JP2010135476A - Circuit structure body and method for manufacturing the circuit structure body - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回路構成体及び回路構成体の製造方法に関する。 The present invention relates to a circuit structure and a method for manufacturing the circuit structure.
ケース内に回路構成体を収容してなる電気接続箱として、特許文献1に記載のものが知られている。このものは、ケース内に、FPC(フレキシブルプリント基板)を収容してなる。
しかしながら、FPCの厚みは極めて薄いため、振動等によりFPCが撓み変形することにより、FPCの電気的な接続信頼性が低下することが懸念される。 However, since the thickness of the FPC is extremely thin, there is a concern that the electrical connection reliability of the FPC may be reduced due to the FPC being bent and deformed by vibration or the like.
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、FPCの電気的な接続信頼性を向上させた回路構成体及び回路構成体の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been completed based on the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a circuit structure and a method for manufacturing the circuit structure that improve the electrical connection reliability of the FPC.
本発明は、回路構成体の製造方法であって、表面及び裏面を有する金属板材の表面にFPCを接着するFPC接着工程と、前記金属板材をエッチングすることにより、互いに離間して配された複数の導電路を形成するエッチング工程と、前記導電路の裏面にプリプレグを積層するプリプレグ積層工程と、前記プリプレグを硬化させるプリプレグ硬化工程と、を実行する。 The present invention is a method of manufacturing a circuit structure, and includes an FPC bonding step of bonding an FPC to the surface of a metal plate material having a front surface and a back surface, and a plurality of layers disposed apart from each other by etching the metal plate material. An etching process for forming the conductive path, a prepreg lamination process for laminating a prepreg on the back surface of the conductive path, and a prepreg curing process for curing the prepreg.
また、本発明は、回路構成体の製造方法であって、表面及び裏面を有する金属板材の裏面をエッチングすることにより有底溝を形成する第1エッチング工程と、前記金属板材の裏面にプリプレグを積層するプリプレグ積層工程と、前記プリプレグを硬化させるプリプレグ硬化工程と、前記金属板材の表面をエッチングすることにより、互いに離間する複数の導電路を形成する第2エッチング工程と、前記第2エッチング工程により形成された隣り合う導電路同士の隙間に、絶縁性の合成樹脂材を充填する充填工程と、前記金属板材の表面にFPCを接着するFPC接着工程と、を実行する。 Further, the present invention is a method for manufacturing a circuit structure, wherein a first etching step of forming a bottomed groove by etching a back surface of a metal plate material having a front surface and a back surface, and a prepreg on the back surface of the metal plate material A prepreg laminating step for laminating, a prepreg curing step for curing the prepreg, a second etching step for forming a plurality of conductive paths separated from each other by etching the surface of the metal plate material, and the second etching step. A filling step of filling an insulating synthetic resin material in a gap between the formed adjacent conductive paths and an FPC bonding step of bonding FPC to the surface of the metal plate material are performed.
また、本発明は、回路構成体であって、FPCと、前記FPCに貼付された複数の導電路と、前記導電路のうち前記FPCに貼付された面と反対側の面に積層されたプリプレグとを、を備え、前記導電路は、表面及び裏面を有する金属板材の表面及び裏面の一方にFPC又はプリプレグを貼付した状態で、前記金属板材の表面及び裏面の他方をエッチングすることにより形成される。 In addition, the present invention is a circuit structure, and includes a FPC, a plurality of conductive paths affixed to the FPC, and a prepreg laminated on a surface of the conductive path opposite to the surface affixed to the FPC. The conductive path is formed by etching the other of the front and back surfaces of the metal plate material with FPC or prepreg attached to one of the front and back surfaces of the metal plate material having the front and back surfaces. The
本発明によれば、FPC(フレキシブルプリント基板)には導電路が接着されており、この導電路にはプリプレグが積層されて、硬化されている。これにより、FPCが撓み変形することが抑制されるので、FPCを用いた回路構成体の電気的な接続信頼性を向上させることができる。 According to the present invention, a conductive path is bonded to an FPC (flexible printed circuit board), and a prepreg is laminated on the conductive path and cured. As a result, the FPC is prevented from being bent and deformed, so that the electrical connection reliability of the circuit structure using the FPC can be improved.
本発明の実施態様としては以下の態様が好ましい。
前記FPCに窓部を開口させる開口工程と、前記窓部から露出する前記導電路の表面に、前記FPCの表面と実質的に同じ高さを有する凸部を形成する凸部形成工程と、を実行する。
As embodiments of the present invention, the following embodiments are preferable.
An opening step of opening a window portion in the FPC, and a protrusion forming step of forming a protrusion having substantially the same height as the surface of the FPC on the surface of the conductive path exposed from the window portion. Execute.
上記の態様によれば、FPCの表面と、窓部から露出する導電路とに跨って電子部品を実装する場合において、電子部品のリードに、FPCの厚さ寸法に対応する段差を設ける加工が不要となる。これにより、電子部品の実装工程を簡略化することができる。 According to the above aspect, when the electronic component is mounted across the surface of the FPC and the conductive path exposed from the window, the step of providing a step corresponding to the thickness dimension of the FPC on the lead of the electronic component is performed. It becomes unnecessary. Thereby, the mounting process of an electronic component can be simplified.
前記凸部形成工程は、前記窓部から露出する前記金属板材の表面にメッキ処理を実行することにより、前記凸部を形成してもよい。 The said convex part formation process may form the said convex part by performing a plating process to the surface of the said metal plate material exposed from the said window part.
また、前記凸部形成工程は、前記窓部から露出する前記金属板材の表面に、導電ペーストを塗布することにより、前記凸部を形成してもよい。 Moreover, the said convex part formation process may form the said convex part by apply | coating an electrically conductive paste to the surface of the said metal plate material exposed from the said window part.
また、前記凸部形成工程は、前記金属板材のうち前記窓部に対応する部分を、前記金属板材の裏面側から叩き出すことにより、前記凸部を形成してもよい。 Moreover, the said convex part formation process may form the said convex part by knocking out the part corresponding to the said window part among the said metal plate materials from the back surface side of the said metal plate material.
前記金属板材として、その厚さ寸法が100μm以上640μm以下のものを使用してもよい。 As said metal plate material, you may use the thickness dimension of 100 micrometers or more and 640 micrometers or less.
金属板材の厚さ寸法が100μm未満であると、導電路の電気抵抗が大きくなるので、比較的に大きな電流を導電路に流すことができなくなるので、好ましくない。一方、金属板材の厚さ寸法が640μmを超えると、エッチング加工時の作業時間が長期化するので好ましくない。 If the thickness dimension of the metal plate is less than 100 μm, the electric resistance of the conductive path is increased, and therefore a relatively large current cannot be passed through the conductive path. On the other hand, if the thickness dimension of the metal plate exceeds 640 μm, the work time during the etching process is prolonged, which is not preferable.
また、本発明は、電気接続箱であって、前記回路構成体と、前記回路構成体を内部に収容するケースと、を備え、前記ケースには開口部が形成されており、前記開口部からは前記回路基板のうち前記プリプレグが露出しており、前記プリプレグは前記ケースを兼ねている。 In addition, the present invention is an electrical connection box, comprising: the circuit structure body; and a case that accommodates the circuit structure body therein, wherein the case has an opening, and the opening is formed from the opening. The prepreg of the circuit board is exposed, and the prepreg also serves as the case.
本発明によれば、通電時に回路構成体から発生した熱は、ケースの開口部から露出するプリプレグからケースの外部に直接に放散される。これにより、電気接続箱の放熱性を向上させることができる。 According to the present invention, the heat generated from the circuit structure when energized is directly dissipated from the prepreg exposed from the opening of the case to the outside of the case. Thereby, the heat dissipation of an electrical junction box can be improved.
本発明によれば、FPCの電気的な接続信頼性を向上させることができる。 According to the present invention, the electrical connection reliability of the FPC can be improved.
<実施形態1>
本発明を車両に搭載される電気接続箱10に適用した実施形態1を図1ないし図6を参照しつつ説明する。電気接続箱10は、図示しない電源と、ランプ、ホーン等の図示しない車載電装品との間に配設されて、車載電装品のスイッチングを実行する。本実施形態に係る電気接続箱10は、ケース11内に回路構成体12を収容してなる。
<Embodiment 1>
A first embodiment in which the present invention is applied to an
ケース11は合成樹脂製であって、図1における下方に開口する開口部13を有する。ケース11内には回路構成体12が収容されている。回路構成体12は、FPC14(フレキシブルプリント基板)と、FPC14の裏面(図1における下面)に接着された金属製の複数の導電路15と、導電路15の裏面(図1における下面)に積層された後に硬化されたプリプレグ16と、を備える。ケース11の開口部13からは、回路構成体12のプリプレグ16が露出しており、ケース11の一部を兼ねている。
The
FPC14の表面には、プリント配線技術により基板側導電路17が形成されている。この基板側導電路17には、半導体リレー18等の電子部品が実装されている。半導体リレー18の側面から突出する第1リード19は、基板側導電路17に、例えばリフロー半田付けにより接続される。FPC14の厚さ寸法としては、例えば、0.1mm〜0.2mmのものを使用できる。
A substrate-side
FPC14には、FPC14を貫通する窓部20が開口して設けられている。窓部20からは、導電路15が露出している。導電路15のうち、窓部20に対応する位置には、FPC14側に突出する凸部21が形成されている。この凸部21は、FPC14の表面と実質的に同じ高さに形成されている。実質的に同じ高さとは、凸部21とFPC14の表面とが同じ高さである場合を含み、且つ、同じ高さでない場合であっても、略同じと認められる程度に近接した高さ寸法を有する場合を含む。なお、凸部21は、FPC14の表面に形成された基板側導電路17と実質的に同じ高さに形成されていることが好ましい。
The FPC 14 is provided with a
詳細には図示しないが、半導体リレー18の下面(図1における下面)には、第2リードが形成されている。この第2リードは、FPC14に開口された窓部20から露出する凸部21と、例えばリフロー半田付けにより接続される。このように半導体リレー18は、FPC14の基板側導電路17と、導電路15とに、跨って接続されている。
Although not shown in detail, a second lead is formed on the lower surface of the semiconductor relay 18 (the lower surface in FIG. 1). The second lead is connected to the
金属製の導電路15は、後述する金属板材22をエッチングすることにより形成される。金属板材22としては、銅、又は銅合金を用いるのが好ましい。導電路15(金属板材22)の厚さ寸法は、100μm以上640μm以下が好ましい。金属板材22の厚さ寸法が100μm未満であると、導電路15の電気抵抗が大きくなるので、比較的に大きな電流を導電路15に流すことができなくなり、好ましくない。一方、金属板材22の厚さ寸法が640μmを超えると、エッチング加工時の作業時間が長期化するので好ましくない。複数の導電路15のうち、隣り合う導電路15同士の間は、プリプレグ16によって埋められている。プリプレグ16としては、必要に応じて任意のものを用いることができる。プリプレグ16に含浸される合成樹脂としては、熱伝導率が1W/(mK)以上3W/(mK)以下のものが好ましい。プリプレグ16としては、例えば、ガラス繊維にエポキシ樹脂を含浸させたものを用いることができる。
The metal
続いて、本実施形態の製造工程の一例を示す。以下の各工程においては、洗浄工程等、通常の基板製作において実行される前処理工程を施してもよい。まず、FPC14にプリント配線技術により基板側導電路17を形成する。ついで、FPC14の所定位置に窓部20を形成する(図2参照)。なお、図2においては基板側導電路17は省略してある。
Then, an example of the manufacturing process of this embodiment is shown. In each of the following processes, a pretreatment process such as a cleaning process, which is executed in normal substrate manufacturing, may be performed. First, the board-side
図3に示すように、金属板材22の表面(図3における上面)に、FPC14を接着する。金属板材22とFPC14とは、接着剤によって接着してもよいし、接着シートによって接着してもよい。なお、金属板材22の表面に公知の黒化処理等の表面処理を施すことにより、金属板材22と、FPC14との間の接着強度を向上させることができる。
As shown in FIG. 3, the
続いて、金属板材22の裏面をエッチング処理する。まず、FPC14の窓部20から露出すると導電路15に、公知のマスキング処理を施す。その後、金属板材22の裏面のうち導電路15に対応する位置にマスキング処理を施す。続いて、公知のエッチング処理を実行する。これにより、図4に示すように、複数の導電路15を形成する。その後、FPC14の窓部20から露出した導電路15の表面を洗浄し、マスクを除去する。
Subsequently, the back surface of the
続いて、図5に示すように、FPC14の窓部20から露出する導電路15の表面に、FPC14の基板側導電路17と実質的に同じ高さになるまで、凸部21を形成する。この凸部21は、FPC14の窓部20から露出する導電路15に、公知のメッキ処理を実行することにより形成することができる。凸部21を構成する金属としては、任意の金属を用いることが可能であり、銅、又は銅合金が好ましい。
Subsequently, as shown in FIG. 5, the
また、凸部21は、FPC14の窓部20から露出する導電路15に、金属粉を含む導電ペーストを塗布することによって形成することができる。導電ペーストは、任意の手段により塗布することが可能であって、例えば、スクリーン印刷により塗布することができる。
Moreover, the
続いて、図6に示すように、導電路15(金属板材22)の裏面(図6における下面)にプリプレグ16を積層する。このとき、複数のプリプレグ16を積層することにより、隣り合う導電路15の隙間を、プリプレグ16によって埋める。プリプレグ16を積層する手法としては、公知の手法を用いることができる。まず、半硬化状態のプリプレグ16シートを導電路15の裏面に積層する。ついで、所定の条件で熱プレスすることにより、プリプレグ16を熱硬化させる。なお、導電路15の裏面に黒化処理を施してもよい。
Subsequently, as shown in FIG. 6, the
また、導電路15の厚さ寸法が200μm以上の場合には、隣り合う導電路15の隙間をプリプレグの樹脂だけでは十分に充填出来ないおそれがある。この場合には、隣り合う導電路15の隙間に、あらかじめ絶縁性の合成樹脂を充填した後、プリプレグ16を導電路15の裏面に積層し、所定の条件で熱プレスし形成してもよい。
Further, when the thickness dimension of the
その後、FPC14に半導体リレー18等を実装し、ケース11内に収容することにより、電気接続箱10が完成する。
Thereafter, the
続いて、本実施形態の作用、効果について説明する。本実施形態によれば、FPC14には導電路15が接着されており、この導電路15にはプリプレグ16が積層されて、硬化されている。これにより、FPC14が撓み変形することが抑制されるので、FPC14を用いた回路構成体12の電気的な接続信頼性を向上させることができる。
Then, the effect | action and effect of this embodiment are demonstrated. According to this embodiment, the
また、本実施形態によれば、FPC14には窓部20が開口されており、窓部20から露出する導電路15には、FPC14側に突出する凸部21が形成されており、凸部21はFPC14の表面と実質的に同じ高さに形成されている。これにより、FPC14の表面と、窓部20から露出する導電路15とに跨って電子部品を実装する場合において、電子部品のリードに、FPC14の厚さ寸法に対応する段差を設ける加工が不要となる。これにより、電子部品の実装工程を簡略化することができる。
According to the present embodiment, the
また、本実施形態によれば、金属板材22として、その厚さ寸法が100μm以上640μm以下のものが使用されている。金属板材22の厚さ寸法が100μm未満であると、導電路15の電気抵抗が大きくなるので、比較的に大きな電流を導電路15に流すことができなくなるので、好ましくない。一方、金属板材22の厚さ寸法が640μmを超えると、エッチング加工時の作業時間が長期化するので好ましくない。
Further, according to the present embodiment, the
また、本実施形態によれば、ケース11には開口部13が形成されており、開口部13からは回路基板のうちプリプレグ16が露出しており、プリプレグ16はケース11を兼ねている。これにより、通電時に回路構成体12からは発生した熱は、ケース11の開口部13から露出するプリプレグ16からケース11の外部に直接に放散される。これにより、電気接続箱10の放熱性を向上させることができる。
Further, according to the present embodiment, the
<実施形態2>
次に、本発明の実施形態2を図7ないし図12を参照しつつ説明する。図12に示すように、本実施形態に係る回路構成体12においては、FPC14の窓部20から露出する導電路15に形成された凸部21は、導電路15の裏面(図12における下面)から叩き出されることにより形成される。
<Embodiment 2>
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 12, in the
また、隣り合う導電路15同士の隙間は、プリプレグ16と、合成樹脂材23とによって埋められている。
Further, the gap between the adjacent
続いて、本実施形態の製造方法の一例について説明する。まず、図7に示すように、金属板材22の表面(図7における上面)をマスキング処理すると共に、金属板材22の裏面(図7における下面)にも所定の位置にマスキング処理を施す。ついで、金属板材22に第1エッチング処理を実行することにより、金属板材22の裏面に有底溝24を形成する。
Then, an example of the manufacturing method of this embodiment is demonstrated. First, as shown in FIG. 7, the front surface (upper surface in FIG. 7) of the
次に、図8に示すように、金属板材22にFPC14を接着した時に、FPC14の窓部20に対応する位置において、金属板材22の裏面(FPC14とは反対側の面)から叩き出し加工をすることにより、金属板材22の表面側に突出する凸部21を形成する。
Next, as shown in FIG. 8, when the
次いで、図9に示すように、金属板材22の裏面(図9における下面)に、半硬化状態のプリプレグ16を積層する。このとき、有底溝24の内部がプリプレグ16によって埋められるように必要な枚数のプリプレグ16を積層する。その後、所定の条件で、熱硬化プレスを実行することにより、プリプレグ16を硬化させる。
Next, as shown in FIG. 9, the
その後、図10に示すように、金属板材22の表面(図10における上面)の所定の位置にマスキング処理を施した後、第2エッチング処理を実行することにより、有底溝24の底部を除去し、互いに離間した複数の導電路15を形成する。
Thereafter, as shown in FIG. 10, a masking process is performed on a predetermined position on the surface of the metal plate material 22 (upper surface in FIG. 10), and then the second etching process is performed to remove the bottom of the bottomed
ついで、図11に示すように、隣り合う導電路15同士の隙間に、導電路15(金属板材22)の表面(図11における上面)側から、絶縁性の合成樹脂材23を充填する。合成樹脂材23は、公知の手法により充填することが可能であって、例えばスクリーン印刷によって充填できる。
Next, as shown in FIG. 11, an insulating
続いて、FPC14の所定の位置に窓部20を形成する。その後、図12に示すように、FPC14の窓部20と、導電路15(金属板材22)の凸部21とを整合させつつ、導電路15の表面(図12の上面)に、FPC14を接着する。
Subsequently, the
上記以外の構成については、実施形態1と略同様なので、同一部材については同一符号を付し、重複する説明を省略する。 Since the configuration other than the above is substantially the same as that of the first embodiment, the same members are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
<実施形態3>
次に、本発明の実施形態3を図13ないし図18を参照しつつ説明する。まず、図13に示すように、金属板材22の表面(図13における上面)をマスキング処理すると共に、金属板材22の裏面(図13における下面)にも所定の位置にマスキング処理を施す。ついで、金属板材22に第1エッチング処理を実行することにより、金属板材22の裏面に有底溝24を形成する。
<Embodiment 3>
Next, Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIGS. First, as shown in FIG. 13, the surface of the metal plate material 22 (upper surface in FIG. 13) is masked, and the back surface of the metal plate material 22 (lower surface in FIG. 13) is also masked at a predetermined position. Next, by performing a first etching process on the
次いで、図14に示すように、金属板材22の裏面(図14における下面)に、半硬化状態のプリプレグ16を積層する。このとき、有底溝24の内部がプリプレグ16によって埋められるように所定の枚数のプリプレグ16を積層する。その後、所定の条件で、熱硬化プレスを実行することにより、プリプレグ16を硬化させる。
Next, as shown in FIG. 14, the
その後、図15に示すように、金属板材22の表面(図10における上面)の所定の位置にマスキング処理を施した後、第2エッチング処理を実行することにより、有底溝24の底部を除去し、互いに離間した複数の導電路15を形成する。
After that, as shown in FIG. 15, the bottom of the bottomed
ついで、図16に示すように、隣り合う導電路15同士の隙間に、導電路15(金属板材22)の表面(図16における上面)側から、絶縁性の合成樹脂材23を充填する。合成樹脂材23は、公知の手法により充填することが可能であって、例えばスクリーン印刷によって充填できる。
Next, as shown in FIG. 16, an insulating
続いて、FPC14の所定の位置に窓部20を形成する。その後、図17に示すように、導電路15の表面(図17の上面)に、FPC14を接着する。
Subsequently, the
その後、図18に示すように、FPC14の窓部20に対応する位置において、FPC14の基板側導電路17と実質的に同じ高さになるまで、凸部21を形成する。この凸部21は、FPC14の窓部20から露出する導電路15に、公知のメッキ処理を実行することにより形成することができる。凸部21を構成する金属としては、任意の金属を用いることが可能であり、銅、又は銅合金が好ましい。また、凸部21は、FPC14の窓部20から露出する導電路15に、金属粉を含む導電ペーストを塗布することによって形成することができる。導電ペーストは、任意の手段により塗布することが可能であって、例えば、スクリーン印刷により塗布することができる。
Thereafter, as shown in FIG. 18, the
上記以外の構成については、実施形態2と略同様なので、同一部材については同一符号を付し、重複する説明を省略する。 Since the configuration other than the above is substantially the same as that of the second embodiment, the same members are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
<他の実施形態>
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
(1)本実施形態においては、FPC14には窓部20を形成したが、この窓部20は省略できる。
(2)本実施形態においては、ケース11の開口部13から回路構成体12のうちプリプレグ16を露出させる構成としたが、これに限られず、ケース11に開口部13を設けず、回路構成体12が外部に露出しない構成としてもよい。
(3)FPC14に実装される電子部品としては、半導体リレー18を示したが、これに限れられず、機械式リレー、抵抗、マイコン等、必要に応じて任意の電子部品を実装できる。
<Other embodiments>
The present invention is not limited to the embodiments described with reference to the above description and drawings. For example, the following embodiments are also included in the technical scope of the present invention.
(1) Although the
(2) In the present embodiment, the
(3) Although the
10…電気接続箱
11…ケース
12…回路構成体
13…開口部
14…FPC(フレキシブルプリント基板)
15…導電路
16…プリプレグ
20…窓部
21…凸部
22…金属板材
23…合成樹脂材
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記導電路は、表面及び裏面を有する金属板材の表面及び裏面の一方にFPC又はプリプレグを貼付した状態で、前記金属板材の表面及び裏面の他方をエッチングすることにより形成された回路構成体。 An FPC, a plurality of conductive paths affixed to the FPC, and a prepreg laminated on a surface of the conductive path opposite to the surface affixed to the FPC,
The conductive path is a circuit structure formed by etching the other of the front and back surfaces of the metal plate material in a state where FPC or prepreg is pasted on one of the front and back surfaces of the metal plate material having a front surface and a back surface.
前記ケースには開口部が形成されており、前記開口部からは前記回路基板のうち前記プリプレグが露出しており、前記プリプレグは前記ケースを兼ねている電気接続箱。 A circuit structure according to any one of claims 8 to 10, and a case for accommodating the circuit structure inside,
An opening is formed in the case, and the prepreg of the circuit board is exposed from the opening, and the prepreg also serves as the case.
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