JP2007250998A - Semiconductor device and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体装置及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor device and a manufacturing method thereof.
配線基板に半導体チップをフェースダウンボンディングすることが知られている(特許文献1参照)。半導体チップと配線基板の間に樹脂が設けると、樹脂が硬化収縮することで配線基板が反るので、配線基板が半導体チップのエッジに接触することが想定される。この場合、特に、配線が半導体チップに接触するとショートの可能性があるのでその対策が求められていた。
本発明は、上述したような課題を解決するものであり、その目的は、配線基板と半導体チップとの接触を防止することができる半導体装置及びその製造方法を提供することにある。 The present invention solves the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of preventing contact between a wiring board and a semiconductor chip and a method for manufacturing the same.
(1)本発明に係る半導体装置は、
集積回路が形成され、前記集積回路が形成された面に、無機材料からなるパッシベーション膜及び電極並びに前記電極上に設けられたバンプを有する半導体チップと、
配線パターンを有し、前記半導体チップが、前記バンプと前記配線パターンが対向して電気的に接続されるように搭載され、前記半導体チップよりも大きくて前記半導体チップとオーバーラップする領域に開口が形成されない基板と、
前記パッシベーション膜と前記基板との間であって、前記電極よりも前記半導体チップの外縁近くに配置されてなる第1の樹脂成形体と、
前記半導体チップ及び前記基板に密着して設けられた、前記第1の樹脂成形体とは硬さが異なる第2の樹脂成形体と、
を含む。本発明によれば、第2の樹脂成形体が収縮したときに、第1の樹脂成形体によってパッシベーション膜と基板のギャップが確保される。
(2)この半導体装置において、
前記第1の樹脂成形体は、前記電極を囲む領域に、連続的に設けられていてもよい。
(3)この半導体装置において、
前記第1の樹脂成形体は、前記電極を囲む領域に、断続的に設けられていてもよい。
(4)この半導体装置において、
前記第1の樹脂成形体は、前記第2の樹脂成形体よりも柔らかくてもよい。これによれば、第1の樹脂成形体が半導体チップに与える衝撃を小さくすることができる。
(5)この半導体装置において、
前記第1の樹脂成形体は、前記第2の樹脂成形体よりも硬くてもよい。これによれば、パッシベーション膜と基板のギャップを確保する性能が高い。
(6)本発明に係る半導体装置の製造方法は、
集積回路が形成され、前記集積回路が形成された面に、電極及び前記電極上に設けられたバンプ並びに無機材料からなるパッシベーション膜を有する半導体チップと、
配線パターンが形成され、前記半導体チップよりも大きい基板と、
を用意し、
前記パッシベーション膜と前記基板の間に、第1の樹脂成形体及び樹脂前駆体を介在させて、前記半導体チップと前記基板を配置し、前記配線パターンと前記バンプを対向させて電気的に接続し、
前記樹脂前駆体を硬化させて第2の樹脂成形体にすること、
を含み、
前記第1の樹脂成形体を、前記電極よりも前記半導体チップの外縁近くに配置する。本発明によれば、樹脂前駆体が硬化するときに収縮しても、第1の樹脂成形体によってパッシベーション膜と基板のギャップが確保される。
(7)この半導体装置の製造方法において、
前記第1の樹脂成形体を前記半導体チップに設けた後に、前記半導体チップと前記基板の間に前記樹脂前駆体を設けてもよい。
(1) A semiconductor device according to the present invention includes:
A semiconductor chip having an integrated circuit formed on the surface on which the integrated circuit is formed, a passivation film made of an inorganic material and an electrode, and a bump provided on the electrode;
A wiring pattern is provided, and the semiconductor chip is mounted so that the bump and the wiring pattern are electrically connected to face each other, and an opening is formed in a region that is larger than the semiconductor chip and overlaps the semiconductor chip. A substrate that is not formed;
A first resin molded body disposed between the passivation film and the substrate and closer to the outer edge of the semiconductor chip than the electrodes;
A second resin molded body provided in close contact with the semiconductor chip and the substrate and having a hardness different from that of the first resin molded body;
including. According to the present invention, when the second resin molded body contracts, the gap between the passivation film and the substrate is secured by the first resin molded body.
(2) In this semiconductor device,
The first resin molded body may be continuously provided in a region surrounding the electrode.
(3) In this semiconductor device,
The first resin molded body may be provided intermittently in a region surrounding the electrode.
(4) In this semiconductor device,
The first resin molded body may be softer than the second resin molded body. According to this, the impact which the 1st resin molding gives to a semiconductor chip can be made small.
(5) In this semiconductor device,
The first resin molded body may be harder than the second resin molded body. According to this, the performance of ensuring the gap between the passivation film and the substrate is high.
(6) A method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes:
A semiconductor chip having an integrated circuit formed thereon, a surface on which the integrated circuit is formed, an electrode, a bump provided on the electrode, and a passivation film made of an inorganic material;
A wiring pattern is formed, and a substrate larger than the semiconductor chip;
Prepare
The semiconductor chip and the substrate are disposed with the first resin molding and the resin precursor interposed between the passivation film and the substrate, and the wiring pattern and the bump are opposed to be electrically connected. ,
Curing the resin precursor into a second resin molded body;
Including
The first resin molded body is disposed closer to the outer edge of the semiconductor chip than the electrodes. According to the present invention, even if the resin precursor shrinks when cured, the first resin molded body ensures a gap between the passivation film and the substrate.
(7) In this method of manufacturing a semiconductor device,
After providing the first resin molded body on the semiconductor chip, the resin precursor may be provided between the semiconductor chip and the substrate.
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施の形態に係る半導体装置の一部断面図である。半導体装置は、基板10を有する。基板10は、ポリエチレンテレフタレートやポリイミド樹脂などの有機系材料で構成されていてもよいし、無機材料で構成されていてもよいし、これらの複合材料から構成されてもよい。基板10は、テープであってもよいし、フィルムであってもよいし、フレキシブル基板であってもよい。基板10には、配線パターン12が形成されている。配線パターン12は、導電体又はその積層体から構成され、電子部品間の電気的な接続のために使用される。基板10は、一方の面のみ配線パターン12が形成された片面基板であってもよいし、両面に配線パターンが形成された両面基板であってもよい。
FIG. 1 is a partial cross-sectional view of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. The semiconductor device has a
半導体装置は、半導体チップ20を有する。半導体チップ20には、集積回路22が形成されている。集積回路22が形成された面(能動面)には、電極24が形成され、電極24上にバンプ26が形成されている。バンプ26は、アルミニウム又は銅、金等から形成されている。電極24及びバンプ26は、集積回路22と電気的に接続されている。集積回路22が形成された面には、無機材料(SiO2又はSiN等)からなるパッシベーション膜28も形成されている。パッシベーション膜28には、電極24を露出させる開口が形成されている。
The semiconductor device has a
半導体チップ20は、バンプ26と配線パターン12が対向して電気的に接続されるように、基板10に搭載されている。バンプ26と配線パターン12は、金属接合されていてもよいし、圧力がかかった状態で接触しているだけでもよいし、両者間に導電粒子が介在してもよいし、両者の共晶合金によって連結されていてもよい。配線パターン12がバンプ26にめり込んでいる場合(又はその逆)や、配線パターン12が基板10にめり込む場合もある。
The
基板10は、半導体チップ20よりも大きい。詳しくは、半導体チップ20の全体が基板10とオーバーラップし、かつ、基板10は、半導体チップ20とのオーバーラップ領域14からのはみ出し部分16を有する。はみ出し部分16は、オーバーラップ領域14を囲むものであってもよいし、オーバーラップ領域14を囲まないようにこれに隣接していてもよい。基板10は、オーバーラップ領域14には開口が形成されないが、はみ出し部分16に開口が形成されていてもよいし、形成されていなくてもよい。
The
半導体装置は、第1の樹脂成形体30を有する。第1の樹脂成形体30は、基板10とパッシベーション膜28の間であって、電極24よりも半導体チップ20の外縁近くに配置されている。第1の樹脂成形体30は、パッシベーション膜28に接触(密着)しているが、基板10及び配線パターン12とは離れていてもよい。図2は、本発明の実施の形態に係る半導体装置の、半導体チップの能動面を示す図である。図2に示す例では、第1の樹脂成形体30は、電極24及びバンプ26を囲む領域に、連続的に設けられている。第1の樹脂成形体30は、樹脂(ポリイミド、シリコーン変性ポリイミド、エポキシ、シリコーン変性エポキシ、ベンゾシクロブテン(BCB;benzocyclobutene)、ポリベンゾオキサゾール(PBO;polybenzoxazole)、フェノール等)から形成されている。
The semiconductor device has a first resin molded
図3は、本発明の実施の形態に係る半導体装置の、第1の樹脂成形体の変形例を示す図である。この変形例では、第1の樹脂成形体130は、電極24及びバンプ26を囲む領域に、断続的に設けられている。それ以外の点は、上述した点が該当する。本発明は、このような例も含む。さらに、図示しない例として、半導体チップ20の平行な二辺に沿ってのみ第1の樹脂成形体を設けてもよい。例えば、半導体チップ20が長方形である場合、その短辺に沿ってのみ第1の樹脂成形体を設けてもよいし、その長辺に沿ってのみ第1の樹脂成形体を設けてもよい。
FIG. 3 is a view showing a modification of the first resin molded body of the semiconductor device according to the embodiment of the present invention. In this modification, the first resin molded
半導体装置は、第2の樹脂成形体40を有する。第2の樹脂成形体40は、基板10及び半導体チップ20に密着して設けられている。第2の樹脂成形体40は、基板10と半導体チップ20のギャップに設けられており、両者間の外側に至るようになっている。例えば、第2の樹脂成形体40にはフィレットが形成されている。詳しくは、第2の樹脂成形体の一部は、基板10のはみ出し部分16の上面(半導体チップ20が搭載される面)から、半導体チップ20の側面(基板10の上面から立ち上がる面)に至るように形成されている。第2の樹脂成形体40は、基板10及び半導体チップ20のギャップを埋める封止材であり、両者を接着する接着剤であってもよい。第2の樹脂成形体40は、第1の樹脂成形体30とは硬さ(又はヤング率)が異なる。第2の樹脂成形体40も、樹脂から形成されている。第1及び第2の樹脂成形体30,40は、構成物質の含有比率の違いによって硬さが異なっていてもよい。
The semiconductor device has a second resin molded
半導体装置は、第3の樹脂成形体50を有する。第3の樹脂成形体50は、基板10とパッシベーション膜28の間であって、電極24よりも半導体チップ20の中央近くに配置されている。第3の樹脂成形体50も、樹脂(ポリイミド、シリコーン変性ポリイミド、エポキシ、シリコーン変性エポキシ、ベンゾシクロブテン(BCB;benzocyclobutene)、ポリベンゾオキサゾール(PBO;polybenzoxazole)、フェノール等)から形成されている。第1及び第3の樹脂成形体30,50は、同一の材料から形成されていてもよい。
The semiconductor device has a third resin molded
本実施の形態によれば、基板10が、半導体チップ20とのオーバーラップ領域14からのはみ出し部分16を有する。基板10には、半導体チップ20が搭載された面が凹となるように反る力が加えられることがある。例えば、第2の樹脂成形体40(例えばそのフィレット)が収縮することで、基板10のはみ出し部分16を、半導体チップ20の側面に引き付ける力が加えられる。このとき、第1の樹脂成形体30によってパッシベーション膜28と基板10のギャップが確保される。第1の樹脂成形体30が第2の樹脂成形体40よりも柔らかい場合、基板10から半導体チップ20(特のそのエッジ)に与える衝撃を吸収して小さくする性能が、第2の樹脂成形体40よりも高い。第1の樹脂成形体30が第2の樹脂成形体40よりも硬い場合、パッシベーション膜28と基板10とのギャップを確保する性能が、第2の樹脂成形体40よりも高い。
According to the present embodiment, the
次に、本発明に係る半導体装置の製造方法を説明する。本実施の形態では、上述した基板10及び半導体チップ20を用意する。また、半導体チップ20には、上述した第1の樹脂成形体30を形成しておき、必要であれば、第3の樹脂成形体50も形成しておく。第1の樹脂成形体30は、電極24よりも半導体チップ20の外縁近くに配置する。また、第1の樹脂成形体30は、バンプ26よりも低くなるように形成する。そして、半導体チップ20を基板10にフェースダウンボンディングして、配線パターン12とバンプ26を対向させて電気的に接続する。
Next, a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention will be described. In the present embodiment, the
本実施の形態では、パッシベーション膜28と基板10の間に、第1の樹脂成形体30(既に硬化した状態)及び上述した第2の樹脂成形体40の硬化前の状態である樹脂前駆体を介在させる。例えば、半導体チップ20を基板10に搭載してから、そのギャップに樹脂前駆体を注入してもよいし、予め基板10に樹脂前駆体を設けておいてその上に半導体チップ20を搭載してもよい。樹脂前駆体は、半導体チップ20及び基板10に密着するように配置する。樹脂前駆体は、絶縁性接着剤、絶縁性封止材又は異方性導電材料のいずれであってもよい。樹脂前駆体は、基板10と半導体チップ20のギャップから、両者間の外側に至るように設ける。例えば、樹脂前駆体を、フィレットを有するように設ける。その後、樹脂前駆体を硬化(重合又は架橋反応)させて第2の樹脂成形体40にする。
In the present embodiment, a resin precursor that is in a state before curing of the first resin molded body 30 (already cured) and the second resin molded
本実施の形態では、基板10が、半導体チップ20とのオーバーラップ領域14からのはみ出し部分16を有しており、樹脂前駆体が硬化するときに収縮することで、基板10には、半導体チップ20が搭載された面が凹となるように反る力が加えられる。しかし、樹脂前駆体が硬化するときに、既に硬化している第1の樹脂成形体30によってパッシベーション膜28と基板10のギャップが確保されるので、基板10(特に配線パターン12)と半導体チップ20(特にそのエッジ)との接触を防止することができる。
In the present embodiment, the
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成(例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び結果が同一の構成)を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。さらに、本発明は、実施の形態で説明した技術的事項のいずれかを限定的に除外した内容を含む。あるいは、本発明は、上述した実施の形態から公知技術を限定的に除外した内容を含む。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made. For example, the present invention includes configurations that are substantially the same as the configurations described in the embodiments (for example, configurations that have the same functions, methods, and results, or configurations that have the same purposes and results). In addition, the invention includes a configuration in which a non-essential part of the configuration described in the embodiment is replaced. In addition, the present invention includes a configuration that exhibits the same operational effects as the configuration described in the embodiment or a configuration that can achieve the same object. Further, the invention includes a configuration in which a known technique is added to the configuration described in the embodiment. Furthermore, the present invention includes contents that exclude any of the technical matters described in the embodiments in a limited manner. Or this invention includes the content which excluded the well-known technique limitedly from embodiment mentioned above.
10…基板、 12…配線パターン、 14…オーバーラップ領域、 16…はみ出し部分、 20…半導体チップ、 22…集積回路、 24…電極、 26…バンプ、 28…パッシベーション膜、 30…第1の樹脂成形体、 40…第2の樹脂成形体、 50…第3の樹脂成形体、 130…第1の樹脂成形体
DESCRIPTION OF
Claims (7)
配線パターンを有し、前記半導体チップが、前記バンプと前記配線パターンが対向して電気的に接続されるように搭載され、前記半導体チップよりも大きくて前記半導体チップとオーバーラップする領域に開口が形成されない基板と、
前記パッシベーション膜と前記基板との間であって、前記電極よりも前記半導体チップの外縁近くに配置されてなる第1の樹脂成形体と、
前記半導体チップ及び前記基板に密着して設けられた、前記第1の樹脂成形体とは硬さが異なる第2の樹脂成形体と、
を含む半導体装置。 A semiconductor chip having an integrated circuit formed on the surface on which the integrated circuit is formed, a passivation film made of an inorganic material and an electrode, and a bump provided on the electrode;
A wiring pattern is provided, and the semiconductor chip is mounted so that the bump and the wiring pattern are electrically connected to face each other, and an opening is formed in a region that is larger than the semiconductor chip and overlaps the semiconductor chip. A substrate that is not formed;
A first resin molded body disposed between the passivation film and the substrate and closer to the outer edge of the semiconductor chip than the electrodes;
A second resin molded body provided in close contact with the semiconductor chip and the substrate and having a hardness different from that of the first resin molded body;
A semiconductor device including:
前記第1の樹脂成形体は、前記電極を囲む領域に、連続的に設けられてなる半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1,
The first resin molded body is a semiconductor device that is continuously provided in a region surrounding the electrode.
前記第1の樹脂成形体は、前記電極を囲む領域に、断続的に設けられてなる半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1,
The first resin molded body is a semiconductor device provided intermittently in a region surrounding the electrode.
前記第1の樹脂成形体は、前記第2の樹脂成形体よりも柔らかい半導体装置。 The semiconductor device according to any one of claims 1 to 3,
The first resin molded body is a semiconductor device that is softer than the second resin molded body.
前記第1の樹脂成形体は、前記第2の樹脂成形体よりも硬い半導体装置。 The semiconductor device according to any one of claims 1 to 3,
The first resin molded body is a semiconductor device that is harder than the second resin molded body.
配線パターンが形成され、前記半導体チップよりも大きい基板と、
を用意し、
前記パッシベーション膜と前記基板の間に、第1の樹脂成形体及び樹脂前駆体を介在させて、前記半導体チップと前記基板を配置し、前記配線パターンと前記バンプを対向させて電気的に接続し、
前記樹脂前駆体を硬化させて第2の樹脂成形体にすること、
を含み、
前記第1の樹脂成形体を、前記電極よりも前記半導体チップの外縁近くに配置する半導体装置の製造方法。 A semiconductor chip having an integrated circuit formed thereon, a surface on which the integrated circuit is formed, an electrode, a bump provided on the electrode, and a passivation film made of an inorganic material;
A wiring pattern is formed, and a substrate larger than the semiconductor chip;
Prepare
The semiconductor chip and the substrate are disposed with the first resin molding and the resin precursor interposed between the passivation film and the substrate, and the wiring pattern and the bump are opposed to be electrically connected. ,
Curing the resin precursor into a second resin molded body;
Including
A method of manufacturing a semiconductor device, wherein the first resin molded body is disposed closer to an outer edge of the semiconductor chip than the electrode.
前記第1の樹脂成形体を前記半導体チップに設けた後に、前記半導体チップと前記基板の間に前記樹脂前駆体を設ける半導体装置の製造方法。 In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 6,
A method for manufacturing a semiconductor device, wherein the resin precursor is provided between the semiconductor chip and the substrate after the first resin molding is provided on the semiconductor chip.
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A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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