(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コネクタが挿抜される端子部と均熱用のコア部とを有する中間層に、前記端子部と導通する回路パターンを表面に有する基板を積層したメタルコア基板の製造方法であって、
前記コア部よりも相対的に硬度の高い材料により前記端子部をプレス成型すると共に、前記端子部よりも相対的に導電率の高い材料により前記コア部をプレス成型し、
プレス成型された前記端子部及び前記コア部を、前記メタルコア基板におけるレイアウトに応じた相対位置に位置決めした状態で、前記基板の積層工程に投入する、
ことを特徴とするメタルコア基板の製造方法。
【請求項２】
前記コア部の両側に、互いに表裏反転させた同一のプレス成型品をそれぞれ加工して作製した前記端子部を配置して、これら端子部を前記コア部と共に前記積層工程に投入することを特徴とする請求項１記載のメタルコア基板の製造方法。
【請求項３】
前記端子部を黄銅板によりプレス成型すると共に、前記コア部を無酸素銅板又はタフピッチ銅板によりプレス成型することを特徴とする請求項１又は２記載のメタルコア基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コネクタが挿抜される端子部と均熱用のコア部とを有する中間層に、端子部と導通する回路パターンを表面に有する基板を積層したメタルコア基板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、車両の電気接続箱では、電子部品の発熱による局所的な温度上昇を回避するために、中間層にメタルプレート（コア部）を有するメタルコア基板を配線基板として用いる場合がある（例えば、特許文献１）。
【０００３】
このようなメタルコア基板では、コア部と共に端子部が中間層に設けられる場合、これらコア部と端子部が、金型を用いた打ち抜きプレス加工によって、一枚の金属板から成型される。成型されたコア部と端子部は、これらと共にプレス加工後の金属板に残る四方のフレームに、リブを介して支持される。これにより、コア部と端子部は、最終レイアウトと同じ相対位置関係を保ったまま基板の積層工程に移送される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３３３５８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述したコア部は、基板表面の均熱化や温度上昇の抑制を図るため、導電率の高い材料で形成することが望ましい。一方、端子部は、コネクタの度重なる挿抜にも耐え得るように、硬度の高い材料で形成することが望ましい。
【０００６】
しかし、コア部として必要な導電率と端子部として必要な硬度とを同時に満たす材料は少なく高価である。また、そのような材料でコア部と端子部を製造した場合は、端子部ほど高い硬度を必要としないコア部を硬度の面でオーバースペックで製造し、かつ、コア部ほど高い導電率を必要としない端子部を導電率の面でオーバースペックで製造することになる。
【０００７】
しかも、コア部と端子部が最終レイアウトと同じ相対位置関係で一枚の金属板から打ち抜きプレス加工されることから、コア部と端子部の間隔の部分やコア部と端子部を支持する四方のフレームの部分に費やされる金属板部分が発生する分、金属板からコア部や端子部を製造する際の歩留まりが悪くなる。
【０００８】
このため、上述したメタルコア基板の従来の製造方法では、コスト面で改善の余地があった。
【０００９】
本発明は前記事情に鑑みなされたもので、本発明の目的は、高い導電率が求められるコア部と高い硬度が求められる端子部とを中間層に有するメタルコア基板を安価に製造することができるメタルコア基板の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、請求項１に記載した本発明のメタルコア基板の製造方法は、コネクタが挿抜される端子部と均熱用のコア部とを有する中間層に、前記端子部と導通する回路パターンを表面に有する基板を積層したメタルコア基板の製造方法であって、前記コア部よりも相対的に硬度の高い材料により前記端子部をプレス成型すると共に、前記端子部よりも相対的に導電率の高い材料により前記コア部をプレス成型し、プレス成型された前記端子部及び前記コア部を、前記メタルコア基板におけるレイアウトに応じた相対位置に位置決めした状態で、前記基板の積層工程に投入することを特徴とする。
【００１１】
請求項１に記載した本発明のメタルコア基板の製造方法によれば、コア部と端子部とを別々の材料からそれぞれプレス成型するので、メタルコア基板におけるコア部と端子部との間隔に応じた形状を、それらの材料となる金属板からプレス成型により切り落とす必要がない。また、プレス成型したコア部と端子部とを位置決めするためのフレームを金属板から作製する必要もない。したがって、コア部の材料となる金属板や端子部の材料となる別の金属板を、コア部や端子部のプレス成型に効率良く使用することができ、それらの金属板からコア部や端子部をプレス成型する際の歩留まりを向上させることができる。
【００１２】
また、請求項２に記載した本発明のメタルコア基板の製造方法は、請求項１に記載した本発明のメタルコア基板の製造方法において、前記コア部の両側に、互いに表裏反転させた同一のプレス成型品をそれぞれ加工して作製した前記端子部を配置して、これら端子部を前記コア部と共に前記積層工程に投入することを特徴とする。
【００１３】
請求項２に記載した本発明の本発明のメタルコア基板の製造方法によれば、請求項１に記載した本発明のメタルコア基板の製造方法において、端子部のプレス成型に用いる金型を、コア部の各側部に配置する端子部どうしで共通化し、メタルコア基板の製造にかかるコストを低減させることができる。
【００１４】
さらに、請求項３に記載した本発明のメタルコア基板の製造方法は、請求項１又は２に記載した本発明のメタルコア基板の製造方法において、前記端子部を黄銅板によりプレス成型すると共に、前記コア部を無酸素銅板又はタフピッチ銅板によりプレス成型することを特徴とする。
【００１５】
請求項３に記載した本発明のメタルコア基板の製造方法によれば、請求項１又は２に記載した本発明のメタルコア基板の製造方法において、端子部に硬度の高い黄銅板を用いることで、コネクタの度重なる挿抜に対する耐久性を端子部に確実に持たせることができる。また、コア部に高い導電率を有する無酸素銅板又はタフピッチ銅板を用いることで、基板表面の均熱化や温度上昇の抑制を確実に図ることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のメタルコア基板の製造方法によれば、高い導電率が求められるコア部と高い硬度が求められる端子部とを中間層に有するメタルコア基板を安価に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係る配線基板の、表面層の構成を示す説明図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る配線基板の、中間層の構成を示す説明図である。
【図３】図１及び図２の配線基板を作製する一般的な手順を示す説明図であり、加工前の金属板を示す説明図である。
【図４】図１及び図２の配線基板を作製する一般的な手順を示す説明図であり、金属板を加工する工程を示す。
【図５】図１及び図２の配線基板を作製する一般的な手順を示す説明図であり、プリプレグを積層する工程を示す。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は図１及び図２の配線基板を本発明の一実施形態に係る製造方法によって作製する場合の手順を示す説明図であり、加工前の金属板を示す説明図である。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は図１及び図２の配線基板を本発明の一実施形態に係る製造方法によって作製する場合の手順を示す説明図であり、金属板を加工する工程を示す。
【図８】図１及び図２の配線基板を本発明の一実施形態に係る製造方法によって作製する場合の手順を示す説明図であり、加工したメタルプレートと各突起型端子とを配線基板における相対位置関係に位置決めする工程を示す。
【図９】図１及び図２の配線基板を本発明の一実施形態に係る製造方法によって作製する場合の手順を示す説明図であり、位置決めしたメタルプレートと各突起型端子にプリプレグを積層する工程を示す。
【図１０】図９の積層工程の手順を示す説明図である。
【図１１】図６の金属板から突起型端子を作製する手順の別例を示す説明図である。
【図１２】（ａ），（ｂ）は図１１の金属板から突起型端子を作製する手順の別例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明によるメタルコア基板の製造方法の実施形態を、図面を参照しながら説明する。
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態に係る配線基板１０の表面層を示す説明図、図２は、中間層（即ち、表面層を取り除いた層）を示す説明図である。
【００２０】
図２に示すように、配線基板１０（請求項中のメタルコア基板に相当）の中間層のほぼ中央には、矩形状のメタルプレート（請求項中のコア部に相当）１１が設けられている。該メタルプレート１１は、金属製の材料で構成され、導電性を備える。
【００２１】
また、配線基板１０の左側の側辺部及び右側の側辺部には、短冊形状の突起型端子１２（請求項中の端子部に相当）がそれぞれ複数個（図では１２個ずつ）設けられ、各突起型端子１２の一部は、配線基板１０の外側に突起している。そして、配線基板１０にコネクタ（図示省略）を接続する場合には、この突起した部分を端子として用いることができる。なお、各突起型端子１２は、個々を区別する必要がある場合には、サフィックス「-n」を付して表記する。
【００２２】
複数の突起型端子１２のうちのいくつかは、連結部１６を介して互いに連結されている。具体的には、図２に示す突起型端子１２-1、１２-2、１２-3が連結部１６により互いに連結され、突起型端子１２-4、１２-5が連結部１６により互いに連結され、更に、突起型端子１２-6、１２-7が連結部１６により互いに連結されている。
【００２３】
図１に示すように、配線基板１０の表面には、絶縁性材料であるプリプレグ３１が設けられて表面層とされている。この表面層には各種の電子部品１５が搭載され、また回路パターン１４が配索される。また、配線基板１０の表面に設けられる回路パターン１４と、中間層に設けられる突起型端子１２とを接続するために、複数の突起型端子１２うちの少なくとも一つに、スルーホール１３が穿設されている（図２参照）。即ち、導電性のスルーホール１３を経由して、突起型端子１２と回路パターン１４を電気的に接続することができる。
【００２４】
この際、３つの突起型端子１２-1、１２-2、１２-3のうち、一つの突起型端子１２-3にのみスルーホール１３が形成され、他の突起型端子１２-1、１２-2にはスルーホール１３は形成されない。同様に、２つの突起型端子１２-4、１２-5のうち、一つの突起型端子１２-4にのみスルーホール１３が形成され、２つの突起型端子１２-6、１２-7のうち、一つの突起型端子１２-6にのみスルーホール１３が形成されている。
【００２５】
上述した配線基板１０は、一般的に、図３乃至図５の説明図に示すような工程を経て作製される。図４及び図５に示す説明図では、説明を簡略化するために、突起型端子１２の数を左右５個ずつとしている。
【００２６】
まず、図３に示すように、メタルプレート１１及び突起型端子１２の材料となる一枚の金属板２５の左右両側を、スズメッキ層に通してスズメッキする。図３中ハッチングを施した部分が金属板２５のスズメッキされた部分である。そして、スズメッキされた一枚の金属板２５を、エッチング、或いはプレス加工により、図４に示す如くの形状に加工する。具体的には、高い導電率と高い硬度とを兼ね備えた、ジルコニウム等を含んだ銅合金製の金属板２５から、矩形状のメタルプレート１１と、左右にそれぞれ５個ずつ設けられる短冊形状の突起型端子１２とを、四方のフレーム２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｃにリブ２１を介して支持する形状に、金型を用いた打ち抜きプレス加工によって成型する。ここで、突起型端子１２-11 、１２-12 、１２-13 は連結部１６によって連結されており、また、突起型端子１２-14 と１２-15 も連結部１６によって連結されている。
【００２７】
次いで、図５に示すように、金属箔を備えたプリプレグ（樹脂層）３１を金属板２５の片面或いは両面に積層し、このプリプレグ３１を加熱プレスすることにより、配線基板１０の外形を作製する。
【００２８】
以後、プリプレグ３１の表面に回路パターンをマスキングしエッチングすることで、所望する回路パターン１４を形成し、さらに、プリプレグ３１を貫通するスルーホール１３を穿設し金属メッキすることで、回路パターン１４と突起型端子１２とを適宜な箇所で電気的に導通させる。
【００２９】
上述した一般的な作製工程では、一枚の金属板２５からメタルプレート１１と突起型端子１２とを成型するので、メタルプレート１１と突起型端子１２とが同じ材料から成型されることになる。ところが、プリプレグ３１の表面の均熱性と温度上昇の回避を図るためのメタルプレート１１には、高い導電率が求められるのに対して、突起型端子１２には、高い導電率ではなく、不図示のコネクタの挿抜に耐え得るだけの高い硬度が求められる。したがって、金属板２５には高い導電率と高い硬度とを兼ね備えた高価な材料を使用しなければならなくなる。言い換えると、メタルプレート１１には必要以上に高い硬度を備えた材料が使用され、突起型端子１２には必要以上に高い導電率を備えた材料が使用されるため、双方ともオーバースペックのものが製造されてしまう。
【００３０】
しかも、メタルプレート１１と突起型端子１２とを、プリプレグ３１を積層した後の最終レイアウトと同じ相対位置関係で、一枚の金属板２５から打ち抜きプレス加工するために、メタルプレート１１と突起型端子１２の間隔の部分やメタルプレート１１と突起型端子１２を支持する四方のフレーム２５ａ，２５ｂ，２５ｃの部分によって消費される金属板２５部分が発生する分、金属板２５からメタルプレート１１や突起型端子１２を製造する際の歩留まりが悪くなってしまう。
【００３１】
そこで、本実施形態では、図６に示すように、配線基板１０のメタルプレート１１と突起型端子１２とを別々の材料による金属板２６，２７から作製する。メタルプレート１１は、例えば、無酸素銅やタフピッチ銅等の、導電率（ＩＡＣＳ％）が９５％以上ある金属板２６から作製する。また、メタルプレート１１の左右にそれぞれ配置する各突起型端子１２は、例えば、黄銅等の、導電率（ＩＡＣＳ％）が３０〜８０％程度の低さである代わりに金属板２６よりも硬度が高い金属板２７からそれぞれ作製する。なお、各金属板２７，２７の一方の側部はスズメッキしておく。図６中ハッチングを施した部分が金属板２７のスズメッキされた部分である。
【００３２】
図７に示すように、金属板２６は、２つのメタルプレート１１，１１がリブ２６ａを介して連結された形状に加工する。また、各金属板２７は、配線基板１０の２つ分の各突起型端子１２がリブ２７ａを介して１つのフレーム２７ｂに接続された形状にそれぞれ加工する。メタルプレート１１と突起型端子１２との作製時には、メタルプレート１１とフレーム２７ｂとにそれぞれパイロットピン用ホール１１ａ，２７ｃが形成される。
【００３３】
以上のようにして金属板２６，２７からそれぞれ作製した配線基板１０の２つ分のメタルプレート１１と突起型端子１２は、図８に示すように、配線基板１０における相対位置関係に位置決めされる。そして、図９に示すように、配線基板１０の２つ分のメタルプレート１１と突起型端子１２の全体に跨って、金属箔を備えたプリプレグ（樹脂層）３１を金属板２５の片面或いは両面（本実施形態の場合は両面）に重ね合わせる。これにより、メタルプレート１１及び突起型端子１２による中間層とプリプレグ３１による表面層とを重ねた配線基板積層体１７が形成される。この配線基板積層体１７において、メタルプレート１１のパイロットピン用ホール１１ａは、プリプレグ３１のパイロットピン用ホール３１ａと重なる。
【００３４】
配線基板積層体１７は、図１０に示すチャンバ４０に投入されてプレスマシン５０にセットされる。プレスマシン５０では、メタルプレート１１及び突起型端子１２による中間層とプリプレグ３１による表面層との積層プレス加工が行われる。
【００３５】
プレスマシン５０は、固定盤５１と可動盤５２とを有しており、これらの間に複数の配線基板積層体１７と加熱用ヒータ５４とが、交互に重ねて配置される。各配線基板積層体１７のパイロットピン用ホール１１ａ，２７ｃ，３１ａ（図８参照）や加熱用ヒータ５４のパイロットピン用ホール５４ａ（図８参照）には、固定盤５１から立設された複数のパイロットピン５３のいずれかが挿通される。この状態で、可動盤５２が固定盤５１側に移動して各配線基板積層体１７を加圧することで、各加熱用ヒータ５４により加熱された各配線基板積層体１７の表面層（プリプレグ３１）が中間層（メタルプレート１１及び突起型端子１２）に積層、接合される。
【００３６】
最後に、各配線基板積層体１７の２つのメタルプレート１１の間でプリプレグ３１とリブ２６ａを切断すると共に、各フレーム２７ｂと各突起型端子１２との間でリブ２７ａを切断することで、２つの配線基板１０が製造される。
【００３７】
以上の工程により製造される本実施形態の配線基板１０は、導電率（ＩＡＣＳ％）が９５％以上ある金属板２６から作製したメタルプレート１１が、配線基板１０の表面の均熱化や温度上昇の抑制を図り、金属板２６よりも硬度が高い金属板２７から作製した突起型端子１２が、不図示のコネクタの度重なる挿抜にも十分耐えるという、互いに異なる特性を両方具備したものとなる。
【００３８】
そして、本実施形態の配線基板１０では、メタルプレート１１の材料である金属板２６に、突起型端子１２のような硬度を求めなくて済み、また、突起型端子１２の材料である金属板２７に、メタルプレート１１のような導電率を求めなくて済む。このため、メタルプレート１１及び突起型端子１２の材料として、ジルコニウム等を含んだ銅合金製の金属板２５（図３参照）のような、必要以上のスペックを有する材料を用いる必要がなく、材料コストを低減させることができる。
【００３９】
さらに、一枚の金属板２５からメタルプレート１１と突起型端子１２とを作製する一般的な製造方法の場合には、配線基板１０における配置に応じた間隔が作製後のメタルプレート１１と突起型端子１２との間に空くように、その間隔に対応する金属板２５の部分を切り落とさなければならない。また、上記の間隔を空けてメタルプレート１１と突起型端子１２とを保持するフレーム２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｃを、メタルプレート１１や突起型端子１２と共に金属板２５から作製しなければならない。したがって、切り落とす上記の間隔の部分の金属板２５や、フレーム２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｃの作製に使われる部分の金属板２５を、メタルプレート１１や突起型端子１２の作製に使えない分、金属板２５からメタルプレート１１や突起型端子１２を作製する際の歩留まりが悪くなってしまう。
【００４０】
しかし、本実施形態による配線基板１０の製造方法では、メタルプレート１１と突起型端子１２とを別々の金属板２６，２７からそれぞれ作製するので、配線基板１０におけるメタルプレート１１と突起型端子１２との間隔に応じた形状を、金属板２６や金属板２７から切り落とす必要がない。また、作製したメタルプレート１１と突起型端子１２とを位置決めするためのフレームを金属板２６や金属板２７から作製する必要もない。したがって、金属板２６，２７をメタルプレート１１や突起型端子１２の作製に効率良く使用することができ、金属板２６，２７からメタルプレート１１や突起型端子１２を作製する際の歩留まりを向上させることができる。
【００４１】
なお、上述した実施形態では、図８や図９に示すように、メタルプレート１１の左側に配置する５個の突起型端子１２と、メタルプレート１１の右側に配置する５個の突起型端子１２とで、互いの形状が異なることから、各５個ずつの突起型端子１２を別々の金属板２７，２７から作製するものとした。
【００４２】
しかし、図６の（ａ）又は（ｃ）に示す金属板２７から、図１１に示すように、隣り合う突起型端子１２の先端間がジョイント部２７ｄによって接続された形状のプレス成型品１８を作製し、図１２（ａ），（ｂ）にそれぞれ示すように、互いに表裏を反転させたプレス成型品１８からそれぞれ不要なジョイント部２７ｄを切除することで、メタルプレート１１の左右両側にそれぞれ配置するのに適した形状の突起型端子１２を作製するようにしても良い。このようにすれば、突起型端子１２を金属板２７から作製するのに用いる金型を、メタルプレート１１の左側の突起型端子１２用とメタルプレート１１の右側の突起型端子１２用とで共通化することができる。これにより、突起型端子１２の作製にかかるコストをさらに低減させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、コネクタが挿抜される端子部と均熱用のコア部とを有する中間層に、端子部と導通する回路パターンを表面に有する基板を積層した、メタルコア基板を製造する場合に用いて好適である。
【符号の説明】
【００４４】
１０  配線基板
１１  メタルプレート
１１ａ  パイロットピン用ホール
１２  突起型端子
１２-1  突起型端子
１２-2  突起型端子
１２-3  突起型端子
１２-4  突起型端子
１２-5  突起型端子
１２-6  突起型端子
１２-7  突起型端子
１２-11   突起型端子
１２-12   突起型端子
１２-13   突起型端子
１２-14   突起型端子
１２-15   突起型端子
１３  スルーホール
１４  回路パターン
１５  電子部品
１６  連結部
１７  配線基板積層体
１８  プレス成型品
２１  リブ
２５  金属板
２５ａ  フレーム
２５ｂ  フレーム
２５ｃ  フレーム
２６  金属板
２６ａ  リブ
２７  金属板
２７ａ  リブ
２７ｂ  フレーム
２７ｃ  パイロットピン用ホール
２７ｄ  ジョイント部
３１  プリプレグ
３１ａ  パイロットピン用ホール
４０  チャンバ
５０  プレスマシン
５１  固定盤
５２  可動盤
５３  パイロットピン
５４  加熱用ヒータ
５４ａ  パイロットピン用ホール
【図１】
0005437710.tif 000002
【図２】
0005437710.tif 000003
【図３】
0005437710.tif 000004
【図４】
0005437710.tif 000005
【図５】
0005437710.tif 000006
【図６】
0005437710.tif 000007
【図７】
0005437710.tif 000008
【図８】
0005437710.tif 000009
【図９】
0005437710.tif 000010
【図１０】
0005437710.tif 000011
【図１１】
0005437710.tif 000012
【図１２】
0005437710.tif 000013