JP2003025445A - フィルム貼付装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】多層基板を製造するホットプレスと同等の面圧
を基板へ面圧分布が略均一になるように加圧することが
でき且つ、加圧するための要素部品の寿命向上を図った
フィルム貼付装置を提供することにある。 【解決手段】本発明の特徴とするところは、減圧室を構
成する２分割された真空チャンバの１方のチャンバの内
壁を、ピストンの摺動面として動作するように加圧用の
ピストンを形成し、他方のチャンバ内に前記ピストンに
対向するように受圧部材を配置した構成とした。更に熱
圧着用プレートから基板へ面圧分布を均一に与え且つ温
度分布も均一に与えるるための機能を該ラムシリンダ及
び該熱圧着用プレートに付加してある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板へフィルムを
搬送路上に設けられている熱圧着用プレートで貼り付け
るフィルム貼付装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のフィルム貼付技術としては特開平
３−１２８１９５号公報に記載されている多層基板を製
造するホットプレスがある。これは何枚もの基板を重ね
合わせた後に、真空中或いは加圧中においてフィルムと
基板を熱圧着して多層基板を製造するもので、油圧ラム
シリンダを推力として該基板に対して最大４ＭＰａ程度
の面圧を与えることができ、該油圧ラムシリンダ押付面
と基板面が平行した状態で該油圧ラムシリンダが加圧で
きるようにガイド等が設けられている。

【０００３】また、一枚ずつ基板へフィルムを貼り付け
ていく方法としては、特開平８−３３２６４６号公報や
特開平１０−１７５２２９号公報に記載されているよう
に真空中で互いに対向する面を加熱する加熱手段が設け
られた上板及び下板と、上板の対向面に固定された膜体
と、下板の対向面に載置された膜体との間で基板へフィ
ルムを貼り付けるための加圧をすべく下板の膜体の中に
最大１ＭＰａ程度の圧縮空気を導入して膨らませること
を特徴とした装置がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術の特開平
３−１２８１９５号公報では１度に多数の基板を重ね合
わせ、その最も上側及び下側に有る基板に対して熱板を
接触させ基板にフィルムを貼り付ける。このために重ね
合わされた基板の中心にある基板と熱板に近い基板とで
は与えられる熱量が異なるため、貼り付けられたフィル
ムが形成する絶縁層の厚さにばらつきが生じる。

【０００５】近年、このように製造されるプリント基板
及び多層基板はその形成される配線パターンの微細化に
伴い、この貼り付けられたフィルムが形成する絶縁層の
厚さの違いにより基板上に形成する回路の電気特性の違
いが問題視されている。

【０００６】また、油圧ラムシリンダを用いることから
クリーンルームで本装置を使用した場合、その油分がク
リーンルーム内雰囲気に飛散してゴミとなり、これも基
板と貼り付けられたフィルムの間に入り込み、製造した
回路基板が不良品となる恐れがある。

【０００７】この問題を解決するための従来技術とし
て、上記従来技術の特開平８−３３２６４６号公報や特
開平１０−１７５２２９号公報記載の装置ではフィルム
の厚さを制御するために真空下で基板に１枚ずつフィル
ムを貼り付けるが、膜体を膨らませてフィルムを貼り付
けられる基板へ加圧するために膜体に導入する圧縮空気
はゴムが破損しない程度の低い圧力を使用している。こ
の圧縮空気圧力がそのまま基板への面圧となるため、こ
の圧縮空気圧力より大きな面圧を基板へ加圧することが
できない。更に、圧縮空気により膜体を伸ばして基板へ
加圧するため、加圧前の基板と加圧膜体との隙間は狭
く、フィルム貼付動作前に行う真空引き時に基板とフィ
ルムが加熱され、フィルムと基板が密着してこの間に気
泡が残存する恐れがある。更に、基板を真空貼付部に搬
送する時に加圧膜体に触れる恐れがあるため、加圧膜体
を保持する土台を油圧シリンダ等を用いて退避させる必
要が生じる。

【０００８】また、該膜体は耐熱性を有するゴムであり
該膜体中に圧縮空気を導入するために基板への加圧時は
ゴムの変形が生じる。その繰り返し疲労によりゴムの寿
命が短く、更にフィルムを貼り付けられる基板の方が該
膜体より硬いために基板のエッジ部分によりゴムが破損
することもある。

【０００９】それゆえ本発明の目的は、多層基板を製造
するホットプレスと同等の面圧を基板へ面圧分布均一に
加圧することができ且つ加圧するための要素部品の寿命
向上を目的としたフィルム貼付装置を提供することにあ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成ため本発
明では、２つの分割された真空チャンバで１つの減圧室
を構成し、前記一方の真空チャンバの内壁をシリンダ面
として移動するピストンと、対向する前記他方の真空チ
ャンバに設けられた受圧部材とを備えたことを特徴とす
る。すなわち、本発明では、２分割された真空チャンバ
の１方のチャンバの内壁をピストンの摺動面として動作
するように加圧用のピストンを形成し、他方のチャンバ
に前記ピストンに対向するように受圧部材を配置した構
成とした。

【００１１】更に熱圧着用プレートから基板へ面圧分布
を均一に与え且つ温度分布も均一に与えるるための機能
を該ラムシリンダ及び該熱圧着用プレートに付加してあ
る。

【００１２】本発明のフィルム貼付装置によれば、基板
とフィルムの間に気泡或いは残留空間等が無いように基
板とフィルムを密着させ、貼り付けられたフィルム表面
の平坦性をもって貼り付けることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１は、本発明方法の一実施の形
態のフィルム貼付装置の概略図である。図２は本発明装
置の部分的概略断面図である。図３に下側真空チャンバ
とラムシリンダのピストン部断面図を示す。以下、図１
及び図２及び図３を用いて本発明装置を説明する。

【００１４】ワーク１は基板の上下或いは片方のみに貼
付けたいフィルムの一部分を仮付したものであり、図１
の右側から真空貼付部５を経て左側へと搬送される。な
お、本実施の形態のワーク１は、基板の上（表面）にフ
ィルムを仮付けしたものとして説明する。ワーク１は本
図では省略しているが、ワーク１の搬送方向上流側で、
搬送路上を一定間隔をもって搬送されて来る各基板の寸
法に合わせてフィルムを仮付けしたものである。すなわ
ち、基板表面側が貼り付け面になるようにして、基板と
貼付けたいフィルムの位置関係が搬送中にずれないよう
に、前もって基板へ仮圧着を行ったものである。

【００１５】また、貼り付けたいフィルムがロール形状
で供給される場合は、前もって基板の幅方向に切断して
上記同様のことを行っても良いし、フィルム貼付後に切
断しても良い。なお、図において、ワーク１の上側にあ
るものについては引用符号に添字ａを付け、下側のもの
には添字ｂを付け、総称するときには添字を省略して説
明する。

【００１６】人手によりワーク１をセットする場合、ワ
ークセット位置２で行う。搬送フィルム巻出機構３は、
ワーク１の搬送と、図２に示す熱圧着プレート１１ａ、
１１ｂの熱圧着面の汚れ防止するための搬送フィルム４
を送り出す機構である。なお、この搬送フィルム４のテ
ンションを常に一定に保つため、搬送フィルム４の巻き
径をセンサにより監視し、トルクを制御する機構を設け
てある。更に、ブレーキ機構を設けて搬送フィルム４の
位置を保持する機能を付加しても良い。

【００１７】搬送フィルム４はポリエステル等で形成さ
れている。真空貼付部５は、基板に貼り付けたいフィル
ムを減圧下において熱圧着により貼付ける部分であり、
詳細は後述する。フィルム搬送機構６はワーク１をワー
クセット位置２から真空貼付部５へ搬送するための機構
である。すなわち、２枚の搬送フィルム４ａ、４ｂをチ
ャックして、搬送フィルム４ａ、４ｂを一定量搬送する
ことにより、搬送フィルム４ａ、４ｂの間に挟んだワー
ク１を搬送することができる。搬送フィルム巻取機構７
ａ、７ｂは、搬送フィルム４ａ、４ｂをそれぞれ巻取る
ためのものである。一つのワーク１をフィルム搬送機構
６により引き出した後、搬送フィルム４はワーク搬送用
フィルム巻取機構７により回収される。なお、搬送フィ
ルム巻取機構７についても、搬送フィルム巻出機構３と
同様にトルク及びブレーキ力を制御する機能を付加して
ある。

【００１８】図２は、図１の真空貼付部５の断面図であ
る。真空貼付部５は、それぞれ減圧室を構成する２つの
分割された上側真空チャンバ８及び下側真空チャンバ９
を有する。上側真空チャンバ８はワーク１が貼合せ部に
搬送され所定位置で停止すると、真空チャンバを形成す
るために下降し、熱圧着終了後上昇させるための機構を
設けてある。なお、上側真空チャンバ８は、図示してい
ない梁に固定された上側圧力受け部材１５の円周部に設
けたＯリング１６により真空を保持することができ、且
つ上下に移動可能に構成されている。下側真空チャンバ
９は上側真空チャンバ８が下降した時に真空チャンバを
形成するために使用する。なお、図２では上側真空チャ
ンバ８が下降動作して真空チャンバを形成することで説
明したが、下側真空チャンバ９を上下に動作させても良
く、更には、上側真空チャンバ８及び下側真空チャンバ
９の両方を上下動作できるようにしても良い。

【００１９】２つの分割されたチャンバのうち、下側真
空チャンバ９にはその内壁をシリンダ面とするラムシリ
ンダ部１０が設けられている。また、対向する上側真空
チャンバ８に受圧部材すなわち圧力受け部材１５を設け
ている。

【００２０】ラムシリンダ部１０は、ワーク１の面積と
同等以上の面積を持つピストン１０ｐを有するシリンダ
である。本ラムシリンダ部１０は下側真空チャンバ９の
内面をシリンダとして、図３に示すようにシリンダ内を
上下するピストン１０ｐの円周にはＯリング１７とベア
リング１８が設けて有る。なお、本図では、組立性を考
慮して、ラムシリンダ部１０は下側の圧縮空気室形成部
１０ｃと下側真空チャンバ９を別部材で構成し、両者を
ねじ等で固定して、一体化を図っているが、溶接等で完
全に一体化しても問題はない。

【００２１】なお、クリーンルーム内で本装置を使用す
る場合は空圧式が望ましいが、大きな推力を必要とする
場合は油圧などの液体を用いても良い。また、図２では
ラムシリンダ部１０はワーク１の下側に設置しているが
ワーク１の上側に設置しても良い。更にはワーク１の上
下両方に設置しても良い。

【００２２】熱圧着プレート１１は、ワーク１に対して
熱圧着を行うもので、金属或いはセラミックス等を用い
た板で形成されている。なお、ワーク１方向の熱圧着面
は平坦にできている。また、フィルムと基板の密着性を
高める場合は熱圧着プレート１１のワーク１側表面に耐
熱性を有する弾性体を貼付けても良いが、この場合は弾
性体の表面粗さが金属に比べて悪いため、フィルム貼付
後のフィルム表面の平坦性が悪くなることを考慮する必
要がある。熱圧着プレート下部に設けた弾性体１２は、
熱圧着プレート１１が片当たりせずにワーク１に対して
面圧分布を略均一にピストン１０ｐの圧縮力を伝えるた
めのものである。この弾性体１２が変形することによ
り、熱圧着プレート１１の面圧分布が略均一になる。更
にワーク１及び熱圧着プレート11への圧縮力による変形
から生じるワーク１外周部への圧力集中、即ちエッジ効
果を防ぎ面圧分布を略均一にするためには、ワーク１の
みにピストン１０ｐの推力を伝えるために、ワーク１の
平面形状と略同等形状に弾性体１２をすることが望まし
い。熱圧着プレート１１下部に設けた弾性体１２とピス
トン１０ｐ間には複数に分割されたシート状のヒータ１
３が設けて有り、それを制御する制御手段を備えてい
る。このヒータ１３は、ワーク１へ温度分布が略均一に
伝えられるように、外周側から中心部に向かって独立し
て温度を制御できる構成として有る。なお、ワーク１の
面内温度分布を略均一にするため、ヒータ１３は外周側
の温度が中心側に比べて高くなるように制御すると良
い。断熱材１４はヒータ１３による熱を効率良く熱圧着
プレート１１に伝えるのと同時に、ワーク１の反対面に
あるピストン１０ｐ等の真空貼付部５を構成する部品に
熱が伝わることを防止する。なお、断熱材１４に熱圧着
プレート１１を取り付ける場合に、断熱材１４に設けた
取付穴は、熱圧着プレート１１の取付ボルト径よりも大
きく形成した。このように、余裕を持った穴径にするこ
とにより、熱圧着プレート１１がヒータ１３により加熱
され膨張した場合に、熱圧着プレート１１の伸びを妨げ
ることがない。

【００２３】次に図１及び図２に示すフィルム貼付装置
を用いた場合のフィルム貼り付け手順について一例を述
べる。

【００２４】ワーク１は１枚づつ所望の間隔で、図１に
示す装置の右側より連続して搬送されてくる。ワーク１
がワークセット位置２に到達後、フィルム搬送機構６が
搬送フィルム４を引き出し、２枚の搬送フィルム４ａ、
４ｂによりワーク１を挟んだ状態で真空貼付部５に搬送
する。真空貼付部５にワーク１が到達後、フィルム搬送
機構６を停止する。次に、上側真空チャンバ８を下降さ
せ、下側真空チャンバ９とシール用のＯリングを介して
合体して真空チャンバを形成する。

【００２５】その後、図１で省略してある真空ポンプが
動作することにより、形成された真空チャンバ内を真空
雰囲気にする。真空チャンバ内を真空雰囲気にすること
により、ワーク１の基板と仮付けしたフィルムとの間の
気泡を除去することができる。また、この時にピストン
１０ｐがチャンバ内部の真空吸引力により上昇しないよ
うに、ラムシリンダ部１０のピストン１０ｐ下側面空間
は真空引きを行う。

【００２６】チャンバ内が所望の真空度に到達した直
後、または所望の真空度に到達後更に所望の時間をおい
て、ピストン１０ｐを上昇させる。これにより、熱圧着
プレート１１を用いてワーク１のフィルムと基板とを熱
圧着し、フィルムと基板とを貼り付けることが可能とな
る。この時、熱圧着プレート１１のワーク１側の表面は
略均一な温度分布と圧力分布を保持している。このため
に、貼り付けたいフィルムをしわ無く、表面を平坦に貼
り付けることが可能となる。なお、この時にピストン１
０ｐの制御用気体或いは液体の圧力を可変することによ
り、フィルム貼付け圧力を段階的に変化させることが可
能である。

【００２７】またこの反力は受圧部材すなわち圧力受け
部材１５が受けるため、上側真空チャンバ８及び下側真
空チャンバ９はピストン１０ｐによる力を考慮しない構
造とすることができるため、軽量化を図ることが可能で
ある。

【００２８】フィルム貼付終了後にチャンバ内を大気開
放し、上側真空チャンバ８を上昇させ更にピストン１０
ｐを下降させる。その後、フィルム搬送機構６を用い
て、真空貼付部５にあるワーク１をフィルム搬送機構６
の駆動側へ排出し、図１では省略しているが、図１で示
す装置のワーク搬送方向側にある次工程の装置へ受け渡
す。

【００２９】次に、図４により本発明方法の他の実施形
態について説明する。

【００３０】図４は前述の図２と異なる点は、下側チャ
ンバ９をラムシリンダ１０のピストン１０ｐ上に設置し
た点である。上側真空チャンバ８と下側真空チャンバ９
とを合体し、減圧した後、ピストン１０ｐを上昇させ
る。この時、上側真空チャンバ８は上側圧力受け部材２
０の外周を摺動してピストン１０ｐと一緒に上昇する。
なお、ワーク１に圧力を加えるストローク以上に真空チ
ャンバが移動可能に構成してある。これにより、真空チ
ャンバには上下の圧力は作用せず減圧状態を保持でき
る。さらに、真空チャンバをピストン上に形成したこと
により、真空チャンバの形状を円筒形以外の形状に形成
することも可能となる。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように本発明フィルム貼付
装置によれば、基板とフィルムの間に気泡或いは残留空
間等が無いように基板とフィルムが密着させ、貼り付け
られたフィルムの反基板方向表面の平坦性をもって貼り
付けることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明フィルム貼付装置の一実施形態を示す
一部断面した、システムの概略構成図である。

【図２】 図１のフィルム貼付部の断面図である。

【図３】 図１のフィルム貼付部のチャンバ及びラムシ
リンダ詳細断面図である。

【図４】 図１のフィルム貼付部の他の実施例の断面図
である。

【符号の説明】

１…ワーク、２…ワークセット位置、３ａ、３ｂ…搬送
フィルム巻出装置、４ａ、４ｂ…搬送フィルム、５…真
空貼付部、６…フィルム搬送機構、７ａ、７ｂ…搬送フ
ィルム巻取装置、８…上側真空チャンバ、９…下側真空
チャンバ、１０…ラムシリンダ、１０ｐ…ピストン、１
０ｃ…圧縮空気室形成部、１１ａ、１１ｂ…熱圧着プレ
ート、１２ａ、１２ｂ…弾性体、１３ａ、１３ｂ…ヒー
タ、１４ａ、１４ｂ…断熱材、１５…圧力受け部材、１
６…チャンバ用Ｏリング、１７…シリンダ用Ｏリング、
１８…ベアリング。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4F211 AA24 AD08 AG01 AG03 AH36 AM28 AR06 TA01 TC02 TD11 TN07 TQ04 TQ10

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】搬送路上を順次搬送される各基板へフィル
   ムを貼付けるフィルム貼付装置において、 ２つの分割された真空チャンバで１つの減圧室を構成
   し、前記一方の真空チャンバの内壁をシリンダ面として
   移動するピストンと、対向する前記他方の真空チャンバ
   に設けられた受圧部材とを備えたフィルム貼付装置。
2. 【請求項２】上記請求項１に記載のフィルム貼付装置に
   おいて、 前記ピストンの加圧面上に圧着用プレートを設け、前記
   圧着用プレートと前記ピストン面との間に圧着する基板
   形状に略同じ形状の弾性部材を設けた構造としたことを
   特徴とするフィルム貼付装置。
3. 【請求項３】上記請求項１に記載のフィルム貼付装置に
   おいて、 前記ピストンの加圧面上に圧着用プレートを設け、前記
   ピストの加圧面と圧着用プレート間に、複数に分割した
   加熱手段を設け、前記圧着用プレート面の温度分布を略
   均一になるように前記複数の加熱手段を制御する制御手
   段を備えたことを特徴とするフィルム貼付装置。