KR20000065393A - Chip size package and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체 패키지(Package)에 관한 것으로, 특히 재배열된 본딩패드 상층에 외부 돌출 리드를 부착하여 표면 실장 기술 (SMT:Surface Mounting Technology)공정 및 좁은 실장면적에서도 패키지의 수직 실장이 가능하며 칩 사이즈의 변경에도 대응이 용이한 칩 사이즈 패키지(Chip Size Package)(이하, "CSP" 라 약칭함) 및 그 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor package. In particular, an external protruding lead is attached to a rearranged bonding pad layer to enable vertical mounting of a package even in a surface mounting technology (SMT) process and a narrow mounting area. The present invention relates to a chip size package (hereinafter, abbreviated as "CSP") and a method for manufacturing the same, which are easy to cope with changes in size.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래 기술에 따른 칩 사이즈 패키지를 설명하기로 한다.Hereinafter, a chip size package according to the related art will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 종래 기술에 따른 CSP의 구조단면도이다.1 is a structural cross-sectional view of a CSP according to the prior art.
도 1에 도시된 바와 같이, 베어 칩(Bare Chip)(11)과, 상기 칩(11)상에 배치된 본딩패드(12)와, 상기 본딩패드(12)와 와이어 본딩되고 그 일부가 외부로 돌출되어 있는 리드 프레임(13)과, 상기 리드 프레임(13)의 돌출부위를 제외한 상기 베어 칩(11)을 포함하여 전체를 몰딩하고 있는 EMC(Epoxi Molding compound)(14)로 크게 구성된다.As shown in FIG. 1, a bare chip 11, a bonding pad 12 disposed on the chip 11, a wire bond with the bonding pad 12, and a portion thereof are externally connected. It comprises a lead frame 13 which protrudes and an epoxy molding compound (EMC) 14 which is molded in its entirety including the bare chip 11 except for the protruding portion of the lead frame 13.
이와 같은 종래 CSP는 베어 칩(11)상에 본딩 패드(12)를 접착하고, 상기 베어 칩(11)과 리드 프레임(13)을 접착시킨 다음, 상기 리드 프레임(13)과 본딩 패드(12)를 와어어(Wire)(15)로 본딩(bonding)한다.The conventional CSP bonds the bonding pads 12 onto the bare chips 11, bonds the bare chips 11 to the lead frames 13, and then the lead frames 13 and the bonding pads 12. Is bonded with a wire (15).
이후, 몰딩공정을 수행하여 상기 리드 프레임(13)의 일부를 외부로 노출시킨Thereafter, a molding process is performed to expose a part of the lead frame 13 to the outside.
다.All.
그러나 상기와 같은 종래 CSP는 다음과 같은 문제점이 있었다.However, the conventional CSP as described above has the following problems.
첫째, 칩 사이즈 변경에 대응하기 위해서는 별도의 패키지 제작 공정에 따른 장비가 필요하게 된다.First, to cope with the chip size change, equipment according to a separate package manufacturing process is required.
둘째, 칩과 리드프레임의 접촉을 위한 별도의 인터커넥션(interconnection)공정을 거쳐야 한다.Second, a separate interconnection process is required for contact between the chip and the leadframe.
셋째, 리드 프레임의 높이가 낮아 솔더볼과의 접착 신뢰성이 낮다.Third, the height of the lead frame is low, the adhesion reliability with the solder ball is low.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 사이즈 변경에 따른 대응이 용이하고, 패키지의 신뢰성이 우수한 칩 사이즈 패키지 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems of the prior art, and an object thereof is to provide a chip size package and a method of manufacturing the same, which are easy to respond to a change in size and have excellent package reliability.
도 1은 종래 기술에 따른 칩 사이즈 패키지의 구조단면도1 is a structural cross-sectional view of a chip size package according to the prior art
도 2는 본 발명의 칩 사이즈 패키지의 구도단면도2 is a cross-sectional view of a chip size package of the present invention;
도 3a 내지 3g는 본 발명의 칩 사이즈 패키지 제조방법을 설명하기 위한 공정단면도3A to 3G are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a chip size package of the present invention.
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for main parts of the drawings
31a,31b : 베어 칩 32 : 글래스 필름31a, 31b: Bare Chip 32: Glass Film
33 : 본딩 패드 34 : 제 1 메탈층33: bonding pad 34: first metal layer
35,39 : 제 2 포토레지스트 36 : 희생막35,39 second photoresist 36 sacrificial film
37 : 제 2 메탈층 38 : 솔더 리드층37: second metal layer 38: solder lead layer
40,40a : 제 1, 제 2 아웃리드 41 : 코팅층40, 40a: 1st, 2nd outlead 41: coating layer
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 칩 사이즈 패키지는 칩 사이즈 패키지에 있어서, 베어 칩과, 상기 베어 칩상의 소정부위에 형성된 본딩 패드와, 상기 베어 칩상의 양쪽 가장자리 부위를 제외하고, 상기 본딩 패드를 포함한 상기 베어 칩상에 형성된 제 1 메탈층과, 상기 제 1 메탈층상의 양쪽 가장자리 부위에 제 2 메탈층이 전기적으로 연결되며 상기 제 2 메탈층상에 솔더 리드층이 전기적으로 연결되어 상기 제 2 메탈층과 상기 솔더 리드층로 이루어진 제 1, 제 2 아웃리드를 포함하여 구성되며, 상기 아웃리드중 적어도 하나는 그 일부가 상기 베어 칩에 비해 외부로 돌출되는 것을 특징으로 한다.The chip size package of the present invention for achieving the above object is a chip size package, the bonding pad except for the bare chip, a bonding pad formed on a predetermined portion on the bare chip, and both edge portions on the bare chip, A first metal layer formed on the bare chip, and a second metal layer is electrically connected to both edge portions of the first metal layer, and a solder lead layer is electrically connected to the second metal layer, thereby forming the second metal. And a first and second outlead formed of a layer and the solder lead layer, wherein at least one of the outleads protrudes outwardly from the bare chip.
그리고 본 발명의 칩 사이즈 패키지 제조방법은 웨이퍼의 배면에 글래스 필름을 접착한 후, 상기 웨이퍼의 상면에는 선택적으로 본딩패드를 형성하는 공정과, 상기 본딩 패드와 일대일 대응되도록 상기 웨이퍼를 소잉하여 각각의 베어 칩으로 분리하는 공정과, 상기 베어 칩상의 양쪽 가장자리부를 제외한 상기 본딩 패드를 포함하여 상기 베어 칩상에 제 1 메탈층을 형성하는 공정과, 상기 제 1 메탈층상의 양쪽 가장자리 부위가 노출되도록 상기 제 1 메탈층의 상부에 포토레지스트 패턴을 형성하고 상기 베어 칩과 베어 칩 사이 및 그 상부에 희생막을 매립시키는 공정과, 상기 포토레지스트 패턴을 포함한 전면에 제 2 메탈층을 형성하고, 상기 제 2 메탈층상에 솔더 리드층을 형성하는 공정과, 상기 포토레지스트 패턴을 마스크로 이용한 식각 공정으로 상기 솔더 리드층과 상기 제 2 메탈층을 선택적으로 제거하여 상기 솔더 리드층과 제 2 메탈층으로 이루어진 제 1, 제 2 아웃리드를 형성하는 공정을 포함하며 이루지며, 상기 아웃리드중 적어도 하나는 그 일부가 상기 베어 칩에 비해 외부로 돌출되도록 상기 솔더 리드층과 제 2 메탈을 제거하는 것을 특징으로 한다.In the chip size package manufacturing method of the present invention, a glass film is adhered to a back surface of a wafer, and a bonding pad is selectively formed on an upper surface of the wafer, and the wafer is sawed to have a one-to-one correspondence with the bonding pad. Forming a first metal layer on the bare chip including the bonding pads except the edges on both sides of the bare chip, and exposing both edge portions on the first metal layer; Forming a photoresist pattern on the first metal layer, and filling a sacrificial layer between and between the bare chip and the bare chip; forming a second metal layer on the entire surface including the photoresist pattern; A process of forming a solder lead layer on the layer, and an etching process using the photoresist pattern as a mask And selectively removing the solder lead layer and the second metal layer to form first and second out leads formed of the solder lead layer and the second metal layer, wherein at least one of the out leads is formed. The solder lead layer and the second metal may be removed so that a part thereof protrudes outward from the bare chip.
이하, 본 발명의 CSP 및 그 제조방법을 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a CSP of the present invention and a method of manufacturing the same will be described with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 따른 CSP의 구조단면도이다.2 is a structural cross-sectional view of a CSP according to the present invention.
도 2에 도시한 바와 같이, 칩 사이즈 패키지에 있어서, 베어 칩(31a)과, 상기 베어 칩(31a)상의 소정부위에 형성된 본딩 패드(33)와, 상기 베어 칩(31a)상의 양쪽 가장자리 부위를 제외하고 상기 본딩 패드(33)와 전기적으로 연결되도록 형성된 제 1 메탈층(34)과, 상기 제 1 메탈층(34)상의 양쪽 가장자리 부위를 제외한 상기 베어 칩(31a)을 포함한 전면에 형성된 코팅층(41)과, 상기 제 1 메탈층(34)상의 양쪽 가장자리 부위에 전기적으로 연결되며, 그 상부에는 솔더 리드층(38)이 전기적으로 연결되는 제 2 메탈층(37)을 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 2, in a chip size package, a bare chip 31a, a bonding pad 33 formed at a predetermined portion on the bare chip 31a, and both edge portions on the bare chip 31a are formed. Except for the first metal layer 34 formed to be electrically connected to the bonding pad 33 and the coating layer formed on the front surface including the bare chip 31a except for both edge portions of the first metal layer 34 ( 41 and a second metal layer 37 electrically connected to both edge portions of the first metal layer 34, and a solder lead layer 38 electrically connected thereon.
여기서, 상기 제 2 메탈층(37)과 솔더 리드층(38)은 베어 칩(31a)과 외부와의 신호 전달을 위한 아웃리드 역할을 수행한다.In this case, the second metal layer 37 and the solder lead layer 38 serve as an outlead for signal transmission between the bare chip 31a and the outside.
그리고 상기 코팅층(41)의 물질은 PIQ(Polyimide Isoindro Quindzoline)를 사용한다.The material of the coating layer 41 uses PIQ (Polyimide Isoindro Quindzoline).
이와 같이, 구성된 본 발명의 칩 사이즈 패키지의 제조방법을 도 3a 내지 3k를 참조하여 설명하기로 한다.Thus, the manufacturing method of the chip size package of this invention comprised is demonstrated with reference to FIGS. 3A-3K.
도 3a 내지 3i는 본 발명의 CSP 제조방법을 설명하기 위한 공정단면도이다.3A to 3I are process cross-sectional views for explaining the CSP manufacturing method of the present invention.
도 3a에 도시한 바와 같이, 웨이퍼(31) 배면에 글래스 필름(32)을 접착시킨 후, 상기 웨이퍼(31)의 상면에 일정간격을 두고 본딩 패드(33)를 형성한다.As shown in FIG. 3A, after the glass film 32 is adhered to the rear surface of the wafer 31, the bonding pad 33 is formed on the upper surface of the wafer 31 at a predetermined interval.
이때, 상기 본딩 패드(33)는 웨이퍼(31)를 소잉(Sawing)함에 따라 분리되는 하나의 베어 칩에 대응되도록 하나씩 형성한다.In this case, the bonding pads 33 are formed one by one so as to correspond to one bare chip which is separated by sawing 31.
이어서, 도 3b에 도시한 바와 같이, 웨이퍼(31)를 소정간격으로 자르는 소잉공정을 실시하여 서로 분리되는 베어 칩(31a,31b)들을 형성한다.Subsequently, as illustrated in FIG. 3B, a sawing process of cutting the wafer 31 at predetermined intervals is performed to form bare chips 31a and 31b separated from each other.
그리고 베어 칩(31a,31b)의 양쪽 가장자리 부위를 제외한 부분과 상기 본딩 패드(33)상에 제 1 메탈층(34)을 형성한다.A first metal layer 34 is formed on portions of the bare chips 31a and 31b except for both edge portions and the bonding pads 33.
여기서, 상기 제 1 메탈층(34)을 형성하는 공정은 상기 베어 칩(31a,31b) 및 본딩 패드(33)를 포함한 전면에 제 1 메탈층(34)을 형성한 후, 제 1 포토레지스트(도시되지 않음) 도포하는 공정과, 노광 및 현상 공정을 이용하여 상기 베어 칩(31a)과 베어 칩(31b) 사이, 그리고 베어 칩(31a,31b)의 양쪽 가장자리 부위가 노출되도록 제 1 포토레지스트를 패터닝하는 공정과, 상기 패터닝된 제 1 포토레지스트를 마스크로 이용하여 제 1 메탈층(34)을 선택적으로 식각하는 공정으로 이루어진다.Here, in the process of forming the first metal layer 34, the first metal layer 34 is formed on the entire surface including the bare chips 31a and 31b and the bonding pad 33, and then the first photoresist ( (Not shown) and the first photoresist is exposed to expose the edges between the bare chip 31a and the bare chip 31b and both edge portions of the bare chips 31a and 31b by using an application process and an exposure and development process. Patterning, and selectively etching the first metal layer 34 using the patterned first photoresist as a mask.
도 3c에 도시한 바와 같이, 상기 제 1 메탈층(34) 상부에 제 2 포토레지스트(35)를 도포하고, 노광 및 현상 공정으로 상기 제 2 포토레지스트(35)를 패터닝한다.As shown in FIG. 3C, the second photoresist 35 is coated on the first metal layer 34, and the second photoresist 35 is patterned by an exposure and development process.
이후, 상기 베어 칩(31a)과 베어 칩(31b) 사이의 공간 및 그 상부의 제 2 포토레지스트(35)의 사이에 희생막(36)을 형성한다.Thereafter, a sacrificial layer 36 is formed between the bare chip 31a and the bare chip 31b and between the second photoresist 35 thereon.
상기 희생막(36)은 이후에 형성될 제 2 메탈층 및 솔더 리드층이 상기 베어 칩(31a,31b)의 상부와 동일한 수평을 유지하도록 지지역할을 하는 막으로써, 후 공정에서 제거된다.The sacrificial film 36 is removed in a subsequent process by supporting the second metal layer and the solder lead layer to be later formed so as to be flush with the tops of the bare chips 31a and 31b.
그리고 상기 희생막(36)의 물질로써는 후공정에서 제거가 용이한 물질을 적용하며, 이를 감안하여 포토레지스트 및 이외에 절연막 계통의 물질을 포함하며, 상기 제 2 포토레지스트(35)의 두께를 조절하는 것에 의해 상기 제 2 메탈층 및 솔더 리드층의 높이를 조절하는 것이 가능하다.As the material of the sacrificial film 36, a material that is easily removed in a later process may be used. In view of this, a material including a photoresist and an insulating film system may be used, and the thickness of the second photoresist 35 may be adjusted. It is possible to adjust the height of a said 2nd metal layer and a solder lead layer by this.
한편, 상기 희생막(36)을 별도로 형성하지 않고, 상기 제 2 포토레지스트(35)를 패터닝하는 과정에서 상기 베어 칩(31a)과 베어 칩(31b) 사이가 충분한 높이로 매립되도록 제 2 포토레지스트(35)를 패터닝하는 공정을 적용하는 것이 가능하다.On the other hand, the second photoresist is formed such that the bare chip 31a and the bare chip 31b are buried to a sufficient height in the process of patterning the second photoresist 35 without separately forming the sacrificial film 36. It is possible to apply the process of patterning (35).
이와 같이, 희생막(36)을 형성한 후, 도 3d에 도시한 바와 같이, 상기 노출된 제 1 메탈층(34)을 포함한 전면에 제 2 메탈층(37)을 형성한다.As such, after the sacrificial layer 36 is formed, the second metal layer 37 is formed on the entire surface including the exposed first metal layer 34 as illustrated in FIG. 3D.
이후, 상기 제 2 메탈층(37)의 상부에 일렉트로 플레이팅(Electro Plating) 또는 스퍼터링(Sputtering) 공정을 이용하여 솔더 리드층(38)을 형성한다.Thereafter, the solder lead layer 38 is formed on the second metal layer 37 by using an electroplating or sputtering process.
여기서, 상기 제 2 메탈층(37)과 솔더 리드층(38)은 후에 베어 칩(31a,31b)과 외부와의 신호전달을 역할을 하며, 아웃리드 형태로 패터닝된다.Here, the second metal layer 37 and the solder lead layer 38 later serve as signal transmission between the bare chips 31a and 31b and the outside, and are patterned in an outlead form.
이어서, 도 3e에 도시한 바와 같이, 상기 솔더 리드층(38)상에 제 3 포토레지스트(39)를 도포한다.3E, a third photoresist 39 is applied onto the solder lead layer 38.
노광 및 현상 공정을 이용하여 상기 제 3 포토레지스트(39)를 패터닝한 후, 패터닝된 제 3 포토레지스트(39)를 마스크로 이용한 식각 공정으로 상기 제 1 메탈층(34) 상부의 제 2 포토레지스트(35)가 노출되도록 상기 솔더 리드층(38) 및 제 2 메탈층(37)을 선택적으로 제거한다.After the third photoresist 39 is patterned by using an exposure and development process, an etching process using the patterned third photoresist 39 as a mask is performed. The second photoresist is formed on the first metal layer 34. The solder lead layer 38 and the second metal layer 37 are selectively removed to expose 35.
따라서, 제 2 메탈층(37)과 솔더 리드층(38)으로 이루어지며 각각 제 1 메탈층(34)의 양쪽 상면에 전기적으로 연결되는 제 1 아웃리드(40)과 제 2 아웃리드(40a)가 형성된다.Accordingly, the first outlead 40 and the second outlead 40a each including the second metal layer 37 and the solder lead layer 38 and electrically connected to both upper surfaces of the first metal layer 34, respectively. Is formed.
여기서, 상기 솔더 리드층(38) 및 제 2 메탈층(37)의 식각시, 상기 제 1, 제 2 아웃리드(40,40a)중 적어도 하나는 그 일부가 상기 베어 칩(31a,31b)보다 외부로 돌출되도록 식각한다.Here, at the time of etching the solder lead layer 38 and the second metal layer 37, at least one of the first and second outleads 40 and 40a may be partially formed than the bare chips 31a and 31b. Etch to protrude to the outside.
이와 같이, 아웃리드가 외부로 돌출되도록 형성할 경우, 보드(Board)에 수직으로 실장이 가능하게 된다.As such, when the outlead is formed to protrude to the outside, mounting is possible perpendicular to the board.
이어, 도 3f에 도시한 바와 같이, 상기 제 3 포토레지스트(39) 및 제 2 포토레지스(35), 그리고 베어 칩(31a)과 베어 칩(31b) 사이의 희생막(36)을 제거한 후, 노출된 베어 칩(31a,31b) 및 제 1 메탈층(34)의 상부를 PIQ(Polyimide Isoindro Quindzoline)로 코팅처리하여 코팅층(41)을 형성하면, 본 발명에 따른 칩 사이즈 패키지 제조공정이 완료된다.Subsequently, as shown in FIG. 3F, after the third photoresist 39 and the second photoresist 35 and the sacrificial layer 36 between the bare chip 31a and the bare chip 31b are removed, When the exposed bare chips 31a and 31b and the upper part of the first metal layer 34 are coated with PIQ (Polyimide Isoindro Quindzoline) to form a coating layer 41, the chip size package manufacturing process according to the present invention is completed. .
이상에서 상술한 바와 같이, 본 발명의 칩 사이즈 패키지 및 그 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다.As described above, the chip size package of the present invention and the manufacturing method thereof have the following effects.
첫째, 이미 제작된 리드 프레임을 사용하지 않고 FAB(FABRICATION)공정에서 적용하는 스퍼터링법을 이용하여 아웃리드를 형성하므로 파인 피치(Fine Pitch)적용이 수월한다.First, it is easy to apply the fine pitch because the outlead is formed using the sputtering method applied in the FAB (FABRICATION) process without using the already produced lead frame.
둘째, 리드 타입이므로 보드(Board) 실장이 용이하다.Second, since it is a lead type, board mounting is easy.
셋째, 리드의 일부가 외부로 돌출되어 있으므로 보드에 수직으로 실장할 수가 있다.Third, some of the leads are projected outward so that they can be mounted perpendicular to the board.
넷째, 리드의 높이 조절이 가능하므로 솔더 리드와의 결합력을 향상시킬 수 있다.Fourth, since the height of the lead can be adjusted, the bonding force with the solder lead can be improved.
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KR1019990011617A KR20000065393A (en) | 1999-04-02 | 1999-04-02 | Chip size package and method for manufacturing the same |
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KR1019990011617A KR20000065393A (en) | 1999-04-02 | 1999-04-02 | Chip size package and method for manufacturing the same |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100715969B1 (en) * | 2000-02-21 | 2007-05-08 | 삼성전자주식회사 | Semiconductor chip having metal lead and manufacturing method thereof |
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1999
- 1999-04-02 KR KR1019990011617A patent/KR20000065393A/en not_active Application Discontinuation
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR100715969B1 (en) * | 2000-02-21 | 2007-05-08 | 삼성전자주식회사 | Semiconductor chip having metal lead and manufacturing method thereof |
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