KR100932358B1 - 전자 장치, 이 전자 장치를 포함하는 반도체 장치와 이 전자 장치의 제조 방법 - Google Patents

전자 장치, 이 전자 장치를 포함하는 반도체 장치와 이 전자 장치의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 접속 영역(4,5)을 갖는 SAW(Surface Acoustic Wave) 필터(2,3) 등의 전자 부품(2,3)을 구비하는 전자 장치에 관한 것이다. 필터(2,3)는 그 위에 캐비티(7)를 형성하는 커버(6)에 의해 주위로부터 밀봉된다. 본 발명에 따르면, 커버(6)는 필터(2,3)의 위치에 개구(7')를 구비하는 래커 층(6A)으로 형성되며, 이 래커 층은 상기 개구(7')를 폐쇄하여 캐비티(7)가 필터 상부의 어디에서도 0보다 두꺼운 두께를 갖게 형성하는 포토레지스트 층(6B)으로 덮여진다. 이에 의해 필터(2,3)에 의한 정확하고 안정한 주파수 선택이 가능해지므로, 본 발명에 따른 장치는 매우 콤팩트하고 제조가 용이하게 된다. 따라서 본 발명에 따른 장치는 이동 전화와 같은 분야에 매우 적합하게 사용되며, 반도체 장치내의 집적에도 적합하다. 포토레지스트 층(6B)과 래커 층(6A)은 바람직하게 범프(9), 특히 땜납 범프(9)를 구비하는 접속 영역(4,5)의 위치에서 추가의 개구(8)를 구비하며 또한 바람직하게 상기 포토레지스트 층(6B)은 땜납 차단물인 고체 포일(6B)을 구비한다. 본 발명은 본 발명에 따른 장치가 집적된 반도체 장치 뿐만 아니라, 본 발명에 따른 장치를 제조하는 방법도 포함한다.

Description

전자 장치, 이 전자 장치를 포함하는 반도체 장치와 이 전자 장치의 제조 방법{ELECTRONIC DEVICE, SEMICONDUCTOR DEVICE COMPRISING SUCH A DEVICE AND METHOD OF MANUFACTURING SUCH A DEVICE}
본 발명은 기판을 구비하는 본체를 포함하는 전자 장치에 관한 것으로서, 상기 기판 상에는 적어도 하나의 전자부품이 위치하며, 이 전자부품은 하나 이상의 접속영역에 접속되며 그 위의 커버에 의해 주위로부터 밀봉되고, 이 커버는 기판 위에 제공되며 상기 부품 위에 캐비티(cavity)를 형성하고, 상기 커버는 제 1 본체를 포함하는데, 이 제 1 본체는 기판 상에 위치하며 상기 부품의 위치에 개구를 가지며, 상기 커버는 또한 제 2 본체를 구비하는데, 이 제 2 본체는 제 1 본체 상에 위치하며 상기 개구를 폐쇄한다. 상기 부품이 탄성파 필터(acoustic filter)를 포함하는 경우, 상기 장치는 특히, 이동 전화에 바람직하게 이용된다. 본 발명은 또한 상기 장치를 구비하는 반도체 장치와 이 장치를 제조하는 방법에 관한 것이다.
위의 장치는 1994년 4월 20일 공개된 유럽 특허 제 0.367.181호에 개시되어 있다. 위 문헌은 LiTaO3로 된 압전 기판 내 및 압전 기판상에 형성된 탄성파 필터에 대해 설명하고 있다. 이 필터는 기판 위에 형성된 커버에 의해 주위로부터 밀봉되며, 이 커버는 필터 위에 캐비티를 형성하고 있다. 이 결과 필터는 먼지, 및 감쇠와 같은 주위의 다른 영향으로부터 보호되어 정확하고 안정한 주파수 선택이 가능하다. 커버는 예를 들어, 금속판이 고정된 링 또는 합성 수지 캡을 구비한다.
위의 공지 장치는 아주 콤팩트(compact)하지 않아서, 반도체 장치에 용이하게 집적될 수 없는 단점이 있다.
따라서 본 발명의 목적은 아주 콤팩트하고 반도체 장치에 용이하게 집적될 수 있으며, 제조도 용이한 장치를 제공하는데 있다.
발명의 개요
이를 위해, 서두에 기재된 장치는 본 발명에 따르면, 제1 본체는 래커(lacquer) 층을 구비하며, 제2 본체는 포토레지스트 층을 구비하며, 제 2 포토레지스트 층의 두께 및 재료 뿐만 아니라 개구의 수평 치수는 캐비티의 두께가 부품의 표면 전체에 걸쳐서 0(zero)보다 크게 되게끔 선택되어짐을 특징으로 한다.
본 발명은 첫째로, (포토)레지스트 층을 사용함으로써 커버의 두께가 매우 얇게 될 수 있기 때문에, 본 발명에 따른 장치는 매우 콤팩트하게 되어 박형화 됨으로써 예를 들어 이동 전화에서 사용되는 반도체 장치에 특히 적합하게 집적될 수 있다는 인식에서 출발한다. 또한 본 발명은 포토레지스트 층의 두께 및 재료에 대한 적합한 선택을 통해서 캐비티가 소정의 수평 치수로 형성되며, 부품의 표면적에 걸쳐서 0(zero)보다 큰 두께로 캐비티가 형성되는 각별한 인식에서 출발한다. 이는 특히 탄성파 필터의 정확하고 안정한 주파수 선택을 고려할 때 매우 중요하다. 또한 커버의 최상층에 포토레지스트를 이용함으로써 부품의 접속 영역의 위치에서 포토리소그래피에 의해 상기 최상층이 용이하게 추가의 개구를 가질 수 있는 중요한 장점을 갖는다. 이를 위해, 래커 층(lacquer layer)도 같은 위치에 추가의 개구를 구비한다.
결론적으로, 중요한 실시예에 있어서, 래커 층도 포토레지스트를 구비하며, 전자 부품의 접속 영역의 위치에서 포토레지스트 층 및 이 래커 층 내에 추가의 개구가 위치되는데, 상기 접속 영역상에 개구 접촉 범프가 위치한다. 이 결과, 본 발명의 장치는 소위 표면 실장 기술에 의해 고주파회로를 포함하는 반도체 장치로 매우 용이하게 집적될 수 있다. 바람직하게 접촉 범프는 땜납을 구비하며, 이와 연계하여 포토레지스트 층과 바람직하게는 래커 층도 땜납 차단(solder repellent) 층이 된다.
바람직한 실시예에 있어서, 래커 층과 포토레지스트 층은 고체 포일(solid foil)을 구비하며, 이러한 포일은 본 발명의 필요한 요구를 만족하게끔 최적으로 사용될 수 있다. 이외에 상기 포일은 땜납 차단물이어야 하는 요구를 충분히 만족시킬 수 있다.
바람직하게, 전자 부품은 표면 탄성파 필터를 구비한다. 한편 본 발명에 의해 그러한 필터의 정확하고 안정한 주파수 선택이 가능해지는데, 다른 한편으로는 이동 전화와 같은 여러 분야에 이러한 필터의 콤팩트한 집적이 매우 중요하다.
따라서 본 발명은 또한, 기판을 갖는 반도체 본체를 포함하며, 본 발명에 따른 전자 장치를 구비한 하나 이상의 반도체 소자를 구비한 반도체 장치도 구비한다.
본 발명은 또한, 적어도 하나의 전자 부품이 형성된 기판을 구비하는 본체를 포함하는 전자 장치를 제조하는 방법을 포함하는데, 여기서 이 전자 부품은 하나 이상의 접속영역을 가지며, 기판 위에 커버를 가지는 부품을 설치하는 것에 의해 주위로부터 밀봉되고, 이 부품 위에 캐비티가 형성되며, 상기 커버는, 기판 상에, 부품의 위치에 개구를 갖는 제1 본체를 설치하고, 상기 개구가 폐쇄되는 식으로 상기 제1 본체 상에 제2 본체를 설치함으로써 형성되며, 상기 제1 본체는 기판상에 래커 층을 도포하여 형성되며, 상기 제2 본체는 그 위에 포토레지스트 층을 도포하여 형성되며, 상기 개구의 수평 치수, 상기 포토레지스트 층의 재료 및 두께는 캐비티의 두께가 상기 부품의 표면 전체에 걸쳐서 0보다 크도록 선택되어지는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 래커 층은 또한 포토레지스트 층으로 만들어지며, 전자 부품의 접속 영역의 위치에서 상기 래커 층과 상기 포토레지스트 층 내에 추가의 개구가 형성되며, 바람직하게 땜납을 포함하는 개구 접촉 범프가 상기 접속 영역상에 형성된다. 래커 층과 포토레지스트 층은 바람직하게는 땜납 차단 층인 고체 포일로 만들어진다. 전자 부품이 표면 탄성파 필터로 만들어지는 경우, 본 발명의 방법에 따르면 아주 간단한 방식으로 우수한 장치를 실현할 수 있다.
본 발명의 상기 및 기타의 특징은 이하 설명하는 실시예로부터 명확해 질 것 이다.
도1은 본 발명에 따른 전자 장치의 개략 사시도이며,
도2는 도1의 장치의 Ⅱ-Ⅱ라인을 따라 절취하여 얻은 두께 방향에 직각에서의 개략 단면도이며,
도3 내지 도7은 본 발명에 따른 방법을 이용하는 제조 공정의 연속 단계의 도1의 장치의 개략 사시도이다.
위의 도면은 개략도로서, 실제 축척으로 도시되지 않으며, 특히 두께 방향의 치수는 명료화를 위해 확대되어 있다. 같은 도면 부호는 가능한 한 같은 부분을 나타내게 했다.
도 1은 본 발명에 따른 전자 장치의 개략 사시도이며, 도2는 도1의 장치의 Ⅱ-Ⅱ라인을 따라 절취하여 얻은 두께 방향에 직각에서의 개략 단면도이다. 이 장치는 0.5mm두께의 LiTaO3로 만들어진 기판(1)을 포함하는 본체(10)를 구비하며, 도2에 도시한 바와 같이, 그 위에 알루미늄으로 된 금속층(2,3,4,5)이 0.3㎛의 두께로 놓여지며, 상기 금속층은 다음과 같이 구성된다. 즉, 도면에 개별적으로 도시하지는 않은 두 개의 인메시(enmeshing) 빗살형 도전 패턴을 갖는 제1 전자 부품(2)을 구비하며, 이 제1 전자 부품 및 기판(1)이 함께 제1 탄성파 필터(2)를 구성한다. 상기 필터의 전극(teeth;이)의 길이는 1mm이다. 전극 사이의 간격은 2㎛이며, 전극의 수는 대략 수백 개이다. 필터(2) 즉, 그 빗살형 부분은 두 개의 접속 영역(4A,4B)을 가지며, 금속층(2,3,4,5)은 또한 제1 필터(2)와 유사하지만 그 빗살형 구조는 다르며, 전극의 수가 유사한 제2 필터(3)를 구비하는데, 이 제2 필터는 두 개의 다른 접속 영역(5A,5B)을 갖는다. 이들 소위 SAW(Surface Acoustic Wave;표면 탄성파)필터의 구조 및 동작의 상세한 것에 대해서는 "Oki Technical Review", No. 158, vol. 63, April 1997을 참조할 수 있다. 필터(2,3)는 그 위에 두 개의 캐비티(개구;7)를 형성하기 위해 기판(1)상에 형성된 커버(6)에 의해 주위로부터 밀봉된다. 커버(6)는 필터(2,3)의 위치에 개구(7')를 구비하는 제1 본체(6A)와 상기 제1 본체 위에 놓여져서 개구(7')를 폐쇄하는 제2 본체(6B)를 구비한다.
본 발명에 따르면, 제1 본체(6A)는 래커 층(6A)으로 되며, 제2 본체(6B)는 포토레지스트 층(6B)으로 되며, 개구(7')의 수평 치수 및 포토레지스트 층(6B)의 두께와 재료는, 캐비티(7)의 두께가 부품(2,3)의 표면 전체에 걸쳐서 0보다 크게 되게끔 선택된다. 래커 층(6A)과 포토레지스트 층(6B)을 사용함으로써 커버의 두께가 매우 얇게 되어 본 발명에 따른 장치는 매우 콤팩트하게 되어 박형화 됨으로써 예를 들어 이동 전화용의 반도체 장치 상의 집적에 특히 적합하다. 또한 본 발명은 래커 층(6A)내 개구(7')의 수평 치수의 적합한 선택과 연계하여 포토레지스트 층(6B)의 두께 및 재료에 대한 적합한 선택을 통해서 소정 크기의 부품(2,3)은 이 부품의 표면 전체에 걸쳐 제로 또는 그 이상의 두께를 갖는 캐비티(7) 아래에 위치할 수 있다. 이에 의해 필터(2,3)에 의한 정확하고 안정한 주파수 선택이 가능해지는데, 이는 본 발명이 사용되는 분야에 매우 중요하다. 제2 본체(6B)에 포토레지스트 층(6B)을 사용함으로써 예를 들어 필터(2,3)의 접속 영역(4,5)의 위치에서 예를 들어 포토리소그래피에 의해 포토레지스트 층(6B)이 추가의 개구(8)를 용이하게 가질 수 있는 부가적인 중요한 장점을 갖는다. 래커 층(6A)에는 대략 58㎛의 두께를 갖는 Conformal 2523이 적합한 것으로 알려지고 있다. 포토레지스트 층(6B)은 Laminar 5032로 된 대략 32㎛두께의 층을 사용하는 것이 바람직하다. 이에 따라 필터(2,3)의 선택 치수에서 즉, 1㎜의 폭과 수 ㎜의 길이에서 포토레지스트 층(6B)의 휨이 래커 층(6A) 두께의 20%이하로 제한된다. 위의 휨에 대한 최고의 임계 치수가 필터(2,3)의 최소 치수, 즉 이 경우에는 상기 폭임을 유의할 필요가 있다. 본 발명의 장치의 전체 표면적은 대략 2×3 내지 3 ×4 ㎟의 범위에 있다.
래커 층(6A)에 대해서, 이 실시예에서는 포토레지스 층(6A)을 사용함으로써 캐비티(7') 및 임의의 추가적인 개구(8)가 그 내부에 용이하게 형성될 수 있다. 그러면 동시에 상기 포토레지스트 층(6B)내의 개구 및 상기 추가의 개구(8)가 형성될 수 있다. 이와는 달리 상기 래커 층이 도포될 때, 예를들면 스크린 프린팅 기술로 래커 층(6A)을 도포함으로써 래커 층(6A)내에 소정의 개구(7',8)를 형성할 수도 있다. 이 실시예에 있어서, 상기 장치는 또한 그라운드 접속부(11A,11B)를 구비하는데, 이들은 래커 층(6A)과 포토레지스트 층(6B)내에 다른 개구(8)의 일부가 놓여진 위치에 설치된다.
본 발명에 따른 장치의 바람직한 실시예에 있어서, 래커 층(6A)과 포토레지스트 층(6B) 모두는 전자 부품(2,3)의 접속 영역(4,5)의 위치에 설치되며, 이 경우, 상기 필터(2,3)는 추가의 개구(8)를 구비하는데, 여기에는 접속 영역(4,5)에 접촉 범프(9)가 놓여진다. 이에 의해 본 발명에 따른 장치는 소위 SMD(Surface Mounted Device; 표면 실장 장치) 실장에 매우 적합하게 사용될 수 있다. 바람직하게, 포토레지스트 층(6B)은 땜납 차단 층(6B)을 포함하며, 이는 래커 층(6A)에도 도포된다. 이 결과 땜납(9)이 접촉 범프(9)를 형성하는데 용이하게 사용될 수 있다.
바람직하게, 포토레지스트 층(6B)은 고체 포일 층(6B)을 포함하며, 이는 래커 층(6A)에도 도포된다. 이러한 포일(6A,6B)은 기판(1)에 그리고 상호간에 용이하게 부착될 수 있으며, 소망하는 특성 즉, 휨 정도가 작으며, 땜납 차단성 및 포토리소그래피 처리능력을 가진다. 이 경우, 본 발명은 탄성파 필터(2,3)에도 바람직하게 적용된다. 이 결과 이 필터는 반도체 장치(100)로 용이하게 집적될 수 있어서 예를 들어 이동 전화 등의 분야에 매우 적합하게 이용될 수 있는 장치(1000)를 실현할 수 있다. 본 발명의 장치는 본 발명에 따른 방법을 이용하는 이하에 기술된 방식으로 제조된다.
도 3 내지 도7은 본 발명에 따른 방법을 이용하는 제조 공정의 연속 단계의 도1의 장치의 개략 사시도이다. 하나 이상의 접속 영역(4,5)을 갖는 적어도 하나의 전자 부품(2,3), 여기서는 두 개의 SAW 필터(2,3)가 형성된 기판(1)으로부터 제조 공정이 시작된다(도3 참조). 필터(2,3)는 부품(2,3) 위의 커버(6)에 의해 주위로부터 밀봉되는데, 이 커버는 기판(1) 위에 설치되어 부품(2,3) 위쪽의 캐비티(7)를 형성한다. 이는 래커 층(6A)을 설치함으로써 실행되며(도 4참조) 이 경우, 래커 층(6A)은 부품(2,3)을 구비한 기판(1) 위에 연장하는, 고체 포일을 포함하는 포토레지스트 층(6A)을 포함한다. 이어서 래커 층(6A)에는, 포토리소그래피에 의해 개구(7') 및 추가의 개구(8)가 부품(2,3) 및 그 접속 영역(4,5) 각각의 위치에서 제공된다(도 5참조). 이어서 고체 포일(6B)을 포함하는 포토레지스트 층(6B)이 래커 층(6A)위에 제공되며, 상기 포토레지스트 층(6B)이 개구(7')를 밀봉하며, 캐비티(7)의 두께는 0보다 크게 형성된다(도6 참조).
다음으로 래커 층(6A)내의 추가의 개구(8)에 대응하는 또 다른 개구(8)가 상기 접속 영역(4,5,11)의 위치에서 포토레지스트 층(6B)내에 형성된다(도7 참조). 최종으로, 접촉 범프(9) 여기서는 땜납 볼(9) 형태의 범프가 접속 영역(4,5,11) 상의 추가의 개구(8)에 제공된다(도 1 참조). 본 발명에 따른 장치는 예를 들어 도2에 개략 도시한 바와 같이 최종 조립될 수 있는데, 반도체 장치(100)내에 집적될 수 있어서 이동 전화용으로 적합하게 사용될 수 있는 전자 장치(1000)를 형성한다. 본 발명의 현저한 특징은 다수의 장치가 동시에 제조될 수 있다는 점에 있는데, 여기서는 여러 장치 중 하나만을 도면에 도시하고 있다.
본 발명은 전술한 실시예로 한정되지 않으며, 본 발명의 영역 내에서 여러 가지의 수정 및 변경이 가능함은 당업자에게 명백하다. 예를 들어, SAW 필터 이외의 부품 즉, 소형 전기 모터 또는 리드 콘택트(Reed contact) 등의 MEMs(Micro ElectroMechanical System)이 이용될 수 있다. 결과적으로 본 출원에 있어서, 전자 부품은 또한 전기, 전자기계, 광전자 또는 반도체 부품을 포함하는 것으로 취급되어져야 한다.
또한 래커 층 내의 추가의 개구 및 포토레지스트 층 내의 추가의 개구는 또한 동시에 형성될 수 있으며, 상기 래커 층 내의 추가의 개구는 상기 포토레지스트 층 내의 추가의 개구가 형성된 후에 형성될 수도 있음을 알아야 한다. 중요한 변형 예로서, 박형 알루미늄 포일 같은 금속 층이 상기 포토레지스트 층위에나 그 아래에 놓여진다. 이 결과 보다 강성의 커버 및 밀봉성이 좋은 부품이 얻어진다. 바람직하게 래커 층과 포토레지스트 층 사이에 금속 층이 설치된다. 그러면 이 금속층은, 포토레지스트 층내의 추가 개구의 위치에서 금속 층 내에 개구가 형성되는 경우 마스크로서 이용될 수 있다.

Claims (10)

  1. 적어도 하나의 전자부품(2,3)이 장착된 기판(1)을 구비하되, 상기 전자부품은 하나 이상의 접속영역(4,5)에 접속되고, 상기 전자 부품(2,3) 위의 커버(6)에 의해 주위로부터 밀봉되며, 상기 커버는 상기 기판(1) 위에 제공되고 상기 부품(2,3) 위에 캐비티(7)를 형성하며, 상기 커버(6)는, 상기 기판(1)상에 놓여지며, 상기 부품(2,3)의 위치에 개구(7')를 갖는 제1 본체(6A)를 구비하며, 상기 커버는 상기 제1 본체(6A)위에 놓여지며, 상기 개구(7')를 폐쇄하는 제2 본체(6B)를 구비하는, 본체(10)를 포함하는 전자 장치에 있어서,
    상기 제1 본체는 래커(lacquer) 층(6A)을 구비하고, 상기 제2 본체는 포토레지스트 층(6B)을 구비하며,
    상기 캐비티(7)가 상기 부품(2,3)의 전체 표면 영역에 걸쳐 상기 부품 위에 형성되도록 상기 개구(7')의 수평 치수(lateral dimensions)가 선택되는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 래커 층(6A)은 또한 포토레지스트 층(6A)을 구비하며, 상기 전자 부품(2,3)의 접속 영역(4,5)의 위치에서 상기 래커 층(6A)과 상기 포토레지스트 층(6B)내에 위치하는 개구(8)를 추가로 구비하며, 상기 접속 영역(4,5)상에 개구 접촉 범프(9)가 위치하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  3. 제 1 항 또는 2 항에 있어서,
    상기 포토레지스트 층(6B)과 상기 래커 층(6A)은 땜납 차단(solder repellent) 층(6A, 6B)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 래커 층(6A) 및 상기 포토레지스트 층(6B)은 고체 포일(solid foil)(6A, 6B)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 전자 부품(2,3)은 표면 탄성파 필터(2,3)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  6. 기판을 구비한 반도체 본체(100)를 구비하며, 하나 이상의 반도체 소자를 구비하는 반도체 장치로서,
    제 1 항에 따른 전자 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  7. 적어도 하나의 전자 부품(2,3)이 형성된 기판(1)을 구비하는 본체(10)를 포함하는 전자 장치를 제조하는 방법으로서, 상기 전자 부품은 하나 이상의 접속영역(4,5)을 가지며, 상기 기판(1)위에서 상기 부품(2,3)에 커버(6)를 제공함으로써 주위로부터 밀봉되고, 상기 부품(2,3)위에 캐비티(7)가 형성되며, 상기 커버(6)는, 상기 기판(1)상에 제1 본체(6A)를 설치하고, 상기 본체에 상기 부품(2,3)의 위치에 개구(7')를 마련하여, 상기 개구(7')가 폐쇄되도록 상기 제1 본체(6A)상에 제2 본체(6B)를 설치함으로써 형성되게 되는, 전자 장치 제조 방법에 있어서,
    상기 제1 본체(6A)는 래커 층(6A)을 도포하여 형성되고, 상기 제2 본체(6B)는 그 위에 포토레지스트 층(6B)을 도포하여 형성되며,
    상기 캐비티(7)가 상기 부품(2,3)의 전체 표면 영역에 걸쳐 상기 부품 위에 형성되도록 상기 개구(7')의 수평 치수가 선택되는 것을 특징으로 하는 전자 장치 제조 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 래커 층(6A)을 위해 또한 포토레지스트 층(6A)이 이용되며, 상기 전자 부품(2,3)의 접속 영역(4,5)의 위치에서 상기 래커 층(6A)과 상기 포토레지스트 층(6B)내에 추가의 개구(8)가 형성되며, 땜납을 포함하는 개구 접촉 범프(9)가 상기 접속 영역(4,5)에 형성되는 것을 특징으로 하는 전자 장치 제조 방법.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 래커 층(6A)과 상기 포토레지스트 층(6B)에 대해, 땜납 차단 층을 포함하는 고체 포일이 사용되는 것을 특징으로 하는 전자 장치 제조 방법.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 전자 부품(2,3)으로서, 표면 탄성파 필터(2,3)가 이용되는 것을 특징으로 하는 전자 장치 제조 방법.
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