KR200497050Y1 - 부품 캐리어 구조체의 변형을 억제하기 위한 온도 처리 중의 부품 캐리어 구조체의 핸들링 - Google Patents

부품 캐리어 구조체의 변형을 억제하기 위한 온도 처리 중의 부품 캐리어 구조체의 핸들링 Download PDF

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Abstract

온도 처리 중 부품 캐리어(104)의 복수의 프리폼으로 구성되는 부품 캐리어 구조체(102)를 핸들링하기 위한 핸들링 디바이스(100)에 있어서, 핸들링 디바이스(100)는 부품 캐리어 구조체(102)를 그 사이에 수용하도록 구성되는 제1 지그(108) 및 제2 지그(110), 제1 지그(108) 및 제2 지그(110) 중 하나의 일부를 형성하는 자석(112)의 어레이, 및 제1 지그(108) 및 제2 지그(110) 중 다른 하나의 일부를 형성하는 플레이트(114)를 포함하며, 자석(112)은 그 사이에서 부품 캐리어 구조체(102)의 변형을 억제하기 위해 플레이트(114)와 함께 유인력(attractive force)을 생성하도록 구성된다.

Description

부품 캐리어 구조체의 변형을 억제하기 위한 온도 처리 중의 부품 캐리어 구조체의 핸들링{Handling a component carrier structure during temperature treatment to suppress deformation of the component carrier structure}
본 고안은 온도 처리 중 부품 캐리어 구조체를 핸들링하기 위한 핸들링 디바이스 및 방법, 배열체, 및 리플로우 오븐에 관한 것이다.
하나 이상의 전자 부품이 장착된 부품 캐리어의 제품 기능을 향상시키고, 인쇄 회로 기판과 같은 부품 캐리어에 연결될 증가하는 부품의 수 뿐만 아니라 이러한 부품의 소형화 증가와 관련해서, 점점 더 강력한 어레이와 같은 부품 또는 여러 부품을 갖는 패키지가 사용되며, 이러한 부품 사이에는 훨씬 더 작은 간격으로 다수의 접점 또는 연결점이 있다. 특히, 부품 캐리어는 가혹한 조건에서도 작동할 수 있도록 기계적으로 견고하고 전기적으로 신뢰할 수 있어야 한다.
특히, 부품 캐리어의 변형, 굽힘 또는 뒤틀림(warpage)은 신뢰성 및 성능 측면에서 문제이다. 이것은 특히 리플로우 솔더링 동안, 특히 패널 수준에서 수행될 때 특히 중요하다.
뒤틀림이 적게 제조될 수 있는 부품 캐리어에 대한 필요성이 있을 수 있다.
본 고안의 예시적 실시예에 따르면, 온도 처리 중(특히 리플로우 오븐에서) 부품 캐리어의 복수의(특히 여전히 일체형으로 연결된) 프리폼(preform)으로 구성되는 부품 캐리어 구조체를 핸들링하기 위한 핸들링 디바이스가 제공되며, 여기서 핸들링 디바이스는 부품 캐리어 구조체를 그 사이에 수용하도록 구성되는 제1 지그 및 제2 지그, 제1 지그 및 제2 지그 중 하나의 부분을 형성하는 자석의 어레이, 및 제1 지그 및 제2 지그 중 다른 하나의 부분을 형성하는 플레이트(특히 금속 플레이트, 예를 들어 연속적인 또는 실질적으로 연속적인 금속 플레이트, 또는 다른 매우 기계적으로 안정화된(및 바람직하게는 열-재지향) 재료 또는 바디)를 포함하며, 여기서 자석은 그 사이의 부품 캐리어 구조체의 변형을 억제하기 위해 플레이트와 함께(예를 들어 플레이트가 금속성 재료로 이루어질 때 플레이트 자체와 함께, 또는 플레이트가 비-자성 재료로 이루어질 때 플레이트에 부착되는 자석과 함께) 유인력(attracting force)을 생성하도록 구성된다.
본 고안의 다른 예시적 실시예에 따르면, 온도 처리 중(특히 리플로우 오븐에서) 부품 캐리어의 복수의(특히 여전히 일체형으로 연결된) 프리폼으로 구성되는 부품 캐리어 구조체를 핸들링하기 위한 핸들링 디바이스가 제공되며, 여기서 핸들링 디바이스는 부품 캐리어 구조체를 그 사이에 수용하도록 구성되는 제1 지그 및 제2 지그, 및 제1 지그 및 제2 지그 중 적어도 하나의 부분을 형성하고 부품 캐리어의 상이한 프리폼 사이에 배열되는 복수의 바를 포함하고 부품 캐리어 구조체를 지지하는 지지 구조체를 포함한다.
본 고안의 더 다른 예시적 실시예에 따르면, 배열체(arrangement)가 제공되며 이는 위에 언급된 특징을 갖는 핸들링 디바이스, 및 제1 지그와 제2 지그 사이에 수용되는 부품 캐리어의 복수의(특히 여전히 일체형으로 연결된) 프리폼으로 구성되는 부품 캐리어 구조체를 포함한다.
본 고안의 더 다른 예시적 실시예에 따르면, 부품 캐리어의 복수의 프리폼으로 구성되는 부품 캐리어 구조체를 위한 리플로우 오븐이 제공되며, 여기서 리플로우 오븐은 부품 캐리어 구조체를 핸들링하기 위한 위에 언급된 특징을 갖는 핸들링 디바이스, 및 부품 캐리어의 프리폼이 그 안에 실장된 채 핸들링 디바이스를 가열하도록 구성되는 가열 유닛을 포함한다.
본 고안의 더 다른 예시적 실시예에 따르면, 온도 처리 중(특히 리플로우 오븐에서) 부품 캐리어의 복수의 프리폼으로 구성되는 부품 캐리어 구조체를 핸들링하는 방법이 제공되며, 여기서 방법은 핸들링 디바이스(특히 위에 언급된 특징을 갖는 핸들링 디바이스)의 제1 지그와 제2 지그 사이에 부품 캐리어 구조체를 수용하는 단계, 제1 지그 및 제2 지그 중 하나의 부분을 형성하는 자석의 어레이와 제1 지그 및 제2 지그 중 다른 하나의 부분을 형성하는 플레이트(바람직하게는 금속 플레이트) 사이에 유인력(attracting force)을 생성하는 단계, 및 온도 처리(특히 리플로우 솔더링)를 위한 부품 캐리어의 프리폼과 함께 핸들링 디바이스를 가열하는 단계를 포함한다.
본 고안의 더 다른 예시적 실시예에 따르면, 온도 처리 중(특히 리플로우 오븐에서) 부품 캐리어의 복수의 프리폼으로 구성되는 부품 캐리어 구조체를 핸들링하는 방법이 제공되며, 여기서 방법은 핸들링 디바이스(특히 위에 언급된 특징을 갖는 핸들링 디바이스)의 제1 지그와 제2 지그 사이에 부품 캐리어 구조체를 수용하는 단계, 부품 캐리어의 상이한 프리폼 사이에 배열되는 복수의 바를 포함하는 제1 지그 및 제2 지그 중 적어도 하나의 지지 구조체에 의해 부품 캐리어 구조체를 지지하는 단계, 및 온도 처리(특히 리플로우 솔더링)를 위한 부품 캐리어의 프리폼과 함께 핸들링 디바이스를 가열하는 단계를 포함한다.
본 출원과 관련해서, 용어 "부품 캐리어(component carrier)"는 특히 기계적 지지 및/또는 전기적 연결을 제공하기 위해 그 상에 및/또는 그 안에 하나 이상의 부품을 수용할 수 있는 임의의 지지 구조체를 나타낸다. 다시 말해, 부품 캐리어는 부품에 대한 기계적 및/또는 전기적 캐리어로서 구성될 수 있다. 특히, 부품 캐리어는 인쇄 회로 기판, 유기 인터포저, 및 IC(집적 회로) 기판 중 하나일 수 있다. 부품 캐리어는 또한 위에 언급된 유형의 부품 캐리어 중 상이한 것을 결합시키는 하이브리드 보드일 수 있다.
본 출원과 관련해서, 용어 "부품 캐리어 구조체(component carrier structure)"는 특히 부품 캐리어, 예를 들어 패널, 또는 부품 캐리어의 어레이를 제조하는 동안 핸들링되고 처리되는 얇은 시트를 나타낼 수 있다. 특히, 부품 캐리어의 프리폼은 일체형으로 연결될 수 있고 따라서 일체형 부품 캐리어 구조체의 일부를 형성할 수 있으며, 예를 들어 여전히 패널 수준 상에 존재할 수 있다.
본 출원과 관련해서, 용어 "부품 캐리어 구조체를 핸들링하기 위한 핸들링 디바이스"는 특히 리플로우 오븐에서 발생할 수 있는 고온에서, 처리되는 동안, PCB 패널과 같은, 부품 캐리어 구조체를 유지하도록 구성되는 장치를 나타낼 수 있다. 그러한 핸들링은, 특히 부품 캐리어 구조체를 미리 정의된 형상, 위치 및 방향으로 유지시키기 위해, 제어된 방식으로 수행될 수 있다.
본 출원과 관련해서, 용어 "지그(jig)"는 특히 PCB 패널과 같은 시트-형상 부품 캐리어 구조체를 유지하도록 구성되는 그 사이에 수용 볼륨(accommodation volume)을 정의하기 위해 다른 지그와 협력하도록 구성되는 베이스(base) 또는 리드 부재(lid member)를 나타낸다. 다시 말해, 각각의 지그는 2개의 협력 지그 사이에 정의되고 부품 캐리어 구조체를 수용하도록 형상화되고 치수화되는 수용 볼륨에 기여할 수 있다. 더욱이, 협력 지그는 안정된 미리 정의된 구성으로 지그를 함께 유지할 수 있는 설비(provision)을 포함할 수 있다.
본 출원과 관련해서, 부품 캐리어 구조체의 "변형을 억제하는 것" 또는 이를 "평탄화하는 것"이라는 용어는 특히 예를 들어 PCB 패널과 같은 시트-형상 부품 캐리어 구조체의 뒤틀림, 굽힘 및 주름을 억제하기 위한 유인(attracting) 자기력의 경향을 나타낼 수 있다. 이것을 달성하기 위해, 지그의 배열은 후자를 평면의 평탄 형상으로 유지시키기 위해 부품 캐리어 구조체에 힘을 가할 수 있다.
본 출원과 관련해서, 용어 "바(bar)"는 특히 예를 들어 스트립(strip) 또는 웹(web)으로서 구성되고, 지그 사이에 수용되는 동안 부품 캐리어 구조체를 지지하도록 구성되는, 세장형(elongate) 물리적 몸체를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 각각의 바의 폭은 0.1 mm 내지 1 mm의 범위, 특히 0.3 mm 내지 0.5 mm의 범위에 있을 수 있다.
본 출원과 관련해서, 용어 "온도 처리(temperature treatment)"는 특히 예를 들어 리플로우 오븐에서, 부품 캐리어 구조체의 (특히 상당한) 온도 변화를 받게 만드는 열처리 또는 하나 이상의 공정을 나타낼 수 있다.
본 출원과 관련해서, 용어 "리플로우 오븐(reflow oven)"은 특히 리플로우 솔더링 동안 PCB 패널과 같은 부품 캐리어 구조체를 처리하기 위한 디바이스를 나타낼 수 있다. 다시 말해, 리플로우 오븐은 핸들링 디바이스에 의해 핸들링되는 부품 캐리어 구조체를 부품 캐리어 구조체의 솔더 재료가 녹을 수 있는 온도까지 가져오도록 구성될 수 있다. 특히, 리플로우 오븐은 부품 캐리어 구조체를 적어도 200℃, 특히 적어도 250℃, 더욱 특히 적어도 270℃ 또는 심지어 290℃ 이상의 온도까지 가열하도록 구성될 수 있다. 리플로우 오븐은 다수의 구역을 포함할 수 있으며, 이는 온도에 대해 개별적으로 제어될 수 있다. 예를 들어, 리플로우 오븐은 수 개의 가열 구역 다음에 이어지는 하나 이상의 냉각 구역을 포함할 수 있으며, 여기서 부품 캐리어 구조체는 컨베이어 벨트 등 상에서 리플로우 오븐을 통해 이동할 수 있고, 따라서 제어된 시간-온도 프로파일을 받을 수 있다. 리플로우 오븐의 하나 이상의 가열 유닛은 (적외선 범위의 파장의 방사선에 의해 열을 부품 캐리어 구조체에 전달할 수 있는) 하나 이상의 적외선 히터로서 구현될 수 있다. 가열된 공기를 부품 캐리어 구조체를 향하여 강제하는 하나 이상의 팬(fan)을 사용하는 리플로우 오븐의 가열 유닛은 적외선 대류 가열 유닛으로서 나타낼 수 있다. 리플로우 솔더링은 솔더 페이스트(예컨대 분말 솔더 및 플럭스의 점착성 혼합물)가 하나 이상의 전자 부품을 그 접촉 패드에 일시적으로 부착시키기 위해 사용되는 공정을 나타낼 수 있으며, 그 후에 전체 어셈블리는 제어된 열을 받는다. 솔더 페이스트는 용융된 상태로 리플로우되어, 영구적인 솔더 조인트를 생성한다.
본 고안의 예시적 실시예에 따르면, 다수의 부품 캐리어(예컨대 PCB, 인쇄 회로 기판)의 프리폼을 포함하는 패널과 같은, 부품 캐리어 구조체를 핸들링하기 위한 핸들링 디바이스가 제공되며 이는 고온 공정, 예컨대 리플로우 솔더링 동안 처리된 부품 캐리어 구조체의 구조적 안정화에 기여한다.
본 고안의 제1 양태의 예시적 실시예에 따르면, 이것은 핸들링 디바이스의 2개의 대향하는 지그 사이에 부품 캐리어 구조체를 유지시킴으로써 달성될 수 있으며, 이 지그는 부품 캐리어 구조체를 위한 수용 볼륨을 정의하고 지그 중 하나 상에 자석의 공간적으로 분포된 배열을 포함한다. 상기 자석은 다른 지그의 (바람직하게는 금속성) 플레이트와 함께 유인력을 생성할 수 있다. 그러한 지그 구성은 간단하게 제조될 수 있고 원치 않는 뒤틀림, 주름 또는 굽힘에 대해 핸들링된 부품 캐리어 구조체의 안전한 방지를 허용한다. 따라서, 부품 캐리어 구조체는 높은 정확도로 리플로우 솔더링 공정을 수행하는 것을 허용하는 잘-정의되고 안정된 구성으로 될 수 있다.
본 고안의 제2 양태의 실시예에 따르면, 열처리(예를 들어 리플로우 솔더링) 동안 부품 캐리어 구조체를 핸들링하기 위한 2개의 협력 지그로 구성되는 핸들링 디바이스는 특히 기계적으로 안정된 지지 구조체를 정의하기 위해 서로 평행하게 및/또는 수직으로 연장될 수 있는 지그 중 적어도 하나에 바의 배열을 장착할 수 있다. 이것은 부품 캐리어 구조체의 원치 않는 뒤틀림, 주름 또는 굽힘이 신뢰가능하게 방지될 수 있도록 부품 캐리어 구조체가 핸들링 동안 미리정의된 구성에서 신뢰가능하게 유지된다는 것을 보장할 수 있다. 지그 중 적어도 하나에서 바의 어레이는 또한 수용된 부품 캐리어 구조체에 대한 적절한 열 전달이 그러한 디자인으로 달성될 수 있으므로, 높은-온도 처리(예를 들어 약 100℃, 특히 200℃ 초과) 동안 핸들링 디바이스의 열적 특성에 긍정적인 영향을 미칠 수 있다.
본 고안의 예시적 실시예에 따르면, 핸들링 디바이스가 따라서 제공되며 이는 보드-타입 부품 캐리어 구조체를 유지 및 운반하기 위한 2개의 협력 지그를 포함한다. 핸들링 디바이스는 하단 지그 및 상단 지그로 구성될 수 있다. 하단 지그는 자기력으로 상단 지그를 하단 지그로 유인할 수 있는 내장된 자석을 포함할 수 있다. 그러한 자기 연결의 이점은 부품 캐리어 구조체가 쉽게 핸들링 디바이스에 부착되고 이로부터 분리될 수 있다는 것이다. 더욱이, 보드-형상 부품 캐리어 구조체의 원치 않는 변형(예컨대 뒤틀림)은 신뢰가능하게 방지될 수 있다. 이것 이외에도, 핸들링 디바이스의 원치 않는 분해는 자기 편향력(bias force)에 의해 방지될 수 있다. 더욱이, 유효 열 용량은 지그 중 적어도 하나의 프레임-형상 디자인에 의해 감소될 수 있으며, 이는 바의 제공에 의해 제공될 수 있다. 부품 캐리어(특히 기판 또는 인쇄 회로 기판)는 패널 레벨 상의 지그 상에 배치될 수 있고, 열처리(특히 리플로우 공정) 후에, 패널 또는 개별 부품 캐리어는 지그로부터 제거될 수 있다.
예시적 실시예의 상세 설명
다음에서, 핸들링 디바이스, 방법, 배열체 및 리플로우 오븐의 추가적인 예시적 실시예가 설명될 것이다.
핸들링 디바이스가 협력 자석 및 금속 플레이트의 배열로 구성될 때, 그 사이에 리세스를 갖는 바의 제공은 신뢰가능한 리플로우 솔더링을 보장하면서 리플로우 오븐에서의 핸들링 동안 부품 캐리어 구조체를 평탄화하고 지지하기 위해 시너지적으로 협력할 수 있다. 협력 금속 플레이트 및 자석은 자기력을 생성할 수 있는 반면 지그 중 적어도 하나의 바는 열적 특성을 촉진시킬 수 있다. 두 수단(measure)은 함께 높은 열적, 기계적 및 전기적 신뢰성을 갖는 부품 캐리어의 제조를 보장한다.
일 실시예에서, 자석의 어레이는 제1 지그 또는 제2 지그 중 단지 하나의 부분으로서 형성되는 반면, 자석은 각각 다른 지그에 배열되지 않는다. 이것은 예를 들어 다른 지그가 금속 플레이트를 포함할 때 적절할 수 있다.
다른 실시예에서, 자석의 어레이는 제1 지그 및 제2 지그 각각의 부분으로서 형성될 수 있다. 예를 들어 금속 플레이트가 각각의 지그에 대해 사용되지 않으면, 자석은 두 지그 상에(특히 두 지그 플레이트 상에) 제공될 수 있다. 금속 대신에, 플레이트에 대해 비-금속 재료를 사용하는 것이 가능할 수 있다. 비-금속 재료는 기판을 핸들링하기 위한 자기력을 제공하기 위해 자석과 협력할 수 있다.
일 실시예에서, 플레이트는 부품 캐리어 구조체의 열 분포 및/또는 재지향(redirection)을 지지하는 재료로 이루어진다. 바람직하게는, 플레이트는 금속 플레이트이다. 그러나, 그것은 또한 플레이트가 유리 복합체와 같은 재료를 포함하는 것이 가능할 수 있다.
일 실시예에서, 자석은 지지 구조체에 연결된다. 자석을 지지 구조체에 연결시키는 것은: 대응하는 힘이 동시에 신뢰가능하게 가열가능한 동안 부품 캐리어 구조체를 평탄하고 미리정의된 구성으로 유지시키기 위해 함께 기능할 수 있도록 유인 자기력 및 지지 기계적 힘이 핸들링 디바이스의 대응하는 영역에 제공되는 것을 보장할 수 있다. 특히, 지지 구조체가, 제1 및 제2 바가 서로 수직으로 배향되는, 제1 바 및 제2 바의 어레이로 구성될 때, 결과로 초래된 그리드형(grid-like) 배열은 각각의 수직 바와 각각의 수평 바의 교차 위치들에 배열되는 자석들과 협력할 때 높은 기계적 유지력(holding force)을 생성할 수 있다.
일 실시예에서, 자석은 하단 지그의 일부를 형성하고 금속 플레이트는 상단 지그의 일부를 형성한다. 예를 들어, 하단 지그는 자석의 전체 배열을 포함할 수 있고 연속적인 금속 플레이트가 없을 수 있는 반면에, 상단 지그는 실질적으로 연속적인 금속성 플레이트를 포함할 수 있고 자석이 없을 수 있다. 결과적으로, 높은 자기 연결력(connection force)이 생성될 수 있고, 그럼에도 불구하고 상단 지그는 얇게 유지될 수 있으며 이는 안정성의 관점에서 유리하다. 더욱이, 그러한 구성은 패널에 걸친 온도 구배가 작을 수 있다는 것을 보장할 수 있다.
일 실시예에서, 자석은 적어도 200℃, 특히 적어도 250℃의 퀴리(Curie) 온도를 갖는 재료로 이루어진다. 당업자에 의해 공지된 바와 같이, 퀴리 온도 또는 퀴리 포인트는 그 초과에서 재료가 이의 영구적인 자기 특성을 잃는 온도이다. 리플로우 오븐에서 사용하기에 적합려면 자석의 퀴리 온도가 리플로우 솔더링의 온도보다 높아야 한다. 퀴리 온도가 250℃ 초과인 자석을 사용할 때, 자석과 그에 따른 핸들링 디바이스 전체가 리플로우 솔더링에 적합할 수 있다.
일 실시예에서, 자석 및 금속 플레이트에 의해 생성되는 유인력(attractive force)에 의해 부품 캐리어 구조체에 가해지는 힘은 적어도 10 N, 특히 적어도 20 N이다. 적어도 10 N 및 바람직하게는 적어도 20 N의 힘을 생성함으로써, 핸들링 디바이스는 시트형 부품 캐리어 구조체가 평탄 또는 평면 구성으로 신뢰가능하게 유지되고 핸들링 동안 및 특히 리플로우 솔더링 동안 굽혀지거나 주름지는 경향이 없다는 것을 보장할 수 있다. 동시에, 그러한 힘은 부품 캐리어 구조체의 구조를 악화시키는 원치 않는 기계적 충격을 방지하기에 충분히 적당하다.
일 실시예에서, 자석은 영구적인 자기 재료로 이루어진다. 자석이 영구적인 자기 재료, 예컨대 강자성 또는 페리자성 재료로 이루어질 때, 그것은 자석의 지속적인 재자석화의 필요성을 회피하기에 충분할 수 있다. 이것은 핸들링 디바이스의 간단한 구성을 야기한다.
일 실시예에서, 지지 구조체는 열 전도성 재료로 이루어진다. 예를 들어, 지지 구조체의 재료는 적어도 10 W/mK, 특히 적어도 50 W/mK, 바람직하게는 적어도 100 W/mK의 열 전도성을 갖는 재료로 이루어진다. 바람직한 실시예에서, 금속 지그는 예를 들어 200 W/mK 이상의 그것의 높은 열 전도성으로 인해 알루미늄 합금으로 이루어질 수 있다. 일반적으로, 열 전도성이 높을수록 더 양호하다. 예를 들어, 지지 구조체는 그러한 양호한 열 전도성을 제공하기 위해 금속으로 이루어질 수 있다. 결과적으로, - 예를 들어 - 그리드형 지지 구조체는 따라서 핸들링된 부품 캐리어 구조체를 따라 전위 온도 차이를 열적으로 평형화시키도록 기능할 수 있다. 예를 들어, 열은 부품 캐리어 구조체의 핫 스팟으로부터 지지 구조체에 의해 제거될 수 있고 그 콜드 스팟에 공급될 수 있다. 이것은 뒤틀림과 같은 원치 않는 형성을 촉진시킬수도 있는 부품 캐리어 구조체의 임의의 원치 않는 열 구배(thermal gradient)를 회피한다.
일 실시예에서, 바는 서로 평행하게 연장된다. 예를 들어, 모든 바는 수평으로 또는 수직으로 서로 평행하게 연장될 수 있다. 이것은 핸들링 디바이스로부터 부품 캐리어 구조체로 지지력의 적절한 행사를 동시에 보장하면서 핸들링 디바이스의 단순한 구성을 보장할 수 있다.
다른 실시예에서, 바는 제1 방향을 따라서 서로 평행하게 연장되는 제1 바를 포함하고 제1 방향에 수직인 제2 방향을 따라서 서로 평행하게 연장되는 제2 바를 포함함으로써 바는 리세스(recess)를 갖는 그리드를 형성한다. 특히, 상기 그리드의 각각의 리세스는 하나의 부품 캐리어 또는 그 중심 부분에 대응할 수 있다. 각각의 리세스에 대응하는 각각의 부품 캐리어의 표면 부분은 부품(예컨대 반도체 다이)이 표면 실장될 부품 캐리어 영역에 대응할 수 있다. 솔더 페이스트는 상기 부품 캐리어 영역에 도포될 수 있다. 그러한 바람직한 구성에 따르면, 2개의 수직 방향으로 연장되는 바의 그리드는 부품 캐리어 구조체를 신뢰가능하게 지지하기 위한 그리드를 형성할 수 있다. 한 쌍의 제1 바 및 한 쌍의 제2 바에 의해 한정되는 각각의 리세스의 치수가 현재 제조되는 부품 캐리어 또는 그 프리폼의 치수에 대응할 때, 유지 디바이스는 그 기능적 부분에서 부품 캐리어 구조체를 터치하지 않는다는 것이 보장될 수 있다. 이것과 대조적으로, 이때, 지지 구조체는 부품 캐리어의 그러한 기능적으로 유용한 영역 사이의 영역에서 평탄화되고 지지될 부품 캐리어 구조체만을 접촉한다는 것이 보장될 수 있다.
일 실시예에서, 제1 지그 및 제2 지그 각각은 두 대향하는 메인 표면으로부터 부품 캐리어 구조체에 연결력(특히 그 상에 가압)을 인가하는 핀을 포함한다. 특히, 부품 캐리어 구조체를 그 사이에 샌드위치하는 그러한 핀은 핸들링 디바이스에 수용되는 부품 캐리어 구조체와 직접 물리적으로 접촉하는 유일한 물리적 몸체일 수 있다. 유리하게는, 지그 중 하나 또는 둘 다에 제공되는 핀은 부품 캐리어 구조체가 예를 들어 핀 사이에 클램핑되기 위해, 사용 동안 핸들링 디바이스와 직접 물리적으로 접촉하는 위치를 정의할 수 있다. 바람직하게는, 부품 캐리어 구조체는 핀으로부터 떨어진 다른 위치에서 핸들링 디바이스와의 임의의 물리적인 접촉이 없을 수 있다. 이것은 핀으로부터 떨어진 위치에서 핸들링 및 리플로우 솔더링 동안 부품 캐리어 구조체의 임의의 손상을 신뢰가능하게 방지할 수 있다.
일 실시예에서, 자석을 포함하는 제1 지그 및 제2 지그 중 하나의 핀은 자석과 일체형으로 형성된다. 다시 말해, 자기 핀이 제공될 수 있다. 핀 및 자석을 그들을 공통 구조로 결합시킴으로써 병합하는 것은 핸들링 디바이스를 구조에서 콤팩트하고 단순하게 렌더링할 수 있다. 더욱이, 이것은 자석과 금속 플레이트 사이의 공간을 감소시킬 수 있어서, 자기식 핀의 제공은 또한 지그 사이의 연결력을 향상시키고 부품 캐리어 구조체 상의 힘의 충격을 개선할 수 있다.
일 실시예에서, 자석들의 적어도 일부는 제1 방향을 따라서 서로 평행하게 연장되는 제1 바(bar)들과 제1 방향에 수직인 제2 방향을 따라서 서로 평행하게 연장되는 제2 바들 사이의 교차점(intersection)들에서 그리드 상에 실장된다. 자석들이 상기 지그의 그리드의 교차점들에서 그 지그에 실장될 때, 핸들링 디바이스와 부품 캐리어 구조체 사이의 힘 전달이 특히 유리하다.
일 실시예에서, 제1 지그 및 제2 지그 각각은 지지 구조체를 포함하며, 각각은 복수의 바를 포함하고, 특히 그리드를 형성한다. 바람직하게는, 두 지그 상의 그리드는 제공될 수 있으며 이는 그것의 두 대향하는 메인 표면 상에 리플로우 솔더링 동안 부품 캐리어의 프리폼을 노출시킬 수 있다.
일 실시예에서, 제1 지그 및 제2 지그 중 하나만이 자석의 어레이를 포함한다. 이것은 자석이 없는 다른 지그 - 바람직하게는 상단 지그 -를 단순하고 콤팩트하게 유지시키는 것을 허용하고 상기 다른 지그 및 핸들링 디바이스의 두께를 전체적으로 감소시키는 것을 허용한다.
일 실시예에서, 제1 지그 및 제2 지그 중 하나만 금속 플레이트를 포함한다. 유리하게는, 자석을 갖는 지그(바람직하게는 하단 지그)는 연속적인 금속 플레이트가 없을 수 있으며, 이는 핸들링 디바이스의 콤팩트 특성에 더 기여한다.
일 실시예에서, 제1 지그 및 제2 지그는 복수의 포인트 연결부에서만 부품 캐리어 구조체에 수직 고정력(fixing force)을 인가하도록 구성되며, 여기서 특히 포인트 연결부는 부품 캐리어의 인접한 프리폼 근처 사이에 위치된다. 포인트 연결부들은 두 지그의 핀(pin)들에 의해 설정될 수 있으며, 이들은 바람직하게 서로 정렬된다. 큰-표면적 연결부보다는 다수의 포인트 연결부를 제공하는 것은 부품 캐리어 구조체 상의 클램핑 충격을 작게 유지할 수 있다.
일 실시예에서, 가열 유닛은 적어도 200℃까지, 특히 적어도 250℃까지 부품 캐리어의 프리폼과 함께 핸들링 디바이스를 가열하도록 구성된다. 리플로우 오븐의 가열 유닛이 부품 캐리어 구조체를 200℃ 초과 및 바람직하게는 250℃ 초과로 가열하도록 구성될 때, 리플로우 오븐은 부품 캐리어 구조체에 적용될 수 있는 다수의 상이한 솔더 재료로 리플로우 솔더링을 지지할 수 있다.
일 실시예에서, 부품 캐리어의 프리폼의 각각의 표면은 리플로우 솔더링 전에 솔더 페이스트를 구비한다. 예를 들어, 솔더 페이스트는 인쇄 또는 분배에 의해 또는 스텐실에 의해 부품 캐리어 구조체에 도포될 수 있다. 특히, 방법은 부품 캐리어 구조체가 리플로우 솔더링을 위해 리플로우 오븐으로 이동되기 전에 부품 캐리어의 프리폼의 솔더 페이스트 상에 부품을 표면 실장하는 단계를 포함할 수 있다. 그러한 솔더 페이스트는 용매 등의 매트릭스(matrix)에 솔더가능한 입자를 포함할 수 있다. 그러한 솔더 페이스트는 부품 캐리어 구조체 및 특히 그 부품 캐리어를 표면-실장 부품, 예컨대 커패시터 부품 또는 반도체 칩과 솔더가능하게 렌더링하기 위해 리플로우 오븐에서 처리될 수 있다.
일 실시예에서, 부품 캐리어는 적어도 하나의 전기 절연층 구조체 및 적어도 하나의 전기 전도층 구조체의 스택을 포함한다. 예를 들어, 부품 캐리어는 특히 기계적 압력 및/또는 열적 에너지를 인가함으로써 형성되는, 언급된 전기 절연층 구조체(들) 및 전기 전도층 구조체(들)의 적층체(laminate)일 수 있다. 언급된 스택은 추가 부품에 대해 큰 실장 표면을 제공할 수 있고 그럼에도 불구하고 매우 얇고 콤팩트한 플레이트-형상 부품 캐리어를 제공할 수 있다.
일 실시예에서, 부품 캐리어는 플레이트로서 형상화된다. 이것은 콤팩트 디자인에 기여하며, 여기서 부품 캐리어는 그럼에도 불구하고 그 상에 부품을 실장하기 위한 큰 베이시스(basis)를 제공한다. 더욱이, 내장된 전자 부품에 대한 예로서 특히 노출된(naked) 다이는 인쇄 회로 기판과 같은 얇은 플레이트로, 그 작은 두께 덕분에, 편리하게 내장될 수 있다.
일 실시예에서, 부품 캐리어는 인쇄 회로 기판, 기판(특히 IC 기판), 및 인터포저로 구성되는 그룹 중 하나로서 구성된다.
본 출원과 관련해서, 용어 "인쇄 회로 기판"(PCB)은 특히 예를 들어 압력을 인가함으로써 및/또는 열적 에너지의 공급에 의해 수 개의 전기 절연층 구조체와 수 개의 전기 전도층 구조체를 적층함으로써 형성되는 플레이트-형상 부품 캐리어를 나타낼 수 있다. PCB 기술에 대한 바람직한 재료로서, 전기 전도층 구조체는 구리로 이루어진 반면, 전기 절연층 구조체는 수지 및/또는 유리 섬유, 소위 프리프레그(prepreg) 또는 FR4 재료를 포함할 수 있다. 다양한 전기 전도층 구조체는, 예를 들어 레이저 드릴링 또는 기계적 드릴링에 의해, 적층체를 통해 홀을 형성하고 그들을 전기 도전성 재료(특히 구리)로 부분적으로 또는 완전히 충진함으로써 원하는 방식으로 서로 연결될 수 있으며, 그것에 의해 비아 또는 임의의 다른 스루-홀 연결을 형성한다. 충진된 홀은 전체 스택을 연결하거나, (수 개의 층 도는 전체 스택을 통해 연장되는 스루-홀 연결), 충진된 홀은 비아로 지칭되는, 적어도 2개의 전기 전도층을 연결한다. 유사하게, 광학적 상호연결은 전기-광학 회로 보드(EOCB)를 수용하기 위해 스택의 개별 층을 통해 형성될 수 있다. 인쇄 회로 기판에 내장될 수 있는 하나 이상의 부품을 제외하고, 인쇄 회로 기판은 통상 플레이트-형상 인쇄 회로 기판의 하나 또는 두 대향 표면 상에 하나 이상의 부품을 수용하도록 구성된다. 그들은 솔더링에 의해 각각의 메인 표면에 연결될 수 있다. PCB의 절연성(dielectric) 부분은 강화 섬유(예컨대 유리 섬유)를 갖는 수지로 구성될 수 있다.
본 출원과 관련해서, 용어 "기판(substrate)"은 특히 작은 부품 캐리어를 나타낼 수 있다. 기판은, PCB와 관련하여, 하나 이상의 부품이 실장될 수 있고 하나 이상의 칩(들)과 추가 PCB 사이에서 연결 매체로서의 역할을 할 수 있는 비교가능하게 작은 부품 캐리어일 수 있다. 예를 들어, 기판은 (예를 들어 칩 스케일 패키지(Chip Scale Package; CSP)의 경우에서) 그 상에 실장될 부품(특히 전자 부품)과 실질적으로 동일한 크기를 가질 수 있다. 보다 구체적으로, 기판은 인쇄 회로 기판(PCB)과 비교가능한 부품 캐리어 뿐만 아니라 전기적 연결 또는 전기적 네트워크를 위한 캐리어로서 이해될 수 있으며, 그러나 상당히 더 높은 밀도의 측면 및/또는 수직 배열된 연결을 갖는다. 측면 연결은 예를 들어 전도성 경로인 반면, 수직 연결은 예를 들어 드릴 홀일 수 있다. 이러한 측면 및/또는 수직 연결은 기판 내에 배열되고 인쇄 회로 기판 또는 중간 인쇄 회로 기판과 하우징된 부품 또는 비하우징된 부품(예컨대 베어 다이), 특히 IC 칩의 전기적, 열적 및/또는 기계적 연결을 제공하기 위해 사용될 수 있다. 따라서, 용어 "기판"은 또한 "IC 기판"을 포함한다. 기판의 절연성 부분은 강화 입자(예컨대 강화구, 특히 유리구)를 갖는 수지로 구성될 수 있다.
기판 또는 인터포저는 적어도 유리, 실리콘(Si) 및/또는 에폭시-기반 빌드-업 재료(예컨대 에폭시-기반 빌드-업 필름)와 같은 광이미지가능한 또는 건식-에칭가능한 유기 재료 또는 폴리이미드 또는 폴리벤조옥사졸과 같은 (광민감성- 및/또는 열민감성 분자를 포함할 수 있거나 포함할 수 없는) 중합체 화합물의 층을 포함하거나 이로 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 적어도 하나의 전기 절연층 구조체는 수지 또는 중합체, 예컨대 에폭시 수지, 시아네이트 에스테르 수지, 벤조사이클로부텐 수지, 비스말레이미드-트리아진 수지, 폴리페닐렌 유도체(예를 들어 폴리페닐렌에테르, PPE에 기초함), 폴리이미드(PI), 폴리아미드(PA), 액정 중합체(LCP), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 및/또는 그 조합으로 구성되는 그룹 중 적어도 하나를 포함한다. 복합체를 형성하기 위해 예를 들어 유리(다층 유리)로 이루어지는, 웹(web), 섬유, 구 또는 다른 종류의 필러 입자와 같은 강화 구조체가 또한 사용될 수도 있다. 보강제, 예를 들어 위에-언급된 수지와 함침되는 섬유와 결합한 반-경화 수지는 프리프레그(prepreg)로 지칭된다. 이러한 프리프레그는 종종 그 특성을 따라서 예를 들어 FR4 또는 FR5로 명명되며, 이는 그 난연 특성을 설명한다. 프리프레그 특히 FR4는 통상 리지드 PCB에 대해 바람직하지만, 다른 재료, 특히 에폭시-기반 빌드-업 재료(예컨대 빌드-업 필름) 또는 광이미지가능한 유전체 재료가 또한 사용될 수 있다. 고주파 응용의 경우, 고주파 재료 예컨대 폴리테트라플루오로에틸렌, 액정 중합체 및/또는 시아네이트 에스테르 수지가 바람직할 수 있다. 이러한 중합체 이외에, 저온 동시소성 세라믹(low temperature cofired ceramic; LTCC) 또는 다른 낮은, 매우 낮은 또는 초저(ultra-low) DK 재료가 전기 절연성 구조체로서 부품 캐리어에 적용될 수 있다.
일 실시예에서, 적어도 하나의 전기 전도층 구조체는 구리, 알루미늄, 니켈, 은, 금, 팔라듐, 텅스텐 및 마그네슘으로 구성되는 그룹 중 적어도 하나를 포함한다. 구리가 통상 바람직하지만, 특히 초-전도성 재료 또는 전도성 중합체, 예컨대 그래핀 또는 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)(PEDOT) 각각으로 코팅되는, 다른 재료 또는 그 코팅된 버전이 또한 가능하다.
부품 캐리어 상에 표면 실장될 수 있고/있거나 그 내부에 내장될 수 있는 적어도 하나의 부품은 전기적 비-전도성 인레이, 전기적 전도성 인레이(바람직하게는 구리 또는 알루미늄을 포함하는, 예컨대 금속 인레이), 열 전달 유닛(예를 들어 히트 파이프), 도광 소자(예를 들어 광도파로 또는 광 도체 연결), 전자 부품, 또는 그 조합으로 구성되는 그룹으로부터 선택될 수 있다. 인레이는, 열 방출(dissipation)을 용이하게 하기 위한 목적을 위해 내장되거나 표면 실장될 수도 있는, 절연성 재료 코팅(IMS-인레이)을 갖거나 갖지 않는, 예를 들어 금속 블록일 수 있다. 적합한 재료는 그 열 전도성에 따라 정의되며, 이는 적어도 2 W/mK이어야 한다. 그러한 재료는 종종 예를 들어 구리, 산화알루미늄(Al2O3) 또는 질화알루미늄(AlN)과 같은 금속, 금속-산화물 및/또는 세라믹에 기초하지만, 이에 제한되지 않는다. 열 교환 용량을 증가시키기 위해, 증가된 표면적을 갖는 다른 기하구조가 또한 자주 사용된다. 더욱이, 부품은 능동 전자 부품(구현된 적어도 하나의 p-n-접합을 가짐), 수동 전자 부품 예컨대 저항, 인덕턴스, 또는 커패시터, 전자 칩, 저장 디바이스(예를 들어 DRAM 또는 다른 데이터 메모리), 필터, 집적 회로(예컨대 필드-프로그램가능 게이트 어레이(FPGA), 프로그램가능 어레이 로직(PAL), 제네릭 어레이 로직(GAL) 및 복합 프로그램가능 로직 디바이스(CPLD)), 신호 처리 부품, 파워 관리 부품(모두 반도체 재료 예컨대 실리콘 카바이드(SiC), 갈륨 비소(GaAs), 질화 갈륨(GaN), 산화 갈륨(Ga2O3), 인듐 갈륨 비소(InGaAs) 및/또는 임의의 다른 적합한 무기 화합물에 기초한, 예컨대 전계-효과 트랜지스터(FET), 금속-산화물-반도체 전계-효과 트랜지스터(MOSFET), 상보적 금속-산화물-반도체(CMOS), 접합 전계-효과 트랜지스터(JFET), 또는 절연-게이트 전계-효과 트랜지스터(IGFET)), 광전자 인터페이스 소자, 발광 다이오드, 포토커플러, 전압 컨버터(예를 들어 DC/DC 컨버터 또는 AC/DC 컨버터), 암호 부품, 송신기 및/또는 수신기, 전기기계 트랜스듀서, 센서, 액추에이터, 마이크로전기기계 시스템(MEMS), 마이크로프로세서, 커패시터, 저항, 인덕턴스, 배터리, 스위치, 카메라, 안테나, 로직 칩, 및 에너지 하베스팅(harvesting) 유닛일 수 있다. 그러나, 다른 부품이 부품 캐리어에 내장될 수 있다. 예를 들어, 자기 소자는 부품으로서 사용될 수 있다. 그러한 자기 소자는 영구적인 자기 소자(예컨대 강자성 소자, 반강자성 소자, 다중강자성 소자 또는 페리자성 소자, 예를 들어 페라이트 코어)일 수 있거나 상자성 소자일 수 있다. 그러나, 부품은 또한 예를 들어 보드 인 보드(board-in-board) 구성에서, IC 기판, 인터포저 또는 추가 부품 캐리어일 수 있다. 부품은 부품 캐리어 상에 표면 실장될 수 있고/있거나 그 내부에 내장될 수 있다. 더욱이, 또한 다른 부품, 특히 전자기 방사선을 생성 및 방출하고/하거나 환경으로부터 전파되는 전자기 방사선에 관하여 민감한 것이 부품으로서 사용될 수 있다.
일 실시예에서, 부품 캐리어는 적층형 부품 캐리어이다. 그러한 실시예에서, 부품 캐리어는 가압력(pressing force) 및/또는 열을 인가함으로써 함께 적층되고 연결되는 다층 구조체의 복합체(compound)이다.
부품 캐리어의 내부 층 구조체를 처리한 후, 처리된 층 구조체의 하나 또는 두 대향하는 메인 표면을 대칭적으로 또는 비대칭적으로 하나 이상의 추가적인 전기 절연층 구조체 및/또는 전기 전도층 구조체로 (특히 적층에 의해) 커버하는 것이 가능하다. 다시 말해, 빌드-업은 원하는 수의 층이 획득될 때까지 지속될 수 있다.
전기 절연층 구조체 및 전기 전도층 구조체의 스택의 형성을 완료한 후, 획득된 층 구조체 또는 부품 캐리어의 표면 처리를 진행하는 것이 가능하다.
특히, 전기 절연성 솔더 레지스트는 표면 처리의 관점에서 층 스택 또는 부품 캐리어의 하나 또는 두 대향하는 메인 표면에 도포될 수 있다. 예를 들어, 부품 캐리어를 전자적 주변부에 전기적으로 커플링하기 위해 사용되는 하나 이상의 전기 전도성 표면 부분을 노출시키기 위해 그러한 솔더 레지스트를 전체 메인 표면 상에 형성하고 그 후에 솔더 레지스트의 층을 패턴화하는 것이 가능하다. 솔더 레지스트로 커버되어 남아 있는 부품 캐리어의 표면 부분, 특히 구리를 포함하는 표면 부분은 산화 또는 부식에 대해 효율적으로 보호될 수 있다.
또한, 표면 처리의 관점에서 부품 캐리어의 노출된 전기 전도성 표면 부분에 선택적으로 표면 마감(surface finish)을 적용하는 것이 가능하다. 그러한 표면 마감은 부품 캐리어의 표면 상에서 노출된 전기 전도층 구조체(특히 구리를 포함하거나 이로 구성되는, 예컨대 패드, 전도성 트랙 등) 상의 전기 전도성 커버 재료일 수 있다. 그러한 노출된 전기 전도층 구조체가 비보호 상태로 남겨진 경우, 이때, 노출된 전기 전도성 부품 캐리어 재료(특히 구리)는 산화될 수도 있어서, 부품 캐리어를 덜 신뢰가능하게 만든다. 이때, 표면 마감은 예를 들어 표면 실장된 부품과 부품 캐리어 사이의 인터페이스로서 형성될 수 있다. 표면 마감은 노출된 전기 전도층 구조체(특히 구리 회로)를 보호하고, 예를 들어 솔더링에 의해, 하나 이상의 부품과의 접합 공정을 가능하게 하는 기능을 갖는다. 표면 마감을 위한 적절한 재료의 예는 유기 납땜성 방부제(Organic Solderability Preservative; OSP), 무전해 니켈 침지 금(Electroless Nickel Immersion Gold; ENIG), 무전해 니켈 침지 팔라듐 침지 금(Electroless Nickel Immersion Palladium Immersion Gold; ENIPIG), 금(특히 경질 금), 케미칼 틴(chemical tin), 니켈-금, 니켈-팔라듐 등이다.
본 고안의 위에 정의된 양태 및 추가 양태는 아래에 설명될 실시예의 예로부터 명백하고 실시예의 이러한 예를 참조하여 설명된다.
도 1은 본 고안의 예시적 실시예에 따른 핸들링 디바이스의 일부의 횡단면도를 예시한다.
도 2는 본 고안의 예시적 실시예에 따른 핸들링 디바이스의 열처리 전후의 부품 캐리어 구조체의 측면도를 예시한다.
도 3은 종래의 핸들링 디바이스의 열처리 전후의 부품 캐리어 구조체의 측면도를 예시한다.
도 4는 본 고안의 예시적 실시예에 따른 핸들링 디바이스 하단측 제1 지그의 평면도를 예시한다.
도 5는 도 4에 따른 제1 지그와의 협력을 위한 상단측 제2 지그의 평면도를 예시한다.
도 6은 본 고안의 예시적 실시예에 따른 핸들링 디바이스 하단측 제1 지그를 예시한다.
도 7은 도 6에 따른 제1 지그를 포함하는 핸들링 디바이스의 상단측 제2 지그를 예시한다.
도 8은 본 고안의 예시적 실시예에 따른 부품 캐리어를 제조하는 방법 동안 수행될, 리플로우 솔더 스테이지를 포함하는, 상이한 제조 스테이지를 예시한다.
도 9는 본 고안의 예시적 실시예에 따른 핸들링 디바이스의 제2 지그의 바의 상세도이다.
도면의 예시는 개략적이다. 상이한 도면에서, 유사한 또는 동일한 요소는 동일한 참조 부호와 함께 제공된다.
앞서서, 도면을 참조하여, 예시적 실시예는 더 상세히 설명될 것이며, 일부 기본적인 고려사항은 본 고안의 예시적 실시예가 개발된 것에 기초하여 요약될 것이다.
본 고안의 일 양태의 예시적 실시예에 따르면, 2개의 협력 지그를 갖는 핸들링 디바이스는 리플로우 솔더링 동안 시트-형상 부품 캐리어 구조체의 평탄화를 촉진시키기 위해 제공될 수 있으며, 여기서 그러한 핸들링 디바이스는 지그 중 하나 상에 자석 및 다른 하나 상에 금속 플레이트를 포함할 수 있다. 자석과 금속 플레이트 사이의 유인(attractive) 자기력은 이때 부품 캐리어 구조체의 뒤틀림, 주름 및 굽힘을 신뢰가능하게 방지할 수 있다. 리플로우 솔더링 동안, 부품 캐리어 구조체 상의 솔더 페이스트, 솔더 범프 또는 임의의 다른 솔더 재료는 부품 캐리어 구조체(특히 부품 캐리어의 여전히 일체형으로 연결된 프리폼을 포함하는 패널)의 부품 캐리어(예컨대 인쇄 회로 기판 또는 집적 회로 기판) 상의 표면 실장 부품에 대해 용융될 수 있다.
본 고안의 제2 양태의 예시적 실시예에 따르면, 리플로우 솔더링 동안 부품 캐리어 구조체를 핸들링하기 위한 핸들링 디바이스가 제공되며 이는 한 쌍의 대향하는 지그로 구성되되, 하나는 핸들링될 부품 캐리어 구조체 위에 배열되고 다른 하나는 아래에 배열된다. 하단 지그 및 상단 지그 중 적어도 하나(및 바람직하게는 둘 다)는 예를 들어, 지지력을 부품 캐리어 구조체에 인가하기 위한 그리드-형상 지지 구조체를 포함할 수 있다. 동시에, 지지 구조체의 리세스는 부품 캐리어의 프리폼의 적어도 일부를 노출된 상태로 유지시킬 수 있으며, 이는 리플로우 솔더링 동안 열전달을 촉진시킬 수 있고 이는 핸들링 디바이스와의 과도한 접촉에 의한 부품 캐리어의 프리폼의 손상의 위험을 억제할 수 있다.
바람직하게는, 제1 방향으로 연장되는 제1 바 및 다른 (바람직하게는 수직) 방향으로 연장되는 제2 바의 그리드는 지그 중 하나 또는 둘 다에 제공될 수 있다. 그러한 바의 배열은 이러한 그리드의 각각의 개구가 예를 들어 패널-타입 부품 캐리어 구조체의 하나의 인쇄 회로 기판 또는 카드 또는 유닛에 대응할 수 있도록 패널 크기에 따라서 구성될 수 있다. 결과적으로, 개별 부품 캐리어가 그리드에 의해 적절하게 지지될 수 있을 뿐만 아니라, 전체 패널도 그렇다. 특히 그러한 그리드를 다른 지그 상의 금속 플레이트와 유인하는 방식으로 협력하는 지그 중 단지 하나 상의 자석의 어레이와 결합시킬 때, 간단하고 콤팩트한 핸들링 디바이스가 제공될 수 있으며 여기서 특히 금속 플레이트와 지그(바람직하게는 상단 지그)의 두께는 매우 작게 이루어 질 수 있다. 바람직하게는 매우 얇은, 상단 지그 상의 자석을 회피함으로써, 적절한 안정성을 달성하는 것이 가능할 수 있다. 더욱이, 설명된 구성은 확연한 온도 구배가 패널에 걸쳐 생성되지 않는다는 것을 보장할 수 있다. 바람직하게는, 상단 지그의 금속 플레이트는 철 또는 알루미늄 합금, 즉 다른 지그의 자석에 의해 자기식으로 유인될 수 있는 재료로 이루어질 수 있다. 상기 자석은 영구적인 자기 재료로 이루어질 수 있다. 핸들링 디바이스에 의해 핸들링되는 부품 캐리어 구조체의 리플로우 솔더링 동안, 예를 들어 200℃ 내지 290℃ 범위의 온도가 적용될 수 있다. 바람직하게는, 자석의 영구적인 자기 재료는 자석의 유인 자기력이 심지어 그러한 매우 상승된 온도에서 유지되도록 구성된다. 결과적으로, 충분히 높은 퀴리 온도를 갖는 자기 재료가 사용되어야 한다. 핸들링 디바이스의 위의 설명된 구성으로 인해, 리플로우 솔더링 동안 부품 캐리어 구조체의 온도 프로파일은 개선될 수 있으며, 특히 평형화될 수 있다.
유리하게는, 지그 각각은 사용 동안 그 사이에 부품 캐리어 구조체를 클램핑할 수 있는 하나 또는 바람직하게는 그 이상의 구속 핀을 장착할 수 있다. 그러한 핀은 부품, 예컨대 반도체 다이가 솔더링에 의해 장착될 부품 캐리어 구조체의 표면 영역 사이에 위치될 수 있다. 상응하여, 또한 솔더 범프 등의 영역은 지그의 핀이 협력하는 영역으로부터 떨어져 위치될 수 있다. 이것은 손상에 대한 부품 캐리어 구조체의 적절한 안정성 및 보호를 보장할 수 있다. 바람직하게는, 지지 구조체의 바 및 또한 핀은 부품 캐리어 구조체의 싱귤레이션 라인(singulation line), 즉 부품 캐리어 구조체가 나중에 개별 부품 캐리어로 단수화될 영역에 배열될 수 있다. 예를 들어, 바의 폭은 따라서 0.3 mm 내지 0.5 mm 범위에 있을 수 있으며, 즉 그리드 라인의 폭은 매우 작을 수 있다.
지지 구조체를 제1 방향으로 연장되는 바 및 이에 수직으로 연장되는 추가적인 바를 포함하는 그리드로서 구성할 때, 핸들링 디바이스는 이러한 그리드 디자인이 균일한 열 공급, 열 제거, 열 평형 및 열 확산에 기여할 수 있으므로, 고온 적용에 대해 특히 적절하게 이루어질 수 있다. 다시 말해, 그리드를 구성하는 바 사이의 리세스의 매트릭스형 어레이를 갖는 열적으로 적절한 전도성 그리드는 전체 부품 캐리어 구조체에 걸쳐 온도 평형에 기여할 수 있다.
(특히 인쇄 회로 기판 및 집적 회로 기판에 관한) 고성능 부품 캐리어 응용의 경우, 랜드 동일평면성(land coplanarity)(즉 획득된 수준의 뒤틀림)의 관점에서 요구 사양의 준수는 바람직하다. 그러한 요구 요건을 충족시키는 것은 전통적으로 수율의 상당한 감소의 위험을 수반한다.
그러한 단점을 극복하기 위해, 예시적 실시예는 처리된 부품 캐리어 구조체에 대한 완전한 기계적 지지를 제공하기 위해 2개의 협력 지그에 기초한 패널과 같은 부품 캐리어 구조체를 핸들링하기 위한 핸들링 디바이스를 제공한다. 특히, 그러한 핸들링 디바이스는 랜드 동일평면성의 관점에서 뛰어난 결과를 획득하기 위해 고온 처리 동안 부품 캐리어 구조체의 모든 기판 유닛을 제자리에 가압하거나 클램핑하는 것이 가능할 수 있다. 동시에, 부품 캐리어를 생산할 때 획득되는 수율은 상당히 개선될 수 있다. 특히, 본 고안의 예시적 실시예는 효율성을 개선할 수 있고 제조 시간을 작게 유지할 수 있다. 랜드 동일평면성은 낮은 노력으로 달성될 수 있다. 따라서, 본 고안의 예시적 실시예는 제조된 부품 캐리어의 개선된 랜드 동일평면성을 위한 자기식 지그 쌍(pair)를 제공한다.
예를 들어, 상기 지그 중 하나는 복수의 자석, 예를 들어 2 mm의 두께를 갖는 80 피스의 자석을 장착할 수 있다. 상기 자석은 상단 지그와 함께 다수의 기판 유닛을 포함하는 부품 캐리어 구조체를 유지하기 위해 예를 들어 5 mm 두께의 하단 지그로 내장될 수 있다.
더욱이, 부품 캐리어 구조체의 부품 캐리어의 프리폼이 고온 처리 동안 형상 곡률(curvature) 없이 제조되는 것을 보장하기 위해, 프레임 및 포켓 디자인으로 지그 중 하나 또는 둘 다를 구성하는 것이 가능할 수 있다. 특히, 하단 지그로 내장되는 자석을 제공하는 것은 상단 지그로부터 기판 유닛 상에 가해지는 균일한 힘 압력을 지지할 수 있다. 포켓 디자인에 의해, 모든 기판 유닛이 하단 지그에 의해 지지될 수 있다는 것이 가능할 수 있다. 예를 들어, 포켓 디자인을 갖는 자기식 지그는 기판형 부품 캐리어 구조체 상에 대략 20 N의 힘을 인가할 수 있다.
고온 처리 동안(특히 리플로우 솔더링 동안), 본 고안의 예시적 실시예에 따른 핸들링 디바이스는 부품 캐리어 구조체의 모든 기판 유닛이 커빙(curving) 또는 뒤틀림의 위험 없이 형상에 대해 유지될 수 있다는 것을 보장할 수 있다. 매우 유리하게는, 랜드 동일평면성(즉, 수평 방향으로부터 스택의 메인 표면 상에서의 랜드 또는 패드의 편차)은 상당히 개선될 수 있다.
도 1은 본 고안의 예시적 실시예에 따른 핸들링 디바이스(100)의 일부의 횡단면도를 예시한다.
도 1에 부분적으로만 도시된 핸들링 디바이스(100)는 제조 공정 동안 예를 들어 적어도 200℃의 고온에서 부품 캐리어(104)(예컨대 인쇄 회로 기판(PCB) 또는 집적 회로(IC) 기판)의 복수의 프리폼으로 구성되는 부품 캐리어 구조체(102)(예컨대 12×18 평방 인치 이상의 치수를 갖는 패널)를 핸들링하는 역할을 한다. 바람직하게는, 수용된 부품 캐리어 구조체(102)를 갖는 핸들링 디바이스(100)는 리플로우 오븐에서 처리될 수 있다(도 8의 참조 부호(106)를 참조함).
도시된 실시예에서, 핸들링 디바이스(100)는 서로 조립될 수 있는 제1 지그(108) 및 제2 지그(110)를 포함한다. 지그(108, 110)는 그 사이에 부품 캐리어 구조체(102)를 수용하도록 구성된다. 제1 지그(108)는 아래로부터 부품 캐리어 구조체(102)를 지지하는 하단측 지그일 수 있다. 이것과 대조적으로, 제2 지그(110)는 부품 캐리어 구조체(102) 위에 배열될 상단측 지그일 수 있다.
유리하게는, 제1 지그(108)의 일부를 형성하는 자석(112)의 어레이는 유인 자기력을 제2 지그(110)에 가하기 위해 제공될 수 있다. 이것을 가능하게 만들기 위해, 제2 지그(110)는 제1 지그(108)의 자석(112)에 의해 유인될 수 있는 (예를 들어 철로 이루어지는) 금속 플레이트(114)를 포함한다. 제2 지그(110)는 도시된 실시예에서 내장된 자석을 갖지 않는다. 따라서, 자석(112)은 지그(108, 110)를 그 사이에 클램핑되는 부품 캐리어 구조체(102)와 함께 유지시키기 위해 금속 플레이트(114)와 함께 유인력을 생성하도록 구성될 수 있다. 이러한 구성은 변형의 임의의 경향을 억제함으로써 리플로우 솔더링 동안 부품 캐리어 구조체(102)를 평탄하게 유지시키는 것을 허용한다. 특히, 뒤틀림의 임의의 원치 않는 경향은 효율적으로 억제될 수 있고, 랜드 동일평면성의 관점에서의 뛰어난 특성은 용이하게 제조된 부품 캐리어(104)로 달성될 수 있다.
도 1은 핸들링 디바이스(100)의 측면도를 도시하고 특히 하단측 제1 지그(108) 및 상단측 제2 지그(110)의 위치를 예시한다. 핸들링 디바이스(100)에 의해 핸들링되는 부품 캐리어 구조체(102)의 두께, D는 예를 들어 약 0.6 mm일 수 있다. 부품 캐리어 구조체(102)는 대응하는 위치에서 하단측 제1 지그(108) 및 상단측 제2 지그(110) 둘 다에 형성되는 구속 핀(124) 사이에 유지됨으로써, 부품 캐리어 구조체(102)의 각각의 부분은 각각, 제1 지그(108) 및 제2 지그(110)의 2개의 대향하는 구속 핀(124) 사이에 체결(예를 들어, 클램핑)된다.
유리하게는, 제1 지그(108)의 핀(124)의 어레이 및 제2 지그(110)의 핀(124)의 어레이는 서로 공간적으로 정렬된다. 이것은 지그(108, 110)와 접촉하고 있는 부품 캐리어 구조체(102)의 표면 부분을 작게 유지시키고 핸들링 디바이스(100)로부터 부품 캐리어 구조체(102)로 힘 전달을 보장하며 이는 후자의 변형을 야기하지 않는다.
따라서, 지그(108, 110)의 정렬된 구속 핀(124)의 배열은 적절하게 정의된 위치에서 부품 캐리어 구조체(102)의 적절한 핸들링을 보장할 수 있는 반면에, 물리적 접촉은 부품 캐리어 구조체(102)의 다른 위치에서 회피된다. 이것은 나중에 (즉, 제조 공정을 완료한 후 및 분리 후에) 부품 캐리어(104)를 형성하는 부품 캐리어 구조체(102)의 일부를 손상으로부터 보호한다. 부품 캐리어 구조체(102)를 제자리에 유지시키고 협력 구속 핀(124)에 의해 가해지는 직접적인 물리적 핀 접촉에 더하여, 하부측 자석(112)과 상부측 금속 플레이트(114) 사이의 유인 자기력은 지그(108, 110) 사이에 연결력(connection force)을 생성할 수 있다. 제1 지그(108)의 핀(124)이 자석(112)과 일체형으로 형성된다는 사실은 자석(112)과 금속 플레이트(114) 사이의 수직 거리를 더 감소시키고 그것에 의해 또한 높은 연결력에 기여한다.
도 1로부터 도출될 수 있는 바와 같이, 제1 지그(108) 및 제2 지그(110)는 복수의 포인트 연결부(connection)에서만 수직 고정력을 부품 캐리어 구조체(102)에 인가하도록 구성된다. 유리하게는, 포인트 연결부는 (예를 들어 패널이 개별 부품 캐리어(104)로 분리될 분리 라인의 영역에서) 부품 캐리어(104)의 인접한 프리폼 사이에 위치될 수 있다. 이러한 수단(measure)을 취함으로써, 부품 캐리어(104)는 지그(108, 110) 사이의 부품 캐리어 구조체(102) 상에 가해지는 클램핑력에 의해 손상되지 않는다는 것이 보장될 수 있다. 바람직하게는, 포인트 연결부들은 부품 캐리어 구조체(102)의 두 대향하는 측면들 상의 정렬 핀들(124)에 의해 설정된다. 더 유리하게는, 제1 지그(108)의 핀(124)은 자기 핀, 즉 자석(112)에 의해 형성되는 핀으로서 구성된다.
바(118)의 어레이에 의해 형성되는 지지 그리드(120)(도 1에 도시되지 않지만, 도 4 내지 도 7에 도시됨)는 안정성을 더 증가시킬 수 있고 리플로우 솔더링 동안 열 확산 및 열 분배에 기여할 수 있다. 그러한 그리드 구조체는 또한 도 1에 따른 핸들링 디바이스(100)에 제공될 수 있다.
도 2는 본 고안의 예시적 실시예에 따른 핸들링 디바이스(100)에서 열처리 전후의 부품 캐리어 구조체(102)의 일부의 측면도를 예시한다. 도 3은 종래의 핸들링 디바이스에서 열처리 전후의 부품 캐리어 구조체(202)의 측면도를 예시한다.
도 3에 따른 종래의 접근법을 먼저 참고하면, 처리된 부품 캐리어 구조체(202)는 열처리(thermal process) 동안 현저한 방식으로 변형될 수 있다. 특히, 부품 캐리어 구조체(202)의 센터는 화살표(204)에 의해 개략적으로 지시된 바와 같이, 과도한 굽힘의 경향이 있을 수 있다. 이것은 패널 센터에 임의의 지지를 갖지 않는 핸들링 디바이스의 지그의 디자인에 의해 야기될 수 있다. 따라서, 기판의 형상은 도 3에 따라 적절하게 제어될 수 없으며, 이는 현저한 결함을 야기할 수 있다. 특히 리플로우 솔더링 동안 부품 캐리어 구조체(202) 상에 작용하는 열부하는 통상적으로 부품 캐리어 구조체(202)의 현저한 뒤틀림을 야기할 수 있다.
그러한 단점을 극복하기 위해, 도 2에 개략적으로 예시된 핸들링 디바이스(100)가 본 고안의 예시적 실시예에 따라 제공된다. 예시된 포켓 디자인으로 인해, 부품 캐리어 구조체(102)는 실질적으로 평면으로 유지될 수 있다. 리플로우 솔더링 동안 부품 캐리어 구조체(102)의 정확한 유지(holding)로 인해, 핸들링 디바이스(100)는 적절하게 지지된 부품 캐리어 구조체(102)의 실질적으로 평탄한 구성을 보장함으로써, 부품 캐리어 구조체(102)의 뒤틀림, 주름 또는 굽힘의 임의의 경향이 강하게 억제될 수 있다.
도 4는 본 고안의 예시적 실시예에 따른 핸들링 디바이스(100)의 하단측 제1 지그(108)의 평면도를 예시한다. 도 5는 도 4에 따른 제1 지그(108)를 갖는 핸들링 디바이스(100)의 상단측 제2 지그(110)의 평면도를 예시한다.
위에 언급된 바와 같이, 핸들링 디바이스(100)는 부품 캐리어(104)를 제조하는 동안 리플로우 오븐(106)에서 부품 캐리어(104)의 복수의 프리폼으로 구성되는 부품 캐리어 구조체(102)를 핸들링하는 역할을 한다. 핸들링 디바이스(100)는 그 사이에 부품 캐리어 구조체(102)를 수용하도록 구성되는 제1 지그(108) 및 제2 지그(110)를 포함한다.
더욱이, 지지 구조체(116)는 제1 지그(108) 및 제2 지그(110) 둘 다에 제공된다. 각각의 지지 구조체(116)는 (할당된 부품 캐리어 구조체(102)가 핸들링 디바이스(100)에 조립될 때) 부품 캐리어(104)의 상이한 프리폼 사이에 배열되고 부품 캐리어 구조체(102)를 지지하는 복수의 바(118)를 포함한다. 바람직하게는, 지지 구조체(116)는 리플로우 솔더링 동안 열 관리를 개선하기 위해 열 전도성 재료로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 지그(108, 110) 각각의 지지 구조체(116)의 재료는 적어도 10 W/mK, 바람직하게는 적어도 50 W/mK의 열 전도율을 가질 수 있다.
위에서 이미 설명된 바와 같이, 제1 지그(108)는 제2 지그(110)의 금속 플레이트(114)를 유인하는 자기력을 생성하기 위해 복수의 자석(112)을 장착한다. 자석(112)은 그 사이에서 부품 캐리어 구조체(102)를 평탄화하기 위해 금속 플레이트(114)와 함께 유인력을 생성한다. 도시된 실시예에서, 자석(112)은 제1 지그(108)의 지지 구조체(116)에 연결된다. 바람직하게는, 자석(112)은 영구적인 자기 재료로 이루어진다. 유리하게는, 자석(112)은 적어도 250℃의 퀴리 온도를 갖는 재료로 이루어짐으로써 자석(112)은 심지어 고온에서, 즉 리플로우 솔더 오븐(106)의 동작 온도에서 유인 자기력을 계속 생성한다. 자석(112) 및 금속 플레이트(114)는 자석(112) 및 금속 플레이트(114)에 의해 생성되는 유인력에 의해 부품 캐리어 구조체(102)에 인가되는 자기력이 예를 들어 약 20 N 이도록 구성될 수 있다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 바(118)는 제1 방향을 따라 서로 평행하게 연장되는 제1 바(118a)를 포함하고 제1 방향에 수직인 제2 방향을 따라 서로 평행하게 연장되는 제2 바(118b)를 포함함으로써 바(118a, 118b)는 리세스(122)를 갖는 그리드를 형성한다. 상기 그리드(120)의 각각의 리세스(122)는 부품 캐리어 구조체(102)의 하나의 부품 캐리어(104)에 대응할 수 있다.
매우 유리하게 그리고 도 1에서 가장 잘 보이는 바와 같이, 도 4의 제1 지그(108) 및 도 5의 제2 지그(110) 각각은 두 대향하는 메인 표면으로부터 부품 캐리어 구조체(102)에 연결력을 인가하는 핀(124)을 포함한다. 핀(124)은 핸들링 디바이스(100)에 수용된 부품 캐리어 구조체(102)와 직접물리적으로 접촉하는 핸들링 디바이스(100)의 유일한 물리적 몸체일 수 있다. 이것은 핸들링 동안 손상으로부터 부품 캐리어(104)의 프리폼을 방지한다.
도 4에서 참조 부호(150)에 의해 예시되는 바와 같이, 추가적인 홀은 리플로우 프로파일 및 핸들링을 더 개선하기 위해 제1 지그(108)에서 개방될 수 있다. 참조 부호(112')에 의해 예시되는 바와 같이, 에지 자석은 부품 캐리어 구조체(102)에 매우 가까운 제1 지그(108)의 대응하는 위치에 제공될 수 있다. 참조 부호(154)에 의해 지시되는 바와 같이, 하단측 제1 지그(108)의 도시된 구성에 의해 (예를 들어 하나 이상의 장방형(oblong) 홀을 형성함으로써) 수동(manual) 핸들링 홀 크기를 증가시키는 것이 가능할 수 있다.
이제 도 5를 참조하면, 상단 커버 또는 제2 지그(110)는 부품 캐리어 구조체(102)의 온도 프로파일 및 핸들링을 더 개선하기 위해 홀(참조 부호(156)를 참조)을 확장시키는 것을 허용할 수 있다. 참조 부호(158)에 의해 도시된 바와 같이, 리플로우 솔더링 동안 부품 캐리어 구조체(102)의 온도 프로파일을 최적화하기 위해 추가적인 (예를 들어 5 × 5 mm) 홀을 개방시키는 것이 가능할 수 있다.
도 6은 본 고안의 예시적 실시예에 따른 핸들링 디바이스(100)의 하단측 제1 지그(108)를 예시한다. 도 7은 도 6에 따른 제1 지그(108)를 포함하는 핸들링 디바이스(100)의 상단측 제2 지그(110)를 예시한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 예시된 제1 지그(108)의 각각의 리세스(122)는 대응하는 핸들링 디바이스(100)로 핸들링되는 부품 캐리어 구조체(102)의 하나의 부품 캐리어(104)(예를 들어 인쇄 회로 기판 또는 집적 회로 기판)에 대응한다. 조립 리플로우 동안, 예시된 프레임 형상의 제1 지그(108)는 예를 들어 20 N의 부품 캐리어 구조체(102) 또는 기판에 대한 연결력을 인가할 수 있다. 이것은 평탄화를 보장하기에 충분히 큰 값이고 부품 캐리어 구조체(102)에 대한 과도한 기계적 충격을 회피하여 손상을 신뢰가능하게 방지하기에 충분히 작은 값이다.
도 8은 본 고안의 예시적 실시예에 따른 부품 캐리어(104)를 제조하는 라인 공정 동안, 리플로우 솔더 스테이지를 포함하는, 상이한 제조 스테이지를 예시한다.
참조 부호(170)로 도시된 바와 같이, 패널-타입 부품 캐리어 구조체는 먼저 솔더 페이스트가 부품 캐리어 구조체의 원하는 표면 부분 상으로 프린트될 수 있는 동안 솔더 페이스트 프린팅을 받도록 이루어질 수 있다.
도 8로부터 더 취해질 수 있는 바와 같이, 부품 캐리어 구조체는 그 다음 라인 컨베이어 방향(172)을 따라 이동될 수 있다. 부품 캐리어 구조체는 다음으로 부품 캐리어 구조체의 각각의 부품 캐리어의 솔더 페이스트 상에 칩 커패시터를 부착시키는 칩 커패시터 부착 유닛에 의해 처리될 수 있다. 이것은 참조 부호(174)에 의해 표시된다.
도 9로부터 또한 취해질 수 있는 바와 같이, 도포된 솔더 페이스트 및 부착된 부품(설명된 실시예에서 칩 커패시터)을 갖는 부품 캐리어 구조체는 그 다음 리플로우 오븐(106)으로 운반될 수 있으며 이를 통해 본 고안의 예시적 실시예에 따른 핸들링 디바이스에 의해 유지되는 부품 캐리어 구조체가 그 다음 이송될 수 있다. 리플로우 오븐(106)은 부품 캐리어 구조체를 처리하기 위한 역할을 하고, 핸들링 디바이스와 부품 캐리어 구조체가 그 안에 유지된 채 핸들링 디바이스를 가열하도록 구성되는 가열 유닛(126)을 포함한다. 가열 유닛(126)에 의해, 부품 캐리어 구조체(102)와 함께 핸들링 디바이스(100)를 바람직하게는 적어도 250℃까지 가열하는 것이 가능하며, 따라서 효율적인 리플로우 솔더링을 수행하는 것이 가능하다.
리플로우 오븐(106)의 입구측에서, 부품 캐리어 구조체는 핸들링 디바이스에 조립될 수 있으며, 참조 부호(176)를 참조한다.
참조 부호(178)로 도시된 바와 같이, 핸들링 디바이스의 부품 캐리어 구조체는 리플로우 솔더링 후, 즉 리플로우 오븐(106)의 출구측에서 핸들링 디바이스로부터 언로딩될 수 있다.
위에 설명된 그리드형 지지 구조체(116)와 조합으로 지그(108, 110) 사이의 자기식 유인 메커니즘은 고온 리플로우 오븐 공정 동안 유리하게 구현될 수 있다. 그러한 구현으로 인해, 획득된 부품 캐리어의 랜드 동일평면성은 상당히 개선될 수 있고 수율은 상당히 증가될 수 있다.
도 9는 본 고안의 예시적 실시예에 따른 핸들링 디바이스(100)의 제2 지그(110)의 바(118)의 상세도이다.
도시된 바와 같이, 바(118)는 제1 방향을 따라 서로 평행하게 연장되는 제1 바(118a)를 포함하고 제1 방향에 수직인 제2 방향으로 서로 평행하게 연장되는 제2 바(118b)를 포함함으로써 바(118a, 118b)는 리세스(122)를 갖는 그리드(120)를 형성한다.
수직 바(118b)에 대해, 그 각각은 2개의 주변 바 부분(162) 사이에 배열되는 중앙 바 부분(160)을 포함할 수 있다. 유리하게는, 중앙 바 부분(160)은 2개의 주변 바 부분(162) 각각보다 더 큰 두께를 가질 수 있다. 예를 들어, 중앙 바 부분(160)은 5 mm의 두께 및 0.5 mm의 폭, L을 가질 수 있다. 주변 바 부분(162) 각각은 3 mm의 두께 및 0.25 mm의 폭, B를 가질 수 있다. 다른 치수가 가능하다.
수평 바(118a)를 참조하면, 그 각각은 2개의 주변 바 부분(166) 사이에 배열되는 중앙 바 부분(164)을 대응하여 포함할 수 있다. 유리하게는, 중앙 바 부분(164)은 2개의 주변 바 부분(166)보다 더 큰 두께를 가질 수 있다. 예를 들어, 중앙 바 부분(164)은 5 mm의 두께 및 0.5 mm의 폭을 가질 수 있다. 주변 바 부분(166) 각각은 3 mm의 두께 및 0.25 mm의 폭을 가질 수 있다. 다른 치수가 가능하다.
유리하게는, 도 9의 구성은 제2 지그(110)의 높은 강성을 생성할 수 있다.
용어 "포함하는(comprising)"은 다른 요소 또는 단계를 배제하지 않고 "a" 또는 "an"은 복수를 배제하지 않는다는 점이 주목되어야 한다. 또한, 상이한 실시예와 연관하여 설명되는 요소는 결합될 수 있다.
또한, 청구항의 참조 부호는 청구항의 범위를 제한하는 것으로 해석되지 않아야 한다는 점이 주목되어야 한다.
본 고안의 구현은 도면에 도시되고 위에 설명된 바람직한 실시예에 제한되지 않는다. 그 대신, 다수의 변형예가 가능하며 이는 근본적으로 상이한 실시예의 경우에도 본 고안에 따른 도시된 솔루션 및 원리를 사용한다.

Claims (37)

  1. 온도 처리 중 복수의 프리폼 부품 캐리어로 구성되는 부품 캐리어 구조체를 핸들링하기 위한 핸들링 디바이스로서, 상기 핸들링 디바이스는:
    상기 부품 캐리어 구조체가 사이에 수용되도록 구성되는 제1 지그 및 제2 지그;
    상기 제1 지그 및 상기 제2 지그 중 하나의 일부를 형성하는 자석들의 어레이;
    상기 제1 지그 및 상기 제2 지그 중 다른 하나의 일부를 형성하는 플레이트; 및
    상기 제1 지그 및 상기 제2 지그 중 적어도 하나의 일부를 형성하고, 부품 캐리어들의 서로 다른 프리폼들 사이에 배열될 복수의 바(bars)를 포함하고, 그리고 상기 부품 캐리어 구조체를 지지하는 지지 구조체를 포함하며;
    상기 자석은 그 사이에서 상기 부품 캐리어 구조체의 변형을 억제하기 위해 상기 플레이트와 함께 유인력(attractive force)을 생성하도록 구성되고,
    상기 자석들의 적어도 일부는 제1 방향을 따라 서로 평행하게 연장되는 제1 바들(bars)과 상기 제1 방향에 수직인 제2 방향을 따라 서로 평행하게 연장되는 제2 바들(bars) 사이의 교차점들에서 그리드 상에 실장되고, 상기 제1 바들과 상기 제2 바들은 상기 그리드를 형성하는, 핸들링 디바이스.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 플레이트는 상기 부품 캐리어 구조체의 열 분포 및/또는 열 재지향(heat redirection)을 촉진시키는 재료로 이루어지는, 핸들링 디바이스.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 플레이트는 금속 플레이트인, 핸들링 디바이스.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 자석들은 상기 지지 구조체에 연결되는, 핸들링 디바이스.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 자석들은 하단측 지그로서 구성된 상기 제1 지그의 일부를 형성하고, 상기 플레이트는 상단측 지그로서 구성된 상기 제2 지그의 일부를 형성하는, 핸들링 디바이스.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 자석들은 적어도 200℃의 퀴리(Curie) 온도를 갖는 재료로 이루어지는, 핸들링 디바이스.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 자석들은 적어도 250℃의 퀴리 온도를 갖는 재료로 이루어지는, 핸들링 디바이스.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 자석들과 상기 플레이트에 의해 생성되고 상기 부품 캐리어 구조체에 인가되는 상기 유인력은 적어도 10 N인, 핸들링 디바이스.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 자석들과 상기 플레이트에 의해 생성되고 상기 부품 캐리어 구조체에 인가되는 상기 유인력은 적어도 20 N인, 핸들링 디바이스.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 자석들은 영구적인 자기 재료를 포함하는, 핸들링 디바이스.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 지지 구조체는 열 전도성 재료로 이루어지는, 핸들링 디바이스.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 지지 구조체는 적어도 10 W/mK의 열 전도성을 갖는 열적 전도성 재료로 이루어지는, 핸들링 디바이스.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 지지 구조체는 적어도 50 W/mK의 열 전도성을 갖는 열적 전도성 재료로 이루어지는, 핸들링 디바이스.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 지지 구조체는 적어도 100 W/mK의 열 전도성을 갖는 열적 전도성 재료로 이루어지는, 핸들링 디바이스.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 바들은 서로 평행하게 연장되는, 핸들링 디바이스.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 바들은 제1 방향을 따라 서로 평행하게 연장되는 제1 바들을 포함하고 상기 제1 방향에 수직인 제2 방향을 따라 서로 평행하게 연장되는 제2 바들을 포함함으로써, 상기 바들은 리세스들을 갖는 그리드를 형성하는, 핸들링 디바이스.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제1 바 및 상기 제2 바 중 적어도 하나는 2개의 주변 바 부분들 사이에 배열되는 중앙 바 부분을 가지며, 상기 중앙 바 부분은 상기 2개의 주변 바 부분들 각각보다 더 큰 두께를 갖는, 핸들링 디바이스.
  21. 제19항에 있어서,
    상기 그리드의 각각의 리세스는 하나의 부품 캐리어에 대응하는, 핸들링 디바이스.
  22. 제1항에 있어서,
    상기 제1 지그 및 상기 제2 지그 각각은 두 대향하는 메인 표면들로부터 상기 부품 캐리어 구조체를 가압하는 핀(pin)들을 포함하는, 핸들링 디바이스.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 제1 지그 및 상기 제2 지그 각각은: 상기 핸들링 디바이스에 수용될 때 상기 부품 캐리어 구조체와 직접 물리적으로 접촉하는 유일한 물리적 몸체들인 두 대향하는 메인 표면들로부터 상기 부품 캐리어 구조체를 가압하는 핀들을 포함하는, 핸들링 디바이스.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 자석들을 포함하는 상기 제1 지그 및 상기 제2 지그 중 하나의 상기 핀들은 상기 자석들과 일체형으로 형성되는, 핸들링 디바이스.
  25. 제1항에 있어서,
    상기 제1 지그 및 상기 제2 지그 각각은 복수의 바를 포함하는 지지 구조체를 포함하는, 핸들링 디바이스.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 제1 지그 및 상기 제2 지그 각각은 그리드를 형성하는 복수의 바를 포함하는 지지 구조체를 포함하는, 핸들링 디바이스.
  27. 제1항에 있어서,
    상기 제1 지그 및 상기 제2 지그 중 하나만이 자석들의 어레이를 포함하는, 핸들링 디바이스.
  28. 제1항에 있어서,
    상기 제1 지그 및 상기 제2 지그 중 하나만이 플레이트를 포함하는, 핸들링디바이스.
  29. 삭제
  30. 제22항에 있어서,
    상기 제1 지그 및 상기 제2 지그는 상기 핀들에 의해 설정되는 복수의 포인트 연결부들에서만 상기 부품 캐리어 구조체에 수직 고정력을 인가하도록 구성되는, 핸들링 디바이스.
  31. 제30항에 있어서,
    상기 포인트 연결부들은 부품 캐리어들의 서로 인접한 프리폼들 사이에 위치되는, 핸들링 디바이스.
  32. 제1항에 있어서,
    자석들의 어레이는 상기 제1 지그 또는 상기 제2 지그 중 단지 하나의 일부로서 형성되거나, 상기 제1 지그 및 상기 제2 지그 각각의 일부로서 형성되는, 핸들링 디바이스.
  33. 제1항에 따른 핸들링 디바이스; 및
    상기 제1 지그와 상기 제2 지그 사이에 수용되는 복수의 프리폼 부품 캐리어로 구성되는 부품 캐리어 구조체를 포함하는 배열체.
  34. 제33항에 있어서,
    상기 부품 캐리어 구조체는 부품 캐리어들의 연결된 프리폼들을 포함하는 일체형 플레이트 구조체를 포함하는, 배열체.
  35. 복수의 프리폼 부품 캐리어로 구성되는 부품 캐리어 구조체를 위한 리플로우 오븐으로서, 상기 리플로우 오븐은:
    리플로우 솔더링 중 상기 부품 캐리어 구조체를 핸들링하기 위한 제1항에 따른 핸들링 디바이스; 및
    리플로우 솔더링을 위해 상기 핸들링 디바이스에서 상기 부품 캐리어 구조체를 가열하도록 구성되는 가열 유닛을 포함하는, 리플로우 오븐.
  36. 제35항에 있어서,
    상기 가열 유닛은 적어도 200℃까지 상기 핸들링 디바이스에서 상기 부품 캐리어 구조체를 가열하도록 구성되는, 리플로우 오븐.
  37. 제36항에 있어서,
    상기 가열 유닛은 적어도 250℃까지 상기 핸들링 디바이스에서 상기 부품 캐리어 구조체를 가열하도록 구성되는, 리플로우 오븐.
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