JP3843686B2 - 回路基板の製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子回路用の回路基板の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、特開平7−66533号公報に記載されたような回路基板の製造方法が提案されている。
【0003】
この回路基板の製造方法は、絶縁基板の表面にめっき下地層を形成し、電磁波光を照射して回路部の境界領域を除去した後、回路部のめっき下地層上にめっきを施して回路基板を形成している。
【0004】
このような回路基板の製造方法では、絶縁基板の回路非形成部の少なくとも回路部との境界領域に沿って電磁波光を照射しているため、回路非形成部の領域の全面に電磁波光を照射して除去する必要がなく、回路パターンを形成することができる。回路非形成部にめっき下地層上にめっきが形成されても、回路部とは電磁波光の照射によって分離絶縁されており、回路板の回路性能に特に問題は生じない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の回路基板の製造方法では、めっき下地層上にめっき形成するときに、無電解銅めっきを行うと、環境に悪影響を与えないように廃液・排水処理設備が必要になるという問題があり、また、電解めっきを行うと、電解液中に金属などからなるめっき下地層が溶けだし、電解液が汚染され、この溶けだした金属が回路部のめっきに混入するという問題がある。
【0006】
本発明は、上記事由に鑑みてなしたもので、その目的とするところは、無電解銅めっきを行わずに電解めっきを行うとともに、電解めっきの際に電解液が汚染されない回路基板の製造方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1記載の発明では、絶縁基板の表面に乾式めっき法によりニッケル膜を形成し、このニッケル膜に電磁波照射して回路輪郭部を除去することによって回路形成部および回路非形成部を分離形成し、回路形成部表面に電気めっき法によりニッケル厚膜を形成し、回路非形成部をエッチング処理した後、ニッケル厚膜の表面に電気めっき法により銅層を形成して回路基板を形成することを特徴として構成している。
【0008】
このような回路基板の製造方法では、回路形成部の表面に電気めっき法により銅層を形成しているため、無電解めっきを行う必要がない。したがって、無電解めっき液の廃液・排水処理設備が不要であるとともに、環境に優しい。また、回路形成部表面に電気めっき法によりニッケル厚膜を形成し、回路非形成部をエッチング処理しているため、回路非形成部のニッケル膜が取り除かれ、ニッケル厚膜の表面に電気めっき法により銅層を形成するときに、ニッケル膜のニッケルが電解液中に溶けだすことが防止でき、電解液の汚れを防止できる。
【0009】
また、請求項2記載の発明では、絶縁基板の表面に乾式めっき法によりニッケル膜、およびこのニッケル膜の表面に銅膜を形成し、このニッケル膜及び銅膜に電磁波照射して回路輪郭部を除去することによって回路形成部と回路非形成部とを分離形成し、この回路形成部の表面に電気めっき法により銅層を形成して回路基板を形成することを特徴として構成している。
【0010】
このような回路基板の製造方法では、回路形成部の表面に電気めっき法により銅層を形成しているため、無電解めっきを行う必要がない。したがって、無電解めっき液の廃液・排水処理設備が不要であるとともに、環境に優しい。また、ニッケル膜の表面に銅膜を形成しているため、回路形成部の表面に電気めっき法により銅層を形成するときに、銅膜で保護されたニッケル膜が電解液中に溶けだすことが防止でき、電解液の汚れを防止できる。
【0011】
また、請求項3記載の発明では、請求項1または請求項2記載の発明において、絶縁基板の表面を粗面化しておくことを特徴として構成している。
【0012】
このような回路基板の製造方法では、絶縁基板の表面を粗面化しているため、絶縁基板とニッケル膜との密着度が向上している。
【0013】
また、請求項4記載の発明では、請求項3記載の発明において、絶縁基板が、母材内部にフィラー材を有する材料から形成され、フィラー材が露出するまで母材を除去することによって絶縁基板表面を粗面化することを特徴として構成している。
【0014】
このような回路基板の製造方法では、母材内部のフィラー材が露出するまで母材を除去することによって、簡単に絶縁基板表面を粗面化している。
【0015】
また、請求項5記載の発明では、請求項3記載の発明において、絶縁基板が、母材内部にフィラー材を有する材料から形成され、フィラー材が露出するまで母材を除去した後に、露出したフィラー材を除去することによって絶縁基板表面をこのような回路基板の製造方法では、母材内部のフィラー材が露出するまで母材を除去した後に、露出したフィラー材を除去することによって、簡単に絶縁基板表面を粗面化している。
【0016】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態の回路基板の製造方法を図1乃至図4に基づいて以下に説明する。
【0017】
図1は、本発明の実施形態の同上と異なる回路基板の製造方法を示し、(a)〜(h)は各工程における回路基板を示す縦断面図である。
【0018】
図1に示すように、この回路基板の製造方法は、絶縁基板1の表面に乾式めっき法によりニッケル膜2を形成し、このニッケル膜2に電磁波11照射して回路輪郭部10を除去することによって回路形成部8および回路非形成部9を分離形成し、回路形成部8表面に電気めっき法によりニッケル厚膜3を形成し、回路非形成部9をエッチング処理した後、ニッケル厚膜3の表面に電気めっき法により銅層4を形成して回路基板を形成している。
【0019】
絶縁基板1として液晶ポリマー、ポリイミド、ABS、ポリエーテルイミド、アルミナセラミックス等の電気絶縁材料によって形成したものを用いるものであり、平面状に形成したものや3次元立体状に形成したものを用いることができるが、液晶ポリマーからなる絶縁基板1を用いたものについて以下に説明する。
【0020】
まず、(a)に示すように、同上に示した回路基板の製造方法と同様に、絶縁基板1のアルカリ脱脂、プラズマ処理を行うことによって、絶縁基板1表面の改質およびクリーニングを行う。
【0021】
次に、(b)に示すように、このプラズマ処理された絶縁基板1表面に乾式めっき法によりニッケル膜2を形成する。乾式めっき法としては特に限定されず蒸着・スパッタリング・イオンプレーティングなどから適宜選択して行えば良い。膜厚は、200〜400nmであることが好ましい。
【0022】
次に、(c)に示すように、このニッケル膜2に電磁波11照射して回路輪郭部10を除去することによって回路形成部8と回路非形成部9とを分離形成する。電磁波11としてはレーザの他に、X線や紫外線等を用いることができるが、レーザが最も好適であるので、以下主として電磁波11としてレーザを用いたものについて説明する。このレーザとしては例えば第二高調波YAGレーザ(波長532nm)を用いるものであり、ガルバノミラー等で操作することによってレーザを絶縁基板1の表面に移動させつつ照射するようにしてある。また、レーザの照射は、絶縁基板1の表面のうち回路を形成する箇所である回路形成部8以外の部分、すなわち回路部間の絶縁スペースである回路非形成部9において、行われるものであり、回路非形成部9の少なくとも回路形成部8との境界領域に回路非形成部9のパターンに沿ってレーザを移動させながら照射することによって、回路非形成部9の回路形成部8との境界領域のニッケル膜2を除去するものである。従って、回路非形成部9のニッケル膜2のうち、回路形成部8との境界部分のニッケル膜2は除去され、レーザ非照射部は、回路形成部8のニッケル膜2と共に除去されず残されることになる。レーザの照射エネルギーは例えば10〜300μj/pulse程度が好ましく、ニッケル膜2と共に絶縁基板1の表面を同時に除去するようにしても良い。
【0023】
次に、(d)に示すように、絶縁基板1を電解液に浸漬する電気めっき法により回路形成部8のニッケル膜2表面にニッケル厚膜層3を層厚5〜10μm程度形成する。このとき、回路形成部8と回路非形成部9との境界部分はレーザ照射によって除去されているので、回路形成部8と回路非形成部9とのうち、回路形成部8のみに外部電源から通電するようにしておけば、回路形成部8にはニッケル厚膜層3が電気めっきされるが、回路非形成部9のニッケル膜2表面にはニッケル層が電気めっきされない。
【0024】
次に、(e)に示すように、絶縁基板1を濃度20%程度の硝酸液に浸漬して回路非形成部9のニッケル膜2をエッチング処理する。このとき、回路形成部8のニッケル厚膜層3がエッチングされすぎないように注意する。
【0025】
次に、(f)に示すように、絶縁基板1を電解液に浸漬する電気めっき法により回路形成部8のニッケル層表面に銅層4を層厚15μm程度形成する。このとき、上述のエッチング処理によって回路非形成部9のニッケル膜2は除去されているので、回路形成部8と回路非形成部9とのうち、回路形成部8のみに銅層4が電気めっきされる。また、回路非形成部9のニッケル膜2は除去されているので、電解液中にニッケル膜2のニッケルが溶けださない。
【0026】
次に、(g)〜(h)に示すように、このようにしてニッケル層上に銅層4をめっきして回路形成した後、必要に応じてニッケルめっき、金めっきを各々0.4〜4μm程度施すことによって、回路板を仕上げることができる。
【0027】
このような回路基板の製造方法では、回路形成部8の表面に電気めっき法により銅層4を形成しているため、無電解めっきを行う必要がない。したがって、無電解めっき液の廃液・排水処理設備が不要であるとともに、環境に優しい。また、回路形成部8表面に電気めっき法によりニッケル厚膜3を形成し、回路非形成部9をエッチング処理しているため、回路非形成部9のニッケル膜2が取り除かれ、ニッケル厚膜3の表面に電気めっき法により銅膜7を形成するときに、ニッケル膜2のニッケルが電解液中に溶けだすことが防止でき、電解液の汚れを防止できる。したがって、電解液中に溶けだしたニッケルが銅層4に混入して銅層4の表面に凹凸が生じることがなく、例えば後に銅層4上にニッケルめっき、金めっきしたときに、金めっきの表面の平面度が向上し、金めっき表面上にワイヤボンディングするときなどボンディングワイヤの接合性が向上できる。また、絶縁基板1の表面に乾式めっき法により形成したニッケル膜2に電磁波11照射して回路輪郭部10を除去することによって回路形成部8と回路非形成部9とを分離形成しているため、レジストを用いた複雑なエッチング処理を行う必要がないとともに、回路非形成部9の全面に電磁波11照射する必要がなく、回路形成部8を形成することができる。また、絶縁基板1にニッケル膜2を介して回路形成部8を形成しているため、絶縁基板1と回路形成部8との密着強度が向上している。
【0028】
図2は、本発明の実施形態の同上と異なる回路基板の製造方法を示し、(a)〜(i)は各工程における回路基板を示す縦断面図である。また、図3は、この回路基板の製造方法に用いる絶縁基板の縦断面図であり、(a)〜(c)に異なる3種類の絶縁基板を示す。
【0029】
図2乃至図3に示すように、この回路基板の製造方法は、同上に示す回路基板の製造方法と同様である。異なる点は、絶縁基板1の表面を粗面化しておくことである。ここでは、絶縁基板1表面を粗面化処理についてのみ以下に説明し、他の工程は同上に示す回路基板の製造方法と同様であるため説明を省略する。
【0030】
この粗面化は、同上に示す回路基板の製造方法において、絶縁基板1のアルカリ脱脂とプラズマ処理との間で行うことができ、絶縁基板1の表面を水酸化ナトリウム、クロム酸液、KOH水溶液又はリン酸液等で処理することによって、微細な凹凸を付与できる。ここでは、内部に多数のフィラー材1bを有する母材1aと、表面にフィラー材1bのないスキン層1cとからなる液晶ポリマーを絶縁基板1として用い、図3(a)〜(c)に3種類の粗面化状態を例示している。(a)では、絶縁基板1の表面のスキン層1cの表面処理によって絶縁基板1表面を粗面化している。また、(b)では、母材1a内部のフィラー材1bが露出するまで母材1aを除去することによって絶縁基板1表面を粗面化している。また、(c)では、フィラー材1bが露出するまで母材1aを除去した後に、露出したフィラー材1bを除去することによって絶縁基板1表面を粗面化している。これら(a)〜(c)に3種類の粗面化状態の違いは、表面処理を行う液の種類、処理温度、処理時間等によって変化させることができる。例えば水酸化ナトリウムを用いる場合、濃度500g/l、温度80℃、時間20分程度の条件化で表面処理を行うことによって、(a)のスキン層1cの表面処理を行うことができる。
【0031】
図4は、本発明の実施形態の同上と異なる回路基板の製造方法を示し、(a)〜(g)は各工程における回路基板を示す縦断面図である。
【0032】
図4に示すように、この回路基板の製造方法は、絶縁基板1の表面に乾式めっき法によりニッケル膜2、およびこのニッケル膜2の表面に銅膜7を形成し、このニッケル膜2及び銅膜7に電磁波11照射して回路輪郭部10を除去することによって回路形成部8と回路非形成部9とを分離形成し、この回路形成部8の表面に電気めっき法により銅層4を形成して回路基板を形成している。
【0033】
絶縁基板1として同上に示した回路基板の製造方法と同様にものを用いることができる。
【0034】
まず、(a)に示すように、絶縁基板1をアルカリ脱脂して表面に付着した油分等の洗浄除去を行う。次に、絶縁基板1を真空チャンバー(図示せず)内に配置し、プラズマ処理して絶縁基板1表面の改質およびクリーニングを行い、絶縁基板1表面の密着強度を向上させる。
【0035】
次に、(b)〜(c)に示すように、このプラズマ処理された絶縁基板1表面に乾式めっき法によりニッケル膜2、およびこのニッケル膜2の表面に銅膜7を形成する。乾式めっき法としては特に限定されず蒸着・スパッタリング・イオンプレーティングなどから適宜選択して行えば良い。膜厚は、ニッケル膜2が1〜100nm、銅膜7が20〜500nmであることが好ましく、特に好ましくは、ニッケル膜2が2〜10nm、銅膜7が250〜350nmである。
【0036】
次に、(d)に示すように、このニッケル膜2及び銅膜7に電磁波11照射して回路輪郭部10を除去することによって回路形成部8と回路非形成部9とを分離形成する。電磁波11としてはレーザの他に、X線や紫外線等を用いることができるが、レーザが最も好適であるので、以下主として電磁波11としてレーザを用いたものについて説明する。このレーザとしては例えば第二高調波YAGレーザ(波長532nm)を用いるものであり、ガルバノミラー等で操作することによってレーザを絶縁基板1の表面に移動させつつ照射するようにしてある。また、レーザの照射は、絶縁基板1の表面のうち回路を形成する箇所である回路形成部8以外の部分、すなわち回路部間の絶縁スペースである回路非形成部9において、行われるものであり、回路非形成部9の少なくとも回路形成部8との境界領域に回路非形成部9のパターンに沿ってレーザを移動させながら照射することによって、回路非形成部9の回路形成部8との境界領域のニッケル膜2および銅膜7を除去するものである。従って、回路非形成部9のニッケル膜2および銅膜7のうち、回路形成部8との境界部分のニッケル膜2および銅膜7は除去され、レーザ非照射部は、回路形成部8のニッケル膜2および銅膜7と共に除去されず残されることになる。レーザの照射エネルギーは例えば10〜300μj/pulse程度が好ましく、ニッケル膜2および銅膜7と共に絶縁基板1の表面を同時に除去するようにしても良い。
【0037】
次に、(e)に示すように、絶縁基板1を電解液に浸漬する電気めっき法により回路形成部8の銅膜7表面に銅層4を層厚15μm程度形成する。このとき、回路形成部8と回路非形成部9との境界部分はレーザ照射によって除去されているので、回路形成部8と回路非形成部9とのうち、回路形成部8のみに外部電源から通電するようにしておけば、回路形成部8には銅層4が電気めっきされるが、回路非形成部9の銅膜7表面には銅層4が電気めっきされない。
【0038】
次に、図1の(e)と同様に回路非形成部9をエッチング処理した後、(f)から(g)に示すように、必要に応じてニッケルめっき、金めっきを各々0.4〜4μm程度施すことによって、回路板を仕上げることができる。
【0039】
このような回路基板の製造方法では、回路形成部8の表面に電気めっき法により銅層4を形成しているため、無電解めっきを行う必要がない。したがって、無電解めっき液の廃液・排水処理設備が不要であるとともに、環境に優しい。また、ニッケル膜2の表面に銅膜7を形成しているため、回路形成部8の表面に電気めっき法により銅層4を形成するときに、銅膜7で保護されたニッケル膜2のニッケルが電解液中に溶けだすことが防止でき、電解液の汚れを防止できる。したがって、電解液中に溶けだしたニッケルが銅層4に混入して銅層4の表面に凹凸が生じることがなく、例えば後に銅層4上にニッケルめっき、金めっきしたときに、金めっきの表面の平面度が向上し、金めっき表面上にワイヤボンディングするときなどボンディングワイヤの接合性が向上できる。また、絶縁基板1の表面に乾式めっき法により形成したニッケル膜2、および銅膜7に電磁波11照射して回路輪郭部10を除去することによって回路形成部8と回路非形成部9とを分離形成しているため、レジストを用いた複雑なエッチング処理を行う必要がないとともに、回路非形成部9の全面に電磁波11照射する必要がなく、回路形成部8を形成することができる。また、絶縁基板1にニッケル膜2を介して銅膜7を形成しているため、絶縁基板1と回路形成部8との密着強度が向上している。
【0040】
なお、絶縁基板1として液晶ポリマーなどを用いる場合、前述の回路基板の製造方法と同様に、絶縁基板1の表面を粗面化することも好ましい。
【0041】
【発明の効果】
請求項1記載の発明では、回路形成部の表面に電気めっき法により銅層を形成しているため、無電解めっきを行う必要がない。したがって、無電解めっき液の廃液・排水処理設備が不要であるとともに、環境に優しい。また、回路形成部表面に電気めっき法によりニッケル厚膜を形成し、回路非形成部をエッチング処理しているため、回路非形成部のニッケル膜が取り除かれ、ニッケル厚膜の表面に電気めっき法により銅膜を形成するときに、銅膜で保護されたニッケル膜のニッケルが電解液中に溶けだすことが防止でき、電解液の汚れを防止できる。
【0042】
また、請求項2記載の発明では、回路形成部の表面に電気めっき法により銅層を形成しているため、無電解めっきを行う必要がない。したがって、無電解めっき液の廃液・排水処理設備が不要であるとともに、環境に優しい。また、ニッケル膜の表面に銅膜を形成しているため、回路形成部の表面に電気めっき法により銅層を形成するときに、銅膜で保護されたニッケル膜のニッケルが電解液中に溶けだすことが防止でき、電解液の汚れを防止できる。
【0043】
また、請求項3記載の発明では、絶縁基板の表面を粗面化しているため、絶縁基板とニッケル膜との密着度が向上している。
【0044】
また、請求項4記載の発明では、母材内部のフィラー材が露出するまで母材を除去することによって、簡単に絶縁基板表面を粗面化している。
【0045】
また、請求項5記載の発明では、母材内部のフィラー材が露出するまで母材を除去した後に、露出したフィラー材を除去することによって、簡単に絶縁基板表面を粗面化している。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態の回路基板の製造方法を示し、(a)〜(h)は各工程における回路基板を示す縦断面図である。
【図2】本発明の実施形態の同上と異なる回路基板の製造方法を示し、(a)〜(h)は各工程における回路基板を示す縦断面図である。
【図3】本発明の実施形態の同上の回路基板の製造方法に用いる絶縁基板の縦断面図であり、(a)〜(c)に異なる3種類の絶縁基板を示す。
【図4】本発明の実施形態の同上と異なる回路基板の製造方法を示し、(a)〜(h)は各工程における回路基板を示す縦断面図である。
【符号の説明】
1 絶縁基板
1a 母材
1b フィラー材
1c スキン層
2 ニッケル膜
3 ニッケル厚膜
4 銅層
5 ニッケルめっき層
6 金層
7 銅膜
8 回路形成部
9 回路非形成部
10 回路輪郭部
11 電磁波
Claims (5)
- 絶縁基板の表面に乾式めっき法によりニッケル膜を形成し、このニッケル膜に電磁波照射して回路輪郭部を除去することによって回路形成部および回路非形成部を分離形成し、回路形成部表面に電気めっき法によりニッケル厚膜を形成し、回路非形成部をエッチング処理した後、ニッケル厚膜の表面に電気めっき法により銅層を形成して回路基板を形成することを特徴とする回路基板の製造方法。
- 絶縁基板の表面に乾式めっき法によりニッケル膜、およびこのニッケル膜の表面に銅膜を形成し、このニッケル膜及び銅膜に電磁波照射して回路輪郭部を除去することによって回路形成部と回路非形成部とを分離形成し、この回路形成部の表面に電気めっき法により銅層を形成して回路基板を形成することを特徴とする回路基板の製造方法。
- 絶縁基板の表面を粗面化しておくことを特徴とする請求項1または請求項2記載の回路基板の製造方法。
- 絶縁基板が、母材内部にフィラー材を有する材料から形成され、フィラー材が露出するまで母材を除去することによって絶縁基板表面を粗面化することを特徴とする請求項3記載の回路基板の製造方法。
- 絶縁基板が、母材内部にフィラー材を有する材料から形成され、フィラー材が露出するまで母材を除去した後に、露出したフィラー材を除去することによって絶縁基板表面を粗面化することを特徴とする請求項3記載の回路基板の製造方法。
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