JP2015223625A

JP2015223625A - 加熱プレス機

Info

Publication number: JP2015223625A
Application number: JP2014111840A
Authority: JP
Inventors: 有紅呉; Youhong Wu
Original assignee: Ibiden Co Ltd
Current assignee: Ibiden Co Ltd
Priority date: 2014-05-30
Filing date: 2014-05-30
Publication date: 2015-12-14

Abstract

【課題】従来より被加工物（例えば回路基板等）を均一な厚さになるように加熱プレスすることが可能な加熱プレス機を提供する。
【解決手段】本発明の基板加熱プレス機１０では、上側プレス板２５の外縁部が複数の第１調整ボルト２６によって上側ベース板２２側に引っ張られると共に、下側プレス板３５の外縁部が複数の第２調整ボルト３６によって下側ベース板３２側に引っ張られて、それら上側プレス板２５及び下側プレス板３５の反りが規制されているので、従来の加熱プレス機より被加工物（例えば回路基板等）Ｗを均一な厚さになるように加熱プレスすることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、上下に対向配置される上側加熱板と下側加熱板との間で被加工物（例えば回路基板等）を挟んで加熱プレスする加熱プレス機に関する。

従来、この種の加熱プレス機は、上下に対向配置されて接近及び離間する上側プレス板及び下側プレス板の互いの対向面のうち外縁部を除く部分に上側加熱板及び下側加熱板が取り付けられた構造になっている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−１２９７００号公報（段落［０００５］，［０００６］、図１）

しかしながら、上記した従来の加熱プレス機では、被加工物の加熱プレスを行っているときに、上側プレス板及び下側プレス板のうち上側加熱板及び下側加熱板より外側部分が互いに接近するように上側プレス板及び下側プレス板全体が反ってしまい、このため、加熱プレスされた被加工物の板厚が不均一になるという問題が生じていた。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、従来より被加工物を均一な厚さになるように加熱プレスすることが可能な加熱プレス機の提供を目的とする。

上記目的を達成するためになされた請求項１に係る発明は、上下に対向配置されている上側プレス板及び下側プレス板と、前記上側プレス板及び前記下側プレス板の互いの対向面のうち外縁部を除く部分に重ねて取り付けられ、間に被加工物を挟んで加熱プレスする上側加熱板及び下側加熱板と、前記下側プレス板の下面のうち外縁部を除く部分に分散配置されて下方に突出する複数の下側支柱と、前記下側プレス板に下方から対向する板状をなし、前記複数の下側支柱を介して前記下側プレス板に取り付けられる下側ベース板と、前記上側プレス板の上面のうち外縁部を除く部分に分散配置されて上方に突出する複数の上側支柱と、前記上側プレス板に上方から対向する板状をなし、前記複数の上側支柱を介して前記上側プレス板に取り付けられる上側ベース板と、前記上側ベース板の上面中央に取り付けられて、上下に駆動される直動ロッドとを有する加熱プレス機であって、前記上側プレス板の外縁部に、前記上側プレス板の外縁部と前記上側ベース板との間を連結し、それら上側プレス板と上側ベース板とから、引っ張り応力を受けた状態に取り付けられて、前記上側プレス板の反りを規制する複数の第１引張部材と、前記下側プレス板の外縁部に、前記下側プレス板の外縁部と前記下側ベース板との間を連結し、それら下側プレス板と下側ベース板とから、引っ張り応力を受けた状態に取り付けられて、前記下側プレス板の反りを規制する複数の第２引張部材とを有する。

本発明の加熱プレス機では、下側プレス板がその下方の下側ベース板に複数の下側支柱を介して取り付けられていると共に、上側プレス板がその上方の上側ベース板に複数の上側支柱を介して取り付けられている。また、上側ベース板の上面中央には直動ロッドが取り付けられ、その直動ロッドの直動により上側プレス板と下側プレス板との間が開閉し、それら上側プレス板及び下側プレス板の対向面に取り付けられている上側加熱板と下側加熱板との間で被加工物を加熱プレスすることができる。そして、本発明の加熱プレス機では、上側プレス板の外縁部が複数の第１引張部材によって上側ベース板側に引っ張られると共に、下側プレス板の外縁部が複数の第２引張部材によって下側ベース板側に引っ張られて、それら上側プレス板及び下側プレス板の反りが規制されているので、従来より被加工物を均一な厚さになるように加熱プレスすることができる。

本発明の第１実施形態に係る加熱プレス機の正面図上下のプレス板及びベース板の部分断面図加熱プレスを行う前の加熱プレス機の正面図加熱プレスを行っているときの加熱プレス機の正面図第２実施形態の加熱プレス機の上下のプレス板及びベース板の部分断面図第３実施形態の加熱プレス機の上下のプレス板及びベース板の部分断面図

［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態を図１〜図４に基づいて説明する。図１に示すように、本実施形態の加熱プレス機１０は、水平な上面を有する機台１１を備えている。機台１１の上面からは、４つの支柱１２が垂直に起立していて、それら支柱１２の上端部に固定支持板１３の四隅が固定されている。また、固定支持板１３の下方には可動支持板１４が設けられて、可動支持板１４の四隅を支柱１２が貫通して、それら支柱１２によって可動支持板１４が直動可能に支持されている。さらに、固定支持板１３の上面中央には、直動駆動源１５が取り付けられ、固定支持板１３に形成された貫通孔１３Ａを通して直動駆動源１５が有する直動ロッド１６が固定支持板１３より下方に延びている。

可動支持板１４の下面には、第１の部屋構成部１７が取り付けられ、これに対応して機台１１の上面には、第２の部屋構成部２０が固定されている。第１の部屋構成部１７は、可動支持板１４の下面に重ねて固定された天井板１８と、天井板１８の外縁部に固定されて下方に延びた角筒壁部１９とからなる。また、可動支持板１４及び天井板１８の中央にはロッド挿通孔２１が貫通形成され、そのロッド挿通孔２１を直動ロッド１６が貫通している。

第２の部屋構成部２０は、角筒壁部１９と平面形状が同一の角筒状をなし、機台１１の上面に固定されている。そして、可動支持板１４が降下すると、図３に示すように、第１の部屋構成部１７の下面と第２の部屋構成部２０の上面とが接合されて、それら第１及び第２の部屋構成部１７，２０の内側に閉塞された空間が形成される。

第１の部屋構成部１７の角筒壁部１９には、貫通孔１９Ａが形成されて、そこに図示しないコンプレッサが接続されている。また、第１及び第２の部屋構成部１７，２０内の空間を密閉するために、第１と第２の部屋構成部１７，２０の接合部分、天井板１８と角筒壁部１９との接合部分、第２の部屋構成部２０と機台１１の接合部分、及び、ロッド挿通孔２１の内面と直動ロッド１６との嵌合部分に、それぞれシール部材が備えられている。そして、第１及び第２の部屋構成部１７，２０を接合した状態でコンプレッサを作動させて、第１及び第２の部屋構成部１７，２０内を真空にすることができる。但しこれに限らず、例えば、真空にせず、加熱プレスを行ってもよい。

直動ロッド１６の下端部には、本発明に係る上側ベース板２２が取り付けられている。上側ベース板２２は、厚さが３０〜２００［ｍｍ］の板状の機械構造用炭素鋼（例えば、Ｓ４５Ｃ）を四角形に切断してなり、その平面形状は、角筒壁部１９より一回り小さい四角形をなしている。また、直動ロッド１６の下端部には、円板状のヘッド部１６Ｈが備えられ、そのヘッド部１６Ｈを上方から覆うキャップ部材２３を上側ベース板２２の上面中央に固定されることで、直動ロッド１６の下端部に上側ベース板２２が取り付けられている。

上側ベース板２２の下面からは、外縁部を除いた部分から複数の上側支柱２４が鉛直下方に突出していて、それら上側支柱２４に下端部に上側プレス板２５が取り付けられている。上側プレス板２５は、厚さが２０〜１５０［ｍｍ］の四角形の板状の中程度に焼入れ処理された鋼材（例えば、プリハードン鋼）を四角形に切断してなり、その平面形状は、上側ベース板２２と同じ大きさになっている。また、複数の上側支柱２４は、縦横に複数列に分散配置されている。

上記した上側ベース板２２に対応して、機台１１の上面に下側ベース板３２が重ねて取り付けられている。下側ベース板３２は、厚さが３０〜２００［ｍｍ］の四角形の板状の機械構造用炭素鋼（例えば、Ｓ４５Ｃ）であって、その平面形状は、上側ベース板２２と同じ大きさになっている。

下側ベース板３２の上面からは、外縁部の除いた部分から複数の下側支柱３４が鉛直上方に突出していて、それら下側支柱３４に上端部に下側プレス板３５が取り付けられている。下側プレス板３５は、厚さが２０〜１５０［ｍｍ］の四角形の板状の機械構造用炭素鋼（例えば、Ｓ４５Ｃ）であって、その平面形状は、下側ベース板３２と同じ大きさになっている。また、複数の下側支柱３４は、縦横に複数列に分散配置され、各下側支柱３４が上側支柱２４の同軸上に配置されている。

互いに対向する上側プレス板２５の下面と下側プレス板３５の上面には、上側加熱板２７と下側加熱板３７とが取り付けられている。上下の加熱板２７，３７は、共に厚さが１０〜１００［ｍｍ］の四角形の金属板（例えば、表面が陽極酸化処理されたアルミ）であり、それら上下の加熱板２７，３７の平面形状は、上下の支柱２４，３４群が分散配置された四角形の領域より一回り小さくなっている。また、上下の加熱板２７，３７は、内部にニクロム線からなるヒーターが内蔵されている。

さて、上側ベース板２２及び上側プレス板２５の外縁部は、複数の第１調整ボルト２６によって連結され、下側ベース板３２及び下側プレス板３５の外縁部は、複数の第２調整ボルト３６によって連結されている。具体的には、図２に示すように、上側ベース板２２には、その外縁部を上下に貫通する複数の第１雌螺旋孔２２Ａ（本発明の「第１雌螺旋部」に相当する）が形成されると共に、上側プレス板２５には、その外縁部を上下に貫通する複数の第１貫通孔２５Ａが形成されている。また、それら第１貫通孔２５Ａには、下面側の開口を拡径させたザグリ部２５Ｂが形成されている。そして、下方から第１貫通孔２５Ａに通した高強度の第１調整ボルト２６(本発明の「第１引張部材」に相当する）を第１雌螺旋孔２２Ａに螺合させることで、上側ベース板２２と上側プレス板２５の外縁部が連結されている。

また、これら第１調整ボルト２６は、上側ベース板２２と上側プレス板２５から、引っ張り応力を受け、上側支柱２４が上側ベース板２２と上側プレス板２５から、圧縮力を受けた状態になっている。即ち、上側プレス板２５の外縁部が上側ベース板２２及び第１調整ボルト２６群により上方に引っ張られた状態になっている。また、第１調整ボルト２６、第１雌螺旋孔２２Ａ及び第１貫通孔２５Ａによって本発明に係る第１引張量調整機構２５Ｋが構成され、第１調整ボルト２６の第１雌螺旋孔２２Ａに対する締め付け量を変更することで上側プレス板２５の反りを排除するように調整を行うことができる。

下側ベース板３２と下側プレス板３５との連結構造も、上記した上側ベース板２２と上側プレス板２５との連結構造と同様になっている。即ち、下側ベース板３２の外縁部には複数の第２雌螺旋孔３２Ａ（本発明の「第２雌螺旋部」に相当する）が形成されると共に、下側プレス板３５の外縁部には複数の第２貫通孔３５Ａが形成されて、それら第２貫通孔３５Ａの下端部にザグリ部３５Ｂが設けられている。また、上方から第２貫通孔３５Ａに通した高強度の第２調整ボルト３６(本発明の「第２引張部材」に相当する）が第２雌螺旋孔３２Ａに螺合され、それら第２調整ボルト３６が、下側ベース板３２と下側プレス板３５から、引っ張り応力を受けた状態になっている。そして、第２調整ボルト３６、第２雌螺旋孔３２Ａ及び第２貫通孔３５Ａによって本発明に係る第２引張量調整機構３５Ｋが構成され、第２調整ボルト３６の第２雌螺旋孔３２Ａに対する締め付け量を変更することで下側プレス板３５の反りを排除するように調整を行うことができる。

本実施形態の加熱プレス機１０の構成に関する説明は以上である。次に、被加工物の製造過程で、例えば、コア基板上に熱硬化性の樹脂シート（例えば、プリプレグやＡＢＦ）を積層してから加熱プレス機１０にて加熱プレスする使用例を挙げて、本実施形態の加熱プレス機１０の作用効果について説明する。

図１に示すように、加熱プレス機１０の直動ロッド１６を直動可能範囲の上端側に配置すると、可動支持板１４が直動ロッド１６により下方から支持されて下方への移動が規制され、第１と第２の部屋構成部１７，２０が上下に離間した状態になる。この状態で、下側加熱板３７の上にコア基板に樹脂シートを重ねてなる被加工物（例えば回路基板等）Ｗが載置される。ここで、被加工物Ｗは下側加熱板３７と平面形状が同じであることが好ましく、被加工物Ｗの側面と下側加熱板３７の側面とが略面一になるように重ねられることが好ましい。

被加工物Ｗが下側加熱板３７の上に載置されたら、直動ロッド１６と共に可動支持板１４が降下し、第１と第２の部屋構成部１７，２０が接合され、それら第１及び第２の部屋構成部１７，２０内の密閉空間が形成される。すると、コンプレッサが作動して第１と第２の部屋構成部１７，２０内の空気の吸引が開始される。

また、直動ロッド１６は、第１と第２の部屋構成部１７，２０が接合された後も降下し続ける。すると、上側加熱板２７が被加工物Ｗに当接し、被加工物Ｗが上側加熱板２７と下側加熱板３７との間に挟まれて加圧される。このとき、第１と第２の部屋構成部１７，２０内は概ね真空状態になっている。そして、上側加熱板２７及び下側加熱板３７の間で被加工物Ｗが加圧されることで樹脂シートがコア基板上の導電層の隙間に入り込む。また、上側加熱板２７及び下側加熱板３７が、内部のヒーターへの通電により発熱し、これにより被加工物Ｗの樹脂シートの熱硬化性樹脂が硬化する。即ち、被加工物Ｗが加熱プレス機１０により加熱プレスされて上側と下側の加熱板２７，３７の対向面の形状に成形される。この際、本実施形態の加熱プレス機１０では、上側プレス板２５の外縁部が複数の第１調整ボルト２６によって上側ベース板２２側に引っ張られると共に、下側プレス板３５の外縁部が複数の第２調整ボルト３６によって下側ベース板３２側に引っ張られて、それら上側プレス板２５及び下側プレス板３５の反りが規制されているので、従来の加熱プレス機１０より被加工物Ｗを均一な厚さになるように加熱プレスすることができる。

［第２実施形態］
本実施形態は、図５に示されており、第１調整ボルト２６のヘッド部２６Ｈと第１貫通孔２５Ａにおけるザグリ部２５Ｂの奥面との間に圧縮コイルバネ４０が収容されると共に、第２調整ボルト３６のヘッド部３６Ｈと第２貫通孔３５Ａにおけるザグリ部３５Ｂの奥面との間に圧縮コイルバネ４１が収容されている点が前記第１実施形態と異なる。本実施形態の構成によれば、熱膨張により第１調整ボルト２６，３６の長さが変化しても，それらの変化を圧縮コイルバネ４０，４１で吸収し、上側プレス板２５及び下側プレス板３５に過度の引っ張り力がかかることを防ぐことができる。また、第１調整ボルト２６，３６の軸長変化による引っ張り力の変化に比べて、圧縮コイルバネ４０，４１の軸長変化による引っ張り力の変化は小さいので、圧縮コイルバネ４０，４１を設けたことで上側プレス板２５及び下側プレス板３５の形状が安定し、被加工物Ｗを安定して均一な厚さになるように加熱プレスすることができる。

［第３実施形態］
本実施形態は、図６に示されており、下側プレス板３５の外縁部に複数の取付孔３５Ｃが形成されて、それら取付孔３５Ｃに本発明に係るスペーサ部材４３が装着されている。スペーサ部材４３は上下方向に延びた高強度のシャフト４３Ｓの中間部にフランジ４３Ｆを備えると共に、シャフト４３Ｓの下端部に螺旋部４３Ｍを備えた構造をなしている。そして、下側プレス板３５の取付孔３５Ｃに上方からスペーサ部材４３におけるフランジ４３Ｆより下側部分が挿入され、下側プレス板３５の下方に突出した螺旋部４３Ｍにナット４３Ｎを締め付けることで、そのナット４３Ｎとフランジ４３Ｆとで下側プレス板３５を挟んだ状態にスペーサ部材４３が固定されている。

本実施形態の加熱プレス機によれば、被加工物Ｗを加圧プレスするときに、上側プレス板２５及び下側プレス板３５の互いの対向面のうち外縁部同士の間にスペーサ部材４３が挟まれて、上側プレス板２５及び下側プレス板３５の反りを規制することができる。これにより、従来の加熱プレス機１０より被加工物Ｗを均一な厚さになるように加熱プレスすることができる。

［他の実施形態］
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。

（１）前記第１及び第２実施形態の加熱プレス機１０の第１及び第２の引張部材は、第１雌螺旋孔２２Ａ及び第２雌螺旋孔３２に螺合する第１調整ボルト２６及び第２調整ボルト３６であったが、上側ベース板２２及び下側ベース板３２に貫通孔を設け、各貫通孔に通した第１及び第２の調整ボルト２６，３６をナットで止めるように構成してもよい。また、第１及び第２の引張部材は、例えば、バネや温度によって伸縮する棒状の部材など、他の部材であってもよい。

（２）前記第３実施形態の加熱プレス機１０のスペーサ部材４３はシャフト４３Ｓを下側プレス板３５に固定したものであったが、例えば、バネなど、他の部材であってもよい。また、下側プレス板３５ではなく、上側プレス板２５に固定したものであってもよい。

（３）前記第１〜第３実施形態の加熱プレス機１０では、第１及び第２の部屋構成部１７，２０内の空気を吸引して真空にしていたが、予め第１及び第２の部屋構成部１７，２０内を不活性ガス（例えば、窒素やアルゴン）雰囲気にしてから、その不活性ガスを吸引して真空にしてもよい。但しこれに限らず、例えば、真空にせず、加熱プレスを行ってもよい。

１０加熱プレス機
２２上側ベース板
２２Ａ第１雌螺旋孔（第１雌螺旋部）
２４上側支柱
２５上側プレス板
２５Ａ第１貫通孔
２５Ｋ第１引張量調整機構
２６第１調整ボルト（第１引張部材）
２７上側加熱板
３２下側ベース板
３２Ａ第２雌螺旋孔（第２雌螺旋部）
３４下側支柱
３５下側プレス板
３５Ａ第２貫通孔
３５Ｃ取付孔
３５Ｋ第２引張量調整機構
３６第２調整ボルト（第２引張部材）
３７下側加熱板
４３スペーサ部材
Ｗ被加工物

Claims

上下に対向配置されている上側プレス板及び下側プレス板と、
前記上側プレス板及び前記下側プレス板の互いの対向面のうち外縁部を除く部分に重ねて取り付けられ、間に被加工物を挟んで加熱プレスする上側加熱板及び下側加熱板と、
前記下側プレス板の下面のうち外縁部を除く部分に分散配置されて下方に突出する複数の下側支柱と、
前記下側プレス板に下方から対向する板状をなし、前記複数の下側支柱を介して前記下側プレス板に取り付けられる下側ベース板と、
前記上側プレス板の上面のうち外縁部を除く部分に分散配置されて上方に突出する複数の上側支柱と、
前記上側プレス板に上方から対向する板状をなし、前記複数の上側支柱を介して前記上側プレス板に取り付けられる上側ベース板と、
前記上側ベース板の上面中央に取り付けられて、上下に駆動される直動ロッドとを有する加熱プレス機であって、
前記上側プレス板の外縁部に、前記上側プレス板の外縁部と前記上側ベース板との間を連結し、それら上側プレス板と上側ベース板とから、引っ張り応力を受けた状態に取り付けられて、前記上側プレス板の反りを規制する複数の第１引張部材と、
前記下側プレス板の外縁部に、前記下側プレス板の外縁部と前記下側ベース板との間を連結し、それら下側プレス板と下側ベース板とから、引っ張り応力を受けた状態に取り付けられて、前記下側プレス板の反りを規制する複数の第２引張部材とを有する。
請求項１に記載の加熱プレス機において、
前記第１引張部材による前記上側プレス板の外縁部の引張量を調整するための第１引張量調整機構と、
前記第２引張部材による前記下側プレス板の外縁部の引張量を調整するための第２引張量調整機構とを有する。
請求項２に記載の加熱プレス機において、
前記第１引張量調整機構は、
前記上側ベース板及び前記上側プレス板の一方に形成される複数の第１貫通孔と、
前記複数の第１貫通孔を貫通し、前記上側ベース板及び前記上側プレス板の他方に向かって延びる前記第１引張部材としての複数の第１調整ボルトと、
前記上側ベース板及び前記上側プレス板の他方に設けられ、前記複数の第１調整ボルトが螺合する第１雌螺旋部とからなり、
前記第２引張量調整機構は、
前記下側ベース板及び前記下側プレス板の一方に形成される複数の第２貫通孔と、
前記複数の第２貫通孔を貫通し、前記下側ベース板及び前記下側プレス板の他方に向かって延びる前記第２引張部材としての複数の第２調整ボルトと、
前記下側ベース板及び前記下側プレス板の他方に設けられ、前記複数の第２調整ボルトが螺合する第２雌螺旋部とからなる。
上下に対向配置されて接近及び離間する上側プレス板及び下側プレス板と、
前記上側プレス板及び前記下側プレス板の互いの対向面のうち外縁部を除く部分に重ねて取り付けられ、間に被加工物を挟んで加熱プレスする上側加熱板及び下側加熱板とを有する加熱プレス機であって、
前記上側プレス板及び前記下側プレス板の互いの対向面のうち外縁部同士の間に挟まれて、前記上側プレス板及び前記下側プレス板の反りを規制するスペーサ部材を備えている。
請求項４に記載の加熱プレス機において、
前記上側プレス板及び前記下側プレス板の少なくとも一方の外縁部に形成され、中心軸が上下方向を向いた複数の取付孔と、
前記複数の取付孔に抜け止め状態に取り付けられて、前記上側プレス板及び前記下側プレス板の少なくとも一方から他方に向かって突出したシャフト状の前記スペーサ部材とを有する。
請求項５に記載の加熱プレス機において、
前記スペーサ部材のうち前記上側プレス板と前記下側プレス板との間に挟まれる軸長を調整する軸長調整機構を有する。
請求項６に記載の加熱プレス機において、
前記軸長調整機構は、
前記複数のスペーサ部材の外周面に形成されている螺子部と、
前記複数のスペーサ部材の前記螺子部に螺合し、前記上側プレス板及び前記下側プレス板の対向面における前記取付孔の開口縁に係止するナットとからなる。
請求項４乃至７の何れか１の請求項に記載の加熱プレス機において、
前記下側プレス板の下面のうち外縁部を除く部分に分散配置されて下方に突出する複数の下側支柱と、
前記下側プレス板に下方から対向する板状をなし、前記複数の下側支柱を介して前記下側プレス板に取り付けられる下側ベース板と、
前記上側プレス板の上面のうち外縁部を除く部分に分散配置されて上方に突出する複数の上側支柱と、
前記上側プレス板に上方から対向する板状をなし、前記複数の上側支柱を介して前記上側プレス板に取り付けられる上側ベース板と、
前記上側ベース板の上面中央に取り付けられて上下に駆動される直動ロッドとを有する。
請求項１乃至８の何れか１の請求項に記載の加熱プレス機において、
前記上側及び下側ベース板の材質は、機械構造用炭素鋼である。
請求項１乃至８の何れか１の請求項に記載の加熱プレス機において、
前記上側及び下側プレス板の材質は、中程度に焼入れ処理された鋼材である。
請求項１乃至８の何れか１の請求項に記載の加熱プレス機において、
前記上側及び下側加熱板の材質は、表面が陽極酸化処理されたアルミである。
請求項１乃至８の何れか１の請求項に記載の加熱プレス機において、
前記複数の上側及び下側支柱の材質は、機械構造用炭素鋼である。
請求項１乃至３の何れか１の請求項に記載の加熱プレス機において、
前記複数の第１及び第２引張部材の材質は、機械構造用炭素鋼、或いは、ステンレス鋼である。