JPH07331482A - メッキパターン形成方法及びこれを使用した薄膜磁気ヘッドの製造方法 - Google Patents

メッキパターン形成方法及びこれを使用した薄膜磁気ヘッドの製造方法

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JPH07331482A
JPH07331482A JP6145387A JP14538794A JPH07331482A JP H07331482 A JPH07331482 A JP H07331482A JP 6145387 A JP6145387 A JP 6145387A JP 14538794 A JP14538794 A JP 14538794A JP H07331482 A JPH07331482 A JP H07331482A
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forming
resist
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Fumi Tsujino
扶美 辻野
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 MR/Indヘッドにおけるコイルパターン
等のメッキパターンを、剥離が起き難く寸法精度が良好
な状態で形成する。 【構成】 従来のメッキ法におけるレジスト工程とメッ
キ工程との間に、下地膜31の表面をプラズマ雰囲気に
さらすアッシング工程と、その後基板をメッキ工程時の
メッキ溶液に入れメッキ工程と逆極性の電圧を印加して
下地膜31の表面を湿式エッチングするエッチング工程
とを設ける。それにより、図1(d)に示すように下地
膜31の露出表面をメッキ工程前に確実に清浄なものと
することができ、剥離が起き難く寸法精度の良好なコイ
ルパターン12が形成できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、メッキパターン形成方
法及びこれを使用した薄膜磁気ヘッドの製造方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】発明の背景 近年ハードディスクドライブ装置等の磁気ヘッドとし
て、小型化及び記録密度向上の可能な薄膜型ヘッドが使
用されている。この薄膜型ヘッドには、電磁誘導型のも
の(以下、Indヘッドという)と、磁界により抵抗が
変化する磁気抵抗効果型素子(以下、MR素子という)
を利用した磁気抵抗効果型のもの(以下、MRヘッドと
いう)とがある。Indヘッドは、電磁変換を局部的に
行なうためのギャップが形成されたコア(磁心)とコイ
ルからなり、電磁誘導により磁気記録媒体(磁気ディス
ク)への記録又は再生を行なうものであり、一方MRヘ
ッドは、磁気記録媒体に対面する方向の先端部と後端部
に電極が形成されたMR素子と、特性のリニア化のため
にMR素子にバイアス磁界を印加する導電体(以下バイ
アス導体という)とを有し、磁界の変化を抵抗の変化と
して再生するものであるが、これら両者の構成をそれぞ
れ記録部及び再生部として有する複合型ヘッド(以下、
MR/Indヘッドという)もある。
【0003】図4,5はMR/Indヘッドのトランス
デューサ部(電磁変換を行なう部分)の一例を示すそれ
ぞれ平面図又は断面図である。図5において、基板1上
には、第1の薄膜磁気コア2,第1の絶縁層3,第2の
薄膜磁気コア4,第2の絶縁層5,第3の薄膜磁気コア
6及び保護膜7が順次積層され、第1の絶縁層3内に膜
状のMR素子8,電極9,10及びバイアス導体11が
形成されるとともに、第2の絶縁層5内にコイルパター
ン12が形成されている。このMR/Indヘッドは、
一端面13側の上部にIndヘッドとしての記録ギャッ
プ14が、またその下部にMRヘッドとしての再生ギャ
ップ15(MR素子8の上下に2層存在する)が形成さ
れ、前記一端面13を磁気記録媒体に微小な隙間で対面
させて走行させることで電磁変換を行ない、記録及び再
生ヘッドとして機能する。
【0004】また、このMR/Indヘッド等の薄膜型
磁気ヘッドは、図6,7に示すような手順で製作され
る。すなわち、例えばAl−Ti−C系の焼結体からな
る基板1上に、スパッタリング・メッキ・フォトリソグ
ラフィ等の薄膜プロセスを用いて図4,5に示すような
トランスデューサ部16をヘッドとなる複数箇所に形成
した後(図6(a))、個々のヘッドとなる部分をヘッ
ドチップ20として切り分けるとともに、スライダ部2
1を形成するとともに外寸を決定するための加工を施し
(図6(b))、更にヘッドチップ20のヘッド端子
(前述のコイルパターン12等の端子)にリード線22
を半田づけし、かつサスペンション機構23を取り付
け、製品として完成する(図7(c))ものである。な
お、基板1の厚さ方向はスライダ部21の長さ方向に対
応し、トランスデューサ部16(図6(b)においては
省略している)は図7に示すように最終的にヘッドチッ
プ20における長手方向の一端面上に配設されることに
なる。
【0005】ところで、このような薄膜磁気ヘッドにお
ける端子間抵抗は、抵抗性ノイズを防いだり消費電力を
抑えたりするためにできるだけ小さい方が望ましい。こ
のため、例えばMR/IndヘッドのMR再生部薄膜プ
ロセスでは、薄膜磁気コア2,4,6を除いて殆どの成
膜がサブミクロンオーダなのに対し、例えばIndヘッ
ド部分のコイルパターン12やMRヘッド部分の電極引
出部(図示略)等は、形状設計に比較的自由度があるの
で、比抵抗が小さい膜で厚膜として、(ここでは膜厚は
ミクロンオーダ)形成する。ところが、このような厚膜
を形成するには、スパッタリング法に比べて成膜速度が
速いメッキ法がよく用いられるが、通常前記コイルパタ
ーン12等は、平面パターンのx・y方向長さ(線幅
等)が100μm以下の細かいものであるので、後述す
る如くフォトリソグラフィ技術を単に適用するだけで
は、剥離が起き難く寸法精度等の良好なパターンを形成
するのが困難であった。このため、物理的強度が高く内
部導体の短絡や端子間抵抗の変動等がない良質なMR/
Indヘッドを歩留り良く製造することができなかっ
た。
【0006】従来のメッキパターン形成方法 すなわち、上述のような厚膜のコイルパターンを例えば
銅メッキにより形成する場合、従来は図8〜10に示す
以下のような工程で行なっていた。まず、前工程の層3
0(前述の絶縁層5の下層部分に相当)と銅との密着性
を良好にするために例えばTi材をスパッタリング等に
より例えば20nm程度成膜し(図示略)、続いて図8
(a)の如くメッキのシードレイヤとなる銅の下地膜3
1をTi上に例えば100nm成膜する(下地膜形成工
程)。次に、図8(b),図9(c)に示す如く、フォ
トリソグラフィ技術により、コイルパターン12になる
部分の下地膜が露出し、目標のメッキ厚に対して例えば
2倍程度の十分な厚みのフォトレジスト32で、コイル
パターン12にならない部分を覆うようなパターニング
をする(レジスト工程)。
【0007】ここで、フォトリソグラフィ技術とは、光
の照射により溶解性が変化するフォトレジストに、フォ
トマスク33を介してパターンに対応する部分(又はパ
ターンに対応しない部分)のみに光を照射(露光)した
後、溶剤等によりフォトレジストを部分的に除去(現
像)することで、微細なパターンニングを行なう周知の
技術である。なお、フォトレジストをスピンコート等に
より塗布した後には、露光,現像処理の前後において、
溶剤や現像液の除去やフォトレジストの硬化,密着性強
化等のために、通常プリベーク,ポストベークと呼ばれ
る熱処理が行なわれる。
【0008】その後、CuSO4,H2SO4,NaC
l,添加材等を溶解した銅イオンをもつメッキ溶液に基
板を入れ、基板表面に反対側電極に対して負の電位をも
たせ、基板表面で銅イオンを還元させることにより、図
9(d)に示すように、下地膜31の露出部分に銅メッ
キ膜34を成長させる(メッキ工程)。そして、例えば
3μm等の所定の膜厚に達するまで電位をかけ続け、終
了したらメッキ液の酸に浸食されない様ただちに基板表
面を水洗いする。次に、基板表面のフォトレジスト32
を、例えばアセトン等の有機溶剤で溶融させたり、酸素
プラズマ雰囲気にさらすこと等により、図10(e)に
示す如く剥離する(レジスト剥離工程)。最後に、銅メ
ッキ膜34が形成されたパターン部分以外の部分のTi
/Cu下地膜をイオンエッチング等にて、図10(f)
の如く除去する(下地膜除去工程)。なおこのとき、銅
メッキ膜34自体もエッチング雰囲気にさらされるが、
メッキ膜の膜厚は下地膜の膜厚に対して十分に厚い(約
10〜30倍)ので、銅メッキ膜34はほとんどの部分
が残り、これによりコイルパターン12が形成される。
【0009】なお、図10(f)は、図4において符合
Aで示す部分の断面図(保護膜7を取除いた状態)に対
応している。また上記従来例では、MR/Indヘッド
のコイルパターンを銅により形成する場合を説明した
が、薄膜磁気ヘッドにおける他のメッキパターン、ある
いは半導体装置等の他の薄膜製品におけるメッキパター
ンであっても、メッキパターンを形成する場合には、フ
ォトマスクのパターンが異なる以外は、一般に上記例と
同様の工程で処理されていた。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のメッ
キパターン形成方法では、膜厚が厚くなればなるほど、
またパターンが細かいものであればあるほど、レジスト
工程におけるフォトレジスト32を部分的に除去する現
像処理において、下地膜31の露出すべき表面が清浄な
ものとなり難く、このままメッキ工程が行なわれて各種
の弊害が生じるという問題があった。
【0011】すなわち、厚膜形成の場合、メッキ前のパ
ターニングに用いられるレジスト32の厚みも、サブミ
クロンオーダーの他の工程に比較するとかなり厚くな
る。一方、レジスト膜厚は薄いほど解像性がよく、厚い
ほどプリベーク後のレジスト中の溶媒残存や入射光の散
乱や入射光と基板からの反射光の干渉により発生する定
在波等により露光量の分布(偏り)が発生し易く解像性
は悪くなる。そのため、銅メッキ前のレジスト工程では
図9(c)の如く露光残り35が発生し易い。しかも露
光残り35の膜厚は残すべき部分のレジスト膜厚に比べ
て非常に薄く、特に下地膜に前記従来例の如く金属等の
反射膜を用いている場合は光学顕微鏡で観察しても露光
の残りがあるかどうかを判断することは難しい。
【0012】そして、露光残りによる残存レジストが生
じたままメッキ工程がなされると、以下のような問題が
生じる。 (a)メッキのシードレイヤとしての下地膜31が完全
に露出せず、図9(d)に示すように、銅メッキ膜34
と下地膜31との接着面積が狭く密着性に劣り、後工程
でのメッキ膜剥がれの原因になる。 (b)薄膜磁気ヘッドの製造に適用された場合、ヘッド
として完成した折に端子間の抵抗値が不安定になりやす
い。というのは、シードレイヤの露出面積が不安定にな
ると銅メッキ膜34の膜厚方向の成長速度が不安定にな
るので、同クーロン数だけメッキしても得られるメッキ
膜厚は一定にならず、後工程での他の導電層と短絡する
恐れがあるとともに、残存レジストによるメッキパター
ンの変形が、例えばコイル等の所定のパターンに太細
(幅寸法の誤差)を与えるためである。
【0013】なお、このような露光残りを減らすため
に、全体の露光量を増やすことが考えられるが、この場
合露光分布によりオーバ露光の箇所が現れ、残すべきフ
ォトレジストも除去されてしまい、パターンが規定値以
上に太くなって例えばコイルの短絡等が発生するという
問題を生じるので、実用的ではない。
【0014】そこで本発明は、メッキにより剥離が起き
難く寸法精度の良好なパターンを形成できるメッキパタ
ーン形成方法及びこれを使用した薄膜磁気ヘッドの製造
方法を提供することを目的としている。
【0015】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1記載の発明によるメッキパターンの形成方
法は、基板上にメッキパターンを形成するメッキパター
ン形成方法であって、基板上に下地膜を形成する下地膜
形成工程と、フォトリソグラフィー技術により前記下地
膜上のメッキパターンとしない部分にフォトレジストを
パターンニングするレジスト工程と、このレジスト工程
の後にメッキパターンを構成する物質のイオンを含むメ
ッキ溶液に基板を入れ電圧を印加して前記下地膜のメッ
キパターンとする部分のみにメッキ膜を成長させるメッ
キ工程とを有し、前記レジスト工程とメッキ工程との間
に、前記下地膜表面をプラズマ雰囲気にさらすアッシン
グ工程を設け、更に、前記アッシング工程とメッキ工程
との間に、基板を前記メッキ溶液に入れ前記メッキ工程
と逆極性の電圧を印加して前記下地膜表面を湿式エッチ
ングするエッチング工程を設けたことを特徴とする。
【0016】また、請求項2記載の薄膜磁気ヘッドの製
造方法は、トランスデューサ部のコイルパターン又は電
極引出部等のメッキパターンが銅メッキにより形成され
た薄膜磁気ヘッドの製造方法であって、請求項1記載の
メッキパターン形成方法により前記銅メッキよりなるメ
ッキパターンを形成したことを特徴とする。また、請求
項3記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法は、前記薄膜磁気
ヘッドが、磁気抵抗効果型の再生部と、誘導型の記録部
とを有する複合型ヘッドであることを特徴とする。
【0017】
【作用】本発明のメッキパターンの形成方法では、アッ
シング工程においてプラズマにより下地膜の露出表面の
フォトレジストの露光残りや現像液等の異物が除去され
る。したがって、下地膜の露出表面が清浄な状態でメッ
キ工程が行なわれる。また、アッシング工程の後にさら
にエッチング工程を追加した場合には、アッシング工程
においてたとえ下地膜表面に酸化膜等が生じた場合で
も、この酸化膜等を除去して確実に下地膜の露出表面を
清浄なものとすることができる。
【0018】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。なお本実施例は、前述した図4,5に示すMR
/Indヘッドのコイルパターン12(メッキパター
ン)を形成する例であり、MR/Indヘッドの構成及
び製法や、コイルパターン12の形成方法における下地
膜形成工程,レジスト工程,メッキ工程,レジスト剥離
工程及び下地膜除去工程等は、前述した従来例と同様で
あるので、相当要素に同符合を用いてその説明を省略す
る。そして本実施例は、前述したコイルパターン12の
形成方法において、レジスト工程とメッキ工程との間に
アッシング工程とエッチング工程を追加した点に特徴を
有し、以下主にこれらの工程について説明する。
【0019】追加された工程 (a)アッシング工程 本実施例のアッシング工程は、レジスト工程後に基板を
酸素プラズマ雰囲気にさらし、残存レジストや現像液残
り等を灰化させて取除くもので、基板が受けるべき酸素
アッシャー量は、基板のサイズが4インチΦの場合に
は、例えば133Paの酸素雰囲気において、放電電力
を200wにし、放電時間を5分から10分の間にす
る。なお、条件が異なる場合にはそれ相当の酸素アッシ
ャー量とする。
【0020】この範囲のアッシャー量で酸素アッシング
することにより、図1(c)に示すように光学顕微鏡で
有無の判断が容易でない程度の露光残りのレジスト35
や、現像後のポストベークで残り得る微量の有機アルカ
リ現像液等(図示略)がレジスト工程後に残っていて
も、図1(d)に示す如くこれら灰化させて取除くこと
ができ、かつレジストパターン32をメッキ工程に十分
な厚みと形状に保つことができる。
【0021】(b)エッチング工程 次にエッチング工程は、上記アッシング工程の後にメッ
キ装置に基板を設置し、メッキ工程時の電圧と逆の極性
の電圧を基板表面に印加して、酸化反応を生じさせ下地
膜31の表面を湿式エッチングするものである。なお、
このエッチング量(時間)は、エッチングされる膜厚
が、次の最小エッチング厚以上で最大エッチング厚以下
に設定する。すなわち、まず最小エッチング厚は、食塩
型構造をもつCuOの格子定数よりも大きい1nmとす
る。次に最大エッチング厚は、レジストパターンの最小
幅の5%とする。ただし、下地膜31の銅の膜厚がレジ
ストパターンの最小幅の5%より薄い場合は、シードレ
イヤとして実用的に機能する最小の膜厚即ち銅を約10
nm残すまでの厚みを最大エッチング厚とする。
【0022】この範囲のエッチング量で下地膜31をエ
ッチングすることにより、アッシング工程においてたと
え下地膜31表面に酸化膜等が生成した場合でも、この
酸化膜等を除去して確実に下地膜の露出表面を清浄なも
のとすることができる。すなわち、酸素アッシャー後に
酸化膜(CuO)生成による下地膜表面の色変化が確認
されたことは経験的に無いので、CuOの格子定数より
も大きい1nm以上のエッチング厚さであればこれで確
実に酸化膜を除去できる。しかもエッチング厚さの最大
値は、レジストパターンの最小幅の5%とされているか
ら、等方的に進行する湿式エッチングが両側からレジス
トパターン32の下側に回り込んでも、この量は最大で
もレジストパターン幅の10%までに抑えられる。した
がって、次のメッキ工程により生成されるメッキ膜がレ
ジストパターン下で短絡することが確実に防止される。
なお、このエッチング工程の後には、メッキ装置に基板
をセットしたまま、基板表面に印加する電圧を通常のメ
ッキ工程時の極性及び値に変えれば、容易に次のメッキ
工程を開始することができる。
【0023】以上のようなアッシング工程とエッチング
工程とを追加することにより、レジスト工程におけるフ
ォトレジスト32の露光残り35や現像液等の異物が除
去されるとともに、生成される可能性のある酸化膜をも
確実に除去されて、メッキ工程前に下地膜31の露出面
を確実に清浄なものとすることができ、しかも、レジス
トパターンの厚さを十分なものに維持しつつエッチング
の回り込みによる短絡等も防止できる。このため、後の
メッキ工程においては、図2(e)に示すように不連続
部等の欠陥やパターンの平面方向,膜厚方向の変形がな
く寸法精度が高いとともに密着性のよいメッキ膜34を
成長させることができ、レジスト剥離工程(図2
(f))及び下地膜除去工程(図3(g))を経て、最
終的に図3(h)に示すように良好なコイルパターン1
2が安定的に形成できる。したがって、MR/Indヘ
ッドとしては、コイルパターン12の短絡がなく抵抗値
が安定しかつ物理的強度の高い高信頼性な製品が、従来
よりも格段に歩留りよく生産できるようになる。なお、
図3(h)は図4において符合Aで示す部分の断面図
(保護膜7を取除いた状態)に対応している。
【0024】変形例 なお本発明は、上記実施例に限られず各種の態様があり
得る。また、本発明におけるメッキパターンを構成する
物質(メッキ材料)は、Cuに限らず例えば、NiF
e、AuやAlであってもよい。
【0025】
【発明の効果】本発明のメッキパターン形成方法によれ
ば、メッキ工程前にアッシング工程及び必要に応じてエ
ッチング工程を追加することにより、レジスト工程にお
けるフォトレジストの露光残りや現像液等の異物等が除
去でき、メッキ工程前に下地膜の露出面を確実に清浄な
ものとすることができる。このため、後のメッキ工程に
おいては、不連続部等の欠陥やパターンの平面方向,膜
厚方向の変形がなく寸法精度が高いとともに密着性のよ
いメッキ膜(すなわち、メッキパターン)が安定的に形
成できる。したがって、本発明のメッキパターン形成方
法を使用した薄膜磁気ヘッドの製造方法によれば、コイ
ルパターン等の短絡がなく端子間の抵抗値が安定しかつ
物理的強度の高い高信頼性な薄膜磁気ヘッドの製品が、
従来よりも格段に歩留りよく生産できるようになる。特
に、コイルパターン等の平面パターンのx・y方向長さ
が100μm以下のMR/Indヘッドにおいては、従
来に比し歩留りの向上,信頼性の向上等が著しい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のメッキパターン形成方法の一実施例に
おけるアッシング工程及びエッチング工程の作用を示す
図であり、(c)はメッキパターン形成部のレジスト工
程直後の状態を示す側断面図、(d)はメッキパターン
形成部のアッシング工程及びエッチング工程直後の状態
を示す側断面図である。
【図2】本発明のメッキパターン形成方法の一実施例に
おけるアッシング工程及びエッチング工程の作用を示す
図であり、(e)はメッキパターン形成部のメッキ工程
直後の状態を示す側断面図、(f)はメッキパターン形
成部のレジスト剥離工程直後の状態を示す側断面図であ
る。
【図3】本発明のメッキパターン形成方法の一実施例に
おけるアッシング工程及びエッチング工程の作用を示す
図であり、(g)はメッキパターン形成部の下地膜除去
工程中の状態を示す側断面図、(h)はメッキパターン
形成部のメッキパターン形成完了状態を示す側断面図で
ある。
【図4】MR/Indヘッドのトランスデューサ部の一
例を示す平面図である。
【図5】MR/Indヘッドのトランスデューサ部の一
例を示す断面図である。
【図6】MR/Indヘッドの製造工程を示す図であ
り、(a)は基板に薄膜生成プロセスによりトランスデ
ューサ部を形成した状態を示す斜視図、(b)は基板を
ヘッドチップとして切り分け、かつスライダ部を形成し
外寸を決定するための加工を施した状態を示す斜視図で
ある。
【図7】MR/Indヘッドの製造工程を示す図であ
り、(c)はヘッドチップにリード線とサスペンション
機構を取り付け製品として完成させた状態を示す斜視図
である。
【図8】従来のメッキパターン形成方法を示す図であ
り、(a)はメッキパターン形成部の下地膜形成工程直
後の状態を示す側断面図、(b)はメッキパターン形成
部のレジスト工程における露光処理中の状態を示す側断
面図である。
【図9】従来のメッキパターン形成方法を示す図であ
り、(c)はメッキパターン形成部のレジスト工程直後
の状態を示す側断面図、(d)はメッキパターン形成部
のメッキ工程直後の状態を示す側断面図である。
【図10】従来のメッキパターン形成方法を示す図であ
り、(e)はメッキパターン形成部の下地膜除去工程直
前の状態を示す側断面図、(f)はメッキパターン形成
部のメッキパターン形成完了状態を示す側断面図であ
る。
【符号の説明】
1 基板 12 コイルパターン(メッキパターン) 30 前工程の層 31 下地膜 32 フォトレジスト 34 メッキ膜
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // H05K 3/18 A 7511−4E

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板上にメッキパターンを形成するメッ
    キパターン形成方法であって、 基板上に下地膜を形成する下地膜形成工程と、フォトリ
    ソグラフィー技術により前記下地膜上のメッキパターン
    としない部分にフォトレジストをパターンニングするレ
    ジスト工程と、このレジスト工程の後にメッキパターン
    を構成する物質のイオンを含むメッキ溶液に基板を入れ
    電圧を印加して前記下地膜のメッキパターンとする部分
    のみにメッキ膜を成長させるメッキ工程とを有し、 前記レジスト工程とメッキ工程との間に、前記下地膜表
    面をプラズマ雰囲気にさらすアッシング工程を設け、 更に、前記アッシング工程とメッキ工程との間に、基板
    を前記メッキ溶液に入れ前記メッキ工程と逆極性の電圧
    を印加して前記下地膜表面を湿式エッチングするエッチ
    ング工程を設けたことを特徴とするメッキパターン形成
    方法。
  2. 【請求項2】 トランスデューサ部のコイルパターン又
    は電極引出部等のメッキパターンが銅メッキにより形成
    された薄膜磁気ヘッドの製造方法において、 請求項1記載のメッキパターン形成方法により前記銅メ
    ッキよりなるメッキパターンを形成したことを特徴とす
    る薄膜磁気ヘッドの製造方法。
  3. 【請求項3】 前記薄膜磁気ヘッドは、磁気抵抗効果型
    の再生部と、誘導型の記録部とを有する複合型ヘッドで
    あることを特徴とする請求項2記載の薄膜磁気ヘッドの
    製造方法。
JP6145387A 1994-06-03 1994-06-03 メッキパターン形成方法及びこれを使用した薄膜磁気ヘッドの製造方法 Pending JPH07331482A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001196740A (ja) * 2000-01-07 2001-07-19 Ibiden Co Ltd 多層プリント配線板の製造方法
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