特開 2024-28128 ＴＩＭフィルム及びこれを用いて製造された半導体パッケージ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024028128

(43)【公開日】2024-03-01

(54)【発明の名称】ＴＩＭフィルム及びこれを用いて製造された半導体パッケージ

(51)【国際特許分類】

   H01L 23/36 20060101AFI20240222BHJP

【ＦＩ】

H01L23/36 D

【審査請求】未請求

【請求項の数】20

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023104892

(22)【出願日】2023-06-27

(31)【優先権主張番号】10-2022-0104330

(32)【優先日】2022-08-19

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(71)【出願人】

【識別番号】390019839

【氏名又は名称】三星電子株式会社

【氏名又は名称原語表記】Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．

【住所又は居所原語表記】１２９，Ｓａｍｓｕｎｇ－ｒｏ，Ｙｅｏｎｇｔｏｎｇ－ｇｕ，Ｓｕｗｏｎ－ｓｉ，Ｇｙｅｏｎｇｇｉ－ｄｏ，Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ

(74)【代理人】

【識別番号】110000051

【氏名又は名称】弁理士法人共生国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】朴 美 ヘ

(72)【発明者】

【氏名】李 治 雨

【テーマコード（参考）】

5F136

【Ｆターム（参考）】

5F136BB14

5F136BC07

5F136DA08

5F136DA42

5F136FA22

5F136FA52

5F136FA53

5F136FA62

5F136FA63

5F136FA65

5F136FA82

(57)【要約】

【課題】ＴＩＭフィルム及びこれを用いて製造された半導体パッケージを提供する。
【解決手段】本発明の半導体パッケージは、第１基板上で側方向に配列された第１半導体チップ及び第２半導体チップと、第１半導体チップ及び第２半導体チップ上に配置され、樹脂層及び樹脂層に含有されて液体金属を含む第１放熱フィラーを含む熱伝導性接着層と、熱伝導性接着層上の放熱部材と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１基板上で側方向に配列された第１半導体チップ及び第２半導体チップと、
前記第１半導体チップ及び前記第２半導体チップ上に配置され、樹脂層及び前記樹脂層に含有されて液体金属を含む第１放熱フィラーを含む熱伝導性接着層と、
前記熱伝導性接着層上の放熱部材と、を備えることを特徴とする半導体パッケージ。

【請求項2】

前記樹脂層は、シリコン（Ｓｉｌｉｃｏｎｅ）樹脂、アクリル樹脂、及びエポキシ樹脂のうちの少なくとも１つ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】

前記第１放熱フィラーは、ガリウム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】

前記熱伝導性接着層は、前記第１放熱フィラーの物質とは異なる物質を含む第２放熱フィラーを更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5】

前記第２放熱フィラーは、直径が互いに異なる複数の放熱フィラーを含むことを特徴とする請求項４に記載の半導体パッケージ。

【請求項6】

前記第２放熱フィラーは、金属を含むことを特徴とする請求項４に記載の半導体パッケージ。

【請求項7】

前記第２放熱フィラーは、セラミックを含むことを特徴とする請求項４に記載の半導体パッケージ。

【請求項8】

前記第２放熱フィラーは、ダイヤモンド、カーボンナノチューブ、カーボンナノチューブアレイ、及びグラフェンのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項４に記載の半導体パッケージ。

【請求項9】

前記第１半導体チップの上面は、前記放熱部材から第１距離で離隔され、
前記第２半導体チップの上面は、前記放熱部材から前記第１距離よりも小さい第２距離で離隔され、
前記熱伝導性接着層は、前記第１半導体チップの上面と前記放熱部材との間で第１厚みを有し、前記第２半導体チップの上面と前記放熱部材との間で前記第１厚みよりも小さい第２厚み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】

前記第１半導体チップの側壁及び前記第２半導体チップの側壁に接触するモールディング層を更に含み、
前記熱伝導性接着層は、前記第１半導体チップの上面、前記第２半導体チップの上面、及び前記モールディング層の上面に沿って延びることを特徴とする請求項９に記載の半導体パッケージ。

【請求項11】

前記熱伝導性接着層は、前記第１半導体チップの上面と前記放熱部材との隙間、及び前記第２半導体チップの上面と前記放熱部材との隙間を完全に充填することを特徴とする請求項９に記載の半導体パッケージ。

【請求項12】

前記熱伝導性接着層は、前記第１半導体チップの上面及び前記第２半導体チップの上面に接触し、
前記熱伝導性接着層の一部は、前記第１半導体チップの側壁と前記第２半導体チップの側壁との間に配置され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13】

前記熱伝導性接着層は、電気的不導体であ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14】

前記熱伝導性接着層の熱伝導度は、２Ｗ／ｍＫ～１００Ｗ／ｍＫであり、
前記熱伝導性接着層の伸び率（ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ）は、５％～２００％であ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15】

パッケージ基板と、
前記パッケージ基板上のインターポーザ基板と、
前記インターポーザ基板上に実装された第１半導体チップと、
前記インターポーザ基板上に実装されて前記第１半導体チップから側方向に離隔された第２半導体チップと、
前記第１半導体チップ及び前記第２半導体チップ上に配置され、樹脂層及び前記樹脂層に含有されて液体金属を含む第１放熱フィラーを含む熱伝導性接着層と、
前記熱伝導性接着層上の放熱部材と、を備え、
前記第１半導体チップの上面と前記第２半導体チップの上面とは、互いに異なるレベルに位置し、
前記熱伝導性接着層は、前記第１半導体チップの上面及び前記第２半導体チップの上面に沿って延び、
前記熱伝導性接着層は、前記第１半導体チップの上面及び前記第２半導体チップの上面のそれぞれから前記放熱部材まで延び、
前記熱伝導性接着層の熱伝導度は、２Ｗ／ｍＫ～１００Ｗ／ｍＫであり、
前記熱伝導性接着層の伸び率（ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ）は、５％～２００％であることを特徴とする半導体パッケージ。

【請求項16】

樹脂層及び前記樹脂層内に含有される第１放熱フィラーを含む熱界面物質（ｔｈｅｒｍａｌ ｉｎｔｅｒｆａｃｉａｌ ｍａｔｅｒｉａｌ：ＴＩＭ）フィルムであって、
前記樹脂層は、半硬化状態の樹脂を含み、
前記第１放熱フィラーは、液体金属を含むことを特徴とするＴＩＭフィルム。

【請求項17】

前記樹脂層に含有される第２放熱フィラーを更に含み、
前記第２放熱フィラーの物質は、前記第１放熱フィラーの物質とは異なることを特徴とする請求項１６に記載のＴＩＭフィルム。

【請求項18】

前記第２放熱フィラーは、金属、セラミック、及び炭素系物質のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１７に記載のＴＩＭフィルム。

【請求項19】

前記第２放熱フィラーは、直径が互いに異なる複数の放熱フィラーを含むことを特徴とする請求項１７に記載のＴＩＭフィルム。

【請求項20】

前記ＴＩＭフィルムの粘性は、３０Ｐａ・ｓ～３００Ｐａ・ｓであることを特徴とする請求項１６に記載のＴＩＭフィルム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ＴＩＭ（ｔｈｅｒｍａｌ ｉｎｔｅｒｆａｃｉａｌ ｍａｔｅｒｉａｌ）フィルム及びＴＩＭフィルムを利用して製造された半導体パッケージに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、１つの半導体パッケージに多様な半導体チップをパッケージングし、半導体チップを互いに電気的に連結して１つのシステムとして動作させている。但し、半導体チップの動作を遂行するときに過度な熱が発生し、そのような過度な熱によって半導体パッケージの性能が劣化する問題がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２２－１３８１１２４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、熱伝導特性が改善されたＴＩＭフィルム及びこれを用いて製造された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】

【0005】

上記目的を達成するためになされた本発明の一態様による半導体パッケージは、第１基板上で側方向に配列された第１半導体チップ及び第２半導体チップと、前記第１半導体チップ及び前記第２半導体チップ上に配置され、樹脂層及び前記樹脂層に含有されて液体金属を含む第１放熱フィラーを含む熱伝導性接着層と、前記熱伝導性接着層上の放熱部材と、を備える。

【0006】

上記目的を達成するためになされた本発明の他の態様による半導体パッケージは、パッケージ基板と、前記パッケージ基板上のインターポーザ基板と、前記インターポーザ基板上に実装された第１半導体チップと、前記インターポーザ基板上に実装されて前記第１半導体チップから側方向に離隔された第２半導体チップと、前記第１半導体チップ及び前記第２半導体チップ上に配置され、樹脂層及び前記樹脂層に含有されて液体金属を含む第１放熱フィラーを含む熱伝導性接着層と、前記熱伝導性接着層上の放熱部材と、を備え、前記第１半導体チップの上面と前記第２半導体チップの上面とは、互いに異なるレベルに位置し、前記熱伝導性接着層は、前記第１半導体チップの上面及び前記第２半導体チップの上面に沿って延び、前記熱伝導性接着層は、前記第１半導体チップの上面及び前記第２半導体チップの上面のそれぞれから前記放熱部材まで延び、前記熱伝導性接着層の熱伝導度は、２Ｗ／ｍＫ～１００Ｗ／ｍＫであり、前記熱伝導性接着層の伸び率（ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ）は、５％～２００％である。

【0007】

上記目的を達成するためになされた本発明の一態様によるＴＩＭフィルムは、樹脂層及び前記樹脂層内に含有される第１放熱フィラーを含む熱界面物質（ｔｈｅｒｍａｌ ｉｎｔｅｒｆａｃｉａｌ ｍａｔｅｒｉａｌ：ＴＩＭ）フィルムであって、前記樹脂層は、半硬化状態の樹脂を含み、前記第１放熱フィラーは、液体金属を含む。

【0008】

一実施形態による半導体パッケージの製造方法は、少なくとも１つの半導体チップを第１基板上に実装する段階と、半硬化状態の樹脂を含む樹脂層及び前記樹脂層に含有される第１放熱フィラーを含むＴＩＭフィルムを放熱部材に付着する段階と、前記第１放熱フィラーとして液体金属を含むＴＩＭフィルムを放熱部材に付着する段階と、前記ＴＩＭフィルムが前記少なくとも１つの半導体チップに接触するように前記放熱部材を前記少なくとも１つの半導体チップ上に配置する段階と、前記ＴＩＭフィルムの樹脂層を完全硬化させて前記少なくとも１つの半導体チップと前記放熱部材との隙間を充填する熱伝導性接着層を形成する段階と、を有する。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、ＴＩＭフィルムは、半硬化状態の樹脂を含む軟性材料であり、改善されたギャップフィル（ｇａｐ ｆｉｌｌ）特性を有する。これにより、複数の半導体チップのそれぞれと放熱部材との間のボイド発生が抑制され、窮極的に複数の半導体チップのそれぞれと放熱部材との熱的結合及び物理的結合の信頼性がより向上する。また、ＴＩＭフィルムから形成された熱伝導性接着層は、液体金属で構成された放熱フィラーを含み、改善された熱伝導特性を有するため、放熱部材及び熱伝導性接着層を利用した半導体パッケージの放熱特性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の一実施形態による半導体パッケージの第１例を示す断面図である。

【図2A】本発明の一実施形態による半導体パッケージの第１例の製造方法を示す断面図である。

【図2B】本発明の一実施形態による半導体パッケージの第１例の製造方法を示す断面図である。

【図2C】本発明の一実施形態による半導体パッケージの第１例の製造方法を示す断面図である。

【図3】本発明の一実施形態による半導体パッケージの第２例を示す断面図である。

【図4】本発明の一実施形態による半導体パッケージの第３例を示す断面図である。

【図5】本発明の一実施形態による半導体パッケージの第４例を示す断面図である。

【図6】本発明の一実施形態による半導体パッケージの第５例を示す断面図である。

【図7】本発明の一実施形態による半導体パッケージの第６例を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明を実施するための形態の具体例を、図面を参照しながら詳細に説明する。図面上の同一構成要素に対しては、同一参照符号を使用し、それらに関する重複説明を省略する。

【0012】

図１は、本発明の一実施形態による半導体パッケージ１０の第１例を示す断面図である。

【0013】

図１を参照すると、半導体パッケージ１０は、パッケージ基板５１０、インターポーザ基板１００、第１～第３半導体チップ（２１０、２２０、２３０）、モールディング層２５０、放熱部材４００、及び熱伝導性接着層３００を含む。

【0014】

インターポーザ基板１００は、ベース層１１０、再配線構造物１２０、第１下部保護層１３０、下部導電性パッド１４０、第２下部保護層１５０、及び貫通電極１７０を含む。インターポーザ基板１００は、第１基板と称される。

【0015】

ベース層１１０は、半導体物質、ガラス、セラミック、又はプラスチックを含む。一実施形態において、ベース層１１０は、シリコン（Ｓｉ）、例えば結晶質シリコン、多結晶質シリコン、又は非晶質シリコンを含むシリコンウェーハを含む。ベース層１１０は、概ね平板状を有し、互いに反対になる上面及び下面を含む。

【0016】

再配線構造物１２０は、ベース層１１０の上面上に配置される。再配線構造物１２０は、ベース層１１０の上面を覆う配線絶縁層１２３、及び配線絶縁層１２３により被覆された導電性再配線パターン１２１を含む。例えば、再配線構造物１２０は、ＢＥＯＬ（ｂａｃｋ－ｅｎｄ－ｏｆ－ｌｉｎｅ）構造を含む。

【0017】

一実施形態において、配線絶縁層１２３は、無機絶縁物質を含む。例えば、配線絶縁層１２３は、酸化物及び窒化物のうちの少なくとも１つを含む。例えば、配線絶縁層１２３は、シリコン酸化物及びシリコン窒化物のうちの少なくとも１つを含む。他の実施形態において、配線絶縁層１２３は、有機絶縁物質を含む。例えば、配線絶縁層１２３は、ポリイミドのようなＰＩＤ（Ｐｈｏｔｏ Ｉｍａｇｅａｂｌｅ ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ）を含む。

【0018】

導電性再配線パターン１２１は、配線絶縁層１２３内でそれぞれ異なるレベルに位置して多層構造を形成する複数の配線層と、複数の配線層を互いに連結するように配線絶縁層１２３内で垂直方向（例えば、Ｚ方向）に延びた導電性ビアとを含む。例えば、導電性再配線パターン１２１は、タングステン（Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）、又は銅（Ｃｕ）のうちから選択される少なくとも１つの金属を含む。

【0019】

導電性再配線パターン１２１の一部は、配線絶縁層１２３の上面上に配置され、第１～第３半導体チップ（２１０、２２０、２３０）のそれぞれとインターポーザ基板１００とを電気的及び物理的に連結するように構成された連結バンプ２６０が付着されるパッドとして機能する。

【0020】

第１下部保護層１３０は、ベース層１１０の下面を覆う。また、第１下部保護層１３０は、ベース層１１０の下面から突出した貫通電極１７０の側壁を覆う。一実施形態において、第１下部保護層１３０の下面は、下部導電性パッド１４０に接触する貫通電極１７０の下面と同一平面上にある。

【0021】

一実施形態において、第１下部保護層１３０は、無機絶縁物質を含む。例えば、第１下部保護層１３０は、酸化物及び窒化物のうちの少なくとも１つを含む。例えば、第１下部保護層１３０は、シリコン酸化物及びシリコン窒化物のうちの少なくとも１つを含む。

【0022】

下部導電性パッド１４０は、第１下部保護層１３０の下面上に配置される。例えば、下部導電性パッド１４０は、ボード・インターポーザ間の連結バンプ１８３に連結されるパッドである。下部導電性パッド１４０は、第１下部保護層１３０の下面上で水平方向（例えば、Ｘ方向又はＹ方向）に互いに離隔されるように配置される。例えば、下部導電性パッド１４０は、第１下部保護層１３０の下面上に二次元アレイ形態に配列される。下部導電性パッド１４０は、平面視において、多角形状、例えば四角形状や六角形状を有する。或いは、下部導電性パッド１４０は、平面視において、円状や楕円状を有する。下部導電性パッド１４０は、例えばタングステン（Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）、又は銅（Ｃｕ）のうちから選択される少なくとも１つの金属を含む。

【0023】

一実施形態において、下部導電性パッド１４０は、均一な厚みを有する。下部導電性パッド１４０が第１下部保護層１３０及び貫通電極１７０に接触する上面と上面に反対になる下面とを有する場合、下部導電性パッド１４０の上面及び下面は、扁平な表面である。

【0024】

第２下部保護層１５０は、第１下部保護層１３０の下面を覆い、下部導電性パッド１４０の一部分を覆う。第２下部保護層１５０は、下部導電性パッド１４０の下面の一部分を露出させるオープニングを含む。第２下部保護層１５０のオープニングを介してボード・インターポーザ間の連結バンプ１８３が下部導電性パッド１４０に連結される。

【0025】

一実施形態において、第２下部保護層１５０は、第１下部保護層１３０を形成する物質とは異なる物質で形成される。第１下部保護層１３０は無機絶縁物質で形成され、第２下部保護層１５０は有機絶縁物質で形成される。一実施形態において、第２下部保護層１５０は、ＰＩＤを含む。例えば、第２下部保護層１５０は、ポリイミド（ＰＩ）やポリベンゾオキサゾール（ＰＢＯ）を含む。他の実施形態において、第２下部保護層１５０は、無機絶縁物質で形成される。

【0026】

インターポーザ基板１００は、下部導電性パッド１４０上に配置された下部連結ピラー１８１を含む。下部連結ピラー１８１は、第２下部保護層１５０のオープニングを介して下部導電性パッド１４０に連結され、下部導電性パッド１４０の下面のエッジ部を覆っている第２下部保護層１５０の一部分に接触する。下部連結ピラー１８１は、アンダーバンプメタル（Ｕｎｄｅｒ Ｂｕｍｐ Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ）として機能する。下部連結ピラー１８１は、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、又はそれらの組み合わせを含む。場合によって、下部連結ピラー１８１は省略される。ボード・インターポーザ間の連結バンプ１８３は、下部連結ピラー１８１に付着される。ボード・インターポーザ間の連結バンプ１８３は、インターポーザ基板１００とパッケージ基板５１０とを電気的及び物理的に連結する。ボード・インターポーザ間の連結バンプ１８３は、連結バンプ２６０の幅よりも大きい幅を有する。

【0027】

貫通電極１７０は、再配線構造物１２０の導電性再配線パターン１２１と下部導電性パッド１４０とを電気的に連結させるように構成される。貫通電極１７０は、ベース層１１０の上面から下面まで延びてベース層１１０を垂直に貫通する。また、貫通電極１７０は、ベース層１１０の下面上に配置された第１下部保護層１３０を更に貫通する。貫通電極１７０の上端は再配線構造物１２０の導電性再配線パターン１２１に連結され、貫通電極１７０の下端は下部導電性パッド１４０に連結される。

【0028】

例えば、貫通電極１７０は、ベース層１１０及び第１下部保護層１３０を貫通する柱状の導電性プラグと、導電性プラグの側壁を取り囲むシリンダー状の導電性バリヤー膜とを含む。導電性バリヤー膜は、Ｔｉ、ＴｉＮ、Ｔａ、ＴａＮ、Ｒｕ、Ｃｏ、Ｍｎ、ＷＮ、Ｎｉ、及びＮｉＢのうちから選択される少なくとも１つの物質を含み、導電性プラグは、Ｃｕ、ＣｕＳｎ、ＣｕＭｇ、ＣｕＮｉ、ＣｕＺｎ、ＣｕＰｄ、ＣｕＡｕ、ＣｕＲｅ、ＣｕＷなどのＣｕ合金、Ｗ、Ｗ合金、Ｎｉ、Ｒｕ、及びＣｏのうちから選択される少なくとも１つの物質を含む。ベース層１１０と貫通電極１７０との間には、ビア絶縁膜が介在する。ビア絶縁膜は、酸化膜、窒化膜、炭化膜、ポリマー、又はそれらの組み合わせを含む。

【0029】

第１～第３半導体チップ（２１０、２２０、２３０）は、インターポーザ基板１００上に実装され、インターポーザ基板１００上で側方向に配列される。第１～第３半導体チップ（２１０、２２０、２３０）は、インターポーザ基板１００に提供される電気的連結経路を介して互いに電気的に連結される。図１では、インターポーザ基板１００上に側方向に互いに離隔された３つの半導体チップが実装されたものを示しているが、インターポーザ基板１００上には、１つの半導体チップ、２つ又は４つ以上の半導体チップが実装され得る。

【0030】

第１半導体チップ２１０は第１半導体基板２１１及び第１チップパッド２１３を含み、第２半導体チップ２２０は第２半導体基板２２１及び第２チップパッド２２３を含み、第３半導体チップ２３０は第３半導体基板２３１及び第３チップパッド２３３を含む。第１～第３半導体基板（２１１、２２１、２３１）のそれぞれは、インターポーザ基板１００に対向する活性面と、活性面に反対になる非活性面とを含む。第１～第３半導体基板（２１１、２２１、２３１）は、シリコン、例えば結晶質シリコン、多結晶質シリコン、又は非晶質シリコンを含む。第１チップパッド２１３は第１半導体チップ２１０の下面に配置され、第２チップパッド２２３は第２半導体チップ２２０の下面に配置され、第３チップパッド２３３は第３半導体チップ２３０の下面に配置される。

【0031】

第１～第３半導体チップ（２１０、２２０、２３０）は、フリップチップ方式によりインターポーザ基板１００上に実装される。第１～第３半導体チップ（２１０、２２０、２３０）のそれぞれは、連結バンプ２６０を介してインターポーザ基板１００上に実装される。第１半導体チップ２１０はインターポーザ基板１００と第１チップパッド２１３との間に配置された連結バンプ２６０を介してインターポーザ基板１００に電気的及び物理的に連結され、第２半導体チップ２２０はインターポーザ基板１００と第２チップパッド２２３との間に配置された連結バンプ２６０を介してインターポーザ基板１００に電気的及び物理的に連結され、第３半導体チップ２３０はインターポーザ基板１００と第３チップパッド２３３との間に配置された連結バンプ２６０を介してインターポーザ基板１００に電気的及び物理的に連結される。

【0032】

第１～第３半導体チップ（２１０、２２０、２３０）は、同種の半導体チップであるか、又は異種の半導体チップである。一実施形態において、第１～第３半導体チップ（２１０、２２０、２３０）のうちの一部はメモリチップであり、他の一部はロジックチップである。一実施形態において、第１半導体チップ２１０はロジックチップであり、第２及び第３半導体チップ（２２０、２３０）はメモリチップである。

【0033】

一実施形態において、メモリチップは、例えばＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）又はＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）のような揮発性メモリチップであり、ＰＲＡＭ（Ｐｈａｓｅ－ｃｈａｎｇｅ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＭＲＡＭ（Ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔｉｖｅ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＦｅＲＡＭ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、又はＲＲＡＭ（Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）のような不揮発性半導体チップである。一実施形態において、第１～第３半導体チップ（２１０、２２０、２３０）のうちの少なくとも１つは、垂直に積層された複数のＨＢＭ（Ｈｉｇｈ Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ Ｍｅｍｏｒｙ）ＤＲＡＭチップを含む。

【0034】

一実施形態において、ロジックチップは、人工知能半導体、マイクロプロセッサ、グラフィックプロセッサ、信号プロセッサ、ネットワークプロセッサ、チップセット、オーディオコーデック、ビデオコーデック、又はアプリケーションプロセッサを含む。

【0035】

第１～第３半導体チップ（２１０、２２０、２３０）のそれぞれとインターポーザ基板１００との間には、アンダーフィル層２４１が配置される。アンダーフィル層２４１は、第１～第３半導体チップ（２１０、２２０、２３０）のそれぞれとインターポーザ基板１００との隙間を充填し、連結バンプ２６０のそれぞれの側壁を取り囲む。アンダーフィル層２４１は、エポキシ樹脂と、エポキシ樹脂に含有された無機フィラー及び／又は有機フィラーとを含む。アンダーフィル層２４１は、キャピラリーアンダーフィル（ｃａｐｉｌｌａｒｙ ｕｎｄｅｒ－ｆｉｌｌ）工程を介して形成される。

【0036】

モールディング層２５０は、インターポーザ基板１００の上面上で第１～第３半導体チップ（２１０、２２０、２３０）を取り囲む。モールディング層２５０は、インターポーザ基板１００の上面を覆い、第１～第３半導体チップ（２１０、２２０、２３０）のそれぞれの側壁を覆う。一実施形態において、モールディング層２５０は、第１～第３半導体チップ（２１０、２２０、２３０）の側壁を覆うが、第１～第３半導体チップ（２１０、２２０、２３０）の上面（２１９、２２９、２３９）を覆わない。一実施形態において、モールディング層２５０の上面は、第１～第３半導体チップ（２１０、２２０、２３０）の上面（２１９、２２９、２３９）と同一平面上にある。例えば、モールディング層２５０は、エポキシ樹脂と、エポキシ樹脂に含有された無機フィラー及び／又は有機フィラーとを含む。一実施形態において、モールディング層２５０は、エポキシモールドコンパウンド（ｅｐｏｘｙ ｍｏｌｄ ｃｏｍｐｏｕｎｄ：ＥＭＣ）を含む。一部の実施形態において、アンダーフィル層２４１が省略され、モールディング層２５０は、モールドアンダーフィル工程を介して第１～第３半導体チップ（２１０、２２０、２３０）のそれぞれとインターポーザ基板１００との隙間を更に充填するように形成される。

【0037】

放熱部材４００は、第１～第３半導体チップ（２１０、２２０、２３０）の上面（２１９、２２９、２３９）を覆う。放熱部材４００は、ヒートスラグ（ｈｅａｔ ｓｌｕｇ）又はヒートシンク（ｈｅａｔ ｓｉｎｋ）のような放熱板を含む。一実施形態において、放熱部材４００は、金属材質からなる平板又は立体物である。一実施形態において、放熱部材４００は、第１～第３半導体チップ（２１０、２２０、２３０）の上面（２１９、２２９、２３９）を覆うトップカバー部と、第１～第３半導体チップ（２１０、２２０、２３０）の側壁及びインターポーザ基板１００の側壁を取り囲むサイドカバー部とを含む。放熱部材４００のサイドカバー部は、放熱部材４００のトップカバー部のエッジからパッケージ基板５１０の上面まで延びる。放熱部材４００のサイドカバー部の下端は、パッケージ基板５１０に結合される。

【0038】

一実施形態において、放熱部材４００は、放熱機能及び電磁波遮蔽機能を行うように構成される。放熱部材４００は、パッケージ基板５１０の基板上部パッド５１３のうち、接地電圧を提供するように構成された基板上部パッド５１３に電気的及び物理的に連結される。

【0039】

熱伝導性接着層３００は、第１～第３半導体チップ（２１０、２２０、２３０）の上面（２１９、２２９、２３９）と放熱部材４００との間に配置される。熱伝導性接着層３００は、第１～第３半導体チップ（２１０、２２０、２３０）のそれぞれと放熱部材４００とを熱的及び物理的に結合させるように構成される。熱伝導性接着層３００は、第１～第３半導体チップ（２１０、２２０、２３０）の上面（２１９、２２９、２３９）及びモールディング層２５０の上面に沿って連続して延び、第１～第３半導体チップ（２１０、２２０、２３０）の上面（２１９、２２９、２３９）及びモールディング層２５０の上面を全体的に覆う。熱伝導性接着層３００は、放熱部材４００のトップカバー部の扁平な表面に接触する。熱伝導性接着層３００は、第１～第３半導体チップ（２１０、２２０、２３０）の上面（２１９、２２９、２３９）のそれぞれと放熱部材４００との隙間を充填する。

【0040】

一実施形態において、熱伝導性接着層３００は、電気的に不導体である。

【0041】

一実施形態において、モールディング層２５０の上面は、第１～第３半導体チップ（２１０、２２０、２３０）の上面（２１９、２２９、２３９）と同一平面上にあり、熱伝導性接着層３００の厚み（即ち、垂直方向（例えば、Ｚ方向）に沿う長さ）は全体的に均一である。

【0042】

熱伝導性接着層３００は、硬化性樹脂を含む樹脂層３１０と、樹脂層３１０に含有された放熱フィラーとを含む。放熱フィラーは、樹脂層３１０内に概ね均一に分布する。放熱フィラーは、熱伝導性接着層３００の熱伝導度を向上させるための添加物質である。

【0043】

一実施形態において、樹脂層３１０は、熱硬化性樹脂を含む。例えば、樹脂層３１０は、シリコン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリシロキサン樹脂、フェノキシ樹脂、ビスマレイミド樹脂、不飽和ポリエステル、ウレタン、ウレア、フェノール・ホルムアルデヒド、加硫ゴム、メラミン樹脂、ポリイミド、エポキシノボラック樹脂、ビスフェノールＡジグリシジルエーテル（ＤＧＥＢＡ）、及びシアネートエステルを含むが、それらに限定されるものではない。一実施形態において、樹脂層３１０は、紫外線硬化樹脂のような光硬化性樹脂を含む。例えば、樹脂層３１０は、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレート、不飽和ポリエステル樹脂、ポリエステルアクリレート、ポリエーテルアクリレート、及び不飽和アクリル樹脂を含むが、それらに限定されるものではない。

【0044】

熱伝導性接着層３００は、液体金属（ｌｉｑｕｉｄ ｍｅｔａｌ）を含む第１放熱フィラー３２０を含む。例えば、第１放熱フィラー３２０は、ガリウム（Ｇａ）、ガリウム合金、インジウム（Ｉｎ）、インジウム合金、スズ（Ｓｎ）、スズ合金、水銀（Ｈｇ）、水銀合金、又はそれらの組み合わせを含む。一実施形態において、熱伝導性接着層３００は、ガリウム・インジウム合金を含む。

【0045】

一実施形態において、第１放熱フィラー３２０は、６０℃以下、５０℃以下、４０℃以下、３０℃以下、２０℃以下、１０℃以下、０℃以下、－１０℃以下、－２０℃以下、又は－３０℃以下で液体状態である。

【0046】

一実施形態において、熱伝導性接着層３００の総体積に対する第１放熱フィラー３２０の体積の割合として定義される第１放熱フィラー３２０の体積分率は、１％～９０％、５％～８５％、１０％～８０％、１５％～８０％、２０％～７５％、２５％～７０％、３０％～６５％、３５％～６０％、又は４０％～５５％である。

【0047】

熱伝導性接着層３００は、第１放熱フィラー３２０の物質とは異なる物質を含む第２放熱フィラー３３０を含む。第２放熱フィラー３３０は、金属、金属化合物、セラミック、及び／又は炭素系物質を含む。例えば、第２放熱フィラー３３０は、銀、銀合金、銅、銅合金、金、金合金、アルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ニッケル合金、亜鉛、及び／又は亜鉛合金などを含む。例えば、第２放熱フィラー３３０は、二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、窒化ホウ素（ＢＮ）、ダイヤモンド、カーボンナノチューブ（ｃａｒｂｏｎ ｎａｎｏｔｕｂｅ：ＣＮＴ）、ＮＣＴアレイ、グラフェン、及び／又は炭素を含有したコア・シェル（ｃｏｒｅ－ｓｈｅｌｌ）複合体を含む。

【0048】

一実施形態において、第２放熱フィラー３３０の直径は、０．１μｍ～数百μｍである。例えば、第２放熱フィラー３３０の直径は、０．１μｍ～２００μｍである。

【0049】

一実施形態において、第２放熱フィラー３３０は、平均粒子径及び／又は物質組成が互いに異なる２種以上の放熱フィラーを含む。例えば、第２放熱フィラー３３０は、第１平均粒子径を有する第１種の放熱フィラー、第２平均粒子径を有する第２種の放熱フィラー、及び第３平均粒子径を有する第３種の放熱フィラーを含む。第１平均粒子径、第２平均粒子径、及び第３平均粒子径は、それぞれ異なり、第１種の放熱フィラー、第２種の放熱フィラー、及び第３種の放熱フィラーは、それぞれ異なる物質又はそれぞれ異なる物質組成を有する。第２放熱フィラー３３０が、平均粒子径が互いに異なる２種以上の放熱フィラーを含むことにより、フィラーのパッキング密度が増加し、これにより熱伝導性接着層３００は、相対的に低い接合ライン厚み（ｂｏｎｄ－ｌｉｎｅ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ）を有しつつも、相対的に高い熱伝導度を有する。

【0050】

一実施形態において、熱伝導性接着層３００の熱伝導度は、常温（ｒｏｏｍ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）で、２Ｗ／ｍＫ～１００Ｗ／ｍＫ、１０Ｗ／ｍＫ～９０Ｗ／ｍＫ、２０Ｗ／ｍＫ～８０Ｗ／ｍＫ、又は３０Ｗ／ｍＫ～７０Ｗ／ｍＫである。

【0051】

一実施形態において、熱伝導性接着層３００の伸び率（ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ）は、常温で、５％～２００％、１０％～１９０％、２０％～１８０％、３０％～１７０％、４０％～１６０％、５０％～１５０％、６０％～１４０％、７０％～１３０％、又は８０％～１２０％である。

【0052】

パッケージ基板５１０は、インターポーザ基板１００の下側に配置される。パッケージ基板５１０は、ボード・インターポーザ間の連結バンプ１８３を介してインターポーザ基板１００に電気的及び物理的に連結される。パッケージ基板５１０は、基板ベース５１１、並びに基板ベース５１１の上面及び下面にそれぞれ配置される基板上部パッド５１３及び基板下部パッド５１５を含む。一実施形態において、パッケージ基板５１０は、印刷回路基板である。例えば、パッケージ基板５１０は、マルチレイヤー印刷回路基板である。基板ベース５１１は、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、及びポリイミドのうちから選択される少なくとも１つの物質からなる。基板上部パッド５１３にはボード・インターポーザ間の連結バンプ１８３が連結され、基板下部パッド５１５には外部装置と半導体パッケージ１０とを電気的に連結するように構成された外部連結端子５２０が連結される。

【0053】

半導体パッケージ１０は、インターポーザ基板１００とパッケージ基板５１０との間に配置されたパッケージアンダーフィル層５３０を更に含む。パッケージアンダーフィル層５３０は、インターポーザ基板１００とパッケージ基板５１０との隙間を充填してボード・インターポーザ間の連結バンプ１８３を取り囲む。例えば、パッケージアンダーフィル層５３０は、キャピラリーアンダーフィル工程を介して形成される。

【0054】

図２Ａ～図２Ｃは、本発明の一実施形態による半導体パッケージの第１例の製造方法を示す断面図である。以下、図２Ａ～図２Ｃを参照して、図１に示した半導体パッケージ１０の製造方法について説明する。

【0055】

図２Ａを参照すると、インターポーザ基板１００、インターポーザ基板１００上に実装された第１～第３半導体チップ（２１０、２２０、２３０）、及びインターポーザ基板１００上で第１～第３半導体チップ（２１０、２２０、２３０）をモールディングするモールディング層２５０を含む構造体を準備する。構造体は、パッケージ基板５１０上に搭載される。第１～第３半導体チップ（２１０、２２０、２３０）の上面（２１９、２２９、２３９）は、外部に露出する。

【0056】

図２Ｂを参照すると、熱界面物質（ｔｈｅｒｍａｌ ｉｎｔｅｒｆａｃｉａｌ ｍａｔｅｒｉａｌ：ＴＩＭ）フィルム３００Ｆを準備し、準備されたＴＩＭフィルム３００Ｆを放熱部材４００に付着する。ＴＩＭフィルム３００Ｆは、図１を参照して説明した熱伝導性接着層３００を形成するための構成要素である。熱伝導性接着層３００は、ＴＩＭフィルム３００Ｆに対する熱圧着工程を介して形成される。

【0057】

ＴＩＭフィルム３００Ｆは、半硬化（ｓｅｍｉ－ｃｕｒｅｄ又はＢ－ｓｔａｇｅ）状態の樹脂を含む樹脂層と、樹脂層に含有された放熱フィラーとを含む。ＴＩＭフィルム３００Ｆの樹脂層は、上述の熱伝導性接着層３００の樹脂層３１０の物質と同一物質を含む。ＴＩＭフィルム３００Ｆに含まれる放熱フィラーは、上述の第１放熱フィラー３２０及び第２放熱フィラー３３０を含む。ＴＩＭフィルム３００Ｆは、放熱フィラーが混合された樹脂を利用したドロップキャスティング（ｄｒｏｐ ｃａｓｔｉｎｇ）工程を介してフィルム形態に製造される。ＴＩＭフィルム３００Ｆは、放熱フィラーが混合された樹脂を第１硬化温度で仮硬化させて形成される。ＴＩＭフィルム３００Ｆは、半硬化状態の樹脂を含むため、相対的に大きい流動性及び相対的に大きい濡れ性（ｗｅｔｔａｂｉｌｉｔｙ）を有する。

【0058】

一実施形態において、ＴＩＭフィルム３００Ｆの粘性は、常温で、３０Ｐａ・ｓ～３００Ｐａ・ｓ、５０Ｐａ・ｓ～２８０Ｐａ・ｓ、７０Ｐａ・ｓ～２６０Ｐａ・ｓ、９０Ｐａ・ｓ～２４０Ｐａ・ｓ、１１０Ｐａ・ｓ～２２０Ｐａ・ｓ、又は１３０Ｐａ・ｓ～２００Ｐａ・ｓである。

【0059】

一実施形態において、ＴＩＭフィルム３００Ｆは、電気的に不導体である。

【0060】

図２Ｃを参照すると、放熱部材４００を第１～第３半導体チップ（２１０、２２０、２３０）上に付着させる。ＴＩＭフィルム３００Ｆは、第１～第３半導体チップ（２１０、２２０、２３０）のそれぞれと放熱部材４００との間に介在する。放熱部材４００は、ＴＩＭフィルム３００Ｆにより第１～第３半導体チップ（２１０、２２０、２３０）に仮固定される。また、放熱部材４００は、パッケージ基板５１０に接合され、放熱部材４００とパッケージ基板５１０との間にはソルダーのような導電性接着物質が介在し、放熱部材４００とパッケージ基板５１０とを結合させる。

【0061】

図２Ｃ及び図１を参照すると、ＴＩＭフィルム３００Ｆを利用して放熱部材４００を第１～第３半導体チップ（２１０、２２０、２３０）に仮固定させた後、ＴＩＭフィルム３００Ｆに対する熱圧着工程を遂行してＴＩＭフィルム３００Ｆに含まれる樹脂を完全硬化（ｆｕｌｌ－ｃｕｒｅｄ）状態にする。例えば、ＴＩＭフィルム３００Ｆに含まれる半硬化状態の樹脂は、硬化ソースから提供される熱９０１により完全硬化状態になる。ＴＩＭフィルム３００Ｆに含まれる半硬化状態の樹脂は、第２硬化温度で処理されて完全硬化状態に変わる。このとき、第２硬化温度は、上述の第１硬化温度よりも高い。ＴＩＭフィルム３００Ｆに含まれる樹脂が完全硬化状態になるにつれて、ＴＩＭフィルム３００Ｆから熱伝導性接着層３００が形成される。放熱部材４００は、完全硬化状態の樹脂層３１０を含む熱伝導性接着層３００により、第１～第３半導体チップ（２１０、２２０、２３０）に物理的に結合される。

【0062】

本発明の一実施形態によると、ＴＩＭフィルム３００Ｆは、半硬化状態の樹脂を含む軟性（ｓｏｆｔ）材料であり、改善されたギャップフィル（ｇａｐ ｆｉｌｌ）特性を有する。これにより、第１～第３半導体チップ（２１０、２２０、２３０）のそれぞれと放熱部材４００との間のボイド（ｖｏｉｄ）発生が抑制され、窮極的に第１～第３半導体チップ（２１０、２２０、２３０）のそれぞれと放熱部材４００との熱的結合及び物理的結合の信頼性がより向上する。

【0063】

また、本発明の一実施形態によると、ＴＩＭフィルム３００Ｆから形成された熱伝導性接着層３００は、液体金属で構成された放熱フィラーを含み、改善された熱伝導特性を有するため、放熱部材４００及び熱伝導性接着層３００を利用した半導体パッケージ１０の放熱特性が向上する。

【0064】

図３は、本発明の一実施形態による半導体パッケージ１２の第２例を示す断面図である。以下、図１を参照して説明した半導体パッケージ１０との相違点を中心に、図３に示す半導体パッケージ１２について説明する。

【0065】

図３を参照すると、半導体パッケージ１２において、第１～第３半導体チップ（２１０、２２０、２３０）の上面（２１９、２２９、２３９）は、それぞれ異なるレベルにある。例えば、第３半導体チップ２３０の上面２３９は第１半導体チップ２１０の上面２１９よりも高いレベルに位置し、第２半導体チップ２２０の上面２２９は第３半導体チップ２３０の上面２３９よりも高いレベルに位置する。即ち、第３半導体チップ２３０の上面２３９とインターポーザ基板１００との垂直方向（例えば、Ｚ方向）に沿う距離は第１半導体チップ２１０の上面２１９とインターポーザ基板１００との垂直方向（例えば、Ｚ方向）に沿う距離よりも大きく、第２半導体チップ２２０の上面２２９とインターポーザ基板１００との垂直方向（例えば、Ｚ方向）に沿う距離は第３半導体チップ２３０の上面２３９とインターポーザ基板１００との垂直方向（例えば、Ｚ方向）に沿う距離よりも大きい。

【0066】

熱伝導性接着層３００ａは、第１～第３半導体チップ（２１０、２２０、２３０）の上面（２１９、２２９、２３９）のそれぞれと放熱部材４００との隙間を充填する。熱伝導性接着層３００ａは、第１～第３半導体チップ（２１０、２２０、２３０）の上面（２１９、２２９、２３９）及びモールディング層２５０の上面により提供された輪郭に沿って延び、第１～第３半導体チップ（２１０、２２０、２３０）の上面（２１９、２２９、２３９）のそれぞれと放熱部材４００との隙間を完全に充填するように構成される。熱伝導性接着層３００ａは、第１～第３半導体チップ（２１０、２２０、２３０）のうちの少なくとも１つの側壁に接触する。

【0067】

第１半導体チップ２１０に重畳する熱伝導性接着層３００ａの第１部分は第１半導体チップ２１０の上面２１９から放熱部材４００まで延びて第１半導体チップ２１０の上面２１９と放熱部材４００との隙間を完全に充填し、第２半導体チップ２２０に重畳する熱伝導性接着層３００ａの第２部分は第２半導体チップ２２０の上面２２９から放熱部材４００まで延びて第２半導体チップ２２０の上面２２９と放熱部材４００との隙間を完全に充填し、第３半導体チップ２３０に重畳する熱伝導性接着層３００ａの第３部分は第３半導体チップ２３０の上面２３９から放熱部材４００まで延びて第３半導体チップ２３０の上面２３９と放熱部材４００との隙間を完全に充填する。

【0068】

熱伝導性接着層３００ａの厚み（即ち、垂直方向（例えば、Ｚ方向）に沿う長さ）は、領域別にそれぞれ異なる。第１半導体チップ２１０の上面２１９は放熱部材４００から垂直方向（例えば、Ｚ方向）に第１距離で離隔され、第３半導体チップ２３０の上面２３９は放熱部材４００から垂直方向（例えば、Ｚ方向）に第１距離よりも小さい第３距離で離隔され、第２半導体チップ２２０の上面２２９は放熱部材４００から垂直方向（例えば、Ｚ方向）に第３距離よりも小さい第２距離で離隔される。この場合、第１半導体チップ２１０に重畳する熱伝導性接着層３００ａの第１部分は第１厚みを有し、第３半導体チップ２３０に重畳する熱伝導性接着層３００ａの第３部分は第１厚みよりも小さい第３厚みを有し、第２半導体チップ２２０に重畳する熱伝導性接着層３００ａの第２部分は第３厚みよりも小さい第２厚みを有する。

【0069】

上述のように、熱伝導性接着層３００ａは、半硬化状態の樹脂層を含むＴＩＭフィルム（図２Ｃの３００Ｆ）から形成される。ＴＩＭフィルム３００Ｆは軟性材料であり、改善されたギャップフィル特性を有するため、第１～第３半導体チップ（２１０、２２０、２３０）の上面（２１９、２２９、２３９）が段差を有する場合にも、ＴＩＭフィルム３００Ｆは、熱圧着工程の間に流動及び変形されて、第１～第３半導体チップ（２１０、２２０、２３０）のそれぞれと放熱部材４００との隙間を完全に充填する。

【0070】

図４は、本発明の一実施形態による半導体パッケージ１４の第３例を示す断面図である。以下、図１を参照して説明した半導体パッケージ１０との相違点を中心に、図４に示す半導体パッケージ１４について説明する。

【0071】

図４を参照すると、半導体パッケージ１４において、熱伝導性接着層３００ｂは、第１～第３半導体チップ（２１０、２２０、２３０）の上面（２１９、２２９、２３９）を覆い、且つ第１～第３半導体チップ（２１０、２２０、２３０）の側壁間の隙間を少なくとも部分的に充填する。一実施形態において、熱伝導性接着層３００ｂは、第１～第３半導体チップ（２１０、２２０、２３０）の上面（２１９、２２９、２３９）に沿って延びたトップフィル部（ｔｏｐ ｆｉｌｌ ｐｏｒｔｉｏｎ）３４１と、第１～第３半導体チップ（２１０、２２０、２３０）の側壁間の隙間を少なくとも部分的に充填するサイドフィル部（ｓｉｄｅ ｆｉｌｌ ｐｏｒｔｉｏｎ）３４３とを含む。サイドフィル部３４３は、第１半導体チップ２１０の側壁、第２半導体チップ２２０の側壁、及び／又は第３半導体チップ２３０の側壁に沿って延びる。

【0072】

上述のように、熱伝導性接着層３００ｂは、半硬化状態の樹脂層を含むＴＩＭフィルム（図２Ｃの３００Ｆ）から形成される。ＴＩＭフィルム３００Ｆは、軟性材料であり、改善されたギャップフィル特性を有するため、ＴＩＭフィルム３００Ｆは、熱圧着工程の間に流動及び変形されて第１～第３半導体チップ（２１０、２２０、２３０）の側壁間の隙間を少なくとも部分的に充填する。

【0073】

図５は、本発明の一実施形態による半導体パッケージ１６の第４例を示す断面図である。以下、図４を参照して説明した半導体パッケージ１４との相違点を中心に、図５に示す半導体パッケージ１６について説明する。

【0074】

図５を参照すると、半導体パッケージ１６において、第１～第３半導体チップ（２１０、２２０、２３０）の上面（２１９、２２９、２３９）は、それぞれ異なるレベルにあり、第１～第３半導体チップ（２１０、２２０、２３０）の上面（２１９、２２９、２３９）のそれぞれと放熱部材４００との距離は、それぞれ異なる。熱伝導性接着層３００ｃは、第１～第３半導体チップ（２１０、２２０、２３０）の上面（２１９、２２９、２３９）のそれぞれと放熱部材４００との隙間を充填し、且つ第１～第３半導体チップ（２１０、２２０、２３０）の側壁間の隙間を少なくとも部分的に充填する。一実施形態において、熱伝導性接着層３００ｃは、第１～第３半導体チップ（２１０、２２０、２３０）の上面（２１９、２２９、２３９）に沿って延びたトップフィル部３４１と、第１～第３半導体チップ（２１０、２２０、２３０）の側壁間の隙間を少なくとも部分的に充填するサイドフィル部３４３とを含む。熱伝導性接着層３００ｃは、半硬化状態の樹脂層を含むＴＩＭフィルム（図２Ｃの３００Ｆ）から形成される。

【0075】

図６は、本発明の一実施形態による半導体パッケージ１８の第５例を示す断面図である。以下、図１を参照して説明した半導体パッケージ１０との相違点を中心に、図６に示す半導体パッケージ１８について説明する。

【0076】

図６を参照すると、半導体パッケージ１８において、第２半導体チップ２２０及びインターポーザ基板１００はそれぞれパッケージ基板５１０上に実装され、第１半導体チップ２１０はインターポーザ基板１００上に実装される。第２半導体チップ２２０は、パッケージ基板５１０上でインターポーザ基板１００から側方向に離隔される。第２半導体チップ２２０は連結バンプ２６３を介してパッケージ基板５１０に物理的及び電気的に連結され、第２半導体チップ２２０とパッケージ基板５１０との間には、連結バンプ２６３を取り囲むアンダーフィル層５３３が配置される。インターポーザ基板１００はボード・インターポーザ間の連結バンプ１８３を介してパッケージ基板５１０に物理的及び電気的に連結され、インターポーザ基板１００とパッケージ基板５１０との間には、ボード・インターポーザ間の連結バンプ１８３を取り囲むアンダーフィル層５３１が配置される。第１半導体チップ２１０は、連結バンプ２６１を介してインターポーザ基板１００に物理的及び電気的に連結される。インターポーザ基板１００上には、第１半導体チップ２１０の側壁を取り囲んで第１半導体チップ２１０とインターポーザ基板１００との隙間を充填するサブモールディング層２５１が配置される。例えば、サブモールディング層２５１は、ＥＭＣで形成される。

【0077】

半導体パッケージ１８は、パッケージ基板５１０上で、第１半導体チップ２１０、第２半導体チップ２２０、及びインターポーザ基板１００のそれぞれを少なくとも部分的に覆うモールディング層２５３を含む。モールディング層２５３は、第１半導体チップ２１０の側壁及び第２半導体チップ２２０の側壁を取り囲むが、第１半導体チップ２１０の上面２１９及び第２半導体チップ２２０の上面２２９は覆わない。例えば、モールディング層２５３は、ＥＭＣで形成される。

【0078】

熱伝導性接着層３００ｄは、第１及び第２半導体チップ（２１０、２２０）の上面（２１９、２２９）のそれぞれと放熱部材４００との間に配置され、第１及び第２半導体チップ（２１０、２２０）のそれぞれと放熱部材４００とを熱的及び物理的に結合させる。熱伝導性接着層３００ｄは、第１及び第２半導体チップ（２１０、２２０）の上面（２１９、２２９）及びモールディング層２５０の上面により提供された輪郭に沿って延び、第１及び第２半導体チップ（２１０、２２０）の上面（２１９、２２９）のそれぞれと放熱部材４００との隙間を完全に充填するように構成される。

【0079】

一実施形態において、第１及び第２半導体チップ（２１０、２２０）の上面（２１９、２２９）は互いに異なるレベルにあり、第１及び第２半導体チップ（２１０、２２０）の上面（２１９、２２９）のそれぞれと放熱部材４００との距離は互いに異なる。例えば、第１半導体チップ２１０の上面２１９と放熱部材４００との垂直方向（例えば、Ｚ方向）に沿う距離は、第２半導体チップ２２０の上面２２９と放熱部材４００との垂直方向（例えば、Ｚ方向）に沿う距離よりも小さい。この場合、第１半導体チップ２１０に重畳する熱伝導性接着層３００ｄの第１部分は第１厚みを有し、第２半導体チップ２２０に重畳する熱伝導性接着層３００ｄの第２部分は、第１厚みよりも大きい第２厚みを有する。

【0080】

上述のように、熱伝導性接着層３００ｄは、半硬化状態の樹脂層を含むＴＩＭフィルム（図２Ｃの３００Ｆ）から形成される。ＴＩＭフィルム３００Ｆは、軟性材料であり、改善されたギャップフィル特性を有するため、ＴＩＭフィルム３００Ｆは、熱圧着工程の間に流動及び変形されて第１及び第２半導体チップ（２１０、２２０）のそれぞれと放熱部材４００との隙間を完全に充填する。

【0081】

図７は、本発明の一実施形態による半導体パッケージ２０の第６例を示す断面図である。以下、上述の内容に重複する説明は省略又は簡略化する。

【0082】

図７を参照すると、下部半導体チップ２４０が連結バンプ２４４を介してパッケージ基板５１０上に実装され、インターポーザ基板６３０が下部半導体チップ２４０上に配置され、上部パッケージ６５０がインターポーザ基板６３０上に配置される。

【0083】

インターポーザ基板６３０は、ベース絶縁層６３１、ベース絶縁層６３１の上面上に提供された上部パッド６３３、ベース絶縁層６３１の下面上に提供された下部パッド６３５、及びベース絶縁層６３１を貫通して上部パッド６３３と下部パッド６３５とを電気的に連結する導電性ビアパターン６３７を含む。インターポーザ基板６３０は、例えば印刷回路基板を含む。

【0084】

パッケージ基板５１０上には、基板上部パッド５１３を露出させるための連結ホール６１４を有する下部モールディング層６１２が提供される。下部モールディング層６１２の連結ホール６１４には、基板間連結端子６２０が配置される。基板間連結端子６２０は、それぞれパッケージ基板５１０の基板上部パッド５１３からインターポーザ基板６３０の下部パッド６３５まで延びる。下部モールディング層６１２は、下部半導体チップ２４０の側壁を覆うが、下部半導体チップ２４０の上面を露出させる。即ち、下部モールディング層６１２は、下部半導体チップ２４０の上面を覆わない。

【0085】

上部パッケージ６５０は、パッケージ間連結端子６４０を介してインターポーザ基板６３０上に実装される。上部パッケージ６５０は、基板６５１、基板６５１上に搭載された上部半導体チップ（６５３、６５５）、基板６５１上で上部半導体チップ（６５３、６５５）を覆う上部モールディング層６５７、及び上部半導体チップ（６５３、６５５）のそれぞれと基板６５１とを電気的に連結する導電性ワイヤ６５９を含む。

【0086】

半導体パッケージ２０は、インターポーザ基板６３０と下部半導体チップ２４０の上面との間に介在する熱伝導性接着層３０１を含む。熱伝導性接着層３０１は、上述のＴＩＭフィルム（図２Ｃの３００Ｆ）を利用して形成される。熱伝導性接着層３０１は、下部半導体チップ２４０の上面及びインターポーザ基板６３０の下面にそれぞれ接触する。一実施形態において、インターポーザ基板６３０は、熱伝導性接着層３０１に接触する放熱用導電層６３９を含む。放熱用導電層６３９は、放熱部材と称される。放熱用導電層６３９は、熱伝導性接着層３０１を介して下部半導体チップ２４０に熱的に結合される。下部半導体チップ２４０で発生した熱は、熱伝導性接着層３０１及びインターポーザ基板６３０の放熱用導電層６３９を介して放出される。

【0087】

以上、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想から逸脱しない範囲内で多様に変更実施することが可能である。

【符号の説明】

【0088】

１０、１２、１４、１６、１８、２０ 半導体パッケージ
１００ インターポーザ基板
１１０ ベース層
１２０ 再配線構造物
１２１ 導電性再配線パターン
１２３ 配線絶縁層
１３０、１５０ 第１、第２下部保護層
１４０ 下部導電性パッド
１７０ 貫通電極
１８１ 下部連結ピラー
１８３ ボード・インターポーザ間の連結バンプ
２１０、２２０、２３０ 第１～第３半導体チップ
２１１、２２１、２３１ 第１～第３半導体基板
２１３、２２３、２３３ 第１～第３チップパッド
２１９、２２９、２３９ 第１～第３半導体チップの上面
２４０ 下部半導体チップ
２４１ アンダーフィル層
２４４、２６０、２６１、２６３ 連結バンプ
２５０、２５３ モールディング層
２５１ サブモールディング層
２６０ 連結バンプ
３００、３００ａ、３００ｂ、３００ｃ、３００ｄ、３０１ 熱伝導性接着層
３００Ｆ ＴＩＭフィルム ３１０ 樹脂層
３２０、３３０ 第１、第２放熱フィラー
３４１ トップフィル部（ｔｏｐ ｆｉｌｌ ｐｏｒｔｉｏｎ）
３４３ サイドフィル部（ｓｉｄｅ ｆｉｌｌ ｐｏｒｔｉｏｎ）
４００ 放熱部材
５１０ パッケージ基板
５１１ 基板ベース
５１３ 基板上部パッド
５１５ 基板下部パッド
５２０ 外部連結端子
５３０ パッケージアンダーフィル層
５３１、５３３ アンダーフィル層
６１２、６５７ 下部、上部モールディング層
６１４ 連結ホール
６２０ 基板間連結端子
６３０ インターポーザ基板
６３１ ベース絶縁層
６３３、６３５ 上部、下部パッド
６３７ 導電性ビアパターン
６３９ 放熱用導電層
６４０ パッケージ間連結端子
６５０ 上部パッケージ
６５１ 基板
６５３、６５５ 上部半導体チップ
６５９ 導電性ワイヤ
９０１ 熱

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】