[相关申请的交叉参考]
本专利申请主张在2016年9月28日在韩国知识产权局提出申请的韩国专利申请第10-2016-0124747号的优先权，所述韩国专利申请的公开内容全文并入本案供参考。
本发明概念的实施例涉及一种半导体电路，且更具体来说涉及一种包括一个半导体封装或多个半导体封装的半导体模块。
背景技术：
半导体装置是以半导体模块或半导体封装的形式进行配送。半导体封装具有其中半导体管芯被壳体囊封的形状。半导体模块则具有其中在印刷电路板上设置有一个或多个半导体封装的形状。半导体封装及半导体模块可经由各种配送过程并经由配送渠道递送到最终用户或销售商。
被递送到最终用户或销售商的半导体模块或半导体封装可能存在缺陷。当所递送的半导体模块或半导体封装被确定为缺陷产品时，半导体模块或半导体封装的制造商需要识别缺陷的一个或多个原因并对所识别的一个或多个原因进行纠正。
在半导体模块或半导体封装中出现的缺陷可包括在半导体模块或半导体封装的制造过程中出现的缺陷及/或在半导体模块或半导体封装的配送过程中出现的缺陷。在制造过程中出现的缺陷可通过改善制造过程来纠正，且在配送过程中出现的缺陷可通过改善配送过程来纠正。由于在制造过程中出现的缺陷与在配送过程中出现的缺陷之间用于纠正缺陷的方式互不相同，因此半导体模块或半导体封装的制造商应判断缺陷的原因是归因于制造过程中的差错还是归因于配送过程中的差错。因此，需要一种新的设备或方法来检测及/或显示在半导体模块或半导体封装的配送过程中对半导体模块或半导体封装产生不利影响的环境信息。
技术实现要素：
本发明概念的实施例可提供一种半导体模块及一种半导体封装，所述半导体模块及半导体封装能够示出在配送过程中与所述半导体模块及半导体封装相关的环境信息。
在另一示例性实施例的方面中，一种半导体模块可包括：衬底；多个半导体封装，设置在所述衬底上；以及环境信息指示器，用于显示与所述多个半导体封装周围的环境相关的信息。
在又一示例性实施例的方面中，一种半导体模块可包括：衬底；多个半导体封装，设置在所述衬底上；以及环境信息指示器，用于显示以下中的至少一个：所述半导体封装周围的环境的温度、所述半导体封装周围的所述环境的湿度、照射到所述半导体封装的所述环境中的x射线、及被施加到所述半导体封装的电过载(electricaloverstress，eos)。
在再一示例性实施例的方面中，一种半导体封装可包括：至少一个半导体管芯；壳体，环绕所述至少一个半导体管芯；多种导电材料，将所述壳体与所述至少一个半导体管芯连接到彼此；以及环境信息指示器，设置在所述壳体上，所述环境信息指示器用于显示与所述半导体管芯周围的环境相关的信息。所述环境信息指示器可包括：多个温度指示器，随着所述环境的温度升高而依序变色；多个湿度指示器，随着所述环境的湿度升高而依序变色；多个x射线敏感指示器，所述多个x射线敏感指示器中的每一个包括帽，所述多个x射线敏感指示器的所述帽具有互不相同的x射线透射率；以及多个熔丝，随着所述环境的电过载(eos)升高而依序熔断。
附图说明
参照附图及所附详细说明，本发明的概念将变得更显而易见。
图1说明根据示例性实施例的半导体模块。
图2说明根据示例性实施例的环境信息指示器。
图3说明图2所示温度指示器的实例。
图4及图5说明其中指示器中的一些指示器发生变色的实例。
图6说明在图2中阐述的非电性湿度指示器的实例。
图7说明能够根据湿度而可逆地变色的指示器的实例。
图8说明图2所示x射线曝光指示器的实例。
图9说明包括多个指示器的x射线曝光指示器的实例。
图10说明其中在图9所示x射线曝光指示器的所述多个指示器中示出图案的实例。
图11说明图2所示x射线曝光指示器的实例。
图12说明图2所示非电性电过载指示器的实例。
图13说明其中图12所示多个指示器发生变色的实例。
图14说明根据本发明概念的一些实施例的半导体封装。
具体实施方式
以下，将参考其中示出实施例的附图在下文中更充分地阐述本发明的发明概念。然而，所述发明概念可实施为不同形式，而不应被视为仅限于本文所述的实施例。相反，提出这些实施例是为了使此公开内容将透彻及完整，且将向所属领域中的技术人员充分传达本发明概念的范围。
图1说明根据本发明概念示例性实施例的半导体模块100。举例来说，图1说明基于双列直插式存储器模块(dualin-linememorymodule，dimm)的动态随机存取存储器(dynamicrandomaccessmemory，dram)模块。然而，根据本发明概念的半导体模块100并非仅限于基于双列直插式存储器模块的动态随机存取存储器模块。
参考图1，半导体模块100可包括衬底110、多个半导体封装120、连接引脚130、及环境信息指示器140。
衬底110可为印刷电路板(printedcircuitboard，pcb)。举例来说，衬底110可包括连接端子(图中未示出)及印刷电路线(图中未示出)，所述连接端子耦合到半导体封装120的连接引脚(图中未示出)或焊料球(图中未示出)，所述印刷电路线将所述连接端子连接到连接引脚130。衬底110可进一步包括子连接端子(图中未示出)，所述子连接端子连接到所述连接端子或连接引脚130且可耦合到分立的元件(例如，电容器、二极管、及电阻器)。
半导体封装120中的每一个可为相同种类的半导体封装或可为种类互不相同的半导体封装。半导体封装120可附装到衬底110的连接端子。
连接引脚130可被形成为连接到包含半导体模块100的主机装置(图中未示出)的连接插槽。
环境信息指示器140可收集及/或显示半导体模块100或半导体模块100的半导体封装120所经历的环境的信息或者被施加到半导体模块100或半导体模块100的半导体封装120的环境的信息。举例来说，环境信息指示器140可收集及/或显示两条或更多条环境信息。环境信息指示器140可收集及/或显示所述两条或更多条环境信息中对半导体模块100或半导体封装120产生不利影响的信息，所述两条或更多条环境信息指示半导体模块100或半导体封装120的最高绝对值(例如，半导体模块100或半导体封装120周围的最高温度或最低温度)。环境信息指示器140可以可视方式显示环境温度，使得用户可容易识别环境信息并识别缺陷的一个或多个原因。为了收集或显示在无法对半导体模块100提供电力的配送过程中的环境信息，环境信息指示器140可为无需被供电便能工作的非电性装置。
举例来说，半导体模块100可能在半导体模块100被递送到最终用户或销售商时，被确定为缺陷产品。半导体模块100的制造商可收回半导体模块100以识别半导体模块100的缺陷的一个原因(或多个原因)。制造商可查阅环境信息指示器140以判断是否存在可能在配送过程期间已造成半导体模块100或半导体封装120中的缺陷的恶劣环境影响。当半导体模块100或半导体封装120周围存在恶劣环境时，可在配送过程中追踪缺陷的一个原因/多个原因。当在配送过程中不存在恶劣环境时，缺陷的原因可归因于制造过程而非配送过程。换句话说，由于制造商查阅环境信息指示器140，因此可更易于确定半导体模块100或半导体封装120的缺陷的一个原因/多个原因，且可更易于对缺陷的所述一个原因/多个原因进行纠正。
半导体模块100可在最终用户使用半导体模块100时被确定为缺陷产品。半导体模块100的制造商或用户可查阅环境信息指示器140以识别半导体模块100的缺陷的原因。举例来说，制造商或用户可查阅环境信息指示器140以判断半导体模块100的使用环境是否恶劣到足以造成半导体模块100或半导体封装120中的缺陷。当半导体模块100被确定为曾在恶劣/严酷环境中使用时，可确定使用环境为缺陷的原因。当半导体模块100未在恶劣/严酷环境中使用时，可确定半导体模块100或半导体封装120的劣化或寿命为缺陷的原因而非环境影响。换句话说，可通过查阅环境信息指示器140来判断是否需要改善半导体模块100的使用环境。
如上所述，当环境信息指示器140安装在半导体模块100上时，可对半导体模块100的配送过程或使用环境进行收集，且可判断是否需要改善配送过程中的环境或使用环境。当环境信息指示器140为非电性的(即，为并非由电驱动的指示器)时，也可通过环境信息指示器140来确定或识别不对半导体模块100供电时的环境信息。换句话说，由于无需向环境信息指示器140提供电力便能使用环境信息指示器140，因此可改善半导体模块100的环境且可提高半导体模块100的可靠性。
举例来说，环境信息指示器140可附装到印刷电路板110或半导体封装120。
图2说明根据本发明概念示例性实施例的环境信息指示器140。参考图2，环境信息指示器140可包括非电性温度指示器150、非电性湿度指示器160、非电性x射线曝光指示器170、及非电性电过载(非电性eos)指示器180。
非电性温度指示器150不需要外部电源，且可以非电性方式显示温度。举例来说，非电性温度指示器150可以可视方式显示迄今为止所经历的最高(或最低)温度。
类似于非电性温度指示器150，非电性湿度指示器160不需要外部电源且可以非电性方式显示湿度。举例来说，非电性湿度指示器160可以可视方式显示迄今为止所经历的最高(或最低)湿度。
类似于非电性温度指示器150及非电性湿度指示器160，非电性x射线曝光指示器170不需要外部电源且可以非电性方式显示x射线曝光程度。举例来说，非电性x射线曝光指示器170可显示是否照射过x射线或迄今为止所照射的最高x射线通量。
非电性电过载指示器180不需要外部电源且可以非电性方式显示电过载。举例来说，非电性电过载指示器180可以可视方式显示或示出迄今为止所经历的最高(或最低)电过载。
图2说明包括四个不同的且独立的指示器的环境信息指示器140作为实例。然而，本发明概念的示例性实施例并非仅限于环境信息指示器140中所包括的指示器的种类及数目。在某些示例性实施例中，图2所示指示器中的一个或一些可被省略或被替换为不同类型的指示器，或者可向图2所示环境信息指示器140中增加与上述四个指示器不同类型的新指示器。图2所示指示器可以直接可视方式或以间接可视方式显示环境信息。直接可视指示器可在无需额外过程或操作的情况下以可视方式示出环境信息。间接可视显示器可通过后续过程或操作以可视方式示出环境信息。
图3说明图2所示非电性温度指示器150的实例。参考图3，非电性温度指示器150可包括多个指示器151至15n(其中“n”表示正整数)。一般来说，随着周围环境温度升高，半导体模块100或半导体封装120的性能可劣化，且半导体模块100或半导体封装120损坏的可能性可增大。因此，非电性温度指示器150可示出与半导体模块100或半导体封装120周围的温度相关的环境信息。
所述多个指示器151至15n中的每一个可在周围环境温度达到临界值(或预定阈值)时发生变色。所述多个指示器151至15n可具有互不相同的临界值。举例来说，第k指示器(其中“k”为大于1且等于或小于“n”的正整数)的临界值可大于第k-1指示器的临界值。换句话说，所述多个指示器151至15n可随着温度升高而依序变色。
所述多个指示器151至15n中的每一个可不可逆地变色。指示器中的每一个的颜色可在温度变得高于所述多个指示器151至15n中的每一个的临界值时从所述指示器中的每一个的原始颜色发生变色，且即使温度变得低于指示器151至15n中的每一个的临界值，相应指示器的颜色也无法返回到原始颜色。换句话说，可基于所述多个指示器151至15n中的已变色指示器及未变色指示器来以可视方式指示周围环境温度为最高(即，最差)时的温度。
图4及图5说明其中指示器151至15n中的一些指示器发生变色的示例性实施例。参考图4，非电性温度指示器150的第一指示器151及第二指示器152的颜色可发生变色。此时，可将非电性温度指示器150所经历的最差环境(例如，最高温度)确定为等于或大于第二指示器152的临界值且小于第三指示器153的临界值的值(例如，温度)。
参考图5，非电性温度指示器150的第一指示器至第五指示器151、152、153、154、及155的颜色可发生变色。此时，可将非电性温度指示器150所经历的最差温度(例如，最高温度)确定为等于或大于第五指示器155的临界值且小于第六指示器156的临界值的值(例如，温度)。
举例来说，所述多个指示器151至15n可分别包含具有互不相同的临界值的热致变色墨水(或热敏墨水)。然而，根据温度而发生变色的指示器151至15n的材料并非仅限于热致变色墨水(或热敏墨水)。
在图3至图5中，非电性温度指示器150示出周围环境温度升高的程度。作为另外一种选择，在某些示例性实施例中，非电性温度指示器150可示出周围环境温度降低的程度。举例来说，非电性温度指示器150可包括随着周围环境温度降低而依序地不可逆变色的多个指示器。在某些示例性实施例中，可应用非电性温度指示器150来示出关于周围环境温度升高的信息及关于周围环境温度降低的信息两者。举例来说，非电性温度指示器150可包括多个第一指示器及多个第二指示器。所述多个第一指示器可随着周围环境温度升高而依序地不可逆变色，且所述多个第二指示器可随着周围环境温度降低而依序地不可逆变色。
图6说明图2所示非电性湿度指示器160的实例。参考图6，非电性湿度指示器160可包括多个指示器161至16m(其中“m”表示正整数)。一般来说，随着周围环境湿度升高，半导体模块100或半导体封装120的性能可劣化，且半导体模块100或半导体封装120损坏的可能性可增大。因此，非电性湿度指示器160可示出与半导体模块100或半导体封装120周围的湿度相关的环境信息。
所述多个指示器161至16m中的每一个可在周围环境湿度达到所述多个指示器161至16m中的每一个的临界值时发生变色。所述多个指示器161至16m可具有互不相同的临界值。举例来说，第k指示器(其中“k”为大于1且等于或小于“m”的正整数)的临界值可大于第k-1指示器的临界值。换句话说，所述多个指示器161至16m可随着湿度升高而依序变色。
所述多个指示器161至16m中的每一个可不可逆地变色。举例来说，所述指示器中的每一个的颜色可在湿度变得高于临界值时从所述指示器中的每一个的原始颜色发生变色，且即使湿度变得低于临界值，所述指示器中的每一个的颜色也无法返回到原始颜色。换句话说，可通过所述多个指示器161至16m中的已变色指示器及未变色指示器而以可视方式示出最高周围环境湿度。
在某些示例性实施例中，所述多个指示器161至16m中的每一个可可逆地变色。指示器161至16m中的每一个的颜色可在湿度变得高于临界值时从原始颜色发生变色，且所述指示器中的每一个的颜色可在湿度变得低于临界值时返回到原始颜色。在此种情况下，所述多个指示器161至16m可设置在用于阻挡或防止所吸收水分蒸发的壳体(例如，透明壳体)内侧，且可在所述壳体中设置用于递送外部环境的湿度的开口。换句话说，可经由所述开口将外部环境的湿度递送到所述多个指示器161至16m，且所述多个指示器161至16m中所吸收的湿度可不通过壳体蒸发。换句话说，可通过所述多个指示器161至16m中的已变色指示器及未变色指示器以可视方式示出周围环境湿度为最高(即，最差环境)时的湿度。
图7说明能够基于半导体模块100或半导体封装120周围的湿度而可逆地变色的指示器16k的实例。参考图7，指示器16k可包含被底板160a及顶板160b环绕的可变色材料160d。可变色材料160d可在湿度达到临界值时发生变色。底板160a及顶板160b可阻挡或防止可变色材料160d中所吸收的水分蒸发。底板160a或顶板160b中的至少一个可由透明材料形成，从而以可视方式示出在可变色材料160d上所指示的湿度水平。可在底板160a中设置用于将外部环境的湿度递送到可变色材料160d的开口160c。然而，示例性实施例并非仅限于此。可在顶板160b中设置用于将外部环境的湿度递送到可变色材料160d的开口160c。
再次参考图6，可通过与参考图4及图5所述相同的方法来使所述多个指示器161至161m发生变色，且因此将省略其详细说明。
举例来说，所述多个指示器161至161m可包含具有互不相同的临界值的氯化钴或无水硫酸铜。然而，根据湿度而发生变色的指示器161至161m的材料并非仅限于氯化钴或无水硫酸铜。
在图6及图7中，非电性湿度指示器160或16k示出周围环境湿度升高的程度。作为另外一种选择，在某些示例性实施例中，非电性湿度指示器160或16k可示出周围环境湿度降低的程度。举例来说，非电性湿度指示器160或16k可包括随着周围环境湿度降低而依序变色的多个指示器。在某些示例性实施例中，可应用非电性湿度指示器160来示出关于周围环境湿度升高的信息及关于周围环境湿度降低的信息两者。举例来说，非电性湿度指示器160可包括多个第一指示器及多个第二指示器。所述多个第一指示器可随着周围环境湿度升高而依序变色，且所述多个第二指示器可随着周围环境湿度降低而依序变色。
图8说明图2所示x射线曝光指示器170的实例。参考图8，x射线曝光指示器170可包括顶表面帽170a、x射线膜(或乳剂)170b、及底表面帽170c。顶表面帽170a可附装到x射线膜170b的顶表面。顶表面帽170a可通过第一图案p1暴露出x射线膜170b的一部分，且可不暴露出x射线膜170b的剩余部分。举例来说，在示例性实施例中，顶表面帽170a的第一图案p1可具有图8所示的x形状。底表面帽170c可附装到x射线膜170b的底表面。底表面帽170c可通过第二图案p2暴露出x射线膜170b的一部分，且可不暴露出x射线膜170b的剩余部分。举例来说，在示例性实施例中，底表面帽170c的第二图案p2可具有图8所示的x形状。
顶表面帽170a或底表面帽170c对x射线的透射率可根据半导体模块100或半导体封装120可经历的x射线的通量来确定。举例来说，顶表面帽170a或底表面帽170c可对在海关的x射线扫描仪中常用的x射线的通量具有30％至70％的透射率。
当经由顶表面帽170a将x射线照射到x射线膜170b时，可在x射线膜170b的顶表面上发生与顶表面帽170a的第一图案p1对应的曝光。当经由底表面帽170c将x射线照射到x射线膜170b时，可在x射线膜170b的底表面上发生与底表面帽170c的第二图案p2对应的曝光。当印刷x射线膜170b时，可根据在x射线膜170b上示出第一图案还是第二图案p2来确定x射线是照射到x射线膜170b的顶表面还是底表面。换句话说，x射线曝光指示器170可为用于感测及指示x射线是否照射到半导体模块100或半导体封装120的x射线敏感指示器。
图9说明包括多个指示器171至17p(其中“p”表示正整数)的x射线曝光指示器170’的实例。所述多个指示器(或x射线敏感指示器)171至17p中的每一个可具有与参考图8所述相同的结构。所述多个指示器171至17p的帽的透射率可互不相同。举例来说，第k指示器(其中“k”为大于1且等于或小于“p”的正整数)的帽的透射率可低于第k-1指示器的帽的透射率。所述多个指示器171至17p可指示或示出通过x射线膜170b的所示图案所照射的x射线的通量。
图10说明其中在图9所示x射线曝光指示器170’的所述多个指示器171至17p中示出图案的实例。参考图10，当对所述多个指示器171至17p进行显影时，可不在第一指示器171中示出图案，但可在第二指示器172至第p指示器17p中示出图案。在此种情况下，照射到半导体模块100或半导体封装120的x射线的通量可被确定为强到足以忽视第一指示器171的帽的透射率，并被确定为弱到不足以忽视第二指示器172至第p指示器17p的帽的透射率。
图11说明图2所示x射线曝光指示器170”的实例。与图8相比，非电性x射线曝光指示器170”的顶表面帽170a’及底表面帽170c’可不具有图案。顶表面帽170a’及底表面帽170c’可对x射线膜170b(或包含乳剂的材料)进行密封。顶表面帽170a’及底表面帽170c’可用作用于阻挡具有低透过性的光(例如可见光及红外光)的滤光器。顶表面帽170a’及底表面帽170c’可对x射线具有例如30％至70％的合适的透射率。
当非电性x射线曝光指示器170”单独使用时，可根据x射线膜170b是否变暗来判断x射线是否照射到半导体模块100或半导体封装120。
当如图9及图10一样使用多个指示器时，所述多个指示器的帽的透射率可互不相同。如参考图4及图5所述，可根据所述多个指示器中的已变暗指示器及未变暗指示器来确定照射到半导体模块100或半导体封装120的x射线的通量。
图12说明图2所示非电性电过载指示器180的实例。参考图12，非电性电过载指示器180可包括多个指示器181至18q(其中“q”表示正整数)。所述多个指示器181至18q中的每一个可为在等于临界值或大于临界值的电流流过时会被熔断的熔丝。所述多个指示器181至18q中的每一个可包括第一电极180a、主体180b、及第二电极180c。主体180b可包括连接第一电极180a与第二电极180c的熔丝及环绕所述熔丝的壳体(图中未示出)。所述多个指示器181至18q的临界值可互不相同。第k指示器(其中“k”为大于1且等于或小于“q”的正整数)的临界值可大于第k-1指示器的临界值。换句话说，所述多个指示器181至18q可随着被施加到半导体模块100或半导体封装120的电过载升高而被依序熔断。换句话说，可通过识别所述多个指示器181至18q中的已熔断指示器及未熔断指示器来确定被施加到半导体模块100或半导体封装120的最大(或最差)电过载的大小。
举例来说，当指示器181至18q中的每一个被熔断时，可发生高温。所述多个指示器181至18q可被涂抹或涂覆有热致变色墨水(或热敏墨水)从而以可视方式示出所述多个指示器181至18q的熔断程度。热致变色墨水(或热敏墨水)中的每一种可具有临界值，所述临界值相似于或低于指示器181至18q中的每一个被熔断时出现的热量的温度。换句话说，指示器181至18q中的已熔断指示器可具有已变色的颜色，且指示器181至18q中的未熔断指示器可在发生变色之前具有其原始颜色。
图13说明其中图12所示指示器181至18q发生变色的非电性电过载指示器180的实例。参考图13，第一指示器181及第二指示器182可发生变色，且第三指示器183至第q指示器18q的原始颜色可未发生改变。换句话说，可以可视方式识别出第一指示器181及第二指示器182的熔丝被熔断，且第三指示器183至第q指示器18q未被熔断。
图14说明根据本发明概念示例性实施例的半导体封装200。参考图14，半导体封装200可包括半导体管芯210、壳体230、导电材料220、及环境信息指示器240。
半导体管芯210可包括一个或多个管芯(die)。半导体管芯210中的所述一个或多个管芯可包括相同种类的管芯或可包括种类互不相同的管芯。半导体管芯210可垂直地或阶梯式堆叠。
壳体230可环绕半导体管芯210且可保护半导体管芯210。导电材料220可穿透壳体230以连接到半导体管芯210。导电材料220可提供半导体管芯210与安装有半导体封装200的印刷电路板或插槽之间的通信信道。导电材料220可包括连接引脚或焊料球。
环境信息指示器240可相同于参考图1至图13所述的环境信息指示器140。环境信息指示器240可显示与个别半导体封装200所经历的环境相关的信息。因此，可识别出半导体封装200的配送环境或使用环境，且可通过改善所识别的环境来提高半导体封装200的可靠性。
根据本发明概念的示例性实施例，可以非电性方式获得并示出关于半导体模块或半导体封装所经历的环境的信息。因此，可识别出环境对半导体模块或半导体封装的影响，以判断半导体模块或半导体封装的缺陷的原因是否归因于半导体模块或半导体封装的配送过程。
尽管已参考示例性实施例阐述了本发明概念，然而所属领域中的技术人员应理解，可在不背离本发明概念的精神及范围的条件下，作出各种变化及修改。因此应理解，以上实施例并非为限制性的，而是说明性的。因此，本发明概念的范围将通过以上权利要求及其等效形式的最广允许解释来确定，且不应受前述说明约束或限制。