KR20010019609A

KR20010019609A - Ｂｇａ패키지가 실장된 인쇄회로기판

Info

Publication number: KR20010019609A
Application number: KR1019990036122A
Authority: KR
Inventors: 설재천
Original assignee: 윤종용; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1999-08-28
Filing date: 1999-08-28
Publication date: 2001-03-15

Abstract

본 발명은, 반도체칩이 장착되는 칩기판의 판면에 다수의 솔더볼이 배열되어 있는 BGA패키지가 실장되며, 상기 솔더볼에 대응하여 형성된 다수의 랜드를 갖는 인쇄회로기판에 관한 것으로서, 상기 랜드는 중앙영역으로부터 둘레 영역으로 갈수록 점차적으로 크기가 커지는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, BGA패키지의 실장시 칩기판의 변형으로 인한 오픈 또는 쇼트불량을 방지할 수 있게 된다.

Description

ＢＧＡ패키지가 실장된 인쇄회로기판{BGA PACKAGE MOUNTED PCB}

본 발명은 BGA패키지가 실장된 인쇄회로기판에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 리플로우 솔더링시 BGA패키지의 둘레영역에는 미납이 발생하고, 중앙영역에는 쇼트가 발생하는 것을 방지할 수 있도록 하는 BGA패키지가 실장된 인쇄회로기판에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 패키지는 실장방법에 따라 삽입형(IMT)과 표면실장형(SMT)로 분류할 수 있으며, 최근에는 전자제품의 소형화에 따라 인쇄회로기판의 부품 장착도를 높이기 위해 삽입형 반도체 패키지보다는 표면실장형 반도체 패키지가 널리 사용되고 있다. 표면실장형 반도체 패키지는 QFP(Quad Flat Package), PLCC(Plastic Leaded Chip Carrier), CLCC(Ceramic Leaded Chip Carrier), BGA(Ball Grid Array) 등을 들 수 있다.

이러한 표면실장형 반도체 패키지중 BGA패키지는, 도 3에 도시된 바와 같이, 회로패턴(58)이 형성되고 회로패턴(58)의 상부에 솔더마스크(59)가 코팅되어 있으며 세라믹이나 에폭시로 형성된 칩기판(57)과, 칩기판(57)의 중앙 영역에 부착되는 반도체칩(53)과, 반도체칩(53)과 칩기판(57)을 전기적으로 연결하는 와이어(54)를 포함하며, 반도체칩(53)과 와이어(54)는 외부의 산화 및 부식으로부터 보호하기 위한 수지덮개(56)에 의해 둘러싸여 있다. 그리고, 인쇄회로기판(51)의 기판면을 향하는 칩기판(57)의 하부면에는 칩기판(57)과 전기적으로 연결된 솔더볼(60)이 부착되어 있으며, BGA패키지(55)는 이 솔더볼(60)에 의해 인쇄회로기판(51)에 실장된다.

이러한 BGA패키지(55)는 반도체칩(53)으로부터 출력된 신호가 와이어(54)를 통해 회로패턴(58)으로 전달되며, 회로패턴(58)으로 전달된 신호는 칩기판(57)에 융착되어 있는 솔더볼(60)을 통하여 인쇄회로기판(51)으로 전달되어 주변소자로 전달된다. 그리고, 주변소자에서 발생된 신호가 반도체칩(53)으로 전달되는 경우에는 위의 역순으로 신호가 전달된다.

한편, 솔더볼(60)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 칩기판(57)의 하부면에 중앙영역을 제외한 나머지 영역에 일정 간격으로 형성되어 있으며, 각 솔더볼(60)의 크기는 동일하게 형성되어 있다. 그리고, 인쇄회로기판(51)에는 BGA패키지(55)가 실장되는 실장위치에 각 솔더볼(60)에 대응하는 랜드(65)가 솔더볼(60)의 크기에 대응하여 동일한 크기로 배열형성되어 있다.

이러한 구성에 의하여, 인쇄회로기판(51)의 각 랜드(65)에 솔더크림을 인쇄한 다음, 실장위치에 BGA패키지(55)를 안착시키고, 인쇄회로기판(51)을 예열존과 가열존을 통과시키면, 솔더크림과 솔더볼(60)이 용융되어 BGA패키지(55)가 인쇄회로기판(51)에 고정된다.

그런데, BGA패키지(55)내에 칩기판(57)이 에폭시로 형성된 경우, BGA패키지(55)의 실장공정중 예열존과 가열존을 통과하는 과정에서 칩기판(57)이 열에 의해 그 연부가 상향 만곡되어 휨이 발생하게 된다. 이에 따라, 칩기판(57)의 중앙영역은 상대적으로 하향 돌출하게 되며, 솔더볼(60)과 솔더크림의 용융시, 칩기판(57)의 중앙영역은 솔더볼(60)이 눌려 이웃하는 솔더볼(60)과 쇼트현상이 발생하게 된다. 또한, 칩기판(57)의 둘레영역은 칩기판(57)이 인쇄회로기판(51)으로부터의 이격거리가 커져 오픈(OPEN)이 발생하게 된다.

따라서 본 발명의 목적은, 칩기판의 휨 발생으로 인해 오픈 또는 쇼트가 발생하는 것을 방지하도록 하는 BGA패키지가 실장된 인쇄회로기판을 제공하는 것이다.

도 1은 본 고안에 따른 BGA패키지가 실장된 인쇄회로기판 영역의 측단면도,

도 2는 도 1의 BGA패키지의 솔더볼에 대응하는 랜드가 형성된 인쇄회로기판의 평면도,

도 3은 종래의 BGA패키지가 실장된 인쇄회로기판 영역의 측단면도,

도 4는 도 3의 BGA패키지의 솔더볼에 대응하는 랜드가 형성된 인쇄회로기판의 평면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

1 : 인쇄회로기판 3 : 반도체칩

4 : 와이어 5 : BGA패키지

6 : 수지덮개 7 : 칩기판

8 : 회로패턴 9 : 솔더마스크

10 : 솔더볼 15 : 랜드

상기 목적은, 본 발명에 따라, 반도체칩이 장착되는 칩기판의 판면에 다수의 솔더볼이 배열되어 있는 BGA패키지가 실장되며, 상기 솔더볼에 대응하여 형성된 다수의 랜드를 갖는 인쇄회로기판에 있어서, 상기 랜드는 중앙영역으로부터 둘레 영역으로 갈수록 점차적으로 크기가 커지는 것을 특징으로 하는 BGA패키지가 실장된 인쇄회로기판에 의해 달성된다.

여기서, 상기 솔더볼은 대응하는 랜드의 크기 변화에 대응하여 중앙영역으로부터 둘레영역으로 갈수록 점차적으로 크기가 커지도록 형성할 수도 있다.

그리고, 상기 칩기판의 둘레영역을 따라 일정 간격을 두고 상기 반도체칩과 연결되지 아니한 복수의 더미 솔더볼이 형성되어 있고, 상기 BGA패키지의 실장영역에는 상기 더미 솔더볼에 대응하는 더미 랜드가 형성되어 있는 것이 바람직하다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

BGA패키지는, 도 1에 도시된 바와 같이, 회로패턴(8)이 형성되고 회로패턴(8)의 상부에는 솔더마스크(9)가 코팅되어 있으며 에폭시로 형성된 칩기판(7)과, 칩기판(7)의 중앙 영역에 부착되는 반도체칩(3)과, 반도체칩(3)과 칩기판(7)을 전기적으로 연결하는 와이어(4)를 포함하며, 반도체칩(3)과 와이어(4)는 외부의 산화 및 부식으로부터 보호하기 위한 수지덮개(6)에 의해 둘러싸여 있다. 그리고, 인쇄회로기판(1)의 기판면을 향하는 칩기판(7)의 하부면에는 칩기판(7)과 전기적으로 연결된 솔더볼(10)이 부착되어 있다. 솔더볼(10)은 칩기판(7)의 하부면에 중앙영역을 제외한 나머지 영역에 일정 간격으로 형성되어 있으며, 각 솔더볼(10)의 크기는 동일하게 형성되어 있다.

한편, 인쇄회로기판(1)에는, 도 2에 도시된 바와 같이, BGA패키지(5)가 실장되는 실장위치에 각 솔더볼(10)에 대응하는 다수의 랜드(15)가 형성되어 있으며, 랜드(15)는 솔더볼(10)의 형상에 대응하여 원형으로 형성되어 있다. 그리고, 칩기판(7)의 둘레 영역에 형성된 솔더볼(10)에 대응하는 랜드(15)로부터 중앙영역의 솔더볼(10)에 대응하는 랜드(15)로 갈수록 랜드(15)의 직경이 작아지도록 형성되어 있다.

이러한 구성에 의하여, BGA패키지(5)의 실장시, 먼저 인쇄회로기판(1)에 솔더크림을 도포하게 되며, 이 때, 중앙영역으로부터 외측으로 갈수록 랜드(15)의 직경이 커지므로, 중앙영역으로부터 외측으로 갈수록 랜드(15)에 인쇄되는 솔더크림의 양이 증가하게 된다. 이렇게 솔더크림이 인쇄된 인쇄회로기판(1)을 예열존과 가열존을 통과시키면, 솔더크림과 솔더볼(10)이 용융된다. 이 때, 열에 의해 칩기판(7)이 중앙영역이 하향 돌출만곡되어 휘더라도 칩기판(7)의 중앙영역에 대응하는 영역의 인쇄회로기판(1)에 인쇄된 솔더크림 양이 비교적 작으므로, 중앙영역에서 쇼트가 발생하는 것을 방지할 수 있게 된다. 그리고, 칩기판(7)의 둘레에 대응하는 영역의 인쇄회로기판(1)에는 비교적 다량의 솔더크림이 인쇄되어 있으므로, 칩기판(7) 둘레 영역에서 오픈이 발생하는 것을 방지할 수 있게 된다.

이와 같이, 본 발명에서는 BGA패키지(5)의 솔더볼(10)에 대응하는 인쇄회로기판(1)의 랜드(15)를 칩기판(7)의 중앙영역에서 둘레영역으로 갈수록 크게 형성시킴으로써, BGA패키지(5)의 실장시 칩기판(7)이 열에 의해 변형되더라도 쇼트나 오픈의 발생을 방지할 수 있게 된다.

한편, 상술한 실시예에서는 BGA패키지(5)의 솔더볼(10)에 대응하는 인쇄회로기판(1)의 랜드(15)의 직경을 조절하였으나, BGA패키지(5)의 솔더볼(10)의 크기를 칩기판(7)의 둘레영역으로 갈수록 크게 형성하여도 동일한 효과를 얻을 수 있음은 물론이다.

또한, BGA패키지(5)의 칩기판(7)의 둘레영역에 칩기판(7)과 전기적으로 연결되지 아니하고 그 크기가 소정 큰 더미 솔더볼을 형성하고, 인쇄회로기판(1)에는 더미 솔더볼에 대응하는 더미 랜드를 형성함으로써, BGA패키지(5)의 접합강도를 향상시킬 수도 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, BGA패키지의 실장시 칩기판의 변형으로 인한 오픈 또는 쇼트불량을 방지할 수 있게 된다.

Claims

반도체칩이 장착되는 칩기판의 판면에 다수의 솔더볼이 배열되어 있는 BGA패키지가 실장되며, 상기 솔더볼에 대응하여 형성된 다수의 랜드를 갖는 인쇄회로기판에 있어서,

상기 랜드는 중앙영역으로부터 둘레 영역으로 갈수록 점차적으로 크기가 커지는 것을 특징으로 하는 BGA패키지가 실장된 인쇄회로기판.
제 1 항에 있어서,

상기 솔더볼은 대응하는 랜드의 크기 변화에 대응하여 중앙영역으로부터 둘레영역으로 갈수록 점차적으로 크기가 커지는 것을 특징으로 하는 BGA패키지가 실장된 인쇄회로기판.
제 1 항에 있어서,

상기 칩기판의 둘레 영역을 따라 일정 간격을 두고 상기 반도체칩과 연결되지 아니한 복수의 더미 솔더볼이 형성되어 있으며, 상기 BGA패키지의 실장영역에는 상기 더미 솔더볼에 대응하는 더미 랜드가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 BGA패키지가 실장된 인쇄회로기판.