JPH0855856A - 半導体装置とその製造方法 - Google Patents
半導体装置とその製造方法Info
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- JPH0855856A JPH0855856A JP6189249A JP18924994A JPH0855856A JP H0855856 A JPH0855856 A JP H0855856A JP 6189249 A JP6189249 A JP 6189249A JP 18924994 A JP18924994 A JP 18924994A JP H0855856 A JPH0855856 A JP H0855856A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor chip
- semiconductor device
- bonding
- bonding wire
- die pad
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-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
- H10W72/01—Manufacture or treatment
- H10W72/012—Manufacture or treatment of bump connectors, dummy bumps or thermal bumps
- H10W72/01221—Manufacture or treatment of bump connectors, dummy bumps or thermal bumps using local deposition
- H10W72/01225—Manufacture or treatment of bump connectors, dummy bumps or thermal bumps using local deposition in solid form, e.g. by using a powder or by stud bumping
-
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
- H10W72/50—Bond wires
- H10W72/551—Materials of bond wires
- H10W72/552—Materials of bond wires comprising metals or metalloids, e.g. silver
- H10W72/5522—Materials of bond wires comprising metals or metalloids, e.g. silver comprising gold [Au]
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- Wire Bonding (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ボンディングワイヤによる回路の短絡を防止
すると共に、はんだボールをしっかり固着可能な半導体
装置とその製造方法を提供する。 【構成】 半導体装置10は、一端が半導体チップ12
上の回路へ接続された複数のボンディングワイヤ20
と、各ボンディングワイヤ20の他端へ接続された複数
のはんだボール24とを具備し、半導体チップ12とボ
ンディングワイヤ20は電気的絶縁材料22により封止
されている。ボンディングワイヤ20はパラジウムまた
はパラジウム合金で形成されている。一方、製造方法
は、半導体チップ12を板状のダイパッド16へ固定
し、パラジウムまたはパラジウム合金で形成された複数
のボンディングワイヤ20の一端を半導体チップ12の
ボンディングパッドへ接続し、ダイパッド、半導体チッ
プ12およびボンディングワイヤ20を電気的絶縁材料
22で封止し、各ボンディングワイヤ20の他端にはん
だボール24を形成する。
すると共に、はんだボールをしっかり固着可能な半導体
装置とその製造方法を提供する。 【構成】 半導体装置10は、一端が半導体チップ12
上の回路へ接続された複数のボンディングワイヤ20
と、各ボンディングワイヤ20の他端へ接続された複数
のはんだボール24とを具備し、半導体チップ12とボ
ンディングワイヤ20は電気的絶縁材料22により封止
されている。ボンディングワイヤ20はパラジウムまた
はパラジウム合金で形成されている。一方、製造方法
は、半導体チップ12を板状のダイパッド16へ固定
し、パラジウムまたはパラジウム合金で形成された複数
のボンディングワイヤ20の一端を半導体チップ12の
ボンディングパッドへ接続し、ダイパッド、半導体チッ
プ12およびボンディングワイヤ20を電気的絶縁材料
22で封止し、各ボンディングワイヤ20の他端にはん
だボール24を形成する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置とその製造方
法に関し、一層詳細には半導体チップと、一端が半導体
チップ上のボンディングパッドへ接続された複数のボン
ディングワイヤと、各ボンディングワイヤの他端へ接続
された複数のはんだボールとを具備する半導体装置とそ
の製造方法に関する。
法に関し、一層詳細には半導体チップと、一端が半導体
チップ上のボンディングパッドへ接続された複数のボン
ディングワイヤと、各ボンディングワイヤの他端へ接続
された複数のはんだボールとを具備する半導体装置とそ
の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、半導体チップと、一端が半導体チ
ップ上のボンディングパッドへ接続された複数のボンデ
ィングワイヤと、各ボンディングワイヤの他端に形成さ
れた複数のはんだボール(はんだバンプ)とを具備する
と共に、半導体チップおよびボンディングワイヤが樹脂
封止された半導体装置が知られている(例えば特開平3
−94438号公報参照)。この種の半導体装置におい
て、電気抵抗が極めて小さい金線(Auワイヤ)がボン
ディングワイヤとして使用されている。
ップ上のボンディングパッドへ接続された複数のボンデ
ィングワイヤと、各ボンディングワイヤの他端に形成さ
れた複数のはんだボール(はんだバンプ)とを具備する
と共に、半導体チップおよびボンディングワイヤが樹脂
封止された半導体装置が知られている(例えば特開平3
−94438号公報参照)。この種の半導体装置におい
て、電気抵抗が極めて小さい金線(Auワイヤ)がボン
ディングワイヤとして使用されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
Auワイヤをボンディングワイヤとする従来の半導体装
置には次のような課題がある。金(Au)は極めて軟質
な金属であり、Auワイヤの一端部は半導体チップへ接
続(ワイヤボンディング)した後、樹脂封止されるが、
その間に外力等により塑性変形し易い。そのため、変形
したAuワイヤが隣接するAuワイヤと接触して回路を
短絡するおそれが有る。また、Auワイヤの他端部には
はんだボールを形成するため、はんだを溶着するが、溶
着したはんだとAuワイヤの境界部分には、はんだの成
分である鉛(Pb)や錫(Sn)と金(Au)との間で
極めて脆弱な金属間化合物が形成される。そのため、は
んだボールの密着性が悪く脱落し易くなったりする等の
課題も有る。従って、本発明はボンディングワイヤによ
る回路の短絡を防止すると共に、はんだボールを確実に
固着可能な半導体装置とその製造方法を提供することを
目的とする。
Auワイヤをボンディングワイヤとする従来の半導体装
置には次のような課題がある。金(Au)は極めて軟質
な金属であり、Auワイヤの一端部は半導体チップへ接
続(ワイヤボンディング)した後、樹脂封止されるが、
その間に外力等により塑性変形し易い。そのため、変形
したAuワイヤが隣接するAuワイヤと接触して回路を
短絡するおそれが有る。また、Auワイヤの他端部には
はんだボールを形成するため、はんだを溶着するが、溶
着したはんだとAuワイヤの境界部分には、はんだの成
分である鉛(Pb)や錫(Sn)と金(Au)との間で
極めて脆弱な金属間化合物が形成される。そのため、は
んだボールの密着性が悪く脱落し易くなったりする等の
課題も有る。従って、本発明はボンディングワイヤによ
る回路の短絡を防止すると共に、はんだボールを確実に
固着可能な半導体装置とその製造方法を提供することを
目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は次の構成を備える。すなわち、半導体装置
は、半導体チップと、一端が該半導体チップのボンディ
ングパッドへ接続された複数のボンディングワイヤと、
各ボンディングワイヤの他端へ接続された複数のはんだ
ボールとを具備し、前記半導体チップおよび前記ボンデ
ィングワイヤが電気的絶縁材料により封止された半導体
装置において、前記ボンディングワイヤがパラジウムま
たはパラジウム合金から成ることを特徴とする。一方、
その製造方法は、半導体チップを板状のダイパッドへ固
定し、パラジウムまたはパラジウム合金から成る複数の
ボンディングワイヤの一端を前記半導体チップのボンデ
ィングパッドへ接続し、前記ダイパッド、前記半導体チ
ップおよび前記ボンディングワイヤを電気的絶縁材料に
より封止した後、各ボンディングワイヤの他端にはんだ
ボールを形成することを特徴とする。
め、本発明は次の構成を備える。すなわち、半導体装置
は、半導体チップと、一端が該半導体チップのボンディ
ングパッドへ接続された複数のボンディングワイヤと、
各ボンディングワイヤの他端へ接続された複数のはんだ
ボールとを具備し、前記半導体チップおよび前記ボンデ
ィングワイヤが電気的絶縁材料により封止された半導体
装置において、前記ボンディングワイヤがパラジウムま
たはパラジウム合金から成ることを特徴とする。一方、
その製造方法は、半導体チップを板状のダイパッドへ固
定し、パラジウムまたはパラジウム合金から成る複数の
ボンディングワイヤの一端を前記半導体チップのボンデ
ィングパッドへ接続し、前記ダイパッド、前記半導体チ
ップおよび前記ボンディングワイヤを電気的絶縁材料に
より封止した後、各ボンディングワイヤの他端にはんだ
ボールを形成することを特徴とする。
【0005】
【作用】作用について説明する。ボンディングワイヤは
パラジウムまたはパラジウム合金により形成すると、従
来の金と比較して剛性を大きくすることが可能になる。
また、はんだの溶着部分に脆弱な金属間化合物が形成さ
れるのを防止可能となる。
パラジウムまたはパラジウム合金により形成すると、従
来の金と比較して剛性を大きくすることが可能になる。
また、はんだの溶着部分に脆弱な金属間化合物が形成さ
れるのを防止可能となる。
【0006】
【実施例】以下、本発明の好適な実施例について添付図
面と共に詳述する。図1は本実施例のボールグリッドア
レイ(BGA)型半導体装置の正面断面図であり、図2
はその半導体装置を製造する際に使用されるリードフレ
ームの一例を示す部分平面図である。図1において、1
2は半導体チップであり、表面および内部に集積回路が
形成されている。半導体チップ12は、鉄、銅などの金
属製リードフレーム14(図2参照))のダイパッド1
6の上面に、例えば接着剤18で固定されている。20
はボンディングワイヤであり、上下方向へ配設されてい
る。本実施例では多数のボンディングワイヤ20がマト
リクス状に植設されている。各ボンディングワイヤ20
の下端部は球状に形成され、半導体チップ12上のボン
ディングパッド(不図示)へ接続されている。ボンディ
ングワイヤ20はパラジウム(Pd)またはパラジウム
合金により形成されている。本実施例では各ボンディン
グワイヤ20は、下端部の直径が約100ミクロンであ
り、他の細径部の太さは約25ミクロンに形成されてい
る。
面と共に詳述する。図1は本実施例のボールグリッドア
レイ(BGA)型半導体装置の正面断面図であり、図2
はその半導体装置を製造する際に使用されるリードフレ
ームの一例を示す部分平面図である。図1において、1
2は半導体チップであり、表面および内部に集積回路が
形成されている。半導体チップ12は、鉄、銅などの金
属製リードフレーム14(図2参照))のダイパッド1
6の上面に、例えば接着剤18で固定されている。20
はボンディングワイヤであり、上下方向へ配設されてい
る。本実施例では多数のボンディングワイヤ20がマト
リクス状に植設されている。各ボンディングワイヤ20
の下端部は球状に形成され、半導体チップ12上のボン
ディングパッド(不図示)へ接続されている。ボンディ
ングワイヤ20はパラジウム(Pd)またはパラジウム
合金により形成されている。本実施例では各ボンディン
グワイヤ20は、下端部の直径が約100ミクロンであ
り、他の細径部の太さは約25ミクロンに形成されてい
る。
【0007】22は電気的絶縁材料の一例である樹脂層
であり、ダイパッド16の上面、半導体チップ12およ
びボンディングワイヤ20を封止している。樹脂層は、
熱硬化性樹脂で形成され、半導体チップ12を湿気等か
ら保護している。なお、本実施例ではダイパッド16の
下面は樹脂封止されずに露出しており、半導体装置10
から発生する熱を放出するヒートスプレッダの役目をし
ている。従って、本実施例の半導体装置10では特に放
熱手段を設ける必要がなく、コストダウンを図ることも
可能になっている。本実施例において、樹脂層22は溶
融樹脂のポッティングによって形成されているが、特に
ポッティングには限定されず、トランスファモールド装
置で形成してもよい。なお、電気的絶縁材料としてはガ
ラス、シリコーン樹脂等を用いることができる。24は
面実装用端子となるはんだボールであり、樹脂層22か
ら上方へ突出した各ボンディングワイヤ20の上端へ接
続するように多数形成されている。はんだボール24
は、ボンディングワイヤ20の上端部分を包み込むよう
に球状に形成されており、本実施例の場合、直径約10
0ミクロンに形成されている。はんだボール24は溶融
はんだをボンディングワイヤ20の上端部へ滴着させ、
自らの表面張力で球状に形成して成る。また、はんだめ
っきにより形成してもよい。
であり、ダイパッド16の上面、半導体チップ12およ
びボンディングワイヤ20を封止している。樹脂層は、
熱硬化性樹脂で形成され、半導体チップ12を湿気等か
ら保護している。なお、本実施例ではダイパッド16の
下面は樹脂封止されずに露出しており、半導体装置10
から発生する熱を放出するヒートスプレッダの役目をし
ている。従って、本実施例の半導体装置10では特に放
熱手段を設ける必要がなく、コストダウンを図ることも
可能になっている。本実施例において、樹脂層22は溶
融樹脂のポッティングによって形成されているが、特に
ポッティングには限定されず、トランスファモールド装
置で形成してもよい。なお、電気的絶縁材料としてはガ
ラス、シリコーン樹脂等を用いることができる。24は
面実装用端子となるはんだボールであり、樹脂層22か
ら上方へ突出した各ボンディングワイヤ20の上端へ接
続するように多数形成されている。はんだボール24
は、ボンディングワイヤ20の上端部分を包み込むよう
に球状に形成されており、本実施例の場合、直径約10
0ミクロンに形成されている。はんだボール24は溶融
はんだをボンディングワイヤ20の上端部へ滴着させ、
自らの表面張力で球状に形成して成る。また、はんだめ
っきにより形成してもよい。
【0008】次に、上記の構成を有するBGA型半導体
装置10の製造方法について説明する。半導体チップを
図2に示すリードフレーム14の各ダイパッド16へ接
着剤18で固定する。なお、図2のリードフレーム14
は複数のダイパッド16を有する短冊状のリードフレー
ムであるが、各々1個のダイパッド16を有する個片状
のリードフレームを順次製造ラインへ送り込むようにし
てもよい。次に、ボンダー装置を介して多数のボンディ
ングワイヤ20の下端部を半導体チップ12へボンディ
ングする。ワイヤボンディングが完了したら、ダイパッ
ド16の上面、半導体チップ12およびボンディングワ
イヤ20をポッティング等で樹脂層22を形成して樹脂
封止する。その際、ダイパッド16の下面は樹脂封止せ
ずヒートスプレッダとして露出させる。樹脂封止が完了
したら、各ボンディングワイヤ20の樹脂層22から突
出している上端へはんだボール24を接続、形成する。
はんだボール24が形成されたら、ダイパッド16をリ
ードフレーム14のサポートバー26およびサイドレー
ル28からプレス装置(不図示)を用いて切り離すと各
半導体装置10が完成する。
装置10の製造方法について説明する。半導体チップを
図2に示すリードフレーム14の各ダイパッド16へ接
着剤18で固定する。なお、図2のリードフレーム14
は複数のダイパッド16を有する短冊状のリードフレー
ムであるが、各々1個のダイパッド16を有する個片状
のリードフレームを順次製造ラインへ送り込むようにし
てもよい。次に、ボンダー装置を介して多数のボンディ
ングワイヤ20の下端部を半導体チップ12へボンディ
ングする。ワイヤボンディングが完了したら、ダイパッ
ド16の上面、半導体チップ12およびボンディングワ
イヤ20をポッティング等で樹脂層22を形成して樹脂
封止する。その際、ダイパッド16の下面は樹脂封止せ
ずヒートスプレッダとして露出させる。樹脂封止が完了
したら、各ボンディングワイヤ20の樹脂層22から突
出している上端へはんだボール24を接続、形成する。
はんだボール24が形成されたら、ダイパッド16をリ
ードフレーム14のサポートバー26およびサイドレー
ル28からプレス装置(不図示)を用いて切り離すと各
半導体装置10が完成する。
【0009】次に図3および図4を参照してはんだボー
ル24の接続方法の他の例について説明する。なお、図
1および図2の例と同一の構成部材については同一の符
号を付し、説明は省略する。図3の例は、各ボンディン
グワイヤ20の上端が樹脂層22内に在り、はんだボー
ル24の下端部が樹脂層22内へ延びてボンディングワ
イヤ20の上端と電気的に接続されている。一方、図4
の例は、各ボンディングワイヤ20の上端面は樹脂層2
2の上面と面一の位置に在り、はんだボール24はボン
ディングワイヤ20の上端面と接続されている。以上、
本発明の好適な実施例について種々述べてきたが、本発
明は上述の実施例に限定されるのではなく、発明の精神
を逸脱しない範囲で多くの改変を施し得るのはもちろん
である。
ル24の接続方法の他の例について説明する。なお、図
1および図2の例と同一の構成部材については同一の符
号を付し、説明は省略する。図3の例は、各ボンディン
グワイヤ20の上端が樹脂層22内に在り、はんだボー
ル24の下端部が樹脂層22内へ延びてボンディングワ
イヤ20の上端と電気的に接続されている。一方、図4
の例は、各ボンディングワイヤ20の上端面は樹脂層2
2の上面と面一の位置に在り、はんだボール24はボン
ディングワイヤ20の上端面と接続されている。以上、
本発明の好適な実施例について種々述べてきたが、本発
明は上述の実施例に限定されるのではなく、発明の精神
を逸脱しない範囲で多くの改変を施し得るのはもちろん
である。
【0010】
【発明の効果】本発明に係る半導体装置を用いると、ボ
ンディングワイヤをパラジウムまたはパラジウム合金で
形成すると、従来の金と比較して剛性を大きくすること
が可能になるので、樹脂封止工程等において外力を受け
ても塑性変形しにくく、ボンディングワイヤ同士が接触
して回路を短絡するのが防止可能となる。また、Auワ
イヤと違って、ボンディングワイヤとはんだボールとの
溶着部分に脆弱な金属間化合物を形成することがないの
で、はんだボールの脱落等を防止可能になる等の著効を
奏する。
ンディングワイヤをパラジウムまたはパラジウム合金で
形成すると、従来の金と比較して剛性を大きくすること
が可能になるので、樹脂封止工程等において外力を受け
ても塑性変形しにくく、ボンディングワイヤ同士が接触
して回路を短絡するのが防止可能となる。また、Auワ
イヤと違って、ボンディングワイヤとはんだボールとの
溶着部分に脆弱な金属間化合物を形成することがないの
で、はんだボールの脱落等を防止可能になる等の著効を
奏する。
【図1】本発明に係る半導体装置の一例であるBGA型
半導体装置の正面断面図。
半導体装置の正面断面図。
【図2】その半導体装置を製造する際に使用されるリー
ドフレームの一例を示す部分平面図。
ドフレームの一例を示す部分平面図。
【図3】はんだボールの接続方法の他の例を示した半導
体装置の部分断面図。
体装置の部分断面図。
【図4】はんだボールの接続方法の他の例を示した半導
体装置の部分断面図。
体装置の部分断面図。
10 半導体装置 12 半導体チップ 14 リードフレーム 16 ダイパッド 20 ボンディングワイヤ 22 樹脂層 24 はんだボール
Claims (7)
- 【請求項1】 半導体チップと、 一端が該半導体チップのボンディングパッドへ接続され
た複数のボンディングワイヤと、 各ボンディングワイヤの他端へ接続された複数のはんだ
ボールとを具備し、 前記半導体チップおよび前記ボンディングワイヤが電気
的絶縁材料により封止された半導体装置において、 前記ボンディングワイヤがパラジウムまたはパラジウム
合金から成ることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項2】 前記半導体チップは、板状のダイパッド
の一方の面側に固定され、 該ダイパッドの他方の面は前記電気的絶縁材料から露出
していることを特徴とする請求項1記載の半導体装置。 - 【請求項3】 前記ボンディングワイヤの他端は、前記
電気的絶縁材料から突出し、 前記はんだボールは当該突出部分に形成されていること
を特徴とする請求項1または2記載の半導体装置。 - 【請求項4】 半導体チップを板状のダイパッドへ固定
し、 パラジウムまたはパラジウム合金から成る複数のボンデ
ィングワイヤの一端を前記半導体チップのボンディング
パッドへ接続し、 前記ダイパッド、前記半導体チップおよび前記ボンディ
ングワイヤを電気的絶縁材料により封止した後、 各ボンディングワイヤの他端にはんだボールを形成する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項5】 前記ダイパッドは、リードフレームのサ
イドレールと連結された状態で前記半導体チップが固定
され、 前記はんだボールの形成が終了後、前記ダイパッドを前
記サイドレールから切り離すことを特徴とする請求項4
記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項6】 前記半導体チップを、前記ダイパッドの
一方の面側に固定し、 該ダイパッドの他方の面は前記電気的絶縁材料から露出
させて封止することを特徴とする請求項4または5記載
の半導体装置の製造方法。 - 【請求項7】 前記半導体チップ等を、前記電気的絶縁
材料のポッティングにより封止することを特徴とする請
求項4、5または6記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6189249A JPH0855856A (ja) | 1994-08-11 | 1994-08-11 | 半導体装置とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6189249A JPH0855856A (ja) | 1994-08-11 | 1994-08-11 | 半導体装置とその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0855856A true JPH0855856A (ja) | 1996-02-27 |
Family
ID=16238134
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6189249A Pending JPH0855856A (ja) | 1994-08-11 | 1994-08-11 | 半導体装置とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0855856A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5977643A (en) * | 1996-06-20 | 1999-11-02 | Lg Semicon Co., Ltd. | Chip-size semiconductor package |
| JP2001118876A (ja) * | 1999-08-12 | 2001-04-27 | Fujitsu Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
| US6690090B2 (en) | 2001-01-26 | 2004-02-10 | Nec Electronics Corporation | Semiconductor device having reliable coupling with mounting substrate |
| JP2010161430A (ja) * | 1999-08-12 | 2010-07-22 | Fujitsu Semiconductor Ltd | 半導体装置 |
-
1994
- 1994-08-11 JP JP6189249A patent/JPH0855856A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5977643A (en) * | 1996-06-20 | 1999-11-02 | Lg Semicon Co., Ltd. | Chip-size semiconductor package |
| DE19723203B4 (de) * | 1996-06-20 | 2005-12-29 | LG Semicon Co., Ltd., Cheongju | Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterbauteils in Chipgröße |
| JP2001118876A (ja) * | 1999-08-12 | 2001-04-27 | Fujitsu Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
| JP2010161430A (ja) * | 1999-08-12 | 2010-07-22 | Fujitsu Semiconductor Ltd | 半導体装置 |
| US6690090B2 (en) | 2001-01-26 | 2004-02-10 | Nec Electronics Corporation | Semiconductor device having reliable coupling with mounting substrate |
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