(57)【要約】【課題】接続部の切断面への事後的な絶縁性の被覆を必要とせずに、金属基板の母材への導通による短絡を防止できる電子部品を提供すること、又は、かかる電子部品の製造方法を提供すること。【解決手段】本発明の電子部品１は、表面に絶縁性変質層１２が形成された金属基板２と、金属基板２の周縁に配置され、厚み方向の全幅にわたり絶縁性変質層１２が形成された少なくとも１つの切断部１０と、金属基板２上に実装された電子素子３を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に絶縁性変質層が形成された金属基板と、
前記金属基板の周縁に配置され、厚み方向の全幅にわたり前記絶縁性変質層が形成された少なくとも１つの切断部と、
前記金属基板上に実装された電子素子とを有する電子部品。
【請求項２】
前記切断部は、前記金属基板の周縁より突出する突出部の厚みが薄くなっている領域に形成される請求項１記載の電子部品。
【請求項３】
平面視において、前記切断部は前記金属基板の周縁に形成された凹部に形成される請求項１または２記載の電子部品。
【請求項４】
電子素子が実装される金属基板であって、表面に絶縁性変質層が形成されるとともに、前記金属基板の周縁に配置され、厚み方向の全幅にわたり前記絶縁性変質層が形成された少なくとも１つの切断部を有する金属基板。
【請求項５】
電子素子が実装される金属基板が複数形成された集合基板であって、表面に絶縁性変質層が形成されるとともに、前記金属基板のそれぞれの周縁に配置され、厚み方向の全幅にわたり前記絶縁性変質層が形成された少なくとも１つの接続部を有する集合基板。
【請求項６】
少なくとも１つの接続部により接続された複数の金属基板を有する金属集合基板を形成する工程と、
前記金属集合基板の表面に絶縁性変質層を形成することにより、前記接続部の少なくとも一部において、厚み方向の全幅にわたり前記絶縁性変質層が形成される工程と、
前記金属基板上に電子素子を実装する工程と、
前記接続部を切断し前記金属集合基板から前記金属基板を分離する工程と、
を有する電子部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品、金属基板、集合基板及び電子部品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、半導体素子が実装される金属基板を細杆で接続した金属基板集合体において、各金属基板の表面に原料粉を吹き付けることでセラミックス膜を形成し、セラミックス膜の表面に回路を形成した後細杆を切断して半導体素子実装用回路基板を得る方法が記載されている。同文献によれば、切断された細杆の切断面では金属基板の表面が剥き出しの状態で外部に露出するため、当該露出面の表面にセラミックス膜や樹脂膜などの保護膜を被覆し腐食を防止する（段落００３２，００３３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４３８９８４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に、電子素子が実装される基板はその大きさが小さいものも多い。そのため、金属基板を金属集合基板に接続していた細幅の接続部の切断面に選択的に絶縁性の被覆を施すことは、技術的に困難であるとともに製造コストを上昇させる要因となる。
【０００５】
しかしながら、かかる切断面に絶縁性の被覆を施さず、金属基板の母材を剥き出しのままとすると、金属基板自体に回路が導通してしまい短絡を起こすことがある。この短絡は、接続部の切断時に生じるバリや、かかる金属基板を用いた電子部品を実装する際の半田の接触等により生じると考えられる。
【０００６】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、接続部の切断面への事後的な絶縁性の被覆を必要とせずに、金属基板の母材への導通による短絡を防止できる、金属基板、集合基板および電子部品を提供すること、又は、かかる電子部品の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の電子部品は、表面に絶縁性変質層が形成された金属基板と、前記金属基板の周縁に配置され、厚み方向の全幅にわたり前記絶縁性変質層が形成された少なくとも１つの切断部と、前記金属基板上に実装された電子素子を有する。
【０００８】
また、本発明の金属基板は、電子素子が実装される金属基板であって、表面に絶縁性変質層が形成されるとともに、前記金属基板の周縁に配置され、厚み方向の全幅にわたり前記絶縁性変質層が形成された少なくとも１つの切断部を有する。
【０００９】
また、本発明の集合基板は、電子素子が実装される金属基板が複数形成された集合基板であって、表面に絶縁性変質層が形成されるとともに、前記金属基板のそれぞれの周縁に配置され、厚み方向の全幅にわたり前記絶縁性変質層が形成された少なくとも１つの接続部を有する。
【００１０】
また、本発明の電子部品の製造方法は、少なくとも１つの接続部により接続された複数の金属基板を有する金属集合基板を形成する工程と、前記金属集合基板の表面に絶縁性変質層を形成することにより、前記接続部の少なくとも一部において、厚み方向の全幅にわたり前記絶縁性変質層が形成される工程と、前記金属基板上に電子素子を実装する工程と、前記接続部を切断し前記金属集合基板から前記金属基板を分離する工程と、を有する。
【発明の効果】
【００１１】
上記本発明によれば、接続部の切断面への事後的な絶縁性の被覆を必要とせずに、金属基板の母材への導通による短絡を防止できる電子部品を提供すること、又は、かかる電子部品の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る電子部品の平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線による断面図である。
【図３】図２の突出部の拡大断面図である。
【図４】集合基板の平面図である。
【図５】図４のＢ−Ｂ線における断面図である。
【図６】絶縁性変質層が形成された集合基板を示す断面図である。
【図７】電子素子の実装及び封止を終えた集合基板の断面図である。
【図８】接続部に薄肉部を設けた集合基板の断面図である。
【図９】基板の全周を集合基板の厚みより薄く形成した接続部により接続した集合基板を示す平面図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係る電子部品の断面図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態に係る電子部品の断面図である。
【図１２】本発明の第４の実施形態に係る電子部品の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る電子部品１の平面図である。電子部品１は、金属製の基板２上に電子素子３を実装したものである。電子素子３は、基板２上に形成された凹部４内に配置され、配線５により配線層６に電気的に接続される。配線層６は、図中は線で示したスルーホール７を通じて、基板２の裏面の電極に電気的に接続される。また、電子素子３及び配線５は、透明の封止樹脂８により封止され、保護される。
【００１４】
ここで、基板２は金属製なので、その熱伝導率が大きくなり、電子素子３から生じる熱の放散に有利である。したがって、電子部品１は、高温が性能や寿命へ影響を与える電子素子３の使用に適している。そのような電子素子３の例として、半導体素子があげられる。本実施形態では、電子素子３は、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）である。なお、本明細書では、電子素子という語を固体内電子又は正孔の伝導を利用し、電気的に何らかの機能を得る素子を指すものとして使用している。
【００１５】
また、配線層６が基板２上に形成されるため、配線層６と金属製の基板２とを絶縁しなければならない。本実施形態では、基板２の表面に絶縁性変質層を形成することにより配線層６や電子素子３と基板２とを絶縁している。ここで、絶縁性変質層とは、母材の表面付近の組織を変質させることにより形成された層であって絶縁性を持つ層を指す。すなわち、母材表面に別の材料を被覆することにより形成された層は本明細書でいう絶縁性変質層には含まれない。したがって、基板２の材質は、かかる絶縁性変質層を表面に形成可能な金属であればどのようなものであってもよい。また、絶縁性変質層は、上述の性質を有するものであればどのようなものであってもよい。本実施形態では、基板２にアルミニウムを用いている。そして、その表面には絶縁性変質層として陽極酸化皮膜を形成している。この陽極酸化皮膜を形成する処理は、一般に、アルマイト処理として知られている。
【００１６】
さらに、基板２は、概ね正方形あるいは矩形をしているが、平面視において、その周縁より突出する突出部９が形成されている。この突出部９は、後述するように、電子部品１を製造する際に形成される部分である。その端面は突出部９が製造過程において切断されることにより形成される切断部１０となっている。
【００１７】
なお、配線５は、いわゆるワイヤーボンディングにより形成され、その材質は任意の金属で良い。そのような金属の例としては、金や、銅、アルミニウムがある。また、配線層６は、導電性の層であるかぎりどのような材質であってもよいが、一例として任意の金属層であってもよい。そのような金属としては、金、銀、銅、アルミニウムが例示される。さらに、封止樹脂８は、電子素子３及び配線５を保護できるものであればどのような材質のものであってもよいが、本実施形態のように、電子素子３がＬＥＤである場合には、透光性のあるエポキシ系合成樹脂が好適に用いられる。
【００１８】
図２は、図１のＡ−Ａ線による断面図である。同図に示すように、電子素子３は、基板２上に形成された凹部４内に配置される。電子素子３及び配線５は封止樹脂８により封止され保護される。基板２には、スルーホール７が形成されており、配線層６はスルーホールを介して、基板２の裏面の端子１１と導通している。また、基板２の表面には、絶縁性変質層１２であるアルマイト層が形成されており、基板２内部の金属母材１３が配線層６や端子１１に接触したり、外部に露出したりすることが無いようになっている。
【００１９】
なお、端子１１は、電子部品１を表面実装の手法により実装することを想定した表面実装用端子となっているが、これに換え、リード線などの適宜の端子を代わりに用いてもよい。
【００２０】
図３は、図２の突出部９の拡大断面図である。図中では、突出部９の端面である切断部１０の厚みをＤ、基板２表面に形成された絶縁性変質層１２の厚みをｄとして示している。このとき、Ｄ及びｄは次の関係を満たす。
［式１］
Ｄ≦２ｄ
すなわち、厚みがＤである切断部１０の表側及び裏側から厚みがｄとなるよう絶縁性変質層１２が形成されているため、切断部１０の厚み方向の全幅にわたり絶縁性変質層１２が形成されることになる。そのため、切断部１０においても金属母材１３は露出しない。
【００２１】
なお、後ほど他の実施形態として説明するが、本実施形態におけるスルーホール７、端子１１や凹部４は必ずしも必須のものではなく、電子部品１を、これらを備えないものとしても差し支えない。
【００２２】
続いて、本実施形態の電子部品１の製造方法を図４乃至９を用いて説明する。
【００２３】
まず、図４に示す集合基板１４を形成する。図４は、集合基板１４の平面図である。集合基板１４は金属製であり、上述した基板２と同じ材質である。集合基板１４の形状は特に限定されないが、取り扱いの観点から、矩形であることが好ましい。集合基板１４は、複数の基板２が形成された１つの基板であり、図４の例では４列×４行の１６個の基板２が形成されている。各基板２の周囲には、基板２の外周の形状に沿って長穴１５が形成され、かかる長穴１５が、集合基板１４の基板２以外の部分である枠部１６と基板２とを隔てている。また、枠部１６とそれぞれの基板２は、細幅の接続部１７で接続され、基板２が枠部１６から脱落しないようになっている。なお、図４の例では、各基板２はそれぞれ２本の接続部１７により接続されているが、これに限定されず、各基板２を３本以上の接続部１７で枠部１６に接続するようにしてもよい。また、集合基板１４に形成する基板２の数もまた限定されず、１つ以上の任意の数として良い。さらに、基板２の配列も、図示した格子状の配列に限られず、いかなる配列を用いてもよい。なお、図が煩雑になるのを避けるため、１つの基板２に対してのみ符号を付した。
【００２４】
図５は、図４のＢ−Ｂ線における断面図である。基板２の上面には電子素子を配置する凹部４を形成するとともに、スルーホールを形成するための穴１８を設ける。また、枠部１６と基板２を接続する接続部１７は、図示のように集合基板１４の厚みより薄くなっており、本実施形態では、１００マイクロメートルである。なお、ここで集合基板１４の厚みとは、基板２、枠部１６を含めた集合基板１４のうち最も厚みの厚い部分の厚みを指している。また、接続部１７の厚み方向の位置は、図５に示したような集合基板１４の底面の位置に限定されず、任意の位置で良い。
【００２５】
かかる集合基板１４の形成は、種々の方法によってよい。本実施形態では、鍛造と切削によって集合基板１４を形成する。すなわち、外形が集合基板１４とほぼ等しい金属板に対し、まず機械プレスにより金型を押圧し、金属板を塑性変形させる（鍛造）。次に、プレスによる打ち抜き、あるいはエンドミルやロータリーバーによる切削等により、長穴１５を形成し（図４参照）、ドリルにより穴１８を穿孔して、図５に示す断面形状を得る。なお、ここで示した集合基板１４の製法は一例であり、他の種々の方法を用いて良い。例えば、上述の方法において、長穴１５及び穴１８の形成を鍛造前に行ってもよいし、その他にも鋳造によったり、金属の板を切削することによってもよい。
【００２６】
続いて、集合基板１４の表面に、絶縁性変質層１２を形成する。図６は、絶縁性変質層１２が形成された集合基板１４を示す断面図である。集合基板１４の表面に絶縁性変質層１２が形成されるため、金属母材１３は集合基板１４の内部に閉じ込められ、露出しない。このとき、絶縁性変質層１２の厚みは、絶縁性変質層１２が接続部１７の厚み方向の全幅にわたり形成されるように制御する。絶縁性変質層１２は、接続部１７の表側と裏側の両面に形成されるため、接続部１７の厚みの半分以上となるように制御すればよい。本実施形態では、接続部１７の厚みが１００マイクロメートルであるので、絶縁性変質層１２の厚みは５０マイクロメートル以上とする。この結果、図６のように、接続部１７は絶縁性変質層１２で形成されることになり、接続部１７をどの位置で切断しても、金属母材１３が露出することはない。本実施形態では、集合基板１４の材質はアルミニウムであり、絶縁性変質層１２はアルマイト層であるから、アルマイト処理中において印加する電圧及び、処理時間を適切に設定することにより所望の厚さの絶縁性変質層１２が得られる。
【００２７】
続いて、集合基板１４中の基板２上に、配線層６、スルーホール７、端子１１を形成し、電子素子３を配置して配線５により電子素子３と配線層６を接続し、電子素子３を基板２上に実装する。その後、封止樹脂８により電子素子３及び配線５を封止する。図７は、電子素子３の実装及び封止を終えた集合基板１４の断面図である。
【００２８】
そして、接続部１７を切断し、集合基板１４から基板２を分離することにより、図２に示す電子部品１を得る。なお、接続部１７の切断方法は特に限定されないが、例えば、ディスクカッターを用いたり、接続部１７が薄く強度が他の部位に比べて劣ることを利用し、単に折り取ったりしてもよい。切断された接続部１７は、図２に示す突出部９となり基板２の周縁に残存する。また、接続部１７の切断面は、図２に示す切断部１０となる。
【００２９】
なお、以上の製造方法は一例であり、各工程の順序を可能な範囲で入れ替える等してもよい。例えば、上記の説明では、基板２を枠部１６から分離する工程は、電子素子３の
実装及び封止の後としている。これは、配線層６、スルーホール７及び端子１１の形成や電子素子３の実装、封止等の各工程において、大きさの小さい基板２を個々にハンドリングする必要が無いためである。しかしながら、集合基板１４に絶縁性変質層１２を形成した後直ちに基板２を枠部１６から分離するようにしてもよい。その場合、電子素子３の実装及び封止は個々の基板２に対し個別になされる。また、配線層６、スルーホール７及び端子１１の形成は、集合基板１４に対し行ってもよいし、基板２を個々に分離後に行ってもよい。
【００３０】
また、接続部１７を切断する際に、切断位置を定めるため、図８に示すように接続部１７の一部分の厚みを薄くしてもよい。この場合、接続部１７の適宜の位置に、薄肉部１９が形成される。このとき、切断位置において金属母材１３が露出しないよう、少なくとも薄肉部１９において、厚み方向の全幅にわたり絶縁性変質層１２が形成されるよう、薄肉部１９の厚みは、絶縁性変質層１２の厚みの２倍以下とする（もしくは、絶縁性変質層１２の厚みを薄肉部１９の厚みの半分以上とする）。
【００３１】
薄肉部１９の位置は接続部１７のどの位置でもよいが、図８に示されるように、基板２に近接する位置とすると、接続部１７の切断後に形成される突出部９（図２参照）の突出量が小さくなるため好ましい。このようにして形成された電子部品１では、接続部１７の厚みが薄くなっている部分である薄肉部１９で接続部１７が切断されるため、突出部９の厚みが薄くなっている領域に切断部１０が形成される。
【００３２】
なお、本実施形態では、図４に示すように、集合基板１４の枠部１６と基板２を細幅の接続部１７で接続するようにしているが、これに換え、図９に示すように、基板２の全周を集合基板１４の厚みより薄く形成した接続部１７により接続するようにしてもよい。この場合、枠部１６と基板２の分離は、ディスクカッター等により、各基板２の外周に沿って接続部１７を切断することにより行われる。なお、図１０に示した集合基板１４の断面は、図６に示したものと等しい。
【００３３】
ここまで、本実施形態では、図２に示すように、個々の基板２の全周にわたり金属母材１３が露出することのないように絶縁性変質層１２で被覆しているものを示した。しかしながら、基板２の金属母材１３への導通に起因する回路の短絡を防止するという観点からは、必ずしも基板２の全周を被覆する必要はない。すなわち、基板２の金属母材１３が露出している箇所が局所的であり、かつ１ヶ所のみであれば、基板２を介する短絡回路が形成されることはない。すなわち、基板２と枠部１６を接続する接続部１７が基板２につき複数形成されている場合に（図４参照）、その切断部のうち、一か所は金属母材１３が露出していてもよいことになる。
【００３４】
続いて、本発明の第２の実施形態を図１０を参照しつつ説明する。図１０は本発明の第２の実施形態に係る電子部品２１の断面図である。同図は第１の実施形態における図２に対応する断面における図であり、第１の実施形態に対応する部分には同符号を付し、重複する説明は省略することとする。
【００３５】
本実施形態の電子部品２１は、第１の実施形態における電子部品と比して、スルーホール及び裏面の端子が形成されていない点が異なっており、その他の点は同一である。したがって、電子部品２１においても、突出部９及び切断部１０が形成されており、切断部１０においても金属母材１３は絶縁性変質層１２に被覆され、露出しない。また、電子部品２１の製造方法についても、第１の実施形態において説明した方法と同様である。
【００３６】
さらに、本発明の第３の実施形態を図１１を参照しつつ説明する。図１１は本発明の第３の実施形態に係る電子部品３１の断面図である。同図もまた、第１の実施形態における図２に対応する断面における図であり、第１の実施形態に対応する部分には同符号を付し、重複する説明は省略することとする。
【００３７】
本実施形態の電子部品３１は、第２の実施形態における電子部品と比して、さらに凹部４が形成されていない点が異なっており、その他の点は同一である。このようにしても、切断部１０において金属母材１３は絶縁性変質層１２に被覆され、露出しない。電子部品３１の製造方法についても、第１の実施形態において説明した方法と同様である。
【００３８】
続いて、本発明の第４の実施形態を図１２を参照しつつ説明する。図１２は、本発明の第４の実施形態に係る電子部品４１の平面図である。同図は第１の実施形態における図１に対応する視点における図であり、第１の実施形態に対応する部分には同符号を付し、重複する説明は省略することとする。
【００３９】
本実施形態の電子部品４１は、第１の実施形態における電子部品と比して、基板２の周縁に凹部４２が形成され、かかる凹部４２に突出部９及び切断部１０が形成される点が異なっており、その他の点は同一である。切断部１０において金属母材１３は絶縁性変質層１２に被覆され、露出しない点はこれまで説明した実施形態と同様であるが、突出部９及び切断部１０を基板２を凹部４２に形成することで、突出部９が基板２の外周から突出しないようになっている。すなわち、基板２の頂点を結ぶ矩形の外側にはみ出す部分が無い。このようにすると、略矩形の電子部品４１の外周に突出する部分が無いため、電子部品４１のハンドリングが容易であり、また、他の部材と突出部９が接触して他の部材を傷つけることがない。
【００４０】
なお、これまで説明した実施形態は、いずれも本発明を実施する上での例であり、これらの実施形態をさらに変形したり、複数の実施形態を組み合わせたりしてもよい。また、これまで説明した実施形態では、接続部１７（図４参照）を切断した後に形成される突出部９（図１，２参照）を残しているが、突出部９を研削あるいは研磨等により除去してもよい。その際には、絶縁性変質層１２が除去され、金属母材１３が露出してしまわないよう注意を払う必要がある。
【符号の説明】
【００４１】
１  電子部品、２  基板、３  電子素子、４  凹部、５  配線、６  配線層、７  スルーホール、８  封止樹脂、９  突出部、１０  切断部、１１  端子、１２  絶縁性変質層、１３  金属母材、１４  集合基板、１５  長穴、１６  枠部、１７  接続部、１８  穴、１９  薄肉部、２１  電子部品、３１  電子部品、４１  電子部品、４２  凹部。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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