JP2017059758A - 電子部品搭載用基板及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電子部品搭載用基板の貫通孔に挿嵌した金属ブロックが、貫通孔内から裏面方向にずれたり、脱落することがないようにする。【解決手段】電子部品搭載用基板１は、後述する複数の貫通孔２ｄを有する基材部２と、この貫通孔２ｄ内に挿嵌するテーパ状の金属ブロック３とを備えており、基材部２は絶縁樹脂材等から成る樹脂板である絶縁層２ａの表裏両面に、表面導電層２ｂと裏面導電層２ｃとがそれぞれ積層されている。金属ブロック３は貫通孔２ｄ内に挿嵌した際に貫通孔２ｄから反対側に抜け出ないために、金属ブロック３の小径部面３ｃの径を貫通孔２ｄの表面側の径よりも小さく、金属ブロック３の大径部面の径を貫通孔２ｄの裏面側の径よりも大きくしている。【選択図】図１

Description

本発明は、表面に取り付けられた電子部品から発生する熱を放熱するための放熱部材を取り付けた電子部品搭載用基板及びその製造方法に関するものである。

半導体素子やコンデンサなどの電子部品や発光ダイオード（ＬＥＤ）等の発光素子は、携帯電話や液晶テレビのバックライトに用いられており、電子部品搭載用基板に搭載されて使用されることが多い。

このような電子部品搭載用基板としては種々の形態のものがあり、例えば端子部材を樹脂モールド成形によって一体化して構成する、リードフレームを屈曲形成することによって構成する、更にはプリント配線基板をベースとする等がある。この中で、放熱性、小型化、コスト等を総合的に考えると、プリント配線基板をベースとした電子部品搭載用基板が望まれる。

そして、近年では電子機器はより小型化、複雑化が進んでおり、このような電子機器に対応するため、プリント配線基板等の基板は、折曲して使用できるフレキシブル基板であることが求められる場合がある。

特許文献１には、発光素子等の電子部品を搭載する発光素子搭載用基板が開示されており、この基板は、絶縁樹脂から成る基材と、この基材の素子搭載面側に形成された第一導体層と、基材の背面側に形成された第二導体層と、伝熱性、放熱性に優れた銅等から成り基材に挿嵌した金属ブロックとを有している。

特許文献１においては、金属ブロックを基板に挿嵌するために、打ち抜き金型等を用いて、基板の頂面から底面に貫通する貫通孔を形成し、この貫通孔に金属ブロックを挿嵌する。このように、伝熱性、放熱性に優れた金属ブロックを基板に挿嵌させることにより、基板表面に実装した発光素子等の電子部品から発生する熱を、金属ブロックを通じて基板の裏面側に放熱することができ、放熱性を確保することが可能となる。

特開２０１４−１３５３０６号公報

しかし、引用文献１の打ち抜き金型等により電子部品搭載用基板に設けた貫通孔では、表面の孔面積と背面の孔面積とが略一致する平行柱状の筒状孔であり、この貫通孔に挿嵌する金属ブロックも貫通孔と同様の平行柱状体としている。

特許文献１の発光素子搭載用基板のように金属ブロックを貫通孔に挿嵌させて取り付けた場合において、経年使用等により金属ブロックは貫通孔内でがたつきが生ずることがある。また、振動を受ける個所で長期間継続して使用すると金属ブロックが貫通孔内からずれ落ちた状態になり、金属ブロックと基板表面に実装した電子部品とが離間してしまうという問題がある。

更には、金属ブロックが貫通孔から脱落することもあり、電子部品から金属ブロックが離間すると電子部品の放熱性が弱まり、電子部品の高温による破損、発光素子搭載用基板の導通不良等の故障の原因となる。

本発明の目的は、上述の課題を解決し、長年使用した場合であっても、金属ブロックが貫通孔内から裏面方向にずれたり、脱落することのない電子部品搭載用基板及びその製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明に係る電子部品搭載用基板は、樹脂板から成る絶縁層の少なくとも表面側に導電層を積層した基材部と、該基材部を貫通する貫通孔と、該貫通孔内に挿嵌し前記導電層と電気的に接続する金属ブロックとを備えた電子部品搭載用基板において、前記金属ブロックは、前記基材部の表面側から裏面側に向けて水平断面積が小さくなるテーパ形状とし、前記金属ブロックの底面側の径は、前記貫通孔の表面側の径よりも小さく、前記金属ブロックの表面側の径は、前記貫通孔の裏面側の径よりも大きいことを特徴とする。

本発明の電子部品搭載用基板の一態様として、例えば前記貫通孔は前記基材部の表面側から裏面側に向けて水平断面積が小さくなるテーパ形状としている。

本発明の電子部品搭載用基板の一態様として、例えば前記金属ブロックの側面に上下方向に沿って多数の溝部を形成している。

本発明の電子部品搭載用基板の一態様として、例えば前記貫通孔は前記表面側の外形を四角形状としている。

本発明の電子部品搭載用基板の一態様として、例えば前記金属ブロックは四角錘台状としている。

本発明の電子部品搭載用基板の一態様として、例えば前記貫通孔内に挿嵌した前記金属ブロックと前記導電層とを、金属めっきを介して電気的に接続している。

また、本発明に係る電子部品搭載用基板の製造方法は、金属板に金属ブロックを分離するためのＶ溝を形成する金属ブロック加工工程と、樹脂板から成る絶縁層の少なくとも表面側に導電層を有する基材部に貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、前記金属板のＶ溝の開口側から前記基材部の表面側の前記貫通孔に対して前記金属ブロックを分離し、前記貫通孔内に挿嵌する金属ブロック挿嵌工程と、から成ることを特徴とする。

本発明の電子部品搭載用基板の製造方法の一態様として、例えば前記Ｖ溝は断続的に照射するレーザー加工法で形成し、前記金属ブロックの側面に上下方向に沿って溝部を形成している。

本発明の電子部品搭載用基板の製造方法の一態様として、例えば前記金属ブロック挿嵌工程は、前記貫通孔と前記金属ブロックとが重なるように前記基材部と前記金属板とを重ね合わせ、前記金属ブロックの位置に対応した押込治具を用いて、前記基材部に重ね合わせた金属板を打ち抜くことで前記金属ブロックを分離し、前記貫通孔内に前記金属ブロックを挿嵌している。

本発明の電子部品搭載用基板の製造方法の一態様として、例えば前記金属ブロック挿嵌工程は、前記Ｖ溝を形成した金属板から前記金属ブロックを分離した後に、取付治具により前記金属ブロックを前記基材部の貫通孔内に押し込むことにより、前記金属ブロックを挿嵌している。

本発明の電子部品搭載用基板の製造方法の一態様として、例えば前記取付治具は、前記金属ブロックを保持するキャビティを有している。

本発明の電子部品搭載用基板の製造方法の一態様として、例えば前記取付治具は、前記金属ブロックを粘着性部材により保持している。

本発明の電子部品搭載用基板の製造方法の一態様として、例えば前記金属ブロック挿嵌工程の後に、前記金属ブロックと前記導電層とを金属めっきにより電気的に接続する金属めっき工程を有している。

本発明の電子部品搭載用基板の製造方法の一態様として、例えば前記金属ブロック加工工程は、一方の面の径が前記貫通孔の表面側の径よりも小さく、他方の面の径が前記貫通孔の裏面側の径よりも大きい金属ブロックを分離するためのＶ溝を形成している。

本発明の電子部品搭載用基板の製造方法の一態様として、例えば前記貫通孔形成工程は、前記基材部の表面側から裏面側に向けて水平断面積が小さくなるテーパ形状の貫通孔を形成している。

本発明の電子部品搭載用基板の製造方法の一態様として、例えば前記金属ブロックは、四角錘台状としている。

本発明の電子部品搭載用基板の製造方法の一態様として、例えば前記貫通孔は、開口縁部が四角形状としている。

本発明に係る電子部品搭載用基板において、電子部品搭載用基板は樹脂板から成る絶縁層の少なくとも表面側に導電層を積層した基材部と、基材部を貫通する貫通孔と、貫通孔内に挿嵌し導電層と電気的に接続する金属ブロックとを備えており、金属ブロックはテーパ形状をしている。

従って、金属ブロックの貫通孔内への挿入位置が多少ずれていたとしても、金属ブロックがテーパ形状であるため、挿入位置が修正され、貫通孔内に挿嵌されることになる。

また、金属ブロックの底面側の径は貫通孔の表面側の径よりも小さく、金属ブロックの表面側の径は貫通孔の裏面側の径よりも大きいテーパ形状の金属ブロックは、貫通孔内に引っ掛かる構造となると同時に貫通孔内での接触面積が円柱状の金属ブロックと比較して増えるため、基材部から金属ブロックずれ落ちることがなく、電子部品からの発熱を金属ブロックを介して放熱すると共に、金属ブロックと基板表面に実装した電子部品とが離間することを防止できる。

また、貫通孔内に挿嵌した金属ブロックと導電層とを金属めっきを介して電気的に接続することで、導電性、熱伝導性が高まると共に貫通孔内で金属ブロックが強固に固定され、更には金属ブロックと貫通孔との隙間を埋めるので、放熱性が向上する。

また、金属ブロックの側面に上下方向に沿って多数の溝部を形成することにより連続した凹凸を形成し、溝部は溝の角部が貫通孔内で貫通孔側面に噛み付き、金属ブロックが貫通孔内から抜け落ち難くなる。更に、溝部によって金属ブロックの側方向の表面積が多くなるので、金属めっきが貫通孔に金属めっきを充填することで保持力が増し、金属ブロックがより強固に貫通孔内に固定されることになる。

また、貫通孔の表面側の外形を四角形状とする、又は金属ブロックを四角錘台状とすることで、外形が円柱形状や四角柱状と比較して接触面積が増して熱伝導性が高まる。更に、貫通孔内で金属ブロックは挿嵌した方向に対して回転等し難くなるので、貫通孔内で金属ブロックの回転による位置ずれが生じ難くなる。

本発明に係る電子部品搭載用基板の製造方法において、金属ブロック加工工程により、金属ブロックは金属板にＶ溝を形成することでテーパ形状となる。金属板のＶ溝の開口側から基材部の表面側の貫通孔に対して金属ブロックを分離し、貫通孔内に金属ブロックを挿嵌することで、金属ブロックが貫通孔内に引っ掛かり、基材部から金属ブロックずれ落ちることがなく、電子部品からの発熱を金属ブロックを介して放熱すると同時に、金属ブロックと基板表面に実装した電子部品とが離間することを防止することができる。

また、金属板のＶ溝を断続的に照射するレーザー加工法で形成し、金属ブロックの側面に上下方向に沿って連続した凹凸の溝部を形成することで、金属ブロックの側方向の表面積が多くなるので、金属めっきが貫通孔に金属めっきを充填することで保持力が増加し、金属ブロックがより強固に貫通孔内に固定されることになる。更には、金属ブロックと貫通孔との隙間を埋めるので、放熱性が向上する。

金属ブロック貫通工程後の金属めっき工程により、金属ブロックと前記導電層とを金属めっきにより電気的に接続することで、導電性、熱伝導性が高まると共に貫通孔内で金属ブロックが強固に固定される。

金属ブロック挿嵌工程において、貫通孔と金属ブロックとが重なるように基材部と金属板とを重ね合わせ、金属ブロックの位置に対応した押込治具を有する金型を用いて、重ね合わせた基材部及び金属板を打ち抜くことで、簡便にＶ溝を有する金属板から金属ブロックを分離することができる。また、分離すると同時に、貫通孔内に金属ブロックを挿嵌することが可能であり、金属ブロックの分離、挿嵌作業を連続して一度に行うことが可能である。

また、金属ブロック挿嵌工程において、取付治具を用いることで、金属ブロックを確実に短時間で、貫通孔内に金属ブロックを挿嵌することができる。また、取付治具は金属ブロックの位置に対応するキャビティを有しているので、金属ブロックを配置するのが簡便となる。更には、取付治具の表面に粘着材を設ければ、取付治具にセットされた金属ブロックが粘着剤により保持され、組込み中に衝撃等を受けても金属ブロックが取付治具から脱落することがない。

実施例１の電子部品搭載用基板の模式的断面図である。 基材部の模式的断面図及び模式的斜視断面図である。 金属ブロックの模式的断面図及び斜視図である。 押込治具により金属ブロックを基材部に嵌挿する説明図である。 取付治具により金属ブロックを基材部に取り付ける説明図である。 エッジング部を生成する場合の説明図である。 電子部品搭載用基板上に光反射層、カバーを設けた模式的断面図である。 実施例２の電子部品搭載用基板の模式的断面図である。

本発明を図示の実施例により詳細に説明する。

図１は面実装型の電子部品が搭載された実施例１の電子部品搭載用基板の模式的断面図である。電子部品搭載用基板１は面実装型の例えば発光素子Ｐを搭載するための折曲可能な基板である。電子部品搭載用基板１に搭載された発光素子Ｐは、面実装型であれば特に限定されず、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）やレーザーダイオード（ＬＤ）等の発光素子、その他にも面実装型のトランジスタ、コンデンサ、ＩＣチップ等の電子部品が適用可能である。

電子部品搭載用基板１は、後述する複数の貫通孔を有する基材部２と、この貫通孔内に挿嵌する金属ブロック３とを備えている。基材部２は絶縁樹脂材等から成る樹脂板である絶縁層２ａの表裏両面に、表面導電層２ｂと裏面導電層２ｃとがそれぞれ積層されている。なお、基材部２には少なくとも表面導電層２ｂを設ければよく、裏面導電層２ｃは必ずしも必要としない。

貫通孔２ｄに金属ブロック３が嵌挿された基材部２に対し、表面導電層２ｂ、裏面導電層２ｃにエッジング処理がなされ、表面導電層２ｂ、裏面導電層２ｃの不要部分は、エッジング部２ｅとして除去されている。また、貫通孔２ｄに嵌入された金属ブロック３の表面とその周囲の表面導電層２ｂに対して金属めっき層４が施され、金属ブロック３の上方の金属めっき層４上には更に金（Ａｕ）めっき層５が施され、金めっき層５上に２つの金属ブロック３を跨設するように発光素子Ｐが配置され、発光素子Ｐは金めっき層５に対し半田等により電気的に接続されている。

基材部２の絶縁層２ａを構成する絶縁樹脂材としては、特に限定されないが、柔軟性を備える絶縁樹脂材であることが好ましく、例えばポリイミド、ガラスエポキシ等が挙げられ、これらの中ではポリイミドが好適である。絶縁層２ａにポリイミドを使用すると、柔軟性と絶縁性との双方を兼ね備えることになり、充分な絶縁性を確保しながら、用途に応じて形状を変形させることが可能となる。

絶縁層２ａの厚さは特に限定されないが、３０〜７０μｍであることが望ましい。厚さが３０μｍよりも小さいと曲がり易くなり、屈曲により配線や電子部品との接合が破壊される虞れがある。また、厚さが７０μｍよりも大きいと、パンチングによって貫通孔２ｄを形成する際に、貫通孔２ｄの周辺にクラックが生じ易くなり信頼性が低下する。

表面導電層２ｂ及び裏面導電層２ｃの構成材料は、特に限定されないが、電気伝導率が良好である銅、ニッケル等であることが望ましい。これらの導電層２ｂ、２ｃの厚さも特に限定されないが、絶縁層２ａよりも厚いことが望ましく、１０〜３００μｍであることが好適である。なお、必ずしも表面導電層２ｂと裏面導電層２ｃとを同じ厚みにする必要はない。導電層２ｂ、２ｃの厚みが１０μｍよりも小さいと、ハンドリングの際に導電層２ｂ、２ｃが破壊され易くなり、不良率が増加する。また、３００μｍよりも大きいと、電子部品搭載用基板１を曲げて使用する際に、折曲することで絶縁層２ａに導電層２ｂ、２ｃから圧縮応力が大きく掛かるため、絶縁層２ａが破壊され易くなる。

図２（ａ）は基材部２の断面図、（ｂ）は貫通孔２ｄを設けた基材部２の断面図、（ｃ）は斜視断面図である。基材部２には表面導電層２ｂ、絶縁層２ａ及び裏面導電層２ｃを貫通する例えば一対の貫通孔２ｄが穿孔されている。

表面導電層２ｂの表面の貫通孔２ｄの外形は四角形状をしており、大きさは例えば２ｍｍ×３ｍｍ程度である。貫通孔２ｄは、基材部２の表面側から裏面側に向けて水平断面積が小さくなるテーパ状とされ、テーパの角度は例えば５０〜８５度とされ、好ましくは５５〜８０度、更に好ましくは６０〜７５度とされている。なお、このテーパは断面が直方形状である貫通孔２ｄの各側面の４辺に設けることが好適であるが、対向する２辺のみに設けてもよいし、直方形状の貫通孔２ｄに代えて、正方形状の貫通孔２ｄにしてもよい。

実際の電子部品搭載用基板１には、更に多数の貫通孔２ｄを設ける場合があるが、説明の都合上、一対の貫通孔２ｄを設けた場合を図示している。テーパを有する貫通孔２ｄは、例えばレーザー光を基材部２に断続的に照射して形成することが可能である。この場合は、貫通孔２ｄの周辺の縁部にはレーザー光の照射痕による凹凸条部２ｆが形成される。

なお本実施例では、内面がテーパ状の貫通孔２ｄについて説明しているが、貫通孔２ｄの形状は、テーパを有する金属ブロック３が引っ掛かる形状であれば、内面は適宜の形状を採用してもよい。

金属ブロック３の構成材料は特に限定されないが、伝熱効率が大きく、放熱性を確保できる材料が好ましく、電気伝導率及び熱伝導率に優れている銅材を用いることが好適である。

図３（ａ）は金属板から金属ブロック３を形成する場合の模式的断面図、（ｂ）は金属ブロック３の斜視図を示しており、（ｂ）においては金属ブロック３以外の周囲の残余の金属板の図示は省略している。銅板から成る金属板３ａに、レーザー光を断続的に照射するレーザー加工法によって、Ｖ溝３ｂを縦横に形成する。そして、Ｖ溝３ｂ間の金属板３ａを切離することで、四角錘台状の金属ブロック３を製造することができる。なお、金属板３ａの厚みは基材部２の厚みよりも稍々大きいことが好ましく、表面導電層２ｂと裏面導電層２ｃとの電気的導通を確実にすることができる。

金属ブロック３は貫通孔２ｄ内に挿嵌した際に、貫通孔２ｄから反対側に抜け出ないために、金属ブロック３の底面つまり小径部面３ｃの径が貫通孔２ｄの表面側の径よりも小さく、金属ブロック３の表面つまり大径部面３ｄの径は貫通孔の裏面側の径よりも大きくしてある。つまり、四角錐状の金属ブロック３の大径部面３ｄの大きさを、少なくとも貫通孔２ｄの底部よりも大きくすることで、金属ブロック３が基材部２から抜け落ちることはない。

また、上述のように貫通孔２ｄの表面側の外形を四角形状とする、又は金属ブロック３を四角錘台状とすることで、円錐形の金属ブロック３及び貫通孔に比べて、機材部２との接触面積が増して、熱伝導性が高まる。更に、貫通孔２ｄ内での金属ブロック３は挿嵌した方向に対して回転し難くなるので、貫通孔２ｄ内で金属ブロック３の位置ずれが生じ難くなる。

更に、機材部２に多くの貫通孔２ｄを隙間なく形成する場合に、外形が円形状と比較して、貫通孔２ｄの占める割合が高くなり、放熱性を高めることができる。そして、金属板３に形成する金属ブロック３の外形を四角形状とすることで、外形が円状と比較して、金属板３から無駄なく金属ブロック３を形成することができる。

金属ブロック３は断続的に照射されるレーザー光によって金属板３ａから切削され、テーパ面である側面に線条の照射痕から成る溝部３ｅが上下方向に沿って多数、形成されている。これらの照射痕から成る溝部３ｅは、バリ溝の角部が鋭利であるため、貫通孔２ｄ内で貫通孔２ｄ側面に噛み付き、金属ブロック３が貫通孔２ｄ内から更に抜け落ち難くなる。

金属ブロック３の四辺はレーザー光により上面を開口したＶ溝３ｂが切削されてテーパ形状とされ、この切削部の底部つまり金属ブロック３の大径部面３ｄはこの段階では切離されることなく、一部又は全部を金属板３ａに連結したままとされている。ここで、レーザー光の金属板３や基材部２に対する照射角度は、テーパ状に形成できればよく、金属板３や基材部２に対して垂直でもよく、角度を有していてもよい。

金属ブロック３を電子部品搭載用基板１に挿嵌するには、図４（ａ）に示すように、連続する金属板３ａのＶ溝３ｂの開口側を下面として、つまり金属ブロック３の小径部面３ｃを下側に向けて、金属板３ａを貫通孔２ｄを有する基材部２上に重ね合わせる。

この際に、基材部２及び金属板３ａを正確に位置合わせするために、基材部２の表面側の一部に位置合わせ用の凸部を設け、更に金属板３ａの一部に凸部に嵌合する凹部を設けるようにしてもよい。そして、これらの凸部及び凹部を嵌合することで、金属板３ａの金属ブロック３の直下に基材部２の貫通孔２ｄを正確に位置付けて配置することができる。

金属ブロック３の位置に対応した押込治具Ｔを用いて、上方からプレス機等の機械的な押込手段により強制的に押込治具Ｔを押し込むことで、基材部２上に重ね合わせた金属板３ａから金属ブロック３が切離され、貫通孔２ｄ内に挿嵌される。なお、金属ブロック３の貫通孔２ｄに対する挿入位置が多少ずれていたとしても、金属ブロック３はテーパ形状であるため、押し込みに伴って挿入位置が修正され、貫通孔２ｄ内に的確に挿嵌されることになる。

このとき、図４（ｂ）に示すように、表面導電層２ｂの表面から金属ブロック３の大径部面３ｄが突出し、また、裏面導電層２ｃの表面から金属ブロック３の小径部面３ｃが突出するように挿嵌する。このように押込治具Ｔを上方から押し込むことで、金属ブロック３を金属板３ａから切離すると同時に、貫通孔２ｄ内に金属ブロック３を挿嵌することが可能であり、金属ブロック３の切離、挿嵌作業を連続して一挙に行うことが可能である。

図４（ｂ）に示す貫通孔２ｄ内に挿嵌した金属ブロック３は、或る程度の可塑性を有し、また貫通孔２ｄ内にはレーザー光の照射痕があるので、挿嵌後に図４（ｃ）に示すように、導電層２ｂ、２ｃ側の上下の突出部を挟み込んで、部分的に荷重を加えるコイニング処理を行う。このコイニング処理により、金属ブロック３を貫通孔２ｄの空隙内に押し潰し、金属ブロック３の厚みを基材部２と同等となるように平面化することができる。

このように、金属ブロック３を基材部２と同等の厚みに押し潰すと、金属ブロック３と表面導電層２ｂ及び裏面導電層２ｃとの密着性が向上し導電性も良好となる。更には、金属ブロック３の形状がテーパ形状であることも加わって、金属ブロック３が貫通孔２ｄに引っ掛かる状態となり、貫通孔２ｄから下方にずれ落ちることはない。

また、金属ブロック３を基材部２の貫通孔２ｄに挿嵌する方法として、図５に示す取付治具Ｇを用いる方法を採用することができる。この取付治具Ｇは、本体部Ｇ１と、この本体部Ｇ１の中央の摺動孔Ｇ２を貫通し、上下に摺動可能な柱状の押出部Ｇ３とから構成され、本体部Ｇ１の表面には金属ブロック３の大径部面３ｄよりも稍々大きな形状のキャビティＧ４が設けられている。キャビティＧ４の底面の押出部Ｇ３の周囲には、テープ材等から成り、繰り返して使用可能な平面状の粘着性部材Ｇ５が配置されている。

取付治具Ｇを用いて金属ブロック３を基材部２の貫通孔２ｄに挿嵌するには、先ず図５（ａ）に示すように、Ｖ溝３ｂを設けた状態の連続する金属板３ａのＶ溝３ｂの開口側を上面として、取付治具ＧのキャビティＧ４上に金属ブロック３の大径部面３ｄが位置するように重ね合わせる。

次に、押込治具Ｔを有する押込手段により金属ブロック３の小径部面３ｃを上方から押圧することで、金属ブロック３が金属板３ａから切離され、図５（ｂ）に示すように取付治具ＧのキャビティＧ４内に挿入される。このとき、金属ブロック３の大径部面３ｄは粘着性部材Ｇ５に当接し、粘着性部材Ｇ５により取付治具Ｇは金属ブロック３を一時的に保持される。

なお、実施例では図５（ａ）、（ｂ）に示すように、金属板３ａから金属ブロック３を切離すると同時に、金属ブロック３をキャビティＧ４内に挿入しているが、ロボット等のハンドリングにより金属板３ａから分離された金属ブロック３を個々に把持して、取付治具ＧのキャビティＧ４内に収納することも考えられる。

続いて、図５（ｃ）に示すように、金属ブロック３を保持した取付治具Ｇの上下を反転して、小径部面３ｃを下方に向けた金属ブロック３の直下に、貫通孔２ｄが至るように配置した後に、押出部Ｇ３を下方に押し出すことで金属ブロック３は貫通孔２ｄ内に挿嵌され、前述の図４（ｂ）に示す状態となる。以後の工程は、図４（ｃ）の工程と同様である。

この挿嵌工程において金属ブロック３の直下に貫通孔２ｄが至るように配置させる際に、カメラ等を用いて正確な位置決めすることも可能であるし、前述の位置決め用の凹凸部を利用してもよい。

本実施例では、１つのキャビティＧ４を設けた取付治具Ｇを用いて説明したが、平板状の本体部Ｇ１に複数のキャビティＧ４を縦横に貫通孔２ｄの位置に従って配置した取付治具Ｇを用いて、基材部２の貫通孔２ｄに複数個の金属ブロック３を、対応する複数個の貫通孔２ｄに同時に挿嵌するようにしてもよい。

更には、図５（ｂ）の取付治具ＧのキャビティＧ４内に金属ブロック３を挿入後に、この金属ブロック３の直上に裏返した基材部２を配置し、押出部Ｇ３を上方に押出すようにして貫通孔２ｄ内に挿嵌してもよい。このようにした場合には、取付治具Ｇの上下の逆転は必要ないので粘着性部材Ｇ５は不要となる。

次に、図６（ａ）に示すように、金属ブロック３を嵌挿した基材部２の上下両面の表面導電層２ｂ及び裏面導電層２ｃ上に対して、電気回路パターンに応じてエッチングレジスト２ｉを塗布する。

続いて、図６（ｂ）に示すように、エッチングレジスト２ｉが塗布されていない部分の表面導電層２ｂ、裏面導電層２ｃをエッチング液により除去して、エッジング部２ｅを形成する。エッチング液としては、例えば硫酸−過酸化水素水溶液、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩水溶液、塩化第二鉄、塩化第二銅、塩酸等が使用できる。また、エッチング液として第二銅錯体と有機酸とを含む混合溶液を用いてもよい。

更に、図６（ｃ）に示すように、エッチングレジスト２ｉ自体を除去することにより、２つの金属ブロック３同士はエッジング部２ｅにより電気的に絶縁され、絶縁層２ａの両面の表面導電層２ｂ、裏面導電層２ｃに、それぞれ同一又は別個に任意の電気回路パターンが形成される。また、回路パターンの形成は、金属ブロック３が貫通孔２ｄに挿入される前に行ってもよい。

図１に示すように、電子部品搭載用基板１の表面導電層２ｂの表面には、金属めっき層４を形成することが好ましい。この金属めっき層４の形成により、表面導電層２ｂの表面が金属めっき層４により保護されることになり、表面導電層２ｂの腐食が防止される。

また、金属めっき層４は金属ブロック３の表面の一部又は全部を覆うように形成することが望ましい。このように、金属めっき層４が金属ブロック３を覆うように形成されていると、金属ブロック３と表面導電層２ｂとが金属めっき層４により電気的に良好な接続が助長される。

更に、金属ブロック３の溝部３ｅと貫通孔２ｄの内壁との間に金属めっき液が浸透して金属めっきが充填されることにより、導電性、熱伝導性が高まると共に貫通孔２ｄ内での金属ブロック３の固定が強固となる。特に、貫通孔２ｄの凹凸条部２ｆ又は金属ブロック３のテーパ面の溝部３ｅは、側方向の表面積が多くなるので、金属めっきが貫通孔２ｄ内に金属めっきを充填することで保持力が増加し、金属ブロック３がより強固に貫通孔２ｄ内に固定されることになる。

金属めっき層４には、ニッケル及び銀から成る群から選択される少なくとも一種の金属から成ることが望ましく、金属めっき層４をこれらの金属とすると、腐蝕に対する保護効果が有効に発揮される。また、金属めっき層４の厚さは特に限定されないが、１．０〜１０μｍであることが望ましい。１．０μｍよりも小さいと、ハンドリングの際に表面導電層２ｂが破壊され易くなり、不良率が増加する。また、１０μｍよりも大きいと、電子部品搭載用基板１を曲げて使用する際に、金属めっき層４や表面導電層２ｂから圧縮応力が大きく掛かるため、絶縁層２ａが破壊され易くなる。

また、発光素子Ｐは金属ブロック３上の金属めっき層４の上に実装されているので、金属ブロック３は発光素子Ｐからの発熱を電子部品搭載用基板１の裏面導電層２ｃに伝熱するための経路としての役割を果たす。従って、発光素子Ｐからの発熱は金属ブロック３を介して電子部品搭載用基板１の裏面で放熱され易くなる。

しかし、金属めっき層４を形成するだけでは、金属めっき層４の表面に酸化皮膜が生じ、電子部品搭載用基板１に発光素子Ｐを搭載する際に、金属ブロック３と発光素子Ｐとの間の電気的接続が劣化し易くなる。そこで、金属めっき層４の酸化皮膜を除去し、金属めっき層４上に金（Ａｕ）めっき層５を積層すると、金（Ａｕ）が例えばニッケルから成る金属めっき層４の酸化を防止するので、金属ブロック３と発光素子Ｐとの間の電気的接続の劣化が防止される。

ニッケルから成る金属めっき層４の酸化皮膜の除去は、通常用いられるニッケル酸化皮膜除去剤を用いて行うことができ、ニッケル酸化皮膜除去剤としては従来公知の薬剤を用いることができる。また、金めっき層５は無電解金めっき液を用いて形成することが望ましい。

この金めっき層５の厚さは特に限定されないが、０．５〜３．０μｍであることが望ましい。０．５μｍよりも小さいと、厚さが小さ過ぎるため金属めっき層４の酸化を防止することができない。また、金は柔らかい金属なので変形し易く、３．０μｍよりも大きいと、変形した際に周囲に広がって圧縮応力を発生させるため、剥離などの原因となる虞れがある。

このように、金属ブロック３の表面には金属めっき層４を形成し、更に金属めっき層４の上層に金めっき層５を形成することが望ましい。

発光素子Ｐは発熱量が多く、熱劣化し易い電子部品であるが、本実施例の電子部品搭載用基板１は放熱性に優れている。従って、この基板１を面実装型の電子部品である発光素子Ｐ等を搭載するために用いると、発光素子Ｐ等からの発熱を良好に放熱することができ、更には発光素子Ｐの熱劣化を防止することができる。

電子部品搭載用基板１を発光素子Ｐを搭載するために用いる場合には、金めっき層５の形成後に、図７に示すように表面導電層２ｂ側の金めっき層５を除く最表面に、光反射層６を形成することが望ましい。また、発光素子Ｐを保護する目的で、電子部品搭載用基板１及び発光素子Ｐを透明な例えばアクリル樹脂（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネイト（ＰＣ）、ガラス等から成る透明カバー７により覆うことが有効である。

光反射層６の構成材料は特に限定されないが、酸化チタンを顔料として含む電気絶縁層であることが望ましく、酸化チタンを顔料に含むソルダーレジスト層であることがより好適である。酸化チタンは白色顔料であり、酸化チタンを含む光反射層６は光を良好に反射する。また、光反射層６が酸化チタンを顔料に含むソルダーレジスト層であると、同時にソルダーレジストとしても機能する。

光反射層６の厚さは５０〜３００μｍであることが好ましい。５０μｍよりも小さいと、発光素子Ｐの発熱の放散が十分でなく、熱劣化が進行してクラックや欠損が生じ易い。また、３００μｍよりも大きいと、基板を屈曲などして利用する際に、光反射層６が曲げによる変形に追従できなくなり、クラックが生ずる可能性がある。

光反射層６を備える電子部品搭載用基板１では、発光素子Ｐが発光すると、大部分の光は透明カバー７を透過することになるが、一部の光は透明カバー７により内反射され、発光素子Ｐ側に戻り熱がこもり易くなる。表面導電層２ｂ側の最表面に光反射層６が形成されていると、透明カバー７で反射された光を再度、透明カバー７側に反射し、輝度を高めると共に熱放散を助長する。

図８は実施例２の電子部品搭載用基板の模式的断面図であり、絶縁層２ａには表面導電層２ｂのみを設け、裏面導電層２ｃは設けていない。また、金属ブロック３も基材部２’の厚みに対応したものを用いている。

この基材部２’を用いて製造した電子部品搭載用基板１は、裏面導電層２ｃが存在しないために、製造工程が簡略化されるが、裏面導電層２ｃによる電気回路パターンが形成されないのでその汎用性は低下する。また、発光素子Ｐからの発熱を金属ブロック３’を経由して、電子部品搭載用基板１の裏面への伝熱がさほど有効ではないという不利があるが、このことが問題とならない使用状態であれば、さほどの支障はない。

１ 電子部品搭載用基板
２、２’ 基材部
２ａ 絶縁層
２ｂ 表面導電層
２ｃ 裏面導電層
２ｄ 貫通孔
２ｆ 凹凸条部
３、３’ 金属ブロック
３ａ 金属板
３ｂ Ｖ溝
３ｃ 小径部面
３ｄ 大径部面
３ｅ 溝部
４ 金属めっき層
５ 金めっき層
６ 光反射層
７ 透明カバー
Ｇ 取付治具
Ｇ４ キャビティ
Ｇ５ 粘着性部材
Ｐ 発光素子
Ｔ 押込治具

Claims (17)

1. 樹脂板から成る絶縁層の少なくとも表面側に導電層を積層した基材部と、該基材部を貫通する貫通孔と、該貫通孔内に挿嵌し前記導電層と電気的に接続する金属ブロックとを備えた電子部品搭載用基板において、
   前記金属ブロックは、前記基材部の表面側から裏面側に向けて水平断面積が小さくなるテーパ形状とし、
   前記金属ブロックの底面側の径は、前記貫通孔の表面側の径よりも小さく、前記金属ブロックの表面側の径は、前記貫通孔の裏面側の径よりも大きいことを特徴とする電子部品搭載用基板。
2. 前記貫通孔は、前記基材部の表面側から裏面側に向けて水平断面積が小さくなるテーパ形状としたことを特徴とする請求項１の電子部品搭載用基板。
3. 前記金属ブロックの側面に上下方向に沿って多数の溝部を形成していることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子部品搭載用基板。
4. 前記貫通孔は、前記表面側の外形を四角形状であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１つの請求項に記載の電子部品搭載用基板。
5. 前記金属ブロックは、四角錘台状であることを特徴とする請求項１〜４の何れか１つの請求項に記載の電子部品搭載用基板。
6. 前記貫通孔内に挿嵌した前記金属ブロックと前記導電層とを、金属めっきを介して電気的に接続していることを特徴とする請求項１〜５の何れか１つの請求項に記載の電子部品搭載用基板。
7. 金属板に金属ブロックを分離するためのＶ溝を形成する金属ブロック加工工程と、
   樹脂板から成る絶縁層の少なくとも表面側に導電層を有する基材部に貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、
   前記金属板のＶ溝の開口側から前記基材部の表面側の前記貫通孔に対して前記金属ブロックを分離し、前記貫通孔内に挿嵌する金属ブロック挿嵌工程と、
   から成ることを特徴とする電子部品搭載用基板の製造方法。
8. 前記Ｖ溝は、断続的に照射するレーザー加工法で形成し、前記金属ブロックの側面に上下方向に沿って溝部を形成することを特徴とする請求項７に記載の電子部品搭載用基板の製造方法。
9. 前記金属ブロック挿嵌工程は、前記貫通孔と前記金属ブロックとが重なるように前記基材部と前記金属板とを重ね合わせ、前記金属ブロックの位置に対応した押込治具を用いて、前記基材部に重ね合わせた金属板を打ち抜くことで前記金属ブロックを前記金属板から分離し、前記貫通孔内に前記金属ブロックを挿嵌することを特徴とする請求項７又は８に記載の電子部品搭載用基板の製造方法。
10. 前記金属ブロック挿嵌工程は、前記Ｖ溝を形成した前記金属板から前記金属ブロックを分離した後に、取付治具により前記金属ブロックを前記基材部の貫通孔内に押し込むことにより、前記金属ブロックを前記貫通孔内に挿嵌することを特徴とする請求項７又は８に記載の電子部品搭載用基板の製造方法。
11. 前記取付治具は、前記金属ブロックを保持するキャビティを有することを特徴とする請求項１０に記載の電子部品搭載用基板の製造方法。
12. 前記取付治具は、前記金属ブロックを粘着性部材により保持することを特徴とする請求項１０又は１１に記載の電子部品搭載用基板の製造方法。
13. 前記金属ブロック挿嵌工程の後に、前記金属ブロックと前記導電層とを金属めっきにより電気的に接続する金属めっき工程を有することを特徴とする請求項７〜１２の何れか１つの請求項に記載の電子部品搭載用基板の製造方法。
14. 前記金属ブロック加工工程は、一方の面の径が前記貫通孔の表面側の径よりも小さく、他方の面の径が前記貫通孔の裏面側の径よりも大きいテーパ状の金属ブロックを分離するためのＶ溝を形成することを特徴とする請求項７〜１３の何れか１つの請求項に記載の電子部品搭載用基板の製造方法。
15. 前記貫通孔形成工程は、前記基材部の表面側から裏面側に向けて水平断面積が小さくなるテーパ形状の貫通孔を形成することを特徴とする請求項７〜１４の何れか１つの請求項に記載の電子部品搭載用基板の製造方法。
16. 前記金属ブロックは、四角錘台状としたことを特徴とする請求項７〜１５の何れか１つの請求項に記載の電子部品搭載用基板の製造方法。
17. 前記貫通孔は、開口縁部が四角形状としたことを特徴とする請求項７〜１６の何れか１つの請求項に記載の電子部品搭載用基板の製造方法。

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