JP2005035239A - 真空積層装置および方法 - Google Patents

Abstract

【課題】真空積層装置において、基板の深い凹部および穴内に気泡を残すことなくフィルム状材料を均一に埋込み、かつ、その表面を平坦化する。
【解決手段】フィルム状材料を保持した基板８を、可撓性の一対のフィルムベルト１７，１８間に保持したまま真空チャンバ１内の所定位置まで搬送する。真空チャンバ１内の第１の空間Ｓを減圧手段により減圧する。上下の加圧ブロック１０，１１を互いに近接させ、環状の封入手段２４，２５により基板８の周囲にてベルト１７，１８を互いに密着させて閉空間３０を形成すると同時に、ブロック１０，１１に設けたヒータにより基板８を加熱し、フィルム状材料を軟化させる。圧力差発生手段により、閉空間３０外部の圧力を内部の圧力より高くし、ベルト１７，１８によって基板８を加圧する。その後、ブロック１０，１１の平滑面によって基板８を加圧し、フィルム状材料の表面を平坦化する。
【選択図】図６

Description

本発明は、フィルム状材料および基板を加熱し且つ加圧することにより、フィルム状材料を基板上に積層、埋込み、さらに基板上のフィルム状材料を平坦化させるための真空積層装置に関する。

プリント回路用基板で、導電性パターンが形成されているなどの理由により表面に凹凸や穴が生じているものがある。このような基板の表面にフィルム状の絶縁材や感光材のようなフィルム状材料を貼り付ける場合、通常のラミネータを用いると、基板表面の凹部や穴に気泡が残りやすく、その結果、不良品を多く発生させることになる。そこで、このような用途には、真空中でフィルム状材料を基板表面に貼り付ける真空積層装置が用いられている。

真空積層装置を用いる前に、フィルム状材料は基板表面上に軽く押さえつけられるようにして仮固定される。この作業は通常のラミネータを用いて行うことができる。
従来、一般的に広く使用されている真空積層装置は、大きく分けて２種類ある。
ひとつは、加圧手段として弾性体からなるダイアフラムをもちいた真空積層装置、もうひとつは加圧手段として加圧面が平滑な剛体の加圧板を用いた真空積層プレス装置である。

ダイアフラムを用いた真空積層装置は、互いに密封係合可能な上下ハウジング部材から構成される真空チャンバを有している。
仮固定されたフィルム状材料を表面に保持した基板が、上下一対のフィルムベルトによって、間に保持された状態で搬送され、上下一対の加圧ブロック間に挿入される。一方の加圧ブロックは、加圧面が弾性体からなり、一方のハウジング部材の内側に固定され、ヒータを有している。

他方の加圧ブロックは、可撓性を有する弾性体からなるダイアフラムが加圧面に取り付けられており、他方のハウジング部材の内側に固定され、同じくヒータを有している。
基板を一対の加圧ブロック間に挿入後、上下のハウジング部材は互いに密封係合して真空チャンバを構成する。

真空チャンバの内部を排気減圧しながら、基板はフィルムベルトに保持された状態で、上下加圧ブロックに設けられたヒータによって加熱される。ヒータの熱により、基板上のフィルム状材料は軟化する。

基板が所定の温度まで加熱された後、上述した弾性体からなるダイアフラムを、気体圧力によって、基板に向かう方向に伸展させる。フィルム状材料を表面に保持した基板は、一方の加圧ブロックに取り付けられた弾性体からなる伸展したダイアフラムの外表面と、同じく弾性体からなる他方の加圧ブロックの加圧面との間に、一対のフィルムベルトを介して挟み込まれるようにして加圧され、軟化したフィルム状材料が基板上の凹凸面にほぼ密着するように貼り付けられる。

一方、加圧面が平滑な剛体の加圧板を用いた真空積層プレス装置は、
互いに密封係合可能な上下ハウジング部材から構成される真空チャンバをプレス部に有している。

真空チャンバ内には、上下一対の加圧ブロックが配置されている。フィルム状材料を表面に保持した基板は、上下一対のフィルムベルトによって、間に保持された状態で搬送され、プレス部における上下一対の加圧ブロック間に対して搬入および搬出される。一方の加圧ブロックは、一方のハウジング部材の内側に固定され、ヒータを有している。他方の加圧ブロックは、上下駆動装置に固定され、同じくヒータを有している。

上下加圧ブロックの加圧面は、剛体の平板の平滑な面によって形成されている。
基板が上下一対の加圧ブロック間に挿入された後、上下のハウジング部材は互いに密封係合して真空チャンバを構成する。

真空チャンバの内部を排気減圧した後、上下駆動装置によって、上下加圧ブロックを互いに近接させることで、その間に位置する基板はフィルムベルトに保持されたままの状態で、上下加圧ブロックに設けられたヒータによって加熱される。ヒータの熱により、基板上のフィルム状材料は軟化する。

フィルム状材料を表面に保持した基板は、所定の温度まで加熱された後、上下駆動装置によって、上下加圧ブロックをさらに近接させることで、一対のフィルムベルトを介して上下加圧ブロック間に挟み込まれるようにして加圧され、その結果、軟化したフィルム状材料が基板上の凹凸面にほぼ密着するように貼り付けられる。
特開２００２−１６０２５０号公報

かかる真空積層装置として重要な機能は、
基板表面の深い凹部および穴内にも、気泡を残すことなくフィルム状材料を埋め込むことと、
後工程への影響を考慮して、埋め込み後のフィルム状材料の表面を平坦にすることとを、高い生産性で実現できることである。

しかしながら、ダイアフラムを用いた従来の真空積層装置は、
構造上、真空チャンバ内の排気減圧と基板およびフィルム状材料の加熱とのタイミングを調節することができないため、十分に脱気されないうちにフィルム状材料が軟化してしまい、気泡が残留する可能性が高いという不具合があった。
また、いずれの加圧面も弾性体で構成されているために、基板への埋め込み後のフィルム状材料の表面には、基板表面の凹凸に追従した凹凸が生じてしまい、別途表面を平坦化する工程を設ける必要があることから、装置コストが高くなることと、装置が大型化すること、さらに高い生産性で実現することが難しいという問題があった。
さらに、弾性体からなるダイアフラムを伸展させて加圧する方式なので、弾性体の強度上、十分な加圧力を与えることができず、深い凹部や穴へフィルム状材料を埋め込むことが難しいといった欠点もあり、これらの点で改善の余地があった。

一方、平滑な加圧板を用いた真空積層プレス装置についても改善すべき欠点があった。
すなわち、剛体の平板の平滑な面を用いて加圧する構造上、基板の凹部に対して圧力を及ぼすことができないため、凹部に気泡を残さずにフィルム状材料を埋込むことが困難であった。

そこで本発明が解決しようとする課題は、深い凹部および穴内にも気泡を残すことなくフィルム状材料を均一に埋込み、かつ、埋込み後のフィルム状材料の表面を平坦にすることができる、高い生産性をもった真空積層装置を、小型でそして安価に提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明によれば、
フィルム状材料を基板に積層、埋込み、さらに基板上のフィルム状材料を平坦化するための真空積層装置であって、
互いに密封係合および分離可能な上側および下側ハウジング部材を有する真空チャンバと、
前記上側および下側ハウジング部材を互いに密封係合および分離させるための駆動手段と、
前記上側および下側ハウジング部材によって囲まれた、前記真空チャンバ内の第１の空間を減圧するための減圧手段と、
可撓性の上下一対のフィルムベルトにして、フィルム状材料を表面に保持した基板を間に保持して長手方向に走行可能な上下一対のフィルムベルトを有し、該一対のフィルムベルトを、互いに分離した状態の前記上側および下側ハウジング部材間に形成される開口部を通して走行させることにより前記基板を前記真空チャンバに対して搬入および搬出するための基板搬送機構と、
前記真空チャンバ内に設けられた上側および下側加圧部材にして、前記一対のフィルムベルトを介して前記基板を挟持し加圧するための加圧面が平滑な剛体からなる上側および下側加圧部材と、
該上側および下側加圧部材のうち少なくとも一方を他方に対して近接および離反させるための駆動手段と、
前記基板および前記フィルム状材料を加熱するための加熱手段と、
前記真空チャンバ内に設けられた封入手段にして、前記基板の周囲にて前記一対のフィルムベルトを互いに密着させることにより、前記一対のフィルムベルト間に前記基板が封入された閉空間を形成するための封入手段と、
前記真空チャンバ内にて前記閉空間外部の圧力を内部の圧力より高くするための、圧力差発生手段と、
を備える真空積層装置が提供される。

前記上側および下側ハウジング部材を互いに密封係合および分離させるための前記駆動手段と、前記上側および下側加圧部材のうち少なくとも一方を他方に対して近接および離反させるための前記駆動手段とは、それぞれ独立して作動可能な別手段として構成することができる。

前記封入手段は、前記一対のフィルムベルトを上下方向から挟んで互いに密着させるための一対の挟持手段を含むことができる。
前記一対の挟持手段は、前記一対のフィルムベルトを上下方向から挟んだときに、該一対の挟持手段の少なくとも一方が、前記閉空間内における前記フィルムベルト全体に外向きの張力を加えるごとく構成することができる。

前記一対の挟持手段の一方を、弾性を有する部材によって構成し、前記一対の挟持手段の他方を、前記弾性を有する部材に対向する面によって構成してもよい。
あるいは、前記一対の挟持手段の双方を、弾性を有する部材によって構成してもよい。

前記弾性を有する部材は、前記基板の周囲を取り囲むことができるように環状に配置されており、且つ、前記一対のフィルムベルトに向かうにつれて外方に拡がるように延びる部分を有するものとすることができる。

前記一対の挟持手段のうち少なくとも一方を、前記上側または下側加圧部材に設けるようにしてもよい。
前記一対の挟持手段のうち前記少なくとも一方と、該少なくとも一方の挟持手段が設けられた前記上側または下側加圧部材の前記加圧面と、該加圧面に対向する前記フィルムベルトの外表面とによって囲まれた第２の空間と、前記真空チャンバ内の前記第１の空間とを連通可能な通路を、前記少なくとも一方の挟持手段が設けられた前記上側または下側加圧部材に設けるようにしてもよい。

本発明によればまた、
フィルム状材料を基板に積層、埋め込み、さらに基板上のフィルム状材料を平坦化するための真空積層方法であって、
フィルム状材料を基板に重ねて該基板に仮固定する過程と、
前記フィルム状材料が仮固定された前記基板を可撓性の上下一対のフィルムベルトの間に保持させ、該一対のフィルムベルトを長手方向に走行させることにより前記基板を所定の位置まで搬送する搬送過程と、
前記所定の位置にて前記基板の周辺雰囲気を所定の圧力まで減圧する過程と、
前記フィルム状材料とともに前記基板を所定の温度まで加熱する過程と、
減圧された雰囲気中で、前記基板の周囲にて前記上下一対のフィルムベルトを互いに密着させることにより、該上下一対のフィルムベルト間に前記基板が封入された閉空間を形成する過程と、
該閉空間外部の圧力を内部の圧力より高くすることで、前記フィルム状材料が仮固定された前記基板を、前記上下一対のフィルムベルトによって加圧する過程と、
前記基板の表裏面にそれぞれ対向して設けられた一対の加圧部材にして、それぞれの加圧面が平滑な剛体からなる一対の加圧部材によって、前記一対のフィルムベルトを介して前記基板を挟持して加圧する過程と、
を備える、真空積層方法が提供される。

前記可撓性の上下一対のフィルムベルトによって前記基板を加圧する前記過程と、前記加圧面が平滑な剛体からなる前記一対の加圧部材によって前記基板を加圧する前記過程との間に、前記閉空間外部の圧力を所定の圧力まで再度減圧する過程をさらに備えるようにしてもよい。

図１は本発明の一実施例による真空積層装置の側面図であり、一部を長手方向断面で示している。
真空積層装置は、真空積層部Ｐを有し、真空積層部Pには真空チャンバ１が設けられている。真空チャンバ１は、上側ハウジング部材２および下側ハウジング部材３から構成されている。真空チャンバ１には、内部を減圧状態にするための排気装置（図示せず）に接続された排気口（図示せず）と、減圧状態を開放するための給気装置（図示せず）に接続された給気口（図示せず）とが設けられている。排気口および排気装置は、ともに減圧手段を構成する。上側ハウジング部材２は、支持ブロック４に取り付けられている。また、真空積層部Ｐには、ベースとして下側支持部材５が設けられており、支持ブロック４と下側支持部材５とは、上端を支持ブロック４に、下端を下側支持部材５に固定された支柱６によって互いに連結されている。

真空チャンバ１を形成するもう一方の部材である下側ハウジング部材３の下面には、例えばエアシリンダ装置のような駆動装置７が枢着されている。駆動装置７は、上側ハウジング部材２および下側ハウジング部材３を互いに密封係合および分離するための駆動手段を形成する。

下側ハウジング部材３が上記駆動装置７によって上昇されると、上側ハウジング部材２と下側ハウジング部材３との周縁部どうしが密封係合し、真空チャンバ１内部は密封状態となる。この状態で、真空チャンバ１に設けた排気口から排気装置によって内部空気を排気すると、上下のハウジング部材２，３によって囲まれた真空チャンバ１内の空間（第１の空間）Ｓ（図５参照）を減圧状態にすることができる。一方、上記駆動装置７によって下側ハウジング部材３を下降させると、上下のハウジング部材２，３は互いに分離し、基板８の出入口用の開口部９が形成される。

真空チャンバ１内には、上側加圧ブロック１０と下側加圧ブロック１１とが配置されている。これら上下の加圧ブロック１０，１１は、後述する一対のフィルムベルトを介して基板を挟持し加圧するための加圧部材を構成する。
上側加圧ブロック１０は、ヒータ（図示せず）を有しており、上側ハウジング部材２に取り付けられている。上側加圧ブロック１０の基板８に対向する面、すなわち加圧面側には、加圧面が平滑な剛体の加圧板（図示せず）が取り付けられている。

下側加圧ブロック１１もまた、ヒータ（図示せず）を有しており、基板８に対向する面すなわち加圧面側には、加圧面が平滑な剛体の加圧板（図示せず）が取り付けられている。上側加圧ブロック１０が上側ハウジング部材２に取り付けられているのとは異なり、下側加圧ブロック１１は下側ハウジング部材３には取り付けられてはいない。

下側支持部材５上には、例えば油圧シリンダ装置のような駆動装置１２が設けられており、下側加圧ブロック１１は、下側ハウジング部材３を貫通して延びる駆動装置１２のロッド１３の上端に取り付けられている。下側ハウジング部材３とロッド１３の間には封止手段１４が設けられているので、ロッド１３は下側ハウジング部材３を密封状態で貫通して延びることになり、真空チャンバ１の機密性を保つことができる構造となっている。駆動装置１２を作動させることにより、上側加圧ブロック１０と下側加圧ブロック１１とは相対的に近接および離反することができる。

駆動装置７と駆動装置１２とは、互いに独立して作動可能な別手段とすることができる。
真空積層装置の真空積層部Ｐの前後には、フィルムベルト巻出し部１５およびフィルムベルト巻取り部１６が配置されている。フィルムベルト巻出し部１５およびフィルムベルト巻取り部１６は、基板８を間に保持して搬送するための上下一対のフィルムベルト１７および１８の巻き出しおよび巻き取りを行う。フィルムベルト１７および１８は、上側および下側ハウジング部材２および３が互いに分離して開いた状態の真空チャンバ１を貫通して延びるように配置されている。仮固定されたフィルム状材料を表面に保持した基板８は、ローラコンベア１９により前工程からフィルムベルト巻出し部１５へと運ばれ、フィルムベルト１７および１８間に投入される。フィルムベルト巻出し部１５において回転抵抗力が与えられた状態で、フィルムベルト巻取り部１６において巻き取り作動が行われることによって、適切な張力を与えられながら長手方向に走行するフィルムベルト１７および１８は、該フィルムベルト間に保持した基板８を、開口部９を介して真空チャンバ１内へと搬入することができる。同様にして、基板８を真空チャンバ１から搬出することができる。搬出された基板８はローラコンベア２０によって次工程へと搬送される。フィルムベルト巻出し部１５とフィルムベルト巻取り部１６との間には、適切な位置にフィルムベルトの案内としてローラ２１が複数設けられている。このように、フィルムベルト１７、１８、フィルム巻出し部１５、ローラ２１およびフィルム巻取り部１６は、フィルム状材料を表面に保持した基板８を真空積層部Ｐに対して搬入および搬出するための基板搬送機構を形成する。

図２および図３を用いて本発明の一実施例における装置構成を説明する。
図２は、本発明の一実施例における真空積層部の側面図であり、一部断面をとってある。
また図３は、図２の矢視部における断面図を示したものである。

図３に示すように、下側加圧ブロック１１の外縁部２３の内側には、例えばゴムのような弾性材料でできた下側挟持部材２５が、基板８の周囲を取り囲むようにして、下側加圧ブロック１１の外縁部２３の全周にわたって環状に取り付けられている。同様にして、上側加圧ブロック１０の外縁部２２の内側には、例えばゴムのような弾性材料でできた上側挟持部材２４が、基板８の周囲を取り囲むようにして、上側加圧ブロック１０の外縁部２２の全周にわたって環状に取り付けられている（図２参照）。この実施態様において、真空チャンバ１内で上下の加圧ブロック１０，１１にそれぞれ設けられた上下の挟持部材２４，２５は、基板８の周囲にて一対のフィルムベルト１７，１８を互いに密着させることにより一対のフィルムベルト１７，１８間に基板８が封入された閉空間３０（図６参照）を形成するための封入手段を構成する。

上側挟持部材２４，および下側挟持部材２５は、径方向外向きに開いたＶ字形をした断面形状を有している。上側挟持部材２４，および下側挟持部材２５の一辺部分２４ａ、２５ａは、水平状態で上下の加圧ブロック１０，１１に取り付けられているため、他辺部分２４ｂ、２５ｂは、フィルムベルト１７，１８に向かうにつれて外方に拡がるように斜めに延びている。具体的には、上側加圧ブロック１０に取り付けられた上側挟持部材２４の他辺部分２４ｂは、上側加圧ブロック１０の外縁部２２から下方かつ外方に延び、下側加圧ブロック１１に取り付けられた下側挟持部材２５の他辺部分２５ｂは、下側加圧ブロック１０の外縁部２３から上方かつ外方に延びている。

また、上下の加圧ブロック１０、１１の、それぞれ上下挟持部材２４、２５に囲まれた範囲内には、上下の加圧ブロック１０、１１のそれぞれを貫通する少なくとも一つのの孔２６、２７が設けられている。孔２６，２７は、挟持部材２４，２５と、加圧ブロック１０，１１と、加圧ブロック１０，１１の加圧面にそれぞれ対向するフィルムベルト１７，１８の外表面とによって囲まれた空間（第２の空間）２８，２９（図６参照）と、真空チャンバ１内の第１の空間Ｓとを連通可能な通路を構成する。
次に図４ないし図８に基づいて、本発明の一実施例における動作を説明する。
図４ないし図８は、本発明の一実施例における真空積層部の側面図であり、一部断面をとってある。
まず、上下ハウジング部材２、３が離反し、基板出入口用の開口部９を通じて、フィルム状材料を表面に保持した基板８を一対のフィルムベルト１７、１８によって、間に保持された状態で、真空チャンバ１内にある上下加圧ブロック１０，１１間の所定の位置に搬入する（図４）。

次に、下側ハウジング部材３が駆動装置（図１における駆動装置７に相当）によって上昇され、上側ハウジング部材２と下側ハウジング部材３との周縁部どうしが密封係合し、真空チャンバ１内部を密封状態とした後に真空チャンバ１内の第１の空間Ｓを排気手段（図示せず）によって排気し所定の圧力まで減圧する（図５）。

そして、下側加圧ブロック１１を駆動装置（図１における駆動装置１２に相当）によって、所定の位置まで上昇させる。
上下加圧ブロック１０，１１が互いに近接した状態で上下加圧ブロック１０，１１に備えられたヒータ（図示せず）によって基板８が加熱されると同時に、上下加圧ブロック１０，１１にそれぞれ設けられた上側挟持部材２４および下側挟持部材２５の他辺部分２４ｂ、２５ｂの先縁がフィルムベルト１７，１８を上下方向から挟持する（図６）。

上側挟持部材２４および下側挟持部材２５はそれぞれ上側加圧ブロック１０および下側加圧ブロック１１の外縁部２２，２３の全周にわたって環状に取り付けられているため、この状態で上側加圧ブロック１０、上側挟持部材２４および上側フィルムベルト１７により囲まれた空間２８と、下側加圧ブロック１１、下側挟持部材２５および下側フィルムベルト１８により囲まれた空間２９と、上下フィルムベルト１７，１８間の閉空間３０とがそれぞれ形成される。

所定の温度まで基板８が加熱され、基板に保持されたフィルム状材料が十分に軟化した後に、給気装置によって給気口から真空チャンバ１に一定量の空気が供給されると、真空チャンバ１内の第１の空間Ｓの圧力は所定の圧力まで上昇する。

これによって、真空チャンバ１内の第１の空間Ｓに孔２６、２７を介して連通する第２の空間２８、２９内の圧力は、第１の空間Ｓ内の圧力と同様、所定の値まで上昇し、閉空間３０内の圧力に比べて相対的に高い圧力となる。したがって、孔２６，２７と給気装置および給気口とは、真空チャンバ１内にて閉空間３０外部の圧力を内部の圧力より高くするための圧力差発生手段を構成する。

この第２の空間２８、２９内と閉空間３０内との圧力差により、フィルム状材料を保持した基板８は、上下フィルムベルト１７，１８によって加圧される。
この場合、可撓性のフィルムベルト１７，１８を用いた空気圧による加圧なので、剛体の平板による加圧のように圧力伝播方向が一方向だけではなく全方向であるために、フィルム状材料を基板の凹凸に追従して気泡なく埋込むことができる（図７）。

さらに、上下の加圧ブロック１０，１１を駆動装置によって近接させ、上下の加圧ブロック１０，１１に取り付けられた剛体の加圧板の平滑な加圧面が基板８を挟持して加圧することによって、別途平坦化工程を設けることなくフィルム状材料表面を平坦化することが可能である（図８）。

また、上下の加圧ブロック１０，１１が基板８を挟持して加圧するに至るまでの間に、弾性材料でできた上側挟持部材２４，および下側挟持部材２５の他辺部分２４ｂ、２５ｂはそれぞれ一辺部分２４ａ、２５ａに向けて変形する。

そのため、他辺部分２４ｂ、２５ｂは、フィルムベルト１７，１８を挟持したまま、閉空間３０内におけるフィルムベルト全体に外向きの張力を与えることができ、それによって、フィルムベルトに発生する「しわ」、「たるみ」を抑えることができる。

その結果、加圧ブロックで加圧する際に、より確実にフィルム状材料表面を平坦化することができる。
また、図６の状態のように、弾性材料でできた上側挟持部材２４および下側挟持部材２５の他辺部分２４ｂ、２５ｂがそれぞれ一辺部分２４ａ、２５ａに向けて変形し、前述したように上下フィルムベルトに外向きの張力が与えられ、上下フィルムベルトが伸張されることによって、上下フィルムベルトの間隙が小さくなり、上下フィルムベルト自身がフィルム状材料を基板に押さえつけるようになる。その結果、フィルム状材料と基板の密着性が向上し、フィルム状材料への熱伝導がより良くなり、速くフィルム状材料を軟化させることができ、生産性が向上する。

挟持部材２４，２５を構成する弾性材料としては、ゴム以外の材料を使用することもできる。また、第２の空間２８，２９、および閉空間３０を形成できるのであれば、図１０に示すような断面形状を有する挟持部材２５‘を採用しても良い。さらに、挟持部材はフィルムベルトに外向きの張力を与える形状でなくても良いし、図９および図１０に示すように上側加圧ブロックのみまたは下側加圧ブロックのみに取り付けても良い。挟持部材を上下加圧ブロックの一方のみに取り付けた場合、他方の挟持部材に代わる挟持手段は、一方の挟持部材に対向する加圧ブロックの面によって構成されることになる。

図示実施態様では、挟持部材２４，２５を上下の加圧ブロック１０，１１の少なくとも一方に取り付け、加圧ブロックの駆動力によって、上下フィルムベルトが挟持されることで第２の空間２８，２９および閉空間３０を形成したが、これに限定されるものではない。加圧ブロックに関係なく、第２の空間２８，２９、および閉空間３０を形成するための封止手段を別途設けてもよい。

また、第２の空間２８，２９と閉空間３０との間に圧力差を発生させるために、別途真空チャンバ１の外部から第２の空間２８、２９に加圧空気を導入しても良いし、第２の空間２８，２９と閉空間３０との間に圧力差を生じさせる他の適当な手段を当業者は任意選択することができる。

また、上述実施態様では、上下挟持部材が上下加圧ブロックの外縁部の全周にわたって連続して環状に配置されたものを説明したが、第２の空間２８，２９および閉空間３０内を必要な範囲の時間にわたって必要な範囲の圧力値に維持できるのであれば、完全な密閉性を要求することなく、例えば図１１に示すように上下挟持部材を不連続な状態で環状に配置しても良い。

本発明による真空積層方法においては、まず準備段階として、フィルム状材料を基板８に重ねて仮固定する。この過程は通常のラミネータを用いて行うことができる。
次に、表面に仮固定されたフィルム状材料を保持した基板８を、可撓性の上下一対のフィルムベルト１７，１８間に投入する。間に基板８を保持したフィルムベルト１７，１８を、長手方向に走行させ、開口部９を通して基板８を真空チャンバ１内の所定位置へと搬送する（図４）。

続いて、下側ハウジング部材３を駆動装置によって上昇させて上側ハウジング部材２と密封係合させ、真空チャンバ１内部の第１の空間Ｓを密封状態とする（図５）。その後、第１の空間Ｓを排気手段によって排気する。それにより、基板８の周辺雰囲気を所定の圧力まで減圧する。

第１の空間Ｓが減圧された状態で、下側加圧ブロック１１を駆動装置により所定位置まで上昇させ、上側加圧ブロック１０と近接させる（図６）。これによって、上下加圧ブロック１０，１１にそれぞれ設けられた上下の挟持部材２４，２５が上下のフィルムベルト１７，１８を基板８の周囲にて挟持し、互いに密着させ、上下一対のフィルムベルト１７，１８間に、基板８が封入された閉空間３０を形成すると同時に、上下加圧ブロック１０，１１に備えられたヒータによって、基板８はフィルム状材料とともに、所定の温度まで加熱される。

基板８に保持されたフィルム状材料が加熱されて十分に軟化した後、給気装置によって給気口から真空チャンバ１の第１の空間Ｓ内に一定量の空気を供給することによって、真空チャンバ１内の第１の空間Sの圧力は所定の圧力まで上昇する。その結果、上下の加圧ブロック１０，１１に設けられた孔２６，２７を介して第１の空間Ｓと連通している第２の空間２８，２９もまた、第１の空間Ｓと同じ圧力値にまで上昇する。これにより、閉空間３０の内部の圧力よりも、閉空間３０外部の圧力の方が高くなり、フィルム状材料が仮固定された基板８は、上下一対のフィルムベルト１７，１８によって加圧されることになる（図７）。可撓性のフィルムベルト１７，１８を用いた空気圧による加圧のため、押圧される可撓性のフィルムベルト１７，１８は、基板８の凹凸形状にならうように変形し、基板８上のフィルム状材料に圧力を全方向から伝播することができる。その結果、フィルム状材料は基板８の穴や凹みに気泡を残すことなく埋め込まれる。

最後に、下側加圧ブロック１１をさらに上昇させることによって、上下加圧ブロック１０，１１にそれぞれ設けられた剛体の加圧板の平滑な加圧面により、フィルムベルト１７，１８を介して基板８を挟持し、加圧する（図８）。前過程における可撓性フィルムベルト１７，１８による基板８の加圧によって生じるかも知れない、フィルム状材料の外表面における凹凸形状は、剛体の加圧板の平滑な加圧面による本過程の加圧により平坦化される。

このように、基板８上のフィルム状材料表面の平坦化は、別工程を設けることなく行うことができる。
また、閉空間３０外部の圧力を内部の圧力より高くすることで基板を一対のフィルムベルト１７，１８によって加圧する過程と、上下の加圧ブロック１０，１１によって基板８を挟持して加圧する過程との間に、閉空間３０外部の圧力を所定の圧力まで再度減圧する過程を設けても良い。こうすることにより、上下加圧ブロック１０，１１とフィルム状材料との間に介在する空気がより少なくなるため、積層後のフィルム表面の平坦性をより向上させることができる。

本発明による真空積層装置の一実施例の側面図であり、一部断面をとってある。 本発明による真空積層装置の一実施例における真空積層部の詳細側面図であり、一部断面をとってある。 図２矢印部における矢視方向への断面図である。 本発明による真空積層装置の一実施例における真空積層部の詳細側面図であり、フィルム状材料を基板に埋込む過程を段階的に示す最初の過程の図であり、一部断面をとってある。 本発明による真空積層装置の一実施例における真空積層部の詳細側面図であり、フィルム状材料を基板に埋込む過程を段階的に示す第２段階の図であり、一部断面をとってある。 本発明による真空積層装置の一実施例における真空積層部の詳細側面図であり、フィルム状材料を基板に埋込む過程を段階的に示す第３段階の図であり、一部断面をとってある。 本発明による真空積層装置の一実施例における真空積層部の詳細側面図であり、フィルム状材料を基板に埋込む過程を段階的に示す第３段階の図であり、一部断面をとってある。 本発明による真空積層装置の一実施例における真空積層部の詳細側面図であり、フィルム状材料を基板に埋込む過程を段階的に示す第４段階の図であり、一部断面をとってある。 本発明による真空積層装置の別の実施例における真空積層部の詳細側面図であり、一部断面をとってある。 本発明による真空積層装置のさらに別の実施例における真空積層部の詳細側面図であり、一部断面をとってある。 本発明による真空積層装置の別の実施例における図２矢印部における矢視方向への断面図である。

符号の説明

１ 真空チャンバ、２ 上側ハウジング部材、３ 下側ハウジング部材、４ 支持ブロック、５ 下側支持部材、６ 支柱、７ 駆動装置、８ 基板、９ 開口部、１０ 上側加圧ブロック、１１ 下側加圧ブロック、１２ 駆動装置、１３ ロッド、１４ 封止手段、１５ フィルムベルト巻出し部、１６ フィルムベルト巻取り部、１７ 上側フィルムベルト、１８ 下側フィルムベルト、１９ ローラコンベア、２０ ローラコンベア、２１ ローラ、２２ 上側加圧ブロックの外縁部、２３ 下側加圧ブロックの外縁部、２４ 上側挟持部材、２５ 下側挟持部材、２４ａ 上側挟持部材の一辺部分、２４ｂ 上側挟持部材の他辺部分、２５ａ 下側挟持部材の一辺部分、２５ｂ 下側挟持部材の他辺部分、２６ 孔、２７ 孔、２８ 第２の空間、２９ 第２の空間、３０ 閉空間、Ｐ 真空積層部、Ｓ 第１の空間。

Claims (11)

1. フィルム状材料を基板に積層、埋込み、さらに基板上のフィルム状材料を平坦化するための真空積層装置であって、
   互いに密封係合および分離可能な上側および下側ハウジング部材を有する真空チャンバと、
   前記上側および下側ハウジング部材を互いに密封係合および分離させるための駆動手段と、
   前記上側および下側ハウジング部材によって囲まれた、前記真空チャンバ内の第１の空間を減圧するための減圧手段と、
   可撓性の上下一対のフィルムベルトにして、フィルム状材料を表面に保持した基板を間に保持して長手方向に走行可能な上下一対のフィルムベルトを有し、該一対のフィルムベルトを、互いに分離した状態の前記上側および下側ハウジング部材間に形成される開口部を通して走行させることにより前記基板を前記真空チャンバに対して搬入および搬出するための基板搬送機構と、
   前記真空チャンバ内に設けられた上側および下側加圧部材にして、前記一対のフィルムベルトを介して前記基板を挟持し加圧するための加圧面が平滑な剛体からなる上側および下側加圧部材と、
   該上側および下側加圧部材のうち少なくとも一方を他方に対して近接および離反させるための駆動手段と、
   前記基板および前記フィルム状材料を加熱するための加熱手段と、
   前記真空チャンバ内に設けられた封入手段にして、前記基板の周囲にて前記一対のフィルムベルトを互いに密着させることにより、前記一対のフィルムベルト間に前記基板が封入された閉空間を形成するための封入手段と、
   前記真空チャンバ内にて前記閉空間外部の圧力を内部の圧力より高くするための、圧力差発生手段と、
   を備える真空積層装置。
2. 請求項１に記載の真空積層装置において、
   前記上側および下側ハウジング部材を互いに密封係合および分離させるための前記駆動手段と、前記上側および下側加圧部材のうち少なくとも一方を他方に対して近接および離反させるための前記駆動手段とがそれぞれ独立して作動可能な別手段であることを特徴とする、真空積層装置。
3. 請求項１または２に記載の真空積層装置において、
   前記封入手段が、前記一対のフィルムベルトを上下方向から挟んで互いに密着させるための一対の挟持手段を含んでいることを特徴とする、真空積層装置。
4. 請求項３に記載の真空積層装置において、
   前記一対の挟持手段が前記一対のフィルムベルトを上下方向から挟んだときに、該一対の挟持手段の少なくとも一方が、前記閉空間内における前記フィルムベルト全体に外向きの張力を加えるごとくなされていることを特徴とする、真空積層装置。
5. 請求項３または４に記載の真空積層装置において、
   前記一対の挟持手段の一方が、弾性を有する部材によって構成され、前記一対の挟持手段の他方が、前記弾性を有する部材に対向する面によって構成されていることを特徴とする真空積層装置。
6. 請求項３または４に記載の真空積層装置において、
   前記一対の挟持手段の双方が、弾性を有する部材によって構成されていることを特徴とする真空積層装置。
7. 請求項５または６に記載の真空積層装置において、
   前記弾性を有する部材が、前記基板の周囲を取り囲むことができるように環状に配置されており、且つ、前記一対のフィルムベルトに向かうにつれて外方に拡がるように延びる部分を有していることを特徴とする、真空積層装置。
8. 請求項３ないし７のいずれかに記載の真空積層装置において、
   前記一対の挟持手段のうち少なくとも一方が、前記上側または下側加圧部材に設けられていることを特徴とする真空積層装置。
9. 請求項８に記載の真空積層装置において、
   前記一対の挟持手段のうち前記少なくとも一方と、該少なくとも一方の挟持手段が設けられた前記上側または下側加圧部材の前記加圧面と、該加圧面に対向する前記フィルムベルトの外表面とによって囲まれた第２の空間と、前記真空チャンバ内の前記第１の空間とを連通可能な通路が、前記少なくとも一方の挟持手段が設けられた前記上側または下側加圧部材に設けられていることを特徴とする、真空積層装置。
10. フィルム状材料を基板に積層、埋め込み、さらに基板上のフィルム状材料を平坦化するための真空積層方法であって、
    フィルム状材料を基板に重ねて該基板に仮固定する過程と、
    前記フィルム状材料が仮固定された前記基板を可撓性の上下一対のフィルムベルトの間に保持させ、該一対のフィルムベルトを長手方向に走行させることにより前記基板を所定の位置まで搬送する搬送過程と、
    前記所定の位置にて前記基板の周辺雰囲気を所定の圧力まで減圧する過程と、
    前記フィルム状材料とともに前記基板を所定の温度まで加熱する過程と、
    減圧された雰囲気中で、前記基板の周囲にて前記上下一対のフィルムベルトを互いに密着させることにより、該上下一対のフィルムベルト間に前記基板が封入された閉空間を形成する過程と、
    該閉空間外部の圧力を内部の圧力より高くすることで、前記フィルム状材料が仮固定された前記基板を、前記上下一対のフィルムベルトによって加圧する過程と、
    前記基板の表裏面にそれぞれ対向して設けられた一対の加圧部材にして、それぞれの加圧面が平滑な剛体からなる一対の加圧部材によって、前記一対のフィルムベルトを介して前記基板を挟持して加圧する過程と、
    を備える、真空積層方法。
11. 請求項１０に記載の真空積層方法であって、
    前記可撓性の上下一対のフィルムベルトによって前記基板を加圧する前記過程と、前記加圧面が平滑な剛体からなる前記一対の加圧部材によって前記基板を加圧する前記過程との間に、前記閉空間外部の圧力を所定の圧力まで再度減圧する過程をさらに備える、真空積層方法。
    

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