JP2006156908A - Method for manufacturing printed circuit board - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プリント基板の製造方法に関し、さらに詳しくは、その中間に屈曲自在な部分を有するシート状プリント基板の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a printed circuit board, and more particularly to a method for manufacturing a sheet-like printed circuit board having a bendable portion in the middle thereof.
導体パターンをプリントした樹脂製シートを複数枚積層し、上下から熱プレス板で挟んで互いに溶着させて製作するシート状プリント基板が知られている。そして、そのようにして製作されたシート状プリント基板は、電子回路の高密度実装が容易であり、携帯電話器等の小型化が著しい電子機器用として高い用途特性がある。 2. Description of the Related Art A sheet-like printed circuit board is known that is manufactured by laminating a plurality of resin sheets on which conductor patterns are printed and sandwiching them with a hot press plate from above and below to weld them together. The sheet-like printed circuit board manufactured in this way is easy to mount electronic circuits at high density, and has high application characteristics for use in electronic devices that are remarkably miniaturized, such as cellular phones.
また、樹脂製シートの積層枚数を部分的に少なくすれば、積層枚数が少ない部分は、枚数が多い部分に比べて屈曲性が高くなるので、その部分が擬似的なヒンジとなり、携帯電話器等の可動部分にも装着可能となって、さらに用途が広がる。このような、電子回路が高密度実装された板状部分(リジッド部)と、板状部分同士をヒンジ状に連結する屈曲自在な部分(フレキ部)とからなるプリント基板を、リジッド−フレキ基板と呼んでいる。 Also, if the number of laminated sheets of resin is partially reduced, the portion with a small number of laminated sheets becomes more flexible than the portion with a large number of sheets, so that portion becomes a pseudo hinge, such as a mobile phone. It can be attached to the movable part of the, and the use is further expanded. A printed board including such a plate-like portion (rigid portion) on which electronic circuits are densely mounted and a bendable portion (flexible portion) that connects the plate-like portions in a hinge-like manner is referred to as a rigid-flexible substrate. It is called.
そして、リジッド−フレキ基板を、簡単な工程で製造する方法として、積層する樹脂フィルムに、フィルムごとに異なった形状の開口を形成し、開口が形成されない樹脂フィルムを、開口が形成された樹脂フィルムで挟み込んで溶着する方法が開発されている(例えば、特許文献1)。 Then, as a method of manufacturing a rigid-flexible substrate in a simple process, a resin film in which openings are formed on a resin film to be laminated is formed in a resin film in which openings are formed differently for each film. A method of sandwiching and welding between the two has been developed (for example, Patent Document 1).
また、別の方法として、フレキ部分に形成する領域に離型シートを挿入すると共に、スリットを形成して、溶着後に、スリットで囲まれた部分を除去し、フレキ部分を形成する方法が開発されている(例えば、特許文献2)。
上記特許文献1に示される製造方法では、積層する樹脂フィルムの枚数が、平面的な位置の違いにより異なっている(例えば、フレキ部を形成する領域では1枚であるが、一方のリジッド部を形成する領域では3枚の積層、他方のリジッド部を形成する領域では4枚の積層等)。つまり、樹脂フィルムの厚さが部分ごとに異なっている。従って、積層した樹脂フィルムをプレス機により上下から挟み込んで加熱する時に、樹脂フィルムの全面に亘って略均等で充分な圧力がかかり、プレス機からの熱が均等でかつ充分に樹脂フィルムに伝わるようにするために、プレス機と樹脂フィルム間に弾性を有する緩衝材を介在させて加熱プレスを行っている。
In the manufacturing method disclosed in
ところが、樹脂フィルムの厚さの違いが大きい場合には、緩衝材として柔軟性の高いものを選んだとしても、樹脂フィルムの厚さが薄い部分(開口部)へはプレス機による圧力及び熱が充分に伝わらず、従って、特にフレキ部の樹脂フィルム同士の溶着が、良好になされないという問題があった。 However, when the difference in the thickness of the resin film is large, even if a highly flexible material is selected as the cushioning material, the pressure and heat from the press machine are applied to the thin part (opening) of the resin film. Therefore, there is a problem that the resin films of the flexible part are not particularly well welded.
これを、図5を参照してさらに説明する。図5(a)、(b)は従来の製造方法が適用される装置を示し、下加熱プレス板40の上に、開口を形成していない樹脂フィルム41と、開口42aを形成した樹脂フィルム42を2枚ずつ載置し、さらに開口を形成した樹脂フィルム42上に柔軟性を有する緩衝材43を介在させ、上加熱プレス板44によって下方向きに圧力をかける。図5(a)はプレスする前の状態を示し、図5(b)はプレス中の状態を示す。構成を分かり易くするために、各樹脂フィルム41、42、緩衝材43の厚み等は誇張して示してある。
This will be further described with reference to FIG. 5 (a) and 5 (b) show an apparatus to which a conventional manufacturing method is applied. A
この装置において、上加熱プレス板44を徐々に下方移動し、圧力をかけると、緩衝材43は変形しながら樹脂フィルム42の開口42aに進入していくが、開口部分の凹み幅が大きい場合には、開口42aに進入する緩衝材43の下面が樹脂フィルム41の上面41aにまで到達せず(図5(b))、従って、特に開口42aに相当する部分(フレキ部)の樹脂フィルム41同士の溶着が不完全にしかなされないという問題があった。開口42a部分の凹み幅が小さい場合には、開口42aに進入する緩衝材43の下面は樹脂フィルム面41aに当接するであろうが、その場合でも緩衝材43を介して加えられる下側の樹脂フィルム41面への圧力は相当に小さく、フレキ部の樹脂フィルム41同士の溶着は充分には得られない。また、緩衝材43を柔軟性の極めて高いものに選択することが考えられるが、コスト高となる上に、フレキ部の樹脂フィルム41面への圧力伝達はあまり改善されない。
In this apparatus, when the upper
本発明は、上記の事情に鑑みて創案されたものであり、導体パターンを有する樹脂製シートを複数枚積層し、熱プレスにより溶着させて、リジッド部とフレキ部とを有するプリント基板を製造する方法において、フレキ部を形成する部分の樹脂製シートが、熱プレス板によって充分に圧力と熱が加えられ、樹脂製シート同士の充分な溶着が得られ、強度の高い(フレキ部の破損が生じにくい)リジッドーフレキ基板が得られる製造方法を提供することを目的とする。 The present invention was devised in view of the above circumstances, and a printed circuit board having a rigid portion and a flexible portion is manufactured by laminating a plurality of resin sheets having a conductor pattern and welding them by hot pressing. In the method, the resin sheet of the part that forms the flexible part is sufficiently pressed and heated by the hot press plate to obtain sufficient welding between the resin sheets, and the strength is high (the flexible part is damaged) It is an object of the present invention to provide a production method capable of obtaining a rigid-flexible substrate.
上記目的を達成するための請求項1の発明は、導体パターンを有する樹脂製シートを複数枚積層し、熱プレスにより溶着させて、リジッド部とフレキ部とを有するプリント基板を製造する方法であって、フレキ部に相当する位置に開口部を形成した樹脂製シートを用意する工程と、前記工程で用意した開口部を有する樹脂製シートと同一大きさであって、開口部を形成しない樹脂製シートを用意する工程と、用意した前記樹脂製シートを、複数枚積層し、上下から熱プレス板で挟んで加熱し、樹脂製シートを互いに溶着させる工程と、を含み、前記熱プレス板には前記開口部と同一大きさの突部が形成されて、前記樹脂製シートを挟んだ時に、該突部が、前記開口部に嵌まり込み、開口部を形成しない樹脂製シートのシート面に当接することを特徴とする。
The invention of
請求項2の発明は、請求項1に記載の発明において、前記熱プレス板の突部が、熱プレス板とは別体の耐熱性部材を熱プレス板の表面に固着したものであることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the protrusion of the hot press plate is obtained by fixing a heat resistant member separate from the hot press plate to the surface of the hot press plate. Features.
請求項3の発明は、請求項1又は請求項2に記載の発明において、前記樹脂製シートを、複数枚積層し、上下から熱プレス板で挟んで加熱し、樹脂製シートを互いに溶着させる工程において、樹脂製シートと熱プレス板との間に、シート状緩衝材を介在させることを特徴とする。 A third aspect of the present invention is the process according to the first or second aspect, wherein a plurality of the resin sheets are stacked and heated by sandwiching the resin sheets from above and below with a hot press plate to weld the resin sheets together. The sheet-like cushioning material is interposed between the resin sheet and the hot press plate.
請求項4の発明は、請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の発明において、前記樹脂製シートには、少なくとも2箇所に位置決め用穴が形成され、前記熱プレス板には位置決めピンが立設されて、前記熱プレス板で樹脂製シートを挟む時に、前記位置決めピンが前記位置決め用穴に進入して、樹脂製シートと熱プレス板の位置合わせが行われることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to third aspects, the resin sheet has positioning holes formed in at least two locations, and the hot press plate has positioning pins. When the resin sheet is sandwiched between the hot press plates, the positioning pins enter the positioning holes to align the resin sheet and the hot press plate.
請求項1乃至請求項3の発明によれば、熱プレス板で積層された樹脂製シートを挟んだ時に、熱プレス板の突部が、樹脂製シートの開口部に嵌まり込んで進入するので、フレキ部を形成する樹脂製シート部分が、突部によって充分な熱と圧力を加えられ、樹脂製シート同士の充分な溶着状態が得られる。従って、特にフレキ部の強度が高いリジッドーフレキ基板が容易に得られる。 According to the first to third aspects of the invention, when the resin sheet laminated with the hot press plate is sandwiched, the protrusion of the hot press plate fits into the opening of the resin sheet and enters. The resin sheet portion forming the flexible portion is applied with sufficient heat and pressure by the protrusions, and a sufficient welded state between the resin sheets is obtained. Therefore, a rigid-flex board having particularly high strength at the flex part can be easily obtained.
請求項4の発明によれば、熱プレス板で樹脂製シートを挟む時に、前記位置決めピンが前記位置決め用穴に進入して、樹脂製シートと熱プレス板の位置合わせが行われるので、熱プレス板の突部の樹脂製シートの開口部への嵌まり込みがより円滑に行われる。従って、特にフレキ部の強度が高いリジッドーフレキ基板がさらに容易に得られる。
According to the invention of
以下、本発明の一実施形態について図に基づいて詳細に説明する。まず、後にフレキ部となる部分に開口部1aを形成した樹脂製シート1と、開口部を形成しない樹脂製シート2を用意する。図1(a)は、開口部1aを形成した樹脂製シート1の平面を示し、図1(b)は、開口部を形成しない樹脂製シート2の平面を示す。本実施形態では、1枚の樹脂製シートから製品としてのリジッドーフレキ基板50(図4)が3枚取れるように、方形の開口部1aとその両側の導体パターン3が単位となった組が、3組樹脂製シート1上に形成してある。導体パターン3は、樹脂製シート1上に公知の方法により貼着してあり、導体パターン3の裏面側の樹脂製シートには、各層の導体パターン3を導通するためのビアホールが形成してある(不図示)。なお、便宜的に図1(a)の方形の区画で示した領域4が、導体パターン3の配置された領域を示す。また、樹脂製シート1の対向する2箇所の角部には、後述する位置決めピンが挿通する位置決め用丸穴5と位置決め用長穴6が形成してある。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. First, a
開口部を形成しない樹脂製シート2も、開口部を形成した樹脂製シート1と同様に、1枚の樹脂製シートから製品としてのリジッドーフレキ基板が3枚取れるように、同一の導体パターン7が3組樹脂製シート上に形成してある。図1(a)と同様に、図1(b)の方形の区画で示した領域8が、導体パターン7の配置された領域を示し、導体パターン7の裏面側の樹脂製シートには、ビアホール(不図示)が形成してある。また、樹脂製シートの対向する2箇所の角部には、後述する位置決めピンが挿通する位置決め用丸穴9と位置決め用長穴10が形成してある。
Similarly to the
次に、上記のようにして用意された樹脂製シート1、2を上下から挟んで圧力を加えるための熱プレス板11、12について、図2と図3を参照して説明する。熱プレス板は、上熱プレス板11と下熱プレス板12とからなり、共に積層した樹脂製シート1、2の開口部1aに相当する位置に、開口部1aと略同一大きさの突部11b、12bを有している。下熱プレス板12の対向する2箇所の角部には、位置決めピン13、14が立設してあり、上熱プレス板11の対向する2箇所の角部には、位置決めピンが進入する貫通穴15、16が形成してある。
Next,
なお、上下の熱プレス板11、12は、それぞれ1枚の金属(鉄、ステンレス、銅等)平板11a、12a上に、ポリイミドテープ等の接着部材を用いて、突部11b、12bを構成する金属(鉄、ステンレス、銅等)板、又はフッ素樹脂(テフロン(登録商標)等)の板材、又はポリイミドの板材を接着したものである。いずれも、樹脂製シート1、2が溶着する温度にまで温度上昇しても、樹脂製シート1、2に付着したり、当該突部11b、12bが著しく膨張したり、状態変化を起こさない材料からなっているので、実際のプレス時に突部11b、12bが後述の緩衝材17、18や開口部1aに付着してしまうとか、プレス後に突部11b、12bの開口部1aからの抜脱がスムーズに行われない等のトラブルが生じない。また、平板11a、12aに突部を構成する板材11b、12bを接着するだけであるので、例えば鉄等の金属からなる平板の基材を研削することによって、突部を有する熱プレス板を製作する場合に比べて、製作が極めて容易であり、その分、全体の製造コストを低減できる。
The upper and lower
次に、上記熱プレス板11、12を用いて積層した樹脂製シート1、2を挟んで圧力をかけると共に加熱する工程について説明する。図3(a)に示すように、まず、下熱プレス板12上にシート状緩衝材17を載置し、その上に開口部1aを形成した樹脂製シート1を1枚、開口部を形成しない樹脂製シート2を2枚、及び開口部1aを形成した樹脂製シート1を2枚、その順で載置する。そして、さらにその上にシート状緩衝材18を載置する。この時、樹脂製シート1、2に形成した丸穴5、9と長穴6、10を、下熱プレス板12から立設した位置決めピン13、14に挿入して樹脂製シート1、2を積層するので、下熱プレス板12と各樹脂製シート1、2の相対位置が適正となる。つまり、下熱プレス板12の突部12bと樹脂製シート1の開口部1aとの平面位置が一致するので、後のプレス時に下熱プレス板12の突部12bが正確に樹脂製シートの開口部1aへと進入するようになる。また、本実施形態では緩衝材17、18としてフッ素樹脂シートを用いており、緩衝材17、18の厚みは、それぞれ、各緩衝材が当接する開口部1aの凹み幅に応じた厚みに設定されている。つまり、緩衝材17の厚みt17は、下側の開口部1aの凹み幅より若干大きい厚みに設定してあり、緩衝材18の厚みt18は、上側の開口部1aの凹み幅より若干大きい厚みに設定してある。また、各緩衝材17、18には、位置決めピン15、16が挿通する穴19、20が形成してある。
Next, the process of applying pressure and heating the
次に、上述のようにして下熱プレス板12上に積層した樹脂製シート1、2と緩衝材17、18上に、上熱プレス板11を、その貫通穴15、16が位置決めピン13、14に挿通するようにして載置する。各樹脂製シート1、2は位置決めピン13、14に挿通されて適正位置に位置決めされているので、上熱プレス板11の突部11bと上側の開口部1aの平面位置も一致される。
Next, the upper
次に、図3(b)に示したように、上熱プレス板11の上方のプレスヘッド21を徐々に下方へ移動し、下側のプレスベース22との間で、緩衝材17、18を介して各樹脂製シート1、2に上下から圧力をかける。この時、プレスヘッド21とプレスベース22内に内装されたヒータ(不図示)が通電され、プレスヘッド21及びプレスベース22自体が高温になることによって、上下の熱プレス板11、12が高温に加熱され、樹脂製シート1、2が溶融する手前の温度まで加熱される。そして、この加熱と共に樹脂製シート1、2には高い圧力がかけられるので、樹脂製シート1、2同士が一体に溶着する。なお、各樹脂製シート1、2は、積層される前に、その表面に紫外線を照射し、表面のポリマー組織をモノマー組織に変化させておくことにより、より容易に溶着するように処理しておくことが好ましい。また、本実施形態では、プレスヘッド21とプレスベース22内に内装したヒータが通電されて、プレスヘッド21とプレスベース22自体が高温となるものであったが、上下の熱プレス板11、12内にヒータを内装して、熱プレス板11、12自体が高温となるものであってもよいし、全体を加熱室内に挿入して、周囲から加熱するものであってもよい。
Next, as shown in FIG. 3 (b), the
そして、上記の加熱圧着工程において、上下の熱プレス板11、12の突部11b、12bは、それぞれ樹脂製シートの開口部1aに嵌まり込むように進入しようとするので、柔軟な材質からなる緩衝材17、18が圧力によって開口部1aに押し込まれ、開口部1a内に隙間無く入り込む(図3(b))。従って、熱プレス板11、12によってかけられた熱と圧力が、効率良く樹脂製シート1、2へと伝わり、特にフレキ部を形成する樹脂製シート2同士の溶着が良好に形成される。
And in said thermocompression-bonding process, since the
樹脂製シート1、2同士が溶着された後、上熱プレス板11を上方へ移動させて、圧力を解放し、溶着した樹脂製シート1、2を位置決めピン13、14から抜き出して取り出す。この時、熱プレス板11、12の突部11b、12bは、前述のとおりの条件の材質であるので、緩衝材17、18に付着したり、大きく膨張して開口部1aからの抜き出しが困難になったりするトラブルが生じない。熱プレス板12から抜き出した樹脂製シート1、2は、その後、導体パターン3、7と開口部1aの外周線L(図1)に沿って切断されて樹脂製シート1、2と分離され、3枚のリジッドーフレキ基板となる。図4に樹脂製シートから分離した後のリジッドーフレキ基板50を示す。外周線Lに沿って切断されることによって2層の樹脂製シート2のみとなった部分がフレキ部(屈曲自在な部分)50fを構成し、残りの5層の樹脂製シート1、2からなる部分がリジッド部50rとなる。
After the
以上のようにして、特にフレキ部50fの強度の高いリジッドーフレキ基板50が容易に製造できる。なお、上記実施形態では、完成したリジッドーフレキ基板50のフレキ部50fは1箇所であったが、樹脂製シート1の開口部1aを複数個所としてフレキ部が複数あるリジッドーフレキ基板を製造することも可能である。また、上記実施形態では、緩衝材17、18を熱プレス板11、12と積層した樹脂製シート1、2間に挿入して、熱プレス板11、12の熱と圧力が緩衝材17、18を介して樹脂製シート1、2に伝達するようにしたが、緩衝材17、18を挿入せずに、上下の熱プレス板11、12が直接樹脂製シート1、2に当接するようにしてもよい。この場合には、熱プレス板11、12の突部11b、12bの大きさ及び形状を、より正確に開口部1aの大きさ及び形状と一致させる必要があるが、消耗品である緩衝材の費用が不要であるし、熱プレス板11、12により加えられる熱及び圧力の樹脂製シート1、2への伝達効率が上がるので、樹脂製シートが溶着するまでの所要時間が短縮できる。また、突部11b、12bを前述のとおりの材質で形成すれば、突部11b、12bが樹脂製シート1、2に付着したり、開口部1aからの抜き出しが困難になることが防止できる。
As described above, the rigid-
1 開口部を形成した樹脂製シート
1a 開口部
2 開口部を形成しない樹脂製シート
3 導体パターン
7 導体パターン
9 位置決め用丸穴
10 位置決め用長穴
11 上熱プレス板
11b 突部
12 下熱プレス板
12b 突部
13 位置決めピン
14 位置決めピン
17 シート状緩衝材
18 シート状緩衝材
50 リジッドーフレキ基板
50f フレキ部
50r リジッド部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
フレキ部に相当する位置に開口部を形成した樹脂製シートを用意する工程と、
前記工程で用意した開口部を有する樹脂製シートと同一大きさであって、開口部を形成しない樹脂製シートを用意する工程と、
用意した前記樹脂製シートを、複数枚積層し、上下から熱プレス板で挟んで加熱し、樹脂製シートを互いに溶着させる工程と、を含み、
前記熱プレス板には前記開口部と同一大きさの突部が形成されて、前記樹脂製シートを挟んだ時に、該突部が、前記開口部に嵌まり込み、開口部を形成しない樹脂製シートのシート面に当接することを特徴とするリジッド部とフレキ部を有するプリント基板の製造方法。 A method for producing a printed circuit board having a rigid part and a flexible part by laminating a plurality of resin sheets having a conductor pattern and welding them by hot pressing,
Preparing a resin sheet having an opening formed at a position corresponding to the flexible part;
A step of preparing a resin sheet having the same size as the resin sheet having an opening prepared in the above step and not forming an opening;
Laminating a plurality of the prepared resin sheets, heating by sandwiching them with a hot press plate from above and below, and welding the resin sheets to each other,
The hot press plate has a protrusion having the same size as the opening, and when the resin sheet is sandwiched, the protrusion fits into the opening and does not form an opening. A method of manufacturing a printed circuit board having a rigid part and a flexible part, wherein the printed circuit board is in contact with a sheet surface of the sheet.
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