JPH10189801A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPH10189801A JPH10189801A JP34730096A JP34730096A JPH10189801A JP H10189801 A JPH10189801 A JP H10189801A JP 34730096 A JP34730096 A JP 34730096A JP 34730096 A JP34730096 A JP 34730096A JP H10189801 A JPH10189801 A JP H10189801A
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- 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
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/4805—Shape
- H01L2224/4809—Loop shape
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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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
- H01L2224/73—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
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
- H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
- H05K3/34—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
- H05K3/341—Surface mounted components
- H05K3/3431—Leadless components
- H05K3/3436—Leadless components having an array of bottom contacts, e.g. pad grid array or ball grid array components
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電子機器、電気機器、通信機器および計測制
御機器などの民生機器に用いられる半導体装置に関する
ものである。 【解決手段】 配線基板1の半導体ディバイス4がマウ
ントされる面とこの面と対面する高温ハンダからなる金
属ボール3が配列形成される面を電気的に接続している
ビアホールに接続導体2bを埋め込み、この接続導体2
b直下に高温ハンダからなる金属ボール3を形成する構
成を有することにより、半導体装置の十分な放熱が図れ
ると共に、高温ハンダからなる金属ボール3の接合強度
を強くでき、信頼性の優れた半導体装置が提供できる。
御機器などの民生機器に用いられる半導体装置に関する
ものである。 【解決手段】 配線基板1の半導体ディバイス4がマウ
ントされる面とこの面と対面する高温ハンダからなる金
属ボール3が配列形成される面を電気的に接続している
ビアホールに接続導体2bを埋め込み、この接続導体2
b直下に高温ハンダからなる金属ボール3を形成する構
成を有することにより、半導体装置の十分な放熱が図れ
ると共に、高温ハンダからなる金属ボール3の接合強度
を強くでき、信頼性の優れた半導体装置が提供できる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子機器、電気機
器、通信機器および計測制御機器などの電気機器に用い
られる半導体装置に関するものである。
器、通信機器および計測制御機器などの電気機器に用い
られる半導体装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】以下に従来の半導体装置について説明す
る。
る。
【0003】従来の半導体装置は、ポリイミド・ポリエ
ステル等の樹脂材料からなる配線基板で構成されてお
り、この配線基板の第一の面に半導体ディバイスを機械
的に搭載し、この半導体ディバイスの各々の電極を上記
配線基板の第一の面に形成した複数の配線電極にそれぞ
れ金属線をもって電気的に接続している。
ステル等の樹脂材料からなる配線基板で構成されてお
り、この配線基板の第一の面に半導体ディバイスを機械
的に搭載し、この半導体ディバイスの各々の電極を上記
配線基板の第一の面に形成した複数の配線電極にそれぞ
れ金属線をもって電気的に接続している。
【0004】一方、上記配線基板の第二の面にその第二
の面に対し所定の寸法をもって平面的になるように複数
のハンダボールが配列されており、上記配線基板の第一
の面に設けた半導体ディバイスが上記配線基板の第一の
面と第二の面とを導通接続する複数のビアホールを介し
て上記複数のハンダボールのそれぞれと電気的に接続さ
れている。
の面に対し所定の寸法をもって平面的になるように複数
のハンダボールが配列されており、上記配線基板の第一
の面に設けた半導体ディバイスが上記配線基板の第一の
面と第二の面とを導通接続する複数のビアホールを介し
て上記複数のハンダボールのそれぞれと電気的に接続さ
れている。
【0005】そして、上記複数のハンダボールのそれぞ
れは上記ビアホールのそれぞれと離れた箇所に形成さ
れ、上記配線基板の第二の面に形成した配線導体をもっ
て電気的に接続されている。
れは上記ビアホールのそれぞれと離れた箇所に形成さ
れ、上記配線基板の第二の面に形成した配線導体をもっ
て電気的に接続されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
半導体装置の構成は、配線基板として樹脂基板を用い、
半導体ディバイスをハンダボールにビアホールと配線導
体を介して電気的に接続する構成であるため、半導体装
置自体としての熱伝導が悪く高電力の半導体ディバイス
を用いることができず、用途が著しく限られてしまうと
いう課題を有していた。
半導体装置の構成は、配線基板として樹脂基板を用い、
半導体ディバイスをハンダボールにビアホールと配線導
体を介して電気的に接続する構成であるため、半導体装
置自体としての熱伝導が悪く高電力の半導体ディバイス
を用いることができず、用途が著しく限られてしまうと
いう課題を有していた。
【0007】本発明は、放熱性の優れた半導体装置を提
供することを目的としている。
供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明の半導体装置は、配線基板の材料として放
熱性の優れた配線基板上の半導体ディバイスがマウント
される面と、この面と対面するハンダボールが配列され
る面を電気的に接続しているビアホールにハンダを埋め
込み、さらにこのビアホールの直下にハンダボールを形
成するという構成を有している。
めに、本発明の半導体装置は、配線基板の材料として放
熱性の優れた配線基板上の半導体ディバイスがマウント
される面と、この面と対面するハンダボールが配列され
る面を電気的に接続しているビアホールにハンダを埋め
込み、さらにこのビアホールの直下にハンダボールを形
成するという構成を有している。
【0009】この構成により、半導体装置の十分な放熱
が図れると共に、ハンダボールの接合強度をアップする
ことができる。
が図れると共に、ハンダボールの接合強度をアップする
ことができる。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、第一の面と第二の面とを有する配線基板と、この配
線基板の第一の面に搭載され、上記配線基板の第一の面
に形成した回路パターンに電気的に接続された半導体デ
ィバイスと、上記配線基板の第一の面と第二の面とを導
通接続する複数のビアホールと、上記ビアホールのそれ
ぞれに埋め込まれた接続導体と、上記配線基板の第二の
面と所定の寸法を持って上記第二の面に対して平面的に
なるように配列された回路基板に対する接続用の高温ハ
ンダからなる金属ボールとを備え、上記ビアホールは上
記配線基板の第一の面に形成した複数の配線電極の各々
に対応するように配列し、上記高温ハンダからなる金属
ボールは上記ビアホールに埋め込んだ接続導体の各々の
直下に配列したことを特徴とする半導体装置であり、半
導体装置としての十分な放熱が図れるという作用を有す
る。
は、第一の面と第二の面とを有する配線基板と、この配
線基板の第一の面に搭載され、上記配線基板の第一の面
に形成した回路パターンに電気的に接続された半導体デ
ィバイスと、上記配線基板の第一の面と第二の面とを導
通接続する複数のビアホールと、上記ビアホールのそれ
ぞれに埋め込まれた接続導体と、上記配線基板の第二の
面と所定の寸法を持って上記第二の面に対して平面的に
なるように配列された回路基板に対する接続用の高温ハ
ンダからなる金属ボールとを備え、上記ビアホールは上
記配線基板の第一の面に形成した複数の配線電極の各々
に対応するように配列し、上記高温ハンダからなる金属
ボールは上記ビアホールに埋め込んだ接続導体の各々の
直下に配列したことを特徴とする半導体装置であり、半
導体装置としての十分な放熱が図れるという作用を有す
る。
【0011】請求項2に記載の発明は、接続導体は熱伝
導性のよい材料からなる半導体装置であり、半導体ディ
バイスから発生する熱を速やかに高温ハンダからなる金
属ボールへ伝えるという作用を有する。
導性のよい材料からなる半導体装置であり、半導体ディ
バイスから発生する熱を速やかに高温ハンダからなる金
属ボールへ伝えるという作用を有する。
【0012】請求項3に記載の発明は、接続導体がハン
ダからなる半導体装置であり、低温プロセスにて容易に
ビアホールを埋め込むことが出来るという作用を有す
る。
ダからなる半導体装置であり、低温プロセスにて容易に
ビアホールを埋め込むことが出来るという作用を有す
る。
【0013】請求項4に記載の発明は、高温ハンダから
なる金属ボールおよび接続導体が同材料のハンダからな
る半導体装置であり、高温ハンダからなる金属ボールと
接続導体が容易に金属結合することにより接合強度が強
くなるという作用を有する。
なる金属ボールおよび接続導体が同材料のハンダからな
る半導体装置であり、高温ハンダからなる金属ボールと
接続導体が容易に金属結合することにより接合強度が強
くなるという作用を有する。
【0014】請求項5に記載の発明は、配線基板がセラ
ミックである半導体装置であり、放熱性をより改善する
事が出来るという作用を有する。
ミックである半導体装置であり、放熱性をより改善する
事が出来るという作用を有する。
【0015】請求項6に記載の発明は、高温ハンダから
なる金属ボール及び接続導体が融点温度が異なるハンダ
を用いた半導体装置であり、断線のない半導体装置を実
現するという作用を有する。
なる金属ボール及び接続導体が融点温度が異なるハンダ
を用いた半導体装置であり、断線のない半導体装置を実
現するという作用を有する。
【0016】(実施の形態1)図1は本発明の第1の実
施形態における半導体装置の断面図である。図1におい
て、1は配線基板であり、材質としてはセラミック(ア
ルミナ焼結)等である。2は配線基板1に設けられた貫
通穴であり、図2に示すように、この配線基板1上の半
導体ディバイス(ベアチップ)4がマウントされる面と
この面と対面する高温ハンダからなる金属ボール3が配
列形成される面を電気的に接続するため、穴壁に導電性
材料2aを形成してビアホールを構成している。導電性
材料2aとしてはAg−Pd系ペーストが使用される。
2bは半導体ディバイス4から発生する熱を回路基板
(図示せず)へ速やかに熱伝導させるために前記ビアホ
ール2内に形成された接続導体である。7は半導体ディ
バイス4と配線基板1をワイヤーボンディング装置にて
電気的に結合する金属線である。5は前記配線基板1の
半導体ディバイス4がマウントされる面に形成される高
熱伝導絶縁接着剤である。
施形態における半導体装置の断面図である。図1におい
て、1は配線基板であり、材質としてはセラミック(ア
ルミナ焼結)等である。2は配線基板1に設けられた貫
通穴であり、図2に示すように、この配線基板1上の半
導体ディバイス(ベアチップ)4がマウントされる面と
この面と対面する高温ハンダからなる金属ボール3が配
列形成される面を電気的に接続するため、穴壁に導電性
材料2aを形成してビアホールを構成している。導電性
材料2aとしてはAg−Pd系ペーストが使用される。
2bは半導体ディバイス4から発生する熱を回路基板
(図示せず)へ速やかに熱伝導させるために前記ビアホ
ール2内に形成された接続導体である。7は半導体ディ
バイス4と配線基板1をワイヤーボンディング装置にて
電気的に結合する金属線である。5は前記配線基板1の
半導体ディバイス4がマウントされる面に形成される高
熱伝導絶縁接着剤である。
【0017】6は半導体ディバイス4がマウントされる
面に回路パターンとして形成される配線導体であり、図
3に示すように上記金属線7がボンディングされる配線
電極6aを各ビアホール間に結線する。ここで、上記配
線導体6および配線電極6aとしてはAg−Pd系ペー
ストが使用されている。8は半導体ディバイス4と配線
基板1をワイヤーボンディング装置にて電気的に結合す
る金属線7を保護するための第1の保護樹脂である。9
は、第1の保護樹脂8上に自動表面実装機が使用できる
ように平面化のために形成され、半導体ディバイス4を
さらに保護する第2の保護樹脂である。3は上記ビアホ
ール内に充填した接続導体2bの直下に形成された高温
ハンダからなる金属ボールである。ここで、上記接続導
体2bおよび高温ハンダからなる金属ボール3は各々共
晶ハンダが使用され、接続導体2bとしてのハンダの融
点は高温ハンダからなる金属ボール3としてのハンダの
融点に比べて高く、具体的には接続導体2b用のハンダ
の融点は290度高温ハンダからなる金属ボール3とし
てのハンダの融点は250度のものが使用される。
面に回路パターンとして形成される配線導体であり、図
3に示すように上記金属線7がボンディングされる配線
電極6aを各ビアホール間に結線する。ここで、上記配
線導体6および配線電極6aとしてはAg−Pd系ペー
ストが使用されている。8は半導体ディバイス4と配線
基板1をワイヤーボンディング装置にて電気的に結合す
る金属線7を保護するための第1の保護樹脂である。9
は、第1の保護樹脂8上に自動表面実装機が使用できる
ように平面化のために形成され、半導体ディバイス4を
さらに保護する第2の保護樹脂である。3は上記ビアホ
ール内に充填した接続導体2bの直下に形成された高温
ハンダからなる金属ボールである。ここで、上記接続導
体2bおよび高温ハンダからなる金属ボール3は各々共
晶ハンダが使用され、接続導体2bとしてのハンダの融
点は高温ハンダからなる金属ボール3としてのハンダの
融点に比べて高く、具体的には接続導体2b用のハンダ
の融点は290度高温ハンダからなる金属ボール3とし
てのハンダの融点は250度のものが使用される。
【0018】ところで、ビアホール2用の穴を複数個設
けたセラミック製の配線基板1の片面にAg−Pd系ペ
ーストを用いてビアホール2用の導電性材料2aを印刷
すると共に、配線電極6a及び配線導体6を印刷し、他
方の面からAg−Pd系ペーストを用いてビアホール用
の導電性材料2aを印刷する。その後、850度で焼成
してAg−Pd系ペーストの焼き付けをする。次に、上
記配線基板1のおのおののビアホール2内に共晶ハンダ
を充填して接続導体2bを形成した後、おのおの接続導
体2b直下に共晶ハンダにより高温ハンダからなる金属
ボール3を形成する。このとき、上記複数の高温ハンダ
からなる金属ボール3は配線基板1の面から所定の寸法
をもって平面的に配列される。次に、上記配線基板1上
に半導体ディバイス4が搭載され、ワイヤーボンディン
グ法により金属線7の処理が実行され、第1、第2の保
護樹脂8,9により樹脂封止され、所望の半導体装置と
される。
けたセラミック製の配線基板1の片面にAg−Pd系ペ
ーストを用いてビアホール2用の導電性材料2aを印刷
すると共に、配線電極6a及び配線導体6を印刷し、他
方の面からAg−Pd系ペーストを用いてビアホール用
の導電性材料2aを印刷する。その後、850度で焼成
してAg−Pd系ペーストの焼き付けをする。次に、上
記配線基板1のおのおののビアホール2内に共晶ハンダ
を充填して接続導体2bを形成した後、おのおの接続導
体2b直下に共晶ハンダにより高温ハンダからなる金属
ボール3を形成する。このとき、上記複数の高温ハンダ
からなる金属ボール3は配線基板1の面から所定の寸法
をもって平面的に配列される。次に、上記配線基板1上
に半導体ディバイス4が搭載され、ワイヤーボンディン
グ法により金属線7の処理が実行され、第1、第2の保
護樹脂8,9により樹脂封止され、所望の半導体装置と
される。
【0019】この半導体装置においては、高温ハンダか
らなる金属ボール3としてのハンダに比べ接続導体2b
としてのハンダの融点が高いので、高温ハンダからなる
金属ボール3の形成時に先に形成した接続導体2bの再
溶融がなく、接続導体2bの断線を防ぐことが出来る。
らなる金属ボール3としてのハンダに比べ接続導体2b
としてのハンダの融点が高いので、高温ハンダからなる
金属ボール3の形成時に先に形成した接続導体2bの再
溶融がなく、接続導体2bの断線を防ぐことが出来る。
【0020】上記構成の半導体装置は、表面自動実装機
により図示していない回路基板に表面実装され外部電圧
が回路基板の電極パッドから配線基板1の高温ハンダか
らなる金属ボール3を通して接続導体2b、さらに配線
導体6から金属線7を通して半導体ディバイス4へと電
気的に接続され、半導体ディバイス4にて特定の回路処
理を行い前記電気接続経路を通して回路基板へ出力され
る。このとき半導体ディバイス4に発生する熱は、半導
体ディバイス4から高熱伝導絶縁接着剤5を通して配線
基板1上に伝導され、接続導体2bを経由して高温ハン
ダからなる金属ボール3から回路基板へと伝導する。さ
らに配線基板1の表面から空気中へと放出される。
により図示していない回路基板に表面実装され外部電圧
が回路基板の電極パッドから配線基板1の高温ハンダか
らなる金属ボール3を通して接続導体2b、さらに配線
導体6から金属線7を通して半導体ディバイス4へと電
気的に接続され、半導体ディバイス4にて特定の回路処
理を行い前記電気接続経路を通して回路基板へ出力され
る。このとき半導体ディバイス4に発生する熱は、半導
体ディバイス4から高熱伝導絶縁接着剤5を通して配線
基板1上に伝導され、接続導体2bを経由して高温ハン
ダからなる金属ボール3から回路基板へと伝導する。さ
らに配線基板1の表面から空気中へと放出される。
【0021】尚、配線基板の材質としてセラミック基板
による場合を説明したが、セラミック基板以外に樹脂基
板でもよい。この場合も樹脂基板上に半導体ディバイス
がマウントされる面とこの面と対面する高温ハンダから
なる金属ボールが配列形成される面を電気的に接続して
いるビアホールにハンダを埋め込みさらにこのビアホー
ルの直下にハンダボールを形成する構成により、半導体
装置としての十分な放熱が図れると共に、ハンダボール
の接合強度をアップすることができる。
による場合を説明したが、セラミック基板以外に樹脂基
板でもよい。この場合も樹脂基板上に半導体ディバイス
がマウントされる面とこの面と対面する高温ハンダから
なる金属ボールが配列形成される面を電気的に接続して
いるビアホールにハンダを埋め込みさらにこのビアホー
ルの直下にハンダボールを形成する構成により、半導体
装置としての十分な放熱が図れると共に、ハンダボール
の接合強度をアップすることができる。
【0022】又、ワイヤーボンディング法により半導体
ディバイスを実装したが、他にフリップチップボンディ
ングの手法等により半導体ディバイスを配線基板上に実
装してもよい。
ディバイスを実装したが、他にフリップチップボンディ
ングの手法等により半導体ディバイスを配線基板上に実
装してもよい。
【0023】
【発明の効果】以上のように本発明の集積回路装置は、
放熱性の優れた配線基板とこの配線基板上に半導体ディ
バイスがマウントされる面とこの面と対面する高温ハン
ダからなる金属ボールが配列形成される面を電気的に接
続しているビアホールに接続導体を埋め込み、さらにこ
の接続導体直下に高温ハンダからなる金属ボールを形成
することにより、高電力用のベアチップ等の発熱部品に
対して放熱性が優れた半導体装置を提供することが出来
る。
放熱性の優れた配線基板とこの配線基板上に半導体ディ
バイスがマウントされる面とこの面と対面する高温ハン
ダからなる金属ボールが配列形成される面を電気的に接
続しているビアホールに接続導体を埋め込み、さらにこ
の接続導体直下に高温ハンダからなる金属ボールを形成
することにより、高電力用のベアチップ等の発熱部品に
対して放熱性が優れた半導体装置を提供することが出来
る。
【図1】本発明の一実施形態における半導体装置の断面
図
図
【図2】同要部の拡大断面図
【図3】同製造に使用する配線基板の斜視図
1 配線基板 2 ビアホール(貫通穴) 2a 導電性材料 2b 接続導体 3 高温ハンダからなる金属ボール 4 半導体ディバイス 5 高熱伝導絶縁接着剤 6 配線導体 7 金属線 8 第1の保護樹脂 9 第2の保護樹脂
Claims (6)
- 【請求項1】 第一の面と第二の面とを有する配線基板
と、この配線基板の第一の面に搭載され、上記配線基板
の第一の面に形成した回路パターンに電気的に接続され
た半導体ディバイスと、上記配線基板の第一の面と第二
の面とを導通接続する複数のビアホールと、上記ビアホ
ールのそれぞれに埋め込まれた接続導体と、上記配線基
板の第二の面と所定の寸法を持って上記第二の面に対し
て平面的になるように配列された回路基板に対する接続
用の高温ハンダからなる金属ボールとを備え、上記ビア
ホールは上記配線基板の第一の面に形成した複数の配線
電極の各々に対応するように配列し、上記高温ハンダか
らなる金属ボールは上記ビアホールに埋め込んだ接続導
体の各々の直下に配列したことを特徴とする半導体装
置。 - 【請求項2】 接続導体は熱伝導性のよい材料からなる
請求項1記載の半導体装置。 - 【請求項3】 接続導体がハンダからなる請求項1記載
の半導体装置。 - 【請求項4】 高温ハンダからなる金属ボールおよび接
続導体が同材料のハンダからなる請求項1記載の半導体
装置。 - 【請求項5】 配線基板がセラミックからなる請求項1
記載の半導体装置。 - 【請求項6】 高温ハンダからなる金属ボールおよび接
続導体が同材料のハンダからなり、各ハンダの融点温度
が異なる請求項1記載の半導体装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34730096A JPH10189801A (ja) | 1996-12-26 | 1996-12-26 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34730096A JPH10189801A (ja) | 1996-12-26 | 1996-12-26 | 半導体装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10189801A true JPH10189801A (ja) | 1998-07-21 |
Family
ID=18389284
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP34730096A Pending JPH10189801A (ja) | 1996-12-26 | 1996-12-26 | 半導体装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10189801A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7205645B2 (en) | 2000-02-28 | 2007-04-17 | Hitachi Chemical Co., Ltd. | Wiring board, semiconductor device, and method of manufacturing wiring board |
WO2019097790A1 (ja) * | 2017-11-15 | 2019-05-23 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 半導体モジュールおよびその製造方法 |
-
1996
- 1996-12-26 JP JP34730096A patent/JPH10189801A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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US7704799B2 (en) | 2000-02-28 | 2010-04-27 | Hitachi Chemical Co., Ltd. | Method of manufacturing wiring substrate |
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