半导体器件的制作方法

本发明构思的示例实施方式涉及半导体器件，更具体地，涉及包括指示热点的位置的标记的半导体器件。

背景技术：

对于小且轻的电子产品有越来越多的需求，因此对小且轻的半导体封装也有越来越多的需求。半导体封装可以遭受在其运行过程中出现的热应力。

技术实现要素：

本发明构思的示例实施方式提供一种具有改善的热特性的半导体器件。

本发明构思的示例实施方式提供一种具有改善的散热特性的半导体器件。作为结果，通常可以出现在装置组装工艺中的半导体器件的劣化可以被防止或减少。

根据本发明构思的示例实施方式，一种半导体器件包括半导体封装和标记。半导体封装包括包含热从其产生的热点的半导体芯片、以及包覆半导体芯片的模制层。标记被布置在半导体封装上。标记形成在半导体封装的与热点的位置对应的区域中。

根据本发明构思的示例实施方式，一种半导体器件包括半导体封装、装置组装件和标记。半导体封装包括包含热从其产生的热点的半导体芯片、以及包覆半导体芯片的模制层。装置组装件与半导体封装组装。标记被布置在半导体封装的表面上。半导体封装的该表面面向装置组装件，并且标记被形成在半导体封装的与热点的位置对应的区域中。

根据本发明构思的示例实施方式，一种半导体器件包括安装在板上的半导体封装、布置在半导体封装上的装置框架、布置在半导体封装和装置框架之间的散热层、以及标记。半导体封装包括包含热从其产生的热点的半导体芯片、以及包覆半导体芯片且具有邻近于板的底表面的模制层。标记被布置在半导体封装的表面上。半导体封装的该表面面向散热层，标记被形成在半导体封装的与热点的位置对应的区域中。

根据本发明构思的示例实施方式，一种半导体器件包括半导体封装、标记和热界面材料(tim)层。半导体封装包括包含热点的半导体芯片、以及包覆半导体芯片的模制层。热点置于半导体芯片的第一部分，相对于半导体芯片的其余部分，大量的热从半导体芯片的第一部分产生。标记被布置在半导体封装的上表面上，并且与热点基本对准。tim层被布置在标记上，并且tim层的中心与标记基本对准。

附图说明

通过参考附图详细描述本发明构思的示例实施方式，本发明构思的以上及其它特征将变得更加明显，其中：

图1a是示出根据本发明构思的一示例实施方式的半导体器件的一示例的透视图。

图1b是根据本发明构思的一示例实施方式的图1a的半导体器件的剖视图。

图1c是示出根据本发明构思的一示例实施方式的图1a的半导体器件的一示例的透视图。

图2a是透视图，所述透视图示出其中设置根据本发明构思的一示例实施方式的半导体封装的电子产品。

图2b是根据本发明构思的一示例实施方式的图2a的电子产品的剖视图。

图3是示出根据一比较示例的半导体器件的透视图。

图4是曲线图，所述曲线图示出图2a和3的半导体封装的温度的随时间的变化的示例。

图5a是示出根据本发明构思的一示例实施方式的半导体器件的透视图。

图5b是根据本发明构思的一示例实施方式的图5a的半导体器件的剖视图。

图5c到5g是示出根据本发明构思的示例实施方式的图5b的半导体器件的示例的剖视图。

图6a是示出根据本发明构思的一示例实施方式的半导体器件的透视图。

图6b是根据本发明构思的一示例实施方式的图6a的半导体器件的剖视图。

图6c到6e是示出根据本发明构思的示例实施方式的图6b的半导体器件的示例的剖视图。

具体实施方式

图1a是示出根据本发明构思的一示例实施方式的半导体器件的一示例的透视图。图1b是根据本发明构思的一示例实施方式的图1a的半导体器件的剖视图。图1c是示出根据本发明构思的一示例实施方式的图1a的半导体器件的一示例的透视图。

参考图1a，半导体封装100被设置在板90上。板90可以例如被用作便携式电子产品(例如智能电话、平板pc等)或存储器模块的基板/板。一个或更多个标记110可以形成在半导体封装100的顶表面100s上。所述一个或更多个标记110可以被雕刻在半导体封装100的顶表面100s上。如以下进一步描述那样，所述一个或更多个标记110可以包含与半导体芯片105的热点106有关的信息(例如热信息)。

在示例实施方式中，散热层200(例如热界面材料(tim))被形成为覆盖半导体封装100的顶表面100s的至少一部分。散热层200可以例如以膜的形式设置。根据示例实施方式，散热层200的面积/尺寸可以约等于半导体封装100的顶表面100s或不同于半导体封装100的顶表面100s。也就是，尽管散热层200在图1a中被示为具有小于半导体封装100的顶表面100s的面积，但是本发明构思的示例实施方式不限于此。例如，在一示例实施方式中，散热层200可以具有约等于或大于半导体封装100的顶表面100s的面积/尺寸。

参考图1b，在一示例实施方式中，半导体封装100安装在封装基板101(例如印刷电路板(pcb))上，并且包括以模制层107覆盖的至少一个半导体芯片105。半导体芯片105可以按例如倒装芯片键合方式被安装在封装基板101上。例如，半导体芯片105可以以它的有源表面被翻转从而面向封装基板101的方式设置在封装基板101上，并且半导体芯片105可以通过一个或更多个凸点103被电连接到封装基板101。在示例实施方式中，模制层107被形成为足够厚以完全覆盖半导体芯片105。模制层107的顶表面可以相当于半导体封装100的顶表面100s。标记110可以被雕刻在模制层107的顶表面上以具有视觉可见的形状。模制层包括邻近于板90的底表面。

半导体芯片105可以包括例如存储电路、逻辑电路或它们的任意组合。例如，半导体芯片105可以包括应用处理器(ap)。在示例实施方式中，半导体芯片105可以通过至少一条键合引线或形成在半导体芯片105中的至少一个贯通电极被电连接到封装基板101。半导体封装100可以包括单个半导体芯片105或多个半导体芯片105(例如半导体封装100可以具有多芯片封装结构)。

参考图1a和1b，半导体芯片105可以具有至少一个热点106。热点106是半导体芯片105的相对于半导体芯片105的其余部分产生大量热的部分。所述至少一个标记110被设置在半导体封装100的顶表面100s上以指示与热点106相应的位置。也就是，所述至少一个标记110被形成在半导体封装100的与半导体芯片105上的热点106的位置相应的区域中。因此，标记110指示与半导体封装100的热点106相应的区域，热点106产生相对大量的热。当散热层200被附贴至半导体封装100的顶表面100s时，标记110允许散热层200被附贴到半导体封装100的适当的位置。

标记110可以包括能被视觉感知的二维(2d)或三维(3d)视觉图样或图案。例如，标记110可以以符号或数字的形式设置，所述符号和数字分别在图1a和1c中示出，并且标记110可以包含与热点106相关的热信息。散热层200可以被设置在包含标记110的覆盖区域200a上，并且可以被附贴到半导体封装100的顶表面100s。作为一示例，覆盖区域200a可以以其中心基本上与标记110对准的方式布置。也就是，覆盖区域200a可以被布置以致于它的中心与标记110精确对准或者几乎与标记110精确对准。然而，本发明构思的示例实施方式不限于此。因此，覆盖区域200a重叠标记110。覆盖区域200a可以包括超出半导体封装100的顶表面100s或超出半导体封装100的边缘延伸的区域。或者，覆盖区域200a可以被限制在半导体封装100的顶表面100s内。

根据本发明构思的一示例实施方式，标记110重叠热点106，并且散热层200(例如热界面材料(tim)层)重叠标记110。例如，在一示例实施方式中，标记与热点106基本上对准(例如精确对准或在测量误差内几乎精确对准)，并且散热层200的中心与标记110基本上对准(例如精确对准或在测量误差内几乎精确对准)。

图2a是示出一电子产品的透视图，在该电子产品中设置了根据本发明构思的一示例实施方式的半导体封装。图2b是根据本发明构思的一示例实施方式的图2a的电子产品的剖视图。图3是示出根据一比较示例的半导体器件的透视图。

参考图2a和2b，半导体封装100可以通过装置组装工艺被组装到例如便携电子产品(例如智能电话、平板pc等)或高功率消费电子产品(例如电视机、服务器等)中。即使散热层200被附贴在适当区域，但是通过摩擦力，散热层200仍可以在特定方向a上滑动或收缩，所述摩擦力可以在装置组装工艺期间从电子产品的部件(例如盖或框架300)施加到散热层200。因此，散热层200可以偏离适当的附贴区域。

在示例实施方式中，由于散热层200被设置为覆盖包括如图1a所示的标记110的覆盖区域200a，所以即使在散热层200滑动或收缩时，与标记110对应的热点106仍可以以散热层200覆盖。也就是，即使在散热层200的位置在装置组装工艺期间轻微改变时，根据本发明构思的示例实施方式的散热层200的使用也可以防止半导体封装100的散热性能劣化。

相反，在没有标记110的情况下，如图3的比较示例所示，当散热层200被附贴至半导体封装100p时，散热层200可以不覆盖热点106。例如，即使散热层200被设置为覆盖半导体封装100p的整个顶表面100ps，但是在半导体封装100p的装置组装工艺过程中，散热层200可以因可从框架300(此处也被称为装置框架300)被施加到散热层200的摩擦力而在特定方向a上滑动。在这种情况下，散热层200可以不能覆盖热点106。如果热点106不以散热层200覆盖，则半导体封装100p的散热性能可以劣化，这可以导致半导体封装100p的操作故障。与图3的比较示例的半导体封装100p不同，根据本发明构思的示例实施方式，由于作为至少一个标记110的使用的结果热点106以散热层200覆盖(例如部分覆盖或全部覆盖)，所以半导体封装100的散热性能的劣化可以被防止或减少。

图4是曲线图，该曲线图示出图2a和3的半导体封装的温度的随时间的变化的示例。

参考图4，在如图3的比较示例所示，散热层200不覆盖热点106的情况下，半导体封装100p的温度可以随时间(例如测试时间或使用时间)快速升高，如虚线i所绘示。相反，在如图2a和2b的示例实施方式所示，散热层200被设置为完全或部分覆盖指示热点106的标记110的情况下，半导体封装100的温度可以随时间更缓慢地升高，如实线ii所绘示。因此，根据本发明构思的示例实施方式的半导体封装100相比于根据比较示例的半导体封装100p可以具有改善的热特性。

图5a是示出根据本发明构思的一示例实施方式的半导体器件的透视图。图5b是根据本发明构思的一示例实施方式的图5a的半导体器件的剖视图。图5c到5g是示出根据本发明构思的示例实施方式的图5b的半导体器件的示例的剖视图。

参考图5a和5b，半导体封装100可以包括形成在半导体封装100的顶表面100s处的凹陷115。例如，凹陷115可以通过蚀刻半导体封装100的模制层107的一部分形成。凹陷115可以形成在模制层107的上表面中。凹陷115可以形成在与热点106对应的位置。例如，凹陷115可以与热点106对准(例如凹陷115可以重叠热点106)。凹陷115可以以导热层117填充。导热层117可以通过以导热材料(例如金属、焊料或tim材料)填充凹陷115形成。导热层117可以穿过模制层107的顶表面被暴露。在一示例实施方式中，导热层117可以具有与模制层107的顶表面基本上共面的顶表面。也就是，导热层117的顶表面和模制层107的顶表面可以在相同平面内精确对准或几乎在相同平面内精确对准。在一示例实施方式中，导热层117可以作为指示半导体封装100的热点106的位置的标记(例如标记110)。

在一示例实施方式中，凹陷115的深度小于半导体芯片105和模制层107的顶表面之间的距离。因此，在一示例实施方式中，在导热层117和半导体芯片105之间存在间隔，并且导热层117不与半导体芯片105接触。导热层117可以作为指示半导体封装100的热点106的位置的标记。

散热层200可以被设置在半导体封装100的顶表面100s上。在覆盖区域200a上，散热层200可以覆盖导热层117。如先前参考图2a和2b所述，根据示例实施方式，即使散热层200因散热层200和框架300之间的摩擦力而滑动或收缩，散热层200仍然覆盖导热层117。半导体芯片105中产生的热，包括在热点106处的热，可以通过导热层117和散热层200从半导体封装100排出。在示例实施方式中，如图5c所示，凹陷115可以保持是空的，并且可以作为指示半导体封装100的热点106的位置的标记(例如标记110)。也就是，在示例实施方式中，凹陷115存在并且作为指示热点106的位置的标记(例如标记110)，并且导热层117不形成在凹陷115中。

在一示例实施方式中，凹陷115具有矩形横截面形状，如图5b所示。例如，在图5b中，在凹陷115的最高表面处的凹陷115的宽度与在凹陷115的最低表面处的凹陷115的宽度基本上相同。在一示例实施方式中，凹陷115具有楔形横截面形状，如图5d所示。例如，在图5d中，从凹陷115的最高表面向位于凹陷115的底部的最低点，凹陷115的宽度减小。在一示例实施方式中，凹陷115具有半球形/圆形横截面形状，如图5e所示。根据本发明构思的示例实施方式的凹陷115的形状不限于图5b、5d和5e中所示的示例实施方式。

如图5b所示，散热层200和框架300被布置在半导体封装100上。散热层200和/或框架300在这里可以被称为装置组装件，其与半导体封装100组装。

如图5f所示，在一示例实施方式中，凹陷115的深度不小于半导体芯片105和模制层107的顶表面之间的距离。因此，凹陷115暴露半导体芯片105的顶表面(例如无源表面)的一部分。作为结果，在一示例实施方式中，导热层117与半导体芯片105的顶表面的被凹陷115暴露的部分接触。绝缘层可以被设置在半导体芯片105的顶表面上，其与导热层117接触。

如图5g所示，在一示例实施方式中，凹陷115以散热层200填充。例如，在一示例实施方式中，散热层200被形成以覆盖模制层107并且填充凹陷115。在示例实施方式中，散热层200可以例如通过涂覆导电浆料形成。根据本发明构思的示例实施方式，填充凹陷115的散热层200可以用作防止散热层200滑离它的适当位置的固定器。

如图5b到5g所示，在一示例实施方式中，散热层200(例如tim层200)的一部分超出半导体封装100的边缘/边界延伸，并且不超出框架300的边缘/边界延伸。因此，在一示例实施方式中，即使当标记110不被布置在半导体封装100的中心时，散热层200的中心也与标记110(例如图5b到5g中的凹陷115和/或导热层117)基本上对准。

图6a是示出根据本发明构思的一示例实施方式的半导体器件的透视图。图6b是根据本发明构思的一示例实施方式的图6a的半导体器件的剖视图。图6c到6e是示出根据本发明构思的示例实施方式的图6b的半导体器件的示例的剖视图。

参考图6a和6b，在一示例实施方式中，半导体封装100进一步包括设置在模制层107上的散热板150。散热板150包括在离开模制层107的方向上突出的至少一个扩展部分155。例如，扩展部分155可以具有向上突出的形状。扩展部分155可以被设置在与半导体芯片105的热点106对应的位置。因此，扩展部分155可以作为指示半导体封装100的热点106的位置的标记(例如标记110)。

扩展部分155可以被成形为例如棱台、矩形柱或圆形柱。散热板150的扩展部分155可以与框架300接触。半导体芯片105中产生的热，包括在热点106处的热，可以通过扩展部分155和框架300从半导体封装100排出。

在一示例实施方式中，如图6c所示，散热层200被设置在散热板150上。散热层200可以被设置为填充散热板150和框架300之间的间隙g。散热层200与框架300和散热板150接触。

在一示例实施方式中，如图6d所示，散热板150的扩展部分155不与框架300接触。散热层200可以被进一步设置为填充散热板150和框架300之间的间隙g，并且被设置为与框架300接触。或者，在一示例实施方式中，间隙g不以散热层200填充。

在一示例实施方式中，如图6e所示，模制层107进一步包括凹陷115。根据示例实施方式，凹陷115可以以导热层117填充或可以不以导热层117填充。例如，在示例实施方式中，散热板150的扩展部分155可以被设置为与框架300接触或间隔开。散热层200可以被进一步设置在散热板150上以填充散热板150和框架300之间的间隙g。或者，在一示例实施方式中，间隙g不以散热层200填充。

根据本发明构思的示例实施方式，指示热点的位置的标记(例如符号、数字、图案等)被形成在半导体封装的顶表面上以允许散热层被附贴在热点上。此外，即使散热层从所需的附贴位置移开，标记仍然以散热层覆盖。因此，本发明构思的示例实施方式可以防止或减少由热问题引起的半导体封装的劣化，并且可以通过改善散热结构的实施来改善半导体封装的热特性。

尽管本发明构思已经被参考其示例实施方式具体示出和描述，但是本领域普通技术人员将理解，可以对其进行形式和细节上的各种改变而不背离如所附权利要求限定的本发明构思的精神和范围。

本申请要求享有2015年10月16日提交的韩国专利申请第10-2015-0144890号的优先权，其公开通过引用全文合并于此。