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JPH097715A - 重層基板の設計方法及び重層基板 - Google Patents

重層基板の設計方法及び重層基板

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Publication number
JPH097715A
JPH097715A JP7150680A JP15068095A JPH097715A JP H097715 A JPH097715 A JP H097715A JP 7150680 A JP7150680 A JP 7150680A JP 15068095 A JP15068095 A JP 15068095A JP H097715 A JPH097715 A JP H097715A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
connector
electric circuit
circuit board
board
multilayer
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP7150680A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshi Ichimura
啓 市村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP7150680A priority Critical patent/JPH097715A/ja
Priority to US08/661,473 priority patent/US5768106A/en
Publication of JPH097715A publication Critical patent/JPH097715A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/14Structural association of two or more printed circuits
    • H05K1/144Stacked arrangements of planar printed circuit boards
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R12/00Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, specially adapted for printed circuits, e.g. printed circuit boards [PCB], flat or ribbon cables, or like generally planar structures, e.g. terminal strips, terminal blocks; Coupling devices specially adapted for printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures; Terminals specially adapted for contact with, or insertion into, printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures
    • H01R12/70Coupling devices
    • H01R12/71Coupling devices for rigid printing circuits or like structures
    • H01R12/712Coupling devices for rigid printing circuits or like structures co-operating with the surface of the printed circuit or with a coupling device exclusively provided on the surface of the printed circuit
    • H01R12/716Coupling device provided on the PCB
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R12/00Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, specially adapted for printed circuits, e.g. printed circuit boards [PCB], flat or ribbon cables, or like generally planar structures, e.g. terminal strips, terminal blocks; Coupling devices specially adapted for printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures; Terminals specially adapted for contact with, or insertion into, printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures
    • H01R12/50Fixed connections
    • H01R12/51Fixed connections for rigid printed circuits or like structures
    • H01R12/52Fixed connections for rigid printed circuits or like structures connecting to other rigid printed circuits or like structures
    • H01R12/523Fixed connections for rigid printed circuits or like structures connecting to other rigid printed circuits or like structures by an interconnection through aligned holes in the boards or multilayer board

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Combinations Of Printed Boards (AREA)
  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】重層して配設される各基板における中央部位及
び任意の位置における接続を可能にして、基板設計上の
自由度を確保し、かつ各基板縁部の近傍を通過するよう
に配設されるケーブルやワイヤーハーネス乃至フレキシ
ブル基板を廃止して、伝達されるべき信号に対して悪影
響を及ぼすことのないようにする。 【構成】上層の第1の電気回路基板1と下層の第3の電
気回路基板3と、電気回路基板の間に介在する中間層の
第2の電気回路基板2を重層した重層基板の設計方法で
あって、第1の電気回路基板1に第1のコネクタ11を
実装し、前記第3の電気回路基板3に第2のコネクタ1
4を実装し、前記第2の電気回路基板の表面において前
記第1のコネクタとの位置関係を維持して第3のコネク
タ12を実装し、かつ裏面において前記第2のコネクタ
との位置関係を維持して第4のコネクタ14を実装し、
前記第3のコネクタと前記第4のコネクタのピンにおい
て前記第2の電気回路基板の表裏間を導通させた導通手
段を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は重層基板の設計方法及び
重層基板に係り、例えば3枚の基板を上中下段になるよ
うに3層に重層した状態で設ける場合において、複数の
コネクタを使用して電気的に接続するための重層基板の
設計方法及び重層基板に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、例えば3枚の基板を上中下段
になるように3層に重層した状態で設ける場合におい
て、上層の上層電気回路基板と下層の下層電気回路基板
とを接続しなければならず、しかも上層電気回路基板と
下層電気回路基板の間において、中層の中層電気回路基
板が存在する場合においては、図5に示すように接続し
なければならない。
【0003】即ち、図5の従来の重層基板構造を示した
外観斜視図に図示のように、略外形形状が同じ3枚の基
板を上中下段になるように3層に重層した状態で設ける
ためには、上層電気回路基板101と下層の下層電気回
路基板103と、中間の中層電気回路基板102を設
け、各基板においてコネクタ111、112、113を
実装し、ケーブルやワイヤーハーネスやフレキシブル基
板120などを用いて上層、下層、中層の各電気回路基
板101、102、103を電気的に接続するようにし
ている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようにケーブルやワイヤーハーネスなどを用いて接続す
るような従来の方法において、各基板間の高さ方向のス
ペースが充分に確保できない場合には、各基板における
中央部位における接続を行うことが不可能となってしま
い基板設計上に大きな制約を受けてしまう問題点があっ
た。
【0005】更にまた、各基板縁部の近傍を通過するよ
うに配設されるケーブルやワイヤーハーネス乃至フレキ
シブル基板が放射ノイズを放出し、かつまた外部からの
放射ノイズを受信するように機能する、所謂アンテナ化
することがある。この結果、伝達されるべき信号に対し
て悪影響を及ぼす問題点があり、ノイズ対策を施した特
殊線材を使用する場合もあった。
【0006】したがって、本発明は上述の問題点に鑑み
てなされたものであり、重層して配設される各基板にお
ける中央部位及び任意の位置における接続を可能にし
て、基板設計上の自由度を確保し、かつ各基板縁部の近
傍を通過するように配設されるケーブルやワイヤーハー
ネス乃至フレキシブル基板を廃止して、伝達されるべき
信号に対して悪影響を及ぼすことのない重層基板の設計
方法及び重層基板の提供を目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決し、
目的を達成するために、上層の第1の電気回路基板と下
層の第3の電気回路基板と、前記第1の電気回路基板と
前記第3の電気回路基板の間に介在する中間層の第2の
電気回路基板を重層した重層基板の設計方法であって、
前記第1の電気回路基板に第1のコネクタを実装し、前
記第3の電気回路基板に第2のコネクタを実装し、前記
第2の電気回路基板の表面において前記第1のコネクタ
との位置関係を維持して第3のコネクタを実装し、かつ
裏面において前記第2のコネクタとの位置関係を維持し
て第4のコネクタを実装し、前記第3のコネクタと前記
第4のコネクタのピンにおいて前記第2の電気回路基板
の表裏間を導通させる導通手段を設けるように設計する
ことを特徴としている。
【0008】また、重層基板の設計方法において、前記
導通手段は、前記第3のコネクタと前記第4のコネクタ
同じピンピッチのものを使用し、少なくとも接続すべき
信号本数分のコネクタピンがオーバーラップする位置に
配置し、かつピン配列を一致させることを特徴としてい
る。
【0009】また、重層基板の設計方法において、前記
導通手段は、前記第3のコネクタと前記第4のコネクタ
と同じピンピッチのものを使用し、少なくとも接続すべ
き信号本数分のコネクタピンがオーバーラップする位置
においてスルーホールで形成することを特徴としてい
る。
【0010】また、重層基板の設計方法において、前記
導通手段は、前記第3のコネクタと前記第4のコネクタ
と同じピンピッチのものを使用し、少なくとも接続すべ
き信号本数分のコネクタピンがオーバーラップする位置
においてスルーホールで形成するとともに、前記スルー
ホールの近傍にグランドパターンを設けることを特徴と
している。
【0011】また、重層基板の設計方法において、前記
第3のコネクタと前記第4のコネクタと同じピンピッチ
のものを使用し、前記第2の電気回路基板に穿設された
位置決め孔に対して、前記第3のコネクタと前記第4の
コネクタに形成された位置決め部を案内することを特徴
としている。
【0012】また、上層の第1の電気回路基板と下層の
第3の電気回路基板と、前記第1の電気回路基板と前記
第3の電気回路基板の間に介在する中間層の第2の電気
回路基板を重層した重層基板であって、前記第1の電気
回路基板に実装される第1のコネクタと、前記第3の電
気回路基板に実装される第2のコネクタと、前記第2の
電気回路基板の表裏に実装される第3のコネクタと第4
のコネクタ間の相互位置関係を維持して前記各電気回路
基板上にそれぞれ実装するとともに、前記第3のコネク
タと前記第4のコネクタにおいて前記第2の電気回路基
板の表裏間を導通する導通手段を設けたことを特徴とし
ている。
【0013】また、重層基板において、前記導通手段
は、前記第3のコネクタと前記第4のコネクタと同じピ
ンピッチのものを使用し、少なくとも接続すべき信号本
数分のコネクタピンがオーバーラップする位置に配置
し、かつピン配列を一致させて形成することを特徴とし
ている。
【0014】また、重層基板において、前記導通手段
は、前記第3のコネクタと前記第4のコネクタと同じピ
ンピッチのものを使用し、少なくとも接続すべき信号本
数分のコネクタピンがオーバーラップする位置において
スルーホールにより形成されることを特徴としている。
【0015】また、重層基板において、前記導通手段
は、前記第3のコネクタと前記第4のコネクタと同じピ
ンピッチのものを使用し、少なくとも接続すべき信号本
数分のコネクタピンがオーバーラップする位置において
スルーホールから形成されるとともに、前記スルーホー
ルの近傍にグランドパターンを設けることを特徴として
いる。
【0016】そして、重層基板において、前記第3のコ
ネクタと前記第4のコネクタと同じピンピッチのものを
使用し、前記第2の電気回路基板に穿設された位置決め
孔に対して、前記第3のコネクタと前記第4のコネクタ
に形成された位置決め部を案内することを特徴としてい
る。
【0017】
【作用】上記構成により、第1の電気回路基板と第3の
電気回路基板とを接続する信号をコネクタを用いてダイ
レクト接続することが可能となる。すなわち、各コネク
タを前記設計方法によるピン配列位置に配置することに
より、各コネクタにおける同一信号ピンの接続は、コネ
クタピン基板上へはんだ付けするためのランドにスルー
ホールを設けるか、もしくはコネクタピンのランドから
最短距離にスルーホールを設けることで実現可能とな
る。また、基板を経由する信号ピンのみコネクタピンを
オーバーラップさせることにより、コネクタの位置決め
用のボス穴等が重複することを避けることが可能とな
る。
【0018】
【実施例】以下に本発明の好適な実施例であって、3枚
の電気回路基板を中間層の基板を介して基板間接続する
場合について述べる。ここで、以下の例では、二つのコ
ネクタ間の接続の場合について述べるが、一つのコネク
タと複数のコネクタに接続する場合などにも同様な手法
を用いることができることは言うまでもない。
【0019】図1は本発明の第1実施例に係る外観斜視
図であって、3枚の電気回路基板を中間層の基板を介し
て基板間接続する様子を示している。本図において、互
いに略同様の外形寸法を有する上層の電気回路基板1と
中間層の電気回路基板2と下層の電気回路基板3とが重
層状態で設けられている。
【0020】このような重層状態にするために、電気回
路基板1の裏面1bには、電気回路基板2に対して信号
伝達を行うための破線図示のコネクタ11がX、Y方向
において正確に位置決めされて実装されている。また、
電気回路基板2の表面2a上には、電子回路基板1との
間で信号を接続するためのコネクタ12と、電気回路基
板3と信号を接続するための破線図示のコネクタ13が
裏面2b上にそれぞれ実装されている。そして、電気回
路基板3上の表面3aには、電気回路基板2と信号を接
続するためのコネクタ14が実装されている。
【0021】上記の電気回路基板1と電気回路基板2
は、図2の接合状態を示す正面図において示すように、
コネクタ11とコネクタ12とが接合されることによっ
て、電気回路基板1と電気回路基板2の信号の接続を行
うように構成されている。これと同様に、電気回路基板
2と電気回路基板3はコネクタ13とコネクタ14が接
合することによって、電気回路基板2と電気回路基板3
の信号の接続を行うように構成されている。
【0022】以上の構成例において、電気回路基板1の
4つの信号である、信号Aと信号Bと信号Cと信号Dと
を電気回路基板3へ伝達するために、電気回路基板1か
ら電気回路基板3へ伝達するコネクタ11、12、1
3、14を用いて構成する場合について述べる。
【0023】図3(a)は、電気回路基板2の一部を示
した要部拡大図であって、コネクタ12と、コネクタ1
3を示す一方、(b)は、各ピンのピン番号を示した図
表である。先ず、図3(a)に示すように、電気回路基
板2のコネクタ12とコネクタ13の配置は、電気回路
基板2の上から透視した場合に、電気回路基板1から電
気回路基板3へ伝達するための4本分のピンがオーバー
ラップするように配置されている。
【0024】そして、このようにオーバーラップするピ
ンの信号配置は、電気回路基板2の上方から透視した場
合に、コネクタ12のピンの信号配置とコネクタ13の
ピンの信号配置が一致するように配置している。
【0025】即ち、図3(b)において、コネクタ12
とコネクタ13のコネクタピンの信号配置は、コネクタ
12の番ピンとコネクタ13の番ピンがオーバーラ
ップしている。また、コネクタ12の番ピンとコネク
タ13の番ピンがオーバーラップしている。そこで、
コネクタ12の番ピンのランド23にスルーホール2
4を設けることで、信号Bは電気回路基板2の裏面にあ
るコネクタ13の番ピンのランドにスルーホールが到
達するようにでき、コネクタ12とコネクタ13の間を
最短の配線長で接続することができる。
【0026】また、信号Aに関しては、コネクタ12の
番ピンのランド23にスルーホール24を設けること
で、信号Aは電気回路基板2の裏面にあるコネクタ13
の番ピンのランドにスルーホールが到達するようにで
き、コネクタ12とコネクタ13の間を最短の配線長で
同様に接続することができる。
【0027】以下同様に、信号Cと信号Dをコネクタ1
2とコネクタ13の番ピンと番ピンをそれぞれ使用
することで、最短の配線長で接続することができる。
【0028】一方、ランドにスルーホールを設けること
ができない場合は、コネクタ12の番ピンとコネクタ
13の番ピンのように、ランド23から直線状にした
短い配線パターン26を延設しておき、その端部におい
てスルーホール25を設けるようにして、信号C、信号
Dを短い配線長で接続できるようにしても良い。
【0029】さらにまた、図3(a)に示した事例によ
れば、電気回路基板1と電気回路基板3へ接続する4信
号分のピンをオーバーラップさせているために、コネク
タ12のボス穴21とコネクタ13のボス穴21が重複
しないようにできる。即ち、コネクタ12の位置決め用
の一対のボス12aと、コネクタ13の位置決め用の一
対のボス13aを図示のようにコネクタのY方向にずら
すように配置できるようになるので、コネクタ12とコ
ネクタ13のピンのオーバーラップを保ったままで取付
けることが可能となる。
【0030】以上のようにして、重層して配設される各
基板における中央部位及び任意の位置におけるコネクタ
間のダイレクトな接続を可能にできる。また、基板縁部
の近傍を通過するように配設されるケーブルやワイヤー
ハーネス等を廃止できるので、アンテナ化を防止できる
ことから、伝達されるべき信号に対して悪影響が及ばな
い耐ノイズ性に優れる重層構造の基板を実現できる。
【0031】図4は電気回路基板2の一部拡大平面図で
あって、上記第1実施例と同一の結線が行われているこ
とを前提としている。本図において、コネクタ12の
番、番、番、番ピンとコネクタ13の番、
番、番、番ピンがそれぞれスルーホールを用いて結
線されている様子が示されている。本図において、図示
のように最小の基板面積で結線がなされているため、コ
ネクタピンの周辺をグランドプレーン31である信号の
ガードパターンとして囲むことが可能となる。このよう
にすることにより、信号品位の維持や、放射ノイズの抑
制をさらに効果的に行うことが可能となる。
【0032】以上のように、ハーネスを用いずにコネク
タを介してダイレクトに信号を伝達することができるよ
うになるため、基板の中央部において基板間の接続を行
うことも可能となり、基板組立時の作業を簡単化できる
ようになる。また、ケーブル乃至ハーネスが不要とな
り、その分安価にできる。かつまた放射ノイズのアンテ
ナになることを避けることが出来る効果がある。
【0033】また。コネクタを実装する際に必要なボス
穴が重複することを避けることができる効果がある。
【0034】そして、電気回路基板表面に実装される表
面実装コネクタから、裏面に実装する表面実装コネクタ
へ接続するための配線の長さを最短にできることから、
コネクタ周辺に生じる空き領域においてグランドプレー
ンを配することによって、さらなる信号品位の維持や、
放射ノイズの抑制を図ることができる。
【0035】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
重層して配設される各基板における中央部位及び任意の
位置における接続を可能にして、基板設計上の自由度を
確保し、かつ各基板縁部の近傍を通過するように配設さ
れるケーブルやワイヤーハーネス乃至フレキシブル基板
を廃止して、伝達されるべき信号に対して悪影響を及ぼ
すことのない重層基板の設計方法及び重層基板を提供す
ることができる。
【0036】
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施例の外観斜視図である。
【図2】図1の電気回路基板1、電気回路基板2、電気
回路基板3をコネクタ11とコネクタ12、コネクタ1
3とコネクタ14を接続した後に正面から見た正面図で
ある。
【図3】(a)電気回路基板2上に実装されるコネクタ
12とコネクタ13の配置の詳細を示した要部拡大平面
図である。 (b)図3(a)のピン配置を示した図表である。
【図4】別実施例の要部拡大平面図である。
【図5】従来の重層基板の外観斜視図である。
【符号の説明】
1 電気回路基板(上層) 2 電気回路基板(中間層) 3 電気回路基板(下層) 11 電気回路基板1に実装されるコネクタ(第1のコ
ネクタ) 12 電気回路基板2表面に実装されるコネクタ(第3
のコネクタ) 13 電気回路基板2裏面に実装されるコネクタ(第4
のコネクタ) 14 電気回路基板3に実装されるコネクタ(第2のコ
ネクタ) 21 位置決め用ボス穴 23 コネクタピン用のランド 24 スルーホール 25 スルーホール 31 グランドプレーン

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 上層の第1の電気回路基板と下層の第3
    の電気回路基板と、前記第1の電気回路基板と前記第3
    の電気回路基板の間に介在する中間層の第2の電気回路
    基板を重層した重層基板の設計方法であって、 前記第1の電気回路基板に第1のコネクタを実装し、前
    記第3の電気回路基板に第2のコネクタを実装し、前記
    第2の電気回路基板の表面において前記第1のコネクタ
    との位置関係を維持して第3のコネクタを実装し、かつ
    裏面において前記第2のコネクタとの位置関係を維持し
    て第4のコネクタを実装し、 前記第3のコネクタと前記第4のコネクタのピンにおい
    て前記第2の電気回路基板の表裏間を導通させたい導通
    手段を設けるように設計することを特徴とする重層基板
    の設計方法。
  2. 【請求項2】 前記導通手段は、前記第3のコネクタと
    前記第4のコネクタとは同じピンピッチのものを使用
    し、少なくとも接続すべき信号本数分のコネクタピンが
    オーバーラップする位置に配置し、かつピン配列を一致
    させることを特徴とする請求項1に記載の重層基板の設
    計方法。
  3. 【請求項3】 前記導通手段は、前記第3のコネクタと
    前記第4のコネクタとは同じピンピッチのものを使用
    し、少なくとも接続すべき信号本数分のコネクタピンが
    オーバーラップする位置においてスルーホールで形成す
    ることを特徴とする請求項1に記載の重層基板の設計方
    法。
  4. 【請求項4】 前記導通手段は、前記第3のコネクタと
    前記第4のコネクタとは同じピンピッチのものを使用
    し、少なくとも接続すべき信号本数分のコネクタピンが
    オーバーラップする位置においてスルーホールで形成す
    るとともに、前記スルーホールの近傍にグランドパター
    ンを設けることを特徴とする請求項1に記載の重層基板
    の設計方法。
  5. 【請求項5】 前記第3のコネクタと前記第4のコネク
    タとは同じピンピッチのものを使用し、前記第2の電気
    回路基板に穿設された位置決め孔に対して、前記第3の
    コネクタと前記第4のコネクタに形成された位置決め部
    を案内することを特徴とする請求項1に記載の重層基板
    の設計方法。
  6. 【請求項6】 上層の第1の電気回路基板と下層の第3
    の電気回路基板と、前記第1の電気回路基板と前記第3
    の電気回路基板の間に介在する中間層の第2の電気回路
    基板を重層した重層基板であって、 前記第1の電気回路基板に実装される第1のコネクタ
    と、前記第3の電気回路基板に実装される第2のコネク
    タと、前記第2の電気回路基板の表裏に実装される第3
    のコネクタと第4のコネクタ間の相互位置関係を維持し
    て前記各電気回路基板上にそれぞれ実装するとともに、 前記第3のコネクタと前記第4のコネクタにおいて前記
    第2の電気回路基板の表裏間を導通する導通手段を設け
    たことを特徴とする重層基板。
  7. 【請求項7】 前記導通手段は、前記第3のコネクタと
    前記第4のコネクタとは同じピンピッチのものを使用
    し、少なくとも接続すべき信号本数分のコネクタピンが
    オーバーラップする位置に配置し、かつピン配列を一致
    させて形成されることを特徴とする請求項6に記載の重
    層基板。
  8. 【請求項8】 前記導通手段は、前記第3のコネクタと
    前記第4のコネクタとは同じピンピッチのものを使用
    し、少なくとも接続すべき信号本数分のコネクタピンが
    オーバーラップする位置においてスルーホールにより形
    成されることを特徴とする請求項6に記載の重層基板。
  9. 【請求項9】 前記導通手段は、前記第3のコネクタと
    前記第4のコネクタとは同じピンピッチのものを使用
    し、少なくとも接続すべき信号本数分のコネクタピンが
    オーバーラップする位置においてスルーホールから形成
    されるとともに、前記スルーホールの近傍にグランドパ
    ターンを設けることを特徴とする請求項6に記載の重層
    基板。
  10. 【請求項10】 前記第3のコネクタと前記第4のコネ
    クタとは同じピンピッチのものを使用して、前記第2の
    電気回路基板に穿設された位置決め孔に対して、前記第
    3のコネクタと前記第4のコネクタに形成された位置決
    め部を案内することを特徴とする請求項6に記載の重層
    基板。
JP7150680A 1995-06-16 1995-06-16 重層基板の設計方法及び重層基板 Withdrawn JPH097715A (ja)

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JP7150680A JPH097715A (ja) 1995-06-16 1995-06-16 重層基板の設計方法及び重層基板
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