JP4295311B2 - 配線回路基板およびその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明の目的は、静電気の帯電を効率的に除去して、実装される電子部品の静電破壊を確実に防止することのできる、配線回路基板およびその製造方法を提供することにある。
また、本発明の配線回路基板では、前記導体パターンは、前記カバー絶縁層が開口されることにより露出する端子部を含み、前記第2半導電性層は、少なくとも一端が前記端子部と電気的に接続され、少なくとも他端が前記金属支持基板と電気的に接続されていることが好適である。
また、本発明の配線回路基板では、前記第1半導電性層の表面抵抗値が、104〜1012Ω/□であることが好適である。
また、本発明の配線回路基板では、前記第2半導電性層の表面抵抗値が、104〜1012Ω/□であることが好適である。
配線9は、金属支持基板2の長手方向に沿って複数設けられ、幅方向(長手方向に直交する方向、以下同じ。)において互いに間隔を隔てて並列配置されている。
外部側接続端子部8Bは、金属支持基板2の後端部に配置され、各配線9の後端部がそれぞれ接続されるように、幅広のランドとして複数並列して設けられている。この外部側接続端子部8Bには、リード・ライト基板の端子部(図示せず)が接続される。
そして、この回路付サスペンション基板1は、図2および図3に示すように、金属支持基板2と、金属支持基板2の上に形成されるベース絶縁層3と、ベース絶縁層3の上に形成される導体パターン4とを備えている。また、この回路付サスペンション基板1は、導体パターン4から露出するベース絶縁層3の表面に形成される第1半導電性層5と、導体パターン4および第1半導電性層5の上に形成されるカバー絶縁層6と、カバー絶縁層6の表面に形成される第2半導電性層7とを備えている。
金属支持基板2の長さ(長手方向長さ)および幅(幅方向長さ)は、目的および用途により、適宜選択される。
ベース絶縁層3は、金属支持基板2の上に、導体パターン4が形成される部分に対応するパターンとして形成されている。より具体的には、ベース絶縁層3は、金属支持基板2の幅方向一端部11と、金属支持基板2の幅方向他端部12とが露出するように、金属支持基板2の幅方向途中に形成されている。また、ベース絶縁層3は、金属支持基板2の長手方向一端部22と、金属支持基板2の長手方向他端部23とが露出するように、金属支持基板2の長手方向途中に形成されている。
導体パターン4は、ベース絶縁層3の上で、第1半導電性層5から露出するように、上記し図1が参照されるように、互いに間隔を隔てて並列配置される複数の配線9と、各配線9の先端部および後端部にそれぞれ接続される磁気ヘッド側接続端子部8Aおよび外部側接続端子部8Bとを一体的に備える配線回路パターンとして形成されている。なお、以下、磁気ヘッド側接続端子部8Aおよび外部側接続端子部8Bは、特に区別が必要でない場合は、単に端子部8として説明する。
また、各端子部8の幅は、例えば、50〜1000μm、好ましくは、80〜500μm、各端子部8間の間隔は、例えば、50〜1000μm、好ましくは、80〜500μmである。
また、第1半導電性層5は、図2に示すように、幅方向において、ベース絶縁層3の幅方向一端部13および金属支持基板2の幅方向他端部12が露出するように、形成されている。また、第1半導電性層5は、図3に示すように、長手方向において、ベース絶縁層3の長手方向一端部24および金属支持基板2の長手方向他端部23が露出するように、形成されている。
カバー絶縁層6の長さおよび幅は、目的および用途により、上記形状となるように、適宜選択される。
これにより、第2半導電性層7は、図2に示すように、幅方向において、金属支持基板2の幅方向一端部11の上面における他端としての第3下端部28と、金属支持基板2の幅方向他端部12の上面における他端としての第4下端部29とが、金属支持基板2と接触して電気的に接続されている。また、第2半導電性層7は、図3に示すように、長手方向において、金属支持基板2の長手方向一端部22の上面における他端としての第5下端部30と、金属支持基板2の長手方向他端部23の上面における他端としての第6下端部31とが、金属支持基板2と接触して電気的に接続されている。また、第2半導電性層7は、端子部8の周端縁の上面における一端としての第7下端部32が、端子部8と接触して電気的に接続されている。
また、この回路付サスペンション基板1において、端子部8の上面(第2半導電性層7の第7下端部32が積層される上面を除く。)には、図示しない金属めっき層が形成されている。
次に、この回路付サスペンション基板の製造方法について、図4および図5を参照して、説明する。
まず、この方法では、図4(a)に示すように、金属支持基板2を用意する。
次いで、この方法では、図4(b)に示すように、ベース絶縁層3を、金属支持基板2の上に形成する。ベース絶縁層3は、導体パターン4が形成される部分に対応する上記したパターンとして形成される。
ベース絶縁層3を上記したパターンとして形成するには、特に制限されず、公知の方法が用いられる。例えば、感光性樹脂(感光性ポリアミック酸樹脂)のワニスを、金属支持基板2の表面に塗布し、塗布されたワニスを乾燥して、ベース皮膜を形成する。次いで、ベース皮膜を、フォトマスクを介して露光した後、必要により加熱後、現像によりパターンを形成させ、その後、例えば、減圧下、250℃以上で加熱することにより、硬化(イミド化)させる。
次いで、この方法では、図4(c)に示すように、導体パターン4を、ベース絶縁層3の上に形成する。導体パターン4は、上記した端子部8および配線9を一体的に備える配線回路パターンとして形成する。
また、アディティブ法では、まず、ベース絶縁層3の全面(上面および側面)に、導体薄膜を形成する。導体薄膜は、スパッタリング、好ましくは、クロムスパッタリングおよび銅スパッタリングにより、クロム薄膜と銅薄膜とを積層する。
このようにして形成される導体パターン4では、その厚みが、例えば、3〜20μm、好ましくは、5〜20μmである。
第1半導電性層5を形成する半導電性材料としては、導電性ポリマーが用いられ、好ましくは、導電性粒子が分散される半導電性樹脂組成物などが用いられる。
導電性ポリマーの重合液は、例えば、導電性ポリマーを重合するためのモノマーおよび溶媒を配合することにより調製される。
溶媒としては、例えば、水、酸性水溶液などが用いられ、好ましくは、酸性水溶液が用いられる。酸性水溶液を形成する酸性成分としては、例えば、塩酸、硝酸、硫酸、リン酸などの無機酸、例えば、ギ酸、酢酸、シュウ酸などの有機酸などが用いられる。これら溶媒は、単独使用または2種以上併用することができる。
導電性ポリマーの重合液において、モノマーの濃度は、例えば、0.005〜0.5mol/L、好ましくは、0.01〜0.1mol/Lであり、溶媒が酸性水溶液である場合における酸性成分の濃度は、例えば、0.002〜0.1mol/L、好ましくは、0.005〜0.05mol/Lである。また、重合開始剤(または重合開始剤溶液)が配合されたときの、重合液においては、重合開始剤の濃度が、例えば、0.002〜0.2mol/L、好ましくは、0.005〜0.1mol/Lである。
その後、第1半導電性層5が形成された製造途中の回路付サスペンション基板1を水洗する。
次いで、この方法では、必要により、第1半導電性層5の導電性ポリマーをドーピングする。
ドーピング剤は、導電性ポリマーに導電性を付与するものであって、例えば、p−トルエンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、アルキルナフタレンスルホン酸、ポリスチレンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸ノボラック樹脂、p−フェノールスルホン酸ノボラック樹脂、β−ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物などが用いられる。これらドーピング剤は、単独使用または2種以上併用することができる。
ドーピング剤溶液の調製においては、ドーピング剤の濃度が、例えば、5〜100重量%、好ましくは、10〜50重量%となるように、溶媒を配合する。
第1半導電性層5が形成された回路付サスペンション基板1のドーピング剤溶液への浸漬時間は、例えば、30秒〜30分、好ましくは、1〜10分に設定される。また、ドーピング剤溶液の浸漬温度は、例えば、10〜70℃、好ましくは、20〜60℃に設定される。
その後、この方法では、導電性ポリマーがドーピングされた第1半導電性層5が形成された製造途中の回路付サスペンション基板1をさらに水洗する。
なお、上記した導電性ポリマーからなる第1半導電性層5を、例えば、特開平5−331431号公報、特開平9−207259号公報、特開2003−124581号公報、特開2003−203436号公報、特開2003−204130号公報、特開2004−158480号公報の記載などに準拠して形成することもできる。
導電性ポリマーの溶液を調製するには、例えば、モノマー溶液に、重合開始剤溶液を配合することにより、モノマーを重合させて、導電性ポリマーを得る。次いで、得られた導電性ポリマーを、溶媒に溶解することにより、導電性ポリマーの溶液を調製する。
モノマー溶液において、モノマーの濃度は、例えば、0.001〜1mol/L、好ましくは、0.01〜0.1mol/Lであり、溶媒が酸性水溶液である場合における酸性成分の濃度は、例えば、0.001〜1mol/L、好ましくは、0.01〜0.1mol/Lである。また、重合開始剤が配合されたときの、モノマー溶液においては、重合開始剤の濃度が、例えば、0.001〜1mol/L、好ましくは、0.01〜0.1mol/Lである。
導電性ポリマーの溶液を調製するための溶媒としては、導電性ポリマーを溶解できれば特に限定されず、例えば、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、スルホランなどの有機溶媒が用いられる。
次いで、調製した導電性ポリマーの溶液を、図4(c)で示す製造途中の回路付サスペンション基板1に、例えば、キャスティングなどの公知の塗布方法により塗布し、その後、溶媒を、例えば、50〜200℃、好ましくは、70〜120℃で、例えば、1〜60分間、好ましくは、1〜10分間、加熱することにより、乾燥させる。
その後、第1半導電性層5が形成された製造途中の回路付サスペンション基板1を水洗する。
次いで、この方法では、必要により、第1半導電性層5の導電性ポリマーをドーピングする。第1半導電性層5の導電性ポリマーをドーピングするには、上記と同様の方法が用いられる。上記した第1半導電性層5の導電性ポリマーのドーピングにより、導電性ポリマーに導電性が付与される。
なお、上記した導電性ポリマーからなる第1半導電性層5を、例えば、特開2002−275261号公報の記載などに準拠して形成することもできる。
半導電性樹脂組成物は、例えば、イミド樹脂またはイミド樹脂前駆体、導電性粒子および溶媒を含有している。
イミド樹脂前駆体としては、例えば、特開2004−35825号公報に記載されるイミド樹脂前駆体を用いることができ、例えば、ポリアミック酸樹脂が用いられる。
導電性粒子としては、例えば、導電性ポリマー粒子、カーボン粒子、金属粒子、酸化金属粒子などが用いられる。
ドーピング剤としては、上記と同様のものが用いられる。ドーピングは、予め導電性ポリマー粒子を分散(溶解)する溶媒中に配合させておいてもよく、また、第1半導電性層5を形成した後、第1半導電性層5が形成された製造途中の回路付サスペンション基板1をドーピング剤の溶液に浸漬してもよい。
金属粒子としては、例えば、クロム、ニッケル、銅、チタン、ジルコニウム、インジウム、アルミニウム、亜鉛などの粒子が用いられる。
酸化金属粒子としては、例えば、酸化クロム、酸化ニッケル、酸化銅、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化インジウム、酸化アルミニウム、酸化亜鉛などの粒子、または、これらの複合酸化物の粒子、より具体的には、酸化インジウムと酸化スズとの複合酸化物の粒子(ITO粒子)、酸化スズと酸化リンとの複合酸化物の粒子(PTO粒子)などの粒子が用いられる。
導電性粒子は、その平均粒子径が、例えば、10nm〜1μm、好ましくは、10nm〜400nm、さらに好ましくは、10nm〜100nmである。なお、導電性粒子がカーボンナノファイバーである場合には、例えば、その直径が100〜200nmであり、その長さが、5〜20μmである。平均粒子径(直径)がこれより小さいと、平均粒子径(直径)の調整が困難となる場合があり、また、これより大きいと、塗布に不向きとなる場合がある。
導電性粒子の配合割合は、イミド樹脂またはイミド樹脂前駆体100重量部に対して、例えば、1〜300重量部、好ましくは、5〜100重量部である。導電性粒子の配合割合が、これより少ないと、導電性が十分でない場合がある。また、これより多いと、イミド樹脂またはイミド樹脂前駆体の良好な膜特性が損なわれる場合がある。
上記調製した半導電性樹脂組成物を、導体パターン4の表面と、導体パターン4から露出するベース絶縁層3の表面と、ベース絶縁層3から露出する金属支持基板2の表面との全面に、例えば、ロールコート法、グラビアコート法、スピンコート法、バーコート法など公知の塗布方法により、均一に塗布する。その後、例えば、60〜250℃、好ましくは、80〜200℃で、例えば、1〜30分間、好ましくは、3〜15分間加熱して乾燥する。
その後、導体パターン4の表面および金属支持基板2の表面に形成された第1半導電性層5をエッチングなどで除去することより、第1半導電性層5を上記したパターンで形成する。
このようにして形成される第1半導電性層5の厚みは、例えば、5〜50nm、好ましくは、10〜40nmである。
次いで、この方法では、図5(e)に示すように、カバー絶縁層6を、上記したパターンで、金属支持基板2、導体パターン4および第1半導電性層5の上に形成する。
カバー絶縁層6を、上記したパターンで、金属支持基板2、導体パターン4および第1半導電性層5の上に形成するには、例えば、まず、感光性ポリアミック酸樹脂のワニスを、金属支持基板2、導体パターン4および第1半導電性層5の表面に、上記と同様の方法により、均一に塗布する。次いで、塗布されたワニスを、上記と同様に、乾燥して、カバー皮膜を形成する。
これにより、カバー絶縁層6を、上記したパターンで、金属支持基板2、導体パターン4および第1半導電性層5の上に形成することができる。
次いで、この方法では、図5(f)に示すように、カバー絶縁層6から露出する第1半導電性層5をエッチングにより除去する。エッチングは、例えば、エッチング液として水酸化カリウム水溶液などのアルカリ水溶液を用いて、浸漬法またはスプレー法によって、カバー絶縁層6をエッチングレジストとして、ウエットエッチングする。
次いで、この方法では、図5(g)に示すように、第2半導電性層7を、カバー絶縁層6の表面に、金属支持基板2と接触して電気的に接続されるように、上記したパターンで形成する。
また、金属としては、例えば、酸化金属などが用いられ、酸化金属としては、例えば、酸化クロム、酸化ニッケル、酸化銅、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化インジウム、酸化アルミニウム、酸化亜鉛などの金属酸化物が用いられる。好ましくは、酸化クロムが用いられる。これら金属は、単独使用または2種以上併用することができる。
第2半導電性層7を形成する半導電性材料としては、好ましくは、導電性ポリマーが用いられ、さらに好ましくは、ポリアニリンが用いられる。
また、第2半導電性層7を導電性ポリマーから形成するには、第1半導電性層5の形成と同様の方法が用いられる。
また、第2半導電性層7を金属から形成するには、例えば、金属をターゲットとしてスパッタリングした後、必要に応じて、加熱により酸化する方法、反応性スパッタリングする方法、酸化金属をターゲットとしてスパッタリングする方法などが用いられる。なお、上記した方法で導電性ポリマーを金属から形成する場合において、スパッタリングまたは加熱酸化の後に、第2半導電性層7がカバー絶縁層6の表面およびカバー絶縁層6から露出するベース絶縁層3の表面に形成されように、導体パターン4の表面に形成された第2半導電性層7を、エッチングなどにより除去する。
これにより、第2半導電性層7を、カバー絶縁層6の表面に、金属支持基板2と接触して電気的に接続されるように、上記したパターンで形成することができる。
また、この第2半導電性層7の表面抵抗値は、例えば、104〜1012Ω/□、好ましくは、105〜1011Ω/□の範囲に設定される。第2半導電性層7の表面抵抗値がこれより小さいと、実装される電子部品の誤作動を生じる場合がある。また、第2半導電性層7の表面抵抗値がこれより大きいと、静電破壊を防止することができない場合がある。
そして、この回路付サスペンション基板1では、ベース絶縁層3の表面に形成される第1半導電性層5と、カバー絶縁層6の表面に形成される第2半導電性層7とを備え、第1半導電性層5は、導体パターン4および金属支持基板2と接触して電気的に接続されており、第2半導電性層7は、金属支持基板2と接触して電気的に接続されている。そのため、第1半導電性層5と第2半導電性層7とによって、導体パターン4、ベース絶縁層3およびカバー絶縁層6に帯電する静電気を、金属支持基板2に移動(接地)させ、効率的に除去することができ、実装される電子部品の静電破壊を確実に防止することができる。
なお、上記した説明では、第1半導電性層5を、金属支持基板2と接触するように形成したが、例えば、第1半導電性層5は、金属支持基板2と直接接触しないように、金属支持基板2と電気的に接続するように形成することができる。
より具体的には、図示しないが、第2半導電性層7を、幅方向において、ベース絶縁層3の幅方向一端部13の側面と、カバー絶縁層6の幅方向他端部16の側面とに形成せず、第1半導電性層5(第1半導電性層5の幅方向一端部18)を介して、金属支持基板2と電気的に接続させる。また、第2半導電性層7を、長手方向において、ベース絶縁層3の長手方向一端部24の側面と、カバー絶縁層6の長手方向他端部27の側面とに形成せず、第1半導電性層5(第1半導電性層5の長手方向一端部20)を介して、金属支持基板2と電気的に接続させる。
実施例1
厚み20μmのステンレス箔からなる金属支持基板を用意した(図4(a)参照)。
次いで、その金属支持基板の表面に、感光性ポリアミック酸樹脂のワニスを、スピンコーターを用いて均一に塗布し、次いで、塗布されたワニスを、90℃で15分加熱することにより、ベース皮膜を形成した。その後、そのベース皮膜を、フォトマスクを介して、700mJ/cm2で露光させ、190℃で10分加熱した後、アルカリ現像液を用いて現像した。その後、1.33Paに減圧した状態で、385℃で硬化させることにより、ポリイミドからなるベース絶縁層を、金属支持基板の上に、導体パターンが形成される部分に対応するパターンとして形成した(図4(b)参照)。このベース絶縁層の厚みは、10μmであった。
次いで、第1半導電性層を、導体パターンから露出するベース絶縁層の表面に、導体パターンおよび金属支持基板と接触して電気的に接続されるように形成した。
ポリアニリン粉末の調製では、攪拌装置、温度計および直管アダプターを備えた10L容量セパラブルフラスコに、蒸留水6000g、36%塩酸360mLおよびアニリン400g(4.295モル)を配合して攪拌することにより、アニリンのモノマー溶液を調製した。このアニリンのモノマー溶液に、28%硫酸水溶液1927g(硫酸:4.295モル)を冷却しながら配合し、次いで、30%重合開始剤溶液3273g(ペルオキソ二硫酸アンモニウム:4.295モル)を、アニリンのモノマー溶液が−3℃以下に保持されるように、冷却しながら、攪拌下で徐々に滴下した。その後、反応溶液が−3℃以下に保持されるように、さらに1時間攪拌した。これにより、ポリアニリン粉末が析出された。
次いで、調製されたポリアニリン粉末のうちの10gを、NMP90gに溶解することにより、ポリアニリンのNMP溶液を調製した。
その後、80℃で、10分間、乾燥して、ポリアニリンからなる第1半導電性層を形成した。次いで、第1半導電性層が形成された回路付サスペンション基板を、20重量%p−フェノールスルホン酸ノボラック樹脂水溶液に、80℃で、10分間、浸漬することにより、第1半導電性層をドーピングした。その後、これを水洗した(図4(d)参照)。なお、このドーピングされたポリアニリンからなる第1半導電性層の厚みは30nmであった。また、ドーピングされたポリアニリンからなる第1半導電性層の表面抵抗値を、表面抵抗測定装置(三菱化学(株)製、Hiresta−up MCP−HT450)を用いて、温度25℃、湿度15%で測定したところ、1×107Ω/□であった。
次いで、第2半導電性層を、カバー絶縁層の表面に、金属支持基板と接触して電気的に接続されるように形成した。
(評価)
帯電減衰性能
実施例1により得られた回路付サスペンション基板を、ナノクーロンメータ(春日電機(株)製)により、帯電減衰性能を評価した。その結果、カバー絶縁層において、0.1nC(ナノクーロン)の電荷が減衰するのに、減衰時間が0.10秒で、その標準偏差が0.01であり、ベース絶縁層において、0.1nC(ナノクーロン)の電荷が減衰するのに、減衰時間が2.00秒で、その標準偏差が0.50であった。
2 金属支持基板
3 ベース絶縁層
4 導体パターン
5 第1半導電性層
6 カバー絶縁層
7 第2半導電性層
8 端子部
28 第3下端部(他端)
29 第4下端部(他端)
30 第5下端部(他端)
31 第6下端部(他端)
32 第7下端部(一端)
Claims (8)
- 金属支持基板と、
前記金属支持基板の上に形成されるベース絶縁層と、
前記ベース絶縁層の上に形成される導体パターンと、
前記導体パターンの上面および下面に形成されず、前記導体パターンから露出する前記ベース絶縁層の表面に形成され、導電性ポリマーからなる第1半導電性層と、
前記導体パターンおよび前記第1半導電性層の上に形成されるカバー絶縁層と、
前記カバー絶縁層の表面に形成される第2半導電性層とを備え、
前記第1半導電性層が、前記導体パターンおよび前記金属支持基板と電気的に接続され、
前記第2半導電性層が、前記金属支持基板と電気的に接続されていることを特徴とする、配線回路基板。 - 前記第2半導電性層が、導電性ポリマーからなることを特徴とする、請求項1に記載の配線回路基板。
- 前記導体パターンは、前記カバー絶縁層が開口されることにより露出する端子部を含み、
前記第2半導電性層は、少なくとも一端が前記端子部と電気的に接続され、少なくとも他端が前記金属支持基板と電気的に接続されていることを特徴とする、請求項1または2に記載の配線回路基板。 - 前記第1半導電性層と前記第2半導電性層とが、互いに接触していることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の配線回路基板。
- 前記第1半導電性層の表面抵抗値が、104〜1012Ω/□であることを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載の配線回路基板。
- 前記第2半導電性層の表面抵抗値が、104〜1012Ω/□であることを特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載の配線回路基板。
- 金属支持基板を用意して、前記金属支持基板の上に形成されるベース絶縁層と、前記ベース絶縁層の上に形成される導体パターンとを形成する工程、
前記導体パターンを形成する工程後、第1半導電性層を、前記導体パターンから露出する前記ベース絶縁層の表面に、前記導体パターンおよび前記金属支持基板と電気的に接続されるように、前記導体パターンの上面および下面に形成されないように、形成する工程、
カバー絶縁層を、前記導体パターンおよび前記第1半導電性層の上に形成する工程、および、
第2半導電性層を、前記カバー絶縁層の表面に、前記金属支持基板と電気的に接続されるように形成する工程を備えることを特徴とする、配線回路基板の製造方法。 - 前記第2半導電性層を形成する工程において、前記第2半導電性層を、導電性ポリマーから形成することを特徴とする、請求項7に記載の配線回路基板の製造方法。
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