KR200180815Y1 - Semiconductor package having capacitor - Google Patents
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Abstract
본 고안은 사각 판 구조의 캐패시터를 갖는 반도체 패키지를 개시한다. 그 반도체 패키지의 캐패시터는, 패키지 기판의 개구영역에 안치되어, 제 1 배선과 전기적으로 콘택되는 제 1 금속판, 상기 제 2 배선과 전기적으로 콘택되는 제 2 금속판 및 상기 제 1 금속판과 상기 제 2 금속판 사이에 개재된 제 1 절연막을 포함한다. 반도체 칩의 상부에는 다수의 본딩 패드들이 형성되어 있으며, 반도체 패키지는, 그의 중앙부에 개구 영역을 가지며, 상기 개구 영역은 하부로 갈수록 그의 단면적이 좁아지는 계단식 구조를 이루며, 상기 반도체 칩이 부착되어 있는 상기 개구 영역의 바닥면, 상기 개구 영역의 바닥면의 상부에 형성된 계단면 및 상기 계단면의 내벽면을 포함한다. 상기 패키지 기판의 상기 계단면에 각각 형성되어, 상기 반도체 칩의 본딩 패드들과 전기적으로 연결되고, 외부 회로와의 신호전달을 위하여 상기 패키지 기판의 외부로 다수의 리드들이 연장, 돌출되어 있다. 상기 패키지 기판의 개구영역의 내벽면는 제 1 배선과, 제 2 배선이 각각 형성되어, 제 1 배선은 상기 리드들중 Vcc리드와 전기적으로 연결되고, 제 2 배선은 상기 패키지 기판의 타측의 내벽면에 형성되어, 상기 리드들중 Vss리드와 전기적으로 연결된다.The present invention discloses a semiconductor package having a capacitor having a square plate structure. The capacitor of the semiconductor package is placed in an opening region of the package substrate, the first metal plate electrically contacting the first wiring, the second metal plate electrically contacting the second wiring, the first metal plate and the second metal plate. It includes a first insulating film interposed therebetween. A plurality of bonding pads are formed on the upper portion of the semiconductor chip, and the semiconductor package has an opening region in the center thereof, and the opening region has a stepped structure in which its cross-sectional area becomes narrower toward the lower portion, and the semiconductor chip is attached. A bottom surface of the opening area, a step surface formed on the top of the bottom surface of the opening area and an inner wall surface of the step surface. The leads are formed on the stepped surfaces of the package substrate, respectively, and are electrically connected to bonding pads of the semiconductor chip, and a plurality of leads extend and protrude out of the package substrate for signal transmission with an external circuit. The inner wall surface of the opening region of the package substrate is formed with a first wiring and a second wiring, respectively, the first wiring is electrically connected to the Vcc lead among the leads, and the second wiring is an inner wall surface of the other side of the package substrate. And is electrically connected to the Vss lead of the leads.
Description
본 고안은 반도체 패키지에 관한 것으로서, 특히 캐패시터를 갖는 반도체 패키지에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor package, and more particularly to a semiconductor package having a capacitor.
패키지의 다품종화, 미세화, 다핀화가 진행되고 있다. 반도체 패키지는 소형 경량화, 고속화, 고기능화라는 전자기기의 요구에 대응하기 위해 새로운 형태가 계속해서 개발되어 종류가 다양해지고 있다. 거기에 전자기기의 용도에 대응하여 반도체 패키지의 적절한 사용이 중요하게 된다. 중앙처리장치(CPU), 주문형 반도체(ASIC)등과 같은 로직(Logic) 반도체는 그들의 기능이 고도화 됨에 따라 보다 다수의 다출력핀을 필요로 한다. 시스템 온 실리콘(System On Silicon)의 사고방식은 반도체 칩 사이즈의 확대를 재촉하고 패키지의 대형화가 진행된다. 동시에 칩의 고속화에 의한 패키지 전기특성의 문제나 열방산의 문제가 패키지의 구조설계에 있어서 중요한 과제로 되어왔다. 이것들에 대응하는 패키지로서는 핀 그리드 어레이(Pin Grid Array:PGA), 볼 그리드 어레이(Ball Grid Array:BGA), 멀티 칩 모듈(Multi Chip Module:MCM), 쿼드 플랫 패키지(Quad Flat Package:QFP)의 개선 타입이 있다. 메모리 반도체 제품에 있어서는 패키지의 소형, 박형화가 개발의 중심이다. 메모리로서는 대용량의 반도체 칩을 고밀도로 패키징하고 싶다는 요구가 강하다. 이 관점에서 1.0mm 패키지 두께의 박형 미소 아웃 리드 패키지(Thin Small Outerlead Package:TSOP), 0.5mm두께로 더욱 박형화한 초박형 미소 아웃 리드 패키지(Ultra Thin Small Outerlead Package:UTSOP)나 종형(縱型) 표면 실장된 패키지(Surface Vertical Package:SVP)가 개발되어져 왔다. 프린트 기판에 이러한 패키지들을 고밀도로 실장하여 메모리 모듈 전체의 고밀도화를 실현한다.Package diversification, miniaturization and multipinning are underway. In order to meet the demands of electronic devices such as small size, light weight, high speed, and high performance, semiconductor packages have been continuously developed in various forms. In addition, the proper use of the semiconductor package corresponding to the use of the electronic device becomes important. Logic semiconductors, such as central processing units (CPUs) and on-demand semiconductors (ASICs), require more multi-output pins as their functions become more advanced. System-on-silicon thinking pushes the expansion of semiconductor chip sizes and increases the size of packages. At the same time, the problems of package electrical characteristics and heat dissipation due to the high speed of chips have become important issues in the structural design of packages. Packages corresponding to these include pin grid arrays (PGAs), ball grid arrays (BGAs), multi chip modules (MCMs), and quad flat packages (QFPs). There is an improvement type. For memory semiconductor products, the miniaturization and thinning of packages are the center of development. As a memory, there is a strong demand to package a large capacity semiconductor chip with high density. From this point of view, a thin Small Outerlead Package (TSOP) with a 1.0 mm package thickness, Ultra Thin Small Outerlead Package (UTSOP) or a vertical surface is further thinned to a thickness of 0.5 mm. Package Vertical Packages (SVPs) have been developed. These packages are mounted at high density on a printed board to realize high density of the entire memory module.
노이즈에 강한 패키지를 저비용으로 실현하기 위하여 다층 리드 프레임을 가진 플라스틱 패키지가 개발되어 왔다. 저 노이즈화를 위하여, 인덕턴스 저감은 필수적이다. 그러나, 종래의 플라스틱 패키지의 리드 프레임은 단층의 금속판이기 때문에 기생 인덕턴스가 컸다. 노이즈가 발생하는 경우는 세라믹 다층 패키지를 사용하여, 전원층이나 접지층을 분리하고 기생 인덕턴스를 내려서 배선간에서 발생하는 전자 유도적인 영향을 저감했다. 그러나, 세라믹 패키지는 저노이즈의 장점을 가지지만, 제조비용이 높다는 단점 또한 가진다.In order to realize a noise resistant package at low cost, a plastic package having a multilayer lead frame has been developed. For low noise, inductance reduction is essential. However, since the lead frame of the conventional plastic package is a single layer metal plate, the parasitic inductance is large. When noise occurs, the ceramic multilayer package is used to separate the power supply layer or the ground layer and lower the parasitic inductance to reduce the electromagnetic inductive effects generated between the wirings. However, the ceramic package has the advantage of low noise, but also has the disadvantage of high manufacturing cost.
도 1은 종래의 실시예에 따른 리드 프레임의 평면도로서, 노이즈를 저감시키기 위하여 리드 프레임에 캐패시터가 설치된 구성을 보여준다.1 is a plan view of a lead frame according to a conventional embodiment, and shows a configuration in which a capacitor is installed in the lead frame to reduce noise.
일반적으로 리드-온-칩(Lead-On-Chip:LOC) 타입에서, 노이즈를 제거하기 위하여 전원단자 Vcc에 연결되는 제 1 버스 바와 접지단자 Vss에 연결되는 제 2 버스 바간에는 캐패시터가 전기적으로 연결된다. 이 캐패시터는 반도체 칩의 본딩 패드들을 리드프레임의 리드들과 본딩한 후, 상기 캐패시터를 실장하게 된다.Generally in lead-on-chip (LOC) type, a capacitor is electrically connected between the first bus bar connected to the power supply terminal Vcc and the second bus bar connected to the ground terminal Vss to remove noise. do. The capacitor bonds the bonding pads of the semiconductor chip with the leads of the lead frame, and then mounts the capacitor.
그러나, 이 패키지는 입력신호의 노이즈를 감소시키는 반면에, 몰딩 공정동안 몰딩 컴파운드의 흐름을 방해하는 요인으로 작용하여 다이를 기울어지게 하거나, 몰딩 컴파운드내에 보이드를 생성시켜, 패키지의 불량 요인으로 작용하게 된다.However, this package reduces the noise of the input signal, while acting as a factor that impedes the flow of the molding compound during the molding process, causing the die to tilt, or creating voids in the molding compound, causing the package to fail. do.
따라서, 본 고안은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 몰딩 공정시, 몰딩 화합물의 흐름을 방해하지 않는 동시에, 노이즈를 감소시킬 수 있는 캐패시터를 갖는 반도체 패키지를 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a semiconductor package having a capacitor capable of reducing noise while preventing a flow of a molding compound during a molding process.
도 1은 종래의 실시예에 따른 리드프레임의 평면도.1 is a plan view of a lead frame according to a conventional embodiment.
도 2는 본 고안의 실시예에 따른 캐패시터의 평면도.2 is a plan view of a capacitor according to an embodiment of the present invention.
도 3은 도 2의 Ⅱ-Ⅱ'선을 따라 절단된 단면도.3 is a cross-sectional view taken along the line II-II 'of FIG. 2;
도 4는 본 고안의 실시예에 따른 캐패시터를 갖는 반도체 패키지의 패키지 기판의 단면도.4 is a cross-sectional view of a package substrate of a semiconductor package having a capacitor according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 고안의 실시예에 따른 캐패시터를 갖는 반도체 패키지의 평면도.5 is a plan view of a semiconductor package having a capacitor according to an embodiment of the present invention.
(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)(Explanation of symbols for the main parts of the drawing)
10 : 캐패시터12 : 절연막10 capacitor 12 insulating film
14 : 금속판 20 : 패키지 기판14 metal plate 20 package substrate
30 : 리드30: lead
본 고안에 따르면, 캐패시터를 갖는 반도체 패키지는, 상부에 다수의 본딩 패드들을 갖는 반도체 칩; 중앙부에 개구 영역을 가지며, 상기 개구 영역은 하부로 갈수록 그의 단면적이 좁아지는 계단식 구조를 이루며, 상기 반도체 칩이 부착되어 있는 상기 개구 영역의 바닥면, 상기 개구 영역의 바닥면의 상부에 형성된 제 1 계단면 및 상기 제 1 계단면의 상부 내벽면과 상기 제 1 계단면 상부에 적어도 하나의 제 2 계단면을 포함하는 패키지 기판; 상기 패키지 기판의 상기 제 1 계단면에 각각 형성되어, 상기 반도체 칩의 본딩 패드들과 전기적으로 연결되고, 외부 회로와의 신호전달을 위하여 외부로 연장, 돌출된 다수의 리드들; 상기 패키지 기판의 개구영역의 일측의 내벽면의 제 1 소정 부분과 상기 제 2 계단면의 제 1 소정 부분에 형성되어 서로에게 전기적으로 연결되고, 상기 리드들중 Vcc리드와 전기적으로 연결된 제 1 배선; 상기 패키지 기판의 개구영역의 타측의 내벽면의 제 2 소정 부분과 상기 제 2 계단면의 제 2 소정 부분에 형성되어 서로에게 전기적으로 연결되고, 상기 리드들중 Vss리드와 전기적으로 연결된 제 2 배선; 상기 패키지 기판의 개구영역에 안치되어, 상기 제 1 배선과 전기적으로 콘택되는 제 1 금속판, 상기 제 2 배선과 전기적으로 콘택되는 제 2 금속판 및 상기 제 1 금속판과 상기 제 2 금속판 사이에 개재된 제 1 절연막을 포함하는 캐패시터를 포함한다.According to the present invention, a semiconductor package having a capacitor includes a semiconductor chip having a plurality of bonding pads thereon; The opening area has a central area, and the opening area has a stepped structure in which its cross-sectional area becomes narrower toward the bottom, and has a first surface formed on the bottom surface of the opening area to which the semiconductor chip is attached and on the bottom surface of the opening area. A package substrate including a step surface, an upper inner wall surface of the first step surface, and at least one second step surface on the first step surface; A plurality of leads each formed on the first stepped surface of the package substrate and electrically connected to bonding pads of the semiconductor chip and extending and protruding outward for signal transmission with an external circuit; A first wiring formed in a first predetermined portion of an inner wall surface of the opening region of the package substrate and a first predetermined portion of the second stepped surface and electrically connected to each other, and electrically connected to a Vcc lead among the leads; ; A second wiring formed on the second predetermined portion of the inner wall surface of the other side of the opening area of the package substrate and the second predetermined portion of the second stepped surface and electrically connected to each other, and electrically connected to the Vss lead of the leads; ; A first metal plate disposed in an opening region of the package substrate and electrically contacting the first wiring, a second metal plate electrically contacting the second wiring, and interposed between the first metal plate and the second metal plate; 1 includes a capacitor including an insulating film.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described a preferred embodiment of the present invention.
도 2는 본 고안의 실시예에 따른 캐패시터를 갖는 세라믹 패키지에서, 캐패시터의 구성을 도시한 평면도이고, 도 3은 도 2의 Ⅱ-Ⅱ'선을 따라 절단된 단면도이며, 도 4는 도 3의 캐패시터가 도 2의 패키지 기판에 안치된 상태의 평면도이다.2 is a plan view showing the configuration of a capacitor in a ceramic package having a capacitor according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a cross-sectional view taken along the line II-II 'of Figure 2, Figure 4 is a 2 is a plan view of the capacitor placed on the package substrate of FIG. 2.
도 2와 도 3을 참조하면, 본 고안의 캐패시터는, 사각 구조로서, 그의 대향하는 꼭지점에 그의 외측으로 돌출된 부분을 가진다. 상기 캐패시터는 유전체에 두 개의 금속판(14)이 소정 간격을 두고 삽입되어 있는 구조를 가지며, 양측으로 돌출된 부분의 밑면에는 금속재의 판(14)이 노출된다.2 and 3, the capacitor of the present invention has a rectangular structure and has a portion protruding outward at its opposite vertex. The capacitor has a structure in which two metal plates 14 are inserted into the dielectric at predetermined intervals, and the metal plate 14 is exposed on the bottom surface of the portions protruding to both sides.
상기한 구성의 캐패시터(10)가 반도체 패키지에 설치되도록, 세라믹으로 된 패키지 기판(20)이 구비된다. 상기 세라믹 기판(20)은, 그의 중앙부에 사각의 개구 영역을 가지며, 상기 개구 영역은 하부로 갈수록 그의 단면적이 좁아지는 계단식 구조를 이루며, 상부에 본딩 패드들을 갖는 반도체 칩(미도시)이 부착되는 상기 개구 영역의 바닥면, 상기 개구 영역의 바닥면의 상부에 형성된 두 개의 계단면 및 상기 계단면의 내벽면을 포함한다.The package substrate 20 made of ceramic is provided so that the capacitor 10 having the above-described configuration is installed in the semiconductor package. The ceramic substrate 20 has a rectangular opening region at a central portion thereof, and the opening region has a stepped structure in which its cross-sectional area is narrowed toward the bottom thereof, and a semiconductor chip (not shown) having bonding pads is attached thereto. A bottom surface of the opening region, two stepped surfaces formed on the top of the bottom surface of the opening region, and an inner wall surface of the stepped surface.
상기 패키지 기판(20)의 하부 계단면에는, 반도체 칩의 본딩 패드들과 전기적으로 연결되고, 외부 회로와의 신호전달을 위하여 외부로 연장, 돌출된 다수의 리드들(30)이 배치되고, 상기 다수의 리드들 중, 대향하는 양 꼭지점에 위치한 두 리드는, 상기 하부 계단면의 상부 내벽면과 상부 계단면의 대향하는 꼭지점에 형성된 배선과 각각 전기적으로 콘택된다. 상기 패키지 기판의 상부 계단면은 도 3의 캐패시터의 돌출된 부분이 안치되어 콘택되는 부분으로서, 상기 캐패시터(10)의 노출된 금속판과 상기 상부 계단면에 형성된 배선과의 정확한 콘택 정렬을 위하여, 상기 패키지 기판(20)의 상부 계단면은 그의 표면으로부터 서로 다른 깊이를 가진다. 이를 더 상세히 설명하면, 도 3의 좌측으로 돌출된 부분의 두께는 우측으로 돌출된 부분의 두께보다 얇으므로, 이 캐패시터에 대향되는 도 4의 패키지 기판(20)의 좌측 계단면의 깊이는 우측 계단면의 깊이보다 얕게 만들어지고, 바람직하게는 도 3의 캐패시터의 좌측 돌출부의 두께가 도 4의 좌측 계단면의 깊이, 즉 패키지 기판(20)의 표면으로부터 상기 좌측 상부 계단면까지의 깊이와 거의 동일하게 하고, 도 3의 캐패시터의 우측 돌출부의 두께가 도 4의 우측 계단면의 깊이, 즉 패키지 기판(20)의 표면으로부터 상기 우측 상부 계단면까지의 깊이와 거의 동일하게 한다. 상기 패키지 기판의 개구영역의 대향하는 양 꼭지점에 형성된 배선(22)중 일측은 전원 전압 Vcc리드와 전기적으로 연결되고, 타측의 배선은 접지 전압 Vss리드와 전기적으로 연결된다. 그러므로, 패키지의 구동시에 Vcc와 Vss가 리드에 인가되므로써, 캐패시터가 동작하여 노이즈를 저감시키게 되다.On the lower stepped surface of the package substrate 20, a plurality of leads 30 electrically connected to the bonding pads of the semiconductor chip and extending and protruding outward for signal transmission with an external circuit are disposed. Among the plurality of leads, two leads located at opposite vertices are electrically contacted with wires formed at opposite vertices of the upper inner wall surface and the upper step surface of the lower step surface, respectively. The upper stepped surface of the package substrate is a portion in which the protruding portion of the capacitor of FIG. 3 is placed and contacts. For accurate contact alignment between the exposed metal plate of the capacitor 10 and the wiring formed on the upper stepped surface, The upper stepped surface of the package substrate 20 has different depths from its surface. More specifically, since the thickness of the portion projecting to the left side of FIG. 3 is thinner than the thickness of the portion projecting to the right side, the depth of the left stepped surface of the package substrate 20 of FIG. It is made shallower than the depth of the face, and preferably the thickness of the left protrusion of the capacitor of FIG. 3 is approximately equal to the depth of the left stepped surface of FIG. 4, that is, the depth from the surface of the package substrate 20 to the upper left stepped surface. 3, the thickness of the right protrusion of the capacitor of FIG. 3 is approximately equal to the depth of the right step surface of FIG. 4, that is, the depth from the surface of the package substrate 20 to the right upper step surface. One side of the wires 22 formed at opposite vertices of the opening area of the package substrate is electrically connected to the power supply voltage Vcc lead, and the other wire is electrically connected to the ground voltage Vss lead. Therefore, Vcc and Vss are applied to the lead when the package is driven, so that the capacitor operates to reduce noise.
상기 캐패시터는 제 1 금속판이 제 2 금속판의 상부에 위치하며, 상기 제 1 금속판 위에 형성된 절연막을 추가로 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 패키지 기판의 계단면은 두 개이상으로 구성할 수 있으며, 이 경우, 선택된 인접한 두 계단면의 구조는 상부 계단면에 형성된 배선이 캐패시터의 두 금속판과 콘택되도록 서로 매칭되는 구조라야 한다.In the capacitor, the first metal plate is positioned above the second metal plate, and preferably further includes an insulating film formed on the first metal plate. In addition, the stepped surface of the package substrate may be composed of two or more, in this case, the selected two adjacent stepped structure should be a structure that is matched with each other so that the wiring formed on the upper stepped surface and the two metal plates of the capacitor.
한편, 도면에는 도시되지 않았지만, 반도체 칩은 상기 패키지 기판(20)의 바닥면 위에 안치되어, 상기 하부 계단면에 형성된 리드들과 와이어에 의하여 본딩된다.Although not shown in the drawings, the semiconductor chip is placed on the bottom surface of the package substrate 20 and bonded by leads and wires formed on the lower stepped surface.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안의 반도체 패키지는 판형의 캐패시터를 가지므로, 패키지의 동작시 노이즈를 저감시키는 동시에, 몰딩 화합물의 유입시 유입되는 몰딩화합물의 유동속도를 동일하게 한다. 이러한 유동속도의 동일화는 몰딩 컴파운트로 이루어지는 몸체부의 휨 현상 및 공공의 발생을 방지한다.As described above, the semiconductor package of the present invention has a plate-shaped capacitor, thereby reducing noise during operation of the package and making the flow rate of the molding compound introduced when the molding compound flows in the same manner. This equalization of the flow velocity prevents the occurrence of bending and cavitation of the body portion consisting of the molding compound.
여기에서는 본 고안의 특정 실시예에 대해서 설명하고 도시 하였지만, 당업자에 의하여 이에 대한 수정과 변형을 할 수 있다. 따라서, 이하, 특허청구의 범위는 본 고안의 진정한 사상과 범위에 속하는 한 모든 수정과 변형을 포함하는 것으로 이해할 수 있다.Although specific embodiments of the present invention have been described and illustrated, modifications and variations can be made by those skilled in the art. Accordingly, the following claims are to be understood as including all modifications and variations as long as they fall within the true spirit and scope of the present invention.
Claims (8)
Priority Applications (1)
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Applications Claiming Priority (1)
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KR2019970040830U KR200180815Y1 (en) | 1997-12-26 | 1997-12-26 | Semiconductor package having capacitor |
Publications (2)
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Family Applications (1)
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KR2019970040830U KR200180815Y1 (en) | 1997-12-26 | 1997-12-26 | Semiconductor package having capacitor |
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