KR20180035265A - 반도체 패키지를 포함하는 반도체 모듈 및 반도체 패키지 - Google Patents

반도체 패키지를 포함하는 반도체 모듈 및 반도체 패키지 Download PDF

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Abstract

본 발명은 반도체 모듈에 관한 것이다. 본 발명의 반도체 모듈은 기판, 기판에 부착된 복수의 반도체 패키지들, 그리고 반도체 패키지들이 속한 환경의 정보를 비전기식으로 보여주는 환경 정보 표시기를 포함한다.

Description

반도체 패키지를 포함하는 반도체 모듈 및 반도체 패키지{SEMICONDUCTOR MODULE COMPRISING SEMICONDUCTOR PACKAGE AND SEMICONDUCTOR PACKAGE}
본 발명은 반도체 회로에 관한 것으로, 더 상세하게는 반도체 패키지를 포함하는 반도체 모듈 및 반도체 패키지에 관한 것이다.
반도체 장치는 반도체 모듈 또는 반도체 패키지의 형태로 유통된다. 반도체 패키지는 반도체 다이를 하우징으로 둘러싼 형태이다. 반도체 모듈은 하나 또는 그보다 많은 반도체 패키지들을 하나의 인쇄 회로 기판에 배치한 형태이다. 반도체 패키지 또는 반도체 모듈은 다양한 유통 과정을 통해 최종 사용자(end user) 또는 판매자(vendor)에게 전달된다.
최종 사용자 또는 판매자에게 전달된 반도체 모듈 또는 반도체 패키지는 불량품일 수 있다. 반도체 모듈 또는 반도체 패키지가 불량품으로 판별된 때에, 반도체 모듈 또는 반도체 패키지의 제조자는 불량의 원인을 파악하고 파악된 원인을 치유하여야 할 필요가 있다.
반도체 모듈 또는 반도체 패키지에서 발생하는 불량은 제조 과정에서 발생하는 불량 및 유통 과정에서 발생하는 불량을 포함한다. 제조 과정에서 발생하는 불량은 제조 과정의 개선을 통해 치유될 수 있으며, 유통 과정에서 발생하는 불량은 유통 과정의 개선을 통해 치유될 수 있다. 불량을 치유하는 수단이 상이하므로, 반도체 모듈 또는 반도체 패키지의 제조자는 불량의 원인이 제조 과정에서 기인한 것인지 또는 유통 과정에서 기인한 것인지를 파악하여야 한다. 따라서, 반도체 모듈 또는 반도체 패키지의 유통 과정에서 반도체 모듈 또는 반도체 패키지에 전달되는 환경 정보를 검출 또는 보여주는 새로운 장치 또는 방법이 요구되고 있다.
본 발명의 목적은 유통 과정의 환경의 정보를 보여주는 반도체 모듈 및 반도체 패키지를 제공하는 데에 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 반도체 모듈은 기판, 기판에 부착된 복수의 반도체 패키지들, 그리고 반도체 패키지들이 속한 환경의 정보를 비전기식으로 보여주는 환경 정보 표시기를 포함한다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 반도체 모듈은 기판, 기판에 부착된 복수의 반도체 패키지들, 그리고 반도체 패키지들이 속한 환경의 온도 및 습도, 반도체 패키지들에 X-선이 조사되었는지의 여부, 그리고 반도체 패키지들에 가해진 전기적 오버스트레스(EOS) 중 적어도 하나를 비전기식(nonelectric)으로 보여주는 환경 정보 표시기를 포함한다.
본 발명의 실시 예들에 따른 반도체 패키지는 하나 또는 그보다 많은 반도체 다이들, 반도체 다이들을 둘러싸는 하우징, 하우징을 관통하여 상기 반도체 다이들과 연결되는 복수의 도전 물질들, 그리고 하우징에 부착되며 반도체 패키지들이 속한 환경의 정보를 비전기식(nonelectric)으로 보여주는 환경 정보 표시기를 포함한다. 환경 정보 표시기는 온도가 증가함에 따라 순차적으로 변색되는 복수의 온도 표시기들, 습도가 증가함에 따라 순차적으로 변색되는 복수의 습도 표시기들, 서로 다른 X-선 투과율들을 갖는 캡들과 함께 배치되는 복수의 X-선 감응 표시기들, 그리고 전기적 오버스트레스가 증가함에 따라 순차적으로 단절되는 복수의 퓨즈들을 포함한다.
본 발명의 실시 예들에 따르면, 반도체 모듈 또는 반도체 패키지가 경험하는 환경의 정보기 비전기식으로 획득 및 표시된다. 따라서, 반도체 모듈 또는 반도체 패키지에 가해진 환경의 영향이 파악될 수 있으며, 반도체 모듈 또는 반도체 패키지의 불량의 원인이 유통 과정에서 기인한 것인지 판별될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 모듈의 예를 보여준다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 환경 정보 표시기의 예를 보여준다.
도 3은 도 2의 온도 표시기의 예를 보여준다.
도 4 및 도 5는 복수의 표시기들 중 일부가 변색되는 예들을 보여준다.
도 6은 도 2의 비전기식 습도 표시기의 예를 보여준다.
도 7은 습도에 따라 가역적으로 변색되는 표시기의 예를 보여준다.
도 8은 도 2의 X-선 노출 표시기의 예를 보여준다.
도 9는 복수의 표시기들을 포함하는 X-선 노출 표시기의 예를 보여준다.
도 10은 도 9의 복수의 표시기들에서 패턴이 표시되는 예를 보여준다.
도 11은 도 2의 X-선 노출 표시기의 다른 예를 보여준다.
도 12는 도 2의 비전기식 EOS 표시기의 예를 보여준다.
도 13은 도 10의 복수의 표시기들이 변색된 예를 보여준다.
도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 패키지를 보여준다.
아래에서는, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로, 본 발명의 실시 예들이 명확하고 상세하게 기재된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 모듈(100)의 예를 보여준다. 예시적으로, 듀얼 인-라인 메모리 모듈(DIMM, Dual In-line Memory Module) 기반의 동적 랜덤 액세스 메모리(DRAM, Dynamic Random Access Memory) 모듈이 도 1에 도시된다. 그러나 본 발명의 기술적 사상에 따른 메모리 모듈은 DIMM 기반의 DRAM 모듈에 한정되지 않는다.
도 1을 참조하면, 메모리 모듈(100)은 기판(110), 반도체 패키지들(120), 연결 핀들(130), 그리고 환경 정보 표시기(140)를 포함한다.
기판(110)은 인쇄 회로 기판(PCB, Printed Circuit Board)일 수 있다. 예를 들어, 기판(110)은 반도체 패키지들(120)의 연결 핀들 또는 솔더 볼들(solder balls)이 결합될 수 있는 결합 단자들, 그리고 결합 단자들 및 연결 핀들(130)을 서로 연결하는 인쇄 회로 배선들(Printed Circuit Wires)을 포함할 수 있다. 기판(110)은 결합 단자들 또는 연결 핀들(130)에 연결되며, 커패시터, 다이오드, 저항 등과 같은 단일 소자들이 결합될 수 있는 서브 결합 단자들을 더 포함할 수 있다.
반도체 패키지들(120)은 동종 또는 이종의 반도체 패키지들을 포함할 수 있다. 반도체 패키지들(120)은 기판(110)의 결합 단자들에 부착될 수 있다.
연결 핀들(130)은 반도체 모듈(100)을 사용하는 호스트 장치의 연결 슬롯에 대응하도록 제조될 수 있다.
환경 정보 표시기(140)는 반도체 모듈(100) 또는 반도체 모듈(100)의 반도체 패키지들(120)이 경험하는 또는 이들에 가해지는 환경의 정보를 수집 또는 보여줄 수 있다. 예를 들어, 환경 정보 표시기(140)는 둘 이상의 환경 정보를 수집 또는 보여줄 수 있다. 환경 정보 표시기(140)는 둘 이상의 환경 정보에서 반도체 모듈(100) 또는 반도체 패키지들(120)에 부정적인 영향을 준 가장 나쁜(worst) 정보를 수집 또는 보여줄 수 있다. 환경 정보 표시기(140)는 사용자가 환경 정보를 용이하게 식별할 수 있도록, 환경 정보를 가시적(visible)으로 보여줄 수 있다. 반도체 모듈(100)에 전원이 공급되지 않는 유통 과정의 환경 정보를 수집 또는 보여주기 위하여, 환경 정보 표시기(140)는 전원의 공급 없이 동작하는 비전기식(nonelectric) 장치일 수 있다.
예시적으로, 반도체 모듈(100)이 최종 사용자(end user) 또는 판매자(vendor)에게 전달된 때에, 반도체 모듈(100)이 불량으로 판별될 수 있다. 반도체 모듈(100)의 제조자는 반도체 모듈(100)의 불량의 원인을 파악하기 위하여 반도체 모듈(100)을 수거할 수 있다. 제조자는 환경 정보 표시기(140)를 참조하여, 유통 과정에서 반도체 모듈(100) 또는 반도체 패키지들(120)에서 불량이 발생할 정도로 가혹한 환경이 존재하였는지 판별할 수 있다. 가혹한 환경이 존재하였으면, 유통 과정에서 불량의 원인이 추적될 수 있다. 가혹한 환경이 존재하지 않았으면, 제조 과정에서 불량의 원인이 추적될 수 있다. 즉, 환경 정보 표시기(140)를 참조함으로써, 반도체 모듈(100) 또는 반도체 패키지들(120)의 불량의 원인을 판별하는 것이 더 용이해지고, 불량의 원인이 더 쉽게 치유될 수 있다.
최종 사용자가 반도체 모듈(100)을 사용하는 동안에 반도체 모듈(100)이 불량으로 판별될 수 있다. 반도체 모듈(100)의 사용자 또는 제조자는 반도체 모듈(100)의 불량의 원인을 파악하기 위하여 환경 정보 표시기(140)를 참조할 수 있다. 환경 정보 표시기(140)를 참조하면, 반도체 모듈(100)이 사용되는 환경이 반도체 모듈(100) 또는 반도체 패키지들(120)에 불량을 유발할 정도로 가혹한 환경인지 판별될 수 있다. 반도체 모듈(100)이 가혹한 환경에서 사용되었으면, 사용 환경이 불량의 원인으로 식별될 수 있다. 반도체 모듈(100)이 가혹한 환경에서 사용되지 않았으면, 반도체 모듈(100) 또는 반도체 패키지들(120)의 열화 또는 수명이 불량의 원인으로 식별될 수 있다. 즉, 환경 정보 표시기(140)를 참조함으로써, 반도체 모듈(100)의 사용 환경의 개선이 필요한지의 여부가 식별될 수 있다.
상술된 바와 같이, 반도체 모듈(100)에 환경 정보 표시기(140)가 탑재되면, 반도체 모듈(100)의 유통 과정 또는 사용 환경의 환경 정보가 수집되고, 유통 과정 또는 사용 환경의 개선이 필요한지가 식별될 수 있다. 환경 정보 표시기(140)가 비전기식(nonelectric)이면, 반도체 모듈(100)에 전원이 공급되지 않는 때의 환경 정보 또한 환경 정보 표시기(140)를 통해 식별될 수 있다. 즉, 환경 정보 표시기(140)를 이용함으로써, 반도체 모듈(100)의 환경이 개선되고 반도체 모듈(100)의 신뢰성이 개선될 수 있다.
예시적으로, 환경 정보 표시기(140)는 인쇄 회로 기판(110)에 또는 반도체 패키지들(120)에 부착될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 환경 정보 표시기(140)의 예를 보여준다. 도 2를 참조하면, 환경 정보 표시기(140)는 비전기식 온도 표시기(150), 비전기식 습도 표시기(160), 비전기식 X-선 노출 표시기(170), 그리고 비전기식 전기적 오버스트레스(EOS, Electrical OverStress) 표시기를 포함한다.
비전기식 온도 표시기(150)는 외부 전원을 필요로 하지 않으며, 비전기식으로 온도를 표시할 수 있다. 예를 들어 비전기식 온도 표시기(150)는 현재까지 경험한 가장 높은(또는 낮은) 온도를 가시적으로 보여줄 수 있다.
비전기식 습도 표시기(160)는 외부 전원을 필요로 하지 않으며, 비전기식으로 습도를 표시할 수 있다. 예를 들어 비전기식 습도 표시기(160)는 현재까지 경험한 가장 높은(또는 낮은) 습도를 가시적으로 보여줄 수 있다.
비전기식 X-선 노출 표시기(170)는 외부 전원을 필요로 하지 않으며, 비전기식으로 X-선 노출 정도를 표시할 수 있다. 예를 들어 비전기식 X-선 노출 표시기(170)는 X-선이 조사되었는지의 여부 또는 현재까지 조사된 가장 높은 X-선의 선속을 보여줄 수 있다.
비전기식 EOS 표시기(180)는 외부 전원을 필요로 하지 않으며, 비전기식으로 EOS를 표시할 수 있다. 예를 들어 비전기식 습도 표시기(180)는 현재까지 경험한 가장 높은(또는 낮은) EOS를 가시적으로 보여줄 수 있다.
도 2에서, 4개의 표시기들이 환경 정보 표시기(140)에 포함되는 것으로 도시되지만, 환경 정보 표시기(140)에 포함되는 표시기들의 종류는 한정되지 않는다. 예를 들어 도 2에 도시된 표시기들 중 일부가 제거되거나, 일부가 다른 새로운 표시기들로 대체되거나, 또는 도 2에 도시된 표시기들에 다른 새로운 표시기들이 추가될 수 있다. 도 2의 표시기들은 환경 정보를 직접 가시적으로 또는 간접 가시적으로 보여줄 수 있다. 직접 가시적인 표시기들은 별도의 처리 또는 동작의 필요 없이 환경 정보를 가시적으로 보여줄 수 있다. 간접 가시적인 표시기들은 후속 처리 또는 동작을 통해 환경 정보를 가시적으로 보여줄 수 있다.
도 3은 도 2의 비전기식 온도 표시기(150)의 예를 보여준다. 도 3을 참조하면, 비전기식 온도 표시기(150)는 복수의 표시기들(151~15n)(n은 양의 정수)을 포함한다. 통상적으로, 주변 온도가 상승할수록 반도체 모듈(100) 또는 반도체 패키지들(120)의 성능이 저하되며, 반도체 모듈(100) 또는 반도체 패키지(120)의 손상 가능성이 높아진다. 따라서, 비전기식 온도 표시기(150)는 온도가 얼마나 높은지를 환경 정보로 보여줄 수 있다.
복수의 표시기들(151~15n) 각각은 주변 온도가 임계값에 도달할 때에 변색될 수 있다. 복수의 표시기들(151~15n)은 서로 다른 임계값들을 가질 수 있다. 예를 들어, 제k 표시기(k는 1보다 크고 n 이하의 양의 정수)의 임계값은 제k-1 표시기의 임계값보다 클 수 있다. 즉, 온도가 상승할수록, 복수의 표시기들(151~15n)은 순차적으로 변색될 수 있다.
복수의 표시기들(151~15n) 각각은 비가역적으로 변색될 수 있다. 온도가 임계값보다 높아질 때에 각 표시기의 색은 원래 색으로부터 변색되고, 온도가 임계값보다 낮아지더라도 각 표시기의 색은 원래 색으로 회복되지 않을 수 있다. 즉, 복수의 표시기들(151~15n)은 주변 온도가 가장 높았던(즉 가장 나빴던(worst)) 때의 온도를 복수의 표시기들(151~15n) 중 어느 것들이 변색되고 어느 것들이 변색되지 않는지를 통해 가시적으로 보여줄 수 있다.
도 4 및 도 5는 복수의 표시기들(151~15n) 중 일부가 변색되는 예들을 보여준다. 도 4를 참조하면, 비전기식 온도 표시기(150)의 제1 및 제2 표시기들(151, 152)의 색들이 변색될 수 있다. 이때, 비전기식 온도 표시기(150)가 경험한 가장 나쁜 환경, 예를 들어 가장 높은 온도는 제2 표시기(152)의 임계값 이상이고 제3 표시기(153)의 임계값보다 작은 것으로 식별될 수 있다.
도 5를 참조하면, 비전기식 온도 표시기(150)의 제1 내지 제5 표시기들(151~155)의 색들이 변색될 수 있다. 이때, 비전기식 온도 표시기(150)가 경험한 가장 나쁜 환경, 예를 들어 가장 높은 온도는 제5 표시기(155)의 임계값 이상이고 제6 표시기(156)의 임계값보다 작은 것으로 식별될 수 있다.
예시적으로, 복수의 표시기들(151~15n)은 서로 다른 임계값들을 갖는 비가역 시온 잉크들(Thermochromic inks 또는 Thermosensitive inks)을 각각 포함할 수 있다. 그러나 복수의 표시기들(151~15n)에 포함되는 온도에 따라 변색되는 물질들은 시온 잉크들로 한정되지 않는다.
도 3 내지 도 5에서, 비전기식 온도 표시기(150)는 주변 온도가 상승한 정도를 보여주는 것으로 설명되었다. 그러나 비전기식 온도 표시기(150)는 주변 온도가 낮아진 정도를 보여주는 것으로 변경될 수 있다. 예를 들어 비전기식 온도 표시기(150)는 주변 온도가 낮아짐에 따라 순차적으로 비가역적으로 변색되는 복수의 표시기들을 포함할 수 있다. 또한, 비전기식 온도 표시기(150)는 주변 온도가 높아진 정보 및 주변 온도가 낮아진 정도를 모두 보여주도록 응용될 수 있다. 예를 들어, 비전기식 온도 표시기(150)는 주변 온도가 높아짐에 따라 순차적으로 비가역적으로 변색되는 복수의 제1 표시기들 및 주변 온도가 낮아짐에 따라 순차적으로 비가역적으로 변색되는 복수의 제2 표시기들을 포함할 수 있다.
도 6은 도 2의 비전기식 습도 표시기(160)의 예를 보여준다. 도 6을 참조하면, 비전기식 습도 표시기(160)는 복수의 표시기들(161~16m)(m은 양의 정수)을 포함한다. 통상적으로, 주변 습도가 상승할수록 반도체 모듈(100) 또는 반도체 패키지들(120)의 성능이 저하되며, 반도체 모듈(100) 또는 반도체 패키지(120)의 손상 가능성이 높아진다. 따라서, 비전기식 습도 표시기(160)는 습도가 얼마나 높은지를 환경 정보로 보여줄 수 있다.
복수의 표시기들(161~16m) 각각은 주변 습도가 임계값에 도달할 때에 변색될 수 있다. 복수의 표시기들(161~16m)은 서로 다른 임계값들을 가질 수 있다. 예를 들어, 제k 표시기(k는 1보다 크고 m 이하의 양의 정수)의 임계값은 제k-1 표시기의 임계값보다 클 수 있다. 즉, 습도가 상승할수록, 복수의 표시기들(161~16m)은 순차적으로 변색될 수 있다.
복수의 표시기들(161~16m) 각각은 비가역적으로 변색될 수 있다. 습도가 임계값보다 높아질 때에 각 표시기의 색은 원래 색으로부터 변색되고, 습도가 임계값보다 낮아지더라도 각 표시기의 색은 원래 색으로 회복되지 않을 수 있다. 즉, 복수의 표시기들(161~16m)은 주변 습도가 가장 높았던(즉 가장 나빴던(worst)) 때의 습도를 복수의 표시기들(161~16m) 중 어느 것들이 변색되고 어느 것들이 변색되지 않는지를 통해 가시적으로 보여줄 수 있다.
다른 예로서, 복수의 표시기들(161~16m) 각각은 가역적으로 변색될 수 있다. 습도가 임계값보다 높아질 때에 각 표시기의 색은 원래 색으로부터 변색되고, 습도가 임계값보다 낮아질 때에 각 표시기의 색은 원래 색으로 회복되지 않을 수 있다. 복수의 표시기들(161~16m)은 흡수된 수분의 증발을 차단 또는 방해하는 하우징(예를 들어 투명 하우징)의 내부에 제공되며, 외부 환경의 습도를 전달하기 위한 개구부가 하우징에 제공될 수 있다. 즉, 외부 환경의 습도는 개구부를 통해 복수의 표시기들(161~16m)에 전달되고, 복수의 표시기들(161~16m)에서 흡수된 습도는 하우징에 의해 증발되지 않을 수 있다. 즉, 복수의 표시기들(161~16m)은 주변 습도가 가장 높았던(즉 가장 나빴던(worst)) 때의 습도를 복수의 표시기들(161~16m) 중 어느 것들이 변색되고 어느 것들이 변색되지 않는지를 통해 가시적으로 보여줄 수 있다.
도 7은 습도에 따라 가역적으로 변색되는 표시기의 예를 보여준다. 도 7을 참조하면, 표시기(16k)는 하판(160a) 및 상판(160b)으로 둘러싸인 변색 물질(160d)을 포함한다. 변색 물질(160d)은 습도가 임계값에 도달할 때에 변색될 수 있다. 하판(160a) 및 상판(160b)은 변색 물질(160d)에 흡수된 수분이 증발되는 것을 방해 또는 차단할 수 있다. 하판(160a) 및 상판(160b) 중 적어도 하나는 투명 재질로 형성되어 습도를 가시적으로 보여줄 수 있다. 하판(160a)에 외부 환경의 습도를 변색 물질(160d)에 전달하기 위한 개구부(160c)가 제공될 수 있다.
다시 도 6을 참조하면, 복수의 표시기들(161~16m)은 도 4 및 도 5를 참조하여 설명된 것과 동일한 방식으로 변색될 수 있으며, 따라서 중복되는 설명은 생략된다.
예시적으로, 복수의 표시기들(161~16m)은 서로 다른 임계값들을 갖는 염화코발트 또는 무수황산구리를 포함할 수 있다. 그러나 복수의 표시기들(161~16m)에 포함되는 습도에 따라 변색되는 물질들은 염화코발트 또는 무수황산구리로 한정되지 않는다.
도 6 및 도 7에서, 비전기식 습도 표시기(160)는 주변 습도가 상승한 정도를 보여주는 것으로 설명되었다. 그러나 비전기식 습도 표시기(160)는 주변 습도가 낮아진 정도를 보여주는 것으로 변경될 수 있다. 예를 들어 비전기식 습도 표시기(160)는 주변 습도가 낮아짐에 따라 순차적으로 변색되는 복수의 표시기들을 포함할 수 있다. 또한, 비전기식 습도 표시기(160)는 주변 습도가 높아진 정보 및 주변 습도가 낮아진 정도를 모두 보여주도록 응용될 수 있다. 예를 들어, 비전기식 습도 표시기(160)는 주변 습도가 높아짐에 따라 순차적으로 변색되는 복수의 제1 표시기들 및 주변 습도가 낮아짐에 따라 순차적으로 변색되는 복수의 제2 표시기들을 포함할 수 있다.
도 8은 도 2의 X-선 노출 표시기(170)의 예를 보여준다. 도 8을 참조하면, X-선 노출 표시기(170)는 상면 캡(170a), X-선 필름(170b)(또는 감광 유제), 그리고 하면 캡(170c)을 포함한다. 상면 캡(170a)은 X-선 필름(170b)의 상면에 부착되며, 제1 패턴에 따라 X-선 필름(170b)의 일부를 노출하고 나머지 일부를 노출하지 않을 수 있다. 예를 들어 제1 패턴(170a)은 도 8에 도시된 바와 같이 'X'일 수 있다. 하면 캡(170c)은 X-선 필름(170b)의 하면에 부착되며, 제2 패턴에 따라 X-선 필름(170b)의 일부를 노출하고 나머지 일부를 노출하지 않을 수 있다. 예를 들어 제2 패턴(170a)은 도 8에 도시된 바와 같이 'X'일 수 있다.
상면 캡(170a) 또는 하면 캡(170c)은 X-선에 대한 투과도는 반도체 모듈(100) 또는 반도체 패키지들(120)이 경험할 수 있는 X-선의 선속에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 통상적으로 세관의 X-선 검색대에서 사용되는 X-선의 선속에 대해 상면 캡(170a) 또는 하면 캡(170c)은 30% 내지 70%의 투과율을 가질 수 있다.
상면 캡(170a)을 통해 X-선 필름(170b)에 X-선이 조사되면, X-선 필름(170b)의 상면에 상면 캡(170a)의 제1 패턴에 대응하는 감광이 발생할 수 있다. 하면 캡(170c)을 통해 X-선 필름(170b)에 X-선이 조사되면, X-선 필름(170b)의 하면에 하면 캡(170c)의 제2 패턴에 대응하는 감광이 발생할 수 있다. X-선 필름(170b)이 인화되면, X-선 필름(170b)에 제1 패턴 또는 제2 패턴이 나타나는지에 따라 X-선 필름(170a)의 상면 방향으로부터 또는 하면 방향으로부터 X-선이 조사되었는지 식별될 수 있다. 즉 X-선 노출 표시기(170)는 반도체 모듈(100) 또는 반도체 패키지들(120)에 X-선이 조사되는지를 감응하여 표시하는 X-선 감응 표시기일 수 있다.
도 9는 복수의 표시기들(171~17p)을 포함하는 X-선 노출 표시기(170')의 예를 보여준다. 복수의 표시기들(171~17p)(또는 X-선 감응 표시기들) 각각은 도 8을 참조하여 설명된 바와 같은 구조를 가질 수 있다. 복수의 표시기들(171~17p)의 캡들의 투과도들은 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 제k 표시기(k는 1보다 크고 p 이하의 양의 정수)의 캡들의 투과도는 제k-1 표시기의 캡들의 투과도보다 낮을 수 있다. 복수의 표시기들(171~17p)은 X-선 필름들(170b)에 패턴이 나타나는지에 따라 어느 정도의 선속을 갖는 X-선이 조사되었는지를 나타낼 수 있다.
도 10은 도 9의 복수의 표시기들(171~17p)에서 패턴이 표시되는 예를 보여준다. 도 10을 참조하면, 복수의 표시기들(171~17p)이 현상된 때에, 제1 표시기(171)에 패턴이 나타나지 않고 제2 내지 제p 표시기들(172~17p)에 패턴들이 나타날 수 있다. 이때, 반도체 모듈(100) 또는 반도체 패키지들(120)에 조사된 X-선의 선속은 제1 표시기(171)의 캡들의 투과도를 무시할 정도로 강하고 그리고 제2 내지 제p 표시기들(172~17p)의 캡들의 투과도들을 무시하지 못할 정도로 약한 것으로 식별될 수 있다.
도 11은 도 2의 X-선 노출 표시기(170)의 다른 예를 보여준다. 도 8과 비교하면, 비전기식 X-선 노출 표시기(170'')의 상면 캡(170a') 및 하면 캡(170c')은 패턴을 갖지 않을 수 있다. 상면 캡(170a') 및 하면 캡(170c')은 X-선 필름(170b)(또는 감광 유제를 포함하는 물질)을 밀폐할 수 있다. 상면 캡(170a') 및 하면 캡(170c')은 가시광선, 적외선 등과 같이 투과도가 낮은 광들을 차단하는 필터로 작용할 수 있다. 상면 캡(170a') 및 하면 캡(170c')은 X-선에 대해 30% 내지 70% 사이와 같은 적절한 투과도를 가질 수 있다.
비전기식 X-선 노출 표시기(170'')가 단독으로 사용되는 경우, X-선 필름(170b)이 흑화하는지에 따라 반도체 모듈(100) 또는 반도체 패키지들(120)에 X-선이 조사되었는지 식별될 수 있다.
도 9 및 도 10과 같이 복수의 표시기들이 사용되는 경우, 복수의 표시기들의 캡들의 X-선에 대한 투과도들은 다르세 설정될 수 있다. 도 4 및 도 5를 참조하여 설명된 바와 같이 복수의 표시기들 중 어느 것들이 흑화되고 어느 것들이 흑화되지 않는지에 따라 반도체 모듈(100) 또는 반도체 패키지들(120)에 조사된 X-선의 선속이 식별될 수 있다.
도 12는 도 2의 비전기식 EOS 표시기(180)의 예를 보여준다. 도 12를 참조하면, 비전기식 EOS 표시기(180)는 복수의 표시기들(181~18q)을 포함할 수 있다. 복수의 표시기들(181~18q) 각각은 임계값 이상의 전류가 흐를 때에 단절되는 퓨즈일 수 있다. 복수의 표시기들(181~18q)의 임계값들은 서로 다를 수 있다. 제k 표시기(k는 1보다 크고 q 이하의 양의 정수)의 임계값은 제k-1 표시기의 임계값보다 클 수 있다. 즉, 반도체 모듈(100) 또는 반도체 패키지들(120)에 가해지는 EOS가 증가함에 따라 복수의 표시기들(181~18q)은 순차적으로 단절될 수 있다. 즉 복수의 표시기들(181~18q) 중 단절된 것들 및 단절되지 않은 것들을 식별함으로써, 반도체 모듈(100) 또는 반도체 패키지들(120)에 가해진 가장 큰(또는 가장 나쁜(worst)) EOS의 크기가 식별될 수 있다.
예시적으로, 복수의 표시기들(181~18q) 각각이 단절될 때에 고온이 발생할 수 있다. 복수의 표시기들(181~18q)이 단절된 정도를 시각적으로 보여주기 위하여, 복수의 표시기들(181~18q)에 시온 잉크가 도포될 수 있다. 시온 잉크는 복수의 표시기들(181~18q) 각각이 단절될 때에 발생하는 열과 유사하거나 그보다 낮은 임계값을 가질 수 있다. 즉, 복수의 표시기들(181~18q) 중에서 단절된 표시기들은 변색된 색을 갖고 단절되지 않은 표시기들은 변색되지 않은 원래의 색을 가질 수 있다.
도 13은 도 10의 복수의 표시기들(181~18q)이 변색된 예를 보여준다. 도 13을 참조하면, 제1 및 제2 표시기들(181, 182)은 변색되고, 제3 내지 제q 표시기들(183~18q)은 원래의 색을 유지할 수 있다. 즉, 제1 및 제2 표시기들(181, 182)에서 퓨즈의 단절이 발생하였으며 제3 내지 제q 표시기들(183~18q)에서 퓨즈의 단절이 발생하지 않았음이 가시적으로 식별될 수 있다.
도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 패키지(200)를 보여준다. 도 14를 참조하면, 반도체 패키지(200)는 반도체 다이(210), 반도체 하우징(230), 도전 물질들(220), 그리고 환경 정보 표시기(240)를 포함한다.
반도체 다이(210)는 하나 또는 그보다 많은 다이들을 포함할 수 있다. 반도체 다이(210)는 동종 또는 이종의 다이들을 포함할 수 있다. 반도체 다이(210)는 수직하게 또는 계단형으로 적층될 수 있다.
하우징(230)은 반도체 다이(210)를 둘러싸고, 반도체 다이(210)를 보호할 수 있다. 도전 물질들(220)은 하우징(230)을 관통하여 반도체 다이(210)와 연결될 수 있다. 도전 물질들(220)은 반도체 다이(210) 및 반도체 패키지(200)가 실장되는 인쇄 회로 기판 또는 슬롯 사이에 통신 채널을 제공할 수 있다. 도전 물질들(220)은 연결 핀들 또는 솔더 볼들을 포함할 수 있다.
환경 정보 표시기(240)는 도 1 내지 도 13을 참조하여 설명된 환경 정보 표시기(140)와 동일할 수 있다. 환경 정보 표시기(240)는 개별 반도체 패키지(200)가 경험하는 환경의 정보를 보여줄 수 있다. 따라서, 반도체 패키지(200)의 유통 환경 또는 사용 환경이 파악될 수 있으며, 이들을 개선하여 반도체 패키지(200)의 신뢰성이 향상될 수 있다.
위에서 설명한 내용은 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 예들이다. 본 발명에는 위에서 설명한 실시 예들뿐만 아니라, 단순하게 설계 변경하거나 용이하게 변경할 수 있는 실시 예들도 포함될 것이다. 또한, 본 발명에는 상술한 실시 예들을 이용하여 앞으로 용이하게 변형하여 실시할 수 있는 기술들도 포함될 것이다.
100; 반도체 모듈
110; 인쇄 회로 기판
120; 반도체 패키지들
130; 연결 핀들
140; 환경 정보 표시기
150; 비전기식 온도 표시기
160; 비전기식 습도 표시기
170; 비전기식 X-선 노출 표시기
180; 비전기식 EOS 표시기
200; 반도체 패키지
210; 반도체 다이
220; 도전 물질들
230; 하우징
240; 환경 정보 표시기

Claims (20)

  1. 기판;
    상기 기판에 부착된 복수의 반도체 패키지들; 그리고
    상기 반도체 패키지들이 속한 환경의 정보를 비전기식(nonelectric)으로 보여주는 환경 정보 표시기를 포함하는 반도체 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 환경 정보 표시기는 상기 반도체 패키지들이 경험한 환경 중에서 가장 나쁜(worst) 환경의 정보를 보여주는 반도체 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 환경 정보 표시기는 온도를 보여주는 반도체 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 환경 정보 표시기는 복수의 온도 표시기들을 포함하고,
    상기 복수의 온도 표시기들 각각은 상기 반도체 패키지들이 속한 환경의 온도가 임계값에 도달할 때에 변색되는 물질들을 포함하고,
    상기 복수의 온도 표시기들의 임계값들은 서로 다른 반도체 모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 복수의 온도 표시기들은 비가역적으로 변색되는 반도체 모듈.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 복수의 온도 표시기들은 시온 잉크들(Thermochromic inks 또는 Thermosensitive inks)을 포함하는 반도체 모듈.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 환경 정보 표시기는 습도를 보여주는 반도체 모듈.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 환경 정보 표시기는 복수의 습도 표시기들을 포함하고,
    상기 복수의 습도 표시기들 각각은 상기 반도체 패키지들이 속한 환경의 습도가 임계값에 도달할 때에 변색되는 물질들을 포함하고,
    상기 복수의 습도 표시기들의 임계값들은 서로 다른 반도체 모듈.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 습도 표시기들은 염화코발트 또는 무수황산구리를 포함하는 반도체 모듈.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 환경 정보 표시기는 상기 반도체 패키지들에 X-선이 조사되었는지를 보여주는 반도체 모듈.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 환경 정보 표시기는,
    X-선 필름;
    상기 X-선 필름의 상면에 부착되고, 제1 패턴에 따라 상기 X-선 필름의 상면의 일부를 노출하는 상면 캡을 포함하는 반도체 모듈.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 환경 정보 표시기는 상기 X-선 필름의 하면에 부착되고, 제2 패턴에 따라 상기 X-선 필름의 하면의 일부를 노출하는 하면 캡을 더 포함하는 반도체 모듈.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 환경 정보 표시기는 복수의 X-선 표시기들을 포함하고,
    상기 복수의 X-선 표시기들 각각은 X-선 필름 및 패턴에 따라 상기 X-선 필름의 일부를 노출하는 캡을 포함하고,
    상기 복수의 X-선 표시기들의 캡들의 X-선 투과도들은 서로 다른 반도체 모듈.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 환경 정보 표시기는 상기 반도체 패키지들에 가해진 전기적 오버스트레스(EOS, Electrical OverStress)를 보여주는 반도체 모듈.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 환경 정보 표시기는 복수의 퓨즈들을 포함하고,
    상기 복수의 퓨즈들이 단절되는 전류량들은 서로 다른 반도체 모듈.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 복수의 퓨즈들은 시온 잉크들로 도포되고,
    상기 시온 잉크들은 상기 복수의 퓨즈들이 단절될 때에 발생하는 열에 의해 변색되는 임계값들을 갖는 반도체 모듈.
  17. 기판;
    상기 기판에 부착된 복수의 반도체 패키지들; 그리고
    상기 반도체 패키지들이 속한 환경의 온도 및 습도, 상기 반도체 패키지들에 X-선이 조사되었는지의 여부, 그리고 상기 반도체 패키지들에 가해진 전기적 오버스트레스(EOS) 중 적어도 하나를 비전기식(nonelectric)으로 보여주는 환경 정보 표시기를 포함하는 반도체 모듈.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 환경 정보 표시기는 상기 반도체 패키지들이 경험한 가장 높은 온도, 상기 반도체 패키지들이 경험한 가장 높은 습도, 상기 반도체 패키지들에 조사된 X-선의 최대 선속, 그리고 상기 반도체 패키지들에 가해진 전기적 오버 스트레스의 최대값의 정보를 보여주는 반도체 모듈.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 환경 정보 표시기들은 상기 온도, 상기 습도, 상기 X-선이 조사되었는지의 여부, 그리고 상기 전기적 오버스트레스(EOS) 중 적어도 하나를 가시적으로 보여주는 반도체 모듈.
  20. 하나 또는 그보다 많은 반도체 다이들;
    상기 반도체 다이들을 둘러싸는 하우징;
    상기 하우징을 관통하여 상기 반도체 다이들과 연결되는 복수의 도전 물질들; 그리고
    상기 하우징에 부착되며, 상기 반도체 패키지들이 속한 환경의 정보를 비전기식(nonelectric)으로 보여주는 환경 정보 표시기를 포함하고,
    상기 환경 정보 표시기는,
    온도가 증가함에 따라 순차적으로 변색되는 복수의 온도 표시기들;
    습도가 증가함에 따라 순차적으로 변색되는 복수의 습도 표시기들;
    서로 다른 X-선 투과율들을 갖는 캡들과 함께 배치되는 복수의 X-선 감응 표시기들; 그리고
    전기적 오버스트레스가 증가함에 따라 순차적으로 단절되는 복수의 퓨즈들을 포함하는 반도체 패키지.
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