KR20100004200A - 패키지 기판용 리드핀 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 패키지 기판용 리드핀에 관한 것으로, 중앙부로 갈수록 직경이 커지며, 육각형의 수직단면 형상을 가지는 원반형 헤드; 또는 원통형으로 구성되어, 상부 및 하부면에 다수개의 홈이 형성된 헤드; 및 상기 헤드의 상부 앙부에 돌출된 접속핀;을 포함하는 패키지 기판용 리드핀에 관한 것이다.
패키지 기판, 리드핀, 헤드, 솔더 페이스트
Description
본 발명은 패키지 기판용 리드핀에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 중앙부로 갈수록 직경이 커지며, 육각형의 수직단면 형상을 가지는 원반형 헤드 또는 원통형으로 구성되어, 상부 및 하부면에 다수개의 홈이 형성된 헤드 및 상기 헤드의 상부 앙부에 돌출된 접속핀을 포함하는 패키지 기판용 리드핀에 관한 것이다.
전자 산업이 고배선 밀도화됨에 따라 직접회로(IC)를 연결한 패키지 기판을 주 기판(Main borad)에 연결하는 방법으로 널리 쓰이고 있는 PGA(Pin Grid Array) 타입의 반도체 패키지 기판 패드부에 땜납(solder)을 이용하여 리드핀을 접합하는 방법이 보편화되고 있다.
도 1 및 도 2는 일반적인 패키지 기판과 리드핀의 접합상태에 대한 공정도이다.
도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면, 패키지 기판(10)의 패드부(11)에 솔더와 플럭스를 혼합한 솔더 페이스트(12)를 도포한 뒤, 상기 패키지 기판(10)의 패드 부(11)에 리드핀(13)을 마운팅(mounting) 시킨다.
그러나 이때, 상기 패키지 기판(10)의 패드부(11)에 도포되는 상기 솔더 페이스트(12) 도포량 및 도포상태가 균일하지 않아 상기 리드핀(13) 실장시 부력이 발생하여 기울어지거나, 위치가 이탈되어 상기 패키지 기판(10)과 상기 리드핀(13) 간의 접합 강도가 저하될 수 있는 문제점이 발생하였다.
그 다음 상기 패키지 기판(10)의 패드부(11)에 마운팅시킨 리드핀(13)을 리플로우(reflow) 시켜 상기 패키지 기판(10)에 접합시킨다.
이때, 상기 리드핀(13)은 이후 직접회로 칩을 접합하는 데에 사용하는 솔더보다 고용융점을 가지는 솔더를 사용하여 상기 패키지 기판(10)의 패드부(11)에 접합하게 된다.
그러나, 상기 패키지 기판(10)이 받는 열 충격을 최소로 하기 위해 땜납의 용융시간을 짧게 유지함으로써, 땜납시 발생되는 기포가 빠져나가기 위한 시간이 충분히 주어지지 않아 땜납 내에 기포가 형성될 수 있다.
이와 같이 형성된 기포는 상기 리드핀(13) 접합 단계에서 문제가 되지 않더라도 이후 상기 직접회로 칩을 마운팅하는 과정 중에 재차 가열되면서 상기 리드핀(13)의 불량을 발생시킬 수 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 제반 단점과 문제점을 해결하기 위한 것으로, 중앙부로 갈수록 직경이 커지며, 육각형의 수직단면 형상을 가지는 원반형 헤드 또는 원통형으로 구성되어, 상부 및 하부면에 다수개의 홈이 형성된 헤드 및 상기 헤드의 상부 앙부에 돌출된 접속핀을 포함하는 리드핀을 구비함으로써, 상기 리드핀과 패키지 기판의 전극 패드부 사이에 기포 형성을 감소시켜 접합강도를 높이는 패키지 기판용 리드핀을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 패키지 기판용 리드핀은 중앙부로 갈수록 직경이 커지며, 육각형의 수직단면 형상을 가지는 원반형 헤드; 및 상기 헤드의 상부 중앙부에 돌출된 접속핀; 을 포함하여 이루어진다.
또한, 상기 헤드의 상부면과 하부면의 직경보다 상기 중앙부의 직경이 더 크게 형성될 수 있다.
또한, 상기 헤드의 중앙부 직경은 상기 접속핀 보다 직경이 크게 형성될 수 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 패키지 기판용 리드핀은 원통형으로 구성되어, 상부 및 하부면에 다수개의 홈이 형성된 헤드; 및 상기 헤드 상부 중앙부에 돌출된 접속핀;을 포함하여 이루어진다.
또한, 상기 헤드에 형성된 홈은 반원으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 헤드에 형성된 홈은 상기 접속핀을 중심으로 대칭 형성될 수 있다.
또한, 상기 헤드에 형성된 상부 및 하부면의 홈은 X-Y 선상에 대칭을 이루어 형성될 수 있다.
또한, 상기 헤드 하부면에 형성된 홈은 X선을 중심으로 소정 간격 이격되어 외측이 개구되게 형성될 수 있다.
또한, 상기 헤드 하부면에 형성된 홈은 Y선을 중심으로 상호 접하도록 형성될 수 있다.
이상에서, 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 패키지 기판용 리드핀은 중앙부로 갈수록 직경이 커지며, 육각형의 수직단면 형상을 가지는 원반형 헤드 또는 원통형으로 구성되어, 상부 및 하부면에 다수개의 홈이 형성된 헤드 및 상기 헤드의 상부 앙부에 돌출된 접속핀을 포함하는 리드핀을 구비함으로써, 상기 리드핀과 패키지 기판의 전극 패드부 사이에 기포 형성을 감소시켜 접합강도를 높이는 효과가 있다.
따라서, 상기 리드핀이 기울어지거나, 이탈되는 것을 방지시켜 제품 불량이 줄어들어 상기 패키지 기판의 품질과 수율을 획기적으로 개선시키는 효과가 있다.
본 발명에 따른 패키지 기판용 리드핀에 대한 기술적 구성을 비롯한 작용효과에 관한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예가 도시된 도면을 참조하여 아래의 상세한 설명에 의해서 명확하게 이해될 것이다.
도 3 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 패키지 기판용 리드핀에 대하여 상세히 설명한다.
패키지 기판용
리드핀
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 패키지 기판용 리드핀 구조에 대한 사시도 이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 패키지 기판에 접합된 패키지 기판용 리드핀의 단면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하여 설명하면, 본 발명의 실시예에 따른 패키지 기판용 리드핀(100a)은 크게 접속핀(120)과 상기 접속핀(120) 보다 직경이 큰 헤드(110a)를 포함하여 이루어진다.
상기 헤드(110a)는 육각형의 수직 단면 형상을 가지고, 상부면과 하부면의 직경 및 상기 접속핀(120)의 직경보다 중앙부의 직경이 더 크게 형성되어 있다.
그리고 상기 접속핀(120)은 상기 헤드(110a)의 상부 중앙부에 돌출 형성되고, 상기 접속핀(120)의 높이는 회로부품에 따라 소정의 높이로 형성된다.
상기와 같이 형성된 상기 리드핀(100a)은 이후 일면에 일정 깊이로 함몰되고 상면에 솔더 페이스트(150)가 인쇄된 전극 패드부(140) 및 타면에는 회로부품을 탑재하는 배선 패턴(도면미도시)이 형성된 패키지 기판(130)에 마운팅 시킨다.
이때, 상기 전극 패드부(140)는 상기 패키지 기판(130)의 배선 패턴과 회로부품이 서로 전기적으로 서로 연결시키는 역할을 한다.
상기 전극 패드부(140)에 인쇄되는 솔더 페이스트(150)는 점성이 있는 갈색의 솔더볼과 레진 덩어리로 솔더 그 자체는 납, 아연, 은의 합금으로 이루어져 있다.
그 다음, 상기 패키지 기판(130)의 전극 패드부(140)에 인쇄된 솔더 페이스트(150)를 열처리를 통해 용융함시키는 리플로우 과정을 거침으로써 상기 패키지 기판(130)에 상기 리드핀(100a)이 접합 고정된다.
종래의 경우 상기 리플로우를 실시했을 때, 상기 솔더 페이스트(150)가 용융됨과 함께, 상기 솔더 페이스트(150)에 기포가 팽창되는 경우가 있었다.
그러나, 상기 리플로우시 팽창한 기포가 상기와 같이 형성된 리드핀(100a)의 상부 및 하부면의 경사를 따라 측방으로 빠져나가기 때문에 상기 기포에 의해 상기 리드핀(100a)이 기울어지거나, 이탈되는 경우가 방지된다.
다음으로, 상기 패키지 기판(130)과 상기 리드핀(100a)의 접합부분을 세척하거나 닦아내는 디플럭스 공정이 더 포함될 수 있다.(도면미도시)
그 이유는, 상기 패키지 기판(130) 표면이 직접 대기에 닿거나 산화되면, 대기 속의 수분과 반응하여 수소를 흡수하여 접합에 방해가 되는 경우가 발생하거나, 상기 패키지 기판(130)의 전극 패드부(140)에 도포된 솔더 페이스트(150)가 공기 중의 수분과 접하게 되면 백색을 띠면서, 상기 패키지 기판(130)의 전극 패드부(140)와 상기 리드핀(100a)의 접합 부위를 부식시킬 수 있기 때문이다.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 실시예에 따른 패키지 기판용 리드핀 구조에 대한 사시도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 패키지 기판에 접합된 패키지 기판용 리드핀의 단면도이다.
도 5a 내지 도 6을 참조하여 설명하면, 본 발명의 실시예에 따른 패키지 기판용 리드핀(100b)은 크게 접속핀(120)과 원통형으로 구성되어 상부 및 하부에 홈(113,115)이 형성된 헤드(110b)를 포함하여 이루어진다.
상기 헤드(110b)는 상부 및 하부에 반원형태로 홈(113,115)이 형성되어 있고, 상기 헤드(110b)에 형성된 홈(113,115)은 상기 접속핀(120)을 중심으로 대칭되어 있다.
이때, 상기 홈(113,115)은 상기 헤드(110b)의 상부 및 하부에 두개 이상 형성되고, 상기 상부 및 하부에 형성된홈(113,115)은 X-Y 선상에서 서로 대칭을 이루어 형성되는 것이 바람직하다.
그리고 상기 헤드(110) 하부면에 형성된 홈(115)은 X선을 중심으로 소정 간격 이격되어 외측에 개구되어 형성되어 있다
상기 리드핀(110b)은 앞서 설명한 도 4과 같은 구성의 패키지 기판(130)에 접합 됨으로써, 이하 설명에서 도 4에서 도시한 구성요소와 동일한 기능을 하는 것은 동일한 도면 부호를 사용하였으며, 이하 중복되는 설명은 생략한다.
상기와 같이 형성된 상기 리드핀(100b)은 패키지 기판(130)에 마운팅 및 리플로를 거쳐 접합 고정된다.
이때, 상기 리드핀의 홈이(113,115)이 수직으로 배열되어 있어 상기 리플로우시 용융된 솔더 페이스트(150)가 상기 홈을 타고 서서히 올라가 상기 솔더 페이스트(150) 균일하게 도포되어 접합 강도가 증대된다.
또한, 상기 리플로우시 팽창한 기포가 상부 및 하부의 홈(113,115)을 따라 측방으로 빠져나가기 때문에 상기 기포에 의해 상기 리드핀(100b)이 기울어지거나, 이탈되는 경우가 방지된다.
도 7a 내지 7d는 본 발명의 실시예에 따른 패키지 기판용 리드핀 구조에 대한 사시도 이고, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 패키지 기판에 접합된 패키지 기판용 리드핀의 단면도이다.
도 7a 내지 도 8을 참조하여 설명하면, 본 발명의 실시예에 따른 패키지 기판용 리드핀(100c)은 크게 접속핀(120)과 원통형으로 구성되어 상부 및 하부면에 홈(113,117)이 형성된 헤드(110c)를 포함하여 이루어진다.
상기 헤드(110c)는 상부 및 하부에 반원형태로 홈(113,117)이 형성되어 있고, 상기 헤드(110c)에 형성된 홈(113,117)은 상기 접속핀(120)을 중심으로 대칭되어 있다.
이때, 상기 홈(113,117)은 상기 헤드(110c)의 상부 및 하부에 두개 이상 형성되고, 상기 상부 및 하부면에 형성된 홈(113.117)은 X-Y 선상에서 서로 대칭을 이루어 형성되는 것이 바람직하다.
그리고 상기 헤드 하부면에 형성된 홈(113.117)은 Y선을 중심으로 상호 접하도록 형성되어 있다.
상기 리드핀(100c)은 앞서 설명한 도 5a 의 리드핀(100b)과 하부면의 홈(115)의 형태만 다르고, 앞서 설명한 도 4과 같은 구성의 패키지 기판(130)에 접합 됨으로써, 이하 설명에서 도 5a 및 도 4에서 도시한 구성요소와 동일한 기능을 하는 것은 동일한 도면 부호를 사용하였으며, 이하 중복되는 설명은 생략한다.
상기와 같이 형성된 상기 리드핀(100c)은 패키지 기판(130)에 마운팅 및 리플로우를 거쳐 접합 고정된다.
이때, 상기 리드핀(100c) 하부에 형성된 홈(117)이 상호 접하도록 형성되어 있어 상기 리플로우시 용융된 솔더 페이스트(150)가 헤드(110c)를 감싸는 도포면적이 커져 접합 강도가 증대된다.
또한, 상기 리플로우시 팽창한 기포가 상부 및 하부의 홈(113,117)을 따라 측방으로 빠져나가기 때문에 상기 기포에 의해 상기 리드핀(100c)이 기울어지거나, 이탈되는 경우가 방지된다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따른 패키지 기판용 리드핀(100a,100b,100c)은 상부 및 하부면의 직경이 중앙으로 갈수록 커지는 원반형 헤드(110a) 또는 상부 및 하부면에 다수개의 홈이 형성된 헤드(110b,110c) 및 상기 헤드(110a,110b,110c)의 상부 중앙부에 돌출된 접속핀(120)을 포함하는 리드핀(100a,100b,100c)을 구비함으 로써, 상기 리드핀(100a,100b,100c)과 패키지 기판(130)의 전극 패드부(140) 사이에 기포 형성을 감소시켜 접합강도를 높여 상기 패키지 기판(150)의 품질과 수율을 획기적으로 개선시키는 효과가 있는 패키지 기판용 리드핀(100a,100b,100c)을 제공한다.
이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 권리 범위는 개시된 실시예에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.
도 1 및 도 2는 일반적인 패키지 기판과 리드핀의 접합상태에 대한 공정도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 패키지 기판용 리드핀 구조에 대한 사시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 패키지 기판에 접합된 패키지 기판용 리드핀의 단면도.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 실시예에 따른 패키지 기판용 리드핀 구조에 대한 사시도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 패키지 기판에 접합된 패키지 기판용 리드핀의 단면도.
도 7a 내지 7d는 본 발명의 실시예에 따른 패키지 기판용 리드핀 구조에 대한 사시도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 패키지 기판에 접합된 패키지 기판용 리드핀의 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100a,100b,100c : 패키지 기판용 리드핀
110a,110b,110c : 헤드 113: 상부 홀
115.117 : 하부홀 120 : 접속핀
130 : 패키지 기판 140 : 전극 패드부
150 : 솔더 페이스트
Claims (9)
- 중앙부로 갈수록 직경이 커지며, 육각형의 수직단면 형상을 가지는 원반형 헤드; 및상기 헤드의 상부 중앙부에 돌출된 접속핀;을 포함하는 패키지 기판용 리드핀.
- 제 1항에 있어서,상기 헤드의 상부면과 하부면의 직경보다 상기 중앙부의 직경이 더 크게 형성된 패키지 기판용 리드핀.
- 제 2항에 있어서,상기 헤드의 중앙부 직경은 상기 접속핀 보다 직경이 크게 형성된 패키지 기판용 리드핀.
- 원통형으로 구성되어, 상부 및 하부면에 다수개의 홈이 형성된 헤드;및상기 헤드 상부 중앙부에 돌출된 접속핀;을 포함하는 패키지 기판용 리드핀.
- 제 4항에 있어서,상기 헤드에 형성된 홈은 반원으로 형성된 패키지 기판용 리드핀.
- 제 4항에 있어서,상기 헤드에 형성된 홈은 상기 접속핀을 중심으로 대칭 형성된 패키지 기판용 리드핀.
- 제 4항에 있어서,상기 헤드에 형성된 상부 및 하부면의 홈은 X-Y 선상에 대칭을 이루어 형성된 패키지 기판용 리드핀.
- 제 7항에 있어서,상기 헤드 하부면에 형성된 홈은 X선을 중심으로 소정 간격 이격되어 외측이 개구되게 형성된 패키지 기판용 리드핀.
- 7항에 있어서,상기 헤드 하부면에 형성된 홈은 Y선을 중심으로 상호 접하도록 형성된 패키지 기판용 리드핀.
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