JP3739632B2 - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造技術に関し、特にテープ基板を用いたFan−Out形の半導体装置の信頼性向上に適用して有効な技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
以下に説明する技術は、本発明を研究、完成するに際し、本発明者によって検討されたものであり、その概要は次のとおりである。
【0003】
半導体集積回路が形成された半導体チップを有する半導体装置において、その小形・多ピン化を図った構造の一例としてCSP(Chip Scale PackageあるいはChip Size Package)と呼ばれる半導体パッケージが知られている。
【0004】
このCSPは、ファインピッチBGA(Ball Grid Array)と呼ばれる場合もあり、その多くがポリイミドテープなどからなるテープ基板を使用しているため、テープファインピッチBGA(以降、T−FBGA(Tape-type Fine-pitch BGA) という)とも呼ばれる。
【0005】
さらに、T−FBGAのうち、薄形化を図ったものは、T−TFBGA(Tape-type Thin Fine-pitch BGA)と呼ばれ、これがFan−Out構造の場合、すなわち外部端子である半田ボールが半導体チップの外側周囲に配置される場合、テープ基板の外周端部の強度(剛性)や平坦度がBGAとしての半田ボールの接続信頼性に関わることになる。
【0006】
したがって、T−TFBGAでは、テープ基板の外部端子取り付け面と反対側の面すなわち背面の外周端部に枠状の補強部材を取り付けてテープ基板における半田ボールが取り付けられる領域の強度を高めている。
【0007】
また、T−TFBGAでは、半田ボールが搭載されるテープ基板のボールランドと半導体チップのパッド(表面電極)とが、テープ基板に設けられた銅箔のリードによって接続されるが、半導体チップの外側周囲に半田ボールが配置される構造上、テープ基板におけるリードのパターンレイアウトは、それぞれのリードが枠状の補強部材の内側端部を横切るようなレイアウトとなる。
【0008】
なお、T−TFBGAについては、例えば、株式会社プレスジャーナル1998年7月27日発行、「月刊Semiconductor World 増刊号 '99半導体組立・検査技術」、39,40頁に記載されている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記した技術のT−TFBGAで、補強部材の内側端部を横切る複数のリードにおいて、そのパターンレイアウトに疎密があると、T−TFBGAの温度サイクル試験時に、高密に形成されたリード群の最外側に配置されたリードの補強部材の内側端部付近に対応した箇所に応力(熱応力)が集中する。
【0010】
これは、テープ基板において、補強部材が設けられた領域は、設けられていない領域より強度が高く、さらに、リードが高密に形成された領域もそれ以外の領域より強度が高いため、それぞれの境界となる箇所、すなわち、テープ基板における高密のリード群の最も外側のリードの補強部材の内側端部付近に対応した箇所に熱応力が集中するものである。
【0011】
これによって、高密に形成されたリード群の最も外側のリードが断線するという問題が起こる。
【0012】
本発明の目的は、信頼性の向上を図る半導体装置およびその製造方法を提供することにある。
【0013】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
【0015】
すなわち、本発明の半導体装置は、半導体チップを支持し、前記半導体チップの表面電極に対応してこれと接続する複数のリードが設けられたテープ基板と、前記半導体チップの外側周囲に配置されて前記テープ基板の端部に取り付けられた複数の外部端子と、前記テープ基板の外部端子取り付け面と反対側の面の端部に設けられた補強部材とを有し、前記テープ基板に設けられた前記複数のリードのうち、前記補強部材の内側端部を横切るリードの片側または両側の空き領域部に前記補強部材の前記内側端部を横切るダミーリードが設けられており、前記ダミーリードの一端部は、前記補強部材が配置された前記テープ基板上に配置され、前記ダミーリードの他端部は、前記補強部材と前記半導体チップとの間において終端しているものである。
【0016】
本発明によれば、テープ基板において補強部材の内側端部を横切るリードの片側または両側の空き領域部に補強部材の内側端部を横切るダミーリードが設けられたことにより、リードのパターンレイアウトが疎密になっている場合においても、半導体装置の温度サイクル試験時に、高密となったリード群の補強部材の内側端部付近に対応した箇所にかかる熱応力を高密状態の最外側のリードに集中させることなく、これにより、前記熱応力による有効なリードの断線を防止することが可能になる。
【0017】
したがって、Fan−Out形の半導体装置の耐温度サイクル性を向上でき、その結果、半導体装置の信頼性の向上を図ることができる。
【0018】
また、本発明の半導体装置の製造方法は、半導体チップの表面電極に対応してこれに接続可能な複数のリードと、前記リードの片側または両側の空き領域部に設けられたダミーリードとを有するテープ基板を準備する工程と、前記テープ基板の外部端子取り付け面と反対側の面の端部に、前記リードおよびダミーリードが内側端部を横切るように補強部材を設ける工程と、前記半導体チップの前記表面電極とこれに対応する前記テープ基板の前記リードとを導通部材によって接続して前記テープ基板により前記半導体チップを支持する工程と、前記テープ基板の前記外部端子取付け面における前記半導体チップの外側周囲に複数の外部端子を取り付ける工程とを有し、前記ダミーリードの一端部は、前記補強部材が配置された前記テープ基板上に配置され、前記ダミーリードの他端部は、前記補強部材と前記半導体チップとの間において終端しており、前記ダミーリードによって、前記テープ基板の前記補強部材の前記内側端部を横切る前記リードに掛かる応力を分散し得るものである。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【0020】
図1は本発明の実施の形態による半導体装置(T−TFBGA)の構造の一例を示す平面図、図2は図1に示す半導体装置の構造を示す底面図、図3は図2のA−A線に沿う断面の構造を示す断面図、図4は図1に示す半導体装置のテープ基板におけるリードおよびダミーリードのパターンの一例を示す部分拡大平面図、図5は本発明の実施の形態の半導体装置(T−TFBGA)の組み立て手順の一例を示すプロセスフロー図である。
【0021】
図1〜図3に示す本実施の形態の半導体装置は、例えば、マイコンやASIC(Application Specific Integrated Circuit)などのようにチップサイズに比較してピン数が比較的多いファインピッチ(狭ピッチ)タイプの半導体パッケージであり、テープ基板2を用いるとともに、半導体チップ1の外側に外部端子である複数の半田ボール3が配置されたFan−Out形かつ薄形のT−TFBGA5である。
【0022】
図1〜図4を用いてT−TFBGA5の構成について説明すると、半導体チップ1を支持し、かつ半導体チップ1のパッド(表面電極)1aに対応してこれと接続する複数のリード2aが設けられたテープ基板2と、半導体チップ1のパッド1aとテープ基板2のリード2aとを接続する導通部材である金バンプ7と、半導体チップ1の外側周囲に配置されるとともに、テープ基板2の外部端子取付け面2bの端部に取り付けられた複数の外部端子である半田ボール3と、テープ基板2の外部端子取付け面2bの反対側の面である背面2cの端部に設けられた枠状のテープ基板補強用の補強部材4とからなり、テープ基板2において、図4に示すように、これに設けられた複数のリード2aのうち、枠状の補強部材4の内側端部4aを横切るリード2aの片側の空き領域部2gに補強部材4の内側端部4aを横切るダミーリード2eが設けられているものである。
【0023】
すなわち、テープ基板2においてこれの端部に取り付けられた補強部材4の内側端部4aに対応した箇所のリード2aが形成されていない空き領域部2g、例えば、補強部材4の内側端部4aを横切る隣り合ったリード2a間の空き領域部2g(リード2aを形成可能な面積を有した空き領域部2g)などに、補強部材4の内側端部4aを横切るダミーリード2eが設けられているものであり、これによって、高密度に配置されたリード群の補強部材4の内側端部付近に対応した箇所にかかる応力(例えば、熱応力など)を、リード群の最外側のリード2aに集中させることなく、各リード2aおよびダミーリード2eに分散させて与えることが可能となる。
【0024】
したがって、前記応力をほぼ均等に分散させて付与できるように、図4に示すように、補強部材4の内側端部4aを横切るリード2aとダミーリード2eとがほぼ等しい間隔(隣接するリード2a間に空き領域部2gが発生しない程度の間隔)で設けられていることが好ましい。
【0025】
ここで、本実施の形態のT−TFBGA5のテープ基板2は、図1、図2に示すように平面形状が四角形であり、かつ図3に示すように、例えば、ポリイミドテープのフィルム基材2fに銅箔などを用いて配線である複数のリード2aを形成したものである。
【0026】
さらに、その中央付近には、半導体チップ1を配置可能な四角形の開口部2hが形成され、この開口部2hには、リード2aの一端が突出するとともに、それぞれ対応する半導体チップ1のパッド1aと金バンプ7を介して接続されている。
【0027】
これにより、半導体チップ1は、開口部2hにおいて金バンプ7を介してテープ基板2の複数のリード2aのそれぞれの一端によって支持されている。
【0028】
また、図3に示すように、各リード2aの他端は、半田ボール3が搭載される端子である図4に示すボールランド2iと接続されており、したがって、テープ基板2の外部端子取付け面2bには、外部端子数(ピン数)に応じたボールランド2iが露出して配置されている。
【0029】
さらに、図3に示すように、テープ基板2の外部端子取付け面2bの表面には、各リード2aを保護し、かつ絶縁するための絶縁膜であるソルダレジスト2dが形成されている。なお、図4では、外部端子取付け面2bのリード2aおよびダミーリード2eのパターンを明確に表すために、各リード2aおよびダミーリード2eを覆っているソルダレジスト2dを省略しているが、テープ基板2の外部端子取付け面2bの各ボールランド2iを除く表面は、図3に示すようにソルダレジスト2dによって覆われている。
【0030】
また、ダミーリード2eは、各リード2aと同様に銅箔などを用いて各リード2aと同一製造工程で形成されるものであり、図4に示す場合には、各リード2aと同程度の幅の細長い屈曲したパターンに形成されているが、ただし、両端とも半導体チップ1のパッド1aやボールランド2iなどと接続することはなく終端しており、電気的信号の伝達機能は有していない。
【0031】
また、テープ基板2の背面2cの外周端部に取り付けられた図1、図3に示す補強部材4は、テープ基板2の半田ボール取り付け部を補強してその強度を高めてT−TFBGA5の平坦度を向上させるものであり、したがって、前記半田ボール取り付け部に対応して、図1に示すように、枠状に形成されている。
【0032】
そこで、補強部材4は、テープ基板2の前記半田ボール取り付け部の強度を高めるために金属の薄板によって形成されることが好ましいが、例えば、プリント配線基板などの実装基板に実装した際の前記実装基板とT−TFBGA5の熱膨張係数を近くすることを考慮すると、銅箔の表面にニッケルめっきを塗布して形成した金属の薄板(銅合金の薄板)などを用いることが好ましい。ただし、他の材料によって形成されていてもよい。
【0033】
また、半導体チップ1のパッド1a上に形成された図3に示す金バンプ7は、例えば、ダイシング前の半導体ウェハにおいて半導体集積回路形成後に、パッド1a上に金めっきを成長させて形成したものであり、半導体チップ1のパッド1aとテープ基板2のリード2aとの接続用端子である。
【0034】
また、半導体チップ1とリード2aとの金バンプ7を介した接合部周辺には、これらを覆う封止部6が形成されている。
【0035】
ここで、封止部6は、例えば、エポキシ系の封止用の熱硬化性樹脂を用いて半導体チップ1とリード2aの突出部を封止して形成したものであり、本実施の形態のT−TFBGA5では、ポッティングによって形成している。
【0036】
ただし、封止部6は、ポッティングに限らず、モールドによって形成してもよい。
【0037】
また、T−TFBGA5に取り付けられた外部端子である半田ボール3は、例えば、直径0.3mm程度の大きさのボール状の端子であり、さらに、T−TFBGA5は、ファインピッチタイプであるため、狭ピッチ配置でテープ基板2の外部端子取付け面2bの各ボールランド2iに取り付けられている。
【0038】
次に、本実施の形態の半導体装置(T−TFBGA5)の製造方法を、図5に示す製造プロセスフロー図にしたがって説明する。
【0039】
なお、本実施の形態においては、T−TFBGA5を複数個製造可能な細長い多連のフィルムテープを用いて個々のT−TFBGA5を製造する場合を説明する。
【0040】
まず、主面1bに所望の半導体集積回路が形成された複数の半導体チップ1を備える半導体ウェハ(図示せず)を準備する。
【0041】
さらに、所定箇所をマスクで覆って前記半導体ウェハの状態でこの半導体ウェハの個々の半導体チップ1のパッド1a上に金めっきによる金バンプ7(導通部材)を形成する。
【0042】
続いて、この半導体ウェハをダイシングして、前記半導体ウェハを個々の半導体チップ1に切断・分離し、その後、所定検査を行って良品と判定された半導体チップ1を用意する。
【0043】
一方、個々のT−TFBGA5の領域ごとに、半導体チップ1のパッド1aに対応してこれに接続可能な配線であるリード2aと、このリード2aと並んでその片側の隣の空き領域部2gまたは隣り合ったリード2a間の空き領域部2gに設けられたダミーリード2eとを有するテープ基板2を準備する(ステップS1)。
【0044】
ここでは、複数のテープ基板2が繋がって設けられたポリイミドテープなどの前記多連のフィルムテープを準備する。
【0045】
なお、テープ基板2の製造手順としては、まず、前記フィルムテープであるフィルム基材2fの外部端子取付け面2b側にエポキシ系の接着剤などを用いて銅箔層を貼り、その後、前記銅箔層を所定の形状にエッチング処理してリード2aやダミーリード2eを形成する。
【0046】
その後、ステップS2によって、テープ基板2の背面2cの外周端部に枠状の補強部材4を貼り付ける補強部材取り付けを行う。
【0047】
その際、図4に示すように、各リード2aおよびダミーリード2eが補強部材4の内側端部4aを横切るように補強部材4を設ける。
【0048】
続いて、ステップS3によって、インナリードボンディングを行う。
【0049】
ここでは、ギャングボンディングすなわち一括ボンディングによって半導体チップ1のパッド1a上に形成された金バンプ7とこれに対応するリード2aとを接続する。
【0050】
その際、まず、テープ基板2の中央部の開口部2hに半導体チップ1を配置し、開口部2hに突出配置されたリード2aの一端と、半導体チップ1のパッド1aとを金バンプ7を介して熱圧着により接続する。これにより、半導体チップ1のパッド1aとこれに対応するテープ基板2のリード2aとが金バンプ7を介して接続されるとともに、リード2aによって半導体チップ1がテープ基板2の開口部2hで支持される。
【0051】
つまり、ステップS3のインナリードボンディングの工程では、チップマウントの工程と、テープ基板2のリード2aと半導体チップ1のパッド1aとを接続する工程とが同時に行われる。
【0052】
その後、エポキシ系の熱硬化性の封止用樹脂などを用いて、ポッティングによって半導体チップ1とリード2aと金バンプ7とを樹脂封止し(ステップS4)、これにより、封止部6を形成する。
【0053】
なお、封止部6は、前記封止用樹脂を用いてモールドによって形成してもよい。
【0054】
その後、ステップS5によって、テープ基板2の外部端子取付け面2bにおける半導体チップ1の外側周囲に複数(所定数)の外部端子である半田ボール3を取り付ける半田ボール搭載を行う。
【0055】
その際、まず、フラックスを用いて半田ボール3をテープ基板2のボールランド2iに仮固定し、その後、ピーク温度が、例えば、230℃程度のリフロー炉に通して半田ボール3の固定を行う。
【0056】
その後、ステップS6によって、多連のフィルムテープから個々のテープ基板2すなわち個々のT−TFBGA5を切断分離する外形切断を行い、これにより、それぞれのT−TFBGA5の組み立てを完了する(ステップS7)。
【0057】
本実施の形態の半導体装置(T−TFBGA5)およびその製造方法によれば、以下のような作用効果が得られる。
【0058】
すなわち、テープ基板2において補強部材4の内側端部4aを横切るリード2aの片側の空き領域部2gに補強部材4の内側端部4aを横切るダミーリード2eが設けられたことにより、リード2aのパターンレイアウトが疎密になっている場合においても、T−TFBGA5の温度サイクル試験時などに、高密度に配置されたリード群の補強部材4の内側端部4a付近に対応した箇所にかかる熱応力などの応力を高密度の最外側のリード2aに集中させることなく、各リード2aおよびダミーリード2eに分散させて付与することができる。
【0059】
したがって、前記応力による有効なリード2aの断線を防止することが可能になる。
【0060】
これにより、Fan−Out形のT−TFBGA5の耐温度サイクル性を向上でき、その結果、T−TFBGA5の信頼性の向上を図ることができる。
【0061】
以上、本発明者によってなされた発明を発明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記発明の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
【0062】
例えば、前記実施の形態では、ダミーリード2eが、リード2aの片側の隣の空き領域部2gに設けられている場合を説明したが、図6の他の実施の形態のダミーリード2eに示すように、リード2aの両側の空き領域部2gに設けられていてもよい。
【0063】
すなわち、ダミーリード2eを設ける領域としては、テープ基板2上の補強部材4の内側端部4aに対応した領域で、補強部材4の内側端部4aを横切るリード2aの両側のスペース(空き領域部2g)において、何れか一方の空き領域部2gの面積が他方より明らかに大きい場合に、その一方のスペース(空き領域部2g)に補強部材4の内側端部4aを横切るようにダミーリード2eが設けられていればよく、その際、リード2aの片側に設けられていてもよく、またはリード2aの両側に設けられていてもよい。
【0064】
また、ダミーリード2eの形状は、各リード2aと同程度の幅の屈曲した細長いパターンに限らず、図7の他の実施の形態のダミーリード2eに示すように、長方形に形成されていてもよく、または、それ以外の多角形や円形、あるいは楕円などの形状であってもよい。
【0065】
つまり、ダミーリード2eの形状は、テープ基板2上の補強部材4の内側端部4aに対応した領域でこの内側端部4aを横切り、かつリード2aが形成されていない空き領域部2gの形状に応じた形状であれば如何なる形状であってもよい。
【0066】
また、前記実施の形態では、半導体装置(T−TFBGA5)の製造方法において、テープ基板2を準備した後、インナリードボンディング工程前に補強部材4を取り付ける場合を説明したが、補強部材4の取り付け手順としては、樹脂封止工程と半田ボール搭載工程との間で行ってもよく、または、予め補強部材4が取り付けられたテープ基板2を納入して(準備)して、このテープ基板2を用いて前記半導体装置を組み立ててもよい。
【0067】
また、前記実施の形態では、複数のテープ基板2が繋がった細長い多連のフィルムテープを用いて個々の半導体装置を製造する場合を説明したが、予め個々の半導体装置用として切断されたテープ基板2を用いてそれぞれの半導体装置を製造してもよい。
【0068】
また、前記実施の形態では、半導体装置がファインピッチタイプで、かつFan−Out形のT−TFBGA5の場合について説明したが、前記半導体装置は、テープ基板2を用いるとともに、少なくとも半導体チップ1の外側周囲に外部端子が配置され、かつテープ基板2の背面2cの外周端部に補強部材4が取り付けられたものであれば、Fan−Out形のみではなく、Fan−In/Out形のものであってもよく、さらに、T−FBGAやLGA(Land Grid Array)などの他の半導体装置であってもよい。
【0069】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
【0070】
(1).半導体装置のテープ基板において補強部材の内側端部を横切るリードの片側または両側の空き領域部に補強部材の内側端部を横切るダミーリードが設けられたことにより、半導体装置の温度サイクル試験時に、高密となったリード群の補強部材の内側端部付近に対応した箇所にかかる熱応力を高密状態の最外側のリードに集中させることなく、各リードおよびダミーリードに分散させて付与することができる。これにより、前記熱応力による有効なリードの断線を防止することが可能になる。
【0071】
(2).前記(1)により、半導体装置の耐温度サイクル性を向上でき、その結果、半導体装置の信頼性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態による半導体装置(T−TFBGA)の構造の一例を示す平面図である。
【図2】図1に示す半導体装置の構造を示す底面図である。
【図3】図2のA−A線に沿う断面の構造を示す断面図である。
【図4】図1に示す半導体装置のテープ基板におけるリードおよびダミーリードのパターンの一例を示す部分拡大平面図である。
【図5】本発明の実施の形態の半導体装置(T−TFBGA)の組み立て手順の一例を示すプロセスフロー図である。
【図6】本発明の他の実施の形態の半導体装置のテープ基板におけるリードおよびダミーリードのパターンを示す部分拡大平面図である。
【図7】本発明の他の実施の形態の半導体装置のテープ基板におけるリードおよびダミーリードのパターンを示す部分拡大平面図である。
【符号の説明】
1 半導体チップ
1a パッド(表面電極)
1b 主面
2 テープ基板
2a リード
2b 外部端子取付け面
2c 背面(反対側の面)
2d ソルダレジスト
2e ダミーリード
2f フィルム基材
2g 空き領域部
2h 開口部
2i ボールランド
3 半田ボール(外部端子)
4 補強部材
4a 内側端部
5 T−TFBGA(半導体装置)
6 封止部
7 金バンプ(導通部材)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor manufacturing technique, and more particularly to a technique effective when applied to improving the reliability of a Fan-Out type semiconductor device using a tape substrate.
[0002]
[Prior art]
The technology described below has been studied by the present inventors in researching and completing the present invention, and the outline thereof is as follows.
[0003]
In a semiconductor device having a semiconductor chip on which a semiconductor integrated circuit is formed, a semiconductor package called CSP (Chip Scale Package or Chip Size Package) is known as an example of a structure that is reduced in size and number of pins.
[0004]
This CSP is sometimes called a fine pitch BGA (Ball Grid Array), and most of them use a tape substrate made of a polyimide tape or the like, and therefore, a tape fine pitch BGA (hereinafter referred to as T-FBGA (Tape-type Fine). -pitch BGA)).
[0005]
Further, among the T-FBGAs, those that are made thinner are called T-TFBGAs (Tape-type Thin Fine-pitch BGAs). If this is a Fan-Out structure, that is, solder balls that are external terminals are used. When arranged around the outside of the semiconductor chip, the strength (rigidity) and flatness of the outer peripheral edge of the tape substrate are related to the connection reliability of the solder ball as the BGA.
[0006]
Therefore, in T-TFBGA, a frame-shaped reinforcing member is attached to a surface opposite to the external terminal mounting surface of the tape substrate, that is, the outer peripheral end of the back surface, thereby increasing the strength of the area where the solder balls are mounted on the tape substrate.
[0007]
In T-TFBGA, a ball land of a tape substrate on which a solder ball is mounted and a pad (surface electrode) of a semiconductor chip are connected by a copper foil lead provided on the tape substrate. Due to the structure in which solder balls are arranged around the periphery, the lead pattern layout on the tape substrate is such that each lead crosses the inner end of the frame-shaped reinforcing member.
[0008]
T-TFBGA is described, for example, in Press Journal, Inc. on July 27, 1998, “Monthly Semiconductor World Special Issue '99 Semiconductor Assembly / Inspection Technology”, pages 39, 40.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the T-TFBGA of the above-described technique, if a plurality of leads crossing the inner end portion of the reinforcing member has a dense pattern layout, the lead group formed in a dense manner during the temperature cycle test of the T-TFBGA. Stress (thermal stress) concentrates at a location corresponding to the vicinity of the inner end of the reinforcing member of the lead arranged on the outermost side.
[0010]
In the tape substrate, the region where the reinforcing member is provided is higher in strength than the region where the reinforcing member is not provided, and the region where the leads are densely formed is higher in strength than the other regions. In other words, the thermal stress concentrates at the location corresponding to the vicinity of the inner end of the reinforcing member of the outermost lead of the dense lead group on the tape substrate.
[0011]
This causes a problem that the outermost leads of the densely formed lead group are disconnected.
[0012]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a semiconductor device and a method for manufacturing the same that can improve reliability.
[0013]
The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
Of the inventions disclosed in this application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.
[0015]
That is, the semiconductor device of the present invention is disposed around the outer periphery of the semiconductor chip, the tape substrate supporting the semiconductor chip, and provided with a plurality of leads corresponding to the surface electrodes of the semiconductor chip and connected thereto. A plurality of external terminals attached to an end portion of the tape substrate; and a reinforcing member provided at an end portion of the surface opposite to the external terminal attachment surface of the tape substrate, and provided to the tape substrate. wherein among the plurality of leads, it said and said dummy leads across the inner end of the reinforcing member inner end portion on one or both sides of the free space portion of the lead crossing the reinforcing member is provided, one end of the dummy lead , the reinforcing member is disposed placed the tape substrate, the other end of the dummy lead is intended to terminate between said semiconductor chip and the reinforcing member That.
[0016]
According to the present invention, in the tape substrate, the dummy lead crossing the inner end of the reinforcing member is provided on one or both sides of the lead crossing the inner end of the reinforcing member. Even in this case, during the temperature cycle test of the semiconductor device, the thermal stress applied to the portion corresponding to the vicinity of the inner end of the reinforcing member of the dense lead group should be concentrated on the outermost lead in the dense state. Therefore, it is possible to prevent the effective lead from being disconnected due to the thermal stress.
[0017]
Therefore, the temperature cycle resistance of the Fan-Out type semiconductor device can be improved, and as a result, the reliability of the semiconductor device can be improved.
[0018]
Also, the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention includes a plurality of leads that can be connected to the surface electrode of the semiconductor chip, and dummy leads provided in an empty region on one side or both sides of the lead. A step of preparing a tape substrate, a step of providing a reinforcing member at the end of the surface opposite to the external terminal mounting surface of the tape substrate so that the lead and the dummy lead cross the inner end, and the semiconductor chip A step of connecting the surface electrode and the corresponding lead of the tape substrate by a conductive member to support the semiconductor chip by the tape substrate; and an outside of the semiconductor chip on the external terminal mounting surface of the tape substrate and a step of attaching a plurality of external terminals around one end portion of the dummy lead, the tape substrate having the reinforcing member is disposed Disposed, the other end portion of the dummy lead is terminated between the semiconductor chip and the reinforcing member, by the dummy leads, said lead crossing the inner edge of the reinforcing member of said tape substrate It is possible to disperse the stress applied to.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiments, and the repetitive description thereof will be omitted.
[0020]
1 is a plan view showing an example of the structure of a semiconductor device (T-TFBGA) according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a bottom view showing the structure of the semiconductor device shown in FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is a partially enlarged plan view showing an example of patterns of leads and dummy leads on the tape substrate of the semiconductor device shown in FIG. 1, and FIG. 5 is a diagram showing an embodiment of the present invention. It is a process flow figure showing an example of an assembly procedure of a semiconductor device (T-TFBGA).
[0021]
The semiconductor device of this embodiment shown in FIGS. 1 to 3 is a fine pitch (narrow pitch) type having a relatively large number of pins as compared to the chip size, such as a microcomputer or an application specific integrated circuit (ASIC). This is a fan-out and thin T-
[0022]
The configuration of the T-TFBGA 5 will be described with reference to FIGS. 1 to 4. A plurality of leads 2 a that support the
[0023]
That is, in the
[0024]
Therefore, as shown in FIG. 4, the
[0025]
Here, the
[0026]
Further, a
[0027]
Thereby, the
[0028]
Further, as shown in FIG. 3, the other end of each lead 2a is connected to the
[0029]
Further, as shown in FIG. 3, a solder resist 2d, which is an insulating film for protecting and insulating each lead 2a, is formed on the surface of the external
[0030]
The
[0031]
Further, the reinforcing member 4 shown in FIGS. 1 and 3 attached to the outer peripheral end of the
[0032]
Therefore, the reinforcing member 4 is preferably formed of a thin metal plate in order to increase the strength of the solder ball mounting portion of the
[0033]
The gold bumps 7 shown in FIG. 3 formed on the pads 1a of the
[0034]
In addition, a sealing
[0035]
Here, the sealing
[0036]
However, the sealing
[0037]
Further, the
[0038]
Next, a method for manufacturing the semiconductor device (T-TFBGA5) of the present embodiment will be described with reference to a manufacturing process flowchart shown in FIG.
[0039]
In the present embodiment, a case will be described in which individual T-
[0040]
First, a semiconductor wafer (not shown) including a plurality of
[0041]
Further, a predetermined portion is covered with a mask, and gold bumps 7 (conducting members) are formed by gold plating on the pads 1a of the
[0042]
Subsequently, the semiconductor wafer is diced, and the semiconductor wafer is cut and separated into
[0043]
On the other hand, for each region of the T-
[0044]
Here, the multiple film tapes such as a polyimide tape provided by connecting a plurality of
[0045]
In addition, as a manufacturing procedure of the tape board |
[0046]
Thereafter, in step S2, a reinforcing member is attached by attaching the frame-shaped reinforcing member 4 to the outer peripheral end portion of the
[0047]
At that time, as shown in FIG. 4, the reinforcing member 4 is provided so that each lead 2 a and the
[0048]
Subsequently, inner lead bonding is performed in step S3.
[0049]
Here, the
[0050]
At that time, first, the
[0051]
That is, in the inner lead bonding process of step S3, the chip mounting process and the process of connecting the
[0052]
Thereafter, the
[0053]
The sealing
[0054]
Thereafter, in step S5, solder ball mounting for mounting a plurality (predetermined number) of
[0055]
At this time, first, the
[0056]
Thereafter, in step S6, external cutting is performed to cut and separate
[0057]
According to the semiconductor device (T-TFBGA5) and the manufacturing method thereof in the present embodiment, the following operational effects can be obtained.
[0058]
That is, the
[0059]
Therefore, it is possible to prevent the
[0060]
Thereby, the temperature cycle resistance of the Fan-Out type T-TFBGA5 can be improved, and as a result, the reliability of the T-TFBGA5 can be improved.
[0061]
As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments of the invention. However, the present invention is not limited to the embodiments of the invention, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. It goes without saying that it is possible.
[0062]
For example, in the above-described embodiment, the case where the
[0063]
That is, the area where the
[0064]
Further, the shape of the
[0065]
That is, the
[0066]
Moreover, although the said embodiment demonstrated the case where the reinforcement member 4 was attached before the inner lead bonding process after preparing the tape board |
[0067]
Further, in the above-described embodiment, the case where individual semiconductor devices are manufactured using a long and thin film tape in which a plurality of
[0068]
In the above-described embodiment, the case where the semiconductor device is a fine pitch type and Fan-Out type T-
[0069]
【The invention's effect】
Of the inventions disclosed in the present application, effects obtained by typical ones will be briefly described as follows.
[0070]
(1). In the tape substrate of the semiconductor device, a dummy lead that crosses the inner end of the reinforcing member is provided on one or both sides of the lead that crosses the inner end of the reinforcing member. The thermal stress applied to the portion corresponding to the vicinity of the inner end of the reinforcing member of the lead group thus formed can be distributed and applied to each lead and dummy lead without being concentrated on the outermost leads in the dense state. This makes it possible to prevent effective lead disconnection due to the thermal stress.
[0071]
(2). With the above (1), the temperature cycle resistance of the semiconductor device can be improved, and as a result, the reliability of the semiconductor device can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing an example of a structure of a semiconductor device (T-TFBGA) according to an embodiment of the present invention.
2 is a bottom view showing the structure of the semiconductor device shown in FIG. 1; FIG.
3 is a cross-sectional view showing a cross-sectional structure along the line AA in FIG. 2;
4 is a partially enlarged plan view showing an example of lead and dummy lead patterns on the tape substrate of the semiconductor device shown in FIG. 1; FIG.
FIG. 5 is a process flow diagram showing an example of an assembly procedure of the semiconductor device (T-TFBGA) according to the embodiment of the present invention.
6 is a partially enlarged plan view showing leads and dummy lead patterns on a tape substrate of a semiconductor device according to another embodiment of the present invention; FIG.
FIG. 7 is a partially enlarged plan view showing leads and dummy lead patterns on a tape substrate of a semiconductor device according to another embodiment of the present invention;
[Explanation of symbols]
1 Semiconductor chip 1a Pad (surface electrode)
2d Solder resist
4 Reinforcing
6 Sealing
Claims (5)
前記半導体チップの外側周囲に配置されて前記テープ基板の端部に取り付けられた複数の外部端子と、
前記テープ基板の外部端子取り付け面と反対側の面の端部に設けられた補強部材とを有し、
前記テープ基板に設けられた前記複数のリードのうち、前記補強部材の内側端部を横切るリードの片側または両側の空き領域部に前記補強部材の前記内側端部を横切るダミーリードが設けられており、
前記ダミーリードの一端部は、前記補強部材が配置された前記テープ基板上に配置され、前記ダミーリードの他端部は、前記補強部材と前記半導体チップとの間において終端していることを特徴とする半導体装置。A tape substrate provided with a plurality of leads for supporting the semiconductor chip and corresponding to and connected to the surface electrodes of the semiconductor chip;
A plurality of external terminals disposed around the outside of the semiconductor chip and attached to the end of the tape substrate;
A reinforcing member provided at the end of the surface opposite to the external terminal mounting surface of the tape substrate;
Wherein among the plurality of leads provided on the tape substrate, and a dummy lead is provided across the inner end of the reinforcing member on one or both sides of the free space portion of the lead crossing the inner end portion of said reinforcing member ,
One end portion of the dummy lead is disposed on the tape substrate on which the reinforcing member is disposed, and the other end portion of the dummy lead is terminated between the reinforcing member and the semiconductor chip. A semiconductor device.
前記半導体チップの外側周囲に配置されて前記テープ基板の端部に取り付けられた複数の外部端子と、
前記テープ基板の外部端子取り付け面と反対側の面の端部に設けられた補強部材とを有し、
前記テープ基板に設けられた前記複数のリードのうち、前記補強部材の内側端部を横切る隣り合ったリード間の空き領域部に前記補強部材の前記内側端部を横切るダミーリードが設けられており、
前記ダミーリードの一端部は、前記補強部材が配置された前記テープ基板上に配置され、前記ダミーリードの他端部は、前記補強部材と前記半導体チップとの間において終端していることを特徴とする半導体装置。A tape substrate provided with a plurality of leads for supporting the semiconductor chip and corresponding to and connected to the surface electrodes of the semiconductor chip;
A plurality of external terminals disposed around the outside of the semiconductor chip and attached to the end of the tape substrate;
A reinforcing member provided at the end of the surface opposite to the external terminal mounting surface of the tape substrate;
Wherein among the plurality of leads provided on the tape substrate, and a dummy lead is provided across the inner end of the reinforcing member in the free space portion between the leads adjacent across the inner end of the reinforcing member ,
One end portion of the dummy lead is disposed on the tape substrate on which the reinforcing member is disposed, and the other end portion of the dummy lead is terminated between the reinforcing member and the semiconductor chip. A semiconductor device.
前記半導体チップの外側周囲に配置されて前記テープ基板の端部に取り付けられた複数の外部端子と、
前記テープ基板の外部端子取り付け面と反対側の面の端部に設けられた補強部材とを有し、
前記テープ基板に設けられた前記複数のリードのうち、前記補強部材の内側端部を横切るリードの片側または両側の空き領域部に前記補強部材の前記内側端部を横切るダミーリードが設けられ、前記リードと前記ダミーリードとが等しい間隔で設けられており、
前記ダミーリードの一端部は、前記補強部材が配置された前記テープ基板上に配置され、前記ダミーリードの他端部は、前記補強部材と前記半導体チップとの間において終端していることを特徴とする半導体装置。A tape substrate provided with a plurality of leads for supporting the semiconductor chip and corresponding to and connected to the surface electrodes of the semiconductor chip;
A plurality of external terminals disposed around the outside of the semiconductor chip and attached to the end of the tape substrate;
A reinforcing member provided at the end of the surface opposite to the external terminal mounting surface of the tape substrate;
Among the plurality of leads provided on the tape substrate, dummy leads that cross the inner end of the reinforcing member are provided on one or both sides of the lead that crosses the inner end of the reinforcing member. The lead and the dummy lead are provided at equal intervals ,
One end portion of the dummy lead is disposed on the tape substrate on which the reinforcing member is disposed, and the other end portion of the dummy lead is terminated between the reinforcing member and the semiconductor chip. A semiconductor device.
前記半導体チップの外側周囲に配置されて前記テープ基板の端部に取り付けられた複数の外部端子である半田ボールと、
前記テープ基板の外部端子取り付け面と反対側の面の端部に設けられた補強部材とを有し、
前記テープ基板に設けられた前記複数のリードのうち、前記補強部材の内側端部を横切るリードの片側または両側の空き領域部に前記補強部材の前記内側端部を横切るダミーリードが設けられており、
前記ダミーリードの一端部は、前記補強部材が配置された前記テープ基板上に配置され、前記ダミーリードの他端部は、前記補強部材と前記半導体チップとの間において終端していることを特徴とする半導体装置。A tape substrate provided with a plurality of leads for supporting the semiconductor chip and corresponding to and connected to the surface electrodes of the semiconductor chip;
Solder balls that are a plurality of external terminals disposed around the outside of the semiconductor chip and attached to the end of the tape substrate;
A reinforcing member provided at the end of the surface opposite to the external terminal mounting surface of the tape substrate;
Wherein among the plurality of leads provided on the tape substrate, and a dummy lead is provided across the inner end of the reinforcing member on one or both sides of the free space portion of the lead crossing the inner end portion of said reinforcing member ,
One end portion of the dummy lead is disposed on the tape substrate on which the reinforcing member is disposed, and the other end portion of the dummy lead is terminated between the reinforcing member and the semiconductor chip. A semiconductor device.
前記テープ基板の外部端子取り付け面と反対側の面の端部に、前記リードおよびダミーリードが内側端部を横切るように補強部材を設ける工程と、
前記半導体チップの前記表面電極とこれに対応する前記テープ基板の前記リードとを導通部材によって接続して前記テープ基板により前記半導体チップを支持する工程と、
前記テープ基板の前記外部端子取付け面における前記半導体チップの外側周囲に複数の外部端子を取り付ける工程とを有し、
前記ダミーリードの一端部は、前記補強部材が配置された前記テープ基板上に配置され、前記ダミーリードの他端部は、前記補強部材と前記半導体チップとの間において終端しており、
前記ダミーリードによって、前記テープ基板の前記補強部材の前記内側端部を横切る前記リードに掛かる応力を分散し得ることを特徴とする半導体装置の製造方法。A step of preparing a tape substrate having a plurality of leads that can be connected to the surface electrode of the semiconductor chip and dummy leads provided on one or both sides of the lead;
Providing a reinforcing member at the end of the surface opposite to the external terminal mounting surface of the tape substrate so that the lead and the dummy lead cross the inner end; and
Connecting the surface electrode of the semiconductor chip and the lead of the tape substrate corresponding to the surface electrode by a conductive member and supporting the semiconductor chip by the tape substrate;
Attaching a plurality of external terminals around the outside of the semiconductor chip on the external terminal mounting surface of the tape substrate;
One end of the dummy lead is disposed on the tape substrate on which the reinforcing member is disposed, and the other end of the dummy lead is terminated between the reinforcing member and the semiconductor chip,
A method of manufacturing a semiconductor device, wherein stress applied to the lead across the inner end of the reinforcing member of the tape substrate can be dispersed by the dummy lead.
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