JP4483069B2 - プリント配線板及びその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【技術分野】
本発明は，電子部品などを搭載するために用いられるプリント配線板及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来技術】
プリント配線板には，導体回路が何層にもわたって形成されている。各層間の電気導通は，金属めっきで被覆されたビアホールや，内部に導電材を充填したビアホールを通じて行われる。ビアホールの周囲は，ランドにより囲まれており，これを介してビアホールと導体回路との間が接続されている。
【０００３】
【解決しようとする課題】
しかしながら，上記従来のビアホールでは，ビアホールと，その周囲を囲むランドとの間で接続不良が生じることがあった。
【０００４】
本発明はかかる従来の問題点に鑑み，ビアホールと導体回路との間の接続信頼性に優れたプリント配線板及びその製造方法を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題の解決手段】
請求項１の発明は，絶縁基板と，該絶縁基板に設けた穴に導電材を埋め込んでなる埋込みビアと，該埋込みビアの開口周縁部に接合した金属層とを有するプリント配線板であって，
上記金属層における上記埋込みビアと接合している接合部の上端及び下端は，上記埋込みビアの内壁に沿ってその内部に進入しており，
また該接合部の厚みは，上記金属層における他の一般部の厚みよりも大きく，
かつ，上記金属層における上記一般部の厚みｔは４〜７０μｍであり，また上記接合部の厚みＴは少なくとも５μｍであることを特徴とするプリント配線板である。
【０００６】
本発明において，埋込みビアは，その開口周縁部において金属層と接合している。金属層における埋込みビアとの接合部の厚みＴは，他の一般部の厚みｔよりも大きい。このため，金属層と埋込みビアとの間の接触面積が増え，両者間の接合強度が高くなる。したがって，両者間の接続信頼性が高くなり，導電性が向上する。
【０００７】
金属層における上記接合部の厚みＴと，他の一般部の厚みｔとの比（Ｔ／ｔ）は１よりも大きく且つ絶縁基板厚みを越えないことが好ましい。１未満の場合には，金属層における埋込みビアとの接合部の厚みＴが小さくなり，埋込みビアとの接続信頼性が低下するおそれがある。また，接合部の厚みＴが絶縁基板厚みを超える場合には，絶縁基板から越えた接合部が突起状になって,脱離し易くなり,ショートなどの不良を引き起こすことになるおそれがある。
【０００８】
本発明において，金属層における上記接合部の厚みＴは少なくとも５μｍである。５μｍ未満の場合には，埋込みビアとの接続信頼性が低下するおそれがある。
【０００９】
また，金属層における他の一般部とは，金属層における埋込みビアと接合していない部分をいう。この一般部の厚みｔは，４〜７０μｍである。４μｍ未満の場合には，金属層の強度が低下するおそれがあり，７０μｍを超える場合には微細配線を形成しにくくなるおそれがある。
【００１０】
また，上記金属層における上記接合部の上端及び下端は，上記埋込みビアの内壁に沿ってその内部に進入している。これにより，金属層と埋込みビア内の導電材との接触面積が増え，金属層の接合部と埋込みビアとの接合強度が更に高くなる。
金属層は，配線パターン，パッド，ランドなどの様々な形状を持つ。
埋込みビアに埋め込まれている導電材は，たとえば，銅，アルミニウム，ニッケル，半田などである。
【００１１】
絶縁基板は，エポキシ系樹脂，フェノール樹脂，ビスマレイミドトレアジン樹脂，ポリフェニレン樹脂，ポリフェニレンエーテル樹脂，ポリイミド系樹脂などの熱硬化性樹脂あるいはそれらの混合物を用いることができる。絶縁基板には，ガラスクロス，無機フィラーなどの補強材を含んでいてもよい。
絶縁基板に設けた穴は，例えば，後述する打抜き穴である。その他，ドリル，レーザ等により形成された穴等である場合もある。
【００１２】
次に，請求項２の発明は，上記請求項１のプリント配線板を製造する方法である。
即ち，本発明は，絶縁基板と，該絶縁基板に設けた穴に導電材を埋め込んでなる埋込みビアと，該埋込みビアの開口周縁部に接合した金属層とを有するプリント配線板であって，上記金属層における上記埋込みビアと接合している接合部の上端及び下端は，上記埋込みビアの内壁に沿ってその内部に進入しており，
また該接合部の厚みは，上記金属層における他の一般部の厚みよりも大きく，
かつ，上記金属層における上記一般部の厚みｔは４〜７０μｍであり，また上記接合部の厚みＴは少なくとも５μｍであるプリント配線板を製造する方法において，
厚みｔが４〜７０μｍの金属層を接着した絶縁基板の上に上記金属層を介して導電材を積層する工程と，
上記絶縁基板，上記金属層及び上記導電材を打抜いて，上記絶縁基板及び金属層に形成された打抜き穴に，上記導電材を打抜いて形成された打抜き片を埋め込むとともに，上記金属層の上記打抜き穴の開口周縁部を上記絶縁基板の上記打抜き穴の内壁に沿って進入させて上記接合部を形成し，該接合部と上記導電材の打抜き片とを接合させる工程とを含むことを特徴とするプリント配線板の製造方法である。
【００１３】
本製造方法においては，絶縁基板に接着した金属層の上に導電材を被覆し，これらの所定部位を局所的に，上方からパンチングなどにより打抜いている。このとき，金属層の延性は大きいため，金属層の打抜き部分は弓状に引き延ばされ，絶縁基板の打抜き穴内部に進入する。この金属層の進入部分の厚みは，他の一般部の厚みよりも大きくなる。更に上方からの押圧力によって，導電材の打抜き片が，絶縁基板の打抜き穴内に埋め込まれる。
【００１４】
導電材の打抜き片は，絶縁基板の打抜き穴内において，金属層の進入部分と接合する。この進入部分と打抜き穴内の導電材との接合厚みは，金属層の他の一般部の厚みよりも大きい。このため，本製法方法によれば，ビアホールと導体回路との間の接続信頼性に優れたプリント配線板を得ることができる。
また，埋込みビアは，打抜きという簡易な作業により形成することができるため，生産性が高い。
導電材の被覆側に配置されている金属層について，その導電材との接合部の厚みＴが，その他の一般部の厚みｔよりも大きい。これにより，金属層と埋込みビアとの接続信頼性が向上する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
実施形態例１
本発明の実施形態に係るプリント配線板及びその製造方法について，図１〜図４を用いて説明する。
本例のプリント配線板は，図１に示すごとく，絶縁基板８と，絶縁基板８に設けた打抜き穴８０に導電材７を埋め込んでなる埋込みビア６とを有する。埋込みビア６の開口周縁部には，金属層５が接合されている。金属層５における埋込みビア６と接合している接合部５１の厚みＴは，３５μｍであり，他の一般部５２の厚みｔは１８μｍであって，Ｔはｔよりも大きい。
【００１６】
金属層５における接合部５１の上端５１１及び下端５１２は，埋込みビア６の中に進入している。接合部５１の上端５１１は，金属層５の一般部５２の表面よりも低い位置にある。
図２に示すごとく，金属層５は，ランド５５及び配線パターン５６などを有する。ランド５５は，埋込みビア６を囲んでいる。
【００１７】
次に，本例のプリント配線板の製造方法について説明する。
まず，図３（ａ）に示すごとく，絶縁基板８として，厚み８０μｍのガラスエポキシ基板を準備し，これには金属層５としての厚み１８μｍの銅箔が片側に接着してある。
次に，導電材７としての厚み９８μｍの銅箔を，前記金属層５の上に配置する。
【００１８】
次に，図３（ｂ）に示すごとく，金属層５及び導電材７を積層した絶縁基板８を，ダイ３１の上に載置する。ダイ３１は径が１５５μｍであるガイド穴３０を有する。それに対向して，打抜き用の上パンチ３３が上下方向に可動なように，導電材７の上に配置されている。打抜き前の段階では，上パンチ３３は，ダイ３１よりも上側に配置させる。上パンチ３３の径は１４５μｍでダイ３１とのクリアランスを片側で５μｍとってある。
【００１９】
ここでダイ３１と上パンチ３３のクリアランスを小さくすると金属層５の厚い部分である接合部の厚みＴは小さくなるため，少なくともクリアランスは片側で２μｍは必要である。逆にクリアランスが大きいと絶縁基板８の変形が起こり易くなり，金属層５は延びること無く切れてしまい，Ｔを大きくすることはできない。クリアランスは大きくても片側３０μｍであることが好ましい。この方法は金属層の延びを利用したものであり，延性が高く，比較的硬度が小さなものが好ましい。このような金属として，中でも銅，半田，金が好ましい。
【００２０】
次に，図４（ｃ）に示すごとく，上パンチ３３を下方に移動させて，金属層５，導電材７及び絶縁基板８の打抜き部分を押圧する。すると，図４（ｄ）に示すごとく，その打抜き部分に円筒状の打抜き穴５０，７０，８０が形成されるとともに，そこから円柱状の打抜き片５０１，７０１，８０１が打抜かれる。
このとき，金属層５の打抜き穴５０の周縁部は，上方からの圧力により延びて，ガイド穴３０内に若干進入する。導電材７の打抜き片７０１は，絶縁基板８の打抜き穴８０の中に埋め込まれ，金属層５の進入部分と接合する。
これにより，導電材７の打抜き片７０１を埋め込んでなる埋込みビア６が形成される。
その後，絶縁基板８上の導電材７を取り去り，金属層５にパターン形成する。
以上により，図１，図２に示すプリント配線板が得られる。
【００２１】
本例においては，図４（ｃ）に示すごとく，金属層５及び導電材７により絶縁基板８を被覆し，その上から上パンチ３３などにより打抜いている。打抜きの際，打抜き穴８０の開口周縁部が上方向からの圧力によってテーパー状に変形する。また，金属層５がダイ３１と上パンチ３３のクリアランスによって引き延ばされ，打抜き穴８０の内壁に沿ってその内部に進入する。従って進入部分の厚みは，他の一般部の厚みよりも大きくなる。
【００２２】
そして，この金属層５の上記進入部分は，打抜き穴８０内において，導電材７の打抜き片７０１と接合して，接合部５１を形成する。このように進入部分から形成された接合部５１の厚みＴは，金属層５の他の一般部５２の厚みｔよりも大きい。このため，本製法方法によれば，埋込みビア６と金属層５との間の接続信頼性に優れたプリント配線板を得ることができる。
また，埋込みビア６は，導電材７の打抜きという簡易な作業により形成することができるため，生産性が高い。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば，ビアホールと導体回路との間の接続信頼性に優れたプリント配線板及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態例１のプリント配線板の断面図。
【図２】実施形態例１の埋込みビア周辺を示すためのプリント配線板の斜視図。
【図３】実施形態例１における，プリント配線板の製造方法を示すための説明図（ａ）〜（ｂ）。
【図４】図３に続くプリント配線板の製造方法を示すための説明図（ｃ）〜（ｄ）。
【符号の説明】
３０．．．ガイド穴，
３１．．．ダイ，
３３．．．上パンチ，
５．．．金属層，
５０，７０，８０．．．打抜き穴，
５１．．．接合部，
５２．．．一般部，
５０１，７０１，８０１．．．打抜き片，
５１１．．．上端，
５１２．．．下端，
６．．．埋込みビア，
７．．．導電材，
８．．．絶縁基板，
【技術分野】
本発明は，電子部品などを搭載するために用いられるプリント配線板及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来技術】
プリント配線板には，導体回路が何層にもわたって形成されている。各層間の電気導通は，金属めっきで被覆されたビアホールや，内部に導電材を充填したビアホールを通じて行われる。ビアホールの周囲は，ランドにより囲まれており，これを介してビアホールと導体回路との間が接続されている。
【０００３】
【解決しようとする課題】
しかしながら，上記従来のビアホールでは，ビアホールと，その周囲を囲むランドとの間で接続不良が生じることがあった。
【０００４】
本発明はかかる従来の問題点に鑑み，ビアホールと導体回路との間の接続信頼性に優れたプリント配線板及びその製造方法を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題の解決手段】
請求項１の発明は，絶縁基板と，該絶縁基板に設けた穴に導電材を埋め込んでなる埋込みビアと，該埋込みビアの開口周縁部に接合した金属層とを有するプリント配線板であって，
上記金属層における上記埋込みビアと接合している接合部の上端及び下端は，上記埋込みビアの内壁に沿ってその内部に進入しており，
また該接合部の厚みは，上記金属層における他の一般部の厚みよりも大きく，
かつ，上記金属層における上記一般部の厚みｔは４〜７０μｍであり，また上記接合部の厚みＴは少なくとも５μｍであることを特徴とするプリント配線板である。
【０００６】
本発明において，埋込みビアは，その開口周縁部において金属層と接合している。金属層における埋込みビアとの接合部の厚みＴは，他の一般部の厚みｔよりも大きい。このため，金属層と埋込みビアとの間の接触面積が増え，両者間の接合強度が高くなる。したがって，両者間の接続信頼性が高くなり，導電性が向上する。
【０００７】
金属層における上記接合部の厚みＴと，他の一般部の厚みｔとの比（Ｔ／ｔ）は１よりも大きく且つ絶縁基板厚みを越えないことが好ましい。１未満の場合には，金属層における埋込みビアとの接合部の厚みＴが小さくなり，埋込みビアとの接続信頼性が低下するおそれがある。また，接合部の厚みＴが絶縁基板厚みを超える場合には，絶縁基板から越えた接合部が突起状になって,脱離し易くなり,ショートなどの不良を引き起こすことになるおそれがある。
【０００８】
本発明において，金属層における上記接合部の厚みＴは少なくとも５μｍである。５μｍ未満の場合には，埋込みビアとの接続信頼性が低下するおそれがある。
【０００９】
また，金属層における他の一般部とは，金属層における埋込みビアと接合していない部分をいう。この一般部の厚みｔは，４〜７０μｍである。４μｍ未満の場合には，金属層の強度が低下するおそれがあり，７０μｍを超える場合には微細配線を形成しにくくなるおそれがある。
【００１０】
また，上記金属層における上記接合部の上端及び下端は，上記埋込みビアの内壁に沿ってその内部に進入している。これにより，金属層と埋込みビア内の導電材との接触面積が増え，金属層の接合部と埋込みビアとの接合強度が更に高くなる。
金属層は，配線パターン，パッド，ランドなどの様々な形状を持つ。
埋込みビアに埋め込まれている導電材は，たとえば，銅，アルミニウム，ニッケル，半田などである。
【００１１】
絶縁基板は，エポキシ系樹脂，フェノール樹脂，ビスマレイミドトレアジン樹脂，ポリフェニレン樹脂，ポリフェニレンエーテル樹脂，ポリイミド系樹脂などの熱硬化性樹脂あるいはそれらの混合物を用いることができる。絶縁基板には，ガラスクロス，無機フィラーなどの補強材を含んでいてもよい。
絶縁基板に設けた穴は，例えば，後述する打抜き穴である。その他，ドリル，レーザ等により形成された穴等である場合もある。
【００１２】
次に，請求項２の発明は，上記請求項１のプリント配線板を製造する方法である。
即ち，本発明は，絶縁基板と，該絶縁基板に設けた穴に導電材を埋め込んでなる埋込みビアと，該埋込みビアの開口周縁部に接合した金属層とを有するプリント配線板であって，上記金属層における上記埋込みビアと接合している接合部の上端及び下端は，上記埋込みビアの内壁に沿ってその内部に進入しており，
また該接合部の厚みは，上記金属層における他の一般部の厚みよりも大きく，
かつ，上記金属層における上記一般部の厚みｔは４〜７０μｍであり，また上記接合部の厚みＴは少なくとも５μｍであるプリント配線板を製造する方法において，
厚みｔが４〜７０μｍの金属層を接着した絶縁基板の上に上記金属層を介して導電材を積層する工程と，
上記絶縁基板，上記金属層及び上記導電材を打抜いて，上記絶縁基板及び金属層に形成された打抜き穴に，上記導電材を打抜いて形成された打抜き片を埋め込むとともに，上記金属層の上記打抜き穴の開口周縁部を上記絶縁基板の上記打抜き穴の内壁に沿って進入させて上記接合部を形成し，該接合部と上記導電材の打抜き片とを接合させる工程とを含むことを特徴とするプリント配線板の製造方法である。
【００１３】
本製造方法においては，絶縁基板に接着した金属層の上に導電材を被覆し，これらの所定部位を局所的に，上方からパンチングなどにより打抜いている。このとき，金属層の延性は大きいため，金属層の打抜き部分は弓状に引き延ばされ，絶縁基板の打抜き穴内部に進入する。この金属層の進入部分の厚みは，他の一般部の厚みよりも大きくなる。更に上方からの押圧力によって，導電材の打抜き片が，絶縁基板の打抜き穴内に埋め込まれる。
【００１４】
導電材の打抜き片は，絶縁基板の打抜き穴内において，金属層の進入部分と接合する。この進入部分と打抜き穴内の導電材との接合厚みは，金属層の他の一般部の厚みよりも大きい。このため，本製法方法によれば，ビアホールと導体回路との間の接続信頼性に優れたプリント配線板を得ることができる。
また，埋込みビアは，打抜きという簡易な作業により形成することができるため，生産性が高い。
導電材の被覆側に配置されている金属層について，その導電材との接合部の厚みＴが，その他の一般部の厚みｔよりも大きい。これにより，金属層と埋込みビアとの接続信頼性が向上する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
実施形態例１
本発明の実施形態に係るプリント配線板及びその製造方法について，図１〜図４を用いて説明する。
本例のプリント配線板は，図１に示すごとく，絶縁基板８と，絶縁基板８に設けた打抜き穴８０に導電材７を埋め込んでなる埋込みビア６とを有する。埋込みビア６の開口周縁部には，金属層５が接合されている。金属層５における埋込みビア６と接合している接合部５１の厚みＴは，３５μｍであり，他の一般部５２の厚みｔは１８μｍであって，Ｔはｔよりも大きい。
【００１６】
金属層５における接合部５１の上端５１１及び下端５１２は，埋込みビア６の中に進入している。接合部５１の上端５１１は，金属層５の一般部５２の表面よりも低い位置にある。
図２に示すごとく，金属層５は，ランド５５及び配線パターン５６などを有する。ランド５５は，埋込みビア６を囲んでいる。
【００１７】
次に，本例のプリント配線板の製造方法について説明する。
まず，図３（ａ）に示すごとく，絶縁基板８として，厚み８０μｍのガラスエポキシ基板を準備し，これには金属層５としての厚み１８μｍの銅箔が片側に接着してある。
次に，導電材７としての厚み９８μｍの銅箔を，前記金属層５の上に配置する。
【００１８】
次に，図３（ｂ）に示すごとく，金属層５及び導電材７を積層した絶縁基板８を，ダイ３１の上に載置する。ダイ３１は径が１５５μｍであるガイド穴３０を有する。それに対向して，打抜き用の上パンチ３３が上下方向に可動なように，導電材７の上に配置されている。打抜き前の段階では，上パンチ３３は，ダイ３１よりも上側に配置させる。上パンチ３３の径は１４５μｍでダイ３１とのクリアランスを片側で５μｍとってある。
【００１９】
ここでダイ３１と上パンチ３３のクリアランスを小さくすると金属層５の厚い部分である接合部の厚みＴは小さくなるため，少なくともクリアランスは片側で２μｍは必要である。逆にクリアランスが大きいと絶縁基板８の変形が起こり易くなり，金属層５は延びること無く切れてしまい，Ｔを大きくすることはできない。クリアランスは大きくても片側３０μｍであることが好ましい。この方法は金属層の延びを利用したものであり，延性が高く，比較的硬度が小さなものが好ましい。このような金属として，中でも銅，半田，金が好ましい。
【００２０】
次に，図４（ｃ）に示すごとく，上パンチ３３を下方に移動させて，金属層５，導電材７及び絶縁基板８の打抜き部分を押圧する。すると，図４（ｄ）に示すごとく，その打抜き部分に円筒状の打抜き穴５０，７０，８０が形成されるとともに，そこから円柱状の打抜き片５０１，７０１，８０１が打抜かれる。
このとき，金属層５の打抜き穴５０の周縁部は，上方からの圧力により延びて，ガイド穴３０内に若干進入する。導電材７の打抜き片７０１は，絶縁基板８の打抜き穴８０の中に埋め込まれ，金属層５の進入部分と接合する。
これにより，導電材７の打抜き片７０１を埋め込んでなる埋込みビア６が形成される。
その後，絶縁基板８上の導電材７を取り去り，金属層５にパターン形成する。
以上により，図１，図２に示すプリント配線板が得られる。
【００２１】
本例においては，図４（ｃ）に示すごとく，金属層５及び導電材７により絶縁基板８を被覆し，その上から上パンチ３３などにより打抜いている。打抜きの際，打抜き穴８０の開口周縁部が上方向からの圧力によってテーパー状に変形する。また，金属層５がダイ３１と上パンチ３３のクリアランスによって引き延ばされ，打抜き穴８０の内壁に沿ってその内部に進入する。従って進入部分の厚みは，他の一般部の厚みよりも大きくなる。
【００２２】
そして，この金属層５の上記進入部分は，打抜き穴８０内において，導電材７の打抜き片７０１と接合して，接合部５１を形成する。このように進入部分から形成された接合部５１の厚みＴは，金属層５の他の一般部５２の厚みｔよりも大きい。このため，本製法方法によれば，埋込みビア６と金属層５との間の接続信頼性に優れたプリント配線板を得ることができる。
また，埋込みビア６は，導電材７の打抜きという簡易な作業により形成することができるため，生産性が高い。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば，ビアホールと導体回路との間の接続信頼性に優れたプリント配線板及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態例１のプリント配線板の断面図。
【図２】実施形態例１の埋込みビア周辺を示すためのプリント配線板の斜視図。
【図３】実施形態例１における，プリント配線板の製造方法を示すための説明図（ａ）〜（ｂ）。
【図４】図３に続くプリント配線板の製造方法を示すための説明図（ｃ）〜（ｄ）。
【符号の説明】
３０．．．ガイド穴，
３１．．．ダイ，
３３．．．上パンチ，
５．．．金属層，
５０，７０，８０．．．打抜き穴，
５１．．．接合部，
５２．．．一般部，
５０１，７０１，８０１．．．打抜き片，
５１１．．．上端，
５１２．．．下端，
６．．．埋込みビア，
７．．．導電材，
８．．．絶縁基板，
Claims (2)
- 絶縁基板と，該絶縁基板に設けた穴に導電材を埋め込んでなる埋込みビアと，該埋込みビアの開口周縁部に接合した金属層とを有するプリント配線板であって，
上記金属層における上記埋込みビアと接合している接合部の上端及び下端は，上記埋込みビアの内壁に沿ってその内部に進入しており，
また該接合部の厚みは，上記金属層における他の一般部の厚みよりも大きく，
かつ，上記金属層における上記一般部の厚みｔは４〜７０μｍであり，また上記接合部の厚みＴは少なくとも５μｍであることを特徴とするプリント配線板。 - 絶縁基板と，該絶縁基板に設けた穴に導電材を埋め込んでなる埋込みビアと，該埋込みビアの開口周縁部に接合した金属層とを有するプリント配線板であって，上記金属層における上記埋込みビアと接合している接合部の上端及び下端は，上記埋込みビアの内壁に沿ってその内部に進入しており，
また該接合部の厚みは，上記金属層における他の一般部の厚みよりも大きく，
かつ，上記金属層における上記一般部の厚みｔは４〜７０μｍであり，また上記接合部の厚みＴは少なくとも５μｍであるプリント配線板を製造する方法において，
厚みｔが４〜７０μｍの金属層を接着した絶縁基板の上に上記金属層を介して導電材を積層する工程と，
上記絶縁基板，上記金属層及び上記導電材を打抜いて，上記絶縁基板及び金属層に形成された打抜き穴に，上記導電材を打抜いて形成された打抜き片を埋め込むとともに，上記金属層の上記打抜き穴の開口周縁部を上記絶縁基板の上記打抜き穴の内壁に沿って進入させて上記接合部を形成し，該接合部と上記導電材の打抜き片とを接合させる工程とを含むことを特徴とするプリント配線板の製造方法。
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Publications (2)
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|---|---|
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| JP5641815B2 (ja) * | 2009-09-28 | 2014-12-17 | 京セラ株式会社 | フレキシブル配線基板とリード端子付き電子部品との接続構造 |
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2000
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