(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板の第１面に金属板からなる金属層が接着された基板であって、
前記絶縁基板には貫通孔が設けられるとともに、前記金属層には前記貫通孔に挿入されて前記絶縁基板の第２面側へ膨出する曲げ部が設けられ、
前記金属層における前記曲げ部の周囲には、前記絶縁基板に接着される外周部が設けられ、
前記外周部は、前記曲げ部の一端から連続して形成される第１外周部と、前記曲げ部の他端から連続して形成される第２外周部とに分断されており、
前記第１外周部及び前記第２外周部は、前記曲げ部から連続して形成されるとともに前記曲げ部の側方に位置する側方部、及び前記側方部から連続して形成される回り込み部を有することを特徴とする基板。
【請求項２】
前記第１外周部及び前記第２外周部は、隙間をあけて対向する二辺を有し、前記二辺間において分断されていることを特徴とする請求項１に記載の基板。
【請求項３】
前記外周部の周縁の一部は、前記絶縁基板の前記貫通孔の周縁に一致することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の基板。
【請求項４】
前記絶縁基板の第２面には、別の金属層が接着されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板。
【請求項５】
前記曲げ部における前記第２面側の面には発熱素子が接合されるとともに、前記曲げ部における前記第１面側の面には放熱部材が接合されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁基板に金属板からなる金属層が接着された基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、所定のパターン形状に金属板を打ち抜くことによって成形された金属層を絶縁基板の一面に接着した基板が開示されている。金属板からなる金属層は折り曲げて形状を変化させることが可能である。そのため、金属板からなる金属層に金属層の一部を折り曲げてなる曲げ部を設けて、その曲げ部を利用して金属層に機能を付加することが行われている。例えば、特許文献１では、金属層の端部を折り曲げることにより、絶縁基板から起立する曲げ部を形成し、その曲げ部を外部回路に対する接続端子として利用している。また、金属層が接着される絶縁基板の形状等に応じて、金属層に様々な曲げ部を設けることも行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平３−１１７８６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記曲げ部は、所定のパターン形状に打ち抜かれた金属板をプレス成型により所定の立体形状に屈曲させることによって形成される。このとき、曲げ部の形状によっては曲げ部の周辺部分に皺が形成される場合がある。例えば、厚み方向に膨出する曲げ部を金属層の中央部に形成する場合には、曲げ部を厚み方向に押し出した分、曲げ部の周辺部分が曲げ部側へ寄せられる。その結果、曲げ部の周辺部分に歪みが生じて金属層に皺が形成される。そして、金属層に皺が形成されると、金属層を絶縁基板に接着したときに、金属層と絶縁基板と間に隙間が生じて基板の接着強度が低下するおそれがある。
【０００５】
本発明の目的は、金属板からなるとともに曲げ部を有する金属層が絶縁基板に接着された基板において、金属層に皺が形成されることを抑制して金属層と絶縁基板とを好適に接着させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するための基板は、絶縁基板の第１面に金属板からなる金属層が接着された基板であって、前記絶縁基板には貫通孔が設けられるとともに、前記金属層には前記貫通孔に挿入されて前記絶縁基板の第２面側へ膨出する曲げ部が設けられ、前記金属層における前記曲げ部の周囲には、前記絶縁基板に接着される外周部が設けられ、前記外周部は、前記曲げ部の一端から連続して形成される第１外周部と、前記曲げ部の他端から連続して形成される第２外周部とに分断されており、前記第１外周部及び前記第２外周部は、前記曲げ部から連続して形成されるとともに前記曲げ部の側方に位置する側方部、及び前記側方部から連続して形成される回り込み部を有することを要旨とする。
【０００７】
上記構成によれば、金属層における絶縁基板との接着部位である外周部が第１外周部と第２外周部とに分断されている。そのため、金属層をプレス成型する際に、外周部に歪が生じることがなく、それに起因して金属層に形成される皺を抑制することができる。これにより、金属層の外周部が平滑な面となって、基板における絶縁基板と金属層との接着状態をより良好なものとすることができる。
【０００８】
前記第１外周部及び前記第２外周部は、隙間をあけて対向する二辺を有し、前記二辺間において分断されていることが好ましい。
【０００９】
前記外周部の周縁の一部は、前記絶縁基板の前記貫通孔の周縁に一致することが好ましい。
【００１０】
前記絶縁基板の第２面には、別の金属層が接着されていることが好ましい。
前記曲げ部における前記第２面側の面には発熱素子が接合されるとともに、前記曲げ部における前記第１面側の面には放熱部材が接合されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、金属層に皺が形成されることを抑制して、金属層と絶縁基板とを好適に接着させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態の基板の上面図。
【図２】図１の２−２線断面図。
【図３】実施形態の基板の下面図。
【図４】（ａ）は一次成形品の上面図、（ｂ）は一次成形品の断面図、（ｃ）は下面金属層の上面図、（ｄ）は下面金属層の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面にしたがって説明する。
図１及び２に示すように、基板１０は、中央部に長四角形状の貫通孔１２が形成された絶縁基板１１を備えている。絶縁基板１１の上面（第２面）には、所定の形状にパターニングされた、金属板からなる平板状の上面金属層２０が接着されている。上面金属層２０における絶縁基板１１の貫通孔１２の上方位置には、貫通孔１２よりも一回り大きい長四角形状の貫通孔２１が形成されている。
【００１４】
図２及び３に示すように、絶縁基板１１の下面（第１面）には、所定の形状にパターニングされた、金属板からなる下面金属層３０が接着されている。下面金属層３０は、一枚の金属板から形成されるものであって、その中央に位置する曲げ部３１と、曲げ部の端部から連続して形成される外周部３２とを備えている。
【００１５】
曲げ部３１は、後述する発熱素子４０を搭載するための搭載部分として設けられる部位であって、上方へ膨出するブリッジ形状をなし、その上部には上面視四角形状の平面部３１ａが設けられている。曲げ部３１は、下面金属層３０の一部を折り曲げること、具体的には第１折曲線Ｐ１にて上側（谷折り）に折り曲げるとともに、第２折曲線Ｐ２にて下側（山折り）に折り曲げることによって形成されている。そして、第１折曲線Ｐ１は曲げ部３１の端部（一端及び他端）に相当する部分となる。
【００１６】
図２に示すように、曲げ部３１は、基板１０の積層方向において、絶縁基板１１の貫通孔１２及び上面金属層２０の貫通孔２１に重なる位置に設けられている。そして、曲げ部３１は、絶縁基板１１の貫通孔１２及び上面金属層２０の貫通孔２１内に挿入されて、平面部３１ａを絶縁基板１１の上面側に露出させている。ここで、曲げ部３１の平面部３１ａの上面は、上面金属層２０の上面と同一平面上に位置している。つまり、曲げ部３１の膨出量を、絶縁基板１１及び上面金属層２０の厚さの合計値に相当する値に設定することによって、平面部３１ａの上面の高さと上面金属層２０の上面の高さとを揃えている。
【００１７】
一方、外周部３２は、下面金属層３０を絶縁基板１１に接着するための接着部分、及び曲げ部３１に伝えられた熱を拡散させて放熱するための放熱部分として設けられる部位である。図３に示すように、外周部３２は、曲げ部３１の一端から連続して形成される第１外周部３３と、曲げ部３１の他端から連続して形成される第２外周部３４とに分断されている。つまり、第１外周部３３と第２外周部３４とは曲げ部３１においてのみ互いに接続されている。
【００１８】
第１外周部３３は、曲げ部３１の一端から連続して形成され、曲げ部３１の側方に位置する側方部３３ａと、側方部３３ａから連続して形成され、第１折曲線Ｐ１よりも内側に回り込んで曲げ部３１の前方及び後方に位置する回り込み部３３ｂとを有している。同様に、第２外周部３４は、曲げ部３１の他端から連続して形成され、曲げ部３１の側方に位置する側方部３４ａと、側方部３４ａから連続して形成され、第１折曲線Ｐ１よりも内側に回り込んで曲げ部３１の前方及び後方に位置する回り込み部３４ｂとを有している。ここでは、平面視において、第１折曲線Ｐ１を挟んで曲げ部３１と並ぶ位置関係を側方とするとともに、第１折曲線Ｐ１に沿った方向において曲げ部３１と並ぶ位置関係を前後としている。
【００１９】
各回り込み部３３ｂ，３４ｂにおける曲げ部３１側の周縁は、絶縁基板１１の貫通孔１２の周縁に一致している。また、対向する回り込み部３３ｂ，３４ｂの各先端部分には、隙間Ｓをあけて互いに対向する二辺が設けられている。この隙間Ｓによって第１外周部３３と第２外周部３４とが分断されている。また、外周部３２全体の外形形状は、上面金属層２０の外形形状と略同じ形状に形成されている。
【００２０】
図１及び２に示すように、上面金属層２０の上面、及び下面金属層３０における曲げ部３１の平面部３１ａの上面には、上面金属層２０及び下面金属層３０に跨るようにして発熱素子４０が接合されている。また、図２において破線で示すように、下面金属層３０の下面側には、放熱部材４１が接合されている。放熱部材４１は突出部分を有し、その突出部分が曲げ部３１の平面部３１ａの下面に接合されている。
【００２１】
次に、下面金属層３０の製造方法を図４に基づいて説明する。
先ず、金属板から所定のパターン形状をプレスにて打ち抜くことにより、図４（ａ）に示す平板状の一次成形品３０’が形成される。このとき、一次成形品３０’の中央部には、横方向に延びる並列な二本の第１切り込み５１が形成される。これにより、２本の第１切り込み５１の間に、後に曲げ部３１となる曲げ形成部３１’が形成される。
【００２２】
更に、一次成形品３０’には、第１切り込み５１の中央部から縦方向に延びる第２切り込み５２が形成される。曲げ形成部３１’の周囲に位置する外周部３２は、第２切り込み５２によって、曲げ形成部３１’の一端から連続して形成される第１外周部３３と、同他端から連続して形成される第２外周部３４とに分断される。第２切り込み５２の幅は、曲げ部３１の膨出量、即ち絶縁基板１１及び上面金属層２０の厚さの合計値よりも大きい値に設定されている。
【００２３】
図４（ｂ）に示すように、一次成形品３０’は曲げ部３１に対応する内面形状を有する成形型６０によってプレス成型される。これにより、曲げ形成部３１’が図４（ａ）に示す一点鎖線部分にてブリッジ形状に折り曲げられて曲げ部３１となり、一次成形品３０’から図４（ｃ），（ｄ）に示す下面金属層３０が成型される。
【００２４】
上記プレス成型時において、一次成形品３０’の外周部３２には、第１切り込み５１に沿って内側へ引き寄せる方向の応力が生じる。ここで、外周部３２は第２切り込み５２によって第１外周部３３と第２外周部３４とに分断されている。そのため、外周部３２は、第１外周部３３と第２外周部３４とが互いに接近する方向へスライド移動するのみで、外周部３２に上記応力に起因する歪みが生じることはない。したがって、下面金属層３０の外周部３２に皺が形成されることが抑制される。
【００２５】
上記のとおり製造された下面金属層３０は、絶縁基板１１の貫通孔１２内に曲げ部３１を挿入させるようにして絶縁基板１１の下面側に配置され、外周部３２において絶縁基板１１の下面に接着される。
【００２６】
次に、本実施形態の基板１０の作用を説明する。
下面金属層３０は、絶縁基板１１との接着部位である外周部３２が、曲げ部３１の一端から連続して形成される第１外周部３３と、同他端から連続して形成される第２外周部３４とに分断されている。そのため、一次成形品３０’から曲げ部３１を有する下面金属層３０をプレス成型する際に、外周部３２に歪が生じることがなく、それに起因して下面金属層３０に形成される皺を抑制することができる。これにより、下面金属層３０の外周部３２の上面が平滑な面に形成される。その結果、基板１０における絶縁基板１１と下面金属層３０との接着状態が良好なものとなる。
【００２７】
本実施形態によれば、以下に記載する効果を得ることができる。
（１）基板１０は、貫通孔１２を有する絶縁基板１１と、絶縁基板１１の下面に接着される下面金属層３０とを備えている。下面金属層３０は金属板からなり、下面金属層３０には、絶縁基板１１の貫通孔１２に挿入されて絶縁基板１１の上面側へ膨出する曲げ部３１が設けられるとともに、下面金属層３０における曲げ部３１の周囲には、絶縁基板１１に接着される外周部３２が設けられている。外周部３２は、曲げ部３１の一端から連続して形成される第１外周部３３と、同他端から連続して形成される第２外周部３４とに分断されている。
【００２８】
上記構成によれば、下面金属層３０における絶縁基板１１との接着部位である外周部３２が第１外周部３３と第２外周部３４とに分断されているため、一次成形品３０’から下面金属層３０をプレス成型する際に、外周部３２に歪みが生じることがない。そして、上記歪みに起因して下面金属層３０に形成される皺を抑制することができる。その結果、絶縁基板１１との接着部位である外周部３２の上面が平滑な面に形成されて、絶縁基板１１と下面金属層３０との接着状態をより良好なものとすることができる。
【００２９】
（２）第１外周部３３及び第２外周部３４は、曲げ部３１から連続して形成されるとともに曲げ部３１の側方に位置する側方部３３ａ，３４ａを有している。また、第１外周部３３及び第２外周部３４は、側方部３３ａ，３４ａから連続して形成される回り込み部３３ｂ，３４ｂを有している。
【００３０】
側方部３３ａ，３４ａ及び回り込み部３３ｂ，３４ｂは共に、絶縁基板１１に対する下面金属層３０の接着性の向上、及び曲げ部３１に伝えられた熱を拡散して放熱する放熱性の向上に寄与する。特に、側方部３３ａ，３４ａは、曲げ部３１から連続して形成される部位であることから放熱性の向上に大きく寄与し、側方部３３ａ，３４ａを大きく形成することによって放熱性をより向上させることができる。
【００３１】
また、回り込み部３３ｂ，３４ｂは、絶縁基板１１に対する下面金属層３０の接着性の向上に大きく寄与する。特に、基板１０に設けられる他の部材との関係に応じて、側方部３３ａ，３４ａを小さく形成せざるを得ない場合がある。この場合には、側方部３３ａ，３４ａ全体に対する第１折曲線Ｐ１における折り曲げの影響が大きくなって、側方部３３ａ，３４ａの平面度を十分に高めることが困難になる。一方、回り込み部３３ｂ，３４ｂは曲げ部３１から離れた位置に設けられるため、上記折り曲げの影響が小さく、平面度を高めることが容易である。そのため、側方部３３ａ，３４ａの平面度を高めることが困難な場合であっても、平面度の高い回り込み部３３ｂ，３４ｂを更に設けることによって、絶縁基板１１に対する下面金属層３０の接着性を向上させることができる。
【００３２】
（３）回り込み部３３ｂ，３４ｂの周縁の一部を、絶縁基板１１の貫通孔１２の周縁に一致させている。貫通孔１２の周縁に重なる部分まで回り込み部３３ｂ，３４ｂの周縁を広げて、回り込み部３３ｂ，３４ｂを大きく形成することにより、回り込み部３３ｂ，３４ｂによる接着性の向上効果、及び放熱性の向上効果を更に高めることができる。
【００３３】
（４）下面金属層３０の外周部３２全体の外形形状を、上面金属層２０の外形形状と略同じ形状に形成している。具体的には、上面金属層２０の外形形状と一致するように、側方部３３ａ，３４ａ及び回り込み部３３ｂ，３４ｂを形成している。上記構成によれば、絶縁基板１１に対して上面金属層２０及び下面金属層３０を接着する際に、両金属層に加えられる圧力を全体的に均一にすることができる。これにより、絶縁基板１１に対して上面金属層２０及び下面金属層３０を更に好適に接着させることができる。
【００３４】
（５）下面金属層３０の曲げ部３１における平面部３１ａの上面に発熱素子４０を接合するとともに、平面部３１ａの下面に放熱部材４１を接合している。発熱素子４０が接合される下面金属層３０に対して、他の部材を介在させることなく放熱部材４１が接合されることにより、発熱素子４０及び下面金属層３０を放熱部材４１によって効果的に冷却することができる。
【００３５】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○  基板１０の上下は特に限定されるものではない。つまり、上記実施形態の基板１０を逆さにして、上面金属層２０を下面金属層とするとともに下面金属層３０を上面金属層としてもよい。
【００３６】
○  基板１０の種類は両面基板に限定されるものではなく、内層パターンを更に有する多層基板であってもよい。
○  上面金属層２０及び下面金属層３０を形成する金属板としては、銅やアルミニウム等の導電性金属材料からなる金属板を用いることができる。金属板の厚さは、好ましくは０．４〜２．０ｍｍであり、より好ましくは０．５〜１．０ｍｍである。
【００３７】
○  下面金属層３０の第１外周部３３及び第２外周部３４の構成は特に限定されるものではない。例えば、側方部３３ａ，３４ａを回り込み部３３ｂ，３４ｂよりも大きく形成してもよいし、回り込み部３３ｂ，３４ｂを側方部３３ａ，３４ａよりも大きく形成してもよい。また、回り込み部３３ｂ，３４ｂの少なくとも一方を省略してもよい。
【００３８】
○  第１外周部３３の回り込み部３３ｂと第２外周部３４の回り込み部３４ｂとが接触していてもよい。例えば、上記実施形態において、一次成形品３０’に形成される第２切り込み５２の幅の値を、曲げ部３１の膨出量に等しい値に設定した場合には、下面金属層３０における回り込み部３３ｂ及び回り込み部３４ｂの対向する先端は、互いに押し合うことなく接触した状態となる。
【００３９】
○  発熱素子４０を、基板に一般的に実装される他の電子部品に代えてもよい。
○  発熱素子４０及び放熱部材４１を適宜、省略してもよい。
○  一次成形品３０’に形成される第１切り込み５１は、幅のない線状の切り込みであってもよい。
【００４０】
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想を以下に記載する。
（イ）ブリッジ形状に膨出する曲げ部を有する金属層の製造方法であって、金属板から所定のパターン形状を打ち抜くことにより平板状の一次成形品を得る打ち抜き工程と、前記曲げ部に対応する内面形状を有する成形型によって前記一次成形品をプレス成型する成型工程とを有し、前記打ち抜き工程において、並列する二本の第１切り込みを設けることにより前記第１切り込み間に曲げ形成部を設けるとともに、前記曲げ形成部の周囲に位置する外周部を、前記曲げ形成部の一端から連続して形成される第１外周部と、前記曲げ形成部の他端から連続して形成される第２外周部とに分断する第２切り込みを設けることを特徴とする金属層の製造方法。
【符号の説明】
【００４１】
Ｓ…隙間、１０…基板、１１…絶縁基板、１２…貫通孔、２０…上面金属層、２１…貫通孔、３０…下面金属層、３１…曲げ部、３１ａ…平面部、３２…外周部、３３…第１外周部、３３ａ，３４ａ…側方部、３３ｂ，３４ｂ…回り込み部、３４…第２外周部、４０…発熱素子、４１…放熱部材、５１…第１切り込み、５２…第２切り込み。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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