JP2010232439A - Wiring board, method of manufacturing the same, and electronic device using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、凹部を有する配線基板、特に表面実装型の配線基板、CMOS及びCCDなどに使用される配線基板に関するものである。 The present invention relates to a wiring board having a recess, in particular, a surface mounting type wiring board, a wiring board used for a CMOS, a CCD, and the like.
CMOS及びCCDなどに使用される配線基板においては、配線基板の端部に貫通キャスタレーションを設け、この貫通キャスタレーションにソケット実装を行なっている。このような配線基板においては、絶縁性基体の端部に貫通孔を形成し、この貫通孔の表面に配線導体を設けるとともに、配線導体の表面にワット浴などの手法によりメッキ層を配設している。 In a wiring board used for a CMOS, a CCD, or the like, a through castellation is provided at an end of the wiring board, and a socket is mounted on the through castellation. In such a wiring board, a through hole is formed at the end of the insulating substrate, a wiring conductor is provided on the surface of the through hole, and a plating layer is provided on the surface of the wiring conductor by a technique such as a watt bath. ing.
近年、このような配線基板には小型化が求められている。そこで、特許文献1に開示されているように、絶縁性基体の端部に貫通孔を形成するのではなく、凹部を形成した非貫通型のキャスタレーションを用いた配線基板が提案されている。このようにキャスタレーションとして、非貫通型のものを用いることにより、配線基板の裏面において電子部品を実装する領域をより広く確保することができる。
In recent years, such wiring boards are required to be miniaturized. Therefore, as disclosed in
しかしながら、非貫通型のキャスタレーションを用いた場合、配線導体の表面に配設されるメッキ層の厚みのばらつきを小さくすることが困難であった。これは、絶縁性基体に凹部を設け、この凹部の側面にメッキ層を形成する場合、凹部内に存在するメッキ液の入れ替えが困難であるため、いわゆるエッジ効果により、凹部側面のうち、凹部の底部に近い部分におけるメッキ層の厚みよりも、凹部の開口部に近い部分におけるメッキ層が小さくなってしまうからである。 However, when non-penetrating castellations are used, it is difficult to reduce the variation in the thickness of the plating layer disposed on the surface of the wiring conductor. This is because when a recess is provided in an insulating substrate and a plating layer is formed on the side surface of the recess, it is difficult to replace the plating solution existing in the recess. This is because the plating layer in the portion near the opening of the recess becomes smaller than the thickness of the plating layer in the portion near the bottom.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、凹部内におけるメッキ層の厚みのばらつきの小さい配線基板を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a wiring board having a small variation in the thickness of the plating layer in the recess.
本発明の配線基板は、主面上に凹部を有する絶縁性基体と、前記凹部の側面上に配設された配線導体と、前記配線導体上に配設され、前記凹部の側面から前記凹部の中心軸に向かって(1,1,0)方向に配向したNiを主成分とするメッキと、を備えている。 The wiring board according to the present invention includes an insulating base having a recess on a main surface, a wiring conductor disposed on a side surface of the recess, a wiring conductor disposed on the wiring conductor, and extending from the side surface of the recess to the recess. And plating mainly composed of Ni oriented in the (1, 1, 0) direction toward the central axis.
本発明の配線基板によれば、メッキ層として、凹部における側面から中心軸に向かって(1,1,0)方向に配向したNiを主成分とするメッキを用いている。そのため、凹部内におけるメッキ層の厚みのばらつきを小さくすることができる。これは、(1,1,0)方向に配向したNiを主成分とするメッキを用いることにより、凹部における側面から中心軸に向かってメッキの析出を促進させることができるからである。結果として、エッジ効果による影響が大きく現れる前に、凹部側面にメッキ層を形成することができるので、凹部内におけるメッキ層の厚みのばらつきを小さくすることができる。 According to the wiring board of the present invention, as the plating layer, plating mainly composed of Ni oriented in the (1, 1, 0) direction from the side surface of the concave portion toward the central axis is used. Therefore, variation in the thickness of the plating layer in the recess can be reduced. This is because the use of plating mainly composed of Ni oriented in the (1, 1, 0) direction can promote the deposition of plating from the side surface of the recess toward the central axis. As a result, since the plating layer can be formed on the side surface of the recess before the influence of the edge effect appears, variation in the thickness of the plating layer in the recess can be reduced.
以下、本発明の配線基板について図面を用いて詳細に説明する。 Hereinafter, the wiring board of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1,2に示すように、本発明の一実施形態にかかる配線基板1は、主面5a上に凹部3を有する絶縁性基体5と、凹部3の側面上に配設された配線導体7と、配線導体7上に配設され、凹部3の側面から凹部3の中心軸に向かって(1,1,0)方向に配向したNiを主成分とするメッキ9と、を備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, a
このように、本実施形態にかかる配線基板1は、メッキ層として、凹部3における側面から中心軸に向かって(1,1,0)方向に配向したNiを主成分とするメッキ9を用いている。上記のメッキ9を用いていることにより、厚み方向へのメッキ9の析出が促進されるため、凹部3の側面から凹部3の中心軸に向かってのメッキ9の厚みを速やかに大きくすることができる。そのため、エッジ効果による影響を小さくすることができるので、凹部3内におけるメッキ9の厚みのばらつきを小さくすることができる。
As described above, the
本実施形態にかかる配線基板1は、主面5a上に凹部3を有する絶縁性基体5を備えている。絶縁性基体5としては、絶縁性の良好な部材を用いることが好ましい。具体的には、例えば、アルミナセラミックス、ムライトセラミックスなどのセラミックス材料を主成分としたものを用いることができる。
The
凹部3の形状としては、底面及び側面を有するとともに主面5a側に開口していればよく、特に限定されるものではない。例えば、平面視した場合に円形となっていてもよく、また、矩形となっていてもよい。また、本実施形態における凹部3の中心軸とは、凹部3の底面の中心を通り、絶縁性基体5の主面5aに垂直な方向の軸を意味している。凹部3の中心とは、例えば凹部3を平面視した場合に円形となっている場合には円の中心とし、凹部3を平面視した場合に矩形となっている場合には頂点の交点とすればよい。
The shape of the
本実施形態にかかる配線基板1は、凹部3の側面上に配設された配線導体7を備えている。本実施形態にかかる配線基板1のように、配線導体7は凹部3の側面上だけでなく、絶縁性基体5の主面5a上に配設されていてもよい。配線導体7としては、導電性の良好な部材を用いることが好ましい。導電性の良好な部材としては、例えば、Au,Ag,Cu,Al,Pt,Pd,Mn,W及びMoのような金属部材を用いることができる。
The
本実施形態にかかる配線基板1は、図1,2に示すように、絶縁性基体5の裏面5b上に配設された表面導体11を備えている。表面導体11は、後述する内部導体13及びビア導体15を介して配線導体7と電気的に接続されている。絶縁性基体5の裏面5b上に配設される電子部品21に上記の表面導体11を電気的に接続することで配線導体7、内部導体13、ビア導体15及び表面導体11を介して電子部品21に電力を供給することができる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
また、本実施形態にかかる配線基板1は、図1,2に示すように、絶縁性基体5に埋設された内部導体13を備えている。内部導体13は表面導体11及び配線導体7とそれぞれビア導体15を介して電気的に接続されている。内部電極、ビア導体15及び表面導体11としては、配線導体7と同様に、導電性の良好な部材を用いることが好ましい。導電性の良好な部材としては、例えば、Au,Ag,Cu,Al,Pt,Pd,Mn,W及びMoのような金属部材を用いることができる。
Moreover, the
本実施形態にかかる配線基板1は、配線導体7上に配設され、凹部3の側面から凹部3の中心軸に向かって(1,1,0)方向に配向したNiを主成分とするメッキ9を備えている。このように、配線導体7上にメッキ9を配設することにより、配線導体7の腐食を抑制することができるので、配線基板1の耐久性を向上させることができる。Niを主成分とするメッキ9としては、具体的には、Ni−Pd−Auメッキ及びNi−Auメッキを用いることができる。
The
そして、本実施形態におけるNiを主成分とするメッキ9としては、凹部3における側面から中心軸に向かって(1,1,0)方向に配向していることが肝要である。図3に示すように、凹部3における側面から中心軸に向かって(1,1,0)方向に配向したメッキ9を用いた場合、一般的に使用される(1,0,0)方向に配向したメッキと比較して、厚み方向へのメッキ9の析出が促進されるため、凹部3における側面から中心軸に向かってのメッキ9の厚みを速やかに大きくすることができる。
In the present embodiment, it is important that the
また、本実施形態におけるNiを主成分とするメッキ9の表面に、Auを主成分とするメッキをさらに配設することが好ましい。
Further, it is preferable to further dispose a plating mainly composed of Au on the surface of the
また、絶縁性基体5の主面5a上に形成された凹部3は、絶縁性基体5の主面5aの端部に位置するとともに絶縁性基体5の主面5a及び側面に開口していることが好ましい。これにより、外部配線(非図示)とメッキ9との接続を形成しやすくなる。そのため、外部配線とメッキ9の接合性を高めることができる。
Further, the
また、絶縁性基体5の主面5a上に形成された凹部3は、主面5aに平行な底面における内径よりも開口部における内径が大きいことが好ましい。このように凹部3が形成されている場合には、凹部3側面のうち、凹部3の底部に近い部分におけるメッキ層の厚みよりも、凹部3の開口部に近い部分におけるメッキ層がエッジ効果により大きくなってしまったとしても、凹部3内に存在するメッキ液の入れ替えを生じやすくすることができるからである。そのため、凹部3の底部に近い部分におけるメッキ9の厚みと、凹部3の開口部に近い部分におけるメッキ9の厚みとのばらつきをより小さくすることができる。
Moreover, it is preferable that the recessed
次に、本発明の第1の実施形態にかかる配線基板1の製造方法について説明する。
Next, a method for manufacturing the
本実施形態にかかる配線基板1の製造方法は、図4〜6に示すように、主面5a上に凹部3を有する絶縁性基体5と、凹部3の側面上に配設された配線導体7と、を備えた基板を準備する第1の工程と、Niを含有するメッキ液に絶縁性基体5を浸漬するとともに、配線導体7に通電することにより、配線導体7上にNi電解メッキ9を形成する第2の工程と、を備えている。そして、第2の工程において、メッキ液に超音波を照射することを特徴としている。
As shown in FIGS. 4 to 6, the method of manufacturing the
Ni電解メッキ液としては、例えば、硫酸ニッケル、塩化ニッケル又はホウ酸などを含むワット浴を用いることができる。また、サッカリンなどを含む光沢ニッケルメッキ液及び臭化ニッケルを含むメッキ液のような一般的に使用される電解ニッケルメッキ液をNi電解メッキ液として用いることもできる。 As the Ni electrolytic plating solution, for example, a Watt bath containing nickel sulfate, nickel chloride, boric acid or the like can be used. In addition, a commonly used electrolytic nickel plating solution such as a bright nickel plating solution containing saccharin or the like and a plating solution containing nickel bromide may be used as the Ni electrolytic plating solution.
これにより、凹部3の側面から凹部3の中心軸に向かって(1,1,0)方向に配向したメッキ9を凹部3側面に位置する配線導体7の表面上に形成することができるので、凹部3内におけるメッキ9の厚みのばらつきを小さくすることができる。
Thereby, the
本実施形態にかかる配線基板1の製造方法における第1の工程について説明する。
A first step in the method for manufacturing the
まず、ガラス粉末、セラミック粉末などの原料粉末を有機溶剤及びバインダとともに混練する。これをシート状に成形して複数のセラミックグリーンシートを作製する。次に、内部配線となる導体ペーストをセラミックグリーンシートの主面5a上に被着する。さらにセラミックグリーンシートを導体ペースト上に積層する。このとき、導体ペースト上に積層されるセラミックグリーンシートには凹部3となる貫通孔を形成しておく。このように積層された複数のセラミックグリーンシートの裏面5b上に表面導体11となる導体ペーストを被着する。また、積層された複数のセラミックグリーンシートの主面5a及び貫通孔の側面に配線導体7となる導体ペーストを被着する。以上のようにして積層された複数のセラミックグリーンシートを焼成することにより、図4に示すように、基体17が作製される。
First, raw material powders such as glass powder and ceramic powder are kneaded together with an organic solvent and a binder. This is formed into a sheet shape to produce a plurality of ceramic green sheets. Next, a conductor paste to be an internal wiring is deposited on the
なお、上記実施形態においては、予め、セラミックグリーンシートに凹部3となる貫通孔を形成しているが、積層されたセラミックグリーンシートを焼成した後、凹部3を形成しても何ら問題ない。
In the above-described embodiment, the through hole to be the
貫通孔の形状としては、底面及び側面を有するとともに主面5a側に開口していればよく、特に限定されるものではない。例えば、平面視した場合に円形となっていてもよく、また、矩形となっていてもよい。また、本実施形態における凹部3の中心軸とは、貫通孔の中心軸と置き換えても良い。
The shape of the through hole is not particularly limited as long as it has a bottom surface and a side surface and is open to the
また、絶縁性基体5の主面5a上に形成された凹部3は、主面5aに平行な底面における内径よりも開口部における内径が大きいことが好ましい。このように凹部3が形成されている場合には、既に示したように、凹部3の底部に近い部分におけるメッキ9の厚みと、凹部3の開口部に近い部分におけるメッキ9の厚みとのばらつきをより小さくすることができるからである。
Moreover, it is preferable that the recessed
言い換えれば、貫通孔は、裏面5b側端部における内径よりも主面5a側端部における内径が大きいことが好ましい。このように貫通孔が形成されている場合には、凹部3の底部に近い部分におけるメッキ9の厚みと、凹部3の開口部に近い部分におけるメッキ9の厚みとのばらつきをより小さくすることができるからである。
In other words, the through hole preferably has a larger inner diameter at the end on the
次に、図5に示すように、本実施形態にかかる配線基板1の製造方法における第2の工程について説明する。
Next, as shown in FIG. 5, the second step in the method of manufacturing the
第2の工程においては、Niを含有するメッキ液に絶縁性基体5を浸漬するとともに、配線導体7に通電することにより、配線導体7上にNi電解メッキ9を形成している。このとき、メッキ液に超音波を照射することが肝要である。メッキ液に超音波を照射することにより、凹部3の側面から凹部3の中心軸に向かって(1,1,0)方向に配向したメッキ9を凹部3側面に位置する配線導体7の表面上に形成することができる。
In the second step, the Ni base plating 9 is formed on the
このとき、超音波の周波数は25〜50Hzであることが好ましい。これにより、メッキ9のつき回りを良くすることができるので、効率良くメッキ9を形成することができる。また、超音波の出力は300〜600kWであることが好ましい。超音波の出力が300kW以上であることにより、メッキ9のつき回り性を向上させることができる。また、超音波の出力が600kW以下であることにより、この超音波の照射によって絶縁性基体5が損傷する可能性を小さくすることができる。
At this time, the frequency of the ultrasonic waves is preferably 25 to 50 Hz. Thereby, since the throwing of the
Ni電解メッキ液としては、例えば、硫酸ニッケル、塩化ニッケル又はホウ酸などを含むワット浴を用いることができる。また、サッカリンなどを含む光沢ニッケルメッキ液及び臭化ニッケルを含むメッキ液のような一般的に使用される電解ニッケルメッキ液をNi電解メッキ液として用いることもできる。 As the Ni electrolytic plating solution, for example, a Watt bath containing nickel sulfate, nickel chloride, boric acid or the like can be used. In addition, a commonly used electrolytic nickel plating solution such as a bright nickel plating solution containing saccharin or the like and a plating solution containing nickel bromide may be used as the Ni electrolytic plating solution.
以上により、本実施形態にかかる配線基板1を製造することができる。
As described above, the
また、図6に示すように、本実施形態にかかる配線基板1の製造方法は、凹部3を含むように基体17を切断する第3の工程を備えていることが好ましい。第1の工程において、1つの配線基板1となるように基板を準備しても良いが、複数の配線基板1となる基板を、互いの絶縁性基体5が連続した状態(アレイ基板)で準備した後、基体17を切断することにより、複数の配線基板1を同時に作製することができるので、配線基板1の生産性を向上させることができる。更に、上記第3の工程においては、凹部3を含むように基板を切断しているので、絶縁性基体5の主面5aの端部に位置するとともに絶縁性基体5の主面5a及び側面に開口する凹部3を形成することができる。
As shown in FIG. 6, the method for manufacturing the
本実施形態にかかる配線基板1の製造方法において、第3の工程で切断される凹部3は、第2の工程においては、基体17の主面5a側のみに開口している。そのため、この凹部3の側面部分にメッキ9を形成する場合に、エッジ効果の影響を受けやすい。しかしながら、本実施形態にかかる配線基板1の製造方法では、メッキ液に超音波を照射することにより、凹部3の側面から凹部3の中心軸に向かって(1,1,0)方向に配向したメッキ9を凹部3側面に位置する配線導体7の表面上に形成している。そのため、第3の工程で切断される凹部3の側面に形成されるメッキ9の厚みのばらつきを小さくすることができる。
In the manufacturing method of the
次に、本発明の第2の実施形態にかかる配線基板1の製造方法について説明する。
Next, a method for manufacturing the
本実施形態にかかる配線基板1の製造方法は、主面5a上に凹部3を有する絶縁性基体5と、凹部3の側面上に配設された配線導体7と、を備えた基板を準備する第1の工程と、Niを含有するメッキ液に絶縁性基体5を浸漬するとともに、配線導体7に通電することにより、配線導体7上にNi電解メッキ9を形成する第2の工程と、を備えている。そして、メッキ液は、スルファミン酸ニッケルを主成分とするとともに、さらに硫黄が添加されている。
The manufacturing method of the
スルファミン酸ニッケルは硫黄を含有しているが、本実施形態にかかる配線基板1の製造方法においては、このスルファミン酸ニッケルに含有された硫黄とは別に、更に硫黄が加えられたメッキ液を用いている。
Although nickel sulfamate contains sulfur, in the manufacturing method of the
上記第1の実施形態にかかる配線基板1の製造方法のように、メッキ液に超音波を照射することにより、凹部3における側面から中心軸に向かって(1,1,0)方向に配向したメッキ9を凹部3側面に位置する配線導体7の表面上に形成することができるが、本実施形態にかかる配線基板1の製造方法のように、スルファミン酸ニッケルを主成分とするとともに、さらに硫黄が添加されているメッキ液を用いることによっても凹部3の側面から凹部3の中心軸に向かって(1,1,0)方向に配向したメッキ9を凹部3側面に位置する配線導体7の表面上に形成することができる。
As in the method for manufacturing the
このように、本実施形態にかかる配線基板1の製造方法によっても、凹部3の側面から凹部3の中心軸に向かって(1,1,0)方向に配向したメッキ9を凹部3側面に位置する配線導体7の表面上に形成することができるので、凹部3内におけるメッキ9の厚みのばらつきを小さくすることができる。
Thus, also by the manufacturing method of the
また、第1の実施形態にかかる配線基板1の製造方法と同様に、絶縁性基体5の主面5a上に形成された凹部3は、主面5aに平行な底面における内径よりも開口部における内径が大きいことが好ましい。このように凹部3が形成されている場合には、既に示したように、凹部3の底部に近い部分におけるメッキ9の厚みと、凹部3の開口部に近い部分におけるメッキ9の厚みとのばらつきをより小さくすることができるからである。
Similarly to the manufacturing method of the
次に、本発明の一実施形態にかかる電子装置19について説明する。
Next, the
本発明の電子装置19は、図7に示すように、上記の実施形態に代表される配線基板1と、配線基板1の裏面5b上に配設され、配線導体7と電気的に接続された電子部品21と、電子部品21を封止する蓋体23と、を備えている。なお、本実施形態における電子部品21は、表面導体11及び内部導体13を介して配線導体7と電気的に接続されている。
As shown in FIG. 7, the
本実施形態にかかる電子装置19は、上記の実施形態に代表される配線基板1を備えていることから、凹部3内におけるメッキ9の厚みのばらつきを小さくすることができる。そのため、外部配線とメッキ9の接合性が高められているので、信頼性の高い電子装置19とすることができる。
Since the
蓋体23としては、基体17の主面5a上に配設され、電子部品21を封止することができればよい。例えば、アルミナセラミックス及びムライトセラミックスのようなセラミックス材料を主成分とした板状の部材、ガラスを主成分とする板状の部材、金属部材並びにシリコンを用いることができる。
The
なお、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更を行うことは何ら差し支えない。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
1・・・配線基板
3・・・凹部
5・・・絶縁性基体
5a・・・主面
5b・・・裏面
7・・・配線導体
9・・・メッキ
11・・・表面導体
13・・・内部導体
15・・・ビア導体
17・・・基体
19・・・電子装置
21・・・電子部品
23・・・蓋体
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記凹部の側面上に配設された配線導体と、
前記配線導体上に配設され、前記凹部の側面から前記凹部の中心軸に向かって(1,1,0)方向に配向したNiを主成分とするメッキと、を備えた配線基板。 An insulating substrate having a recess on the main surface;
A wiring conductor disposed on a side surface of the recess;
A wiring board provided on the wiring conductor and comprising Ni as a main component and oriented in a (1, 1, 0) direction from a side surface of the concave portion toward a central axis of the concave portion.
Niを含有するメッキ液に前記絶縁性基体を浸漬するとともに、前記配線導体に通電することにより、前記配線導体上にNi電解メッキを形成する第2の工程と、を備えた配線基板の製造方法であって、
前記第2の工程において、前記メッキ液に超音波を照射することを特徴とする配線基板の製造方法。 A first step of preparing a substrate including an insulating base having a recess on a main surface and a wiring conductor disposed on a side surface of the recess;
And a second step of forming Ni electrolytic plating on the wiring conductor by immersing the insulating base in a plating solution containing Ni and energizing the wiring conductor. Because
In the second step, a method of manufacturing a wiring board, wherein the plating solution is irradiated with ultrasonic waves.
Niを含有するメッキ液に前記絶縁性基体を浸漬するとともに、前記配線導体に通電することにより、前記配線導体上にNi電解メッキを形成する第2の工程と、を備えた配線基板の製造方法であって、
前記メッキ液は、スルファミン酸ニッケルを主成分とするとともに、さらに硫黄が添加されていることを特徴とする配線基板の製造方法。 A first step of preparing a substrate including an insulating base having a recess on a main surface and a wiring conductor disposed on a side surface of the recess;
And a second step of forming Ni electrolytic plating on the wiring conductor by immersing the insulating base in a plating solution containing Ni and energizing the wiring conductor. Because
The method for manufacturing a wiring board, wherein the plating solution contains nickel sulfamate as a main component and sulfur is further added.
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