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KR101060924B1 - 패키지 기판용 리드핀 - Google Patents

패키지 기판용 리드핀 Download PDF

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KR101060924B1
KR101060924B1 KR1020090089706A KR20090089706A KR101060924B1 KR 101060924 B1 KR101060924 B1 KR 101060924B1 KR 1020090089706 A KR1020090089706 A KR 1020090089706A KR 20090089706 A KR20090089706 A KR 20090089706A KR 101060924 B1 KR101060924 B1 KR 101060924B1
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문승진
이기택
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삼성전기주식회사
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Abstract

본 발명에 따른 패키지 기판용 리드핀은 외부의 기판에 형성되는 홀에 삽입하기 위한 접속핀; 상기 접속핀의 일단부에 형성되는 원반 형상의 플랜지부와 상기 플랜지부의 하면에 돌출 형성되는 반구 형상의 라운드부를 포함하는 헤드부; 및 상기 헤드부가 패키지 기판에 탑재되었을 때, 솔더 페이스트가 상기 접속핀으로 유동하는 것을 방해하도록 상기 플랜지부의 상부에 형성되는 오목부;를 포함하고, 상기 플랜지부가 상기 라운드부의 단면적보다 큰 단면적을 가질 수 있다.

Description

패키지 기판용 리드핀{Lead pin for package substrate}
본 발명은 패키지 기판용 리드핀에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 집적회로가 실장된 패키지 기판을 주기판에 연결하기 위한 패키지 기판용 리드핀에 관한 것이다.
전자산업의 발달에 의해 다양한 형식의 반도체 패키지가 제작되고 있으며, 최근에는 반도체 패키지의 고배선 고밀도화됨에 따라 집적회로(IC)가 실장된 패키지 기판을 주기판(Main Board)에 연결하는 기판으로 다수의 T형 리드핀이 장착된 PGA(Pin Grid Array) 방식의 반도체 패키지 기판이 널리 사용되고 있다.
통상적인 패키지 기판은 통공을 통해 핀이 삽입되는 삽입형 핀의 형태와 납땜에 의해 패키지 기판에 부착되는 T형 리드핀이 주로 사용되고 있으며, 삽입형 핀에 비해 패키지 기판의 회로 구성에 제약이 작다는 장점으로 인하여 점차적으로 T형 리드핀의 사용이 보편화되고 있다.
최근에는 땜납에 의한 환경적인 영향을 고려하여 납의 사용이 제한됨에 따라 납을 사용하지 않는 땜납(Sn-Ag-Cu, Sn-Sb)을 사용함으로써, 땜납의 용융 온도가 높게 형성된다.
이때, 땜납의 용융 온도가 높아짐에 의해서 패키지 기판에 IC 칩을 탑재하기 위한 리플로우 공정 시 리플로우 열에 의해 리드핀을 지지하고 있는 리드핀 접속용 땜납이 용해되어 리드핀의 기울어짐이 발생하게 된다.
또한, 리플로우 공정 시 땜납이 리드핀의 상부로 넘쳐 흘러서 접속핀 등으로 번지는 불량 등이 자주 발생하게 된다. 따라서, 이러한 문제점을 해결할 수 있는 기술들이 요구되고 있다.
본 발명은 상술된 종래 기술의 문제를 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 솔더 페이스트로 인한 접속 핀의 오염을 방지하는 패키지 기판용 리드핀을 제공하는 데 있다.
본 발명에 따른 패키지 기판용 리드핀은 외부의 기판에 형성되는 홀에 삽입하기 위한 접속핀; 상기 접속핀의 일단부에 형성되는 원반 형상의 플랜지부와 상기 플랜지부의 하면에 돌출 형성되는 반구 형상의 라운드부를 포함하는 헤드부; 및 상기 헤드부가 패키지 기판에 탑재되었을 때, 솔더 페이스트가 상기 접속핀으로 유동하는 것을 방해하도록 상기 플랜지부의 상부에 형성되는 오목부;를 포함하고, 상기 플랜지부가 상기 라운드부의 단면적보다 큰 단면적을 가질 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 패키지 기판용 리드핀의 상기 오목부는 상기 플랜지부의 가장자리로부터 상기 플랜지부의 중심방향으로 상기 플랜지부의 반지름의 1/10~ 1/2 에 해당하는 위치에 형성될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 패키지 기판용 리드핀은 상기 오목부를 차고 넘치는 솔더 페이스트의 유동을 차단할 수 있도록, 상기 오목부와 이웃한 상기 플랜지부의 상면에 돌출부가 더 형성될 수 있다.
삭제
또한, 본 발명에 따른 패키지 기판용 리드핀의 상기 오목부는 상기 접속핀과 평행하게 형성되는 수직부 및, 상기 수직부와 일체로 형성되는 수평부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
삭제
또한, 본 발명에 따른 패키지 기판용 리드핀은, 상기 라운드부에서 중앙 부분의 곡률(R1)이 상기 라운드부에서 상기 플랜지부와 연결되는 가장자리 부분의 곡률(R2)과 같거나 또는 상기 곡률(R2)보다 클 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 패키지 기판용 리드핀은 상기 플랜지부의 높이보다 상기 라운드부의 중앙부 높이가 더 클 수 있다.
본 발명에 따른 패키지 기판용 리드핀은 헤드부의 상면에 형성되는 유동 방지부를 포함하므로 패키지 기판의 탑재하는 리플로우 공정 시에 솔더 페이스트가 상기 헤드부의 상부를 덮어 상기 접속핀 방향으로 유동하는 것을 방지하여 접속핀의 오염을 방지할 수 있다.
본 발명에 따른 패키지 기판용 리드핀에 관하여 도 1 내지 도 9를 참조하여 좀 더 구체적으로 설명한다. 이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다.
다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일 또는 유사한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일 또는 유사한 참조부호를 사용하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 패키지 기판용 리드핀을 설명하기 위한 사시도이고, 도 2는 도 1의 패키지 기판용 리드핀의 측면도이며, 도 3 및 도 4는 도 1의 패키지 기판용 리드핀의 평면도 및 저면도이고, 도 5는 도 1의 패키지 기판용 리드핀이 패키지 기판(1)에 실장되는 것을 설명하기 위한 단면도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 패키지 기판용 리드핀(100)은 접속핀(110), 헤드부(120) 및 유동 방지부(130)를 포함할 수 있다.
접속핀(110)은 리드핀(100)이 패키지 기판에 실장 시 소켓 등에 삽입되는 부분으로 패키지 기판의 종류에 따라 소정의 길이를 가지는 원통형으로 구성될 수 있으며, 리드핀(100)의 실장 시 패키지 기판의 상부로 돌출되게 결합된다.
그리고, 접속핀(110)은 헤드부(120)의 단부에 연결되는 데, 헤드부(120)의 중심과 접속핀(110)의 중심이 일치하도록 형성되는 것이 바람직하다.
이때, 접속핀(110)과 헤드부(120)는 일체로 형성될 수 있으며, 전도성 금속인 동일한 재질로 제조될 수 있는 것이다. 그러나, 접속핀(110)과 헤드부(120)의 재질은 이에 한정되지 않는다.
헤드부(120)는 앞서 언급한 바와 같이 접속핀(110)과 일체로 형성되며, 패키지 기판의 패드부(20)가 노출된 부분에서 솔더 페이스트(10)에 의해서 전기적으로 연결되는 것이다.
그리고, 헤드부(120)는 접속핀(110)의 일단부에 원반형의 플랜지부(122)와 반구형의 라운드부(124)가 연속적으로 형성되며, 반구형의 라운드부(124)가 패키지 기판(1)의 패드부(20) 상에 접촉되도록 실장된다.
이때, 플랜지부(122)의 직경은 그 하면에 반구형으로 돌출된 라운드부(124)의 직경보다 큰 직경으로 형성될 수 있다. 따라서, 헤드부(120)를 패드부(20)에 접합 시 솔더 페이스트(10)가 플랜지부(122)의 하면과 라운드부(124)의 외주면 사이 공간으로 유입되며, 플랜지부(122)의 상면으로 유출될 수 있는데, 이러한 직경의 차이로 인해서 상기의 유출을 방지할 수 있는 것이다.
그리고, 라운드부(124)는 접속핀(110)의 직경에 대응하는 부분(R1)의 곡률이 라운드부(124)의 단부를 서로 연결하는 부분의 곡률(R2)보다 같거나 큰 것을 특징으로 할 수 있다. 그러나, 라운드부(124)는 이에 한정되지 않으며 하나의 곡률을 가지도록 형성되는 것도 가능하다.
따라서, 라운드부(124)의 중앙부가 그 주변부보다 더 완만하게 형성될 수 있 으며, 라운드부(124)에 의해서 리드핀(100)이 기울어지는 것을 일차적으로 방지할 수 있다. 그리고, 상기의 곡률 반경을 가지는 라운드부(124)의 구조는 솔더 페이스트(10) 내에 발생되는 기포의 인출을 유도할 수도 있다.
또한, 헤드부(120)를 구성하는 플랜지부(122)와 라운드부(124)는 서로 다른 높이(t, T)로 형성될 수 있으며, 플랜지부(122)의 높이(t)에 비해 소정 곡률로 형성된 라운드부(124)의 중앙부 높이(T)를 더 크게 형성시킬 수 있다.
이때, 라운드부(124)의 중앙부 높이(T)를 더 크게 형성하는 이유는 헤드부(120)의 패키지 기판(1) 실장시 헤드부(120)의 설계 범위 내에서 헤드부(120)를 감싸는 솔더 페이스트(10)가 라운드부(124)의 곡면에 접촉하는 면적을 크게 하기 위함이다.
따라서, 접속핀(110)이 패키지 기판(1) 상에 기울어짐 없이 수직 설치가 가능함과 아울러 접촉 면적의 확대에 의해서 접합 성능을 향상시킬 수 있다.
여기서, 솔더 페이스트(10)는 납과 아연 및 은의 합금으로 구성된 것으로 열을 가함에 의해 점성이 있는 액상 형태로 용융되고, 상온 냉각에 의해서 용융된 상태의 형상으로 경화되며, 경화 상태에서 접합 대상의 상호 접합이 이루어지도록 하는 것이다.
유동 방지부(130)는 헤드부(120)의 상면에 돌출되도록 형성되는 돌출부(132)를 포함하며, 그 단면이 사각형 형상으로 제조될 수 있다. 이때, 유동 방지부(130)의 단면은 이에 한정되지 않으며, 설계자의 의도에 따라 원형, 삼각형, 반원형, 육 각형, 팔각형 또는 다각형 중에서 하나를 선택적으로 적용하는 것도 가능하다.
그리고, 유동 방지부(130)는 플랜지부(122)의 가장자리로부터 플랜지부(122)의 중심방향으로 상기 플랜지부의 반지름의 1/10 ~ 1/2 에 해당하는 위치에 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
이때, 유동 방지부(130)가 접속핀(110)에 가깝게 형성되게 되면, 솔더 페이스트(10)가 유동 방지부(130)를 넘어서 접속핀(110)을 오염시킬 가능성이 높다. 따라서, 상기의 범위 안에서 유동 방지부(130)가 헤드부(120)의 상면에 형성되는 것이 바람직하다.
도 5에서 도시된 바와 같이, 리플로우 공정 시에 솔더 페이스트(10)가 플랜지부(122)의 상면을 덮도록 이동하게 된다.
종래의 유동 방지부(130)가 없는 경우에는 솔더 페이스트(10)가 헤드부(120)의 상면을 덮도록 유동하게 되면, 접속핀(110)까지 오염시키게 된다.
그러나, 헤드부(120)의 상면에 형성되는 유동 방지부(130)가 솔더 페이스트(10)가 접속핀(110)을 향하여 화살표 방향으로 이동하는 것을 차단하므로 접속핀(110)의 오염을 방지할 수 있는 것이다.
따라서, 본 실시예에 따른 패키지 기판용 리드핀(100)은 헤드부(120)의 상면에 형성되는 유동 방지부(130)를 포함하므로 패키지 기판(1)의 탑재하는 리플로우 공정 시에 솔더 페이스트(10)가 상기 헤드부(120)의 상부를 덮어 접속핀(110) 방향으로 유동하는 것을 유동 방지부에 의해서 방지하며, 이에 따라 접속핀(110)이 오염되는 것을 방지할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 패키지 기판용 리드핀을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 6a을 참조하면, 헤드부(220)는 접속핀(210)과 일체로 형성되며, 패키지 기판의 패드부가 노출된 부분에서 솔더 페이스트에 의해서 전기적으로 연결되는 것이다.
헤드부(220)는 원반형의 플랜지부(222)와 상기 플랜지부(222)와 동일한 직경을 가지는 원통형의 라운드부(224)를 포함할 수 있다.
또한, 유동 방지부(230)는 헤드부(220)의 상면에 돌출되도록 형성되며, 그 단면이 사각형 형상으로 제조될 수 있다.
도 6b를 참조하면, 헤드부(320)는 원반형의 플랜지부(322)가 형성되며, 반구형의 라운드부가 없는 구조이다. 따라서, 이러한 구조에 의해서 리플로우 공정 시에 헤드부(320)가 기울어지는 것을 방지할 수 있다.
또한, 유동 방지부(330)는 헤드부(320)의 상면에 돌출되도록 형성되며, 그 단면이 사각형 형상으로 제조될 수 있다.
따라서, 본 실시예에 따른 패키지 기판용 리드핀은 헤드부(220, 320)의 상면에 형성되는 유동 방지부(230, 330)를 포함하므로 유동 방지부(230, 330)에 의해서 앞서 언급한 바와 같이 접속핀(210, 310)이 오염되는 것을 방지할 수 있다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 패키지 기판용 리드핀을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 패키지 기판용 리드핀(400)은 접속핀(410), 헤드부(420) 및 유동 방지부(430)를 포함할 수 있다.
여기서, 접속핀(410) 및 헤드부(420)은 실질적으로 앞선 실시예와 동일하기 때문에 그 구체적인 설명은 생략할 수 있다.
유동 방지부(430)는 헤드부(420)의 상면으로부터 내측으로 패인 오목부(432)를 포함할 수 있다. 이때, 오목부(432)는 원반형의 플랜지부(422)와 대응되는 형상인 원형으로 형성되는 것이 바람직하다.
도 8에서 도시된 바와 같이, 헤드부(420)의 상면으로 솔더 페이스트(10)가 유동된 이후에 접속핀(410)을 향하여 이동하게 되는데, 그러한 이동 경로 상에 오목부(432)가 형성되므로 솔더 페이스트(10)가 오목부(432)의 내부 공간으로 도피하게 된다.
따라서, 이러한 오목부(432)로 이동되는 솔더 페이스트(10)에 의해서 리드핀(400)과 패키지 기판(1) 간의 접합 성능이 향상될 수 있는 것이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 패키지 기판용 리드핀을 설명하기 위한 단면도이다.
도 9를 참조하면, 유동 방지부(530)는 헤드부(520)의 상면으로 돌출된 돌출부(532) 및 돌출부(532)와 인접하게 위치하며, 헤드부(520)의 상면으로부터 내측으로 패인 오목부(534)를 포함할 수 있다.
이때, 오목부(534)는 접속핀(510)과 평행하게 형성되는 수직부(534a) 및, 상기 수직부(534a)와 일체로 형성되는 수평부(534b)를 포함할 수 있다.
따라서, 솔더 페이스트가 헤드부(520)의 상면으로 넘어오는 경우에는 오목부(534)로 도피하게 되는데, 오목부(534)로 들어가지 않고 흐르는 나머지 솔더 페이스트가 돌출부(532)에 의해서 접속핀(510)으로 유동하는 것을 방지할 수 있는 것이다.
그리고, 오목부(534)의 형상을 따라 솔더 페이스트가 이동하면, 수직부(534a) 및 수평부(534b)에 의해서 그 접착 면적이 증가하며, 외부의 충격이 어떠한 방향으로 발생되어도 수직부(534a) 및 수평부(534b)에 충진된 솔더 페이스트에 의해서 리드핀을 지지하기 때문에 접착 성능이 증가하게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 패키지 기판용 리드핀을 설명하기 위한 사시도이다.
도 2는 도 1의 패키지 기판용 리드핀의 측면도이다.
도 3 및 도 4는 도 1의 패키지 기판용 리드핀의 평면도 및 저면도이다.
도 5는 도 1의 패키지 기판용 리드핀이 패키지 기판(1)에 실장되는 것을 설명하기 위한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 패키지 기판용 리드핀을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 패키지 기판용 리드핀을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 패키지 기판용 리드핀을 설명하기 위한 단면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
110, 210, 310, 410, 510.... 접속핀
120, 220, 320, 420, 520.... 헤드부
130, 230, 330, 430, 530.... 유동 방지부

Claims (8)

  1. 외부의 기판에 형성되는 홀에 삽입하기 위한 접속핀;
    상기 접속핀의 일단부에 형성되는 원반 형상의 플랜지부와 상기 플랜지부의 하면에 돌출 형성되는 반구 형상의 라운드부를 포함하는 헤드부; 및
    상기 헤드부가 패키지 기판에 탑재되었을 때, 솔더 페이스트가 상기 접속핀으로 유동하는 것을 방해하도록 상기 플랜지부의 상부에 형성되는 오목부;
    를 포함하고,
    상기 플랜지부가 상기 라운드부의 단면적보다 큰 단면적을 가지는 패키지 기판용 리드핀.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 오목부는
    상기 플랜지부의 가장자리로부터 상기 플랜지부의 중심방향으로 상기 플랜지부의 반지름의 1/10 ~ 1/2 에 해당하는 위치에 형성되는 패키지 기판용 리드핀.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 오목부를 차고 넘치는 솔더 페이스트의 유동을 차단할 수 있도록, 상기 오목부와 이웃한 상기 플랜지부의 상면에 돌출부가 더 형성되는 패키지 기판용 리드핀.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 오목부는
    상기 접속핀과 평행하게 형성되는 수직부 및, 상기 수직부와 일체로 형성되는 수평부를 포함하는 패키지 기판용 리드핀.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 라운드부에서 중앙 부분의 곡률(R1)은 상기 라운드부에서 상기 플랜지부와 연결되는 가장자리 부분의 곡률(R2)과 같거나 또는 상기 곡률(R2)보다 큰 패키지 기판용 리드핀.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 플랜지부의 높이보다 상기 라운드부의 중앙부 높이가 더 크게 형성되는 패키지 기판용 리드핀.
KR1020090089706A 2009-09-22 2009-09-22 패키지 기판용 리드핀 Expired - Fee Related KR101060924B1 (ko)

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