JPH05136221A - Probe and inspection method using it - Google Patents
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- JPH05136221A JPH05136221A JP3298826A JP29882691A JPH05136221A JP H05136221 A JPH05136221 A JP H05136221A JP 3298826 A JP3298826 A JP 3298826A JP 29882691 A JP29882691 A JP 29882691A JP H05136221 A JPH05136221 A JP H05136221A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、プローブ(探針)を用
いたLSIなどの電気特性検査に適用して有効な技術に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique effectively applied to the inspection of electrical characteristics of an LSI or the like using a probe (probe).
【0002】[0002]
【従来の技術】LSIの検査工程では、半導体ウエハの
表面に形成されたAlパッド(電極)上にプローブを当
てて電気特性検査を行っている。2. Description of the Related Art In an LSI inspection process, an electrical characteristic is inspected by applying a probe to an Al pad (electrode) formed on the surface of a semiconductor wafer.
【0003】しかし、上記の検査方法は、プローブがW
(タングステン)のような硬質の金属で構成され、しか
もその先端が尖っているため、パッドの表面が傷つき易
いという問題がある。また、パッドの表面の損傷によっ
てプローブの先端が汚れ、使用を重ねるうちに先端が摩
耗したり、パッドとの接触抵抗がばらついたりするとい
う問題もある。However, in the above inspection method, the probe is W
Since it is made of a hard metal such as (tungsten) and its tip is sharp, the surface of the pad is easily damaged. There is also a problem that the tip of the probe becomes dirty due to the damage on the surface of the pad, the tip is worn during repeated use, and the contact resistance with the pad varies.
【0004】このような問題については、すでに幾つか
の対策が提案されている。例えば特開昭59−1483
45号公報は、パッドと同一のバンプを有する基板と、
厚み方向にだけ導電性を有する異方性コネクタとを貼合
わせることにより、検査時のパッドの損傷を防止するプ
ローブを開示している。Some measures have already been proposed for such a problem. For example, JP-A-59-1483
Japanese Patent No. 45 discloses a substrate having the same bumps as pads,
Disclosed is a probe that prevents damage to a pad during inspection by laminating an anisotropic connector having conductivity only in the thickness direction.
【0005】また、特開昭60−198838号公報
は、絶縁性基板上にシリコーン樹脂またはポリイミド樹
脂を介して金属性突起を設けることにより、パッドに対
する衝撃を緩和すると共に、低い接触抵抗が得られるよ
うにしたプローブを開示している。Further, in Japanese Patent Laid-Open No. 60-198838, a metal projection is provided on an insulating substrate through a silicone resin or a polyimide resin to reduce the impact on the pad and obtain a low contact resistance. Disclosed are such probes.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】近年、ゲートアレイの
ような論理LSIの多ピン化に伴って、パッド上に形成
された半田バンプ(CCBバンプともいう)を介して半
導体チップを基板などにフェイスダウンボンディングす
るフリップチップ方式が多用されている。In recent years, with the increase in the number of pins of a logic LSI such as a gate array, a semiconductor chip is placed on a substrate or the like via a solder bump (also called a CCB bump) formed on a pad. The flip chip method of down bonding is widely used.
【0007】ところが、フリップチップ方式の場合は、
パッド上の半田バンプにプローブを当てて電気特性検査
を行っているため、前述した問題が一層深刻になる。す
なわち、半田バンプはAlパッドに比べて軟らかいた
め、先端が尖ったプローブを当てると簡単に傷ついてし
まい、フェイスダウンボンディング時に接続不良を引き
起こす。また、半田はAlに比べて電気抵抗が高いた
め、プローブとの接触抵抗が大きく、検査の信頼性が低
下し易い。However, in the case of the flip chip system,
Since the probe is applied to the solder bump on the pad to perform the electrical characteristic inspection, the above-mentioned problem becomes more serious. That is, since the solder bumps are softer than the Al pads, they are easily damaged when a probe with a sharp tip is applied, causing a connection failure during face-down bonding. Further, since solder has a higher electric resistance than Al, the contact resistance with the probe is large, and the reliability of inspection is likely to decrease.
【0008】この場合、パッド上に半田バンプを形成す
る前、すなわちパッド上にBLM(Ball Limitting Meta
lisation) と称されるCr、CuおよびAuの3層膜か
らなるメタライズを形成した段階で電気特性検査を行う
ことも考えられるが、BLMの表面がプローブによって
損傷を受けると、半田バンプ形成時にバンプ内にボイド
が発生し、フェイスダウンボンディング時に接続不良を
引き起こすという問題がある。In this case, before forming solder bumps on the pad, that is, on the pad, BLM (Ball Limiting Meta) is formed.
It may be possible to perform an electrical property test at the stage of forming a metallization consisting of a three-layer film of Cr, Cu and Au, which is referred to as “lisation”, but if the surface of the BLM is damaged by the probe, bumps are formed during solder bump formation. There is a problem in that voids are generated in the interior, causing connection failure during face-down bonding.
【0009】そこで、本発明の目的は、プローブによる
電極の損傷を防止することのできる技術を提供すること
にある。Therefore, an object of the present invention is to provide a technique capable of preventing the electrode from being damaged by the probe.
【0010】本発明の他の目的は、プローブと電極との
接触抵抗を低減することのできる技術を提供することに
ある。Another object of the present invention is to provide a technique capable of reducing the contact resistance between the probe and the electrode.
【0011】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。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.
【0012】[0012]
【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、
次のとおりである。Among the inventions disclosed in the present application, a brief description will be given to the outline of typical ones.
It is as follows.
【0013】(1) 本発明は、その先端にAuのような軟
質で、しかも電気抵抗が小さい金属製のボールを設けた
プローブである。(1) The present invention is a probe having at its tip a metal ball which is soft like Au and has a low electric resistance.
【0014】(2) 本発明は、上記のプローブを電極に当
接する際、プローブまたは電極を振動させる検査方法で
ある。(2) The present invention is an inspection method in which the probe or the electrode is vibrated when the probe is brought into contact with the electrode.
【0015】[0015]
【作用】上記した手段(1) によれば、プローブによる電
極の損傷を防止することができる。また、プローブと電
極との接触抵抗を低減することができる。According to the above means (1), it is possible to prevent the electrode from being damaged by the probe. Moreover, the contact resistance between the probe and the electrode can be reduced.
【0016】上記した手段(2) によれば、プローブまた
は電極の振動によって電極表面の自然酸化膜が除去され
るため、プローブと電極との接触抵抗を低減することが
できる。According to the above-mentioned means (2), since the natural oxide film on the electrode surface is removed by the vibration of the probe or the electrode, the contact resistance between the probe and the electrode can be reduced.
【0017】[0017]
【実施例1】図1は、本発明の一実施例であるプローブ
の先端部分を示す図である。このプローブ1は、プロー
ブ本体2の先端部分にAuのボール3が取り付けてあ
る。[Embodiment 1] FIG. 1 is a view showing a tip portion of a probe according to an embodiment of the present invention. In this probe 1, an Au ball 3 is attached to the tip of a probe body 2.
【0018】図2は、上記プローブ1の先端付近の断面
図である。プローブ本体2は、Wのような硬質の金属か
らなり、その先端部分には、AuとWとの接着性を向上
させる目的で、NiやSnからなるメタライズ層4が設
けられている。このメタライズ層4は、メッキ、蒸着、
スパッタ法などを用いて形成することができる。FIG. 2 is a sectional view of the vicinity of the tip of the probe 1. The probe main body 2 is made of a hard metal such as W, and a metallized layer 4 made of Ni or Sn is provided at the tip of the probe main body 2 for the purpose of improving the adhesiveness between Au and W. This metallized layer 4 is formed by plating, vapor deposition,
It can be formed using a sputtering method or the like.
【0019】プローブ本体2の先端にボール3を取り付
けるには、例えばAuのワイヤの先端を空中で溶融さ
せ、そこにプローブ本体2の先端を接触させる。このと
き、溶融したAuがメタライズ層4以外の部分に拡散す
るのを防止するため、メタライズ層4以外の部分に酸化
被膜5を設けてもよい。この酸化被膜5は、蒸着、スパ
ッタ法などを用いて形成することができる。To attach the ball 3 to the tip of the probe body 2, for example, the tip of a wire of Au is melted in the air and the tip of the probe body 2 is brought into contact therewith. At this time, in order to prevent the molten Au from diffusing into a portion other than the metallized layer 4, an oxide film 5 may be provided in a portion other than the metallized layer 4. The oxide film 5 can be formed by vapor deposition, sputtering, or the like.
【0020】図3は、上記プローブ1を用いた半導体ウ
エハの検査方法を示す半導体ウエハ6の断面図である。FIG. 3 is a sectional view of a semiconductor wafer 6 showing a method for inspecting a semiconductor wafer using the probe 1.
【0021】図は、フリップチップ方式の半導体ウエハ
6であり、最上層のAl配線7の上には、Cr、Cuお
よびAuの3層膜からなるBLM8が形成されている。The figure shows a flip-chip type semiconductor wafer 6, in which a BLM 8 consisting of a three-layer film of Cr, Cu and Au is formed on the uppermost Al wiring 7.
【0022】本実施例のプローブ1は、その先端が軟ら
かいAuのボール3で構成されているので、BLM8に
直接接触させてもその表面を傷つけることがない。従っ
て、検査完了後、BLM8の上に半田バンプを形成して
も、バンプの内部にボイドが発生することがない。Since the probe 1 of this embodiment is composed of the Au ball 3 having a soft tip, the surface of the probe 1 is not damaged even if it is brought into direct contact with the BLM 8. Therefore, even if solder bumps are formed on the BLM 8 after the inspection is completed, voids do not occur inside the bumps.
【0023】また、本実施例のプローブ1は、その先端
が電気抵抗の小さいAuのボール3で構成されているの
で、BLM8との接触抵抗を小さくすることができ、こ
れにより、信頼性の高い検査を行うことができる。Further, since the tip of the probe 1 of this embodiment is made of the Au ball 3 having a small electric resistance, the contact resistance with the BLM 8 can be made small, and thus the reliability is high. An inspection can be done.
【0024】本実施例のプローブ1は、上記フリップチ
ップ方式の半導体ウエハ6のみならず、ワイヤボンディ
ング用のAlパッドを有する半導体ウエハの検査に利用
できることはいうまでもない。Needless to say, the probe 1 of this embodiment can be used not only for the flip-chip type semiconductor wafer 6 but also for the inspection of a semiconductor wafer having an Al pad for wire bonding.
【0025】すなわち、本実施例のプローブ1を用いる
ことにより、検査時にAlパッドの表面が損傷するのを
防止することができる。また、これにより、プローブ1
の先端の摩耗を抑制することができるので、プローブ1
とパッドとの接触抵抗のばらつきを防止することがで
き、検査の信頼性が向上する。That is, by using the probe 1 of this embodiment, it is possible to prevent the surface of the Al pad from being damaged during the inspection. In addition, the probe 1
Since the wear of the tip of the probe can be suppressed, the probe 1
The variation in contact resistance between the pad and the pad can be prevented, and the reliability of the inspection is improved.
【0026】また、Alパッドの上に本実施例のプロー
ブ1を当てる際、プローブ1または半導体ウエハを振動
させることにより、Alパッド表面の薄い酸化膜を除去
することができるので、プローブ1とパッドとの接触抵
抗をさらに小さくすることができる。この場合も、プロ
ーブ1の先端がAuのボール3で構成されているので、
パッドの表面を傷つけることはない。Further, when the probe 1 of this embodiment is applied to the Al pad, the thin oxide film on the surface of the Al pad can be removed by vibrating the probe 1 or the semiconductor wafer. The contact resistance with can be further reduced. Also in this case, since the tip of the probe 1 is composed of the Au ball 3,
Does not damage the surface of the pad.
【0027】また、本実施例のプローブ1は、プローブ
本体2の一部に図4に示すような屈曲部9を設けてもよ
い。これにより、プローブ1をBLM8やAlパッドに
当てた際の衝撃がこの屈曲部9によって吸収、緩和され
るため、BLM8やAlパッドの表面の損傷をより確実
に防止することができる。Further, in the probe 1 of this embodiment, a bent portion 9 as shown in FIG. 4 may be provided in a part of the probe body 2. As a result, the impact when the probe 1 is applied to the BLM 8 or the Al pad is absorbed and alleviated by the bent portion 9, so that the surface damage of the BLM 8 or the Al pad can be prevented more reliably.
【0028】また、プローブ1の先端にAuのボール3
を取り付ける方法として、プローブ本体2の先端を空中
で溶融させてWのボールを形成した後、このボールの表
面にAuをメッキまたは蒸着する方法を用いてもよい。
このとき、ボールの表面にNiやSnのメタライズ層を
形成した後、Auをメッキまたは蒸着することにより、
AuとWとの接着性を向上させることができる。The Au ball 3 is attached to the tip of the probe 1.
As a method of attaching the, a method may be used in which the tip of the probe body 2 is melted in the air to form a W ball, and then Au is plated or vapor-deposited on the surface of the ball.
At this time, by forming a metallized layer of Ni or Sn on the surface of the ball and then plating or vapor depositing Au,
The adhesiveness between Au and W can be improved.
【0029】ボール3の材質は、Auに限定されるもの
ではなく、検査時に電極表面の損傷を出来るだけ防ぐ
ことができるよう、比較的軟質の材料で構成されている
こと、プローブと電極との接触抵抗を出来るだけ低減
することができるよう、電気抵抗が小さい材料で構成さ
れていること、また、同様の理由から、酸化被膜が出来
にくい材料で構成されていることなどの条件を満たすも
のであれば、任意の金属を使用することができる。この
ような金属材料としては、例えばPt、Ir、Roなど
がある。The material of the ball 3 is not limited to Au, but is made of a relatively soft material so as to prevent the electrode surface from being damaged as much as possible during the inspection. In order to reduce the contact resistance as much as possible, it must be made of a material with low electric resistance, and for the same reason, it must be made of a material that does not easily form an oxide film. Any metal can be used if it exists. Examples of such a metal material include Pt, Ir, and Ro.
【0030】[0030]
【実施例2】図5は、本発明の他の実施例であるプロー
ブの先端部分を示す図である。このプローブ1は、プロ
ーブ本体2の先端の断面形状を方形または台形に加工し
たもので、これにより、BLM8やAlパッドとの接触
面積を大きくすることができるので、BLM8やAlパ
ッドの表面の損傷を抑制することが可能となる。[Embodiment 2] FIG. 5 is a view showing a tip portion of a probe which is another embodiment of the present invention. In this probe 1, the cross-sectional shape of the tip of the probe main body 2 is processed into a square shape or a trapezoidal shape, which makes it possible to increase the contact area with the BLM8 or the Al pad, so that the surface of the BLM8 or the Al pad is damaged. Can be suppressed.
【0031】この場合も、プローブ本体2の先端にAu
の薄膜層10をメッキまたは蒸着によって形成すること
により、BLM8やAlパッドの表面の損傷をより確実
に防止することができると共に、BLM8やAlパッド
との接触抵抗を小さくすることができる。In this case as well, Au is attached to the tip of the probe main body 2.
By forming the thin film layer 10 by plating or vapor deposition, it is possible to more reliably prevent damage to the surface of the BLM 8 or the Al pad, and it is possible to reduce the contact resistance with the BLM 8 or the Al pad.
【0032】以上、本発明者によってなされた発明を実
施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例
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いうまでもない。Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments, the present invention is not limited to the embodiments and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.
【0033】前記実施例では、半導体ウエハの電気特性
検査に適用した場合について説明したが、本発明のプロ
ーブは、基板上に形成された電極にプローブを当てる場
合など、プローブを用いる電気特性検査に広く適用する
ことができる。In the above-mentioned embodiment, the case of applying to the electric characteristic inspection of the semiconductor wafer has been described. However, the probe of the present invention is applicable to the electric characteristic inspection using the probe such as when the probe is applied to the electrode formed on the substrate. Can be widely applied.
【0034】[0034]
【発明の効果】本願によっ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、
以下の通りである。The effects obtained by the typical ones of the inventions disclosed in this application will be briefly described as follows.
It is as follows.
【0035】(1) 本発明によれば、プローブによる電極
の損傷を防止することができる。(1) According to the present invention, it is possible to prevent the probe from damaging the electrode.
【0036】(2) 本発明によれば、プローブと電極との
接触抵抗を低減することができる。(2) According to the present invention, the contact resistance between the probe and the electrode can be reduced.
【図1】本発明の一実施例であるプローブの要部を示す
図である。FIG. 1 is a diagram showing a main part of a probe according to an embodiment of the present invention.
【図2】このプローブの要部断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of a main part of this probe.
【図3】このプローブを用いた検査方法を示す半導体ウ
エハの要部断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of essential parts of a semiconductor wafer showing an inspection method using this probe.
【図4】本発明の他の実施例であるプローブの要部を示
す図である。FIG. 4 is a diagram showing a main part of a probe which is another embodiment of the present invention.
【図5】本発明の他の実施例であるプローブの要部を示
す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing the main parts of a probe that is another embodiment of the present invention.
1 プローブ 2 プローブ本体 3 ボール 4 メタライズ層 5 酸化被膜 6 半導体ウエハ 7 Al配線 8 BLM 9 屈曲部 10 薄膜層 1 probe 2 probe body 3 ball 4 metallization layer 5 oxide film 6 semiconductor wafer 7 Al wiring 8 BLM 9 bent portion 10 thin film layer
フロントページの続き (72)発明者 宇田 隆之 東京都青梅市今井2326番地 株式会社日立 製作所デバイス開発センタ内 (72)発明者 大塚 寛治 東京都青梅市今井2326番地 株式会社日立 製作所デバイス開発センタ内Front page continued (72) Inventor Takayuki Uda 2326 Imai, Ome City, Tokyo, Hitachi Device Development Center (72) Inventor Kanji Otsuka 2326 Imai, Ome City, Tokyo Hitachi, Ltd. Device Development Center
Claims (5)
を特徴とするプローブ。1. A probe having a metal ball at its tip.
Auで構成されていることを特徴とする請求項1記載の
プローブ。2. The probe according to claim 1, wherein at least the surface of the metal ball is made of Au.
部を設けたことを特徴とする請求項1または2記載のプ
ローブ。3. The probe according to claim 1, wherein a bent portion is provided to reduce the impact on the electrode.
電極に当接する際、プローブまたは電極を振動させるこ
とを特徴とする検査方法。4. An inspection method, which comprises vibrating the probe or the electrode when the probe according to claim 1, 2 or 3 is brought into contact with the electrode.
ことを特徴とするプローブ。5. A probe having a square or trapezoidal cross section at its tip.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3298826A JPH05136221A (en) | 1991-11-14 | 1991-11-14 | Probe and inspection method using it |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3298826A JPH05136221A (en) | 1991-11-14 | 1991-11-14 | Probe and inspection method using it |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05136221A true JPH05136221A (en) | 1993-06-01 |
Family
ID=17864722
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3298826A Withdrawn JPH05136221A (en) | 1991-11-14 | 1991-11-14 | Probe and inspection method using it |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05136221A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08292209A (en) * | 1995-04-24 | 1996-11-05 | Nippon Denshi Zairyo Kk | Probe card, probe used for it, and manufacturing method for probe |
JP2008180557A (en) * | 2007-01-23 | 2008-08-07 | Tohoku Univ | Stylus of contact displacement sensor, its manufacturing equipment, and contact displacement sensor |
JP2015014595A (en) * | 2013-06-07 | 2015-01-22 | 独立行政法人物質・材料研究機構 | Contact probe and manufacturing method therefor, nondestructive contact forming method, measurement method for multi-layer film during manufacturing process, and prober |
-
1991
- 1991-11-14 JP JP3298826A patent/JPH05136221A/en not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08292209A (en) * | 1995-04-24 | 1996-11-05 | Nippon Denshi Zairyo Kk | Probe card, probe used for it, and manufacturing method for probe |
JP2008180557A (en) * | 2007-01-23 | 2008-08-07 | Tohoku Univ | Stylus of contact displacement sensor, its manufacturing equipment, and contact displacement sensor |
JP2015014595A (en) * | 2013-06-07 | 2015-01-22 | 独立行政法人物質・材料研究機構 | Contact probe and manufacturing method therefor, nondestructive contact forming method, measurement method for multi-layer film during manufacturing process, and prober |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990204 |