CN116945454A - 层叠成型系统、层叠成型系统的控制方法、以及层叠成型品的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的课题在于提供一种层叠成型系统的控制方法、层叠成型系统、以及层叠成型品的制造方法,能够良好地进行层叠成型品的层叠成型。层叠成型系统(11)在连续设有至少3台以上冲压装置(12、13、14)且对层叠成型品依次进行加压成型的层叠成型系统中,连续设有具备由可减压的腔室和弹性体薄板(43)构成的加压面或由弹性体薄板构成的加压面且利用伺服马达(15)的驱动力对层叠成型品加压的第1冲压装置、具备由金属制冲压板(65)构成的加压面且利用伺服马达(16)的驱动力对层叠成型品加压的第2冲压装置、以及具备由金属制冲压板(85)构成的加压面且利用伺服马达(17)的驱动力对层叠成型品加压的第3冲压装置。
Description
技术领域
本发明涉及一种连续设有至少3台以上冲压装置且对层叠成型品依次进行加压成型的层叠成型系统、层叠成型系统的控制方法、以及层叠成型品的制造方法。
背景技术
作为连续设有至少3台以上冲压装置且对层叠成型品依次进行加压成型的层叠成型系统,已知专利文献1、专利文献2中记载的内容。专利文献1记载了,层叠成型装置在真空贴合机1之后,具备第1平坦化冲压机2和第2平坦化冲压机3。此外,专利文献2记载了,层叠装置具备真空层叠装置1、第1平面冲压机构2和第2平面冲压机构3。而且,记载了第2平面冲压机构2通过伺服马达的动作而一对板中的至少一个可向另一个进退。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开2002-120100号公报
专利文献2:日本专利特开2020-28980号公报
发明内容
然而,仅记载了所述专利文献1的层叠成型装置的平坦化冲压使用液压缸。另一方面,关于所述专利文献2的层叠装置,真空层叠装置和第1平面冲压机构通过液压进行控制。
因此,专利文献1以及专利文献2有在最初的真空层叠装置中难以进行准确的压力控制或力控制的问题。进而关于设于真空层叠装置的后工序的第1平坦化冲压机2或第1平面冲压机构2由于也通过液压缸运作,因此难以进行准确的压力控制或力控制,此外,在进行包含速度控制的位置控制时也难以进行准确的位置控制等。
其结果为难以控制在直到第2平坦化冲压机3或第2平面冲压机构3的各阶段分别成型何种程度的状态的层叠成型品。而且,若在某一冲压装置中发生过度加压等,则会存在最终的层叠成型品的板厚等品质也不稳定的情况。对此在本发明中,目的在于提供一种能够良好地进行层叠成型品的层叠成型的层叠成型系统、层叠成型系统的控制方法、以及层叠成型品的制造方法。其他课题和新特征会从本说明书的叙述以及附图中清楚。
本发明的层叠成型系统在连续设有至少3台以上冲压装置且对层叠成型品依次进行加压成型的层叠成型系统中,连续设有具备可减压的腔室和弹性体薄板的加压面且利用伺服马达的驱动力对层叠成型品加压的第1冲压装置、具备金属制冲压板的加压面或由弹性体薄板构成的加压面且利用伺服马达的驱动力对层叠成型品加压的第2冲压装置、以及具备金属制冲压板的加压面且利用伺服马达的驱动力对层叠成型品加压的第3冲压装置。
发明效果
根据所述一实施方式,能够提供一种能良好地进行层叠成型品的层叠成型的层叠成型系统、层叠成型系统的控制方法、以及层叠成型品的制造方法。
附图说明
图1是本实施方式的层叠成型系统的概略说明图。
图2是本实施方式的层叠成型系统的控制装置的方框图。
图3是表示由第1冲压装置进行的第1冲压工序、和由第2冲压装置进行的第2冲压工序中的压力与位置的关系的图表。
图4是表示由第3冲压装置进行的第3冲压工序中的压力与位置的关系的图表。
图5是表示由第2冲压装置进行的第2冲压工序的控制的流程图。
图6是表示由第3冲压装置进行的第3冲压工序的控制的流程图。
图中:11—层叠成型系统,12—第1冲压装置,13—第2冲压装置,14—第3冲压装置,15、16、17—伺服马达,20、206—控制装置,32、52、72—上盘,34、54、74—下盘,36、56、76—伺服放大器,39、59、79—负载传感器(力检测装置),40、41、60、61、80、81—加压块,42、62、82—线性标尺(位置传感器),43—弹性体薄板(加压面),65、85—金属制冲压板(加压面),P—层叠成型品。
具体实施方式
参照图1对本发明的第1实施方式的层叠成型系统11进行说明。层叠成型系统11具备:第1冲压装置12,具备可减压的腔室VC且使用伺服马达15作为驱动源;第2冲压装置13,连续设于第1冲压装置12的后工序,使用伺服马达16作为驱动源;以及第3冲压装置14,连续设于第2冲压装置13的后工序,使用伺服马达17作为驱动源。因此在本发明中,连续设有至少2台以上的冲压装置12、13、14。
此外,层叠成型系统11在第1冲压装置12的前工序中具备载体膜送出装置18并且在第3冲压装置14的后工序中具备载体膜卷绕装置19。层叠成型系统11进而具备控制装置20。所述控制装置20连接于第1冲压装置12、第2冲压装置13、第3冲压装置14、载体膜送出装置18以及载体膜卷绕装置19,而进行层叠成型系统11整体的控制。此外,控制装置20具备如下功能:在前工序的冲压装置12、13的至少加压结束时,通过位置传感器测量层叠成型品P的板厚而存储于存储装置106,并用于所述后工序的冲压装置13、14的控制。另外,控制装置20可设于与层叠成型系统11的装置分离的位置。作为一例,在同一建筑物内,只要层叠成型系统11的装置部分和控制装置20通过通信线连接,则可为任意距离。此外,层叠成型系统11的装置和控制装置也可以通过无线通信连接。而且,可以与位于其他区域的层叠成型系统11共用控制装置20的至少一部分。此外,也可以使层叠成型系统11的制造商具有控制装置20的至少一部分。
自前工序开始按顺序首先说明载体膜送出装置18。兼做由具有凹凸的基板和层叠膜构成的层叠成型品P的输送装置和膜的拉紧装置的载体膜送出装置18具备下侧的卷出滚筒21以及从动滚筒22。从所述卷出滚筒21卷出的下载体膜F1在从动滚筒22的部分向水平状态改变方向。在下载体膜F1成为水平状态的部分,设有载置自前工序重叠输送而来的所述层叠成型品P的载置台部23。此外,载体膜送出装置18具备上侧的卷出滚筒24以及从动滚筒25,从所述卷出滚筒24卷出的上载体膜F2在从动滚筒25的部分叠加在层叠成型品P上。层叠成型品P夹在这些载体膜F1、F2之间被输送。而且,在第1冲压装置12、第2冲压装置13、第3冲压装置14中依次经由载体膜F1、F2对层叠成型品P进行层叠成型时,防止层叠膜部分熔融而附着于装置部分。此外,载体膜F1、F2的使用还具有以下的优点,即尤其在第2冲压装置13和第3冲压装置14中在对层叠成型品(1次层叠成型品和2次层叠成型品)进行加压时赋予一定的缓冲作用。
其次,对配置于载体膜送出装置18的后工序的第1冲压装置12进行说明。第1冲压装置12具备可减压的腔室VC和弹性体薄板43的加压面,且利用伺服马达15的驱动力对层叠成型品加压。第1冲压装置12是在可减压的腔室VC内对层叠成型品P加压,而使其层叠成型为1次层叠成型品的装置。第1冲压装置12具备设于下方的大致矩形的底盘31、以及四根系杆33,该系杆分别竖直设置在位于所述底盘31上方的大致矩形的、作为固定盘的上盘32的四角附近之间。而且,第1冲压装置12中,大致矩形的作为可动盘的下盘34可在底盘31与上盘32之间升降移动。为了设置可减压的腔室VC,这些第1冲压装置12的底盘31、上盘32、下盘34以及系杆33的间隔在很多情况下设置得大于第2冲压装置13、第3冲压装置14的上盘或下盘等。此外,第1冲压装置12将伺服马达15等电动马达作为驱动源,在底盘31安装有作为加压机构的驱动装置的伺服马达15。
此外,关于第1冲压装置12的加压机构,伺服马达15具备作为位置传感器的旋转编码器35并且连接于伺服放大器36,伺服放大器36连接于上述控制装置20。伺服马达15的驱动轴上经由未图示的减速机连接有滚珠丝杠37,或所述驱动轴自身直接连接于滚珠丝杠。另一方面,在下盘34的下表面固定有滚珠丝杠机构的滚珠丝杠螺母38,所述滚珠丝杠37插通滚珠丝杠螺母38。进而在下盘34与滚珠丝杠螺母38之间安装有作为力检测装置的负载传感器39。更详细而言,滚珠丝杠螺母38以滚珠丝杠37可向上方移动的方式经由托架安装于下盘34,或在下盘34的下表面设有供滚珠丝杠38插入的凹部。在经由托架的情况下,在托架与滚珠丝杠螺母38之间、或者托架与下盘34之间安装负载传感器39。另外,安装负载传感器39的部分只要是承受冲压工序的加压力的部分则不限定,作为一例可以是伺服马达15的安装部分。另外,力检测装置可以是安装于系杆33的系杆传感器等。
根据上述构造,第1冲压装置12通过伺服马达15的动作使下盘34相对于上盘32升降。另外,第1冲压装置12的滚珠丝杠机构可以是在安装于伺服马达15的驱动轴的皮带轮与安装于滚珠丝杠37的皮带轮之间架设皮带,并经由皮带传递驱动力的结构。在使用皮带的结构、或利用使用蜗形齿轮的减速机的结构中,伺服马达15的长度方向不会与滚珠丝杠37沿串联方向安装,这在降低第1冲压装置12的高度方面是有利的。第1冲压装置12与金属冲压等相比较,由于下盘34的升降冲程相对较小,加压时间相对较长,因此希望在伺服马达15的驱动力的传递机构中使用减速机、皮带等变速机构。此外,在使用减速机的情况和使用皮带的情况下,使用减速机的情况通常在噪音、使用皮带时产生的粉尘等方面更为有利。进而,第1冲压装置12的滚珠丝杠机构可以是在底盘31旋转自如地安装滚珠丝杠螺母,滚珠丝杠升降的结构。此外,通过用罩覆盖滚珠丝杠37的部分而能够防止润滑脂的扩散,有助于无尘室内的洁净度提高。
进而,第1冲压装置12可以是使用肘节机构、曲柄机构、楔形机构等增压机构或与之类似的机构的装置。此外,在上述示例中,第1冲压装置12通过使用1个伺服马达15的加压机构进行加压成型,但也不排除使用2个、3个、4个等2个以上的多个伺服马达15或2个以上的滚珠丝杠机构的多个加压机构。在伺服马达15为2个的情况下,当加压块40、41的有效加压面是长方形时,希望沿着与其长边平行的中央线设置2个加压机构。此外,在伺服马达15为4个的情况下,希望沿着系杆33的部分或系杆33内侧的矩形底盘31的对角线分别设置4个加压机构。进而,除伺服马达15以外可以使用可闭环控制的线性马达等马达。另外,加压机构也可以使用液压缸。而且,第1冲压装置12可以是使用如上所述的加压机构使上盘32相对于下盘34升降的装置。
在上盘32的侧面与下盘34的侧面之间,线性标尺42等位置传感器与伺服马达15的旋转编码器35分开安装。线性标尺42在任意一个盘上安装有标尺42a,在另一盘上安装有作为测量部的滑块42b。下盘34相对于上盘32的位置(距离)也能够用伺服马达15的旋转编码器35检测。但是,在滚珠丝杠37与滚珠丝杠螺母38之间存在些许间隙,在系杆33或滚珠丝杠37上产生热膨胀。因此,希望通过线性标尺42直接地测量加压块40、41间的距离、下盘34相对于上盘32的位置(台盘间的距离)、底盘31与下盘34之间的距离的任意一个的情况也较多。作为线性标尺42等位置传感器的解析度,作为一例优选0.002mm以下的型号,更优选0.001mm以下并能实用化的解析度0.0001mm或解析度0.000025mm等最小解析度单位以上的型号。
安装于第1冲压装置12的线性标尺42等位置传感器可以只是1个,但可以相对于载体膜F1、F2的行进方向在上盘32与下盘34的两侧侧面各安装1个合计2个、或各安装2个合计4个。而且,在沿着载体膜F1、F2的行进方向设有2个加压机构的情况下,在与载体膜F1、F2的行进方向平行的一侧侧面,对应于一个加压机构所在的位置设有1个位置传感器。此外,在与载体膜F1、F2的行进方向平行的另一侧侧面,对应于另一个加压机构所在的位置设有另一个位置传感器。此外,在两侧侧面安装合计4个位置传感器并且设置4个伺服马达的情况下,通过利用各个位置传感器控制伺服马达,能够检测下盘34相对于上盘32的平行度并控制为下盘34相对于上盘32平行。或者,设置位置传感器的位置可以是连接加压块40和加压块41的位置、或连接底盘31和下盘34的位置。进而,第1冲压装置12一般是具备以下盘34的位置不会超过机械设计上的下降临界点或上升临界点等为目的而可检测未图示的限位开关或接近开关等的位置的安全开关。
在第1冲压装置12的上盘32与下盘34的各相对面上隔着未图示的隔热板分别安装有加压块40和加压块41。由于加压块40、41的构造分别大致相同,因此对一个加压块40进行说明。加压块40在内部设有筒式加热器47等温度控制装置,或者在表面设有橡胶加热器等。在加压块40的表面贴附由耐热性橡胶膜构成的弹性体薄板43并安装有厚度较薄的金属制平板44。在上述中,弹性体薄板43由聚矽氧橡胶或氟橡胶等耐热性橡胶构成,厚度为0.2mm至5.0mm。而且,所述弹性体薄板43构成加压面。
其次,对第1冲压装置12的可减压的腔室VC的构成进行说明。在上盘32中安装有加压块41的部分的周围部分,朝向下方安装有用于构成腔室VC的一部分的上侧的外框部45。此外,在下盘34的安装有加压块40的部分的周围部分,朝向上方安装有用于构成腔室VC的一部分的下侧的外框部46。而且,当所述外框部45的抵接面与所述外框部46的抵接面相抵接时,可在内部形成腔室VC。另外,至少一个外框部45等可通过使用弹簧或橡胶等弹性体改变高度。此外,在至少一个外框部46等的抵接面安装有O形环等密封构件。进而,形成腔室VC的构件可以是橡胶制波纹管等其他构件。另外,不是通过加压机构的伺服马达15的驱动来构成腔室VC,构成腔室VC的构件的动作机构、和层叠成型品P的加压机构可以由其他机构来构成。第1冲压装置12的腔室VC经由管路连接于未图示的真空泵,能抽吸腔室VC内的大气而形成真空状态的腔室VC。因此第1冲压装置12构成真空层叠装置。另外,在本发明中,可减压状态的腔室VC的真空度不受限定。
其次,对在所述第1冲压装置12的后工序中沿串联方向连续配设的第2冲压装置13进行说明。第2冲压装置13具备金属制冲压板65的加压面且利用伺服马达16的驱动力对层叠成型品P进行加压。第2冲压装置13是一种装置,其对在第1冲压装置12中加压成型且由具有凹凸部的基板和层叠膜构成并在层叠膜侧残留凹凸的状态下的层叠成型品P(1次层叠成型品)进一步进行加压而加压成型为更平坦的层叠成型品P(2次层叠成型品)。第2冲压装置13具备设于下方的大致矩形的底盘51、以及四根系杆53,该系杆分别竖直设置在位于所述底盘51上方的大致矩形的作为固定盘的上盘52的四角附近之间。而且,第2冲压装置13中,大致矩形的作为可动盘的下盘54可在底盘51与上盘52之间升降移动。此外,第2冲压装置13将伺服马达16等电动马达作为驱动源,在底盘51安装有作为加压机构的驱动装置的伺服马达16。
此外,关于第2冲压装置13的加压机构,伺服马达16具备旋转编码器55并且连接于伺服放大器56,而伺服放大器56连接于上述控制装置20。伺服马达16的驱动轴上经由未图示的减速机连接有滚珠丝杠57,或所述驱动轴自身直接连接于滚珠丝杠57。另一方面,在下盘54的下表面固定有滚珠丝杠机构的滚珠丝杠螺母58,所述滚珠丝杠57插通于滚珠丝杠螺母58。进而在下盘54与滚珠丝杠螺母58之间安装有作为力检测装置的负载传感器59。更详细而言,滚珠丝杠螺母58以滚珠丝杠57可向上方移动的方式经由托架安装于下盘54,或在下盘54的下表面设有供滚珠丝杠58插入的凹部。在经由托架的情况下,在托架与滚珠丝杠螺母58之间、或者托架与下盘54之间安装有负载传感器59。另外,安装负载传感器59的部分只要是承受冲压工序的加压力的部分则不限定,作为一例可以是伺服马达16的安装部分。另外,力检测装置可以是安装于系杆53的系杆传感器等。
根据上述构造,第2冲压装置13通过伺服马达16的动作使下盘54相对于上盘52升降。另外,第2冲压装置13的滚珠丝杠机构可以是在安装于伺服马达16的驱动轴的皮带轮与安装于滚珠丝杠57的皮带轮之间架设皮带,并经由皮带传递驱动力的结构。在使用皮带的结构或利用使用蜗形齿轮的减速机的结构中,伺服马达16的长度方向不会与滚珠丝杠57沿串联方向安装,这在降低第2冲压装置13的高度方面是有利的。第2冲压装置13与金属冲压等相比较,由于下盘54的升降冲程相对较小,加压时间相对较长,因此希望在伺服马达16的驱动力的传递机构中使用减速机、皮带等变速机构。此外,在使用减速机的情况和使用皮带的情况下,使用减速机的情况通常在噪音、使用皮带时产生的粉尘等方面更为有利。进而,第2冲压装置13的滚珠丝杠机构可以是在底盘51旋转自如地安装滚珠丝杠螺母,滚珠丝杠升降的结构。此外,通过用罩覆盖滚珠丝杠57的部分而能够防止润滑脂的扩散,有助于无尘室内的洁净度提高。进而,第2冲压装置13可以是使用肘节机构、曲柄机构、楔形机构等增压机构或与之类似的机构的装置。此外,在上述示例中,第2冲压装置13通过使用1个伺服马达16的加压机构进行加压成型,但也可以是使用2个、3个、4个等2个以上的伺服马达16或2个以上的滚珠丝杠机构的加压机构。进而,除伺服马达以外可以使用可闭环控制的线性马达等马达。另外,加压机构也可以使用液压缸。而且,第2冲压装置13可以是使用如上所述的加压机构使上盘52相对于下盘54升降的装置。
在上盘52的侧面与下盘54的侧面之间,作为位置传感器的线性标尺62与伺服马达16的旋转编码器55分开安装。线性标尺62在任意一个盘上安装有标尺62a,在另一盘上安装有作为测量部的滑块62b。下盘54相对于上盘52的位置(距离)也能够用伺服马达16的旋转编码器55检测。但是,在滚珠丝杠57与滚珠丝杠螺母58之间存在些许间隙,在系杆53或滚珠丝杠57上产生热膨胀。因此,希望通过线性标尺62直接地测量加压块60、61间的距离、下盘54相对于上盘52的位置(台盘间的距离)、底盘51与下盘54之间的距离的任意一个的情况也较多。作为线性标尺62等位置传感器的解析度,作为一例优选0.002mm以下的型号,更优选0.001mm以下并能实用化的解析度0.0001mm或解析度0.000025mm等最小解析度单位以上的型号。
安装于第2冲压装置13的线性标尺62等位置传感器可以只是1个,但可以相对于载体膜F1、F2的行进方向在上盘52与下盘54的两侧侧面各安装1个合计2个、或各安装2个合计4个。而且,在两侧侧面安装合计4个位置传感器并且设置4个伺服马达,通过利用各个位置传感器控制伺服马达,能够检测下盘54相对于上盘52的平行度并控制为下盘54相对于上盘52平行。或者,设置位置传感器的位置可以是连接加压块60和加压块61的位置、或连接底盘51和下盘54的位置。进而,第2冲压装置13一般是具备以下盘34的位置不会超过机械设计上的下降临界点或上升临界点等为目的而可检测未图示的限位开关或接近开关等的位置的安全开关。
在第2冲压装置13的上盘52与下盘54的各相对面上隔着未图示的隔热板分别安装有加压块60、61。由于加压块60、61的构造分别大致相同,因此对一个加压块60进行说明。加压块60在内部设有筒式加热器63等温度控制装置,或者在表面设有橡胶加热器等。在加压块60的表面安装有橡胶、树脂膜、纤维薄板等缓冲材料64。所述缓冲材料64的厚度作为一例为0.05mm至3.00mm。而且,在所述缓冲材料64的表面作为一例安装由0.2mm至3.00mm板厚的可弹性变形的不锈钢等材质构成的金属制冲压板65。而且,所述金属制冲压板65的与缓冲材料64相接的面的相反侧表面为加压面。
另外,构成第2冲压装置13的加压面的构件可以是聚矽氧橡胶或氟橡胶薄板等具备耐热性的弹性体薄板。在该情况下,弹性体薄板的硬度(肖氏A硬度)作为一例可使用30至80,更优选40至70的硬度,但并不限定于此。此外,在图1中,第2冲压装置13不具备可为真空状态的腔室,但也可以是与第1冲压装置12同样地具备可为真空状态的腔室并在真空腔室内进行加压成型的结构。
其次,对在所述第2冲压装置13的后工序中沿串联方向连续配设的第3冲压装置14进行说明。第3冲压装置14具备金属制冲压板85的加压面且利用伺服马达17的驱动力对层叠成型品P进行加压。第3冲压装置14是一种装置,其对在第2冲压装置13中加压成型且在层叠膜侧残留少许凹凸的状态或已经平坦的状态下的层叠成型品P(2次层叠成型品)进一步进行加压而加压成型为容许范围内更加平坦的最终的层叠成型品P(3次层叠成型品)。第3冲压装置14的构成基本上与第2冲压装置13相同。第3冲压装置14具备设于下方的大致矩形的底盘71、以及四根系杆73,该系杆分别竖直设置在位于所述底盘71上方的大致矩形的作为固定盘的上盘72的四角附近之间。而且,第3冲压装置14中,大致矩形的作为可动盘的下盘74可在底盘71与上盘72之间升降移动。此外,第3冲压装置14将伺服马达17等电动马达作为驱动源,在底盘71安装有作为加压机构的驱动装置的伺服马达17。
此外,关于第3冲压装置14的加压机构,伺服马达17具备旋转编码器75并且连接于伺服放大器76,而伺服放大器76连接于上述控制装置20。伺服马达17的驱动轴上经由未图示的减速机连接有滚珠丝杠77,或所述驱动轴自身直接连接于滚珠丝杠77。另一方面,在下盘54的下表面固定有滚珠丝杠机构的滚珠丝杠螺母78,所述滚珠丝杠77插通于滚珠丝杠螺母78。进而在下盘74与滚珠丝杠螺母78之间安装有作为力检测装置的负载传感器79。更详细而言,滚珠丝杠螺母78以滚珠丝杠77可向上方移动的方式经由托架安装于下盘74,或在下盘74设有供滚珠丝杠78插入的凹部。在经由托架的情况下,在托架与滚珠丝杠螺母78之间、或者托架与下盘74之间安装有负载传感器79。另外,安装负载传感器79的部分只要是承受冲压工序的加压力的部分则不限定,作为一例可以是伺服马达16的安装部分。另外,力检测装置可以是安装于系杆73的系杆传感器等。
根据上述构造,第3冲压装置14通过伺服马达17的动作使下盘74相对于上盘72升降。另外,第3冲压装置14的滚珠丝杠机构可以是在安装于伺服马达17的驱动轴的皮带轮与安装于滚珠丝杠77的皮带轮之间架设皮带,并经由皮带传递驱动力的结构。在使用皮带的结构或利用使用蜗形齿轮的减速机的结构中,伺服马达17的长度方向不会与滚珠丝杠57沿串联方向安装,这在降低第3冲压装置14的高度方面是有利的。第3冲压装置14与金属冲压等相比较,由于下盘74的升降冲程相对较小,加压时间相对较长,因此希望在伺服马达17的驱动力的传递机构中使用减速机、皮带等变速机构。此外,在使用减速机的情况和使用皮带的情况下,使用减速机的情况通常在噪音、使用皮带时产生的粉尘等方面更为有利。进而,第3冲压装置14的滚珠丝杠机构可以是在底盘71旋转自如地安装滚珠丝杠螺母,滚珠丝杠升降的结构。此外,通过用罩覆盖滚珠丝杠77的部分而能够防止润滑脂的扩散,有助于无尘室内的洁净度提高。进而,第3冲压装置14可以是使用肘节机构、曲柄机构、楔形机构等增压机构或与之类似的机构的装置。此外,在上述示例中,第3冲压装置14通过使用1个伺服马达17的加压机构进行加压成型,但也可以是使用2个、3个、4个等2个以上的伺服马达17或2个、3个、4个等2个以上的滚珠丝杠机构的加压机构。进而,除伺服马达以外可以使用可闭环控制的线性马达等马达。另外,加压机构也可以使用液压缸。而且,第3冲压装置14可以是使用如上所述的加压机构使上盘72相对于下盘74升降的装置。
在上盘72的侧面与下盘74的侧面之间,作为位置传感器的线性标尺82与伺服马达17的旋转编码器75分开安装。线性标尺82在任意一个盘上安装有标尺82a,在另一盘上安装有作为测量部的滑块82b。下盘74相对于上盘72的位置(距离)也能够用伺服马达17的旋转编码器75检测。但是,在滚珠丝杠77与滚珠丝杠螺母78之间存在些许间隙,在系杆73或滚珠丝杠77上产生热膨胀。因此,希望通过线性标尺82直接地测量加压块80、81间的距离、下盘74相对于上盘72的位置(台盘间的距离)、底盘71与下盘74之间的距离的任意一个的情况也较多。作为线性标尺82等位置传感器的解析度,作为一例优选0.002mm以下的型号,更优选0.001mm以下并能实用化的解析度0.0001mm或解析度0.000025mm等最小解析度单位以上的型号。
安装于第3冲压装置14的线性标尺82等位置传感器可以只是1个,但可以相对于载体膜F1、F2的行进方向在上盘72与下盘74的两侧侧面各安装1个合计2个、或各安装2个合计4个。而且,在两侧侧面安装合计4个位置传感器并且设置4个伺服马达的情况下,通过利用各个位置传感器控制伺服马达,能够检测下盘74相对于上盘72的平行度并控制为下盘74相对于上盘72平行。或者,设置位置传感器的位置可以是连接加压块80和加压块81的位置、或连接底盘71和下盘74的位置。进而,第3冲压装置14一般是具备以下盘74的位置不会超过机械设计上的下降临界点或上升临界点等为目的而可检测未图示的限位开关或接近开关等的位置的安全开关。
在第3冲压装置14的上盘72与下盘74的各相对面上隔着未图示的隔热板分别安装有加压块80、81。由于加压块80、81的构造分别大致相同,因此对一个加压块80进行说明。加压块80在内部设有筒式加热器83等温度控制装置,或者在表面设有橡胶加热器等。在加压块80的表面安装有橡胶、树脂膜、纤维薄板等缓冲材料84。所述缓冲材料84的厚度作为一例为0.05mm至3.00mm。而且,在所述缓冲材料84的表面作为一例安装由0.2mm至3.00mm板厚的可弹性变形的不锈钢等材质构成的金属制冲压板85。而且,所述金属制冲压板85的与缓冲材料84相接的面的相反侧表面为加压面。
另外,构成第3冲压装置14的加压面的构件可以是聚矽氧橡胶或氟橡胶薄板等具备耐热性的弹性体薄板。在该情况下,弹性体薄板的硬度(肖氏A硬度)作为一例可使用30至80,更优选40至70的硬度,但并不限定于此。此外,在图1中,第3冲压装置14不具备可为真空状态的腔室,但也可以是与第1冲压装置12同样地具备可为真空状态的腔室并在真空腔室内进行加压成型的结构。
其次,对设于第3冲压装置14的后工序的载体膜卷绕装置19进行说明。载体膜卷绕装置19是兼做载体膜F1、F2的输送装置和拉紧装置的装置。载体膜卷绕装置19具备下侧的卷绕滚筒91以及从动滚筒92,通过所述卷绕滚筒91卷绕下载体膜F1。此外,载体膜卷绕装置19具备上侧的卷绕滚筒93以及从动滚筒94,在所述从动滚筒94的部分从作为最终成型品的层叠成型品P剥离上载体膜F2,上载体膜F2被卷绕于所述上侧的卷绕滚筒93。而且,在以水平状态仅输送下载体膜F1的部分设置层叠成型品P的取出台部95。另外,作为载体膜F1、F2的输送装置,可以设置把持载体膜F1、F2两侧并向后工序拉伸的移载装置(所谓的夹紧式装置)。
其次,参照图2对层叠成型系统11的控制装置20的方框图进行说明。控制装置20具备综合控制部101、第1冲压装置控制部102、第2冲压装置控制部103、第3冲压装置控制部104。另外,此处以易于理解的方式说明所述按功能区分的块,但综合控制部101的功能也可以分散地包含在设于各冲压装置12、13、14的各冲压装置控制部102、103、104中,各冲压装置控制部的功能也可以不设置于各冲压装置12、13、14中,而是和综合控制部101一起设置于一个地方。
综合控制部101除各冲压装置12、13、14以外,还设有顺序控制部105,该顺序控制部对包含由载体膜送出装置18和载体膜卷绕装置19构成的搬送机构的层叠成型系统11整体的顺序控制进行管理。此外,连接于顺序控制部105设有存储装置106。存储装置106进行各种成型条件的保存、成型时的实测数据的保存。在与本发明的关联中,设置以在前工序的冲压装置的至少加压结束时,通过位置传感器测量层叠成型品P的板厚而存储于存储装置106中,并用于后工序的冲压装置的控制。进而在综合控制部101设有设定显示装置107。
第1冲压装置控制部102、第2冲压装置控制部103、第3冲压装置控制部104的内容大致共通,因此对控制第2冲压装置13的第2冲压装置控制部103进行说明。在第2冲压装置控制部103设有顺序控制部108,顺序控制部108连接于用以应对冲压装置的热膨胀而对控制值进行校正的热膨胀校正部109。进而,顺序控制部108连接于力指令信号输出部110和位置指令信号输出部111。此外,力指令信号输出部110连接于力/位置比较切换部112,但在其连接线中途设有加算器113,加算器113连接于负载传感器59并对力指令信号进行加减运算。另一方面,位置指令信号输出部111也连接于力/位置比较切换部112,但在其连接线中途设有加算器114,加算器114连接于线性标尺62并对位置指令信号进行加减运算。而且,力/位置比较切换部112连接于指令信号生成部115,在指令信号生成部115中,生成发送至伺服放大器56的指令信号。
此外,第2冲压装置13具备作为驱动装置的伺服马达16和旋转编码器55。而且,伺服马达16连接于伺服放大器56,从伺服放大器56供给驱动伺服马达16的电力。此外,旋转编码器55也连接于伺服放大器56,通过旋转编码器55检测伺服马达16的旋转角度(脉冲数),并发送至伺服放大器56,回馈给伺服放大器56内的未图示的加算器,与位置指令脉冲进行对照。另外,第1冲压装置12的控制块除第2冲压装置13的控制块以外,具备用于对腔室VC进行减压的功能。
其次,参照图3至图6对使用第1实施方式的层叠成型系统11的层叠成型品P的层叠成型方法进行说明。在层叠成型系统11中,在开始层叠成型前,首先进行第1冲压装置12、第2冲压装置13、第3冲压装置14的位置传感器42、62、82的原点设定。以及在冲压控制部中至少对来自第2冲压装置13、第3冲压装置14的伺服马达16、17的旋转编码器55、75的信号进行原点设定。此处以第2冲压装置13为例进行说明,但其他冲压装置12、14的原点设定也相同。首先,以在加压块60、61之间仅有载体膜F1、F2的状态,使伺服马达16动作。而且,下盘54和加压块60上升,加压块60经由载体膜F1、F2抵接,将负载传感器59成为规定值或者伺服马达16的转矩成为规定值的时点的位置作为线性标尺62之原点(控制原点)、以及旋转编码器55的原点(控制原点)存储在存储装置106或第2冲压装置13的未图示的存储装置中。此时,可以在载体膜F1、F2之间夹持具有不因推压而变形的刚性的虚设基板而进行原点位置的检测和存储。此外,在具备通过弹簧等去除滚珠丝杠57与滚珠丝杠螺母58之间等的间隙的机构的结构中,可以在下盘34下降至最下层的开模位置进行原点位置的检测和存储。层叠成型系统11的原点位置的检测和存储的时机优选在缓冲材料64、金属制冲压板65、未图示的隔热板等的交换时进行,但也可以在每次规定结束或交换层叠成型品A的种类等时进行。
在连续成型时的层叠成型系统11中,通过控制装置20的顺序控制,在第1冲压装置12、第2冲压装置13、第3冲压装置14中同时且批量处理地进行层叠成型。但是,此处按照一批次量的层叠成型品的成型顺序进行说明。
载置于载体膜送出装置18的载置台部23上的层叠成型品P的被层叠材是积层用电路基板,其具有由粘接于基板表面的铜箔部分的凸部和没有铜箔部分的凹部构成的凹凸部。铜箔的厚度(相对于基板部分的高度)为数μm至数十μm左右,大部分情况为0.1mm以下,但并不限定于此。在所述电路基板的上下分别叠加层叠膜,构成积层成型用的层叠成型物。此外,层叠成型品P的层叠膜是以热硬化性树脂作为主成分的层间绝缘膜,作为一例含有35至75重量%的作为无机材质的SiO2,层叠膜为熔融状态的情况下的流动性与仅有树脂的情况相比而言较低。所述层叠膜叠加在所述电路基板的上侧和下侧的至少一侧,在本实施方式中叠加在两面侧。另外,图1中记载了1个层叠成型品P,但可以是同时多个层叠成型品P载置于载置台部23而进行层叠成型的结构。
而且,载置于载置台部23的所述层叠成型品P随着卷绕滚筒91、93的旋转驱动与上下载体膜F1、F2一起移动,向开放状态下的第1冲压装置12的腔室VC内输送并被定位。其次,开始第1冲压装置12的第1冲压工序。使用图3的图表对第1冲压装置12的第1冲压工序进行说明。第1冲压工序的周期开始后,通过加压机构的伺服马达15的驱动使下盘34上升,外框部45的抵接面与外框部46的抵接面经由载体膜F1、F2抵接而形成腔室VC。而且,通过未图示的真空泵减压,形成真空状态(减压状态)的腔室VC。
进而驱动伺服马达15后,外框部45收缩,层叠成型品P的上表面与固定于上盘32的加压块41的、由弹性体薄板43构成的加压面抵接。该时点在图3中左侧记载的成型品接触(当初成型品板厚)的部分开始加压。在第1冲压工序中,检测负载传感器39的值而驱动伺服马达15以进行力控制的闭环控制。更详细而言,通过加算器113将负载传感器39的值与从力指令信号输出部110发送的力指令信号相加减,经由力/位置比较切换部112,由指令信号生成部115生成指令信号,发送至伺服放大器56。此时的加压力(施加于层叠成型品之单位面积之压力(面压))作为一例为0.3MPa至3.0MPa。伺服马达15的控制上为力控制,但在显示画面等中以压力(面压)之形式更容易理解。而且,当负载传感器39检测到加压力已到达设定的规定成型压力时完成升压,以维持规定压力的方式进行闭环控制。
此时虽未进行位置控制,但如图3所示,加压块40、41之间的距离缓慢变小。即,层叠成型品P板厚缓慢变薄。此外,此时的第1冲压装置12的加压块40、41的温度因层叠成型品的材质而不同,但温度控制为50℃至200℃、更优选为80℃至150℃。在第1冲压装置12中,由于上下两侧的加压面为具备上述硬度和厚度的弹性体薄板43,因此抑制只有基板的凸部部分被强力挤压的情况,以层叠膜嵌入基板凹部的形式进行基板和层叠膜的粘接,层叠成型品P(1次层叠成型品)层叠成型。但是,通过第1冲压装置12而层叠成型的层叠成型品P(1次层叠成型品)的层叠膜的表面还是模仿基板的凹凸部的形状而留下凹凸的状态。
当经过规定时间时,加压力控制结束并开始降压。而且,当加压结束且加压力成为0时,如图3所记载那样,该时点是成型品脱模的地点,也是最终成型品板厚的厚度。从这里开始将伺服马达15向反方向驱动而使下盘34以及加压块40下降。向减压状态的腔室VC内引入大气可以是从开始降压的时点开始,可以是从加压结束的时点开始,也可以是介于两者中间。当腔室VC内成为大气压时,通过伺服马达15的驱动降低下盘34,从各个加压块40、41的加压面进行经由载体膜F1、F2抵接的层叠成型品P(1次层叠成型品)的脱模。而且,在腔室VC内成为大气压状态后,腔室VC开放。而且,进而所述层叠成型品P(1次层叠成型品)通过由载体膜卷绕装置19进行的载体膜F1、F2的输送,向后工序的第2冲压装置13的上盘52与下盘54之间搬送,在规定的加压位置停止。
另外,在本实施方式中,第1冲压装置12的第1冲压工序只进行力控制,但也可以是至少进行力控制的工序。即,可以从最初、或从经过规定时间后或到达规定位置后并用位置控制(包含速度控制)。另外,在第1冲压装置12的驱动装置为液压缸的情况下,力控制的部分被置换为压力控制。在第1实施方式中,在只进行力控制(压力控制)的情况或进行包含力控制(压力控制)要素的控制的情况下,结束加压成型的层叠成型品P(1次层叠成型品)的板厚没有被控制为完全相同。但是,在本发明中,虽然对于第1冲压装置12不是必需的,但可以在第1冲压装置12的至少加压成型结束时通过线性标尺42测量层叠成型品P(1次层叠成型品)的板厚。而且,在测得层叠成型品P的板厚的情况下,将该测量值用于后工序的冲压装置的第2冲压装置13的控制。
其次,使用图3的图表和图5的流程图对第2冲压装置13的第2冲压工序进行说明。第2冲压装置13的伺服马达16动作,下盘54以及加压块60上升并开始第2冲压工序的闭模动作(S1)。而且,当安装于下盘54的加压块60的加压面上的层叠成型品P、与安装于上盘52的加压块60的加压面接触时(S2=Y),接下来开始进行加压。所述第2冲压工序也和第1冲压装置12的第1冲压工序相同,进行使用如图3所示的力控制(压力控制)的闭环控制。具体而言,通过以负载传感器59的检测值成为设定值的方式驱动伺服马达16的回馈控制来进行力控制(S3)。此时与图2的方框图的关系和第1冲压装置12的第1冲压工序相同,因此在这里省略说明。
此时的加压力(施加于层叠成型品的单位面积的压力)作为一例为0.3MPa至3.0MPa。伺服马达16的控制上为力控制,但在显示画面等中以压力(面压)之形式更容易理解。而且,当负载传感器59检测到加压力已到达设定的规定成型压力时完成升压,以维持规定压力的方式进行闭环控制。
此外,此时的第2冲压装置13的加压块60、61的温度因层叠成型品的材质而不同,但温度控制为50℃至200℃、更优选80℃至150℃。在第2冲压装置13中,上下两侧的加压面隔着具备如上所述的硬度和厚度的缓冲材料64设有金属制冲压板65。因此,虽然不具备第1冲压装置12的加压面的弹性体薄板43那样的弹性力,但实际的层叠成型品P的板厚与位置传感器的检测值的差变得更加近似。但是,由于金属制冲压板65不是完全的刚体,因此抑制只有接近基板凸部的部分受到极强的挤压的情况,以层叠膜嵌入基板凹部的形式进行基板与层叠膜的粘接,加压成型层叠成型品P(2次层叠成型品)。
当设定的加压时间完成时(S4=Y),结束加压力控制而开始降压。而且,当加压结束且加压力成为0时,如图3所记载那样,该时点是成型品脱模的地点,也是最终成型品板厚的厚度。从这里开始将伺服马达16向反方向驱动而使下盘54以及加压块60下降,从各个加压块60、61的加压面,经由载体膜F1、F2抵接的层叠成型品P(2次层叠成型品)进行脱模。
在本实施方式中,第2冲压装置13的第2冲压工序只进行力控制,但也可以是至少进行力控制的工序。即,可以从最初、或从经过规定时间后或到达规定位置后并用位置控制(包含速度控制)。经过规定时间后或到达规定位置后可以只进行位置控制(包含速度控制)。另外,在第1冲压装置12的驱动装置为液压缸的情况下,力控制的部分置换为压力控制。在第1实施方式中,在只进行力控制(压力控制)的情况或进行包含力控制(压力控制)要素的控制的情况下,结束加压成型的层叠成型品P(2次层叠成型品)的板厚并不是要控制为完全相同的板厚。但是,对于最终的层叠成型品P,使层叠成型品P的表面凹凸的状态缓慢平滑,并控制板厚是有意义的。关于层叠成型品P的板厚,相对于最终的层叠成型品P的容许范围调整2次层叠成型品的板厚使其尽可能地接近该值,这对于在第3冲压装置14中不以过剩的压力挤压层叠成型品P而进行位置控制是重要的。
在本发明中,在第2冲压装置13的至少加压成型结束时通过作为位置传感器的线性标尺62测量上盘52与下盘54的盘面间的距离(层叠成型品P(2次层叠成型品)的板厚),作为基准位置A存储于控制装置20的存储装置106中(S5)。基准位置A还可以与伺服马达16的旋转编码器55的位置相比较以选择哪一个值作为控制值。伺服马达16的旋转编码器55相当于测量本实施方式的底盘51与下盘54间的距离的位置传感器。此外,在将伺服马达16安装于上盘52,将滚珠丝杠螺母58安装于升降的下盘54的情况下,伺服马达16的旋转编码器55作为测量上盘52与下盘54的距离的位置传感器发挥功能。此时,通常在加压成型结束时测量盘面间的距离,但在后半部分的某些时间没有通过位置控制等压制板厚的情况下,也可以不测量加压成型结束时的盘面间的距离(层叠成型品的板厚),而测量板厚最终不再变薄的时点的加压前进结束时的盘面间的距离等。而且,在测得所述盘面间距离的情况下,将其测量值作为基准位置A用于控制紧接着的后工序的冲压装置即第3冲压装置14。更具体而言,从基准位置A生成后工序的冲压装置14的位置控制值B并保存(S6),以用于控制。另外,后工序的第3冲压装置14的位置控制值B的生成也可以在第3冲压装置14的加压成型开始前进行。因此,第3冲压装置14的控制与层叠成型品P分别建立对应关系且每次都不同。
而且,若经过规定时间而第2冲压装置13的第2冲压工序结束且层叠成型品P(2次层叠成型品)层叠成型时,则进行驱动伺服马达16而下盘54下降的开模动作(S7)。此时加压成型的2次层叠成型品的表面,经由缓冲材料64,通过具备具有弹性的金属制冲压板65的加压块60、61对第2冲压装置13的加压面进行加压成型,因此在大部分情况下,在1次层叠成型品的表面上残留的凹凸被更平坦地加工。此外,与1次层叠成型品相比,2次层叠成型品的最厚部分的板厚变小的情况较多。
另外,如上所述,由于第1冲压装置12和第2冲压装置13只进行力控制或进行力控制要素占大半的控制的情况较多,因此在许多情况下,尤其是负载传感器或系杆传感器等力检测装置是必需的。
而且,通过由载体膜送出装置18的卷出滚筒21以及从动滚筒22、卷出滚筒24以及从动滚筒25进行的载体膜F1、F2的输送、由卷绕装置19的卷绕滚筒91、93进行的载体膜F1、F2的卷绕,所述层叠成型品P(2次层叠成型品)被搬送至第2冲压装置13的后工序的第3冲压装置14的上盘72与下盘74之间,停止在规定的加压位置。
其次,使用图4的图表和图6的流程图对第3冲压装置14的第3冲压工序进行说明。第3冲压装置14的伺服马达17动作,下盘74以及加压块80上升并开始第3冲压工序的闭模动作(s1)。而且,当安装于下盘74的加压块80的加压面上的层叠成型品P、与安装于上盘72的加压块80的加压面接触时(s2=Y),接下来开始进行加压。另外,此时如果第2冲压装置13和第3冲压装置14为相同规格的装置,则可以将前工序的第2冲压工序中测得的基准位置A作为对加压开始的切换位置。而且,所述第3冲压工序的加压控制进行使用如图4所示的位置控制(包含速度控制)的闭环控制。即,使用在前工序的第2冲压工序中检测并存储于存储装置106的基准位置A进行控制,进行使用从基准位置A生成的位置控制值B的位置控制(s3)。关于该方面,若通过与图2的方框图的关系更详细地进行说明,则通过加算器114将线性标尺62的值相对于从位置指令信号输出部111发送的位置指令信号进行加减运算,经由力/位置比较切换部112在指令信号生成部115中生成指令信号,发送至伺服放大器56。此外,在并用力控制而不是只有位置控制的情况下,通过加算器113将负载传感器39的值相对于从力指令信号输出部110发送的力指令信号进行加减运算,在力/位置比较切换部112中将所述位置指令信号和力指令信号相加,在指令信号生成部115中生成最终指令信号,并将其发送至伺服放大器56。
进而在实际的与层叠成型品P的关系中,在第3冲压工序中,从最初开始进行位置控制(或速度控制)的控制。而且,通过位置控制值B进行冲程控制(位置控制),该位置控制值从在前工序的冲压装置13中测得的层叠成型品P的板厚(基准位置A)中仅减少规定值的板厚的方式生成。换言之,基于使下盘54从某个前进开始前的位置到某个前进完成后的位置之间只移动规定冲程的指令进行闭环控制。在此时输送来的许多层叠成型品P(2次层叠成型品)间,可以控制为板厚只减少始终相同的冲程,也可以根据测得的层叠成型品P(2次层叠成型品)的板厚的差异,在板厚相对较厚的情况下增大冲程,在板厚相对较薄的情况下减小冲程,消除层叠成型品P(最终的层叠成型品)的板厚差或成为合格品的范围内。在该情况下,也可以称为通过运算将最终目标位置确定为特定值的位置控制。而且,当到达设定的冲程中的加压完成位置C(目标位置)时(s4=Y),保持于加压完成位置C(s5)。因此,在大多数情况下,与2次层叠成型品的板厚(最厚的部分)相比,最终的层叠成型品的板厚更小。关于此间通过负载传感器79检测的压力,如图4所示,在移动至最初阶段的加压完成位置C(目标位置)的冲程控制阶段中升压,但到达加压完成位置C(目标位置)后由于只需保持该位置,因此压力下降。
在层叠成型系统11中,由于第1冲压装置12、第2冲压装置13、第3冲压装置14同时进行冲压成型,冲压时间也设定为相同,因此即使任意一个冲压装置到达目标位置也继续闭模状态而进行位置保持。而且,当规定的加压时间完成时(s6=Y),接下来将伺服马达16向反方向驱动使下盘74以及加压块80下降,从各个加压块80、81的加压面进行经由载体膜F1、F2抵接的层叠成型品P(最终的层叠成型品)的脱模,进行开模动作(s7)。
另外,上述中在前工序的第2冲压装置13的加压成型结束时或加压前进结束时测量层叠成型品P(2次层叠成型品)的板厚的理由,如「发明所欲解决之问题」的栏目中记载所示,但原因还在于即便在后工序的第3冲压装置14中,在层叠成型品P与加压面抵接时(加压开始时)准确地测量层叠成型品P的板厚,然后开始加压工序,但下盘74以一定速度上升,层叠成型品P的表面也较为柔软,因此无法高精度地测量层叠成型品P的板厚。因此,需要在前工序的第2冲压装置13的加压成型结束时或加压前进结束时测量准确的板厚。
此外,在本实施方式中,第3冲压装置14的第3冲压工序只进行位置控制(包含速度控制),但也可以是至少进行位置控制的工序。即,从最初到最后,或从最初到经过规定的时间或从最初至到达规定位置可以并用力控制(包含压力控制)。无论如何,都在最后阶段只进行位置控制或位置控制要素占大半以调整最终板厚。
此外,关于第2冲压装置和第3冲压装置的位置控制(速度控制),可以检测传输至伺服马达的电流值(转矩)而设置使电流值(转矩)不超过规定值的转矩限制。尤其对于第3冲压装置的位置控制(速度控制),转矩限制可以是必需的。据此,在位置控制的情况下,例如在当上述冲程较大等时,为了到达目标位置而伺服马达的转矩变得太大的情况下加以限制,能够抑制对层叠成型品过度施加一定以上的压力,层叠膜的熔融树脂向侧方流出等不良情况的发生。此外,位置控制有时也会成为发送在几秒后前进至哪一地点的指令的速度控制,但如上所述,这些都包含在位置控制的概念中。例如在图4的示例中,从成型品接触到加压完成位置C的冲程通过速度控制进行,可以在到达加压完成位置C后切换为位置控制并保持加压完成位置C。
第3冲压装置14的第3加压工序中,结束时的层叠成型品P(最终的层叠成型品)的板厚可以通过如下工序成为准确的厚度:进行上述3个阶段的冲压工序;以及尤其在前工序的第2冲压装置13的至少加压成型结束时等测量层叠成型品P的板厚,将层叠成型品P的板厚的测量值用于后工序的第3冲压装置14的速度控制的冲程控制。而且,在2次层叠成型品的表面上留有些许凹凸的情况下,也可以加压成型为更加平坦的层叠成型品P(最终的层叠成型品)。而且,通过由载体膜卷绕装置19进行的下一载体膜F1、F2的输送,层叠成型品P(最终的层叠成型品)向第3冲压装置14的后工序的取出台部95搬送,通过未图示的装置进而向下一个工序输送。
另外,设于层叠成型系统11的冲压装置只要是连续设有至少2台以上冲压装置,在前工序的冲压装置中加压成型的层叠成型品在后工序的冲压装置中进一步加压成型的装置即可。即,可以仅由第1冲压装置12和第2冲压装置13构成层叠成型系统11,在第1冲压装置12的至少加压成型结束时测量层叠成型品P的板厚,将层叠成型品P的板厚的测量值用于第2冲压装置13的控制。或者也可以在第3冲压装置14之后,设置第4冲压装置等冲压装置,在前工序的冲压装置的至少加压成型结束时测量层叠成型品P的板厚,将层叠成型品P的板厚的测量值用于后工序的冲压装置的控制。
此外,如上述所示,第2冲压装置13和第3冲压装置14由于加压面为金属制冲压板,有时只进行位置控制或包含力控制要素的控制,因此优选将尤其用于进行位置控制的位置传感器设置于伺服马达16、17的旋转编码器55、75之外。
其次,对本实施方式的层叠成型系统11中的热膨胀对策进行说明。第1热膨胀对策是第1冲压装置12、第2冲压装置13、第3冲压装置14的上盘32、52、72、下盘34、54、74、系杆33、53、73、加压块40、41、60、61、80、81、滚珠丝杠37、57、77等的热膨胀对策。在层叠成型系统11中,如上述所示,在层叠成型前进行标尺62等的原点的设定,用从原点的值进行控制。但是在层叠成型系统11中,如果成型次数增加,则加压块40、41、60、61、80、81的热量热传递至上盘32、52、72或下盘34、54、74、系杆33、53、73,滚珠丝杠37、57、77因摩擦热升温而分别产生热膨胀。例如在利用线性标尺42、62、82测量上盘32、52、72与下盘34、54、74的盘面间的情况下,加压块40、41、60、61、80、81的热膨胀或上盘32、52、72的一部分的部分和下盘34、54、74的一部分的部分的热膨胀没有反映在线性标尺42、62、82的测量中。
因此当这些构件热膨胀后,实际的加压面彼此的间隔(层叠成型品P的板厚)存在小于线性标尺42、62、82的检测值(来自控制原点的值)的情况。因此在本实施方式中,对于检测值还考虑到各部分温度的实测值或成型次数等要素,应对冲压装置的热膨胀校正控制值。热膨胀的校正是在控制装置20的第1冲压装置控制部102、第2冲压装置控制部103、第3冲压装置控制部104的热膨胀校正部109中进行。具体而言,希望不进行原点位置的校正,而对指令值的值加以校正。例如在使用控制原点为0且位置检测值朝向开模方向作为正值增加的标尺62等的情况下,当加压时进行位置控制时,较大地改变位置控制的停止位置等指令值的值。而且,使停止位置仅后退加压块60、61等的热膨胀量。此外,在从与层叠成型品A的抵接位置进行冲程控制的情况下减小冲程的指令值。另外,无法准确检测闭模时的抵接位置的情况如上述「发明所欲解决之问题」的部分中记载所示。因此可以说在实际的成型时难以将层叠成型品A和加压块60等的抵接位置作为原点位置加以校正。另外,在本发明中,尤其是第3冲压装置14由于只进行位置控制或位置控制要素过半的控制,因此希望至少后工序的第3冲压装置14的控制应对冲压装置14的热膨胀对控制值进行校正。但是,第1冲压装置12、第2冲压装置13当然也可以应对热膨胀,进行加压时的控制值的校正。
此外,层叠成型系统11中的热膨胀校正的时机可以在各冲压装置12、13、14到达预先设定的规定成型数量时进行。在该情况下,在层叠成型系统11中,如果在所有冲压装置12、13、14中同时进行热膨胀校正,则在依次输送的层叠成型品A中,作为一例产生如下的层叠成型品A,即1次成型是在热膨胀校正前,进行但2次成型和3次成型是在热膨胀校正后进行。因此,针对每一层叠成型品A,为了在所有冲压装置12、13、14中统一在热膨胀校正前成型,或者统一在所有冲压装置12、13、14中在热膨胀校正后成型,优选将冲压装置12、13、14的热膨胀校正的时机错开。即,在第N次层叠成型后只有第1冲压装置12进行热膨胀校正,在第N+1次层叠成型后只有第2冲压装置13进行热膨胀校正,在第N+2次层叠成型后只有第3冲压装置14进行热膨胀校正。此外,作为另一层叠成型系统11中的热膨胀校正的时机,可以在检测冲压装置12、13、14的温度并达到规定温度的时点进行热膨胀校正。即,也可以在与加压块等相比升温较慢的部分即上盘、系杆、下盘、滚珠丝杠等设置温度传感器,所述部分达到规定温度但从由温度传感器检测的冲压装置12、13、14进行热膨胀校正。
第2热膨胀对策是与在第1冲压装置12、第2冲压装置13、第3冲压装置14中加压成型的层叠成型品P的热膨胀对策相关的对策。在第1冲压装置12、第2冲压装置13、第3冲压装置14中使层叠成型品P加压成型时,如果层叠成型品P的侧面开放,则层叠成型品P向侧面方向膨胀而容易形成中央部的厚度较厚的成型品。因此,将层叠成型品P装入边框状的框中进行搬送,在所述边框状的框的内表面与层叠成型品P的侧面抵接的状态下,在第1冲压装置12、第2冲压装置13、第3冲压装置14中进行加压成型。或者可以通过采取在所述加压成型时从层叠成型品P的各侧面用加压构件进行加压等方法来进行层叠成型品P的热膨胀对策。此外,该对策也有防止对层叠成型品P施加过度加压力时的熔融状态的树脂膜向侧方流出的效果。
其次,对使用其他实施方式的层叠成型系统11进行的层叠成型系统的控制方法进行说明。在上述实施方式中主要记载了如下控制方法:在前工序的冲压装置13的至少加压成型结束时测量层叠成型品P的板厚,将层叠成型品P的板厚的测量值用于后工序的冲压装置14的控制。但是,关于其他实施方式的层叠成型系统11,各个冲压装置12、13、14的检测值只有在该冲压装置12、13、14中被回馈控制而使用,在后工序的冲压装置13、14中则不使用。但是在多个成型周期中,也可以存储各个冲压装置12、13、14中分开检测的检测值并采用取平均值等运算处理,对层叠成型系统11的各个冲压装置12、13、14的加压时的成型条件进行修正。
其次,对使用本实施方式的层叠成型系统11进行的层叠成型品的制造方法进行说明。本实施方式的层叠成型品P是积层基板用的层叠成型品P,由具有凹凸的电路基板和叠加在该电路基板的两面的层间绝缘膜构成。而且,本实施方式的层叠成型品的制造方法是在第1冲压装置12的经减压的腔室VC内,通过使用伺服马达15的伴随力控制的控制,将由弹性体薄板43构成的加压面向所述层叠成型品P推压,而形成1次层叠成型品。进而,接着通过使用第2冲压装置13的伺服马达16的至少伴随力控制的控制,将由金属制冲压板65构成的加压面或由弹性体薄板构成的加压面,向所述1次层叠成型品推压而形成2次层叠成型品。进而,其次通过使用第3冲压装置14的伺服马达17的至少伴随位置控制的控制,将由金属制冲压板85构成的加压面向所述2次层叠成型品推压,而获得最终的层叠成型品。
关于本发明就不一一列举,但并不限定于上述第1实施方式以及第2实施方式,也可适用于本领域技术人员基于本发明的宗旨进行的变更、或组合第1实施方式至第2实施方式的各记载内容的方式。在层叠成型系统11中层叠成型的层叠成型品,除了积层基板等电路基板以外,还可以是半导体晶圆或太阳能电池等其他板状体,但并不受限定。
Claims (6)
1.一种层叠成型系统,其连续设有至少3台以上冲压装置且对层叠成型品依次进行加压成型,连续设有:
第1冲压装置,具备由可减压的腔室和弹性体薄板构成的加压面,且利用伺服马达的驱动力对层叠成型品加压;
第2冲压装置,具备由金属制冲压板构成的加压面或由弹性体薄板构成的加压面,且利用伺服马达的驱动力对层叠成型品加压;以及
第3冲压装置,具备由金属制冲压板构成的加压面,且利用伺服马达的驱动力对层叠成型品加压。
2.根据权利要求1所述的层叠成型系统,其中,至少第1冲压装置和第2冲压装置具备用于进行力控制的力检测装置。
3.根据权利要求1或2所述的层叠成型系统,其中,至少第2冲压装置和第3冲压装置与附设在伺服马达上的旋转编码器分开具备用于进行位置控制的位置传感器。
4.根据权利要求1或2所述的层叠成型系统,其中,第1冲压装置、第2冲压装置和第3冲压装置分别具备多个伺服马达。
5.一种层叠成型系统的控制方法,是连续设有至少3台以上冲压装置且对层叠成型品依次进行加压成型的层叠成型系统的控制方法,
在具备由可减压的腔室和弹性体薄板构成的加压面的第1冲压装置中,使用伺服马达的驱动力进行至少伴随力控制的加压控制,
在对所述第1冲压装置中加压成型的1次层叠成型品施加加压力并具备由金属冲压板构成的加压面的第2冲压装置中,使用伺服马达的驱动力进行至少伴随力控制的加压控制,
在对所述第2冲压装置中加压成型的2次层叠成型品施加加压力并具备由金属冲压板构成的加压面或由弹性体薄板构成的加压面的第3冲压装置中,使用伺服马达的驱动力进行至少伴随位置控制的加压控制。
6.一种层叠成型品的制造方法,通过连续设有至少3台以上冲压装置且对层叠成型品依次进行加压成型而获得最终层叠成型品,
积层基板用层叠成型品由具有凹凸的电路基板和叠加于该电路基板两面的层间绝缘膜构成,
在第1冲压装置的减压的腔室内,使用伺服马达并通过力控制将由弹性体薄板构成的加压面推压于所述层叠成型品而制成1次层叠成型品,
接着使用第2冲压装置的伺服马达并至少通过力控制将由金属板构成的加压面或由弹性体薄板构成的加压面推压于所述1次层叠成型品而制成2次层叠成型品,
然后使用第3冲压装置的伺服马达并至少通过位置控制将由金属板构成的加压面推压于所述2次层叠成型品而获得最终的层叠成型品。
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