JP3199883U - リリーフプラグインコネクタ及び多層回路基板 - Google Patents

リリーフプラグインコネクタ及び多層回路基板 Download PDF

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Abstract

【課題】低い製造コストと高い接触信頼性を有する多極リリーフプラグインコネクタ及び多層回路基板を提供する。【解決手段】リリーフプラグインコネクタ１０ａ，１０ｂはコンタクト部分１６ａ，１６ｂが段差を有する接触領域面１８ａ，１８ｂに配置されているコンタクト要素１４ａ，１４ｂを備え、コンタクト要素が、多層回路基板１２ａ，１２ｂのプレスインコンタクト受承部分に圧入されるプレスインコンタクトとして形成されている。多層回路基板は、コンタクト要素受承部分が接触領域面２０ａ，２０ｂに配置されている。【選択図】図１

Description

本考案は、多層回路基板と接触する多極リリーフプラグインコネクタ、多極リリーフプラグインコネクタが装着される多層回路基板、及び多極リリーフプラグインコネクタと多極リリーフプラグインコネクタが装着される多層回路基板との組み合わせに関する。
更に、本考案の多層回路基板の製造方法に関する。
多層回路基板として実装されたバックプレーンは、特許文献１から知られており、コンタクト要素のピンにろう付けされる。コンタクト要素は、４つのグループに整理されることができる。４つのグループの個々のコンタクト要素は、多層回路基板の単層とその下に配置された多層回路基板の多数の層にろう付けされる。
多層回路基板として実装されたバックプレーンは、特許文献２で開示されている。回路基板は、コンタクト要素のための多数の接触領域面、例えば、バックプレーンの中間にある第１の接触領域面やバックプレーンのエッジにある第２の接触領域面を有する。
特許文献３及び特許文献４は、多層回路基板を開示する。多層回路基板は、多層回路基板の個々の層に設けられた多数の接触領域面を有し、接触領域面は段差構造を形成する。例えば、この場合、回路基板の中間の領域に配置された接触領域は、両側において段差状の構成を備え、エッジに配置された接触領域は、一方の側において階段状の構成を備える。接触領域は、下り段差又は上り段差で実施されるだけでなく、両方の下り段差及び上り段差で実施される。異なる接触領域は、バックプレーンに設けられた段差状接触領域と接触する段差部に配置された接触領域を有するケーブルを介して接触する。更に、リリーフプラグインコネクタは、接触領域面に配置された接触面と接触するために設けられている。リリーフプラグインコネクタのコンタクト要素のコンタクト部分は、接触領域面に配置された接触面上で押される。コンタクト要素のコンタクト部分は、個々の段差部に配置された接触面にろう付けされる。
特許文献５には、高周波データ伝送に適するプラグコネクタが開示されている。遮蔽又は接地電位を伝えるコンタクト要素は、信号を伝える全てのコンタクト要素に提供される。コンタクト要素は、インピーダンス適合が可能となるように整列される。
特許文献６にはプラグコネクタが開示され、そこにおいて、信号を導くコンタクト要素及び遮蔽又は接地電位を導く多数のコンタクト要素の特定の配置及び整列によって、互いに対して信号を伝える線、及びプラグコネクタの高いシールド効果が達成される。周知のプラグコネクタは、特に、高周波信号に適し、信号を伝えるコンタクト要素の配置と接地電位を伝えるコンタクト要素は、特別の電波インピーダンスを得るように予め定められる。
特許文献７には、多数のコンタクト要素を含むプラグコネクタが開示されている。周知のプラグコネクタは、バックプレーンとプラグインカードとの間のプラグ接触を実施するために提供され、プラグ接触は、いわゆるコンパクトＰＣＩシステムのバックプレーンとプラグインカードとの間で行われる。
非特許文献１において、キャパシタンス、インダクタンス及び電波インピーダンスなどの電気工学の基本用語が説明されている。
米国特許第５，５４３，５８６号明細書 米国特許第７，２７８，８５５号明細書 米国特許第７，１９２，３２０号明細書 米国特許出願公開第２００９／００９３１７３号明細書 独国特許第６９９１５８８２号明細書 米国特許第６，９７６，８８６号明細書 独国特許第１９８０７７１３号明細書
Meinke and Gundlach 「Taschenbush fuer Hochfrequenztechnik ( Handbook for High-Frequency Technology)」, Springer Verlag 1956, pages 6-15, 48-49, and 158-169
本考案は、多層回路基板と接触する個々に特定する多極リリーフプラグインコネクタ、多極リリーフプラグインコネクタが実装される多層回路基板、多極リリーフプラグインコネクタとこの多極リリーフプラグインコネクタが実装される多層回路基板との組み合わせ、及び低い製造コストで接触信頼性を有する多層回路基板に関する。
この目的は、独立請求項で特定された特徴によって達成される。
多層回路基板と接触する多極リリーフプラグインコネクタは、段差を有する接触領域面に配置された多数のコンタクト要素に基づく。本考案によるリリーフプラグインコネクタは、コンタクト要素のコンタクト部分が多層回路基板のプレスイン接触レセプタクルに圧入されるプレスイン接触子として使用される点で区別される。
本考案によるリリーフプラグインコネクタは、一形態によって提供された方法を使用する多層回路基板に対して、特に容易に接触可能であり、費用効果が高い。リリーフプラグインコネクタ及び多層回路基板に関し、ろう付けとこのろう付けに伴う熱応力が完全に排除される。
プレスイン接触は、プレスイン接触を形成する接触部においてばね要素を押すことによって、容易に行われる。
本考案によるリリーフプラグインコネクタの有利な実施形態及びその改良は、従属請求項に基づいている。
有利な実施形態は、多数のコンタクト要素の多数のコンタクト部分が等しい長さにあるように設けられている。同じ実施形態が、プレスインコンタクトの特に有効な製造を許容する。
他の実施形態は、仮想接触線においてプレスインコンタクトが互いに隣接して配置され、隣接して配置された信号プレスインコンタクト対を形成する。信号プレスインコンタクト対は、対称構造のために、差動信号を伝えるのに適する。
この実施形態の改良では、隣接して配置された少なくとも一つのシールドプレスインコンタクトがプレスインコンタクト対に対応付けられている。少なくとも一つのシールドプレスインコンタクトは、信号プレスインコンタクト対の接触線上に位置しないようにして、対応付けられた信号プレスインコンタクト対に対して横方向にオフセットして配置されている。
従って、構造は、予め定められた幾何学的関係によって予め定められた電波インピーダンスを有し、提供された誘電体と結合する。高い信号安定性が達成され、本考案によるリリーフプラグインコネクタが、ギガヘルツレンジまでの高周波数信号を伝えるのに適する。
多極リリーフプラグインコネクタが実装される本考案による多層回路基板は、多層回路基板が多くの段差を有する接触領域面を含むというアイデアから進められている。本考案による多層回路基板は、プレスインコンタクトレセプタクルとしてのコンタクトレセプタクルが接触領域面に配置されている点において区別されている。
本考案による多層回路基板は、本考案によるプラグインコネクタが実装されるのに適する特別の実施形態である。
有利な実施形態及び改良は、従属請求項に開示されている。
一実施形態では、リリーフプラグインコネクタのプレスインコンタクトと電気的導電ブッシュが、プレスインコンタクトレセプタクルに入ることを提供する。ブッシュは、機械的に丈夫であり、機械的に固定し、電気的に接触することを許容する。
一実施形態において、少なくとも幾つかのブッシュは、多層回路基板の全高さにわたって延びている。相対的に大きな電気的な導電面は、良好なシールド効果をもたらし、これらのブッシュは、リリーフプラグインコネクタのシールドプレスインコンタクトと接触するために提供される。
一実施形態において、ブッシュのリンクは予め定められた値で固定される。この場合、ブッシュは、信号プレスインコンタクト対と接触するために提供され、対称線が表面に存在する。短いブッシュは、多数のプレスインコンタクトレセプタクルの間で生じる望ましくない静電容量を最小にする。
少なくとも一つの多極リリーフプラグインコネクタと一つの多層回路基板の考案による組み合わせは、リリーフプラグインコネクタが多数のコンタクト要素を有することを仮定する。コンタクト要素の接触部は多数の段差を有する接触領域面に配置され、多層回路基板は多数の段差を有する接触領域面を有する。組み合わせは、接触部にあるリリーフプラグインコネクタのコンタクト要素が、多層回路基板のプレスインコンタクトレセプタクルに押し込まれるプレスインコンタクト要素として実施される。コンタクトレセプタクルは、プレスインコンタクトとして実施され、多層回路基板の接触領域面に配置される。
本考案による組み合わせは、組み合わせの個々の部品の上述した利益を一体化する。
少なくとも一つのリリーフプラグインコネクタが実装される多層回路基板、及び多数の段差を有する接触領域面を含む多層回路基板を生産する方法は、プレスインコンタクトレセプタクルが孔によって作られている接触領域面に配置されることを提供する。導電ブッシュはボアに挿入され、ブッシュは多層回路基板の取付面から個々の接触領域面の高さまで穴明けされる。異なる高さに配置された多層回路基板の接触領域面が生産される。
一形態の製造方法は、本考案による多層回路基板の効率的な製造方法を許容する。
一形態の製造方法は、少なくとも幾つかのブッシュが多層回路基板の取り付け方向の反対側にある裏面から穴明けされ、ブッシュは多層回路基板の個々の接触領域面の高さより低い所定の長さを有する。この方法は、特に、信号プレスインコンタクト対と接触するブッシュに適用される。
本考案によるリリーフプラグインコネクタ、本考案による多層回路基板、リリーフプラグインコネクタ及び多層回路基板の組み合わせ、多層回路基板の製造方法の有利な改良及び実施形態は、以下の説明に基づいている。
本考案による多層回路基板と接触する前の本考案によるリリーフプラグインコネクタの図である。 雌型コネクタとして具体化された本考案によるリリーフプラグインコネクタと接触する本考案による多層回路基板を長手方向に切断した図である。 雄型コネクタとして具体化された本考案によるリリーフプラグインコネクタと接触する本考案による多層回路基板を長手方向に切断した図である。 本考案によるリリーフプラグインコネクタが実装される本考案による多層回路基板の接触領域における詳細図である。 本考案による多層回路基板の製造方法の第１のステップを示す図である。 本考案による多層回路基板の製造方法の第２のステップを示す図である。 本考案による多層回路基板の接触領域面の第１の実施形態を示す図である。 本考案による多層回路基板の接触領域面の第２の実施形態を示す図である。
図１は、本考案による多層回路基板１２ａ，１２ｂと接触する前の本考案によるリリーフプラグインコネクタ１０ａ，１０ｂの図を示す。この場合において、本考案によるリリーフプラグインコネクタ１０ａは雌型コネクタとして作られ、対応するリリーフプラグインコネクタ１０ｂは雄型ヘッダとして作られており、両コネクタはプラグ接触した状態で示されている。多層回路基板１２ａはドーターカードとして作られており、多層回路基板１２ｂは、例えばバックプレーンとして作られている。
本考案によるリリーフプラグインコネクタ１０ａ，１０ｂは、多数のコンタクト要素１４ａ，１４ｂを有し、そのコンタクト部分１６ａ，１６ｂは段差を有する接触領域面１８ａ，１８ｂに配置されている。
本考案による多層回路基板１２ａ，１２ｂは、リリーフプラグインコネクタ１０ａ，１０ｂの接触領域面１８ａ，１８ｂに対応する接触領域面２０ａ，２０ｂを有する。プラグコネクタ１０ａ，１０ｂはリリーフプラグインコネクタ１０ａ，１０ｂとして示されているため、個々の接触領域面１８ａ，１８ｂ，２０ａ，２０ｂは、リリーフの視覚的印象を与える階段状に形成されている。
図２は、雌型コネクタとして具体化されている本考案によるリリーフプラグインコネクタ１０ａと接触する本考案による多層回路基板１２ａを長手方向に切断した図を示す。図３は、雄型ヘッダとして具体化されている本考案によるリリーフプラグインコネクタ１０ｂと接触する本考案による多層回路基板１２ｂを長手方向に切断した図を示す。多層回路基板１２ａ，１２ｂを切断した部分は、リリーフプラグインコネクタ１０ａ，１０ｂのコンタクト部分１６ａ，１６ｂがプレスインコンタクト２２ａ，２２ｂとして形成されていることを示す。
図１に示されている部品に対応する図２及び図３に示されている部品は、同じ参照符号有する。この約束事は以下の図に関しても適用される。
プレスインコンタクト２２ａ，２２ｂは、接触状態にある多層回路基板１２ａ，１２ｂにおいて、対応するプレスインコンタクトレセプタクル２４ａ，２４ｂに圧入される。
図４は、プレスインコンタクト２２の拡大図を示し、本考案によるリリーフプラグインコネクタ１０と一例としての本考案による多層回路基板１２との組み合わせを示す。参照符号の添え字「ａ」と「ｂ」との間の違いは省略されている。この説明は、参照符号の添え字「ａ」で示されている雌型コネクタとして形成されているプラグインコネクタ１０ａ及び参照符号の添え字「ｂ」で示されている雄型ヘッダとして形成されているプラグインコネクタ１０ｂの両方に適用される。したがって、この約束事は、以下の図及び説明に適用する。
プレスインコンタクト２２は、例えば、スタンプすることによって作られ、スプリング要素は、多層回路基板１２のプレスインコンタクトレセプタクル２４に押し込まれる。
図４は、プレスインコンタクト２２の接触部１６は等しい長さを有することを示す。この実施形態を使用すると、プレスインコンタクト２２を有するコンタクト要素１４を、費用効果の高い大量生産により製造することができる。
図４の実施形態では、互いに所定の間隔で隣接して配置された信号プレスインコンタクト対２６が提供されていることを示す。更に、シールドプレスインコンタクト２８が提供され、例えば、プラグインコネクタ１０に提供された電磁シールド多層板３０を電気的に接触するために提供されている。もちろん、個々の信号プレスインコンタクトは、追加として、又は信号プレスインコンタクト対２６の代わりに設けることもできる。
プレスインコンタクトレセプタクル２４内での電気的接触は、例えば、電気的な導電ブッシュ３２，３４によって行われる。信号を伝えるコンタクト要素１４、例えば、信号プレスインコンタクト対２６は短いブッシュ３４と接触し、シールドプレスインコンタクト２８は長いブッシュ３２と接触する。したがって、ブッシュ３２，３４は所定の長さ３６を有する。
信号プレスインコンタクト対２６は、プラグコネクタ１０の中だけでなく、プレスインコンタクト２２のコンタクト部分１６又はプレスインレセプタクル２４において対称線を許容する。したがって、信号間の非常に小さい実行時間の差が実施され得る。特に、小さな実行時間の差は、信号プレスインコンタクト対２６が差分信号、例えば、広い開口のランドパターンでエラーを生じない４０ Gbit/Sまでの範囲内のデジタル信号が生ずる場合に本質的である。
差動電波インピーダンスの詳細は、例えば、信号プレスインコンタクト対２６に関して１００オームであり、電波インピーダンスの定義は、上述した「Meinke and Gundlach」のテキストから得られ、コンタクト要素１４の幾何学的形態、すなわち、形状及び互いとの距離によって実質的に影響を受け、信号プレスインコンタクト対２６の間の誘電体によって影響を受ける。シールドプレスインコンタクト２８は、シールド多層板３０と共に高い波形整形を確実にする。
信号プレスインコンタクト対２６とシールドプレスインコンタクト２８に関する幾何学的関係は図５で示され、図５に基づいて、多層回路基板１２ａ，１２ｂの製造方法の第１のステップが説明される。
図５は、プレスインコンタクトレセプタクル３８の構成に基づいて信号プレスインコンタクト対２６（図示しない）の構成を示す。一つ又は好ましくは多数の信号プレスインコンタクト対２６は、仮想接触線４０上で互いに隣接して配置されている。予め設定された間隔４２は、信号プレスインコンタクト対２６の個々の信号プレスインコンタクト間に存する。
シールドプレスインコンタクト２８（図示しない）又は対応するシールドプレスインコンタクトレセプタクル４４は、接触線４０に隣接し、接触線４０から一定のオフセット４６を有して配置されることが好ましい。多数のシールドプレスインコンタクトレセプタクル４４は、仮想接触線上に配置されることが好ましい。
製造方法は、特定の高さ４８を有する多層回路基板１２から進める。プレスインコンタクトレセプタクル２３，３８，４４は、多層回路基板１２の全高さに亘り、取り付け方向にドリル５０によって穴明けされる。続いて、ブッシュ３２，３４が、好ましくはガルバニック析出方法によって、プレスインコンタクトレセプタクル２４，３８，４４に作られる。ブッシュ３２，３４は、少なくとも接触領域面２０の高さ５４に少なくとも大凡対応する高さ５４まで、取り付け方向から穴明けされている。
続いて、図６に示されている製造方法のステップにおいて、少なくとも幾つかのブッシュ３４が、多層回路基板１２の裏面５６から所定の長さ３６まで実装方向５２の反対側から穴明けされる。信号プレスインコンタクト２２，２６は、これらのブッシュ３４の中に押し込まれることが好ましい。プレスインコンタクトレセプタクル３８間で生じる好ましくキャパシタンスはブッシュ３４を短くすることによって減少する。
幾つかのブッシュ３２は、後側からは穴明けされない。シールドプレスインコンタクト２８は、これらのブッシュ３２に圧入される。ブッシュ３２の高さ５８は、少なくとも接触領域面２０の高さに対応する。短くないブッシュ３２のより大きな金属面はシールド効果を支える。
製造方法の最後のステップにおいて、接触領域面２０は、好ましくはミーリングによって、多層回路基板１２の種々の高さ５８で作られる。図７及び８は、このステップで接触領域面２０を作る種々の可能性を示す。図７によると、連続して上がる階段状段部又は連続して下がる階段状段部が形成されている。また、異なる高さ６０，６２が示されている。更に、短いブッシュ３２及び長いブッシュ３４が断面図で示されている。連続して上がる階段状段部又は連続して下がる階段状段部が図８に示されている。

Claims (12)

  1. 多数のコンタクト要素（１４ａ，１４ｂ）を有する多層回路基板（１２ａ，１２ｂ）と接触する多極リリーフプラグインコネクタであって、コンタクト要素（１４ａ，１４ｂ）のコンタクト部分（１６ａ，１６ｂ）が段差を有する接触領域面（１８ａ，１８ｂ）に配置されている多極リリーフプラグインコネクタにおいて、
    コンタクト要素（１４ａ，１４ｂ）のコンタクト部分（１６ａ，１６ｂ）が、多層回路基板（１２ａ，１２ｂ）のプレスインコンタクトレセプタクル（２４ａ，２４ｂ，３８ａ，３８ｂ，４４ａ，４４ｂ）に圧入されるプレスインコンタクト（２２ａ，２２ｂ，２６ａ，２６ｂ，２８ａ，２８ｂ）として形成されていることを特徴とする多極リリーフプラグインコネクタ。
  2. 多数のプレスインコンタクト（２２ａ，２２ｂ，２６ａ，２６ｂ，２８ａ，２８ｂ）が大凡等しい長さであることを特徴とする請求項１に記載の多層回路基板（１２ａ，１２ｂ）と接触する多極リリーフプラグインコネクタ。
  3. 多数のプレスインコンタクト（２２ａ，２２ｂ，２６ａ，２６ｂ，２８ａ，２８ｂ）が、接触線（４０ａ，４０ｂ）上で互いに隣接して配置され、信号プレスインコンタクト対（２６ａ，２６ｂ）を形成することを特徴とする請求項１に記載の多層回路基板（１２ａ，１２ｂ）と接触する多極リリーフプラグインコネクタ。
  4. 隣接した配置された少なくとも一つのシールドプレスインコンタクト（２８ａ，２８ｂ）は、信号プレスインコンタクト対（２６ａ，２６ｂ）に対して割り当てられていることを特徴とする請求項１に記載の多層回路基板（１２ａ，１２ｂ）と接触する多極リリーフプラグインコネクタ。
  5. シールドプレスインコンタクト（２８ａ，２８ｂ）が、信号プレスインコンタクト対（２６ａ，２６ｂ）に対して一定のオフセット（４６）を有して水平方向に配置され、接触線（４０ａ，４０ｂ）上に配置されていないことを特徴とする請求項４に記載の多層回路基板（１２ａ，１２ｂ）と接触する多極リリーフプラグインコネクタ。
  6. 多極リリーフプラグインコネクタ（１０ａ，１０ｂ）が実装され、多数の段差を有する接触領域面（２０ａ，２０ｂ）を有する多層回路基板において、
    プレスインコンタクトレセプタクル（２４ａ，２４ｂ，３８ａ，３８ｂ，４４ａ，４４ｂ）として形成されている多数のコンタクトレセプタクルが、接触領域面（２０ａ，２０ｂ）に配置されている、ことを特徴とする多極リリーフプラグインコネクタ（１０ａ，１０ｂ）が実装される多層回路基板。
  7. リリーフプラグインコネクタ（１０ａ，１０ｂ）のプレスインコンタクト（２２ａ，２２ｂ，２６ａ，２６ｂ，２８ａ，２８ｂ）と電気的に接触する電気的導電ブッシュ（３２ａ，３２ｂ，３４ａ，３４ｂ）が、プレスインコンタクトレセプタクル（２４ａ，２４ｂ，３８ａ，３８ｂ，４４ａ，４４ｂ）に挿入されることを特徴とする請求項６に記載の多極リリーフプラグインコネクタ（１０ａ，１０ｂ）が実装される多層回路基板。
  8. 少なくとも幾つかのプレスインコンタクトレセプタクル（２４ａ，２４ｂ）とブッシュ（３２ａ，３２ｂ）とが、多層回路基板（１２ａ，１２ｂ）の接触領域面（２０ａ，２０ｂ）の全高さに亘って延びていることを特徴とする請求項７に記載の多極リリーフプラグインコネクタ（１０ａ，１０ｂ）が実装される多層回路基板。
  9. 多層回路基板（１２ａ，１２ｂ）の個々の接触領域面（２０ａ，２０ｂ）の全高さに亘って延びているブッシュ（３２ａ，３２ｂ）を有するプレスインコンタクトレセプタクル（２４ａ，２４ｂ）が、多極リリーフプラグインコネクタ（１０ａ，１０ｂ）のシールドプレスインコンタクト（２８ａ，２８ｂ）と接触することを特徴とする請求項８に記載の多極リリーフプラグインコネクタ（１０ａ，１０ｂ）が実装される多層回路基板。
  10. 少なくとも幾つかのブッシュ（３４ａ，３４ｂ）の長さ（３６ａ，３６ｂ）が一定の値に固定され、多層回路基板（１２ａ，１２ｂ）の個々の接触領域面（２０ａ，２０ｂ）の高さより低いことを特徴とする請求項７に記載の多極リリーフプラグインコネクタ（１０ａ，１０ｂ）が実装される多層回路基板。
  11. 多層回路基板（１２ａ，１２ｂ）の個々の接触領域面（２０ａ，２０ｂ）の全高さに亘って延びていないブッシュ（３４ａ，３４ｂ）を有するプレスインコンタクトレセプタクル（２４ａ，２４ｂ）が、多極リリーフプラグインコネクタ（１０ａ，１０ｂ）の信号プレスインコンタクトと接触することを特徴とする請求項１０に記載の多極リリーフプラグインコネクタ（１０ａ，１０ｂ）が実装される多層回路基板。
  12. 少なくとも一つの多極リリーフプラグインコネクタと多層回路基板との組み合わせであって、リリーフプラグインコネクタ（１０ａ，１０ｂ）が多数のコンタクト要素（１４ａ，１４ｂ）を有し、コンタクト要素（１４ａ，１４ｂ）のコンタクト部分（１６ａ，１６ｂ）が段差を有する接触領域面（１８ａ，１８ｂ）に配置され、多層回路基板（１２ａ，１２ｂ）が多数の段差を有する接触領域面（２０ａ，２０ｂ）を有する組み合わせにおいて、
    リリーフプラグインコネクタ（１０ａ，１０ｂ）のコンタクト要素（１４ａ，１４ｂ）のコンタクト部分（１６ａ，１６ｂ）が、多層回路基板（１２ａ，１２ｂ）のプレスインコンタクトレセプタクル（２４ａ，２４ｂ，３８ａ，３８ｂ，４４ａ，４４ｂ）に圧入されるプレスインコンタクト（２２ａ，２２ｂ，２６ａ，２６ｂ，２８ａ，２８ｂ）として形成され、
    プレスインコンタクトレセプタクル（２４ａ，２４ｂ，３８ａ，３８ｂ，４４ａ，４４ｂ）として形成されたコンタクト要素レセプタクルが、多層回路基板（１２ａ，１２ｂ）の接触領域面（２０ａ，２０ｂ）に配置されていることを特徴とする少なくとも一つの多極リリーフプラグインコネクタと多層回路基板との組み合わせ。
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