KR20090077203A - 반도체 패키지 - Google Patents

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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
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한권환
박창준
김성철
김성민
최형석
이하나
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주식회사 하이닉스반도체
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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.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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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

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