JP5794837B2 - 金属ベース集合プリント配線板とその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、個片の金属ベースプリント配線板が複数面付け（以降これを「多面付け」と表記する）された金属ベース集合プリント配線板に関し、特に、電子部品を実装した後、個片の金属ベースプリント回路基板に分割するために施されるＶカット加工に関するものである。
放熱用途に使用される金属ベースプリント配線板（電子部品実装後のものについては「金属ベースプリント回路基板」と表記する）は、おおよそ図４に示した工程により製造される。
まず、図４（ａ）に示したように、金属ベース基板１（例えば「アルミニウム、アルミニウム合金、銅」等）の一方の面に、絶縁層２（例えば「プリプレグ」等）と金属箔３（例えば「銅箔」等）とを順次積層し、次いで、周知のフォトエッチングプロセスにより個片の金属ベースプリント配線板ＭＰＷの配線パターン４を多面付け形成する（図４（ｂ）参照）。
次に、配線パターン４を保護するソルダーレジスト５を形成した後、隣接する個片の金属ベースプリント配線板ＭＰＷ間の分割線６（周囲に補強用の捨て基板が配置されている場合には、個片の金属ベースプリント配線板と当該捨て基板との間の分割線も含む）に沿ってＶカット加工（図中の「Ｖ溝７、８」参照）を施すことによって、当該個片の金属ベースプリント配線板ＭＰＷが多面付けされた金属ベース集合プリント配線板ＭＭＰＷ２を得る（図４（ｃ）参照）。
ここで、当該Ｖカット加工で形成されるＶ溝７、８は、一般的に、金属ベース集合プリント配線板ＭＭＰＷ２の表裏面から同軸線上（図４（ｃ）の「中心軸線１０」を参照）に形成され、尚且つ、Ｖカット加工後の強度を確保するという観点から、Ｖカット残厚部９が金属ベース基板１内に残るような深さで形成される。
そして最後に、電子部品１３を実装した後、金属ベース集合プリント回路基板ＭＭＰＣに形成されたＶカット加工部１４で折り曲げることによって、個片の金属ベースプリント回路基板ＭＰＣを得るというものである（図４（ｄ）参照）。
従来、この手の金属ベースプリント配線板は、主に車載品や電源装置等の比較的大きい製品（個片の金属ベースプリント配線板のサイズとして、例えば、１辺が５０ｍｍ以上で、縦横寸法比率が１〜３前後の製品）に対して使用されてきた。従って、Ｖカット残厚部９（図４（ｃ）参照）をある程度厚く（例えば残厚t＝０．２ｍｍ程度）残したとしても容易に分割することが可能であったため特に問題はなかったのであるが（即ち、個片の金属ベースプリント回路基板ＭＰＣのサイズが大きい分、折り曲げ力をＶカット加工部１４に均等に伝えることができるため、分割加工を容易に行うことができる）、液晶テレビのバックライトのように、複数のＬＥＤを横一列に配置するような極端に細長い製品（例えば図５（ａ）に示したような３００ｍｍ×１０ｍｍ程度の金属ベースプリント回路基板ＭＰＣ）に対しては、Ｖカット加工部１４（図４（ｄ）参照）に均等に折り曲げ力が伝わらず、結果、分割加工の際に、金属ベースプリント回路基板ＭＰＣが捩れるなどの問題が発生してしまうというものであった。
そこで本発明者は、上記問題を解決するための手段を特許文献１により既に報告しているところ、その構成は以下のようなものである。
即ち、図６及び図７に示すように、金属ベース集合プリント配線板ＭＭＰＷ３として、個片の金属ベースプリント配線板ＭＰＷの長手方向には補強用の捨て基板を設けずに複数の金属ベースプリント配線板ＭＰＷのみを配置し、当該個片の金属ベースプリント配線板ＭＰＷの短手方向にのみ捨て基板１１を配置する。
そして、隣接する個片の金属ベースプリント配線板ＭＰＷ間に設けるＶ溝７、８（図６及び図７（ａ）参照）の深さを、当該個片の金属ベースプリント配線板ＭＰＷと捨て基板１１の間に設けるＶ溝７ａ、８ａ（図６及び図７（ｂ）参照）の深さよりも深くする｛例えば、Ｖカット残厚部９の残厚ｔを０．１ｍｍ以下、Ｖカット残厚部９ａの残厚ｔを０．２ｍｍ前後に設定してＶカット加工する｝構成とすることによって、金属ベース集合プリント配線板ＭＭＰＷ３の強度の確保と個片の金属ベースプリント回路基板ＭＰＣに分割する際の分割工程の容易化を両立させるというものである。因みに、図８に示した例は、隣接する個片の金属ベースプリント配線板ＭＰＷ間に設けるＶ溝７と８を繋げた状態、即ちＶカット残厚部９を残さない構成からなる金属ベース集合プリント配線板ＭＭＰＷ４の概略断面図を示したもので、より分割工程を容易にする場合の構成である。尚、図７、図８においては、説明の便宜上、金属ベース基板１以外の構成は省略した。
しかし、特許文献１の構成においても以下のような問題が発生することが確認された。
即ち、個片の金属ベースプリント配線板ＭＰＷ間のＶ溝７、８を貫通させる図８（ａ）の構成においては、表裏面からのＶカット加工部が重なる部分に金属バリ１ａが発生することがあり（図８（ａ）の要部拡大断面図を示した図８（ｂ）参照）、このような金属バリ１ａが除去しきれなかった場合、電子部品実装後の金属ベースプリント回路基板に悪影響を与えてしまうという懸念があった。
即ち、個片の金属ベースプリント配線板ＭＰＷ間のＶ溝７、８を貫通させる図８（ａ）の構成においては、表裏面からのＶカット加工部が重なる部分に金属バリ１ａが発生することがあり（図８（ａ）の要部拡大断面図を示した図８（ｂ）参照）、このような金属バリ１ａが除去しきれなかった場合、電子部品実装後の金属ベースプリント回路基板に悪影響を与えてしまうという懸念があった。
そのため、当該Ｖ溝７、８の加工方法としては、図７（ａ）の構成のように０．１ｍｍ以下のＶカット残厚部９を残すように行っているのが実情であるのだが、近年、一般的に使用されているＶカットマシンの機構として、Ｖカット刃のＺ軸方向への移動機構が備わっていること（即ち、Ｖカット刃のＺ軸方向の調整が可能になったが故に、Ｖカット加工の際に極僅かではあるがＶカット刃が上下動してしまう）や、Ｖカット刃の磨耗、板厚のバラツキ等の関係から、プログラム設定通りに加工することができず、結局、Ｖカット加工部の貫通を完全になくすことはできなかった。
本発明は、Ｖカット残厚の設定を極薄に設定（例えば０．０５ｍｍ設定）してＶカット加工を行った場合においても、表裏面に設けられたＶ溝が貫通することのない金属ベース集合プリント配線板を提供することを課題とする。
本発明は、金属ベース基板の一方の面に積層された絶縁層を介して形成された配線パターンを有する個片の金属ベースプリント配線板が多面付けされている金属ベース集合プリント配線板の製造方法であって、金属ベース基板の一方の面に絶縁層を積層する工程と、当該絶縁層を介して個片の金属ベースプリント配線板の配線パターンを多面付け形成する工程と、当該配線パターンを保護するソルダーレジストを形成する工程と、隣接する当該個片の金属ベースプリント配線板間に、当該個片の金属ベースプリント配線板と捨て基板との間に形設する分割加工用のＶ溝よりも深いＶ溝を形設するＶカット加工工程とを有し、且つ、少なくとも個片の金属ベースプリント配線板間に施すＶカット加工を、当該金属ベース基板中にＶカット残厚部が０．０１〜０．１ｍｍ残るようにＶカット刃の進入深さを設定して行うと共に、表面側と裏面側とで中心軸線を０．０５〜０．１ｍｍズラして行うことを特徴とする金属ベース集合プリント配線板の製造方法により上記課題を解決したものである。
本発明によれば、表裏面に設けられるＶ溝の深さが、同軸線上でＶカット加工を行った場合にＶカット残厚部９の残厚ｔが０となるような深さになったとしても、表裏面に設けた当該Ｖ溝が貫通することなく、確実にＶカット残厚部を残すことができるので、Ｖカット加工部に金属バリが発生するのを防止できる。
本発明の実施の形態を図１及び図２を用いて説明する。尚、従来技術と同じ部位には同じ符号を付すようにした。
図１は、本発明金属ベース集合プリント配線板の概略断面説明図を示したもので、当該金属ベース集合プリント配線板ＭＭＰＷは、肉厚の金属ベース基板１と、当該金属ベース基板１の一方の面に積層された絶縁層２と、当該絶縁層２上に多面付け形成された個片の金属ベースプリント配線板ＭＰＷの配線パターン４と、当該配線パターン４を保護するソルダーレジスト５と、隣接する当該個片の金属ベースプリント配線板ＭＰＷ間に形設された分割加工用のＶ溝７、８とを備えていると共に、当該Ｖ溝７、８が、金属ベース基板１の中に極薄のＶカット残厚部９を残し、且つそれぞれの中心軸線１０がズレた非同軸線上に形設された構成となっている。
続いて、上記金属ベース集合プリント配線板ＭＭＰＷの製造方法を図４（ａ）、（ｂ）及び図１を用いて説明する。
まず、図４（ａ）に示したように、肉厚（例えば０．３〜５．０ｍｍ）の金属ベース基板１の一方の面に、絶縁層２と金属箔３（例えば「銅箔」）とを順次積層し、次いで、周知のフォトエッチングプロセス（金属箔３の表面にエッチングレジスト用のドライフィルムをラミネートした後、露光・現像でエッチングレジストパターンを形成し、次いで、エッチングレジストパターンから露出した金属箔３のエッチング除去、及びエッチングレジストパターンの剥離を順次行うことによって、配線パターン４を形成する工程）により個片の金属ベースプリント配線板ＭＰＷの配線パターン４を多面付け形成する（図４（ｂ）参照）。
ここで、金属ベース基板１としては、熱伝導性に優れた金属材料であれば特に限定されるものではないが、上記従来技術の説明の中でも挙げたように、アルミニウム、アルミニウム合金、銅などが汎用性、取り扱い性などの観点から好適に用いられる。
また、絶縁層２としては、アルミナやシリカなどの熱伝導性の高い無機フィラーを含有する熱硬化性樹脂、あるいは、ガラス織布またはガラス不織布などの補強繊維に当該無機フィラーを含有する熱硬化性樹脂を含浸させたプリプレグのいずれを用いることも可能であるが、金属ベースプリント配線板ＭＰＷの剛性を向上できる点でプリプレグを用いるのが好ましい。
次に、図４（ｂ）に示したように、配線パターン４を保護するソルダーレジスト５を形成した後、隣接する個片の金属ベースプリント配線板ＭＰＷの間に位置する分割線６に沿ってＶカット加工を行い、分割加工用のＶ溝７，８を形設する。このＶカット加工を、上下のＶカット刃の進入深さ設定を金属ベース基板１の中にＶカット残厚部９が極薄（例えば０．０１〜０．１ｍｍ前後）で残るように設定すると共に（例えば、Ｖカット刃のＺ軸方向の位置ずれ公差が±０．０４ｍｍ程度の場合、Ｖカット残厚部９の残厚ｔが０．０５ｍｍとなるようにＶカット刃の進入深さをプログラム設定する）、配線パターン形成面側に設けるＶ溝７と金属ベース基板側に設けるＶ溝８のそれぞれの中心軸線１０をズラして（例えばオフセット値０．０５〜０．１ｍｍ）行うことによって、図１に示す如き、個片の金属ベースプリント配線板ＭＰＷが多面付けされた金属ベース集合プリント配線板ＭＭＰＷが得られる。
本発明の注目すべき点は、隣接する個片の金属ベースプリント配線板間に設けるＶ溝を、配線パターン形成面側に設けるＶ溝７と金属ベース基板側に設けるＶ溝８のそれぞれの中心軸線１０をズラして非同軸線上に設けた点である。
これにより、Ｖ溝７、８の深さが、同軸線上でＶカット加工を行ったときにＶカット残厚部９の残厚ｔが０となるような深さになったとしても、確実にＶカット残厚部９を確保することができる（図１参照）。
尚、図２（ａ）に示したように、個片の金属ベースプリント配線板ＭＰＷの面付け状態を、本発明のＶ溝７、８を挟んで一方向にのみ面付けする場合には、当該面付けされた個片の金属ベースプリント配線板ＭＰＷの側面が複数並んでいる辺にのみ当該辺と同じ長さの捨て基板１１を配置するとともに当該個片の金属ベースプリント配線板ＭＰＷと捨て基板１１との間に設けるＶ溝７ａ、８ａを、図３に示したようにＶカット残厚部９ａを厚めに残す設定（例えば０．２ｍｍ前後）でＶカット加工すれば、金属ベース集合プリント配線板ＭＭＰＷの強度を確保できるとともに個片の金属ベースプリント回路基板ＭＰＣが図５（ａ）に示したような極端に細長い場合においても、当該金属ベースプリント回路基板が捩れることなく容易に分割作業を行うことができる。
また、図２（ｂ）に示したように、個片の金属ベースプリント配線板ＭＰＷの面付け状態を、本発明のＶ溝７、８を挟んで縦横に面付けする場合には、当該面付けされた個片の金属ベースプリント配線板ＭＰＷの外周に捨て基板１１、１２を配置するとともに当該個片の金属ベースプリント配線板ＭＰＷと捨て基板１１との間に設けるＶ溝７ａ、８ａを、図３に示したようにＶカット残厚部９ａを厚めに残す設定（例えば０．２ｍｍ前後）でＶカット加工すれば、金属ベース集合プリント配線板ＭＭＰＷ１の強度を確保できるとともに個片の金属ベースプリント回路基板ＭＰＣが図５（ｂ）に示したような極端に小さい（例えば、３０ｍｍ×１０ｍｍ程度）場合においても、当該金属ベースプリント回路基板を容易に分割することができる。因みに、従来のＶカット残厚設定では、個片の金属ベースプリント配線板のサイズが極端に小さい場合においても、折り曲げ力をＶカット部に伝え難く（掴み代が少ないため力を入れにくい）、分割作業が困難であったが、本発明においては、このような小さいサイズのものでも容易に分割することができる。
一方、面付けされた個片の金属ベースプリント配線板ＭＰＷの側面が複数並んでいる辺と同じ長さで配置された捨て基板１２との間に設けるＶ溝７ｂ、８ｂについては、Ｖ溝７ａ、８ａと同様にＶカット残厚部９ａを厚めに残す設定で加工しても差し支えないが、本発明のＶ溝７、８と同様の設定で加工するのが、分割作業を容易にする上で好ましい。
一方、面付けされた個片の金属ベースプリント配線板ＭＰＷの側面が複数並んでいる辺と同じ長さで配置された捨て基板１２との間に設けるＶ溝７ｂ、８ｂについては、Ｖ溝７ａ、８ａと同様にＶカット残厚部９ａを厚めに残す設定で加工しても差し支えないが、本発明のＶ溝７、８と同様の設定で加工するのが、分割作業を容易にする上で好ましい。
本発明を説明するに当たって、金属ベース基板の一方の面に形成される配線パターンの例として、単層の構成を例に挙げて説明してきたが、絶縁層と配線パターンとを交互に積層して多層化することも可能であり、また、予め作製しておいたプリント配線板（例えば両面プリント配線板）を絶縁層を介して積層する構成においても本発明を適用できることはいうまでもない。
１：金属ベース基板
１ａ：金属バリ
２：絶縁層
３：金属箔
４：配線パターン
５：ソルダーレジスト
６：分割線
７、８、７ａ、８ａ、７ｂ、８ｂ：Ｖ溝
９：個片の金属ベースプリント配線板間に残されるＶカット残厚部
９ａ：個片の金属ベースプリント配線板と捨て基板の間に残されるＶカット残厚部
１０：中心軸線
１１、１２：捨て基板
１３：電子部品
１４：Ｖカット加工部
ＭＰＷ：個片の金属ベースプリント配線板
ＭＭＰＷ：金属ベース集合プリント配線板
ＭＰＣ：個片の金属ベース回路基板
ＭＭＰＣ：金属ベース集合プリント回路基板
ｔ：残厚（表裏面から同軸線上にＶカット加工を行った際の残厚）
１ａ：金属バリ
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９：個片の金属ベースプリント配線板間に残されるＶカット残厚部
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１０：中心軸線
１１、１２：捨て基板
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Claims (1)
- 金属ベース基板の一方の面に積層された絶縁層を介して形成された配線パターンを有する個片の金属ベースプリント配線板が多面付けされている金属ベース集合プリント配線板の製造方法であって、金属ベース基板の一方の面に絶縁層を積層する工程と、当該絶縁層を介して個片の金属ベースプリント配線板の配線パターンを多面付け形成する工程と、当該配線パターンを保護するソルダーレジストを形成する工程と、隣接する当該個片の金属ベースプリント配線板間に、当該個片の金属ベースプリント配線板と捨て基板との間に形設する分割加工用のＶ溝よりも深いＶ溝を形設するＶカット加工工程とを有し、且つ、少なくとも個片の金属ベースプリント配線板間に施すＶカット加工を、当該金属ベース基板中にＶカット残厚部が０．０１〜０．１ｍｍ残るようにＶカット刃の進入深さを設定して行うと共に、表面側と裏面側とで中心軸線を０．０５〜０．１ｍｍズラして行うことを特徴とする金属ベース集合プリント配線板の製造方法。
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