JPH0521635A - 多層基板 - Google Patents
多層基板Info
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- JPH0521635A JPH0521635A JP3177010A JP17701091A JPH0521635A JP H0521635 A JPH0521635 A JP H0521635A JP 3177010 A JP3177010 A JP 3177010A JP 17701091 A JP17701091 A JP 17701091A JP H0521635 A JPH0521635 A JP H0521635A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 配線抵抗値の低減を図ることができる多層基
板を提供することにある。 【構成】 ハイブリッドICは、5つのアルミナによる
絶縁層1a,1b,1c,1d,1eを重ねて多層基板
2を形成している。多層基板2の絶縁層1bには層内配
線用貫通溝3aが形成され、この層内配線用貫通溝3a
に層内配線材料4が充填されている。同様に、多層基板
2の絶縁層1cには層内配線用貫通溝3bが形成され、
この層内配線用貫通溝3bに層内配線材料4が充填され
ている。この層内配線用貫通溝3a,3bは帯状となっ
ている。
板を提供することにある。 【構成】 ハイブリッドICは、5つのアルミナによる
絶縁層1a,1b,1c,1d,1eを重ねて多層基板
2を形成している。多層基板2の絶縁層1bには層内配
線用貫通溝3aが形成され、この層内配線用貫通溝3a
に層内配線材料4が充填されている。同様に、多層基板
2の絶縁層1cには層内配線用貫通溝3bが形成され、
この層内配線用貫通溝3bに層内配線材料4が充填され
ている。この層内配線用貫通溝3a,3bは帯状となっ
ている。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、ハイブリッドICに
使用される多層基板に関するものである。
使用される多層基板に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、グリーンシート積層基板はグリー
ンシートに回路配線用材料を印刷形成し、これをラミネ
ート後焼成する工程で製造されている。このうち、アル
ミナ積層基板はアルミナグリーンシートに回路配線用材
料としてW(タングステン)やMo(モリブデン)等の
高融点金属より成る配線材料を印刷形成し、これをラミ
ネート後、1600℃程度の還元雰囲気(H2 やN2 の
混合ガス)中で焼成する工程で製造されている。
ンシートに回路配線用材料を印刷形成し、これをラミネ
ート後焼成する工程で製造されている。このうち、アル
ミナ積層基板はアルミナグリーンシートに回路配線用材
料としてW(タングステン)やMo(モリブデン)等の
高融点金属より成る配線材料を印刷形成し、これをラミ
ネート後、1600℃程度の還元雰囲気(H2 やN2 の
混合ガス)中で焼成する工程で製造されている。
【0003】又、ガラスセラミック積層基板は、ガラス
セラミックグリーンシートに回路配線用材料としてAg
(銀)やCu(銅)を主構成材料とする配線材料を印刷
形成し、これをラミネート後、800〜1000℃程度
の空気あるいはN2 雰囲気中で焼成する工程で製造され
る。
セラミックグリーンシートに回路配線用材料としてAg
(銀)やCu(銅)を主構成材料とする配線材料を印刷
形成し、これをラミネート後、800〜1000℃程度
の空気あるいはN2 雰囲気中で焼成する工程で製造され
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、アルミ
ナ積層基板の場合、配線材料であるタングステンやモリ
ブデンの電気抵抗率はそれぞれ5.5,5.7(μΩ・
cm)であり、他の一般的な厚膜基板に用いられるAg
(1.6),Cu(1.67)材料と比べて、電気抵抗
は約3倍大きな値を有する。このため、配線間の電気抵
抗値が小さいことが必要な用途(回路)には使用できな
い。さらに、ガラスセラミック基板はアルミナ積層基板
よりも低抵抗材料が使用されるが、通信、コンピュータ
等を中心とする用途においては、より低抵抗化が望まれ
ている。
ナ積層基板の場合、配線材料であるタングステンやモリ
ブデンの電気抵抗率はそれぞれ5.5,5.7(μΩ・
cm)であり、他の一般的な厚膜基板に用いられるAg
(1.6),Cu(1.67)材料と比べて、電気抵抗
は約3倍大きな値を有する。このため、配線間の電気抵
抗値が小さいことが必要な用途(回路)には使用できな
い。さらに、ガラスセラミック基板はアルミナ積層基板
よりも低抵抗材料が使用されるが、通信、コンピュータ
等を中心とする用途においては、より低抵抗化が望まれ
ている。
【0005】この発明の目的は、配線抵抗値の低減を図
ることができる多層基板を提供することにある。
ることができる多層基板を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明は、基板の絶縁
層に、層内での平面方向への配線を行わせるための層内
配線用空間部を形成し、この層内配線用空間部に配線材
料を充填した多層基板をその要旨とする。
層に、層内での平面方向への配線を行わせるための層内
配線用空間部を形成し、この層内配線用空間部に配線材
料を充填した多層基板をその要旨とする。
【0007】
【作用】絶縁層の層内配線用空間部に配線材料を充填し
た層内配線となり、従来の印刷による層内配線に比べ
て、電流の通路面積が大きくなり配線抵抗が小さくな
る。
た層内配線となり、従来の印刷による層内配線に比べ
て、電流の通路面積が大きくなり配線抵抗が小さくな
る。
【0008】
【実施例】(第1実施例)以下、この発明を具体化した
一実施例を図面に従って説明する。
一実施例を図面に従って説明する。
【0009】アルミナ積層基板を例にとり説明する。図
1には本実施例のハイブリッドICの断面図を示し、こ
のハイブリッドICは5つのアルミナによる絶縁層1
a,1b,1c,1d,1eを重ねて多層基板2を形成
している。多層基板2の絶縁層1bには層内配線用空間
部としての層内配線用貫通溝3aが形成され、この層内
配線用貫通溝3aに層内配線材料4が充填されている。
同様に、多層基板2の絶縁層1cには層内配線用空間部
としての層内配線用貫通溝3bが形成され、この層内配
線用貫通溝3bに層内配線材料4が充填されている。こ
の層内配線用貫通溝3a,3bは帯状となっている。
又、多層基板2の上面には表面導体5及びハンダ6を介
してチップ部品7,8が配置されるとともに、表面導体
9を介して印刷抵抗10,11が配置されている。尚、
図1において、符号12は、スルーホール配線(層間配
線)を示す。
1には本実施例のハイブリッドICの断面図を示し、こ
のハイブリッドICは5つのアルミナによる絶縁層1
a,1b,1c,1d,1eを重ねて多層基板2を形成
している。多層基板2の絶縁層1bには層内配線用空間
部としての層内配線用貫通溝3aが形成され、この層内
配線用貫通溝3aに層内配線材料4が充填されている。
同様に、多層基板2の絶縁層1cには層内配線用空間部
としての層内配線用貫通溝3bが形成され、この層内配
線用貫通溝3bに層内配線材料4が充填されている。こ
の層内配線用貫通溝3a,3bは帯状となっている。
又、多層基板2の上面には表面導体5及びハンダ6を介
してチップ部品7,8が配置されるとともに、表面導体
9を介して印刷抵抗10,11が配置されている。尚、
図1において、符号12は、スルーホール配線(層間配
線)を示す。
【0010】次に、多層基板2の製造方法を図2,3,
4を用いて説明する。図2に示すように、平板状のアル
ミナグリーンシート13を用意し、このアルミナグリー
ンシート13に層内配線用貫通溝3を形成する。この成
形にはプレスによる打ち抜き加工法を用いる。即ち、図
5に示すように、穴19を有する固定型材20に対し突
起21を有する可動型材22が対向配置され、固定型材
20上にアルミナグリーンシート13を配置して、可動
型材22を移動することにより層内配線用貫通溝3が形
成される。
4を用いて説明する。図2に示すように、平板状のアル
ミナグリーンシート13を用意し、このアルミナグリー
ンシート13に層内配線用貫通溝3を形成する。この成
形にはプレスによる打ち抜き加工法を用いる。即ち、図
5に示すように、穴19を有する固定型材20に対し突
起21を有する可動型材22が対向配置され、固定型材
20上にアルミナグリーンシート13を配置して、可動
型材22を移動することにより層内配線用貫通溝3が形
成される。
【0011】そして、図3に示すように、圧入法もしく
はスクリーンによる印刷法により、層内配線用貫通溝3
に層内配線材料4を充填する。配線材料としてはW(タ
ングステン)が使用され、さらに、Al2 O3 が0.1
〜30%添加されている。ここで、Al2 O3 を添加し
たのは、アルミナとW(タングステン)との熱膨張率の
整合をとるとともに、アルミナ基板と同一材料を添加す
ることによりアルミナ基材と配線材料との接合性を向上
させるためである。又、Al2 O3 の添加率を0.1〜
30%としたのは、この範囲より添加量が多いとW配線
の抵抗値が増大し、又、添加量が少ないと基材との接合
力が低下するためである。
はスクリーンによる印刷法により、層内配線用貫通溝3
に層内配線材料4を充填する。配線材料としてはW(タ
ングステン)が使用され、さらに、Al2 O3 が0.1
〜30%添加されている。ここで、Al2 O3 を添加し
たのは、アルミナとW(タングステン)との熱膨張率の
整合をとるとともに、アルミナ基板と同一材料を添加す
ることによりアルミナ基材と配線材料との接合性を向上
させるためである。又、Al2 O3 の添加率を0.1〜
30%としたのは、この範囲より添加量が多いとW配線
の抵抗値が増大し、又、添加量が少ないと基材との接合
力が低下するためである。
【0012】そして、一般配線を印刷法により形成後、
図4に示すように、ラミネートする。つまり、各アルミ
ナグリーンシート13を積層し加熱した状態で加圧成形
する。その後、焼成する。
図4に示すように、ラミネートする。つまり、各アルミ
ナグリーンシート13を積層し加熱した状態で加圧成形
する。その後、焼成する。
【0013】その結果、図1のハイブリッドICが製造
される。このように本実施例では、多層基板2の絶縁層
1b,1cに層内配線用貫通溝3a,3b(層内配線用
空間部)を形成し、この層内配線用貫通溝3a,3bに
層内配線材料4を充填した。よって、絶縁層1b,1c
の層内配線用貫通溝3a,3bに配線材料4を充填した
層内配線となり、従来の印刷による層内配線に比べて、
電流の通路面積が大きくなり配線抵抗が小さくなる。
される。このように本実施例では、多層基板2の絶縁層
1b,1cに層内配線用貫通溝3a,3b(層内配線用
空間部)を形成し、この層内配線用貫通溝3a,3bに
層内配線材料4を充填した。よって、絶縁層1b,1c
の層内配線用貫通溝3a,3bに配線材料4を充填した
層内配線となり、従来の印刷による層内配線に比べて、
電流の通路面積が大きくなり配線抵抗が小さくなる。
【0014】つまり、一般的に積層基板の層内の印刷に
よる配線厚さは10〜15μm程度であり、シート抵抗
は10〜15mΩ/□であるが、本実施例の構造を採用
することにより配線厚さを印刷による配線厚さに比べて
10〜40倍にすることができシート抵抗を1〜0.2
mΩ/□と小さくできる。
よる配線厚さは10〜15μm程度であり、シート抵抗
は10〜15mΩ/□であるが、本実施例の構造を採用
することにより配線厚さを印刷による配線厚さに比べて
10〜40倍にすることができシート抵抗を1〜0.2
mΩ/□と小さくできる。
【0015】さらに、本実施例では、このような層内配
線用貫通溝3a,3bに層内配線材料4を配置すること
による配線の低抵抗化に加え、配線材料としてのW(タ
ングステン)には、Au,Cu,Ni,Pdが0〜30
%程度添加されており、さらなる低抵抗化を図ってい
る。 (第2実施例)次に、第2実施例を第1実施例との相違
点のみ説明する。
線用貫通溝3a,3bに層内配線材料4を配置すること
による配線の低抵抗化に加え、配線材料としてのW(タ
ングステン)には、Au,Cu,Ni,Pdが0〜30
%程度添加されており、さらなる低抵抗化を図ってい
る。 (第2実施例)次に、第2実施例を第1実施例との相違
点のみ説明する。
【0016】図6に示すように、多層基板2の絶縁層1
bには層内配線用空間部としての層内配線用凹部14a
が形成され、この層内配線用凹部14aに層内配線材料
4が充填されている。同様に、多層基板2の絶縁層1c
には層内配線用空間部としての層内配線用凹部14bが
形成され、この層内配線用凹部14bに層内配線材料4
が充填されている。この層内配線用凹部14a,14b
は帯状となっている。
bには層内配線用空間部としての層内配線用凹部14a
が形成され、この層内配線用凹部14aに層内配線材料
4が充填されている。同様に、多層基板2の絶縁層1c
には層内配線用空間部としての層内配線用凹部14bが
形成され、この層内配線用凹部14bに層内配線材料4
が充填されている。この層内配線用凹部14a,14b
は帯状となっている。
【0017】次に、多層基板2の製造方法を図7,8,
9を用いて説明する。図7に示すように、平板状のアル
ミナグリーンシート13を用意し、このアルミナグリー
ンシート13に層内配線用凹部14を形成する。この成
形にはプレスによる押圧加工法を用いる。即ち、図10
に示すように、固定型材23に対し突起24を有する可
動型材25が対向配置され、固定型材23上にアルミナ
グリーンシート13を配置して、可動型材25を移動す
ることにより層内配線用凹部14が形成される。
9を用いて説明する。図7に示すように、平板状のアル
ミナグリーンシート13を用意し、このアルミナグリー
ンシート13に層内配線用凹部14を形成する。この成
形にはプレスによる押圧加工法を用いる。即ち、図10
に示すように、固定型材23に対し突起24を有する可
動型材25が対向配置され、固定型材23上にアルミナ
グリーンシート13を配置して、可動型材25を移動す
ることにより層内配線用凹部14が形成される。
【0018】そして、図8に示すように、圧入法もしく
はスクリーンによる印刷法により、層内配線用凹部14
に層内配線材料4を充填する。さらに、一般配線を印刷
法により形成後、図9に示すように、ラミネートする。
その後、焼成する。
はスクリーンによる印刷法により、層内配線用凹部14
に層内配線材料4を充填する。さらに、一般配線を印刷
法により形成後、図9に示すように、ラミネートする。
その後、焼成する。
【0019】その結果、図6のハイブリッドICが製造
される。このように本実施例では、多層基板2の絶縁層
1b,1cに層内配線用凹部14a,14b(層内配線
用空間部)を形成し、この層内配線用凹部14a,14
bに層内配線材料4を充填した。よって、絶縁層1b,
1cの層内配線用凹部14a,14bに配線材料4を充
填した層内配線となり、従来の印刷による層内配線に比
べて、電流の通路面積が大きくなり配線抵抗が小さくな
る。 (第3実施例)次に、第3実施例を第1実施例との相違
点のみ説明する。
される。このように本実施例では、多層基板2の絶縁層
1b,1cに層内配線用凹部14a,14b(層内配線
用空間部)を形成し、この層内配線用凹部14a,14
bに層内配線材料4を充填した。よって、絶縁層1b,
1cの層内配線用凹部14a,14bに配線材料4を充
填した層内配線となり、従来の印刷による層内配線に比
べて、電流の通路面積が大きくなり配線抵抗が小さくな
る。 (第3実施例)次に、第3実施例を第1実施例との相違
点のみ説明する。
【0020】図11に示すように、多層基板2の絶縁層
1f,1g,1hには層内配線用空間部としての層内配
線用貫通孔15,16,17がそれぞれ多数形成され、
この層内配線用貫通孔15,16,17に層内配線材料
4が充填されている。この層内配線用貫通孔15,1
6,17は円筒形となっている。層内配線用貫通孔1
5,16,17の径Dは0.2mmφであり、層内配線
用貫通孔15,16,17のピッチPは0.3mm(=
1.5・D)であり、積層した絶縁層1f,1g,1h
の間において層内配線用貫通孔15,16,17の重な
りLは0.05mm(=0.25・D)となっている。
1f,1g,1hには層内配線用空間部としての層内配
線用貫通孔15,16,17がそれぞれ多数形成され、
この層内配線用貫通孔15,16,17に層内配線材料
4が充填されている。この層内配線用貫通孔15,1
6,17は円筒形となっている。層内配線用貫通孔1
5,16,17の径Dは0.2mmφであり、層内配線
用貫通孔15,16,17のピッチPは0.3mm(=
1.5・D)であり、積層した絶縁層1f,1g,1h
の間において層内配線用貫通孔15,16,17の重な
りLは0.05mm(=0.25・D)となっている。
【0021】次に、この多層基板2の製造方法を図1
2,13,14を用いて説明する。図12に示すよう
に、平板状のアルミナグリーンシート13を用意し、こ
のアルミナグリーンシート13に層内配線用貫通孔15
(16,17)を形成する。この成形にはプレスによる
打ち抜き加工法を用いる。即ち、図15に示すように、
穴26を有する固定型材27に対し円柱状突起28を有
する可動型材29が対向配置され、固定型材27上にア
ルミナグリーンシート13を配置して、可動型材29を
移動することにより層内配線用貫通孔15(16,1
7)が形成される。
2,13,14を用いて説明する。図12に示すよう
に、平板状のアルミナグリーンシート13を用意し、こ
のアルミナグリーンシート13に層内配線用貫通孔15
(16,17)を形成する。この成形にはプレスによる
打ち抜き加工法を用いる。即ち、図15に示すように、
穴26を有する固定型材27に対し円柱状突起28を有
する可動型材29が対向配置され、固定型材27上にア
ルミナグリーンシート13を配置して、可動型材29を
移動することにより層内配線用貫通孔15(16,1
7)が形成される。
【0022】そして、図13に示すように、圧入法もし
くはスクリーンによる印刷法により、層内配線用凹部1
5(16,17)に層内配線材料4を充填する。さら
に、一般配線を印刷法により形成後、図14に示すよう
に、上下のアルミナグリーンシート13の層内配線用貫
通孔15,16,17を結果としてズレるようにラミネ
ートする。その後、焼成する。
くはスクリーンによる印刷法により、層内配線用凹部1
5(16,17)に層内配線材料4を充填する。さら
に、一般配線を印刷法により形成後、図14に示すよう
に、上下のアルミナグリーンシート13の層内配線用貫
通孔15,16,17を結果としてズレるようにラミネ
ートする。その後、焼成する。
【0023】その結果、図11のハイブリッドICが製
造される。このように本実施例では、多層基板2の絶縁
層1f,1g,1hに層内配線用貫通孔15,16,1
7(層内配線用空間部)を形成し、この層内配線用貫通
孔15,16,17に層内配線材料4を充填した。よっ
て、絶縁層1f,1g,1hの層内配線用貫通孔15,
16,17に配線材料4を充填した層内配線となり、従
来の印刷による層内配線に比べて、電流の通路面積が大
きくなり配線抵抗が小さくなる。
造される。このように本実施例では、多層基板2の絶縁
層1f,1g,1hに層内配線用貫通孔15,16,1
7(層内配線用空間部)を形成し、この層内配線用貫通
孔15,16,17に層内配線材料4を充填した。よっ
て、絶縁層1f,1g,1hの層内配線用貫通孔15,
16,17に配線材料4を充填した層内配線となり、従
来の印刷による層内配線に比べて、電流の通路面積が大
きくなり配線抵抗が小さくなる。
【0024】つまり、図11に示すように、上下の絶縁
層1f,1g,1hに対し層内配線用貫通孔15,1
6,17を0.05mmだけオーバーラップ(重ね合わ
せ)して配置している。その結果、層内(横方向)への
電流経路は最も狭い箇所でも0.05mmとなり、図1
6に示す従来の印刷による層内配線の厚さ0.01mm
に比べて、電流の通路面積が大きくなり配線抵抗が小さ
くなる。
層1f,1g,1hに対し層内配線用貫通孔15,1
6,17を0.05mmだけオーバーラップ(重ね合わ
せ)して配置している。その結果、層内(横方向)への
電流経路は最も狭い箇所でも0.05mmとなり、図1
6に示す従来の印刷による層内配線の厚さ0.01mm
に比べて、電流の通路面積が大きくなり配線抵抗が小さ
くなる。
【0025】この第3実施例の応用例としては、図17
に示すように、層内配線用貫通孔15,16,17のピ
ッチPを大きくして、上下の絶縁層での層内配線用貫通
孔15,16,17を印刷による層内配線材18にて電
気接続してもよい。又、図18に示すように、径の異な
る層内配線用貫通孔15,16,17を組み合わせて配
置してもよい。
に示すように、層内配線用貫通孔15,16,17のピ
ッチPを大きくして、上下の絶縁層での層内配線用貫通
孔15,16,17を印刷による層内配線材18にて電
気接続してもよい。又、図18に示すように、径の異な
る層内配線用貫通孔15,16,17を組み合わせて配
置してもよい。
【0026】尚、この発明は上記各実施例に限定される
ものではなく、例えば、上記各実施例では平板状のグリ
ーンシートをプレス加工して層内配線用空間を形成した
が、他にもグリーンシートを作る際にグリーンシート形
成型内に層内配線用空間を形成するための突起を設けて
おき、グリーンシートの材料粉末を型内に入れて成形す
るときに層内配線用空間を形成してもよい。
ものではなく、例えば、上記各実施例では平板状のグリ
ーンシートをプレス加工して層内配線用空間を形成した
が、他にもグリーンシートを作る際にグリーンシート形
成型内に層内配線用空間を形成するための突起を設けて
おき、グリーンシートの材料粉末を型内に入れて成形す
るときに層内配線用空間を形成してもよい。
【0027】又、上記各実施例ではセラミックグリーン
シートによる積層法にて基板を製造したが、ガラスグリ
ーンシート(ガラスセラミックグリーンシート)による
積層法にて基板を製造してもよい。さらに、印刷法を用
いて絶縁層を形成する印刷積層基板にも適用できる。つ
まり、ガラスペーストを用いた厚膜多層法にて製造した
り、セラミックペーストを用いた厚膜多層法にて製造し
てもよい。
シートによる積層法にて基板を製造したが、ガラスグリ
ーンシート(ガラスセラミックグリーンシート)による
積層法にて基板を製造してもよい。さらに、印刷法を用
いて絶縁層を形成する印刷積層基板にも適用できる。つ
まり、ガラスペーストを用いた厚膜多層法にて製造した
り、セラミックペーストを用いた厚膜多層法にて製造し
てもよい。
【0028】又、配線材料としても、セラミックを使用
した場合にはW,Moを使用し、ガラス系を使用する場
合にはAg,Ag/Pd,Cu等を使用すればよい。
した場合にはW,Moを使用し、ガラス系を使用する場
合にはAg,Ag/Pd,Cu等を使用すればよい。
【0029】
【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
配線抵抗値の低減を図ることができる優れた効果を発揮
する。
配線抵抗値の低減を図ることができる優れた効果を発揮
する。
【図1】第1実施例のハイブリッドICの断面図であ
る。
る。
【図2】基板の製造工程を示す斜視図である。
【図3】基板の製造工程を示す斜視図である。
【図4】基板の製造工程を示す斜視図である。
【図5】基板の製造工程を説明するための図である。
【図6】第2実施例のハイブリッドICの断面図であ
る。
る。
【図7】基板の製造工程を示す斜視図である。
【図8】基板の製造工程を示す斜視図である。
【図9】基板の製造工程を示す斜視図である。
【図10】基板の製造工程を説明するための図である。
【図11】第3実施例のハイブリッドICの基板の断面
図である。
図である。
【図12】基板の製造工程を示す斜視図である。
【図13】基板の製造工程を示す斜視図である。
【図14】基板の製造工程を示す斜視図である。
【図15】基板の製造工程を説明するための図である。
【図16】比較のための基板の断面図である。
【図17】第3実施例の応用例の基板の断面図である。
【図18】第3実施例の応用例の基板の断面図である。
1b 絶縁層 1c 絶縁層 1e 絶縁層 1f 絶縁層 1g 絶縁層 2 多層基板 3a 層内配線用空間部としての層内配線用貫通溝 3b 層内配線用空間部としての層内配線用貫通溝 4 層内配線材料 14a 層内配線用空間部としての層内配線用凹部 14b 層内配線用空間部としての層内配線用凹部 15 層内配線用空間部としての層内配線用貫通孔 16 層内配線用空間部としての層内配線用貫通孔 17 層内配線用空間部としての層内配線用貫通孔
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項1】 基板の絶縁層に、層内での平面方向への
配線を行わせるための層内配線用空間部を形成し、この
層内配線用空間部に配線材料を充填したことを特徴とす
る多層基板。
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---|---|---|---|
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