KR20030082129A - 휴대용 단말기 배터리 보호회로의 패키지 제조방법 - Google Patents

Abstract

단일 바닥 면(Base)의 일정영역에 휴대용 단말기 배터리 보호회로가 인쇄된 회로기판 다수개가 서로 연접된 프레임을 준비하는 과정과; 다수의 전자부품을 상기 회로기판의 표면에 실장하는 과정과; 집적화된 회로기판 위에 트랜스퍼 몰드 타입(Transfer Mold Type)의 금형을 이용하여 고상(固象)의 에폭시 몰딩 컴파운드(Epoxy Molding Compound)를 캐비티(cavity)에 주입한 후 가열, 가압하여 성형하는 과정과; 한번에 몰딩된 다수의 회로기판을 다이아몬드 휠을 이용하여 다중분할함으로써 하나의 개별 패키지로 분리하는 과정을 포함하여 이루어지는 휴대용 단말기 배터리 보호회로의 패키지 제조방법.

Description

휴대용 단말기 배터리 보호회로의 패키지 제조방법{A manufacturing method of a battery package for a portable terminal}

본 발명은 인쇄회로기판(Printed Circuit Board)를 이용한 COB(Chip OnBoard) 패키지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 액상의 에폭시 수지를 사용하지 않고 금형과 온도를 이용한 트랜스퍼 몰딩 타입으로 패키지를 성형하는 것을 특징으로 하는 휴대용 단말기 배터리 보호회로의 패키지 제조방법에 관한 것이다.

휴대 단말기의 보급에 따라 소형이며 대용량의 리튬 이온 전지가 요구되어 왔다. 이 리튬 이온 전지의 충·방전 배터리 매니지먼트를 수행하는 보호회로 기판은 휴대 단말기의 경량화 요구에 따라, 보다 소형으로 부하 쇼트에서 충분히 견딜 수 있는 것이어야 한다. 이러한 보호회로 기판은 리튬 이온 전지 용기 내에 내장되므로 소형화가 요구되었으며 이러한 요구에 부응하기 위해 칩 부품을 사용한 칩-온-보드(Chip on Board: COB) 기술이 구사되었다.

종래 기술에 따른 휴대용 단말기 배터리 보호회로의 패키지 제조방법은 다음과 같다. 도 1에서 보는 바와 같이, 배터리 보호회로(Battery Safety Unit)에 사용되는 인쇄회로기판의 외부접속단자(B-, P-, P+, B+) 및 컨트롤 칩과 전계효과트랜지스터 칩(Field Effect Transistor: FET Chip) 등의 반도체 칩과 저항(Resistor) 및 노이즈(noise) 방지를 목적으로 하는 캐패시터(capacitor)를 장착하기 위한 회로기판들(6)이 일정 공간(slot hole: 8)을 두고 형성된 프레임(10)을 준비한다.

이후, 도 2에서 보는 바와 같이, 상기 회로기판(6) 위에 컨트롤 칩과 FET 칩 구동을 위한 캐패시터 및 저항을 상기 회로기판(6)에 저온의 납 솔더링으로 실장한다.

그리고, 액상의 에폭시 수지(7)를 디스펜싱(dispensing) 방법으로 상기 회로기판(6) 부위를 몰딩(molding)한다.

도 4는 도 3의 a-a 선 단면도이다. 반도체 칩(2)을 붙이기 위해 회로기판의 일부분에 도금된 소프트 골드(Soft Gold)(1)와, 상기 반도체 칩(2)과 회로기판(6) 사이의 신호전달을 위한 골드 와이어(3)와, 저항(4) 및 캐패시터(5)가 실장되어 있다. 각 부품 위를 액상의 에폭시 수지를 사용한 돔(dome) 형상의 수지부(7)로 몰딩되어 있는 것을 알 수 있다.

이러한 종래기술은 액상의 봉지재를 디스펜싱을 이용한 코팅액으로 제조시는 수십 개의 유니트(unit)를 한꺼번에 생산할 수 없어 생산효율이 낮았다. 또한, 액상의 에폭시 수지를 이용하여 패키지를 제조함으로써 돔 형상에 의한 비규칙적인 표면 및 두께가 일정치 않게 된다.

본 발명은 휴대용 단말기의 배터리 보호회로 패키지의 생산 효율을 높일 수 있는 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 패키지의 두께 및 외형 사이즈를 오차허용 범위내에서 생산함으로써 품질을 향상시킬 수 있는 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 트랜스퍼(Transfer) 가압방식을 이용함으로써 생산비를 저렴하게 줄여 생산성을 향상시킬 수 있는 제조방법을 제공하는 것이다.

이러한 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 휴대용 단말기 배터리 보호회로 패키지의 제조방법은 반도체 칩(Chip)(컨트롤 IC와 CMOS FET)과 상기 반도체 칩이 실장된 인쇄회로기판, 상기 반도체 칩과 인쇄회로기판을 연결하고 있는 골드 와이어(Gold Wire)와 상기 인쇄회로기판과 연결된 캐패시터 및 레지스터를 에폭시 몰딩 컴파운드(Epoxy Moding Compound: EMC)로 봉지하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 휴대용 단말기 배터리 보호회로 패키지의 제조방법의 상세한 특징은 단일 바닥 면(Base)의 일정영역에 휴대용 단말기 배터리 보호회로가 인쇄된 회로기판 다수개가 서로 연접된 프레임을 준비하는 과정과; 다수의 전자부품을 상기 회로기판의 표면에 실장하는 과정과; 상기 집적화된 회로기판 위에 트랜스퍼 몰드 타입(Transfer Mold Type)의 금형을 이용하여 고상(固象)의 에폭시 몰딩 컴파운드(Epoxy Molding Compound)를 캐비티(cavity)에 주입한 후 가열, 가압하여 성형하는 과정과; 한번에 몰딩된 다수의 회로기판을 다이아몬드 휠을 이용하여 다중분할함으로써 하나의 개별 패키지로 분리하는 과정을 포함하여 이루어지는 점이다.

도 1은 종래 기술에 따른 배터리 보호회로 제조를 위한 프레임의 예시도,

도 2는 도 1에 다수 소자가 실장된 예시도,

도 3은 도 2의 프레임 위에 액상 수지를 디스펜싱한 상태를 나타낸 예시도,

도 4는 도 3의 일부 단면도,

도 5는 본 발명에 따른 배터리 보호회로 패키지 제조를 위한 프레임의 예시도,

도 6은 본 발명에 따른 배터리 보호회로 패키지 제조공정에 따라 트랜스퍼 몰딩한 후의 예시도,

도 7은 도 6의 일부 단면도,

도 8은 본 발명에 따른 배터리 보호회로 패키지 제조방법 중 절단과정의 예시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명에 따른 휴대용 단말기 배터리 보호회로 패키지의 제조방법을 설명하기로 한다.

집적회로 패키지인 IC 패키지와 BGA(Ball Grid Array)는 칩과 골드와이어를 보호하기 위한 목적으로 몰딩(molding)을 행하였으나 본 발명은 IC 칩, FET 칩 및 SMT로 실장된 캐패시터 및 저항을 동시에 성형하는 기술이다.

도 5는 본 발명에 따른 휴대용 단말기 배터리 보호회로 패키지의 제조를 위한 프레임을 나타낸 것이다. 종래 기술에서의 프레임과 달리 본 발명에 따른 프레임(20)에는, FR4를 기본재질로 하며 동선(copper line)과 니켈(Ni)층이 있으며 상면부에는 도전성 잉크를 입혀 복수개의 본딩 패드 및 반도체 칩을 붙이기 위한 소프트 골드가 필요부위에 도금되어 있으며, 상기 칩의 전기적 특성을 유지하게 하는 캐패시터와 저항이 안착될 부위를 가진 다수의 회로기판(21)이 단일 바닥 면(Base)의 일정영역에 다수개가 서로 연접되어 형성된 것을 알 수 있다. 이렇게 다수의 회로기판(21)을 연접하여 형성한 이유는 종래 기술에서 액상의 수지가 일정공간slot hole을 통해 새는 것을 방지하기 위한 것이다. 이와 같이 동일 공간에 다수의 회로기판을 집적하여 형성함으로써 생산성이 높아질 수 있다. 이후, 컨트롤 칩과 FET 칩의 구동을 위해 캐패시터와 저항 등 다수의 전자부품을 상기 회로기판(21)의 표면에 저온의 납 솔더링으로 실장하게 된다. 이후 칩 접착부에 실장되는 반도체 칩은 컨트롤 칩과 CMOS계 FET 칩으로서 굵기가 서로 다른(컨트롤 칩 :25um, FET:50um) 골드 와이어(gold wire)를 칩과 기판 면에 실장하게 된다.

그리고 도 6에서 보는 바와 같이, 인쇄회로기판(21)와 표면실장된 캐패시터와 저항 및 반도체 칩과 전기적 연결을 위한 골드와이어를 보호하기 위해 상기 집적화된 회로기판 위에 트랜스퍼 몰드 타입(Transfer Mold Type)의 금형을 이용하여 고상(固象)의 에폭시 몰딩 컴파운드(Epoxy Molding Compound)를 캐비티(cavity)에 주입한 후 가열, 가압하여 성형한다. 여기에는 액상의 에폭시 수지 대신에 필요한 만큼 계산되어 타블레팅(tablet)된 고상의 에폭시 몰딩 컴파운드(Epoxy MoldingCompound)(22)를 사용하여 각각의 캐비티에 주입한다.

도 7은 도 6의 일부 단면도이다. 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 에폭시 몰딩 컴파운드(22)는 그 표면이 고르며 균일한 사이즈와 폭을 가질 수 있다. 종래의 액상 에폭시 수지를 사용할 때 발생되는 돔 형상에 의한 비규칙적인 표면 및 두께의 불균일이 없어지게 된다.

이후, 도 8에 나타난 바와 같이 인쇄회로기판의 저면에 설치된 개개의 도금된 부위를 따라 길이와 폭 방향으로 다이아몬드 휠을 이용하여 원하는 사이즈 별로 패키지를 절단(Sawing)한다. 한꺼번에 몰딩되었던 다수의 회로기판을 다중 분할함으로써 하나의 개별 패키지로 분리하게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 배터리 보호회로의 제조방법은 인쇄회로기판에 개개의 소자를 최대한 집적하여 소자의 고집적화에 따른 생산성 향상, 품질의 신뢰성과 더불어 생산원가 및 제조비용의 절감을 기대할 수 있다. 또한, 패키지의 슬림(slim)화를 이룰 수 있어 균일한 제품의 사이즈를 유지하며, 불량을 판정하는 테스트 공정에서도 생산성 향상을 거둘 수 있는 효과를 갖는다.

Claims (1)

1. 단일 바닥 면(Base)의 일정영역에 휴대용 단말기 배터리 보호회로가 인쇄된 회로기판 다수개가 서로 연접된 프레임을 준비하는 과정과;

   다수의 전자부품을 각 회로기판의 표면에 실장하는 과정과;

   상기 회로기판들 위에 트랜스퍼 몰드 타입(Transfer Mold Type)의 금형을 이용하여 고상(固象)의 에폭시 몰딩 컴파운드(Epoxy Molding Compound)를 캐비티(cavity)에 주입한 후 가열, 가압하여 성형하는 과정과;

   몰딩된 다수의 회로기판을 다이아몬드 휠을 이용하여 다중분할함으로써 하나의 개별 패키지로 분리하는 과정을 포함하여 이루어지는 휴대용 단말기 배터리 보호회로의 패키지 제조방법.