KR20060029720A - Semiconductor device combined bimetal clip - Google Patents

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KR20060029720A
KR20060029720A KR1020040077854A KR20040077854A KR20060029720A KR 20060029720 A KR20060029720 A KR 20060029720A KR 1020040077854 A KR1020040077854 A KR 1020040077854A KR 20040077854 A KR20040077854 A KR 20040077854A KR 20060029720 A KR20060029720 A KR 20060029720A
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김재홍
전종근
신화수
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명은 바이메탈 클립이 결합된 반도체 소자에 관한 것으로, 반도체 패키지를 적층하거나 반도체 패키지를 기판에 실장할 때 양호한 솔더 접합성을 확보하고, 반복적인 리플로우에 따른 반도체 소자의 휨을 억제하기 위해서, 반도체 소자의 양면에 바이메탈 소재의 클립이 결합된 바이메탈 클립이 결합된 반도체 소자를 제공한다. 즉 바이메탈 소재의 클립을 적층 패키지나 모듈의 상하부면에 결합함으로써, 적층된 반도체 패키지들 사이 또는 반도체 패키지와 기판 사이의 전기적 연결을 위한 솔더 리플로우 공정에서 소정의 압력으로 전기적 연결 부분을 눌러주기 때문에, 양호한 솔더 접합성의 확보와 더불어 반도체 패키지들이 휘는 불량을 억제할 수 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device having a bimetallic clip coupled thereto. Provided is a semiconductor device having a bimetal clip coupled to a bimetal clip on both sides thereof. In other words, by bonding the bimetal clips to the upper and lower surfaces of the laminated package or module, the electrical connection portion is pressed at a predetermined pressure in the solder reflow process for electrical connection between the stacked semiconductor packages or between the semiconductor package and the substrate. In addition, it is possible to prevent defects in the semiconductor packages as well as securing good solder bonding properties.

그리고 바이메탈 클립은 금속으로 반도체 소자의 열방출 특성을 향상시킬 수 있고, 열방출 특성을 더욱 향상시키기 위해서 반도체 소자와 바이메탈 클립 사이에 접착제를 개재할 수도 있다. 또는 반도체 소자에 작용하는 기계적인 스트레스를 줄이기 위해서, 반도체 소자의 양면을 압착하는 부분을 요철판 형태로 형성할 수 있다. 또는 여러개의 반도체 패키지가 모듈용 기판에 실장된 모듈의 경우, 반도체 패키지에 각기 독립적으로 바이메탈 클립을 결합할 수도 있다. 물론 모듈용 기판을 중심으로 양면에 반도체 패키지가 실장된 경우, 모듈용 기판을 사이에 두고 상하에 위치하는 반도체 패키지를 쌍으로 바이메탈 클립이 결합된다.The bimetal clip may be a metal to improve heat dissipation characteristics of the semiconductor device, and an adhesive may be interposed between the semiconductor element and the bimetal clip to further improve the heat dissipation characteristics. Alternatively, in order to reduce mechanical stress applied to the semiconductor device, portions of the both surfaces of the semiconductor device that are pressed may be formed in the form of an uneven plate. Alternatively, in the case of a module in which several semiconductor packages are mounted on a module substrate, bimetal clips may be independently attached to the semiconductor packages. Of course, when the semiconductor package is mounted on both sides of the module substrate, the bimetallic clips are coupled in pairs of semiconductor packages positioned up and down with the module substrate therebetween.

바이메탈, 클립, 클램프, 적층, 모듈Bimetal, clip, clamp, laminated, module

Description

바이메탈 클립이 결합된 반도체 소자{Semiconductor device combined bimetal clip}Semiconductor device combined bimetal clip

도 1 및 도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 바이메탈 클립이 결합된 적층 패키지를 보여주는 도면들이다.1 and 2 are views illustrating a laminated package in which a bimetallic clip is coupled according to a first embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 바이메탈 클립이 결합된 단면 모듈을 보여주는 도면이다.3 is a view showing a cross-sectional module coupled to a bimetal clip according to a second embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 바이메탈 클립이 결합된 양면 모듈을 보여주는 도면이다.4 is a view illustrating a double-sided module to which a bimetal clip is coupled according to a third embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 바이메탈 클립이 결합된 양면 모듈을 보여주는 도면이다.5 is a view illustrating a double-sided module to which a bimetal clip is coupled according to a fourth embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 웨이브형 바이메탈 클립이 결합된 양면 모듈을 보여주는 도면이다.6 is a view illustrating a double-sided module to which a wave type bimetal clip is coupled according to a fifth embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명의 제 6 실시예에 따른 U자형 바이메탈 클립이 결합된 모듈을 보여주는 평면도이다.7 is a plan view illustrating a module to which a U-shaped bimetallic clip according to a sixth exemplary embodiment of the present invention is coupled.

* 도면의 주요 부분에 대한 설명 *Description of the main parts of the drawing

10 : 적층 패키지 11, 12 : 반도체 패키지10: laminated package 11, 12: semiconductor package

13 : 솔더 볼 17 : 압착판 13: solder ball 17: crimp plate                 

18 : 연결판 19 : 바이메탈 클립18: connecting plate 19: bimetallic clip

본 발명은 반도체 소자에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반도체 패키지를 적층하거나 반도체 패키지를 기판에 실장할 때 양호한 솔더 접합성을 확보하고, 반복적인 리플로우에 따른 반도체 소자의 휨을 억제할 수 있도록 바이메탈 클립이 결합된 반도체 소자에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly, a bimetallic clip is provided to ensure good solder bonding when stacking a semiconductor package or mounting a semiconductor package on a substrate, and to suppress warpage of the semiconductor device due to repeated reflow. It relates to a combined semiconductor device.

전자기기들의 경박단소화 추세에 따라 그의 핵심 소자인 패키지의 고밀도, 고실장화가 중요한 요인으로 대두되고 있으며, 또한 컴퓨터의 경우 기억 용량의 증가에 따른 대용량의 램(Random Access Memory ; RAM) 및 플래시 메모리(Flash Memory)와 같이 칩의 크기는 자연적으로 증대되지만 패키지는 상기의 요건에 따라 소형화되는 경향으로 연구되고 있다.With the trend toward thinner and shorter electronic devices, high-density and high-mounted packages are becoming important factors, and in the case of computers, large amounts of random access memory (RAM) and flash memory are increasing with increasing storage capacity. Like the Flash Memory, the size of the chip grows naturally, but the package is being studied to be smaller in accordance with the above requirements.

여기서, 패키지의 크기를 줄이기 위해서 제안되어 온 여러 가지 방안 예를 들면, 칩 사이즈에 근접한 칩 스케일 패키지(Chip Scale Package; CSP)와, 복수개의 반도체 패키지가 적층된 적층 패키지와, 배선기판의 적어도 일면에 복수개의 반도체 패키지 또는 적층 패키지가 평면적으로 실장된 반도체 모듈 등이 있다.Here, various methods that have been proposed to reduce the size of a package include, for example, a chip scale package (CSP) close to the chip size, a stack package in which a plurality of semiconductor packages are stacked, and at least one surface of a wiring board. And a semiconductor module in which a plurality of semiconductor packages or stacked packages are planarly mounted.

이와 같은 반도체 소자는 인쇄회로기판에 솔더 리플로우를 통하여 접합하게 되는데, 반도체 소자의 두께가 얇을수록 솔더 리플로우하는 과정에서 가해지는 열에 의해 반도체 소자가 휘는 불량이 발생되어 반도체 소자의 가장자리 부분 또는 중심 부분에서 솔더 접합성이 떨어지는 문제가 발생될 수 있다.Such a semiconductor device is bonded to a printed circuit board through solder reflow. As the thickness of the semiconductor device becomes thinner, a defect in bending of the semiconductor device occurs due to the heat applied during the solder reflow process. The problem of inferior solder bonding may occur at the portion.

적층 패키지는 복수개의 반도체 패키지를 3차원으로 적층할 때, 반도체 패키지들 사이의 전기적 연결을 위해서 솔더 리플로우 공정을 진행하고, 적층 패키지를 인쇄회로기판에 실장하기 위해서 다시 솔더 리플로우 공정을 진행하기 때문에, 솔더의 재용융에 따른 반도체 패키지들 사이의 솔더 접합성이 떨어지거나 반도체 패키지들이 휘는 불량이 발생될 수 있다.In the multilayer package, when a plurality of semiconductor packages are stacked in three dimensions, a solder reflow process is performed for electrical connection between the semiconductor packages, and a solder reflow process is performed again to mount the multilayer package on a printed circuit board. As a result, the solder bondability between the semiconductor packages due to the remelting of the solder may be inferior, or a defect in the bending of the semiconductor packages may occur.

이와 같은 문제는 반도체 모듈을 구현할 때도 동일하게 발생될 수 있다. 즉 모듈용 기판에 대한 반도체 패키지들의 솔더 접합성이 떨어지거나 모듈용 기판에 실장된 반도체 패키지들이 휘는 불량이 발생될 수 있다. 특히 모듈용 기판에 실장되는 반도체 패키지가 적층 패키지인 경우 그 발생 빈도가 증가할 수 있다.The same problem may occur when implementing a semiconductor module. That is, the solder bonding of the semiconductor packages to the module substrate may be inferior, or the bending of the semiconductor packages mounted on the module substrate may occur. In particular, when the semiconductor package mounted on the module substrate is a laminated package, the frequency of occurrence thereof may increase.

따라서, 본 발명의 목적은 반도체 패키지를 적층하거나 반도체 소자를 기판에 실장할 때 양호한 솔더 접합성을 확보할 수 있도록 하는 데 있다.Accordingly, it is an object of the present invention to ensure good solder bonding when laminating semiconductor packages or mounting semiconductor devices on a substrate.

본 발명의 다른 목적은 반도체 소자를 기판에 실장할 때 반도체 소자나 기판이 휘는 불량을 억제할 수 있도록 하는 데 있다.Another object of the present invention is to be able to suppress the failure of the semiconductor element or substrate when the semiconductor element is mounted on the substrate.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 리플로우 온도에 따라서 클램핑 강도를 조절할 수 있는 바이메탈 클립이 반도체 소자의 양면에 결합된 반도체 소자를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a semiconductor device in which a bimetallic clip capable of adjusting the clamping strength according to the reflow temperature is coupled to both surfaces of the semiconductor device.

본 발명에 따른 바람직한 실시 형태로서, 반도체 패키지가 적어도 하나 적층 된 반도체 소자에 있어서, 최상부 및 최하부 반도체 패키지에 끼워져 결합된 바이메탈 클립을 더 포함하며, 상기 바이메탈 클립은, 서로 평행하게 설치되며 상기 최상부 및 최하부 반도체 패키지에 각기 접촉하여 압착하는 압착판과; 상기 압착판의 양단을 연결하는 연결판;을 포함하는 것을 특징으로 하는 바이메탈 클립이 결합된 반도체 소자를 제공한다.In a preferred embodiment according to the present invention, in a semiconductor device in which at least one semiconductor package is stacked, the semiconductor device further comprises a bimetallic clip fitted to and coupled to the uppermost and lowermost semiconductor package, wherein the bimetallic clips are installed in parallel with each other, and the uppermost and A compression plate contacting and pressing the lowermost semiconductor package, respectively; It provides a semiconductor device coupled to the bimetal clip comprising a; connecting plate for connecting both ends of the crimping plate.

본 발명에 따른 반도체 패키지들 사이의 연결은 솔더 볼에 의해 이루어지며, 최하부 반도체 패키지의 하부면에 형성된 솔더 볼은 압착판과 이격된 영역에 형성된다.The connection between the semiconductor packages according to the present invention is made by solder balls, and the solder balls formed on the lower surface of the lowermost semiconductor package are formed in a region spaced apart from the pressing plate.

본 발명에 따른 반도체 소자는 최상부 및 최하부 반도체 패키지와 압착판 사이에 개재된 접착제를 더 포함할 수 있다.The semiconductor device according to the present invention may further include an adhesive interposed between the uppermost and lowermost semiconductor packages and the pressing plate.

본 발명은 또한 모듈용 기판과; 상기 모듈용 기판의 적어도 일면에 적어도 하나 이상 실장된 반도체 패키지와; 상기 모듈용 기판을 중심으로 양면에 끼워져 결합된 바이메탈 클립;을 포함하며, 상기 바이메탈 클립은, 서로 평행하게 설치되며 상기 모듈용 기판의 양면에 접촉하여 압착하는 압착판과; 상기 압착판의 양단을 연결하는 연결판;을 포함하는 것을 특징으로 하는 바이메탈 클립이 결합된 반도체 소자를 제공한다.The present invention also provides a module substrate; At least one semiconductor package mounted on at least one surface of the module substrate; And a bimetallic clip inserted into and coupled to both surfaces of the module substrate, wherein the bimetallic clip includes: a pressing plate which is installed in parallel with each other and is pressed against the both sides of the module substrate; It provides a semiconductor device coupled to the bimetal clip comprising a; connecting plate for connecting both ends of the crimping plate.

본 발명에 따른 반도체 소자는 모듈용 기판의 일면에 적어도 하나 이상의 상기 반도체 패키지가 실장되며, 바이메탈 클립은 반도체 패키지들의 상부면과 모듈용 기판의 일면에 반대되는 면에 결합된다.In the semiconductor device according to the present invention, at least one semiconductor package is mounted on one surface of a module substrate, and a bimetal clip is coupled to a surface opposite to the upper surface of the semiconductor packages and one surface of the module substrate.

본 발명에 따른 반도체 소자는 모듈용 기판의 양면에 적어도 하나 이상의 반 도체 패키지가 실장되며, 바이메탈 클립은 모듈용 기판 양면의 반도체 패키지들의 상부면에 결합된다.In the semiconductor device according to the present invention, at least one semiconductor package is mounted on both surfaces of a module substrate, and a bimetal clip is coupled to upper surfaces of semiconductor packages on both sides of the module substrate.

본 발명에 따른 바이메탈 클립은 단면이 "⊃"형태로 반도체 패키지들에 결합된 압착판은 요철판으로 형성될 수 있다.In the bimetallic clip according to the present invention, the compressed plate bonded to the semiconductor packages in the form of “⊃” may be formed of an uneven plate.

그리고 본 발명에 따른 바이메탈 클립은 모듈용 기판에 실장된 각각의 반도체 패키지에 독립적으로 결합되며, 반도체 패키지에 결합된 압착판은 "U"자 형태를 갖는다.In addition, the bimetallic clip according to the present invention is independently coupled to each semiconductor package mounted on the module substrate, and the pressing plate coupled to the semiconductor package has a “U” shape.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 바이메탈 클립(19)이 결합된 적층 패키지(10)를 보여주는 도면들이다.1 and 2 show a stack package 10 to which a bimetallic clip 19 is coupled according to a first embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2를 참조하면, 제 1 실시예에 따른 바이메탈 클립(19)이 결합된 적층 패키지(10)는 하부면에 솔더 볼(13)이 형성된 반도체 패키지들(11, 12)이 적층된 구조를 가지며, 최상부 및 최하부 반도체 패키지(11, 12)에 바이메탈 클립(19)이 결합된 구조를 갖는다.1 and 2, in the multilayer package 10 to which the bimetallic clip 19 is coupled, semiconductor packages 11 and 12 having solder balls 13 formed on a lower surface thereof are stacked. The structure has a structure in which the bimetallic clip 19 is coupled to the top and bottom semiconductor packages 11 and 12.

이때 최하부 반도체 패키지(12)의 솔더 볼(13)은 최하부 반도체 패키지(12) 하부면의 양쪽의 가장자리 부분에 형성되어 있기 때문에, 바이메탈 클립(19)은 솔더 볼(13) 사이의 공간으로 끼워져 결합된다.At this time, since the solder balls 13 of the lowermost semiconductor package 12 are formed at both edges of the lower surface of the lowermost semiconductor package 12, the bimetallic clip 19 is fitted into the space between the solder balls 13 to be joined. do.

바이메탈 클립(19)은 서로 평행하게 설치되는 압착판(17)과, 압착판(17)의 양단을 연결하는 연결판(18)을 포함하며 단면이 "⊃"인 형태를 갖는다. 그리고 바 이메탈 클립(19)은 양면에 배치된 금속 소재의 채택에 따라서 리플로우 온도에 따라 바이메탈 클립(19)의 변형을 조절할 수 있기 때문에, 고온에서 누르는 압력을 증가시키고자 할 경우에는 바이메탈 클립(19)의 외측에 열팽창계수가 큰 금속을 사용하고, 반대로 고온에서 누르는 압력을 낮추고자 할 경우에는 바이메탈 클립(19)의 내측에 열팽창계수가 큰 금속을 사용함으로써 리플로우시 적층된 반도체 패키지(10)에 작용할 수 있는 압력을 용이하게 조절할 수 있다.The bimetallic clip 19 includes a crimping plate 17 installed in parallel with each other, and a connecting plate 18 connecting both ends of the crimping plate 17 and has a cross-section "⊃". And the bimetal clip 19 can adjust the deformation of the bimetallic clip 19 according to the reflow temperature according to the adoption of the metal material disposed on both sides, so in the case of increasing the pressing pressure at a high temperature, the bimetallic clip 19 In the case where a metal having a large thermal expansion coefficient is used on the outside of (19) and a pressure to be pressed at a high temperature is lowered, a semiconductor package laminated at the time of reflow by using a metal having a large thermal expansion coefficient on the inside of the bimetallic clip 19 ( It is easy to control the pressure that can act on 10).

따라서 바이메탈 클립(19)은 적층된 반도체 패키지들(11, 12)의 전기적 연결을 위한 리플로우 공정에서 소정의 압력으로 눌러주기 때문에, 양호한 솔더 접합성의 확보와 더불어 반도체 패키지들(11, 12)이 휘는 불량을 억제할 수 있다.Therefore, since the bimetallic clip 19 is pressed at a predetermined pressure in the reflow process for the electrical connection of the stacked semiconductor packages 11 and 12, the semiconductor packages 11 and 12 are secured together with ensuring a good solder bonding property. Warping defect can be suppressed.

아울러 바이메탈 클립(19)은 금속 소재로서 방열판의 역할을 담당할 수 있기 때문에, 적층 패키지(10)를 제조한 이후에 방열 효과도 기대할 수 있다. 이때 방열 효과를 높이기 위해서, 최상부 및 최하부 반도체 패키지(11, 12)와 바이메탈 클립의 압착판(17) 사이에 접착제를 개재하여 바이메탈 클립(19)을 설치할 수도 있다.In addition, since the bimetallic clip 19 may play a role of a heat sink as a metal material, a heat dissipation effect may also be expected after manufacturing the laminated package 10. At this time, in order to enhance the heat dissipation effect, the bimetallic clip 19 may be provided between the uppermost and lowermost semiconductor packages 11 and 12 and the pressing plate 17 of the bimetallic clip.

아울러 좀 더 열 방출 효과를 높이기 위해서, 최상부 반도체 패키지(11)에 설치된 압착판(17)의 상부면에 별도의 방열판을 더 부착할 수도 있다.In addition, in order to further increase the heat dissipation effect, a separate heat sink may be further attached to the upper surface of the compression plate 17 installed in the uppermost semiconductor package 11.

제 1 실시예에서는 적층 패키지(10)에 바이메탈 클립(19)이 결합된 구조를 개시하였지만, 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 단면 또는 양면 모듈에 본 발명의 실시예에 따른 바이메탈 클립을 결합할 수도 있다.In the first embodiment, a structure in which the bimetallic clip 19 is coupled to the laminated package 10 is disclosed. However, as shown in FIGS. 3 to 5, the bimetallic clip according to an embodiment of the present invention is applied to a single-sided or double-sided module. You can also combine.

도 3을 참조하면, 제 2 실시예에 따른 반도체 소자는 단면 모듈(20)로서, 모 듈용 기판(21)의 상부면에 반도체 패키지(22)가 실장되어 있으며, 바이메탈 클립(29)이 반도체 패키지(22)의 상부면과 모듈용 기판(21)의 하부면에 결합된 구조를 갖는다.Referring to FIG. 3, the semiconductor device according to the second embodiment is a cross-sectional module 20, in which a semiconductor package 22 is mounted on an upper surface of a module substrate 21, and a bimetallic clip 29 is a semiconductor package. It has a structure coupled to the upper surface of the 22 and the lower surface of the module substrate 21.

전술된 바와 같이 바이메탈 클립(29)은 방열판으로 사용할 수 있고, 방열 효과를 높이기 위해서 접착제를 개재하여 바이메탈 클립(29)을 단면 모듈(20)에 결합하여 부착할 수 있다.As described above, the bimetallic clip 29 may be used as a heat sink, and the bimetallic clip 29 may be coupled to the cross-sectional module 20 through an adhesive to increase the heat dissipation effect.

아울러 좀 더 열 방출 효과를 높이기 위해서, 반도체 패키지(22)에 설치된 압착판(27)의 상부면에 별도의 방열판을 더 부착할 수도 있다.In addition, in order to further increase the heat dissipation effect, a separate heat sink may be further attached to the upper surface of the compression plate 27 installed in the semiconductor package 22.

도 4를 참조하면, 제 3 실시예에 따른 반도체 소자는 양면 모듈(30)로서, 모듈용 기판(31)의 양면에 반도체 패키지(32, 33)가 실장되어 있으며, 바이메탈 클립(39)이 모듈용 기판(31) 양면에 실장된 반도체 패키지(32, 33)의 외측면에 결합된 구조를 갖는다.Referring to FIG. 4, the semiconductor device according to the third embodiment is a double-sided module 30, in which semiconductor packages 32 and 33 are mounted on both sides of the module substrate 31, and the bimetallic clip 39 is a module. It has a structure coupled to the outer surface of the semiconductor package (32, 33) mounted on both surfaces of the substrate 31.

도 5를 참조하면, 제 4 실시예에 따른 반도체 소자는 양면 모듈(40)로서, 모듈용 기판(41)의 양면에 적층 패키지(42, 43)가 실장되어 있으며, 바이메탈 클립(49)이 모듈용 기판(41) 양면에 실장된 적층 패키지(42, 43)의 외측면에 결합된 구조를 갖는다.Referring to FIG. 5, the semiconductor device according to the fourth embodiment is a double-sided module 40, in which the stack packages 42 and 43 are mounted on both sides of the module substrate 41, and the bimetallic clip 49 is a module. It has a structure coupled to the outer surface of the laminated package (42, 43) mounted on both sides of the substrate 41.

한편 제 1 내지 제 4 실시예에 따른 반도체 소자에 적용된 바이메탈 클립은 단면이 "⊃" 형태로 압착판이 반도체 패키지의 외측면의 표면을 전체적으로 압착하게 되는데, 반도체 패키지의 두께가 얇거나 반도체 패키지의 외부로 노출된 반도체 칩을 압착할 경우 압착에 따른 기계적인 스트레스가 작용할 수 있다. On the other hand, the bimetallic clip applied to the semiconductor device according to the first to fourth embodiments has a cross section “⊃” so that the pressing plate compresses the entire surface of the outer surface of the semiconductor package, and the thickness of the semiconductor package is thin or the outside of the semiconductor package. When the exposed semiconductor chip is pressed, mechanical stress may occur due to the pressing.                     

따라서 바이메탈 클립의 압착에 따른 기계적인 스트레스를 최소화하기 위해서, 도 6에 도시된 바와 같이, 바이메탈 클립(59)의 압착판(57)을 요철판 형태로 형성할 수 있다. 제 5 실시예에 따른 반도체 소자는 양면 모듈로서, 모듈용 기판의 양면에 반도체 패키지(52, 53)가 실장되어 있으며, 바이메탈 클립(59)이 모듈용 기판(51) 양면에 실장된 반도체 패키지(52, 53)의 외측면에 결합된 구조를 갖는다. 이때 바이메탈 클립의 압착판(57)을 요철판 형태로 형성함으로써, 반도체 패키지(52, 53)와의 접촉 면적을 줄여 반도체 패키지(52, 53)에 작용하는 기계적인 스트레스를 줄일 수 있다.Therefore, in order to minimize the mechanical stress caused by the compression of the bimetallic clip, as shown in FIG. 6, the pressing plate 57 of the bimetallic clip 59 may be formed in an uneven plate shape. The semiconductor device according to the fifth embodiment is a double-sided module, in which semiconductor packages 52 and 53 are mounted on both sides of a module substrate, and a bimetallic clip 59 is mounted on both sides of a module substrate 51. 52, 53, has a structure coupled to the outer surface. At this time, by forming the pressing plate 57 of the bimetallic clip in the form of an uneven plate, it is possible to reduce the mechanical stress acting on the semiconductor packages 52 and 53 by reducing the contact area with the semiconductor packages 52 and 53.

그리고 제 2 내지 제 5 실시예에 따른 모듈에 있어서는 모듈용 기판에 실장된 반도체 패키지들을 전체적으로 압착할 수 있는 형태의 바이메탈 클립이 결합된 구조를 개시하였지만, 도 7에 도시된 바와 같이, 제 6 실시예에 따른 반도체 모듈(60)은 모듈용 기판(61)에 다수개의 반도체 패키지(62)가 실장되며, 각각의 반도체 패키지(62)에 독립적으로 바이메탈 클립(69)이 결합된 구조를 갖는다. 이때 반도체 패키지(62)의 외측면에 밀착되는 바이메탈 클립의 압착판(67)은 영문자 "U"형태로 구현될 수 있다. 이와 같이 영문자 "U"형태의 압착판(67)을 갖는 바이메탈 클립(69)은 하부면의 가장자리 둘레에 솔더 볼(도시안됨)이 형성된 반도체 패키지(62)의 압착용으로 사용하는 것이 바람직하다.In addition, in the modules according to the second to fifth embodiments, a structure in which a bimetallic clip is combined to form a crimp of the semiconductor packages mounted on the module substrate as a whole has been disclosed. The semiconductor module 60 according to the example has a structure in which a plurality of semiconductor packages 62 are mounted on a module substrate 61, and a bimetal clip 69 is independently coupled to each semiconductor package 62. At this time, the pressing plate 67 of the bimetallic clip in close contact with the outer surface of the semiconductor package 62 may be implemented in the English letter "U" form. As described above, the bimetal clip 69 having the pressing plate 67 of the letter “U” is preferably used for pressing the semiconductor package 62 in which solder balls (not shown) are formed around the edge of the lower surface.

물론 제 6 실시예에 따른 바이메탈 클립의 압착판(67)을 제 5 실시예에 개시된 바와 같이 요철판 형태로 형성할 수 있음은 물론이다.Of course, the pressing plate 67 of the bimetallic clip according to the sixth embodiment may be formed in the form of an uneven plate as disclosed in the fifth embodiment.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.On the other hand, the embodiments of the present invention disclosed in the specification and drawings are merely presented specific examples to aid understanding, and are not intended to limit the scope of the present invention. In addition to the embodiments disclosed herein, it is apparent to those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention may be implemented.

따라서, 본 발명의 구조를 따르면 바이메탈 소재의 클립을 적층 패키지나 모듈의 상하부면에 결합함으로써, 적층된 반도체 패키지들 사이 또는 반도체 패키지와 기판 사이의 전기적 연결을 위한 리플로우 공정에서 소정의 압력으로 전기적 연결 부분을 눌러주기 때문에, 양호한 솔더 접합성의 확보와 더불어 반도체 패키지들이 휘는 불량을 억제할 수 있다.Therefore, according to the structure of the present invention, by bonding the bimetal material clip to the upper and lower surfaces of the laminated package or module, the clip is electrically connected at a predetermined pressure in the reflow process for the electrical connection between the stacked semiconductor packages or between the semiconductor package and the substrate. By pressing the connection portion, it is possible to secure a good solder joint and to suppress the bending of the semiconductor package.

즉 바이메탈 클립은 반도체 소자의 양면에 결합되어 전체적으로 소정의 가압력을 작용하기 때문에, 반도체 소자 내의 반도체 패키지 또는 기판이 휘는 불량을 억제할 수 있다.That is, since the bimetallic clip is coupled to both surfaces of the semiconductor element and exerts a predetermined pressing force as a whole, the warpage of the semiconductor package or substrate in the semiconductor element can be suppressed.

아울러 바이메탈 클립은 양면에 배치된 금속 소재의 채택에 따라서 리플로우 온도에 따라 바이메탈 클립의 변형을 조절할 수 있기 때문에, 리플로우 공정에서 적절한 가압력으로 적층된 반도체 패키지들 사이 또는 반도체 패키지와 기판 사이의 전기적 연결 부분을 눌러주어 양호한 솔더 접합성을 확보할 수 있다.In addition, the bimetallic clip can control the deformation of the bimetallic clip according to the reflow temperature according to the adoption of a metal material disposed on both sides. A good solder joint can be secured by pressing the connection part.

또한 바이메탈 클립은 금속 소재로서 반도체 소자의 양면에 결합된 구조를 갖기 때문에, 방열효과를 기대할 수 있는 장점도 있다.In addition, since the bimetallic clip is a metal material and has a structure coupled to both surfaces of the semiconductor device, there is an advantage that a heat radiation effect can be expected.

Claims (8)

반도체 패키지가 적어도 하나 적층된 반도체 소자에 있어서,In a semiconductor device in which at least one semiconductor package is stacked, 최상부 및 최하부 반도체 패키지에 끼워져 결합된 바이메탈 클립을 더 포함하며,Further comprising a bimetallic clip fitted and coupled to the top and bottom semiconductor packages, 상기 바이메탈 클립은,The bimetallic clip, 서로 평행하게 설치되며 상기 최상부 및 최하부 반도체 패키지에 각기 접촉하여 압착하는 압착판과;A compression plate installed in parallel with each other and contacting and pressing the uppermost and lowermost semiconductor packages, respectively; 상기 압착판의 양단을 연결하는 연결판;을 포함하는 것을 특징으로 하는 바이메탈 클립이 결합된 반도체 소자.Bimetal clip coupled semiconductor device comprising a; connecting plate for connecting both ends of the pressing plate. 제 1항에 있어서, 상기 반도체 패키지들 사이의 연결은 솔더 볼에 의해 전기적으로 연결되며, 상기 최하부 반도체 패키지의 하부면에 형성된 솔더 볼은 상기 압착판과 이격된 영역에 형성된 것을 특징으로 하는 바이메탈 클립이 결합된 반도체 소자.The bimetallic clip of claim 1, wherein the connection between the semiconductor packages is electrically connected by solder balls, and the solder balls formed on the lower surface of the lowermost semiconductor package are formed in an area spaced apart from the pressing plate. This combined semiconductor device. 제 1항에 있어서, 상기 최상부 및 최하부 반도체 패키지와 상기 압착판 사이에 개재된 접착제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 바이메탈 클립이 결합된 반도체 소자.The semiconductor device of claim 1, further comprising an adhesive interposed between the top and bottom semiconductor packages and the pressing plate. 모듈용 기판과;A module substrate; 상기 모듈용 기판의 적어도 일면에 적어도 하나 이상 실장된 반도체 패키지와;At least one semiconductor package mounted on at least one surface of the module substrate; 상기 모듈용 기판을 중심으로 양면에 끼워져 결합된 바이메탈 클립;을 포함하며,And a bimetal clip inserted into and coupled to both sides of the module substrate. 상기 바이메탈 클립은,The bimetallic clip, 서로 평행하게 설치되며 상기 모듈용 기판의 양면에 접촉하여 압착하는 압착판과;A pressing plate which is installed in parallel with each other and is pressed against the both sides of the module substrate; 상기 압착판의 양단을 연결하는 연결판;을 포함하는 것을 특징으로 하는 바이메탈 클립이 결합된 반도체 소자.Bimetal clip coupled semiconductor device comprising a; connecting plate for connecting both ends of the pressing plate. 제 4항에 있어서, 상기 모듈용 기판의 일면에 적어도 하나 이상의 상기 반도체 패키지가 실장되며, 상기 바이메탈 클립은 상기 반도체 패키지들의 상부면과 상기 모듈용 기판의 일면에 반대되는 면에 결합된 것을 특징으로 하는 바이메탈 클립이 결합된 반도체 소자The semiconductor package of claim 4, wherein at least one semiconductor package is mounted on one surface of the module substrate, and the bimetal clip is coupled to a surface opposite to an upper surface of the semiconductor packages and a surface of the module substrate. Semiconductor device with bimetal clip 제 5항에 있어서, 상기 모듈용 기판의 양면에 적어도 하나 이상의 상기 반도체 패키지가 실장되며, 상기 바이메탈 클립은 상기 모듈용 기판 양면의 반도체 패키지들의 상부면에 결합된 것을 특징으로 하는 바이메탈 클립이 결합된 반도체 소자.The bimetal clip of claim 5, wherein at least one semiconductor package is mounted on both surfaces of the module substrate, and the bimetal clip is coupled to upper surfaces of semiconductor packages on both sides of the module substrate. Semiconductor device. 제 4항 내지 제 6항의 어느 한 항에 있어서, 상기 바이메탈 클립은 단면이 "⊃"형태로 상기 반도체 패키지들에 결합된 상기 압착판은 요철판으로 형성된 것을 특징으로 하는 바이메탈 클립이 결합된 반도체 소자.The bimetallic clip-coupled semiconductor device according to claim 4, wherein the bimetallic clip has a cross section having a “⊃” shape, and the pressing plate coupled to the semiconductor packages is formed of an uneven plate. . 제 4항 내지 제 6항의 어느 한 항에 있어서, 상기 바이메탈 클립은 상기 모듈용 기판에 실장된 각각의 반도체 패키지에 독립적으로 결합되며, 상기 반도체 패키지에 결합된 상기 압착판은 "U"자 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 바이메탈 클립이 결합된 반도체 소자.The method of claim 4, wherein the bimetallic clip is independently coupled to each semiconductor package mounted on the module substrate, and the pressing plate coupled to the semiconductor package has a “U” shape. A semiconductor device having a bimetal clip coupled thereto.
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