JP4676859B2 - 電子部品パッケージ用プリント配線板及びその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は電解金めっき表面処理を施し、リード配線部を除去するエッチバック工程における不具合を生じることのない電子部品パッケージ用プリント配線板及びその製造方法に関する。
情報通信端末などの内部に使用される半導体等の電子部品のパッケージ用のプリント配線板は、例えば図１０に示されるような構造体で用いられる。すなわち、図１０に示される電子部品パッケージ用のプリント配線板Ｐ１の部品実装面に、接着剤５８などを用いて電子部品５１を所望の位置に設置した後に、当該電子部品５１とプリント配線板Ｐ１のワイヤーボンディングパッド部５２とを金ワイヤー５５を使用して電気的に接続するものである。
このような態様で使用されるプリント配線板Ｐ１において、前記金ワイヤー５５との接続部であるワイヤーボンディングパッド部５２には、接続のための表面処理としてニッケル／金めっき処理を施すことが必要である。
この際に使用する、ニッケル／金めっき処理の製造方法としては、大別して無電解型のめっき処理と電解型のめっき処理方法が挙げられる。
無電解型のめっき処理方法の特徴としては、プリント配線板をめっき浴に浸漬させ、プリント配線板の表層部において開口する導体部に、めっきを析出させる方法である。この際、めっきが析出する箇所としては、めっき液に接触する導体部に、めっきが徐々に蓄積されるような状態で析出される。このような無電解型のめっき処理方法の場合は、電源供給を必要としないためリード配線が不必要となる。
しかしながら、図１０に示される電子部品パッケージ用のプリント配線板Ｐ１において、ワイヤーボンディングパッド部５２に無電解型のめっき処理方法にてニッケル／金めっき処理を施す場合には、ボンディング特性と称される金ワイヤー５５との密着力を高めるために、厚付けの金めっき処理が必要となる。そして、無電解型の厚付けの金めっき処理においては、高温めっき浴でのめっき処理が必要となり、めっき浴の管理及び調整が大変であり、加えて、置換型と還元型との併用めっき処理が必要となるために、めっき工程の管理が難しく、品質の良いプリント配線板Ｐ１を得ることが困難であった。
これに対して、電解型のめっき処理方法は、電源供給によりめっきを所望の導体部に析出させる方法である。電源供給によりめっき析出が調整できるために、めっき終了後の表面状態はめっき粒子が均一であり、金ワイヤー５５とワイヤーボンディングパッド部５２との密着力が強いためにワイヤーボンディングパッド部５２のめっき処理方法として良好である。加えて、めっき浴の液温度は室温と同程度の温度においてめっきを析出させることが可能であり、めっき析出速度も速いことなどの理由から、厚さが要求されるめっき皮膜を形成することが可能であり、工業的な生産を背景とした場合に有用なめっき処理方法である。
しかしながら、前記電解型のめっき処理方法は前述のように電源供給を必要とするために、特に、金めっき仕上げをする電子部品パッケージ用のプリント配線板Ｐ１のワイヤーボンディングパッド部５２は、リード配線と電源供給部に接続する必要がある。また、このリード配線は高周波ではアンテナとなり悪影響を及ぼすなどの理由から、このリード配線をエッチングして除去する、いわゆるエッチバックと称される製造方法が重要となる。
このような技術的な背景において、電解型のめっき処理方法を使用して、めっき終了後のリード配線の除去方法に特徴を有する前記エッチバックに関する製造方法が既に報告されている（特許文献１参照）。
図１１は、図１０に示される電子部品パッケージ用プリント配線板Ｐ１の部品実装面において、主にワイヤーボンディングパッド部５２とそれに接続されるリード配線６１を模式図として示したものである。
前記特許文献１に示される従来技術によれば、始めに銅材を使用し、ワイヤーボンディングパッド部５２及び当該パッド部より延長される回路配線６２並びに当該パッド部に電源供給するためのリード配線６１を回路形成する。次いで、ソルダーレジスト５４を形成した後に、耐金めっき用フィルム（図示省略）を貼り付け、主にワイヤーボンディングパッド部５２に、ニッケル／金めっき６４処理を施す。この際に、図１１に示される電源供給部の一部にニッケル／金めっき６４処理が施されても良い。次いで、前記耐金めっき用フィルムを剥離することで、図１１に示される構造体を得る。
この図１１に示される構造体において特徴的な箇所としては、ワイヤーボンディングパッド部５２にリード配線６１が接続され、電解ニッケル／金めっき６４処理が安定した品質にて行なわれること、及びワイヤーボンディングパッド部５２にニッケル／金めっき６４が被覆され、リード配線６１にはニッケル／金めっき６４が被覆されていない点にある。
これにより図１１に示される構造体に、銅材を溶出し、ニッケル／金めっきを溶出しないエッチング液にてエッチング処理をすると、銅材からなるリード配線６１が除去され、ワイヤーボンディングパッド部５２はニッケル／金めっき６４が保護マスクとして作用し、当該ワイヤーボンディングパッド部５２が残存する図１２に示される構造体が得られる。次いで、断裁線６０により切断することで、特にワイヤーボンディングパッド部５２のニッケル／金めっき品質に優れた電子部品パッケージ用プリント配線板を得ることが可能になる。
しかしながら、図１２に示される構造体において、前記銅材を溶出し、ニッケル／金めっきを溶出しないエッチング液にてリード配線をエッチング除去する際に不具合を生じていた。すなわち、図１２のＣ１−Ｃ２線要部拡大断面説明図として示される図１３において、ワイヤーボンディングパッド部５２の上に被覆されるソルダーレジスト５４とニッケル／金めっき６４との界面において間隙部を生じることがある。当該間隙部においては、前記銅材を溶出し、ニッケル／金めっきを溶出しないエッチング液が侵入することがあり、その結果、銅材からなるワイヤーボンディングパッド部５２を浸食することが生じていた。加えて、当該浸食された部分においては、ワイヤーボンディングパッド部５２の銅が溶出し、ニッケル／金めっき６４の表面に付着する２次的な不具合を併発し、金ワイヤーとニッケル／金めっきの表面との密着性が低下する問題を生じていた。
このように、ニッケル／金めっき６４の表面に付着した銅残渣は、ボンディング特性と呼称される前記金ワイヤー５５とワイヤーボンディングパッド部５２との密着性を低下させるために、品質の良いプリント配線板を得ることが困難であった。
特公昭６３−１８３５５号公報
以上のような背景に基づき本発明が解決しようとする課題は、電解めっきの際に使用するリード配線をエッチバック工程により除去する際に、電子部品パッケージ用のプリント配線板の導体部が浸食されることがなく、ワイヤーとワイヤーボンディングパッド部との密着性を強固なものとすることができる電子部品パッケージ用プリント配線板及びその製造方法を提供することにある。
本発明者は上記課題を解決するために種々検討を重ねた。その結果、電子部品パッケージ用のプリント配線板のワイヤーボンディングパッド部を、当該プリント配線板の電解めっき用に使用されるリード配線とはエッチング条件の異なる金属材料で構成すれば、極めて良い結果が得られることを見出して発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、ワイヤーボンディングパッド部の表面に電解めっきをするため の電源供給用のリード配線が除去され、かつワイヤーボンディングパッド部が残存して いる電子部品パッケージ用プリント配線板であって、当該ワイヤーボンディングパッド 部が除去された電源供給用のリード配線とはエッチング条件の異なる金属材料からなる ことを特徴とする電子部品パッケージ用プリント配線板により上記課題を解決したもの である。
また、本発明の電子部品パッケージ用プリント配線板は、前記ワイヤーボンディングパッド部の表面に、電解型の金めっきが施されていることを特徴とする。
また、本発明は、電解型の金めっきが表面処理されるワイヤーボンディングパッド部及び当該ワイヤーボンディングパッド部に接続される電源供給用のリード配線を有する電子部品パッケージ用プリント配線板であって、当該ワイヤーボンディングパッド部と当該電源供給用のリード配線とがエッチング条件の異なる金属材料からなることを特徴とする電子部品パッケージ用プリント配線板により上記課題を解決したものである。
また、本発明の電子部品パッケージ用プリント配線板は、前記ワイヤーボンディングパッド部がニッケルからなり、かつ前記電源供給用のリード配線が銅からなることを特徴とする。
また、本発明は、電解型の金めっきが表面処理されたワイヤーボンディングパッド部を有する電子部品パッケージ用プリント配線板の製造方法であって、ニッケルからなるワイヤーボンディングパッド部及び回路配線を形成する工程と、当該ワイヤーボンディングパッド部に接続する電解金めっきをするための電源供給用のリード配線を銅めっきにより形成する工程と、金めっきレジストを張合せて当該リード配線を保護した後に、前記ワイヤーボンディングパッド部に電解型の金めっき表面処理をする工程と、選択的にエッチング加工により前記リード配線のみをエッチング除去し、前記ワイヤーボンディングパッド部を残存させる工程とを備えていることを特徴とする電子部品パッケージ用プリント配線板の製造方法により上記課題を解決したものである。
本発明の電子部品パッケージ用プリント配線板は、電解めっきの際に使用するリード配線をエッチバック工程により除去する際に、電子部品パッケージ用のプリント配線板の導体部が浸食する不具合を生じることがないので、ワイヤーとワイヤーボンディングパット部との密着性を強固なものとすることができる。
また、本発明の電子部品パッケージ用プリント配線板の製造方法によれば、斯かる品質に優れた電子部品パッケージ用プリント配線板を効率良く製造することができる。
また、本発明の電子部品パッケージ用プリント配線板の製造方法によれば、斯かる品質に優れた電子部品パッケージ用プリント配線板を効率良く製造することができる。
以下本発明の実施の形態を、図１〜図１０を使用して説明する。また、本発明におけるプリント配線板の製造方法を明確にする目的で、下記表１に示した本発明の製造工程表と合わせて説明する。
図１は、本発明における電子部品パッケージ用プリント配線板の主骨格構造の製造方法について示したものである。始めに、図１（ａ）に示したように絶縁材２を中心に配置し、その上下両方にニッケル１を配置した後に積層プレスにより一体化し、両面構造の積層板を作成する。表１内の製造工程としては工程（１）ニッケル両面基板の作成に該当する。
ここで使用するニッケル１は箔状態のものが好適に使用でき、例えば１２μｍニッケル箔が使用できる。また、絶縁材２は従来のプリント配線板に使用されているガラスクロス含有もしくはフィラー類が多く使用されたエポキシ材料を主体とするプリプレグ材料やイミド系材料などを始めとする絶縁材が使用できる。
次いで、前記図１（ａ）に示されるニッケル両面基板を使用して、回路形成を行ない、ニッケル１に基づく回路配線３やワイヤーボンディングパッド部４を形成する。ここでの回路形成方法としては、主にサブトラクティブ方法により回路を形成することができ、具体的にはニッケル１の表層面にドライフィルムを張り付けた後に、所望の回路形成用のマスクを設置し、露光、現像、エッチング、ドライフィルム剥離の工程順により上記回路配線３やワイヤーボンディングパッド部４を形成し、図１（ｂ）に示される回路形成終了後の構造体を得る。表１内の製造工程としては工程（２）ニッケルの回路形成に該当する。
ここで、前記回路形成におけるエッチング液としては、ニッケル１を溶出することが必要となるために、例えば塩化第二鉄エッチング液を使用することが好適である。
次いで、図１（ｂ）に示される回路形成終了後のニッケル両面基板を使用して、層間接続用の有底孔５を形成する。この層間接続用の有底孔５はレーザによる加工により形成される。また、レーザによる加工後は、層間接続部の電気的信頼性を向上させることを目的として、デスミアなどによる洗浄を行ない有底孔５の内部を洗浄する。表１内の製造工程としては工程（３）層間接続用の有底孔形成に該当する。
次いで、前記図１（ｃ）に示される層間接続用の有底孔５部を、有底孔内の充填機能を有する、いわゆるフィルドビア用の銅めっき液を使用して埋設する。ここでの銅めっきによる有底孔内の充填方法は、アディティブ法もしくはセミアディティブ法により行なわれる。すなわち、始めに前記銅めっきを行なう前にあらかじめめっきレジストを貼り付け、露光及び現像工程を得て、有底孔５部以外の箇所にめっきレジストを形成する。表１内の製造工程としては工程（４）銅めっきレジストの形成に該当する。
これにより有底孔５部のみが開口するめっきレジスト皮膜を形成でき、この状態においてアディティブ法もしくはセミアディティブ法によるめっき析出方法にて層間接続用の有底孔５部に銅めっきを充填し、次いでめっきレジスト皮膜を剥離することで、図１（ｄ）に示される構造体の本発明電子部品パッケージ用プリント配線板を得る。表１内の製造工程としては工程（５）銅めっきによる有底孔充填及びリード配線の形成並びに工程（６）銅めっきレジストの剥離に該当する。
ここで、表１内の製造工程の工程（５）銅めっきによる有底孔充填の形成及びリード配線の形成は、同工程において同時に図１（ｄ）に示されるリード配線７の形成も併せて行なうが、このリード配線７の形成については、図２〜図８を使用して後述する。
このようにして得られた図１（ｄ）に示される構造体は、本発明における電子部品パッケージ用のプリント配線板の主骨格構造をなす。
次の製造工程として、前述記載のように図１（ｄ）に示されるワイヤーボンディングパッド部４に、ニッケル／金めっき処理を行なう。また、この工程においては、ワイヤーボンディングパッド部４がニッケル１により回路形成されているために、金めっきのみの表面処理を行なうだけでもワイヤーボンディングパッド部４の表面処理に対応することができる。
この金めっき表面処理方法及び金めっきに必要なリード配線の形成と除去方法について、図２〜図９を使用して以下順に説明する。
図２は、図１（ｄ）に示される構造体のプリント配線板において、電子部品が配置されるワイヤーボンディングパッド部４を有する面側の拡大平面説明図である。この図２の拡大平面説明図よりわかるように、図１（ｄ）に示されるワイヤーボンディングパッド部４は表面からの観察によれば、主に外周部分に配置され、各ワイヤーボンディングパッド部４は電解金めっきを行なうために、電源供給されるリード配線７と接続している。
また、ワイヤーボンディングパッド部４は回路部８と接続しており、当該回路部８はプリント配線板に設計上で要求される回路配置となる。さらに、図面での記載は無いが、当該回路部８は図１（ｄ）に示される層間接続部６と接続することができるために、プリント配線板の表裏面部において電気的に接続されている。
ワイヤーボンディングパッド部４は、前述のように電解金めっきを行なうためには電源供給が必要となる。そのためのリード配線７と接続されていることが必要である。この接続方法について、図２に示されるＡ箇所の要部拡大説明図を図３以下に示し、プリント配線板の製造方法と共に説明する。
図３は、回路形成により得られたワイヤーボンディングパッド部４を含む回路部８を拡大した平面説明図である。表１内の製造工程としては、工程（２）ニッケルの回路形成が終了した状態である。すなわち、前記記載の図１（ｂ）に示されるニッケルの回路配線３を表面より観察し、特にワイヤーボンディングパッド部４とその周辺の回路部８を拡大した図である。
図３に示されるように、ワイヤーボンディングパッド部４は回路部８と接続しており、当該回路部８はプリント配線板に設計上で要求される回路配置となり、回路部８の延長先においては、層間接続部６と接続することができる。また、ワイヤーボンディングパッド部４はリード配線接続部９と接続されている。
このリード配線接続部９は、表１内の工程（２）ニッケルの回路形成にて、ワイヤーボンディングパッド部４を回路形成する際に同時に形成され、ワイヤーボンディングパッド部４と同じくニッケル１より構成される。当該リード配線接続部９は、ワイヤーボンディングパッド部４に金めっき処理をする際に電源供給が必要になり、その電源供給を行なうリード配線部との接続箇所として設けられている。
次いで、図３に示されるリード配線接続部９に接続するように、リード配線７を銅めっきにより形成し、図４に示される構造体を得る。このリード配線７を銅めっきにより形成する方法は次のように行なう。
図１（ｃ）から図１（ｄ）に示される構造体において、銅めっきレジストを形成した後にアディティブ法もしくはセミアディティブ法にて有底孔５の銅めっきによる充填を行なうが、この際に、前記銅めっきレジストの開口部を図４に示されるリード配線７を形成する位置に開口させる。次いで、前記有底孔５を充填する銅めっきにて、有底孔５を充填すると同時に前記リード配線７を形成するため銅めっきレジスト開口部に析出させる。
これにより、図４に示されるリード配線７を形成することが可能となる。表１内の製造工程としては工程（５）銅めっきによる有底孔充填の形成及びリード配線の形成に該当する。また、銅めっき付着後は、工程（６）銅めっきレジストの剥離により銅めっきレジストの剥離を行なう。
次いで、図５に示されるように、ワイヤーボンディングパッド部４に接続する回路部８などにソルダーレジスト１１を形成する。表１内の製造工程としては、工程（７）ソルダーレジストの形成に該当する。
次いで、図６に示されるように、金めっき処理を行なうワイヤーボンディングパッド部４以外の箇所に耐金めっきレジスト１２を形成する。表１内の製造工程としては、工程（８）耐金めっきマスクの形成に該当する。
次いで、電解金めっき処理によりワイヤーボンディングパッド部４の表面に金めっき１５を付着した後に、耐金めっきレジスト１２を剥離し、図７に示されるような構造体を得る。表１内の製造工程としては、工程（９）電解金めっき処理及び工程（１０）耐金めっきマスク剥離に該当する。
次いで、銅めっきからなるリード配線７をエッチングにより除去し、図８に示される構造体の本発明電子部品パッケージ用のプリント配線板を得る。このエッチング加工に使用するエッチング液はアルカリエッチング液を使用する。アルカリエッチング液は、銅を溶解することが可能である。しかし、ニッケルは溶解しないため、ニッケルからなるワイヤーボンディングパッド部４は残存し、銅めっきからなるリード配線７のみを除去することができる。表１内の製造工程としては、工程（１１）リード配線のエッチングに該当する。
また、図８のＢ１−Ｂ２線要部拡大断面説明図として示される図９において、ワイヤーボンディングパッド部４の上に被覆されるソルダーレジスト１１と金めっき１５との界面において間隙部を生じた場合においても、当該間隙部においては、ワイヤーボンディングパッド部４がニッケルにより構成されているため前記アルカリエッチング液を使用した場合には図１３に示されるような従来技術のように浸食などを発生させることは無く、品質の良い電子部品パッケージ用のプリント配線板を形成することができる。
以下、実施例を挙げ、より具体的に説明を行なう。なお、ここで記載する電子部品パッケージ用プリント配線板としては、図１０に示される部品実装面には、半導体部品と金ワイヤー接続するためのワイヤーボンディングパッド部を配置し、はんだ接続面には、マザーボードと接続するためのはんだボールパッドをペリフェラル状に配置し、各実装パッドの表面処理はリード給電による電解厚付けニッケル（５μｍ）／金めっき（０．５μｍ）仕様とした。
始めに、まず、エポキシ樹脂を主成分とする厚さ１００μｍプリプレグ２を用意し、その両側に電解ニッケルめっきにより箔形状に生成した１２μｍのニッケル箔１を配置し、積層することで、図１（ａ）に示される両面板を作成した。
次に、アルカリ現像型のドライフィルムレジストを図１（ａ）で得られた両面板に張り合せ、露光及び現像を行ない、次いで、第二塩化鉄液によりドライフィルムレジスト非被覆部のニッケル１をエッチングにより除去し、ニッケルからなる、ライン（Ｌ）／スペース（Ｓ）＝３０／３０μｍの回路配線３とワイヤーボンディングパッド部４とはんだボールパッドを形成し、図１（ｂ）に示される構造体を得た。
次に、炭酸ガスレーザを使用して、図１（ｂ）に示される構造体の所望の位置に穴明けを行ない、φ７０μｍの開口径を有する有底孔５を形成し、当該有底孔５を過マンガン酸デスミア処理により洗浄し、有底孔５の底部の残膜を除去し、図１（ｃ）に示される構造体を得た。
次に、図１（ｃ）に示される構造体の全体に、無電解型の銅めっきを０．３μｍの厚みで施した後に、３０μｍ厚みの銅めっきレジストを貼り付け、当該めっきレジストを露光、現像して、所望の位置に形成した（図面説明なし）。
次に、前記０．３μｍの厚みで形成した無電解層めっきを給電層として硫酸銅めっき工程を行ない、有底孔５に銅めっきを充填し、図１（ｄ）に示される層間接続部６を得た。また、同工程により、図１（ｄ）に示されるリード配線７部を形成した。このリード配線７部は、前記記載のように電源供給のためワイヤーボンディングパッド部４に重なる構造が良好であるが、ここでは５０μｍ重なる構造体を形成した。
次に、前記銅めっきレジストを苛性ソーダで剥離し、その後、ソフトエッチング液にて０．３μｍの厚みの無電解銅めっきを除去した。これにより、まず図１（ｄ）に示される構造体の本発明電子部品パッケージ用プリント配線板を得た。
次に、前記得られた図１（ｄ）に示される構造体の表面にソルダーレジスト１１を被覆し、回路部８の上が保護されるように露光及び現像を行ない、図５に示されるソルダーレジスト被膜状態を形成した。
次に、図６に示されるように、アルカリ現像型の耐金めっき用レジスト１２を露光及び現像によって形成した。
次に、図７に示されるように、電解型の金めっき１５を０．５μｍ行ない、その後、苛性ソーダで耐金めっき用レジスト１２を剥離した。
次に、図８に示されるように、錯アンモニウムイオンを主成分とするアルカリエッチング液により、銅からなるリード配線７を除去し、図９に示される構造体を得た。
斯くして得られた構造体は、電解金めっき用のリード配線７部及び各実装パッドに浸食やシミが無く、品質に優れた電子部品パッケージ用プリント配線板であった。
１：ニッケル
２：絶縁材
３：回路配線
４：ワイヤーボンディングパッド部
５：有底孔
６：層間接続部
７：リード配線
８：回路部
９：リード配線接続部
１１：ソルダーレジスト
１２：耐金めっき用レジスト
１５：金めっき
１６：銅
５１：電子部品
５２：ワイヤーボンディングパッド部
５３：層間接続部
５４：ソルダーレジスト
５５：金ワイヤー
５６：回路配線
５７：はんだ
５８：接着材
５９：封止材
６０：断裁線
６１：リード配線
６４：ニッケル／金めっき
Ｐ１：プリント配線板
２：絶縁材
３：回路配線
４：ワイヤーボンディングパッド部
５：有底孔
６：層間接続部
７：リード配線
８：回路部
９：リード配線接続部
１１：ソルダーレジスト
１２：耐金めっき用レジスト
１５：金めっき
１６：銅
５１：電子部品
５２：ワイヤーボンディングパッド部
５３：層間接続部
５４：ソルダーレジスト
５５：金ワイヤー
５６：回路配線
５７：はんだ
５８：接着材
５９：封止材
６０：断裁線
６１：リード配線
６４：ニッケル／金めっき
Ｐ１：プリント配線板
Claims (5)
- ワイヤーボンディングパッド部の表面に電解めっきをするための電源供給用のリード配線が除去され、かつワイヤーボンディングパッド部が残存している電子部品パッケージ用プリント配線板であって、当該ワイヤーボンディングパッド部が、除去された電源供給用のリード配線とはエッチング条件の異なる金属材料からなることを特徴とする電子部品パッケージ用プリント配線板。
- 前記ワイヤーボンディングパッド部の表面に、電解型の金めっきが施されていることを特徴とする請求項１に記載の電子部品パッケージ用プリント配線板。
- 電解型の金めっきが表面処理されるワイヤーボンディングパッド部及び当該ワイヤーボンディングパッド部に接続される電源供給用のリード配線を有する電子部品パッケージ用プリント配線板であって、当該ワイヤーボンディングパッド部と当該電源供給用のリード配線とがエッチング条件の異なる金属材料からなることを特徴とする電子部品パッケージ用プリント配線板。
- 前記ワイヤーボンディングパッド部がニッケルからなり、かつ当該電源供給用のリード配線が銅からなることを特徴とする請求項３に記載の電子部品パッケージ用プリント配線板。
- 電解型の金めっきが表面処理されたワイヤーボンディングパッド部を有する電子部品パッケージ用プリント配線板の製造方法であって、ニッケルからなるワイヤーボンディングパッド部及び回路配線を形成する工程と、当該ワイヤーボンディングパッド部に接続する電解金めっきをするための電源供給用のリード配線を銅めっきにより形成する工程と、金めっきレジストを張合せて当該リード配線を保護した後に、前記ワイヤーボンディングパッド部に電解型の金めっき表面処理をする工程と、選択的にエッチング加工により前記リード配線のみをエッチング除去し、前記ワイヤーボンディングパッド部を残存させる工程とを備えていることを特徴とする電子部品パッケージ用プリント配線板の製造方法。
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