JP5400996B2 - 多数個取り配線基板およびその製造方法 - Google Patents
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Description
上記のような多数個取り配線基板によれば、導体ペーストをグリーンシートに印刷塗布した際の印刷ずれや、複数のグリーンシートの積層ずれが生じた場合でも、個々の配線基板に分割することなく、ダミー領域の各角部領域のダミー配線導体の静電容量を検査することで、配線基板領域の配線基板ごとの静電容量の良否を検査することが可能となる。
即ち、本発明の多数個取り配線基板(請求項1)は、複数のセラミック層を積層し且つ表面および裏面を有してなり、第1貫通導体、該第1貫通導体に直接接続される第1導体層、および該第1導体層とは直接接続されない第2導体層を備えた配線基板を平面視で縦横に複数連結した製品領域と、その周囲に位置する耳部と、該耳部に形成された検査回路と、を含む多数個取り配線基板であって、前記検査回路は、第2貫通導体および第3貫通導体と、該第2貫通導体に直接接続される第3導体層と、第3貫通導体に直接接続される第4導体層とにより構成され、上記第1〜第3貫通導体は、同じセラミック層に形成され、上記第1〜第4導体層は、同じ平面に形成されると共に、第1導体層および第2導体層の間の間隔(L1)と、第3導体層および第4導体層の間の間隔(L2)とは、数式3の関係にある、ことを特徴とする。
また、前記貫通導体には、ビア導体のほか、スルーホール導体も含まれる。
更に、第2導体層は、前記同じセラミック層、または異なるセラミック層を貫通する貫通導体を介して表面または裏面の端子と導通され、あるいは同じ平面内で延びた線路を介して当該配線基板の側面の凹部内に形成した端子と導通される。
また、前記間隔(L1)は、第1導体層および第2導体層の間の間隔における最小の間隔(距離)であり、前記間隔(L2)は、第3導体層および第4導体層の間の間隔における最小の間隔(距離)である。
更に、前記検査回路は、製品領域を囲む平面視が四角枠形状の耳部における何れかの位置に、少なくとも1つが形成されていれば良い。
また、前記検査回路のうち、第4導体層は、2つの分割し且つ離隔した形態としても良い。この場合、一方の第4導体層にのみ前記第3貫通導体を接続し、該一方の第4導体層と他方の第4導体層とを電気的に接続した形態、あるいは、2つの第4導体層に前記第3貫通導体を個別に接続し形態としても良い。
加えて、前記間隔L1,L2を数式3の関係としたのは、製造時にグリーンシートを積層する工程で、グリーンシート間に積層ズレが生じていた場合、かかる積層ズレによる不良製品(不良配線基板)を検知するには、配線基板ごとに形成された第1・第2導体層間の間隔L1と、耳部の検査回路に形成され第3・第4導体層間の間隔L2とを同じ距離に設定している。これに加えて、検査精度を一層高めるため、間隔L2を間隔L1の70%までの距離まで含め、第3・第4導体層間の短絡を容易に検出可能とすることで、配線基板側の第1・第2導体層が実際には短絡していなくても、不安定な導通状態である配線基板をも排除するためである。
これによれば、検査回路が耳部のコーナに形成されているため、検査すべき位置が明確となり、人手による検査作業の場合や、自動的な検査による場合でも、検査作業を正確且つ迅速に行うことが可能となる。
尚、前記複数の箇所とは、耳部における対角位置の2箇所、耳部における同じ辺の両端の2箇所、3,4箇所の何れかである。
更に、本発明には、前記検査回路は、前記耳部の対角位置となるコーナに一対が形成されている、多数個取り配線基板(請求項3)も含まれる。
これによれば、一対の検査回路が、耳部において最も離れた対角位置となるコーナごとに形成されているので、何れか一方の検査回路の検査によって、製造時のグリーンシートの積層ズレを漏れなく検知することが可能となる。しかも、一対の検査回路自体が、これを含む多数個取り基板の位置検出用のマークを兼ねることもできる。
これによれば、配線基板ごとにおける第1導体層と第2導体層とが電気的に接続されているため、配線基板ごとでの電気的特性の検査が困難であるが、耳部に形成された検査回路における第2・第3貫通導体間の電気的導通の有無を検査することで、製造時のグリーンシートの積層ズレによる不良製品の有無を正確且つ効率良く検知することが可能となる。
更に、本発明には、前記配線基板における第1導体層および第2導体層の何れか一方は、位相整合回路を構成する線路の一部、引き回し線路の一部、およびインダクタを構成する線路の一部のうちの少なくとも一つである、多数個取り配線基板(請求項5)も含まれる。
これによれば、配線基板における第1導体層および第2導体層の何れかが、位相整合回路を構成する線路、引き回し線路、あるいはインダクタを構成する線路の一部であるが、前記検査回路における第2・第3貫通導体間の電気的導通の有無を検査することで、製造時のグリーンシートの積層ズレによる不良製品の有無を正確且つ効率良く検知することが可能となる。
尚、前記線路には、前記セラミック層上に形成された導体層のうち、ライン状に形成されものを指す。かかる線路の形状には、直線状のほか、ミアンダ(蛇行)状、スパイラル(螺旋)状などの形態も含まれる。
尚、前記検査工程は、前記焼成工程の後で且つ配線基板ごとの第1貫通導体などに接続された外部端子への金属メッキ工程の前に行われる。これにより、積層ズレによる不合格の多数個取り配線基板における配線基板ごとの外部端子対し、高価なAuメッキ膜を被覆することを避けることが可能となる。
また、前記間隔L1,L2を数式4の関係としたのは、複数のグリーンシートを積層する工程で、グリーンシート間に積層ズレが生じた場合、かかる積層ズレによる不良な配線基板を検知するには、配線基板ごとに形成された第1・第2導体層間の間隔L1と、耳部の検査回路に形成され第3・第4導体層間の間隔L2とを同じにするほか、検査精度を高めるため、間隔L2を間隔L1の70%までの距離まで含めることで、第3・第4導体層間の短絡を容易に検出可能とし、配線基板ごとの第1導体層と第1貫通導体との不安定な導通をも排除するためである。
図1は、本発明による一形態の多数個取り配線基板1を示す側面図、図2は、図1中のX−X線の矢視に沿った水平断面図、図3は、図2中の部分拡大図、図4は、図3中のY−Y線の矢視に沿った部分垂直断面図である。
多数個取り配線基板1は、図1,2に示すように、複数のセラミック層S1〜S3を積層し且つ表面3および裏面4を有する基板本体2からなり、平面視が破線の矩形で囲まれた矩形(ほぼ正方形)である複数(本形態では4個)の配線基板pkを縦横に連結した製品領域paと、その周囲に位置し且つ平面視が四角枠形状の耳部maと、を備えている。
前記セラミック層S1〜S3は、アルミナなどの高温焼成セラミック、あるいは低温焼成セラミックの一種であるガラス−セラミックからなり、それぞれ約50〜200μmの厚みを有する。
また、図2,3に示すように、製品領域pa内において、破線の切断予定面cfで区切られた各配線基板pkには、セラミック層S1,S2間の同じ平面に、平面視がほぼコ字形あるいはほぼ螺旋形状の第1導体層P1と、該第1導体層P1を囲み且つ平面視が四角枠形状の第2導体層P2と、が形成されている。
尚、上記第1導体層P1は、例えば、信号配線層であり、上記第2導体層P2は、例えば、グランド(接地)配線層である。また、表面3および裏面4の少なくとも一方において、切断予定面cfが露出する位置には、断面ほぼV字形のブレーク溝(図示せず)が当該切断予定面cfに沿って形成されている。
図4に示すように、前記第1ビア導体V1は、基板本体2の表面3に形成された表面端子(外部端子)5と接続されている。また、第1導体層P1は、ランドp1bに接続した前記ビア導体v、セラミック層S2,S3間に形成された配線層8、およびセラミック層S3を貫通したビア導体vを介して、基板本体2の裏面4に形成された裏面端子(外部端子)7と導通可能とされている。
即ち、配線基板pkごとには、表面端子5、第1ビア導体V1、第1導体層P1、ビア導体v、配線層8、ビア導体v、および裏面端子7からなる一方の導通経路(回路)と、表面端子6a、ビア導体V0、第2導体層P2、ビア導体v、配線層8、ビア導体v、および裏面端子7からなる他方の導通経路(回路)とが形成されている。その結果、第1導体層P1と第2導体層P2とは、ビア導体vおよび配線層8を介して、電気的に接続されている。かかる第1・第2導体層P1,P2は、導通経路ごとの長さが保証されることで、所要の電気的特性を発揮できる位相整合回路を構成する線路の一部である。
また、第1・第2導体層P1,P2は、引き回し線路の一部、ふるいはインダクタを構成する線路の一部であっても良い。
更に、前記第1・第2導体層P1,P2、第1ビア導体V1、ビア導体V0,v、表面端子5,6a、配線層8、裏面端子7,6bは、W、Mo、Ag、Cuの何れか、あるいは、これらうちの何れかの合金からなり、それぞれ約5〜20μmの厚みを有する。
図3,4に示すように、第3導体層P3の両端には、平面視がほぼ円形で且つ直径が当該第3導体層P3の中間部の幅よりも大きなランドp3a,p3bが形成されている。一端のランドp3aには、最上層のセラミック層S1を貫通した第2ビア導体(第2貫通導体)V2の下端が接続され、他端のランドp3bには、中層のセラミック層S2を貫通したビア導体vの上端が接続されている。上記第3導体層P3と第4導体層P4とは、同一平面上に形成されているが、一定の間隔(L2)を置いて互いに離間しており、且つ電気的にも接続されていない。
また、図3,4に示すように、第4導体層P4における中央側の角部には、セラミック層S1を貫通した第3ビア導体(第3貫通導体)V3の下端が接続されている。以上のような第3・第4導体層P3,P4と、第2・第3貫通導体V2,V3とによって、検査回路C1が構成されている。
更に、第4導体層P4は、その最外側の角部に接続したビア導体v、セラミック層S2,S3間に形成されたビアカバー15、およびセラミック層S3を貫通するビア導体vを介して、裏面4に形成された裏面端子(外部端子)13と導通可能とされている。
以上のように、検査回路C1は、表面端子10、第2ビア導体V2、第3導体層P3、ビア導体v、配線層14、ビア導体v、および裏面端子12からなる一方の回路と、表面端子11、第3ビア導体V3、第4導体層P4、ビア導体v、ビアカバー15、ビア導体v、および裏面端子13からなる他方の回路とが並列に形成されている。
また、検査回路Cを構成する第3・第4導体層P3,P4、第2・第3ビア導体V2,V3なども、前記同様の金属または合金からなる。
更に、検査回路C1は、図2で示したように、前記耳部maの各コーナごとに形成した形態に限らず、3箇所のコーナ、あるいは対角位置にとなる2箇所のコーナに形成した形態や、何れか1箇所のコーナにのみ形成した形態としても良い。
加えて、第1導体層P1および第2導体層P2の前記間隔L1と、第3導体層P3および第4導体層P4の前記間隔L2とは、数式5に示す関係となるように設定されている。即ち、間隔L2を、間隔L1と同じ距離とするか、間隔L1の70%の距離までの範囲(L2=(0.7〜1)×L1)を含めることで、検査回路C1における第3・第4導体層P3,P4間の短絡を容易に検出可能とし、配線基板pkごとの検査精度を高めるためである。
その結果、セラミック層S1〜S3が適正に積層されていため、製品領域paの配線基板pkごとにおいて、第1導体層P1と第2導体層P2とが短絡するなどの不良製品がないことが容易に検知できる。
前記図5,6で例示した距離s分の積層ズレは、セラミック層S1がセラミック層S2,S3に対し、どの方向に沿って生じていても前記と同様な検査を行うことができる。尚、前記検査は、表面端子5,6a,10,11、および裏面端子6b,7,12,13の表面に対して、Niメッキ膜およびAuメッキ膜を被覆する前に行うことが望ましい。
予め、アルミナ粉末、所要の有機バインダ、および溶剤などを、所要量ずつ秤量・混合してセラミックスラリを製作し、該スラリにドクターブレード法を施すことによって、図7の部分断面図で示すように、シート状で且つ所定寸法とした3層のグリーンシートg1〜g3を用意した。尚、グリーンシートg1〜g3ごとに、図7中の破線で示す切断予定面cfが平面視で縦横に予め設定されている。
次に、グリーンシートg1〜g3における所定の位置に対し、打ち抜き加工を施して、図7に示すように、所要数のビアホールvhを形成した。
次いで、図8に示すように、上記ビアホールvhごとにW粉末などを含む導電性ペーストを印刷・充填して、未焼成の第1〜第3ビア導体V1〜V3、および未焼成のビア導体V0,vを所定のビアホールvh内に形成した。
その結果、図9に示すように、グリーンシートg1〜g3が積層され、表面3および裏面4を有する未焼成の基板本体2からなるグリーンシート積層体GSが形成された。該積層体GSの内側に位置する製品領域paの配線基板pkごとでは、未焼成の第1ビア導体V1と第1導体層P1や、ビア導体V0と第2導体層P2や、その他が接続されていた。一方、外側の耳部maのコーナでは、未焼成の第2・第3ビア導体V2,V3と第3・第4導体層P3,P4となどが個別に接続され、未焼成の検査回路C1が形成されていた。また、前記切断予定面cfに沿って、図示しないカッタを表面3側から、更には裏面4側からも挿入して、断面ほぼV字形のブレーク溝(図示せず)を平面視で格子状に形成した。
更に、上記グリーンシート積層体GSを所定の温度帯で焼成した。その結果、図10に示すように、グリーンシートg1〜g3が焼成されたセラミック層S1〜S3を積層してなり、表面3および裏面4を有する基板本体2からなる多数個取り配線基板1が得られた。同時に、該配線基板1において、製品領域paの配線基板pkごとには、焼成された第1・第2導体層P1,P2、第1ビア導体V1、ビア導体V0などが形成され、耳部maのコーナには、焼成された第3・第4導体層P3,P4や第2・第3ビア導体V2,V3などが形成されていた。
一方、前記図5,6で示した積層ズレを有する多数個取り配線基板1では、上記同様の検査工程において、第3導体層P3と第4導体層P4とが短絡していたため、上記テスターには直流電流が流れた。その結果、製品領域paの配線基板pkに不良品が含まれているか、そのおそれがあることを検知することができた。
以上のような多数個取り配線基板1の製造方法によれば、第1ビア導体V1、該第1ビア導体V1に直接接続される第1導体層P1、および該第1導体層P1と同じ平面に形成され且つ直接には接続されない第2導体P2を備えた配線基板pkを平面視で縦横に複数連結した製品領域paと、その周囲に位置し且つ前記検査回路C1を有する耳部maと、を備えた多数個取り配線基板1を、確実に且つ効率良く提供することができた。
尚、前記多数個取り配線基板1は、以後の工程において、切断予定面cfに沿って表・裏面3,4から形成されていた断面ほぼV字形の前記ブレーク溝に沿って、外側の耳部maを除去し、且つ複数の配線基板pkを個片化される。
多数個取り配線基板1aは、図12に示すように、前記同様に製品領域pa内に複数の配線基板pkを有し、耳部maのコーナには、前記同様の第3導体層P3と、その内側辺と間隔L2を置いて該第3導体層P3の周りを囲む左右一対の第4導体層P4a,P4bとを備えている。
上記第3導体層P3のうち、図示で左側のランドには、最上層の前記セラミック層S1を貫通した第2ビア導体V2が接続され、右側のランドには、中層の前記セラミック層S2を貫通したビア導体vが接続されている。
以上のような検査回路C2によっても、前記検査回路C1と同様な検査が可能である。尚、一対の第4導体層P4a,P4bごとに、最上層の前記セラミック層S1を貫通した第3ビア導体V3を個別に接続しても良く、かかる形態では、第4導体層P4a,P4bは、電気的に接続されず、互いに並列となる。そのため、何れか一方の第3ビア導体に接続する前記表面端子11と、第2ビア導体に接続する前記表面端子10とに対し通電することで、前記同様の検査が行える。
検査回路C3は、図13に示すように、平面視が細長い長円形である第3導体層P3bと、その外側辺と間隔L2を置いて囲む相似形の長円系の内側辺を有し、且つ外形が四角形の第4導体層P4cとを備えている。第3導体層P3bの左端の半円形部には、その直径と同じ直径で且つ前記セラミック層S1を貫通した第2ビア導体V2が接続され、右端の半円形部には、その直径と同じ直径で且つ前記セラミック層S2を貫通したビア導体vが接続されている。また、第4導体層P4cにおける対角位置の角部付近には、前記セラミック層S1を貫通した第3ビア導体V3と、前記セラミック層Sを貫通したビア導体vとが個別に接続されている。
以上のような検査回路C3では、第3導体層P3bの左端に、その直径と同じ直径の第2ビア導体V2が接続されている。そのため、前記最上層のセラミックS1と中層のセラミック層S2との間で、製造時に積層ズレが生じていた場合、前記検査回路C1,C2に比べて、一層高い精度によって、製品領域pa内の配線基板pk内ごとにおける第1・第2導体層P1,P2間の短絡などの有無を検知することが可能となる。
例えば、前記製品領域paに縦横に連結して配設する配線基板pkは、例えば、縦横ごとに数個または数10個ずつで且つ総数が数十個〜数千個であっても良い。
また、前記基板本体2を構成するセラミック層は、上下2層のみとし、該2層のセラミック層間の同じ平面に、前記第1〜第4導体層P1〜P4、および第1〜第3ビア導体V1〜V3を配置した形態としたり、あるいは、上下に4層以上を積層し、何れかのセラミック層間の同じ平面に、前記第1〜第4導体層P1〜P4、および第1〜第3ビア導体V1〜V3を配置した形態としても良い。あるいは、上層と下層の異なる複数のセラミック層間ごとの同じ平面に、複数組の前記第1〜第4導体層P1〜P4、および第1〜第3ビア導体V1〜V3を配置した形態としても良い。
また、配線基板ごとに形成する第1導体層は、前記ほぼコ字形に限らず、平面視でほぼ渦巻き形や蛇行形を呈する形態などとし、第2導体層は、前記四角枠形状に限らず、平面視でほぼコ字形や、ほぼL字形を呈する形態などとしても良い。
更に、検査回路を構成する第3導体層は、前記直線状の形態に限らず、平面視でほぼほぼL字形や、ほぼコ字形を呈する形態などとし、これらの外側に前記間隔L2を置いたほぼ相似形の内側辺を有する1つまたは2つの第4導体層を配設した形態としても良い。
3………………………………………………表面
4………………………………………………裏面
S1〜S3……………………………………セラミック層
pa……………………………………………製品領域
pk……………………………………………配線基板
ma……………………………………………耳部
P1〜P3,P3b,P4,P4a〜P4c…第1〜第4導体層
V1〜V3……………………………………第1〜第3ビア導体(第1〜第3貫通導体)
C1〜C3……………………………………検査回路
L1,L2……………………………………間隔
g1〜g3……………………………………グリーンシート
GS……………………………………………グリーンシート積層体
Claims (6)
- 複数のセラミック層を積層し且つ表面および裏面を有してなり、第1貫通導体、該第1貫通導体に直接接続される第1導体層、および該第1導体層とは直接接続されない第2導体層を備えた配線基板を平面視で縦横に複数連結した製品領域と、その周囲に位置する耳部と、該耳部に形成された検査回路と、を含む多数個取り配線基板であって、
上記検査回路は、第2貫通導体および第3貫通導体と、該第2貫通導体に直接接続される第3導体層と、第3貫通導体に直接接続される第4導体層とにより構成され、
上記第1〜第3貫通導体は、同じセラミック層に形成され、
上記第1〜第4導体層は、同じ平面に形成されると共に、第1導体層および第2導体層の間の間隔(L1)と、第3導体層および第4導体層の間の間隔(L2)とは、数式1の関係にある、
ことを特徴とする多数個取り配線基板。
(数1) 0.7≦L2/L1≦1.0 - 前記検査回路は、前記耳部における各コーナの1箇所あるいは複数の箇所に形成されている、
ことを特徴とする請求項1に記載の多数個取り配線基板。 - 前記検査回路は、前記耳部の対角位置となるコーナに一対が形成されている、
ことを特徴とする請求項1に記載の多数個取り配線基板。 - 前記配線基板における第1導体層と第2導体層とは、電気的に接続されている、
ことを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の多数個取り配線基板。 - 前記配線基板における第1導体層および第2導体層の何れか一方は、位相整合回路を構成する線路の一部、引き回し線路の一部、およびインダクタを構成する線路の一部のうちの少なくとも一つである、
ことを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載の多数個取り配線基板。 - 複数のセラミック層を積層し且つ表面および裏面を有してなり、第1貫通導体、該第1貫通導体に直接接続される第1導体層、および該第1導体層と同じ平面に形成され且つ第1導体層とは直接接続されない第2導体層を備えた配線基板を平面視で縦横に複数連結した製品領域と、その周囲に位置する耳部と、該耳部に形成された検査回路と、を含む多数個取り配線基板の製造方法であって、
同じグリーンシートにおいて、上記製品領域内の配線基板ごとに該グリーンシートを個別に貫通する未焼成の第1貫通導体を形成し、且つ上記耳部における所定の位置に、上記グリーンシートを個別に貫通する未焼成の第2貫通導体および第3貫通導体を形成する工程と、
上記グリーンシートを含む複数のグリーンシートの表面または裏面における同じ平面において、上記製品領域内の配線基板ごとに、間隔(L1)を挟んで未焼成の第1導体層および第2導体層を形成し、且つ上記耳部に、間隔(L2)を挟んで未焼成の第3導体層および第4導体層を形成する工程と、
上記複数のグリーンシートを積層して、上記配線基板ごとおよび耳部において、第1貫通導体と第1導体層、第2貫通導体と第3導体層、および第3貫通導体と第4導体層を個別に接続し、且つ第1〜第4導体層を同じ平面に位置させたグリーンシート積層体を形成する工程と、
上記グリーンシート積層体を焼成する工程と、
上記焼成後における耳部に形成された焼成後の第3導体層に接続する第2貫通導体と、第4導体層に接続する第3貫通導体とに通電して、上記第3・第4導体層間における短絡の有無を検査する検査工程と、を含み、
上記第1導体層と第2導体層との間の間隔(L1)と、第3導体層と第4導体層との間の間隔(L2)とは、数式2の関係にある、
ことを特徴とする多数個取り配線基板の製造方法。
(数2) 0.7≦L2/L1≦1.0
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