JP2021125525A - 半導体パッケージおよびその製造方法 - Google Patents

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Akihito Sawanobori
昭仁 澤登
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Abstract

【課題】電磁シールドとしての金属膜を確実に保護し、その露出を抑制することができる半導体パッケージおよびその製造方法を提供する。
【解決手段】本実施形態による半導体パッケージは、基板を備える。半導体チップは、基板上に設けられている。樹脂層は、基板上において半導体チップを被覆する。金属膜は、樹脂層の表面および側面を被覆する。金属膜は、第1〜第4金属層を備える積層膜である。第1金属層は、樹脂層を被覆する。第2金属層は、第1金属層と異なる材料からなる。第3金属層は、第2金属層を構成する第1金属材料と、該第1金属材料とは異なる第2金属材料との合金からなる。第4金属層は、第2または第3金属層を被覆する。
【選択図】図3

Description

本実施形態は、半導体パッケージおよびその製造方法に関する。
半導体装置から発生するEMI(Electro Magnetic Interference)を抑制するために、半導体パッケージの表面に電磁シールドとして金属膜が形成されることがある。このような金属膜は、保護膜で被覆されているが、半導体装置の特性検査等において保護膜が削られて、金属膜が露出してしまうことがある。金属膜が露出すると、半導体パッケージの信頼性に悪影響を与え、また、外観検査において不良となる場合がある。
特開2018−170416号公報(米国特許公開第2018/0286817号) 特開2007−243122号公報 米国特許第7989928号
電磁シールドとしての金属膜を保護し、その露出を抑制することができる半導体パッケージおよびその製造方法を提供する。
本実施形態による半導体パッケージは、基板を備える。半導体チップは、基板上に設けられている。樹脂層は、基板上において半導体チップを被覆する。金属膜は、樹脂層の表面および側面を被覆する。金属膜は、第1〜第4金属層を備える積層膜である。第1金属層は、樹脂層を被覆する。第2金属層は、第1金属層と異なる材料からなる。第3金属層は、第2金属層を構成する第1金属材料と、該第1金属材料とは異なる第2金属材料との合金からなる。第4金属層は、第2または第3金属層を被覆する。
第1実施形態による半導体パッケージの構成の一例を示す断面図。 図1の枠A2の構成をより詳細に示す断面図。 金属膜のより詳細な構成を示す断面図。 第1実施形態による半導体パッケージの製造方法の一例を示すフロー図。 第1実施形態による半導体パッケージの製造方法の一例を示すフロー図。 第2実施形態による金属膜のより詳細な構成を示す断面図。 第3実施形態による金属膜のより詳細な構成を示す断面図。
以下、図面を参照して本発明に係る実施形態を説明する。本実施形態は、本発明を限定するものではない。以下の実施形態において、配線基板の上下方向は、半導体チップを搭載する面を上とした場合の相対方向を示し、重力加速度に従った上下方向と異なる場合がある。図面は模式的または概念的なものであり、各部分の比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。明細書と図面において、既出の図面に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態による半導体パッケージの構成の一例を示す断面図である。半導体パッケージ100cは、その内部に半導体チップ30、50を樹脂材料で封止している。半導体チップ30、50は、例えば、NAND型フラッシュメモリのメモリチップまたはメモリチップを制御するコントローラチップ等でよい。
配線基板10は、第1面10Aと、第1面10Aに対して反対側にある第2面10Bと、第1面10Aと第2面10Bとの間にある側面10Cとを有する。配線基板10の内部には、配線層13〜16(図2参照)および配線層間を絶縁する層間絶縁膜17(図2参照)が設けられている。層間絶縁膜17は、ガラスエポキシ樹脂またはセラミックス等でよい。即ち、配線基板10は、例えば、ガラスエポキシ樹脂を用いたプリント基板やインタポーザ等でよい。
配線基板10の第1面10A上には、半導体チップ30、50が積層されている。半導体チップ30は、接着層20によって配線基板10の第1面10A上に接着されている。半導体チップ50は、接着層40によって半導体チップ30上に接着されている。接着層20、40は、例えば、NCP(Non Conductive Past)、DAF(Die Attach Film)のようにペースト状またはフィルム状の樹脂でよい。尚、積層される半導体チップの数は、2よりも多くてもよく、2よりも少なくてもよい。
配線基板10は、その内部配線のいずれかに電気的に接続されたパッド12を有する。半導体チップ30は、その表面に形成された半導体素子のいずれかに電気的に接続されたパッド32を有する。半導体チップ50は、その表面に形成された半導体素子のいずれかに電気的に接続されたパッド52を有する。パッド12、32、52は、例えば、ボンディングワイヤ60によって接続されている。配線基板10のパッド12以外の第1面10Aは、図示しないソルダレジスト等の絶縁膜で被覆されている。
樹脂層70は、配線基板10上において半導体チップ30、50およびボンディングワイヤ60を封止し、保護している。また、樹脂層70は、配線基板10の側面10Cには設けられていない。
金属膜90が樹脂層70の表面および側面を被覆している。金属膜90は、配線基板10の側面10Cまで被覆しており、側面10Cにおいて配線基板10の配線の一部と電気的に接続される。
図2は、図1の枠A2の構成をより詳細に示す断面図である。配線基板10は、配線層の一部として、配線層13〜16を含む。配線層16が第2面10B側に設けられている。配線層16の上方に配線層15が設けられている。配線層15の上方に配線層13、14が設けられている。配線基板10は、さらに他の配線層を含んでよい。配線層13〜16の間には、層間絶縁膜17が設けられており、配線層13〜16を互いに電気的に絶縁している。尚、配線層13は、パッド12に接続され、あるいは、パッド12として機能してもよい。配線層16も第2面10B側においてパッドとして機能してもよい。
配線基板10の側面10Cでは一部の配線層14、15が層間絶縁膜17から露出されている。層間絶縁膜17から露出された配線層14、15は、例えば、所定電圧(例えば、グランド)に接続されている。金属膜90は、配線基板10の側面10Cを被覆しており、配線層14、15に電気的に接続されている。よって、金属膜90は、配線層14、15を介して接地される。これにより、金属膜90は、電磁シールドとしての機能を果たすことができる。
図3は、金属膜90のより詳細な構成を示す断面図である。尚、図3には、半導体パッケージ100cの上部のみ示している。樹脂層70の表面および側面に被覆された金属膜90は、複数の金属層91〜94の積層膜として構成されている。
金属層91は、樹脂層70の表面および側面を被覆している。金属層91には、例えば、ステンレス、ニッケルまたはチタンを含む金属材料が用いられる。金属層91の膜厚は、例えば、約100nm〜300nmである。
金属層92は、金属層91上に設けられており、金属層91を介して樹脂層70の表面および側面を被覆している。金属層92は、金属層91、93および94とは異なる材料であり、金属層91、93および94よりも低抵抗な金属材料である。金属層92には、例えば、銅、ニッケルまたはチタン等の金属材料が用いられる。
金属層93は、金属層92上に設けられており、金属層91、92を介して樹脂層70の表面および側面を被覆している。金属層93は、金属層92を構成する金属材料と、該金属材料とは異なる他の金属材料との合金からなる。金属層93には、例えば、銅、ニッケルまたはチタンをベース材料として、アルミニウム(Al),コバルト(Co),クロム(Cr),ゲルマニウム(Ge),インジウム(In),マグネシウム(Mg),マンガン(Mn),ニッケル(Ni),シリコン(Si),スズ(Sn),チタン(Ti),亜鉛(Zn),モリブデン(Mo),鉄(Fe)のいずれか少なくとも1つの付加材料を含めた合金が用いられる。ただし、ベース材料がニッケルの場合には、付加材料は、ニッケル以外の材料にする。また、ベース材料がチタンの場合には、付加材料は、チタン以外の材料にする。金属層93に含まれる付加材料は、1〜20原子パーセント(at.%)でよい。これにより、金属層93は、金属層92の金属材料をベース材料として、他の金属材料を付加材料とした合金にすることができる。このように、金属層93を金属層92の金属材料をベースとした合金にすることによって、金属層92と金属層93との密着性が向上し、金属層93が金属層92から剥がれにくくなる。
また、金属層93をこのような合金材料とすることによって、金属層93の結晶の粒径は、金属層92の結晶の粒径よりも小さくなる。例えば、金属層93の粒径は、0.10μm未満であり、金属膜92の粒径は、0.10μm以上である。金属層93の粒径を小さくするこすることによって、金属層93上に成膜される金属層94の結晶の粒径も小さくなる。最外層の金属層94の粒径が小さいことによって、金属層93と金属層94との密着性が向上し、金属層94が金属層93から剥がれ難くなる。即ち、金属層94が金属層93をより確実に保護することができる。金属層92、93の合計の膜厚は、例えば、約0.45μm〜2.5μmである。
このように、金属層92の金属材料をベースとした粒径の小さい金属層93を、金属層92と金属層94との間に介在させることによって、金属層92〜94の密着性が改善される。これにより、金属層94の外側からスクラッチされても、金属層92が露出され難くなる。
また、金属層92は150度以上の高温で成膜され、結晶の粒径が金属層93のそれよりも大きくなっている。金属層92の粒径が金属層93のそれより大きいことによって、金属層92の抵抗値は、金属層93の抵抗値より低くなる。従って、金属層92が図2の配線層14,15に電気的に接続されることによって、電磁シールドの効果を向上させることができる。尚、金属層92の抵抗値は、金属層91、93、94のいずれの抵抗値よりも低い。金属層92は、配線基板10の配線層14,15に直接接続してもよく、金属層91を介して接続してもよい。
金属層94は、金属層93上に設けられており、金属層91〜93を介して樹脂層70の表面および側面を被覆している。金属層94は、金属層93上を被覆しており、半導体パッケージ100cの最外層になる。金属層94には、例えば、ステンレス、ニッケルまたはチタンを含む金属材料が用いられる。金属層94は、金属層91と同一材料でよい。金属層94の膜厚は、例えば、約100nm〜300nmである。
もし、合金からなる金属層93が設けられていない場合、金属膜92の粒径が大きいので、金属層94の粒径も大きくなり、金属膜92と金属膜94との密着性が悪くなる。この場合、スクラッチによって、金属膜92が露出されやすくなる。
これに対し、本実施形態によれば、樹脂層70を被覆する金属膜90は、金属層91〜94の積層膜となっている。金属層91と金属層94との間には、複数の金属層92、93の積層膜が設けられており、金属層93は、金属層92の金属材料と他の金属材料との合金となっている。これにより、金属層93、94の粒径が金属層92の粒径より小さくなり、金属層92〜94の密着性を向上させることができる。
また、金属層92の粒径は金属層93の粒径より大きいので、金属層92の抵抗値が金属層93の抵抗値よりも低くなる。これにより、電磁シールドの効果が向上する。その結果、本実施形態による半導体パッケージ100cは、電磁シールドの機能を向上させつつ、金属層92を確実に保護してその露出を抑制することができる。
次に、本実施形態による半導体パッケージ100cの製造方法について説明する。
図4Aおよび図4Bは、第1実施形態による半導体パッケージの製造方法の一例を示すフロー図である。
図4AのステップS1において、図1の配線基板10の第1面10A上に接着層20を介して半導体チップ30が設けられる。半導体チップ30上に、接着層40を介して半導体チップ50が設けられる。このとき、複数の配線基板10は、まだ連結された状態であり、各半導体パッケージごとに個片化されていない。
次に、配線基板10をプラズマ洗浄した後、配線基板10のパッド12、半導体チップ30のパッド32、および、半導体チップ50のパッド52をボンディングワイヤ60で接続する。ボンディングワイヤ60は、例えば、Auワイヤ、Cuワイヤ、Agワイヤ、PdコートしたCuワイヤ等の金属ワイヤである。
尚、半導体チップ30、50は、第1面10Aに対して略垂直方向に積層しているが、半導体チップは、第1面10A上に横並びに配置してもよい。
次に、ステップS2において、樹脂層70を配線基板10上に設け、半導体チップ30、50、ボンディングワイヤ60を封止する。樹脂層70は、熱硬化樹脂であり、例えば、エポキシ樹脂またはアクリル樹脂でよい。樹脂層70は、図示しない無機フィラーを含有する樹脂材料であってもよい。無機フィラーは、例えば、シリカ、つまり酸化シリコンである。無機フィラーは、シリカに加えて、例えば、水酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、酸化アルミニウム、窒化ホウ素、酸化チタン、チタン酸バリウムなどを添加してもよい。
ステップS3において、ブレードを用いて各半導体パッケージ単位に配線基板10を個片化する。
ステップS4において、個片化された半導体パッケージの樹脂層70の上面にマーキングを行う。マーキングは、製品名や製造者、ロット番号等を、レーザマーカを用いて刻印(engraving)する。
ステップS5において、配線基板10は、オーブンに入れられ、ベーク処理される。ベーク処理は、例えば、100度から260度の間の温度で処理される。ベーク処理により、樹脂層70に含まれる水分を蒸発させ、後述する金属膜90の密着性を向上させることができる。また、はんだの融点温度以下、例えば、260度以下のベーク処理により、ボンディング部分、配線、トランジスタ等の信頼性の劣化を抑制する。
ステップS6において、複数の配線基板10を、図示しないトレイ上に積載する。次に、ステップS7において、複数の配線基板10は、トレイに載置された状態で、大気圧より圧力が低い減圧チャンバへ搬入される。複数の配線基板10は、例えば、150度から260度の間の温度でベーク処理される。
次に、配線基板10は、エッチングチャンバへ搬送される。ステップS8において、樹脂層70は、エッチングチャンバにおいてエッチングされる。樹脂層70は、例えば、アルゴン(Ar)と窒素(N)を含んだプラズマを用いて、エッチング(スパッタエッチング)される。アルゴンと窒素の流量の比は、例えば3:7〜7:3とすることができる。この範囲から外れると、樹脂層70と金属膜90との密着性が低下する場合がある。このエッチングにより、無機フィラーに対して樹脂層75が選択的に1〜100nm程度エッチングされる。無機フィラーは金属膜90との密着性が高いので、無機フィラーを露出させることによって樹脂層70と金属膜90との密着性が向上する。
次に、配線基板10は、成膜チャンバへ導入される。ステップS9において、金属膜90が、樹脂層70の上面および側面と、配線基板10の側面10Cに形成される。金属膜90は、例えば、スパッタ法を用いて、複数の配線基板10をトレイに載置した状態で形成される。
上述のとおり、金属膜90は、金属層91〜94の積層膜である。金属層91〜94は、同一の減圧チャンバ内において、スパッタの材料ソースを変更しながら連続して成膜する。図4Bに示すように、まず、金属層91を樹脂層70上に成膜する(S91)。例えば、金属層91としてステンレスを用いる場合には、ステンレスのソースを用いてスパッタを行う。ステンレス膜の膜厚は、例えば、100nm〜300nmである。次に、金属層92を金属層91上に成膜する(S92)。例えば、金属層92として銅を用いる場合には、銅のソースを用いてスパッタを行う。このとき、成膜温度は、150度以上、好ましくは、200℃以上である。これより、金属層92の銅の粒径は、150度未満の低温で成膜された銅の粒径よりも大きくなる。従って、金属層92は、比較的低抵抗となる。
もし、150度以上の温度に対して耐性を有しない樹脂テープ上に配線基板10を載せてスパッタを行う場合、当然、150度未満の温度で金属膜90を成膜する必要がある。従って、金属膜90の粒径は小さくなり、抵抗値が比較的高くなってしまう。
これに対し、本実施形態では、樹脂テープよりも高温に耐性を有するトレイに配線基板10を搭載してスパッタ処理を行っている。従って、金属層92を150度以上、好ましくは、200℃の高温で成膜することができ、その粒径を大きくすることができる。その結果、金属層92は、比較的低抵抗となる。
次に、金属層93を金属層92上に成膜する。例えば、金属層93として銅合金を用いる場合には、銅合金のソースを用いてスパッタを行う。このとき、温度は、150度未満でよい。これより、金属層93の銅合金の粒径は比較的小さくなる。これにより、金属層93と金属層92との密着性が向上する。また、金属層93は、粒径が小さいので、比較的平坦な表面を有することができる。尚、金属層92、93の総膜厚は、例えば、0.45μm〜2.5μmである。
次に、金属層94を金属層93上に成膜する。例えば、金属層94としてステンレスを用いる場合には、ステンレスのソースを用いてスパッタを行う。ステンレス膜の膜厚は、例えば、100nm〜300nmである。このとき、下地の金属層93に従って、金属層94も、比較的平坦かつ粒径の小さな膜となる。これにより、金属層94と金属層93との密着性が向上する。
尚、金属層91〜94は、CVD(Chemical Vapor Deposition)法、真空蒸着法、イオンプレーティング法により形成されても構わない。
以上の製造方法により、第1実施形態による半導体パッケージ100cが完成する。
本実施形態によれば、金属層92は比較的高温で成膜され、金属層92の粒径は比較的大きくなる。よって、金属層92の抵抗値は低くなり、電磁シールドとしての機能を向上させることができる。一方、金属層92を被覆する金属層93、94の粒径は金属層92の粒径より小さい。これにより、金属層92〜94の密着性が向上する。
(第2実施形態)
図5は、第2実施形態による金属膜90のより詳細な構成を示す断面図である。第2実施形態では、金属層92、93の位置関係が逆となっている。即ち、金属層93が金属層91上に設けられ、金属層92が金属層93上に設けられている。金属層94は、金属層92上に設けられている。第2実施形態のその他の構成は、第1実施形態の対応する構成と同様でよい。
金属層93は、金属層91上に設けられており、金属層91を介して樹脂層70の表面および側面を被覆している。金属層93の材料は、第1実施形態の金属層93のそれと同様の合金からなる。従って、金属層93、92の密着性は向上する。
金属層92は、金属層93上に成膜される。従って、金属層92の粒径は、第1実施形態の金属層92よりも小さくなる場合がある。この場合、金属層92上に形成される金属層94の粒径も小さくなり、金属層92と金属層94との密着性は向上する。金属層92の材料は、第1実施形態の金属層92の材料と同様でよい。
金属層94は、金属層92上に設けられ、金属層92を被覆する。金属層94の材料は、第1実施形態の金属層94と同じでよい。
第2実施形態によれば、金属層91と金属層94との間において、金属層92、93の位置関係が逆になっているものの、金属層92〜94の密着性は向上する。
また、金属層92の粒径は、第1実施形態のそれよりも小さい。しかし、金属層92として充分に抵抗値の低い材料を用いることによって、金属層92の抵抗値を低く抑えることができる。これにより、電磁シールドの効果を維持することができる。その結果、第2実施形態は、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
尚、第2実施形態による金属膜90は、第1実施形態による金属膜90の金属層92、93の成膜順序を逆にすればよい。
(第3実施形態)
図6は、第3実施形態による金属膜90のより詳細な構成を示す断面図である。第3実施形態は、金属層95が金属層91と金属層92との間に設けられている点で第1実施形態と異なる。第3実施形態のその他の構成は、第1実施形態と同様でよい。
金属層95は、金属層91上に設けられている。金属層95は、金属層91を介して樹脂層70の上面および側面を被覆するように設けられている。金属層95には、例えば、金属層92の金属材料と、該金属材料とは異なる金属材料との合金が用いられる。金属層95には、例えば、銅、ニッケルまたはチタンをベース材料として、アルミニウム(Al),コバルト(Co),クロム(Cr),ゲルマニウム(Ge),インジウム(In),マグネシウム(Mg),マンガン(Mn),ニッケル(Ni),シリコン(Si),スズ(Sn),チタン(Ti),亜鉛(Zn),モリブデン(Mo),鉄(Fe)のいずれか少なくとも1つの付加材料を含めた合金が用いられる。ただし、ベース材料がニッケルの場合には、付加材料は、ニッケル以外の材料にする。また、ベース材料がチタンの場合には、付加材料は、チタン以外の材料にする。金属層95は、金属層93と同一材料であってもよいが、異なる材料であってもよい。第3実施形態は、第1および第2実施形態の組み合わせと言ってもよい。
このように、第3実施形態では、金属膜90は、5層の積層構造となっており、金属層91と金属層94との間に3層の金属層95、92、93が設けられている。これにより、金属層92〜95の密着性が向上し、金属膜90のスクラッチに対する耐性が向上する。また、第3実施形態は、第1および第2実施形態の効果を得ることができる。
尚、第3実施形態による金属膜90は、第1実施形態による金属層92の成膜の前に、金属層91上に、金属層93の成膜と同じ条件で金属層95を成膜すればよい。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
100c 半導体パッケージ、10 配線基板、20,40 接着層、30,50 半導体チップ、12,32,52 パッド、60 ボンディングワイヤ、70 樹脂層、90 金属膜、91〜94 金属層、13〜16 配線層、17 絶縁層

Claims (9)

  1. 基板と、
    前記基板上に設けられた半導体チップと、
    前記基板上において前記半導体チップを被覆する樹脂層と、
    前記樹脂層の表面および側面を被覆する金属膜とを備え、
    前記金属膜は、
    前記樹脂層を被覆する第1金属層と、
    前記第1金属層と異なる材料からなる第2金属層と、
    前記第2金属層を構成する第1金属材料と、該第1金属材料とは異なる第2金属材料との合金からなる第3金属層と、
    前記第2または第3金属層を被覆する第4金属層とを含む積層膜である、半導体パッケージ。
  2. 前記第2金属層は、前記第1金属層上に設けられ、
    前記第3金属層は、前記第2金属層上に設けられ、
    前記第4金属層は、前記第3金属層上に設けられている、請求項1に記載の半導体パッケージ。
  3. 前記第3金属層は、前記第1金属層上に設けられ、
    前記第2金属層は、前記第3金属層上に設けられ、
    前記第4金属層は、前記第2金属層上に設けられている、請求項1に記載の半導体パッケージ。
  4. 前記第1金属層上に設けられ、前記第1金属材料と、該第1金属材料とは異なる第3金属材料との合金からなる第5金属層をさらに備え、
    前記第2金属層は、前記第5金属層上に設けられ、
    前記第3金属層は、前記第2金属層上に設けられ、
    前記第4金属層は、前記第3金属層上に設けられている、請求項1に記載の半導体パッケージ。
  5. 前記第2金属層の粒径は、前記第3金属層の粒径よりも大きい、請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の半導体パッケージ。
  6. 前記第2金属層の抵抗値は、前記第1、第3および第4金属層の抵抗値よりも低い、請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の半導体パッケージ。
  7. 少なくとも前記第2金属層は、前記基板の側面に設けられ、前記基板の配線の一部に接続されている、請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の半導体パッケージ。
  8. 前記第1金属層は、ステンレス、ニッケルまたはチタンを含む金属材料であり、
    前記第2金属層は、銅、ニッケルまたはチタンを含む金属材料であり、
    前記第3金属層は、銅、ニッケルまたはチタンをベース材料として、アルミニウム(Al),コバルト(Co),クロム(Cr),ゲルマニウム(Ge),インジウム(In),マグネシウム(Mg),マンガン(Mn),ニッケル(Ni),シリコン(Si),スズ(Sn),チタン(Ti),亜鉛(Zn),モリブデン(Mo),鉄(Fe)のいずれか少なくとも1つの付加材料(ただし、前記ベース材料がニッケルの場合、前記付加材料からニッケルを除く、前記ベース材料がチタンの場合、前記付加材料からチタンを除く)を含めた合金である、請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の半導体パッケージ。
  9. 基板上に半導体チップを搭載し、
    前記半導体チップを樹脂層で被覆し、
    前記樹脂層の表面および側面を第1金属層で被覆し、
    前記第1金属層と異なる材料からなる第2金属層を150度以上の温度で成膜し、
    前記第2金属層を構成する第1金属材料と、該第1金属材料とは異なる第2金属材料との合金からなる第3金属層を成膜し、
    前記第2または第3金属層を第4金属層で被覆することを具備する、半導体パッケージの製造方法。
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CN1810068A (zh) * 2003-06-19 2006-07-26 波零公司 印刷电路板的emi吸收屏蔽
JP2007243122A (ja) 2006-03-06 2007-09-20 Be-Spputer Co Ltd スパッタリング法によるシールド膜の成膜方法及び成膜されたシールド膜
US7989928B2 (en) 2008-02-05 2011-08-02 Advanced Semiconductor Engineering Inc. Semiconductor device packages with electromagnetic interference shielding
US9269673B1 (en) * 2014-10-22 2016-02-23 Advanced Semiconductor Engineering, Inc. Semiconductor device packages
JP6418605B2 (ja) * 2015-07-31 2018-11-07 東芝メモリ株式会社 半導体装置および半導体装置の製造方法
JP6777423B2 (ja) * 2016-04-28 2020-10-28 新科實業有限公司SAE Magnetics(H.K.)Ltd. 電子部品モジュールおよびその製造方法
JP6621708B2 (ja) * 2016-05-26 2019-12-18 新光電気工業株式会社 半導体装置、半導体装置の製造方法
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