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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023009379
(43)【公開日】2023-01-20
(54)【発明の名称】回路基板の製造方法および切削加工装置
(51)【国際特許分類】
H05K 3/04 20060101AFI20230113BHJP
【ＦＩ】
H05K3/04 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】16
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021112598
(22)【出願日】2021-07-07
(71)【出願人】
【識別番号】000002141
【氏名又は名称】住友ベークライト株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100110928
【弁理士】
【氏名又は名称】速水 進治
(72)【発明者】
【氏名】永浦 淳
(72)【発明者】
【氏名】湯浅 円
(72)【発明者】
【氏名】横田 喜正
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 拓哉
【テーマコード（参考）】
5E339
【Ｆターム（参考）】
5E339AB07
5E339AD01
5E339AE10
5E339BC02
5E339BC03
5E339BD06
5E339BD11
5E339BE01
5E339BE11
5E339EE10
(57)【要約】
【課題】放熱機能を有する回路基板の製造方法において、製造効率を向上させコストダウンを実現する技術を提供する。
【解決手段】絶縁層１１と、絶縁層１１上に積層された金属層２０Ａとを有する金属基板１２において、金属層２０Ａに切削加工により溝２０Ｃを形成して回路パターン２０を形成する、放熱基板１０（回路基板）を製造する回路基板製造方法であって、切削具（エンドミル）を用いて、金属層２０Ａに溝２０Ｃを形成する切削工程（Ｓ１２）を備え、切削工程（Ｓ１２）は、エンドミルが切削している部分に切削液を浸ける。
【選択図】図５
【解決手段】絶縁層１１と、絶縁層１１上に積層された金属層２０Ａとを有する金属基板１２において、金属層２０Ａに切削加工により溝２０Ｃを形成して回路パターン２０を形成する、放熱基板１０（回路基板）を製造する回路基板製造方法であって、切削具（エンドミル）を用いて、金属層２０Ａに溝２０Ｃを形成する切削工程（Ｓ１２）を備え、切削工程（Ｓ１２）は、エンドミルが切削している部分に切削液を浸ける。
【選択図】図５
【特許請求の範囲】
【請求項1】
絶縁基板と、前記絶縁基板上に積層された金属板とを有する金属基板において、前記金属板に切削加工により溝を形成して回路パターンを形成する回路基板を製造する回路基板製造方法であって、
切削具を用いて、前記金属板に前記溝を形成する切削工程を備え、
前記切削工程は、前記切削具が切削している部分に切削液を浸ける、回路基板の製造方法。
切削具を用いて、前記金属板に前記溝を形成する切削工程を備え、
前記切削工程は、前記切削具が切削している部分に切削液を浸ける、回路基板の製造方法。
【請求項2】
前記切削工程は、前記溝を形成する際に、前記金属板を厚さ方向に一部を残して切削する、請求項１に記載の回路基板の製造方法。
【請求項3】
前記溝の底と前記絶縁基板との間に残った前記金属板をエッチングにより取り除くエッチング工程をさらに備える、請求項２に記載の回路基板の製造方法。
【請求項4】
前記金属板は銅板またはアルミニウム板である、請求項１から３までのいずれか１項に記載の回路基板の製造方法。
【請求項5】
前記切削具の刃径が０．５ｍｍ以上５．０ｍｍ以下である、請求項１から４までのいずれか１項に記載の回路基板の製造方法。
【請求項6】
前記切削具の刃長が１．０ｍｍ以上３．０ｍｍ以下である、請求項１から５までのいずれか１項に記載の回路基板の製造方法。
【請求項7】
前記切削具の切削回転数が１００００ｒｐｍ以上９００００ｒｐｍ以下である、請求項１から６までのいずれか１項に記載の回路基板の製造方法。
【請求項8】
前記切削具の送り速度が１００ｍｍ／分以上２０００ｍｍ／分以下である、請求項１から７までのいずれか１項に記載の回路基板の製造方法。
【請求項9】
前記切削具のシャンク径が３．０ｍｍ以上６．０ｍｍ以下である、請求項１から８までのいずれか１項に記載の回路基板の製造方法。
【請求項10】
前記切削具の刃数が２枚である、請求項１から９までのいずれか１項に記載の回路基板の製造方法。
【請求項11】
前記溝の幅は、０．５ｍｍ以上５．０ｍｍ以下である、請求項１から１０までのいずれか１項に記載の回路基板の製造方法。
【請求項12】
前記溝の深さは１．０ｍｍ以上３．０ｍｍ以下である、請求項１から１１までのいずれか１項に記載の回路基板の製造方法。
【請求項13】
前記切削液は、水または水溶性切削油である、請求項１から１２までのいずれか１項に記載の回路基板の製造方法。
【請求項14】
前記切削液は不水溶性切削油である、請求項１から１２までのいずれか１項に記載の回路基板の製造方法。
【請求項15】
前記切削液は防錆剤を含まない、請求項１から１４までのいずれか１項に記載の回路基板の製造方法。
【請求項16】
請求項１から１５までのいずれか１項に記載の回路基板の製造方法に用いる切削加工装置であって、
切削具を取り付ける回転軸と、
前記切削具が切削している部分に切削液を供給する切削液供給部と、
前記切削液と切削屑を流して排出する切削液排出部と、
を有する切削加工装置。
切削具を取り付ける回転軸と、
前記切削具が切削している部分に切削液を供給する切削液供給部と、
前記切削液と切削屑を流して排出する切削液排出部と、
を有する切削加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、回路基板の製造方法および切削加工装置に関する。
【0002】
ＩＧＢＴ素子等の電子部品を搭載したパワーモジュールの市場が拡大している。パワーモジュールは、高信頼性・高耐熱が要求される。この種の技術として、これまで放熱機能を有する回路基板（放熱基板ともいう）において様々な開発がなされており、例えば、特許文献１に記載の技術が知られている。特許文献１には、半導体素子をリードフレーム等の支持体に搭載し、支持体と、ヒートシンクに接続される放熱板とを、絶縁樹脂層とで接着したパワーモジュールが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１１－２１６６１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
近年、そのような回路基板に対する需要が高まっており、それに伴いコストダウンの要請を強まっている。特許文献１に開示の技術では、コストダウンを考慮した技術ではなく、そのような要求に対して十分に応えられず新たな技術が求められていた。例えば、
絶縁基板上に積層された金属板を有する金属基板において、金属板に切削加工により溝を形成して回路パターンを形成する技術（以下、従来技術という）が知られているが、切削加工の工程を短縮することは理想的な条件であればコストダウンに繋がるものの、切削工程のスピード（すなわち切削速度）をあげると、製造される回路パターンの歩留まりが低下してしまい、結果的にコストダウンに繋がらないという課題があった。
絶縁基板上に積層された金属板を有する金属基板において、金属板に切削加工により溝を形成して回路パターンを形成する技術（以下、従来技術という）が知られているが、切削加工の工程を短縮することは理想的な条件であればコストダウンに繋がるものの、切削工程のスピード（すなわち切削速度）をあげると、製造される回路パターンの歩留まりが低下してしまい、結果的にコストダウンに繋がらないという課題があった。
【0005】
本発明はこのような状況に鑑みなされたものであって、放熱機能を有する回路基板の製造方法において、製造効率を向上させコストダウンを実現する技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明によれば、
絶縁基板と、前記絶縁基板上に積層された金属板とを有する金属基板において、前記金属板に切削加工により溝を形成して回路パターンを形成する回路基板を製造する回路基板製造方法であって、
切削具を用いて、前記金属板に前記溝を形成する切削工程を備え、
前記切削工程は、前記切削具が切削している部分に切削液を浸ける、回路基板の製造方法が提供される。
本発明によれば、上述の回路基板の製造方法に用いる切削加工装置であって、
切削具を取り付ける回転軸と、
前記切削具が切削している部分に切削液を供給する切削液供給部と、
前記切削液と切削屑を流して排出する切削液排出部と、
を有する切削加工装置が提供される。
絶縁基板と、前記絶縁基板上に積層された金属板とを有する金属基板において、前記金属板に切削加工により溝を形成して回路パターンを形成する回路基板を製造する回路基板製造方法であって、
切削具を用いて、前記金属板に前記溝を形成する切削工程を備え、
前記切削工程は、前記切削具が切削している部分に切削液を浸ける、回路基板の製造方法が提供される。
本発明によれば、上述の回路基板の製造方法に用いる切削加工装置であって、
切削具を取り付ける回転軸と、
前記切削具が切削している部分に切削液を供給する切削液供給部と、
前記切削液と切削屑を流して排出する切削液排出部と、
を有する切削加工装置が提供される。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、放熱機能を有する回路基板の製造方法において、製造効率を向上させコストダウンを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】実施形態に係る放熱基板の平面図である。
【図2】実施形態に係る放熱基板の断面図である。
【図3】実施形態に係る切削装置の斜視図である。
【図4】実施形態に係るエンドミルの正面図である。
【図5】実施形態に係る、放熱基板の製造工程を断面図で示すチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
＜放熱基板の概要＞
図１は放熱基板１０の平面図である。図２は放熱基板１０の断面図である。
図示のように、放熱基板１０は、発熱体の電子部品等を実装する回路基板であって、金属基板１２と、絶縁層１１と、回路パターン２０とを有して構成されており、図２で示すように下からこの順で積層された積層板（積層体）である。回路パターン２０の上に電子部品等が実装される。
＜放熱基板の概要＞
図１は放熱基板１０の平面図である。図２は放熱基板１０の断面図である。
図示のように、放熱基板１０は、発熱体の電子部品等を実装する回路基板であって、金属基板１２と、絶縁層１１と、回路パターン２０とを有して構成されており、図２で示すように下からこの順で積層された積層板（積層体）である。回路パターン２０の上に電子部品等が実装される。
【0010】
放熱基板１０の総厚Ｔ０は、特に限定されないが、例えば、０．３ｍｍ以上５．０ｍｍ以下であることが好ましく、１．０ｍｍ以上４．０ｍｍ以下であることがより好ましい。
【0011】
＜金属基板１２＞
金属基板１２は、金属材料で構成された層であって、本実施形態では、この上面に絶縁層１１が形成され、下面に放熱フィンやラジエータなどの放熱手段が適宜取り付けられる。
金属基板１２は、金属材料で構成された層であって、本実施形態では、この上面に絶縁層１１が形成され、下面に放熱フィンやラジエータなどの放熱手段が適宜取り付けられる。
【0012】
金属基板１２の厚さＴ１は、特に限定されないが、放熱基板１０で積層される要素（絶縁層１１、金属基板１２、回路パターン２０）の中で最も厚く、総厚Ｔ０に対して１０～９０％が好ましい。
【0013】
金属基板１２を構成する金属材料としては、特定の種類に限定されないが、例えば、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金などを用いることができる。
【0014】
金属基板１２の厚さＴ１の上限値は、例えば、２０．０ｍｍ以下であり、好ましくは５．０ｍｍ以下である。この数値以下の厚さＴ１の金属基板１２を用いることで、放熱基板１０全体としての薄型化を行うことができる。また、放熱基板１０の外形加工や切り出し加工等における加工性を向上させることができる。
【0015】
また、金属基板１２の厚さＴ１の下限値は、例えば、０．１ｍｍ以上であり、好ましくは０．５ｍｍ以上であり、さらに好ましくは１．０ｍｍ以上である。この数値以上の金属基板１２を用いることで、放熱基板１０全体としての放熱性を向上させることができる。
【0016】
＜絶縁層１１＞
絶縁層１１は、主として樹脂材料で構成された樹脂基板の層であって、金属基板１２と回路パターン２０とを絶縁する機能を有する。なお、絶縁層１１として、セラミック基板（窒化アルミ基板や窒化ケイ素基板など）が用いられてもよい。
絶縁層１１は、主として樹脂材料で構成された樹脂基板の層であって、金属基板１２と回路パターン２０とを絶縁する機能を有する。なお、絶縁層１１として、セラミック基板（窒化アルミ基板や窒化ケイ素基板など）が用いられてもよい。
【0017】
絶縁層１１を構成する樹脂材料としては、特定の種類に限定されないが、例えば、熱硬化性樹脂である、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ポリエステル（不飽和ポリエステル）樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、ポリウレタン樹脂等が挙げられる。なお、樹脂材料には、これらの樹脂のうちの１種または２種以上を混合して用いることができる。
【0018】
絶縁層１１を構成する樹脂材料中には、電気絶縁性かつ高熱伝導性を有する粒子で構成されるフィラーを混合することもできる。かかるフィラーの粒子の構成材料としては、例えば、アルミナ等の金属酸化物、窒化ホウ素等の窒化物が挙げられる。
【0019】
絶縁層１１の厚さＴ２は目的に合わせて適宜設定されるが、機械的強度や耐熱性の向上を図りつつ、電子部品からの熱をより効果的に金属基板１２へ伝えることができる観点から、絶縁層１１の厚さＴ２は４０μｍ以上４００μｍ以下が好ましく、放熱基板１０全体における放熱性と絶縁性のバランスがより一層優れる観点から、８０μｍ以上３００μｍ以下に設定することがより好ましい。絶縁層１１の厚さＴ２を上記上限値以下とすることで、電子部品からの熱を金属基板１２に伝達させやすくすることができる。また、絶縁層１１の厚さＴ２を上記下限値以上とすることで、金属基板１２と絶縁層１１との熱膨張率差による熱応力の発生を絶縁層１１で緩和することが十分にできる。さらに、放熱基板１０の絶縁性が向上する。
【0020】
＜回路パターン２０＞
回路パターン２０は、導電性を有する金属材料で構成され、例えば半田により発熱体の電子部品（ＬＥＤ等）と電気的に接続されている。回路パターン２０を構成する金属材料には、例えば、銅（銅合金を含む）やアルミニウム（アルミニウム合金を含む）を好適に用いることができる。これにより、回路パターン２０は、比較的抵抗値が小さくなる。なお、回路パターン２０は、その少なくとも一部がレジスト材で覆われていてもよい。
回路パターン２０は、導電性を有する金属材料で構成され、例えば半田により発熱体の電子部品（ＬＥＤ等）と電気的に接続されている。回路パターン２０を構成する金属材料には、例えば、銅（銅合金を含む）やアルミニウム（アルミニウム合金を含む）を好適に用いることができる。これにより、回路パターン２０は、比較的抵抗値が小さくなる。なお、回路パターン２０は、その少なくとも一部がレジスト材で覆われていてもよい。
【0021】
回路パターン２０は、絶縁層１１の絶縁層上面１１ａに積層された金属層２０Ａ（図５参照）を切削及びエッチングにより所定のパターンに加工することにより形成される。形成プロセスについては図５において後述するが、本実施形態では、金属層２０Ａとして圧延銅が用いられる。
【0022】
回路パターン２０の厚さＴ３の下限値は、例えば、１．０ｍｍ以上であり、好ましくは１．５ｍｍ以上であり、より好ましくは２．０ｍｍ以上である。
このような数値以上であれば、高電流を要する用途であっても、回路パターンの発熱を抑えることができる。また、回路パターン２０の厚さＴ３の上限値は、例えば、４．０ｍｍ以下であり、好ましくは３．０ｍｍ以下であり、さらに好ましくは２．５ｍｍ以下である。このような数値以下であれば、回路加工性を向上させることができ、また、基板全体としての薄型化を図ることができる。
このような数値以上であれば、高電流を要する用途であっても、回路パターンの発熱を抑えることができる。また、回路パターン２０の厚さＴ３の上限値は、例えば、４．０ｍｍ以下であり、好ましくは３．０ｍｍ以下であり、さらに好ましくは２．５ｍｍ以下である。このような数値以下であれば、回路加工性を向上させることができ、また、基板全体としての薄型化を図ることができる。
【0023】
隣接する回路パターン２０間、すなわち溝２０Ｄの幅ａは、各回路パターン２０の金属層側面において高さ方向中央部分の間の距離とする。幅ａの下限は、０．７ｍｍ以上であり、好ましくは１．０ｍｍ以上であり、より好ましくは１．５ｍｍ以上である。
幅ａの上限は、６．０ｍｍ以下であり、好ましくは５．０ｍｍ以下であり、より好ましくは４．０ｍｍ以下である。
幅ａの上限は、６．０ｍｍ以下であり、好ましくは５．０ｍｍ以下であり、より好ましくは４．０ｍｍ以下である。
【0024】
回路パターン２０間の幅を従来と比較して狭い幅で設けることができるので、回路パターン２０の面積を大きくとることができ、放熱性能を向上させることができる。また、回路パターン２０のパターン形状の自由度が高くなる。すなわち、放熱設計の自由度が高まり、回路パターン２０に電子部品等を実装し駆動させたときの放熱基板１０全体の熱分布のコントロール性が向上する。
【0025】
【0026】
＜切削装置２００＞
図３は、切削装置２００を模式的に示した斜視図である。
切削装置２００は、基台２０１と、基台２０１に取り付けられた主軸ヘッド２０２と、主軸ヘッド２０２の下側端部において切削具（ここではエンドミル１００）を取り付け軸支するチャック２０４（ホルダともいう）と、切削液供給部２１０と、切削液排出部２２０とを備える。
図３は、切削装置２００を模式的に示した斜視図である。
切削装置２００は、基台２０１と、基台２０１に取り付けられた主軸ヘッド２０２と、主軸ヘッド２０２の下側端部において切削具（ここではエンドミル１００）を取り付け軸支するチャック２０４（ホルダともいう）と、切削液供給部２１０と、切削液排出部２２０とを備える。
【0027】
主軸ヘッド２０２は、内部にモータとその回転速度を減衰させる減速機とを有した回転軸であって、チャック２０４に取り付けたエンドミル１００を高速回転させて、金属層２０Ａを切削する。
【0028】
＜切削液供給部２１０＞
切削液供給部２１０は、チャック２０４に取り付けられたエンドミル１００を取り囲むように周方向に９０度間隔で４箇所に配置されており、エンドミル１００に対して４方向から切削液を吹き掛けることができる。切削液供給部２１０の設置位置や設置数等は、切削液を吹き掛ける位置や方法、量により適宜調整することができる。
切削液供給部２１０は、チャック２０４に取り付けられたエンドミル１００を取り囲むように周方向に９０度間隔で４箇所に配置されており、エンドミル１００に対して４方向から切削液を吹き掛けることができる。切削液供給部２１０の設置位置や設置数等は、切削液を吹き掛ける位置や方法、量により適宜調整することができる。
【0029】
エンドミル１００及びエンドミル１００が切削している金属層２０Ａに切削液を吹き掛けて、エンドミル１００及び切削分の各表面に油の切削液による膜をつくり、潤滑機能、冷却機能、洗浄機能を実現する。これによって、エンドミル１００で金属層２０Ａを切削するときの切削効率を向上させることができる。すなわち、エンドミル１００による一回当たりの切削深さを深くしつつ切削幅（言い換えると刃部１１０の刃径Ｄ１）を広くでき、さらに、エンドミル１００の送り速度を速めることができる。
【0030】
切削液排出部２２０は、上述の４箇所に配置された切削液供給部２１０の間に位置するように４箇所に配置され、使用された切削液を切削部分から取り除く。ここでは、切削液排出部２２０は、切削液および切削により生じた切削屑（金属片）を吸引する。このとき、使用された切削液が一定方向に流れるように吸引してもよい。それによって、切削液および切削屑を切削部分から円滑に取り除き、切削部分には常に新しい切削液を供給することができる。
【0031】
＜エンドミル１００＞
図４は、エンドミル１００の正面図である。エンドミル１００は、一般的な構成を有しており、刃部１１０と、シャンク部１２０と、刃部１１０とシャンク部１２０の間の首部１３０とを有する。エンドミル１００は、一般的な仕様のものを用いることができ、ここではスクエアタイプを示している。切削精度を確保しつつ切削効力を向上させる観点において以下の仕様のエンドミル１００が好ましい。
図４は、エンドミル１００の正面図である。エンドミル１００は、一般的な構成を有しており、刃部１１０と、シャンク部１２０と、刃部１１０とシャンク部１２０の間の首部１３０とを有する。エンドミル１００は、一般的な仕様のものを用いることができ、ここではスクエアタイプを示している。切削精度を確保しつつ切削効力を向上させる観点において以下の仕様のエンドミル１００が好ましい。
【0032】
エンドミル１００の刃径Ｄ１が０．５ｍｍ以上５．０ｍｍ以下である。
刃径Ｄ１の下限値は、好ましくは０．７ｍｍ以上であり、より好ましくは１．０ｍｍ以上である。刃径Ｄ１の上限値は、好ましくは４．５ｍｍ以下であり、より好ましくは４．０ｍｍ以下である。
エンドミル１００の刃径Ｄ１を上記範囲とすることで、溝２０Ｃを切削して形成する際に、好適である。すなわち、溝２０Ｃと実質的に同寸法の刃径Ｄ１とすることで、エンドミル１００の切削を一度の送りだけで、品質上不適切となるような傾きやバリを発生させること無く、溝２０Ｃを形成することができ、作業工数の簡素化の繋がる。
刃径Ｄ１の下限値は、好ましくは０．７ｍｍ以上であり、より好ましくは１．０ｍｍ以上である。刃径Ｄ１の上限値は、好ましくは４．５ｍｍ以下であり、より好ましくは４．０ｍｍ以下である。
エンドミル１００の刃径Ｄ１を上記範囲とすることで、溝２０Ｃを切削して形成する際に、好適である。すなわち、溝２０Ｃと実質的に同寸法の刃径Ｄ１とすることで、エンドミル１００の切削を一度の送りだけで、品質上不適切となるような傾きやバリを発生させること無く、溝２０Ｃを形成することができ、作業工数の簡素化の繋がる。
【0033】
エンドミル１００の刃部１１０の長さ（すなわち刃長Ｌ１）が、１．０ｍｍ以上３．０ｍｍ以下である。
刃長Ｌ１の下限値は、好ましくは１．２ｍｍ以上であり、より好ましくは１．５ｍｍ以上である。刃長Ｌ１の上限値は、好ましくは２．８ｍｍ以下であり、より好ましくは２．５ｍｍ以下である。
エンドミル１００の刃長Ｌ１を上記範囲とすることで、溝２０Ｃを切削して形成する際に、好適である。すなわち、溝２０Ｃと実質的に同寸法の刃長Ｌ１とすることで、エンドミル１００の切削を一度の送りだけとすることができ、作業工数の簡素化が実現できる。
刃長Ｌ１の下限値は、好ましくは１．２ｍｍ以上であり、より好ましくは１．５ｍｍ以上である。刃長Ｌ１の上限値は、好ましくは２．８ｍｍ以下であり、より好ましくは２．５ｍｍ以下である。
エンドミル１００の刃長Ｌ１を上記範囲とすることで、溝２０Ｃを切削して形成する際に、好適である。すなわち、溝２０Ｃと実質的に同寸法の刃長Ｌ１とすることで、エンドミル１００の切削を一度の送りだけとすることができ、作業工数の簡素化が実現できる。
【0034】
エンドミル１００のシャンク部１２０のシャンク径Ｄ２が３．０ｍｍ以上６．０ｍｍ以下である。
シャンク径Ｄ２の下限値は、好ましくは３．５ｍｍ以上であり、より好ましくは４．０ｍｍ以上である。シャンク径Ｄ２の上限値は、好ましくは５．５ｍｍ以下であり、より好ましくは５．０ｍｍ以下である。
シャンク径Ｄ２を上記範囲とすることで、エンドミル１００が切削時に作用する加工負荷による撓みを抑えることができる。
シャンク径Ｄ２の下限値は、好ましくは３．５ｍｍ以上であり、より好ましくは４．０ｍｍ以上である。シャンク径Ｄ２の上限値は、好ましくは５．５ｍｍ以下であり、より好ましくは５．０ｍｍ以下である。
シャンク径Ｄ２を上記範囲とすることで、エンドミル１００が切削時に作用する加工負荷による撓みを抑えることができる。
【0035】
エンドミル１００の刃部１１０の刃数が２枚である。
刃部１１０の刃数が２枚であっても、上述のような刃径Ｄ１や刃長Ｌ１の範囲や、切削装置２００による次に示すエンドミル１００の動作条件とすることで、切削時の切削条件をシャンク径Ｄ２を上記範囲とすることで、品質上不適切となるような傾きやバリを発生させること無く溝２０Ｃを形成することができ、切削工数の簡素化に繋がる。なお、刃数は３枚や４枚であってもよいが、コストの観点から２枚が好ましい。
刃部１１０の刃数が２枚であっても、上述のような刃径Ｄ１や刃長Ｌ１の範囲や、切削装置２００による次に示すエンドミル１００の動作条件とすることで、切削時の切削条件をシャンク径Ｄ２を上記範囲とすることで、品質上不適切となるような傾きやバリを発生させること無く溝２０Ｃを形成することができ、切削工数の簡素化に繋がる。なお、刃数は３枚や４枚であってもよいが、コストの観点から２枚が好ましい。
【0036】
エンドミル１００の材料は、耐摩耗性、耐熱性、耐欠損性、耐塑性変形性、化学的安定性、熱伝導性などを考慮して選択されるが、回路パターン２０の材料として銅やアルミニウムを想定した場合に、例えば、超硬合金を用いることができる。超硬合金は、一般にはタングステンと炭素からなる化合物である炭化タングステンの粒を、バインダにコバルトを使用して焼結することで得られる。
【0037】
次に切削装置２００によるエンドミル１００の動作条件（切削条件）を説明する。
エンドミル１００の切削回転数が１００００ｒｐｍ以上９００００ｒｐｍ以下である。
切削回転数の下限は、好ましくは１５０００ｒｐｍ以上であり、より好ましくは２００００ｒｐｍ以上である。切削回転数の上限は、好ましくは８００００ｒｐｍ以下であり、より好ましくは７００００ｒｐｍ以上である。
エンドミル１００の切削回転数を上記範囲とすることで、溝２０Ｃを形成する際に、一度の送りで、品質上不適切となるような傾きやバリを発生させること無く溝２０Ｃを形成することができ、作業工数の簡素化の繋がる。
エンドミル１００の切削回転数が１００００ｒｐｍ以上９００００ｒｐｍ以下である。
切削回転数の下限は、好ましくは１５０００ｒｐｍ以上であり、より好ましくは２００００ｒｐｍ以上である。切削回転数の上限は、好ましくは８００００ｒｐｍ以下であり、より好ましくは７００００ｒｐｍ以上である。
エンドミル１００の切削回転数を上記範囲とすることで、溝２０Ｃを形成する際に、一度の送りで、品質上不適切となるような傾きやバリを発生させること無く溝２０Ｃを形成することができ、作業工数の簡素化の繋がる。
【0038】
エンドミル１００の送り速度が１００ｍｍ／分以上２０００ｍｍ／分以下である。
送り速度の下限は、好ましくは１２０ｍｍ／分以上であり、より好ましくは１４０ｍｍ／分以上である。送り速度の上限は、好ましくは１８０ｍｍ／分以下であり、より好ましくは１６０ｍｍ／分以下である。
エンドミル１００の送り速度を上記範囲とすることで、溝２０Ｃを形成する際に、一度の送りで、品質上不適切となるような傾きやバリを発生させること無く溝２０Ｃを形成することができ、作業工数の簡素化の繋がる。
送り速度の下限は、好ましくは１２０ｍｍ／分以上であり、より好ましくは１４０ｍｍ／分以上である。送り速度の上限は、好ましくは１８０ｍｍ／分以下であり、より好ましくは１６０ｍｍ／分以下である。
エンドミル１００の送り速度を上記範囲とすることで、溝２０Ｃを形成する際に、一度の送りで、品質上不適切となるような傾きやバリを発生させること無く溝２０Ｃを形成することができ、作業工数の簡素化の繋がる。
【0039】
＜切削液＞
切削液は、水、水溶性切削油及び不水溶性切削油を用いることができる。
水溶性切削油として、例えばエマルション型、ソリューブル型、ケミカルソリューション型の３種類が例示できるが、いずれの種類の水溶性切削油であっても用いることができる。
不水溶性切削油として、不活性タイプ（混成タイプ、不活性タイプ、中活性タイプ）、活性タイプのいずれの種類の不水溶性切削油であっても用いることができる。
切削液は防錆剤を含まないことが好ましい。従来技術による放熱基板１０の製造方法では、その製造では切削液を用いないドライ切削が用いられてきた。切削液を用いることを想定した場合、防錆の観点から防錆剤を含む切削液が検討される。切削液に含まれる防錆剤は、金属の表面に皮膜を形成し、エンドミル１００や放熱基板１０のサビ・腐食の発生を抑制する。しかし、金属層２０Ａの表面に皮膜が形成されると、次のエッチング工程で適切なエッチングができなくなる。そこで、本実施形態では、切削液が水溶性切削液（水を含む）または不水溶性切削液のいずれの場合であっても、防錆剤を含まないようにする。
切削液は、水、水溶性切削油及び不水溶性切削油を用いることができる。
水溶性切削油として、例えばエマルション型、ソリューブル型、ケミカルソリューション型の３種類が例示できるが、いずれの種類の水溶性切削油であっても用いることができる。
不水溶性切削油として、不活性タイプ（混成タイプ、不活性タイプ、中活性タイプ）、活性タイプのいずれの種類の不水溶性切削油であっても用いることができる。
切削液は防錆剤を含まないことが好ましい。従来技術による放熱基板１０の製造方法では、その製造では切削液を用いないドライ切削が用いられてきた。切削液を用いることを想定した場合、防錆の観点から防錆剤を含む切削液が検討される。切削液に含まれる防錆剤は、金属の表面に皮膜を形成し、エンドミル１００や放熱基板１０のサビ・腐食の発生を抑制する。しかし、金属層２０Ａの表面に皮膜が形成されると、次のエッチング工程で適切なエッチングができなくなる。そこで、本実施形態では、切削液が水溶性切削液（水を含む）または不水溶性切削液のいずれの場合であっても、防錆剤を含まないようにする。
【0040】
【0041】
（Ｓ１０：積層体準備工程）
下から順に金属基板１２と、絶縁層１１と、金属層２０Ａとが積層された積層板１０Ａを用意する。金属層２０Ａが、以下の工程により加工されることで回路パターン２０となる。
積層板１０Ａの製造方法は、公知の手法を用いることができる。例えば、金属基板１２をキャリアとして、厚さＴ１の金属基板１２上に、絶縁層１１の構成材料としての液状材料（ワニス状材料）を、例えばスプレー法等により付与する。
その後、金属基板１２上の液状材料を自然乾燥または強制乾燥により乾燥される。これにより、厚さＴ２の絶縁層１１が得られる。このとき絶縁層１１が完全に硬化していない状態（いわゆるＢステージの状態）であってもよい。
下から順に金属基板１２と、絶縁層１１と、金属層２０Ａとが積層された積層板１０Ａを用意する。金属層２０Ａが、以下の工程により加工されることで回路パターン２０となる。
積層板１０Ａの製造方法は、公知の手法を用いることができる。例えば、金属基板１２をキャリアとして、厚さＴ１の金属基板１２上に、絶縁層１１の構成材料としての液状材料（ワニス状材料）を、例えばスプレー法等により付与する。
その後、金属基板１２上の液状材料を自然乾燥または強制乾燥により乾燥される。これにより、厚さＴ２の絶縁層１１が得られる。このとき絶縁層１１が完全に硬化していない状態（いわゆるＢステージの状態）であってもよい。
【0042】
つぎに、絶縁層１１（すなわち絶縁層上面１１ａ）上に厚さＴ３’の金属層２０Ａを形成する。すなわち、絶縁層１１の絶縁層上面１１ａに、回路パターン２０となる金属層２０Ａ、例えば圧延銅（銅板）を熱圧プレス等により積層する。これにより、積層板１０Ａが得られる。
【0043】
金属層２０Ａの厚さＴ３’は、上述した回路パターン２０の厚さＴ３と後述するエッチング工程を考慮して設定される。金属層２０Ａの厚さＴ３’の下限値は、例えば、１．２ｍｍ以上であり、好ましくは１．６ｍｍ以上であり、より好ましくは２．１ｍｍ以下である。金属層２０Ａの厚さＴ３’の上限値は、例えば、５．０ｍｍ以下であり、好ましくは４．０ｍｍ以下であり、さらに好ましくは３．０ｍｍ以下である。このような数値以下であれば、回路加工性を向上させることができ、また、基板全体としての薄型化を図ることができる。
【0044】
（Ｓ１２：回路パターンの切削工程）
つづいて、切削装置２００及びエンドミル１００を用いて、上述の積層板１０Ａの金属層２０Ａを所望のパターンとなるように切削して溝２０Ｃを形成する。
切削工程では、エンドミル１００が切削している部分（被削材である金属層２０Ａ及び刃部１１０）に切削液を浸ける。ここで、「切削液を浸ける」とは、切削液をエンドミル１００に切削液を吹き掛ける場合と、所定深さに溜めた切削液に放熱基板１０（金属層２０Ａ）を浸す場合の両方を指す。
つづいて、切削装置２００及びエンドミル１００を用いて、上述の積層板１０Ａの金属層２０Ａを所望のパターンとなるように切削して溝２０Ｃを形成する。
切削工程では、エンドミル１００が切削している部分（被削材である金属層２０Ａ及び刃部１１０）に切削液を浸ける。ここで、「切削液を浸ける」とは、切削液をエンドミル１００に切削液を吹き掛ける場合と、所定深さに溜めた切削液に放熱基板１０（金属層２０Ａ）を浸す場合の両方を指す。
【0045】
パターンでない部分については、所定厚さの金属層（薄銅部２０Ｂ１）を残すことで、絶縁層１１上には暫定回路パターン２０Ｂが形成される。すなわち、切削のみで全てのパターンを形成すると、絶縁層１１を破損させる虞があるので、余裕を持たせて所定厚さの金属層（薄銅部２０Ｂ１）を残存させる。
【0046】
エンドミル１００で切削して形成する溝２０Ｃの幅ｂは０．５ｍｍ以上５．０mm以下である。幅ｂの下限値は、好ましくは０．７ｍｍ以上であり、より好ましくは１．０ｍｍ以上である。幅ｂの上限値は、好ましくは４．５ｍｍ以下であり、より好ましくは４．０ｍｍ以下である。
エンドミル１００で切削して形成する溝２０Ｃの幅ｂを上記範囲とすることで、エッチング後の放熱基板１０ｃにおける回路パターン２０の溝２０Ｄの幅を、上述の範囲とすることができる。また、溝２０Ｃの幅ｂと同寸法の切削径（すなわち刃径Ｄ１）を有するエンドミル１００を選定することで、一回の送りによる切削で、所望の幅ａ２の溝２０Ｃを形成できる。
エンドミル１００で切削して形成する溝２０Ｃの幅ｂを上記範囲とすることで、エッチング後の放熱基板１０ｃにおける回路パターン２０の溝２０Ｄの幅を、上述の範囲とすることができる。また、溝２０Ｃの幅ｂと同寸法の切削径（すなわち刃径Ｄ１）を有するエンドミル１００を選定することで、一回の送りによる切削で、所望の幅ａ２の溝２０Ｃを形成できる。
【0047】
溝２０Ｃの深さＴ３ｃは１．０ｍｍ以上３．０mm以下である。
深さＴ３ｃの下限値は、好ましくは１．２ｍｍ以上であり、より好ましくは１．５ｍｍ以上である。深さＴ３ｃの上限値は、好ましくは２．８ｍｍ以下であり、より好ましくは２．５ｍｍ以下である。
溝２０Ｃの深さＴ３ｃを上記範囲とすることで、エッチング工程により、暫定回路パターン２０Ｂの金属層（薄銅部２０Ｂ１）を溶かし、絶縁層１１を露出させることができる。
また、溝２０Ｃの深さＴ３ｃより長い刃長Ｌ１を有するエンドミル１００を選択することで、一度の送りによる切削で、所望の深さＴ３ｃの溝２０Ｃを形成することができる。
深さＴ３ｃの下限値は、好ましくは１．２ｍｍ以上であり、より好ましくは１．５ｍｍ以上である。深さＴ３ｃの上限値は、好ましくは２．８ｍｍ以下であり、より好ましくは２．５ｍｍ以下である。
溝２０Ｃの深さＴ３ｃを上記範囲とすることで、エッチング工程により、暫定回路パターン２０Ｂの金属層（薄銅部２０Ｂ１）を溶かし、絶縁層１１を露出させることができる。
また、溝２０Ｃの深さＴ３ｃより長い刃長Ｌ１を有するエンドミル１００を選択することで、一度の送りによる切削で、所望の深さＴ３ｃの溝２０Ｃを形成することができる。
【0048】
（Ｓ１４：エッチング工程）
暫定回路パターン２０Ｂを有する積層板１０Ｂをエッチング処理することで、残存している暫定回路パターン２０Ｂの金属層（薄銅部２０Ｂ１）を溶かし、所望のパターンを形成することで最終的な回路パターン２０が得られる。
暫定回路パターン２０Ｂを有する積層板１０Ｂをエッチング処理することで、残存している暫定回路パターン２０Ｂの金属層（薄銅部２０Ｂ１）を溶かし、所望のパターンを形成することで最終的な回路パターン２０が得られる。
【0049】
なお、上述の回路パターンの切削工程（Ｓ１２）では、余裕を持たせて所定厚さの金属層（薄銅部２０Ｂ１）を残存させたが、これに限らず、金属層（薄銅部２０Ｂ１）を残さず切削して、エッチング工程（Ｓ１４）を省いてもよい。このとき、絶縁層１１の一部が切削されるが、切削される絶縁層１１の厚みをあらかじめ設定しておくことで、所望の厚さの絶縁層１１が得られる。切削後の絶縁層１１の厚みは例えば１００μm以上とすることができる。なお、放熱特性の観点から絶縁層１１厚みを薄くしたい場合は、エッチング工程Ｓ１４のエッチング加工で絶縁層１１を露出する方法が望ましい。
【0050】
＜実施形態の効果＞
実施形態の特徴および効果をまとめると次の通りである。
（１）絶縁層１１（絶縁基板）と、絶縁層１１上に積層された金属層２０Ａ（金属板）とを有する金属基板１２において、金属層２０Ａに切削加工により溝２０Ｃを形成して回路パターン２０を形成する、放熱基板１０（回路基板）を製造する回路基板製造方法であって、
切削具（例えばエンドミル１００）を用いて、金属層２０Ａに溝２０Ｃを形成する切削工程（Ｓ１２）を備え、
切削工程（Ｓ１２）は、エンドミル１００が切削している部分に切削液を浸ける。
従来技術のように洗浄液を用いないドライ切削において、一度の送りによる切削で溝２０Ｃを形成した場合、加工断面観察より溝壁面が数度程度傾いたり、屈曲形状が生じることがあった。傾きはエンドミル１００の進行方向に依存し、アップカット側に傾く傾向がある。これは、切削時にエンドミル１００に作用する負荷により、エンドミル１００が撓むことによると考えられる。この現象は、加工深さが浅い状態であっても発生することがあった。また、溝２０Ｃの開口周縁（ダウンカット側）にバリが発生する傾向があった。また、一つの溝２０Ｃを形成する際に、少しずつ深くなるように複数回（例えば２回）エンドミル１００を送り切削して所望の深さの溝２０Ｃを形成することもできるが、同じような現象が生じたり、また、切削工数の簡素化およびコストダウンの観点から、エンドミル１００の送りの回数を抑えたいという要望があった。
しかしながら、本実施形態では、切削液を切削分に吹き掛けるいわゆるウェット切削による製造方法を用いている。これによって、従来技術において懸念されているような品質上の課題を解消しつつ、エンドミル１００の切削時の送り回数を抑制し、例えば送り回数を１回とすることができる。
実施形態の特徴および効果をまとめると次の通りである。
（１）絶縁層１１（絶縁基板）と、絶縁層１１上に積層された金属層２０Ａ（金属板）とを有する金属基板１２において、金属層２０Ａに切削加工により溝２０Ｃを形成して回路パターン２０を形成する、放熱基板１０（回路基板）を製造する回路基板製造方法であって、
切削具（例えばエンドミル１００）を用いて、金属層２０Ａに溝２０Ｃを形成する切削工程（Ｓ１２）を備え、
切削工程（Ｓ１２）は、エンドミル１００が切削している部分に切削液を浸ける。
従来技術のように洗浄液を用いないドライ切削において、一度の送りによる切削で溝２０Ｃを形成した場合、加工断面観察より溝壁面が数度程度傾いたり、屈曲形状が生じることがあった。傾きはエンドミル１００の進行方向に依存し、アップカット側に傾く傾向がある。これは、切削時にエンドミル１００に作用する負荷により、エンドミル１００が撓むことによると考えられる。この現象は、加工深さが浅い状態であっても発生することがあった。また、溝２０Ｃの開口周縁（ダウンカット側）にバリが発生する傾向があった。また、一つの溝２０Ｃを形成する際に、少しずつ深くなるように複数回（例えば２回）エンドミル１００を送り切削して所望の深さの溝２０Ｃを形成することもできるが、同じような現象が生じたり、また、切削工数の簡素化およびコストダウンの観点から、エンドミル１００の送りの回数を抑えたいという要望があった。
しかしながら、本実施形態では、切削液を切削分に吹き掛けるいわゆるウェット切削による製造方法を用いている。これによって、従来技術において懸念されているような品質上の課題を解消しつつ、エンドミル１００の切削時の送り回数を抑制し、例えば送り回数を１回とすることができる。
【0051】
（２）切削工程（Ｓ１２）は、溝２０Ｃを形成する際に、金属層２０Ａを厚さ方向に一部（薄銅部２０Ｂ１）を残して切削する。
（３）溝２０Ｃの底と絶縁層１１との間に残った金属板（すなわち薄銅部２０Ｂ１）をエッチングにより取り除くエッチング工程（Ｓ１４）をさらに備える。
（４）金属層２０Ａは銅板またはアルミニウム板である。
（５）エンドミル１００（切削具）の刃径Ｄ１が０．５ｍｍ以上５．０ｍｍ以下である。
（６）エンドミル１００の刃長が１．０ｍｍ以上３．０ｍｍ以下である。
（７）エンドミル１００の切削回転数が１００００ｒｐｍ以上９００００ｒｐｍ以下である。
（８）エンドミル１００の送り速度が１００ｍｍ／分以上２０００ｍｍ／分以下である。
（９）エンドミル１００のシャンク径が３．０ｍｍ以上６．０ｍｍ以下である。
（１０）エンドミル１００の刃数が２枚である。
（１１）溝２０Ｃの幅ｂは０．５ｍｍ以上５．０mm以下である。
（１２）溝２０Ｃの深さは１．０ｍｍ以上３．０mm以下である。
（１３）切削液は水または水溶性切削油である。
（１４）切削液は不水溶性切削油である。
（１５）切削液は防錆剤を含まない。
（１６）切削装置２００は、上述の放熱基板１０の製造方法に用いる切削加工装置であって、
エンドミル１００（切削具）を取り付ける回転軸（主軸ヘッド２０２、回転駆動部２０３、チャック２０４）と、
エンドミル１００が切削している部分に切削液を供給する切削液供給部２１０と、
切削液と切削屑を流して排出する切削液排出部２２０と、
を有する。
（３）溝２０Ｃの底と絶縁層１１との間に残った金属板（すなわち薄銅部２０Ｂ１）をエッチングにより取り除くエッチング工程（Ｓ１４）をさらに備える。
（４）金属層２０Ａは銅板またはアルミニウム板である。
（５）エンドミル１００（切削具）の刃径Ｄ１が０．５ｍｍ以上５．０ｍｍ以下である。
（６）エンドミル１００の刃長が１．０ｍｍ以上３．０ｍｍ以下である。
（７）エンドミル１００の切削回転数が１００００ｒｐｍ以上９００００ｒｐｍ以下である。
（８）エンドミル１００の送り速度が１００ｍｍ／分以上２０００ｍｍ／分以下である。
（９）エンドミル１００のシャンク径が３．０ｍｍ以上６．０ｍｍ以下である。
（１０）エンドミル１００の刃数が２枚である。
（１１）溝２０Ｃの幅ｂは０．５ｍｍ以上５．０mm以下である。
（１２）溝２０Ｃの深さは１．０ｍｍ以上３．０mm以下である。
（１３）切削液は水または水溶性切削油である。
（１４）切削液は不水溶性切削油である。
（１５）切削液は防錆剤を含まない。
（１６）切削装置２００は、上述の放熱基板１０の製造方法に用いる切削加工装置であって、
エンドミル１００（切削具）を取り付ける回転軸（主軸ヘッド２０２、回転駆動部２０３、チャック２０４）と、
エンドミル１００が切削している部分に切削液を供給する切削液供給部２１０と、
切削液と切削屑を流して排出する切削液排出部２２０と、
を有する。
【0052】
以上、本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。例えば、切削具として、スクエアタイプのエンドミルを例示したがこれに限る趣旨ではなく、ラジアルタイプのエンドミルを用いることができ、さらにルータービットを用いることができる。
【符号の説明】
【0053】
１０ 放熱基板
１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ 積層板
１１ 絶縁層
１２ 金属基板
２０ 回路パターン
２０Ａ 金属層
２０Ｂ 暫定回路パターン
２０Ｃ、２０Ｄ 溝
２０Ｂ１ 薄銅部
１００ エンドミル
１１０ 刃部
１２０ シャンク部
１３０ 首
２００ 切削装置
２０１ 基台
２０２ 主軸ヘッド
２０４ チャック
２１０ 切削液供給部
２２０ 切削液排出部
１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ 積層板
１１ 絶縁層
１２ 金属基板
２０ 回路パターン
２０Ａ 金属層
２０Ｂ 暫定回路パターン
２０Ｃ、２０Ｄ 溝
２０Ｂ１ 薄銅部
１００ エンドミル
１１０ 刃部
１２０ シャンク部
１３０ 首
２００ 切削装置
２０１ 基台
２０２ 主軸ヘッド
２０４ チャック
２１０ 切削液供給部
２２０ 切削液排出部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】