다이(41)는 통상의 공정에 의해 에폭시 아크릴 또는 폴리이미드 점착물과 같은 통상의 물질을 이용하여 PCB 다이 부착 면적내의 각 액셉트된 PCB 에 부착된다.
단계(50)에서, 설치 다이(41)는 어셈블리(51)를 형성하도록 PCB 상의 본딩 패드에 배선 본드되거나 접속된다.
단계(60)에서, 어셈블리(51), 특히 다이 및 배선 본드는 캡슐 봉합되어, 아래에 상세히 설명되는 바와 같이 다이 및 어느 다른 전자 소자와, 다이 부착 면적을 둘러싸는 적어도 PCB의 주변부를 봉입한다. 최종 BGA 패키지의 미래의 몰드형에 따른 공동부를 가진 몰드 다이는 공동부가 채워질 때까지 캐리어 스트립상의 몰드 러너 면적을 통해 몰드 공동부내로 이동된 캡슐 봉합제와 캐리어 스트립 개구의 주변 에지를 마주보고 위치된다.
캡슐 봉합제는 다이(41) 및 배선 본드 주변으로 흐르고, 다이 부착 면적을 둘러싼 금속화부를 포함하는 PCB의 내부에 부착한다. 캡슐 봉합제가 경화시킬 시에, 몰드 다이는 제거되거나 개방된다. 과잉 캡슐 봉합제(블리드)는 캐리어 스트립의 표면상에 형성되고, 불충분하게 거기에 점착한다. 스트립 캐리어에 부착된 몰드 러너상에 토오크 또는 장력을 가함으로써 나중 단계에서 쉽게 제거된다. 이는, 결과적 패키지 전자 소자를 코스메틱, 기계적 또는 전기적으로 손상을 받지 않도록 PCB 로 부터 어느 패키지 캡슐 봉합제를 끌어 당기지 않거나 PCB 를 비틀지 않고 과잉 캡슐 봉합제가 캐리어 및 패키지 캡슐 봉합제로 부터 깨끗하게 벗겨지게 한다.
단계(70)에서, 일반적으로 납땜 볼 구성내에 상호접속 범프가 형성된다.
단계(80)에서, 그렇게 형성된 각 볼 그리드 어레이는 캐리어 스트립으로 부터 싱구레이트된다.
도 2 는 PCB 가 설치되는 8각형 캐리어 스트립 개구(32)를 좌측상에 도시한 캐리어 스트립(31)의 일부의 평면도이다. 양호하게도, 구리 캐리어 스트립은 툴링(tooling) 구멍(33 및 34)을 포함하며, 이는 제각기 개구 중복 위치내의 스트립에 대해 PCB(22)를 정렬시키고, 본 발명에 따라 BGA 와 같은 패키지 전자 소자의 생산시에 이용되는 각종 표준 제조장비, 예를 들어 몰드 또는 배선 본더상과 그에 대해 캐리어 스트립을 위치시키는데에 이용된다. 도 2 의 우측상에 도시된 바와 같이, 일실시예에서, 점선(35)으로 표시된 27mm x 29mm 직각 사이즈를 가진 액셉트된 PCB(22)는 개구(32)의 밑에 있도록 위치되고, PCB(22)의 긴 단부(35a 및 35b)는 구멍(33)위로 연장한다. 짧은 단부는 캐리어 스트립 개구(32)의 측면 한계 에지(35c 및 35d)를 약 0.5mm 내지 약 0.8mm 만큼 중복시킨다. PCB는 적당한 점착물(56)에 의해(도 6) 이를 4개의 중복부나, 긴 단부 중복부(35a 및 35b)에서 캐리어 스트립에 부착된다. 이런 점착물은 밀와우키, 위즈콘신의 브래디사로 부터의 리드 로크 테이프, 일본 도모에가와로 부터의 비교 가능 테이프나, 듀퐁사로 부터의 pyraluxTM점착 테이프와 같이 처리 환경에 적당한 이중족 점착 테이프일 수 있다. 몰드 몸체(61)를 형성하도록 캡슐 봉합후에, 비스듬함 캡슐 봉합 에지(62)를 형성하여 몰드 정지 면적(63)내부의 몸체(61)를 둘러싼다. 통상적인 블리드 또는 몰드 플래시(61b)를 나타내 캐리어 스트립(31)의 상부면상에 연장한다. 플래시(61a)는 이런 표면상의 어느곳을 연장할 수 있다. 단계(80)에서 캐리어 스트립으로 부터 BGA 의 싱구레이션과 동시에, 완료/완성된 BGA 패키지는 멀티 점선(64)으로 도시된 바와 같이 캐리어 스트립의 부착된 부분없이나 그를 가진 27mm x 27mm 사이즈를 갖는다.
도 3 은 캐리어 스트립(31)의 일련의 개구의 개구(32)를 중복시킨 PCB(22)의 설치를 설명한 것이다. IC 다이 또는 전자 소자를 설치하기 위해 다이 부착 면적(36)을 제공한다. 금도금 또는 다른 전기 도전 본딩 패드(38)를 포함하는 금속화 트레이스(37)는 하나 이상의 회로판 레벨을 통해 바이어스하도록 PCB(22)의 상부면에 걸쳐 연장한다. 표준 PCB 기판은 예를 들어 에폭시-유리, 폴리이미드-유리 또는 BT/에폭시(비스말레이미드-트리아진 및 에폭시)일 수 있다. 다층 PCB 가 이용될 경우, 전기 도전 트레이스 또는 영역(예를 들어 접지 평면 또는 전력 평면)은 다층 기판내에서 통상적인 포토레지스트 및 마스킹 공정에 의해 형성되고, 기계적 또는 레이저 드릴링(drilling)을 포함한 공지된 기술로 형성되고 나서 전극 또는 전자 도금으로 형성된 도전 플레이트된 바이어스 또는 통과 구멍을 가진 외부 대향 표면에 접속될 수 있다. 고리형 도전링은 바이어스의 단부에 제공되고, 상호 접속 범프가 형성되는 접점 또는 납땜 패드를 포함하는 인접한 면적에 접속된다. 스트립(31)은 면적(61b)에서 몰드 게이트 역할을 하며, 어느 플래시(61a)의 제거로 몰드 해브(halves)(68 및 69)(도 5)가 분리될 시에 클린 패키지 외형을 남겨둔다.
도 4 는 PCB 의 에지 27mm x 29mm가 라인(35)으로 표시되는 부착된 액셉트 회로판(22)의 리버스 또는 하부측을 도시한 것이다. 바이어스(42)를 금속화부(37)(도 3)과 접점 패드(39)를 상호 접속한다. 상호 접속 볼 또는 범프(71)(도 7)는 나중에 접점 패드(39)상에 형성된다. 병렬 도전 트레이스(43)는 어떤 범프 패드로 부터 연장하여 전자 도금을 용이하게 한다.
도 5 는 캐리어 스트립 개구의 경계 표면 에지(65)의 주변부에 대해 클램프하는 공동부(64)를 가진 몰딩 다이(68)의 동작에 의한 패키지 몸체(61)의 자동 몰딩을 설명한 것이다. 스트립 개구의 내부 주변 에지(66)(도 6)는 캡슐 봉합제에 대한 정지 또는 댐(dam) 작용을 하며, 스트립 개구 에지(65)는 몰딩 다이 공동부로 분배되는 액체 몰딩 화합물, 예를 들어 플래스콘(plaskon) 몰딩 화합물에 대한 기계적 중지 작용을 한다. 화살표(67)는 클램핑 및 캡슐 봉합 동작 동안 고정된 몰드 다이-지지 표면(69)에 의해 백(back)되는 캐리어 스트립(31)에 대한 몰드 다이의 클램핑을 나타낸다. 캡슐 봉합제가 도 4 에 도시된 바와 같이 하향으로 직면한 PCB 의 상부측을 가진 공동부에 공급될 시에, 비스듬한 측면 에지(62)를 갖거나 없이 몰드 몸체(61)는 몰드 화합물의 경화와 동시에 형성된다. 몰드 러너(61a)(도 3)는 (도시되지 않은) 몰드 공급 입구에서 몰드 공동부로 연장한다. 설명을 위해, 비존재(non-existent) 갭은 다이(68) 및 몰드 몸체(61)사이에 제공된다. 캐리어 스트립 개구 에지에 대해 몰드함으로써 몰딩 화합물의 접착이 불충분해지고, 이런 화합물은 다이 부착 면적을 둘러싼 몰드 몸체내의 부분에서와 달리 PCB 표면에는 잘 붙지 않는다.
도 6 은 캐리어 스트립(31)에 대해 클램핑을 완성하기 바로 전의 몰드 다이(68)의 부분을 도시한 것이다. 캐리어 스트립(31)에 대해 클램핑이 완성될 시에, 캡슐 봉합제는 다이(41), 배선 본드(55), 부착 점착물(53)의 외부 에지 및 PCB(22)의 고리형 부분을 캡슐 봉합하도록 공동부(64)내에 주입된다. 캐리어 스트립에 대한 몰딩 다이의 클램핑 힘에 의해 플래시를 방지하거나 최소화시킨다.
도 7 은 PCB 에 설치된 다이(41)상의 금속화부(37) 및 바이어스(42)에 대한 전기 접속부의 접점 패드(39)상에 단계(70), 즉 상호 접속 범프, 예를 들어 납땜 볼(71)의 형성으로 부터 유발된 최종 패키지 어셈블리를 설명한 것이다. 싱구레이션 단계(80)에서 도움을 주는 V-커트 에지(25)는 PCB(22)의 에지 주변에 포함된다. 기판은 V-커트 내부의 면적(56a)내의 캐리어 스트립에 점착되지 않고, V-커트 외부의 캐리어 스트립과의 인터페이스에서 면적(56b)내에만 본드되어, 캐리어 스트립으로 부터 각 BGA의 싱구레이션을 용이하게 한다.
싱구레이션 단계(80)에서, 완료된 BGA는 패키지상에 밀어 넣어 V-커트를 따라 캐리지 스트립에서 이를 브레이크 아웃(break out)하거나, 27mm x 27mm 패키지된 소자를 형성하도록 원래의 27mm x 29mm PCB 의 긴측의 1.0mm를 펀치하거나 톱으로 자름으로써 브레이크 아웃된다.
캐리지 스트립 개구 주변으로 부터의 구리의 고리형 링은 제거되거나 패키지 워페이지(warpage)를 축소할 히트싱크 및 패키지 스티픈너 기능을 하도록 남겨진다. 캐리어 스트립은 어떤 손상도 캐리어 스트립으로 부터 어셈블리에 부과하지 않을 경우에 재사용될 수 있다.
본 발명의 실시예에 대해 전술한 것은 설명을 위한 것으로 제한을 받지 않는다. 본 발명의 다른 실시예는 상기 기술에 비추어 본 기술 분야의 숙련자에게는 명백해진다.

Claims (18)

  1. 다중 전기 회로를 내장한 인쇄 회로판을 포함하는 그리드 어레이 어셈블리 제조방법에 있어서,
    각 회로판의 제 1 표면 및, 상기 회로판의 제 2 대향 표면으로 연장하는 회로판내의 도전 바이어스상의 본드 패드 및 금속화부를 포함하는 일련의 회로판을 제공하는 단계로서, 상기 제 2 표면은 회로판이 테스트되어 회로판을 액셉트하도록 결정되는 바이어스와 접촉한 접촉 패드의 어레이를 포함하는 단계,
    개별적 액셉트된 회로판을 설치하는 스트립을 따라 길이 방향으로 연장하는 일련의 정렬된 개구를 가진 연장된 캐리어 스트립을 제공하는 단계,
    각 개구내의 개별 액셉트된 회로판을 부착하는 단계,
    다이 도전 패드를 포함하는 집적 회로 다이를 제 1 표면상에 설치하는 단계,
    다이 도전 패드로 부터 회로판 본드 패드에 배선 본드를 본드하는 단계,
    회로판의 제 1 표면의 일부에 대해 다이 및 배선 본드를 캡슐 봉합하는 단계와,
    캐리어 스트립으로 부터 인쇄 회로판 및 캡슐 봉합된 다이를 포함하는 결과적인 그리드 어레이 어셈블리를 제거하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 그리드 어레이 어셈블리 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 부착 단계는 상기 정렬된 개구의 각각에서 차례로 액셉트된 회로판의 측면 에지를 본드하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 그리드 어레이 어셈블리 제조방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 캡슐 봉합단계는 몰딩 공동부 및 몰딩 러너를 포함하는 몰딩 다이를 제공하는 단계,
    상기 회로판 부분위에 놓인 캐리어 스트립의 주변 표면상의 몰딩 공동부 및 몰딩 러너를 포함하는 몰딩 다이를 패쇄 및 클램프하는 단계,
    상기 다이 및 상기 배선 본드 주위에서 몰딩 공동부내와 상기 회로판 부분상으로 경화 가능 몰딩 화합물을 이동시키는 단계,
    몰딩 화합물을 경화시키는 단계 및,
    스트립 캐리어로부터 몰딩 러너를 제거하도록 상기 몰딩 다이를 언클램프 및 개방하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 그리드 어레이 어셈블리 제조방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제거 단계는 캐리어 스트립으로 부터 단일 그리드 어레이 어셈블리를 싱구레이트하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 그리드 어레이 어셈블리 제조방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 캡슐 봉합 단계후에, 접점 패드의 상기 어레이상에 상호 접속 범프를 형성하는 단계를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 그리드 어레이 어셈블리 제조방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 싱구레이트 단계는 각 액셉트된 회로판상에 V-커트 에지를 제공하는 단계, V-커트 에지 외부 주변의 액셉트된 회로판 및 캐리어 스트립의 인트페이스에서만 액셉트된 회로판을 본드하는 단계 및, 캐리어 스트립으로 부터 액셉트된 회로판을 분리시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 그리드 어레이 어셈블리 제조방법.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 싱구레이트 단계는 스트립 개구 주위에서 상기 캐리어 스트립의 내부 주변과 액셉트된 회로판의 외부 주변을 통해 펀치하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 그리드 어레이 어셈블리 제조방법.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 싱구레이트 단계는 캐리어 스트립에 부착된 액셉트된 회로판의 과잉 주변 한계를 절단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 그리드 어레이 어셈블리 제조방법.
  9. 제 4 항에 있어서,
    스트립부가 동작 어셈블리로 부터 히트(heat)를 제거하고, 어셈블리를 스티픈(stiffen)하도록 싱구레이트된 어셈블리상에 캐리어 스트립의 일부의 상당량을 남겨두는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 그리드 어레이 어셈블리 제조방법.
  10. 제 3 항에 있어서,
    액셉트된 회로판의 면적 치수는 싱구레이트된 어셈블리의 면적 치수와 동일한 것을 특징으로 하는 그리드 어레이 어셈블리 제조방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    완료된 그리드 어레이 패키지의 한 X-Y 치수보다 긴 스페이스된 대향측상의 치수를 가진 액셉트된 회로판을 제공하는 단계를 더 포함하는 데, 결과적인 더 긴 면적은 액셉트된 회로판을 캐리어 스트립에 부착하는 것을 특징으로 하는 그리드 어레이 어셈블리 제조방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 그리드 어레이 어셈블리는 볼 그리드 어레이 어셈블리인 것을 특징으로 하는 그리드 어레이 어셈블리 제조방법.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 캐리어 스트립은 약 0.2mm 내지 약 1.0mm 의 두께를 가진 구리 스트립인 것을 특징으로 하는 그리드 어레이 어셈블리 제조방법.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 캐리어 스트립은 약 0.2mm 내지 약 1.0mm의 두께를 가진 강철 스트립인 것을 특징으로 하는 그리드 어레이 어셈블리 제조방법.
  15. 연장된 캐리어 스트립을 따라 길이 방향으로 연장한 개구내에 차례로 설치된 일련의 미리 테스트 및 미리 액셉트된 인쇄 회로판을 구비하는 제조 아티클로서, 각 상기 회로판을 상기 캐리어 스트립내의 개구를 바운드하는 캐리어 스트립의 내부 주변 에지에 접속된 외부 주변 에지를 갖고 있고, 상기 캐리어 및 상기 회로판은 그리드 어레이 패키지내로 회로판을 조립하는 데에 적합한 것을 특징으로 하는 제조 아티클.
  16. 제 15 항에 있어서,
    각각의 상기 회로판에 부착된 집적 회로 다이를 더 포함하는 데, 상기 다이는 상기 회로판의 제 1 표면상의 본딩 패드에 배선 본드된 다이 도전 패드 및 상기 다이위의 몰드된 캡슐 봉합제를 가지며, 상기 배선 본드는 상기 제 1 표면의 일부상에 본드되는 것을 특징으로 하는 제조 아티클.
  17. 제 16 항에 있어서,
    접점 패드로 부터 상기 제 1 표면상의 금속화부로 연장한 상기 회로판 및 도전 바이어스의 대향 제 2 표면상의 접점 패드의 어레이를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 아티클.
  18. 제 17 항에 있어서,
    납땜 볼은 각각의 상기 접점 패드로 부터 연장하는 것을 특징으로 하는 제조 아티클.
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