JP2008036995A - 低圧熱圧着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 多層化されたプリント配線基板を、低圧で、高い位置決め精度で、被着体の凹凸に対して接着フィルムの良好な埋め込み性と接着性を有して熱圧着できる熱圧着装置を提供することにある。
【解決手段】接着フィルムにより少なくとも２つの被着体を熱圧着するため、所定の溶融粘度を有する薄膜Ａステージ樹脂フィルムを介して低圧で熱圧着する熱圧着装置を提供する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、多層配線基板を製造するため複数の被着体を熱圧着する熱圧着装置に関し、特に、所定の温度及び真空圧の条件の下、低圧で熱圧着可能な熱圧着装置に関する。

近年、半導体ＩＣの高速・高集積化、メモリの大容量化や、電子機器の小型化、軽量化、薄型化などが急速に進展し、それに伴いプリント配線基板に要求される特性もますます多様化しかつ精密化されたものが要求されている。

ここで、プリント配線基板やその材料として用いられる銅張積層板などの積層板は、一般に、紙やガラスクロスなどの基材に、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を溶剤に分散または溶解させた樹脂ワニスを含浸させ、次いで乾燥させて半硬化状態としたプリプレグを用いて製造されている。

具体的には、銅張積層板は、一般に、プリプレグの片面もしくは両面に銅箔を重ね合わせ、これを加熱加圧して、プリプレグの樹脂を硬化させることにより製造され、多層銅張積層板は、両面に回路パターンが形成された内層回路板の片面もしくは両面にプリプレグを介して銅箔を重ね合わせ、これを加熱加圧して、プリプレグの樹脂を硬化させることにより製造される。そして、製造された銅張積層板や多層銅張積層板の銅箔に、パターニングを行い、所望の配線パターンを形成することにより、多層化されたプリント配線基板が製造される。

多層化されたプリント配線基板の製造においては、プリプレグ内における気泡の残存を防止するため、加熱加圧の際における圧力制御は、初期には低圧とし、その後、プリプレグの樹脂が溶融する過程で高圧とする２段方式が一般に用いられている。
（社）プラスチック成形加工学会編 「先端成形加工技術」 シグマ出版 １９９９年１２月２５日

しかしながら、このような従来の圧力制御方式では、樹脂の溶融から樹脂が硬化して冷却するまで高圧で加圧されるため、熱硬化以前に、精確な位置合わせを可能とする簡易な熱圧着装置が求められていた。また、従来、熱圧着するためにも、接着フィルムとしてＢステージ樹脂フィルムを用いて多層化されたプリント配線基板を高圧で加圧する必要があることから、装置が大型化し、装置の設置スペース、作業スペース、装置を稼動させるための動力エネルギーも要し、その結果、稼動費用も高くなるという問題も生じていた。さらに、装置が大型化すると、装置を稼動させるための構造も複雑になるという問題も生じていた。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、第１の目的は、多層化されたプリント配線基板を低圧で熱圧着できる装置を提供することである。第２の目的は、位置決め精度が高く、被着体である基板の凹凸に対して接着フィルムの良好な埋め込み性と接着性を有した多層化されたプリント配線基板を熱圧着できる装置を提供することである。また、第３の目的は、多層化されたプリント配線基板を低圧で熱圧着できることから、小型化された装置を提供することである。第４の目的は、省スペースかつ省エネルギー、そして、稼動費用も安価にすることができる多層化されたプリント配線基板を熱圧着できる装置を提供することである。さらに、第５の目的は、装置の構造が複雑ではない多層化されたプリント配線基板を熱圧着できる装置により、プリント配線基板の設計変更にも柔軟に対応できるプリント配線基板を熱圧着できる装置を提供することである。

以上のような目的を達成するため、本発明に係る装置においては、接着フィルムにより少なくとも２つの被着体を熱圧着するため、所定の溶融粘度を有する薄膜Ａステージ樹脂フィルムを介して低圧で熱圧着する。

具体的には、本発明に係る装置は、
所定の温度及び真空圧の下、少なくとも２つの被着体を所定の接着フィルムを介して被加工物として、低圧で熱圧着する装置であって、
前記接着フィルムは、所定の溶融粘度を有する薄膜Ａステージ樹脂フィルムである、
ことを特徴とする。

上述した発明によれば、所定の温度及び真空圧の下、少なくとも２つの被着体を所定の接着フィルムを介して被加工物として、低圧で熱圧着することから、高圧による熱圧着を必要とせず、熱圧着する装置を小型化することが可能となるため、軽量、コンパクト、さらにはポータブルな熱圧着装置とすることができるとともに、装置の設置スペース及び作業スペースに関して省スペース化が可能となる。また、高圧による熱圧着の場合と比較して、低圧による熱圧着の場合は、装置を稼動させるための電力等の動力エネルギーも低減することが可能となるため、省エネルギーかつ稼動費用も安価にすることができる。さらに、装置が小型化することにより、熱圧着のための構造も簡易なものとすることが可能となり、プリント配線基板の設計変更に対しても柔軟に対応できるとともに、作業性をも向上させることができる。

また、所定の温度及び真空圧の下、低圧で熱圧着し、接着フィルムが所定の溶融粘度を有する薄膜Ａステージ樹脂フィルムであることから、流れ性が良いため、高圧による熱圧着を行うことなく低圧の熱圧着により、基板の凹凸に対して接着フィルムの良好な埋め込み性と後工程である熱硬化工程により良好な接着性を有する多層化されたプリント配線基板を熱圧着できる。さらに、接着フィルムとして薄膜Ａステージ樹脂フィルムを用いていることから、被着体への貼り付けが容易に行えるだけでなく、熱圧着後の接着フィルムもＡステージ状態である場合は剥離も容易に行うことができる。

なお、真空圧の下、熱圧着することから、被着体と接着フィルムとの間に存在する空気を抜くことが可能となり、被着体と接着フィルムとを密着して熱圧着することができる。

ここで、「被着体」とは、ガラス基板、ガラスエポキシ基板、フェノール基板、ＢＴ（Bismaleimide Triazine）基板、ポリイミド基板、セラミック基板等のプリント配線基板と、銅やアルミニウム等の金属箔、ポリエステル、ポリエチレン、ＰＥＴ等の樹脂キャリアフィルム等の支持体とをいう。

「接着フィルム」とは、接着フィルムを介して被着体同士を熱圧着した後、所定の温度の下、熱硬化させて被着体同士を接着する熱硬化性樹脂のフィルムをいう。具体的には、熱圧着された被加工物の接着フィルムは、後工程の熱硬化工程により、半硬化の状態で、溶剤に膨潤して、加熱することにより軟化するＢステージ状態、さらには、完全硬化の状態で、溶剤に不溶で、加熱しても不融のＣステージ状態にすることにより、接着フィルムを介して被着体を接着する。

また、「Ａステージ樹脂フィルム」とは、架橋反応開始前の熱硬化性樹脂のフィルムをいい、具体的には、熱硬化樹脂が未硬化の状態で、溶剤に可溶で、加熱することにより溶融する状態にある樹脂フィルムをいい。例えば、エポキシ樹脂組成物等を含む所定の樹脂組成物を、溶剤で希釈してワニスとし、これを被着体、例えば支持体の表面に塗布して乾燥させた未硬化フィルムをいう。ワニスとして使用可能な「溶剤」は、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、更に、トルエン、キシレン等の芳香族溶剤、ジオクチルフタレート、ジブチルフタレート等の高沸点溶媒等が挙げられる。さらに、接着フィルムを、支持体から剥離したフィルムの形態として用いる場合、支持体はシリコーン化合物等で離型処理されていることが好ましい。

さらに、接着フィルム、特にＡステージ樹脂フィルムの接着フィルムは、熱圧着温度における溶融粘度が低すぎる場合、樹脂が流れ出して被着体間を所定の厚さで熱圧着できないため、精確な位置合わせをすることができず、一方、熱圧着温度における溶融粘度が高すぎる場合、所定の厚さで熱圧着することができないが、熱圧着温度における所定範囲内の溶融粘度である場合、被着体に対する良好な埋め込み性と位置合わせ精度とを有する熱圧着を低圧で行うことができる。

本発明に係る装置として、被着体は少なくとも１つの枚葉の被着体を含む、ことが好ましい。

上述した発明によれば、被着体は少なくとも１つの枚葉の被着体を含むことから、小型化された熱圧着装置により、接着フィルムを介して枚葉化された被着体をも熱圧着することが可能となる。従って、被加工物を多層化されたプリント配線基板として作製するまでには、かなりの時間を要する熱硬化や、必要な場合にはエッチング等の様々な工程を経る必要があるが、上述した発明によれば熱圧着後の段階で、被加工物の埋め込み性や位置決め精度を簡易かつ即時に確認することができる。この結果、多様な基板の設計変更に対しても柔軟に対応でき、試作等の段階で用いることができ、さらに量産時においても歩留りの向上を図ることが可能となる。

本発明に係る装置として、搬送補助フィルムを巻き出す第１ロール手段と、被加工物と搬送補助フィルムとが熱圧着された後に被加工物から搬送補助フィルムを巻き取る第２ロール手段と、被加工物と搬送補助フィルムとが熱圧着された後に搬送補助フィルムから被加工物を剥離する剥離手段とを備えるロール・ツー・ロール手段を有する、ことが好ましい。

上述した発明によれば、ロール・ツー・ロール手段を有することから、連続的にかつ高速に、被加工物を量産できるため、製造工程における熱圧着工程の短縮化、量産化、低コスト化等を実現することができる。

ここで、「搬送補助フィルム」とは、熱圧着後の被加工物を搬送するフィルムをいい、機械的強度特性、寸法安定性、透明性、光学特性、耐熱性、電気絶縁性、耐薬品性等の特性に優れた樹脂フィルムが好ましく、例えばＰＥＴ樹脂フィルムが挙げられる。

本発明に係る装置として、被着体は一の被着体と他の被着体とを含み、被加工物は、一の被着体が接着フィルムを介して他の被着体に密着して熱圧着され、一の被着体および／または他の被着体は被着体フィルムであり、被着体フィルムには、接着フィルムが所定の厚さで貼着されている、ことが好ましい。

上述した発明によれば、被着体フィルムには、接着フィルムが所定の厚さで貼着されていることから、接着フィルムの薄膜化により強度特性を失った接着フィルムに対しても被着体フィルムの強度特性により、フィルム状の被着体フィルムと接着フィルムとが一体となった熱圧着装置に対する連続的な供給が可能となる。従って、連続的に、被加工物を量産できるため、さらなる、製造工程における熱圧着工程の短縮化、量産化、低コスト化等を実現することができる。

本発明に係る装置として、少なくとも２つの被着体を接着フィルムを介して被加工物として、低圧で熱圧着する熱圧着手段を有し、熱圧着手段は、熱圧着手段と被加工物との間に、クッション部材を有し、クッション部材は、被加工物との間に鏡面仕上げされたプレートを有するとともに、クッション部材の内部に熱媒が充填されたときに、接着フィルムを介して被着体を密着して熱圧着させる、ことが好ましい。

上述した発明によれば、熱圧着手段と被加工物との間にプレートを介して被加工物を圧接するクッション部材を有することから、鏡面仕上げされたプレートの平面形状を保持したまま、多層化された被着体と接着フィルムと間の空気を抜き出させる動きが可能となるため、被着体と接着フィルムとを密着して圧着することができる。

本発明に係る装置として、クッション部材は、被加工物を圧接する第１クッション部材と、第１クッション部材と連結する熱媒の流路を有するとともに被加工物を圧接する第２クッション部材とを含み、熱媒は第１クッション部材から第２クッション部材の順に充填される、ことが好ましい。

上述した発明によれば、第１クッション部材と第２クッション部材とを有し、熱媒が第１クッション部材から第２クッション部材の順に充填されることから、中央部分から周縁部の方向に、あるいは、矩形の被着体の場合は長手方向に等、クッション部材側の鏡面仕上げされたプレートの平面形状を保持したまま、多層化された被着体と接着フィルムと間の空気を抜き出して被加工物を圧接できるため、被着体と接着フィルムとを密着して圧着することができる。

ここで、「熱媒」とは、非圧縮性の熱媒をいい、例えば、熱媒油をいう。熱媒として、熱媒油を用いた場合、被加工物の熱圧着温度に加熱された状態であっても液状を保てることから、熱媒が気化することがないため、被加工物に圧力を伝達でき、被着体と接着フィルムとを密着して圧着することができる。

本発明に係る装置として、少なくとも２つの被着体を接着フィルムを介して被加工物として、低圧で熱圧着する熱圧着手段を有し、熱圧着手段は一対のロール手段である、ことが好ましい。

上述した発明によれば、熱圧着手段が一対のロール手段であることから、さらに装置を小型化することが可能となるため、軽量、コンパクト、さらにはポータブルな熱圧着装置とすることができる。

上述した発明によれば、所定の温度及び真空圧の下、少なくとも２つの被着体を所定の接着フィルムを介して被加工物として、低圧で熱圧着することから、高圧による熱圧着を必要とせず、熱圧着する装置を小型化することが可能となるため、軽量、コンパクト、さらにはポータブルな熱圧着装置とすることができるとともに、装置の設置スペース及び作業スペースに関して省スペース化が可能となる。また、高圧による熱圧着の場合と比較して、低圧による熱圧着の場合は、装置を稼動させるための電力等の動力エネルギーも低減することが可能となるため、省エネルギーかつ稼動費用も安価にすることができる。さらに、装置が小型化することにより、熱圧着のための構造も簡易なものとすることが可能となり、プリント配線基板の設計変更に対しても柔軟に対応できるとともに、作業性をも向上させることができる。

また、所定の温度及び真空圧の下、低圧で熱圧着し、接着フィルムが所定の溶融粘度を有する薄膜Ａステージ樹脂フィルムであることから、流れ性が良いため、高圧による熱圧着を行うことなく低圧の熱圧着により、基板の凹凸に対して接着フィルムの良好な埋め込み性と後工程である熱硬化工程により良好な接着性を有する多層化されたプリント配線基板を熱圧着できる。さらに、接着フィルムとして薄膜Ａステージ樹脂フィルムを用いていることから、被着体への貼り付けが容易に行えるだけでなく、熱圧着後の接着フィルムもＡステージ状態である場合は剥離も容易に行うことができる。

さらに、接着フィルム、特にＡステージ樹脂フィルムの接着フィルムは、熱圧着温度における溶融粘度が低すぎる場合、樹脂が流れ出すため被着体間を所定の厚さで熱圧着できないため、精確な位置合わせをすることができず、一方、熱圧着温度における溶融粘度が高すぎる場合、所定の厚さで熱圧着することができないが、熱圧着温度における所定範囲内の溶融粘度である場合、被着体に対する良好な埋め込み性と位置合わせ精度とを有する熱圧着を低圧で行うことができる。

なお、真空圧の下、熱圧着することから、被着体と接着フィルムとの間に存在する空気を抜くことが可能となり、被着体と接着フィルムとを密着して熱圧着することができる。

図１〜図７を用いて、本発明の実施形態に係る熱圧着装置について、図面を参照しつつ説明する。本発明の実施形態に係る熱圧着装置は、接着フィルムにより少なくとも２つの被着体を熱圧着するため、熱圧着温度において所定の溶融粘度を有する薄膜Ａステージ樹脂フィルムを介して低圧で熱圧着するものである。なお、熱圧着後の接着フィルムはＡステージ状態の樹脂フィルムである。

図１は本発明の第１実施形態に係る熱圧着装置１００を示す概念図である。図２は本発明の第２実施形態に係る熱圧着装置２００を示す概念図である。図３は本発明の第３実施形態に係る熱圧着装置３００を示す概念図である。図４は本発明の第４実施形態に係る熱圧着装置４００を示す概念図である。図５は本発明の熱圧着装置の熱圧着手段１４０を示す概念図である。図６ａ及び図６ｂは熱圧着手段１４０のクッション部材１４６ｃを示す概念図である。図７は本発明の熱圧着装置の他の熱圧着手段５４０を示す概念図である。

＜＜熱圧着装置＞＞
＜第１実施形態＞
図１に示すように、第１実施形態に係る熱圧着装置１００は、被着体１１０、１１２、１１４を接着フィルム１２０、１２２を介して被加工物として熱圧着するため、一対の定盤１４２ａ、１４２ｂと、各定盤に設けられた鏡仕上げされたプレート１４４ａ、１４４ｂとからなる熱圧着手段１４０と、真空発生手段（図示しない）により真空状態で接着フィルムを介して被着体を熱圧着可能とするハウジング１５０とから構成されている。また、熱圧着手段１４０は、所定の温度で熱圧着するための加熱手段（図示せず）を有している。

被着体１１０、１１２、１１４と接着フィルム１２０、１２２とは、熱圧着手段１４０の定盤１４２ａ、１４２ｂに設けられたプレート１４４ａ、１４４ｂにより所定の温度で熱圧着されるため、一対のプレート１４４ａと１４４ｂとは被着体１１０、１１２、１１４と接着フィルム１２０、１２２とを挟んで対向するように設けられている。

ここで、接着フィルム１２０、１２２はＡステージ樹脂フィルムであることから、熱圧着温度における溶融粘度が低すぎる場合、樹脂が流れ出すため被着体間を所定の厚さで熱圧着できないため、精確な位置合わせをすることができず、一方、熱圧着温度における溶融粘度が高すぎる場合、所定の厚さで熱圧着することができないが、熱圧着温度における所定範囲内の溶融粘度である場合、被着体に対する良好な埋め込み性と位置合わせ精度とを有する熱圧着を低圧で行うことができる。

また、接着フィルムが所定範囲内の溶融粘度を有する薄膜Ａステージ樹脂フィルムであることから、流れ性が良いため、高圧による熱圧着を行うことなく低圧の熱圧着により、被着体の凹凸に対して接着フィルムの良好な埋め込み性と後工程である熱硬化工程により良好な接着性を有する多層化されたプリント配線基板を熱圧着できる。さらに、接着フィルムとして薄膜Ａステージ樹脂フィルムを用いていることから、被着体への貼り付けが容易に行えるだけでなく、熱圧着後の接着フィルムもＡステージ状態である場合は剥離も容易に行うことができる。

従って、所定の温度及び真空圧の下、接着フィルムを介して低圧で被着体同士を熱圧着することから、高圧による熱圧着を必要とせず、熱圧着する装置を小型化することが可能となるため、軽量、コンパクト、さらにはポータブルな熱圧着装置とすることができるとともに、装置の設置スペース及び作業スペースに関して省スペース化が可能となる。また、高圧による熱圧着の場合と比較して、低圧による熱圧着の場合は、装置を稼動させるための電力等の動力エネルギーも低減することが可能となるため、省エネルギーかつ稼動費用も安価にすることができる。さらに、装置が小型化することにより、熱圧着のための構造も簡易なものとすることが可能となり、プリント配線基板の設計変更に対しても柔軟に対応できるとともに、作業性をも向上させることができる。

なお、真空圧の下、熱圧着することから、被着体１１０等と接着フィルム１２０等との間に存在する空気を抜くことが可能となり、被着体１１０等と接着フィルム１２０等とを密着して熱圧着することができる。

また、被着体１１４とプレート１４４ｂとの間には、連続的に被加工物を作製できるように、搬送補助フィルム１３２が熱圧着装置１００に連続的に供給されている。搬送補助フィルム１３２は、搬送補助フィルム１３２を巻き出す搬送補助フィルム巻き出し部１３４と、熱圧着後の搬送補助フィルムを被加工物から図示しない剥離手段、例えばロール巻き取り手段やはつり手段等により剥離し、剥離した搬送補助フィルムを巻き取る搬送補助フィルム巻き取り部１３６とを有するロール・ツー・ロール手段１３０により、熱圧着装置１００に連続的に供給されている。従って、連続的にかつ高速に、被加工物を量産できるため、製造工程における熱圧着工程の短縮化、量産化、低コスト化等を実現することができる。なお、搬送補助フィルムとしては、特に限定するものではないが、機械的強度特性、寸法安定性、透明性、光学特性、耐熱性、電気絶縁性、耐薬品性等の特性に優れたＰＥＴ樹脂フィルムが好ましい。

ここで、第１実施形態の熱圧着装置１００で熱圧着される被着体は、枚葉の被着体１１０、１１２、１１４に対して、被着体１１０の被着体１１２側表面に接着フィルム１２０が、そして、被着体１１４の被着体１１２側表面に接着フィルム１２２が貼着されている。従って、小型化された熱圧着装置１００により、接着フィルム１２０、１２２を介して枚葉化された被着体１１０等を熱圧着することが可能となる。

従って、被加工物を多層化された基板として作製するまでには、かなりの時間を要する熱硬化や、必要な場合にはエッチング等の様々な工程を経る必要があるが、熱圧着後の段階で、被加工物の埋め込み性や位置決め精度を簡易かつ即時に確認することができる。この結果、多様な基板の設計変更に対しても柔軟に対応でき、試作等の段階で用いることができ、さらに量産時においても歩留りの向上を図ることが可能となる。なお、被着体１１２表面に接着フィルムを貼着することも可能であるが、熱圧着後の多層化された被加工物を薄型化するためには、被着体１１２表面に接着フィルムを貼着しないことが好ましい。

また、被着体１１４と搬送補助フィルム１３２との間には、接着フィルムが存在していない。従って、熱圧着後においても被加工物と搬送補助フィルム１３２とを容易に剥離することができる。

（実施例）
接着フィルムとして、ＷＯ２００５／１００４３５公報に開示したＡステージ樹脂フィルム、すなわち、（I）フェノール骨格とビフェニル骨格を有するノボラック型エポキシ樹脂、及び重量平均分子量が１０，０００〜２００，０００であり、かつ水酸基を有する二官能性直鎖状エポキシ樹脂よりなる群から選択される１種以上のエポキシ樹脂と、（II）フェノール性水酸基の少なくとも一部を脂肪酸でエステル化した変性フェノールノボラックと、場合により（III）イソシアナート化合物と、を含むワニスをＰＥＴフィルムに塗布し、９０℃で乾燥させたフィルムを採用した。上記フィルムの溶融粘度は、１００℃で１００Ｐａ・ｓ、１５０℃で１０００Ｐａ・ｓ、１８０℃で２８８５０Ｐａ・ｓであった。第１実施形態に係る熱圧着装置を用いて、装置内の真空圧が１ｔｏｒｒで、かつ、熱圧着温度が１００℃〜１８０℃の条件の下、０．０５ＭＰａ〜１．００ＭＰａの範囲の圧力で被着体１１０等を熱圧着させた結果、接着フィルムの厚さの設定が２〜９０μｍであっても、熱圧着後の接着フィルムがＡステージ状態のままで、かつ、被着体への良好な埋め込み性と位置合わせ精度とが実現できることを確認できた。

なお、本実施形態に係る装置による熱圧着は、接着フィルムである薄膜Ａステージ樹脂フィルムを熱硬化させるものではないことから、熱圧着は瞬時で完了するため、接着フィルムを熱硬化させない範囲であれば、さらに温度を高く設定することができる。また、本実施例において、１００℃以下の熱圧着温度における熱圧着を実施していないが、１００℃以下の熱圧着温度に対する溶融粘度を有するＡステージ樹脂フィルムを採用することで、さらに熱圧着温度を低くすることができる。

＜第２実施形態＞
図２に示すように、第２実施形態に係る熱圧着装置２００は、被着体２１０、２１２、２１４を接着フィルム２２０、２２２を介して被加工物として熱圧着するため、一対の定盤２４２ａ、２４２ｂと、各定盤に設けられた鏡仕上げされたプレート２４４ａ、２４４ｂとからなる熱圧着手段２４０と、真空発生手段（図示しない）により真空状態で被着体を熱圧着可能とするハウジング２５０とから構成されている。第１実施形態に係る熱圧着装置１００と同様に、熱圧着手段２４０は、所定の温度で熱圧着するための加熱手段（図示せず）を有している。

第１実施形態に係る熱圧着装置１００と第２実施形態に係る熱圧着装置２００と相違する点は、被着体２１０と２１４とがフィルム状であり、連続的に熱圧着装置２００に供給されていることである。そして、フィルム状の被着体２１０と２１４との被着体２１２側表面に接着フィルムが貼着され、連続的に熱圧着装置２００に供給可能に設けられていることである。従って、接着フィルムの薄膜化により強度特性を失った接着フィルムに対しても、被着体フィルムの強度特性により、連続的な薄膜接着フィルムの供給ができる。従って、接着フィルムの薄膜化により強度特性を失った接着フィルムに対しても被着体フィルムの強度特性により、フィルム状の被着体フィルムと接着フィルムとが一体となった熱圧着装置に対する連続的な供給が可能となる。従って、連続的に、被加工物を量産できるため、さらなる、製造工程における熱圧着工程の短縮化、量産化、低コスト化等を実現することができる。

なお、熱圧着装置２００は、連続的に熱圧着装置２００に薄膜接着フィルムを貼着した被着体フィルムを供給できるように、被着体フィルム２２０を巻き出す被着体フィルム巻き出し部２６０と、被着体フィルム２２２を巻き出す被着体フィルム巻き出し部２８０と、そして、熱圧着後の被加工物を巻き取る被加工物巻き取り部２９０とを有する。

ここで、被着体フィルム巻き出し部２６０、２８０は、接着フィルムが貼着された被着体フィルムが熱圧着装置２００に供給されるまでに、接着フィルムを被覆していた被着体である被覆フィルムを剥離する被覆フィルム巻き取り部２６２、２８２が設けられている。従って、被着体フィルム２２０、２２２の強度特性により、薄膜接着フィルム２１０、２１２を連続的に熱圧着装置２００に供給できる。

第２実施形態に係る熱圧着装置２００では、被加工物巻き取り部２９０により熱圧着後の被加工物を巻き取っているが、被加工物巻き取り部２９０に替えて、裁断手段を配設して所定の間隔で裁断することにより、所定寸法の枚葉化された熱圧着後の多層化被加工物を作製することができる。さらに、第２実施形態に係る熱圧着装置２００は、ロール・ツー・ロール手段２４０を備えていることから、連続的に、被加工物を作製することができる。

＜第３実施形態＞
図３に示すように、第３実施形態に係る熱圧着装置３００は、被着体３１０、３１２、３１４を接着フィルム３２０、３２２を介して被加工物として熱圧着するため、一対の定盤３４２ａ、３４２ｂと、各定盤に設けられた鏡仕上げされたプレート３４４ａ、３４４ｂとからなる熱圧着手段３４０と、真空発生手段（図示しない）により真空状態で被着体を熱圧着可能とするハウジング３５０とから構成されている。第１実施形態及び第２実施形態に係る熱圧着装置と同様に、熱圧着手段３４０は、所定の温度で熱圧着するための加熱手段（図示せず）を有している。

上述の実施形態に係る熱圧着装置１００、２００と第３実施形態に係る熱圧着装置３００と相違する点は、被着体３１０と３１４以外に３１２もフィルム状であり、連続的に熱圧着装置２００に供給可能であることである。従って、熱圧着装置３００に対する被着体及び接着フィルムの連続的な供給が可能となり、さらなる量産化が可能となる。

＜第４実施形態＞
図４に示すように、第４実施形態に係る熱圧着装置４００は、被着体４１０、４１２、４１４を接着フィルム４２０、４２２を介して被加工物として熱圧着するため、一対の定盤４４２ａ、４４２ｂと、各定盤に設けられた鏡仕上げされたプレート４４４ａ、４４４ｂとからなる熱圧着手段４４０と、真空発生手段（図示しない）により真空状態で被着体を熱圧着可能とするハウジング４５０とから構成されている。上述の実施形態に係る熱圧着装置と同様に、熱圧着手段４４０は、所定の温度で熱圧着するための加熱手段（図示せず）を有している。

第３実施形態に係る熱圧着装置３００と第４実施形態に係る熱圧着装置４００と相違する点は、被着体４１２に接着フィルム４２２が被着体４１４側表面に貼着され、被着体４１４には接着フィルムが貼着されていないことである。このように被着体フィルムと接着フィルムの積層順序を一律化することにより、何層にも多層化できるだけでなく、被着体フィルムと接着フィルムの圧着面を間違うことを防止することができる。

＜＜熱圧着手段＞＞
図５は、定盤１４２ａと、プレート１４４ａと、定盤１４２ａとプレート１４４ａとの間にクッション部材１４６ａとを備えた熱圧着手段１４０を示す概念図である。図５のように、定盤１４２ａと鏡面仕上げされたプレート１４４ａとの間に、クッション部材１４６ａを有することから、プレート１４４ａを介して、被着体１１０を接着フィルム１２０に熱圧着するだけでなく、鏡面仕上げされたプレート１４４ａの平面形状を保持したまま、多層化された被着体１１０等と接着フィルム１２０等と間の空気を抜き出させる動きが可能となり、被着体と接着フィルムとを密着して圧着することができる。

クッション部材１４６ａに充填される熱媒として、非圧縮性の熱媒、例えば、熱媒油を用いる。熱媒として、熱媒油を用いた場合、熱圧着温度に加熱された状態であっても液状を保てることから、熱媒が気化することがないため、多層化された被着体１１０等と接着フィルム１２０等と間の空気を抜き出して、被着体と接着フィルムとを密着して圧着することができる。

また、図６ａは、クッション部材１４６ｃを内部に備えるチャンバ１４５ｃを備えた定盤１４２ｃと、プレート１４４ｃと、定盤１４２ｃとプレート１４４ｃとの間にクッション部材１４６ｃとを備えた熱圧着手段１４０を示す概念図である。図６ｂは、熱圧着手段１４０のクッション部材１４６ｃの概念図である。

図６ａのように、クッション部材１４６ｃを内部に備えるチャンバ１４５ｃを備えた定盤１４２ｃとすることにより、クッション部材１４６ｃにより発生した圧力がプレート１４４ａ方向にのみ伝達することになるため、図５のクッション部材１４６ａと比較して、鏡面仕上げされたプレート１４４ａの平面形状を保持したまま、直接的に強い圧力によって、多層化された被着体１１０等と接着フィルム１２０等と間の空気を抜き出し、被着体と接着フィルムとを密着して圧着することができる。

また、図６ｂは、第１クッション部材１４７ｃと、第２クッション部材１４８ｃと、第１クッション部材１４７ｃと第２クッション部材１４８ｃとを連結する熱媒の流路１４９ｃと、からなるクッション部材１４６ｃを示す概念図である。本実施形態に係るクッション部材１４６ｃでは、図示しない熱媒供給手段により、熱媒は第１クッション部材１４７ｃから流路１４９ｃを介して第２クッション部材１４８ｃの順に充填される。

従って、鏡面仕上げされたプレート１４４ｃの平面形状を保持したまま、直接的に強い圧力によって、被着体と接着フィルムとを密着して圧着することができるだけでなく、プレート１４４ｃを介して、多層化された被着体１１０等と接着フィルムとの中央部分から周縁部の方向に空気を抜き出して、被着体と接着フィルムとを密着して圧着することができる。本実施形態においては、中央部分から周縁部の方向に、空気を抜き出せるようにしたが、矩形の被着体の場合は長手方向等に、鏡面仕上げされたプレート１４４ｃの平面形状を保持したまま、空気を抜き出して被加工物を圧接するようにすることもできる。

なお、クッション部材１４６ａ及び１４６ｃは、第１実施形態の熱圧着手段１５０に限定されず、第２実施形態の熱圧着手段２５０、第２実施形態の熱圧着手段３５０、第４実施形態の熱圧着手段４５０に適用することができる。

また、図７は、一対のロール機構からなる熱圧着手段５４０を示す概念図である。第３実施形態及び第４実施形態に係る熱圧着装置の熱圧着手段に替えて、熱圧着手段５４０を使用することにより、ロール・ツー・ロール手段３３０、４３０と、熱圧着装置３００、４００に連続的に被着体を供給できる被着体巻き出し部とを備えることから、図１〜図４のように、熱圧着を行うごとに熱圧着手段を開閉することを必要とせず、連続的に、熱圧着を行うことができる。この結果、熱圧着後の剥離も、熱圧着を行うごとに熱圧着手段を開閉する場合と比較して、制御機構も複雑なものとはならないため、さらなる熱圧着装置の小型化を図ることができ、軽量化、コンパクト化、ポータブル化を可能にする。

以上のとおり、本実施形態によれば、所定の温度及び真空圧の下、少なくとも２つの被着体を所定の接着フィルムを介して被加工物として、低圧で熱圧着することから、高圧による熱圧着を必要とせず、熱圧着する装置を小型化することが可能となるため、軽量、コンパクト、さらにはポータブルな熱圧着装置とすることができるとともに、装置の設置スペース及び作業スペースに関して省スペース化が可能となる。また、高圧による熱圧着の場合と比較して、低圧による熱圧着の場合は、装置を稼動させるための電力等の動力エネルギーも低減することが可能となるため、省エネルギーかつ稼動費用も安価にすることができる。さらに、装置が小型化することにより、熱圧着のための構造も簡易なものとすることが可能となり、プリント配線基板の設計変更に対しても柔軟に対応できるとともに、作業性をも向上させることができる。

また、所定の温度及び真空圧の下、低圧で熱圧着し、接着フィルムが所定の溶融粘度を有する薄膜Ａステージ樹脂フィルムであることから、流れ性が良いため、高圧による熱圧着を行うことなく低圧の熱圧着により、基板の凹凸に対して接着フィルムの良好な埋め込み性と後工程である熱硬化工程により良好な接着性を有する多層化されたプリント配線基板を熱圧着できる。さらに、接着フィルムとして薄膜Ａステージ樹脂フィルムを用いていることから、被着体への貼り付けが容易に行えるだけでなく、熱圧着後の接着フィルムもＡステージ状態である場合は剥離も容易に行うことができる。

さらに、接着フィルム、特にＡステージ樹脂フィルムの接着フィルムは、熱圧着温度における溶融粘度が低すぎる場合、樹脂が流れ出すため被着体間を所定の厚さで熱圧着できないため、精確な位置合わせをすることができず、一方、熱圧着温度における溶融粘度が高すぎる場合、所定の厚さで熱圧着することができないが、熱圧着温度における所定範囲内の溶融粘度である場合、被着体に対する良好な埋め込み性と位置合わせ精度とを有する熱圧着を低圧で行うことができる。

なお、真空圧の下、熱圧着することから、被着体と接着フィルムとの間に存在する空気を抜くことが可能となり、被着体と接着フィルムとを密着して熱圧着することができる。

更に、本発明に係る熱圧着装置は、上述の実施形態には限られず、その他様々な実施形態が含まれる。例えば、本発明に係る熱圧着装置は、熱圧着のみを実施するが、熱圧着の後工程である熱硬化工程までを実施する熱圧着と熱硬化とを一体化した装置とすることも可能であり、被着体に対する良好な埋め込み性と位置合わせ精度とを実現することができる。

本発明の第１実施形態に係る熱圧着装置１００を示す概念図である。 本発明の第２実施形態に係る熱圧着装置２００を示す概念図である。 本発明の第３実施形態に係る熱圧着装置３００を示す概念図である。 本発明の第４実施形態に係る熱圧着装置４００を示す概念図である。 本発明の熱圧着装置の熱圧着手段１４０を示す概念図である。 熱圧着手段１４０のクッション部材１４６ｃを示す概念図である。 熱圧着手段１４０のクッション部材１４６ｃを示す概念図である。 本発明の熱圧着装置の他の熱圧着手段５４０を示す概念図である。

符号の説明

１００、２００、３００、４００ 熱圧着装置
１１０、１１２、１１４ 被着体
１２０、１２２ 接着フィルム
１３０ ロール・ツー・ロール手段
１３２ 搬送補助フィルム
１３４ 搬送補助フィルム巻き出し部
１３６ 搬送補助フィルム巻き取り部
１４０ 熱圧着手段
１４２ａ 定盤
１４４ａ プレート
１４５ｃ チャンバ
１４６ａ クッション部材
１４６ｃ クッション部材
１４７ｃ 第１クッション部材
１４８ｃ 第２クッション部材
１４９ｃ 流路
１５０ ハウジング
２１０、２１２、２１４ 被着体
２２０、２２２ 接着フィルム
２３０ ロール・ツー・ロール手段
２３２ 搬送補助フィルム
２３４ 搬送補助フィルム巻き出し部
２３６ 搬送補助フィルム巻き取り部
２４０ 熱圧着手段
２５０ ハウジング
２６０、２８０ 被着体フィルム巻き出し部
２６２、２８２ 被覆フィルム巻き取り部
２９０ 被加工物巻き取り部
３１０、３１２、３１４ 被着体
３２０、３２２ 接着フィルム
３３０ ロール・ツー・ロール手段
３３２ 搬送補助フィルム
３３４ 搬送補助フィルム巻き出し部
３３６ 搬送補助フィルム巻き取り部
３４０ 熱圧着手段
３５０ ハウジング
３６０、３７０、３８０ 被着体フィルム巻き出し部
３６２、３８２ 被覆フィルム巻き取り部
３９０ 被加工物工場巻き取り部
４１０、４１２、４１４ 被着体
４３０ ロール・ツー・ロール手段
４２０、４２２ 接着フィルム
４３２ 搬送補助フィルム
４３４ 搬送補助フィルム巻き出し部
４３６ 搬送補助フィルム巻き取り部
４４０ 熱圧着手段
４５０ ハウジング
４７０、４８０、４９０ 被着体フィルム巻き出し部
４７２、４８２ 被覆フィルム巻き取り部
５４０ 熱圧着手段

Claims (8)

1. 所定の温度及び真空圧の下、少なくとも２つの被着体を所定の接着フィルムを介して被加工物として、低圧で熱圧着する装置であって、
   前記接着フィルムは、所定の溶融粘度を有する薄膜Ａステージ樹脂フィルムである、
   ことを特徴とする装置。
2. 前記被着体は少なくとも１つの枚葉の被着体を含む、
   請求項１記載の装置。
3. 搬送補助フィルムを巻き出す第１ロール手段と、前記被加工物と前記搬送補助フィルムとが熱圧着された後に前記被加工物から前記搬送補助フィルムを巻き取る第２ロール手段と、前記被加工物と前記搬送補助フィルムとが熱圧着された後に前記搬送補助フィルムから前記被加工物を剥離する剥離手段とを備えるロール・ツー・ロール手段を有する、
   請求項１又は２記載の装置。
4. 前記被着体は一の被着体と他の被着体とを含み、
   前記被加工物は、前記一の被着体が前記接着フィルムを介して前記他の被着体に密着して熱圧着され、
   前記一の被着体および／または前記他の被着体は被着体フィルムであり、
   前記被着体フィルムには、前記接着フィルムが所定の厚さで貼着されている、
   請求項１〜３のいずれか一項記載の装置。
5. 前記少なくとも２つの被着体を前記接着フィルムを介して被加工物として、低圧で熱圧着する熱圧着手段を有し、
   前記熱圧着手段は、前記熱圧着手段と前記被加工物との間に、クッション部材を有し、
   前記クッション部材は、前記被加工物との間に鏡面仕上げされたプレートを有するとともに、前記クッション部材の内部に熱媒が充填されたときに、前記接着フィルムを介して前記被着体を密着して熱圧着させる、
   請求項１〜４のいずれか一項記載の装置。
6. 前記クッション部材は、前記被加工物を圧接する第１クッション部材と、前記第１クッション部材と連結する前記熱媒の流路を有するとともに前記被加工物を圧接する第２クッション部材とを含み、
   前記熱媒は前記第１クッション部材から前記第２クッション部材の順に充填される、 請求項５記載の装置。
7. 前記少なくとも２つの被着体を前記接着フィルムを介して被加工物として、低圧で熱圧着する熱圧着手段を有し、
   前記熱圧着手段は一対のロール手段である、
   請求項１〜４のいずれか一項記載の装置。
8. 前記接着フィルムは、真空圧かつ２０℃〜２２０℃の条件の下、溶融する薄膜Ａステージ樹脂フィルムであって、少なくとも２つの被着体とともに、０．０５ＭＰａ〜１．００ＭＰａの圧力で加圧されたとき、前記接着フィルムの厚さが２〜９０μｍに加工され、熱圧着後の前記接着フィルムがＡステージ樹脂である、
   請求項１〜７のいずれか一項記載の装置。

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