JP2002131160A - センサ装置 - Google Patents
センサ装置Info
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Abstract
センサチップに対して信号を入出力するためのターミナ
ルを配設し、センサチップとターミナルとをワイヤボン
ディングしてなる圧力センサにおいて、温度変化や高い
圧力が印加された場合に、ワイヤが破壊されるのを抑制
できるようにする。 【解決手段】 センサチップ20の搭載領域の周囲に配
置された各々のターミナル12を、当該ターミナル12
と最も近い位置にあるパッド部21よりも遠い位置にあ
るパッド部21とワイヤボンディングにより接続してい
る。それにより、結線された各ワイヤ13の長さを長く
し、温度変化や高い圧力が印加された場合に発生する応
力によるワイヤ13の変形を吸収し易くする。
Description
としてのセンサチップと該センサチップに対して信号を
入出力するためのターミナルを配設し、センサチップと
ターミナルとをワイヤボンディングしてなるセンサ装置
に関し、例えば、圧力センサ等に適用される。
ては、ケースと、このケースに搭載された検出部として
のセンサチップと、このセンサチップと外部とを電気的
に接続するためにケースに埋設された複数個のターミナ
ルとを備えた圧力センサが知られている。
ら複数個のターミナルを、ケースのうちセンサチップの
搭載領域の周囲に突出させ、各々突出したターミナル
と、センサチップに形成された信号取り出し用のパッド
部とを、ワイヤボンディングにより接続した構成として
いる。
々のターミナルとセンサチップのパッド部との一般的な
接続構成を、図6に示す。矩形のセンサチップ20の4
辺のそれぞれ略中央部には、信号取り出し用のパッド部
21が形成されている。
伴う歪みを歪みゲージ(図示せず)を介して電気信号と
して出力するものであり、当該歪みゲージによりブリッ
ジ回路が形成されている。そして、4個のパッド部21
は、それぞれ、ブリッジ回路における電源端子、接地端
子(GND)、出力端子等に対応して設けられている。
辺のそれぞれの外側に近接し、各パッド部21に対応し
て配置されている。そして、各パッド部は、対応する各
ターミナル12とワイヤボンディングにより形成された
ワイヤ13により結線され、電気的に接続されている。
6に示す様な、従来のターミナルとセンサチップのパッ
ド部との接続構成においては、各ターミナル12を、こ
れに対応するパッド部21に近接して配置しているた
め、ワイヤ13の長さが短いものとなっている。
化や高い圧力が印加された場合、ワイヤに発生する応力
が大きいと、ワイヤ自身またはワイヤの接続部が破壊に
至る恐れがある。
出部としてのセンサチップと該センサチップに対して信
号を入出力するためのターミナルを配設し、センサチッ
プとターミナルとをワイヤボンディングしてなるセンサ
装置に対しては共通に発生すると考えられる。そして、
特に、上述したような圧力と温度との要因が大きいと考
えられる。
部としてのセンサチップと該センサチップに対して信号
を入出力するためのターミナルを配設し、センサチップ
とターミナルとをワイヤボンディングしてなるセンサ装
置において、温度変化や高い圧力が印加された場合に、
ワイヤが破壊されるのを抑制できるようにすることを目
的とする。
い圧力が印加された場合には、ワイヤに発生する応力に
よってワイヤが変形し、この変形によりワイヤの破壊が
生じることに着目し、ワイヤの長さを長くすれば、この
ような変形を吸収しやすくできるのではないかとの考え
に基づいてなされたものである。
ース(10)と、このケースに搭載された検出部として
のセンサチップ(20)と、センサチップに形成されセ
ンサチップの信号を外部に取り出すための複数個のパッ
ド部(21)と、センサチップと外部とを電気的に接続
するためにケースに設けられた複数個のターミナル(1
2)とを備え、これら複数個のターミナルはケースのう
ち前記センサチップの搭載領域の周囲に配置されてお
り、各々のターミナルとパッド部とが、ワイヤボンディ
ングにより接続されてなるセンサ装置において、各々の
ターミナルを、当該ターミナルと最も近い位置にあるパ
ッド部よりも遠い位置にあるパッド部とワイヤボンディ
ングにより接続したことを特徴としている。
ワイヤの長さを従来に比べて長くすることができるた
め、温度変化や高い圧力が印加された場合に発生する応
力によるワイヤの変形を吸収し易くできる。よって、本
発明によれば、温度変化や高い圧力が印加された場合
に、ワイヤが破壊されるのを抑制できる。
サチップ(20)が矩形であり、パッド部(21)がセ
ンサチップの4辺のそれぞれ略中央部に配置された4個
のものよりなり、ターミナル(12)が、センサチップ
の4辺のそれぞれの外側に近接して配置された4個のも
のよりなる場合に、各々のターミナルを、近接して対向
するセンサチップの辺の隣に位置する辺に配置されたパ
ッド部と、ワイヤボンディングにより接続するようにし
たことを特徴としている。
構成を従来に対して変えることなく、センサチップを従
来の配置(上記図6参照)に対して所定角度(例えば9
0°)回転させるだけで、請求項1に記載の発明と同様
の作用効果を奏することができる。
チップ(20)が矩形であり、パッド部(21)がセン
サチップの4辺のそれぞれに配置された4個のものより
なり、ターミナル(12)が、センサチップの4辺のそ
れぞれの外側に近接して配置された4個のものよりなる
場合に、各々のパッド部(21)をセンサチップの各辺
の中央部よりも角部側にずれて配置し、各々のターミナ
ルを、近接して対向するセンサチップの辺に配置された
パッド部とワイヤボンディングにより接続したことを特
徴としている。それによっても、請求項1に記載の発明
と同様の作用効果を奏することができる。
(10)と、このケースに搭載された圧力検出用のセン
サチップ(20)と、センサチップに形成されセンサチ
ップの信号を外部に取り出すための複数個のパッド部
(21)と、センサチップと外部とを電気的に接続する
ためにケースに埋設された複数個のターミナル(12)
とを備え、これら複数個のターミナルはケースのうちセ
ンサチップの搭載領域の周囲に突出した突出部(12
a)を有しており、各々の突出部とパッド部とが、ワイ
ヤボンディングにより接続されてなる圧力センサにおい
て、各々のターミナルの突出部を、当該突出部と最も近
い位置にあるパッド部よりも遠い位置にあるパッド部と
ワイヤボンディングにより接続したことを特徴としてい
る。
同様の作用効果を奏する圧力センサを提供することがで
きる。
は、請求項5に記載されている圧力センサの場合に、特
に有効であると考えられる。
する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一
例である。
について説明する。以下の各実施形態では、本発明のセ
ンサ装置を圧力センサに具体化したものとして説明す
る。図1は本実施形態に係る圧力センサS1の全体概略
を示す断面図であり、この圧力センサS1は例えば自動
車に搭載され自動車の燃料噴射系の燃料圧を検出するも
のに適用することができる。
本例では、このケース10は、PPS(ポリフェニレン
サルファイド)やPBT(ポリブチレンテレフタレー
ト)等の樹脂を型成形することにより作られ、略円柱状
をなしている。このケース10の一端面(図1中、下方
側の端面)には凹部11が形成されている。
ンサ素子としてのセンサチップ(検出部)20が配設さ
れている。本例のセンサチップ20は、受圧面としての
ダイヤフラム(図示せず)を有し、受けた圧力を電気信
号に変換しこの電気信号をセンサ信号として出力する半
導体ダイヤフラム式のものである。そして、センサチッ
プ20は、ガラス等よりなる台座21に陽極接合等によ
り一体化されて、台座21を凹部11の底面に接着する
ことで、ケース10に搭載されている。
と外部の回路等とを電気的に接続するための複数個の金
属製棒状のターミナル(コネクタピン)12が埋設され
ている。本例では、ターミナル12は黄銅(真鍮)にメ
ッキ処理(例えばNiメッキ)を施した材料よりなり、
インサートモールドによりケース10と一体に成形され
ることによりケース10内にて保持されている。
端側)の端部は、センサチップ20の搭載領域の周囲に
おいて凹部11の底面から突出して配置されている。こ
の突出した部分は、ターミナル12においてセンサチッ
プ20とワイヤボンディングが行われる突出部12aと
して構成されている。
サチップ20のパッド部21との接続構成を示す概略平
面図である。センサチップ20には、センサチップ20
の信号を外部に取り出すための複数個のパッド部21が
形成されている。本例では、センサチップ20は矩形で
あり、パッド部21はセンサチップ20の4辺のそれぞ
れ略中央部に配置された4個のものよりなる。
伴う上記ダイヤフラムの歪みを歪みゲージ(図示せず)
を介して電気信号として出力するものであり、当該歪み
ゲージによりブリッジ回路が形成されている。そして、
4個のパッド部21は、それぞれ、ブリッジ回路におけ
る電源端子、接地端子(GND)、出力端子等に対応し
て設けられている。
は、センサチップ20の4辺のそれぞれの外側に近接し
て配置された4個のものよりなる。各々のターミナル1
2とパッド部21とは、上記ブリッジ回路における端子
機能に応じて、ワイヤボンディングにより形成された金
やアルミニウム等のワイヤ13により結線され、電気的
に接続されている。
ーミナル21の突出部12aは、当該ターミナルと最も
近い位置にあるパッド部21よりも遠い位置にあるパッ
ド部21とワイヤボンディングにより接続されている。
具体的には、図2に示す様に、各々のターミナル12
は、近接して対向するセンサチップ20の辺に配置され
たパッド部21ではなく、その隣に位置する辺に配置さ
れたパッド部21と、ワイヤボンディングにより接続さ
れている。
側面の周囲には、ケース10とターミナル12との隙間
を封止するためのシール剤14が設けられている。この
シール剤14は例えばシリコン系樹脂よりなるもので、
このシール剤14により、もし、突出部12aが突出す
る凹部11の底面部分に隙間があってもその隙間は封止
される。
(図1中、上方端側)は、突出部12aとは反対側のタ
ーミナル12の他端側を例えばワイヤハーネス等の外部
配線部材(図示せず)を介して上記外部回路(車両のE
CU等)に電気的に接続するための接続部15となって
いる。こうして、センサチップ20と外部との間の信号
の伝達は、ワイヤ13及びターミナル12を介して行わ
れるようになっている。
あり、例えばステンレス(SUS)等の金属材料よりな
る本体部31を備える。この本体部31は、自動車の燃
料配管から燃料が導入される圧力導入孔32と、圧力セ
ンサS1を燃料配管等に固定するためのネジ部33とを
有する。
ばSUS等)製のシールダイヤフラム(メタルダイヤフ
ラム)34と金属(例えばSUS等)製の押さえ部材
(リングウェルド)35とが本体部31に全周溶接さ
れ、圧力導入孔32の一端に気密接合されたものとなっ
ている。
本体部31の端部36をケース10の一端側(図1中の
下端側)にかしめることによりケース10と固定され一
体化されている。こうして組み合わせられたケース10
とハウジング30において、ケース10の凹部11とハ
ウジング30のシールダイヤフラム34との間で、圧力
検出室40が構成されている。
り封入液であるオイル(フッ素オイル等)41が充填さ
れ封入されている。このオイル41の封入により、凹部
11にはセンサチップ20及びワイヤ13等の電気接続
部分を覆うようにオイル41が充填され、更に、オイル
41はシールダイヤフラム34により覆われて封止され
た形となる。このように、圧力は、シールダイヤフラム
34、オイル41を介して、センサチップ20、ワイヤ
13、ターミナル12に印加されることになる。
の溝(Oリング溝)42が形成され、この溝42内に
は、圧力検出室40を気密封止するためのOリング43
が配設されている。このOリング43は例えばシリコン
ゴム等の弾性材料よりなり、ケース10とハウジング3
0の押さえ部材35とにより挟まれて押圧されている。
こうして、シールダイヤフラム34とOリング43とに
より圧力検出室40が封止され閉塞されている。
ング43の外周にバックアップリング44が設けられて
いる。このバックアップリング44は、例えば4フッ化
エチレン樹脂等の樹脂材料よりなり、Oリング43が広
がったときにOリング43がケース10と押さえ部材3
5との隙間に入り込んで損傷するのを防止する等の役割
を担うものである。
いて述べる。ターミナル12がインサート成形されたケ
ース10を用意する。シリコン系樹脂等よりなる接着剤
を用いて、ケース10の凹部11内へセンサチップ20
を台座21を介し接着固定する。
し、シール剤14を各突出部12aの側面の周囲へ行き
渡らせた後、硬化させる。次に、ワイヤボンディングを
行って、各ターミナル12の突出部12aの先端面とセ
ンサチップ20とをワイヤ13で結線する。
ース10を配置し、ケース10の上方から、ディスペン
サ等によりフッ素オイル等よりなるオイル41を、凹部
11へ一定量注入する。
え部材35が全周溶接され、圧力導入孔32の一端に気
密接合されたハウジング30を用意し、このハウジング
30を上から水平を保ったまま、ケース10に嵌合する
ように降ろす。この状態のものを真空室に入れて真空引
きを行い圧力検出室40内の余分な空気を除去する。
さえ部材35とが十分接するまで押さえ、シールダイヤ
フラム34とOリング43によりシールされた圧力検出
室40を形成する。次に、ハウジング30における本体
部31の端部36をケース10の一端側にかしめること
によりケース10と一体化する。こうして、ケース10
とハウジング30との組合せ固定がなされ、図1に示す
圧力センサS1が完成する。
動作について述べる。圧力センサS1は、例えば、ハウ
ジング30のネジ部33を介して、車両における燃料配
管系の適所に取り付けられる。そして、該燃料配管内の
燃料圧がハウジング30の圧力導入孔32より圧力セン
サS1内に導入される。
フラム34から圧力検出室40内のオイル41を介し
て、センサチップ20の受圧面に印加される。そして、
印加された圧力に応じた電気信号がセンサ信号として、
センサチップ20から出力される。このセンサ信号は、
センサチップ20からワイヤ13、ターミナル12を介
して、上記外部回路へ伝達され、燃料配管の燃料圧が検
出される。
す様に、センサチップ20の搭載領域の周囲に配置され
た各々のターミナル12を、当該ターミナル12と最も
近い位置にあるパッド部21よりも遠い位置にあるパッ
ド部21とワイヤボンディングにより接続したことを主
たる特徴としている。
ワイヤ13の長さを従来(上記図6参照)に比べて長く
することができるため、温度変化や高い圧力が印加され
た場合に発生する応力によるワイヤ13の変形を吸収し
易くできる。ここで、図3は、本実施形態の効果を説明
するための説明図である。
は、センサチップ20との接続部及びターミナル12と
の接続部の間で、上方へ凸形状となったループを描く。
このワイヤ13において、上記した応力は、特に、ワイ
ヤ13の各接続部における曲がり部13aに発生しやす
い。
L)を長くすると、この曲がり部13aの曲率を小さく
して上記応力を低減できるとともに、上記応力によるワ
イヤ13の変形を吸収し易くできる。従って、本実施形
態によれば、温度変化や高い圧力が印加された場合に、
ワイヤ13が破壊されるのを抑制できる。
イヤ長さ)を長くしたことによる上記応力の低減につい
て具体的に解析した効果を図4に示す。本実施形態で
は、従来(上記図6参照)におけるワイヤ長さに比べ
て、2倍のワイヤ長さとすることができ、それに伴って
応力を1/2程度に低減できている。
21が、矩形状のセンサチップ20の4辺のそれぞれ略
中央部に配置されており、4個のターミナル12(突出
部12a)が、センサチップ20の4辺のそれぞれの外
側に近接して配置されており、各々のターミナル12
を、近接して対向するセンサチップ20の辺の隣に位置
する辺に配置されたパッド部21と、ワイヤボンディン
グにより接続している。
ッド部21の構成を従来(上記図1参照)に対して変え
ることなく、センサチップ20を従来の配置(上記図6
参照)に対して90°回転させるだけで、ワイヤ13の
長さを長くすることができ、温度変化や高い圧力が印加
された場合に、ワイヤ13が破壊されるのを抑制でき
る。
4個のパッド部21が、矩形状のセンサチップ20の4
辺のそれぞれに配置されており、4個のターミナル12
(突出部12a)が、センサチップ20の4辺のそれぞ
れの外側に近接して配置されている場合、各々のパッド
部21をセンサチップ20の各辺の中央部よりも角部側
にずれて配置し、各々のターミナル12を、近接して対
向するセンサチップ20の辺に配置されたパッド部21
とワイヤボンディングにより接続するようにしても良
い。
することができ、温度変化や高い圧力が印加された場合
に、ワイヤ13が破壊されるのを抑制できる。
のセンサチップと該センサチップに対して信号を入出力
するためのターミナルを配設し、センサチップとターミ
ナルとをワイヤボンディングしてなるセンサ装置におい
て、各々のターミナルとセンサチップのパッド部とのワ
イヤボンディング構成を工夫したことを要部とするもの
であり、上記圧力センサ以外にも、加速度センサ、角速
度センサ、磁気センサ、光センサ等のセンサ装置に適用
しても良い。
断面図である。
ンサチップのパッド部との接続構成を示す概略平面図で
ある。
ある。
す図である。
センサチップのパッド部との一般的な接続構成を示す図
である。
の突出部、20…センサチップ、21…パッド部。
Claims (5)
- 【請求項1】 ケース(10)と、 このケースに搭載された検出部としてのセンサチップ
(20)と、 前記センサチップに形成され前記センサチップの信号を
外部に取り出すための複数個のパッド部(21)と、 前記センサチップと外部とを電気的に接続するために前
記ケースに設けられた複数個のターミナル(12)とを
備え、 これら複数個のターミナルは前記ケースのうち前記セン
サチップの搭載領域の周囲に配置されており、 各々の前記ターミナルと前記パッド部とが、ワイヤボン
ディングにより接続されてなるセンサ装置において、 各々の前記ターミナルは、当該ターミナルと最も近い位
置にある前記パッド部よりも遠い位置にある前記パッド
部とワイヤボンディングにより接続されていることを特
徴とするセンサ装置。 - 【請求項2】 前記センサチップ(20)は矩形であ
り、 前記パッド部(21)は前記センサチップの4辺のそれ
ぞれ略中央部に配置された4個のものよりなり、 前記ターミナル(12)は、前記センサチップの4辺の
それぞれの外側に近接して配置された4個のものよりな
り、 各々の前記ターミナルは、近接して対向する前記センサ
チップの辺の隣に位置する辺に配置された前記パッド部
と、ワイヤボンディングにより接続されていることを特
徴とする請求項1に記載のセンサ装置。 - 【請求項3】 前記センサチップ(20)は矩形であ
り、 前記パッド部(21)は前記センサチップの4辺のそれ
ぞれに配置された4個のものよりなり、 前記ターミナル(12)は、前記センサチップの4辺の
それぞれの外側に近接して配置された4個のものよりな
り、 各々の前記パッド部(21)は前記センサチップの各辺
の中央部よりも角部側にずれて配置されており、 各々の前記ターミナルは、近接して対向する前記センサ
チップの辺に配置された前記パッド部と、ワイヤボンデ
ィングにより接続されていることを特徴とする請求項1
に記載のセンサ装置。 - 【請求項4】 ケース(10)と、 このケースに搭載された圧力検出用のセンサチップ(2
0)と、 前記センサチップに形成され前記センサチップの信号を
外部に取り出すための複数個のパッド部(21)と、 前記センサチップと外部とを電気的に接続するために前
記ケースに埋設された複数個のターミナル(12)とを
備え、 これら複数個のターミナルは前記ケースのうち前記セン
サチップの搭載領域の周囲に突出した突出部(12a)
を有しており、 各々の前記突出部と前記パッド部とが、ワイヤボンディ
ングにより接続されてなる圧力センサにおいて、 各々の前記突出部は、当該突出部と最も近い位置にある
前記パッド部よりも遠い位置にある前記パッド部とワイ
ヤボンディングにより接続されていることを特徴とする
圧力センサ。 - 【請求項5】 前記センサチップ(20)と前記ワイヤ
ボンディングにより形成されたボンディングワイヤ(1
3)とは、印加される圧力を受ける空間内に配置されて
いることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1つ
に記載の圧力センサ。
Priority Applications (2)
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---|---|---|---|
JP2000322725A JP3617441B2 (ja) | 2000-10-23 | 2000-10-23 | センサ装置 |
DE10147044.4A DE10147044B4 (de) | 2000-09-26 | 2001-09-25 | Drucksensor mit einem Erfassungselement, welches durch einen Bonddraht mit einem Anschluss verbunden ist |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000322725A JP3617441B2 (ja) | 2000-10-23 | 2000-10-23 | センサ装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JP2002131160A true JP2002131160A (ja) | 2002-05-09 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100399526C (zh) * | 2002-11-22 | 2008-07-02 | 松下电器产业株式会社 | 半导体器件的布局检验方法 |
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2000
- 2000-10-23 JP JP2000322725A patent/JP3617441B2/ja not_active Expired - Fee Related
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CN100399526C (zh) * | 2002-11-22 | 2008-07-02 | 松下电器产业株式会社 | 半导体器件的布局检验方法 |
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