KR100572393B1

KR100572393B1 - 비지에이 패키지용 인쇄회로기판_

Info

Publication number: KR100572393B1
Application number: KR1019980061498A
Authority: KR
Inventors: 유재봉; 오선주
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 1998-12-30
Filing date: 1998-12-30
Publication date: 2006-08-30
Also published as: KR20000044991A

Abstract

본 발명은 비지에이 패키지용 인쇄회로기판(PCB for BGA Package)에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 성형 금형에서 패키지 몸체를 형성할 때 인쇄회로기판의 몰드 게이트(Mold gate)의 양쪽으로 성형수지(Molding resin)가 넘쳐서 사이드 버어(Side burr)가 형성되는 것을 방지하고, 성형수지가 주입될 때의 압력에 의하여 인쇄회로기판이 휘는 것을 방지하는 인쇄회로기판에 관한 것이며, 이를 위하여 몰드 게이트의 양변을 따라 내열성의 금속 또는 수지를 이용하여 댐을 형성한 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 구조를 개시하고, 또한 각 슬릿 바를 각 변 길이의 약 ⅓의 범위 내에서 형성되는 다단 슬릿으로 형성한 인쇄회로기판의 구조를 개시하고, 이러한 구조를 통하여 몰드 게이트에서 성형수지가 벗어나는 것을 방지함으로써 사이드 버어가 생성되는 것을 방지할 수 있으며, 또한 다단 슬릿을 형성함에 따라 인쇄회로기판이 휘어지는 현상을 방지할 수 있다.

Description

비지에이 패키지용 인쇄회로기판 {Printed Circuit Board for Ball Grid Array Package}

본 발명은 비지에이 패키지용 인쇄회로기판(PCB for BGA Package ; Printed Circuit Board for Ball Grid Array Package ; 이하 '인쇄회로기판'이라 한다)에 관한 것이며, 더욱 구체적으로는 성형 금형 패키지 몸체를 형성할 때 인쇄회로기판의 몰드 게이트(Mold gate)의 양쪽으로 성형수지(Molding resin)가 넘쳐서 사이드 버어(Side burr)가 형성되는 것을 방지하고, 성형수지가 주입될 때의 압력에 의하여 인쇄회로기판이 휘는 것을 방지하는 인쇄회로기판에 관한 것이다.

기존의 패키지는 리드프레임을 적용하며, 그 리드프레임의 다이패드의 상부면에 반도체 칩을 접착하고, 반도체 칩의 본딩패드와 리드프레임의 내부리드들을 본딩 와이어로 전기적으로 연결한 후 이러한 반제품을 성형수지로 성형하여 패키지 몸체를 형성하는 것을 특징으로 한다.

그러나, 비지에이 패키지(BGA Package ; Ball Grid Array Package)는 전도성 패턴(Conductive pattern)이 형성된 인쇄회로기판을 적용하여 반도체 칩과 전기적으로 연결한 후 이러한 반제품을 성형수지로 성형한 후 솔더 볼(Solder ball)을 형성한 것을 특징으로 한다.

비지에이 패키지는 랜드패턴(Land pattern) 등과 같은 풋프린트(Foot print) 영역이 적기 때문에 고집적 실장이 가능하고 외부단자와 연결되는 솔더 볼을 사용함으로써, 기존의 리드가 휘거나 비틀림 등으로 인한 수율 손실이 줄어들 수 있으며, 기존의 조립 장치들을 활용할 수 있으므로 추가적 장치가 요구되지 않는 등의 장점이 있다.

도 1a는 종래의 스트립(Strip) 형태의 인쇄회로기판(100)을 도시한 평면도이며, 도 1b는 도 1a의 배면도이다. 도 1a 및 도 1b를 참고로 하여 종래의 인쇄회로기판(100)의 구조를 설명하면 다음과 같다.

종래의 인쇄회로기판(100)은 반도체 칩(도시되지 않음)이 실장되는 칩 실장부(12)와 전도성 패턴들(14)이 형성된 상면(10)과, 격자 형태로 형성되며 전도성 패턴들이 각각 연결된 볼 패드들(22)이 형성된 하면(20)과, 상면(10)의 일 지점에 금속이 도금되어 형성되는 몰드 게이트(30) 및 칩 실장부(12)와 볼 패드들(22)을 둘러싸는 사변을 따라 상/하면(10/20)이 관통되어 형성되는 네 개의 슬릿 바들(40)을 포함한다.

위와 같은 구조의 인쇄회로기판을 이용하여 비지에이 패키지를 조립하는 과정은 다음과 같다. 칩 실장부에 반도체 칩을 실장한 후 반도체 칩의 본딩패드와 그에 대응하는 전도성 패턴이 본딩 와이어로 연결된다. 그 후 성형 공정으로 진행되어 반도체 칩과 본딩 와이어들을 외부로부터 보호하기 위한 패키지 몸체가 성형수지에 의해 상면에 형성된 후, 하면의 볼 패드들 위로 솔더 볼들이 형성되고, 개개의 소자로 분리되어 비지에이 패키지가 완성된다.

도 2는 위에서 설명된 패키지 몸체가 성형되는 모습을 도시한 단면도이며, 도 3은 성형 장치에서 성형된 후의 인쇄회로기판을 도시한 평면도이다. 도 2 및 도 3을 참고로 하여 이를 설명한다.

성형 금형(50)은 상부금형(52)과 하부금형(54)으로 구분되며, 하부금형(54) 위로 인쇄회로기판(100)이 놓여진 후 캐버티(56)가 형성된 상부금형(52)에 정렬되고, 러너 게이트(58)를 통하여 성형수지(60)가 캐버티(56) 안으로 주입되어(도 2의 A 방향) 패키지 몸체(62)를 형성한다. 패키지 몸체(62)는 인쇄회로기판(100)의 상면(10) 위에 실장된 반도체 칩(70)과 반도체 칩(70)의 본딩패드들(72)과 연결된 본딩 와이어들(80)을 외부환경으로부터 보호할 수 있다.

성형 금형(50)과 인쇄회로기판(100) 사이에는 약 ±0.4㎜의 공차가 발생될 수 있으며, 이러한 공차에 의해 성형수지(60)가 러너 게이트(58)에 맞물리는 몰드 게이트(30)를 벗어나 슬릿 바(40)로 흘러드는 등 소위 '사이드 버어(90 ; Side burr)'가 형성될 수 있다.

사이드 버어는 몰드 게이트의 옆면을 타고 흘러내린 성형수지가 굳어지면서 형성된 것으로, 성형 공정 후의 후속 공정으로 인쇄회로기판을 이송할 때 로딩의 문제를 일으키거나 또는 수평상의 정렬에 어려움을 가져올 수 있다.

또한 도면에 도시되지 않았으나, 성형수지가 몰드 게이트를 통해 캐버티 안으로 주입되는 압력으로 인해 인쇄회로기판에 압력이 가해질 수 있다. 이러한 압력은 인쇄회로기판의 사변을 따라 형성된 슬릿 바의 관통길이가 거의 각 변의 길이에 근접할 정도로 형성되어 있음에 따라 인쇄회로기판이 휘는 등의 불리한 점을 가져올 수 있다.

본 발명의 목적은 사이드 버어의 생성을 방지하는 비지에이 패키지용 인쇄회로기판을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 성형수지가 주입되는 압력으로 인해 상/하면을 관통하는 슬릿 바를 통해 비지에이 패키지용 인쇄회로기판이 휘는 것을 방지하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 반도체 칩이 실장되는 칩 실장부와 반도체 칩의 본딩패드에 대응되는 전도성 패턴들이 형성된 상면과; 칩 실장부를 제외한 가장자리 부분을 따라 격자 형태로 형성되며 전도성 패턴들이 각각 연결된 볼 패드들이 형성된 하면과; 성형수지가 주입되는 경로를 따라 상면의 일 지점에 금속이 도금되어 형성되는 몰드 게이트; 및 칩 실장부와 볼 패드들을 둘러싸는 사변을 따라 상/하면이 관통되어 형성되는 네 개의 슬릿 바들;을 포함하는 비지에이 패키지용 인쇄회로기판에 있어서, 몰드 게이트의 양쪽을 따라 댐이 형성됨으로써 성형수지가 몰드 게이트를 벗어나는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 비지에이 패키지용 인쇄회로기판을 제공한다.

또한 또 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 비지에이 패키지용 인쇄회로기판에 있어서, 각 슬릿 바는 적어도 한 개 이상의 다단 슬릿으로 형성되며, 상/하면이 관통된 길이는 각 변의 길이에 대하여 약 ⅓의 범위를 벗어나지 않는 것을 특징으로 하는 비지에이 패키지용 인쇄회로기판을 제공한다.

이하 첨부도면을 참고로 하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 설명한다.

도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판(200)을 도시한 평면도이며, 도 4b는 배면도이다. 도 4a 및 도 4b를 참고로 하여 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판(200)의 구조를 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판(200)은 종래와 마찬가지로 반도체 칩이 실장되는 칩 실장부(112)와 전도성 패턴들(114)이 형성된 상면(110)과, 격자 형태로 형성되며 전도성 패턴들이 각각 연결된 볼 패드들(122)이 형성된 하면(120)과, 상면(110)의 일 지점에 금(Au)과 같은 금속이 도금되어 형성되는 몰드 게이트(130) 및 칩 실장부(112)와 볼 패드들(122)을 둘러싸는 사변을 따라 상/하면(110/120)이 관통되어 형성되는 네 개의 슬릿 바들(140)을 포함한다.

이에 더하여, 몰드 게이트(130)의 양변을 따라 댐(132)이 형성된 것을 특징으로 한다. 댐은 고온의 성형수지가 양옆으로 흐르는 것을 방지하기 위한 것이므로 내열성을 갖는 금속 또는 수지로 형성되는 것이 바람직하다. 또한 인쇄회로기판과 성형 금형 사이의 공차를 벗어나지 않는 범위 내에서 형성되어야 하며, 약 0.2㎜의 높이로 형성되는 것이 바람직하다.

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 다른 실시예들에 따른 인쇄회로기판(300)을 도시한 평면도이며, 도 5a 및 도 5b를 참고로 하여 본 발명에 따른 실시예들을 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 인쇄회로기판은 반도체 칩이 실장되는 칩 실장부(212)와 전도성 패턴들(214)이 형성된 상면(210)과, 격자 형태로 형성되며 전도성 패턴들이 각각 연결된 볼 패드들이 형성된 하면 및 상면(210)의 일 지점에 금(Au)과 같은 금속이 도금되어 형성되는 몰드 게이트(230)를 포함한다. 또한, 이에 더하여 칩 실장부(212)와 볼 패드들을 둘러싸는 사변을 따라 상/하면이 관통되어 형성되는 네 개의 슬릿 바들을 포함한다. 이때, 각 슬릿 바는 성형수지가 주입되는 압력으로 인해 인쇄회로기판(300)이 휘어지는 것을 방지하기 위하여 각 변의 길이에 대하여 약 ⅓의 길이를 벗어나지 않는 범위 내에서 형성되며 적어도 한 개 이상으로 구성되는 다단 슬릿(242, 242')으로 형성되는 것이 바람직하다. 각 슬릿 바를 다단 슬릿(242, 242')으로 형성하는 것은 성형수지의 압력을 분산시킴으로써 인쇄회로기판(300)의 휘어짐을 방지하기 위한 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 비지에이 패키지용 인쇄회로기판은 몰드 게이트의 양변에 댐을 형성한 구조 및 각 슬릿 바를 적어도 한 개 이상의 다단 슬릿으로 형성한 것을 구조적 특징으로 하며, 이러한 특징에 따라 종래의 인쇄회로기판을 사용할 때 발생하는 사이드 버어의 생성 또는 인쇄회로기판의 휘어짐 등을 방지할 수 있다.

본 발명에 따른 비지에이 패키지용 인쇄회로기판은 몰드 게이트의 양변에 댐을 형성한 구조 및 각 슬릿 바를 적어도 한 개 이상의 다단 슬릿으로 형성한 것을 구조적 특징으로 하며, 이러한 특징에 따라 종래의 인쇄회로기판을 사용하여 비지에이 패키지의 패키지 몸체를 성형할 때 몰드 게이트의 양변을 따라 발생하는 사이드 버어의 생성을 방지할 수 있고 또한 주입되는 성형수지의 압력으로 인해 인쇄회로기판이 휘어지는 것을 방지할 수 있으며, 이러한 구조를 통하여 비지에이 패키지의 성형 공정에서 발생하는 문제점을 제거함으로써 성형 공정의 수율을 향상할 수 있다.

도 1a는 종래의 비지에이 패키지용 인쇄회로기판을 도시한 평면도,

도 1b는 도 1a의 배면도,

도 2는 비지에이 패키지의 몸체가 성형되는 공정을 도시한 단면도,

도 3은 종래의 몰드 게이트에 형성된 사이드 버어를 상세히 도시한 평면도,

도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 비지에이 패키지용 인쇄회로기판을 도시한 평면도,

도 4b는 도 4a의 배면도,

도 5a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 비지에이 패키지용 인쇄회로기판을 도시한 평면도,

도 5b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 비지에이 패키지용 인쇄회로기판을 도시한 평면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 설명>

10, 110, 210 : 상면 12, 112, 212 : 칩 실장부

14, 114, 214 : 전도성 패턴 20, 120 : 하면

22, 122 : 볼 패드 30, 130, 230 : 몰드 게이트

40, 140 : 슬릿 바 50 : 성형 금형

52, 54 : 상, 하부금형 56 : 캐버티

58 : 러너 게이트 60 : 성형수지

62 : 패키지 몸체 70 : 반도체 칩

72 : 본딩패드 80 : 본딩 와이어

90 : 사이드 버어

100, 200, 300 : 비지에이 패키지용 인쇄회로기판

132 : 댐(Dam) 242, 242' : 다단 슬릿

A : 성형수지의 주입방향

Claims

반도체 칩이 실장되는 칩 실장부와 상기 반도체 칩의 본딩패드에 대응되는 전도성 패턴들이 형성된 상면;

상기 칩 실장부를 제외한 가장자리 부분을 따라 격자 형태로 형성되며 상기 전도성 패턴들이 각각 연결된 볼 패드들이 형성된 하면;

성형수지가 주입되는 경로를 따라 상기 상면의 일 지점에 금속이 도금되어 형성되는 몰드 게이트; 및

상기 성형수지로 봉지되는 영역 외측에 형성되고, 상기 칩 실장부와 상기 볼 패드들을 둘러싸는 사변을 따라 상/하면이 관통되어 형성되는 네 개의 슬릿 바들;

을 포함하는 비지에이 패키지용 인쇄회로기판에 있어서,

상기 몰드 게이트의 양쪽 가장자리를 따라 댐이 형성됨으로써 상기 성형수지가 상기 몰드 게이트를 벗어나는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 비지에이 패키지용 인쇄회로기판.
반도체 칩이 실장되는 칩 실장부와 상기 반도체 칩의 본딩패드에 대응되는 전도성 패턴들이 형성된 상면;

상기 칩 실장부를 제외한 가장자리 부분을 따라 격자 형태로 형성되며 상기 전도성 패턴들이 각각 연결된 볼 패드들이 형성된 하면;

성형수지가 주입되는 경로를 따라 상기 상면의 일 지점에 금속이 도금되어 형성되는 몰드 게이트; 및

상기 성형수지로 봉지되는 영역 외측에 형성되고, 상기 칩 실장부와 상기 볼 패드들을 둘러싸는 사변을 따라 상/하면이 관통되어 형성되는 네 개의 슬릿 바들;

을 포함하는 비지에이 패키지용 인쇄회로기판에 있어서,

상기 각 슬릿 바는 적어도 한 개 이상의 다단 슬릿으로 형성되며, 상기 상/하면이 관통된 길이는 각 변의 길이에 대하여 약 ⅓의 범위를 벗어나지 않는 것을 특징으로 하는 비지에이 패키지용 인쇄회로기판.
반도체 칩이 실장되는 칩 실장부와 상기 반도체 칩의 본딩패드에 대응되는 전도성 패턴들이 형성된 상면;

상기 칩 실장부를 제외한 가장자리 부분을 따라 격자 형태로 형성되며 상기 전도성 패턴들이 각각 연결된 볼 패드들이 형성된 하면;

성형수지가 주입되는 경로를 따라 상기 상면의 일 지점에 금속이 도금되어 형성되는 몰드 게이트; 및

상기 성형수지로 봉지되는 영역 외측에 형성되고, 상기 칩 실장부와 상기 볼 패드들을 둘러싸는 사변을 따라 상/하면이 관통되어 형성되는 네 개의 슬릿 바들;

을 포함하는 비지에이 패키지용 인쇄회로기판에 있어서,

상기 각 슬릿 바는 적어도 한 개 이상의 다단 슬릿으로 형성되며, 상기 몰드 게이트의 양쪽 가장자리를 따라 형성된 댐이 형성된 것을 특징으로 하는 비지에이 패키지용 인쇄회로기판.