JP2022050941A - 積層成形プレス装置、積層成形システム、および積層成形方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 精度の高い積層成形品を積層成形することを可能とするか、または無機材料の含有率が多い積層フィルムを用いた積層成形品の積層成形においても良好に積層成形することを可能とした積層成形プレス装置および積層成形システムならびに積層成形方法を提供する。【解決手段】 上盤３１２と下盤３１４の間で凹凸部Ａ１ａを備えた被積層材Ａ１と積層フィルムＡ２とを加圧成形する積層成形プレス装置３において、前記上盤３１２または下盤３１４の少なくとも一方の盤３１２，３１４に取付けられた加圧ブロック３１７，３１８には、エンジリアリングプラスチックまたは熱硬化性樹脂の樹脂フィルム３２１を介して加圧面３２２ａ,３２５ａを構成する金属薄板３２２，３２が備えられ、前記樹脂フィルム３２１の樹脂はポリイミド等が用いられる。【選択図】図１
Description
本発明は、上盤と下盤の間で凹凸部を備えた被積層材と積層フィルムとを加圧成形する積層成形プレス装置、該積層成形プレス装置を備えた積層成形システム、前記積層成形プレス装置を用いた積層成形方法、および前記積層成形方法により積層成形される積層成形品に関するものである。
上盤と下盤の間で凹凸部を備えた被積層材と積層フィルムとを加圧成形する積層成形プレス装置としては特許文献１ないし特許文献４に記載されたものが知られている。特許文献１は、真空積層装置の後工程に積層成形プレス装置である平坦化プレス機が備えられている。そして平坦化プレスは、加圧ブロックである研磨板の表面に例えば１．５ｍｍ程度の厚さを有するゴムなどからなる緩衝材が貼着され、緩衝材の表面には２ｍｍ程度の厚さのステンレスなどからなる弾性変形可能な鏡面板が貼着されている。そして成形時には成形面を構成する鏡面板は、当初製品の表面の凹凸に応じて弾性変形し、その後徐々に緩衝材の弾性変形と鏡面板の弾性変形により、もとの平面に戻るように作用することが記載されている。
また特許文献２は、特許文献１と同様に真空積層装置の後工程に積層成形プレス装置である平面プレス装置について記載したものであって、平面プレスにおけるプレスブロックの表面に緩衝材とフレキシブル金属板が順次配置されることも共通している。また特許文献２は緩衝材の材質についてフッ素系ゴムが特に好ましいことが記載されているが、紙、プラスチックを用いてもよいことが記載されている。
更に特許文献３は、１次成形を行う真空積層装置と２次成形を行う平面プレス装置の双方に、それぞれ熱盤のフィルム状樹脂材側の各面に緩衝材を介して金属板状体を設け、この板状体にフィルム状樹脂材の表面に当接してこれを加圧する弾性プレス板を接着固定することが記載されている。そして明細書の（００３１）には、ゴム弾性等を有する緩衝材を設けることが好ましいことが記載されている。
更にまた特許文献４では、第一真空プレス装置と第二真空プレス装置からなる真空プレス設備が記載され、第一真空プレス装置は加圧面が十分な弾性を有していること、第二プレス装置の加圧面は金属部材によっても形成できるが、弾性部材であっても硬質ゴムなどを用いて成形することもできることが記載されている。
ところで近年では積層成形に使用される積層フィルムは、フィルム表面の低祖度化による被積層物との密着性の向上、熱膨張率の低下させることによる基板との剥離の防止、絶縁性の向上（誘電損失の低減）含水率の低下などの目的からＳｉＯ２等の無機材料の含有率を増加させたタイプが増加しつつある。しかしその結果、積層フィルムはヤング率が大きいものが増加しており、積層フィルムを加熱・加圧する際の溶融材料の流動性についても従来のタイプの積層フィルムよりも低下するという問題がある。
またこの問題に対して従来のプレス装置を使用し加圧時の加圧力を単に増加させると、図５に示されるように緩衝材の弾性作用が大きいため被積層との端部に対応する加圧面の部分に応力が集中して前記端部付近の積層フィルムの樹脂材料が外部に流れて成形不良となるなどの問題もあった。
そこで本発明では、精度の高い積層成形品を積層成形することを可能とするか、または無機材料の含有率が多い積層フィルムを用いた積層成形品を良好に積層成形することを可能とした積層成形プレス装置および積層成形システムならびに積層成形方法を提供することを目的とする。
本発明の請求項１に記載の積層成形プレス装置は、上盤と下盤の間で凹凸部を備えた被積層材と積層フィルムとを加圧成形する積層成形プレス装置において、前記上盤または下盤の少なくとも一方の盤に取付けられた加圧ブロックには、エンジリアリングプラスチックまたは熱硬化性樹脂の樹脂フィルムを介して加圧面を構成する金属薄板が備えられ、前記樹脂フィルムの樹脂は、ポリイミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルサルホン、ポリエチレンナフタレート、フッ素樹脂、アラミドの少なくとも一つであることを特徴とする。従って精度の高い積層成形品を積層成形することが可能となるか、または無機材料の含有率が多い積層フィルムを用いた積層成形品の積層成形においても良好に積層成形することが可能となる。
本発明の請求項２に記載の積層成形プレス装置は、上盤と下盤の間で凹凸部を備えた被積層材と積層フィルムとを加圧成形する積層成形プレス装置において、前記上盤または下盤の少なくとも一方の盤に取付けられた加圧ブロックには、エンジリアリングプラスチックまたは熱硬化性樹脂の樹脂フィルムを介して加圧面を構成する金属薄板が備えられ、前記樹脂フィルムの厚みは、０．０２ｍｍないし２．００ｍｍであることを特徴とする。従って精度の高い積層成形品を成形することが可能となるか、または無機材料の含有率が多い積層フィルムを用いた積層成形品の積層成形においても良好に積層成形することが可能となる。
本発明の請求項３に記載の積層成形プレス装置は、上盤と下盤の間で凹凸部を備えた被積層材と積層フィルムとを加圧成形する積層成形プレス装置において、前記上盤または下盤の少なくとも一方の盤に取付けられた加圧ブロックには、前記上盤または下盤の少なくとも一方の盤に取付けられた加圧ブロックには、エンジリアリングプラスチックまたは熱硬化性樹脂の樹脂フィルムを介して加圧面を構成する金属薄板が備えられ、前記樹脂フィルムの荷重たわみ温度は、２００℃以上であることを特徴とする。従って精度の高い積層成形品を成形することが可能となるか、または無機材料の含有率が多い積層フィルムを用いた積層成形品の積層成形においても良好に積層成形することが可能となる。
本発明の請求項４に記載の積層成形システムは、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の積層成形プレス装置は真空積層装置の後工程に設けられ、キャリアフィルムにより前記真空積層装置から搬送された凹凸部を備えた被積層材と積層フィルムが前記積層成形プレス装置により加圧成形されることを特徴とする。従って精度の高い積層成形品を積層成形することが可能となるか、または無機材料の含有率が多い積層フィルムを用いた積層成形品の積層成形においても良好に積層成形することが可能となる。
本発明の請求項５に記載の積層成形システムは、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の積層成形プレス装置は真空積層装置の後工程に２台が直列方向に設けられ、キャリアフィルムにより前記真空積層装置から搬送された凹凸部を備えた被積層材と積層フィルムが前記２台の積層成形プレス装置により順次加圧成形されることを特徴とする。従って請求項４の効果に加えて積層成形品の表面の平坦度を向上させることができるか、または積層成形のサイクル時間を短縮することができる。
本発明の請求項６に記載の積層成形方法は、上盤と下盤の間で凹凸部を備えた被積層材と積層フィルムとを積層成形プレス装置で加圧成形する積層成形方法において、前記積層成形プレス装置の上盤または下盤の少なくとも一方の盤に取付けられた加圧ブロックにはエンジリアリングプラスチックフィルムまたは熱硬化性樹脂フィルムを介して加圧面を構成する金属薄板が備えられ、前記積層成形プレス装置により凹凸部を備えた被積層材と無機材料の含有率が２０体積％以上の積層フィルムとが加圧成形されることを特徴とする。従って前記のような無機材料の含有率が多い積層フィルムを用いた積層成形品の積層成形においても良好に積層成形することが可能となる。
本発明の請求項７に記載の積層成形方法は、請求項６において、前記積層成形プレス装置は真空積層装置の後工程に設けられ、前記積層成形プレス装置により１次成形された凹凸部を備えた被積層材と積層フィルムが前記積層成形プレス装置で２次成形されることを特徴とする。従って請求項６の効果に加えて積層成形品の表面の平坦度を向上させることができる。
本発明の請求項８に記載の積層成形品は、請求項６または請求項７の積層成形方法により積層成形されるものである。そのため精度の高い積層成形品とすることが可能となるか、または無機材料の含有率が多い積層フィルムを用いた積層成形品の良好な積層成形が可能となる。
本発明の請求項２に記載の積層成形プレス装置は、上盤と下盤の間で凹凸部を備えた被積層材と積層フィルムとを加圧成形する積層成形プレス装置において、前記上盤または下盤の少なくとも一方の盤に取付けられた加圧ブロックには、エンジリアリングプラスチックまたは熱硬化性樹脂の樹脂フィルムを介して加圧面を構成する金属薄板が備えられ、前記樹脂フィルムの厚みは、０．０２ｍｍないし２．００ｍｍであることを特徴とする。従って精度の高い積層成形品を成形することが可能となるか、または無機材料の含有率が多い積層フィルムを用いた積層成形品の積層成形においても良好に積層成形することが可能となる。
本発明の請求項３に記載の積層成形プレス装置は、上盤と下盤の間で凹凸部を備えた被積層材と積層フィルムとを加圧成形する積層成形プレス装置において、前記上盤または下盤の少なくとも一方の盤に取付けられた加圧ブロックには、前記上盤または下盤の少なくとも一方の盤に取付けられた加圧ブロックには、エンジリアリングプラスチックまたは熱硬化性樹脂の樹脂フィルムを介して加圧面を構成する金属薄板が備えられ、前記樹脂フィルムの荷重たわみ温度は、２００℃以上であることを特徴とする。従って精度の高い積層成形品を成形することが可能となるか、または無機材料の含有率が多い積層フィルムを用いた積層成形品の積層成形においても良好に積層成形することが可能となる。
本発明の請求項４に記載の積層成形システムは、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の積層成形プレス装置は真空積層装置の後工程に設けられ、キャリアフィルムにより前記真空積層装置から搬送された凹凸部を備えた被積層材と積層フィルムが前記積層成形プレス装置により加圧成形されることを特徴とする。従って精度の高い積層成形品を積層成形することが可能となるか、または無機材料の含有率が多い積層フィルムを用いた積層成形品の積層成形においても良好に積層成形することが可能となる。
本発明の請求項５に記載の積層成形システムは、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の積層成形プレス装置は真空積層装置の後工程に２台が直列方向に設けられ、キャリアフィルムにより前記真空積層装置から搬送された凹凸部を備えた被積層材と積層フィルムが前記２台の積層成形プレス装置により順次加圧成形されることを特徴とする。従って請求項４の効果に加えて積層成形品の表面の平坦度を向上させることができるか、または積層成形のサイクル時間を短縮することができる。
本発明の請求項６に記載の積層成形方法は、上盤と下盤の間で凹凸部を備えた被積層材と積層フィルムとを積層成形プレス装置で加圧成形する積層成形方法において、前記積層成形プレス装置の上盤または下盤の少なくとも一方の盤に取付けられた加圧ブロックにはエンジリアリングプラスチックフィルムまたは熱硬化性樹脂フィルムを介して加圧面を構成する金属薄板が備えられ、前記積層成形プレス装置により凹凸部を備えた被積層材と無機材料の含有率が２０体積％以上の積層フィルムとが加圧成形されることを特徴とする。従って前記のような無機材料の含有率が多い積層フィルムを用いた積層成形品の積層成形においても良好に積層成形することが可能となる。
本発明の請求項７に記載の積層成形方法は、請求項６において、前記積層成形プレス装置は真空積層装置の後工程に設けられ、前記積層成形プレス装置により１次成形された凹凸部を備えた被積層材と積層フィルムが前記積層成形プレス装置で２次成形されることを特徴とする。従って請求項６の効果に加えて積層成形品の表面の平坦度を向上させることができる。
本発明の請求項８に記載の積層成形品は、請求項６または請求項７の積層成形方法により積層成形されるものである。そのため精度の高い積層成形品とすることが可能となるか、または無機材料の含有率が多い積層フィルムを用いた積層成形品の良好な積層成形が可能となる。
本発明の請求項１は、上盤と下盤の間で凹凸部を備えた被積層材と積層フィルムとを加圧成形する積層成形プレス装置において、前記上盤または下盤の少なくとも一方の盤に取付けられた加圧ブロックには、エンジリアリングプラスチックまたは熱硬化性樹脂の樹脂フィルムを介して加圧面を構成する金属薄板が備えられ、前記樹脂フィルムの樹脂は、ポリイミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルサルホン、ポリエチレンナフタレート、フッ素樹脂、アラミドの少なくとも一つであるので、精度の高い積層成形品を積層成形することが可能となるか、または無機材料の含有率が多い積層フィルムを用いた積層成形品の成形においても良好に積層成形することが可能となる。
本発明の第１の実施形態の積層成形システム１について、真空積層装置２と積層成形プレス装置３を断面表示した図１を参照して説明する。積層成形システム１は、真空積層装置２の後工程に積層成形プレス装置３が設けられ、キャリアフィルムＦ１，Ｆ２により前記真空積層装置２から搬送された凹凸部を備えた被積層材である基板Ａ１と積層フィルムＡ２が前記積層成形プレス装置３により加圧成形されるものである。
基板Ａ１と積層フィルムＡ２の移送装置とテンション装置を兼ねるキャリアフィルム送出装置４は、下側の巻出ロール４１１および従動ロール４１２を備えている。前記巻出ロール４１１から巻き出された下キャリアフィルムＦ１は従動ロール４１２の部分で水平状態に向きが変更される。下キャリアフィルムＦ１が水平状態となった部分に、前工程から重ねられて送られてくる被成形材である基板Ａ１と積層フィルムＡ２を載置する載置ステージ部４１３が設けられている。またキャリアフィルム送出装置４は、上側の巻出ロール４１４および従動ロール４１５を備えており、前記巻出ロール４１４から巻き出された上キャリアフィルムＦ２は従動ロール４１５の部分で基板Ａ１と積層フィルムＡ２からなる積層成形物Ａ３の上に重ねられる。これらキャリアフィルムＦ１，Ｆ２に挟まれて基板Ａ１と積層フィルムＡ２が移送され、真空積層装置２や積層成形プレス装置３においてキャリアフィルムＦ１，Ｆ２を介して積層成形が行われることにより、積層フィルムＡ２が溶融して装置部分に付着することを防止したり、特に積層成形プレス装置３においては中間積層材Ａ４を加圧する際に一定の緩衝作用が付与されるという利点もある。
キャリアフィルム送出装置４の後工程に配置される真空積層装置２は、真空状態（減圧状態）のチャンバＣ内においてダイアフラム２１１等の加圧体により基板Ａ１と積層フィルムＡ２からなる積層成形物Ａ３を加圧し、１次成形品である中間積層材Ａ４を積層成形するものである。真空積層装置２は、固定的に設けられた上盤２１２に対して下盤２１３が昇降機構２１４により昇降可能に設けられ、下盤２１３が上昇して上盤２１２と当接した際に内部にチャンバＣが形成可能となっている。チャンバＣは図示しない真空ポンプに接続され、減圧可能となっている。また上盤２１２の中央の下面には熱板２１５が取付けられ、熱板２１５の表面には図示しない耐熱性のゴム膜等の弾性体２１６が取付けられている。一方下盤２１３の中央の上面にも熱板２１７が取付けられている。また下盤２１３の前記熱板２１７の周囲の部分には加圧体である耐熱性ゴム膜からなるダイアフラム２１１が熱板２１７の上面を覆うように取付けられている。そして図示しないコンプレッサにより加圧空気がダイアフラム２１１の裏面側に送られることによりダイアフラム２１１はチャンバＣ内で膨出して熱板２１７との間で基板Ａ１と積層フィルムＡ２を加圧する。なお真空積層装置２のダイアフラム２１１は上盤に取付けられたものでもよい。また真空積層装置の加圧体は、表面に弾性体が取付けられたロール体同士の間や前記ロール体と加圧板の間で基板Ａ１と積層フィルムＡ２を加圧するもの等でもよい。
前記真空積層装置２の後工程に直列方向に配設される積層成形プレス装置３は、真空積層装置２で加圧成形され凹凸部を備えた被積層材Ａ１と積層フィルムＡ２とからなり積層フィルムＡ２の側に凹凸が残った状態の中間積層材Ａ４を更に加圧してより一層平坦な積層成形品Ａ５に加圧成形するものである。積層成形プレス装置３は、下方に設けられた略矩形のベース盤３１１と、前記ベース盤３１１の上方に位置する略矩形の固定盤である上盤３１２の四隅近傍の間にそれぞれ立設されたタイバ３１３を備えている。そして積層成形プレス装置３は、略矩形の可動盤である下盤３１４がベース盤３１１と上盤３１２との間で昇降移動可能となっている。またベース盤３１１には加圧手段であって油圧により作動する加圧シリンダ３１５が設けられ、加圧シリンダ３１５のラム３１６が下盤３１４の背面に固定されている。なお第１の実施形態の積層成形プレス装置３の加圧手段は、電動モータとトグル装置の組み合わせなど他の方式のものでもよい。更に積層成形プレス装置３は、下盤に対して上盤が下降するものなどでもよい。更にまた第１の実施形態の積層成形プレス装置３は、真空状態とすることが可能なチャンバを備えていないが、真空状態にすることが可能なチャンバを備え、真空チャンバ内で加圧を行うものでもよい。
積層成形プレス装置３の上盤３１２と下盤３１４の各対向面には加圧ブロック３１７，３１８がそれぞれ取付けられている。次に図２を用いて下盤３１４側の加圧ブロック３１８等について詳細に説明する。なお図２では樹脂フィルムであるポリイミドフィルム３２１や金属薄板であるステンレス製の薄板３２２の長さに対する厚みは、実際のものよりも厚くデフォルメして描画されている。積層成形プレス装置３の下盤３１４と加圧ブロック３１８の間には断熱材３１９が配置され、加圧ブロック３１８の内部に加熱手段であるカートリッジヒータ３２０が複数本平行に配置されている。なお熱板でもある加圧ブロック３１８等は、特許文献１のように研磨板や板状のヒータを備えたものでもよく、図２のものに限定されない。
そして加圧ブロック３１８の平滑な表面３１８ａには緩衝材としてポリイミドフィルム３２１等のエンジリアリングプラスチックまたは熱硬化性樹脂の樹脂フィルムが重ねられている。そして前記ポリイミドフィルム３２１の表面にはステンレス製の薄板３２２等の金属薄板が重ねられている。第１の実施形態では加圧ブロック３１８の表面３１８ａ、ポリイミドフィルム３２１、ステンレス製の薄板３２２の平面視した形状は同一となっている。そして前記ステンレス製の薄板３２２の表面は加圧面３２２ａを構成している。前記ポリイミドフィルム３２１とステンレス製の薄板３２２は、加圧面以外の周囲の複数個所（４箇所、６箇所、８箇所等）に図示しないボルト用の穴が設けられており、前記穴を介してボルトが加圧ブロック３１８のボルト穴に相通され、ポリイミドフィルム３２１とステンレス製の薄板３２２は加圧ブロック３１８に対して固定されている。なおステンレス製の薄板３２２等の熱膨張を可能とするためにボルトが挿通される部分に調整部を設けてもよい。また加圧ブロック３１８への前記ポリイミドフィルム３２１とステンレス製の薄板３２２の貼着方法は、ボルト以外のホルダや接着材による接着を用いて接着するものでもよい。前記構造により積層成形プレス装置３の加圧ブロック３１８には、緩衝材であるポリイミドフィルム３２１を介して加圧面３２２ａを構成する金属薄板３２２が備えられる。
次に本発明において積層成形プレス装置３の緩衝材として使用される樹脂フィルムについて説明する。本発明に使用される樹脂フィルムは、エンジリアリングプラスチックフィルムまたは熱硬化性樹脂フィルムであって工業用機能フィルムが好ましい。第１の実施形態ではポリイミドフィルム３２１，３２５が用いられている。第１の実施形態のポリイミドフィルム３２１，３２５は熱硬化性樹脂のものであっても融点温度は有さず、熱分解温度は５００℃以上である。またポリイミドフィルムは熱可塑性樹脂のものであってもよく、熱硬化性と熱可塑性の両方の樹脂を混合または貼着したものでもよい。前記熱硬化性樹脂のポリイミドフィルムの硬度（ロックウエルＲスケール）（ＩＳＯ ２０３９－２）は、グレードによっても相違するが一例として硬度１２９である。
本発明におけるエンジリアリングプラスチックの定義は、耐熱性が１００℃以上、引張強度４９ＭＰａ以上、曲げ弾性率２．４ＧＰａ以上の樹脂を指す。そして本発明のエンジリアリングプラスチックには、汎用エンジニアリングプラスチック（略して汎用エンプラとも呼ばれる）と、スーパーエンジリアリングプラスチック（略して特殊エンプラとも呼ばれる）が含まれるものとする。汎用エンジニアリングプラスチックの例としては、これに限定されるものではないが、ポリアミド（ＰＡ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、変性ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）、ポリブチテレフタレート（ＰＢＴ）、ガラス繊維強化ポリエチレンテレフタレート（ＧＦ-ＰＥＴ）、超高分子量ポリエチレン（ＵＨＰＥ）などが含まれる。汎用エンジニアリングプラスチックは積層成形プレス装置が比較的低温で使用される際に使用可能である。
スーパーエンジリアリングプラスチックは、耐熱性１５０℃以上の樹脂であり、一例としてはこれに限定されるものではないが、ポリサルホン（ＰＳＦ）、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリエチレンナフタレート（ポリエーエルニトリル）（ＰＥＮ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、フッ素樹脂（ＦＲ）、ポリエーテルイミド（ＰＦＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリアミノブスアレイイミド（ＰＡＢＭ）、ポリブシマレイミドリアジン（ＢＴ-レジン）、ポリオキシベンゾイル（ＰＯＢ）、アラミド（芳香族骨格のみで構成されるポリアミドでありＡｒと称される場合もある）、熱可塑性ポリイミド（ＰＩ）などが含まれる。
また本発明で使用される熱硬化性樹脂フィルムの一例としては、これに限定されるものではないが、フェノール樹脂（ＰＦ）、尿素樹脂（ＵＦ）、メラミン樹脂（ＭＦ）、アリル樹脂（ＰＤＡＰ）、アルキッド樹脂（ＡＬＫ）、不飽和ポリエステル（ＵＰ）、エポキシ樹脂（ＥＰ）、ジリアルフタレート（ＤＡＰ）、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂（ＳＩ）、ポリイミド（ＰＩ）などが含まれる。スーパーエンジニアリングプラスチックや熱硬化性樹脂フィルムは特に耐熱性に優れ、積層成形プレス装置３に使用する温度が比較的高温の場合でも劣化しにくい性質であるので好適に選択される。
上記の樹脂製の工業用機能フィルムのうち、本発明に特に好適に用いられる樹脂としては、ポリイミド（熱可塑性または熱硬化性の双方）（荷重たわみ温度２６０℃以上、ロックウェルＲスケール１１０ないし１３０）、ポリサルホン（荷重たわみ温度、ロックウェルＲスケール１１０ないし１２０）ポリフェニレンサルファイド（荷重たわみ温度２６０℃、ロックウェルＲスケール１００）、ポリエーテルサルホン（荷重たわみ温度２０３℃、ロックウェルＲスケール１００）、ポリエチレンナフタレート（ポリエーエルニトリルフィルム）（荷重たわみ温度３３０℃、ロックウェルＲスケール１１４）、フッ素樹脂（ＰＴＦＥの場合の荷重たわみ温度２９０℃、ロックウェルＲスケール６０）、アラミド（荷重たわみ温度２００℃ないし２３０℃）があり、これらは市販品としても比較的入手容易である。またこれら樹脂の少なくとも一つを用いたものでもよい。
従って本発明に使用する樹脂フィルムは荷重たわみ温度（ＩＳＯ ７５－２）が２００℃以上のものがより望ましい。荷重たわみ温度２００℃以上の樹脂は耐熱性１５０℃以上と評価されている樹脂とほぼ一致する。前記荷重たわみ温度が２００℃以下の樹脂フィルムでは、加圧ブロック３１７，３１８の設定温度が１００℃程度の場合であっても、成形回数が所定回数以上となると樹脂フィルムの劣化や厚みの減少に繋がりやすい。使用する樹脂フィルムは荷重たわみ温度（ＩＳＯ ７５－２）の上限は、より高いものが望ましいのでこれに限定されるものではないが、一般的に存在する樹脂では４００℃が上限である。また熱硬化性樹脂フィルムについては荷重たわみ温度（熱変形温度）が存在するものと存在しないか不明確なものがあるが、荷重たわみ温度は樹脂フィルムを選択するための一つの指標であって、荷重たわみ温度が存在しないものが本発明の対象外というわけではない。
また本発明に使用する樹脂フィルムは、これに限定されるものではないが、硬度（ロックウェルＲ硬度）（ＩＳＯ ２０３９－２）が、６０ないし１４０のものが好適にも用いられる。なおロックウェルＲスケールについては、単なる測定方法であるので、ロックウェルＭスケール等の別の測定方法の測定値がカタログ等に掲載されている樹脂も本発明の対象となることは言うまでもない。樹脂フィルムの硬度が低すぎるとゴムを緩衝材とした場合のように加圧面の一部（特に積層成形物の端部）に応力集中し、硬度が高すぎても加圧面の一部（特に積層成形物の被積層材の凸部の前面）に応力が集中する。樹脂フィルムの硬度が適切な範囲であると加圧面の各部分において略均等な加圧が行われやすい。
なお本発明の樹脂フィルムは、主成分が前記のような樹脂材料であれば、樹脂材料以外のものを含有するものでもよい。一例としては樹脂以外に繊維やその他の添加剤を含むものが含まれていてもよい。またわずかな発泡比率であれば発泡樹脂であってもよい。すなわち特許文献２にはゴムからなる緩衝材の硬度としてショアＡ７０度の例が示されているが、ショアＡ７０度やそれ以下の硬度の緩衝材を用いた際のような緩衝作用を備えないものであればよい。また特許文献２では緩衝材にプラスチックを用いることも記載がされているが、紙、ゴムとともに列挙されており、上記ゴムのような緩衝作用を備えた緩衝材を使用することを前提とした材料の列挙であり、どのような種類のプラスチックを使用するか一切記載されていない。
また第１の実施形態では緩衝材は１枚のポリイミドフィルム３２１のみが用いられるが、同じ樹脂フィルムを２枚以上、または種類または厚みの異なる樹脂フィルムを２枚以上単に重ねたり、貼合わせしたものでもよい。また本発明の樹脂フィルムは可撓性を備えるが、所定以上の力を加えて曲げると折れるものであってもよい。また特許文献１のように加圧ブロックの表面にゴムヒータを配置したり、または加圧ブロックの表面にゴム等を含む極めて薄いコーティング層を形成し、その上にポリイミド等の樹脂フィルムを載置し更にその上面にステンレス製の薄板３２２等の金属薄板を設けたものでもよい。
またこれらの緩衝材としての樹脂フィルムの厚みは０．０２ｍｍないし２．００ｍｍ、更に好ましくは０．０５ｍｍないし１．００ｍｍがより好ましい。一般的に厚みが１．００ｍｍ以下のものをフィルム、１．００ｍｍ以上のものをシートと分類して呼称する場合もあるが、本発明では１．００ｍｍないし２．００ｍｍの範囲のものも全てフィルムの概念に含める。そして複数の樹脂フィルムを重ねて緩衝材として用いる場合にも合計厚みは前記厚みとすることが望ましい。樹脂フィルムの厚みが０．０２ｍｍよりも薄い場合、ステンレス製の薄板３２２，３２５による弾性変形効果が殆ど得られないので、基板Ａ１の凸部Ａ１ｂの前面部分のみに過剰な力が加わってしまうという問題がある。また樹脂フィルムの厚みが２．００ｍｍよりも厚い場合、図５にデフォルメして示されるようにゴムを緩衝材として使用していたときと同様の不具合が発生する。また前記樹脂フィルムが０．０２ｍｍないし０．０５ｍｍの範囲では、基板Ａ１の凸部Ａ１ｂの高さが高い場合には問題となることもある。更に１．００ｍｍないし２．００ｍｍの範囲は緩衝作用が大きくなりすぎることもある。なおこれらの樹脂フィルムの厚みは加圧ブロック３１８に樹脂フィルムを取付した際の厚みである。加圧ブロック３１８に取付後の樹脂フィルムは、プレス成形の回数を経るに従って僅かに厚み寸法が減少する場合があるので、プレス成形後に樹脂フィルムを取り外した際は、同一厚みが維持されているとは限らない。ただし樹脂フィルムの厚みが僅かに変わったとしても著しく変わらない限り加圧成形には殆ど支障はない。
前記ポリイミドフィルム３２１の表面に重ねられるステンレス製の薄板３２２は、加圧面３２２ａである表面が平滑な鏡面板となっている。ステンレス製の薄板３２２の厚みは０．０５ｍｍないし５．０ｍｍ、より好ましくは０．５ｍｍないし３．０ｍｍである。なお金属薄板の材質は、ステンレス（ヤング率（Ｅ／ＧＰａ）２００）に限定されず、鉄（ヤング率（Ｅ／ＧＰａ）２０５）、アルミニウム（ヤング率（Ｅ／ＧＰａ）７０）、ニッケル（ヤング率（Ｅ／ＧＰａ）２０４）、銅（ヤング率（Ｅ／ＧＰａ）１１０）やそれらの合金や同等のヤング率を備えた金属であってもよい。また成形物によっては加圧面である表面は所定の面粗度を備えたものでもよい。本発明ではポリイミドフィルム等のプラスチックフィルムと前記金属薄板の組み合わせにより、従来のゴムからなる緩衝材を使用していたときのような加圧時の金属板の大きな弾性変形を防止することができ、その結果、基板端部から外側への積層フィルムの流動を防止することが可能となる。また積層成形される積層成形品Ａの種類によっては、ステンレス製等の金属薄板の厚みを０．１ｍｍないし０．８ｍｍといった薄いものを使用することによりより一層弾性作用を期待することができる。
第１の実施形態の積層成形プレス装置３においては、上盤３１２も下盤３１４と同じ加圧ブロック３１７、ポリイミドフィルム３２４、ステンレス製の薄板３２５を備えている。しかしながら上盤３１２側の加圧ブロック３１７と下盤３１４側の加圧ブロック３１８は、少なくとも一方が上記の構造を備えたもの、または上盤３１２と下盤３１４で緩衝材であるフィルムの材質や厚みを異ならせたもの、或いは金属薄板の材質や厚みを異ならせたものであってもよい。具体的には基板Ａ１の片面のみに凹凸部Ａ１ａが備えられており、前記凹凸部Ａ１ａのある側にのみ積層フィルムＡ２を貼り合わせる場合は、基板Ａ１の凹凸部Ａ１ａのある側に対応する側の盤のみに、ポリイミドフィルムとステンレス製の薄板を備えた加圧ブロックを設けてもよい。しかし基板Ａ１の両面に凹凸部が備えられており、両面側に積層フィルムＡ２を貼着する場合は、図１のよう積層成形プレス装置３の上盤３１２と下盤３１４の加圧ブロック３１７．３１８に、ポリイミドフィルム３２４，３２１、ステンレス製の薄板３２２，３２５を備えることが望ましい。
積層成形プレス装置３の後工程には積層成形品Ａ５の移送装置とテンション装置を兼ねたキャリアフィルム巻取装置５が設けられている。キャリアフィルム巻取装置５は、下側の巻取ロール５１１および従動ロール５１２を備えており、前記巻取ロール５１１により下キャリアフィルムＦ１が巻き取られる。またキャリアフィルム巻取装置５は、上側の巻取ロール５１３および従動ロール５１４を備えており、前記従動ロール５１４の部分で積層成形品Ａ５から上キャリアフィルムＦ２が剥離され、上キャリアフィルムＦ２は前記上側の巻取ロール５１３に巻取られる。そして下キャリアフィルムＦ１のみが水平状態で送られる部分に積層成形品Ａ５の取出ステージ５１５が設けられている。なおキャリアフィルムＦ１，Ｆ２の移送装置としては、キャリアフィルムＦ１，Ｆ２の両側を把持して後工程に向けて引っ張る移載装置を設けてもよい。また積層成形システム１の積層成形物Ａ３や中間積層材Ａ４等の移送装置は前記に限定されず、多軸ロボット等を用いたものでもよい。なお第１の積層成形システム１において、積層成形プレス装置３の後工程に冷却プレス装置等の更に別の装置を設ける場合は、キャリアフィルム巻取装置５は前記別の装置の後工程に設けられる。
次に第１の実施形態の積層成形プレス装置３を含む積層成形システム１を用いた、被積層材Ａ１と積層フィルムＡ２の積層成形方法について説明する。連続成形時の積層成形システム１では、ダイアフラム式の真空積層装置２と平坦化プレス装置である積層成形プレス装置３においてシーケンス制御により同時にバッチ処理的に加圧成形が行われる。しかしここでは１バッチ分の被積層材である基板Ａ１と積層フィルムＡ２の成形順序に沿って説明する。キャリアフィルム送出装置４から巻き出してキャリアフィルム巻取装置５に巻き取られるように設けられる上下のキャリアフィルムＦ１．Ｆ２は、これに限定されるものでないが、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製で厚みは０．０２ｍｍないし０．２０ｍｍのものが多い。
キャリアフィルム送出装置４の載置ステージ部４１３に載置される被積層材Ａ１は、基板表面に接着された銅箔部分の凸部Ａ１ｂと銅箔が無い部分の凹部Ａ１ｃからなる凹凸部Ａ１ａを有するビルドアップ用の回路基板である。銅箔の厚み（基板部分に対する高さ）はこれに限定されないが数ｕｍから数十ｕｍ程度であって殆どの場合０．１ｍｍ以下である。前記回路基板Ａ１の上下にそれぞれ積層フィルムＡ２が重ねられてビルドアップ成形用の積層成形物Ａ３が構成される。なお図１では積層成形物Ａ３は１個が記載されているが同時に複数個数の積層成形物Ａ３を積層成形するものでもよい。
第１の実施形態における積層フィルムＡ２は絶縁フィルムであって、元の保存状態から両面に積層されているＰＥＴフィルムが剥離されて使用される。積層フィルムＡ２の樹脂材料はエポキシ等の熱硬化性樹脂または熱硬化性樹脂を主成分とするものである。また前記熱硬化性樹脂以外の材料としては、粗度調整、難燃性付与、低膨張性付与、流動性付与、成膜性付与、低誘電正接化（絶縁性付与）、含水率低下等の目的で各種の材料、添加剤が含有されている。とりわけ近年では、粗度調整付与、低膨張性付与、低誘電正接化、含水率低下等のために無機材料の含有量が増加するタイプが増加しつつある。無機材料の種類としてはこれに限定されるものではないが、ＳｉＯ２などが挙げられる。
第１の実施形態では無機材料であるＳｉＯ２の含有率（体積％）が２０重量％以上の積層フィルムＡ２が好適に用いられる。本発明において無機材料であるＳｉＯ２の含有率（体積％）が２０重量％以上の積層フィルムＡ２は無機材料の含有率の多い樹脂フィルムと定義づけられる。これに限定されるものではないが味の素ファインテクノ株式会社の層間絶縁フィルムである「味の素ビルドアップフィルム（ＡＢＦ）」（登録商標）の例では、ＧＸ１３（ヤング率（ＧＰａ）４．０）、ＧＸ９２（ヤング率（ＧＰａ）５．０）、ＧＸ－Ｔ３１（ヤング率（ＧＰａ）７．５）、ＮｅｘｔＧＸ（ヤング率）７．５）、ＧＺ４１（ヤング率（ＧＰａ）９．０）、またはヤング率（ＧＰａ）９．０以上のフィルムが使用対象の無機材料の含有率の多い樹脂フィルムとして挙げられる。また他社製品も同等材料の無機材料の含有率の多い樹脂フィルムが含まれる。これらの樹脂フィルムは上記したようにフィルム表面の低祖度化による被積層物との密着性の向上、熱膨張率の低下させることによる基板との剥離の防止、絶縁性の向上（誘電損失の低減）含水率の低下などの目的から無機材料が２０体積％以上、４０％重量以上含まれている。とりわけ第５世代通信システムである５Ｇ用の基板においては、より一層の精度が求められることから無機材料の含有率が２５体積％以上の積層フィルムＡ２（層間絶縁フィルム）が特に好適に用いられる。また前記積層フィルムＡ２の厚みは、これに限定されるものではないが味の素ファインテクノ株式会社製等の層間絶縁フィルムでは、０．０１ｍｍないし０．１ｍｍのものが市販されており多く使用されている。また積層フィルムＡ２は銅箔層が積層されたものでもよくこれらも本発明の積層成形プレス装置に用いられる。
そして載置ステージ部４１３に載置された前記積層成形物Ａ３は、巻取ロール５１１，５１３の回転駆動ともに上下キャリアフィルムＦ１，Ｆ２とともに移動され、開放状態の真空積層装置２のチャンバＣ内に送られ位置決めされる。次に真空積層装置２はチャンバＣが閉鎖され図示しない真空ポンプによりチャンバＣ内が真空状態とされる。そして加圧空気を送り込んでダイアフラム２１１をチャンバＣ内に膨出させ、基板Ａ１と積層フィルムＡ２からなる積層成形物Ａ３を上盤２１２側の熱板２１５の弾性体２１６との間で加圧する。この際のダイアフラム２１１による加圧力は一例として１ＭＰａ以下であり、基板Ａ１の凹部Ａ１ｃに積層フィルムＡ２が埋め込まれる形で基板Ａ１と積層フィルムＡ２の接着が行われ、１次成形品である中間積層材Ａ４が積層成形される。しかし真空積層装置により積層成形された中間積層材Ａ４の積層フィルムＡ２の表面はまだ基板Ａ１の凹凸部Ａ１ａの形状に倣って凹凸が残った状態である。またこの際、使用される積層フィルムが無機材料の含有率が高い場合には溶融樹脂の流動性が低いのでより一層凹凸が残りやすい。
真空積層装置２において凹凸部Ａ１ａを備えた被積層材Ａ１と積層フィルムＡ２からなり、両者が貼着された中間積層材Ａ４が積層成形されるとチャンバＣが開放される。そしてフィルム巻取装置５による次のキャリアフィルムＦ１，Ｆ２の送りにより、前記中間積層材Ａ４は積層成形プレス装置３の上盤３１２と下盤３１４の間に搬送され、所定の加圧位置に停止される。次に積層成形プレス装置３の加圧シリンダ３１５が作動され、下盤３１４および加圧ブロック３１８が上昇される。加圧ブロック３１８には緩衝作用を備えたポリイミドフィルム３２１を介して弾性変形可能なステンレス製の薄板３２２が取り付けられていることは上記した通りであるが、前記ステンレス製の薄板３２２の加圧面３２２ａが下キャリアフィルムＦ１に当接後更に下キャリアフィルムＦ１を介して中間積層材Ａ４を押し上げる。そして中間積層材Ａ４は、上キャリアフィルムＦ２を介して上盤３１２のステンレス製の薄板３２５の加圧面３２５ａに当接され、その後上下の加圧面３２２ａと加圧面３２５ａの間で加圧される。
この際の積層成形プレス装置３の加圧ブロック３１７，３１８（熱板）の温度は、基板Ａ１や積層フィルムＡ２の材質によって異なるからこれに限定されるものではないが、８０℃ないし１４０℃、より好ましくは９０℃ないし１３０℃に制御される。この際の温度が高すぎると積層フィルムを構成する樹脂材料が溶融した際の粘度が低くなって流動性が高くなりすぎて中間積層材の端部から積層フィルムを構成する樹脂材料が流出して積層成形品の所望の板厚や絶縁層の厚みが得られない。更に加圧時の加圧ブロック３１７，３１８の温度が高すぎると、樹脂材料の劣化を招いたり、後工程での冷却も含めた成形サイクル時間がより長く必要となるといった問題も発生する。一方、加圧時の加圧ブロック３１７，３１８の温度が低すぎると、樹脂材料の際の粘度が高すぎて所望の流動性が得られず、基板Ａ１への積層フィルムＡ２の埋め込みが十分できなかったり、積層成形品Ａ５の表面が十分な平坦性が得られなかったりする問題が発生する。
また中間積層材Ａ４に対する加圧力（面圧）もまた、基板Ａ１や積層フィルムＡ２の材質により異なりこれに限定されるものではないが、０．３ＭＰa～４．０ＭＰａ、より好ましくは０．５ＭＰa～２．５ＭＰａに制御される。この際の加圧力が強すぎたりると中間積層材Ａ４の端部から積層フィルムＡ２を構成していた溶融樹脂材料が流出して温度条件と同様に良好に加圧成形ができない。また低すぎると基板Ａ１への積層フィルムＡ２の埋め込みが十分できなかったり、積層成形品Ａ５の表面が十分な平坦性が得られなかったりする。
また第１の実施形態では弾性可能な金属板であるステンレス製の薄板３２２，３２５と加圧ブロック３１７．３１８の間の緩衝材をポリイミドフィルム３２４，３２１等の樹脂フィルムとすることにより、従来の緩衝材をゴムとしたものと比較して緩衝材の硬度を高くして弾性金属板であるステンレス製の薄板３２２，３２５の弾性変形を所望の範囲にまで抑制または実質的に殆ど変形しない程度にまですることができる。また加圧ブロックが金属ブロックのみの場合は、基板Ａ１の凸部Ａ１ｂの前面に対応する中間積層材Ａ４の表面部分のみに力が加わり過ぎて、基板Ａ１を破壊したり基板Ａ１の凹部Ａ１ｃの部分が十分に押圧できない可能性がある。
この点について従来の緩衝材をゴムとした積層成形プレス装置１０では、図５に示されるように、プレス成形時に緩衝材１０１，１０２の中央部１０１ａ，１０２ａは、中間積層材Ａ４を加圧した反力により付勢されて圧縮され、直接中間積層材Ａ４と当接するステンレス製の薄板１０３，１０４の中央部１０３ａ，１０４ａも加圧ブロック１０５，１０６側に向けて撓む。それと比較して直接中間積層材Ａ４を加圧していない緩衝材１０１，１０２の外側部１０１ｂ，１０２ｂは殆ど圧縮されない。その結果、加圧ブロック１０５，１０６とステンレス製の薄板の外側部１０３ｂ，１０４ｂとの間の距離が、加圧ブロック１０５，１０６とステンレス製の薄板の中央部１０３ａ，１０４ａとの間の距離よりも相対的に大きくなる現象が発生する。前記現象が発生すると、中間積層材Ａ４の外側に対応するステンレス製の薄板の外側部１０３ｂ，１０４ｂは、中心側が加圧ブロック１０５，１０６に向けて後退し外側が加圧ブロック１０５，１０６から突出する状態の傾斜面１０３ｃ、１０４ｃを形成する。よって前記ステンレス製の薄板の外側部１０３ｂ，１０４ｂの傾斜面１０３ｃ、１０４ｃと中間積層材Ａ４の外側部分の表面の間には所定の角度αができる。その結果、中間積層材Ａ４の積層フィルムＡ２層の端部Ａ２ａに対しては、加圧時の応力が集中する。更にその結果、前記中間積層材Ａ４の積層フィルムＡ２の端部Ａ２ａ付近の溶融状態の樹脂が外側に向けて流出樹脂Ａ２ｂのようにはみ出すという問題が発生していた。
それに対して第１の実施形態では、緩衝材にポリイミドフィルム３２１．３２５等のエンジリアリングプラスチックまたは熱硬化性樹脂の樹脂フィルムを用いているので、中間積層材Ａ４を加圧時に中央部の緩衝材の樹脂フィルムのみが部分的に大きく圧縮される程度が小さく、弾性金属板であるステンレス製の薄板３２２，３２５の弾性変形も小さな程度で収まる。そのため中間積層材Ａ４の表面の積層フィルムＡ２の端部Ａ４ｃに応力の集中する程度が小さくなり、前記中間積層材Ａ４の積層フィルムＡ２層の端部Ａ４ｃ付近の溶融状態の樹脂が外側に向けて流動することも殆どなくなる。
そして積層成形プレス装置３において前記温度および加圧力により加圧が行われることにより、凹凸の残った中間積層材Ａ４の上下の積層フィルムＡ２側の表面は平面となり、積層成形品Ａ５へと積層成形される。そして所定の加圧時間が終了すると加圧シリンダ３１５が再度作動して下盤３１４が下降すると、次に上下の巻取ロール５１１，５１３が回転作動され、積層成形品Ａ５は取出ステージ５１５に移送され、図示しない移載装置により後工程に搬出される。積層成形品Ａ５または積層成形品Ａ５が再加工された基板等は本発明に包含される。
次に図３に示される第２の実施形態の積層成形システム６について、第１の実施形態の積層成形システム１との相違点を中心に符号を付して説明する。第２の実施形態の積層成形システム６の積層成形プレス装置８は、ダイアフラムを使用するものではなく、加圧シリンダ８１９等の加圧機構は、第１の実施形態の積層成形プレス装置３とほぼ同じ構造である。積層成形プレス装置８は、上盤８１１と下盤８１２にそれぞれ取付られる加圧ブロック８１３，８１４は、緩衝材であるポリイミドフィルム８１５，８１６と金属薄板であるステンレス製の薄板８１７，８１８を各々備えており、前記ステンレス製の薄板８１７，８１８の表面が加圧面８１７ａ，８１８ａとなっている。また加圧シリンダ８１９により下盤８１２が上昇して前記加圧面８１７ａ，８１８ａの間で加圧成形を行う点も同じである。
第１の積層成形システム１の積層成形プレス装置３と第２の実施形態の積層成形システム６の積層成形プレス装置８の相違点は、積層成形プレス装置８は、上盤８１１と下盤８１２の少なくとも一方にはチャンバ形成部材である側壁部８２０，８２１が形成されており、下盤８１２等の上昇により上盤８１１と下盤８１２の相対的な距離が近づいた際にチャンバＣが形成されるようになっている点である。そして積層成形プレス装置８には、前記チャンバＣ内を真空下するための図示しない真空ポンプを備えている。従って積層成形プレス装置８は、真空積層装置である。
また積層成形プレス装置８の後工程には、第１の実施形態と同じ２次成形に用いる積層成形プレス装置３が備えられている。積層成形プレス装置８の緩衝材であるポリイミドフィルム８１５，８１６と金属薄板であるステンレス製の薄板８１７，８１８と、積層成形プレス装置３の緩衝材であるポリイミドフィルム３２１，３２５等の樹脂フィルムとステンレス製の薄板３２２，３２５等の金属薄板は同じ材質であっても異なる材質であってもよい。異なる材質である場合は、積層成形プレス装置８のほうが埋め込み性を良好になるようにすることが望ましい。一例としては積層成形プレス装置３に用いられるポリイミドフィルム３２１，３２５等の樹脂フィルムの厚みよりも積層成形プレス装置８に用いられるポリイミドフィルム８１５，８１６等の樹脂フィルムを厚くしたり、またはステンレス製の薄板３２２，３２５等の金属薄板の厚みを薄くすることが好ましい。
第２の実施形態の積層成形システム６を用いた積層成形方法については、１次成形から積層成形プレス装置８により被積層材である基板Ａ１と積層フィルムＡ２の加圧を行う。そのため第１の実施形態のダイアフラム２１１を用いた真空積層装置２よりも大きな加圧力で１次成形を行うことができる。従って上記のように積層フィルムＡ２の無機材料の比重が、一例として６０重量％ないし７５重量％といったかなり高い場合であっても有効に加圧成形を行うことができる。
積層成形プレス装置８で積層成形（１次成形）された中間積層材Ａ４は、積層成形プレス装置３に送られる。積層成形プレス装置８と積層成形プレス装置３の加圧ブロックの温度、加圧力（面圧）は同じであってもよく、異なっていてもよい。これに限定されるものではないが、一例としては、積層成形プレス装置３よりも積層成形プレス装置８のほうが加圧ブロックの温度を高くして積層フィルムの樹脂材料の流動性を良好にし、積層成形プレス装置８よりも積層成形プレス装置３のほうが加圧力を高くして積層成形品Ａ５の表面の平滑度を高めるようにしてもよい。第２の実施形態で積層成形される積層成形品Ａ５または積層成形品Ａ５が再加工された基板等も本発明に包含される。
また第２の実施形態の変形例としては、積層成形システム６は、真空積層装置である積層成形プレス装置８の１台のみとし、成形を完了させるものでもよい。この場合でも本発明の上盤または下盤の少なくとも一方の盤に取付けられた加圧ブロックには、樹脂フィルムを介して加圧面を構成する金属薄板が備えることにより発明が完結できる。また積層成形プレス装置３の後に更に同じタイプの積層成形プレス装置３や別のタイプの冷却プレス装置などを直列方向に配設したものであってもよい。
次に図４に示される第３の実施形態の積層成形システム７について、第１の実施形態の積層成形システム１との相違点を中心に符号を付して説明する。第３の実施形態の積層成形システム７は、第１の実施形態の積層成形システム１の積層成形プレス装置３の後工程に更にもう１台、同様の積層成形プレス装置９を設けたものである。すなわち、積層成形システム７の積層成形プレス装置３．９は真空積層装置２の後工程に２台が直列方向に設けられる。そしてキャリアフィルムＦ１，Ｆ２により前記真空積層装置２から搬送された凹凸部を備えた被積層材Ａ１と積層フィルムＡ２からなる中間積層材Ａ４が前記２台の積層成形プレス装置３．９により順次加圧成形されるものである。
積層成形プレス装置９は、積層成形プレス装置３とほぼ同じ構造であり、上盤９１１と下盤９１２にそれぞれ取付られる加圧ブロック９１３，９１４は、緩衝材であるポリイミドフィルム９１５，９１６と金属薄板であるステンレス製の薄板９１７，９１８を各々備えており、前記ステンレス製の薄板９１７，９１８の表面が加圧面９１７ａ，９１８ａとなっている。
なお積層成形プレス装置９の緩衝材であるポリイミドフィルム９１５，９１６等の樹脂フィルムと、ステンレス製の薄板９１７，９１８等の金属薄板と、積層成形プレス装置３の緩衝材であるポリイミドフィルム３２１，３２５等の樹脂フィルムとステンレス製の薄板３２２，３２５等の金属薄板は、同じ厚みであっても異なる厚みであってもよい。第３の実施形態では、積層成形プレス装置３と積層成形プレス装置９は、厚さ０．０７ｍｍないし０．５０ｍｍの同じポリイミドフィルムが使用されている。しかし積層成形プレス装置３と積層成形プレス装置９は、緩衝材として使用される樹脂フィルムの厚みは異なっていてもよく、一例として前工程の積層成形プレス装置３のほうが埋め込み性が良好になるように厚さの厚いポリイミドフィルム等の樹脂フィルムを用いてもよい。
また積層成形プレス装置９と積層成形プレス装置３の緩衝材である樹脂フィルムの材質は、同じ材質であっても異なる材質であってもよい。異なる材質である場合は、前工程の積層成形プレス装置３のほうが埋め込み性が良好になるようにヤング率が小さい材質のフィルムを使用することが望ましい。更には積層成形プレス装置９よりも積層成形プレス装置３のステンレス製の薄板３２２，３２５等の金属薄板のほうが、厚みを薄くするかヤング率が小さい材質の金属を用いることにより埋め込み性を良好にしてもよい。
第３の実施形態の積層成形システム６を用いた積層成形方法については、真空積層装置２、積層成形プレス装置３、積層成形プレス装置９に順に積層成形した中間積層材Ａ４ａ、Ａ４ｂが送られる。第１の実施形態のような２台の積層装置の場合、真空積層装置２よりも積層成形プレス装置３のほうが加圧時間が長く必要な場合が多く、全体の成形時間は積層成形プレス装置３により規定される場合が多かった。しかし第３の実施形態の積層成形システム７では、積層成形プレス装置３、積層成形プレス装置９による２回の加圧成形で成形時間を分散することもでき、真空積層装置２に必要な成形時間で他の積層成形プレス装置３、積層成形プレス装置９による成形もできる場合が殆どとなる。
また積層成形プレス装置３、積層成形プレス装置９による２回の加圧成形が可能なので、積層フィルムＡ２の無機材料の含有量が多く、溶融時の流動性が悪いものであっても良好に積層成形することができる。また積層成形プレス装置３と積層成形プレス装置９の加圧ブロックの温度、加圧力（面圧）は同じであってもよく、異なっていてもよい。これに限定されるものではないが、一例としては、積層成形プレス装置９よりも積層成形プレス装置３のほうが加圧ブロックの温度を高くして積層フィルムＡ２の溶融状態の樹脂材料の流動性を良好にし、積層成形プレス装置３よりも積層成形プレス装置９のほうが加圧力を高くして積層成形品Ａ５の表面の平滑度を高めるようにしてもよい。第３の実施形態も積層成形プレス装置９の後工程に冷却プレス装置等の更に別の装置を設けてもよい。第３の実施形態で積層成形される積層成形品Ａ５または積層成形品Ａ５が再加工された基板等も本発明に包含される。
なお第３の実施形態の変形例として、真空積層装置２の次に設置される積層成形プレス装置３に変えて、加圧面がゴム等の弾性板からなる積層成形プレス装置を用いてもよい。その場合は本発明の積層成形プレス装置９は、３回目の積層成形にのみ使用される。
また本発明の積層成形プレス装置３，８，９は、出荷時には緩衝材である樹脂フィルムや金属薄板は取付られていない状態で出荷され、後で本発明の樹脂フィルム等を取り付けることも想定され、それらの形態も本発明に包含される。また積層成形を行う工場で積層成形される被積層材Ａ１や積層フィルムＡ２の種類に対応して、積層成形プレス装置３，８，９の緩衝材を、本発明に含まれる樹脂フィルム、或いはゴム等の緩衝作用の大きい材料に取り換えて使用することも本発明に包含される。
本発明については、一々列挙はしないが、上記した第１ないし第３の実施形態のものに限定されず、当業者が本発明の趣旨を踏まえて変更を加えたものや第１ないし第３の実施形態の各記載を掛け合わせたものについても、適用されることは言うまでもないことである。積層成形システム１，６，７で積層成形される積層成形品は、回路基板の他、半導体ウエハや他の板状体であってもよく限定されない。
１，６．７ 積層成形システム
２，真空積層装置
３，８，９ 積層成形プレス装置
２１２，３１２，８１１，９１１ 上盤
２１３，３１４，８１２，９１２ 下盤
３１７，３１８，８１３，８１４，９１３，９１４加圧ブロック
３２１，３２４，８１５，８１６，９１５，９１６ ポリイミドフィルム（樹脂フィルム）
３２２，３２５，８１７，８１８，９１７，９１８ ステンレス製の薄板（金属薄板）
３２２ａ，３２５ａ，８１７ａ，８１８ａ，９１７ａ，９１８ａ 加圧面
２，真空積層装置
３，８，９ 積層成形プレス装置
２１２，３１２，８１１，９１１ 上盤
２１３，３１４，８１２，９１２ 下盤
３１７，３１８，８１３，８１４，９１３，９１４加圧ブロック
３２１，３２４，８１５，８１６，９１５，９１６ ポリイミドフィルム（樹脂フィルム）
３２２，３２５，８１７，８１８，９１７，９１８ ステンレス製の薄板（金属薄板）
３２２ａ，３２５ａ，８１７ａ，８１８ａ，９１７ａ，９１８ａ 加圧面
上記の樹脂製の工業用機能フィルムのうち、本発明に特に好適に用いられる樹脂としては、ポリイミド（熱可塑性または熱硬化性の双方）（荷重たわみ温度２６０℃以上、ロックウェルＲスケール１１０ないし１３０）、ポリサルホン（荷重たわみ温度、ロックウェルＲスケール１１０ないし１２０）ポリフェニレンサルファイド（荷重たわみ温度２６０℃、ロックウェルＲスケール１００）、ポリエーテルサルホン（荷重たわみ温度２０３℃、ロックウェルＲスケール１００）、ポリエチレンナフタレート（ポリエーエルニトリルフィルム）（荷重たわみ温度３３０℃、ロックウェルＲスケール１１４）、アラミド（荷重たわみ温度２００℃ないし２３０℃）があり、これらは市販品としても比較的入手容易である。またこれら樹脂の少なくとも一つを用いたものでもよい。
第１の実施形態では無機材料であるＳｉＯ２の含有率（体積％）が２０体積％以上の積層フィルムＡ２が好適に用いられる。本発明において無機材料であるＳｉＯ２の含有率（体積％）が２０体積％以上の積層フィルムＡ２は無機材料の含有率の多い樹脂フィルムと定義づけられる。これに限定されるものではないが味の素ファインテクノ株式会社の層間絶縁フィルムである「味の素ビルドアップフィルム（ＡＢＦ）」（登録商標）の例では、ＧＸ１３（ヤング率（ＧＰａ）４．０）、ＧＸ９２（ヤング率（ＧＰａ）５．０）、ＧＸ－Ｔ３１（ヤング率（ＧＰａ）７．５）、ＮｅｘｔＧＸ（ヤング率）７．５）、ＧＺ４１（ヤング率（ＧＰａ）９．０）、またはヤング率（ＧＰａ）９．０以上のフィルムが使用対象の無機材料の含有率の多い樹脂フィルムとして挙げられる。また他社製品も同等材料の無機材料の含有率の多い樹脂フィルムが含まれる。これらの樹脂フィルムは上記したようにフィルム表面の低祖度化による被積層物との密着性の向上、熱膨張率の低下させることによる基板との剥離の防止、絶縁性の向上（誘電損失の低減）含水率の低下などの目的から無機材料が２０体積％以上、４０％重量以上含まれている。とりわけ第５世代通信システムである５Ｇ用の基板においては、より一層の精度が求められることから無機材料の含有率が２５体積％以上の積層フィルムＡ２（層間絶縁フィルム）が特に好適に用いられる。また前記積層フィルムＡ２の厚みは、これに限定されるものではないが味の素ファインテクノ株式会社製等の層間絶縁フィルムでは、０．０１ｍｍないし０．１ｍｍのものが市販されており多く使用されている。また積層フィルムＡ２は銅箔層が積層されたものでもよくこれらも本発明の積層成形プレス装置に用いられる。
Claims (8)
- 上盤と下盤の間で凹凸部を備えた被積層材と積層フィルムとを加圧成形する積層成形プレス装置において、
前記上盤または下盤少なくとも一方の盤に取付けられた加圧ブロックには、エンジリアリングプラスチックまたは熱硬化性樹脂の樹脂フィルムを介して加圧面を構成する金属薄板が備えられ、
前記樹脂フィルムの樹脂は、ポリイミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルサルホン、ポリエチレンナフタレート、フッ素樹脂、アラミドの少なくとも一つであることを特徴とする積層成形プレス装置。 - 上盤と下盤の間で凹凸部を備えた被積層材と積層フィルムとを加圧成形する積層成形プレス装置において、
前記上盤または下盤の少なくとも一方の盤に取付けられた加圧ブロックには、エンジリアリングプラスチックまたは熱硬化性樹脂の樹脂フィルムを介して加圧面を構成する金属薄板が備えられ、
前記樹脂フィルムの厚みは、０．０２ｍｍないし２．００ｍｍであることを特徴とする積層成形プレス装置。 - 上盤と下盤の間で凹凸部を備えた被積層材と積層フィルムとを加圧成形する積層成形プレス装置において、
前記上盤または下盤の少なくとも一方の盤に取付けられた加圧ブロックには、エンジリアリングプラスチックまたは熱硬化性樹脂の樹脂フィルムを介して加圧面を構成する金属薄板が備えられ、
前記樹脂フィルムの荷重たわみ温度は、２００℃以上であることを特徴とする積層成形プレス装置。 - 請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の積層成形プレス装置は真空積層装置の後工程に設けられ、キャリアフィルムにより前記真空積層装置から搬送された凹凸部を備えた被積層材と積層フィルムが前記積層成形プレス装置により加圧成形されることを特徴とする積層成形システム。
- 請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の積層成形プレス装置は真空積層装置の後工程に２台が直列方向に設けられ、キャリアフィルムにより前記真空積層装置から搬送された凹凸部を備えた被積層材と積層フィルムが前記２台の積層成形プレス装置により順次加圧成形されることを特徴とする積層成形システム。
- 上盤と下盤の間で凹凸部を備えた被積層材と積層フィルムとを積層成形プレス装置で加圧成形する積層成形方法において、
前記上盤または下盤の少なくとも一方の盤に取付けられた加圧ブロックには、エンジリアリングプラスチックまたは熱硬化性樹脂の樹脂フィルムを介して加圧面を構成する金属薄板が備えられ、
前記積層成形プレス装置により凹凸部を備えた被積層材と無機材料の含有率が２０体積％以上の積層フィルムとが加圧成形されることを特徴とする積層成形方法。 - 前記積層成形プレス装置は真空積層装置の後工程に設けられ、前記積層成形プレス装置により１次成形された凹凸部を備えた被積層材と積層フィルムが前記積層成形プレス装置で２次成形されることを特徴とする請求項６に記載の積層成形方法。
- 請求項６または請求項７の積層成形方法により積層成形される積層成形品。
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