JP2009170444A - Semiconductor integrated circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体集積回路に関する。 The present invention relates to a semiconductor integrated circuit.
半導体集積回路は、周知のように、ボンディングワイヤによってリードフレームに接続された半導体チップを樹脂パッケージあるいはセラミックスパッケージ内に封止したものである。このような半導体集積回路は、一般にプリント配線板上に実装され、当該プリント配線板上に形成された外部回路に接続される。リードフレームは、一端がパッケージの外側に突出しており、プリント配線板上に形成されたパターン配線に接続される一種の接続端子である。半導体チップには、所定機能を有する電子回路及び複数のパッド(接続電極)が設けられており、上記電子回路は、パッドがボンディングワイヤによってリードフレームに接続されることにより、外部から信号が入力されると共に外部に信号を出力する。ボンディングワイヤは、例えば金、白金、銀などの電気抵抗の低い材料からなる細線である。 As is well known, a semiconductor integrated circuit is formed by sealing a semiconductor chip connected to a lead frame with a bonding wire in a resin package or a ceramic package. Such a semiconductor integrated circuit is generally mounted on a printed wiring board and connected to an external circuit formed on the printed wiring board. The lead frame is a kind of connection terminal, one end of which protrudes outside the package, and is connected to the pattern wiring formed on the printed wiring board. The semiconductor chip is provided with an electronic circuit having a predetermined function and a plurality of pads (connection electrodes). The electronic circuit receives signals from the outside by connecting the pads to the lead frame by bonding wires. And outputs a signal to the outside. The bonding wire is a thin wire made of a material having a low electrical resistance, such as gold, platinum, or silver.
例えば下記特許文献1には、上述した半導体集積回路からなるCPUやメモリなどを部品とする車両用電子制御ユニットが開示されている。この車両用電子制御ユニットは、車両に搭載されたアクチュエータやW/L(ワーニング・ランプ)などをCPUによって制御するものであり、半導体集積回路を主要部品とする多数の電子部品から構成されている。
ところで、四輪自動車などの車両は、近年、多機能化が著しく、より多くの検知機能、より多くの操作機能が必要とされる傾向にある。したがって、車両用電子制御ユニットに搭載される半導体集積回路については、より多くの検出信号を受け入れること、より多くの制御対象を制御することが必要とされており、これに伴って半導体チップに形成される電子回路が複雑化すると共にパッドの個数及び当該パッドに接続されるリードフレームのピン数(外部接続数)が増加する傾向にある。 By the way, in recent years, vehicles such as four-wheeled vehicles have become increasingly multifunctional, and there is a tendency that more detection functions and more operation functions are required. Therefore, it is necessary for a semiconductor integrated circuit mounted in a vehicle electronic control unit to accept more detection signals and to control more control objects, and accordingly, it is formed on a semiconductor chip. The number of pads and the number of pins of the lead frame (number of external connections) connected to the pads tend to increase as the electronic circuit to be processed becomes complicated.
半導体集積回路のパッケージ構造には、周知のようにDFP構造やQFP構造あるいはBGA構造などがあるが、これらパッケージ構造のうち、BGA構造は、外部接続数をDFP構造やQFP構造よりも増大させることが可能である。しかしながら、前述した車両の多機能化に伴い、これら何れの構造であってもリードフレームのピン数削減は要求されているというのが実状である。 As is well known, the package structure of a semiconductor integrated circuit includes a DFP structure, a QFP structure, or a BGA structure. Among these package structures, the BGA structure increases the number of external connections more than the DFP structure or the QFP structure. Is possible. However, with the increase in the number of functions of the vehicle described above, the actual situation is that reduction in the number of pins of the lead frame is required in any of these structures.
本発明は、上述した事情に鑑みたものであり、リードフレームのピン数を従来よりも削減することが可能な半導体集積回路を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide a semiconductor integrated circuit capable of reducing the number of pins of a lead frame as compared with the related art.
上記目的を達成するため、本発明は、半導体チップに複数設けられ、一部が選択されて使用に供される機能別回路と、前記一部の機能別回路の個数に対応した個数のリードフレームと、前記一部の機能別回路と前記リードフレームとを接続するボンディングワイヤとを具備することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides a plurality of function-specific circuits that are provided in a semiconductor chip, a part of which is selected for use, and a number of lead frames corresponding to the number of the part of the function-specific circuits. And a bonding wire for connecting the part of the circuit by function and the lead frame.
本発明によれば、半導体チップに複数設けられた機能別回路の各々についてリードフレームを設けるのではなく、使用に供される機能別回路のみについてリードフレームを設けるため、各々についてリードフレームを設ける場合に比べてリードフレームのピン数を削減することができる。 According to the present invention, a lead frame is provided only for a function-specific circuit to be used instead of a function-specific circuit provided in a plurality of functions in a semiconductor chip. The number of pins of the lead frame can be reduced compared to
また、本発明は、前記一部の機能別回路の出力信号を使用に供する場合、リードフレームは、前記出力信号の個数に対応して設けられることを特徴とする。
本発明によれば、一部の機能別回路の出力信号を使用に供する場合に、リードフレームが出力信号の個数に対応して設けられるので、出力信号用のリードフレームのピン数を削減することができる。
The present invention is characterized in that when the output signals of some of the functional circuits are used, lead frames are provided corresponding to the number of the output signals.
According to the present invention, when the output signals of some function-specific circuits are used, the lead frame is provided corresponding to the number of output signals, so that the number of pins of the lead frame for output signals can be reduced. Can do.
また、本発明は、前記機能別回路は、制御主体と外部機器との間の信号の授受を仲介する入出力回路であることを特徴とする。
本発明によれば、機能別回路が、制御主体と外部機器との間の信号の授受を仲介する入出力回路であるため、当該入出力回路のリードフレームのピン数を削減することができる。
In the invention, it is preferable that the function-specific circuit is an input / output circuit that mediates transmission / reception of a signal between a control subject and an external device.
According to the present invention, since the circuit according to function is an input / output circuit that mediates transmission / reception of signals between the control subject and the external device, the number of pins of the lead frame of the input / output circuit can be reduced.
また、本発明は、前記機能別回路は、車両用電子制御ユニットを構成する入出力回路であることを特徴とする。
車両用電子制御ユニットに搭載される半導体集積回路については、より多くの検出信号を受け入れること、より多くの制御対象を制御することが必要とされており、リードフレームが多ピン化の傾向にあるため、リードフレームのピン数を削減することが特に強く要求される。本発明によれば、機能別回路が、車両用電子制御ユニットを構成する入出力回路であるため、当該車両用電子制御ユニットを構成する入出力回路のリードフレームのピン数を削減するという要求に応えることができる。
In the invention, it is preferable that the function-specific circuit is an input / output circuit constituting a vehicle electronic control unit.
For semiconductor integrated circuits mounted on electronic control units for vehicles, it is necessary to accept more detection signals and control more objects to be controlled, and lead frames tend to have more pins. Therefore, it is particularly strongly required to reduce the number of pins of the lead frame. According to the present invention, since the function-specific circuit is an input / output circuit that constitutes the vehicle electronic control unit, there is a need to reduce the number of lead frame pins of the input / output circuit that constitutes the vehicle electronic control unit. I can respond.
本発明によれば、リードフレームのピン数を従来よりも削減することが可能な半導体集積回路を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a semiconductor integrated circuit capable of reducing the number of pins of a lead frame as compared with the conventional case.
[第1実施形態]
本発明の第1実施形態について図面を参照して説明する。
図1は、本実施形態に係る車両用電子制御ユニット(ECU)の構成を示すブロック図である。電子制御ユニット1は、車両の状態を検出する各種センサ2の検出信号に基づいて、モータや制御弁などの各種アクチュエータ3及びインパネなどに設けられた各種表示器4を制御するものであり、例えば車両のエンジン近傍などに設けられる。
[First Embodiment]
A first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a vehicle electronic control unit (ECU) according to the present embodiment. The electronic control unit 1 controls various displays 4 provided on various actuators 3 such as motors and control valves and an instrument panel based on detection signals of various sensors 2 that detect the state of the vehicle. It is provided near the engine of the vehicle.
このような電子制御ユニット1は、図示するようにCPU5、外部メモリ6及び入出力回路7を主要構成要素とするものである。これらのCPU5、外部メモリ6及び入出力回路7は、バスライン8によって相互接続された状態で所定サイズのプリント配線板9上に実装されている。
The electronic control unit 1 has a CPU 5, an external memory 6 and an input /
CPU5は、外部メモリ6に記憶された制御プログラムに基づいて入出力回路7を制御する制御主体であり、例えばRISC(Reduced Instruction Set Computer)方式のアーキテクチャに基づいて設計されたものである。外部メモリ6は、ROM(Read Only Memory)及びRAM(Randam Access Memory)から構成されており、CPU5による制御の下にROMに記憶された制御プログラムの各種命令をCPU5に出力すると共に、CPU5の演算結果をRAMに一時的に記憶する。
The CPU 5 is a control entity that controls the input /
入出力回路7は、CPU5による制御の下に、上記センサ2、アクチュエータ3及び表示器4からなる外部機器と上記CPU5との間の信号の授受を仲介する半導体集積回路であり、例えばDFP構造のパッケージを採用している。この入出力回路7は、本実施形態における特徴的構成要素(半導体集積回路)であり、その構成の詳細については後述する。バスライン8は、所定ビット数のアドレス線及びデータデータ線並びに所定数の制御線から構成されており、上記CPU5、外部メモリ6及び入出力回路7を相互接続する。
The input /
上記プリント配線板9は、筐体10内に収納されており、車載バッテリから電力が供給されるようになっている。また、上記プリント配線板9は、入出力回路7と上記外部機器との間で信号の授受を行うために、信号ケーブル11によって上記外部機器と接続されている。筐体10は、保護部品及び放熱部品としての機能を兼ね備えた金属容器であり、例えばアルミダイキャストによって形成されている。信号ケーブル11は、ノイズの飛込みを防止するようにシールドされた電線であり、入出力回路7と上記外部機器とをそれぞれ接続する。
The printed wiring board 9 is housed in a
図2は、上記入出力回路7の詳細構成を示す模式図である。
なお、この図2は、説明の都合上、入出力回路7の一部分を抜粋して示しており、実際の入出力回路7は、複数のセンサ2、アクチュエータ3及び表示器4との間で信号の授受をするために、更に多数の電子回路及びリードフレーム(外部接続ピン)を備えている。
FIG. 2 is a schematic diagram showing a detailed configuration of the input /
2 shows a part of the input /
入出力回路7は、図2に示すように、リードフレーム12(12a〜12c)、ボンディングワイヤ13(13a〜13c)及び半導体チップ14を主要構成要素とする半導体集積回路である。この入出力回路7は、複数仕様の電子制御ユニット(つまり複数車種の車両)に対応するために当該複数仕様の電子制御ユニットが必要とする全ての機能を包含するように構成されている。すなわち、上記センサ2、アクチュエータ3及び表示器4からなる外部機器の内容は、車両の車種によって異なるが、入出力回路7は、複数の車種のセンサ2、アクチュエータ3及び表示器4の内容の全てに対応可能なように構成されている。
As shown in FIG. 2, the input /
また、上記半導体チップ14は、入力パッド15(15a,15b)、入力側メタル配線16(16a,16b)、共通入力処理回路17、分岐配線18、第1機能別回路19、第2機能別回路20、出力側メタル配線21(21a,21b)及び出力パッド22(22a,22b)を主要構成要素とする。
The
入出力回路7は、上記のようにDFP構造のパッケージを採用しており、当該パッケージの略中央に方形状の半導体チップ14が設けられる。リードフレーム12(12a〜12c)は、このような半導体チップ14に外部から入力される信号を供給するため、また半導体チップ14から出力される信号を外部に供給するためのものであり、銅合金等の金属材料から形成されている。このようなリードフレーム12(12a〜12c)のうち、信号入力用のリードフレーム12a,12bは半導体チップ14の図中左側の辺に沿って設けられ、また信号出力用のリードフレーム12cは図中右側の辺に沿って設けられている。
ボンディングワイヤ13(13a〜13c)は、例えば金、白金、銀などの導電性の高い金属からなり、リードフレーム12(12a〜12c)と半導体チップ14とを接続する。すなわち、ボンディングワイヤ13aは、リードフレーム12aと半導体チップ14の入力パッド15aとを接続し、ボンディングワイヤ13bは、リードフレーム12bと半導体チップ14の入力パッド15bとを接続し、ボンディングワイヤ13cは、半導体チップ14の出力パッド22caとリードフレーム12cとを接続する。
The input /
The bonding wires 13 (13a to 13c) are made of a highly conductive metal such as gold, platinum, or silver, and connect the lead frame 12 (12a to 12c) and the
入力パッド15(15a,15b)は、共通入力処理回路17に入力信号を供給するために半導体チップ14上に設けられた接続電極である。入力パッド15aは入力側メタル配線16aの一端に接続されており、入力パッド15bは入力側メタル配線16bの一端に接続されている。入力側メタル配線16(16a,16b)は、上記入力信号を共通入力処理回路17に供給するためのメタル配線(例えばアルミ配線)である。入力側メタル配線16a,16bは、共通入力処理回路17の入力端(図示略)にそれぞれ接続されている。
The input pads 15 (15a, 15b) are connection electrodes provided on the
共通入力処理回路17は、上記入力側メタル配線16a,16bによって入力端に供給される入力信号に所定の信号処理(共通処理)を施して出力端(図示略)に出力する電子回路である。この共通入力処理回路17には、リードフレーム12a,12b、ボンディングワイヤ13a、13b、入力パッド15a,15b、入力側メタル配線16a,16bを介して外部回路から択一的に入力信号が供給される。分岐配線18は、共通入力処理回路17の出力信号を第1機能別回路19及び第2機能別回路20に供給するためのものであり、一端が上記共通入力処理回路17の出力端(図示略)に接続されると共に、他端が第1機能別回路19の入力端(図示略)及び第2機能別回路20の入力端(図示略)に共通接続されたメタル配線である。
The common
第1機能別回路19及び第2機能別回路20は、共通入力処理回路17の出力信号に個別の信号処理を施して出力端(図示略)にそれぞれ出力する電子回路であり、出力信号が択一的に選択されて外部回路の使用に供される。第1機能別回路19及び第2機能別回路20が例えば表示器4に供給する駆動信号を共通入力処理回路17から入力された信号に基づいて生成するものである場合、表示器4は車両の車種によって内容が異なるので、車両によっては第1機能別回路19によって駆動される表示器4が設けられるものの、第2機能別回路20によって駆動される表示器4が設けられない場合がある。このような場合、第1機能別回路19及び第2機能別回路20は半導体チップ14上に形成されているものの、一方の第2機能別回路20は、車両の仕様上、不必要なものとなる。
The first function-
出力側メタル配線21(21a,21b)は、第1機能別回路19及び第2機能別回路20の出力信号を出力パッド22(22a,22b)に供給するためのメタル配線である。出力側メタル配線21aは、一端が第1機能別回路19の出力端(図示略)に接続されると共に、他端が出力パッド22aに接続され、出力側メタル配線21bは、一端が第2機能別回路20の出力端(図示略)に接続されると共に、他端が出力パッド22bに接続されている。出力パッド22(22a,22b)は、第1機能別回路19及び第2機能別回路20の出力信号を外部に供給するための接続端子である。
The output side metal wiring 21 (21a, 21b) is a metal wiring for supplying the output signals of the first function-
本実施形態の特徴的構成要素である入出力回路7(半導体集積回路)は、上述したように構成されているが、2つの第1機能別回路19及び第2機能別回路20及び当該第1機能別回路19及び第2機能別回路20の出力信号を外部回路に供給するための2つの出力パッド22a,22bに対して、1つのリードフレーム12cが設けられており、2つの出力パッド22a,22bのうち、択一的に選択された一方の出力パッド22aのみがボンディングワイヤ13cによって上記リードフレーム12cに接続されている。
The input / output circuit 7 (semiconductor integrated circuit), which is a characteristic component of the present embodiment, is configured as described above, but includes two first function-
すなわち、第2機能別回路20は機能別回路の1つとして半導体チップ14上に形成されているが、当該第2機能別回路20の出力信号は、上述したプリント配線板9上に実装された外部回路との関係で不要なものであるため、第2機能別回路20の出力信号を外部に出力するための出力パッド22bについては、専用のリードフレームが設けられていない。
That is, the second function-
このような本実施形態によれば、半導体チップ14上に形成され、かつ出力信号が択一的に選択されて外部の使用に供される第1機能別回路19及び第2機能別回路20の各々についてリードフレームを設けるのではなく(つまり2つのリードフレームを設けるのではなく)、外部回路に使用される出力信号の個数分だけ(つまり1個)のリードフレーム12cのみを設けるので、第1機能別回路19及び第2機能別回路20の各々についてリードフレームを設ける場合よりもリードフレームの個数を削減することが可能である。
According to the present embodiment as described above, the first function-
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態について説明する。
本実施形態は、入出力回路の構成が第1実施形態と異なっているので、この点を中心に説明するが、第1実施形態と同一の構成要素については、その説明を省略する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
Since this embodiment is different from the first embodiment in the configuration of the input / output circuit, this point will be mainly described. However, the description of the same components as those in the first embodiment is omitted.
本実施形態における入出力回路7Aは、図3に示すように、リードフレーム121(121a、121b)、ボンディングワイヤ122(122a,122b)及び半導体チップ123を主要構成要素とする半導体集積回路である。また、半導体チップ123は、入力パッド124(124a,124b)、入力側メタル配線125(125a,125b)、第1機能別回路126、第2機能別回路127、出力側メタル配線128(128a,128b)及び出力パッド129(129a,129b)を主要構成要素とする。
As shown in FIG. 3, the input /
図3から容易に分かるように、この入出力回路7Aは、信号入力用としてリードフレーム121aのみを備え、また入力パッド124(124a,124b)が入力側メタル配線125(125a,125b)を介して第1機能別回路126及び第2機能別回路127に直接接続される(つまり、第1実施形態における共通入力処理回路17及び分岐配線18に相当する構成要素を備えない)半導体チップ123を備え、上記リードフレーム121aをボンディングワイヤ122aによって入力パッド124aに接続したものである。
As can be easily seen from FIG. 3, the input /
なお、この入出力回路7Aにおけるリードフレーム121b、ボンディングワイヤ122b、入力パッド124b、第1機能別回路126、第2機能別回路127、出力側メタル配線128(128a,128b)及び出力パッド129(129a,129b)は、第1実施形態における入出力回路7のリードフレーム12c、ボンディングワイヤ13c、入力パッド15b、第1機能別回路19、第2機能別回路20、出力側メタル配線21(21a,21b)及び出力パッド22(22a,22b)にそれぞれ相当する。
The
このような第2実施形態によれば、択一的に選択させて使用に供される第1機能別回路126及び第2機能別回路127のうち、1つ設けられたリードフレーム121aを介して外部回路の使用に供される第1機能別回路126のみに入力信号が供給される。したがって、外部回路の使用に供されない第2機能別回路127についても専用のリードフレームを設ける場合に比較して、信号入力用のリードフレームの個数を削減することができる。
According to the second embodiment, one of the first function-
本発明は、上記各実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形が考えられる。
(1)上記各実施形態では、車両用電子制御ユニットを構成する入出力回路7,7Aに本願発明を適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。本発明は、半導体チップ上に形成されるものの択一的に選択されて使用に供される複数の機能別回路を備える半導体集積回路であれば、如何なるものにも適用できる。
(2)上記各実施形態では、第1機能別回路19,126及び第2機能別回路20,127を二者択一的に選択する場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。本発明は、3つ以上の機能別回路(n個の機能別回路)のうち、当該機能別回路の個数よりも少ない数の機能別回路((n−1)個の機能別回路)を選択して使用に供する場合にも適用できる(nは3以上の自然数)。
(3)さらに、上記各実施形態では、入出力回路7,7AがDFP構造を有する場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。本発明は、DFP構造以外のQFP構造あるいはBGA構造等にも適用できる。
The present invention is not limited to the above embodiments, and for example, the following modifications can be considered.
(1) In each of the above-described embodiments, the case where the present invention is applied to the input /
(2) In the above embodiments, the case where the first function-
(3) Further, in each of the above embodiments, the case where the input /
1…電子制御ユニット 2…センサ 3…アクチュエータ 4…表示器 7、7A…入出力回路 12a、12b、12c、121a、121b…リードフレーム 13a、13b、13c、122a、122b…ボンディングワイヤ 14、123…半導体チップ 19、126…第1機能別回路 20、127…第2機能別回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electronic control unit 2 ... Sensor 3 ... Actuator 4 ...
Claims (4)
前記一部の機能別回路の個数に対応した個数のリードフレームと、
前記一部の機能別回路と前記リードフレームとを接続するボンディングワイヤと
を具備することを特徴とする半導体集積回路。 A plurality of circuits provided on a semiconductor chip, a part of which is selected and used for use,
A number of lead frames corresponding to the number of the partial circuit by function;
A semiconductor integrated circuit comprising: a bonding wire that connects the part of the functional circuit and the lead frame.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Cited By (1)
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TWI447894B (en) * | 2010-03-17 | 2014-08-01 | Mstar Semiconductor Inc | Target function selecting apparatus and method |
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- 2008-01-10 JP JP2008003355A patent/JP2009170444A/en active Pending
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