JP2003332739A - 多層プリント配線板及び多層プリント配線板の製造方法 - Google Patents
多層プリント配線板及び多層プリント配線板の製造方法Info
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Abstract
厚みを薄くできる多層プリント配線板を提供する。 【解決手段】 コア基板30を形成する絶縁層20の非
貫通孔26に金属層32、34を充填してスルーホール
36を形成するため、コア基板30の強度を高め、コア
基板30を薄く形成することが可能となり、多層プリン
ト配線板を厚みを減らし、熱伝導性を高めることができ
る。
Description
載置するパッケージ基板に用い得る多層プリント配線板
に関し、特にコア基板に層間樹脂絶縁層をビルドアップ
してなる多層プリント配線板及び多層プリント配線板の
製造方法に関するのもである。
は、例えば、特開平9−130050号に開示される方
法にて製造されている。すなわち、スルーホールを形成
したコア基板の上に層間樹脂絶縁層を積層し、該層間樹
脂絶縁層の上に回路パターンを形成する。これを繰り返
すことにより、ビルドアップ多層プリント配線板が得ら
れる。
1GHz程度のICチップからさらに高周波のICチッ
プを用いるためには、電源の供給不足を緩和しなければ
ならない。特に初期起動時におけるICチップへの電源
の供給不足が発生すると、誤動作やシステムエラーを引
き起こしやすくなってしまう。そのため、電源を伝える
ための導体回路を多くする必要がある。しかしながら、
現在、コア基板に表裏の導通を取るためのスルーホール
を形成する際、ドリルにより貫通孔を穿設している。ド
リルでは、最小300μm程度となり、アライメント等
を考慮すると単位面積当たりの形成される貫通孔の数も
限定されてしまう。
孔を穿設する方法を検討した。レーザにより、ドリルよ
りは小さい貫通孔を形成されるので、単位面積当たりに
形成される貫通孔の数も増やすことが可能となった。け
れど、導通を取るためにめっき等により導体層を形成す
るもしくはコア基板としての平坦性を保つために、貫通
孔内に穴埋め樹脂等を充填させることが、小さい貫通孔
ではできないということが発生しました。
度であるために、起こりうる事態であるということも推
定して、基板厚みを0.6mm以下にして、同様に行っ
てみたが、基板自体の強度がなく、反りが発生したりし
て、導体層の位置ズレや断線等を引き起こしてしまっ
た。特に、ビルドアップを形成するときの熱履歴による
反りを低減することができないのである。そのために、
基板の厚みを薄くすることによりレーザで開口すること
は行えるが、基板自体の強度がなく、実用することがで
きなかった。
れたものであり、その目的とするところは、スルーホー
ルの配設密度を高め得ると共に、厚みを薄くできる多層
プリント配線板及び該多層プリント配線板の製造方法を
提供することにある。
ため、請求項1の多層プリント配線板では、スルーホー
ル内が金属で充填されたコア基板に、層間樹脂絶縁層及
び導体回路をビルドアップしてなることを技術的特徴と
する。
縁層及び導体回路をビルドアップしてなる多層プリント
配線板において、前記コア基板は、非貫通孔が形成さ
れ、該非貫通孔に2種類以上の金属で充填されスルーホ
ールが形成されて、該コア基板には、片面もしくは両面
ビルドアップされていることを技術的特徴とする。
は、表層には、半田バンプを介してICチップが接続さ
れていて、その裏面には、外部基板との接続端子が実装
されていることを技術的特徴とする。
は、コア基板に片面ビルドアップされていて、ビルドア
ップの表層には、半田バンプを介してICチップが接続
されていて、その裏面のコア基板の表層には、外部基板
との接続端子が実装されていることを技術的特徴とす
る。
なくとも無電解めっき膜、電解めっき膜であることを技
術的特徴とする。
(D)の工程を備えることを特徴とする多層プリント配
線板の製造方法: (A)絶縁層の片面に金属箔が積層されてなる片面銅張
積層板の前記絶縁層に、レーザで片面の金属箔へ至る非
貫通孔を穿設する工程; (B)前記絶縁層の非貫通孔に金属を充填してスルーホ
ールを形成すると共に、前記金属箔の非積層面に導体層
を形成する工程; (C)前記導体層及び前記金属箔をエッチングして導体
回路を形成し、前記絶縁層をコア基板とする工程; (D)前記コア基板の片面又は両面にビルドアップ層を
形成する工程。
(E)の工程を備えることを特徴とする多層プリント配
線板の製造方法: (A)絶縁層の両面に金属箔が積層されてなる両面銅張
積層板の片面の金属箔に、エッチングによりコンフォー
マルマスクを形成する工程; (B)前記コンフォーマルマスクを用いて前記絶縁層に
レーザで裏面の金属箔へ至る非貫通孔を穿設する工程; (C)前記絶縁層の非貫通孔に金属を充填してスルーホ
ールを形成すると共に、前記コンフォーマルマスク面に
導体層を形成する工程; (D)前記導体層及び前記金属箔をエッチングして導体
回路を形成し、前記絶縁層をコア基板とする工程; (E)前記コア基板の片面又は両面にビルドアップ層を
形成する工程。
工程を備えることを特徴とする多層プリント配線板の製
造方法: (A)絶縁層の両面に金属箔が積層されてなる両面銅張
積層板の片面の金属箔から直接レーザで裏面の金属箔へ
至る非貫通孔を穿設する工程; (B)前記絶縁層の非貫通孔に金属を充填してスルーホ
ールを形成するとともに前記金属箔の開口面に導体層を
形成する工程; (C)前記導体層及び前記金属箔をエッチングして導体
回路を形成し、前記絶縁層をコア基板とする工程; (D)前記コア基板の片面または両面にビルドアップ層
を形成する工程。
属は、少なくとも無電解めっき膜、電解めっき膜である
ことを技術的特徴とする。
に、金属箔をライトエッチングにより予め薄くする工程
を行うことを技術的特徴とする。
板、請求項6、請求項7、請求項8の多層プリント配線
板の製造方法では、スルーホール内に金属層を充填させ
ることにより、コア基板の強度を確保することができ、
反りなどがなくなり、コア基板を薄くすることが可能と
なり、多層プリント配線板全体の厚みを減らすことがで
きる。これにより、ICチップと外部端子との接続距離
を短くすることができるため、ループインダクタンスを
低減し電気特性が向上する。また、上述したようにコア
基板を薄くでき、且つ、金属層へ至る非貫通孔を絶縁層
に形成すればよいため、従来のコア基板と比較してレー
ザにより穿設する通孔の深さが半分以下になる。従っ
て、レーザにより容易に微細な非貫通孔を穿設でき、小
径のスルーホールを形成することが可能になるので、多
層プリント配線板の集積度を高めることができる。単位
面積あたりの孔数が増えるので、電源として使用できる
本数が増大する。そのため、電源供給量が増し、誤動作
が防止される。非貫通孔は、テーパー状でも、直線状で
あってもよい。
ンプを介してICチップが接続されていて、その裏面に
は、外部基板との接続端子が実装されていることが望ま
しい。それにより、パッケージ基板として用いることが
でき、従来よりも薄くすることができる。そのために、
より薄い筐体内に収容することができる。
ルドアップされていて、ビルドアップの表層には、半田
バンプを介してICチップが接続されていて、その裏面
のコア基板の表層には、外部基板との接続端子が実装さ
れていることが望ましい。ビルドアップにより、高密度
化、集積されたバンプを形成することができ、コア基板
としての銅張積層板としての強度を有しているので、外
部端子であるPGA/BGAと外部基板との剥がれを防
止することができる。
9の多層プリント配線板の製造方法では、下層に無電解
めっき膜、上層に電解めっき膜を形成させる。充填され
る金属層を無電解めっき膜、電解めっき膜の2層とする
ことで、コア基板の強度を高めることができる。無電解
めっきにより、金属箔とで密着性が良くなり、コアに応
力が加わっても、その部分での引き剥がされることがな
い。そのため、電気接続性、信頼性も向上する。
では、金属箔に予めエッチングを施すことにより、回路
を形成する際に、アンダーカットや金属箔残りを防止す
ることができる。これにより、狭ピッチで導体回路を形
成することができる。
図を参照して説明する。 [第1実施形態]先ず、本発明の第1実施形態に係る多層
プリント配線板の構成について、断面図を示す図6を参
照して説明する。図6に示すように、多層プリント配線
板10では、コア基板30の表面に導体回路36b、裏
面に導体回路28aが形成され、更に、該導体回路36
b、28の上に層間樹脂絶縁層50、50が形成されて
いる。該層間樹脂絶縁層50、50には、バイアホール
60及び導体回路58が配設されている。該層間樹脂絶
縁層50、50の上層には、層間樹脂絶縁層150、1
50が形成されている。該層間樹脂絶縁層150、15
0には、バイアホール160及び導体回路(図略)が配
設されている。層間樹脂絶縁層150、150の上層に
はソルダーレジスト70、70が形成されており、該ソ
ルダーレジスト70の開口部71を介して、上面のバイ
アホール160に半田バンプ76Uが、下面のバイアホ
ール160にBGA76Dが形成されている。
ップ90が取り付けられた状態でドータボード94に載
置された状態を示している。ICチップ90のバンプ9
2に半田バンプ76Uを介し接続され、ドータボード9
4のバンプ96にBGA76Dを介して接続される。
絶縁層20の非貫通孔26に金属層32、34を充填し
てスルーホール36を形成するため、コア基板30の強
度を高め、コア基板30を薄く形成することが可能とな
り、多層プリント配線板を厚みを減らし、熱伝導性を高
めることができる。また、多層プリント配線板10の厚
みを減らすことができるので、ICチップ90とドータ
ボード(外部端子)94との接続距離を短くすることが
できるため、ループインダクタンスを低減し電気特性が
向上する。
0に金属層28へ至る非貫通孔26をレーザ加工にて形
成し、めっきで充填することでスルーホール36として
いる。ここで、金属層28へ至る非貫通孔26を形成す
ればよいため、従来のコア基板と比較してレーザにて穿
設する通孔の深さを浅くすることができる。従って、レ
ーザにより容易に微細な非貫通孔を穿設でき、小径のス
ルーホールを形成することが可能になるので、多層プリ
ント配線板の集積度を高めることができる。
リント配線板の製造方法について、図1〜図5を参照し
て説明する。 (1) 厚さ0.05〜0.2mmの樹脂からなる基板(絶縁
層)20の上面に5〜40μmの銅箔28がラミネート
されている片面銅張板20Aを出発材料とする(図1
(A))。ここで、絶縁層20としては、ガラスクロス
又アライミドクロスにエポキシ、BT(ビスマレイミド
トリアジン)、ポリイミド、オレフィンを浸漬してなる
もの他、ガラスクロス、アライミドクロス等の心材を有
さない樹脂、或いは、補強樹脂層をラミネートした樹脂
フィルムを用いることができる。ここで、片面銅張板2
0Aの銅箔28を予めライトエッチングにより薄膜化し
てもよい。 ここでは、銅箔を用いるがこの代わりに、
スパッタ、無電解めっき等により金属箔を形成すること
もできる。
はエキシマレーザにより、絶縁層20に、銅箔28パタ
ーンへ至る開口径50〜250μmの非貫通孔26を形
成する(図1(B))。本実施形態では、絶縁層20の
厚みが0.2〜0.4mmと薄いので、レーザで微細な孔
を明けることができる。
触媒を付与し、無電解めっき液へ浸漬して、コア基板3
0の表面に均一に厚さ1〜5μmの無電解めっき膜32
を析出させる(図1(C))。ここでは、無電解めっき
を用いているが、スパッタにより銅、ニッケル等の金属
膜を形成することも可能である。スパッタはコスト的に
は不利であるが、樹脂との密着性を改善できる利点があ
る。
に浸漬し、無電解めっき膜32を介して電流を流して電
解めっき膜34を形成する。この際に、基板20の表面
を平坦にするように、電解めっき膜34を充填する(図
2(A))。
び電解めっき膜34をエッチングして、スルーホール3
6のランド36a及び導体回路36bを形成し、同時
に、銅箔28をエッチングして導体回路28aを形成す
ることで、コア基板30を完成する(図2(B))。
に電解めっき膜34を形成したが、無電解めっき膜32
の上にレジストを形成し、所定のパターンに無電解めっ
き膜32を形成し、レジストを除去すると共に、レジス
ト下の無電解めっき膜32を剥離することでランド36
a及び導体回路36bを形成することも可能である。
チング液により、導体回路36b、ランド36a、導体
回路28aの表面に粗化面(図示せず)を形成してもよ
い。その場合、必要に応じて、Sn置換を行ってもよい。
ィン等からなる熱硬化性樹脂50αをコア基板30の表
面に塗布し、乾燥(プリベーク)を行う(図2
(C))。
レーザ、YAGレーザ又はエキシマレーザにより、導体
回路36b、導体回路28aへ至る開口径100〜25
0μmの非貫通孔51を形成した後、加熱して非貫通孔
51を有する層間樹脂絶縁層50を形成する(図3
(A))。層間樹脂絶縁層を構成する樹脂としては、上
述した絶縁層20と同じ樹脂を用いることもでき、異な
る樹脂を用いることも可能である。また、熱硬化性樹脂
の他、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂との混合物を用いる
ことができ、更に、シリコン、樹脂等のフィラーを混入
することができる。ここで、溶解性フィラーを混合し、
該フィラーを薬液で溶解することで、層間樹脂絶縁層の
表面を粗化することもできる。なお、ここでは樹脂を塗
布しているが、絶縁層20と同様、もしくは、Bステー
ジのフィルムを圧着してもよい。
後、パラジウム触媒を付与し、無電解めっき液へ浸漬し
て、層間樹脂絶縁層50の表面に均一に厚さ1〜5μm
の無電解めっき膜52を析出させる(図3(B))。
に所定パターンのめっきレジスト54を形成する(図3
(C))。
解めっき膜56を形成する(図4(A))。
後、エッチングし、めっきレジスト下の無電解めっき膜
52を溶解除去し、無電解めっき52及び電解銅めっき
膜56からなる厚さ18μm(10〜30μm)の導体
回路58及びバイアホール60を得る(図4(B))。
その後、導体回路58及びバイアホール60の表面に粗
化層(図示せず)を設ける。
返し、層間樹脂絶縁層50の上に、導体回路158及び
バイアホール160を備える層間樹脂絶縁層150を形
成する(図4(C))。
バンプを形成する。基板の両面に、ソルダーレジスト組
成物を20μmの厚さで塗布し、乾燥処理を行った後、円
パターン(マスクパターン)が描画された厚さ5mmのフ
ォトマスクフィルム(図示せず)を密着させて載置し、
紫外線で露光し、現像処理する。そしてさらに、加熱処
理し、はんだパッド部分(バイアホールとそのランド部
分を含む)の開口部71を有するソルダーレジスト層
(厚み20μm)70を形成する(図5(A))。
-1mol/l、次亜リン酸ナトリウム2.8 ×10-1m ol/l、クエ
ン酸ナトリウム1.6 ×10-1mol/l、からなるpH=4.
5の無電解ニッケルめっき液に、20分間浸漬して、開口
部71に厚さ5μmのニッケルめっき層73を形成す
る。さらに、その基板を、シアン化金カリウム7.6 ×10
-3mol/l、塩化アンモニウム1.9 ×10-1mol/l、クエン酸
ナトリウム1.2 ×10-1mol/l、次亜リン酸ナトリウム1.7
×10-1mol/lからなる無電解金めっき液に80℃の条件で
7.5分間浸漬して、ニッケルめっき層73上に厚さ0.
03μmの金めっき層74を形成する(図5(B))。
口部71に、半田ペーストを充填する(図示せず)。そ
の後、開口部71に充填された半田を 200℃でリフロー
することにより、上面に半田バンプ(半田体)76U、
下面にBGAを形成する(図6参照)。ここでは、下面
にBGAを形成したがこの代わりに導電性接続ピンを取
り付けることもできる。
で、基板を適当な大きさに分割切断した後、プリント配
線板の短絡、断線を検査するチェッカー工程を経て、所
望の該当するプリント配線板を得る。
施形態に係る多層プリント配線板について、図8を参照
して説明する。図6を参照して上述した第1実施形態に
おいては、コア基板30の両面に層間樹脂絶縁層50、
150、バイアホール60、160が形成された。これ
に対して、第2実施形態では、コア基板の片面に層間樹
脂絶縁層50、150、バイアホール60、160が形
成されている。コア基板30の下面側には、ソルダーレ
ジスト層70が設けられると共に、導体回路28aに導
電性接続ピン77が取り付けられている。
る多層プリント配線板及び多層プリント配線板の製造方
法について、図9〜図11を参照して説明する。図9
は、第3実施形態の多層プリント配線板の断面を示して
いる。第3実施形態では、第1実施形態と同様である。
但し、コア基板30の導体回路36bが、銅箔29、無
電解めっき膜32,電解めっき膜34の3層構造となっ
ている。
線板の製造方法について図10及び図11を参照して説
明する。第1実施形態では、片面銅張り板を用いてコア
基板を形成した。これに対して、第3実施形態では、図
10(A)に示すように、両面に銅箔28、29が積層
された銅張り積層板20Bを用いてコア基板を製造す
る。
からなる基板(絶縁層)20の両面に5〜40μmの銅
箔28、29がラミネートされている両面銅張板20B
を出発材料とする(図1(A))。ここで、絶縁層20
としては、ガラスクロス又アライミドクロスにエポキ
シ、BT(ビスマレイミドトリアジン)、ポリイミド、
オレフィンを浸漬してなるもの他、ガラスクロス、アラ
イミドクロス等の心材を有さない樹脂、或いは、補強樹
脂層をラミネートした樹脂フィルムを用いることができ
る。ここで、両面銅張板20Bの銅箔28、29を予め
ライトエッチングにより薄膜化してもよい。 ここで
は、銅箔を用いるがこの代わりに、スパッタ、無電解め
っき等により金属箔を形成することもできる。
29に開口29aを設け、銅箔29をコンフォーマルマ
スクとする(図10(B))。
はエキシマレーザにより、コンフォーマルマスク29の
開口29aを介し、絶縁層20に裏面銅箔28パターン
へ至る開口径50〜250μmの非貫通孔26を形成す
る(図10(C))。本実施形態では、絶縁層20の厚
みが0.2〜0.4mmと薄いので、レーザで微細な孔を
明けることができる。
触媒を付与し、無電解めっき液へ浸漬して、コア基板3
0の表面に均一に厚さ1〜5μmの無電解めっき膜32
を析出させる(図11(A))。ここでは、無電解めっ
きを用いているが、スパッタにより銅、ニッケル等の金
属膜を形成することも可能である。スパッタはコスト的
には不利であるが、樹脂との密着性を改善できる利点が
ある。
に浸漬し、無電解めっき膜32を介して電流を流して電
解めっき膜34を形成する。この際に、基板20の表面
を平坦にするように、電解めっき膜34を充填する(図
11(B))。
き膜32及び電解めっき膜34をエッチングして、スル
ーホール36のランド36a及び導体回路36bを形成
し、同時に、銅箔28をエッチングして導体回路28a
を形成することで、コア基板30を完成する(図11
(C))。
に電解めっき膜34を形成したが、無電解めっき膜32
の上にレジストを形成し、所定のパターンに無電解めっ
き膜32を形成し、レジストを除去すると共に、レジス
ト下の無電解めっき膜32を剥離することでランド36
a及び導体回路36bを形成することも可能である。
チング液により、導体回路36b、ランド36a、導体
回路28aの表面に粗化面(図示せず)を形成する。
施形態に係る多層プリント配線板について、図12を参
照して説明する。図9を参照して上述した第3実施形態
においては、コア基板30の両面に層間樹脂絶縁層5
0、150、バイアホール60、160が形成された。
これに対して、第4実施形態では、コア基板の片面に層
間樹脂絶縁層50、150、バイアホール60、160
が形成されている。コア基板30の下面側には、ソルダ
ーレジスト層70が設けられると共に、導体回路28a
に導電性接続ピン77が取り付けられている。
施形態に係る多層プリント配線板の製造方法について説
明する。上述した第3実施形態、第4実施形態では、両
面銅張り積層板の片面の銅箔にエッチングによる開口を
設け、コンフォマルマスクとした。これに対して、第5
実施形態では、図13(A)に示す両面の銅張り積層板
20Bにレーザで直接開口を穿設する。即ち、レーザ強
度を調整し、図13(B)に示すように片面の銅箔29
を貫通し、他面(裏面)の銅箔28に至る開口(非貫通
孔)26を樹脂層20に形成する。以降の工程は、第1
〜第4実施形態と同様であるため説明を省略する。
板の製造工程図である。
工程図である。
工程図である。
工程図である。
工程図である。
である。
チップを搭載しドータボードへ取り付けた状態の断面で
ある。
図である。
図である。
造工程図である。
造工程図である。
面図である。
造工程図である。
Claims (10)
- 【請求項1】 スルーホール内が金属で充填されたコア
基板に、層間樹脂絶縁層及び導体回路をビルドアップし
てなることを特徴とする多層プリント配線板。 - 【請求項2】 コア基板に層間樹脂絶縁層及び導体回路
をビルドアップしてなる多層プリント配線板において、 前記コア基板は、非貫通孔が形成され、該非貫通孔に2
種類以上の金属で充填されスルーホールが形成されて、
該コア基板には、片面もしくは両面ビルドアップされて
いることを特徴とする多層プリント配線板。 - 【請求項3】 前記多層プリント配線板は、表層には、
半田バンプを介してICチップが接続されていて、その
裏面には、外部基板との接続端子が実装されている請求
項1または2に記載の多層プリント配線板。 - 【請求項4】 前記多層プリント配線板は、コア基板に
片面ビルドアップされていて、ビルドアップの表層に
は、半田バンプを介してICチップが接続されていて、
その裏面のコア基板の表層には、外部基板との接続端子
が実装されている請求項1または2に記載の多層プリン
ト配線板。 - 【請求項5】 前記2種類以上の金属は、少なくとも無
電解めっき膜、電解めっき膜であることを特徴とする請
求項2に記載の多層プリント配線板。 - 【請求項6】 少なくとも以下の(A)〜(D)の工程
を備えることを特徴とする多層プリント配線板の製造方
法: (A)絶縁層の片面に金属箔が積層されてなる片面銅張
積層板の前記絶縁層に、レーザで片面の金属箔へ至る非
貫通孔を穿設する工程; (B)前記絶縁層の非貫通孔に金属を充填してスルーホ
ールを形成すると共に、前記金属箔の非積層面に導体層
を形成する工程; (C)前記導体層及び前記金属箔をエッチングして導体
回路を形成し、前記絶縁層をコア基板とする工程; (D)前記コア基板の片面又は両面にビルドアップ層を
形成する工程。 - 【請求項7】 少なくとも以下の(A)〜(E)の工程
を備えることを特徴とする多層プリント配線板の製造方
法: (A)絶縁層の両面に金属箔が積層されてなる両面銅張
積層板の片面の金属箔に、エッチングによりコンフォー
マルマスクを形成する工程; (B)前記コンフォーマルマスクを用いて前記絶縁層に
レーザで裏面の金属箔へ至る非貫通孔を穿設する工程; (C)前記絶縁層の非貫通孔に金属を充填してスルーホ
ールを形成すると共に、前記コンフォーマルマスク面に
導体層を形成する工程; (D)前記導体層及び前記金属箔をエッチングして導体
回路を形成し、前記絶縁層をコア基板とする工程; (E)前記コア基板の片面又は両面にビルドアップ層を
形成する工程。 - 【請求項8】 少なくとも(A)〜(D)の工程を備え
ることを特徴とする多層プリント配線板の製造方法: (A)絶縁層の両面に金属箔が積層されてなる両面銅張
積層板の片面の金属箔から直接レーザで裏面の金属箔へ
至る非貫通孔を穿設する工程; (B)前記絶縁層の非貫通孔に金属を充填してスルーホ
ールを形成するとともに前記金属箔の開口面に導体層を
形成する工程; (C)前記導体層及び前記金属箔をエッチングして導体
回路を形成し、前記絶縁層をコア基板とする工程; (D)前記コア基板の片面または両面にビルドアップ層
を形成する工程。 - 【請求項9】 前記非貫通孔に充填される金属は、少な
くとも無電解めっき膜、電解めっき膜であることを特徴
とする請求項6又は請求項7に記載の多層プリント配線
板の製造方法。 - 【請求項10】 前記(A)工程の前又は後に、金属箔
をライトエッチングにより予め薄くする工程を行う請求
項6又は請求項7の多層プリント配線板の製造方法。
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JP2002138972A JP2003332739A (ja) | 2002-05-14 | 2002-05-14 | 多層プリント配線板及び多層プリント配線板の製造方法 |
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