JPH0870090A - 半導体集積回路 - Google Patents

半導体集積回路

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JPH0870090A
JPH0870090A JP6204705A JP20470594A JPH0870090A JP H0870090 A JPH0870090 A JP H0870090A JP 6204705 A JP6204705 A JP 6204705A JP 20470594 A JP20470594 A JP 20470594A JP H0870090 A JPH0870090 A JP H0870090A
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JP
Japan
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integrated circuit
die pad
lead frame
semiconductor integrated
outer peripheral
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Tomoya Aizawa
智哉 相沢
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Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 半導体集積回路の外部への電源経路でのイン
ダクタンスや電気抵抗を低減する。 【構成】 ダイパッドDについても、そのダイパッドフ
ィンガ部やそのダイパッドリード部を経て、半導体集積
回路の外部の電源に関する配線に接続するようにする。
平面的に広がる該ダイパッドDの形状は、インダクタン
スが少ない。更に、信号リードフレームLと前記ダイパ
ッドDのチップ搭載部との間の領域の少なくとも一部を
も含む形状とされた外周配線領域リードフレームEを用
いて、半導体集積回路の外部の電源に関する配線に接続
する。集積回路チップCから前記ダイパッドDや、又前
記外周配線領域リードフレームEへの配線は、比較的容
易であり、複数行うことができ、インダクタンスや電気
抵抗を低減することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、集積回路パッケージに
封止されたその集積回路チップへと論理回路等を作り込
むようにした半導体集積回路に係り、特に、製造コスト
を抑えながら、当該半導体集積回路の外部から前記集積
回路チップへの電源経路でのインダクタンスや電流抵抗
をより低減し、スイッチングノイズを抑える等、電気的
な特性を向上することができる半導体集積回路に関す
る。
【0002】
【従来の技術】電子回路の集積回路化は、その全体の小
型化や、信頼性の向上、消費電力の低減等の多くの利点
を有している。又、近年ますます、半導体集積回路の集
積度が向上され、作り込まれるトランジスタ数や論理ゲ
ート数が増加されている。例えば、より微細な集積回路
チップの製造が可能となり、単位面積当りに作り込むこ
とができるトランジスタ数等が増加され、半導体集積回
路の集積度も向上されているものである。
【0003】又、このように集積度が向上され、半導体
集積回路に作り込まれる回路規模が増大されると、ほぼ
これに比例して、その半導体集積回路の外部から入出力
される信号数が増大するものである。又、このような入
出力する信号の増大に伴って、その半導体集積回路のパ
ッケージに設けられる入出力ピンの数も増大されるもの
である。一方、集積回路チップに設けることができる入
出力ピンの数は、その配置形態やそのピッチ(間隔)、
又その集積回路パッケージの外寸等に依存するものであ
る。
【0004】例えば、従来からユーザに提供される集積
回路のパッケージ形態には、例えば、表面実装型パッケ
ージとして、QFP(quad flat package )パッケージ
や、PLCC(plastic leaded chip carrier )パッケ
ージ等がある。又、挿入型パッケージとしては、DIP
(dual in line package)パッケージや、PGAパッケ
ージ等がある。このような種々のパッケージ形態にあっ
て、例えば前記挿入型パッケージの前記DIPパッケー
ジ等では、その入出力ピン数は数十ピン程度である。一
方、前記QFPパッケージの集積回路では、百数十ピン
以上ものピン数のものもある。例えば、現在では、24
0ピンや304ピンのものまである。
【0005】図6は、従来からのQFPパッケージにお
ける入出力ピンの構造図である。
【0006】この図6においては、半導体集積回路1の
その集積回路パッケージ3には、論理回路等が作り込ま
れた集積回路チップCが封止されている。該集積回路チ
ップCには、当該半導体集積回路1の外部からの電源供
給や、信号入出力のための電気的な接続に用いるパッド
Pが、その表面に多数設けられている。一方、前記集積
回路パッケージ3には、当該半導体集積回路1の外部か
らの電源供給や信号入出力のために用いる、多数の信号
リードフレームLが設けられている。
【0007】ここで、該信号リードフレームLにおい
て、前記集積回路パッケージ3の外側をリード部Lb と
称する。又、このリード部Lb から前記集積回路チップ
C側を、特にフィンガ部La と称する。
【0008】前記半導体集積回路1において、前記集積
回路チップCは、前記集積回路パッケージ3中にあっ
て、ダイパッドD上に搭載されている。該ダイパッドD
は、前記信号リードフレームLのいずれに対しても、通
常は未接続となっているものである。又、該フィンガ部
La の前記リード部Lb の反対側は、ボンディングワイ
ヤWにて、前記集積回路チップC上の前記パッドPに接
続されている。
【0009】ここで、例えばこの図6に示されるような
QFPパッケージにあっては、前記入出力ピン、即ち前
記信号リードフレームLの本数を増加させようとした場
合、該信号リードフリームLの配置ピッチ(間隔)をよ
り狭くしなければならず、該信号リードフレームLの太
さ自体細くしなければならない。あるいは、前記集積回
路パッケージ3の外径寸法を大きくし、前記信号リード
フレームLを設ける四方の各辺の寸法を大きくしなけれ
ばならない。このように前記集積回路パッケージ3の寸
法を大きくすると、前記フィンガ部La の長さや前記リ
ード部Lb の長さが長くなってしまう。
【0010】このように前記集積回路パッケージ3に設
けようとする前記信号リードフレームLの本数を増加さ
せようとした場合、前記信号リードフレームLのピッチ
を狭くすると、該信号リードフレームLの太さが細くな
ってしまい、該信号リードフレームLのインダクタンス
や電気抵抗が増大してしまう。又、このように前記信号
リードフレームLの本数増加のため、前記集積回路パッ
ケージ3の寸法を大きくした場合にあっても、前記フィ
ンガ部La や前記リード部Lb の長さの延長にて、該信
号リードフレームLのインダクタンスや電気抵抗は増大
してしまうものである。
【0011】このように該信号リードフレームLのイン
ダクタンスが増大してしまうと、その電気的な特性が低
下してしまうものである。例えば、前記半導体集積回路
1の外部から電源供給に用いる前記信号リードフレーム
Lのインダクタンスが増大してしまうと、スイッチング
ノイズが増加してしまう。次式に示すとおり、スイッチ
ングノイズ電圧Vsnは、その配線のインダクタンスLに
比例するものである。
【0012】Vsn=L×(di/dt) …(1)
【0013】又、このようにその信号リードフレームL
の本数を増加させるために、このように該信号リードフ
レームLに関する電気抵抗が増大してしまうと、その電
気的な特性が低下してしまうものである。この場合、ス
イッチングノイズが発生するだけでなく、電源のレギュ
レーション低下によって出力バッファの駆動能力が低下
してしまったり、その信号リードフレームLを伝達する
信号の速度が低下してしまう等の問題が生じてしまう。
【0014】このような前記信号リードフレームLに関
するインダクタンスを低減するために、該信号リードフ
レームL内に平面状の電源層やグランド層を内蔵すると
いう技術がある。これは、前記信号リードフレームLを
金属多層構造とし、信号等の入出力に用いる層とは独立
した層として、電源層又グランド層を設けることで、特
に電源系やグランド系の自己インダクタンスを低減する
というものである。
【0015】
【発明が達成しようとする課題】しかしながら、前記信
号リードフレームを金属多層構造とする場合、当然なが
ら、このような金属多層構造を構成するためのコストが
増大してしまう。例えば、通常の単層構造のものに比
べ、そのコストが2〜3倍程度まで増大してしまう場合
もある。
【0016】又、このような前記信号リードフレームL
に関するインダクタンスや電気抵抗を抑えるために、比
較的簡単な方法として、電源供給のためのリード・フレ
ームを、複数本用いることがある。しかしながら、この
場合には、該信号リードフレームLの活用効率が低下し
てしまう。
【0017】又、前記図6において、前記信号リードフ
レームLと前記パッドPを接続する前記ボンディングワ
イヤWの本数を増加させることで、少しでもインダクタ
ンスや電気抵抗を低減することも考えられる。即ち、1
本の前記信号リードフレームLに対して、複数の前記パ
ッドPから複数の前記ボンディングワイヤWで接続する
というものである。しかしながら、前記信号リードフレ
ームLはその本数の増大に伴なって細くなる傾向があ
り、複数の前記ボンディングワイヤWを接続することが
困難になる。
【0018】本発明は、前記従来の問題点を解決するべ
くなされたもので、製造コストを抑えながら、組み込む
集積回路チップから半導体集積回路の外部への電源経路
でのインダクタンスや電気抵抗をより低減し、スイッチ
ングノイズを抑える等、電気的な特性を向上することが
できる半導体集積回路を提供することを目的とする。
【0019】
【課題を達成するための手段】本発明は、当該半導体集
積回路の外部からの電源供給や信号入出力のための電気
的な接続に用いるパッドを、その表面に設けた集積回路
チップと、該集積回路チップをそのダイパッドチップ搭
載部へ搭載すると共に、そのダイパッドフィンガ部及び
そのダイパッドリード部を経て、当該半導体集積回路の
外部の電源に関する配線に電気的に接続されるダイパッ
ドと、該ダイパッドと、前記集積回路チップの電源に関
するパッドとを接続するボンディングワイヤと、その信
号フィンガ部及びその信号リード部を経て、当該半導体
集積回路の外部からの信号入出力のために電気的に接続
される信号リードフレームと、該信号リードフレーム
と、前記集積回路チップの信号入出力に関するパッドと
を接続するボンディングワイヤと、前記信号リードフレ
ームと前記ダイパッドチップ搭載部との間の領域の少な
くとも一部をも、その外周配線領域フィンガ部が占有す
るようにされた、該外周配線領域フィンガ部及びその外
周配線領域リード部を経て、当該半導体集積回路の外部
の電源に関する配線に接続される外周配線領域リードフ
レームと、該外周配線領域リードフレームと、前記集積
回路チップの電源に関するパッドとを接続するボンディ
ングワイヤとを備えたことにより、前記課題を達成した
ものである。
【0020】
【作用】従来からの単層構造の前記信号リードフレーム
Lについては、一般には、前記ダイパッドDと共に、単
一の金属層にて形成されるものである。即ち、前記集積
回路パッケージ3に設ける全ての前記信号リードフレー
ムLを単一の金属層にて形成すると共に、該金属層に前
記ダイパッドDをも加工し形成するようにされている。
本発明にあっては、このような金属単一層に対して加工
し製造することに限定するものではないが、このような
金属単一層においても形成できるような、前記信号リー
ドフレームL等の構造を見出しなされたものである。こ
れによって製造の容易性、又製造コストの低減を図って
いる。
【0021】本発明にあっては、例えばこのような金属
単一層にも作り込むことができ、その半導体集積回路の
電気的な特性に影響を与えるインダクタンスや電気抵抗
を抑えることができる、特に外周配線領域リードフレー
ムと称する新しい構成を加えた、前記信号リードフレー
ムL及び前記ダイパッドDを含めた構成を見出してなさ
れたものである。
【0022】本発明においては、まず第1に、前記ダイ
パッドDにおいて、ダイパッドフィンガ部及びダイパッ
ドリード部を設けるようにし、これらダイパッドフィン
ガ部及びダイパッドリード部を経て、その半導体集積回
路の外部の電源に関する配線に対して接続できるように
している。このため、従来半導体集積回路外部とは電気
的には未接続であった前記ダイパッドについても、その
半導体集積回路の外部からの電源供給等にも用いられる
ようにしている。
【0023】このような本発明のダイパッドと、該ダイ
パッドに搭載される集積回路チップ上の前記パッドとの
接続に用いられるボンディングワイヤは、該ダイパッド
に対して多数接続することが可能である。従って、まず
この点で、電気的な特性に影響を与えるインダクタンス
や電気抵抗を低減することができる。又、集積回路チッ
プを搭載する部分など、該ダイパッドは比較的広い面積
部分を有しており、この点でも、その自己インダクタン
スは低くなるものである。
【0024】次に、本発明においては、第2に、前記外
周配線領域リードフレームは、外周配線領域フィンガ部
及び外周配線領域リード部を有し、半導体集積回路の外
部の、電源に関する配線に接続できるようになってい
る。まず、該外周配線領域リードフレームにおいて、一
般の信号の入出力に用いる前記信号リードフレームと、
前記ダイパッドの特に前記集積回路チップを搭載する部
分との間の領域の、少なくとも一部をも、前記外周配線
領域フィンガ部が占有するようにされている。このた
め、前記集積回路チップ上のパッドは、このような領域
に設けられた前記外周配線領域フィンガ部に対して、ボ
ンディングワイヤにて、短距離でより容易に接続するこ
とができる。又、このような前記外周配線領域フィンガ
部に対しては、複数のパッドから複数のボンディングワ
イヤにて接続することも可能である。従って、電気的な
特性に影響を与えるインダクタンスや電気抵抗をより抑
えることが可能である。
【0025】
【実施例】以下、図について本発明の実施例を詳細に説
明する。
【0026】図1は、本発明が適用された第1実施例の
半導体集積回路の中央部の平面図である。
【0027】この図1においては、集積回路パッケシー
ジに封止される、集積回路チップCの周辺の平面図が示
されている。この図1では、特に、集積回路チップC
と、該集積回路チップCが搭載されたダイパッドDと、
該ダイパットDの周囲に設けられる合計24本の前記信
号リードフレームL及び合計8本の外周配線領域リード
フレームEとが備えられている。本実施例においては、
これらダイパッドD、合計24本の信号リードフレーム
L及び合計8本の外周配線領域リードフレームEは、い
ずれも導電性のものであり、単一の金属層にて形成した
ものとなっている。 この図1においては、前記ダイパ
ッドDのそのダイパッドリード部Lb 、及び、前記信号
リードフレームLのその信号リード部Lb 、及び、前記
外周配線領域リードフレームEのその外周配線領域リー
ド部Eb は、図示が省略されている。これらのリード部
Db 、Lb 及びEb は、この図1に示されるものの外側
となるものである。
【0028】又、前記図1において、前記集積回路チッ
プCには、その4辺のうち、この図1の上辺及び下辺に
は、それぞれ合計8個のパッドPが設けられている。
又、該集積回路チップCにおいて、この図1における左
辺及び右辺には、それぞれ、合計10個のパッドPが設
けられている。これら合計36個の前記パッドPは、い
ずれも、前記ダイパッドDあるいは前記信号リードフレ
ームLあるいは前記外周配線リードフレームEへと、ボ
ンディングワイヤWにて接続されている。
【0029】図2は、前記第1実施例の、特に前記ダイ
パッドの平面図である。
【0030】この図2では、前記図1において前記集積
回路チップCが搭載されている前記ダイパッドDの平面
図が示されている。この図2において、一点鎖線Dc
は、ダイパッドチップ搭載部であり、ここに前記集積回
路チップCが搭載される。
【0031】又、該ダイパッドDの4辺には、それぞ
れ、前記ダイパッドフィンガ部Da が設けられている。
これら合計4本のダイパッドフィンガ部Da は、いずれ
も、その先端がダイパッドリード部Db となっている。
これらダイパッドリード部Dbは、いずれも、前記図6
で符号Lb で示されるリード部と同様の形状に加工され
る。即ち、前記ダイパッドDは、合計4本の前記ダイパ
ッドフィンガ部Da 及び、これらダイパッドフィンガ部
Da の先端の前記ダイパッドリード部Db を経て、半導
体集積回路のその集積回路パッケージ外部の、電源に関
する配線に電気的に接続されるものである。
【0032】具体的には、該ダイパッドDは、グランド
GNDの配線として電気的に接続されている。該ダイパ
ッドDに搭載される前記集積回路チップCの基板電源
は、グランド電位となっている。前記ダイパッドDにつ
いては、このように、前記集積回路チップCの基板電源
と同一であることが好ましい。
【0033】又、前記ダイパッドDの前記ダイパッドチ
ップ搭載部Dc の外周へは、図示される如く、余裕が設
けられている。従って、該ダイパッドチップ搭載部Dc
へ搭載される前記集積回路チップCの前記パッドPか
ら、前記ボンディングワイヤWにて該ダイパッドDを接
続することも比較的容易である。
【0034】特に、複数の前記パッドPをそれぞれの前
記ボンディングワイヤWにて該ダイパッドDと接続する
ことも可能である。このように複数の前記パッドPを複
数のボンディングワイヤWにて接続することで、前記集
積回路チップCからその前記半導体集積回路外部への経
路での、インダクタンスや電気抵抗をより低減すること
ができる。又、特に、この図2に示される如く、前記ダ
イパッドチップ搭載部Dc の周辺の4辺いずれにも、前
記ダイパッドDに余裕を設けることで、前記集積回路チ
ップC上の、いずれの4辺の前記パッドPからも、短距
離で前記ボンディングワイヤWにて該ダイパッドDへ接
続することが可能である。
【0035】図3は、前記第1実施例の前記外周配線領
域リードフレームの外部配線領域フィンガ部の一部を含
む平面図である。
【0036】この図3においては、前記図1に示した平
面図の、特に前記ダイパッドDの前記ダイパッドチップ
搭載部Dc の該図1で右上部分周辺の平面図が示されて
いる。
【0037】この図3に示される斜線領域は、前記信号
リードフレームLと、前記ダイパッドDの特にその前記
ダイパッドチップ搭載部Dc との間の領域の一部となっ
いる。前記外周配線領域リードフレームEは、このよう
な斜線領域をも占有するような、又、前記ダイパッドチ
ップ搭載部Dc の外周にほぼ並行するような形状を有し
ている。前記外周配線領域フィンガ部Ea のこのような
前記ダイパッドチップ搭載部Dc の外周に並行な形状部
分については、前記集積回チップCの外周に配列されて
いる複数の前記パッドPの配列方向にも並行となってい
る。
【0038】該外周配線領域フィンガ部Ea のこのよう
な形状によって、いずれの前記パッドPからも、前記ボ
ンディングワイヤWにて、近傍の該外周配線領域フィン
ガ部Ea へと比較的容易に接続することが可能となって
いる。このため、例えば、複数の前記パッドPから、そ
れぞれ前記ボンディングワイヤWにて、前記外周配線領
域フィンガ部Ea へと接続することも比較的容易であ
る。このように複数の前記パッドPを複数の前記ボンデ
ィングワイヤWにて接続することで、よりその自己イン
ダクタンスを低減することが可能であり、電気抵抗を低
減することが可能である。
【0039】図4は、本発明が適用された第2実施例の
半導体集積回路に封止される集積回路チップ周辺の平面
図である。
【0040】本第2実施例については、この図4に示さ
れる如く、前記外周配線領域リーブフレームEの本数及
び形状が、前記図1に示した前記第1実施例のものと異
なる。即ち、本第2実施例においては、前記外周配線領
域リードフレームEが合計4本設けられている。又、そ
の形状は、前記第1実施例の前記外周配線領域リードフ
レームEの隣接する2つを、前記ダイパッドチップ搭載
部Dc の外周方向で接続したようなものとなっいる。
【0041】本第2実施例にあっては、このように前記
第1実施例の前記外周配線領域リードフレームEを2つ
合せた構造とすることで、これら2つの間での、電源電
流に格差があっても、相互に分担することができ、電気
的な特性をより向上することができている。
【0042】なお、例えば電源VddやグランドGND
等、共通の電位のものであったとしても、スイッチング
ノイズ等の相互影響を低減する必要がある場合がある。
例えば、入力バッファの電源系統と出力バッファの電源
系統とでは、同一の電源系統の電位であったとしても、
その半導体集積回路外部までは、独立した電源系統とす
ることが好ましい場合もある。この場合には、該第2実
施例よりも、前記第1実施例のほうが、よりきめ細かな
対応ができ、この点では好ましいものである。
【0043】図5は、前記第1実施例あるいは前記第2
実施例に利用可能な前記ダイパッドリード部あるいは前
記外周配線領域リード部の形状を示す平面図である。
【0044】この図5においては、前記信号リードフレ
ームLの先端の前記信号リード部Lb と共に、前記ダイ
パッドDの前記ダイパッドフィンガ部La の先端部の前
記ダイパッドリード部Db の形状が示されている。ある
いは、前記外周配線領域リードフレームEの先端部の前
記外周配線領域フィンガ部Eb の形状が示されている。
【0045】その半導体集積回路を搭載する、例えばプ
リント基板上のパターンの条件等によっては、この図5
に示される如く、前記ダイパッドリード部Db や前記外
周配線領域リード部Eb は、櫛形形状としても良い。
【0046】あるいは、条件が許せば、このような櫛形
形状ではなく、これらダイパッドリード部Db や外周配
線領域リード部Eb を、ストレートな形状の、前記信号
リード部Lb のピッチ間隔よりも幅の広いものとしても
良い。この場合、ピッチ間隔の幅をも、その前記ダイパ
ッドリード部Db や外周配線領域リード部Eb の太さに
含めることができ、よりそのインダクタンスや電気抵抗
を低減することが可能である。
【0047】なお、前記第1実施例及び第2実施例にお
いて、前記外周配線領域リードフレームEは、電源系統
の、特に電源Vddに関する接続のために用いられてい
る。しかしながら、該外周配線領域リードフレームEに
ついては、一般的な信号入出力にも用いてもよい。
【0048】特に、前記第1実施例及び前記第2実施例
については、独立した複数の前記外周配線領域リードフ
ームEを有しているため、その一部を、通常の信号入出
力に利用するようにしてもよい。
【0049】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
製造コストを抑えながら、組込む集積回路チップから当
該半導体集積回路の外部への電源経路でのインダクタン
スや電気抵抗をより低減し、スイッチングノイズを抑え
る等、電気的な特性を向上することができるという優れ
た効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用された第1実施例の半導体集積回
路に封止される集積回路チップ周辺の平面図
【図2】前記第1実施例に用いられるダイパッドの中央
部の平面図
【図3】前記第1実施例に用いられる前記外周配線領域
フィンガ部の先端周辺の平面図
【図4】本発明が適用された第2実施例の半導体集積回
路に封止される集積回路チップ周辺の平面図
【図5】前記第1実施例あるいは前記第2実施例のダイ
パッドリード部あるいは外周配線領域リード部の先端部
の形状を示す平面図
【図6】従来の半導体集積回路の信号リードフレームの
形状を示す構造図
【符号の説明】
1…半導体集積回路 C…集積回路パッケージ L…信号リードフレーム La …信号フィンガ部 Lb …信号リード部 E…外周配線領域リードフレーム Ea …外周配線領域フィンガ部 Eb …外周配線領域リード部 D…ダイパッド Da …ダイパッドフィンガ部 Db …ダイパッドリード部 Dc …ダイパッドチップ搭載部 P…パッド W…ボンディングワイヤ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】当該半導体集積回路の外部からの電源供給
    や信号入出力のための電気的な接続に用いるパッドを、
    その表面に設けた集積回路チップと、 該集積回路チップをそのダイパッドチップ搭載部へ搭載
    すると共に、そのダイパッドフィンガ部及びそのダイパ
    ッドリード部を経て、当該半導体集積回路の外部の電源
    に関する配線に電気的に接続されるダイパッドと、 該ダイパッドと、前記集積回路チップの電源に関するパ
    ッドとを接続するボンディングワイヤと、 その信号フィンガ部及びその信号リード部を経て、当該
    半導体集積回路の外部からの信号入出力のために電気的
    に接続される信号リードフレームと、 該信号リードフレームと、前記集積回路チップの信号入
    出力に関するパッドとを接続するボンディングワイヤ
    と、 前記信号リードフレームと前記ダイパッドチップ搭載部
    との間の領域の少なくとも一部をも、その外周配線領域
    フィンガ部が占有するようにされた、該外周配線領域フ
    ィンガ部及びその外周配線領域リード部を経て、当該半
    導体集積回路の外部の電源に関する配線に接続される外
    周配線領域リードフレームと、 該外周配線領域リードフレームと、前記集積回路チップ
    の電源に関するパッドとを接続するボンディングワイヤ
    とを備えたことを特徴とする半導体集積回路。
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