KR20090077203A - 반도체 패키지 - Google Patents

반도체 패키지 Download PDF

Info

Publication number
KR20090077203A
KR20090077203A KR1020080003018A KR20080003018A KR20090077203A KR 20090077203 A KR20090077203 A KR 20090077203A KR 1020080003018 A KR1020080003018 A KR 1020080003018A KR 20080003018 A KR20080003018 A KR 20080003018A KR 20090077203 A KR20090077203 A KR 20090077203A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
metal powder
heat transfer
transfer material
semiconductor package
semiconductor chip
Prior art date
Application number
KR1020080003018A
Other languages
English (en)
Inventor
한권환
박창준
김성철
김성민
최형석
이하나
Original Assignee
주식회사 하이닉스반도체
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 하이닉스반도체 filed Critical 주식회사 하이닉스반도체
Priority to KR1020080003018A priority Critical patent/KR20090077203A/ko
Publication of KR20090077203A publication Critical patent/KR20090077203A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
    • H01L23/373—Cooling facilitated by selection of materials for the device or materials for thermal expansion adaptation, e.g. carbon
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48225—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H01L2224/4824—Connecting between the body and an opposite side of the item with respect to the body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/151—Die mounting substrate
    • H01L2924/153—Connection portion
    • H01L2924/1531—Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface
    • H01L2924/15311—Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface being a ball array, e.g. BGA

Abstract

반도체 패키지가 개시되어 있다. 반도체 패키지는 반도체 패키지는 반도체 칩을 덮는 몰딩 부재, 상기 몰딩 부재 상에 배치되어 1차적으로 상기 반도체 칩에서 발생 된 열을 외부로 방열하는 열전달물질(Thermal Interface Material, TIM) 및 상기 열전달물질 상에 배치되어 2차적으로 상기 반도체 칩에서 발생 된 열을 외부로 방열하는 금속 분말을 포함한다. 유동성을 갖고 특정 조건에서 경화되는 열전달물질(TIM) 및 열전달물질에 배치되는 금속 분말을 이용하여 다양한 형상 및 다양한 구조를 갖는 다양한 반도체 패키지에 범용적으로 적용되어 반도체 패키지로부터 발생 되는 열을 신속하게 방열하여 반도체 패키지의 특성을 보다 향상시킬 수 있다.

Description

반도체 패키지{SEMICONDUCTOR PACKAGE}
본 발명은 방열 특성을 향상시킨 반도체 패키지에 관한 것이다.
최근 들어, 반도체 소자의 제조 기술에 개발에 따라 방대한 데이터를 저장 및 방대한 데이터를 단시간 내 처리하는 것이 가능한 반도체 소자를 포함하는 반도체 패키지가 제조되고 있다.
최근 들어 개발되는 반도체 패키지는 반도체 소자의 집적도 및 데이터 처리 속도에 비례하여 방대한 열이 발생 되고, 반도체 패키지로부터 발생 된 열은 반도체 소자의 성능을 크게 감소 시킨다.
최근, 반도체 패키지로부터 발생 된 열을 신속하게 방열하기 위한 다양한 방열 구조가 개발되고 있다. 그러나, 반도체 패키지로부터 발생 된 열을 신속하게 방열하기 위한 구조는 다양한 형상 및 다양한 구조를 갖는 다양한 종류의 반도체 패키지에 범용적으로 적용하기 어려운 문제점을 갖는다.
본 발명은 다양한 형상 및 다양한 구조를 갖는 다양한 종류의 반도체 패키지들에 범용적으로 적용할 수 있는 방열 구조를 갖는 반도체 패키지를 제공한다.
본 발명에 따른 반도체 패키지는 반도체 칩을 덮는 몰딩 부재, 상기 몰딩 부재 상에 배치되어 1차적으로 상기 반도체 칩에서 발생 된 열을 외부로 방열하는 열전달물질(Thermal Interface Material, TIM) 및 상기 열전달물질 상에 배치되어 2차적으로 상기 반도체 칩에서 발생 된 열을 외부로 방열하는 금속 분말을 포함한다.
반도체 패키지의 상기 금속 분말은, 알루미늄, 알루미늄 합금, 은 및 구리로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함한다.
반도체 패키지의 상기 금속 분말은 구 형상을 갖는다.
본 발명에 따른 반도체 패키지는 반도체 칩, 상기 반도체 칩을 직접 덮어 1차적으로 반도체 칩에서 발생 된 열을 외부로 방열하는 열전달물질 및 상기 열전달물질 상에 배치되어 2차적으로 상기 반도체 칩에서 발생 된 열을 외부로 방열하는 금속 분말을 포함한다.
반도체 패키지의 상기 금속 분말은, 알루미늄, 알루미늄 합금, 은 및 구리로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함한다.
반도체 패키지의 상기 금속 분말은 구 형상을 갖는다.
본 발명에 의하면, 유동성을 갖고 특정 조건에서 경화되는 열전달물질(TIM) 및 열전달물질에 배치되는 금속 분말을 이용하여 다양한 형상 및 다양한 구조를 갖는 다양한 반도체 패키지에 범용적으로 적용되어 반도체 패키지로부터 발생 되는 열을 신속하게 방열하여 반도체 패키지의 특성을 보다 향상시킬 수 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 반도체 패키지에 대하여 상세하게 설명하지만, 본 발명이 하기의 실시예들에 제한되는 것은 아니며, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양한 다른 형태로 구현할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 의한 반도체 패키지를 도시한 단면도이다.
본 발명의 제1 실시예에 의한 반도체 패키지(100)는 반도체 패키지 몸체(110), 열전달물질(thermal interface material,TIM;120) 및 금속 분말(130)을 포함한다.
반도체 패키지 몸체(110)는 반도체 칩(112) 및 몰딩 부재(114)를 포함한다. 이에 더하여, 반도체 패키지 몸체(110)는 기판(116), 솔더볼(118) 및 도전성 와이어(119)를 포함할 수 있다.
반도체 패키지 몸체(110)의 반도체 칩(112)은 기판(116) 상에 배치된다. 반도체 칩(112)의 본딩 패드(113)는 기판(116)에 형성된 윈도우를 통해 노출된다. 반도체 칩(112)의 본딩 패드(113)는 도전성 와이어(119)에 의하여 기판(116) 상에 형 성된 접속 패드(117)와 전기적으로 접속된다. 한편, 기판(116)에 형성된 접속 패드(117)와 전기적으로 연결된 볼 랜드(115)에는 솔더볼이 전기적으로 접속된다.
에폭시 수지 등을 포함하는 몰딩 부재(114)는 반도체 칩(112)을 덮어 반도체 칩(112)을 충격 및 진동 등으로부터 보호한다.
비록 본 실시예에서는 반도체 칩(112) 및 몰딩 부재(114)를 포함하는 페이스 다운(face down) 타입 반도체 패키지 몸체(110)가 설명되고 있지만, 이와 다르게 반도체 패키지 몸체(110)는 매우 다양한 형상 및 다양한 구조를 가질 수 있다.
열전달물질(120)은 반도체 칩(112)이 고속 동작하는 도중 발생 된 열을 1차적으로 외부로 방열한다.
열전달물질(120)은, 예를 들어, 반도체 패키지 몸체(110)의 몰딩 부재(114) 상에 배치된다. 열전달물질(120)은 열 또는 광에 의하여 경화되는 경화제, 접착 물질 및 열전도성 물질을 포함한다.
본 실시예에서, 열전달물질(120)은 몰딩 부재(114)의 상면에 배치될 수 있다. 이와 다르게, 열전달물질(120)은 몰딩 부재(114)의 상면뿐만 아니라 몰딩 부재(114)의 측면에도 형성될 수 있다.
금속 분말(130)은 열전달물질(120) 상에 배치된다. 본 실시예에서, 금속 분말(130)은 상대적으로 큰 표면적을 갖는 구 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 금속 분말(130)은 구 형상 이외에 다양한 형상을 가질 수 있다.
본 실시예에서, 금속 분말(130)로 사용될 수 있는 물질의 예들로서는 알루미늄, 알루미늄 합금, 은 및 구리 등을 들 수 있다. 이외에도 금속 분말(130)은 몰딩 부재(114)에 비하여 열 전도율이 우수한 여러가지 금속이 사용될 수 있다.
금속 분말(130)은 반도체 칩(112)으로부터 발생 되어 열전달물질(120)을 통해 방열 된 열을 2차적으로 방열하여 반도체 칩(112)으로부터 발생 된 열을 보다 신속하게 외부로 방열할 수 있다.
비록 본 실시예에서는 열전달물질(120) 상에 금속 분말(130)이 배치되는 것이 개시되어 있지만, 열전달물질(120) 상에 배치된 금속 분말(130)이 열전달물질(120)로부터 이탈되는 것을 방지하기 위하여 열전달물질(120)에 금속 분말(130)을 혼합하여 사용할 수 있다.
이와 다르게, 열전달물질(120) 상에 배치된 금속 분말(130)을 다시 열전달물질(120)로 덮어도 무방하다.
이와 다르게, 열전달물질(120) 상에 금속 분말(130)을 배치한 후 방열판으로 열전달물질(120) 및 금속 분말(130)을 덮어 금속 분말(130)이 열전달물질(120)로부터 분리되는 것을 방지 및 방열 특성을 보다 향상시킬 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 의한 반도체 패키지를 도시한 단면도이다.
도 2를 참조하면, 반도체 패키지(200)는 반도체 칩(220), 열전달물질(240) 및 금속분말(250)을 포함한다.
본 실시예에서, 반도체 칩(220)은 기판(210) 상에 부착되며, 기판(210)의 상면에 배치된 접속 패드(212) 및 반도체 칩(220)의 에지에 배치된 본딩 패드(222)는 도전성 와이어(230)에 의하여 전기적으로 접속된다.
한편, 기판(210)의 하면에 배치된 볼 랜드(214)는 접속 패드(212)와 전기적 으로 접속되고, 볼 랜드(214)에는 솔더볼(216)이 전기적으로 접속된다.
열전달물질(240)은 기판(210)의 상면에 배치된 반도체 칩(220) 및 도전성 와이어(230)를 직접 덮는다. 열전달물질(240)은 반도체 칩(220)이 고속 동작하는 도중 발생 된 열을 1차적으로 외부로 방열한다.
금속 분말(250)은 열전달물질(240) 상에 배치된다. 본 실시예에서, 금속 분말(250)은 상대적으로 큰 표면적을 갖는 구 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 금속 분말(250)은 구 형상 이외에 다양한 형상을 가질 수 있다.
본 실시예에서, 금속 분말(250)로 사용될 수 있는 물질의 예들로서는 알루미늄, 알루미늄 합금, 은 및 구리 등을 들 수 있다. 이외에도 금속 분말(250)은 열 전도율이 우수한 여러 가지 금속들이 사용될 수 있다.
금속 분말(250)은 반도체 칩(220)으로부터 발생 되어 열전달물질(240)을 통해 방열 된 열을 2차적으로 방열하여 반도체 칩(220)으로부터 발생 된 열을 보다 신속하게 외부로 방열할 수 있다.
비록 본 실시예에서는 열전달물질(240) 상에 금속 분말(250)이 배치되는 것이 개시되어 있지만, 열전달물질(240) 상에 배치된 금속 분말(250)이 열전달물질(240)로부터 이탈되는 것을 방지하기 위하여 열전달물질(240)에 금속 분말(250)을 혼합하여 사용할 수 있다.
이와 다르게, 열전달물질(240) 상에 배치된 금속 분말(250)의 이탈을 방지하기 위해 금속 분말(250)을 다시 열전달물질(240)로 덮어도 무방하다.
이와 다르게, 열전달물질(240) 상에 금속 분말(250)을 배치한 후 방열판으로 열전달물질(240) 및 금속 분말(250)을 덮어 금속 분말(250)이 열전달물질(240)로부터 분리되는 것을 방지 및 방열 특성을 보다 향상시킬 수 있다.
이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 유동성을 갖고 특정 조건에서 경화되는 열전달물질(TIM) 및 열전달물질에 배치되는 금속 분말을 이용하여 다양한 형상 및 다양한 구조를 갖는 다양한 반도체 패키지에 범용적으로 적용되어 반도체 패키지로부터 발생 되는 열을 신속하게 방열하여 반도체 패키지의 특성을 보다 향상시킬 수 있다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술 될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 반도체 패키지를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 의한 반도체 패키지를 도시한 단면도이다.

Claims (6)

  1. 반도체 칩을 덮는 몰딩 부재;
    상기 몰딩 부재 상에 배치되어 1차적으로 상기 반도체 칩에서 발생 된 열을 외부로 방열하는 열전달물질(Thermal Interface Material, TIM); 및
    상기 열전달물질 상에 배치되어 2차적으로 상기 반도체 칩에서 발생 된 열을 외부로 방열하는 금속 분말을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 금속 분말은, 알루미늄, 알루미늄 합금, 은 및 구리로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 금속 분말은 구 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지.
  4. 반도체 칩;
    상기 반도체 칩을 직접 덮어 1차적으로 반도체 칩에서 발생 된 열을 외부로 방열하는 열전달물질; 및
    상기 열전달물질 상에 배치되어 2차적으로 상기 반도체 칩에서 발생 된 열을 외부로 방열하는 금속 분말을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 금속 분말은, 알루미늄, 알루미늄 합금, 은 및 구리로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 금속 분말은 구 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지.
KR1020080003018A 2008-01-10 2008-01-10 반도체 패키지 KR20090077203A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080003018A KR20090077203A (ko) 2008-01-10 2008-01-10 반도체 패키지

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080003018A KR20090077203A (ko) 2008-01-10 2008-01-10 반도체 패키지

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20090077203A true KR20090077203A (ko) 2009-07-15

Family

ID=41335726

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080003018A KR20090077203A (ko) 2008-01-10 2008-01-10 반도체 패키지

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20090077203A (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140078915A (ko) * 2012-12-18 2014-06-26 삼성전자주식회사 반도체 패키지 및 이의 제조방법
KR20170020663A (ko) * 2015-08-13 2017-02-23 삼성전자주식회사 반도체 패키지 및 그 제조방법
US11251102B2 (en) 2020-03-19 2022-02-15 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor module including heat dissipation layer

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140078915A (ko) * 2012-12-18 2014-06-26 삼성전자주식회사 반도체 패키지 및 이의 제조방법
KR20170020663A (ko) * 2015-08-13 2017-02-23 삼성전자주식회사 반도체 패키지 및 그 제조방법
US11251102B2 (en) 2020-03-19 2022-02-15 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor module including heat dissipation layer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7361986B2 (en) Heat stud for stacked chip package
US6818472B1 (en) Ball grid array package
US6882041B1 (en) Thermally enhanced metal capped BGA package
US7446408B2 (en) Semiconductor package with heat sink
JP5081578B2 (ja) 樹脂封止型半導体装置
US6081037A (en) Semiconductor component having a semiconductor chip mounted to a chip mount
TWI467726B (zh) 堆疊封裝結構
US20180040541A1 (en) Semiconductor chip package having heat dissipating structure
TWI584428B (zh) 降低封裝翹曲之散熱型半導體封裝構造
US20080122067A1 (en) Heat spreader for an electrical device
US20180190562A1 (en) Electronic device having a grooved chip
EP3051584A1 (en) Heat spreader with down set leg attachment feature
KR100955936B1 (ko) 반도체 패키지 모듈용 방열 장치 및 이를 갖는 반도체패키지 모듈
US20070284715A1 (en) System-in-package device
US6933602B1 (en) Semiconductor package having a thermally and electrically connected heatspreader
US7388286B2 (en) Semiconductor package having enhanced heat dissipation and method of fabricating the same
US20090230544A1 (en) Heat sink structure and semiconductor package as well as method for configuring heat sinks on a semiconductor package
JP2008235576A (ja) 電子部品の放熱構造及び半導体装置
TWI231017B (en) Heat dissipation apparatus for package device
KR20090077203A (ko) 반도체 패키지
US20110024895A1 (en) Semiconductor Package Thermal Performance Enhancement and Method
TWI536515B (zh) 具有散熱結構之半導體封裝元件及其封裝方法
US7235889B2 (en) Integrated heatspreader for use in wire bonded ball grid array semiconductor packages
KR101046378B1 (ko) 반도체 패키지
US20220293484A1 (en) Integrated circuit package system

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid