半导体封装件和包括半导体封装件的三维半导体封装件的制作方法
【专利摘要】提供了半导体封装件和包括半导体封装件的三维半导体封装件。该半导体封装件包括半导体芯片和设置在半导体芯片上的扩展裸片，其中，半导体芯片包括发热点，发热点被构造成在半导体芯片中产生大于或等于预定参考温度的温度，发热点设置在扩展裸片的中心区域中。
【专利说明】半导体封装件和包括半导体封装件的三维半导体封装件
[0001 ] 本申请要求于2015年4月23日在韩国知识产权局(KIPO)提交的第10-2015-0057271号韩国专利申请的优先权，该韩国专利申请的内容通过引用全部包含于此。
技术领域
[0002]与示例性实施例一致的设备涉及一种半导体装置，更具体地，涉及一种半导体封装件和一种包括半导体封装件的三维半导体封装件。
【背景技术】
[0003]近来，根据电子装置中包括的各种功能的开发，半导体装置的性能能力有所提高。半导体装置的性能能力提高会造成半导体装置的发热问题。已经进行了各种研究来解决半导体装置的发热问题。
【发明内容】
[0004]发明构思的至少一个示例性实施例提供一种半导体封装件，该半导体封装件通过将半导体芯片的发热点设置在与扩展裸片的中心对应的中心区域中来增强性能。
[0005]发明构思的至少一个示例性实施例提供一种三维半导体封装件，该三维半导体封装件通过将半导体芯片的发热点设置在与扩展裸片的中心对应的中心区域中来增强性能。
[0006]根据示例性实施例的一方面，提供一种半导体封装件，所述半导体封装件包括半导体芯片和扩展裸片。扩展裸片组合到半导体芯片。与半导体芯片中的产生大于或等于预定参考温度的热的点对应的发热点设置在与扩展裸片的中心对应的中心区域中。
[0007]在示例性实施例中，扩展裸片的大小可大于半导体芯片的大小。
[0008]在示例性实施例中，扩展裸片可包括扩展层和侧面层。扩展层可组合到半导体芯片的第一表面。侧面层可设置在扩展层上并且可组合到半导体芯片的侧面。
[0009]在示例性实施例中，侧面层的高度可与半导体芯片的高度相同。
[0010]在示例性实施例中，扩展裸片还可包括设置在侧面层上的侧凸点。
[0011]在示例性实施例中，侧凸点的大小可与组合到半导体芯片的第二表面的凸点的大小相同。
[0012]在示例性实施例中，半导体封装件可通过连接在半导体芯片和侧凸点之间的信号线传递信号。
[0013]在示例性实施例中，半导体封装件可通过连接在半导体芯片和侧凸点之间的电源线传递电源电压。
[0014]在示例性实施例中，扩展裸片还可包括设置在侧面层上的额外侧面层。
[0015]在示例性实施例中，额外侧面层的高度可与组合到半导体芯片的第二表面的凸点的高度相同。
[0016]在示例性实施例中，发热点可以在半导体芯片的测试过程中预先确定。
[0017]在示例性实施例中，发热点可以是半导体芯片上的具有大于或等于预定参考温度的温度的点。
[0018]在示例性实施例中，如果半导体芯片具有多个发热点，则所述多个发热点之中的与最高温度对应的最高温度发热点可设置在扩展裸片的中心区域中。
[0019]在示例性实施例中，如果半导体芯片包括多个发热点，则半导体封装件可包括多个扩展裸片。
[0020]在示例性实施例中，所述多个发热点中的每个可设置在与所述多个发热点对应的所述多个扩展裸片中的每个的中心区域中。
[0021]在示例性实施例中，如果半导体芯片中的某个点的温度在预定时间段期间等于或大于预定参考温度，则所述某个点可对应于发热点。
[0022]在示例性实施例中，发热点可根据半导体芯片中包括的组件的操作时间来确定。
[0023]在示例性实施例中，发热点可以是对应于半导体芯片中包括的中央处理单元(CPU)的点。
[0024]在示例性实施例中，发热点可以是对应于半导体芯片中包括的图形处理单元(GPU)的点。
[0025]根据另一示例性实施例的一方面，提供一种三维半导体封装件，所述三维半导体封装件包括多个半导体封装件和硅通孔。所述多个半导体封装件中的每个包括半导体芯片和扩展裸片。硅通孔连接所述多个半导体封装件。扩展裸片组合到半导体芯片。半导体芯片中的与产生等于或大于预定参考温度的点对应的发热点可设置在与扩展裸片的中心对应的中心区域中。
[0026]在示例性实施例中，扩展裸片可包括扩展层、侧面层和侧凸点。扩展层可组合到半导体芯片的第一表面。侧面层可设置在扩展层上并且可组合到半导体芯片的侧面。侧凸点可设置在侧面层上。
[0027]在示例性实施例中，扩展裸片可包括扩展层、侧面层和额外侧面层。扩展层可组合到半导体芯片的第一表面。侧面层可设置在扩展层上并且可组合到半导体芯片的侧面。额外侧面层可设置在侧面层上。
[0028]在示例性实施例中，额外侧面层的高度可以与组合到半导体芯片的第二表面的凸点的高度相同。
[0029]根据另一示例实施例的一方面，提供一种三维半导体封装件，所述三维半导体封装件包括多个半导体封装件和中介层。所述多个半导体封装件中的每个包括半导体芯片和扩展裸片。中介层连接所述多个半导体封装件。扩展裸片组合到半导体芯片。半导体芯片中的与产生等于或大于预定参考温度的热的点对应的发热点设置在与扩展裸片的中心对应的中心区域中。
[0030]在示例性实施例中，发热点可在半导体芯片的测试过程中预先确定。如果半导体芯片中的某个点的温度在预定时间段期间大于或等于预定参考温度，则所述某个点可对应于发热点。
[0031]根据另一示例实施例的一方面，提供一种半导体封装件，所述半导体封装件包括:半导体芯片；以及扩展裸片，设置在半导体芯片上，其中，半导体芯片包括发热点，发热点被构造成在半导体芯片中产生大于或等于预定参考温度的温度，发热点设置在扩展裸片的中心区域中。
[0032]扩展裸片的大小可大于半导体芯片的大小。
[0033]扩展裸片可包括:扩展层，附着到半导体芯片的第一表面;侧面层，设置在扩展层上并且附着到半导体芯片的侧面。
[0034]侧面层的高度可等于半导体芯片的高度。
[0035]扩展裸片还可包括设置在侧面层上的侧凸点。
[0036]侧凸点的大小可等于附着到半导体芯片的第二表面的凸点的大小。
[0037]半导体封装件可被构造成通过连接在半导体芯片和侧凸点之间的信号线传递信号。
[0038]半导体封装件可被构造成通过连接在半导体芯片和侧凸点之间的电源线传递电源电压。
[0039]扩展裸片还可包括设置在侧面层上的额外侧面层。
[0040]额外侧面层的高度可等于附着到半导体芯片的第二表面的凸点的高度。
[0041]发热点可以在半导体芯片的测试过程中预先确定。
[0042]发热点可对应于半导体芯片上的具有大于或等于预定参考温度的温度的点。
[0043]响应于半导体芯片包括多个发热点，所述多个发热点之中的与具有最高温度的发热点对应的最大温度发热点可设置在扩展裸片的中心区域中。
[0044]响应于半导体芯片包括多个发热点，半导体封装件可包括多个扩展裸片。
[0045]所述多个发热点中的每个可设置在与所述多个发热点对应的所述多个扩展裸片中的每个的中心区域中。
[0046]响应于半导体芯片中的某个点的温度在预定时间段期间大于或等于预定参考温度，所述某个点可对应于发热点。
[0047]发热点可根据半导体芯片中包括的组件的操作时间来确定。
[0048]发热点可对应于半导体芯片中包括的中央处理单元(CPU)的位置。
[0049]发热点可对应于半导体芯片中包括的图形处理单元(GPU)的位置。
[0050]根据另一示例实施例的一方面，提供一种三维半导体封装件，所述三维半导体封装件包括:多个半导体封装件；以及通孔，连接所述多个半导体封装件，其中，所述多个半导体封装件中的每个包括半导体芯片和设置在半导体芯片上的扩展裸片，其中，半导体芯片包括发热点，发热点被构造成在半导体芯片中产生大于或等于预定参考温度的温度，发热点设置在扩展裸片的中心区域中。
[0051 ] 通孔可包括硅通孔。
[0052]扩展裸片可包括:扩展层，附着到半导体芯片的第一表面;侧面层，设置在扩展层上并且附着到半导体芯片的侧面；以及侧凸点，设置在侧面层上。
[0053]扩展裸片可包括:扩展层，附着到半导体芯片的第一表面;侧面层，设置在扩展层上并且附着到半导体芯片的侧面；以及额外侧面层，设置在侧面层上。
[0054]额外侧面层的高度可等于附着到半导体芯片的与第一表面相对的第二表面的凸点的高度。
[0055]根据另一示例实施例的一方面，提供一种三维半导体封装件，所述三维半导体封装件包括:多个半导体封装件；以及中介层，设置在所述多个半导体封装件之间，其中，所述多个半导体封装件中的每个包括半导体芯片和设置在半导体芯片上的扩展裸片，其中，半导体芯片包括发热点，发热点被构造成在半导体芯片中产生大于或等于预定参考温度的温度，发热点设置在扩展裸片的中心区域中。
[0056]发热点可以在半导体芯片的测试过程中预先确定，其中，响应于半导体芯片中的点的温度在预定时间段期间大于或等于预定参考温度，所述点对应于发热点。
[0057]根据另一示例实施例的一方面，提供一种半导体封装件，所述半导体封装件包括:半导体芯片，包括被构造成在半导体芯片中产生大于或等于预定参考温度的温度；以及扩展裸片，附着到半导体芯片并且被构造成将来自半导体芯片的发热点的热发散，其中，扩展裸片附着到半导体芯片使得半导体芯片的发热点设置在扩展裸片的中心区域中。
[0058]发热点可对应于设置在半导体芯片上的组件的位置。
[0059]所述组件可包括中央处理单元(CPU)和图形处理单元(GPU)中的至少一者。
[0060]如上所述，根据示例性实施例的半导体封装件可通过将半导体芯片的发热点设置在与扩展裸片的中心对应的中心区域中来增强热传递性能。
【附图说明】
[0061]根据下面结合附图进行的详细描述，将更清楚地理解本公开的以上和/或其它方面:
[0062]图1是示出根据示例性实施例的半导体封装件的图。
[0063]图2A、图2B和图2C是说明根据半导体芯片的发热点的位置的极限温度到达时间的图。
[0064]图3是示出通过沿着X线切割图1的半导体封装件而产生的垂直结构的示例性实施例的剖视图。
[0065]图4是说明图3的半导体封装件的扩展层和半导体芯片的高度的图。
[0066]图5是示出根据示例性实施例的半导体封装件的图。
[0067]图6是说明图5的半导体封装件中包括的侧凸点和凸点的大小的图。
[0068]图7是示出通过信号线连接图5的半导体封装件中包括的侧凸点的示例性实施例的图。
[0069]图8是示出通过信号线和电源线连接图5的半导体封装件中包括的侧凸点的示例性实施例的图。
[0070]图9是示出根据示例性实施例的半导体封装件的图。
[0071]图10是说明图9的半导体封装件中包括的额外侧面层和凸点的高度的图。
[0072]图11和图12是说明根据示例性实施例的半导体封装件的图。
[0073]图13和图14是说明根据另一个示例性实施例的半导体封装件的图。
[0074]图15是说明用于确定半导体芯片中包括的发热点的方法的示例性实施例的图。
[0075]图16和图17是说明用于确定半导体芯片中包括的发热点的方法的另一个示例性实施例的图。
[0076]图18是示出根据示例性实施例的三维半导体封装件的图。
[0077]图19是示出图18的三维半导体封装件中包括的第一半导体封装件的图。
[0078]图20是示出图18的三维半导体封装件中包括的第二半导体封装件的图。
[0079]图21是示出根据示例性实施例的三维半导体封装件的图。
[0080]图22是示出图21的三维半导体封装件中包括的第三半导体封装件的图。
[0081]图23是示出图21的三维半导体封装件中包括的第四半导体封装件的图。
[0082]图24是示出应用根据示例性实施例的半导体封装件的移动系统的示例性实施例的框图。
[0083]图25是示出应用根据示例性实施例的半导体封装件的计算系统的示例性实施例的框图。
【具体实施方式】
[0084]在下文中，将参照附图更充分地描述各种示例性实施例，在附图中示出一些示例性实施例。然而，本发明构思可用许多不同形式来实施，不应该被理解为限于在此阐述的示例性实施例。相反地，提供这些示例性实施例使得本公开将是彻底和完全的，并且这些示例性实施例将把本发明构思的范围充分传达给本领域的技术人员。在附图中，为了清晰起见，可夸大层和区域的尺寸和相对尺寸。同样的附图标记始终表示同样的元件。
[0085]将理解，尽管这里可使用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种元件，但这些元件不应该受这些术语限制。这些术语用于将一个元件与另一个元件区分开。因此，在不脱离本发明构思的教导的情况下，以下讨论的第一元件可被称为第二元件。如这里使用的，术语“和/或”包括一个或更多个相关所列项的任意组合和全部组合。
[0086]将理解，当元件被称作“连接”或“结合”到另一个元件时，该元件可直接连接或结合到另一个元件，或者可能存在中间元件。相反，当元件被称作“直接连接”或“直接结合”到另一个元件时，不存在中间元件。应该以类似方式解释用于描述元件之间的关系的其它词语(例如，“在……之间”与“直接在……之间”、“相邻”与“直接相邻”等)O
[0087]这里使用的术语只是为了描述具体示例性实施例的目的，而不意图限制本发明构思。如这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式的“一”、“一个(种)(者)”和“该(所述)”也意图包括复数形式。还将理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，说明存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或更多个其它的特征、整体、步骤、操作、元件和/或它们的组。
[0088]还应该注意，在一些可选实施方式中，块中标注的功能/动作可以不按照流程图中标注的次序发生。例如，根据所涉及的功能/动作，连续示出的两个块事实上可基本同时执行，或者这些块有时可以按照相反的序执行。
[0089]除非另有定义，否则这里使用的所有术语(包括技术和科技术语)具有与本发明构思所属领域的普通技术人员所通常理解的意思相同的意思。还应该理解，除非这里明确定义，否则术语(诸如在通用字典中定义的术语)应该被解释为具有与相关技术的语境中它们的意思一致的意思，并且将不以理想化或过于形式化地解释它们的意思。
[0090]图1是示出根据示例性实施例的半导体封装件10的图。
[0091]参照图1，半导体封装件10包括半导体芯片100和扩展裸片300。半导体芯片100可包括与产生大于或等于预定参考温度R_T的热的点对应的发热点HP。发热点HP可在半导体芯片100的测试过程中确定。测试过程在组合半导体芯片100和扩展裸片300的封装工艺之前执行。
[0092]扩展裸片300组合到半导体芯片100。扩展裸片300可包括具有高热导率的材料。例如，扩展裸片300可由铜Cu和硅Si制成。当扩展裸片300由具有高热导率的材料制成时，扩展裸片300可发散从半导体芯片100的发热点HP传递的热。扩展裸片300可包围半导体芯片100的侧面。例如，半导体芯片100的侧面可包括第一侧面130、第二侧面140、第三侧面150和第四侧面160。对于示例性实施例，扩展裸片300可包围半导体芯片100的第一侧面130、第二侧面140、第三侧面150和第四侧面160。对于另一个示例性实施例，扩展裸片300可包围半导体芯片100的第一侧面130和第三侧面150。
[0093]半导体芯片100中的与产生大于或等于预定参考温度R_T的热的点对应的发热点HP设置在对应于扩展裸片300的中心的中心区域CT_R*。例如，预定参考温度R_T可以是120摄氏度(°C)。在组合半导体芯片100和扩展裸片300的封装过程之前执行的半导体芯片100的测试过程中，半导体芯片100中包括的第一点Pl的温度可大于或等于120°C。如果半导体芯片100中包括的第一点Pl的温度大于或等于120°C，则第一点Pl可以是发热点HP。如果第一点PI是发热点HP，则第一点PI可设置在对应于扩展裸片300的中心的中心区域CT_R中。如果发热点HP设置在对应于扩展裸片300的中心的中心区域CT_R*，则从发热点HP传递的热可通过扩展裸片300快速发散。如果发热点HP没有设置在对应于扩展裸片300的中心的中心区域CT_R*，则从发热点HP传递的热会通过扩展裸片300缓慢发散。将参照图2A、图2B和图2C描述这种情况。
[0094]在示例性实施例中，扩展裸片300的大小可大于半导体芯片100的大小。例如，半导体芯片100的侧面可包括第一侧面130、第二侧面140、第三侧面150和第四侧面160。半导体芯片100的第一侧面130和第二侧面140的长度可以是第一长度A。半导体芯片100的第三侧面150和第四侧面160的长度可以是第二长度B。与半导体芯片100的第一侧面130对应的扩展裸片300的侧面可以是第一扩展侧面391。与半导体芯片100的第二侧面140对应的扩展裸片300的侧面可以是第二扩展侧面392。与半导体芯片100的第三侧面150对应的扩展裸片300的侧面可以是第三扩展侧面393。与半导体芯片100的第四侧面160对应的扩展裸片300的侧面可以是第四扩展侧面394。
[0095]扩展裸片300的第一扩展侧面391和第二扩展侧面392的长度可以是第三长度C，扩展裸片300的第三扩展侧面393和第四扩展侧面394的长度可以是第四长度D。第三长度C可大于第一长度A。第四长度D可大于第二长度B。在这种情况下，扩展裸片300的大小可大于半导体芯片100的大小。如果扩展裸片300的大小大于半导体芯片100的大小，则从发热点HP传递的热可通过扩展裸片300快速发散。根据示例性实施例的半导体封装件10可通过将半导体芯片100的发热点HP设置在对应于扩展裸片300的中心的中心区域CT_R*来增强热传递性能。
[0096]图2A、图2B和图2C是说明根据半导体芯片100的发热点的位置的极限温度到达时间(LTAT)的图。
[0097]参照图2A、图2B和图2C，到达预定极限温度的时间LTAT可根据半导体芯片100的发热点HP的位置而改变。例如，半导体芯片100的发热点HP可以是如图2A中所示的第一发热点HP1。如果半导体芯片100的发热点HP是第一发热点HPl，则沿着第一方向Dl的从第一发热点HPl到半导体芯片100的第一侧面130的距离可以是I，沿着第二方向D2的从第一发热点HPl到半导体芯片100的第二侧面140的距离可以是4，沿着第三方向D3的从第一发热点HPl到半导体芯片100的第三侧面150的距离可以是I，沿着第四方向D4的从第一发热点HPl到半导体芯片100的第四侧面160的距离可以是4。如果半导体芯片100的发热点HP是第一发热点HPl，则从第一发热点HPl传递的热可沿着第二方向D2和第四方向D4快速发散。另一方面，如果半导体芯片100的发热点HP是第一发热点HPl，则从第一发热点HPl传递的热可沿着第一方向Dl和第三方向D3缓慢发散。在这种情况下，发热点HP的极限温度到达时间LTAT可以是6.4秒。
[0098]在另一个示例中，半导体芯片100的发热点HP可以是第二发热点HP2。如果半导体芯片100的发热点HP是第二发热点HP2，则沿着第一方向Dl的从第二发热点HP2到半导体芯片100的第一侧面130的距离可以是1.5，沿着第二方向D2的从第二发热点HP2到半导体芯片100的第二侧面140的距离可以是3.5，沿着第三方向D3的从第二发热点HP2到半导体芯片100的第三侧面150的距离可以是1.5，沿着第四方向D4的从第二发热点HP2到半导体芯片100的第四侧面160的距离可以是3.5。如果半导体芯片100的发热点HP是第二发热点HP2，则从第二发热点HP2传递的热可沿着第二方向D2和第四方向D4快速发散。另一方面，如果半导体芯片100的发热点HP是第二发热点HP2，则从第二发热点HP2传递的热可沿着第一方向Dl和第三方向D3缓慢发散。在这种情况下，发热点HP的极限温度到达时间LTAT可以是8.5秒。从第二发热点HP2传递的热沿着图2B中的第一方向Dl和第三方向D3的发散速度可比从第一发热点HPl传递的热沿着图2A中的第一方向Dl和第三方向D3的发散速度快。
[0099]例如，半导体芯片100的发热点HP可以是第三发热点HP3。如果半导体芯片100的发热点HP是第三发热点HP3，则沿着第一方向Dl的从第三发热点HP3到半导体芯片100的第一侧面130的距离可以是2.5，沿着第二方向D2的从第三发热点HP3到半导体芯片100的第二侧面140的距离可以是2.5，沿着第三方向D3的从第三发热点HP3到半导体芯片100的第三侧面150的距离可以是2.5，沿着第四方向D4的从第三发热点HP3到半导体芯片100的第四侧面160的距离可以是2.5。如果半导体芯片100的发热点HP是第三发热点HP3，则从第三发热点HP3传递的热可沿着第一方向D1、第二方向D2、第三方向D3和第四方向D4快速发散。在这种情况下，发热点HP的LTAT可以是11.5秒。从第三发热点HP3传递的热沿着图2C中的第一方向Dl和第三方向D3的发散速度可比从第二发热点HP2传递的热沿着图2B中的第一方向Dl和第三方向D3的发散速度快。
[0100]发热点HP和半导体芯片100的中心之间的距离越小会造成从发热点HP传递的热的发散速度越快。如果从发热点HP传递的热快速发散，则可以延长极限温度到达时间LTAT13S而，在芯片设计步骤中，发热点HP可能不会被设置在半导体芯片100的中心。如果在芯片设计步骤期间没有将发热点HP设置在半导体芯片100的中心处，则可以通过使用扩展裸片300将半导体芯片100的发热点HP设置在扩展裸片300的中心区域CT_R*。如果半导体芯片100的发热点HP设置在扩展裸片300的中心区域CT_R*，则从发热点HP传递的热可快速发散。根据示例性实施例的半导体封装件10可通过将半导体芯片100的发热点HP设置在与扩展裸片300的中心对应的中心区域CT_R中来增强热传递性能。
[0101]图3是示出通过沿着图1中的X线切割图1的半导体封装件而产生的垂直结构的示例性实施例的剖视图。图4是说明图3的半导体封装件的扩展层和半导体芯片的高度的图。
[0102]参照图3和图4，半导体封装件10包括半导体芯片100和扩展裸片300。扩展裸片300组合到半导体芯片100。半导体芯片100中的与产生等于或大于预定参考温度R_T的热的点对应的发热点HP设置在对应于扩展裸片300的中心的中心区域CT_R*。在示例性实施例中，扩展裸片300可包括扩展层310及侧面层320和330。扩展层310可组合到半导体芯片100的第一表面110。例如，半导体芯片100的第一表面110可连接到扩展层310，半导体芯片100的第二表面120可连接到凸点。侧面层320和330可设置在扩展层310上并且可组合到半导体芯片100的侧面。
[0103]例如，侧面层320和330可包括第一侧面层320和第二侧面层330。第一侧面层320可设置在扩展层310上并且可组合到半导体芯片100的第一侧面130。第二侧面层330可设置在扩展层310上并且可组合到半导体芯片100的第二侧面140。扩展裸片300中包括的扩展层310可包括具有高热导率的材料。例如，扩展裸片300中包括的扩展层310可由铜Cu和硅Si制成。当扩展裸片300中包括的扩展层310由具有高热导率的材料制成时，扩展裸片300中包括的扩展层310可将从半导体芯片100的发热点HP传递的热快速发散。另外，扩展裸片300中包括的第一侧面层320和第二侧面层330可由铜Cu和硅Si制成。当扩展裸片300中包括的第一侧面层320和第二侧面层330由具有高热导率的材料制成时，扩展裸片300中包括的扩展层310可将从半导体芯片100的发热点HP传递的热快速发散。
[0104]在示例性实施例中，侧面层320和330的高度可与半导体芯片100的高度相同。例如，侧面层320和330可包括第一侧面层320和第二侧面层330。半导体芯片100的高度可以是第一高度H1。如果半导体芯片100的高度等于第一高度Hl，则第一侧面层320的高度可以是第一高度H1。另外，如果半导体芯片100的高度等于第一高度Hl，则第二侧面层330的高度可以是第一高度H1。根据示例性实施例的半导体封装件10可通过将半导体芯片100的发热点HP设置在对应于扩展裸片300的中心的中心区域CT_R中来增强热传递性能。
[0105]图5是示出根据示例性实施例的半导体封装件1a的图。图6是说明图5的半导体封装件1a中包括的侧凸点321至325、331和332以及凸点121至126的大小的图。
[0106]参照图5和图6，半导体封装件1a包括半导体芯片100和扩展裸片300。扩展裸片300组合到半导体芯片100。半导体芯片100中的与产生大于或等于预定参考温度R_T的热的点对应的发热点HP设置在对应于扩展裸片300的中心的中心区域(^_1?中。扩展裸片300包括扩展层310以及第一侧面层320和第二侧面层330。扩展层310可附着到半导体芯片100的第一表面110。例如，半导体芯片100的第一表面110可连接到扩展层310，半导体芯片100的第二表面120可连接到凸点121至126。第一侧面层320和第二侧面层330可设置在扩展层310上并且可组合到半导体芯片100的各个侧面。在示例性实施例中，扩展裸片300还可包括设置在第一侧面层320和第二侧面层330上的侧凸点321至325、331和332。设置在第一侧面层320上的侧凸点可以是第一侧凸点321至第五侧凸点325。另外，设置在第二侧面层330上的侧凸点可以是第六侧凸点331和第七侧凸点332，如图5中所示。从半导体芯片100中包括的发热点HP传递的热可通过第一侧凸点321至第五侧凸点325以及第六侧凸点331和第七侧凸点332传递。在示例性实施例中，半导体封装件1a中包括的扩展裸片300还可包括硅通孔79。例如，设置在扩展裸片300中包括的第一侧面层320上的第二侧凸点322可连接到硅通孔79。如果第二侧凸点322连接到硅通孔79，则第二侧凸点322可通过硅通孔79接收从扩展裸片300的下侧传递的信号S。在示例性实施例中，第二侧凸点322可将信号S传递到设置在扩展裸片300的上侧的电路。
[0107]在示例性实施例中，侧凸点321至325、331和332的大小可以与组合到半导体芯片100的第二表面120的凸点121至126的大小相同。例如，第一侧凸点321至第五侧凸点325可设置在第一侧面层320上。第一侧凸点321至第五侧凸点325的大小可彼此相同。另外，第一凸点121至第六凸点126可设置在半导体芯片100的第二表面120上。第一凸点121至第六凸点126的大小可彼此相同。另外，第六侧凸点331和第七侧凸点332可设置在第二侧面层330上。第六侧凸点331和第七侧凸点332的大小可彼此相同。例如，第一凸点121的半径可以是第一半径R1。如果第一凸点121的半径是第一半径Rl，则第一侧凸点321的半径可以是第一半径R1。另外，如果第一凸点121的半径是第一半径Rl，则第六侧凸点331的半径可以是第一半径Rl。
[0108]根据示例性实施例的半导体封装件1a可通过将半导体芯片100的发热点HP设置在对应于扩展裸片300的中心的中心区域CT_R中来增强热传递性能。
[0109]图7是示出通过信号线SLl、SL2和SL3连接图5的半导体封装件1a中包括的侧凸点321至325、331和332的示例性实施例的图。
[0110]参照图5和图7，半导体封装件1a包括半导体芯片100和扩展裸片300。扩展裸片300组合到半导体芯片100。半导体芯片100中的与产生大于或等于预定参考温度R_T的热的点对应的发热点HP设置在对应于扩展裸片300的中心的中心区域(^_1?中。扩展裸片300包括扩展层310以及第一侧面层320和第二侧面层330。扩展层310可以附着到半导体芯片100的第一表面110。例如，半导体芯片100的第一表面110可以连接到扩展层310，半导体芯片100的第二表面120可以连接到凸点121至126。第一侧面层320和第二侧面层330可以设置在扩展层310上并且可以组合到半导体芯片100的各个侧面。扩展裸片300还可包括设置在第一侧面层320和第二侧面层330上的侧凸点321至325、331和332。
[0111]在示例性实施例中，半导体封装件1a可通过连接在半导体芯片100和侧凸点321至325、331和332之间的信号线来传递信号。例如，连接在半导体芯片100和第三侧凸点323之间的信号线可以是第一信号线SL1。如果连接在半导体芯片100和设置在第一侧面层320上的第三侧凸点323之间的信号线是第一信号线SLl，则第一信号SI可通过第一信号线SLl传递到半导体芯片100。此外，连接在半导体芯片100和设置在第一侧面层320上的第四侧凸点324之间的信号线可以是第二信号线SL2。如果连接在半导体芯片100和第四侧凸点324之间的信号线是第二信号线SL2，则第二信号S2可通过第二信号线SL2传递到半导体芯片100。以相同方式，连接在半导体芯片100和设置在第二侧面层330上的第七侧凸点332之间的信号线可以是第三信号线SL3。如果连接在半导体芯片100和第七侧凸点332之间的信号线是第三信号线SL3，则第三信号S3可通过第三信号线SL3传递到半导体芯片100。
[0112]图8是示出通过信号线SLl和SL2及电源线PLl连接图5的半导体封装件1a中包括的侧凸点321至325、331和332的示例性实施例的图。
[0113]参照图8，半导体封装件1a可通过连接在半导体芯片100和侧凸点321至325、331和332之间的电源线PLl传递电源电压VDD。例如，连接在半导体芯片100和第三侧凸点323之间的信号线可以是第一信号线SL1。如果连接在半导体芯片100和设置在第一侧面层320上的第三侧凸点323之间的信号线是第一信号线SLl，则第一信号SI可通过第一信号线SLl传递到半导体芯片100。此外，连接在半导体芯片100和设置在第一侧面层320上的第四侧凸点324之间的信号线可以是第二信号线SL2。如果连接在半导体芯片100和第四侧凸点324之间的信号线是第二信号线SL2，则第二信号S2可通过第二信号线SL2传递到半导体芯片100。以相同方式，连接在半导体芯片100和设置在第二侧面层330上的第七侧凸点332之间的电源线可以是第一电源线PL1。如果连接在半导体芯片100和第七侧凸点332之间的电源线是第一电源线PLl，则电源电压VDD可通过第一电源线PLl传递到半导体芯片100。
[0114]图9是示出根据示例性实施例的半导体封装件1b的图。图10是说明图9的半导体封装件1b中包括的第一额外侧面层340和第二额外侧面层350以及凸点121的高度的图。
[0115]参照图9和图10，导体封装1b包括半导体芯片100和扩展裸片300。扩展裸片300附着到半导体芯片100。半导体芯片100中的与产生大于或等于预定参考温度R_T的热的点对应的发热点HP设置在对应于扩展裸片300的中心的中心区域。扩展裸片300包括扩展层310及第一侧面层320和第二侧面层330。扩展层310可附着到半导体芯片100的第一表面110。例如，半导体芯片100的第一表面110可连接到扩展层310，半导体芯片100的第二表面120可连接到凸点121至126。第一侧面层320和第二侧面层330中的每个可设置在扩展层310上并且可附着到半导体芯片100的侧面。
[0116]在示例性实施例中，扩展裸片300还可包括分别设置在侧面层320和330上的第一额外侧面层340和第二额外侧面层350。设置在第一侧面层320上的额外侧面层可以是第一额外侧面层340。从半导体芯片100中包括的发热点HP传递的热可通过第一额外侧面层340传递。另外，设置在第二侧面层330上的额外侧面层可以是第二额外侧面层350。从半导体芯片100中包括的发热点HP传递的热可通过第二额外侧面层350传递。
[0117]在示例性实施例中，第一额外侧面层340和第二额外侧面层350中的每个的高度可以与附着到半导体芯片100的第二表面120的凸点121至126的高度相同。例如，第一凸点121的高度可以是第二高度Η2。如果第一凸点121的高度是第二高度Η2，则第一额外侧面层340的高度可以是第二高度Η2。另外，如果第一凸点121的高度是第二高度Η2，则第二额外侧面层350的高度可以是第二高度Η2。
[0118]图11和图12是说明根据示例性实施例的半导体封装件1的图。
[0119]参照图11和图12，半导体封装件10包括半导体芯片100和扩展裸片300。半导体芯片100可包括与产生大于或等于预定参考温度R_T的热的点对应的发热点HP。发热点HP可在半导体芯片100的测试过程中确定。测试过程在组合半导体芯片100和扩展裸片300的封装工艺之前执行。
[0120]扩展裸片300附着到半导体芯片100。扩展裸片300可包括具有高热导率的材料。例如，扩展裸片300可由铜Cu和硅Si制成。当扩展裸片300由具有高热导率的材料制成时，扩展裸片300可有效地发散从半导体芯片100的发热点HP传递的热。扩展裸片300可以包围半导体芯片100的侧面。例如，半导体芯片100的侧面可包括第一侧面130、第二侧面140、第三侧面150和第四侧面160。对于示例性实施例，扩展裸片300可包围半导体芯片100的第一侧面130、第二侧面140、第三侧面150和第四侧面160。对于另一个示例性实施例，扩展裸片300可包围半导体芯片100的第一侧面130和第三侧面150。
[0121]半导体芯片100中的与产生大于或等于预定参考温度R_T的热的点对应的发热点HP设置在对应于扩展裸片300的中心的中心区域CT_R*。例如，预定参考温度R_T可以是120°C。在组合半导体芯片100和扩展裸片300的封装过程之前执行的半导体芯片100的测试过程中，半导体芯片100中包括的多个点的温度可大于或等于120°C。如果半导体芯片100中包括的多个发热点的温度大于或等于120°C，则可存在多个发热点HP。如果半导体芯片100具有多个发热点HP，则这多个发热点HP之中的对应于最高温度的最大温度发热点MTHP可设置在扩展裸片300的中心区域CT_R*。
[0122]例如，多个发热点HP可包括第一发热点HPl、第二发热点HP2和第三发热点HP3。第一发热点HPl的温度可小于第二发热点HP2的温度，第二发热点HP2的温度可小于第三发热点HP3的温度。如果第一发热点HPl的温度小于第二发热点HP2的温度，并且第二发热点HP2的温度小于第三发热点HP3的温度，则最大温度发热点MTHP可以是第三发热点HP3。在这种情况下，第三发热点HP3可设置在扩展裸片300的中心区域CT_R*。
[0123]图13和图14是说明根据示例性实施例的半导体封装件的图。
[0124]参照图13和图14，半导体封装件1c包括半导体芯片100和扩展裸片300。半导体芯片100可包括与产生大于或等于预定参考温度R_T的热的点对应的发热点HP。扩展裸片300组合到半导体芯片100。在示例性实施例中，如果半导体芯片100包括多个发热点HP，则半导体封装件1c可包括多个扩展裸片300。
[0125]例如，多个发热点HP可包括第一发热点HPl和第二发热点HP2。如果多个发热点HP包括第一发热点HPl和第二发热点HP2，则扩展裸片300的数量可以是两(2)个。扩展裸片300可包括第一扩展裸片301和第二扩展裸片302。第一扩展裸片301的中心区域(^_1?可以是第一中心区域CT_RI，第二扩展裸片302的中心区域(^_1?可以是第二中心区域CT_R2。在示例性实施例中，第一发热点HPl可设置在与第一扩展裸片301的中心区域CT_R对应的第一中心区域CT_R1上，第二发热点HP2可设置在与第二扩展裸片302的中心区域CT_I?t应的第二中心区域CT_R2上。在示例性实施例中，多个发热点HP中的每个可设置在与多个发热点HP对应的多个扩展裸片300中的每个的中心区域CT_R中。
[0126]图15是说明用于确定半导体芯片100中包括的发热点HP的方法的示例性实施例的图。
[0127]参照图1至图15，可在半导体芯片100的测试过程期间确定发热点HP。在组合半导体芯片100和扩展裸片300的封装工艺之前执行测试过程。在示例性实施例中，如果在预定时间段期间半导体芯片100中的某个点的温度大于或等于参考温度R_T，则具有高于或等于参考温度R_T的这个点可以对应于发热点HPο例如，预定的参考温度R_T可以是120 °C。预定时间段可以是第一时间段PTII。如果在第一时间段PTII期间半导体芯片100的第一点Pl的温度大于或等于120°C，则第一点Pl可以对应于发热点HP。另一方面，如果在第一时间段PTII期间半导体芯片100的第一点Pl的温度小于120°C，则第一点Pl可以不对应于发热点HP0
[0128]例如，预定参考温度R_T可以是120°C。预定时间段可以是第二时间段PTI2。如果在第二时间段PTI2期间半导体芯片100的第一点Pl的平均温度大于或等于120°C，则第一点Pl可对应于发热点HP。另一方面，如果在第二时间段PTI2期间半导体芯片100的第一点Pl的平均温度小于120°C，则第一点Pl可不对应于发热点HP。
[0129]例如，预定参考温度R_T可以是120°C。预定时间段可以是第三时间段PTI3。如果在第三时间段PTI3期间半导体芯片100的第一点Pl的最高温度大于或等于120°C，则第一点Pl可对应于发热点HP。另一方面，如果在第三时间段PTI3期间半导体芯片100的第一点Pl的最高温度小于120°C，则第一点Pl可不对应于发热点HP。因此，可基于比组合半导体芯片100和扩展裸片300的封装工艺更早地执行的半导体芯片100的测试过程的各种因素来确定发热点HP。
[0130]图16和图17是说明用于确定半导体芯片100中包括的发热点HP的方法的示例性实施例的图。
[0131 ] 参照图1、图16和图17，半导体封装件10包括半导体芯片100和扩展裸片300。扩展裸片300组合到半导体芯片100。半导体芯片100中的与产生大于或等于预定参考温度R_T的热的点对应的发热点HP设置在对应于扩展裸片300的中心的中心区域CT_R*。在示例性实施例中，可根据半导体芯片100中包括的组件的操作时间来确定发热点HP。
[0132]例如，半导体芯片100可包括中央处理单元CPU。半导体芯片100中包括的中央处理单元CPU的操作时间可比半导体芯片100中包括的其它组件的操作时间长。如果半导体芯片100中包括的中央处理单元CPU的操作时间比半导体芯片100中包括的其它组件的操作时间长，则中央处理单元CPU所处点的温度可升高。在这种情况下，发热点HP可以是中央处理单元CPU所处的点。在示例性实施例中，发热点HP可以是与半导体芯片100中包括的中央处理单元CPU对应的点。
[0133]例如，半导体芯片100可包括图形处理单元GPU。半导体芯片100中包括的图形处理单元GPU的操作时间可比半导体芯片100中包括的其它组件的操作时间长。如果半导体芯片100中包括的图形处理单元GPU的操作时间比半导体芯片100中包括的其它组件的操作时间长，则图形处理单元GPU所处点的温度可升高。在这个示例性实施例中，发热点HP可以是图形处理单元GPU所处的点。在示例性实施例中，发热点HP可以是与半导体芯片100中包括的图形处理单元GPU对应的点。
[0134]图18是示出根据示例性实施例的三维半导体封装件20的图。图19是示出图18的三维半导体封装件20中包括的第一半导体封装件1a的图。图20是示出图18的三维半导体封装件20中包括的第二半导体封装件1b的图。
[0135]参照图18至图20，三维半导体封装件20包括多个半导体封装件1a和1b以及硅通孔51至53。多个半导体封装件1a和1b中的每个包括半导体芯片100和扩展裸片300。硅通孔51至53连接多个半导体封装件1a和10b。半导体芯片100可包括与产生大于或等于预定参考温度R_T的热的点对应的发热点HP。发热点HP可在半导体芯片100的测试过程中确定。测试过程在组合半导体芯片100和扩展裸片300的封装工艺之前执行。
[0136]扩展裸片300组合到半导体芯片100。扩展裸片300可包括具有高热导率的材料。例如，扩展裸片300可由铜Cu和硅Si制成。当扩展裸片300由具有高热导率的材料制成时，扩展裸片300可有效发散从半导体芯片100的发热点HP传递的热。扩展裸片300可包围半导体芯片100的侧面。例如，半导体芯片100的侧面可包括第一侧面130、第二侧面140、第三侧面150和第四侧面160。对于示例性实施例，扩展裸片300可包围半导体芯片100的第一侧面130、第二侧面140、第三侧面150和第四侧面160 ο对于另一个示例性实施例，扩展裸片300可包围半导体芯片100的第一侧面130和第三侧面150。
[0137]半导体芯片100中的与产生大于或等于预定参考温度R_T的热的点对应的发热点HP设置在对应于扩展裸片300的中心的中心区域CT_R*。例如，预定参考温度R_T可以是120°C。在比组合半导体芯片100和扩展裸片300的封装过程更早地执行的半导体芯片100的测试过程中，半导体芯片100中包括的第一点Pl的温度可大于或等于120°C。如果半导体芯片100中包括的第一点Pl的温度大于或等于120 °C，则第一点Pl可以是发热点HP。如果第一点Pl是发热点HP，则第一点Pl可设置在对应于扩展裸片300的中心的中心区域CT_R*。如果发热点HP设置在对应于扩展裸片300的中心的中心区域CT_R*，则从发热点HP传递的热可通过扩展裸片300快速发散。如参照图2A、图2B和图2C描述的，如果发热点HP没有设置在对应于扩展裸片300的中心的中心区域CT_R中，则从发热点HP传递的热会通过扩展裸片300缓慢发散。
[0138]在示例性实施例中，扩展裸片300的大小可大于半导体芯片100的大小。例如，半导体芯片100的侧面可包括第一侧面130、第二侧面140、第三侧面150和第四侧面160。半导体芯片100的第一侧面130和第二侧面140的长度可以是第一长度A。半导体芯片100的第三侧面150和第四侧面160的长度可以是第二长度B。与半导体芯片100的第一侧面130对应的扩展裸片300的侧面可以是第一扩展侧面391。与半导体芯片100的第二侧面140对应的扩展裸片300的侧面可以是第二扩展侧面392。与半导体芯片100的第三侧面150对应的扩展裸片300的侧面可以是第三扩展侧面393。与半导体芯片100的第四侧面160对应的扩展裸片300的侧面可以是第四扩展侧面394。
[0139]扩展裸片300的第一扩展侧面391的长度和第二扩展侧面392的长度可以是第三长度C，扩展裸片300的第三扩展侧面393的长度和第四扩展侧面394的长度可以是第四长度D。第三长度C可大于第一长度A。第四长度D可大于第二长度B。在示例性实施例中，扩展裸片300的大小可大于半导体芯片100的大小。如果扩展裸片300的大小大于半导体芯片100的大小，则从发热点HP传递的热可通过扩展裸片300快速发散。
[0140]例如，多个半导体封装件1a和1b可包括第一半导体封装件1a和第二半导体封装件10b。第一半导体封装件1a可包括第一半导体芯片10a和第一扩展裸片300a。另外，第二半导体封装件1b可包括第二半导体芯片10b和第二扩展裸片300b。硅通孔可包括第一硅通孔51至第三硅通孔53。第一硅通孔51至第三硅通孔53可连接第一半导体封装件1a和第二半导体封装件10b。第一半导体芯片10a可包括与产生大于或等于预定参考温度R_T的热的点对应的第一发热点HPl。第一扩展裸片300a可组合到第一半导体芯片100a。第一半导体芯片10a中的与产生大于或等于预定参考温度R_T的热的点对应的第一发热点HPl可设置在对应于第一扩展裸片300a的中心的第一中心区域CT_R1中。另外，第二半导体芯片10b可包括与产生大于或等于预定参考温度R_T的热的点对应的第二发热点HP2。第二扩展裸片300b可组合到第二半导体芯片100b。第二半导体芯片10b中的与产生大于或等于预定参考温度R_T的热的点对应的第二发热点HP2可设置在对应于第二扩展裸片300b的中心的第二中心区域CT_R2中。根据示例性实施例的半导体封装件20可通过将半导体芯片100的发热点HP设置在对应于扩展裸片300的中心的中心区域CT_R中来增强热传递性能。
[0141]参照图5至图8和图18至图20，扩展裸片300可包括扩展层310、侧面层320和330、侧凸点321至325、331和332。扩展层310可组合到半导体芯片100的第一表面110。侧面层320和330可设置在扩展层310上，并且可组合到半导体芯片100的侧面。侧凸点321至325、331和332可设置在侧面层320和330上。例如，半导体芯片100的第一表面110可连接到扩展层310，半导体芯片100的第二表面120可连接到凸点121至126。扩展层320和330可设置在扩展层310上并且可组合到半导体芯片100的侧面。
[0142]例如，侧面层320和330可包括第一侧面层320和第二侧面层330。第一侧面层320可设置在扩展层310上并且可组合到半导体芯片100的第一侧面130。第二侧面层330可设置在扩展层310上并且可组合到半导体芯片100的第二侧面140。扩展裸片300中包括的扩展层310可包括具有高热导率的材料。例如，扩展裸片300中包括的扩展层310可由铜Cu和硅Si制成。当扩展裸片300中包括的扩展层310由具有高热导率的材料制成时，扩展裸片300中包括的扩展层310可将从半导体芯片100的发热点HP传递的热快速发散。另外，扩展裸片300中包括的第一侧面层320和第二侧面层330可由铜Cu和硅Si制成。当扩展裸片300中包括的第一侧面层320和第二侧面层330由具有高热导率的材料制成时，扩展裸片300中包括的扩展层310可将从半导体芯片100的发热点HP传递的热快速发散。
[0143]在示例性实施例中，扩展裸片300还可包括设置在侧面层320和330上的侧凸点321至325、331和332。例如，侧面层320和330可包括第一侧面层320和第二侧面层330。设置在第一侧面层320上的侧凸点可以是第一侧凸点321至第五侧凸点325。另外，设置在第二侧面层330上的侧凸点可以是第六侧凸点331和第七侧凸点332。从半导体芯片100中包括的发热点HP传递的热可通过第一侧凸点321至第五侧凸点325以及第六侧凸点331和第七侧凸点332传递。
[0144]在示例性实施例中，半导体封装件20可通过连接在半导体芯片100和侧凸点321至325、331和332之间的信号线来传递信号。例如，连接在半导体芯片100和第三侧凸点323之间的信号线可以是第一信号线SL1。如果连接在半导体芯片100和设置在第一侧面层320上的第三侧凸点323之间的信号线是第一信号线SL1，则第一信号S I可通过第一信号线SLl传递到半导体芯片100。此外，连接在半导体芯片100和设置在第一侧面层320上的第四侧凸点324之间的信号线可以是第二信号线SL2。如果连接在半导体芯片100和第四侧凸点324之间的信号线是第二信号线SL2，则第二信号S2可通过第二信号线SL2传递到半导体芯片100。以相同方式，连接在半导体芯片100和设置在第二侧面层330上的第七侧凸点332之间的信号线可以是第三信号线SL3。如果连接在半导体芯片100和第七侧凸点332之间的信号线是第三信号线SL3，则第三信号S3可通过第三信号线SL3传递到半导体芯片100。
[0145]在示例性实施例中，半导体封装件20可通过连接在半导体芯片100和侧凸点321至325、331和332之间的电源线传递电源电压VDD。例如，连接在半导体芯片100和第三侧凸点323之间的信号线可以是第一信号线SL1。如果连接在半导体芯片100和设置在第一侧面层320上的第三侧凸点323之间的信号线是第一信号线SLl，则第一信号SI可通过第一信号线SLl传递到半导体芯片100。此外，连接在半导体芯片100和设置在第一侧面层320上的第四侧凸点324之间的信号线可以是第二信号线SL2。如果连接在半导体芯片100和第四侧凸点324之间的信号线是第二信号线SL2，则第二信号S2可通过第二信号线SL2传递到半导体芯片100。以相同方式，连接在半导体芯片100和设置在第二侧面层330上的第七侧凸点332之间的电源线可以是第一电源线PL1。如果连接在半导体芯片100和第七侧凸点332之间的电源线是第一电源线PLl，则电源电压VDD可通过第一电源线PLl传递到半导体芯片100。
[0146]参照图9、图10和图18至图20，扩展裸片300可包括扩展层310、侧面层320和330、额外侧面层340和350。扩展层310可组合到半导体芯片100的第一表面110。侧面层320和330可设置在扩展层310上，并且可组合到半导体芯片100的侧面。额外侧面层340和350可设置在侧面层320和330上。例如，侧面层320和330可包括第一侧面层320和第二侧面层330。第一侧面层320上设置的额外侧面层可以是第一额外侧面层340。从半导体芯片100中包括的发热点HP传递的热可通过第一额外侧面层340传递。另外，设置在第二侧面层330上的额外侧面层可以是第二额外侧面层350。从半导体芯片100中包括的发热点HP传递的热可通过第二额外侧面层350传递。
[0147]在示例性实施例中，额外侧面层340和350的高度可以与组合到半导体芯片100的第二表面120的凸点121至126的高度相同。例如，第一凸点121的高度可以是第二高度H2。如果第一凸点121的高度是第二高度H2，则第一额外侧面层340的高度可以是第二高度H2。另夕卜，如果第一凸点121的高度是第二高度H2，则第二额外侧面层350的高度可以是第二高度H2o
[0148]图21是示出根据示例性实施例的三维半导体封装件的图。图22是示出图21的三维半导体封装件中包括的第三半导体封装件的图。图23是示出图21的三维半导体封装件中包括的第四半导体封装件的图。
[0149]参照图21至图23，三维半导体封装件30包括多个半导体封装件1c和1d以及中介层(interposer) 60。这多个半导体封装件1c和1d中的每个包括半导体芯片100和扩展裸片300。中介层60连接多个半导体封装件1c和10d。半导体芯片100可包括与产生大于或等于预定参考温度热的点对应的发热点HP ο发热点HP可在半导体芯片100的测试过程中确定。测试过程在组合半导体芯片100和扩展裸片300的封装工艺之前执行。
[0150]扩展裸片300组合到半导体芯片100。扩展裸片300可包括具有高热导率的材料。例如，扩展裸片300可由铜Cu和硅Si制成。当扩展裸片300由具有高热导率的材料制成时，扩展裸片300可发散从半导体芯片100的发热点HP传递的热。扩展裸片300可包围半导体芯片100的侧面。例如，半导体芯片100的侧面可包括第一侧面130、第二侧面140、第三侧面150和第四侧面160。对于示例性实施例，扩展裸片300可包围半导体芯片100的第一侧面130、第二侧面140、第三侧面150和第四侧面160。对于另一个示例性实施例，扩展裸片300可包围半导体芯片100的第一侧面130和第三侧面150。
[0151]半导体芯片100中的与产生大于或等于预定参考温度R_T的热的点对应的发热点HP设置在对应于扩展裸片300的中心的中心区域CT_R*。例如，预定参考温度R_T可以是120°C。在比组合半导体芯片100和扩展裸片300的封装过程更早地执行的半导体芯片100的测试过程中，半导体芯片100中包括的第一点Pl的温度可大于或等于120°C。如果半导体芯片100中包括的第一点Pl的温度大于或等于120 °C，则第一点Pl可以是发热点HP。如果第一点Pl是发热点HP，则第一点Pl可设置在对应于扩展裸片300的中心的中心区域CT_R*。如果发热点HP设置在对应于扩展裸片300的中心的中心区域CT_R*，则从发热点HP传递的热可通过扩展裸片300快速发散。如参照图2A、图2B和图2C描述的，如果发热点HP没有设置在对应于扩展裸片300的中心的中心区域CT_R中，则从发热点HP传递的热会通过扩展裸片300缓慢发散。
[0152]例如，多个半导体封装件1c和1d可包括第三半导体封装件1c和第四半导体封装件10d。第三半导体封装件1c可包括第三半导体芯片10c和第三扩展裸片300c。另外，第四半导体封装件1d可包括第四半导体芯片10d和第四扩展裸片300d。第三半导体芯片10c可包括与产生大于或等于预定参考温度R_T的热的点对应的第三发热点HP3。第三扩展裸片300c可组合到第三半导体芯片100c。第三半导体芯片10c中的与产生大于或等于预定参考温度R_T的热的点对应的第三发热点HP3可设置在对应于第三扩展裸片300c的中心的第三中心区域CT_R3中。另外，第四半导体芯片10d可包括与产生大于或等于预定参考温度R_T的热的点对应的第四发热点HP4 ο第四扩展裸片300d组合到第四半导体芯片I OOd。第四半导体芯片I OOd中的与产生大于或等于预定参考温度R_T的热的点对应的第四发热点HP4可设置在对应于第四扩展裸片300d的中心的第四中心区域CT_R4中。根据示例性实施例的半导体封装件30可通过将半导体芯片100的发热点HP设置在对应于扩展裸片300的中心的中心区域CT_R中来增强热传递性能。
[0153]在示例性实施例中，可在半导体芯片100的测试过程中确定发热点HP。如果在预定时间段期间半导体芯片100中的某个点的温度大于或等于参考温度R_T，则这个点可对应于发热点HPο例如，预定的参考温度R_T可以是120°C。预定时间段可以是第一时间段PTII。如果在第一时间段PTIl期间半导体芯片100的第一点Pl的温度大于或等于120°C，则第一点Pl可对应于发热点HP。另一方面，如果在第一时间段PTII期间半导体芯片100的第一点Pl的温度小于1200C，则第一点Pl可不对应于发热点HP。
[0154]例如，预定参考温度R_T可以是120°C。预定时间段可以是第二时间段PTI2。如果在第二时间段PTI2期间半导体芯片100的第一点Pl的平均温度大于或等于120°C，则第一点Pl可对应于发热点HP。另一方面，如果在第二时间段PTI2期间半导体芯片100的第一点Pl的平均温度小于120°C，则第一点Pl可不对应于发热点HP。
[0155]例如，预定参考温度R_T可以是120°C。预定时间段可以是第三时间段PTI3。如果在第三时间段PTI3期间半导体芯片100的第一点Pl的最高温度大于或等于120°C，则第一点Pl可对应于发热点HP。另一方面，如果在第三时间段PTI3期间半导体芯片100的第一点Pl的最高温度小于120°C，则第一点Pl可不对应于发热点HP。因此，基于可在组合半导体芯片100和扩展裸片300的封装工艺之前执行的半导体芯片100的测试过程的各种因素来确定发热点HP。根据示例性实施例的半导体封装件30可通过将半导体芯片100的发热点HP设置在对应于扩展裸片300的中心的中心区域CT_R中来增强热传递性能。
[0156]图24是示出应用根据示例性实施例的半导体封装件的移动系统的示例性实施例的框图。
[0157]参照图24，移动系统700可包括处理器710、存储装置720、存储器装置730、显示装置740、电源750和图像传感器760。移动系统700还可包括与视频卡、声卡、存储卡、USB装置、其它电子装置等通信的端口。
[0158]处理器710可执行各种计算或任务。根据示例性实施例，处理器710可以是微处理器或CPU。处理器710可经由地址总线、控制总线和/或数据总线与存储装置720、存储器装置730和显示装置740通信。在示例性实施例中，处理器710可结合到诸如外围组件互连(PCI)总线的扩展总线。存储装置720可存储用于操作移动系统700的数据。例如，可利用动态随机存取存储(DRAM)装置、移动DRAM装置、静态随机存取存储(SRAM)装置、相变随机存取存储(PRAM)装置、铁电随机存取存储(FRAM)装置、电阻随机存取存储(PRAM)装置和/或磁性随机存取存储(MRAM)装置实现存储装置720。根据示例性实施例，存储装置720包括数据加载电路。存储器装置730可包括固态驱动器(SSD)、硬盘驱动器(HDD)、⑶-ROM等。移动系统700还可包括诸如触摸屏、键盘、小键盘、鼠标等的输入装置和诸如打印机、显示装置等的输出装置。电源750为移动系统700供应操作电压。
[0159]图像传感器760可经由总线或其它通信链路与处理器710通信。图像传感器760可与处理器710集成在一个芯片中，或者图像传感器760和处理器710可被实现为单独的芯片。
[0160]移动系统700的至少一部分可按各种形式封装，诸如，层叠封装(PoP)、球栅阵列(BGA)、芯片级封装(CSP)、塑料引线芯片载体(PLCC)、塑料双列直插式封装(PDIP)、窝伏尔组件裸片、晶圆形式裸片、板上芯片(COB)、陶瓷双列直插式封装(CERDIP)、塑料四方扁平封装(MQFP)、薄型四方扁平封装(TQFP)、小外形IC(SOIC)、收缩型小外形封装(SSOP)、薄型小外形封装(TSOP)、系统级封装(SIP)、多芯片封装(MCP)、晶圆级制造封装(WFP)或晶圆级处理堆叠封装(WSP)。移动系统700可以是数码相机、移动电话、智能电话、便携式多媒体播放器(PMP)、个人数字助理(PDA)、计算机等。
[0161]另外，在本公开的示例性实施例中，三维(3D)存储器阵列设置在存储装置720中。3D存储器阵列以存储单元的阵列的一个或更多个物理层单片地形成，存储单元的阵列具有设置在硅基板上方的有源区和与这些存储单元的操作相关联的电路，无论此关联的电路是在此基板的上方还是里面。术语“单片”意味着阵列的每层中的层直接沉积在阵列的每下一层中的层上。下面的专利文献(通过引用包含于此)描述了适用于3D存储器阵列的构造，在这样的3D存储器中，三维存储器阵列被构造为多层，在这些层之间共享字线和/或位线:第7 ,679 ,133号、第8 ,553 ,466号、第8 ,654 ,587号、第8 ,559 ,235号美国专利；和第2011/0233648号美国专利公开。
[0162]根据示例性实施例的半导体封装件10可包括在移动系统700中。根据示例性实施例的半导体封装件10可通过将半导体芯片100的发热点HP设置在对应于扩展裸片300的中心的中心区域CT_R中来增强热传递性能。
[0163]图25是示出应用根据示例性实施例的半导体封装件的计算系统的示例性实施例的框图。
[0164]参照图25，计算系统800包括处理器810、输入/输出集线器(10H)820、输入/输出控制器集线器(ICH)830、至少一个存储模块840以及图形卡850。在示例性实施例中，计算系统800可以是个人计算机(PC)、服务器计算机、工作站、膝上型计算机、移动电话、智能电话、个人数字助理(PDA)、便携式多媒体播放器(PMP)、数码相机、数字电视、机顶盒、音乐播放器、便携式游戏控制台、导航系统等。
[0?05]处理器810可执行各种计算功能，诸如，执行用于执行特定计算或任务的特定软件。例如，处理器810可包括微处理器、中央处理单元(CPU)或数字信号处理器等。在一些实施例中，处理器810可以包括单核或多核。例如，处理器810可以是诸如双核处理器、四核处理器、六核处理器等的多核处理器。在一些实施例中，计算系统800可以包括多个处理器。处理器810可以包括内部高速缓冲存储器或外部高速缓冲存储器。
[0166]处理器810可包括用于控制存储模块840的操作的存储控制器811。处理器810中包括的存储控制器811可被称为集成存储控制器(HC)。存储控制器811和存储模块840之间的存储接口可以用包括多条信号线的单个通道来实现，或者可以用多个通道来实现，这多个通道中的每个可以结合到至少一个存储模块840。在一些实施例中，存储控制器811可以位于输入/输出集线器820的内部，这可被称为存储控制器集线器(MCH)。
[0167]输入/输出集线器820可以管理处理器810与诸如图形卡850的装置之间的数据传递。输入/输出集线器820可以经由各种接口结合到处理器810。例如，处理器810和输入/输出集线器820之间的接口可以是前端总线(FSB)、系统总线、超传输(HyperTransport)、闪电数据传输(LDT)、QuickPath互连(QPI)、公共系统接口(CSI)等。在一些实施例中，计算系统800可以包括多个输入/输出集线器。输入/输出集线器820可以提供与装置连接的各种接口。例如，输入/输出集线器820可以提供加速图形端口(AGP)接口、外围组件快速接口(PCIe)、通信流架构(CSA)接口等。
[0168]图形卡850可经由AGP或PCIe结合到输入/输出集线器820。图形卡850可控制用于显示图像的显示装置(未示出)。图形卡850可包括用于处理图像数据的内部处理器和内部存储装置。在一些实施例中，输入/输出集线器820可包括与图形卡850—起或代替图形卡850的位于图形卡850外部的内部图形装置。输入/输出集线器820中包括的图形装置可被称为集成图形(integrated graphics)。另外，包括内部存储控制器和内部图形装置的输入/输出集线器820可被称为图形和存储器控制集线器(GMCH)。
[0169]输入/输出控制器集线器830可以执行数据缓冲操作和接口仲裁以有效地操作各种系统接口。输入/输出控制器集线器830可以经由内部总线(诸如直接媒体接口(DMI)、集线器接口、企业南桥接口(ESI)、PCIe等)结合到输入/输出集线器820。输入/输出控制器集线器830可提供与外围装置连接的各种接口。例如，输入/输出控制器集线器830可提供通用串行总线(USB)端口、串行高级技术附件(SATA)端口、通用输入/输出(GP1)、低引脚数(LPC)总线、串行外围接口(SPI)、PC1、PCIe等。
[0170]在示例性实施例中，处理器810、输入/输出集线器820和输入/输出控制器集线器830可被实现为单独的芯片组或者单独的集成电路。在其它实施例中，处理器810、输入/输出集线器820和输入/输出控制器集线器830中的至少两个可被实现为单个芯片组。
[0171]根据示例性实施例的半导体封装件10可包括在计算系统800中。根据示例性实施例的半导体封装件10可通过将半导体芯片100的发热点HP设置在对应于扩展裸片300的中心的中心区域CT_R中来增强热传递性能。
[0172]以上是示例实施例的例证并且将不被理解为限制示例实施例。尽管已经描述了几个示例实施例，但本领域的技术人员将容易理解的是，在实质上不脱离本发明构思的新颖性教导和优点的情况下，可以在示例性实施例中进行许多修改。因此，所有这类修改意图被包括在如权利要求书中限定的本发明构思的范围内。因此，要理解，以上是各种示例性实施例的例证并且将不被理解为限于所公开的特定示例性实施例，对所公开的示例性实施例的修改以及其它示例性实施例意图被包括在所附权利要求书的范围内。
【主权项】
1.一种半导体封装件，包括: 半导体芯片；以及 扩展裸片，设置在半导体芯片上， 其中，半导体芯片包括发热点，发热点被构造成在半导体芯片中产生大于或等于预定参考温度的温度，发热点设置在扩展裸片的中心区域中。2.根据权利要求1所述的半导体封装件，其中，扩展裸片的大小大于半导体芯片的大小。3.根据权利要求1所述的半导体封装件，其中，扩展裸片包括: 扩展层，附着到半导体芯片的第一表面；以及 侧面层，设置在扩展层上并且附着到半导体芯片的侧面。4.根据权利要求3所述的半导体封装件，其中，侧面层的高度等于半导体芯片的高度。5.根据权利要求3所述的半导体封装件，其中，扩展裸片还包括设置在侧面层上的侧凸点。6.根据权利要求5所述的半导体封装件，其中，侧凸点的大小等于附着到半导体芯片的第二表面的凸点的大小。7.根据权利要求5所述的半导体封装件，其中，半导体封装件被构造成通过连接在半导体芯片和侧凸点之间的信号线传递信号。8.根据权利要求5所述的半导体封装件，其中，半导体封装件被构造成通过连接在半导体芯片和侧凸点之间的电源线传递电源电压。9.根据权利要求3所述的半导体封装件，其中，扩展裸片还包括设置在侧面层上的额外侧面层。10.根据权利要求9所述的半导体封装件，其中，额外侧面层的高度等于附着到半导体芯片的第二表面的凸点的高度。11.根据权利要求1所述的半导体封装件，其中，发热点在半导体芯片的测试过程中预先确定。12.根据权利要求11所述的半导体封装件，其中，发热点对应于半导体芯片上的具有大于或等于预定参考温度的温度的点，并且响应于半导体芯片包括多个发热点，所述多个发热点之中的与具有最高温度的发热点对应的最大温度发热点设置在扩展裸片的中心区域中。13.根据权利要求11所述的半导体封装件，其中，发热点对应于半导体芯片上的具有大于或等于预定参考温度的温度的点，并且响应于半导体芯片包括多个发热点，半导体封装件包括多个扩展裸片。14.根据权利要求11所述的半导体封装件，其中，发热点对应于半导体芯片上的具有大于或等于预定参考温度的温度的点，并且响应于半导体芯片中的某个点的温度在预定时间段期间大于或等于预定参考温度，所述某个点对应于发热点。15.根据权利要求11所述的半导体封装件，其中，发热点根据半导体芯片中包括的组件的操作时间来确定。16.根据权利要求1所述的半导体封装件，其中，发热点对应于半导体芯片中包括的中央处理单元的位置。17.根据权利要求1所述的半导体封装件，其中，发热点对应于半导体芯片中包括的图形处理单元的位置。18.一种三维半导体封装件，包括: 多个半导体封装件；以及 通孔，连接所述多个半导体封装件， 其中，所述多个半导体封装件中的每个包括: 半导体芯片；以及 扩展裸片，设置在半导体芯片上， 其中，半导体芯片包括发热点，发热点被构造成在半导体芯片中产生大于或等于预定参考温度的温度，发热点设置在扩展裸片的中心区域中。19.根据权利要求18所述的三维半导体封装件，其中，通孔包括硅通孔。20.—种半导体封装件，包括: 半导体芯片，包括发热点，发热点被构造成在半导体芯片中产生大于或等于预定参考温度的温度；以及 扩展裸片，附着到半导体芯片并且被构造成将来自半导体芯片的发热点的热发散， 其中，扩展裸片附着到半导体芯片使得半导体芯片的发热点设置在扩展裸片的中心区域中。
【文档编号】H01L23/373GK106067449SQ201610244292
【公开日】2016年11月2日
【申请日】2016年4月19日 公开号201610244292.2, CN 106067449 A, CN 106067449A, CN 201610244292, CN-A-106067449, CN106067449 A, CN106067449A, CN201610244292, CN201610244292.2
【发明人】李东翰, 文济吉, 金郁, 安敏善, 任允赫, 全基文, 郑载洙, 崔范根, 河丁寿
【申请人】三星电子株式会社