JP2001143828A - ランドグリッドアレイ型パッケージ用ソケット - Google Patents
ランドグリッドアレイ型パッケージ用ソケットInfo
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Abstract
極群と基板上の電極との高い接続信頼性を得ることがで
き、しかも、半導体パッケージの薄型化、小型化、高密
度化にも対応可能なソケットを提供すること。 【解決手段】 ランドグリッドアレイ型パッケージ4を
基板6に実装するためのソケット1であって、パッケー
ジ4のアレイ状の端子電極群と接続される第1電極群3
1が一方の面に設けられ、他方の面に基板6上の電極群
と接続される第2電極群32が設けられたフレキシブル
配線板30と、そのフレキシブル配線板30が装着され
たソケット本体2と、パッケージ4をソケット本体2側
へ押さえ付けるカバー3とを備える。第1電極群31の
各電極と、第2電極群32の各電極とは、そのフレキシ
ブル配線板30の厚さ方向において互いに重ならないよ
うに配置されている。
Description
極を有するランドグリッドアレイ型パッケージを基板に
実装する際に好適に用いられるソケットの技術に関す
る。
する二つの基板上に形成された電極群どうしを、相互に
対向させて信頼性良く接続することは、困難であること
が知られている。そのため、半導体をプリント配線基板
に実装する作業を行う場合、従来から次のような方法が
採用されていた。
板上に搭載し電気的に接続する作業を行う場合、例えば
半導体チップを長いリードのあるQFP(クオードフラ
ットパッケージ)の形に作り、このパッケージをプリン
ト配線基板上に搭載することが行われていた。この方法
によれば、周囲温度の変化による半導体とプリント配線
基板との寸法差を、リードによって吸収させることが可
能である。
目的として、半導体のパッケージの形態を、BGA(ボ
ールグリッドアレイ)やLGA(ランドグリッドアレ
イ)などのような形態とすることが従来から行われてい
る。これは、パッケージの裏側に、リードの代わりにグ
リッドアレイ状の端子電極を設けたものである。
用いた場合、パッケージが大きくなり、またリードが長
いために信号が遅れ、高速信号処理ができないなどの問
題を有していた。また、BGAやLGA等のパッケージ
をプリント配線基板上に搭載し、半田付けする場合、プ
リント配線基板とパッケージの熱膨張の差により発生す
る応力を吸収できず、接続の信頼性が得られないという
問題を有していた。
ジ用ソケットを使用する技術が開発されている。図7
は、LGA型パッケージをプリント配線基板上に実装す
る際に用いるソケットの例を示す分解斜視図である。こ
のソケット301は、ソケット本体302と、カバー3
03とを備える。ソケット本体302には、半導体パッ
ケージ304が装着される装着部305が設けられてい
る。
側のグリッドアレイ状の端子電極群と、プリント配線基
板306上の電極とを電気的に接続するためのコンタク
ト310(図8参照)が設けられている。コンタクト3
10の接触力は、カバー303でパッケージ304をソ
ケット本体302に押し付ける力によって得られる構成
としている。カバー303でパッケージ304を押し付
ける力は、ボルト307によってカバー303をソケッ
ト本体302に取り付けた状態で作用するスプリング3
08の反発力によって得られる。309はプリント配線
基板306に裏当てするスティフナーである。
のLGA型パッケージ用ソケットでは、以下のような点
で解決すべき課題がある。
によって、パッケージ304をソケット本体302側へ
押し付ける力の分布の問題である。スプリング308
は、カバー303の周囲付近に配置している。従って、
パッケージ304を押し付ける力はパッケージ304の
周辺部に作用する。そのため、パッケージ304には、
コンタクト310の反発力により、中央部が上方へ膨ら
むように湾曲する偏った力が作用する。その結果、パッ
ケージ304の端子電極群とプリント配線基板306の
電極群との接触強さが、パッケージ304の中央部と周
辺部とで相異する問題が生じる。この問題は、パッケー
ジ304の薄型化を図るほど顕著になる。なぜなら、パ
ッケージ304が薄くなるほど撓み易くなるからであ
る。
ソケット本体302に多数設ける構成のソケット301
では、コンタクト310の存在がソケット301の小型
化を図る妨げとなる問題である。この点を考慮し、パッ
ケージ304の端子電極群とプリント配線基板306上
の電極との間に、電極接続用のフレキシブルプリント配
線板(FPC)を介在させて電極どうしを接続する技術
も考えられている。この技術では、フレキシブルプリン
ト配線板を用いるため、接続用電極を微小にして高密度
化することで、半導体の小型化、高密度化に対応するパ
ッケージ用ソケットとして構成することができる。しか
し、この技術は、フレキシブルプリント配線板の両面の
相対する位置に接続用の電極を設ける考え方を採用して
いるだけであるため、これだけでは高い接続信頼性を得
るには十分でなく、更なる改良を加える必要性があっ
た。
アレイ型パッケージの端子電極群と基板上の電極群との
高い接続信頼性を得ることができ、しかも、半導体パッ
ケージの薄型化、小型化、高密度化にも対応可能なラン
ドグリッドアレイ型パッケージ用ソケットを提供するこ
とにある。
め、本発明は以下の手段を採用した。本発明の第1の手
段は、ランドグリッドアレイ型パッケージを基板に実装
するためのソケットであって、前記パッケージのアレイ
状の端子電極群と接続される第1電極群が一方の面に設
けられ、他方の面に基板上の電極群と接続される第2電
極群が設けられたフレキシブル配線板と、そのフレキシ
ブル配線板が装着されたソケット本体と、前記パッケー
ジを前記ソケット本体側へ押さえ付けるカバーとを備
え、前記第1電極群の各電極と、前記第2電極群の各電
極とは、そのフレキシブル配線板の厚さ方向において互
いに重ならないように配置されていることを特徴とす
る。
第1電極群の各電極と、第2電極群の各電極とが、フレ
キシブル配線板の厚さ方向において互いに重ならないよ
うに配置されている。このため、パッケージ及びフレキ
シブル配線板をカバーで押さえ付けて加圧すると、第1
電極群の各電極と、第2電極群の各電極との間のフレキ
シブル配線板の部分が加圧方向に弾性的に湾曲してバネ
を形成する。このバネは、パッケージと基板との熱膨張
の差による応力を緩和する作用を発揮する。さらに、電
極どうしの接続強さを高める作用も発揮する。これによ
り、パッケージの端子電極群と基板上の電極群との高い
接続信頼性を得ることができる。
る前記基板上の電極群と接続される第2電極群の各電極
を半田ボールにより構成した。このようにすれば、基板
上の電極群とフレキシブル配線板の第2電極群とを半田
フロー技術を用いて容易に接続することができる。
び第2電極群をそれぞれ金属バンプで構成した。このよ
うにすれば、各電極群を、高密度化及び高精度化できる
プリント技術で製作するフレキシブルプリント配線板を
用いるのに好適な構成とすることができる。
と前記フレキシブル配線板との間に、そのフレキシブル
配線板を前記カバーにより加圧する方向と直交する方向
に引っ張る力を与えるテンション装置を設けた構成とし
た。このようにテンション装置を設けた場合、フレキシ
ブル配線板の表面に張力が生じるので、フレキシブル配
線板の平坦度を向上させることができる。これにより、
電極どうしの接触状態をより均一にすることができる。
また、テンション装置の引っ張り強さを調整すること
で、フレキシブル配線板の柔軟性や弾力性等を電極どう
しの接続に最適な状態に調整することが可能になる。
表面に対向する前記カバーの裏面部分に、前記パッケー
ジの表面に直接又はラバーを介して接触させる複数の突
起を設ける構成とした。このようにすれば、カバーに設
けた複数の突起でパッケージの表面に直接又は間接的に
複数箇所で点接触させることができる。
前記カバーの裏面部分に沿って格子状に配列されてお
り、それら各突起の高さは、中央付近に位置する突起か
ら周辺に位置する突起に向かうにしたがって低くなるよ
うに設定されている構成とした。このようにすれば、各
突起の突出長を設定するだけで、パッケージの表面を均
一な力で押し付けることができる。したがって、パッケ
ージの湾曲を防止し、電極どうしの接触強さの均一性を
高めることができる。
実施の形態を説明する。図1に本発明の実施の形態に係
るランドグリッドアレイ型パッケージ用ソケット1の分
解斜視図を示した。図2にカバーの裏面を示す斜視図
を、図3に突起の断面図を示した。また、図4にフレキ
シブル配線板の第1電極群と第2電極群の拡大斜視図を
示した。
ソケット1は、図1に示すように、ポジショナーとして
のソケット本体2と、パッケージ4を搭載する電極接続
用のフレキシブル配線板30と、基板(ボード)6の裏
当てに用いるスティフナー9と、カバー3と、それら各
部材の組立及び基板6への固定に用いる複数の止めネジ
7とを備えている。基板6にはプリント配線板が用いら
れている。
され、その中央部分にフレキシブル配線板30を装着す
るための装着部21が設けられている。装着部21は、
中央に設けた正方形の開口部分22と、その開口部分2
2の四隅に位置する形態となるように、ソケット本体2
の表面側に設けた位置決め凹部23とを有する。したが
って、位置決め凹部23は4箇所に設けられているが、
図1では3箇所しか示されていない。
ージ4の裏側のグリットアレイ状の端子電極群(図示せ
ず)と、基板6上の電極群(図示せず)とを電気的に接
続する際の接続信頼性を高めるために設けられる。した
がって、このフレキシブル配線板30を含むソケット1
には幾つかの特別な工夫が凝らされている。
極配置を相異させた点であり、第2の工夫はフレキシブ
ル配線板30にテンションを与えるテンション装置を設
けた点であり、第3の工夫はカバー3の裏面にパッケー
ジ4の表面を均一に加圧するための複数の突起3aを設
けた点である。
キシブル配線板30の一方の面には図3に示すように第
1電極群31が設けられ、他方の面には第2電極群32
が設けられている。第1電極群31は半導体パッケージ
4の端子電極群にそれぞれ接続され、第2電極群32は
基板6上の電極群にそれぞれ接続される。第1電極群3
1と第2電極群32の各電極は、フレキシブル配線板3
0をその厚さ方向に貫通するホール31aを通るリード
31bによって接続されている。しかし、この第1電極
群31の各電極と第2電極群32の各電極とは、フレキ
シブル配線板30の厚さ方向において互いに重ならない
ように配置されている。
群31はフレキシブル配線板30の表面側に格子状に配
列され、第2電極群32はフレキシブル配線板30の裏
面側に同じく格子状に配列されているが、電極どうしが
上下に重なることがないように互いにずらした千鳥の配
置としている。31cはフレキシブル配線板30の補強
パターンである。
の電極配置の例を断面図で模式的に示している。図4の
例は第1電極群31を半田バンプで構成し、第2電極群
32を半田ボールで構成したものである。図5の例は、
第1電極群31及び第2電極群32の双方を半田バンプ
で構成したものである。これらの第1電極群31と第2
電極群32は互いに千鳥の配置関係であるため、各電極
の周囲には矢印で示す加圧方向の違いによって弾性変形
しやすい弾性部分30bが形成される。これにより、フ
レキシブル配線板30の各電極は、その周囲にあたかも
バネを備えているかのような構成となる。
キシブル配線板30にテンションを与えるテンション装
置は、図1に示すように、バネ部材40を主体としてい
る。テンション装置は、バネ部材40をフレキシブル配
線板30とソケット本体2との間に設けるためのピン4
1を有する。フレキシブル配線板30とソケット本体2
には、図1及び図6に示すように、ピン41を通す孔3
5と長孔25がそれぞれ設けられている。
2の装着部21と略同じ平面形状に形成されている。フ
レキシブル配線板30の中央部分36は開口部分22内
に収まる。中央部分36の四隅から十字状に延びる4つ
の突出片37の部分は、それぞれ対応する位置決め凹部
23内に収まる。その状態でバネ部材40とピン41が
セットされる(図6参照)。このとき、バネ部材40
は、その両端が位置決め凹部23から延びるスリット2
4内に進入した状態で固定される。この際、バネ部材4
0のバネの力によってフレキシブル配線板30を四方か
ら引っ張るテンションが加わるように設定される。
半導体パッケージ4は小型軽量化が図られている関係で
薄い形状のものが多くなってきている。そのため、パッ
ケージ4を不均一な力で加圧した場合、パッケージ4に
微小な湾曲が生じ易くなっている。この微小な湾曲を無
くす目的で、パッケージ4を押さえ付けるカバー3の裏
面に、図2に示すような複数の突起3aを設けている。
突起3aが存在する領域は、パッケージ4の表面の平坦
部分4aに対応する領域である。
構成されている場合にはプレス加工等により形成され、
樹脂製の場合にはその成形時に形成することできる。そ
うした突起3aの成形時等において、各突起3aの高さ
を異ならせた構成とすることが好ましい。図2では、各
突起3aの高さについて、中央に位置する突起3aから
周辺に位置する突起3aに向かうにしたがって、次第に
低くなるように形成されている。中央部分の突起3aと
周辺部分の突起3aとの高さの違いは、パッケージ4の
種類や大きさ、材質等の違いによりパッケージ4が湾曲
する曲率によって左右される。さらに、カバー3が湾曲
する場合もあるので、このカバー3の湾曲率も考慮され
る。何れにしても、パッケージ4の表面の平坦部分4a
の領域を均等に加圧することができるように設定され
る。
ゴムや合成樹脂等からなるラバー5が配置される。この
ラバー5は、パッケージ5の平坦部分4aを保護する機
能を有する。ラバー5はさらに、複数の突起3aにより
平坦部分4aを加圧する力を均等に分散させる機能も発
揮する。
ジ7の通し孔であり、9bは止めネジ7をねじ込むネジ
孔である。また、6cはピン41のために基板6に設け
た逃げ孔を示している。
ケット本体2にフレキシブル配線板30がバネ部材40
によって装着され、フレキシブル配線板30上にパッケ
ージ4及びラバー5が搭載される。その上からカバー3
が載せられ、カバー3、ソケット本体2、スティフナー
9が止めネジ7によって基板6に固定される。カバー3
でパッケージ4を押し付ける力は止めネジ7のねじ込み
強さによって調整される。パッケージ4の端子電極群と
第1電極群31、及び第2電極群32と基板6上の電極
群とは半田フロー技術等により接続される。
おいては、パッケージ4及びフレキシブル配線板30が
カバー3で押さえ付けられる。フレキシブル配線板30
の第1電極群31の各電極と、第2電極群32の各電極
とが、フレキシブル配線板30の厚さ方向において互い
に重ならないように配置されているため、第1電極群3
1の各電極と、第2電極群32の各電極との間のフレキ
シブル配線板30の弾性部分30bが加圧方向に弾性的
に湾曲してバネを形成する。このバネは、パッケージ4
と基板6との熱膨張の差による応力を緩和する作用を発
揮する。さらに、電極どうしの接続強さを高める作用も
発揮する。これにより、パッケージの端子電極群と基板
上の電極群との高い接続信頼性を得ることができる。
ン装置を設けたことで、フレキシブル配線板30の表面
に張力が生じる。その結果、フレキシブル配線板30の
平坦度が向上する。これにより、電極どうしの接触状態
をより均一にすることができる。また、テンション装置
の引っ張り強さを調整することで、フレキシブル配線板
30の柔軟性や弾力性等を電極どうしの接続に最適な状
態に調整することも可能になる。
対向するカバー3の裏面部分に、パッケージ4の平坦部
4aにラバー5を介して接触させる複数の突起3aを設
けることによって、その複数の突起3aでパッケージ4
の表面に間接的に複数箇所で点接触させることができ
る。勿論、ラバー5を用いないで突起3aを平坦面4a
に直接接触させることもできる。
分に沿って格子状に配列されており、それら各突起3a
の高さは、中央付近に位置する突起3aから周辺に位置
する突起3aに向かうにしたがって低くなる設定とする
ことによって、各突起3aの突出長を設定するだけでパ
ッケージ4の表面を均一な力で押し付けることができ
る。したがって、パッケージ4の湾曲を防止し、電極ど
うしの接触強さの均一性を高めることができる。
アレイ型パッケージ用ソケットによれば、パッケージの
端子電極群と基板上の電極との高い接続信頼性を得るこ
とができ、しかも、半導体パッケージの薄型化、小型
化、高密度化にも対応可能にすることができる。
ジ用ソケットの分解斜視図。
図2(a)はカバーの裏面を示す斜視図、図2(b)は
カバーの突起の断面図。
3(a)はフレキシブル配線板とその上下の部材関係を
示す斜視図、図3(b)は図3(a)の円イで囲む部分
の拡大斜視図。
断面で示す模式図。
断面で示す模式図。
決め凹部との関係を示す拡大斜視図。
解斜視図。
た部分断面図。
Claims (7)
- 【請求項1】 ランドグリッドアレイ型パッケージを基
板上に実装するためのソケットであって、前記パッケー
ジのアレイ状の端子電極群と接続される第1電極群が一
方の面に設けられ、他方の面に基板上の電極群と接続さ
れる第2電極群が設けられたフレキシブル配線板と、そ
のフレキシブル配線板が装着されたソケット本体と、前
記パッケージを前記ソケット本体側へ押さえ付けるカバ
ーとを備え、 前記第1電極群の各電極と、前記第2電極群の各電極と
は、そのフレキシブル配線板の厚さ方向において互いに
重ならないように配置されている、ランドグリッドアレ
イ型パッケージ用ソケット。 - 【請求項2】 前記基板側の電極と接続される第2電極
群の各電極が半田ボールにより構成されている、請求項
1記載のランドグリッドアレイ型パッケージ用ソケッ
ト。 - 【請求項3】 前記第1電極群及び第2電極群がそれぞ
れ金属バンプで構成されている、請求項1又は2記載の
ランドグリッドアレイ型パッケージ用ソケット。 - 【請求項4】 前記フレキシブル配線板は、前記第1電
極群及び前記第2電極群をプリントにより形成したフレ
キシブルプリント配線板により構成されている、請求項
1〜3の何れかに記載のランドグリッドアレイ型パッケ
ージ用ソケット。 - 【請求項5】 前記ソケット本体と前記フレキシブル配
線板との間に、そのフレキシブル配線板を前記カバーに
より加圧する方向と直交する方向に引っ張る力を与える
テンション装置が設けられている、請求項1〜4の何れ
かに記載のランドグリッドアレイ型パッケージ用ソケッ
ト。 - 【請求項6】 前記パッケージの表面に対向する前記カ
バーの裏面部分に、前記パッケージの表面に直接又はラ
バーを介して接触させる複数の突起が設けられている、
請求項1記載のランドグリッドアレイ型パッケージ用ソ
ケット。 - 【請求項7】 前記複数の突起は、前記カバーの裏面部
分に沿って格子状に配列されており、それら各突起の高
さは、中央付近に位置する突起から周辺に位置する突起
に向かうにしたがって低くなるように設定されている、
請求項6記載ランドグリッドアレイ型パッケージ用ソケ
ット。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32097499A JP4254911B2 (ja) | 1999-11-11 | 1999-11-11 | ランドグリッドアレイ型パッケージ用ソケット |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Publication Number | Publication Date |
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JP2001143828A true JP2001143828A (ja) | 2001-05-25 |
JP4254911B2 JP4254911B2 (ja) | 2009-04-15 |
Family
ID=18127388
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP32097499A Expired - Fee Related JP4254911B2 (ja) | 1999-11-11 | 1999-11-11 | ランドグリッドアレイ型パッケージ用ソケット |
Country Status (1)
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JP (1) | JP4254911B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6499215B1 (en) * | 2000-06-29 | 2002-12-31 | International Business Machines Corporation | Processing of circuit boards with protective, adhesive-less covers on area array bonding sites |
JP2006210293A (ja) * | 2005-01-31 | 2006-08-10 | Toshiba Corp | 回路部品用ソケット及びその実装方法 |
US7134881B1 (en) | 2005-12-14 | 2006-11-14 | Fujitsu Limited | Land grid array connector and package mount structure |
-
1999
- 1999-11-11 JP JP32097499A patent/JP4254911B2/ja not_active Expired - Fee Related
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