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公開番号2024134513
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-03
出願番号2023220350
出願日2023-12-27
発明の名称半導体パッケージ
出願人三星電子株式会社,Samsung Electronics Co.,Ltd.
代理人弁理士法人共生国際特許事務所
主分類H01L 23/36 20060101AFI20240926BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】半導体パッケージにヒートスラグを適用する時、半導体パッケージのサイズを維持することができる半導体パッケージを提供する。
【解決手段】本発明による半導体パッケージ100は、基板と、基板上の半導体ダイ140と、半導体ダイを覆い、上板部160C、ベース部160A及び上板部とベース部とを連結する側壁部160Bを含むヒートスラグ160と、を有し、上板部及び側壁部は、下部のキャビティ(cavity)により規定(define)される。ベース部は、基板上に配置され、側壁部の外側面から水平方向に延在し、複数の第1貫通ホール160AHを含み、側壁部の下部面と同一レベルの下部面を有し、側壁部の高さ以下の最下部から最上部までの垂直方向の高さを有する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
基板と、
前記基板上の半導体ダイと、
前記半導体ダイを覆い、上板部、ベース部、及び前記上板部と前記ベース部とを連結する側壁部を含むヒートスプレッダと、を有し、
前記上板部及び前記側壁部は、下部のキャビティ（ｃａｖｉｔｙ）により規定（ｄｅｆｉｎｅ）され、
前記ベース部は、前記基板上に配置され、前記側壁部の外側面から水平方向に延在し、複数の第１貫通ホールを含み、前記側壁部の下部面と同一レベルの下部面を有し、前記側壁部の高さ以下の最下部から最上部までの垂直方向の高さを有することを特徴とする半導体パッケージ。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記ヒートスプレッダは、前記複数の第１貫通ホールの内のそれぞれの第１貫通ホールの内側面にコンフォーマルに配置される絶縁層を含むことを特徴とする請求項１に記載の半導体パッケージ。
【請求項３】
前記上板部は、貫通開口を含むことを特徴とする請求項１に記載の半導体パッケージ。
【請求項４】
前記垂直方向に直交する第１方向の前記貫通開口の幅は、前記第１方向の前記キャビティの幅より小さいことを特徴とする請求項３に記載の半導体パッケージ。
【請求項５】
前記側壁部は、前記側壁部の下部から前記側壁部の上部に行くほど内側方向に傾斜する傾きを有することを特徴とする請求項１に記載の半導体パッケージ。
【請求項６】
前記ヒートスプレッダは、前記上板部又は前記側壁部を貫通する複数の第２貫通ホールをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の半導体パッケージ。
【請求項７】
前記ヒートスプレッダは、導電性材料を含むことを特徴とする請求項１に記載の半導体パッケージ。
【請求項８】
前記複数の第１貫通ホールの内のそれぞれの第１貫通ホールは、水平方向に円形、楕円形、又は多角形の断面形状を有することを特徴とする請求項１に記載の半導体パッケージ。
【請求項９】
前記複数の第１貫通ホールの内のそれぞれの第１貫通ホールは、５５μｍ～３１５μｍの幅を有することを特徴とする請求項１に記載の半導体パッケージ。
【請求項１０】
パッケージ基板を形成する第１再配線構造体と、
前記第１再配線構造体上の第１半導体ダイと、
上板部、側壁部及び支持部を含むヒートスプレッダと、
ここで、前記上板部及び前記側壁部は、下部のキャビティ（ｃａｖｉｔｙ）により規定（Ｄｅｆｉｎｅ）され、
前記上板部は、第１半導体ダイの少なくとも一部を覆い、
前記支持部は、前記第１再配線構造体上に配置され、前記側壁部の外側面から水平方向に延在し、複数の第１貫通ホールを含み、前記側壁部の下部面と同一レベルの下部面を有し、前記側壁部の高さ以下の高さを有し、
前記第１再配線構造体上の複数の導電性ポストと、
ここで、前記複数の導電性ポストの内のそれぞれの導電性ポストは、前記複数の第１貫通ホールの内のそれぞれの第１貫通ホールを通過し、
前記第１再配線構造体上で、前記第１半導体ダイ、前記ヒートスプレッダ、及び前記複数の導電性ポストをモールディングするモールディング材と、
前記モールディング材及び複数の導電性ポスト上の第２再配線構造体と、
前記第２再配線構造体上の第２半導体ダイと、を有することを特徴とする半導体パッケージ。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体パッケージに関し、特に、半導体パッケージにヒートスラグを適用する時、半導体パッケージのサイズを維持することができる半導体パッケージに関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体産業分野は、集積回路が形成された半導体チップを保護する半導体パッケージを軽量化、薄型化、小型化、高速化、及び多機能化する傾向にある。
半導体パッケージが軽量化、薄型化、小型化、高速化、及び多機能化されると、半導体パッケージの単位体積当たり消費する電力がより多くなり、これにより半導体パッケージ内部の温度が増加するようになる。
【０００３】
このような半導体パッケージの温度増加に対応して半導体パッケージに生成される熱を効率的に放出できない場合、パッケージ構造上に熱応力差が発生してパッケージに反り（Ｗａｒｐａｇｅ）が発生することがあり、半導体パッケージの動作速度が遅くなって製品信頼性が悪化することがある。
このような問題点を解決するために、例えば、半導体パッケージ内にヒートスラグ（ヒートスプレッダ）を使用する。
ヒートスラグは、熱伝導度が高い金属材料で構成され、半導体パッケージで生成される熱を放出して半導体パッケージの熱的特性を改善する役割を果たす。
【０００４】
特に、パッケージオンパッケージ（Ｐａｃｋａｇｅ－ｏｎ－Ｐａｃｋａｇｅ：ＰＯＰ）デバイスは、モールディングされた半導体ダイの下部に前面再配線構造体（ＦｒｏｎｔＳｉｄｅＲｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎＬａｙｅｒ：ＦＲＤＬ）が配置され、モールディングされた半導体ダイの上部に後面再配線構造体（ＢａｃｋＳｉｄｅＲｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎＬａｙｅｒ：ＢＲＤＬ）及び上部半導体パッケージが配置される構造的特性を有するため、半導体ダイ及び各配線で生成される熱を効率的に放出し難いという問題を有する。
【０００５】
したがって、パッケージオンパッケージ（ＰｏＰ）デバイスの熱的特性を改善するために、例えば、パッケージオンパッケージ（ＰｏＰ）デバイスにヒートスラグを適用する。
しかし、パッケージオンパッケージ（ＰｏＰ）デバイスにヒートスラグを適用するためには、上部半導体パッケージと下部半導体パッケージを連結する導電性ポストを避けてヒートスラグが配置され、導電性ポストを避けてヒートスラグを配置する場合、ヒートスラグのサイズだけパッケージオンパッケージ（ＰｏＰ）デバイスのサイズが大きくなるという問題が発生する。
したがって、パッケージオンパッケージ（ＰｏＰ）デバイスのサイズを維持しながらパッケージオンパッケージ（ＰｏＰ）デバイスにヒートスラグを適用することができる新たなパッケージ技術の開発が課題となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２００９－８１２６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記従来の半導体パッケージにおける課題に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、半導体パッケージにヒートスラグを適用する時、半導体パッケージのサイズを維持することができる半導体パッケージを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の半導体パッケージは、半導体パッケージにヒートスラグを適用する時、半導体パッケージのサイズが維持され得るように、半導体パッケージは、上板部、側壁部及び複数の貫通ホールを有する支持部を含み、貫通ホール内に導電性ポスト又は受動素子が配置されるヒートスラグを含む。
【０００９】
上記目的を達成するためになされた本発明による半導体パッケージは、基板と、前記基板上の半導体ダイと、前記半導体ダイを覆い、上板部、ベース部、及び前記上板部と前記ベース部とを連結する側壁部を含むヒートスプレッダと、を有し、前記上板部及び前記側壁部は、下部のキャビティ（ｃａｖｉｔｙ）により規定（ｄｅｆｉｎｅ）され、前記ベース部は、前記基板上に配置され、前記側壁部の外側面から水平方向に延在し、複数の第１貫通ホールを含み、前記側壁部の下部面と同一レベルの下部面を有し、前記側壁部の高さ以下の最下部から最上部までの垂直方向の高さを有することを特徴とする。
【００１０】
また、上記目的を達成するためになされた本発明による半導体パッケージは、パッケージ基板を形成する第１再配線構造体と、前記第１再配線構造体上の第１半導体ダイと、上板部、側壁部及び支持部を含むヒートスプレッダと、ここで、前記上板部及び前記側壁部は、下部のキャビティ（ｃａｖｉｔｙ）により規定（Ｄｅｆｉｎｅ）され、前記上板部は、第１半導体ダイの少なくとも一部を覆い、前記支持部は、前記第１再配線構造体上に配置され、前記側壁部の外側面から水平方向に延在し、複数の第１貫通ホールを含み、前記側壁部の下部面と同一レベルの下部面を有し、前記側壁部の高さ以下の高さを有し、前記第１再配線構造体上の複数の導電性ポストと、ここで、前記複数の導電性ポストの内のそれぞれの導電性ポストは、前記複数の第１貫通ホールの内のそれぞれの第１貫通ホールを通過し、前記第１再配線構造体上で、前記第１半導体ダイ、前記ヒートスプレッダ、及び前記複数の導電性ポストをモールディングするモールディング材と、前記モールディング材及び複数の導電性ポスト上の第２再配線構造体と、前記第２再配線構造体上の第２半導体ダイと、を有することを特徴とする。
（【００１１】以降は省略されています）

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