KR20200014315A - 강력한 메자닌 bga 커넥터 - Google Patents

강력한 메자닌 bga 커넥터 Download PDF

Info

Publication number
KR20200014315A
KR20200014315A KR1020197036222A KR20197036222A KR20200014315A KR 20200014315 A KR20200014315 A KR 20200014315A KR 1020197036222 A KR1020197036222 A KR 1020197036222A KR 20197036222 A KR20197036222 A KR 20197036222A KR 20200014315 A KR20200014315 A KR 20200014315A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
connector
modulus
ball
young
alloy
Prior art date
Application number
KR1020197036222A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102500490B1 (ko
Inventor
거 왕
Original Assignee
노스롭 그루먼 시스템즈 코포레이션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 노스롭 그루먼 시스템즈 코포레이션 filed Critical 노스롭 그루먼 시스템즈 코포레이션
Publication of KR20200014315A publication Critical patent/KR20200014315A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102500490B1 publication Critical patent/KR102500490B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/10—Bump connectors ; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/12—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
    • H01L24/14—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of a plurality of bump connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R12/00—Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, specially adapted for printed circuits, e.g. printed circuit boards [PCB], flat or ribbon cables, or like generally planar structures, e.g. terminal strips, terminal blocks; Coupling devices specially adapted for printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures; Terminals specially adapted for contact with, or insertion into, printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures
    • H01R12/50—Fixed connections
    • H01R12/51—Fixed connections for rigid printed circuits or like structures
    • H01R12/52—Fixed connections for rigid printed circuits or like structures connecting to other rigid printed circuits or like structures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R12/00—Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, specially adapted for printed circuits, e.g. printed circuit boards [PCB], flat or ribbon cables, or like generally planar structures, e.g. terminal strips, terminal blocks; Coupling devices specially adapted for printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures; Terminals specially adapted for contact with, or insertion into, printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures
    • H01R12/70—Coupling devices
    • H01R12/71—Coupling devices for rigid printing circuits or like structures
    • H01R12/712—Coupling devices for rigid printing circuits or like structures co-operating with the surface of the printed circuit or with a coupling device exclusively provided on the surface of the printed circuit
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/02—Contact members
    • H01R13/22—Contacts for co-operating by abutting
    • H01R13/24—Contacts for co-operating by abutting resilient; resiliently-mounted
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/02—Arrangements of circuit components or wiring on supporting structure
    • H05K7/10—Plug-in assemblages of components, e.g. IC sockets
    • H05K7/1053—Plug-in assemblages of components, e.g. IC sockets having interior leads
    • H05K7/1061—Plug-in assemblages of components, e.g. IC sockets having interior leads co-operating by abutting

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)

Abstract

외부 하우징, 외부 하우징 내에 장착되고 제1 측과 제2 측을 갖는 인서트 및 인서트 내에 제공된 복수의 전기 컨택을 포함하는 볼 그리드 어레이(ball grid array(BGA)) 커넥터. BGA 커넥터는 또한 인서트의 제1 측에서 전기 컨택에 전기적으로 결합된 복수의 커넥터 볼을 포함하고, 커넥터 볼의 일부는 저 영률을 갖고, 커넥터 볼의 일부는 높은 영률을 가져, 고 영률을 갖는 커넥터 볼이 저 영률을 갖는 커넥터 볼보다 더 많은 개별 부하를 견딘다. 일 실시예에서, 고 영률을 갖는 커넥터 볼은 BGA의 외주 주위에 위치된다. 또한, 고 영률의 커넥터 볼은 저 영률 커넥터 볼보다 더 큰 솔더 패드에 솔더링된다.

Description

강력한 메자닌 BGA 커넥터
본 발명은 일반적으로 전자 장치용 다중 핀 커넥터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 메자닌(mezzanine) 회로 카드와 인쇄 배선 보드(PWB) 어셈블리 사이에 전기적 연결을 제공하는 메자닌 볼 그리드 어레이(BGA) 커넥터에 관한 것이며, BGA 커넥터는 하나 이상의 고(high) 영률(Young's modulus) 볼을 포함한다.
플립칩 소자, 인쇄 회로 보드(PCB), 고전력 ASIC(application specific integrated circuit) 등과 같은 고체 상태 전자 장치가 종종 전기 시스템에 채용된다. 또한, 이러한 전기 시스템은 때때로 플러그인 회로 카드라 하는, 시스템 업그레이드를 제공하고, 불량 모델을 교체하는 등을 하기 위하여 시스템에 제거 가능하게 결합되는 교체 가능한 전자 회로를 포함할 수 있다. 이러한 플러그인 회로 카드의 하나의 구체적인 예는 통상적으로 표준 플러그인 카드보다 더 작고 종종 강력한 산업 용도를 위하여 설계되는 메자닌 카드로 알려져 있다.
이러한 플러그인 카드는 통상적으로 카드가 전기 시스템에서 연결 및 분리(때로는 접속(mate)/접속 해제(demate) 작업이라고 함) 될 수 있도록 하는 일부 유형의 커넥터를 포함한다. 커넥터는 회로 및 회로로의 리드(lead) 사이에 전기적 연결을 제공하는 수백 또는 심지어 수천 개의 전도성 솔더 볼 또는 전기 전도성 컬럼을 아마도 갖는 미세 피치 볼 그리드 어레이(BGA) 또는 컬럼 그리드 어레이(CGA)를 채용할 수 있고, 또한, 카드를 위한 장착 구조를 제공 할 수 있다. BGA의 솔더 볼은 커넥터를 통해 연장하여 외부 리드에 결합되는 커넥터 핀에 솔더링된다. 마찬가지로, 솔더 볼은 회로 내로 연장하는 적합한 핀에, 아마도 여러 층을 통해, 솔더링된다.
한 유형의 플러그인 카드는 당해 업계에서 LRU(line replacement unit)로 알려져 있으며, 이는 신속하게 교체되도록 설계된 항공기, 선박 또는 우주선과 일반적으로 관련된 모듈식 컴포넌트이다. LRU의 무게와 크기를 줄이되 용량을 늘리기 위하여, 다중 핀 메자닌 BGA 커넥터와 LRU 사이의 연결은 영역 어레이 솔더 조인트를 통해 이루어진다. 이 솔더 부착은 흔히 볼 수 있는 경제적인 표면 실장 기술과 양립하는 커넥터 설치를 용이하게 하기 위한 관통홀 솔더 연결과 및 회로 라우팅을 위한 증가된 PCB(Printed Circuit Board) 공간을 사용하지 않고 고밀도 상호 연결을 제공한다.
연결 핀들 사이의 접속/접속 해제 작업은 핀에 스프링 작용을 생성한다. 각각의 솔더 볼과 연결 핀 사이의 BGA 솔더 조인트는 매우 크기가 작으며, 통상적으로 직경이 대략 0.060 인치이다. 한편, 커넥터에 가해지는 접속/접속 해제 힘은 많은 개수의 커넥터 핀과, 스프링 장착(spring-loaded) 컨택을 형성하거나 차단하는 동안의 이들의 마찰력을 고려할 때 상대적으로 높다. 종종, 접속 해제 힘은 커넥터 당 30 파운드만큼 높을 수 있다. 그 결과, 커넥터 상의 접속 해제 힘은 솔더 볼 아래의 BGA솔더 패드가 유리 섬유 직물 및 폴리머 수지로 이루어질 수 있는 인쇄 배선 보드(PWB)로부터 분리되게 한다. 또한, "비아-인-패드(via-in-pad)" 설계의 구리 배럴(barrel)은 여러 번의 접속/접속 해제 작업 후에 크랙이 발생할 수 있다. PWB 내의 손상된 솔더 패드 및 구리 배럴은 동작 오류 및 시스템 고장을 야기할 수 있다. 따라서, 필요한 것은 접속/접속 해제 작업에 대하여 더욱 강력한 BGA 커넥터 구조이다.
커넥터 접속 해제 힘의 결과로서 BGA 솔더 조인트에 과부하를 주는 문제를 바로 잡기 위한 하나의 제안된 접근 방식은 커넥터 본체와 PWB 사이에 접착제를 부가하는 것이다. 이 해결 방안은 접착제의 도포가 접착제의 위치, 양 및 범위가 커넥터들 사이에서 달라질 수동 작업이기 때문에 본질적으로 작업자 종속적이다. 작업자 경험 및 접착제 롯트(lot)에서의 큰 변동성을 보상하기 위하여, 접착제 조인트의 과설계(over-design)가 최악의 경우의 접착제 조인트와 접착제 경화 스케줄을 처리하는데 필요할 수 있다. 또한, 접착제와 솔더 조인트 사이의 열 팽창 계수(coefficient of thermal expansion(CTE)) 불일치는 온도 사이클 동안 솔더 조인트 내의 열적 응력(stress)을 생성한다. 솔더 합금은 열 팽창 및 수축이 좋지 않은 조인트 구조에서 낮은 사이클의 피로 파괴에 취약하다.
도 1은 하나 이상의 고 영률 볼을 각각 갖는 결합된 메자닌 BGA 커넥터를 포함하는 회로 어셈블리의 프로파일 도면이다;
도 2는 회로 어셈블리로부터 분리된 BGA 커넥터 중 하나의 프로파일 도면이다; 그리고,
도 3은 도 2에 도시된 BGA 커넥터의 배면도이다.
하나 이상의 고 영률의 커넥터 볼을 포함하는 메자닌 BGA 커넥터에 관한 본 발명의 실시예에 대한 다음의 논의는 본질적으로 단지 예시적일 뿐이며, 본 발명이나, 이의 적용례 또는 용도를 한정하려고는 전혀 의도되지 않는다. 예를 들어, 언급된 바와 같이, 본 명세서에서 논의된 커넥터는 메자닌 BGA 커넥터로 지칭된다. 그러나, 솔더 조인트 무결성을 증가시키기 위해 고 영률의 커넥터 볼을 이용하는 것은 다른 종류의 커넥터에도 적용 가능할 수 있다.
접속 해제 작업 동안의 BGA 커넥터 솔더 조인트 불량에 관하여 위에서 논의된 문제점에 대한 하나의 기술적 도전 과제는 솔더 조인트 변위를 제한하고, 이에 따라, BGA 커넥터에 접착제를 추가하지 않고 전기적으로 기능하는 솔더 패드 모두로부터 멀리 접속 해제 부하를 이동시키는 것이다. 본 발명은, 커넥터 볼의 CTE에 가깝게 일치하는 CTE를 갖지만 고 영률을 갖는 "가교 구조(bridging construct)"를 제공하는 것을 포함하여 모든 BGA 솔더 조인트의 탄성 변위가 가교 구조에 의해 제한되게 하는 해결 방안을 제안한다. 그 결과, 접속 해제 작업 동안의 커넥터 볼 및 솔더 패드에 대한 파괴력은 커넥터에 제공된 지저분하고 잠재적으로 해로운 접착제를 이용하지 않고 상당히 감소된다. BGA 커넥터에서의 볼이 본 명세서에서는 커넥터 볼 대신에 커넥터 볼로 지칭되며, 이는 고 영률을 갖는 이러한 볼은 통상적으로 조립 공장 동안 용융되지 않기 때문이다.
전술한 해결 방안은 BGA 커넥터에서 BGA 커넥터 볼을 구성하기 위한 2개의 상이한 금속 합금을 이용하는 것을 포함한다. BGA 내의 커넥터 볼의 대부분은 IPC J-STD-006에서 정의된 바와 같은 유연(lead) 합금 공융 솔더인 SN63PB3 솔더 합금과 같은 전통적인 저 영률의 접을 수 있는 합금으로 이루어진다. BGA에서의 다른 BGA 커넥터 볼, 예를 들어, BGA 커넥터의 외주에 있는 것은, 고 영률을 가지며 SN63PB3 솔더 합금과 양호한 CTE 일치를 갖는 재료로 이루어진다. 적용 동안, SN63PB3 솔더 합금 볼은 PWB 상의 솔더 패드에 연결된다. 또한, 외주 솔더 패드 상의 응력이 감소되도록, 외주 상의 솔더 패드가 다른 솔더 패드보다 약간 더 큰 것을 제외하고는, 외주의 고 영률 커넥터 볼은 솔더 패드에 솔더링된다. 솔더 패드가 커넥터의 주변에 있기 때문에, 약간 더 큰 패드는 PWB 라우팅에 대하여 문제가 아니다.
도 1은 위에서 논의된 바와 같은 본 발명의 커넥터의 하나의 비한정적인 예시를 제공하는 회로 어셈블리(10)의 프로파일 도면이다. 회로 어셈블리(10)는 메자닌 회로 카드(12) 상의 전기 회로 또는 모듈(18)을 인쇄 배선 보드(PWB) 어셈블리(14) 상의 전기 회로 또는 모듈(20)에 전기적으로 결합하도록 메자닌 BGA 커넥터 어셈블리(16)에 의해 PWB 어셈블리(14)에 전기적으로 결합된 메자닌 회로 카드(12)를 포함한다. 커넥터 어셈블리(16)는 외부 하우징(28)을 갖는 수형(male) 핀 메자닌 BGA 커넥터(24)와 외부 하우징(30)을 갖는 암형(female) 소켓 메자닌 BGA 커넥터(26)를 포함한다. 도 2는 프로파일 도면이고, 도 3은 회로 어셈블리(10)로부터 분리된 BGA 커넥터(24)의 배면도이다. BGA 커넥터(24)는 카드(12) 내의 솔더 패드(40)와 하우징(28) 내의 솔더 패드(42)에 솔더링된 다수의 커넥터 볼(34)을 갖는 BGA(32)를 포함한다. 유사하게, BGA 커넥터(26)는 PWB 어셈블리(14) 내의 솔더 패드(44)와 하우징(30) 내의 솔더 패드(46)에 솔더링된 다수의 커넥터 볼(38)을 갖는 BGA(36)를 포함한다. 분리된 핀(48)은 각각의 솔더 패드(42)에 전기적으로 결합되고 하우징(28)으로부터 연장한다. BGA 커넥터(24)는 적합한 폴리머 재료, 예를 들어, 액정 폴리머로 이루어진 플라스틱 커넥터 인서트 또는 본체(52)를 포함한다. 커넥터 본체(52)는 핀(48)을 수용하는 복수의 캐비티(도시되지 않음)를 포함한다. 유사하게, BGA 커넥터(26)는 스프링 장착(spring-loaded) 소켓(50)이 장착되는 적합한 캐비티를 갖는 유사한 인서트 또는 본체를 포함한다. 핀(48)은 BGA 커넥터(26)의 하우징(30) 내로 연장하여, 그 내에서 소켓(50)과 전기적으로 접촉한다. 따라서, 다양한 회로 또는 모듈(20) 사이의 전기적 연결이 커넥터 어셈블리(16)를 통해 다양한 회로 또는 모듈(20)에 대하여 이루어진다.
위에서 논의된 바와 같이, 커넥터 어셈블리(16)는, 카드(12)가 고장 목적, 업그레이드 목적 등을 위하여 다른 카드로 대체될 수 있도록, 카드(12)가 PWB 어셈블리(14)로부터 연결 해제될 수 있게 한다. 카드(12)가 PWB 어셈블리(14)로부터 접속 해제될 때, 사용자는 통상적으로 카드(12)를 붙잡고 BGA 커넥터(24) 내의 핀(48)이 BGA 커넥터(26) 내의 소켓(50)으로부터 결합 해제되도록 위로 향하여 들어올릴(pry) 것이다. 이러한 들어올리는 작업은 솔더 패드(40, 42)와 커넥터 볼(34) 사이의 솔더 조인트와 솔더 패드(44, 46)와 커넥터 볼(38) 사이의 솔더 조인트에 응력을 형성한다.
위에서 논의된 바와 같이, 이러한 솔더 조인트에서 BGA 커넥터(24, 26)의 고장 가능성을 줄이기 위하여, 그리고 이에 따라 접속/접속 해제 작업의 횟수를 증가시키기 위하여, 커넥터 볼(34, 38)의 일부는 전통적인 저 영률 커넥터 볼보다 더 높은 응력을 처리할 수 있는 고 영률 커넥터 볼로서 제조된다. 이 비한정적인 예에서, BGA(32)는 더 높은 접속 해제 응력이 발생할 수 있는 어레이(32)의 외주에서의 2개의 대향하는 로우(row)에 제공되고 음영 처리된 것으로 도시된 고 영률 커넥터 볼(56)을 포함한다. 유사하게, BGA(36)는 더 높은 접속 해제 응력이 발생할 수 있는 BGA(36)의 외주에서의 2개의 대향하는 로우에 역시 제공된 고 영률 커넥터 볼(58)을 포함한다. 커넥터(24, 26)의 외주에 제공된 2개의 로우의 커넥터 볼(56, 58)은 이 비한정적인 예에서, 고 영률 커넥터 볼이지만, 다른 설계에서, 하나 걸러 하나씩의 커넥터 볼과 같이 더 적은 개수의 커넥터 볼(34, 38)이 고 영률 커넥터 볼일 수 있거나, 또는 커넥터(24 또는 26)의 외주에서의 또는 모든 커넥터 볼이 고 영률 커넥터 볼일 수 있다.
또한, 위에서 언급된 바와 같이, 고 영률 커넥터 볼(56 또는 58)에 결합된 카드(12) 내의 솔더 패드(60), 커넥터(24) 내의 솔더 패드(62), PWB 어셈블리(14) 내의 솔더 패드(64) 및 커넥터(26) 내의 솔더 패드(66)는 솔더 패드(40, 42, 44, 46)보다 더 큰 크기를 가질 수 있다.
커넥터(24, 26)의 접속 해제 작업 동안, 커넥터(24, 26)의 외주 상의 BGA 커넥터 볼(56, 58)이 접속 해제 부하를 지탱하며, 이는 이들이 더 높은 탄성을 가지기 때문이다. 다른 말로 하면, BGA(32, 36)에서의 선택 위치에 고탄성 영률 커넥터 볼(56, 58)을 제공함으로써, BGA(32, 36) 내의 다른 커넥터 볼(34, 38)이 접속/접속 해제 응력으로부터 보호되도록 이러한 커넥터 볼(56, 58)이 접속 및 접속 해제 작업의 부하의 대부분을 수용할 것이다. 따라서, 이러한 보호된 커넥터 볼(32, 36)은 솔더 패드(40, 42, 44, 46)에 대하여 덜 강력한 솔더 연결을 가질 수 있고, 카드(12) 및 PWB 어셈블리(14) 상의 공간(real estate)의 더 나은 사용을 여전히 가능하게 할 수 있다. 또한, 이러한 위치에서의 더 큰 솔더 패드(60, 62, 64, 66)는 패드 응력을 효율적이고 실질적으로 감소시킨다. 이와 같이, BGA 커넥터(24, 26)는 알려진 BGA 커넥터와 비교하여 접속/접속 해제 작업을 몇 배 더 견딜 것이다. 고 영률 커넥터 볼(56)을 커넥터(24)의 외주에 놓음으로써, 부하의 균형이 커넥터(24)에 걸쳐 더 잘 분포된다.
다른 실시예에서, 커넥터의 외주 상의 모든 커넥터 볼 또는 대부분의 커넥터 볼을 고 영률 커넥터 볼로 교체하는 대신에, 커넥터 볼의 나머지에 더 작은 탄성 변형(strain)을 여전히 보장하면서, BGA 커넥터 볼 중 단지 선택된 것만이 고 영률 커넥터 볼로 대체된다. 예를 들어, 길고 가느다란 커넥터에 대하여, 커넥터의 멀리 떨어진 단부에 있는 외부 로우(row)만이 고 영률 커넥터 볼로 대체될 필요가 있을 수 있다. 극단적인 경우에, 통상적으로 커넥터에서의 4개의 볼인 코너 커넥터 볼만이 교체될 수 있고, 다른 모든 볼은 SN63PB37 커넥터 볼로서 유지될 수 있다.
커넥터 볼(56, 58)을 위한 고 영률 금속은 영률 값이 충분히 높고 이의 CTE가 SN63PB37 솔더 합금의 CTE와 가깝게 일치하도록 선택된다. 일 실시예에서, 커넥터 볼(56, 58)을 위한 고 영률 금속은 망간 또는 망간 합금이다. SN63PB37 솔더 합금은 6 Msi의 영률과 23 ppm/c의 CTE를 갖고, 망간은 23 Msi의 영률과 22 ppm/c의 CTE를 가지며, 따라서 망간 재료와 SN63PB37 재료의 CTE 사이에 거의 완벽한 일치를 제공하며, 망간의 영률은 SN63PB37 솔더의 영률의 거의 4배이다. 이와 같이, 높은 영률 커넥터 볼(56, 58)는 커넥터 접속 해제 작업 동안 SN63PB37 커넥터 볼보다 실질적으로 더 많은 부하를 지탱하고, 이는 커넥터 볼에 대한 부하를 효율적으로 감소시킨다.
구리와 구리 합금, 은과 은 합금 및 알루미늄과 알루미늄 합금을 포함하는, 대체로 덜 충분하지만 여전히 효율적인 다른 금속이 고 영률 커넥터 볼에 대하여 사용될 수 있다. 알루미늄 볼에 대하여, 커넥터와 PWB 솔더 패드에 솔더링될 수 있기 전에, 양호한 솔더링 능력을 갖는 금속 코팅이 금속 볼에 인가되어야만 한다.
대안적인 실시예에서, 모든 외주 패드(60, 62, 64, 66)는 접지 패드일 수 있고, 함께 전기적으로 연결되어 접지 링을 효과적으로 만들 수 있다. 연결된 패드는 패드 영역을 실질적으로 증가시켜 커넥터 접속 해제 동안 패드 응력을 감소시킬 것이다. 또한, 이러한 접지 패드 디자인은 커넥터에 의해 반송되는 전기 신호의 강력한 EMI 차폐를 만든다.
핀 컨택 또는 소켓 컨택을 갖는 커넥터는 PWB에 대하여 리플로우되어 솔더링된다. BGA 연결은 이후에 폴리머 접착제 또는 캡슐화 화합물로 언더필될 수 있다. 언더필된 BGA 연결은 솔더 조인트의 더 나은 피로 수명 성능을 가질 수 있을 뿐만 아니라, 어셈블리 내에 존재할 수 있는 전도성 잔해(debris) 또는 환경으로부터의 전도성 잔해에 의해 발생되는 전기적 단락에 대한 내성을 가질 수 있다.
전술한 논의는 본 발명의 단지 예시적인 실시예들을 개시하고 설명한다. 당해 업계에서의 통상의 기술자는 이러한 논의로부터 그리고 첨부된 도면과 청구범위로부터 다양한 변경, 수정 및 변동이 이어지는 청구범위에서 정의된 본 발명의 사상과 범위로부터 벗어나지 않으면서 이루어질 수 있다는 것을 쉽게 인식할 것이다.

Claims (20)

  1. 볼 그리드 어레이(ball grid array(BGA)) 커넥터에 있어서,
    외부 하우징;
    상기 외부 하우징 내에 장착되고 제1 측과 제2 측을 포함하는 인서트;
    상기 인서트 내에 제공된 복수의 전기 컨택; 및
    상기 인서트의 제1 측에서 상기 전기 컨택에 솔더링된 복수의 커넥터 볼
    을 포함하고,
    상기 커넥터 볼의 일부는 제1 영률을 갖고, 상기 커넥터 볼의 일부는 제2 영률을 가지며, 상기 제1 영률 커넥터 볼이 낮은 영률을 갖는 커넥터 볼보다 더 많은 개별 부하를 견디도록 상기 제1 영률은 상기 제2 영률보다 더 큰, BGA 커넥터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 전기 컨택은 핀이고, 상기 BGA 커넥터는 수형(male) 핀 커넥터인, BGA 커넥터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 전기 컨택은 스프링 장착(spring-loaded) 소켓이고, 상기 BGA 커넥터는 암형(female) 소켓 커넥터인, BGA 커넥터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 영률 커넥터 볼은 유연(lead) 합금 또는 무연(non-lead) 합금 커넥터 볼이고, 상기 제1 영률 커넥터 볼은 마그네슘 또는 마그네슘 합금 커넥터 볼인, BGA 커넥터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 영률 커넥터 볼은 유연 합금 또는 무연 합금 커넥터 볼이고, 상기 제1 영률 커넥터 볼은 구리 또는 구리 합금이나, 은 또는 은 합금이나, 알루미늄 또는 알루미늄 합금 커넥터 볼인, BGA 커넥터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 영률 커넥터 볼은 상기 인서트의 외주 주위로만 제공되는, BGA 커넥터.
    BGA 커넥터.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 외주 커넥터 볼의 일부만이 상기 제1 영률 커넥터 볼인, BGA 커넥터.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 인서트는 복수의 커넥터 패드를 포함하고, 각각의 솔더 패드는 상기 커넥터 볼 중 하나에 솔더링되고, 상기 복수의 컨택의 각각은 상기 솔더 패드 중 하나에 전기적으로 결합되고, 상기 제1 영률 커넥터 볼에 솔더링된 솔더 패드는 상기 제2 영률 커넥터 볼에 솔더링된 솔더 패드보다 더 큰, BGA 커넥터.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 커넥터 볼은 상기 하우징의 반대편에 있는 전기 회로에 솔더링되는, BGA 커넥터.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 회로 어셈블리는 메자닌(mezzanine) 회로 카드 또는 인쇄 배선 보드 어셈블리인, BGA 커넥터.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 BGA 커넥터는 메자닌 커넥터인, BGA 커넥터.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 외주 패드는 접지 링인, BGA 커넥터.
  13. 볼 그리드 어레이(ball grid array(BGA)) 커넥터에 있어서,
    인서트 내에 제공된 복수의 전기 컨택;
    상기 인서트의 제1 측에서 상기 전기 컨택에 솔더링된 복수의 커넥터 볼을 포함하는 BGA; 및
    복수의 솔더 패드
    를 포함하고,
    상기 커넥터 볼의 일부는 제1 영률을 갖고, 상기 커넥터 볼의 일부는 제2 영률을 가지며, 상기 제1 영률 커넥터 볼이 상기 제2 영률 커넥터 볼보다 더 많은 개별 부하를 견디도록 상기 제1 영률은 상기 제2 영률보다 더 크고,
    각각의 솔더 패드는 상기 커넥터 볼 중 하나에 솔더링되고, 상기 복수의 컨택의 각각은 상기 솔더 패드 중 하나에 전기적으로 결합되고, 상기 제1 영률 커넥터 볼에 솔더링된 솔더 패드는 상기 제2 영률 커넥터 볼에 솔더링된 솔더 패드보다 더 큰, BGA 커넥터.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 복수의 전기 컨택은 핀이고, 상기 BGA 커넥터는 수형(male) 핀 커넥터인, BGA 커넥터.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 복수의 전기 컨택은 스프링 장착(spring-loaded) 소켓이고, 상기 BGA 커넥터는 암형(female) 소켓 커넥터인, BGA 커넥터.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 제2 영률 커넥터 볼은 유연(lead) 합금 또는 무연(non-lead) 합금 커넥터 볼이고, 상기 제1 영률 커넥터 볼은 마그네슘 또는 마그네슘 합금 커넥터 볼인, BGA 커넥터.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 제2 영률 커넥터 볼은 유연 합금 또는 무연 합금 커넥터 볼이고, 상기 제1 영률 커넥터 볼은 구리 또는 구리 합금이나, 은 또는 은 합금이나, 알루미늄 또는 알루미늄 합금 커넥터 볼인, BGA 커넥터.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 제1 영률 커넥터 볼은 상기 인서트의 외주 주위로만 제공되는, BGA 커넥터.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 외주 커넥터 볼의 일부만이 상기 제1 영률 커넥터 볼인, BGA 커넥터.
  20. 볼 그리드 어레이(ball grid array(BGA)) 커넥터에 있어서,
    외부 하우징;
    상기 외부 하우징 내에 장착되고 제1 측과 제2 측을 포함하는 인서트;
    상기 인서트 내에 제공된 복수의 전기 컨택; 및
    상기 인서트의 제1 측에서 상기 전기 컨택에 솔더링된 복수의 커넥터 볼을 포함하는 BGA; 및
    복수의 솔더 패드
    를 포함하고,
    상기 커넥터 볼의 일부는 마그네슘 또는 마그네슘 합금 커넥터 볼이고, 상기 커넥터 볼의 일부는 유연(lead) 합금 또는 무연(non-lead) 합금 커넥터 볼이어서, 상기 마그네슘 또는 마그네슘 합금 커넥터 볼이 상기 유연 합금 또는 무연 합금 커넥터 볼보다 더 많은 개별 부하를 견디고, 상기 마그네슘 또는 마그네슘 합금 커넥터 볼은 상기 인서트의 외주 주위로 위치 설정되고,
    각각의 솔더 패드는 상기 커넥터 볼 중 하나에 솔더링되고, 상기 복수의 컨택의 각각은 상기 솔더 패드 중 하나에 전기적으로 결합되고, 상기 마그네슘 또는 마그네슘 합금 커넥터 볼에 솔더링된 솔더 패드는 상기 유연 합금 또는 무연 합금 커넥터 볼에 솔더링된 솔더 패드보다 더 큰, BGA 커넥터.
KR1020197036222A 2017-06-13 2018-03-12 강력한 메자닌 bga 커넥터 KR102500490B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/621,726 2017-06-13
US15/621,726 US9947634B1 (en) 2017-06-13 2017-06-13 Robust mezzanine BGA connector
PCT/US2018/021974 WO2018231300A1 (en) 2017-06-13 2018-03-12 Robust mezzanine bga connector

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200014315A true KR20200014315A (ko) 2020-02-10
KR102500490B1 KR102500490B1 (ko) 2023-02-16

Family

ID=61837843

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020197036222A KR102500490B1 (ko) 2017-06-13 2018-03-12 강력한 메자닌 bga 커넥터

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9947634B1 (ko)
EP (1) EP3639327A1 (ko)
KR (1) KR102500490B1 (ko)
WO (1) WO2018231300A1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10879638B2 (en) * 2017-11-13 2020-12-29 Te Connectivity Corporation Socket connector for an electronic package
US20230253748A1 (en) * 2022-02-08 2023-08-10 e-con Systems India Private Limited Method for Securing the Electrical Contacts in a Connector System

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030027439A1 (en) * 2001-07-31 2003-02-06 Johnescu Douglas Michael Modular mezzanine connector
US20110006433A1 (en) * 2008-03-17 2011-01-13 Yoshifumi Kanetaka Electronic device and manufacturing method therefor
KR20160059738A (ko) * 2014-11-19 2016-05-27 삼성전자주식회사 프리패키지 및 이를 사용한 반도체 패키지의 제조 방법

Family Cites Families (50)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5476211A (en) * 1993-11-16 1995-12-19 Form Factor, Inc. Method of manufacturing electrical contacts, using a sacrificial member
US5810607A (en) * 1995-09-13 1998-09-22 International Business Machines Corporation Interconnector with contact pads having enhanced durability
US6835898B2 (en) * 1993-11-16 2004-12-28 Formfactor, Inc. Electrical contact structures formed by configuring a flexible wire to have a springable shape and overcoating the wire with at least one layer of a resilient conductive material, methods of mounting the contact structures to electronic components, and applications for employing the contact structures
US5477933A (en) * 1994-10-24 1995-12-26 At&T Corp. Electronic device interconnection techniques
US5593322A (en) 1995-01-17 1997-01-14 Dell Usa, L.P. Leadless high density connector
US5572405A (en) * 1995-06-07 1996-11-05 International Business Machines Corporation (Ibm) Thermally enhanced ball grid array package
US5810609A (en) * 1995-08-28 1998-09-22 Tessera, Inc. Socket for engaging bump leads on a microelectronic device and methods therefor
JP3116130B2 (ja) * 1995-12-19 2000-12-11 住友金属工業株式会社 Ｂｇａ接続構造の形成方法
JP3420435B2 (ja) * 1996-07-09 2003-06-23 松下電器産業株式会社 基板の製造方法、半導体装置及び半導体装置の製造方法
US6337445B1 (en) * 1998-03-16 2002-01-08 Texas Instruments Incorporated Composite connection structure and method of manufacturing
KR100352865B1 (ko) * 1998-04-07 2002-09-16 신꼬오덴기 고교 가부시키가이샤 반도체 장치 및 그 제조방법
US6050832A (en) * 1998-08-07 2000-04-18 Fujitsu Limited Chip and board stress relief interposer
TW392975U (en) 1998-09-29 2000-06-01 Hon Hai Prec Ind Co Ltd Electrical connector
US6319829B1 (en) * 1999-08-18 2001-11-20 International Business Machines Corporation Enhanced interconnection to ceramic substrates
US6354844B1 (en) * 1999-12-13 2002-03-12 International Business Machines Corporation Land grid array alignment and engagement design
US6537831B1 (en) * 2000-07-31 2003-03-25 Eaglestone Partners I, Llc Method for selecting components for a matched set using a multi wafer interposer
US6577004B1 (en) * 2000-08-31 2003-06-10 Micron Technology, Inc. Solder ball landpad design to improve laminate performance
JP2003051568A (ja) * 2001-08-08 2003-02-21 Nec Corp 半導体装置
US6830463B2 (en) * 2002-01-29 2004-12-14 Fci Americas Technology, Inc. Ball grid array connection device
JP2004206914A (ja) * 2002-12-24 2004-07-22 Hitachi Ltd ランドグリッドアレイ方式のコネクタおよび接続構造体
TW588446B (en) * 2003-03-21 2004-05-21 Advanced Semiconductor Eng Multi-chips stacked package
US7196907B2 (en) * 2004-02-09 2007-03-27 Wen-Chun Zheng Elasto-plastic sockets for Land or Ball Grid Array packages and subsystem assembly
US7033911B2 (en) * 2004-03-31 2006-04-25 Intel Corporation Adhesive of folded package
US7183140B2 (en) * 2004-11-08 2007-02-27 Intel Corporation Injection molded metal bonding tray for integrated circuit device fabrication
US7495330B2 (en) * 2005-06-30 2009-02-24 Intel Corporation Substrate connector for integrated circuit devices
US7170159B1 (en) * 2005-07-07 2007-01-30 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Low CTE substrates for use with low-k flip-chip package devices
JP5116268B2 (ja) * 2005-08-31 2013-01-09 キヤノン株式会社 積層型半導体装置およびその製造方法
US7361972B2 (en) * 2006-03-20 2008-04-22 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Chip packaging structure for improving reliability
US20070278671A1 (en) * 2006-06-02 2007-12-06 Powertech Technology Inc. Ball grind array package structure
US7378733B1 (en) * 2006-08-29 2008-05-27 Xilinx, Inc. Composite flip-chip package with encased components and method of fabricating same
US7675186B2 (en) * 2006-09-01 2010-03-09 Powertech Technology Inc. IC package with a protective encapsulant and a stiffening encapsulant
JP4957792B2 (ja) * 2007-03-29 2012-06-20 富士通株式会社 コネクタ、電子装置、及び、電子装置の製造方法
US8659172B2 (en) * 2008-12-31 2014-02-25 Stats Chippac, Ltd. Semiconductor device and method of confining conductive bump material with solder mask patch
US8034661B2 (en) * 2009-11-25 2011-10-11 Stats Chippac, Ltd. Semiconductor device and method of forming compliant stress relief buffer around large array WLCSP
JP5447175B2 (ja) * 2010-05-17 2014-03-19 富士通セミコンダクター株式会社 半導体装置
US8492197B2 (en) * 2010-08-17 2013-07-23 Stats Chippac, Ltd. Semiconductor device and method of forming vertically offset conductive pillars over first substrate aligned to vertically offset BOT interconnect sites formed over second substrate
US8435834B2 (en) * 2010-09-13 2013-05-07 Stats Chippac, Ltd. Semiconductor device and method of forming bond-on-lead interconnection for mounting semiconductor die in FO-WLCSP
JP2012109437A (ja) * 2010-11-18 2012-06-07 Elpida Memory Inc 半導体装置及びその製造方法
US8637992B2 (en) * 2011-11-30 2014-01-28 Invensas Corporation Flip chip package for DRAM with two underfill materials
US9502360B2 (en) * 2012-01-11 2016-11-22 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Stress compensation layer for 3D packaging
US8759961B2 (en) * 2012-07-16 2014-06-24 International Business Machines Corporation Underfill material dispensing for stacked semiconductor chips
US20140091461A1 (en) * 2012-09-30 2014-04-03 Yuci Shen Die cap for use with flip chip package
US8809181B2 (en) * 2012-11-07 2014-08-19 Intel Corporation Multi-solder techniques and configurations for integrated circuit package assembly
US8941248B2 (en) * 2013-03-13 2015-01-27 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Semiconductor device package and method
US8883563B1 (en) * 2013-07-15 2014-11-11 Invensas Corporation Fabrication of microelectronic assemblies having stack terminals coupled by connectors extending through encapsulation
US9056763B2 (en) * 2013-09-27 2015-06-16 Intel Corporation Stress buffer layer for integrated microelectromechanical systems (MEMS)
US9646917B2 (en) * 2014-05-29 2017-05-09 Invensas Corporation Low CTE component with wire bond interconnects
US9263378B1 (en) * 2014-08-04 2016-02-16 International Business Machines Corporation Ball grid array and land grid array assemblies fabricated using temporary resist
DE102015100771B4 (de) * 2015-01-20 2022-05-05 Infineon Technologies Ag Chipträgerlaminat mit Hochfrequenzdielektrikum und thermomechanischem Dämpfer
US9646946B2 (en) * 2015-10-07 2017-05-09 Invensas Corporation Fan-out wafer-level packaging using metal foil lamination

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030027439A1 (en) * 2001-07-31 2003-02-06 Johnescu Douglas Michael Modular mezzanine connector
US20110006433A1 (en) * 2008-03-17 2011-01-13 Yoshifumi Kanetaka Electronic device and manufacturing method therefor
KR20160059738A (ko) * 2014-11-19 2016-05-27 삼성전자주식회사 프리패키지 및 이를 사용한 반도체 패키지의 제조 방법

Also Published As

Publication number Publication date
US9947634B1 (en) 2018-04-17
WO2018231300A1 (en) 2018-12-20
KR102500490B1 (ko) 2023-02-16
EP3639327A1 (en) 2020-04-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6892451B2 (en) Method of making an interposer sub-assembly in a printed wiring board
US5928001A (en) Surface mountable flexible interconnect
US6458623B1 (en) Conductive adhesive interconnection with insulating polymer carrier
EP1146596B1 (en) Method of mounting an electrical connector to a substrate
US8531821B2 (en) System for securing a semiconductor device to a printed circuit board
US7825512B2 (en) Electronic package with compliant electrically-conductive ball interconnect
US20070117262A1 (en) Low Profile Stacking System and Method
US20060281230A1 (en) Technique for manufacturing an overmolded electronic assembly
US8033835B2 (en) Interconnect assembly having a separable mating interface
US20090113698A1 (en) Apparatus for electrically coupling a semiconductor package to a printed circuit board
KR100470240B1 (ko) 집적회로의패키지방법
KR102500490B1 (ko) 강력한 메자닌 bga 커넥터
US6469530B1 (en) Method and apparatus for testing of ball grid array circuitry
EP0838100B1 (en) Separable electrical connector assembly having a planar array of conductive protrusions
EP1283562A1 (en) Modular electrical connector
US20130313007A1 (en) Grid Arrays with Enhanced Fatigue Life
US10750615B2 (en) Method and apparatus for strain relieving surface mount attached connectors
JP6599556B2 (ja) セラミックノーリード表面実装電子デバイス用の応力抑制インターポーザ
EP1209764A1 (en) Strain relief for BGA connector
EP1109265B1 (en) Electrical connector housing
US20170068055A1 (en) Optical module connector and printed board assembly
EP2542036A1 (en) Machine placeable circuit board interposer
CN113826451A (zh) 具有电触点和更高熔化温度的焊点的印刷电路板
US11171103B2 (en) Solder ball dimension management
US20020063318A1 (en) Ball grid array (BGA) mounting device

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant