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CN112542431A - 具有半导体封装件和用于散热的导热层的半导体装置 - Google Patents

具有半导体封装件和用于散热的导热层的半导体装置 Download PDF

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CN112542431A
CN112542431A CN202010963035.0A CN202010963035A CN112542431A CN 112542431 A CN112542431 A CN 112542431A CN 202010963035 A CN202010963035 A CN 202010963035A CN 112542431 A CN112542431 A CN 112542431A
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CN
China
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semiconductor package
conductive
adhesive layer
housing
semiconductor
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CN202010963035.0A
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金龙河
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Samsung Electronics Co Ltd
Original Assignee
Samsung Electronics Co Ltd
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Abstract

一种半导体装置包括：系统基板；安装在系统基板上并在第一水平方向上具有第一长度的半导体封装件；柔性的并且被布置在半导体封装件上的传导标签，传导标签包括：与半导体封装件接触的第一粘合层；导热层，导热层通过第一粘合层附接到半导体封装件，并且在第一水平方向上的第二长度大于第一长度；以及与导热层的表面的一部分接触的第二粘合层，所述一部分不与半导体封装件竖直交叠；布置在导热层上以与半导体封装件竖直交叠的热界面材料(TIM)；以及包括第一外壳部分和第二外壳部分的外壳，第一外壳部分与半导体封装件竖直交叠并且与TIM接触，导热层通过第二粘合层附接到第二外壳部分。

Description

具有半导体封装件和用于散热的导热层的半导体装置
相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年9月20日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2019-0116366以及于2020年3月4日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2020-0027214的权益，通过引用将上述申请的公开内容整体并入本文。
技术领域
本发明构思涉及一种半导体装置，并且更具体地，涉及一种包括半导体封装件的半导体装置。
背景技术
半导体封装件由于其高性能和各种功能的实现而可能产生大量热量。因此，包括半导体封装件的半导体装置的散热性能对于确保半导体封装件中的半导体芯片的操作稳定性和产品可靠性至关重要。因此，已经积极地研究了能够有效地将热量从半导体装置中排出的半导体装置的结构，该热量是在由半导体装置的外壳提供的有限空间中从半导体封装件产生的。
发明内容
本发明构思提供了一种半导体装置，该半导体装置能够将从半导体封装件产生的热量快速地排放到半导体装置的外部。
本发明构思还提供一种能够抑制短路缺陷的半导体装置。
根据本发明构思的一方面，一种半导体装置，包括：系统基板；半导体封装件，所述半导体封装件安装在所述系统基板上并在第一水平方向上具有第一长度；传导标签，所述传导标签是柔性的并且被布置在所述半导体封装件上，所述传导标签包括：第一粘合层，所述第一粘合层与所述半导体封装件接触；导热层，所述导热层通过所述第一粘合层附接到所述半导体封装件，并且在所述第一水平方向上的第二长度大于所述半导体封装件的所述第一长度；以及第二粘合层，所述第二粘合层与所述导热层的表面的一部分接触，所述一部分不与所述半导体封装件竖直交叠；热界面材料(TIM)，所述TIM布置在所述导热层上以与所述半导体封装件竖直交叠；以及外壳，所述外壳包括：第一外壳部分，所述第一外壳部分与所述半导体封装件竖直交叠并且与所述TIM接触；以及第二外壳部分，所述导热层通过所述第二粘合层附接到所述第二外壳部分。
根据本发明构思的另一方面，一种半导体装置，包括：系统基板；半导体封装件，所述半导体封装件安装在所述系统基板上并在第一水平方向上具有第一长度；外壳，所述外壳被设置成使得所述半导体封装件的顶表面不被所述外壳覆盖，并且所述外壳围绕所述半导体封装件的侧表面；以及传导标签，所述传导标签将所述半导体封装件连接到所述外壳，所述传导标签包括：第一粘合层，所述第一粘合层与所述半导体封装件接触；以及导热层，所述导热层布置在所述第一粘合层上并且在所述第一水平方向上的第二长度大于所述半导体封装件的所述第一长度。
根据本发明构思的又一方面，一种半导体装置，包括：第一系统基板；第二系统基板，所述第二系统基板与所述第一系统基板竖直分开；柔性基板，所述柔性基板将所述第一系统基板连接到所述第二系统基板；外壳，所述外壳围绕所述第一系统基板、所述第二系统基板和所述柔性基板；第一半导体封装件，所述第一半导体封装件安装在所述第一系统基板上并且在第一水平方向上具有第一长度；第二半导体封装件，所述第二半导体封装件安装在所述第二系统基板上并且在所述第一水平方向上具有第二长度；第一传导标签，所述第一传导标签位于所述第一半导体封装件与所述外壳之间，所述第一传导标签包括：第一粘合层，所述第一粘合层与所述第一半导体封装件接触；第一导热层，所述第一导热层布置在所述第一粘合层上并且在所述第一水平方向上的第三长度大于所述第一半导体封装件在所述第一水平方向上的所述第一长度；以及第二粘合层，所述第二粘合层布置在所述第一导热层上以接触所述外壳并且将所述第一导热层附接到所述外壳的内表面；以及第二传导标签，所述第二传导标签位于所述第二半导体封装件与所述外壳之间，所述第二传导标签包括：第三粘合层，所述第三粘合层与所述第二半导体封装件接触；第二导热层，所述第二导热层布置在所述第三粘合层上并且在所述第一水平方向上的第四长度大于所述第二半导体封装件在所述第一水平方向上的所述第二长度；以及第四粘合层，所述第四粘合层布置在所述第二导热层上以接触所述外壳并且将所述第二导热层附接到所述外壳的所述内表面。
附图说明
通过以下结合附图的详细描述，将更清楚地理解本发明构思的实施例，在附图中：
图1是根据本发明构思的示例实施例的第一传导标签的截面图；
图2是根据本发明构思的示例实施例的第二传导标签的截面图；
图3是根据本发明构思的示例实施例的半导体装置的截面图；
图4是根据本发明构思的示例实施例的沿着图3的线IV-IV'截取的图3的半导体装置的传导层的截面图；
图5是根据本发明构思的示例实施例的半导体装置的截面图；
图6是根据本发明构思的示例实施例的半导体装置的截面图；
图7是根据本发明构思的示例实施例的半导体装置的截面图；
图8是根据本发明构思的示例实施例的半导体装置的截面图；
图9是根据本发明构思的示例实施例的半导体装置的截面图；
图10是根据本发明构思的示例实施例的半导体装置的截面图；
图11是根据本发明构思的示例实施例的图10的半导体装置的区域A的俯视图；
图12是根据本发明构思的示例实施例的半导体装置的截面图；
图13是根据本发明构思的示例实施例的半导体装置的截面图；
图14是根据本发明构思的示例实施例的半导体装置的截面图；
图15是根据本发明构思的示例实施例的半导体装置的截面图；以及
图16是根据本发明构思的示例实施例的半导体装置的截面图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细描述本发明构思的示例实施例。
图1是根据本发明构思的示例实施例的第一传导标签(conductive label)100a的截面图。
参照图1，根据本发明构思的示例实施例的第一传导标签100a包括第一粘合层110和传导层120。该传导标签也可以被描述为传导带或传导片。尽管被描述为传导标签100a，但是传导标签100a上无需包括任何印刷或其他标记。
在示例实施例中，第一传导标签100a可以是柔性的、可弯曲的标签，其将从半导体封装件(例如，图3的20)产生的热量传递到外壳(例如，图3的30)。另外，第一传导标签100a可以是具有粘合特性的标签。例如，第一传导标签100a可以具有如下板形：其附接到半导体封装件20的顶表面和外壳30的内表面，并且将从半导体封装件20产生的热量传递到外壳30。
在示例实施例中，第一传导标签100a的竖直长度(即，厚度)Tl可以显著小于第一传导标签100a的水平长度Ll。例如，第一传导标签100a的竖直长度T1可以比其水平长度L1小大约10倍至大约100000倍。如上所述，因为第一传导标签100a的竖直长度T1可以显著小于其水平长度L1，所以第一传导标签100a可以是柔性的、可弯曲的和贴合的。例如，基于其薄外形，第一传导标签100a在没有穿孔或预设边缘的情况下具有在其自重下弯曲的特性。
在示例实施例中，第一传导标签100a的竖直长度Tl可以在大约0.10毫米(mm)至大约0.50mm的范围内。更具体地，第一传导标签100a的竖直长度T1可以在大约0.20mm至大约0.35mm的范围内。在这些情况下，根据某些示例，第一传导标签100a在诸如X方向(参见图3)的一个方向上的水平长度可以长于半导体封装件的长度P1，并且可以例如在从大约1cm到长度为半导体封装件在X方向上的长度的2.5倍至10倍的范围内，或者在从大约1cm到长度为与容纳半导体封装件的半导体装置在X方向上的长度一样长的范围内。这些水平长度可以适用于上述任何不同的竖直长度T1(例如，适用于在大约0.10mm至大约0.50mm之间的任何竖直长度T1)，并且可以适用于本文所述的各种实施例。下面将描述其他示例。然而，本发明构思不限于这些示例，并且第一传导标签100a的竖直长度T1和水平长度L1可以根据包括半导体封装件20的半导体装置(例如，图3中的1)的尺寸而具有各种值。此外，诸如“大约”或“近似”的术语可以反映仅以相对小的方式和/或以不会显著改变某些元件的操作、功能或结构的方式变化的数量、尺寸、方向或布局。例如，“大约0.1到大约1”的范围可以包含诸如0.1上下0％-5％偏差和1上下0％-5％偏差的范围，特别是如果这种偏差保持与所列范围相同的效果。
第一传导标签100a的第一粘合层110可以将传导层120附接到半导体封装件20上。例如，第一粘合层110可以与传导层120和半导体封装件20二者直接连接。第一粘合层110可以是非导电膜(NCF)。例如，第一粘合层110可以是包括绝缘聚合物的膜。第一粘合层110可以是不导电的，但是可以是导热的。术语非导电膜或NCF在本文中用于指不导电的组件。另外，第一粘合层110可以是本身具有粘合特性的膜。例如，第一粘合层110可以是双面粘合膜。
第一传导标签100a的传导层120可以布置在第一粘合层110上，并且可以将从半导体封装件20产生的热量传递到外壳30。传导层120的厚度可以大于第一粘合层110的厚度。
传导层120可以包括具有优异的导热性的材料。在示例实施例中，传导层120可以包括具有优异的导热性的金属材料。例如，传导层120可以包括诸如铜(Cu)、金(Au)、银(Ag)、铝(Al)、镁(Mg)或镍(Ni)的金属材料。
在示例实施例中，传导层120可以包括具有优异的导热性的碳基材料。例如，传导层120可以包括石墨、金刚石、碳纤维等。另外，传导层120可以包括具有优异的导热性的聚合物材料。然而，传导层120不限于上述材料，并且可以包括上述材料的组合或包括以上未提及的其他材料。
传导层120可以由导热材料或热传导材料形成，例如以上列出的材料之一。基于所使用的材料，它可以是导电的，也可以是不导电的。术语“热传导”或“导热”不能仅因为提供偶然的热传导而适用于特定的材料，而是旨在表示通常被称为良好导热体或已知具有热传递作用的材料，或具有与那些材料相似的热传导性能的组件。而且，被描述为热连接或热连通的组件被布置成使得热量将沿着组件之间的路径行进，以允许热量从第一组件传递到第二组件。仅仅因为两个组件是同一设备或同一封装件的一部分并不能使它们热连接。通常，热传导的并且直接与其他热传导的或产热的组件连接(或通过中间热传导组件或以非常接近以允许大量热传递的方式与那些组件连接)的组件将被描述为热连接到那些组件，或与那些组件热连通。相反，其间具有绝热材料(该材料显著防止了两个组件之间的热传递或仅允许偶然的热传递)的两个组件不被描述为彼此热连接或热连通。
图2是根据本发明构思的示例实施例的第二传导标签100b的截面图。
参照图2，根据本发明构思的示例实施例的第二传导标签100b可以包括第一粘合层110、传导层120、第二粘合层130和绝缘层140。例如，第二传导标签100b可以具有以第一粘合层110、传导层120、第二粘合层130和绝缘层140的顺序依次堆叠的结构。第二传导标签100b的第一粘合层110和传导层120的描述与关于第一传导标签100a给出的描述基本上相同，因此将被省略。
第二传导标签100b可以是将从半导体封装件20产生的热量传递到外壳30的柔性标签。另外，第二传导标签100b可以是具有粘合特性的标签。
在示例实施例中，第二传导标签100b的竖直长度(即，厚度T2)可以显著小于第二传导标签100b的水平长度L2。例如，第二传导标签100b的竖直长度T2可以比其水平长度L2小大约10倍至大约100000倍。因为第二传导标签100b的竖直长度T2可以显著小于其水平长度L2，所以第二传导标签100b可以是柔性的、可弯曲的和贴合的。
在示例实施例中，第二传导标签100b的竖直长度T2可以在大约0.10mm至大约3.00mm的范围内。更具体地，第二传导标签100b的竖直长度T2可以在大约0.20mm至大约0.50mm的范围内。在这些情况下，根据某些示例，第二传导标签100b在一个方向上的水平长度可以比附接有第二传导标签100b的半导体封装件的长度长，并且例如可以在大约1cm到长度为半导体封装件在X方向上的长度的2.5倍至10倍的范围内，或者在大约1cm到长度为与容纳半导体封装件的半导体装置的长度一样长的范围内。下面将描述其他示例。然而，本发明构思不限于此，并且第二传导标签100b的竖直长度T2可以根据包括半导体封装件(例如，图3中的20)的半导体装置(例如，图3中的1)的尺寸而具有各种值。
在示例实施例中，第二传导标签100b的第二粘合层130可以将绝缘层140附接到传导层120上。第二粘合层130可以是非导电膜。例如，第二粘合层130可以是包括电绝缘聚合物的膜。另外，第二粘合层130可以是本身具有粘合特性的膜。例如，第二粘合层130可以是双面粘合膜。另外，第二粘合层130可以包括与第一粘合层110基本上相同的材料。
在示例实施例中，第二传导标签100b的绝缘层140(可以是电绝缘层)可以防止在例如半导体封装件所占据的区域之外传导层120与系统基板(例如，图3中的10)之间的接触。第二传导标签100b的绝缘层140可以使传导层120与系统基板10电绝缘。例如，绝缘层140可以是用于通过防止例如由于翘曲或施加在半导体封装件所占据的区域之外的物理应力而导致的传导层120与系统基板10之间的接触来抑制短路发生的层。应当注意，除非上下文另外明确指出，否则术语“接触”是指直接连接(例如，触摸)。
例如，绝缘层140可以包括环氧树脂、聚苯并二恶唑(polybenzobisoxazole，PBO)、苯并环丁烯(benzocyclobutene，BCB)、聚酰亚胺和聚酰亚胺衍生物中的至少一种。然而，本发明构思不限于此，并且绝缘层140可以包括各种绝缘材料。
与图2不同，尽管第二传导标签100b包括第一粘合层110、传导层120和第二粘合层130，但是第二传导标签100b可以不包括绝缘层140。例如，为了在第一组件与第二组件之间布置传导层120，第二传导标签100b可以包括分别附接到传导层120的两个表面的第一粘合层110和第二粘合层130，并且可以不包括绝缘层140。
在下文中，将关于如下半导体装置进行更详细的描述：该半导体装置能够通过使用具有与上述第一传导标签100a和第二传导标签100b的结构基本上相同或相似的结构的传导标签，将半导体封装件产生的热量快速地排放到半导体装置外部。
图3是根据本发明构思的示例实施例的半导体装置1的截面图。根据本发明构思的示例实施例的半导体装置1可以包括系统基板10、半导体封装件20、外壳30、传导标签100和热界面材料150。
系统基板10可以是用于将半导体封装件20连接到外部装置(例如，半导体装置1的一个或更多个组件)的基板。系统基板10可以包括与半导体封装件20的封装连接端子250(例如，多个相应的封装连接端子250)接触的基板焊盘101(例如，多个基板焊盘101)。在示例实施例中，系统基板10可以是仅其一个表面上包括基板焊盘101的单面印刷电路板(PCB)。然而，本发明构思不限于此，并且系统基板10可以是其两个表面上都包括基板焊盘101的双面PCB。系统基板10不限于PCB的结构和材料，并且例如可以包括诸如陶瓷基板的各种基板。
半导体封装件20可以安装在系统基板10上，并且可以包括连接到系统基板10的基板焊盘101的半导体芯片200。在示例实施例中，半导体封装件20可以包括半导体芯片200、模制层230、布线结构240和封装连接端子250。半导体封装件20可以在水平方向(例如，X方向)上具有第一长度P1。水平方向可以被定义为与半导体芯片200的顶表面的延伸方向基本上平行的方向。尽管图3中未示出，但是半导体封装件20可以在第二水平方向(例如，Y方向)上具有第二长度。
尽管图3示出了半导体封装件20包括一个半导体芯片200，但是半导体封装件20可以包括两个或更多个半导体芯片200。包括在半导体封装件20中的半导体芯片200可以具有相同类型或不同类型。在示例实施例中，半导体封装件20可以是不同类型的半导体芯片200彼此电连接以运作为一个系统的系统级封装件(SIP)。
半导体芯片200可以包括也被描述为有源层的半导体器件层(未示出)，并且半导体器件层可以形成在半导体芯片200的下部中。可以在半导体器件层中形成多个各种类型的单独器件。在示例实施例中，多个单独器件可以包括各种微电子器件，例如，互补金属氧化物半导体(CMOS)晶体管、金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、系统大规模集成电路(系统LSI)、成像传感器(例如，CMOS成像传感器(CIS))、微机电系统(MEMS)、有源元件、无源元件等。
半导体芯片200可以包括存储器半导体芯片。例如，存储器半导体芯片可以包括诸如动态随机存取存储器(DRAM)或静态随机存取存储器(SRAM)的易失性存储器半导体芯片，并且可以包括诸如相变随机存取存储器(PRAM)、磁阻随机存取存储器(MRAM)、铁电随机存取存储器(FeRAM)或电阻随机存取存储器(RRAM)的非易失性存储器半导体芯片。
另外，半导体芯片200可以包括逻辑半导体芯片。逻辑半导体芯片例如可以包括诸如中央处理器单元(CPU)、微处理器单元(MPU)、图形处理器单元(GPU)或应用处理器(AP)的逻辑半导体芯片。如本文所使用的，术语“半导体器件”例如可以用于指代诸如以下器件：半导体芯片(例如，形成在裸片(die)上的存储芯片和/或逻辑芯片)、半导体芯片的堆叠、包括堆叠在封装基板上的一个或更多个半导体芯片的半导体封装件、或包括多个封装件的层叠封装(package-on-package)器件。
在示例实施例中，半导体芯片200可以包括硅(Si)。然而，本发明构思不限于此，并且半导体芯片200可以包括诸如锗(Ge)的半导体元素或诸如碳化硅(SiC)、砷化镓(GaAs)、砷化铟(InAs)和磷化铟(InP)的化合物半导体。
在示例实施例中，半导体芯片200可以包括芯片焊盘210(例如，多个芯片焊盘210)。芯片焊盘210可以电连接到上面已经描述的多个各种类型的单独器件。
在示例实施例中，半导体芯片200可以包括围绕芯片焊盘210的侧表面并暴露芯片焊盘210的一个表面的钝化层220。钝化层220可以包括绝缘材料。另外，钝化层220可以具有大约2微米(μm)至大约100μm的厚度。更具体地，钝化层220可以具有大约3μm至大约50μm的厚度。然而，本发明构思不限于此，并且钝化层220可以具有各种厚度。
模制层230可以在布线结构240上围绕半导体芯片200的侧表面的至少一部分。在示例实施例中，模制层230可以围绕半导体芯片200的顶表面和侧表面两者。然而，本发明构思不限于此，并且如下所述，模制层230可以在围绕半导体芯片200的侧表面的同时暴露半导体芯片200的顶表面。
在示例实施例中，模制层230可以包括环氧模塑料(EMC)。然而，本发明构思不限于此，并且模制层230可以包括各种电绝缘材料，诸如基于环氧树脂的材料、热固性材料、热塑性材料和经紫外线(UV)处理的材料。
在示例实施例中，布线结构240可以是用于将半导体芯片200电连接到封装连接端子250的结构。例如，布线结构240可以是包括再分布图案和围绕再分布图案的绝缘材料的再分布结构。然而，本发明构思不限于此，并且布线结构240可以是被配置为将半导体芯片200电连接到封装连接端子250的PCB。
半导体封装件20不限于上述结构，并且可以包括各种结构的半导体封装件。例如，如图3所示，半导体封装件20可以是但不限于扇出型晶圆级封装件(FOWLP)，并且可以是扇入型晶圆级封装件(FIWLP)。另外，半导体封装件20可以是面板级封装件(PLP)。
传导标签100可以附接到半导体封装件20的顶表面和外壳30的内表面两者。更具体地，尽管半导体封装件20的顶表面与外壳30的内表面之间具有高度差，然而由于传导标签100的柔性和可弯曲性，传导标签100可以附接到半导体封装件20的顶表面和外壳30的内表面两者，即使它们位于系统基板10的表面上方的不同高度处。
传导标签100可以包括第一粘合层110、传导层120和第二粘合层130。第一粘合层110可以接触半导体封装件20的顶表面。更具体地，第一粘合层110可以布置在半导体封装件20与传导层120之间。第一粘合层110可以将传导层120的一部分附接到半导体封装件20的顶表面。
传导层120可以将从半导体封装件20产生的热量传递到外壳30。在示例实施例中，传导层120可以是片的形式，并且可以具有其竖直(Z方向上)长度显著小于其水平(X方向上)长度的板状。例如，传导层120在远离(例如，竖直于)其所在的表面的方向上的厚度可以显著小于传导层120沿其所在的表面的长度(例如，可以为长度的1/10至1/100,000)。由于传导层120的上述结构，传导层120可以是柔性的。另外，传导层120的水平(X方向上)长度C1可以大于半导体封装件20的水平(X方向上)长度P1。因此，传导层120可以部分地布置在半导体封装件20上方，并且可以部分地布置在未设置半导体封装件20的外壳30下方。
第二粘合层130可以接触外壳30的内表面。更具体地，第二粘合层130可以布置在外壳30与传导层120之间。第二粘合层130可以将传导层120的一部分附接到外壳30的内表面。
在示例实施例中，传导层120可以包括第一传导部分120a、第二传导部分120b和第三传导部分120c。例如，这些部分可以是导热部分。第一传导部分120a可以是传导层120的与半导体封装件20竖直交叠(例如，从俯视图中看)并且布置在第一粘合层110与热界面材料150之间的部分。第一传导部分120a可以将从半导体封装件20产生的热量传递到热界面材料150的下部。
第二传导部分120b可以是传导层120的从第一传导部分120a向上弯曲并围绕热界面材料150的侧表面的部分。在一个实施例中，第二传导部分120b可以竖直延伸，并且可以具有与热界面材料150的侧表面接触的竖直延伸表面。第二传导部分120b可以将从半导体封装件20产生的热量传递到热界面材料150的侧部。
第三传导部分120c可以是传导层120的从第二传导部分120b横向弯曲并且通过第二粘合层130附接到外壳30的内表面的部分。另外，第三传导部分120c不与半导体封装件20竖直交叠(从俯视图中看)。从俯视图中看，第三传导部分120c可以位于半导体封装件20所占据的区域之外。第三传导部分120c可以将从半导体封装件20产生的热量传递到外壳30的从俯视图中看不与半导体封装件20竖直交叠的部分。
热界面材料150可以布置在半导体封装件20与外壳30之间，并且将从半导体封装件20产生的热量传递到外壳30。
在示例实施例中，热界面材料150可以布置在传导层120上以与半导体封装件20竖直交叠(从俯视图中看)。更具体地，热界面材料150可以布置在外壳30与第一传导部分120a之间。另外，热界面材料150的底表面和侧表面可以分别被第一传导部分120a和第二传导部分120b围绕，并且热界面材料150的顶表面可以被外壳30围绕。
热界面材料150可以包括导热材料。在示例实施例中，热界面材料150可以包括矿物油、油脂、填缝腻子、相变凝胶、相变材料垫、颗粒填充的环氧树脂等。然而，本发明构思不限于此，并且热界面材料150可以包括具有优异的导热性的各种材料。
外壳30可以覆盖半导体封装件20以保护半导体封装件20免受外部冲击。如图3所示，外壳30可以围绕半导体封装件20的顶表面。然而，本发明构思不限于此，并且外壳30可以覆盖半导体封装件20的侧表面和顶表面以及系统基板10的底表面中的所有表面。
在示例实施例中，外壳30可以是形成半导体装置1的外部的壳体，或者可以是用于包装半导体封装件20的壳体。例如，壳体可以至少围绕半导体封装件20的顶表面和底表面，并且可以另外围绕2-4个其他侧表面。然而，本发明构思不限于此，并且外壳30可以是用于半导体封装件20的散热的散热构件。
在示例实施例中，外壳30可以包括具有优异的导热性的材料，以将从半导体封装件20产生的热量快速地排放到半导体装置1的外部。例如，外壳30可以包括诸如铜(Cu)、金(Au)、银(Ag)、铝(Al)、镁(Mg)或镍(Ni)的金属材料。然而，本发明构思不限于此，并且外壳30可以包括具有优异的导热性的碳基材料，诸如石墨、金刚石或碳纤维。
外壳30可以包括第一外壳部分30a和第二外壳部分30b。第一外壳部分30a可以是外壳30的从俯视图中看与半导体封装件20竖直交叠并且与热界面材料150接触的部分。另外，第二外壳部分30b可以是外壳30的从俯视图中看不与半导体封装件20竖直交叠并且与第二粘合层130接触的部分。
根据本发明构思的示例实施例的半导体装置1可以是诸如固态硬盘装置的电子设备。另外，外壳30可以是形成固态硬盘装置的外部的壳体。例如，外壳30可以围绕系统基板10和半导体封装件20的外部。然而，半导体装置1不限于此，并且在一些实施例中，半导体装置1也可以是诸如移动电话、平板设备、膝上型计算机、音乐播放器设备的电子设备，或者其他个人电子设备，或者外部硬盘驱动器或其他计算机组件。
包括在普通半导体装置中的热界面材料150可以位于由半导体封装件20的顶表面限定的区域内。例如，当从平面视角观看热界面材料150时(即，当从X-Y平面上方观看热界面材料150时)，热界面材料150的顶表面的面积可以等于或小于半导体封装件20的顶表面的面积，并且热界面材料150不会延伸超过半导体封装件20的外部边界。因此，在这种情况下，热界面材料150实际上将从半导体封装件20产生的热量仅传递到外壳30的与半导体封装件20竖直交叠的部分。
因为根据本发明构思的示例实施例的半导体装置1包括传导标签100，所以半导体封装件20可以通过传导标签100热耦接到外壳30的不与半导体封装件20竖直交叠的第二外壳部分30b，并且可以增强半导体封装件20与外壳30之间的热耦接。因此，从半导体封装件20产生的热量可以被传递到外壳30的不与半导体封装件20竖直交叠的部分，并且可以快速地排放到半导体装置1的外部。
图4是根据本发明构思的示例实施例的沿着图3的线IV-IV'截取的图3的半导体装置1的第一传导部分120a的截面图。
一起参照图3和图4，可以在第一传导部分120a中形成第一孔H1(例如，多个第一孔H1)。更具体地，可以在与半导体封装件20竖直交叠的传导层120中形成网状的多个第一孔H1。可以在第一孔H1中布置热界面材料150，以使得第一孔H1被热界面材料150填充。在该实施例中，除了包括传导层120的第一传导部分120a的侧表面在内的传导标签100的侧表面之外，传导层120的第一传导部分120a的侧表面(例如，竖直延伸的表面)也与热界面材料150接触。传导标签100或传导层120的这些侧表面可以被描述为竖直延伸表面。
另外，可以在第一粘合层110中形成第二孔(例如，多个第二孔，未示出)，该第二孔与第一传导部分120a的第一孔H1竖直交叠。因为热界面材料150可以被布置在第一孔H1和第二孔中，所以热界面材料150的一部分可以接触半导体封装件20的顶表面。每个组合的第一孔H1和第二孔可以被概括地描述为传导标签100中的孔。
更具体地，热界面材料150可以包括如上所述的相变材料，因此，热界面材料150可以布置在第一孔H1和第二孔中。例如，热界面材料150可以在处于液态时流入第一孔H1和第二孔中。在热界面材料150流入第一孔H1和第二孔之后，热界面材料150可以凝结成固态。
因为热界面材料150的一部分可以接触半导体封装件20的顶表面，所以从半导体封装件20产生的一些热量可以快速地传递到在俯视图中与半导体封装件20交叠的外壳30，而一些热量仍可以传递到外壳30的从俯视图中看位于半导体封装件20外部的区域。因此，可以提高半导体装置1的散热性能。图4所示的孔结构还可以应用于本文的包括连接到传导层的热界面材料的其他实施例，例如图5、图6和图13至图16中描述的。
图5是根据本发明构思的示例实施例的半导体装置2的截面图。在下文中，将省略图3的半导体装置1与图5的半导体装置2之间的重复描述，并且将主要描述它们之间的不同之处。
参照图5，根据本发明构思的示例实施例的半导体装置2的传导标签100还可以包括第三粘合层135和绝缘层140。
在示例实施例中，第三粘合层135可以将绝缘层140附接到第三传导部分120c。第三粘合层135可以布置在第三传导部分120c与绝缘层140之间。
绝缘层140可以是通过第三粘合层135附接到第三传导部分120c的下部并且包括电绝缘材料的层。绝缘层140可以附接到传导层120的不与半导体封装件20竖直交叠的部分。
另外，绝缘层140可以附接到传导层120的面对系统基板10的部分。因此，绝缘层140可以通过防止传导层120的第三传导部分120c与系统基板10之间的接触来抑制短路的发生。
图6是根据本发明构思的示例实施例的半导体装置3的截面图。在下文中，将省略图5的半导体装置2与图6的半导体装置3之间的重复描述，并且将主要描述它们之间的不同之处。
参照图6，半导体装置3的半导体芯片200的顶表面可以处于与模制层230的顶表面基本上相同的水平高度处。诸如本文所使用的“相同”、“相等”、“平面”或“共面”的术语涵盖完全相同或包括例如由于制造工艺而可能发生的变化的几乎完全相同。除非上下文或其他陈述另有指示，否则术语“基本上”在本文中可以用来强调该含义。半导体芯片200的顶表面可以相对于模制层230暴露，并且可以接触传导标签100。因此，因为从半导体芯片200产生的热量可以快速地传递到传导标签100，所以可以改善半导体装置3的散热性能。虽然图6示出了图5的绝缘层140和第三粘合层135，但是图6中的封装配置可以用于不包括绝缘层140或第三粘合层135的实施例，或用于本文所述的各种实施例中的其他实施例。
图7是根据本发明构思的示例实施例的半导体装置4的截面图。
参照图7，根据本发明构思的示例实施例的半导体装置4可以包括系统基板10、半导体封装件20、外壳30和传导标签100。
在示例实施例中，半导体封装件20的顶表面可以不被外壳30覆盖，并且可以相对于外壳30暴露，并且外壳30可以围绕半导体封装件20的侧表面。在示例实施例中，外壳30的内表面可以位于比半导体封装件20的顶表面低的水平高度处(例如，在与系统基板10的顶表面垂直的方向上位于比半导体封装件20的顶表面距系统基板10的顶表面低的高度处)。另外，外壳30的外表面可以处于与半导体封装件20的顶表面基本上相同的水平高度处。然而，本发明构思不限于此。
在示例实施例中，传导标签100的水平(例如，在X方向上)长度C2可以大于半导体封装件20的水平(例如，在X方向上)长度P2。另外，传导标签100可以附接到半导体封装件20的顶表面和外壳30的外表面。与结合图3至图6描述的弯曲板形状不同，在该实施例中的传导标签100可以具有平板形状。
更具体地，传导标签100可以包括第一粘合层110和传导层120。在示例实施例中，第一粘合层110可以接触半导体封装件20的顶表面和外壳30的外表面。另外，第一粘合层110可以将传导层120附接到半导体封装件20的顶表面和外壳30的外表面。
在示例实施例中，传导层120可以将从半导体封装件20产生的热量传递到外壳30。传导层120可以布置在第一粘合层110上并且可以暴露于半导体装置4的外部。传导层120可以将从半导体封装件20传递的热量排放到半导体装置4的外部。
从半导体封装件20产生的热量可以通过传导层120传递到外壳30的不与半导体封装件20竖直交叠的部分。因此，可以改善半导体装置4的散热性能。
在示例实施例中，可以在传导标签100的与半导体封装件20和外壳30之间的水平分隔空间(例如，半导体封装件20与外壳30之间的间隙)竖直交叠的部分中形成通气孔H2。通气孔H2可以形成在传导标签100的不与半导体封装件20和外壳30竖直交叠的部分中。可以形成两个或更多个通气孔H2。通气孔H2可以与半导体封装件20与外壳30之间的分隔空间形成组合孔(例如，可以与分隔空间竖直交叠)。通气孔H2可以具有相等的长边(例如，它可以是圆形、正方形等)，或者是细长的形状。例如，外壳30的一部分可以接触半导体封装件20的侧表面，同时该部分通过一个或更多个通气孔H2与半导体封装件20的侧表面分隔开。
通过传导标签100的通气孔H2流入半导体装置4的空气可以在半导体封装件20周围循环，然后通过通气孔H2从半导体装置4排出。由于空气的热对流，从半导体封装件20产生的热量可以快速地从半导体装置4排出。因此，可以改善半导体装置4的散热性能。
图8是根据本发明构思的示例实施例的半导体装置5的截面图。在下文中，将省略图7的半导体装置4与图8的半导体装置5之间的重复描述，并且将主要描述它们之间的不同之处。
参照图8，根据本发明构思的示例实施例的半导体装置5的传导标签100还可以包括第二粘合层130。第二粘合层130可以将散热器310附接到传导层120上。
散热器310可以是接收从半导体封装件20产生的热量并将热量从半导体装置5排出的散热构件。散热器310可以通过第二粘合层130附接到传导层120上，并且可以暴露于半导体装置5的外部。
在示例实施例中，散热器310的水平(例如，在X方向上)长度S1可以大于半导体封装件20的水平(例如，在X方向上)长度P2。例如，散热器310的水平(例如，在X方向上)长度S1可以大于半导体封装件20的水平(例如，在X方向上)长度P2，并且小于传导层120的水平(例如，在X方向上)长度。然而，本发明构思不限于此，并且散热器310的水平(例如，在X方向上)长度S1可以大于半导体封装件20的水平(例如，在X方向上)长度P2，并且基本上等于传导层120的水平(例如，在X方向上)长度。尽管在本文的各个实施例中仅示出了水平X方向，但是在半导体封装件20、传导层120(以及图8的实施例中的散热器310)之间在Y方向上可以出现与本文结合X方向描述的相同的长度关系。
散热器310可以包括具有优异的导热性的材料。在示例实施例中，散热器310包括具有优异的导热性的金属材料。例如，散热器310可以包括诸如铜(Cu)、金(Au)、银(Ag)、铝(Al)、镁(Mg)或镍(Ni)的金属材料。
另外，散热器310可以包括具有优异的导热性的碳基材料。例如，散热器310可以包括石墨、金刚石、碳纤维等。另外，散热器310可以包括具有优异的导热性的聚合物材料。然而，散热器310不限于上述材料，并且可以包括上述材料的组合或包括以上未提及的其他材料。
在示例实施例中，散热器310可以具有凹凸结构以增加其暴露于半导体装置5的外部的表面积。因此，半导体装置5可以将从半导体封装件20产生的热量快速地排放到半导体装置5的外部。
另外，可以在散热器310的表面上标记半导体封装件20的信息。例如，半导体封装件20的诸如以下多条信息可以被标记在散热器310的表面上：半导体芯片200的类型，半导体芯片200的数目(例如，在半导体封装件20中是否存在半导体芯片200的堆叠，或者在一个封装件中或在多个封装件中沿水平方向排列的半导体芯片200的阵列或行)，半导体芯片200的性能，其制造商的名称和/或徽标，其制造日期以及其序列号。例如，半导体封装件20的多条信息可以通过激光蚀刻方法标记在散热器310的表面上。然而，本发明构思不限于此，并且可以通过移印法(pad printing method)将半导体封装件20的多条信息标记在散热器310的表面上。
图9是根据本发明构思的示例实施例的半导体装置6的截面图。在下文中，将省略图7的半导体装置4与图9的半导体装置6之间的重复描述，并且将主要描述它们之间的不同之处。
参照图9，外壳30的底表面可以位于比半导体封装件20的顶表面低的水平高度处。另外，半导体封装件20的顶表面可以位于比外壳30的顶表面高的水平高度处。即，半导体封装件20可以从外壳30的外表面突出。
传导标签100可以包括第一粘合层110a、第二粘合层110b、传导层120、第三粘合层137和绝缘层140。在示例实施例中，第一粘合层110a可以接触半导体封装件20的顶表面。另外，第一粘合层110a可以将传导层120附接到半导体封装件20的顶表面。第一粘合层110a可以与半导体封装件20竖直交叠。
第二粘合层110b可以接触传导层120的不与半导体封装件20竖直交叠的表面和外壳30的内表面。第二粘合层110b可以将传导层120附接到外壳30的内表面。
传导层120的水平(例如，在X方向上)长度C3可以大于半导体封装件20的水平(例如，在X方向上)长度P3。传导层可以部分地布置在半导体封装件20上方，并部分地布置在外壳30下方。从半导体封装件20产生的热量可以通过传导层120传递到外壳30。
在示例实施例中，传导层120可以包括第一传导部分120d、第二传导部分120e和第三传导部分120f。第一传导部分120d可以是传导层120的通过第一粘合层110a附接到半导体封装件20的顶表面的部分。另外，第一传导部分120d可以是传导层120的与半导体封装件20竖直交叠的部分。
第二传导部分120e可以是传导层120的从第一传导部分120d向下弯曲并覆盖半导体封装件20与外壳30之间的分隔空间的部分。作为一个示例，第二传导部分120e可以在半导体封装件20与外壳30之间倾斜。
第三传导部分120f可以是传导层120的从第二传导部分120e横向延伸并且通过第二粘合层110b附接到外壳30的内表面的部分。另外，第三传导部分120f可以是传导层120的不与半导体封装件20竖直交叠的部分。
在示例实施例中，第三粘合层137可以将绝缘层140附接到传导层120的面对系统基板10的部分。更具体地，第三粘合层137可以接触第三传导部分120f并且可以将绝缘层140附接到第三传导部分120f。
在示例实施例中，绝缘层140可以是用于通过防止传导层120与系统基板10之间的接触来抑制短路发生的层。绝缘层140可以通过第三粘合层137附接到第三传导部分120f。另外，绝缘层140可以不与半导体封装件20竖直交叠，并且可以面对系统基板10。
图10是根据本发明构思的示例实施例的半导体装置7的截面图。另外，图11是图10的半导体装置7的区域A的俯视图。
参照图10和图11，本发明构思的半导体装置7还可以包括散热器310。散热器310可以是接收从半导体封装件20产生的热量并将该热量排放到半导体装置7的外部的散热构件。
在示例实施例中，第四粘合层320可以接触第一传导部分120d的顶表面，并且可以将散热器310附接到第一传导部分120d。散热器310可以通过第四粘合层320附接到第一传导部分120d，并且可以暴露于半导体装置7的外部。
在示例实施例中，散热器310的水平(例如，在X方向上)长度S2可以基本上等于半导体封装件20的水平(例如，在X方向上)长度P4。然而，本发明构思不限于此，并且散热器310的水平(例如，在X方向上)长度S2可以小于半导体封装件20的水平(例如，在X方向上)长度P4。
散热器310的材料和形状的描述与参照图8给出的描述相同，因此将省略其描述。
在示例实施例中，通气孔H3可以形成在传导层120中，通气孔H3允许空气流入半导体装置7或从半导体装置7流出。通气孔H3形成在传导层120的与半导体封装件20和外壳30之间的分隔空间竖直交叠的部分中。例如，通气孔H3可以形成在第二传导部分120e中。可以形成两个或更多个通气孔H3。
通过传导标签100的通气孔H3流入半导体装置7中的空气可以在半导体封装件20周围循环，然后通过通气孔H3从半导体装置7排出。由于空气的热对流，从半导体封装件20产生的热量可以快速地从半导体装置7排出。因此，可以改善半导体装置7的散热性能。
图12是根据本发明构思的示例实施例的半导体装置8a的截面图。
参照图12，根据本发明构思的示例实施例的半导体装置8a可以包括第一系统基板10a、第二系统基板10b、柔性基板11、第一半导体封装件20a、第二半导体封装件20b、外壳30、第一传导标签100c和第二传导标签100d。
第一系统基板10a可以是其上安装有第一半导体封装件20a的基板。第一系统基板10a可以包括与第一半导体封装件20a的各个第一封装连接端子250a接触的第一基板焊盘101a。在示例实施例中，第一系统基板10a可以是其两个表面上都包括基板焊盘的双面PCB。然而，本发明构思不限于此，并且第一系统基板10a可以是仅其一个表面上包括第一基板焊盘101a的单面PCB。
在示例实施例中，第一系统基板10a可以包括第一安装表面105和与第一安装表面105相对的第二安装表面107。第一安装表面105可以是第一系统基板10a的面对外壳30的最靠近第一系统基板10a的内表面的表面，并且第一半导体封装件20a可以安装在第一安装表面105上。另外，第二安装表面107可以是第一系统基板10a的面对第二系统基板10b的表面，并且多个第一电子模块410可以安装在第二安装表面107上。例如，第一电子模块410可以包括无源元件、有源元件等。
通常，从安装在第一系统基板10a的第一安装表面105上的第一半导体封装件20a发出的热量可以大于从安装在第一系统基板10a的第二安装表面107上的第一电子模块410发出的热量。因此，当第一半导体封装件20a被安装在第一安装表面105上时，从第一半导体封装件20a发出的热量可以通过外壳30快速地从半导体装置8a排出。
然而，本发明构思不限于此，并且当从第一电子模块410发出的热量大于从第一半导体封装件20a发出的热量时，第一电子模块410可以被安装在第一系统基板10a的第一安装表面105上，并且第一半导体封装件20a可以被安装在第一系统基板10a的第二安装表面107上。
第二系统基板10b可以是其上安装有第二半导体封装件20b的基板。第二系统基板10b可以包括与第二半导体封装件20b的各个第二封装连接端子250b接触的第二基板焊盘101b。在示例实施例中，第二系统基板10b可以是其两个表面上都包括基板焊盘的双面PCB。然而，本发明构思不限于此，并且第二系统基板10b可以是仅其一个表面上包括第二基板焊盘101b的单面PCB。
在示例实施例中，第二系统基板10b可以包括第三安装表面106和与第三安装表面106相对的第四安装表面108。第三安装表面106可以是第二系统基板10b的面对外壳30的最靠近第二系统基板10b的内表面的表面，并且第二半导体封装件20b可以安装在第三安装表面106上。另外，第四安装表面108可以是第二系统基板10b的面对第一系统基板10a的表面，并且多个第二电子模块420可以被安装在第四安装表面108上。例如，第二电子模块420可以包括无源元件、有源元件等。另外，第一系统基板10a的第二安装表面107和第二系统基板10b的第四安装表面108可以彼此面对。
通常，从安装在第二系统基板10b的第三安装表面106上的第二半导体封装件20b发出的热量可以大于从安装在第二系统基板10b的第四安装表面108上的第二电子模块420发出的热量。因此，当第二半导体封装件20b被安装在第三安装表面106上时，从第二半导体封装件20b发出的热量可以通过外壳30快速地从半导体装置8a排出。
然而，本发明构思不限于此，并且当从第二电子模块420发出的热量大于从第二半导体封装件20b发出的热量时，第二电子模块420可以安装在第二系统基板10b的第三安装表面106上，并且第二半导体封装件20b可以安装在第二系统基板10b的第四安装表面108上。
在示例实施例中，柔性基板11可以是将第一系统基板10a物理连接和/或电连接到第二系统基板10b的基板。另外，柔性基板11可以是具有柔性的基板。
在示例实施例中，柔性基板11可以具有大约300μm或更小的厚度以确保其柔性。然而，本发明构思不限于此，并且柔性基板11可以具有各种厚度。另外，柔性基板11可以具有弯曲的形状，以在由外壳30提供的有限的内部空间中将第一系统基板10a连接到第二系统基板10b。
在示例实施例中，柔性基板11可以包括聚酰亚胺(PI)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚醚醚酮(PEEK)和预浸料中的至少一种。
外壳30可以围绕第一系统基板10a、第二系统基板10b、柔性基板11、第一半导体封装件20a和第二半导体封装件20b，以保护第一系统基板10a、第二系统基板10b、柔性基板11、第一半导体封装件20a和第二半导体封装件20b免受外部冲击。
在示例实施例中，外壳30可以是用于封装第一系统基板10a、第二系统基板10b、柔性基板11、第一半导体封装件20a和第二半导体封装件20b的壳体。然而，本发明构思不限于此，并且外壳30可以是用于排放从第一半导体封装件20a和第二半导体封装件20b产生的热量的散热构件。尽管未示出，但是外壳30中可以具有第一半导体封装件20a和第二半导体封装件20b通过其连通以电连接到外部装置或系统的开口。
在示例实施例中，外壳30可以包括具有优异的导热性的材料，以将从第一半导体封装件20a和第二半导体封装件20b产生的热量快速地排放到半导体装置8a的外部。例如，外壳30可以包括诸如铜(Cu)、金(Au)、银(Ag)、铝(Al)、镁(Mg)或镍(Ni)的金属材料。然而，本发明构思不限于此，并且外壳30可以包括具有优异的导热性的碳基材料，例如，石墨、金刚石或碳纤维。
第一半导体封装件20a可以是包括第一半导体芯片(未示出)的封装件。例如，第一半导体封装件20a可以包括两个或更多个第一半导体芯片。第一半导体封装件20a中包括的第一半导体芯片可以具有相同类型或不同类型。另外，第一半导体封装件20a可以包括接触第一系统基板10a的第一封装连接端子250a。此外，第一半导体封装件20a可以在水平方向(例如，X方向)上具有第一长度P5。
在示例实施例中，第一半导体芯片可以包括第一半导体器件层，并且可以在第一半导体器件层中形成多个各种类型的单独器件。第一半导体器件层可以经由第一封装连接端子250a连接到第一系统基板10a。
第二半导体封装件20b可以是包括第二半导体芯片(未示出)的封装件。例如，第二半导体封装件20b可以包括两个或更多个第二半导体芯片。第二半导体封装件20b中包括的第二半导体芯片可以具有相同类型或不同类型。另外，第二半导体封装件20b可以包括接触第二系统基板10b的第二封装连接端子250b。此外，第二半导体封装件20b可以在水平方向(例如，X方向)上具有第二长度P6。
在示例实施例中，第一半导体封装件20a和第二半导体封装件20b可以彼此电连接并且可以运作为一个系统。更具体地，第一半导体封装件20a和第二半导体封装件20b可以经由第一系统基板10a、第二系统基板10b和柔性基板11彼此电连接，并且因此运作为一个系统。
第一半导体封装件20a中包括的第一半导体芯片可以与第二半导体封装件20b中包括的第二半导体芯片具有不同的类型。例如，第一半导体芯片可以包括存储器半导体芯片。例如，第一半导体芯片可以包括诸如DRAM或SRAM的易失性存储器半导体芯片，并且可以包括诸如PRAM、MRAM、FeRAM或RRAM的非易失性存储器半导体芯片。
另外，第二半导体封装件20b中包括的第二半导体芯片可以包括逻辑半导体芯片。第二半导体芯片可以包括例如诸如CPU、MPU、GPU或AP的逻辑半导体芯片。
在示例实施例中，第一传导标签100c可以布置在第一半导体封装件20a与外壳30之间。另外，第一传导标签100c的水平(例如，在X方向上)长度C4可以大于第一半导体封装件20a在水平方向(例如，X方向)上的第一长度P5。因此，第一传导标签100c甚至可以被附接到外壳30的不与第一半导体封装件20a竖直交叠的内表面。第一传导标签100c的长度C4可以大于第一长度P5的1.1倍并且小于半导体装置8a在X方向上的长度。在一些实施例中，第一传导标签100c的长度C4大于第一长度P5的1.2倍且小于第一长度P5的5倍。
第一传导标签100c可以包括第一粘合层110a、第一传导层123和第二粘合层130a。第一粘合层110a可以接触第一半导体封装件20a的顶表面并且可以与第一半导体封装件20a竖直交叠。第一粘合层110a可以将第一传导层123附接到第一半导体封装件20a的顶表面(例如，无源表面)。
第一传导层123可以通过第一粘合层110a附接到第一半导体封装件20a的顶表面。在水平方向上，第一传导层123的长度C4(例如，可以与第一传导标签100c的长度相同)可以大于第一半导体封装件20a的第一长度P5。
在示例实施例中，第一传导层123可以布置在第一粘合层110a与第二粘合层130a之间。从第一半导体封装件20a产生的热量可以通过第一传导层123向上传递到外壳30的内表面，该内表面的一部分不与第一半导体封装件20a垂直交叠。
第二粘合层130a可以布置在外壳30与第一传导层123之间。第二粘合层130a可以将第一传导层123附接到外壳30的内表面。
在示例实施例中，第二传导标签100d可以布置在第二半导体封装件20b与外壳30之间。另外，第二传导标签100d在水平方向(例如，X方向)上的第四长度C5可以大于第二半导体封装件20b在水平方向(例如，X方向)上的第二长度P6。因此，第二传导标签100d甚至可以附接到外壳30的不与第二半导体封装件20b竖直交叠的内表面。在X方向上，第二传导标签100d的长度C5可以大于第二长度P6的1.1倍并且小于半导体装置8a的长度。在一些实施例中，在X方向上，第二传导标签100d的长度C5大于第二长度P6的1.2倍且小于第二长度P6的5倍。第二传导标签100d的一部分也可以竖直延伸以连接到外壳30的侧壁，如图12所示。
第二传导标签100d可以包括第三粘合层110b、第二传导层125和第四粘合层130b。第三粘合层110b可以接触第二半导体封装件20b的顶表面，并且可以与第二半导体封装件20b竖直交叠。第三粘合层110b可以将第二传导层125附接到第二半导体封装件20b的顶表面。
第二传导层125可以通过第三粘合层110b附接到第二半导体封装件20b的顶表面(例如，无源表面)。在水平方向上，第二传导层125的长度C5可以大于第二半导体封装件20b的第二长度P6。
在示例实施例中，第二传导层125可以布置在第三粘合层110b与第四粘合层130b之间。从第二半导体封装件20b产生的热量可以通过第二传导层125向上传递到外壳30的内表面，该内表面的一部分不与第二半导体封装件20b竖直交叠。
第四粘合层130b可以布置在外壳30与第二传导层125之间。第四粘合层130b可以将第二传导层125附接到外壳30的内表面。
因为根据本发明构思的示例实施例的半导体装置8a可以包括位于第一半导体封装件20a与外壳30之间的第一传导标签100c以及位于第二半导体封装件20b与外壳30之间的第二传导标签100d，因此从第一半导体封装件20a和第二半导体封装件20b发出的热量可以快速地传递到外壳30。因此，可以改善半导体装置8a的散热性能。
为了便于描述，在本文中可以使用诸如“顶部”、“底部”、“下面”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等空间相对术语来描述附图中所示的一个元件或特征与另一个(或更多个)元件或特征的关系。将理解的是，除了附图中描绘的取向之外，空间相对术语还意图涵盖装置在使用或操作中的不同取向。例如，如果附图中的装置被翻转，则被描述为在其他元件或特征“下方”或“下面”的元件将被取向为在其他元件或特征“上方”。因此，术语“下方”可以涵盖上方和下方两个取向。可以以其他方式来对装置进行取向(旋转90度或其他取向)，并据此解释此处使用的空间相对描述语。
图13是根据本发明构思的示例实施例的半导体装置8b的截面图。在下文中，将省略图12的半导体装置8a与图13的半导体装置8b之间的重复描述，并且将主要描述它们之间的不同之处。
参照图13，热界面材料150可以布置在第一半导体封装件20a和第二半导体封装件20b中的至少一者的上方。例如，如图13所示，热界面材料150可以布置在第一半导体封装件20a上方，而热界面材料150可以不布置在第二半导体封装件20b上方。然而，本发明构思不限于此，并且热界面材料150可以布置在第一半导体封装件20a和第二半导体封装件20b两者上方。
在示例实施例中，热界面材料150可以布置在第一传导层123与外壳30之间。热界面材料150的描述与参照图3给出的描述相同，因此将省略其描述。图13至图16的第一半导体封装件20a也可以与先前讨论的半导体封装件20相同，因此省略其详细描述。
在示例实施例中，第一传导层123可以包括第一传导部分123a、第二传导部分123b和第三传导部分123c。第一传导部分123a可以是第一传导层123的与第一半导体封装件20a竖直交叠并且被布置在第一粘合层110a与热界面材料150之间的部分。
第二传导部分123b可以是第一传导层123的从第一传导部分123a向上弯曲并且围绕热界面材料150的侧表面的部分。另外，第三传导部分123c可以是第一传导层123的从第二传导部分123b横向弯曲并且通过第二粘合层130a附接到外壳30的不与第一半导体封装件20a竖直交置的内表面的部分。
在示例实施例中，第一传导标签100c可以可选地包括在第三传导部分123c下方的第一绝缘层143。更具体地，第一传导标签100c还可以包括：与第三传导部分123c的一个表面接触的第五粘合层141，以及通过第五粘合层141附接到第三传导部分123c的第一绝缘层143。第一绝缘层143可以附接到第三传导部分123c以面对第一系统基板10a的第一安装表面105。
在示例实施例中，第二传导标签100d可以可选地包括位于第二传导层125上方的第二绝缘层147。更具体地，第二传导标签100d还可以包括：与第二传导层125接触的第六粘合层145，以及通过第六粘合层145附接到第二传导层125的第二绝缘层147。第二绝缘层147可以附接到第二传导层125以面对第二系统基板10b的第三安装表面106。
在示例实施例中，半导体装置8b还可以包括第三传导标签100e。第三传导标签100e可以包括第七粘合层171、第三传导层173和第八粘合层175。第三传导标签100e可以附接到已在上面描述了的第一电子模块410和第二电子模块420中的至少一者。
在示例实施例中，第七粘合层171可以接触第一电子模块410的顶表面。第七粘合层171可以将第三传导层173附接到第一电子模块410的顶表面。
第三传导层173可以将从第一电子模块410产生的热量传递到外壳30。例如，第三传导层173可以包括：在水平方向上延伸的第四传导部分173a，以及从第四传导部分173a竖直弯曲并附接到外壳30的内表面(例如，内侧表面)的第五传导部分173b。更具体地，第五传导部分173b可以通过第八粘合层175附接到外壳30的内表面。
在示例实施例中，第三传导标签100e还可以包括第三绝缘层177和第四绝缘层179。第三绝缘层177可以通过第九粘合层181附接到第三传导层173的一个表面，该一个表面面对第一系统基板10a。第三绝缘层177可以抑制由于第三传导层173与第一系统基板10a之间的接触而引起的短路缺陷。
另外，第四绝缘层179可以通过第十粘合层183附接到第三传导层173的一个表面，该一个表面面对第二系统基板10b。第四绝缘层179可以抑制由于第三传导层173与第二系统基板10b之间的接触而引起的短路缺陷。
图14是根据本发明构思的示例实施例的半导体装置8c的截面图。在下文中，将省略图13的半导体装置8b与图14的半导体装置8c之间的重复描述，并且将主要描述它们之间的不同之处。
参照图14，第一传导标签100c和第二传导标签100d可以彼此连接并附接到外壳30的内表面。换句话说，第一传导标签100c和第二传导标签100d可以在成为一体时附接到外壳30的内表面。
在示例实施例中，第一传导标签100c的第二粘合层130a、第一传导层123、第五粘合层141和第一绝缘层143可以分别连接到第二传导标签100d的第四粘合层130b、第二传导层125、第六粘合层145和第二绝缘层147，并且因此成为一体。
在示例实施例中，第一传导标签100c和第二传导标签100d可以分别包括第一绝缘层143和第二绝缘层147，以防止由于第一传导层123和第二传导层125中的每一者与第一系统基板10a、第二系统基板10b和柔性基板11中的每一者之间的接触而发生电短路。
然而，本发明构思不限于此，并且可以从第一传导标签100c中省略第五粘合层141和第一绝缘层143以及从第二传导标签100d中省略第六粘合层145和第二绝缘层147。
在示例实施例中，第三传导标签100e的第三传导层173可以连接到第一传导标签100c的第一传导层123，并且附接到外壳30的内表面。
更具体地，第三传导标签100e的第八粘合层175和第三传导层173可以分别连接到第一传导标签100c的第二粘合层130a和第一传导层123，并且因此成为一体。
另外，第三传导标签100e的第三传导层173可以连接到第二传导标签100d的第二传导层125，并且附接到外壳30的内表面。
更具体地，第三传导标签100e的第八粘合层175和第三传导层173可以分别连接到第二传导标签100d的第四粘合层130b和第二传导层125，并且因此成为一体。
在示例实施例中，第三传导标签100e可以连接到第一传导标签100c和第二传导标签100d中的至少一者。如图14所示，第三传导标签100e可以连接到第一传导标签100c和第二传导标签100d两者。然而，本发明构思不限于此，并且第三传导标签100e可以仅连接到第一传导标签100c和第二传导标签100d中的一者。
在示例实施例中，第一传导标签100c、第二传导标签100d和第三传导标签100e可以彼此连接并附接到外壳30的整个内表面。例如，外壳30的内表面可以不被第一传导标签100c、第二传导标签100d和第三传导标签100e暴露。尽管未示出第一传导标签100c、第二传导标签100d和第三传导标签100e在Y方向上的长度，但是在一个实施例中，这些长度可以从半导体装置8c的一个侧表面沿Y方向延伸到相对的侧表面。然而，在其他实施例中，这些组件在Y方向上的长度可以例如是与半导体封装件20a或20b中的一者或两者在Y方向上的长度相同的长度或更长。该相同的长度或长度选项可以应用于本文描述的其他实施例。
通过本发明构思的半导体装置8c的上述结构，由于第一半导体封装件20a、第二半导体封装件20b和第一电子模块410中的至少一者的操作而产生的热量可以被传递到外壳30的内表面。因此，可以改善本发明构思的半导体装置8c的散热性能。
图15是根据本发明构思的示例实施例的半导体装置8d的截面图。在下文中，将省略图13的半导体装置8b与图15的半导体装置8d之间的重复描述，并且将主要描述它们之间的不同之处。
参照图15，第一传导标签100c可以穿过的第一传热孔H4可以形成在外壳30中。另外，第二传导标签100d可以穿过的第二传热孔H5可以形成在外壳30中。
在示例实施例中，如上所述，第一传导标签100c的第二粘合层130a可以接触外壳30的内表面。另外，第二粘合层130a可以穿过第一传热孔H4并因此接触外壳30的外表面。
另外，第一传导层123可以通过第二粘合层130a穿过外壳30的第一传热孔H4，并延伸以通过第二粘合层130a附接到外壳30的外表面，如上所述。第一传热孔H4可以具有相等长度的边(例如，它可以是圆形、正方形等)或可以是细长的形状。
在示例实施例中，如上所述，第二传导标签100d的第四粘合层130b可以接触外壳30的内表面。另外，第四粘合层130b可以穿过第二传热孔H5并因此接触外壳30的外表面。
此外，第二传导层125可以通过第四粘合层130b穿过外壳30的第二传热孔H5，从而可以通过第四粘合层130b附接到外壳30的外表面，如上所述。
在示例实施例中，第一传导标签100c和第二传导标签100d可以部分地覆盖外壳30的外表面并且部分地暴露外壳30的外表面。然而，本发明构思不限于此，第一传导标签100c和第二传导标签100d可以覆盖外壳30的整个外表面。
在示例实施例中，通气孔H6可以形成在外壳30的未附接第一传导标签100c和第二传导标签100d的部分中。通过通气孔H6流入半导体装置8d中的空气可以在第一半导体封装件20a和第二半导体封装件20b周围循环，然后通过通气孔H6排放到半导体装置8d的外部。由于空气的热对流，从第一半导体封装件20a和第二半导体封装件20b产生的热量可以快速地从半导体装置8d排出。因此，可以改善半导体装置8d的散热性能。
图16是根据本发明构思的示例实施例的半导体装置8e的截面图。在下文中，将省略图15的半导体装置8d与图16的半导体装置8e之间的重复描述，并且将主要描述它们之间的不同之处。
参照图16，第一传导标签100c、第二传导标签100d和第三传导标签100e可以彼此连接并附接到外壳30的内表面。例如，第一传导标签100c、第二传导标签100e和第三传导标签100e可以在成为一体时附接到外壳30的内表面。例如，外壳30的内表面可以不被第一传导标签100c、第二传导标签100d和第三传导标签100e暴露。
另外，第一传导标签100c、第二传导标签100d和第三传导标签100e可以彼此连接并附接到外壳30的外表面。例如，第一传导标签100c、第二传导标签100d和第三传导标签100e可以在成为一体时附接到外壳30的外表面。例如，外壳30的外表面可以不被第一传导标签100c、第二传导标签100d和第三传导标签100e暴露。
通过本发明构思的半导体装置8e的上述结构，由于第一半导体封装件20a、第二半导体封装件20b和第一电子模块410中的至少一者的操作而产生的热量可以被传递到外壳30的内表面和外表面两者。因此，可以改善半导体装置8e的散热性能。
尽管已经参照本发明的实施例具体示出和描述了本发明构思，但是应当理解，在不脱离所附权利要求的精神和范围的情况下，可以对本文进行形式和细节上的各种改变。

Claims (20)

1.一种半导体装置，包括：
系统基板；
半导体封装件，所述半导体封装件安装在所述系统基板上并在第一水平方向上具有第一长度；
传导标签，所述传导标签是柔性的并且被布置在所述半导体封装件上，所述传导标签包括：第一粘合层，所述第一粘合层与所述半导体封装件接触；导热层，所述导热层通过所述第一粘合层附接到所述半导体封装件，并且在所述第一水平方向上的第二长度大于所述半导体封装件的所述第一长度；以及第二粘合层，所述第二粘合层与所述导热层的表面的一部分接触，所述一部分不与所述半导体封装件竖直交叠；
热界面材料，所述热界面材料布置在所述导热层上以与所述半导体封装件竖直交叠；以及
外壳，所述外壳包括：第一外壳部分，所述第一外壳部分与所述半导体封装件竖直交叠并且与所述热界面材料接触；以及第二外壳部分，所述导热层通过所述第二粘合层附接到所述第二外壳部分。
2.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述导热层包括：
第一导热部分，所述第一导热部分水平地延伸，并且与所述半导体封装件竖直交叠，并且被布置在所述第一粘合层与所述热界面材料之间；
第二导热部分，所述第二导热部分从所述第一导热部分向上弯曲并且围绕所述热界面材料的侧表面；以及
第三导热部分，所述第三导热部分不与所述半导体封装件竖直交叠，所述第三导热部分从所述第二导热部分弯曲以水平地延伸，并且通过所述第二粘合层附接到所述第二外壳部分。
3.根据权利要求2所述的半导体装置，其中，所述热界面材料布置在所述第一导热部分与所述第一外壳部分之间。
4.根据权利要求2所述的半导体装置，其中，所述传导标签还包括：
第三粘合层，所述第三粘合层与所述第三导热部分的底表面接触；以及
绝缘层，所述绝缘层通过所述第三粘合层附接到所述第三导热部分以面对所述系统基板。
5.根据权利要求2所述的半导体装置，其中，所述第一导热部分包括填充有所述热界面材料的网状的多个第一孔。
6.根据权利要求5所述的半导体装置，其中，所述第一粘合层包括与所述第一孔竖直交叠的第二孔，并且
所述热界面材料布置在所述第二孔中并接触所述半导体封装件的顶表面。
7.根据权利要求1所述的半导体装置，所述半导体装置还包括：
第二系统基板；
第二半导体封装件，所述第二半导体封装件安装在所述第二系统基板上并且在所述第一水平方向上具有第三长度；以及
第二传导标签，所述第二传导标签位于所述第二半导体封装件与所述外壳之间，所述第二传导标签包括：第三粘合层，所述第三粘合层与所述第二半导体封装件接触；第二导热层，所述第二导热层布置在所述第三粘合层上，并且在所述第一水平方向上的第四长度大于所述第二半导体封装件在所述第一水平方向上的所述第三长度；以及第四粘合层，所述第四粘合层布置在所述第二导热层上以接触所述外壳并将所述第二导热层附接到所述外壳的内表面。
8.一种半导体装置，包括：
系统基板；
半导体封装件，所述半导体封装件安装在所述系统基板上并在第一水平方向上具有第一长度；
外壳，所述外壳被设置成使得所述半导体封装件的顶表面不被所述外壳覆盖，并且所述外壳围绕所述半导体封装件的侧表面；以及
传导标签，所述传导标签将所述半导体封装件连接到所述外壳，所述传导标签包括：第一粘合层，所述第一粘合层与所述半导体封装件接触；以及导热层，所述导热层布置在所述第一粘合层上并且在所述第一水平方向上的第二长度大于所述半导体封装件的所述第一长度。
9.根据权利要求8所述的半导体装置，其中，所述导热层通过所述第一粘合层附接到所述半导体封装件的所述顶表面和所述外壳的外表面。
10.根据权利要求9所述的半导体装置，其中，所述传导标签包括穿透所述第一粘合层和所述导热层的通气孔，并且
所述通气孔与所述半导体封装件和所述外壳之间的分隔空间竖直交叠。
11.根据权利要求8所述的半导体装置，其中，所述外壳的内表面位于比所述半导体封装件的所述顶表面低的水平高度处，
所述传导标签还包括附接到所述导热层的顶表面的不与所述半导体封装件竖直交叠的部分的第二粘合层，并且
所述导热层包括：
第一导热部分，所述第一导热部分与所述半导体封装件竖直交叠，并且通过所述第一粘合层附接到所述半导体封装件的所述顶表面；
第二导热部分，所述第二导热部分从所述第一导热部分向下弯曲并且覆盖所述半导体封装件与所述外壳之间的分隔空间；以及
第三导热部分，所述第三导热部分从所述第二导热部分横向弯曲，并且通过所述第二粘合层附接到所述外壳的内表面的不与所述半导体封装件竖直交叠的部分。
12.根据权利要求11所述的半导体装置，其中，所述第二导热部分包括穿透所述导热层的通气孔。
13.根据权利要求11所述的半导体装置，其中，所述传导标签还包括：
第三粘合层，所述第三粘合层与所述第三导热部分的底表面接触；以及
绝缘层，所述绝缘层通过所述第三粘合层附接到所述第三导热部分并且面对所述系统基板。
14.一种半导体装置，包括：
第一系统基板；
第二系统基板，所述第二系统基板与所述第一系统基板竖直分开；
柔性基板，所述柔性基板将所述第一系统基板连接到所述第二系统基板；
外壳，所述外壳围绕所述第一系统基板、所述第二系统基板和所述柔性基板；
第一半导体封装件，所述第一半导体封装件安装在所述第一系统基板上并且在第一水平方向上具有第一长度；
第二半导体封装件，所述第二半导体封装件安装在所述第二系统基板上并且在所述第一水平方向上具有第二长度；
第一传导标签，所述第一传导标签位于所述第一半导体封装件与所述外壳之间，所述第一传导标签包括：第一粘合层，所述第一粘合层与所述第一半导体封装件接触；第一导热层，所述第一导热层布置在所述第一粘合层上并且在所述第一水平方向上的第三长度大于所述第一半导体封装件在所述第一水平方向上的所述第一长度；以及第二粘合层，所述第二粘合层布置在所述第一导热层上以接触所述外壳并且将所述第一导热层附接到所述外壳的内表面；以及
第二传导标签，所述第二传导标签位于所述第二半导体封装件与所述外壳之间，所述第二传导标签包括：第三粘合层，所述第三粘合层与所述第二半导体封装件接触；第二导热层，所述第二导热层布置在所述第三粘合层上并且在所述第一水平方向上的第四长度大于所述第二半导体封装件在所述第一水平方向上的所述第二长度；以及第四粘合层，所述第四粘合层布置在所述第二导热层上以接触所述外壳并且将所述第二导热层附接到所述外壳的所述内表面。
15.根据权利要求14所述的半导体装置，所述半导体装置还包括位于所述第一导热层与所述外壳的所述内表面之间的热界面材料。
16.根据权利要求15所述的半导体装置，其中，所述第一导热层包括：
第一导热部分，所述第一导热部分与所述第一半导体封装件竖直交叠，并且布置在所述第一粘合层与所述热界面材料之间；
第二导热部分，所述第二导热部分从所述第一导热部分向上弯曲并且围绕所述热界面材料的侧表面；以及
第三导热部分，所述第三导热部分从所述第二导热部分横向弯曲，并且通过所述第二粘合层附接到所述外壳的所述内表面的不与所述第一半导体封装件竖直交叠的部分。
17.根据权利要求14所述的半导体装置，所述半导体装置还包括：
第一电子模块，所述第一电子模块安装在所述第一系统基板上；以及
第三传导标签，所述第三传导标签将所述第一电子模块连接到所述外壳，所述第三传导标签包括：第五粘合层，所述第五粘合层与所述第一电子模块的顶表面和所述外壳的所述内表面接触；第三导热层，所述第三导热层布置在所述第五粘合层上并且通过所述第五粘合层附接到所述第一电子模块的所述顶表面和所述外壳的所述内表面。
18.根据权利要求17所述的半导体装置，其中，所述第一系统基板包括：
面对所述外壳的所述内表面的第一安装表面；以及
与所述第一安装表面相对的第二安装表面，并且其中，
所述第一半导体封装件安装在所述第一安装表面上，并且
所述第一电子模块安装在所述第二安装表面上。
19.根据权利要求14所述的半导体装置，其中，所述外壳包括传热孔，并且
所述第一传导标签和所述第二传导标签中的至少一者通过所述外壳的所述传热孔延伸到所述外壳的外表面。
20.根据权利要求19所述的半导体装置，其中，穿透所述外壳的通气孔被布置在所述外壳的未附接所述第一传导标签和所述第二传导标签的部分中。
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