(57)【要約】【課題】両面に回路パターンが形成された両面配線基板の外形加工において万が一バリが出たときでも、ショートの発生可能性をなくし、不良品の発生を回避する。【解決手段】メタルコア１１の両面に絶縁層２１ａ，２１ａが積層されるとともに、これらの絶縁層には回路パターン３１ｂが形成された被加工材４１を得た後、該被加工材４１から製品となる基材素材４３をダイとポンチの相対移動によるせん断で打ち抜く外形加工を行うメタルコア基板の製造方法であって、被加工材４１における基板素材４３に対応する部位の表裏両面のうち、せん断を行う位置である仮想せん断線４４の内周側の近傍部位に回路パターン３１ｂを有しない方の面をダイ又はポンチに当てる当接面として外形加工を行うメタルコア基板の製造方法。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
メタルコアの両面に絶縁層が積層されるとともに、これらの絶縁層には回路パターンが形成された被加工材を得た後、該被加工材から製品となる基材素材をダイとポンチの相対移動によるせん断で打ち抜く外形加工を行うメタルコア基板の製造方法であって、
被加工材における基板素材に対応する部位の表裏両面のうち、せん断を行う位置である仮想せん断線の内周側の近傍部位に回路パターンを有しない方の面をダイ又はポンチに当てる当接面として外形加工を行う
メタルコア基板の製造方法。
【請求項２】
メタルコアの両面に絶縁層が積層されるとともに、これらの絶縁層には回路パターンが形成された被加工材を得た後、該被加工材から製品となる基材素材をダイとポンチの相対移動によるせん断で打ち抜く外形加工を行うメタルコア基板の製造方法であって、
被加工材における基板素材に対応する部位の表裏両面のうち、せん断を行う位置である仮想せん断線と回路パターンとの間の距離が最も短い部位がある方の面と反対側の面をダイ又はポンチに当てる当接面として外形加工を行う
メタルコア基板の製造方法。
【請求項３】
メタルコアの両面に絶縁層が積層されるとともに、これらの絶縁層には回路パターンが形成された被加工材を得た後、該被加工材から製品となる基材素材をダイとポンチの相対移動によるせん断で打ち抜く外形加工を行うメタルコア基板の製造方法であって、
被加工材における基板素材に対応する部位の表裏両面のうち、せん断を行う位置である仮想せん断線と回路パターンとの間の距離が長い部位がある割合が高い方の面をダイ又はポンチに当てる当接面として外形加工を行う
メタルコア基板の製造方法。
【請求項４】
メタルコアの両面に絶縁層が積層されるとともに、これらの絶縁層には回路パターンが形成された被加工材を得た後、該被加工材から製品となる基材素材をダイとポンチの相対移動によるせん断で打ち抜く外形加工を行うメタルコア基板の製造方法であって、
被加工材における表裏いずれかの面を、外形加工時にダイ又はポンチに当てる当接面に設定した上で、せん断を行う位置である仮想せん断線の内周側の近傍部位に当該回路パターンが存在しないように設計した上記回路パターンを形成し、
上記当接面をダイ又はポンチに当てて外形加工を行う
メタルコア基板の製造方法。
【請求項５】
前記回路パターンと仮想せん断線との位置関係に基づいて定められる外形加工時の表裏を識別する表裏識別子を、外形加工前の被加工材に対して予め付しておく
請求項１から請求項３のうちのいずれか一項に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】
この発明は、ダイとポンチによる打ちぬきで外形加工を行うメタルコア基板の製造方法に関し、より詳しくは、両面に回路パターンが形成された両面配線基板に好適なメタルコア基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
両面に回路パターンを有するメタルコア基板は、銅やアルミニウムからなるメタルコアの両面に、エポキシ等からなる絶縁層が形成され、これら絶縁層に回路パターンが形成されている。製造工程の概略を説明すると、まずメタルコアの両面に絶縁層を設けるための積層を行う積層工程と、積層された積層板の所定位置にスルーホールなどの穴をあける穴あけ工程と、積層板に所定の回路パターンを形成する回路パターン形成工程と、表面保護や不要部分への半田の付着防止のためのレジスト塗布工程とを有し、これらの工程を経て形成されたボード（被加工材）に対して製品となる基板素材を回路パターンごとに分離する外形加工を行ってメタルコア基板は製造される。
【０００３】
ところが、上記基板素材の分離は、メタルコア基板であるゆえ、プレス金型を用いてせん断により行うが、せん断をするとメタルコアからバリが生じる難点がある。バリは、ダイとポンチによるせん断の最終段階で生じる素材の残材部分で、ダイやポンチの角に当たる側の部分にできる。はなはだしい場合には、メタルコアに積層した絶縁層の表面から突出する長さになることもある。
【０００４】
表面には上述のようにレジストが塗布されているので、レジストが正常に塗布されていれば打ち抜きによるメタルコアのバリがあって、しかもそのバリが表面から飛び出ていたとしても、バリと回路パターンが接触してショートする危険性は少ない。しかし、表面の吸湿や結露により沿面を伝わってのリークが考えられる。また、万が一レジストが所望通り正常に塗布されていなかった場合や、レジストを塗布していないランドにおいては、ショートを起す可能性が考えられる。
【０００５】
なお、メタルコア基板ではないが、下記特許文献１のようにバリの発生を考慮した技術がある。特許文献１は、リードフレームのダイパッドのサイズよりも半導体チップのサイズの方が大きい半導体集積回路装置において、チップの搭載不良をなくすために、ダイパッドのチップ搭載面を上に向けて上から打ち抜いて、バリがチップ搭載面の裏面側にできるようにし、バリがチップと接触しないようにするというものである。しかし、この技術はショートの発生を考慮したものではない。
【０００６】
また、メタルコア基板においては、これまでバリによるショートの可能性は考慮されてこなかった。
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−３２９８２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、この発明は、両面に回路パターンが形成された両面配線基板の外形加工において万が一バリが出たときでも、ショートの発生可能性をなくし、不良品の発生を回避することを主たる課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そのための手段は、メタルコアの両面に絶縁層が積層されるとともに、これらの絶縁層には回路パターンが形成された被加工材を得た後、該被加工材から製品となる基材素材をダイとポンチの相対移動によるせん断で打ち抜く外形加工を行うメタルコア基板の製造方法であって、被加工材における基板素材に対応する部位の表裏両面のうち、せん断を行う位置である仮想せん断線の内周側の近傍部位に回路パターンを有しない方の面をダイ又はポンチに当てる当接面として外形加工を行うメタルコア基板の製造方法である。ダイ又はポンチに当てる当接面は、仮想せん断線と回路パターンとの間の距離が最も短い部位がある方の面と反対側の面、あるいは仮想せん断線と回路パターンとの間の距離が長い部位がある割合が高いほうの面に設定するとよい。
【００１０】
ダイとポンチによるせん断を行うと、ダイに当たる側とポンチに当たる側にメタルコアのバリが発生するが、バリが発生する側の面における仮想せん断線の内周側の近傍には回路パターンがないので、ショートが発生する可能性をなくすことができる。また、バリが発生する部分の近傍には回路パターンがないので、レジスト塗布が適切になされていなかった場合でも同様に、ショートが発生する可能性をなくすことができる。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように、この発明によれば、バリが発生したとしても、そのバリの近傍には回路パターンが存在しないので、ショートの危険性をなくすことができる。このため、製造の最終段階において、不測に不良品の発生を招来してしまうことはなく、良質で質も安定した製品を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
メタルコア基板における外形加工でのメタルコアのバリの突出によるショートの発生可能性をなくし、不良品の発生を回避するという目的を、打ち抜きと回路パターンについての構成で実現した。
【実施例】
【００１３】
この発明の一実施例を、以下図面を用いて説明する。  
図１は、メタルコア基板の製造工程における外形加工前の工程を示す断面図である。図１（ａ）〜（ｊ）にしたがって概略を説明してから、外形加工について説明する。
【００１４】
メタルコア１１の材料としては、銅やアルミニウムからなる矩形の金属板（以下、「基材１２」という。）が用いられる（ａ）。
【００１５】
この基材１２に対して機械的に穴１３を開け（図２参照）、水洗などの脱脂処理、続いて、表面を粗くする粗化加工を施すことで、メタルコア１１が得られる（ｂ）。
【００１６】
次に、メタルコア１１の両面に、樹脂シート２１（たとえばＦＲ−４のようなプリプレグ）と電解銅箔２２を配置する。樹脂シート２１がメタルコア１１側で、電解銅箔２２が表面側である（ｃ）。
【００１７】
そして、この状態で、熱を加えるとともに真空引きをしながらプレスして、メタルコア１１の穴１３内に樹脂シート２１の溶けた樹脂を注入充填させる。樹脂が固化するとメタルコア１１の両面に絶縁層２１ａが形成された１枚の積層板３１となる（ｄ）。
【００１８】
この後、積層板３１の樹脂充填部位に、メタルコア１１の穴１３よりも小径で厚み方向に貫通するスルーホール３１ａを開ける（ｅ）。
【００１９】
つづいて、表面に位置する電解銅箔２２の上に銅メッキ層３２を形成する。この銅メッキ層３２と電解銅箔２２とよりなる層が回路パタンーン３１ｂである（ｆ）。
【００２０】
この回路パターン３１ｂの上の所定部位にはマスク３３をかけ（ｇ）、マスク３３のかかってない部分の回路パターン３１ｂを除去する（ｈ）。
【００２１】
このあと、上記のマスク３３を除去し（ｉ）、表面の所定部位に、内部保護のためのソルダーレジスト３４を形成する（ｊ）。
【００２２】
つづいて、図３に示したように外形加工を行う。すなわち、図１（ａ）〜（ｊ）のようにして得られた被加工材４１から不要な部分４２を切り捨てるべく回路パターン３１ｂごとに打ち抜いて基板素材４３を得る。図２、図３中の仮想線が、打ち抜きを行う位置である仮想せん断線４４である。そして最後に、適宜、プリフラックスやはんだレベラーなどのコーティングをかけ、基板素材４３をメタルコア基板として完成させる。
【００２３】
外形加工は、図４に示したようなプレス金型５１を用いて行う。  
プレス金型５１は、ロアプレート５２上に固定されたポンチ５３と、被加工材４１を挟んでポンチ５３の上方に配されるストリッパ５４と、該ストリッパ５４の横でストリッパ５４に沿って上下動するダイ５５と、被加工材４１を挟んでダイ５５の下方に配されるストリッパ５６とを有する。被加工材４１におけるポンチ５３とストリッパ５４に挟まれる範囲内には回路パターン層３１ｂが存在するので、ポンチ５３とストッパ５４には逃げのための空間５３ａ，５４ａが設けられている。
【００２４】
このようなプレス金型５１では、ポンチ５３の上に被加工材４１を置いてストリッパ５４で挟み、ストリッパ５４の横に位置するダイ５５を押下すると、被加工材４１の打ち抜きができる。このとき、ポンチ５３とダイ５５との間には、プレス金型の保護と適切なせん断のために、図５に示したように隙間（外形加工隙間ｃ）が必要である。
【００２５】
打ち抜きに際しては、まず、外形加工隙間ｃを設定する。  
この外形加工隙間ｃは、メタルコア１１のバリ１１ａ（図５中の仮想線参照）の発生を抑制するように設定されるが、バリ１１ａのほか、「だれ」１１ｂ（図５中の仮想線参照）の発生も抑制するのが好ましい。「だれ」１１ｂは、ダイ５５とポンチ５３で挟まれて押し潰された時に生じるもので、メタルコア１１におけるダイ５５やポンチ５３と反対側の面の角部分が湾曲したり傾いたりする変形で生じる。「だれ」１１ｂが発生した部分は、絶縁層２１ａと剥離した部分であり、「だれ」１１ｂも大きくなるとデラミネーション（層間剥離）を招来するおそれが考えられるからである。なお、図５中に仮想線で示した１１ｃはせん断面で、１１ｄは破断面である。
【００２６】
バリ１１ａと「だれ」１１ｂの双方の発生を抑制する外形加工隙間ｃは、メタルコア１１の材質及び厚さに基づいて定められる適正隙間よりも小さく、絶縁層２１ａの材質及び厚さに基づいて定められる適正隙間よりも大きい値に設定する。
【００２７】
上記の各適正隙間は、加工後の端面が比較的きれいになる理想的なせん断を可能とする隙間であって、材質と厚さに基づいて周知の方法でおおよその値が見出せる。そしてこれらの値から、メタルコア１１の適正隙間の値より小さく絶縁層２１ａの適正隙間の値よりも大きい範囲内で、メタルコア１１のバリ１１ａと「だれ」１１ｂを許容し得る大きさに抑制する上記の外形加工隙間ｃが設定される。
【００２８】
設定にあたっては、メタルコア１１および絶縁層２１ａの材質と厚さの違いの程度を考慮する。
【００２９】
具体的には、外形加工隙間ｃの値は、メタルコア１１の材質及び厚さに基づいて定められた適正隙間と絶縁層２１ａの材質及び厚さに基づいて定められた適正隙間との中間値に、メタルコア１１の材質及び／又は厚さと、絶縁層２１ａの材質及び／又は厚さに基づく修正を加えて得ることができる。修正は、たとえば絶縁層２１ａの厚さが厚ければ中間値よりも小さくし、薄ければ中間値よりも大きくするように行う。これは、せん断時に絶縁層２１ａに掛けたせん断力が、メタルコア１１においても同位置で作用するのではなく、絶縁層２１ａとメタルコア１１との間、特に界面部分を中心に、硬度の違いにより屈折に似たような現象が起こり、ダイ５５及びポンチ５３からかかったそれぞれのせん断力が離間する方向にずれを生じるからであると思われる。絶縁層２１ａが厚いほど、また絶縁層２１ａの材質が柔らかいほど、ずれは大きくなる。
【００３０】
このような観点から、０．４ｍｍ厚の銅板をメタルコアとして、両面に０．２ｍｍ厚の樹脂（ＦＲ−４（耐燃性ガラス基材エポキシ樹脂積層板））からなる絶縁層２１ａが形成された被加工材４１について、０．０３ｍｍ以上で０．０８ｍｍより小さい外形加工隙間ｃを得た。特に、以下の理由から０．０５ｍｍの外形加工隙間ｃを得た。
【００３１】
すなわち、メタルコア１１の材質及び厚さに基づいて定められる適正隙間は、０．０８ｍｍであり、絶縁層２１ａの材質及び厚さに基づいて定められる適正隙間は、０．０１ｍｍである。したがって、これらの中間値は０．０４５ｍｍであるが、両面の各絶縁層２１ａ，２１ａの厚さとメタルコア１１の厚さとの比（絶縁層厚／メタルコア厚）は１対２である。つまり、合せるとメタルコア１１の厚さと同一になる２つの絶縁層２１ａ，２１ａが形成されていることになる。しかし、上記の通り各絶縁層２１ａの厚さはメタルコアの半分の０．２ｍｍであり、またエポキシ製の絶縁層２１ａの硬度は比較的高いので、絶縁層２１ａを比較的薄いものとみなして、中間値の０．０４５ｍｍを上方修正し、０．０５ｍｍとした。
【００３２】
この０．０５ｍｍはメタルコアの厚さ０．４ｍｍに対して１２．５％であり、絶縁層の厚さ０．２ｍｍに対しては２５％である。材質が同じで厚さが異なる場合には、各部の厚さから上記の割合を用いて外形加工隙間ｃを得ることができる。
【００３３】
このようにして外形加工隙間ｃを設定した後、被加工材４１の表裏を確認した上で、プレス金型５１による打ち抜きを行う。すなわち、被加工材４１における基板素材４３に対する部位の表裏両面のうち、せん断を行う位置である仮想せん断線４４の内周側の近傍部位に回路パターン３１ｂ（図６参照）を有しない方の面をポンチ５３に当てる当接面４３ａとして外形加工を行う。図５に示したプレス金型５１では、打ち抜かれる基板素材４３に対応する部分をポンチ５３に当てるようにした装置であるので、当接面４３ａをポンチ５３に当てるようにしたが、基板素材４３に対応する部分をダイ５５に当てるようにした装置では、当接面４３ａをダイ５５に当てて打ち抜きを行う。
【００３４】
「仮想せん断線４４の内周側の近傍部位に回路パターン３１ｂを有しない」とは、図６に示したように、仮想せん断線４４の内周側に回路パターン３１ｂのない部分を長く、広く取れることを意味しており、図６の例では、裏面（下面）の方が表面（上面）の場合よりも仮想せん断線４４と回路パターン３１ｂの端との長さを長くとることができる（Ｌ１＞Ｌ２）。このため、裏面をポンチ５３に当てる当接面４３ａとして外形加工を行う。
【００３５】
回路パターン３１ｂの形状によっては、仮想せん断線４４と回路パターン３１ｂとの間の距離が最も短い部位がある方の面と反対側の面を当接面４３ａとしたり、仮想せん断線４４と回路パターン３１ｂとの間の距離が長い部位がある割合が高い方の面を当接面４３ａとしたりするとよい。換言すれば、メタルコア１１にバリ１１ａができたとしても、ショートが起こる可能性がより低くなるようにすべく外形加工時の表裏を設定する。
【００３６】
また、形成される被加工材４１の表裏のいずれかの面を外形加工時にダイ５５又はポンチ５３に当てる当接面４３ａに設定した上で、仮想せん断線４４の内周側の近傍部位に当該回路パターン３１ｂが存在しないように設計した上記回路パターン３１ｂを形成するのが望ましい。
【００３７】
上記のようにして設定される表裏は、外形加工前の被加工材４１に対して予め付された表裏識別子４５（図２参照）によって識別される。
【００３８】
表裏識別子４５は、穴あけ工程においてメタルコア１１における不要な部分４２に対応する部位に形成した穴の存在やその配置等で図２に示したように構成したりするも、図示はしないがレジストの塗布工程においてのレジストを塗布しない非塗布部の存在やその形状等で構成したりするもよい。その他、識別力がある構成であるものであれば適宜に様々な構成を採用し得る。
【００３９】
このように被加工材４１の表裏を設定してからプレス金型５１のダイ５５とポンチ５３によるせん断を行うと、基板素材４３のポンチ５３に当たる側にメタルコア１１のバリ１１ａが発生する（図５の仮想線参照）。しかし、バリ１１ａが発生する側の面における仮想せん断線４４の内周側の近傍には図６に示したように回路パターン３１ｂがないので、換言すれば回路パターン３１ｂをできるだけ遠ざけていて距離を長く取っているので、ショートが発生する可能性をなくすことができる。また、回路パターン３１ｂが近傍にないので、レジスト塗布が万が一適切になされていなかった場合でも同様に、ショートが発生する可能性をなくすことができる。
【００４０】
この効果は、外形加工隙間ｃを適正に設定してバリ１１ａの発生を抑えたので、一層高められる。
【００４１】
このようにしてショートの発生の危険性をなくせるので、製造の最終段階において、不測に不良品の発生を将来してしまうことはなく、良質で質も安定した製品を提供することができる。しかも、上記の外形加工隙間ｃによりバリ１１ａのほかに、「だれ」１１ｂの発生も抑制できるので、この点からも良質の製品を安定して得ることができるようになる。
【００４２】
上述の構成はこの発明の一実施例であり、この発明は上述の構成のみに限定されるものではなく、その他の形態を採用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】メタルコア基板の製造工程における外形加工前を示す断面図。
【図２】メタルコアの平面図。
【図３】外形加工の説明図。
【図４】プレス金型の断面図。
【図５】外形加工の動作を示す断面図。
【図６】被加工材の断面図。
【符号の説明】
【００４４】
１１…メタルコア
２１ａ…絶縁層
３１ｂ…回路パターン
４１…被加工材
４３…基板素材
４３ａ…当接面
４４…仮想せん断線
４５…表裏識別子
５３…ポンチ
５５…ダイ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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