JP2001094257A - 多層プリント配線板の製造方法 - Google Patents

多層プリント配線板の製造方法

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JP2001094257A
JP2001094257A JP26909199A JP26909199A JP2001094257A JP 2001094257 A JP2001094257 A JP 2001094257A JP 26909199 A JP26909199 A JP 26909199A JP 26909199 A JP26909199 A JP 26909199A JP 2001094257 A JP2001094257 A JP 2001094257A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】コア基板の貫通孔の真上に形成されるマイクロ
ビアホールとコア基板の接続信頼性と配線収容性の向上
した多層プリント配線板の製造方法を提供する。 【解決手段】銅張り基板に貫通孔5を形成した後、該貫
通孔壁をエッチバックして貫通孔5周囲の銅箔の裏面を
露出させ、次いで貫通孔5に導電性樹脂7を充填して表
面を平坦化した後、前記銅箔をエッチングしてパターニ
ングして導電回路8とランド9を有するコア基板1を形
成し、コア基板1上に絶縁層10をビルドアップした
後、貫通孔5の導電性樹脂7に所定の深さに達する孔を
レーザ穴明けした後、めっきのより絶縁層1の表面に導
電回路13と導電性樹脂7と電気的に接続するマイクロ
ビアホール15を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は多層プリント配線板
の製造方法に関し、特にコア基板の表面に絶縁樹脂と導
電回路を交互に積み多層回路を形成するビルドアップ法
による多層プリント配線板の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体実装技術の発展により半導体装置
を実装するプリント配線板においては細線導電回路を有
する高精度多層プリント配線板が要求されている。高精
度多層プリント配線板の製造方法として、細線導電回路
と小径バイアホールの形成が容易であるパターン基材上
に導電回路パターンと感光性絶縁樹脂を交互に積み上げ
て多層回路を形成する所謂ビルドアップ法による多層プ
リント配線板の製造方法が実用化されている。
【0003】一般に多層プリント配線板においては、層
数が多いほど製造コストが上昇する。特に、ビルドアッ
プ法による多層プリント配線板では通常の一括積層する
方法と相違し、1層ずつを積み上げて形成していくため
に、層数の製造コストへの影響が大きい。そのために、
配線効率を上げることにより、より低層のビルドアップ
基板に全ての配線を収容する技術が求められている。こ
の要求に対応するために、微細な回路形成により同一エ
リアにより多くの配線を収容する技術や、マイクロビア
ホールやコア基板の貫通孔の小径化により配線に使用で
きるエリアを拡大する技術が要求される。
【0004】一般に、ビルドアップ法による多層プリン
ト配線板は次のように製造されていた。即ち、両面銅張
り積層板に貫通孔を形成した後、銅スルーホールめっき
を行う。次いで、貫通孔に絶縁性樹脂を充填した後、表
面の銅めっき膜をエッチングでパターニングして導電回
路とスルーホールに絶縁樹脂が充填されたコア基板を形
成する。続いて、感光性絶縁樹脂からなる絶縁層をコア
基板両面にビルドアップした後、露光現像してコア基板
の導電回路やスルーホールランド部に接続するためのマ
イクロビアホール用孔を開口する。最後に、感光性絶縁
樹脂からなる絶縁層の表面に銅めっきを行い、パターニ
ングして導電回路とマイクロビアホールが形成され、多
層プリント配線板が完成する。
【0005】上記の従来技術(第1の従来技術という)
ではコア基板のスルーホール直上にはマイクロビアホー
ルや導電回路は形成されないためにコア基板の配線収容
性が小さい原因となっていた。
【0006】上記の第1の従来技術を改良するための方
法として特開平07―283539号公報(従来の第2
の技術という)にはコア基板のスルーホールに導電性樹
脂を充填し、コア基板のスルーホール直上にマイクロビ
アホールを重畳して設ける技術が開示されている。図5
は、この技術により製造された多層プリント配線板要部
の断面図である。
【0007】本技術による多層プリント配線板の製造方
法を図5を参照して説明する。まず、両面銅張り積層板
にドリル等で孔明けして貫通孔20を形成した後、銅パ
ネルめっきによりスルーホールを形成する。スルーホー
ルには銅めっき膜21が形成される。
【0008】次いで、銅ペースト等の導電性樹脂24を
スルーホール内に穴埋めして乾燥した後、表面研磨して
基板表面を平坦化する。続いて、フォトリソグラフィ技
術により表面の銅めっき膜をエッチングしてパターニン
グし、導電回路22、スルーホールランド23を形成し
てコア基板60が完成する。
【0009】次いで、感光性絶縁樹脂からなる絶縁層2
5をコア基板60の両面にビルドアップした後、露光現
像してコア基板60のスルーホールの軸上に一致するマ
イクロビアホール用孔を絶縁層25に開口する。
【0010】次に、絶縁層25の表面に永久レジスト2
8を逆版状にパターニング形成した後、化学銅めっきし
て、マイクロビアホール27、導電回路26が形成さ
れ、多層プリント配線板が形成される。マイクロビアホ
ールの底部面の大きさはコア基板60のスルーホール内
径面と一致するように形成されている。感光性絶縁樹脂
をビルドアップする工程を以降を繰り返すことにより、
層数を増やすことができる。
【0011】上記の第1の従来技術を改良する他の方法
が特開平10―284841号公報(第3の従来技術と
いう)に開示されている。本技術による多層プリント配
線板の製造方法について図6を参照して説明する。ま
ず、絶縁基板30に貫通孔31を明けた後、導電性樹脂
(導電ペースト)32を穴埋めする。続いて、導電シー
ト33を絶縁基板30の両面に熱圧着する。
【0012】次に、導電シート33をエッチングしてパ
ターニングし、導電回路35、ランド34を形成してコ
ア基板60aを作製する。次に、コア基板60aの両面
に感光性絶縁樹脂をビルドアップして絶縁層38を形成
し、露光現像により貫通孔31の真上にマイクロビアホ
ール用孔を開口させ、銅めっきした後、回路形成してマ
イクロビアホール36や導電回路37を形成して多層プ
リント配線板が製造される。
【0013】また、特開平8−264955号公報(第
4の従来技術という)には、図6に示すように、上記の
第2および第3の従来技術を組み合わせした技術が開示
されている。本技術による多層プリント配線板の製造方
法のついて図7を参照して説明する。まず、両面銅張り
積層板の絶縁基板50にドリル等で孔明けして貫通孔5
1を形成した後、銅ペースト等の導電性樹脂52を貫通
孔51内に穴埋めして乾燥した後、表面研磨して基板表
面を平坦化する。続いて、フォトリソグラフィ技術によ
り表面の銅箔をエッチングしてパターニングし、導電回
路53、ランド54を形成してコア基板60bが完成す
る。
【0014】次いで、感光性絶縁樹脂からなる絶縁層5
5をコア基板60bの両面にビルドアップした後、露光
現像してコア基板60bの貫通孔51の軸上に一致する
マイクロビアホール用孔を絶縁層55に開口する。
【0015】次に、絶縁層55の表面に銅めっきしてパ
ターニングし、マイクロビアホール57、導電回路56
が形成され、多層プリント配線板が製造される。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】上記の従来の第2の技
術においては次のような問題点がある。コア基板60の
貫通孔20を穴埋めする樹脂を、従来は無機フィラーな
どを含むエポキシ樹脂からなる絶縁樹脂であったのに変
えて、導電性樹脂24を適用する方法に他ならない。し
たがって、その製造方法は、コア基板の貫通孔穴明け工
程と貫通孔穴埋め工程の間に、めっき工程を有すため
に、当然製造工程数が多く、回路形成すべき導体厚は銅
箔にめっきを加えて厚さとなる。
【0017】このような構成では、貫通孔の表裏の電気
的接続を、導電性樹脂とめっき膜の両方で担うことにな
るので、電気的な表裏接続の信頼性が高い反面、以下の
ような問題がある。 (1)コア基板の貫通孔をめっきする工程を有するの
で、工程数が多く、製造コストが高い。 (2)コア層導体の導体厚は、「銅箔+めっき」の厚み
となるので微細な回路の形成性に劣る。 (3)貫通孔はめっき膜で被覆されているので、穴埋め
する導電性樹脂と貫通孔壁の銅めっき膜の熱膨張の差に
より、はんだ付け時に導電性樹脂が銅めっき膜から剥離
し、接続信頼性が低下する。また、コア基板の貫通孔は
表面に形成したマイクロビアホールで完全に塞がれた構
造であるために、はんだ付け時の熱でコア基板の導電性
樹脂から発生したガスは逃場がないために、圧力が増加
し、マイクイクロビアホールの底部が導電性樹脂から剥
離しやすい。
【0018】上記の第3の従来技術においては、コア基
板は、貫通孔に導電性樹脂を穴埋めした絶縁基板と導電
シートを貼り合わせて積層して形成されるが、この絶縁
基板と導電シートの接着力が、通常の銅張り積層板の絶
縁層と銅箔の密着力に比較して弱いという問題があっ
た。このため、熱衝撃試験や落下試験で、導電性樹脂3
2と導電シート33、または、コア基板60aと導電シ
ート33の界面にクラックが生じやすく、貫通孔31の
真上のマイクロビアホール36を含めた層間接続信頼性
に問題がある。
【0019】上記の第4の従来技術では、上記の第2お
よび第3の従来技術の問題点は改善されるものの、次の
ような問題点がある。 (1)コア基板60bの表面のランド54と貫通孔51
内の導電性樹脂52との接触面積が小さく、ランド54
と導電性樹脂52との接続信頼性が小さい。 (2)コア基板60bの貫通孔51内の導電性樹脂52
と表面のマイクロビアホール57との接触面積が小さ
く、層間接続信頼性が十分でない。
【0020】本発明の目的は、上記の従来技術の問題点
を解決した微細な回路とコア基板の貫通孔の真上にマイ
クロビアホールを形成でき、配線収容性に優れた多層プ
リント配線板がビルドアップ法により製造できる方法を
提供することにある。
【0021】
【課題を解決するための手段】本発明の多層プリント配
線板の製造方法は、絶縁性基板の両面に銅箔を有する銅
張り基板に貫通する第1の孔を形成する工程と、前記第
1の孔壁の前記絶縁性基板をエチバックして該第1の孔
周囲の前記銅箔の裏面を露出させる工程と、前記第1の
孔に導電性樹脂を充填して硬化した後、前記導電性樹脂
表面を研磨して前記銅張り基板表面と同一面になるよう
に平坦化する工程と、前記銅箔をエッチングによりパタ
ーニングして、前記絶縁基板上に導電回路と前記第1の
孔周囲にランドを有するコア基板を形成する工程と、前
記コア基板の少なくと片面に絶縁樹脂からなる絶縁層を
形成する工程と、前記絶縁層表面からレーザ光を照射し
て前記第1の孔に充填した前記導電性樹脂表面から所定
深さに達し、かつ前記コア基板表面での穴径が前記ラン
ド内径よりも小さな第1の孔を形成する工程と、前記第
2の孔を含む前記絶縁層表面にめっき膜を形成する工程
と、前記めっき膜をエッチングしてパターニングし、前
記絶縁樹脂上に導電回路と前記第2の壁に前記めっき膜
を有するマイクロビアホールを形成する工程とを含むこ
とを特徴として構成される。
【0022】本発明の上記構成において、前記第1の孔
壁の前記絶縁性基板をエチバックして該第1の孔周囲の
前記銅箔の裏面を露出させることによって第1の孔に充
填する導電性樹脂と該第1の孔周囲の前記銅箔との接触
面積を増加させることができ、コア基板両面の接続信頼
性を向上できる。また、表面のマイクロビアホールの底
部と前記第1の孔に充填した前記導電性樹脂内に食い込
ませ、また前記導電性樹脂の表面はマイクロビアホール
で完全には閉塞しない構造とすることによって、前記導
電性樹脂内から発生する揮発性物質を効果的に逃散する
ことができ、はんだ付け時のマイクロビアホールの膨れ
が防止でき、前記導電性樹脂とマイクロビアホールの接
続信頼性を向上できる。
【0023】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。
【0024】図1は本発明の第1の実施の形態の多層プ
リント配線板の製造方法で製造された多層プリント配線
板要部の断面図であり、図2および図3はその多層プリ
ント配線板の製造方法の工程順を説明するための基板要
部の断面図である。
【0025】図1のように、本発明により製造された多
層プリント配線板は、コア基板1とその両面にビルドア
ップした絶縁層10から構成されている。コア基板1
は、表面に銅箔をエッチングして形成した導電回路8,
8’、ランド9と導電性樹脂7で穴埋めされた貫通孔5
を有し、絶縁層10は、表面に導電回路13、ランド1
4およびコア基板1の貫通孔5に軸が一致し、導電性樹
脂7内に貫入して形成されたマイクロビアホール15を
有している。
【0026】貫通孔5は、孔壁の樹脂部をデスミア処理
して溶出させてランド9の端部の銅箔裏面を露出させ、
コア基板の表裏面の導電回路8,8’は貫通孔5に穴埋
めした導電性樹脂7とランド9の銅箔裏面および側面を
介して電気的に接続している。
【0027】貫通孔5の真上に位置するマイクロビアホ
ール15は、絶縁層10を突き抜けて導電性樹脂7で充
填された貫通孔5内に達するようにレーザ光の照射によ
り半貫通孔を形成し、この半貫通孔にめっきして形成さ
れたマイクロビアホールのランド14と貫通孔5の導電
性樹脂7を電気的に接続している。
【0028】次に、本発明の第1の実施の形態の多層プ
リント配線板の製造方法について図2および図3を参照
して詳細に説明する。まず、図2(a)に示すように、
絶縁基材2の両面に銅箔3を積層した銅張り積層板であ
るコア基板1に、貫通孔5を穴明けする。銅張り積層板
の板厚は任意であるが、銅箔厚さは、後で実施するエッ
チング法による回路形成工程において微細な回路を形成
できるように薄いものが望ましく、12μm厚が好まし
い。穴明けに用いるドリル径は0.25〜0.4mmが
好ましい。
【0029】次に、図2(b)に示すように、過マンガ
ン酸ナトリウムと水酸化ナトリウム混合液を使用してデ
スミア処理を実施することにより、貫通孔5の孔壁の樹
脂を溶出させるとともに、貫通孔上面および下面の銅箔
の裏面を露出させる。符号6は露出した銅箔裏面を指
す。
【0030】次いで、図2(c)に示すように、貫通孔
に導電性樹脂7をスクリーン印刷法にて穴埋め印刷して
から、コア基板1の両面をバフ研磨して、図2(d)の
ごとく、表面の平滑なコア基板1を得る。導電性樹脂
は、金、銀、銅またはパラジウム等の金属粉末やこれら
の金属で被覆した無機フィラー粒子の導電性樹脂を含有
した熱硬化性エポキシ樹脂である。エポキシ樹脂は化学
粗化しやすいものを使用する。
【0031】次に、図3(a)のように、公知のエッチ
ング法によりコア基板1の両面に導電回路8およびラン
ド9をパターニングする。続いて、図3(b)のよう
に、コア基板1の両面に絶縁層10をビルドアップす
る。絶縁層10は、液状の絶縁樹脂を塗布して熱硬化し
て形成しても良いし、絶縁樹脂フィルムをラミネ−トし
て熱硬化しても良い。また、銅箔付き樹脂を真空プレス
で積層した後、銅箔を全面エッチングして形成してもよ
い。なお、絶縁樹脂としては熱硬化性エポキシ樹脂が使
用され、絶縁層10はコア基板1の片面だけにビルドア
ップしてもよい。
【0032】次に、図3(c)に示すように、コア基板
1の貫通孔5の真上にレーザ光を照射して、マイクロビ
アホール用孔11を開口させる。この時、レーザ光は絶
縁層10を貫通して貫通孔5に穴埋めした導電性樹脂7
に達するエネルギー量を照射する。なお、レーザ光とし
てはエキシマレーザや炭酸ガスレーザが使用できる。
【0033】次に、マイクロビアホール用孔11を過マ
ンガン酸ナトリウムと水酸化ナトリウムの混合液で化学
粗化して、導電性樹脂7中のエポキシ樹脂分を溶出し導
電性樹脂を露出させる。
【0034】次に、公知の化学銅めっきや電気銅めっき
により、図3(d)に示すように、マイクロビアホール
用孔11を含んだ絶縁層10の全面を銅めっき膜12で
被覆した後、公知のエッチング法により絶縁層10の両
面に回路パターンを形成し、図1の多層プリント配線板
が作製される。なお、銅めっき膜の形成の際の下地用め
っきとしては化学銅めっき使用されるが、蒸着やスパッ
タリングにより銅等導電膜を形成して、化学銅めっきや
電気銅めっきで厚付けすることもできる。なお、マイク
ロビアホールのめっきには銅めっきの他にニッケルめっ
きや金めっき等の金属めっきを使用してもよく、これら
の金属めっきと銅めっきの併用でもよい。
【0035】次に本発明の第2の実施の形態について図
面を参照して説明する。図4は本発明の第2の実施の形
態の多層プリント配線板の製造方法により製造された多
層プリント配線板の要部の断面図である。
【0036】本実施の形態では、4層のコア基板1を使
用して上記の第1の実施の形態と同様な工程により多層
プリント配線板を作製した。コア基板1は、表面に銅箔
をエッチングして形成した導電回路8,8’、ランド
9、内層に導電回路16,16’、内層ランド17を有
し、また、導電性樹脂7で穴埋めされた貫通孔5を有し
ている。絶縁層10の表面には導電回路13、ランド1
4、マイクロビアホール15を有している。
【0037】貫通孔5は、孔壁の樹脂部をデスミア処理
して溶出させて、ランド9の銅箔裏面および内層ランド
17の端部を露出させ、コア基板上の表裏にある導電回
路8,8’と内層の導電回路16または16’を貫通孔
5に穴埋めした導電性樹脂7を通じて、表裏にあるラン
ド9の銅箔裏面、および、内層ランド17の端面を介し
て電気的に接続している。
【0038】貫通孔5の真上に位置するマイクロビアホ
ール15は、絶縁層10を突き抜けて導電性樹脂7で充
填された貫通孔5内に達するように開口された半貫通孔
に形成しためっき膜により、マイクロビアホールのラン
ド14と貫通孔5を電気的に接続している。
【0039】本発明では、コア基板の貫通孔を穴明けし
た後デスミアして穴壁の樹脂を溶出させる工程があるの
で、本実施の形態のごとくコア基板が多層板の場合で
は、ランド9の銅箔裏面を露出させるばかりではなく、
同時に、内層ランド17の端部も露出させることができ
るので、内層ランド17と導電性樹脂7との電気的、機
械的接続を得ることができる。
【0040】
【発明の効果】以上のように本発明では、コア基板の貫
通孔上にマイクロビアホールを形成可能なビルドアップ
基板に関して、コア基板の貫通孔壁にめっきを付けずに
穴埋めするとともに、且つ、穴埋めした貫通孔に蓋めっ
きを施さないことにある。
【0041】このような構成により、製造工程の短縮
と、製造コストの低減を図ることができるとともに、微
細な回路の形成が可能で、且つ、高い信頼性を有するビ
ルドアップ基板が得られる。なぜならば、貫通孔のめっ
き工程、または、穴埋め後の蓋めっき工程が削除される
ため、製造工程の短縮と、製造コストの低減を図ること
ができる。また、同様の理由により、コア基板の回路は
銅箔のみの厚さしかないので、エッチング法により微細
な回路の形成が可能となる。さらに、コア基板の貫通孔
壁と穴埋めした導電性樹脂との界面、および、ビルドア
ップ層と穴埋めした導電性樹脂との界面は、ともに、樹
脂と樹脂が接着する構造のため、従来構造のように金属
と樹脂のような物性値(熱膨張率など)の異なる異種物
質間での接着界面を持たないため、接着強度が強く、層
間剥離やクラックを生じ難いという高い信頼性が得られ
る。
【0042】穴埋めした導電性樹脂は、貫通孔の穴明け
後のデスミアで露出したランド銅箔の裏面と接着してい
るため、コア基板の表裏の電気的な接続信頼性も十分で
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態の多層プリント配線
板の製造方法で製造された多層プリント配線板要部の断
面図である。
【図2】本発明の第1の実施の形態の多層プリント配線
板の製造方法の工程順を説明するための基板要部の断面
図である。
【図3】本発明の第1の実施の形態の多層プリント配線
板の製造方法の図2(d)に続く工程順を説明するため
の基板要部の断面図である。
【図4】本発明の第2の実施の形態の多層プリント配線
板の製造方法により製造された多層プリント配線板の要
部の断面図である。
【図5】第2の従来技術の多層プリント配線板の製造方
法により製造された多層プリント配線板の要部の断面図
である。
【図6】第3の従来技術の多層プリント配線板の製造方
法により製造された多層プリント配線板の要部の断面図
である。
【図7】第4の従来技術の多層プリント配線板の製造方
法により製造された多層プリント配線板の要部の断面図
である。
【符号の説明】
1,60,60a,60b コア基板 2,30 絶縁基板 3 銅箔 5,20,31,51 貫通孔 6 銅箔裏面 7,24,32,52 導電性樹脂 8,8’,13,16,16’,22,26,35,3
7,53,56 導電回路 9,14,34 ランド 10,25,38,55 絶縁層 11 マイクロビアホール用孔 12,21 銅めっき膜 15,27,36,57 マイクロビアホール 17 内層ランド 23 スルーホールランド 33 導電シート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H05K 3/00 H05K 3/00 N 3/40 3/40 K Fターム(参考) 4E351 AA03 BB35 BB49 CC07 DD04 DD05 DD06 EE16 GG08 5E317 AA21 AA24 BB02 BB12 BB13 BB14 CC25 CC32 CD01 CD25 CD27 CD32 GG03 GG05 5E346 AA43 CC08 CC09 CC32 CC38 CC39 DD22 EE13 EE38 FF04 FF07 FF13 FF18 GG15 GG17 GG22 GG28

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 絶縁性基板の両面に銅箔を有する銅張り
    基板に貫通する第1の孔を形成する工程と、前記第1の
    孔壁の前記絶縁性基板をエチバックして該第1の孔周囲
    の前記銅箔の裏面を露出させる工程と、前記第1の孔に
    導電性樹脂を充填して硬化した後、前記導電性樹脂表面
    を研磨して前記銅張り基板表面と同一面になるように平
    坦化する工程と、前記銅箔をエッチングによりパターニ
    ングして、前記絶縁基板上に導電回路と前記第1の孔周
    囲にランドを有するコア基板を形成する工程と、前記コ
    ア基板の少なくと片面に絶縁樹脂からなる絶縁層を形成
    する工程と、前記絶縁層表面からレーザ光を照射して前
    記第1の孔に充填した前記導電性樹脂表面から所定深さ
    に達し、かつ前記コア基板表面での穴径が前記ランド内
    径よりも小さな第1の孔を形成する工程と、前記第2の
    孔を含む前記絶縁層表面にめっき膜を形成する工程と、
    前記めっき膜をエッチングしてパターニングし、前記絶
    縁樹脂上に導電回路と前記第2の壁に前記めっき膜を有
    するマイクロビアホールを形成する工程とを含むことを
    特徴とする多層プリント配線板の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記絶縁層として熱硬化性エポキシ樹脂
    を使用することを特徴とする請求項1記載の多層プリン
    ト配線板の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記導電性樹脂の樹脂として熱硬化性エ
    ポキシ樹脂を使用することを特徴とする請求項1記載の
    多層プリント配線板の製造方法。
  4. 【請求項4】 前記導電性樹脂の導電性材料として金,
    銀,銅、パラジウムの中から選ばれた一つを使用するこ
    とを特徴とする請求項1記載の多層プリント配線板の製
    造方法。
  5. 【請求項5】 前記レーザ光としてエキシマレーザ光ま
    たは炭酸ガスレーザ光を使用することを特徴とする請求
    項1記載の多層プリント配線板の製造方法。
  6. 【請求項6】 前記絶縁性基板の両面に銅箔を有する前
    記銅張り基板として、内層回路を有する銅張り基板を使
    用することを特徴とする請求項1記載の多層プリント配
    線板の製造方法。
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