(57)【要約】【課題】絶縁層の盛り上がりを抑制或はコントロールすると共にクラックの発生を抑制しながら、実現可能にする回路基板の製造方法を得る。【解決手段】回路パターン３に応じて加圧保持用の装填貫通部３１ａを有した回路整列治具３１を金属基板５の絶縁層７上に配置する第１工程Ｓ３と、装填貫通部３１ａに回路３ａを装填する第２工程Ｓ４と、回路３ａを回路整列治具３１と共に加圧する第３工程Ｓ５とを備え、絶縁層７の盛り上がりを抑制或はコントロールすると共にクラックの発生を抑制し、絶縁信頼性を向上することができ、回路整列治具３１は、装填貫通部３１ａに回路３ａを装填するため、加圧後でも装填貫通部３１ａが密閉されることはなく、回路整列治具を回路に対して除去することを特徴とする。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路パターンに応じて加圧保持用の装填貫通部を有した回路整列治具を金属基板の絶縁層上に配置する第１工程と、
前記装填貫通部に回路を装填する第２工程と、
前記回路を前記回路整列治具と共に加圧する第３工程と、
を備えたことを特徴とする回路基板の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の回路基板の製造方法であって、
前記回路整列治具の厚みは、前記回路の厚みよりも相対的に薄く設定した、
ことを特徴とする回路基板の製造方法。
【請求項３】
請求項２記載の回路基板の製造方法であって、
前記装填貫通部は、前記絶縁層側の輪郭を漸次大きくした拡大部を有し、
前記第３工程は、前記加圧時に前記拡大部に前記絶縁層が盛り上がるようにした、
ことを特徴とする回路基板の製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項記載の回路基板の製造方法であって、
前記回路整列治具は、前記絶縁層に対する離形性を確保するテフロン（登録商標）皮膜処理などの表面処理を施した、
ことを特徴とする回路基板の製造方法。
【請求項５】
請求項１又は２記載の回路基板の製造方法であって、
前記第２工程は、前記回路パターンに対応して前記回路を位置決め保持した回路基板用半製品板材を前記回路整列治具上に配置し、前記回路を前記回路基板用半製品板材から押し出して前記装填を行わせる、
ことを特徴とする回路基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大電流に対応できる金属ベース回路基板などの回路基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、パワーデバイスの大電流化ニーズは益々高まっており、同時に絶縁信頼性の高い金属ベース回路基板の開発要求が高まっている。
【０００３】
従来の金属ベース回路基板の製造方法としては、図１６に示すものがある。この金属ベース回路基板１０１は、金属基板１０５の未硬化の絶縁層１０７上に回路パターン１０３を貼り付け、回路パターン１０３を、フラット押し具１０９を介して加圧／加熱板１１１、１１３により加圧しながら絶縁層１０７を加熱硬化させるものである。
【０００４】
しかし、図１７のように、回路パターン１０３の回路１０３ａの絶縁層１０７からの立ち上がり部分であるＡ部で絶縁層１０７にクラックが発生すると共に回路１０３ａ間の絶縁層１０７の盛り上がり１０７ａが発生し、且つ絶縁層１０７内にボイド１０７ｂを招くという問題があった。
【０００５】
従って、パワーデバイス用の金属ベース回路基板における絶縁信頼性の向上を図るために、耐電圧に影響を及ぼす絶縁層１０７に対する回路１０３ａの接着条件の向上が重要となっている。
【０００６】
反面、図１６の製造方法では、加圧力を低減すると絶縁シートに内在するボイドが圧縮されずに残留するといった理由から接着条件の向上範囲は狭く、ロバスト性の改善が不可欠である。
【０００７】
かかる課題に対し、特許文献１に記載の図１８の回路基板の製造方法が提案されている。
【０００８】
この回路基板の製造方法は、回路パターン１０３を金属基板１０５の絶縁層１０７上に配置する工程と、回路１０３ａ間の空間の形状に対応する凸部１１５ａを有する型１１５を、前記凸部１１５ａが前記空間に配置されるように配置する工程と、前記型１１５を加圧加熱する工程と、前記型１１５を除去する工程とを備えている。
【０００９】
かかる方法では、型１１５の凸部１１５ａが回路１０３ａ間に配置されている状態で加圧するため、回路１０３ａの位置ズレが小さく、回路１０３ａ間での絶縁層１０７の盛り上がりが型１１５の凸部１１５ａによって抑制され、クラックの発生も抑制されることが考えられる、としている。
【００１０】
しかし、この方法では、回路１０３ａが型１１５の凹部１１５ｂ内に収容される形態であるため、回路１０３ａの位置精度を維持した状態で 型１１５をセットする事が困難で加圧によって型１１５の凹部１１５ｂ内が密閉され、型１１５を回路１０３ａから除去することが困難となっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】２０１８−１８２０１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
解決しようとする問題点は、絶縁層の盛り上がりやクラックを抑制できるものの、型のセットや除去が困難となり、実現できない恐れがあった点である。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、絶縁層の盛り上がりを抑制或はコントロールすると共にクラックの発生を抑制しながら、実現可能にすることを目的とする。
【００１４】
前記目的を達成するために、本発明に係る回路基板の製造方法は、回路パターン整列用の装填貫通部を有した回路整列治具を金属基板の絶縁層上に配置する第１工程と、前記装填貫通部に回路を装填する第２工程と、前記回路を前記回路整列治具と共に加圧する第３工程とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、回路整列治具を回路と共に加圧するため、絶縁層の盛り上がりを抑制或はコントロールすると共にクラックの発生を抑制し、絶縁信頼性を向上することができる。回路整列治具は、装填貫通部に回路を装填するため、加圧後でも装填貫通部が密閉されることはなく、回路整列治具を回路位置精度を維持した状態で除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】金属ベース回路基板の概略平面図である。（実施例１）
【図２】金属ベース回路基板の概略断面図である。（実施例１）
【図３】プレス装置の概略断面図である。（実施例１）
【図４】回路基板用半製品板材の製造工程を示す。（Ａ）は、材料となる材料板をプレス装置に配置した状態の概略断面説明図である。（Ｂ）は、半抜き工程の概略断面説明図である。（Ｃ）は、回収工程の概略断面説明図である。（Ｄ）は、回路基板用半製品板材をプレス装置から取り出す直前の概略断面説明図である。（実施例１）
【図５】回路基板用半製品板材の製造工程の要部を示す。（Ａ）は、半抜き工程の説明図である。（Ｂ）は、回収工程の説明図である。（実施例１）
【図６】（Ａ）は、回路基板用半製品板材の平面図である。（Ｂ）は、回路基板用半製品板材の断面図である。（実施例１）
【図７】整列治具配置工程、回路装填工程の概念説明図である。（実施例１）
【図８】回路装填工程での回路の分離を示す要部説明図である。（実施例１）
【図９】加圧／加熱工程の概念説明図である。（実施例１）
【図１０】加圧/加熱工程での回路の絶縁層への押し込み及び絶縁層の盛り上げを示す要部概念説明図である。（実施例１）
【図１１】絶縁層への回路の押し込み形態を示す要部拡大断面図である。（実施例１）
【図１２】高さの異なる回路パターンを備えた金属ベース回路基板の断面図である。（実施例２）
【図１３】高さの異なる回路パターンを備えた金属ベース回路基板の回路装填工程における回路整列治具の重ね合わせ順序を示す概念説明図である。（実施例２）
【図１４】高さの異なる回路パターンを備えた金属ベース回路基板の加圧／加熱工程を示す概念説明図である。（実施例２）
【図１５】高さの異なる回路パターンを備えた金属ベース回路基板の加圧／加熱工程を示す概念説明図である。（実施例３）
【図１６】従来の金属ベース回路基板の加圧／加熱工程を示す概念説明図である。（従来例）
【図１７】従来の金属ベース回路基板の加圧／加熱工程による不具合を示す要部拡大断面図である。（従来例）
【図１８】型を用いた回路パターンの加圧工程を示す断面図である。（従来例）
【発明を実施するための形態】
【００１７】
絶縁層の盛り上がりを抑制或はコントロールすると共にクラックを抑制し、信頼性を向上可能にするという目的を、以下のように実現した。
【００１８】
本発明に係る回路基板の製造方法は、回路パターンに応じて加圧保持用の装填貫通部を有した回路整列治具を金属基板の絶縁層上に配置する第１工程と、前記装填貫通部に回路を装填する第２工程と、前記回路を前記回路整列治具と共に加圧する第３工程とを備えたことを特徴とする。
【００１９】
前記回路整列治具の厚みは、前記回路の厚みよりも相対的に薄く設定した。
【００２０】
前記装填貫通部は、前記絶縁層側の輪郭を漸次大きくした拡大部を有し、前記第３工程は、前記加圧時に前記拡大部に前記絶縁層が盛り上がるようにした。
【００２１】
前記回路整列治具は、前記絶縁層に対する離形性を確保するテフロン（登録商標）皮膜処理などの表面処理を施した。
【００２２】
前記第２工程は、前記回路パターンに対応して前記回路を位置決め保持した回路基板用半製品板材を前記回路整列治具上に配置し、前記回路を前記回路基板用半製品板材から押し出して前記装填を行わせる。
【実施例１】
【００２３】
［金属ベース回路基板］
図１は、金属ベース回路基板の概略平面図である。図２は、平板形状の金属基板を用いた金属ベース回路基板の概略断面図である。
【００２４】
図１、図２の金属ベース回路基板１は、大電流化ニーズに応じた厚い回路パターン３を備えたものである。この金属ベース回路基板１は、平板形状の金属基板５に絶縁層７を介して回路パターン３を備えている。
【００２５】
回路パターン３は、例えば銅で形成され、厚みが０．５ｍｍを超える厚銅パターンの回路用銅材料で形成している。回路パターン３の厚みは、種々選択でき、厚みが０．５ｍｍを下回るものでもよい。
【００２６】
回路パターン３は、電気的に独立した複数の回路３ａ・・・を備えている。複数の回路３ａ・・・の構成は、回路パターン３の要求特性に応じて形成される。
【００２７】
絶縁層７は、回路パターン３を金属基板５から電気的に絶縁する役割を果たしているのに加え、それらを互いに張り合わせる接着剤としての役割も果たしている。そのため、絶縁層７には一般に樹脂が使用される。さらに、絶縁層７は、回路パターン３に実装される素子の高い発熱性に対する高い耐熱性と、この発熱を金属基板５に伝達する高い熱伝達性とが必要とされるため、絶縁層７は無機充填材を更に含有することが好ましい。
【００２８】
絶縁層７のマトリクス樹脂としては、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、トリアジン型エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂；ビスフェノールＥ型シアネート樹脂、ビスフェノールＡ型シアネート樹脂、ノボラック型シアネート樹脂等のシアネート樹脂等を単独又は２種以上を混合して用いることができる。    
【００２９】
絶縁層７が含有する無機充填材としては、電気絶縁性に優れかつ熱伝導率の高いものが好ましく、例えば、アルミナ、シリカ、窒化アルミ、窒化ホウ素、窒化ケイ素、酸化マグネシウム等が挙げられ、これらの中から選ばれる１種又は２種以上を用いることが好ましい。
【００３０】
絶縁層７における無機充填材の充填率は、無機充填剤の種類に応じて適宜設定することができる。例えば、絶縁層７に含有されるマトリクス樹脂の全体積を基準として８５体積％以下であることが好ましく、３０〜８５体積％がより好ましい。
【００３１】
絶縁層７は、上述したマトリックス樹脂及び無機充填材以外に、例えば、カップリング剤、分散剤等を更に含有してもよい。
【００３２】
なお、絶縁層７として半硬化状態の絶縁シートを用いることもできる。
【００３３】
金属基板５は、例えば、単体金属又は合金からなる。金属基板５の材料としては、例えば、アルミニウム、鉄、銅、アルミニウム合金、又はステンレスを使用することができる。金属基板５は、炭素などの非金属を更に含んでいてもよい。例えば、金属基板５は、炭素と複合化したアルミニウムを含んでいてもよい。また、金属基板５は、単層構造、又は多層構造を有していてもよい。
【００３４】
金属基板５は、高い熱伝導率を有している。例えば、銅材では、３７０〜４００Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１、アルミ材では、１９０〜２２０Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１、鉄材では、６０〜８０Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１の熱伝導率を有している。  
【００３５】
金属基板５は、可撓性を有していてもよく、可撓性を有していなくてもよい。金属基板５の厚さは、例えば、０．２〜５ｍｍの範囲内にある。
【００３６】
なお、金属ベース回路基板１としては、ヒートシンク形状の金属基板を用いた金属ベース回路基板として構成することもできる。
【００３７】
［製造方法］
図３は、プレス装置の概略断面図である。図４は、回路基板用半製品板材の製造工程を示す。（Ａ）は、材料となる材料板をプレス装置に配置した状態の概略断面説明図である。（Ｂ）は、半抜き工程の概略断面説明図である。（Ｃ）は、回収工程の概略断面説明図である。（Ｄ）は、回路基板用半製品板材をプレス装置から取り出す直前の概略断面説明図である。
【００３８】
（金属ベース回路基板の製造方法の概要）
本発明実施例の金属ベース回路基板の製造方法は、回路パターン３に対応して前記回路３ａを位置決め保持した後述の回路基板用半製品板材Ｗ１を用いる。回路基板用半製品板材Ｗ１の製造方法は、図３のプレス装置を用いた半抜き工程Ｓ１及び回収工程Ｓ２を備えている。
【００３９】
金属ベース回路基板１の製造方法は、第１工程としての整列治具配置工程Ｓ３、第２工程としての回路装填工程Ｓ４、第３工程としての加圧／加熱工程Ｓ５、及び第４工程としての整列治具除去工程とを含んでいる。
【００４０】
（プレス装置９）
図３のように、プレス装置９は、金型として上型１１と下型１３とを備えている。
【００４１】
上型１１は、図示しない加圧機構側に取り付けられ、油圧などの液圧や機械プレス等により下降して加圧力を発生させることができる。
【００４２】
上型１１は、上部ダイセットプレート１５にパンチプレート１７が取り付けられている。パンチプレート１７には、複数種のパンチ１９ａ・・・が支持されている。パンチ１９ａ・・・は、回路パターン３の回路３ａ・・・（図１）に対応して備えられている。  パンチ１９ａ・・・の先端側にはストリッパプレート２１が配置されている。ストリッパプレート２１は、ストリッパユニット２３、図示しないサブガイドポストを備えている。従って、ストリッパプレート２１は、サブガイドポストにガイドされつつパンチプレート１７側へ退避移動できるように配置されている。この退避移動は、ストリッパユニット２３のコイルスプリング、或いはガスクッション、油圧装置、空気圧装置等による付勢力に抗して行われる。
【００４３】
下型１３は、下部ダイセットプレート２４にダイプレート２５及び図４で示すノックアウト２７を備えている。
【００４４】
下部ダイセットプレート２４は、図示しないベースプレートに固定されている。下部ダイセットプレート２４と上部ダイセットプレート１５との間は、ガイドポスト２８で結合されている。
【００４５】
ダイプレート２５は、図示しないベースプレートに支持され、パンチ１９ａ・・・に対応したダイ２５ａ・・・を備えている。ダイプレート２５には、材料板のパイロット穴を嵌合させるパイロットピン（図示せず。）が備えられている。
【００４６】
ノックアウト２７は、ベースプレート側に昇降可能に支持されている。ノックアウト２７は、ダイ２５ａ・・・に対応して嵌合するノックアウトピン２７ａ・・・を備えている。
【００４７】
ノックアウト２７は、ノックアウトピン２７ａ・・・の上端がダイプレート２５の上面に面一にセットされている。ノックアウト２７と下部ダイセットプレート２４との間には材料板の半抜きを可能とする隙間が保持されている。ベースプレート側とノックアウト２７との間には、カウンタ圧用のコイルスプリング３０が介設されている。
【００４８】
材料板の半抜き前に、ノックアウト２７が、コイルスプリング３０でベースプレート側に支持されノックアウトピン２７ａ・・・の上端がダイプレート２５の上面に面一にセットされる。
【００４９】
ベースプレート側には、材料板の半抜き後にノックアウト２７を押し上げ駆動する油圧装置、空気圧装置等が備えられている。
【００５０】
（半抜き工程Ｓ１）
図３、図４のように、半抜き工程Ｓ１は、材料板としての銅板材Ｗから複数の回路３ａ・・・を有する回路パターン３を半抜き状態に一括して打ち抜くことを行う。
【００５１】
図４（Ａ）のように、材料板として、例えば平板矩形の銅板材Ｗが上型１１及び下型１３間に供給される。例えば、図４（Ａ）の左右方向をＸ方向、Ｘ方向に直交する紙面直行方向をＹ方向とすると、銅板材Ｗが搬送治具によりＸ方向から搬入される。なお、銅板材Ｗの搬入は、Ｙ方向から行わせることもでき、銅板材Ｗは、連続した材料板として上型１１及び下型１３間に連続して供給させることもできる。
【００５２】
銅板材Ｗには、予め後述のパイロット穴が形成されている。銅板材Ｗの外形は、パイロット穴に対する位置精度を備えている。従って、パイロット穴を基準にして、銅板材Ｗの外形と回路パターン３との位置関係を確保できる。図４（Ｂ）のように、半抜き工程Ｓ１では上型１１が下降し、ストリッパプレート２１が銅板材Ｗ上に弾接する。次いでパンチ１９ａ・・・がさらに下降し、銅板材Ｗの回路パターン３の複数の回路３ａ・・・に対応した箇所がノックアウトピン２７ａ・・・を介したコイルスプリング３０のカウンタ圧を受けながら半抜き加工される。カウンタ圧を受けながら半抜き加工することで、打抜き品である複数の回路３ａ・・・における平坦度の悪化を防止することができる。
【００５３】
複数の回路３ａ・・・に対応した箇所は、一部ダイ２５ａ・・・内に入り、ストリッパプレート２１及びダイプレート２５間にスクラップＳが残る。
【００５４】
（回収工程Ｓ２）
図４（Ｃ）のように、回収工程Ｓ２では、銅板材Ｗの半抜き後にノックアウト２７が、油圧装置、空気圧装置等によりパンチ１９ａ・・・側に向かって前記面一の位置まで押し出し駆動される。
【００５５】
半抜き状態に打ち抜かれている複数の回路３ａ・・・に対応した箇所がその打ち抜き位置から回収工程Ｓ２の平押しによりスクラップＳ内に戻されて平板状の回路基板用半製品板材Ｗ１が完成する。
【００５６】
その後図４（Ｄ）のように、上型１１が上昇し、搬送治具による回路基板用半製品板材Ｗ１の取り出しが可能となる。プレス装置９から取り出された回路基板用半製品板材Ｗ１は、金属ベース回路基板１の完成に係る連続生産ラインから切り離されて格納させることができる。
【００５７】
なお、銅板材Ｗの半抜き後の平押しは、平面でプレスする上下型を備えた別のプレス装置により行わせることもできる。
【００５８】
（半抜き工程Ｓ１及び回収工程Ｓ２の要部）
図５は、回路基板用半製品板材の製造工程の要部を示す。（Ａ）は、半抜き工程の説明図である。（Ｂ）は、回収工程の説明図である。
【００５９】
図５（Ａ）において、銅板材Ｗを半抜きするパンチ１９ａの径は、ダイ２５ａの径に対し少し大きく負のクリアランスを有している。
【００６０】
半抜き工程Ｓ１では、パンチ１９ａをダイ２５ａに向けて押し込む。半抜き工程Ｓ１では、この押し込み量を設定する。押し込み量としては、銅板材Ｗの６０〜９０％の範囲で設定することが望ましい。
【００６１】
図５（Ｂ）のように、回収工程Ｓ２において、前記半抜き状態に打ち抜かれた複数の回路３ａ・・・をその打ち抜き位置から平押しにより戻すと、平板状の回路基板用半製品板材Ｗ１において、回路３ａ・・・の外周は、スクラップＳから切り離され又はスクラップＳに部分的に一体に結合される。
【００６２】
図５（Ｂ）では、Ｂ部において回路３ａ・・・の外周がスクラップＳに結合されている。
【００６３】
回路３ａ・・・（銅板材Ｗ）の厚みが０．５ｍｍを上回る場合等は、回収工程Ｓ２において、前記回路３ａ・・・の外周をスクラップＳから切り離してもよい。
【００６４】
この場合、前記スクラップＳ及び回路３ａ・・・間に、前記回路３ａ・・・が前記スクラップＳに対する嵌合を維持する断面形状を形成すると共に、前記回路３ａ・・・の上下面にダレを形成する。
【００６５】
前記回路用独立部３ａ・・・をスクラップＳから切り離すか否かの設定、切り離す場合に回路用独立部３ａ・・・の スクラップＳへの嵌合維持に適する断面形状の設定は、半抜き工程Ｓ１における半抜き加工での押込み量で制御できる。回路用独立部３ａ・・・の板厚が０．５ｍｍ以上の場合は 回路用独立部３ａ・・・はスクラップＳへの嵌合を維持し易く、押込み量は 板厚の６０〜９０％の範囲で設定することが望ましい。回路用独立部３ａ・・・（銅板材Ｗ）の板厚が０．５ｍｍ未満 あるいは０．５ｍｍを上回る場合でも 回路独立部３ａ・・・がスクラップＳとの嵌合を維持できずに脱落してしまう場合は、半抜き加工の押込み量を小さくし 例えば板厚の４０〜８０％ の範囲で設定して完全には分離しない設定にすることが望ましい。押込み量を小さくすると平押し時に回路用独立部はスクラップＳから分離され難くなる。
【００６６】
切り離す場合の断面形状としては、例えば上下抜き法による径方向への凹凸形状がある。この断面形状は、半抜き加工の深さによって制御することができ、かかる断面形状の設定によりスクラップＳに対する回路用独立部３ａ・・・嵌合時の係合を維持させる。
【００６７】
（回路基板用半製品板材Ｗ１）
図６（Ａ）は、回路基板用半製品板材の平面図である。（Ｂ）は、回路基板用半製品板材の断面図である。
【００６８】
図６のように、回路基板用半製品板材Ｗ１は、回路パターン３に対応して位置決められた複数の回路３ａ・・・を有して平板状となっている。
【００６９】
つまり、複数の回路３ａ・・・に対応した箇所がスクラップＳ内の半抜き位置に戻され、スクラップＳに複数の回路３ａ・・・が嵌合して位置決められて全体が平板状となり、ほぼ元の銅板材の形状となっている。スクラップＳは、半抜き工程前に予め形成されている例えば２個所のパイロット穴ｎを備えている。パイロット穴ｎの個数、箇所は任意に選択できる。
【００７０】
この回路基板用半製品板材Ｗ１は、回路３ａ・・・の外周が、前記スクラップＳから切り離され又はスクラップＳに部分的に一体に結合されている。回路パターン３となる回路３ａ・・・に浮島形状部は有しないが、回路３ａ・・・に浮島形状部を有する回路パターンとすることもできる。
【００７１】
前記スクラップＳ及び回路３ａ・・・間が、前記回路３ａ・・・の外周をスクラップＳから切り離されている場合に、前記スクラップＳに対する前記回路３ａ・・・の嵌合を維持する断面形状となっている。この断面形状は、上記のように形成されている。
【００７２】
（整列治具配置工程Ｓ３、回路装填工程Ｓ４、加圧／加熱工程Ｓ５、及び整列治具除去工程）
図７は、整列治具配置工程、回路装填工程の概念説明図である。図８は、回路装填工程での回路の分離を示す要部説明図である。図９は、加圧／加熱工程の概念説明図である。図１０は、加圧/加熱工程での回路の絶縁層への押し込み及び絶縁層の盛り上げを示す要部概念説明図である。図１１は、絶縁層への回路の埋め込み形態を示す要部拡大断面図である。
【００７３】
図７〜図９のように、本発明の実施例における金属ベース回路基板１の製造方法は、整列治具配置工程Ｓ３、第２工程としての回路装填工程Ｓ４、第３工程としての加圧／加熱工程Ｓ５、加えて第４工程としての整列治具除去工程を含んでいる。
【００７４】
図７のように、整列治具配置工程Ｓ３では、加圧／加熱板３３上に金属基板５が位置決めてセットされ、金属基板５の絶縁層７上に回路整列治具３１が位置決め冶具により位置決めて配置される。
【００７５】
前記回路整列治具３１は、金属などで形成されている。回路整列治具３１は、絶縁層７に対する離形性を確保するテフロン（登録商標）皮膜処理などの表面処理が施されている。テフロン（登録商標）皮膜処理などの表面処理は、回路整列治具３１の上下面、側周面、及び装填貫通部３１ａに及んでいる。
【００７６】
加圧保持用の装填貫通部３１ａは、回路パターン３に応じて配置形成されている。装填貫通部３１ａは、回路パターン３の回路３ａを装填するものであり、回路パターン３と同一のパターンを有している。
【００７７】
前記装填貫通部３１ａは、回路３ａに対して若干大きく且つ精度良く形成され、後述の加圧／加熱工程Ｓ５において装填貫通部３１ａ及び回路３ａ間に絶縁層７の絶縁剤が入り込まない程度に設定されている。但し、装填貫通部３１ａ及び回路３ａ間に予め隙間を設定し、回路３ａの周側部に絶縁層７の絶縁剤を層状に被覆させることもできる。
【００７８】
前記回路整列治具３１の厚みは、回路３ａ・・・の厚みよりも相対的に薄く設定されている。この厚みの差は、絶縁層７に対する回路３ａ・・・の埋め込み寸法に関係し、絶縁層７の厚みの０〜２５％程度である。但し、回路整列治具３１の厚みを、回路３ａ・・・の厚みと同一に設定することもできる。
【００７９】
図７のように、回路装填工程Ｓ４では、回路整列治具３１の装填貫通部３１ａに回路基板用半製品板材Ｗ１の回路３ａ・・・を装填する。
【００８０】
この回路装填工程Ｓ４では、押出し治具３５が用いられる。押出し治具３５のパンチ３５ａ・・・は、回路パターン３に対応している。パンチ３５ａ・・・の外形の大きさは、回路整列治具３１の装填貫通部３１ａよりも若干小さく形成されている。
【００８１】
回路基板用半製品板材Ｗ１は、位置決め治具により搬入され、この回路基板用半製品板材Ｗ１が回路整列治具３１上に対して正確に位置決め配置される。回路整列治具３１に対する回路基板用半製品板材Ｗ１の位置決めは、面を相互に当接させても良いし、回路整列治具３１及び回路基板用半製品板材Ｗ１間に隙間を開けても良い。また回路整列治具３１の上面には 回路３ａの挿入用に面取り加工やテーパ加工が施されていることが望ましい。隙間を開けるときは、隙間が、回路３ａ・・・の厚みの半分程度に設定される。
【００８２】
この位置でパンチ３５ａ・・・が下降して回路３ａ・・・がスクラップＳから押し出される。この押し出しで、回路３ａ・・・がスクラップＳから容易に分離し、回路３ａ・・・がそのまま装填貫通部３１ａ・・・内に装填される。この装填状態で、回路パターン３が金属基板５の絶縁層７上に回路パターン３に一致して転写されることになる。こうして押し出された回路３ａ・・・は、図８のＣ部のように上下両面の縁部にダレが形成されており、回路３ａ・・・の全体の平面度も維持されている。
【００８３】
なお、回路整列治具３１に対し回路基板用半製品板材Ｗ１を、隙間を開けて位置決めたときは、装填動作に際して回路３ａ・・・の板厚の半分をスクラップＳでガイドすることができる。これにより位置精度を保持しながら回路３ａ・・・を装填貫通部３１ａ・・・内へ装填させることができる。なお、位置精度を保持しながら転写できる範囲であれば、隙間の設定は自由である。
【００８４】
押出し治具３５は、回路３ａ・・・を装填貫通部３１ａ・・・内へ装填させた後上昇し、回路３ａ・・・が押し出されたスクラップＳは、位置決め治具により回路整列治具３１上から搬出される。この時に回路３ａを回路整列治具３１から引き上げない様に 押出し治具３５のパンチ３５ａ・・・にはイジェクターピンを 内蔵していることが望ましい。
【００８５】
図９のように、加圧／加熱工程Ｓ５では、加圧／加熱処理が行なわれ、回路３ａ・・・を回路整列治具３１と共に加圧する。この加圧／加熱工程Ｓ５では、図７の押出し治具３５に代えて加圧／加熱板３７及びフラット押し具３９が用いられる。
【００８６】
実施例では、回路整列治具３１の厚みが、回路３ａ・・・の厚みよりも相対的に薄く設定されている。このため、フラット押し具３９は、加圧当初に回路３ａ・・・の上面に当接し、回路整列治具３１の上面に対し隙間を形成する。
【００８７】
加圧／加熱板３７が下降すると、フラット押し具３９により回路３ａ・・・の上面が加圧され、回路３ａ・・・が装填貫通部３１ａ・・・内を下降し、回路３ａ・・・の下面部側が絶縁層７内に押し出される。
【００８８】
加圧／加熱板３７が引き続き下降すると、回路３ａ・・・の上面が回路整列治具３１の上面と面一となり、以後回路３ａ・・・及び回路整列治具３１の上面が共に設定圧により加圧される。
【００８９】
この加圧により金属基板５、絶縁層７、回路３ａ・・・及び回路整列治具３１が加圧／加熱板３３、３７間で加圧され、同時に加熱されて絶縁層７が硬化する。
【００９０】
その後、整列治具除去工程においては、加圧／加熱板３７及びフラット押し具３９が上昇し、回路整列治具３１が位置決め治具により絶縁層７及び回路３ａ・・・から除去される。このとき、前記表面処理により回路整列治具３１を絶縁層７及び回路３ａ・・・から容易に除去することができる。
【００９１】
但し、回路整列治具３１のフラット押し具３９側は、絶縁層７と接触しないのでテフロン（登録商標）などの表面処理を施さない金属表面のままとしてもよい。この場合、回路整列治具３１は、先ず全面に渡って表面処理が施され、フラット押し具３９との接触面が研削加工される。この研削により治具厚みを減少させることができ、回路整列治具３１のフラット押し具３９側が金属表面のままとなる。装填貫通部３１ａ・・・は、必ず表面処理が施される。
【００９２】
かかる回路整列治具３１の除去により金属ベース回路基板が製造され搬出治具により加圧／加熱板３３上から取り出される。
【００９３】
この場合、回路整列冶具３１の装填貫通部３１ａ・・・と回路３ａ・・・との間に位置精度に影響を及ぼさない程度の僅かな隙間を形成することが望ましい。隙間は、装填貫通部３１ａ・・・の内周囲と回路３ａ・・・の外周囲との間に形成される。隙間は、回路整列治具３１の厚み方向で絶縁層７側の下面とフラット押し具３９側の上面とに連通させる。隙間は、回路整列冶具３１と回路３ａ・・・とが加熱により膨張したときでも維持する程度がよい。
【００９４】
この隙間の設定により加圧／加熱工程Ｓ５で発生するガスの排出性を向上させることができる。
【００９５】
なお、前記回路装填工程Ｓ４では、個別に製造した回路３ａ・・・を回路整列治具３１の装填貫通部３１ａに個々に装填することもできる。この場合、回路装填工程Ｓ４は、回路基板用半製品板材Ｗ１及び押出し治具３５を用いず、装填治具により回路３ａ・・・を回路整列治具３１の装填貫通部３１ａに個々に装填し、引き続いて図９の加圧／加熱工程Ｓ５が行われる。
【００９６】
図１０に、前記回路３ａ・・・の下部の絶縁層７内への埋め込み形態を示す。
【００９７】
実施例の装填貫通部３１ａ・・・は、絶縁層７側の輪郭を漸次大きくした拡大部として面取り３１ｂを有している。面取り３１ｂの大きさは、回路３ａ・・・の厚みに対応し、厚みが０．５ｍｍの回路３ａ・・・の場合には、回路３ａの厚みの０〜５０％程度である。
【００９８】
なお、拡大部は、絶縁層７の盛り上がりをコントロールできればよく、必ずしも面取りにする必要はなく、アール等、種々の形状が適用できる。また、拡大部として面取り３１ｂを設けない形状にすることもできる。
【００９９】
従って、前記のように回路３ａ・・・の下部が絶縁層７内に埋め込まれると絶縁層７の一部が回路３ａ・・・によって押しのけられ、回路整列治具３１の下面及び面取り３１ｂ内に盛り上がり絶縁層７が図１０のように充填される。こうして、回路整列治具３１の下面及び面取り３１ｂにより絶縁層７の盛り上がりをコントロールすることになる。
【０１００】
そして、図１１のように、製造された金属ベース回路基板１の回路３ａ・・・は、下面部側が絶縁層７内に埋め込まれ、回路３ａ・・・の側面部の立ち上がり部においてフィレット形状部７ａが形成される。
【０１０１】
絶縁層７に対する回路３ａ・・・の埋め込み寸法は、絶縁層７の厚みの０〜２５％であり、フィレット形状部７ａの絶縁層７表面からの高さは、回路３ａの厚みの０〜５０％程度である。
【０１０２】
［実施例の作用効果］
本発明実施例によれば、回路パターン３に応じて加圧保持用の装填貫通部３１ａ・・・を有した回路整列治具３１を金属基板５の絶縁層７上に配置する整列治具配置工程Ｓ３と、回路基板用半製品板材Ｗ１の回路３ａ・・・を、押出し治具３５を用いて押し出し装填貫通部３１ａ・・・に装填する回路装填工程Ｓ４と、回路３ａ・・・を回路整列治具３１と共に加圧／加熱板３３、３７間でフラット押し具３９を介して加圧／加熱する加圧／加熱工程Ｓ５と、回路整列冶具を除去する整列治具除去工程とを含んでいる。
【０１０３】
このため、絶縁層７の上面は、回路３ａ・・・の周囲で回路整列治具３１の下面により加圧され、均一なフラット面となり、絶縁層７の厚みを一定にすることができる。
【０１０４】
回路３ａ・・・は、回路整列治具３１により整列されるから、金属基板５側に形成された回路パターン３は、各回路３ａ・・・の相対位置が整列されてそのまま保持され、設計通りにずれの無い正確な回路パターン３を得ることができる。
【０１０５】
回路３ａ・・・間で絶縁層７が不規則に盛り上がることを抑制でき、且つクラックの発生も抑制でき、且つ絶縁シートに内在するボイドを圧縮し抑制することで絶縁信頼性を向上できる。絶縁層７を回路３ａ・・・及び回路整列治具３１の下面で加圧するから回路３ａと絶縁層７の界面における密着性は向上し絶縁層７内に新たなボイドが発生することも抑制できる。
【０１０６】
回路整列治具３１の厚みは、回路３ａ・・・の厚みよりも相対的に薄く設定した。
【０１０７】
このため、製造された金属ベース回路基板１の回路３ａ・・・は、下面部側が絶縁層７内に埋め込まれ、ピール強度を向上させることができる。
【０１０８】
しかも、装填貫通部３１ａ・・・は、絶縁層７側の輪郭を漸次大きくした拡大部として面取り３１ｂを有し、加圧／加熱工程Ｓ５は、前記加圧時に前記面取り３１ｂに絶縁層７の一部が盛り上がるようにした。
【０１０９】
このため、回路３ａ・・・の側面部の立ち上がり部においてフィレット形状部７ａが形成されるから、ピール強度をより向上させることができ、回路３ａ側面に形成された絶縁層の成形された盛り上がりにより放熱性も向上させることができる。
【０１１０】
回路基板用半製品板材Ｗ１を用い、回路３ａ・・・を装填貫通部３１ａ・・・に装填するから作業性が向上する。
【０１１１】
回路整列治具３１は、絶縁層７に対する離形性を確保するテフロン（登録商標）皮膜処理などの表面処理を施した。
【０１１２】
このため、金属ベース回路基板１の回路３ａ・・・及び絶縁層７から回路整列治具３１を容易に除去することができる。
【０１１３】
回路装填工程Ｓ４は、回路パターン３に対応して回路３ａ・・・を位置決め保持した回路基板用半製品板材Ｗ１を回路整列治具３１上に配置し、回路３ａ・・・を回路基板用半製品板材Ｗ１から押し出して回路整列治具３１の装填貫通部３１ａ・・・への装填を行わせる。
【０１１４】
このため、装填貫通部３１に回路３ａ・・・を個々に装填する場合に比較して作業性を向上させることができる。
【実施例２】
【０１１５】
図１２、図１３は、実施例２に係る。図１２は、高さの異なる回路パターンを備えた金属ベース回路基板の断面図である。図１３は、高さの異なる回路パターンを備えた金属ベース回路基板の加圧／加熱工程を示す概念説明図である。
【０１１６】
本実施例２は、高さの異なる回路を含む回路パターンを備えた金属ベース回路基板の製造方法に関する。
【０１１７】
図１２の金属ベース回路基板１Ａは、回路パターン３Ａの回路３ａ・・・、３ｂの高さが異なっている。なお、回路３ａ・・・、３ｂの高さの違いの設定は自由である。
【０１１８】
この場合、回路基板用半製品板材は、回路３ａ、３ｂの２種を上記同様に製造する。従って、位置精度とは、回路パターン３Ａとしての回路３ａ、３ｂ相互の位置精度、２種の回路基板用半製品板材の各回路３ａ、３ｂ間の位置精度の双方を意味する。
【０１１９】
金属ベース回路基板１Ａの製造に際しては、高さの低い回路から順に回路３ａ、回路３ｂの２種類の回路基板用半製品板材を用いて回路装填工程を実行する。
【０１２０】
図１３に示す回路整列治具４７の厚みは、回路３ｂの厚みと同じか、回路３ｂに対して相対的に薄く設定した。回路整列治具４７の厚みを相対的に薄く設定する場合は、上記同様に回路３ｂの下面部側を絶縁層７に埋め込むことができる。
【０１２１】
加圧／加熱工程Ｓ５では、実施例１のフラット押し具３９に代えて凹凸押し具４９が用いられる。
【０１２２】
凹凸押し具４９は、回路整列治具４７の装填貫通部４７ａに嵌入する加圧凸部４９ａを有し、回路３ｂに応じて加圧凹部４９ｂを有している。
【０１２３】
加圧凸部４９ａの下面及び加圧凹部４９ｂの内上面はそれぞれフラットに形成されている。
【０１２４】
加圧凹部４９ｂの内上面は回路３ａの上面及び回路整列治具４７の上面に当接する。
【０１２５】
加圧凸部４９ａの突出寸法及び回路３ａの厚みの合計寸法は、回路整列治具４７の厚みと同じか、回路整列治具４７の厚みを前記合計寸法よりも相対的に小さく設定した。回路整列治具４７の厚みは、回路３ｂの厚みと同じか、回路整列治具４７の厚みを、回路３ｂの厚みよりも薄く設定した。
【０１２６】
回路整列治具４７の厚みを前記合計寸法よりも相対的に小さく設定した場合、或いは回路整列治具４７の厚みを、回路３ｂの厚みよりも薄く設定した場合は、上記同様に回路３ａ・・・、３ｂの下面部側を絶縁層７に埋め込むことができる。
【０１２７】
回路整列治具４７の装填貫通部４７ａ、４７ｂの下縁部に上記同様の面取りを施し、回路３ａ、３ｂにフィレット形状を形成することもできる。
【０１２８】
従って、本実施例２でも実施例１と同様の作用効果を奏することができる。
【０１２９】
また、本実施例では、高さの異なる回路３ａ、３ｂを絶縁層７へ確実に接着保持させることができる。
【実施例３】
【０１３０】
図１４、図１５は、本発明の実施例３を示す。図１４は、高さの異なる回路パターンを備えた金属ベース回路基板の回路装填工程における回路整列治具の重ね合わせ順序を示す概念説明図である。図１５は、高さの異なる回路パターンを備えた金属ベース回路基板の加圧／加熱工程を示す概念説明図である。なお、高さの異なる回路パターンを備えた金属ベース回路基板の断面図は、図１２を参照する。
【０１３１】
本実施例３では、回路装填工程Ｓ４において高さの異なる回路３ａ、３ｂごとに回路整列治具４１、４３を重ねる手法を採用した。  
【０１３２】
図１４、図１５のように、回路整列治具４１、４３は、回路３ａ、３ｂに応じて備えられている。回路整列治具４１は、回路３ａ、３ｂに応じて３か所の装填貫通部４１ａ、４１ｂを備えている。回路整列治具４３は、回路３ｂに応じて１か所の装填貫通部４３ｂを備えている。
【０１３３】
図１４の回路装填工程Ｓ４での回路３ａ、３ｂの装填に際しては、回路整列治具４１、４３が順に用いられ、回路３ａ、３ｂがこの順に装填される。
【０１３４】
図１４の矢印のように、回路装填工程Ｓ４では、まず、回路整列治具４１が金属基板５の絶縁層７上に位置決めて配置され、装填貫通部４１ａに回路３ａの装填が行われる。次いで、回路整列治具４３が回路整列治具４１上に位置決めて配置され、装填貫通部４３ｂ、４１ｂに回路３ｂの装填が行われる。引き続いて図１５の加圧／加熱工程Ｓ５が行われる。
【０１３５】
なお、本実施例においても、個別に製造した回路３ａ、３ｂを個々に装填することもできる。つまり、回路整列治具４１の装填貫通部４１ａに回路３ａを、回路整列治具４１、４３の装填貫通部４１ｂ、４３ｂに回路３ｂを個々に装填する。この場合、回路装填工程Ｓ４は、実施例１で示す回路基板用半製品板材Ｗ１及び押出し治具３５を用いない。装填治具により回路３ａ・・・を回路整列治具４１の装填貫通部４１ａに個々に装填し、次いで、回路整列治具４３を回路整列治具４１上に位置決めて配置し、装填貫通部４３ｂ、４１ｂに回路３ｂを装填する。引き続いて図１５の加圧／加熱工程Ｓ５が行われる。
【０１３６】
図１５の加圧／加熱工程Ｓ５では、回路３ａ、３ｂが回路整列治具４１、４３と共に加圧／加熱板３３、３７間でフラット押し具３９を介して加圧／加熱される。
【０１３７】
この場合、回路整列治具４１の厚みを、回路３ａの厚みよりも相対的に薄く設定し、回路整列治具４１、４３を重ねた厚みを、回路３ｂの厚みよりも相対的に薄く設定することで、上記同様に回路３ａ、３ｂの下面部側を絶縁層７に埋め込むことができる。
【０１３８】
回路整列治具４１の装填貫通部４１ａ、４１ｂに上記同様の面取りを施し、回路３ａ、３ｂにフィレット形状を形成することもできる。
【０１３９】
従って、本実施例においても、実施例１と同様な作用効果を得ることができる。
【０１４０】
また、本実施例では、高さの異なる回路３ａ、３ｂを絶縁層７へ確実に接着保持させることができる。
【符号の説明】
【０１４１】
１、１Ａ、１Ｂ  金属ベース回路基板
３、３Ａ、３Ｂ  回路パターン
３ａ、３ｂ  回路
５  金属基板
７  絶縁層
Ｓ３  整列治具配置工程（第１工程）
Ｓ４  回路装填工程（第２工程）
Ｓ５  加圧／加熱工程（第３工程）
Ｓ  スクラップ
Ｗ  銅板材（材料板）
Ｗ１  回路基板用半製品板材
【図１】
2020136625.tif 000003
【図２】
2020136625.tif 000004
【図３】
2020136625.tif 000005
【図４】
2020136625.tif 000006
【図５】
2020136625.tif 000007
【図６】
2020136625.tif 000008
【図７】
2020136625.tif 000009
【図８】
2020136625.tif 000010
【図９】
2020136625.tif 000011
【図１０】
2020136625.tif 000012
【図１１】
2020136625.tif 000013
【図１２】
2020136625.tif 000014
【図１３】
2020136625.tif 000015
【図１４】
2020136625.tif 000016
【図１５】
2020136625.tif 000017
【図１６】
2020136625.tif 000018
【図１７】
2020136625.tif 000019
【図１８】
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