KR100248412B1

KR100248412B1 - 핀 배열 변환 소켓

Info

Publication number: KR100248412B1
Application number: KR1019970055642A
Authority: KR
Inventors: 이명호; 나지하; 전병윤; 박권철; 전용일
Original assignee: 이계철; 한국전기통신공사; 정선종; 한국전자통신연구원
Priority date: 1997-10-28
Filing date: 1997-10-28
Publication date: 2000-03-15
Also published as: KR19990034144A

Abstract

본 발명은 성능이 검증된 PGA(Pin Grid Array)형의 ASIC을 BGA(Ball Grid Array) 형 ASIC으로 개량했을 때 새로 개발된 BGA형 ASIC의 시험 문제가 대두 된다. 따라서, 본 발명은 기 제작된 PGA형 ASIC 성능 검증 도구를 사용 시험하기 위하여 다층 인쇄회로기판(PCB)을 사용하여 BGA형 핀 배열을 PGA형 핀 배열로 재구성 하기 위한 핀 배열 변환 소켓을 제공한다. 그 핀 배열 변환 소켓은, 부품면에 BGA 칩의 볼 핀 패드와 보조 블라인드 비아(Via)가 실장되고, 납땜면에 PGA 칩의 볼 핀 패드와 보조 블라인드 비아가 실장되며, 그 BGA 칩의 볼 핀 배열과 PGA칩의 볼 핀 배열을 상기 보조 블라인드 비아들을 통해 연결하는 다층 인쇄회로기판(PCB)과, 그 납땜면의 볼 핀 패드에 PGA 볼 핀이 리플로우(reflow) 공법으로 납땜되고, 에폭시 수지로 고정되는 PGA 핀을 구비한다.

Description

핀 배열 변환 소켓

본 발명은 BGA(Ball Grid Array) 핀 배열을 PGA(Pin Grid Array) 핀 배열로 변환하기 위한 핀 배열 변환 소켓에 관한 것이다.

현재 ASIC(Application Specific Integrated Circuit; 특정 용도용 집적회로)의 실장 구조는 PGA에서 BGA로 바뀌고 있다. 따라서, 성능이 검증된 PGA형의 ASIC을 BGA 형 ASIC으로 개량했을 때 새로 개발된 BGA형 ASIC의 성능을 검증하기 위해 전용의 시험 장치가 개발 되어야 되며 많은 시간과 경비가 소요된다.

이러한 종래 기술의 문제점들을 설명하면 다음과 같다.

첫째로, 이미 PGA형태로 개발 완료된 ASIC을 BGA 형태로 개량하는 경우 새로이 개발된 BGA형 ASIC은 성능이 검증되기 위해 전용의 시험 장치가 개발 되어야 한다. 이 과정에 많은 시간과 경비가 소요 된다.

둘째로, 이미 PGA형태로 개발 완료된 ASIC을 BGA 형태로 개량하는 경우 기존의 PGA 개발 시 사용하던 시험 장치를 사용 할 수 없다.

세째로, 이미 PGA형태로 개발 완료된 ASIC을 BGA 형태로 개량하는 경우 시험 목적으로 새로이 PCB(인쇄회로기판)를 제작 해야 한다. 이 과정에 많은 시간과 경비가 소요 된다.

네째로, BGA 칩은 핀간 피치(Pitch)가 좁아 시험이 용이 하지 않다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해 기 제작된 PGA형 ASIC 성능 검증 도구를 사용하여 시험하기 위해 다층 인쇄회로기판을 사용 BGA형 핀 배열을 PGA형 핀 배열로 재구성하는 핀 배열 변환 소켓을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1 은 일반적인 BGA(Ball Grid Array) 칩의 볼 핀 배열도,

도 2 는 PCB의 부품면에 실장되는 BGA의 볼 핀 패드와 보조 블라인드 비아 제작도,

도 3 은 PCB의 납땜면에 실장되는 PGA(Pin Grid Array) 핀의 핀 패드와 보조 블라인드 비아 제작도,

도 4 는 본 발명에서 리플로우(reflow) 공법을 이용한 PGA 핀의 납땜 상태도,

도 5 는 도 4 에서의 납땜 후 PGA 핀을 에폭시 수지로 고정한 상태도,

도 6 은 본 발명의 BGA 핀 배열을 PGA 핀 배열로 변환 하기 위한 소켓의 측면도,

도 7은 도 6의 배면도,

도 8은 본 발명의 핀 배열 변환 소켓 완성도.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

30 : PGA 핀

40 : 다층 인쇄회로기판(PCB)

41 : BGA칩이 실장되는 소켓의 부품면

50 : 에폭시 수지

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 핀 배열 변환 소켓은, 이미 PGA형태로 개발 완료된 ASIC을 BGA형태로 개량하는 경우 BGA형 ASIC을 시험하기 위한 장치에 있어서, 부품면에 BGA 칩의 볼 핀 패드와 보조 블라인드 비아(Via)가 실장되고, 납땜면에 PGA 칩의 볼 핀 패드와 보조 블라인드 비아가 실장되며, 상기 BGA 칩의 볼 핀 배열과 PGA칩의 볼 핀 배열을 상기 보조 블라인드 비아들을 통해 연결하는 다층 인쇄회로기판(PCB)과, 상기 납땜면의 볼 핀 패드에 PGA볼 핀이 리플로우(reflow) 공법으로 납땜되고, 에폭시 수지로 고정되는 PGA 핀을 구비하여, BGA 칩 볼 핀 배열을 PGA칩 핀 배열로 변환하는 것을 특징으로 한다.

또한, PGA 핀 끝단의 모양은 여러가지 모양으로 사용할 수 있고, 특히 원형, 육각, 4각, 삼각, 얇은 형태중 어느 하나를 사용할 수 있다. 그리고, PGA 핀의 피치 격자 배열은 여러가지 형태로 할 수 있고, 피치 격자 배열은 네모 혹은 세모중 어느 하나의 형태로도 가능하다. 아울러, PGA 핀은 기판과 기판의 접속 및 계측기와의 연결이 가능하도록 핀의 피치가 조정되어 납땜될 수가 있다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1 은 일반적인 BGA(일 예로서, LSI LOGIC사의 479-lead E-PBGA(Enhanced Plastic Ball Grid Array 사용했으나, 타사의 유사제품에도 적용할 수 있음)칩의 1.27mm 피치 볼 핀(Pitch Ball Pin) 배열을 나타낸 것이며, 이러한 BGA 칩이 PCB에 실장 되기 위해서는 도 2 의 아래와 같이 PCB에 블라인드 비아(Blind Via; 10)를 뚫어야 하며, 이 블라인드 비아(10)를 통해서 PCB 내층과 배선을 한다. 일반적으로, 최종 처리된 보조 블라인드 비아(10)의 직경 크기는 0.2mm, 0.25mm, 0.3mm중 하나이며, 이 중 한 개로 통일하여 제작한다. 도 2 는 본 발명의 소켓의 PCB 부품면(도면부호, '41')에 실장되는 BGA의 볼 핀 패드(20)와 보조 블라인드 비아(10)제작도 이다. 도 3 은 본 발명의 소켓의 PCB 납땜면에 실장되는 PGA 핀의 볼 핀 패드(21)와 보조 블라인드 비아(11) 제작도 이다. 여기서, 본 발명에 따라 완성된 소켓의 납땜면 볼 핀 패드(21)에 표면 실장 PGA 핀(30, 제4 도 참조)이 실장된다. 표면 실장 PGA 핀(30)은 구현하려는 PGA의 핀 그리드와 일치하는 필름 상에 실장되어 있는 제품을 사용하며, 핀 수와 핀 그리드의 구조는 사용자가 선정한다.

상기 PGA 핀(30)은, Surface Mount Type-525 핀 끝단(0.46mm 쪽)의 모양은 원형,육각, 4각, 삼각, 얇은 형태 어느 것을 사용 하더라도 가능하다. 또한, PGA 핀(30)의 피치 격자 배열의 형태는 네모 혹은 세모 어느 것도 가능하고, 그 핀(30)은 기판과 기판의 접속 및 계측기와의 연결이 가능하도록 핀의 피치가 조정되어 제작될 수 있다. 그리고, 상기와 같은 PGA 핀은 본 발명에서는 Advanced Interconnection 사의 Surface Mount Type-525 핀을 일 예로 들었지만, 다른 유사한 핀을 사용하더라도 적용할 수가 있다.

이러한 PGA 핀(30)들을 도 3 의 볼 핀 패드(21)에 정확히 위치 시킨 후 도 4 와 같이 리플로우(Reflow) 공법으로 PGA 핀(30)들을 납땜한다. 납땜이 끝난 후 도 5 와 같이 에폭시 수지(50) 0.5 ∼1.0mm 두께로 상기 PGA핀(30)들을 견고하게 고착 시킨다. 그 완성된 측면이 도 6 이다. 도 7 은 BGA를 PGA로 핀 배열 변환 소켓의 배면도 이다. 도 8 은 BGA 핀 배열을 PGA 배열로 변환하기 위한 본 발명의 핀 배열 변환 소켓의 완성도이며, BGA 칩(60) 대신 BGA 소켓이 실장 될 수 있다. 단, FR-4 다층 기판(PCB)(40) 내부는 BGA의 볼 핀과 PGA 볼 핀의 연결은 상술한 블라인드 비아(10, 11)를 사용한다.

이상과 같은 본 발명은 다음과 같은 효과들을 갖는다.

첫째로, 이미 PGA형태로 개발 완료된 ASIC을 BGA 형태로 개량하는 경우 기존의 PGA 개발 시 사용하던 시험 장치를 그대로 사용 할 수 있다. 즉, 시간과 경비가 절약 된다.

둘째로, 이미 PGA형태로 개발 완료된 ASIC을 BGA 형태로 개량하는 경우 시험 목적으로 새로이 PCB를 제작하지 않을 수 있다. 이 과정에 많은 시간과 경비가 절약 된다.

세째로, 이미 PGA형태로 개발 완료된 ASIC을 BGA 형태로 개량하는 경우 BGA 칩에서 PGA 칩으로 변환되어(핀간 피치가 커져) 시험이 용이 하다.

네째로, 본 발명에 따른 소켓의 핀 피치를 조정하여 보드와 보드간 접속(Board to Board interconnection) 및 계측기 연결을 가능하게 한다.

다섯째로, 블라인드 비아 기술을 사용하기 때문에 BGA의 볼 핀과 PGA 핀이 실장되는 PCB에서 부품면과 납땜면의 핀이 중첩되더라도 본 발명의 소켓은 제작이 가능하다

Claims

이미 핀 그리드 어레이(PGA)형태로 개발 완료된 ASIC(특정 용도용 집적회로)을 볼 그리드 어레이(BGA)형태로 개량하는 경우 BGA형 ASIC을 시험하기 위한 장치에 있어서,

부품면에 BGA 칩의 볼 핀 패드와 보조 블라인드 비아가 실장되고, 납땜면에 PGA 칩의 볼 핀 패드와 보조 블라인드 비아(Via)가 실장되며, 상기 BGA 칩의 볼 핀 배열과 PGA칩의 볼 핀 배열을 상기 보조 블라인드 비아들을 통해 연결하는 다층 인쇄회로기판(PCB)과;

상기 납땜면의 볼 핀 패드에 PGA 볼 핀이 리플로우(reflow) 공법으로 납땜되고, 에폭시 수지로 고정되는 PGA 핀을 구비하여, BGA 칩 볼 핀 배열을 PGA칩 핀 배열로 변환하는 것을 특징으로 하는 핀 배열 변환 소켓.
제 1 항에 있어서,

상기 PGA 핀 끝단의 모양은 여러가지 모양인 것을 특징으로 하는 핀 배열 변환 소켓.
제 2 항에 있어서,

상기 PGA핀 끝단의 모양은 원형, 육각, 4각, 삼각, 얇은 형태중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 핀 배열 변환 소켓.
제 1 항에 있어서,

상기 PGA 핀의 피치 격자 배열은 여러가지 형태인 것을 특징으로 하는 핀 배열 변환 소켓.
제 4 항에 있어서,

상기 PGA핀의 피치 격자 배열은 네모 혹은 세모중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 핀 배열 변환 소켓.
제 1 항에 있어서,

상기 PGA 핀은 기판과 기판의 접속 및 계측기와의 연결이 가능하도록 핀의 피치가 조정되어 납땜된 것을 특징으로 하는 핀 배열 변환 소켓.
제 1 항에 있어서,

상기 보조 블라인드는 BGA의 볼 핀과 PGA 핀이 실장되는 PCB에서 부품면과 납땜면의 핀이 중첩되더라도 사용 가능한 것을 특징으로 하는 핀 배열 변환 소켓.