JPS6250981B2 - - Google Patents
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- JPS6250981B2 JPS6250981B2 JP56011594A JP1159481A JPS6250981B2 JP S6250981 B2 JPS6250981 B2 JP S6250981B2 JP 56011594 A JP56011594 A JP 56011594A JP 1159481 A JP1159481 A JP 1159481A JP S6250981 B2 JPS6250981 B2 JP S6250981B2
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- lsi
- wiring
- substrate
- surface parts
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/52—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
- H01L23/538—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames the interconnection structure between a plurality of semiconductor chips being formed on, or in, insulating substrates
- H01L23/5383—Multilayer substrates
-
- H—ELECTRICITY
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- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
- H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
- H01L2224/321—Disposition
- H01L2224/32151—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/32221—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
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- H01L2224/48472—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a wedge bond the other connecting portion not on the bonding area also being a wedge bond, i.e. wedge-to-wedge
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- H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
- H01L2224/732—Location after the connecting process
- H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
- H01L2224/73265—Layer and wire connectors
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は大規模集積回路(LSI)パツケージに
関し、特に放熱性を良好ならしめ、かつ、高密度
配線が可能なパツケージ構造に関する。
関し、特に放熱性を良好ならしめ、かつ、高密度
配線が可能なパツケージ構造に関する。
近年、LSIチツプの集積化が進み、これを実装
するLSIパツケージに用いられる多層回路基板に
は、接続配線の高性能化および熱放散の高効率化
が要求されるようになつている。すなわち、LSI
チツプの高集積化に伴ない、これらを相互接続す
る接続配線における信号の遅延および接続配線間
のクロストークの減少は極めて重要である。その
ためには、信号配線幅の微細化と均一化および絶
縁体の誘電率の低下が必要である。一方、LSIチ
ツプから発生する熱量は、高集積化に伴なつてま
すます増大する傾向にあり、この熱エネルギーを
効率的に放散させることも極めて重要である。
LSIチツプの高信頼度を保証するためには、LSI
チツプの温度上昇をできるだけ抑えて、チツプを
一定温度以下に保つことが必要不可欠であるから
である。
するLSIパツケージに用いられる多層回路基板に
は、接続配線の高性能化および熱放散の高効率化
が要求されるようになつている。すなわち、LSI
チツプの高集積化に伴ない、これらを相互接続す
る接続配線における信号の遅延および接続配線間
のクロストークの減少は極めて重要である。その
ためには、信号配線幅の微細化と均一化および絶
縁体の誘電率の低下が必要である。一方、LSIチ
ツプから発生する熱量は、高集積化に伴なつてま
すます増大する傾向にあり、この熱エネルギーを
効率的に放散させることも極めて重要である。
LSIチツプの高信頼度を保証するためには、LSI
チツプの温度上昇をできるだけ抑えて、チツプを
一定温度以下に保つことが必要不可欠であるから
である。
しかしながら、従来のLSIパツケージは、上述
の配線の高性能化と熱放散の効率化というと2つ
の要求を同時に十分満足させることができない。
の配線の高性能化と熱放散の効率化というと2つ
の要求を同時に十分満足させることができない。
第1図は、従来のLSIパツケージの代表的な一
例を示す断面図である。すなわち、有機絶縁体1
と配線導体2からなる多層回路基板上にLSIチツ
プを収容するチツプキヤリア3を搭載し、チツプ
キヤリア3からリード4がでて前記多層基板表面
に形成されたリードボンデイングパツド5と接続
されている。チツプキヤリア3の上面にはヒート
シンク6が取り付けられており、チツプキヤリア
3の内壁に取り付けられたICチツプ7から発生
する熱は、チツプキヤリア3を介してヒートシン
ク6へ伝導され、空中へ放散される。前記多層回
路基板は前述のように絶縁材料として有機樹脂を
使用しているため、低誘電率であり、信号配線間
のクロストークおよび信号の伝送遅延時間が小で
良好な伝送特性を有する。しかし、熱伝導性が低
いため、熱放散上に問題点がある。また、ヒート
シンク6は個々のチツプキヤリア3に取り付けら
れているため、大きさが制限され十分な放熱効果
が得られないという欠点がある。さらに、ヒート
シンク6が個々に独立しているため、液体冷却構
造を採用することが困難である。以上のように、
上述の従来のパツケージは熱放散の効率が悪い。
例を示す断面図である。すなわち、有機絶縁体1
と配線導体2からなる多層回路基板上にLSIチツ
プを収容するチツプキヤリア3を搭載し、チツプ
キヤリア3からリード4がでて前記多層基板表面
に形成されたリードボンデイングパツド5と接続
されている。チツプキヤリア3の上面にはヒート
シンク6が取り付けられており、チツプキヤリア
3の内壁に取り付けられたICチツプ7から発生
する熱は、チツプキヤリア3を介してヒートシン
ク6へ伝導され、空中へ放散される。前記多層回
路基板は前述のように絶縁材料として有機樹脂を
使用しているため、低誘電率であり、信号配線間
のクロストークおよび信号の伝送遅延時間が小で
良好な伝送特性を有する。しかし、熱伝導性が低
いため、熱放散上に問題点がある。また、ヒート
シンク6は個々のチツプキヤリア3に取り付けら
れているため、大きさが制限され十分な放熱効果
が得られないという欠点がある。さらに、ヒート
シンク6が個々に独立しているため、液体冷却構
造を採用することが困難である。以上のように、
上述の従来のパツケージは熱放散の効率が悪い。
第2図は、熱放散を良くした従来のLSIパツケ
ージの一例を示す。すなわち、セラミツク基板1
1上に配線導体12および無機絶縁体13から成
る多層回路が形成され、前記無機絶縁層13の表
面に設けたチツプボンデイングパツド15にIC
チツプ14を取り付けている。そして、セラミツ
ク基板11の前記多層回路形成面とは反対側の面
(裏面)に、ヒートシンク17が取り付けられた
構造である。上記無機絶縁体13は、アルミナ,
酸化シリコン等を主成分とするため、熱伝導率が
良く、有機絶縁体の10〜100倍の熱伝導率であ
る。さらに、LSIチツプ14はチツプボンデイン
グパツド15に直接取り付けられ、ヒートシンク
17がセラミツク基板11の裏面全体に取り付け
られているから、熱放散性が良好である。また、
ヒートシンク17をコールドプレートなどとして
利用することにより、液体冷却の方法を採用する
ことも比較的容易である。しかしながら、上述の
パツケージは以下に述べるように、信号配線回路
の特性に問題がある。すなわち、無機絶縁体13
の誘電率は、有機絶縁材料2倍程度であるから、
信号配線の伝送遅延時間が大きく、また信号配線
間の静電容量が大となるためクロストークが大き
いという欠点がある。また、無機絶縁体に配線導
体を形成させるには、通常スクリーン印刷法が用
いられるため、信号線幅を微細化することが困難
であり、配線密度を大にすることができないとい
う欠点がある。また、信号線幅が大きいというこ
とは、クロストークや遅延時間がより大きくなる
という欠点を有する。
ージの一例を示す。すなわち、セラミツク基板1
1上に配線導体12および無機絶縁体13から成
る多層回路が形成され、前記無機絶縁層13の表
面に設けたチツプボンデイングパツド15にIC
チツプ14を取り付けている。そして、セラミツ
ク基板11の前記多層回路形成面とは反対側の面
(裏面)に、ヒートシンク17が取り付けられた
構造である。上記無機絶縁体13は、アルミナ,
酸化シリコン等を主成分とするため、熱伝導率が
良く、有機絶縁体の10〜100倍の熱伝導率であ
る。さらに、LSIチツプ14はチツプボンデイン
グパツド15に直接取り付けられ、ヒートシンク
17がセラミツク基板11の裏面全体に取り付け
られているから、熱放散性が良好である。また、
ヒートシンク17をコールドプレートなどとして
利用することにより、液体冷却の方法を採用する
ことも比較的容易である。しかしながら、上述の
パツケージは以下に述べるように、信号配線回路
の特性に問題がある。すなわち、無機絶縁体13
の誘電率は、有機絶縁材料2倍程度であるから、
信号配線の伝送遅延時間が大きく、また信号配線
間の静電容量が大となるためクロストークが大き
いという欠点がある。また、無機絶縁体に配線導
体を形成させるには、通常スクリーン印刷法が用
いられるため、信号線幅を微細化することが困難
であり、配線密度を大にすることができないとい
う欠点がある。また、信号線幅が大きいというこ
とは、クロストークや遅延時間がより大きくなる
という欠点を有する。
そこで、出願人は配線導体を包含するセラミツ
ク基板の表面の第一の部分に無機絶縁体中に配線
導体を配した多層回路を形成し、セラミツク基板
の表面の第二の部分にLSIチツプを密着したLSI
パツケージの技術を提案した(特開昭54―
8976)。
ク基板の表面の第一の部分に無機絶縁体中に配線
導体を配した多層回路を形成し、セラミツク基板
の表面の第二の部分にLSIチツプを密着したLSI
パツケージの技術を提案した(特開昭54―
8976)。
しかし、この技術も多層回路の絶縁材料として
石英ガラスを主体とした無機ガラス系材料を使用
するので、特性が良くなく、また、セラミツク基
板中の配線を信号配線として使用するので、前述
のように伝送遅延時間が大きく、クロストークが
大きい問題が残つた。
石英ガラスを主体とした無機ガラス系材料を使用
するので、特性が良くなく、また、セラミツク基
板中の配線を信号配線として使用するので、前述
のように伝送遅延時間が大きく、クロストークが
大きい問題が残つた。
本発明の目的は、熱放散性がよく、しかも接続
配線が高性能化されその特性が改良されたLSIパ
ツケージを提供することにある。
配線が高性能化されその特性が改良されたLSIパ
ツケージを提供することにある。
本発明のパツケージは、放熱板がその裏面に密
着され配線導体を内部に包含するセラミツク基板
と、この基板の表面の第一の部分に形成された絶
縁体中に配線導体を包含する多層回路と、前記セ
ラミツク基板の表面の第二の部分に固着された
LSIチツプとを備えたLSIパツケージにおいて、
上記多層回路は、その絶縁体が有機絶縁体で構成
され、その内部の配線導体が信号配線であること
を特徴とする。
着され配線導体を内部に包含するセラミツク基板
と、この基板の表面の第一の部分に形成された絶
縁体中に配線導体を包含する多層回路と、前記セ
ラミツク基板の表面の第二の部分に固着された
LSIチツプとを備えたLSIパツケージにおいて、
上記多層回路は、その絶縁体が有機絶縁体で構成
され、その内部の配線導体が信号配線であること
を特徴とする。
次に、本発明を図面を参照して詳細に説明す
る。
る。
第3図は本発明の一実施例を示す断面図であ
り、配線導体22が内部に形成されているセラミ
ツク基板21上の第1の表面部分に、信号配線導
体24と有機絶縁体23からなる多層回路が形成
されている。そして、基板21の第2の表面部分
に、チツプボンデイングパツド25およびリード
ボンデイングパツド26を形成し、LSIチツプ2
7をハンダ付けによつてチツプボンデイングパツ
ド25に固着し、リードをリードボンデイングパ
ツド26に接続する。そして、セラミツク基板2
1の裏面にはヒートシンク28が密着して固着さ
れている。
り、配線導体22が内部に形成されているセラミ
ツク基板21上の第1の表面部分に、信号配線導
体24と有機絶縁体23からなる多層回路が形成
されている。そして、基板21の第2の表面部分
に、チツプボンデイングパツド25およびリード
ボンデイングパツド26を形成し、LSIチツプ2
7をハンダ付けによつてチツプボンデイングパツ
ド25に固着し、リードをリードボンデイングパ
ツド26に接続する。そして、セラミツク基板2
1の裏面にはヒートシンク28が密着して固着さ
れている。
本実施例では、LSIチツプ27から発生する熱
は、ハンダを介してボンデイングパツド25へ伝
えられ、さらにセラミツク基板21を通つてヒー
トシンク28へ効率よく伝導され空中に放散され
る。従つて、従来の有機絶縁体を使用したパツケ
ージに比べて熱放散効率がよく、LSIチツプ27
の温度を一定値以下に保つことが可能である。ま
た、信号配線導体24は、有機絶縁体23中に形
成されるから、選択メツキ法や選択エツチング法
等により信号線幅を容易に微細化することが可能
である。また、有機絶縁体23は低誘電率である
ため、信号線幅の微細化と併せて遅延時間の減少
およびクロストークの減少が可能である。本実施
例では、ポリイミド系樹脂に金の選択メツキ法で
信号配線を形成することにより、従来の無機絶縁
体にスクリーン印刷法で形成した信号配線の遅延
時間に比べて1/2〜1/3の遅延時間にすることがで
きた。なお、セラミツク基板21中に形成されて
いる配線導体22は、グランド層や電源層として
使用されている。グランド層や電源層は、それ程
微細化する必要はなく、かつ共通的に使用できる
パタンであるから、スクリーン印刷法によりセラ
ミツク基板中に形成するのに適している。
は、ハンダを介してボンデイングパツド25へ伝
えられ、さらにセラミツク基板21を通つてヒー
トシンク28へ効率よく伝導され空中に放散され
る。従つて、従来の有機絶縁体を使用したパツケ
ージに比べて熱放散効率がよく、LSIチツプ27
の温度を一定値以下に保つことが可能である。ま
た、信号配線導体24は、有機絶縁体23中に形
成されるから、選択メツキ法や選択エツチング法
等により信号線幅を容易に微細化することが可能
である。また、有機絶縁体23は低誘電率である
ため、信号線幅の微細化と併せて遅延時間の減少
およびクロストークの減少が可能である。本実施
例では、ポリイミド系樹脂に金の選択メツキ法で
信号配線を形成することにより、従来の無機絶縁
体にスクリーン印刷法で形成した信号配線の遅延
時間に比べて1/2〜1/3の遅延時間にすることがで
きた。なお、セラミツク基板21中に形成されて
いる配線導体22は、グランド層や電源層として
使用されている。グランド層や電源層は、それ程
微細化する必要はなく、かつ共通的に使用できる
パタンであるから、スクリーン印刷法によりセラ
ミツク基板中に形成するのに適している。
第4図は、本発明の他の実施例を示す断面図で
あり、この場合は、リードボンデイングパツド3
8を有機絶縁体34の表面に形成させることによ
り多層回路の領域の拡大を図つている。すなわ
ち、配線導体32および33が内部に形成されて
いるセラミツク基板31の第1の表面部分に、有
機絶縁体34および信号配線導体35からなる多
層回路が形成されている。また、チツプボンデイ
ングパツド36を第2の表面部分に形成し、その
上にLSI37を搭載する。そして、リードボンデ
イングパツド38は前記多層回路上に形成されて
いる。このため、多層回路を形成する第1の表面
部分が前述の実施例に比べて広くなつている。こ
の結果、より多くの信号配線を形成させることが
できる。また、セラミツク基板31の裏面にはピ
ン39を植設し、外部との接続に用いる。ピン3
9は前記配線導体33に接続されており、導体3
3はさらに電源層配線導体32や信号配線導体3
5に適宜接続されている。また、ピン39を植設
した部分を除くセラミツク基板31の裏面には、
コールドプレート40が密着固着されている。
LSIチツプ37の発熱は、チツプボンデイングパ
ツド36,セラミツク基板31を介してコールド
プレート40に伝導され、コールドプレート40
の両端部は(図示されない)冷却用液体によつて
冷却されている。以上のように、この実施例の場
合も、前述の実施例と同様に信号線の性能はよ
く、熱放散性も良好であり、さらに、信号配線を
より多く収容することを可能としている。
あり、この場合は、リードボンデイングパツド3
8を有機絶縁体34の表面に形成させることによ
り多層回路の領域の拡大を図つている。すなわ
ち、配線導体32および33が内部に形成されて
いるセラミツク基板31の第1の表面部分に、有
機絶縁体34および信号配線導体35からなる多
層回路が形成されている。また、チツプボンデイ
ングパツド36を第2の表面部分に形成し、その
上にLSI37を搭載する。そして、リードボンデ
イングパツド38は前記多層回路上に形成されて
いる。このため、多層回路を形成する第1の表面
部分が前述の実施例に比べて広くなつている。こ
の結果、より多くの信号配線を形成させることが
できる。また、セラミツク基板31の裏面にはピ
ン39を植設し、外部との接続に用いる。ピン3
9は前記配線導体33に接続されており、導体3
3はさらに電源層配線導体32や信号配線導体3
5に適宜接続されている。また、ピン39を植設
した部分を除くセラミツク基板31の裏面には、
コールドプレート40が密着固着されている。
LSIチツプ37の発熱は、チツプボンデイングパ
ツド36,セラミツク基板31を介してコールド
プレート40に伝導され、コールドプレート40
の両端部は(図示されない)冷却用液体によつて
冷却されている。以上のように、この実施例の場
合も、前述の実施例と同様に信号線の性能はよ
く、熱放散性も良好であり、さらに、信号配線を
より多く収容することを可能としている。
以上のように、本発明においては、LSIチツプ
はセラミツク基板に固着させ、信号配線は有機絶
縁体中に形成させた構造としたから、LSIチツプ
の放熱性がよく、しかも信号線の微細化が可能で
ある。従つて、LSIチツプの高集積化、高密度実
装ができ、装置の小型化が促進されるという効果
があり、さらに、信号配線の遅延時間および信号
配線間のクロストークを減少させることができる
効果を奏する。
はセラミツク基板に固着させ、信号配線は有機絶
縁体中に形成させた構造としたから、LSIチツプ
の放熱性がよく、しかも信号線の微細化が可能で
ある。従つて、LSIチツプの高集積化、高密度実
装ができ、装置の小型化が促進されるという効果
があり、さらに、信号配線の遅延時間および信号
配線間のクロストークを減少させることができる
効果を奏する。
第1図および第2図はそれぞれ従来のLSIパツ
ケージの一例を示す断面図、第3図および第4図
はそれぞれ本発明の一実施例を示す断面図であ
る。 図において、1,23,34…有機絶縁体、
2,12,22,24,32,33,35…配線
導体、5,16,26,38…リードボンデイン
グパツド、6,17,28…ヒートシンク、7,
14,27,37…LSIチツプ、11,21,3
1…セラミツク基板、13…無機絶縁体、15,
25,36…チツプボンデイングパツド、39…
ピン、40…コールドプレート。
ケージの一例を示す断面図、第3図および第4図
はそれぞれ本発明の一実施例を示す断面図であ
る。 図において、1,23,34…有機絶縁体、
2,12,22,24,32,33,35…配線
導体、5,16,26,38…リードボンデイン
グパツド、6,17,28…ヒートシンク、7,
14,27,37…LSIチツプ、11,21,3
1…セラミツク基板、13…無機絶縁体、15,
25,36…チツプボンデイングパツド、39…
ピン、40…コールドプレート。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 放熱板がその裏面に密着され配線導体を内部
に包含するセラミツク基板と、 この基板の表面の第一の部分に形成された絶縁
体中に配線導体を包含する多層回路と、 前記セラミツク基板の表面の第二の部分に固着
されたLSIチツプと を備えたLSIパツケージにおいて、 上記セラミツク基板中の配線導体は電源配線ま
たはグランド配線であり、 上記多層回路は、 その絶縁体が有機絶縁体で構成され、 その内部の配線導体が信号配線である ことを特徴とするLSIパツケージ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56011594A JPS57126154A (en) | 1981-01-30 | 1981-01-30 | Lsi package |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56011594A JPS57126154A (en) | 1981-01-30 | 1981-01-30 | Lsi package |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS57126154A JPS57126154A (en) | 1982-08-05 |
JPS6250981B2 true JPS6250981B2 (ja) | 1987-10-28 |
Family
ID=11782228
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP56011594A Granted JPS57126154A (en) | 1981-01-30 | 1981-01-30 | Lsi package |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS57126154A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01125678U (ja) * | 1988-02-12 | 1989-08-28 | ||
JPH02133374U (ja) * | 1989-04-12 | 1990-11-06 |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5936949A (ja) * | 1982-08-25 | 1984-02-29 | Nec Corp | マルチチツプパツケ−ジ |
JPS6047496A (ja) * | 1983-08-26 | 1985-03-14 | 日立化成工業株式会社 | セラミツク基板 |
JPS60154596A (ja) * | 1984-01-23 | 1985-08-14 | 日本電気株式会社 | 多層配線基板 |
JPH067578B2 (ja) * | 1985-01-28 | 1994-01-26 | 日本電気株式会社 | セラミツク多層基板 |
JP3309492B2 (ja) * | 1993-05-28 | 2002-07-29 | 住友電気工業株式会社 | 半導体装置用基板 |
CH690806A5 (de) * | 1997-03-27 | 2001-01-15 | Ppc Electronic Ag | Mehrlagiger Leiterplattenkörper für hohe Spannungen und hohe Ströme sowie Verfahren zur Herstellung eines solchen Leiterplattenkörpers. |
US9159670B2 (en) * | 2013-08-29 | 2015-10-13 | Qualcomm Incorporated | Ultra fine pitch and spacing interconnects for substrate |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS548976A (en) * | 1977-06-22 | 1979-01-23 | Nec Corp | Lsi package |
-
1981
- 1981-01-30 JP JP56011594A patent/JPS57126154A/ja active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS548976A (en) * | 1977-06-22 | 1979-01-23 | Nec Corp | Lsi package |
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JPH01125678U (ja) * | 1988-02-12 | 1989-08-28 | ||
JPH02133374U (ja) * | 1989-04-12 | 1990-11-06 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS57126154A (en) | 1982-08-05 |
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