JP2020167261A - 回路部品 - Google Patents

Abstract

【課題】高い放熱性を有すると共に、十分な熱衝撃耐性を有する信頼性の高い回路部品を提供する。【解決手段】 回路部品１００であって、金属部５０と、前記金属部５０上に形成されている陽極酸化皮膜６０と、前記陽極酸化皮膜６０上に形成されている樹脂部１０と、前記樹脂部１０上に形成されている、メッキ膜２１を含む回路パターン２０と、前記樹脂部１０上に実装され、前記回路パターン２０と電気的に接続する実装部品３０と、を含み、前記陽極酸化皮膜６０の前記回路パターン２０の外側の領域に、前記陽極酸化皮膜６０の分断部６１が設けられている。【選択図】 図１Ｂ

Description

本発明は、回路部品に関する。

近年、三次元成形回路部品（ＭＩＤ：Ｍｏｌｄｅｄ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）が、スマートフォン等で実用化されており、今後、自動車分野での応用拡大が期待されている。ＭＩＤは、樹脂成形体の表面に金属膜で回路を形成したデバイスであり、製品の軽量化、薄肉化及び部品点数削減に貢献できる。

発光ダイオード（ＬＥＤ）が実装されたＭＩＤも提案されている。ＬＥＤは、通電により発熱するため背面からの排熱が必要であり、ＭＩＤの放熱性を高めることが重要となる。特許文献１では、ＭＩＤと金属製の放熱部材とを一体化した複合部品が提案されている。また、特許文献１のＭＩＤでは、メッキ膜により回路パターンを形成している。

また、ＭＩＤではなく平面上に回路パターンが形成された回路部品であるが、特許文献２及び３には、金属製の放熱部材をベース基材として用いた回路部品が開示されている。金属製のベース基材と、回路パターンを形成する配線とを絶縁するために、特許文献２では、これらの間にアルマイト層を設けることが提案され、特許文献３でも、アルマイト層を含む種々のセラミック層を設けることが提案されている。

特許第３４４３８７２号公報 特開２０１７‐２７９９３号公報 特許第４８８０３５８号公報

しかし、陽極酸化皮膜であるアルマイト層は、ポーラスな構造を有し、封孔処理を施しても、硬くて脆く、衝撃強度が低い。このため、回路部品の製造工程において、振動等の衝撃が与えられると、アルマイト層にクラック（割れ）が生じる虞がある。回路パターンを形成する配線と、金属製ベース基材との間のアルマイト層にクラックが発生すると、配線と、金属製ベース基材とを十分に絶縁できず、これらが短絡する虞があり、回路部品の信頼性が低下する。

本発明は、これらの課題を解決するものであり、高い放熱性を有すると共に、信頼性の高い回路部品を提供する。

本発明に従えば、回路部品であって、金属部と、前記金属部上に形成されている陽極酸化皮膜と、前記陽極酸化皮膜上に形成されている樹脂部と、前記樹脂部上に形成されている、メッキ膜を含む回路パターンと、前記樹脂部上に実装され、前記回路パターンと電気的に接続する実装部品と、を含み、前記陽極酸化皮膜の前記回路パターンの外側の領域に前記陽極酸化皮膜の分断部が設けられている、回路部品を提供する。

前記分断部が、前記陽極酸化皮膜の前記回路パターンの外側の領域において、線状に延びていてもよい。前記分断部が前記回路パターンの周囲を囲んでいてもよい。前記樹脂部が、前記分断部によって囲まれる包囲領域を覆っていてもよい。

前記金属部がアルミニウム又はアルミニウム合金であってもよい。前記陽極酸化皮膜がアルマイトであってもよい。前記陽極酸化皮膜の膜厚が１０μｍ〜６０μｍであってもよい。前記メッキ膜が、前記樹脂部上に形成された溝に形成されていてもよい。

本発明の回路部品は、高い放熱性及び信頼性を有する。

図１Ａは、実施形態の回路部品の上面模式図である。 図１Ｂは、図１ＡのＩＢ‐ＩＢ線断面模式図である。 図２は、実施形態の回路部品の製造方法を説明するフローチャートである。 図３Ａは、実施形態の回路部品の製造方法を説明する断面模式図である。 図３Ｂは、実施形態の回路部品の製造方法を説明する断面模式図である。 図３Ｃは、実施形態の回路部品の製造方法を説明する上面模式図である。 図３Ｄは、実施形態の回路部品の製造方法を説明する断面模式図である。 図３Ｅは、実施形態の回路部品の製造方法を説明する断面模式図である。 図３Ｆは、実施形態の回路部品の製造方法を説明する断面模式図である。 図３Ｇは、実施形態の回路部品の製造方法を説明する断面模式図である。

［回路部品］
図１Ａ及び図１Ｂに示す、本実施形態の回路部品１００について説明する。回路部品１００は、金属部５０と、金属部５０上に形成されている陽極酸化皮膜６０と、陽極酸化皮膜６０上に形成されている樹脂部１０と、樹脂部１０上に形成されるメッキ膜２１を含む回路パターン２０と、樹脂部１０上に実装され、回路パターン２０（メッキ膜２１）と電気的に接続する実装部品３０とを含む。陽極酸化皮膜６０の回路パターン２０の外側の領域には、陽極酸化皮膜６０の分断部６１が設けられている。

金属部５０に用いる金属は、陽極酸化が可能な金属であれば、特に限定されない。陽極酸化とは、金属を陽極として電解質溶液中で通電し、金属の表面に酸化皮膜を形成する方法である。陽極酸化が可能な金属としては、アルミニウム、アルミニウム合金、チタン、マグネシウム等が挙げられる。中でも、放熱性が高く、絶縁性や耐食性の高い陽極酸化皮膜を形成できるアルミニウム及びアルミニウム合金が好ましい。

金属部５０の形状は特に限定されず、回路部品１００の用途に合わせて、適宜選択できる。本実施形態では、金属部５０として板状体を用いる。

陽極酸化皮膜６０は、金属部５０と回路パターン２０のメッキ膜２１とを絶縁する観点から、少なくとも、金属部５０と回路パターン２０との間に形成される。金属部５０と回路パターン２０との間に形成されていれば、陽極酸化皮膜６０は、金属部５０表面の一部のみに形成されていてもよいし、全面に形成されていてもよい。製造工程（金属部５０の陽極酸化）の簡素化の観点からは、陽極酸化皮膜６０は、金属部５０の全面に形成されていることが好ましい。本実施形態では、図１Ａ及び図１Ｂに示すように、陽極酸化皮膜６０は、分断部６１を除く、金属部５０の全面に形成されている。

陽極酸化皮膜６０は、金属部５０を陽極酸化することで形成される。したがって、陽極酸化皮膜６０の材料は、金属部５０の材料（金属）に依存する。例えば、金属５０が、アルミニウム又はアルミニウム合金の場合、陽極酸化皮膜６０は、アルマイトである。

陽極酸化皮膜６０の膜厚は、例えば、１０μｍ〜１００μｍであり、好ましくは、１０μｍ〜６０μｍである。陽極酸化皮膜６０の膜厚が大き過ぎるとクラックが発生し易くなり、膜厚が小さ過ぎると、金属部５０とメッキ膜２１との絶縁を確保し難くなる。陽極酸化皮膜６０の膜厚が上記範囲内であれば、クラックの発生を抑制しつつ、十分な絶縁性を担保できる。

図１Ａ及び図１Ｂに、陽極酸化皮膜６０において、その上に回路パターン２０が形成されている領域を回路パターン領域６０Ａとして示す。陽極酸化皮膜６０の回路パターン２０の外側の領域、即ち、回路パターン領域６０Ａの外側の領域には、陽極酸化皮膜６０の分断部６１が設けられている。分断部６０の周囲は、陽極酸化皮膜６０であり、陽極酸化皮膜６０は、分断部６１により分断されている。陽極酸化皮膜６０の一箇所にクラック（割れ）が発生すると、クラックは陽極酸化皮膜６０を伝搬して大きく広がる虞がある。本実施形態では、回路パターン領域６０Ａの外側の領域で、陽極酸化皮膜６０を分断部６１により分断することで、クラックが回路パターン領域６０Ａまで伝搬することを抑制できる。

分断部６１は、陽極酸化皮膜６０とは異なる他の物質を含んでも良いし、分断部６１では陽極酸化皮膜６０が存在しなくても良い。分断部６１は、陽極酸化皮膜６０とは異なる他の物質を含む場合、例えば、陽極酸化皮膜とは異なる金属酸化物を含むことが好ましい。分断部６１が含む金属酸化物は、陽極酸化皮膜ではないが、金属部５０に含まれる金属の酸化物である。分断部６１に存在する金属酸化物は、例えば、多孔質ではない等、陽極酸化皮膜とは異なる物理的構造を有する。

分断部６１の形状は、クラックの伝搬を効率的に抑制する観点から、線状が好ましい。分断部６１は、直線でもよいし、曲線でもよいし、これらを組み合わせた形状のパターンを形成していてもよい。分断部６１が配置される場所は、回路パターン領域６０Ａの外側であれば、特に限定されないが、回路パターン領域６０Ａと、陽極酸化皮膜６０にクラックが発生し易い場所との間に配置することが好ましい。陽極酸化皮膜６０にクラックが発生し易い場所とは、外因の応力や振動が加わる起点となる場所である。例えば、金属部５０の表面５０ａに金型を突き当てて樹脂部１０を成形する場合、金型を突き当てる場所にクラックが発生し易い。分断部６１は、表面５０ａにおいて、金型を突き当てる場所と、回路パターン領域６０Ａとの間に配置することが好ましい。また、回路部品１００を他の部材にネジ止めする場合、ネジ止め箇所にクラックが発生し易い。分断部６１は、表面５０ａにおいて、ネジ止め箇所と回路パターン領域６０Ａとの間に配置することが好ましい。また、全方向からのクラックの伝搬を抑制できることから、回路パターン領域６０Ａの周囲を囲むように分断部６１を配置することが好ましい。本実施形態では、図１Ａ及び図３Ｃに示すように、分断部６１は、直線であり、４本の直線を組み合わせて矩形のパターンを形成し、回路パターン領域６０Ａの周囲を囲んでいる。即ち、分断部６１によって囲まれている包囲領域６０Ｂの中に、回路パターン領域６０Ａが配置されている。尚、包囲領域６０Ｂとは、図１Ａ、図１Ｂ及び図３Ｃに示すように、分断部６１も含む領域を意味する

分断部６１の幅（線幅）は、小さ過ぎるとクラックの伝搬を十分に抑制できない虞があり、大き過ぎると、加工時間が長くなり、製造効率が低下する。分断部６１の幅は、例えば、０．１ｍｍ〜１０ｍｍであり、好ましくは、０．５ｍｍ〜５ｍｍである。分断部６１の幅がこの範囲であれば、製造効率を低下させることなく、クラックの伝搬を十分に抑制できる。

樹脂部１０は、陽極酸化皮膜６０上に形成されている。金属部５０とメッキ膜２１とを絶縁する観点から、樹脂部１０は、少なくとも、回路パターン領域６０Ａに形成されていれば、金属部５０の一部上にのみに形成されてもよいし、金属部５０の全面上に形成されてもよい。本実施形態では、樹脂部１０は、分断部６１によって囲まれる包囲領域６０Ｂを覆っている。

本実施形態では、実装部品３０がハンダ付けにより樹脂部１０に実装される。このため、樹脂部１０が含む樹脂は、ハンダリフロー耐性を有する耐熱性のある高融点の樹脂が好ましい。樹脂部１０に用いる樹脂の融点は、２６０℃以上であることが好ましく、２９０℃以上であることがより好ましい。尚、実装部品３０の実装に、低温ハンダを用いる場合はこの限りではない。

樹脂部１０が含む樹脂は、例えば、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、紫外線硬化性樹脂である。中でも、薄く成形することが容易であり、成形精度が高く、更に硬化後は高耐熱性及び高密度を有する熱硬化樹脂が好ましい。熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂等の耐熱樹脂を用いることができ、中でもエポキシ樹脂が好ましい。光硬化性樹脂としては、例えば、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂等を用いることができる。熱可塑性樹脂としては、例えば、６Ｔナイロン（６ＴＰＡ）、９Ｔナイロン（９ＴＰＡ）、１０Ｔナイロン（１０ＴＰＡ）、１２Ｔナイロン（１２ＴＰＡ）、ＭＸＤ６ナイロン（ＭＸＤＰＡ）等の芳香族ポリアミド及びこれらのアロイ材料、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリフェニルスルホン（ＰＰＳＵ）等を用いることができ、中でも、薄肉成形が容易であるＬＣＰが好ましい。これらの熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂及び熱可塑性樹脂は、それぞれ単独で用いてもよいし、２種類以上を混合して用いてもよい。

本実施形態の樹脂部１０は、絶縁性熱伝導フィラーを含んでもよい。絶縁性熱伝導フィラーとは、ここでは、熱伝導率１Ｗ／ｍ・Ｋ以上のフィラーであり、カーボン等の導電性の放熱材料は除外される。絶縁性熱伝導フィラーとしては、例えば、高熱伝導率の無機粉末である、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、窒化ホウ素、窒化アルミニウム等のセラミックス粉が挙げられる。フィラー同士の接触率を高めて熱伝達性を高めるために、ワラストナイト等の棒状のフィラー、タルクや窒化ホウ素等の板状のフィラーを混合してもよい。これらの絶縁性熱伝導フィラーは、それぞれ単独で用いてもよいし、２種類以上を混合して用いてもよい。

絶縁性熱伝導フィラーの粒径（粒子サイズ）は、例えば、５μｍ〜１００μｍが好ましい。絶縁性熱伝導フィラーは、樹脂部１０中に例えば、１０重量％〜９０重量％含まれ、３０重量％〜８０重量％含まれることが好ましい。

樹脂部１０は、更に、その強度を制御するために、ガラス繊維、チタン酸カルシウム等の棒状又は針状のフィラーを含んでもよい。また、樹脂部１０は、必要に応じて、樹脂成形体に添加される汎用の各種添加剤を含んでもよい。

樹脂部１０の厚さは、成形性の観点からは厚い方が好ましく、放熱性及びコストの観点からは薄い方が好ましい。樹脂部１０の厚さは、例えば、２０μｍ〜２００μｍであり、好ましくは、５０μｍ〜１００μｍである。樹脂部１０の厚さは、回路パターン領域６０Ａが平面を含む場合は、例えば、その平面に垂直な方向の厚さである。また、回路パターン領域６０Ａが曲面を含む場合は、例えば、樹脂部１０に実装される実装部品３０の底面（実装したとき、樹脂部１０の表面１０ａに対向する面）に垂直な方向の厚さである。また、樹脂部１０の厚さが一定でなく、変動している場合は、樹脂部１０の厚さは、上記範囲内で変動していることが好ましい。

回路パターン２０は、メッキ膜２１を含み、樹脂部１０上に形成されている。樹脂部１０の表面１０ａには、溝（凹部）１０ｂが形成されており、回路パターン２０は溝１０ｂに形成されている。溝１０ｂは、例えば、レーザー光を樹脂部１０の表面１０ａに照射して形成でき、溝１０ｂ内は粗化されている。これにより、回路パターン２０を構成するメッキ膜２１と樹脂部１０との密着強度が向上する。

回路パターン２０は、絶縁体である樹脂部１０上に形成されるため、無電解メッキにより形成されることが好ましい。したがって、回路パターン２０は、例えば、無電解ニッケルリンメッキ膜、無電解銅メッキ膜、無電解ニッケルメッキ膜等の無電解メッキ膜を含んでもよく、中でも、無電解ニッケルリンメッキ膜を含むことが好ましい。無電解メッキ膜の上に、更に、他の種類の無電解メッキ膜や電解メッキ膜を積層して、回路パターン２０を形成してもよい。メッキ膜２１の総厚さを厚くすることで回路パターン２０の電気抵抗を小さくできる。電気抵抗を下げる観点から、回路パターン２０は、無電解銅メッキ膜、電解銅メッキ膜、電解ニッケルメッキ膜等を含むことが好ましい。また、メッキ膜のハンダの濡れ性を向上させるために、金、銀、錫等のメッキ膜を回路パターン２０の最表面に形成してもよい。

実装部品３０は、樹脂部１０上に実装され、回路パターン２０と電気的に接続されている。実装部品３０としては、例えば、ＬＥＤ（発光ダイオード）、パワーモジュール、ＩＣ（集積回路）、熱抵抗等が挙げられる。本実施形態では、実装部品３０としてＬＥＤを用いる。実装部品３０の実装方法は特に限定されず、例えば、汎用のハンダにより実装されている。

尚、以上説明した回路部品１００では、回路パターン２０は平面（樹脂部１０の表面１０ａ）上に形成されているが、本実施形態はこれに限定されない。回路部品１００は、回路パターン２０が、樹脂部１０の複数の面に亘って、又は球面等を含む立体形状の面に沿って立体的に形成されている三次元成形回路部品（ＭＩＤ）であってもよい。

［回路部品の製造方法］
図２に示すフローチャートに従って、図３Ａ〜図３Ｇに示す、本実施形態の回路部品１００の製造方法について説明する。

まず、金属部５０の表面５０ａにおいて、その上に回路パターン２０が形成される領域５０Ａの外側にレーザー光Ｌを照射する（図２のステップＳ１、図３Ａ）。レーザー光の照射によって、金属部５０の表面は酸化され、レーザー光照射領域５０ｂには、金属酸化物が生成する。レーザー光照射領域５０ｂには、後工程の金属部５０の陽極酸化において、陽極酸化皮膜が成長せず分断部６１が形成される。したがって、レーザー光は、分断部６１を形成する予定の領域（パターン）に照射する。本実施形態では、矩形のパターンにレーザー光を照射する。

照射するレーザー光の種類、波長、照射条件は特に限定されず、金属部５０の材料等に基づき、適宜選択できる。レーザー光の照射が不十分であると、後工程の金属部５０の陽極酸化において、レーザー光照射領域５０ｂに陽極酸化皮膜が析出して、分断部６１が形成できない虞がある。一方、レーザー光の過剰な照射は、加工時間が長くなり、製造効率が低下する。これらの観点から、分断部６１を形成する予定の領域（パターン）にレーザー光を照射する回数（描画回数）は、例えば、１回〜１０回であり、好ましくは、３回〜５回である。描画回数がこの範囲であれば、製造効率を低下させることなく、クラックの伝搬を十分に抑制できる分断部６１を形成できる。

次に、金属部５０を陽極酸化する。（図２のステップＳ２、図３Ｂ及び図３Ｃ）。陽極酸化の方法は特に限定されず、汎用の方法を用いることができる。陽極酸化により、レーザー光照射領域５０ｂを除く金属部５０上に、陽極酸化皮膜６０が形成される。一方、レーザー光照射領域５０ｂは、酸化により非導通となっているため、陽極酸化皮膜が生成しない。これにより、レーザー光照射領域５０ｂには、陽極酸化皮膜６０内を線状に延びる分断部６１が形成される。

次に、陽極酸化皮膜６０上に樹脂部１０を形成する（図２のステップＳ３）。例えば、樹脂部１０はインサート成形（一体成形）によって形成してもよい。具体的には、陽極酸化皮膜６０が形成された金属部５０を先に金型内に配置し、その金型の空き部分に樹脂材料を充填する。これにより、陽極酸化皮膜６０が形成された金属部５０と、樹脂部１０とが一体に成形される。インサート成形としては、射出成形、トランスファー成形等を用いることができる。このように、樹脂部１０と、その表面に陽極酸化皮膜６０が形成された金属部５０とは、一体成形した一体成形体であってもよい。ここで、一体成形体とは、別個に作成された金属部５０と樹脂部１０とを接着や接合（二次接着や機械的接合）するのではなく、樹脂部１０の成形時に金属部５０と接合する方法（典型的にはインサート成形）により製造したものを意味する。

本実施形態では、図３Ｄに示すように、インサート成形により、陽極酸化皮膜６０を介して、金属部５０の表面５０ａ上に樹脂部１０を成形する。まず、金属部５０の表面５０ａに金型７０を突き当て、金型７０と金属部５０との間に樹脂部１０に対応する空き領域（キャビティ）を形成し、そこに樹脂を充填して樹脂部１０を成形する。このとき、金型７０は、金属部５０の表面５０ａにおいて、分断部６１によって囲まれる包囲領域６０Ｂの外側に突き当てられる。このため、成形される樹脂部１０は、包囲領域６０Ｂを覆っている。

次に、樹脂部１０の表面１０ａに、メッキ膜２１を含む回路パターン２０を形成する（図２のステップＳ４、図３Ｆ及び図３Ｇ）。回路パターン２０を形成する方法は、特に限定されず、汎用の方法を用いることができる。例えば、樹脂部１０の表面１０ａの全体にメッキ膜を形成し、メッキ膜にフォトレジストでパターニングし、エッチングにより回路パターン以外の部分のメッキ膜を除去する方法、回路パターンを形成したい部分にレーザー光を照射して樹脂部１０を粗化し、レーザー光照射部分のみにメッキ膜を形成する方法等が挙げられる。

本実施形態では、国際公開第２０１６／０１３４６４号、国際公開第２０１７／１５４４７０号又は国際公開第２０１８／１３１４９２号に開示されている以下に説明する方法により回路パターン２０を形成する。まず、樹脂部１０の表面１０ａの表面に、触媒活性妨害層（不図示）を形成する。次に、触媒活性妨害層が形成された樹脂部１０の表面１０ａの無電解メッキ膜を形成する部分、即ち、回路パターン２０を形成する部分をレーザー描画する。これにより、表面１０ａが切削されるため、表面１０ａ上に溝（レーザー描画部分）１０ｂが形成される（図３Ｆ）。次に、レーザー描画した表面１０ａに無電解メッキ触媒を付与し、そして、無電解メッキ液を接触させる。触媒活性妨害層は、その上に付与される無電解メッキ触媒の触媒活性を妨げる（妨害する）。このため、触媒活性妨害層上では、無電解メッキ膜の生成が抑制される。一方、レーザー描画部分（溝）１０ｂは、触媒活性妨害層が除去されるため、無電解メッキ膜が生成する。これにより、レーザー描画部分（溝）１０ｂに無電解メッキ膜２１による回路パターン２０が形成される（図３Ｇ）。

触媒活性妨害層は、無電解メッキ触媒の触媒活性を妨げる（妨害する）触媒活性妨害剤（触媒失活剤）を含む。触媒活性妨害剤（触媒失活剤）は、特に限定されないが、デンドリマー、ハイパーブランチポリマー等のデンドリティックポリマーが好ましい。これらは、触媒失活能力に優れ、また、ポリマーであるので、バインダ樹脂を用いずに、触媒活性妨害層を形成できる。無電解メッキ触媒は、特に限定されず、汎用のものを適宜選択して用いることができ、例えば、塩化パラジウム等の金属塩を含むメッキ触媒液を用いてもよい。無電解メッキ触媒として金属塩を含むメッキ触媒液を用いる場合、樹脂部１０にメッキ触媒液を付与する前に、無電解メッキ触媒の吸着を促進する前処理液を樹脂部１０に付与してもよい。前処理液としては、例えば、ポリエチレンイミン等の窒素含有ポリマーを含む水溶液を用いることができる。

次に、樹脂部１０の表面１０ａに実装部品３０を実装する（図２のステップＳ５）。これにより、本実施形態の回路部品１００が得られる。実装部品３０の実装方法は特に限定されず、汎用の方法を用いることができる。例えば、メッキ膜２１上に常温のハンダと実装部品３０とを配置して高温のリフロー炉に通過させるハンダリフロー法、又はレーザー光を樹脂部１０と実装部品３０の界面に照射してハンダ付けを行うレーザーハンダ付け法（スポット実装）により、実装部品３０を樹脂部１０にハンダ付けしてもよい。

尚、以上説明した回路部品１００の製造方法では、金属部５０にレーザー光を照射した後（図２のステップＳ１）、金属部５０を陽極酸化して（図２のステップＳ２）、レーザー光照射領域５０ｂに分断部６１を形成する。しかし、本実施形態において、分断部６１の形成方法は、これに限定されない。例えば、工程順序を逆にして、金属部５０を陽極酸化した後（図２のステップＳ２）、金属部５０にレーザー光を照射してもよい（図２のステップＳ１）。この場合、先に形成された陽極酸化皮膜６０の一部が、レーザー光照射により除去されて、分断部６１が形成される。分断部６１には、金属部５０が露出する。但し、陽極酸化皮膜６０にレーザー光を照射すると、レーザー光の熱等により陽極酸化皮膜６０にクラックが発生する虞がある。したがって、レーザー光照射（図２のステップＳ１）、陽極酸化（図２のステップＳ２）の工程順により、分断部６１を形成する方が好ましい。尚、工程順にかかわらず、レーザー光を用いる分断部６１の形成方法は、凹凸形状等を有する立体的な面上に容易に分断部６１を形成できる利点を有する。また、分断部６１は、レーザー光を用いずに形成してもよい。たとえば、マスクを用いて陽極酸化皮膜が形成されることを防いて、分断部６１を形成してもよい。

以上説明した本実施形態の回路部品１００は、例えば、以下の作用効果を示す。回路部品１００では、回路パターン２０及び実装部品３０が、陽極酸化皮膜６０及び樹脂部１０を介して、金属部５０上に配置されている。この構造により、回路パターン２０と金属部５０とを陽極酸化皮膜６０及び樹脂部１０によって絶縁させつつ、実装部品３０の発する熱を伝熱性の高い金属部５０へ逃がすことができる。即ち、回路部品１００は高い放熱性を有する。また、ＬＥＤは発光面とは反対側の背面から発熱する。実装部品３０がＬＥＤである場合、本実施形態の回路部品１００は、ＬＥＤの背面側に放熱部材となる金属部５０が配置されるため、ＬＥＤの発する熱を効率的に放熱できる。また、陽極酸化皮膜６０は、樹脂部１０よりもレーザー光により切削され難い。このため、レーザー光により溝１０ｂを形成する場合、溝１０ｂが陽極酸化皮膜６０を貫通して金属部５０に達することを防止でき、回路パターン２０（メッキ膜２１）と金属部５０との絶縁を保持できる。したがって、陽極酸化皮膜６０を設けることで、樹脂部１０の厚さを薄くでき、回路部品１００の放熱性を更に向上させることができる。

また、本実施形態の回路部品１００の陽極酸化皮膜６０は、回路パターン領域６０Ａの外側において、分断部６１により分断されている。このため、回路パターン領域６０Ａの外側に形成されている陽極酸化皮膜６０にクラックが発生しても、そのクラックは、分断部６１を越えて、回路パターン領域６０Ａに伝搬し難い。クラックが、回路パターン領域６０Ａに発生すると（伝搬すると）、レーザー光により形成された溝１０ｂ部の露出した陽極酸化皮膜６０のクラックに、回路パターン２０を形成するメッキ膜２１が浸透し、金属部５０と接触して短絡する虞がある。本実施形態では、分断部６１により、クラックが回路パターン領域６０Ａに伝搬することを防ぎ、これにより、回路パターン２０（メッキ膜２１）と、金属部５０との短絡が防止され、回路部品１００の信頼性が確保できる。

また、本実施形態の回路部品１００では、樹脂部１０が分断部６１によって囲まれる包囲領域６０Ｂを覆っている。このため、図３Ｄに示すように、樹脂部１０を成形するとき、金型７０は、金属部５０の表面５０ａにおいて、包囲領域６０Ｂの外側に突き当てられる。金型７０を突き当てる部分は、陽極酸化皮膜６０にクラックが発生し易い。本実施形態では、金型７０を突き当てる部分（包囲領域６０Ｂの外側）と、回路パターン２０が形成される回路パターン領域６０Ａとの間に分断部６１が配置される。このため、金型７０を突き当てる部分の陽極酸化皮膜６０にクラックが発生しても、そのクラックは、分断部６１を越えて、回路パターン領域６０Ａに伝搬し難い。これにより、回路パターン２０（メッキ膜２１）と、金属部５０との短絡が防止され、回路部品１００の信頼性が確保できる。

以下、実施例及び比較例により本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例及び比較例により制限されない。

［実施例］
本実施例では、実施形態で説明した図１Ａ及び図１Ｂに示す回路部品１００を製造した。

（１）レーザー光照射
図３Ａに示す金属部５０として、アルミニウム板（Ａ１０５０、アルミニウム成分：９９％以上、４ｃｍ×６ｃｍ×０．２ｃｍ）を用意した。金属部５０の領域５０Ａの外側に、３Ｄレーザー加工機（キーエンス製、ＭＤ−Ｖ９９２０）を用いて、レーザー光を照射（レーザー描画）した。レーザー光照射条件は、パワー８０％、描画速度２００ｍｍ/ｓ、周波数５０ｋＨｚとし、描画回数は５回とした。描画パターンは、０．１ｍｍピッチの格子状のパターンとし、描画後の線幅が０．５ｍｍとなるようにレーザー光を照射した。

（２）金属部の陽極酸化
レーザー光を照射した金属部５０（アルミニウム板）に、脱脂及び化学エッチングを施した後、硬質アルマイト処理を行った（東亜電化、ＴＡＦ−ＴＲ）。これにより、金属部５０の表面５０ａに陽極酸化皮膜６０が形成された。陽極酸化皮膜６０の膜厚は、５０μｍであった。また、レーザー光照射部５０ｂには、陽極酸化皮膜が成長せず、陽極酸化皮膜６０を分断する分断部６１が形成された。

（３）樹脂部の形成
次に、熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂（熱伝導率：１Ｗ／ｍ・Ｋ）を用い、汎用の成形機により、樹脂部１０をインサート成形（トランスファー成形）した。このとき、図３Ｄに示すように、金属部５０の表面５０ａにおいて、分断部６１によって囲まれる包囲領域６０Ｂの外側に金型７０を突き当てて、金型７０と金属部５０との間に、樹脂部１０に対応する空き領域（キャビティ）を形成した。樹脂部１０の厚さは、５０μｍであった。本実施例において、これ以降、金属部５０上に、陽極酸化皮膜６０及び樹脂部１０を形成したものを回路部品１００の「基材」と記載する。

（４）回路パターンの形成
本実施例では、以下に説明する方法により、樹脂部１０上にメッキ膜２１により形成される回路パターン２０を形成した。

（ａ）触媒活性妨害層の形成
樹脂部１０の表面に、触媒失活剤である下記式（１）で表されるハイパーブランチポリマーを含む触媒活性妨害層を形成した。式（１）で表されるハイパーブランチポリマーは、国際公開第２０１８／１３１４９２号に開示される方法により合成した。式（１）において、Ｒ^０はビニル基又はエチル基である。

合成したハイパーブランチポリマーの分子量をＧＰＣ（ゲル浸透クロマトグラフィー）で測定した。分子量は、数平均分子量（Ｍｎ）＝９,９４６、重量平均分子量（Ｍｗ）＝２４,７９２であり、ハイパーブランチ構造独特の数平均分子量（Ｍｎ）と重量平均分子量（Ｍｗ）とが大きく異なった値であった。

合成した式（１）で表されるポリマーをメチルエチルケトンに溶解して、ポリマー濃度０．５重量％のポリマー溶液を調製した。室温のポリマー溶液に、基材を５秒間浸漬し、その後、１００℃乾燥機中で１０分間乾燥した。これにより、基材の表面に触媒活性妨害層を形成した。触媒活性妨害層の厚さは、１００ｎｍであった。

（ｂ）レーザー描画
図３Ｆに示すように、触媒活性妨害層（不図示）を形成した後、樹脂部１０の表面１０ａに、３Ｄレーザー加工機（キーエンス製、ＭＤ−Ｖ９９２０）を用いて、回路パターン２０に対応する部分をレーザー光照射（レーザー描画、レーザー切削）した。これにより、表面１０ａ上に、深さ２０μｍ〜４０μｍの溝１０ｂが形成された。

（ｃ）無電解メッキ触媒の付与
３０℃に調整した市販の塩化パラジウム（ＰｄＣｌ_２）水溶液（奥野製薬工業製、アクチベータ）に基材を５分間浸漬した。その後、基材を塩化パラジウム水溶液から取り出し、水洗した。

（ｄ）無電解メッキ
６０℃に調整した無電解ニッケルリンメッキ液（奥野製薬工業製、トップニコロンＬＰＨ−Ｌ、ｐＨ６．５）に、基材を１０分間浸漬した。樹脂部１０上のレーザー描画部分（溝１０ｂ）にニッケルリン膜（無電解ニッケルリンメッキ膜）が約１μｍ成長した。

ニッケルリン膜上に、更に、汎用の方法により、電解銅メッキ膜２０μｍ、電解金メッキ膜０．１μｍを、この順に積層し、回路パターン２０を形成した。

（５）実装部品の実装
実装部品３０として、面実装タイプの高輝度ＬＥＤ（日亜化学製、ＮＳ２Ｗ１２３ＢＴ、３．０ｍｍ×２．０ｍｍ×高さ０．７ｍｍ）を用いた。まず、実装部品３０を回路パターン２０と電気的に接続可能な位置に、常温のハンダを介して配置した。次に、ＬＥＤを配置した基材をリフロー炉に通した（ハンダリフロー）。リフロー炉内で基材は加熱され、基材の最高到達温度は２４０℃〜２６０℃となり、基材が最高到達温度で加熱された時間は約１分であった。ハンダにより、実装部品３０は樹脂部１０に実装され、図１Ａ及び図１Ｂに示す本実施例の回路部品１００を得た。

［実施例の回路部品の評価］
実施例で製造した回路部品１００について、以下の評価を行った。

（１）放熱性
製造した回路部品１００に一定電流（８００ｍＡ）を流し、３個のＬＥＤ３０を点灯させた。点灯してから１時間後のＬＥＤ３０の端部に熱電対を接着させ、ＬＥＤの温度を測定した。３個のＬＥＤ３０の平均温度は８０℃であり、目標値の１００℃以下であった。これにより、回路部品１００が、高い放熱性を有することが確認できた。

（２）絶縁性
＜評価１＞
回路部品１００の金属部５０の断面を観察した。観察の結果、金型７０を突き当てた、包囲領域６０Ｂの外側の陽極酸化皮膜６０に、クラック（割れ）が確認された。しかし、包囲領域６０Ｂの外側で発生したクラックは、分断部６１を越えて、回路パターン領域６０Ａへ伝搬していなかった。次に、包囲領域６０Ｂの外側において、樹脂部１０及び陽極酸化皮膜６０をドリルで切削して、金属部５０のアルミニウムを露出させた。５００Ｖの電圧をメッキパターン２０のメッキ膜２１と、露出させたアルミニウムとの間に印加し、金属部５０とメッキ膜２１との間の絶縁性を評価した。金属部５０とメッキ膜２１との間の抵抗値は、１００００ＭΩと目標の５０００ＭΩよりも高かった。これから、回路部品１００において、金属部５０とメッキ膜２１とは、十分に絶縁されていることが確認できた。

＜評価２＞
包囲領域６０Ｂの外側において、表面５０ａから、表面５０ａと対向する面（反対の面）に向ってドリルで貫通孔を開け、回路部品１００を他の部材にネジ止めした。この結果、包囲領域６０Ｂの外側において、貫通孔の周囲にクラックが発生した。しかし、包囲領域６０Ｂの外側で発生したクラックは、分断部６１を越えて、回路パターン領域６０Ａへ伝搬しなかった。次に、他部材にネジ止めした回路部品１００において、評価１と同様の方法により、金属部５０とメッキ膜２１との間の絶縁性を評価した。金属部５０とメッキ膜２１との間の抵抗値は、評価１の結果と同様であった。即ち、金属部５０とメッキ膜２１との間の抵抗値は、貫通孔を開ける前の１００００ＭΩから低下していなかった。これから、物理的衝撃を加えた場合でも、回路パターン２０のメッキ膜２１と、金属部５０との短絡が防止され、回路部品１００の信頼性が確保できることが確認できた。

［比較例］
金属５０を陽極酸化する前にレーザー光を照射しなかった以外は、上述の実施例と同様の方法により、回路部品を製造した。製造した回路部品には、陽極酸化皮膜６０を分断する分断部６１が形成されなかった。即ち、陽極酸化皮膜６０は、分断されることなく、金属部５０の全面を覆っていた。

［比較例の回路部品の評価］
（１）放熱性
製造した回路部品について、上述の実施例と同様の方法により放熱性を評価した。点灯してから１時間後の３個のＬＥＤ３０の平均温度は８０℃であり、目標値の１００℃以下であった。

（２）絶縁性
＜評価１＞
回路部品の金属部５０の断面を観察した。観察の結果、金型７０を突き当てた部分の陽極酸化皮膜６０に、クラック（割れ）が確認された。本比較例では、陽極酸化皮膜６０の分断部６１が存在しないため、クラックは、回路パターン２０が形成されている回路パターン領域６０Ａへ伝搬していた。次に、上述の実施例と同様の方法により、金属部５０とメッキ膜２１との間の絶縁性を評価した。金属部５０とメッキ膜２１との間の抵抗値は、５０ＭΩと目標の５０００ＭΩよりも低かった。

本発明の回路部品は、放熱性及び信頼性が高い。このため、本発明の回路部品は、ＬＥＤ等の実装部品を実装した部品に適しており、スマートフォンや自動車の部品に応用可能である。

１０ 樹脂部
２０ 回路パターン
２１ メッキ膜
３０ 実装部品
５０ 金属部
６０ 陽極酸化皮膜
６１ 分断部
１００ 回路部品

Claims (8)

1. 回路部品であって、
   金属部と、
   前記金属部上に形成されている陽極酸化皮膜と、
   前記陽極酸化皮膜上に形成されている樹脂部と、
   前記樹脂部上に形成されている、メッキ膜を含む回路パターンと、
   前記樹脂部上に実装され、前記回路パターンと電気的に接続する実装部品と、を含み、
   前記陽極酸化皮膜の前記回路パターンの外側の領域に、前記陽極酸化皮膜の分断部が設けられている、回路部品。
2. 前記分断部が、前記陽極酸化皮膜の前記回路パターンの外側の領域において、線状に延びている、請求項１に記載の回路部品。
3. 前記分断部が前記回路パターンの周囲を囲んでいる、請求項１又は２に記載の回路部品。
4. 前記樹脂部が、前記分断部によって囲まれる包囲領域を覆っている、請求項３に記載の回路部品。
5. 前記金属部がアルミニウム又はアルミニウム合金である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の回路部品。
6. 前記陽極酸化皮膜がアルマイトである、請求項５に記載の回路部品。
7. 前記陽極酸化皮膜の膜厚が１０μｍ〜６０μｍである、請求項１〜６のいずれか一項に記載の回路部品。
8. 前記メッキ膜が、前記樹脂部上に形成された溝に形成されている、請求項１〜７のいずれか一項に記載の回路部品。

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