(57)【要約】【課題】印刷回路基板の一面に形成されたバンプのコイニング作業によって印刷回路基板の他面に形成されたパッド半田が損傷することを最小化するためのコイニング装置を提供する。【解決手段】本発明によるコイニング装置は、印刷回路基板１０の一面に形成されたバンプ１１を加圧する加圧ブロック２１と、加圧ブロック２１の外側に形成され、印刷回路基板１０のバンプ１１が形成された以外の領域を加圧するように加圧方向に突出されて形成された突出部２２とを含む第１治具２０、印刷回路基板１０の他面に形成されたパッド半田１２と対応するように弾性部材４０が形成された第２治具３０を含む。本発明によると、ＦＣ−ＢＧＡパッケージで印刷回路基板１０の一面に形成されたバンプ１１をコイニングする過程において、印刷回路基板１０の他面に形成されたパッド半田１２の損傷を防止する効果がある。【選択図】図２ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷回路基板の一面に形成されたバンプを加圧する加圧ブロックと、前記加圧ブロックの外側に形成され、前記印刷回路基板のバンプが形成された以外の領域を加圧するように加圧方向に突出されて形成された突出部とを含む第１治具；
前記印刷回路基板の他面に形成されたパッド半田と対応するように弾性部材が形成された第２治具；を含むコイニング装置。
【請求項２】
前記突出部は、前記加圧ブロックの加圧面から前記印刷回路基板を加圧する方向に突出される高さを調節することができることを特徴とする請求項１に記載のコイニング装置。
【請求項３】
前記弾性部材は、ゴムまたはエンジニアリングプラスチックを用いることを特徴とする請求項１に記載のコイニング装置。
【請求項４】
前記突出部は、一側面に複数のねじ孔を加工することにより、前記加圧ブロックの加圧面から前記印刷回路基板を加圧する方向に突出される高さを調節することを特徴とする請求項２に記載のコイニング装置。
【請求項５】
前記突出部は、前記加圧ブロックの加圧面から前記印刷回路基板を加圧する方向に突出される高さが、前記印刷回路基板の一面に形成されたバンプの垂直高さより小さく形成されることを特徴とする請求項２に記載のコイニング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コイニング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体産業において、集積回路に対するパッケージング技術は小型化及び実装信頼性に対する要求に応じるべく、持続的に発展している。例えば、小型化の要求に対しては、チップサイズに近接したパッケージに関する技術開発が加速化されており、実装信頼性の要求に対しては、実装作業の効率性及び実装後の機械的、電気的信頼性を向上させることができるパッケージング技術の重要性が高まっている。
【０００３】
前記パッケージの小型化を果たした一例として、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）、ＣＳＰ（Ｃｈｉｐ  Ｓｃａｌｅ  Ｐａｃｋａｇｅ）、  ＦＣ−ＢＧＡ（Ｆｌｉｐ  Ｃｈｉｐ  Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）パッケージ基板などが挙げられる。
【０００４】
前記ＢＧＡパッケージは、全体的なパッケージのサイズが半導体チップのサイズと同一または殆ど類似であり、特に、外部との電気的接続手段、即ち、印刷回路基板（Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｂｏａｒｄ：以下、ＰＣＢ）への実装手段として、半田ボールが備えられることにより、実装面積が減少されている趨勢において、非常に有利に適用することができるという利点がある。
【０００５】
また、前記ＢＧＡ、ＣＳＰ、ＦＣ−ＢＧＡパッケージ基板などは、外部との電気的接続手段として、印刷回路基板（Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｂｏａｒｄ）上のパッド（ｐａｄ）に半田ペイスト（Ｓｏｌｄｅｒ  Ｐａｓｔｅ）を印刷して形成されたバンプ（Ｂｕｍｐ）またはパッド半田（Ｐａｄ  Ｓｏｌｄｅｒ）を利用することにより、全体的な電気回路の長さを短縮させることができるだけでなく、パワーやグランドボンディング領域を容易に導入することができるため、優れた電気的性能を発現させることができ、また、入出力ピン数の設計時により余裕のある間隔で、より多い入出力ピン数を作ることができ、全体的なパッケージのサイズが半導体チップのサイズと同一または殆ど類似であり、実装面積を最小化することができるという利点を有する。
【０００６】
ＦＣ−ＢＧＡパッケージは、一面にチップまたは受動素子が搭載され、他面には半田付け用バンプが付着されているため、ボードに直接実装することが可能である。従って、リードフレームパッケージに比べて電気抵抗や雑音が遥かに少なく、上述のように、信号伝逹の速度が早く、サイズ及び重量が小さいため、ノートパソコン、携帯電話、ＰＤＡ、デジタルキャムコーダーなどの大部分の小型家電製品に適用することができる。
【０００７】
最近の高仕様化される製品に用いられるＦＣ−ＢＧＡパッケージの場合にも、一面にチップなどが接続されるバンプが形成され、他面には受動素子またはボードが接続される半田付け用バンプのようなパッド半田が形成されることにより、その電気的連結の信頼性を高めている。特に、高温の熱を加えるリフロー工程及びデフラックス（ｄｅｆｌｕｘ）工程を経てバンプが形成され、その形態が半球状の形態を有するようになることにより、以後、半導体チップ及び素子実装時に接触不良の要素となる。このような接触不良を防止するために、前記バンプを加圧して平坦化するコイニング装置を利用したコイン（Ｃｏｉｎ）工程を経るようになる。
【０００８】
しかし、図１ａ及び図１ｂに示すように、従来の印刷回路基板１００の一面に形成されたバンプ１１０を、コイニング装置を用いて平坦化する過程において、印刷回路基板１００の他面に形成されたパッド半田１２０が平坦な治具３００にそのまま圧搾されることにより、損傷を受けるようになるという問題点があった。パッド半田１２０が損傷されることにより、ＦＣ−ＢＧＡパッケージの電気的連結の信頼性及び作動の正確性が低下するという問題点も発生した。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上述のような問題点を解決するために導き出されたものであり、印刷回路基板の一面に形成されたバンプのコイニング作業をする過程で、第１治具に突出部を形成し、第２治具に弾性部材を結合することにより、印刷回路基板の一面に形成されたバンプのコイニング作業によって印刷回路基板の他面に形成されたパッド半田が損傷することを最小化するためのコイニング装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の好ましい実施例によるコイニング装置は、印刷回路基板の一面に形成されたバンプを加圧する加圧ブロックと、前記加圧ブロックの外側に形成され、前記印刷回路基板のバンプが形成された以外の領域を加圧するように加圧方向に突出されて形成された突出部とを含む第１治具、前記印刷回路基板の他面に形成されたパッド半田と対応するように弾性部材が形成された第２治具を含む。
【００１１】
ここで、前記突出部は、前記加圧ブロックの加圧面から前記印刷回路基板を加圧する方向に突出される高さを調節することができることを特徴とする。
【００１２】
また、前記弾性部材は、ゴムまたはエンジニアリングプラスチックを用いることを特徴とする。
【００１３】
また、前記突出部は、一側面に複数のねじ孔を加工することにより、前記加圧ブロックの加圧面から前記印刷回路基板を加圧する方向に突出される高さを調節することを特徴とする。
【００１４】
また、前記突出部は、前記加圧ブロックの加圧面から前記印刷回路基板を加圧する方向に突出される高さが、前記印刷回路基板の一面に形成されたバンプの垂直高さより小さく形成されることを特徴とする。
【００１５】
本発明の特徴及び利点は、添付図面に基づいた以下の詳細な説明によってさらに明らかになるであろう。
【００１６】
本発明の詳細な説明に先立ち、本明細書及び請求範囲に用いられた用語や単語は、通常的かつ辞書的な意味に解釈されてはならず、発明者が自らの発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義することができるという原則に従って本発明の技術的思想にかなう意味と概念に解釈されるべきである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によると、ＦＣ−ＢＧＡパッケージで印刷回路基板の一面に形成されたバンプをコイニングする過程において、印刷回路基板の他面に形成されたパッド半田の損傷を防止する効果がある。
【００１８】
また、本発明のコイニング装置の第２治具に形成された弾性部材によって、印刷回路基板の他面に形成されたパッド半田の損傷を防止する効果がある。
【００１９】
また、第１治具の縁に形成された加圧方向の突出部によって、バンプを加圧する過程での印刷回路基板の反りを防止することができる効果がある。
【００２０】
また、第１治具の縁に形成された加圧方向の突出部の突出長さを自由に調節することができるように設計することにより、印刷回路基板の一面に形成された多様な高さのバンプに適用されることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１ａ】従来のコイニング装置に対する模式図（１）である。
【図１ｂ】従来のコイニング装置に対する模式図（２）である。
【図２ａ】本発明によるコイニング装置の平坦化過程を示す図面（１）である。
【図２ｂ】本発明によるコイニング装置の平坦化過程を示す図面（２）である。
【図３ａ】本発明によるコイニング装置の第１治具の断面図である。
【図３ｂ】本発明によるコイニング装置の第１治具の底面図である。
【図４】本発明によるコイニング装置の第１治具の作動を図式的に示す図面である。
【図５】本発明の一実施例によるコイニング装置の第１治具の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の目的、特定の長所及び新規の特徴は、添付図面に係わる以下の詳細な説明および好ましい実施例によってさらに明らかになるであろう。本明細書において、各図面の構成要素に参照番号を付け加えるに際し、同一の構成要素に限っては、たとえ異なる図面に示されても、できるだけ同一の番号を付けるようにしていることに留意しなければならない。
【００２３】
また、第１、第２などの用語は、一つの構成要素を他の構成要素から区別するために用いられるものであり、構成要素が前記用語によって限定されるものではない。また、本発明の説明において、本発明の要旨を不必要にぼかす可能性がある係わる公知技術に対すると詳細な説明は省略する。
【００２４】
以下、添付された図面を参照して、本発明の好ましい実施例によるコイニング装置を詳細に説明する。
【００２５】
図２ａ及び図２ｂは、本発明によるコイニング装置による平坦化過程を示す図面であり、図３ａは、本発明によるコイニング装置の第１治具に対する断面図であり、図３ｂは、図３ａの底面図である。図４は、本発明によるコイニング装置の第１治具の作動を図式的に示した図面である。
【００２６】
本発明によるコイニング装置は、印刷回路基板１０の一面に形成されたバンプ１１を加圧する加圧ブロック２１と、前記加圧ブロック２１の外側に形成され、前記印刷回路基板１０のバンプ１１が形成された以外の領域を加圧するように加圧方向に突出されて形成された突出部２２とを含む第１治具２０、前記印刷回路基板１０の他面に形成されたパッド半田１２と対応するように弾性部材４０が形成された第２治具３０を含む。
【００２７】
第１治具２０は、図３ａに図示されたように、加圧ブロック２１と突出部２２を含んで形成される。従来のＦＣ−ＢＧＡパッケージをなす印刷回路基板１０と異なって、最近の印刷回路基板１０には、チップなどとの接続のために一面に形成されたバンプ１１だけでなく、印刷回路基板１０の他面に受動素子の実装またはボードとの結合時の電気的信頼性を確保するためのパッド半田１２がさらに形成されるように、高仕様化が進行されている。
【００２８】
従って、印刷回路基板１０の一面に形成されたバンプ１１のコイニング工程を進行する過程で、印刷回路基板１０の他面に形成されたパッド半田１２が平らな第２治具３０によって圧搾されることにより、パッド半田１２が損傷され、これによって、実装時には、接続信頼性の問題が発生する。このような印刷回路基板の他面に形成されたパッド半田１２の損傷問題及び実装時の接続信頼性に対する問題を解決するために、第１治具２０は、加圧ブロック２１と突出部２２が形成された構造を有するようになる。
【００２９】
加圧ブロック２１は、印刷回路基板１０の一面に形成され、チップとの接続のためのバンプ１１をコイニングするために形成される。加圧ブロック２１面がバンプ１１に圧力を加えることにより、半円形のバンプ１１の電気的接触面を平坦化させて、チップ実装時に発生するチップとの電気的接触不良を防止する。従って、加圧ブロック２１は、バンプ１１を加圧する面が平坦面に形成されることができる。
【００３０】
突出部２２は、加圧ブロック２１の外側に形成される。外側に形成されることにより、印刷回路基板１０のバンプ１１を加圧する加圧ブロック２１の領域には形成されない（図３ｂ参照）。加圧ブロック２１によってバンプ１１を加圧する瞬間、印刷回路基板１０のバンプ１１の形成領域以外の領域を同時に加圧することにより、印刷回路基板１０への圧力分布を均一にして、印刷回路基板１０の反りを防止することができる。
【００３１】
特に、後述する第２治具３０に形成される弾性部材４０により、印刷回路基板１０の他面に形成されたパッド半田１２が圧力によって含浸される場合、印刷回路基板１０の反りが発生されるため、印刷回路基板１０の均一な圧力分布が必要である。
【００３２】
突出部２２は、印刷回路基板１０の一面に形成されたバンプ１１のコイニング作業を制限または妨害してはならない。従って、印刷回路基板１０に形成されたバンプ１１の高さに応じて、夫々適切な突出部２２の形成が必要である。従って、突出部２２は、第１治具２０の加圧ブロック２１の加圧面から印刷回路基板１０を加圧する方向に突出される高さを調節することができるようにする（図４参照）。
【００３３】
印刷回路基板１０の一面に形成されたバンプ１１の垂直高さより高く突出部２２が形成されると、第１治具２０の加圧過程で、印刷回路基板１０のバンプ１１の平坦化作業が円滑に行われない問題が発生する。従って、加圧ブロック２１面から突出部２２の形成高さは、印刷回路基板１０の一面に形成されるバンプ１１の高さより小さく形成されることが好ましい。
【００３４】
図５のように、第１治具２０の加圧ブロック２１の外側に形成される突出部２２は、ねじ２２ａを利用して固定することができる。この場合、突出部２２に複数のねじ孔（未図示）を突出部の長さ調節方向に形成することにより、印刷回路基板１０に形成されるバンプ１１の高さに応じて突出部２２の高さを調節することが可能になる。
【００３５】
図５は、第１治具２０の突出部２２の形成高さを調節する一つの実施例を示したものであり、その方法は、これに限定されない。突出部２２と加圧ブロック２１が結合される部分を摺動結合してスライディング方式で高さを調節することもでき、その他の多様な装置の構成を用いて突出部２２の高さを調節することができるということは、当業者において明白であろう。
【００３６】
第２治具３０には、弾性部材４０が形成されることを特徴とする。
【００３７】
第２治具３０は、印刷回路基板１０の一面に形成されたバンプ１１のコイニング作業のために、印刷回路基板１０の他面を支持する装置である。印刷回路基板１０の他面にパッド半田１２が形成されないＦＣ−ＢＧＡパッケージの場合には、第１治具２０の加圧による圧力を、印刷回路基板１０の他面に対応するように第２治具３０が形成されることにより緩衝させることができるため問題にならない。
【００３８】
しかし、印刷回路基板１０の他面に受動素子またはボードとの電気的接続の信頼性を向上させるためのパッド半田１２が備えられた場合、平坦な第２治具３０をそのまま用いると、パッド半田１２が損傷される問題が発生する。
【００３９】
第１治具２０を用いて印刷回路基板１０の一面のバンプ１１をコイニングする過程で、印刷回路基板１０の他面に形成されたパッド半田１２が損傷されることを防止するために、パッド半田１２に対応するように第２治具３０に弾性部材４０を結合させる。
【００４０】
弾性部材４０を備えることにより、第１治具２０が印刷回路基板１０を加圧する作業を行っても、印刷回路基板１０の他面に形成されたパッド半田１２が第２治具３０の弾性部材４０に含浸されることにより、損傷を最小化することができる（図２ｂ参照）。
【００４１】
弾性部材４０は、一般的に柔軟であり、衝撃を吸収することができる素材であれば、特に限られない。例えば、ゴムまたはエンジニアリングプラスチックを利用して形成することができる。ゴムを用いる場合にも、柔軟な材質のゴムを用いることが好ましい。
【００４２】
エンジニアリングプラスチックは、鋼鉄より強く、アルミニウムより展性が大きく、金／銀より耐薬品性が優れた高分子構造の高機能の樹脂である。このプラスチックの性能と特徴は、その化学構造によって異なるが、主に、ポリアミド、ポリアセチル、ポリカーボネート、ＰＢＴ（ポリエステル樹脂）、変性ＰＰＯ（ポリフェニレンオキサイド）などを用いることができる。
【００４３】
エンジニアリングプラスチックの場合にも、好ましくは、軟性が優れて弾性力を有する材質を用いることにより、印刷回路基板１０の他面に形成されたパッド半田１２が圧力によって損傷されることを防止することができる。また、弾性力を有するエンジニアリングプラスチック部材であれば、パッド半田１２を保護する同一の効果が得られるということは、勿論である。
【００４４】
第２治具３０に弾性部材４０を形成することにより、第１治具２０の加圧過程による印刷回路基板１０の他面に形成されたパッド半田１２の損傷を最小化することができる。
【００４５】
ここで、第１治具２０の突出部２２の形成と第２治具３０の弾性部材４０の結合は、相互補完的な役割をする。即ち、第１治具２０の突出部２２が形成されないと、第２治具３０の弾性部材４０によって印刷回路基板１０のパッド半田１２を保護することができるとしても、印刷回路基板１０の反りが発生するため、製品の不良が発生し、信頼性が低下するようになる。従って、第１治具２０の突出部２２を備えると同時に、第２治具３０に弾性部材４０を結合して、印刷回路基板１０の一面に形成されたバンプ１１のコイニング作業をすることが、本発明の好ましい実施例であるといえる。
【００４６】
以上、本発明を具体的な実施例に基づいて詳細に説明したが、これは、本発明を具体的に説明するためのものであり、本発明によるコイニング装置は、これに限定されず、本発明の技術的思想内で該当分野における通常の知識を有する者によって、その変形や改良が可能であることは明白であろう。本発明の単純な変形乃至変更は、いずれも本発明の領域に属するものであり、本発明の具体的な保護範囲は、添付の特許請求の範囲により明確になるであろう。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明は、印刷回路基板の一面に形成されたバンプのコイニング作業によって印刷回路基板の他面に形成されたパッド半田が損傷することを最小化するためのコイニング装置に適用可能である。
【符号の説明】
【００４８】
１０  印刷回路基板
１１  バンプ
１２  パッド半田
２０  第１治具
２１  加圧ブロック
２２  突出部
２２ａ  ねじ
３０  第２治具
４０  弾性部材
１００  印刷回路基板
１１０  バンプ
１２０  パッド半田
２００  第１治具
２１０  加圧ブロック
３００  第２治具（平坦な治具）
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４】
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【図５】
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