JP2005252155A - 構造体、構造体の製造方法、及び、プリント配線板、プリント配線板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 位置決めマーク46を分割したドット46aで構成する。位置決めマーク46内に、レジスト50が埋まり難くなる。また、例え、2個のドット46aがレジスト50により埋まっても、残りのドット46aから水平線X、垂直線Yを算出し、この交点から位置決めマーク46の中心Cを正確に求めることができる。
【選択図】 図9
Description
また、ファイン化の要望により、L/S(ライン/スペース)が25μm/25μm以下にさせるためには、プリント配線板などで形成される配線のZ方向も薄くしないといけない。そのためにドライフィルムの厚みを薄くした。ドライフィルムを薄くするとフィルム自体が薄くなるために軟らかくなり、更に、密着性を上げるために物理的圧力を加えることで、形成された位置決めマーク(二重リング円状)内に、ドライフィルムが埋まりやすくなった。そのために、CCDなどのカメラによる撮像を行っても基板側の位置決めマークの画像認識が行い難くなるために、位置合わせすることために時間が掛かってしまう。ドライフィルムに変えて、液体レジストを用いた場合でも同様に埋まり易くなった。
図17(A1)は上記反射式のリング状位置決めマーク46Rの平面図であり、図17(A2)は図17(A1)中のA1−A1断面図であり、図17(A3)はレジスト350が入り込んだリング状位置決めマーク46Rの説明図である。図17(A3)に示すように、リング状位置決めマーク46R内にレジスト350が埋まり込むことで、位置決めマークの画像認識に時間が掛かるのに加えて、画像認識される円が図中の例では左上側にずれ、リングの中心Cがずれて、C’を中心として認識するようになり、位置決め精度が下がっていた。
さらに、マスク露光以外にも直接描画タイプの露光、もしくはそれら以外でも位置合わせを用いるレーザでのバイアホールの開口、ソルダーレジスト層の開口パッドの形成などにも用いられる位置決めマークを創出する必要もある。
また、位置決めマークの大きさにより精度を上げることができるようにすることを目的とする。
1)絶縁層を有する構造体であり、該構造体上に分割された位置決めマークを形成する工程−
2)前記構造体上に樹脂層を形成する工程−
3)該分割された位置決めで画像認識により位置合わせし、前記樹脂層に開口する工程−
分割された距離間が75μm未満であるとCCDなどのカメラによる画像認識では連続として認識されてしまう。また、位置決めマーク内に埋まりやすくなる。位置決めマークの形成自体も難しいことがある。
位置決めマークの大きさの直径が40μm未満であると、CDなどのカメラによる画像認識ができないことがあるし、形成自体も難しいことがある。
逆に、直径が300μmを超えると個別の分割体の中にレジストが埋まり易くなるからである。
1)少なくとも1層以上である層間絶縁層を有するプリント配線板であり、該層間絶縁層上に分割されたドットから成る位置決めマークを形成する工程−
2)前記プリント配線板上にドライフィルムもしくは液状レジスト層を形成する工程−
3)該分割された位置決めマークと位置合わせし、露光、現像する工程
1)少なくとも1層以上である層間絶縁層を有するプリント配線板であり、該層間絶縁層上に分割されたドットから成る位置決めマークを形成する工程−
2)前記プリント配線板上にレジスト層もしくはソルダーレジスト層を形成する工程−
3)該分割された位置決めマークと位置合わせし、露光、現像する工程
さらに絶縁樹脂層上において、該樹脂層の開口して、かつ分割された位置決めマークを用いることが望ましい。それであれば、位置決めマークの形成位置の自由度があり、かつ、例え一部の位置決めマークが埋まったとしても、位置決めマークとして役目を果たすのである。
1)少なくとも1層以上である層間絶縁層を有するプリント配線板であり、該層間絶縁層上に分割されたドットから成る位置決めマークを形成する工程−
2)前記プリント配線板上にレジスト層もしくはソルダーレジスト層を形成する工程−
3)該分割された位置決めマークと位置合わせし、露光、現像する工程
さらに絶縁樹脂層上において、該樹脂層の開口して、かつ分割された位置決めマークを用いることが望ましい。それであれば、位置決めマークの形成位置の自由度があり、かつ、例え一部の位置決めマークが埋まったとしても、位置決めマークとして役目を果たすのである。
分割された距離間が75μm未満であるとCCDなどのカメラによる画像認識では連続として認識されてしまう。また、位置決めマーク内に埋まりやすくなる。位置決めマークの形成自体も難しいことがある。
逆に、2500μmを超えると、CCDなどのカメラによる画像認識で、認識できないことがあるし、認識時間が掛かってしまうことがある。また、位置決めマーク自体も大きくなりすぎてしまい、形成領域が増えたり、画像認識にも時間を要したりしてしまう。
分割された位置決めマークにおいて、分割された位置決めマークの大きさは、直径40〜300μmであることが望ましい。
位置決めマークの大きさの直径が40μm未満であると、CCDなどのカメラによる画像認識ができないことがあるし、形成自体も難しいことがある。
逆に、直径が300μmを超えると個別の分割体の中にレジストが埋まり易くなるからである。
レーザであれば、炭酸ガスレーザ、エキシマレーザ、UVレーザなどを用いることができる。個別にレーザを照射して形成する方法でも、マスクを介して、一括で形成する方法などを用いることができる。
フォトエッチング(露光、現像を経る工程)であれば、感光性を有する樹脂上に、予め分割された位置決めマークが描画されたマスクを載置して、露光、現像を経て、形成させる方法である。
パンチングとは、位置決めマークをくり抜くことにより、開口を形成して、分割された位置決めマークを形成する方法である。
また、万が一位置決めマーク内に、樹脂層が埋まったとしても画像認識ができるために、配線などの形成が阻害されないのである。
さらに、構造体やプリント配線板配線などの位置決め精度が向上されつつも、画像認識でのタクト時間が長くならないのである。
例えば十字で説明を行う。従来技術によって形成した位置決めマークでは、図17(B1)のような十字での位置決めマーク46Cになってしまう。それに対して、本願発明の位置決めマークは、図9(A)のような分割された個別のドット46aなどで十字が形成された位置決めマーク46である。図17(B1)のB1−B1断面を図17(B2)に示す。一方、図9(A)のA2−A2断面を図9(B)に示す。ここで、図17(B1)の十字位置決めマーク46Cの径Φ2と、図9(A)に示す分割された位置決めマーク46の径Φとは共に70μmであるが、分割された位置決めマーク46では連続する部分がないため、レジスト50が埋まり難い。図17(A1)に示すリング状位置決めマーク46Rは、径Φ1が70μmであっても、連続する形状のためレジストが埋まり易い。本願発明では、位置決めマークがレジストに埋まり難く常に存在するので、画像認識上でも判定することができる。また、例え、図9(A)中で2個のドット46aがレジスト50により埋まっても、残りのドット46aから水平線X、垂直線Yを算出し、この交点から位置決めマーク46の中心Cを正確に求めることができる。
そのために、形成された配線や開口などは、所望の大きさや位置に形成されるのである。また、画像認識自体も行えるため位置精度を低下させることはなく、画像認識に要する時間も長くならないのである。
レーザあるいはパンチングで位置決めマークを形成した場合には、レーザの熱の影響や工程時の衝撃などを導体層により緩和させることができ、位置決めマークを所望の大きさや形状を形成させることができる。フォトエッチング(露光、現像を経る工程)で位置決めマークを形成した場合では、現像液、剥離液などの薬液から構造体あるいはプリント配線板から守ることができ、位置決めマークを所望の大きさや形状を形成させることができる。
分割された距離間が75μm未満であるとCCDなどのカメラによる画像認識では連続として認識されてしまう。また、位置決めマーク内に埋まりやすくなる。位置決めマークの形成自体も難しいことがある。
逆に、2500μmを超えると、CCDなどのカメラによる画像認識で、認識できないことがあるし、認識時間が掛かってしまうことがある。また、位置決めマーク自体も大きくなりすぎてしまい、形成領域が増えたり、画像認識にも時間を要してしまう。
位置決めマークの大きさの直径が40μm未満であると、CDなどのカメラによる画像認識ができないことがあるし、形成自体も難しいことがある。
逆に、直径が300μmを超えると個別の分割体の中にレジストが埋まり易くなるからである。
また、構造体あるいはプリント配線板の中心に形成してもよい。その場合であっても構造体あるいはプリント配線板には他に2つの位置決めマークを形成することが望ましい。その理由としては、3つ以上であれば、位置合わせを行っても精度よく位置合わせを行うことができ、位置ズレが出にくいからである。
複数の位置決めマークを形成するのであれば、すべて同じ大きさ、同一形状であってもよいし、大きさが異なるあるいは形状が異なってもよいのである。形成された位置決めマークが分割された位置決めマークであることが最優先されるのである。
この形成されるレジスト層は、厚さ1〜30μmで形成される。そもそもL/S=25μm以下/25μm以下の微細配線用のレジストである。そのためにレジスト層の厚みは、薄くなるために、軟らかいものである。また、レジスト密着性や露光性を向上させるためにレジストの特性等を変更した。そのために、レジスト材自体の粘性が低下したり、チクソ性が低下してしまったりした。そのために、位置決めマークに埋まりやすくなっていた。それ故に、本願のような分割された位置決めマークを用いることにより、位置決めマークが埋まり難くなるのであり、万が一埋まったとしても位置決めマークとしての役目を果たすことができる。
配線や開口などが予め描画されたマスクと位置合わせを行う露光(以下「マスク露光」と称する)やパターンデータに基づいて電子線を偏向器で走査し、または、レーザをミラーで反射させ、構造体あるいはプリント配線板にパターンや開口等を形成する直接描画による技術に用いられるのである(以下「直描技術」と称する)。
そのマスク上に、金属(例えばクロム)や樹脂により配線やパッドが描画され、マスクの一部に構造体あるいはプリント配線板との位置合わせ用の位置決めマークが形成されている。構造体あるいはプリント配線板上には半硬化であるBステージ状である樹脂層が形成されている。その樹脂層上に直接載置させて、マスクの位置決めマークと分割された位置決めマークとで位置合わせを行う。場合によっては、マスクや構造体あるいはプリント配線板上に保護フィルムを形成してもよい。その保護フィルムにより、マスクへの樹脂層の付着などを防止するのである。
この位置合わせの認識を経て、マスクの位置決めマークと構造体あるいはプリント配線板との分割された位置決めマークを重ねて位置合わせをする。このときも前述の方法により行い、所望の位置決めマークの範囲に入っているか否かを判断し、必要であれば、機械的な補正を行う。その必要がなければ、減圧下もしくは真空下で密着させて、再度カメラで撮像して、位置ズレの有無の確認を経て、露光を行う。
ドライフィルム圧着工程−めっき膜上に感光性ドライフィルムを圧着する。
位置決合わせ工程−反射式による画像処理による基板、基板とマスクとの位置合わせを行い、露光してめっきレジストパターンを形成させる。その反射式の画像処理は、上述した二値化処理、又は、グレー処理で行われる。その画像処理及び露光の方法は後述する[1]〜[7]の順序で行われる。
位置合わせ工程−画像処理による、基板とマスクとの位置合わせを行い、露光してめっきレジストパターンを形成させる。その反射式の画像処理は、上述した二値化処理、又は、グレー処理で行われる。その画像処理及び露光の方法は以下の[1]〜[7]の順序で行われる。
位置合わせ工程−画像処理による、基板とマスクとの位置合わせを行い、露光してめっきレジストパターンを形成させる。その反射式の画像処理は、上述した二値化処理、又は、グレー処理で行われる。その画像処理及び露光の方法は以下の[i]〜[v]の順序で行われる。
このとき転送されたデータは、一括ですべてのデータを転送してもよいし、一部分の描画データを転送してもよい。
光源の当てられた位置決めマークをCCDなどのカメラにより撮像する。撮像された画像を「ニ値化」もしくは「グレー処理」などによりデータ化させた後、位置決めマークにおける位置ズレ量を検出する。位置ズレが検知された場合には、基板のX軸、Y軸あるいは角度方向でのズレ量を機械的な位置補正により、位置ズレを矯正する。その矯正には、一度に矯正あるいは複数回に分けて矯正してもよい。
引き続き、実施例1の多層プリント配線板について説明する。実施例1では、マスク露光を行いドライフィルムでレジスト膜を形成する。位置決めマークは、十字で9分割させたものを用いる。
先ず、本発明の実施例1に係るプリント配線板の構成について、断面図である図6を参照して説明する。プリント配線板10では、コア基板30内にスルーホール36が形成され、該コア基板30の両面には導体回路34が形成されている。また、該導体回路34の上には、バイアホール60及び導体回路58の形成された層間樹脂絶縁層40が配設されている。該層間樹脂絶縁層40の上には、バイアホール160及び導体回路158が形成された層間樹脂絶縁層140が配設されている。層間樹脂絶縁層140の上には、ソルダーレジスト層70が配設されている。該ソルダーレジスト層70には、開口71U、71Dが形成され、上面側の該開口71Uには、半田バンプ76が配設されている。また、底面側の該開口71Dには、導電性接続ピン96が、導電性接着剤97によって接続固定されている。
また、位置決めマーク46の形状は、円、楕円、三角形、四角形以上の多角形、星形、または、前述の形状を二重線で形成してもよい。位置決めマーク46の形成に用いるレーザとしては、炭酸、エキシマ、YAG、UVのレーザ処理の中から選ばれる少なくとも1種類以上を用いる。場合によってはフォトエッチングやパンチングによって形成してもよい。なお、この工程は、上記(7)の工程と同時もしくは前後でもよい。
〔無電解めっき水溶液〕
NiSO4 0.003 mol/l
酒石酸 0.200 mol/l
硫酸銅 0.030 mol/l
HCHO 0.050 mol/l
NaOH 0.100 mol/l
α、α′−ビピリジル 40 mg/l
ポリエチレングリコール(PEG) 0.10 g/l
〔無電解めっき条件〕
35℃の液温度で40分
位置合わせの状態の斜視図を図10に示す。この位置合わせは、上方から光りを照射しながらカメラ100にて、コア基板30上の分割された位置決めマーク46と、マスクの位置決めマーク52bとを撮像し、撮像したデータを二値化処理を行い、分割された位置決めマークが入るよう調整する。よって、感光性ドライフィルムを貼り付けて反射式による画像処理を行っても、分割された位置決めマークの認識を確実、正確に行え、マスク52を正確に位置合わせできる。次いで、100mJ/cm2 で露光し、0.8%炭酸ナトリウム水溶液で現像処理することにより、厚さ20μmのめっきレジスト54を設ける(図3(D))。それによりL/S=20μm/20μm〜15μm/15μmの間での配線を形成した。
〔電解めっき水溶液〕
硫酸 2.24 mol/l
硫酸銅 0.26 mol/l
添加剤 19.5 ml/l(アトテックジャパン社製、カパラシドHL)
〔電解めっき条件〕
電流密度 1 A/dm2時間 65 分温度 22±2度
なお、層間樹脂絶縁層140を形成する際には、層間樹脂絶縁層140上の導体回路58上に図示しない位置決めマークをレーザで同様に形成して行う。
実施例1改変例1:十字の開口径: 70μm、開口の距離: 75μm
実施例1改変例2:十字の開口径: 70μm、開口の距離:2500μm
実施例1改変例3:十字の開口径:300μm、開口の距離: 75μm
実施例1改変例4:十字の開口径:300μm、開口の距離: 100μm
実施例1改変例5:十字の開口径:300μm、開口の距離:2500μm
実施例1改変例6:十字の開口径: 40μm、開口の距離: 75μm
実施例1改変例7:十字の開口径: 40μm、開口の距離: 100μm
実施例1改変例8:十字の開口径: 40μm、開口の距離:2500μm
実施例1参考例1:十字の開口径: 70μm、開口の距離: 50μm
実施例1参考例2:十字の開口径: 70μm、開口の距離:3000μm
実施例1参考例3:十字の開口径: 30μm、開口の距離: 100μm
実施例1参考例4:十字の開口径:320μm、開口の距離: 100μm
実施例2では、直描方式で露光を行う。先ず、直描露光装置の構成を図11を参照して説明する。
レーザ222からのレーザ光は、ミラー222で反射され、レンズ224、レンズ226を透過してミラー228で反射され、レンズ232を介してプリント配線板230上に照射される。プリント配線板230は、テーブル234上にX−Y方向に送られる。
その直接描画によるプロセスは以下のようである。
実施例2改変例1:十字の開口径: 70μm、開口の距離: 75μm
実施例2改変例2:十字の開口径: 70μm、開口の距離:2500μm
実施例2改変例3:十字の開口径:300μm、開口の距離: 75μm
実施例2改変例4:十字の開口径:300μm、開口の距離: 100μm
実施例2改変例5:十字の開口径:300μm、開口の距離:2500μm
実施例2改変例6:十字の開口径: 40μm、開口の距離: 75μm
実施例2改変例7:十字の開口径: 40μm、開口の距離: 100μm
実施例2改変例8:十字の開口径: 40μm、開口の距離:2500μm
実施例2参考例1:十字の開口径: 40μm、開口の距離: 50μm
実施例2参考例2:十字の開口径: 40μm、開口の距離:3000μm
実施例2参考例3:十字の開口径: 30μm、開口の距離: 75μm
実施例2参考例4:十字の開口径:320μm、開口の距離: 75μm
実施例3では、実施例1と同様にマスク露光した。但し、実施例1では、レジストフィルムを用いたが、実施例3では液状レジストによりレジスト膜を形成した。位置決めマークは、実施例1と同じく図9(A)に示す十字、9分割させた位置決めマーク46を用いた。
実施例3−1では、実施例2と同様に直描露光した。但し、実施例1では、レジストフィルムを用いたが、実施例3では液状レジストによりレジスト膜を形成した。位置決めマークは、実施例1と同じく図9(A)に示す十字、9分割させた位置決めマーク46を用いた。
実施例1とほぼ同様であるが、位置決めマークを層間絶縁樹脂層の下部に設けた。即ち、導体回路に直接レーザを照射し、図17(A1)に示すリング状位置決めマーク46R(径Φ2:70μm)を形成した後、層間樹脂絶縁層を配設した。
実施例1とほぼ同様であるが、位置決めマークを層間絶縁樹脂層の下部に設けた。即ち、導体回路に直接レーザを照射し、図17(B)に示す十字状位置決めマーク46C(径Φ1:70μm)を形成した後、層間樹脂絶縁層を配設した。
比較例1,比較例2のプリント配線板では、レジストの詰まりが生じ、また、画像認識に長時間を要した。更に、配線の位置ずれ量が大きく、配線がずれる結果、導通試験での導通不要、短絡が生じ、更に、バイアホールの開口位置のずれからバイアホールでの断線が生じた。
34 導体回路
34a 金属層
34β 粗化面
40 層間樹脂絶縁層
46 位置決めマーク
46a ドット
48 無電解めっき膜
49 Ni/Cu金属層
50 感光性ドライフィルム
52 マスク
58 導体回路
60 バイアホール
70 ソルダーレジスト層
71U、71D 開口部
72 ニッケルめっき層
74 金めっき層
76 半田バンプ
96 導電性接続ピン
97 導電性接着剤
98 固定部
140 層間樹脂絶縁層
158 導体回路
160 バイアホール
Claims (13)
- 少なくとも1層以上の絶縁層を有する構造体において、分割された位置決めマークを有する構造体。
- 少なくても1〜3工程を経る構造体の製造方法:
1)絶縁層を有する構造体であり、該構造体上に分割された位置決めマークを形成する工程;
2)前記構造体上に樹脂層を形成する工程;
3)該分割された位置決めで画像認識により位置合わせし、前記樹脂層に開口する工程。 - 少なくとも1層以上の層間絶縁層を有するプリント配線板において、前記層間絶縁層上に分割されたドットからなる位置決めマークを有するプリント配線板。
- 前記位置決めマークにおいて、分割されたドット間の距離間は、75〜2500μmである請求項3に記載のプリント配線板。
- 前記位置決めマークにおいて、前記ドットの大きさは、40〜300μmである請求項3に記載のプリント配線板。
- 前記分割された位置決めマークの前記ドットは十字状に配置されている請求項3に記載のプリント配線板。
- 前記プリント配線板は、複数個の個片プリント基板を構成する回路パターン群を設けてなる多数個取り用であって、各個片プリント基板を構成する回路パターン群にそれぞれ対応させて前記分割されたドットから成る位置決めマークを設けた請求項3に記載のプリント配線板。
- 少なくても1〜3工程を経るプリント配線板の製造方法:
1)少なくとも1層以上である層間絶縁層を有するプリント配線板であり、該層間絶縁層上に分割されたドットから成る位置決めマークを形成する工程;
2)前記プリント配線板上にドライフィルムもしくは液状レジスト層を形成する工程;
3)該分割された位置決めと位置合わせし、露光、現像する工程。 - 少なくても1〜3工程を経るプリント配線板の製造方法:
1)少なくとも1層以上である層間絶縁層を有するプリント配線板であり、該層間絶縁層上に分割されたドットから成る位置決めマークを形成する工程;
2)前記プリント配線板上にレジスト層もしくはソルダーレジスト層を形成する工程;
3)該分割された位置決めと位置合わせし、露光、現像する工程。 - 少なくても1〜3工程を経るプリント配線板の製造方法:
1)少なくとも1層以上である層間絶縁層を有するプリント配線板であり、該層間絶縁層上に分割されたドットから成る位置決めマークを形成する工程;
2)前記プリント配線板上にレジスト層もしくはソルダーレジスト層を形成する工程;
3)該分割された位置決めマークと位置合わせし、露光、現像する工程。 - 前記位置決めマークにおいて、分割されたドット間の距離間は、75〜2500μmである請求項8〜請求項10のいずれか1のプリント配線板の製造方法。
- 前記位置決めマークにおいて、前記ドットの大きさは、40〜300μmである請求項8〜請求項10のいずれか1のプリント配線板の製造方法。
- 前記位置決めマークの形成は、レーザ、フォトエッチング、パンチングのいずれかで行われる請求項8〜請求項10のいずれか1のプリント配線板の製造方法。
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