JP2015138957A - 多層プリント配線基板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】部品を収容して搭載する穴部の底部に表面の平滑なレジスト層を形成でき、容易に部品を搭載できる多層プリント配線基板の製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】第1のプリント配線基板8の部品搭載領域10上に感光性ソルダーレジストフィルム11からなるレジスト層12を形成する。第2のプリント配線基板13とプリプレグ15とを貫通する開口部18を形成する。第2のプリント配線基板13をプリプレグ15を介して第1のプリント配線基板8に接着して一体化することにより多層プリント配線基板20を形成する。【選択図】 図11
Description
本発明は、カメラモジュール等の精密な光学部品が実装される多層プリント配線基板の製造方法に関する。
近年、携帯電話、多機能携帯電話(スマートフォン)等に用いられる多層プリント配線基板にカメラモジュール等の精密な光学部品を搭載することが行われている。このとき、前記カメラモジュールは厚みがあるので、多層プリント配線基板にそのまま搭載すると該多層プリント配線基板の表面から突出してしまうという問題がある。
そこで、前記多層プリント配線基板の部品搭載領域に穴部を設け、該穴部に前記カメラモジュールを収容して搭載することが考えられる。前記穴部は、例えば前記多層プリント配線基板に座刳り加工を施すことにより形成することができる。しかし、このようにするときには前記穴部の底部にレジスト層を設けることが困難であり、そのため該穴部の底部の配線パターンが前記カメラモジュールにより傷つけられる虞がある。
そこで、従来、前記多層プリント配線基板を、前記穴部の底部となる面を最外層とする第1の多層プリント配線基板と、前記穴部を構成する開口部を備える第2の多層プリント配線基板とに分割し、第1、第2の多層プリント配線基板をそれぞれ別に製造した後、貼り合わせる製造方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。
前記製造方法によれば、前記第1の多層プリント配線基板の最外層の前記穴部の底部となる面に予めソルダーレジストインキを印刷により塗布した後、露光し、現像することによりレジスト層を形成することができる。そして、前記レジスト層を形成した後、前記第2の多層プリント配線基板と貼り合わせることにより、前記カメラモジュール等の部品を収容して搭載する穴部の底部に該レジスト層を備える多層プリント配線基板を得ることができる。
しかしながら、ソルダーレジストインキを印刷により塗布して前記レジスト層を形成すると、厚さが不均一になり平滑で平坦な表面が得られないことがあり、カメラモジュール等の精密な光学部品の搭載の障害となるという不都合がある。
本発明は、かかる不都合を解消して、カメラモジュール等の精密な光学部品を収容して搭載する穴部の底部に表面平滑性及び平坦性に優れたレジスト層を形成することができ、部品の搭載を容易に行うことができる多層プリント配線基板の製造方法を提供することを目的とする。
かかる目的を達成するために、本発明の多層プリント配線基板の製造方法は、最外層の配線パターン上に部品搭載領域を備える第1のプリント配線基板を形成する工程と、該第1のプリント配線基板の該部品搭載領域上に感光性ソルダーレジストフィルムを貼付し、露光し、現像することにより所定のパターンを備えるレジスト層を形成する工程と、第2のプリント配線基板を形成する工程と、該第2のプリント配線基板の最外層の配線パターン上にバンプを形成し、該第2のプリント配線基板の最外層の配線パターン上に樹脂製絶縁体層を積層して該バンプを該樹脂製絶縁体層に貫通させ、該バンプの先端を該樹脂製絶縁体層から突出させる工程と、該第2のプリント配線基板を該樹脂製絶縁体層を介して該第1のプリント配線基板の該レジスト層が形成された面上に積層したときに該部品搭載領域を露出させる開口部を、該第2のプリント配線基板と該樹脂製絶縁体層とに形成する工程と、該開口部が形成された該第2のプリント配線基板を該樹脂製絶縁体層を介して該第1のプリント配線基板の該レジスト層が形成された面上に積層して、該樹脂製絶縁体層から突出する該バンプの先端を該第1のプリント配線基板の最外層の配線パターンに当接する一方、該開口部により該部品搭載領域を露出した状態で、該第1のプリント配線基板と該第2のプリント配線基板とを該樹脂製絶縁体層により接着して一体化する工程とを備えることを特徴とする。
本発明の多層プリント配線基板の製造方法では、まず、最外層の配線パターン上に部品搭載領域を備える第1のプリント配線基板を形成する。前記第1のプリント配線基板は、単一の配線層を備える単層プリント配線基板であってもよく、2層以上の配線層を備える多層プリント配線基板であってもよい。
次に、前記第1のプリント配線基板の該部品搭載領域上に感光性ソルダーレジストフィルムを貼付し、露光し、現像することにより所定のパターンを備えるレジスト層を構成する。前記感光性ソルダーレジストフィルムの露光及び現像は、例えば、公知のフォトリソグラフィーにより行うことができる。
次に、第2のプリント配線基板を形成する。前記第2のプリント配線基板は、前記第1のプリント配線基板と同様に、単一の配線層を備える単層プリント配線基板であってもよく、2層以上の配線層を備える多層プリント配線基板であってもよい。
前記第2のプリント配線基板は、最外層の配線パターン上にバンプを形成し、該第2のプリント配線基板の最外層の配線パターン上に樹脂製絶縁体層を積層する。このとき、前記バンプを前記樹脂製絶縁体層に貫通させ、該バンプの先端を該樹脂製絶縁体層から突出させる。
またこのとき、前記第2のプリント配線基板と、該第2のプリント配線基板に積層される前記樹脂製絶縁体層とを貫通する開口部を形成する。前記開口部は、前記第2のプリント配線基板を前記樹脂製絶縁体層を介して前記第1のプリント配線基板の前記レジスト層が形成された面上に積層したときに前記部品搭載領域を露出させるように形成する。
前記開口部が形成された後、前記第2のプリント配線基板を前記樹脂製絶縁体層を介して前記第1のプリント配線基板の前記レジスト層が形成されている面上に積層し、該樹脂製絶縁体層から突出する前記バンプの先端を該第1のプリント配線基板の最外層の配線パターンに当接する。このようにすると、前記バンプにより、第1のプリント配線基板の最外層の配線パターンと第2のプリント配線基板の最外層の配線パターンとが接続される。
また、前記のようにして前記第2のプリント配線基板を前記第1のプリント配線基板に積層すると、前記開口部は前記部品搭載領域を露出させるように形成されているので、該開口部の底部に前記レジスト層が形成された該部品搭載領域が配置され、該開口部と該部品搭載領域とからなる穴部が形成される。
そして、前記開口部から前記部品搭載領域を露出した状態で、前記第1のプリント配線基板と前記第2のプリント配線基板とを前記樹脂製絶縁体層により接着して一体化することにより、前記穴部の底部にレジスト層を備える多層プリント配線基板を得ることができる。前記接着は、例えば、前記第1のプリント配線基板と前記樹脂製絶縁層と前記第2のプリント配線基板とを所定の温度に加熱し、所定の圧力で押圧することにより行うことができる。
本発明の製造方法により得られる前記多層プリント配線基板は、前記レジスト層が前記感光性ソルダーレジストフィルムにより形成されているので、該レジスト層は均一な厚さに形成され、優れた表面平滑性と平坦性とを備えている。従って、本発明の製造方法により得られる前記多層プリント配線基板によれば、前記開口部にカメラモジュール等の部品を収容して搭載する際に、該部品の搭載を容易に行うことができる。
また、本発明の製造方法により得られる前記多層プリント配線基板によれば、前記部品の搭載を容易に行うことができるので、基板の製造と部品の搭載とを別々の工場で分業により行うことができる。
本発明の製造方法において、前記開口部の形成は、前記第2のプリント配線基板と前記樹脂製絶縁体層とを積層した状態で、該第2のプリント配線基板と該樹脂製絶縁体層とを貫通する貫通孔部を一挙に形成するようにしてもよい。しかし、このようにすると、前記開口部を所望の形状に形成できないことがある。
そこで、前記開口部の形成は、まず、前記第2のプリント配線基板を貫通する第1の貫通孔部を形成した後、該第2のプリント配線基板の最外層の配線パターン上に前記バンプを形成し、該第2のプリント配線基板の最外層の配線パターン上に樹脂製絶縁体層を積層して該バンプを該樹脂製絶縁体層に貫通させ、該バンプの先端を該樹脂製絶縁体層から突出させる。そして、前記第2のプリント配線基板に積層された該樹脂製絶縁体層に該第1の貫通孔部に連通する第2の貫通孔部を形成することにより行うことが好ましい。このようにすることにより、前記第2の貫通孔を容易に前記第1の貫通孔と同一形状に形成することができる。
また、本発明の製造方法において、前記レジスト層は、前記部品搭載領域の外周縁で前記開口部の内壁に臨む位置に、前記樹脂製絶縁体層から浸出する樹脂が該部品搭載領域に流入することを阻止する堰堤部を備えることが好ましい。本発明の製造方法により得られる多層プリント配線基板では、前記第1のプリント配線基板と前記第2のプリント配線基板とを一体化する際に、両プリント配線基板に挟まれる前記樹脂製絶縁体層から樹脂が浸出して前記部品搭載領域に流入し、前記レジスト層の表面平滑性及び平坦性が損なわれることがある。しかし、前記レジスト層が前記堰堤部を備えることにより、浸出した樹脂が前記部品搭載領域に流入することを阻止して、前記レジスト層の表面平滑性と平坦性とを維持することができる。
次に、添付の図面を参照しながら本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。
本実施形態の多層プリント配線基板の製造方法では、まず、第1のプリント配線基板を形成する。第1のプリント配線基板は、単一の配線層を備える単層プリント配線基板であってもよく、2層以上の配線層を備える多層プリント配線基板であってもよいが、本実施形態では4層プリント配線基板とする場合を例に説明する。
第1のプリント配線基板を形成するときには、まず、図1に示すように、銅箔1a上の所定の位置に層間接続としてのバンプ2を形成する。バンプ2は、例えば、銅箔1a上に所定の位置に貫通孔を備えるメタルマスクを積層し、該メタルマスクを介して導電性ペーストをスクリーン印刷して該貫通孔に導電性ペーストを充填し、該導電性ペーストを乾燥させることにより円錐形状に形成することができる。前記導電性ペーストとしては、銀、金、銅、半田、ニッケル、カーボン等の導電性粉末と、無機又は有機化合物からなるフィラーと、バインダー成分と、溶剤とを混合したもの等を用いることができる。前記導電性粉末として、好ましくは銀粉末を用いることができる。
次に、図2に示すように、加熱して軟化させたプリプレグ3を銅箔1a上に積層することにより、銅箔1a上に形成されているバンプ2をプリプレグ3に貫通させ、バンプ2の先端部をプリプレグ3から突出させる。
次に、図3に示すように、プリプレグ3の表面から突出しているバンプ2の先端に他の銅箔1bを圧接して積層し、銅箔1a,1bとプリプレグ3とを一体化する。そして、銅箔1a,1bにフォトリソグラフィーを施して、所定のパターンを備える配線層4a,4bを形成することにより、表裏両面に配線層4a,4bを備える2層プリント配線基板(両面プリント配線基板)5を得る。
次に、図4に示すように、2層プリント配線基板5をコア基板とし、2層プリント配線基板5の表裏両面に絶縁体層6a,6b及び銅箔1c,1dを積層する。
次に、図5に示すように、銅箔1c,1dにフォトリソグラフィーを施してなる配線層4c,4dと、絶縁体層6a,6bを貫通する層間接続7a,7bとを形成する。層間接続7aは配線層4aと配線層4cとを接続し、層間接続7bは配線層4bと配線層4dとを接続する。この結果、4層の配線層4a,4b,4c,4dを備える4層プリント配線基板としての第1のプリント配線基板8を得ることができる。
このとき、絶縁体層6a,6b及び銅箔1c,1dは、絶縁体層6a,6bとしてプリプレグを用い、該プリプレグに銅箔1c,1bを積層するようにしてもよく、銅箔1c,1dの一方の表面に予め絶縁体層6a,6bとしての樹脂層が設けられている樹脂付き銅箔を用いてもよい。
また、層間接続7a,7bは2層プリント配線基板5と同様にバンプにより形成してもよく、レーザビアを形成した後、該レーザビアに銅メッキを充填するフィルドビアにより形成してもよい(図5では、層間接続7a,7bがフィルドビアにより形成されている場合を示している)。層間接続7a,7bをフィルドビアにより形成する場合、配線層4c,4dを形成した後に層間接続7a,7bを形成するようにしてもよく、層間接続7a,7bを形成した後に配線層4c,4dを形成するようにしてもよい。
図6に示すように、第1のプリント配線基板8は、その最外層の配線パターン、例えば配線層4c上にカメラモジュール等の厚みのある部品9が搭載される部品搭載領域10を備えている。部品搭載領域10では、部品9が配線層4cに直接当接されると配線層4cが損傷する虞がある。そこで、次に、部品搭載領域10に感光性ソルダーレジストフィルム(例えば、太陽インキ製造株式会社製PFR−800 AUS410(商品名)シリーズ)11を貼付し、フォトリソグラフィーを施す。
この結果、図7に示すように、部品搭載領域10の配線層4c上に感光性ソルダーレジストフィルム11からなり所定のパターンを備えるレジスト層12が形成される。レジスト層12は部品搭載領域10の配線層4cの全てを被覆するように形成されてもよく、搭載された部品9が実装される際に電気的接続を取る接点を露出させ、該接点以外の部分を被覆するように形成されてもよい。
本実施形態の製造方法では、次に、第2のプリント配線基板を形成する。第2のプリント配線基板は、単一の配線層を備える単層プリント配線基板であっても、2層以上の配線層を備える多層プリント配線基板であってもよく、例えば4層プリント配線基板とする場合には、第1のプリント配線基板8と全く同一の工程により形成することができる。
本実施形態では、図8に示すように、第2のプリント配線基板13が第1のプリント配線基板8と全く同一の工程により形成されている場合を例に説明する。このとき、第2のプリント配線基板13は、各配線層4a,4b,4c,4dのパターンを除いて第1の配線基板8と同一の構成を備えており、まず、第1のプリント配線基板8の部品搭載領域10に対応する部分に第1の貫通孔14を形成する。第1の貫通孔14は、例えば、カッター、金型プレス機、ルーター加工機等により、第2のプリント配線基板13の第1のプリント配線基板8の部品搭載領域10に対応する部分を刳り抜くことにより形成することができる。
次に、図9に示すように、第2のプリント配線基板13の最外層の配線パターン、例えば配線層4d上の所定の位置に層間接続としてのバンプ15を形成する。バンプ15は、図1に示すバンプ2と全く同一にして形成することができる。
次に、樹脂製絶縁体層としてのプリプレグ16を配線層4d上に積層する。このとき、プリプレグ16を加熱して軟化させておくことにより、バンプ15をプリプレグ16に貫通させ、バンプ15の先端部をプリプレグ16から突出させる。
次に、図10に示すように、プリプレグ16の第1の貫通孔14を閉塞している部分を第1の貫通孔14の形状に合わせて刳り抜くことにより、第1の貫通孔14に連通する第2の貫通孔17を形成する。第2の貫通孔17は、例えば、カッター、金型プレス機、ルーター加工機等により形成することができる。この結果、第1の貫通孔14と第2の貫通孔17とにより、第2のプリント配線基板13とプリプレグ16とを貫通する開口部18が形成される。
開口部18は、第2のプリント配線基板13にプリプレグ16を積層して積層体を形成し、該積層体の、第1のプリント配線基板8の部品搭載領域10に対応する部分を一挙に刳り抜くことにより形成することもできる。しかし、この場合には、第2のプリント配線基板13の第1の貫通孔14と、プリプレグ16の第2の貫通孔17との形状が一致しなくなることがある。
本実施形態の製造方法では、次に、図11に示すように、第2のプリント配線基板13をプリプレグ16を介して第1のプリント配線基板8のレジスト層12が形成されている面(配線層4cが形成されている面)上に積層する。このようにすると、プリプレグ16から突出するバンプ15の先端が第1のプリント配線基板8の配線層4cに当接され、バンプ15により、第1のプリント配線基板8の配線層4cと第2のプリント配線基板13の配線層4dとが接続される。
また、前記のようにして第2のプリント配線基板13を第1のプリント配線基板8に積層するとき、第2のプリント配線基板13の開口部18は、第1のプリント配線基板8の部品搭載領域10に対応する部分に形成されている。従って、開口部18の底部にレジスト層12が形成された部品搭載領域10が配置され、開口部18と部品搭載領域10とからなる穴部19が形成される。
次に、前記のように開口部18から部品搭載領域10を露出した状態で、第1のプリント配線基板8と第2のプリント配線基板13とをプリプレグ16により接着して一体化することにより、本実施形態の多層プリント配線基板20を得ることができる。前記接着は、例えば、第1のプリント配線基板8とプリプレグ16と第2のプリント配線基板13とを所定の温度に加熱し、所定の圧力で押圧する加熱プレスにより行うことができる。
本実施形態の製造方法により得られる多層プリント配線基板20は、レジスト層12が前記感光性ソルダーレジストフィルムにより形成されているので、レジスト層12が均一な厚さに形成され、優れた表面平滑性と平坦性とを備えている。従って、多層プリント配線基板20によれば、開口部18にカメラモジュール等の部品9を収容して搭載する際に、部品9の搭載を容易に行うことができる。特に、部品9がカメラモジュールである場合には、光軸を所定の方向に確実に合致させ、ぶれを防止することができる。
また、多層プリント配線基板20によれば、部品9の搭載を容易に行うことができるので、基板の製造と部品の搭載とを別々の工場で分業により行うことができる。
本実施形態の製造方法では、部品搭載領域10の配線層4c上に感光性ソルダーレジストフィルム11を貼付するようにしているが、感光性ソルダーレジストフィルム11を貼付する前に、配線層4cを形成する銅箔に表面処理を行ってもよい。前記表面処理により、第1のプリント配線基板8は、配線層4c上に感光性ソルダーレジストフィルム11を貼付したときに、配線層4cと感光性ソルダーレジストフィルム11との間で優れた接着性を得ることができる。
また、前記表面処理は、例えば、配線層4cを形成する銅箔の表面に硫酸−過酸化水素系溶液を作用させて、該銅箔の表面を粗化することにより行うことができる。
また、本実施形態の製造方法では、第1のプリント配線基板8とプリプレグ16と第2のプリント配線基板13とを前記加熱プレスにより接着して一体化する際に、プリプレグ16を構成する樹脂が溶融して浸出し、部品搭載領域10に流入することがある。前記樹脂が部品搭載領域10に流入すると、レジスト層12の表面平滑性及び平坦性が損なわれ、部品9を搭載する際の妨げとなる虞がある。
そこで、本実施形態の多層プリント配線基板20において、レジスト層12は、図12に示すように、部品搭載領域10の外周縁で開口部18の内壁に臨む位置に、堰堤部21を備えることが好ましい。レジスト層12は、堰堤部21を備えることによりプリプレグ16から浸出する樹脂が部品搭載領域10に流入することを阻止することができ、表面平滑性と平坦性とを維持することができる。
また、本実施形態の多層プリント配線基板20は、図13に示すように、表裏両面の最外層の配線層4c,4d上にレジスト層22を備えることが好ましい。このようにするにより、配線層4c,4dが酸化されて劣化することを防止することができる。
レジスト層22は、表裏両面の最外層の配線層4c,4d上にソルダーレジストインキを塗布し、又は感光性ソルダーレジストフィルムを貼付した後、該ソルダーレジストインキ、又は該感光性ソルダーレジストフィルムにフォトリソグラフィーを施すことにより形成することができる。
尚、本実施形態では、第1のプリント配線基板8及び第2のプリント配線基板13のコア基板として、プリプレグ3の表裏両面に設けられた銅箔1a,1bをバンプ2により接続したものを用いている。しかし、前記コア基板に代えて、絶縁体にドリル又はレーザーにより貫通孔を形成した後、該絶縁体の表裏両面と該貫通孔の内周面とに銅メッキを施し、該絶縁体の表裏両面に形成された銅メッキ層にフォトリソグラフィーを施して所定の配線パターンを形成したものを用いてもよい。
また、本実施形態では、第1のプリント配線基板8及び第2のプリント配線基板13の絶縁体層6a,6bとしてプリプレグを用いているが、プリプレグに代えて樹脂シートを用いてもよい。
本実施形態の製造方法により得られる多層プリント配線基板20によれば、0402部品、0603部品等の背の低い部品を最外層の配線層4c,4d上に実装する一方、カメラモジュールのような背の高い部品9は部品搭載領域10に実装することができる。従って、多層プリント配線基板20によれば、携帯電話、多機能携帯電話(スマートフォン)等の薄型化に貢献することができる。
4c,4d…最外層の配線パターン、 8…第1のプリント配線基板、 10…部品搭載領域、 11…感光性ソルダーレジストフィルム、 12…レジスト層、 13…第2のプリント配線基板、 14…第1の貫通孔、 15…バンプ、 16…プリプレグ、 17…第2の貫通孔、 18…開口部、 20…多層プリント配線基板、 21…堰堤部。
Claims (3)
- 最外層の配線パターン上に部品搭載領域を備える第1のプリント配線基板を形成する工程と、
該第1のプリント配線基板の該部品搭載領域上に感光性ソルダーレジストフィルムを貼付し、露光し、現像することにより所定のパターンを備えるレジスト層を形成する工程と、
第2のプリント配線基板を形成する工程と、
該第2のプリント配線基板の最外層の配線パターン上にバンプを形成し、該第2のプリント配線基板の最外層の配線パターン上に樹脂製絶縁体層を積層して該バンプを該樹脂製絶縁体層に貫通させ、該バンプの先端を該樹脂製絶縁体層から突出させる工程と、
該第2のプリント配線基板を該樹脂製絶縁体層を介して該第1のプリント配線基板の該レジスト層が形成された面上に積層したときに該部品搭載領域を露出させる開口部を、該第2のプリント配線基板と該樹脂製絶縁体層とに形成する工程と、
該開口部が形成された後、該第2のプリント配線基板を該樹脂製絶縁体層を介して該第1のプリント配線基板の該レジスト層が形成された面上に積層して、該樹脂製絶縁体層から突出する該バンプの先端を該第1のプリント配線基板の最外層の配線パターンに当接する一方、該開口部により該部品搭載領域を露出した状態で、該第1のプリント配線基板と該第2のプリント配線基板とを該樹脂製絶縁体層により接着して一体化する工程とを備えることを特徴とする多層プリント配線基板の製造方法。 - 請求項1記載の多層プリント配線基板の製造方法において、前記開口部の形成は、前記第2のプリント配線基板を貫通する第1の貫通孔部を形成した後、該第2のプリント配線基板の最外層の配線パターン上にバンプを形成し、該第2のプリント配線基板の最外層の配線パターン上に前記樹脂製絶縁体層を積層して該バンプを該樹脂製絶縁体層に貫通させ、該バンプの先端を該樹脂製絶縁体層から突出させ、該第2のプリント配線基板に積層された該樹脂製絶縁体層に該第1の貫通孔部に連通する第2の貫通孔部を形成することにより行うことを特徴とする多層プリント配線基板の製造方法。
- 請求項1又は請求項2記載の多層プリント配線基板の製造方法において、前記レジスト層は、前記部品搭載領域の外周縁で前記開口部の内壁に臨む位置に、前記樹脂製絶縁体層から浸出する樹脂が該部品搭載領域に流入することを阻止する堰堤部を備えることを特徴とする多層プリント配線基板の製造方法。
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