JP2022182646A - 積層成形システムおよび積層成形システムを用いた積層成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 プレス装置の加圧時の面圧分布の均等性、積層成形品の平滑性、積層成形完了時の離型性の少なくとも一つについて従来よりも改善した積層成形システムおよび積層成形システムを用いた積層成形方法を提供する。【解決手段】 真空積層装置２と、真空積層装置２の後工程に配置されるプレス装置３とを備えた積層成形システム１において、プレス装置３は、上盤３１２または下盤３１４の少なくとも一方の盤に取り付けられた加圧ブロック３１７，３１８と、加圧ブロック３１７，３１８の表面に取り付けられた緩衝材３２１，３２４と、緩衝材３２１，３２４の表面に取り付けられた金属プレート３２２，３２５とが備えられ、金属プレート３２２，３２５の表面には、チタンまたはチタン合金、ニッケルまたはニッケル合金、窒化金属、またはＤＬＣの少なくとも一つの被膜層３２３，３２６が形成されている。【選択図】図２

Description

本発明は、真空積層装置と、該真空積層装置の後工程に配置されるプレス装置と、前記真空積層装置で積層成形された中間積層材をプレス装置へ搬送する搬送装置とを備えた積層成形システムおよび該積層成形システムを用いた積層成形方法に関するものである。

真空積層装置と、該真空積層装置の後工程に配置されるプレス装置と、前記真空積層装置で積層成形された中間積層材をプレス装置へ搬送する搬送装置とを備えた積層成形システムについては、特許文献１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。

特開２００２－１２０１００号公報

しかしながら従来の積層成形システムのプレス装置では、加圧時の面圧分布の均等性、積層成形された積層成形品の平滑性、積層成形完了時の離型性の少なくとも一つについて十分に満足できる結果となっていない場合があった。そこで本発明では、プレス装置の加圧時の面圧分布の均等性、積層成形品の平滑性、積層成形完了時の離型性の少なくとも一つについて従来よりも改善した積層成形システムおよび積層成形システムを用いた積層成形方法を提供することを目的とする。

その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

本発明の請求項１に記載の積層成形システムは、真空積層装置と、該真空積層装置の後工程に配置されるプレス装置と、前記真空積層装置で積層成形された中間積層材をプレス装置へ搬送する搬送装置とを備えた積層成形システムにおいて、前記プレス装置は、上盤または下盤少なくとも一方の盤に取り付けられた加圧ブロックと、前記加圧ブロックの表面に取り付けられた緩衝材と、前記緩衝材の表面に取り付けられた金属プレートとが備えられ、前記金属プレートの表面には、チタンまたはチタン合金、ニッケルまたはニッケル合金、窒化金属、またはＤＬＣの少なくとも一つの被膜層が形成されている。

本発明の積層成形システムは、真空積層装置と、該真空積層装置の後工程に配置されるプレス装置と、前記真空積層装置で積層成形された中間積層材をプレス装置へ搬送する搬送装置とを備えた積層成形システムにおいて、前記プレス装置は、上盤または下盤少なくとも一方の盤に取り付けられた加圧ブロックと、前記加圧ブロックの表面に取り付けられた緩衝材と、前記緩衝材の表面に取り付けられた金属プレートとが備えられ、前記金属プレートの表面には、チタンまたはチタン合金、ニッケルまたはニッケル合金、窒化金属、またはＤＬＣの少なくとも一つの被膜層が形成されているので、加圧時の面圧分布の均等性、積層成形品の平滑性、積層成形完了時の離型性の少なくとも一つについて良好な結果を得ることができる。

第１の実施形態の積層成形システムの概略説明図である。 第１の実施形態の積層成形システムの要部の拡大図である。 第２の実施形態の積層成形システムの概略説明図である。 第３の実施形態の積層成形システムの概略説明図である。 従来の積層成形システムのプレス装置を用いて加圧成形を行った際の概略説明図である。

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の後工程にプレス装置３が配置され、搬送装置によって送られるキャリアフィルム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からなる中間積層材Ａ４が前記プレス装置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搬送装置１０のキャリアフィルム巻出装置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。また搬送装置１０のキャリアフィルム巻出装置５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。また積層成形品Ａ５の種類によってはプレス装置３から取り出された積層成形品Ａ５の温度が低下した後に、キャリアフィルムＦ１，Ｆ２と積層成形品Ａ５の間を剥離するので良好な状態での剥離または離型を行うことができる。

搬送装置１０のキャリアフィルム巻出装置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。また真空積層装置は、上下の熱板の表面にゴム等の弾性シートが取り付けられ弾性シートが加圧面となっているプレス装置を用いてもよい。

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である基板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。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の実施形態のプレス装置３の加圧手段は、電動モータによりボールねじを回転させて直接下盤等を移動させるものや、電動モータによりトグル装置を介して下盤等を移動させるものなど他の方式のものでもよい。更にプレス装置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。

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では樹脂フィルムからなる緩衝材３２１、金属薄板であるステンレス製の金属プレート３２２、および窒化チタンの被膜層３２３の長さ方向（図２においては水平方向）に対する厚み（図２においては垂直方向）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。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にはポリイミドフィルム等のエンジニ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からなる緩衝材３２１が重ねられている。本発明に使用される樹脂フィルムは、エンジニ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。具体的にはポリイミド等のエンジニアリングプレスチック（スーパーエンジニアリングプラスチックを含む）製フィルムか、ふっ素樹脂等の熱硬化性樹脂フィルムが望ましい。これらの樹脂フィルムはロックウエルＲスケールの硬度（（ＩＳＯ ２０３９－２）が１５ないし１４０、耐熱温度が１５０℃以上のものが特に好ましい。またこれらの緩衝材３２１としての樹脂フィルムの厚みは０．００５ｍｍないし３．００ｍｍ、更に好ましくは０．０５ｍｍないし１．００ｍｍがより好ましい。また緩衝材の材質は、樹脂の他、エラストマ、繊維、紙、またはそれらの複合体からなるものでもよい。

そして前記緩衝材３２１の表面にはステンレス等の金属プレート３２２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、緩衝材３２１、ステンレス製の金属プレート３２２の平面視した形状は同一となっている。金属プレート３２２等を平面視した際の１辺の長さは、これに限定されるものではないが一例として２５０ｍｍないし１，０００ｍｍである。また金属プレート３２２等の形状は長方形でも正方形でもよく、各種の角部の面取り処理や取付用に凹凸部などがあるものでもよい。金属プレート３２２の材質は、ステンレスの場合、高硬度のマルテンサナイト系のステンレス（ＳＵＳ４４０Ｃ等）が特に望ましい。或いは高硬度のステンレスとしては、硬さＨＲＣが５４以上または弾性係数（×１０^３ｋｇ／ｍｍ^２）が２０．０以上のものが特に望ましい。または金属プレート３２２を構成する金属は、ステンレス、ニッケル、鉄、銅、亜鉛、アルミ、またはそれら金属の合金からなるものでもよい。金属プレート３２２の厚みは、０．０５ｍｍないし５．０ｍｍ、更に望ましくは０．３ｍｍないし３．０ｍｍがより望ましい。

本発明では、前記ステンレス等の金属プレート３２２の表面３２２ａには、チタンまたはチタン合金、ニッケルまたはニッケル合金、窒化金属、ＤＬＣの少なくとも一つの被膜層３２３が形成されている。より具体的には本実施形態では窒化金属の一種である窒化チタン（Ｔｉｎ）の被膜層３２３が形成されている。窒化チタンの被膜層３２３の形成は、ＰＶＤ法の一種であるイオンプレーティング法により行われ、窒化チタンの被膜層３２３の被膜の厚みは０．１μｍないし１００μｍである。また窒化チタン等の窒化金属の被膜層の厚みについてはより望ましくは０．３μｍないし２．０μｍである。そしてイオンプレーディング法により形成された窒化チタン等の窒化金属の被膜層３２３の表面の加圧面３２３ａは、必要に応じて研磨バフ等を用いて研磨され、次に記載されるような表面粗さに仕上げ加工される。

また金属プレート３２２の表面３２２ａに形成される窒化チタンの被膜層３２３の表面の加圧面３２３ａの粗さについては、これのみに限定されるものではないが、算術平均粗さＲａ（ＪＩＳ Ｂ０６０１：２０１３）は、０．０７μｍ以下が望ましく、特にはＲａ０．０４μｍ以下が望ましい。また窒化チタン被膜の表面粗さは、最大高さ粗さＲｚ（ＪＩＳ Ｂ０６０１：２０１３）は、０．０６μｍ以下が望ましく、特にはＲｚ０．３５μｍ以下が特に望ましい。算術平均粗さＲａ、最大高さ粗さＲｚともに下限値については数値が小さいほうがより望ましいがコストとの関係も踏まえて表面処理方法が選択される。

また窒化金属の被膜層の種類はＴｉＮ以外に、ＴｉＣ、ＴｉＣＮ、ＴｉＡＩＮなどのチタンまたはチタン合金を窒化処理した被膜層であってもよい。またチタン以外の窒化金属の皮膜としては、ＣｒＮ、窒化モリブテン、窒化タングステンなどの窒化処理された被膜層でもよい。更には被膜層に好適な材質としてはダイヤモンド炭化被膜層であるＤＬＣが挙げられる。これらの被膜においても厚みは、０．３μｍないし１００μｍであることが望ましく、表面粗さは、Ｒａ０．１μｍ以下であることが望ましい。なお前記被膜等の形成方法についてはイオンプレーティング法の他、ＰＶＤ法により真空蒸着やスパッタリングによるものや、ＣＶＤ法によるものなど被膜層の種類に応じて最適の被膜形成方法が選択される。

また被膜層は、チタンまたはチタン合金、ニッケルまたはニッケル合金からなる被膜層であってもよい。これらの金属はメッキや溶射などの方法によりステンレス製の金属プレート３２２，３２５の表面に被膜層が形成される。更に被膜層は、チタンまたはチタン合金、ニッケルまたはニッケル合金、窒化金属、またはＤＬＣの被膜層の混合物や、前記被膜層が複数の被膜層として金属プレート３２２，３２５に形成されたものでもよい。一例としては窒化チタン層等の中間層の表面にＤＬＣがコーティングされたものや、チタン合金やニッケル合金等の中間層の表面に窒化チタン等の窒化金属の被膜層がコーティングされたものでもよく組み合わせは適宜選択される。

前記緩衝材３２１とステンレス製の金属プレート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いる。そして金属プレート３２２の前面側から前記穴を介して図示しないボルトが加圧ブロック３１８のボルト穴に相通され、緩衝材３２１とステンレス製の金属プレート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金属プレート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ボルト断面積よりも大きい孔や長孔等からなる調整部を設けてもよい。また加圧ブロック３１８への前記緩衝材３２１とステンレス製の金属プレート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により取り付けがされるものでもよい。前記構造によりプレス装置３の加圧ブロック３１８には、緩衝材である緩衝材３２１を介して金属プレート３２２が備えられる。

第１の実施形態のプレス装置３においては、上盤３１２も下盤３１４と同じ辺の大きさ、同じ面積の加圧ブロック３１７、緩衝材３２４、金属プレート３２５を備えている。そして金属プレート３２５の表面には、窒化チタンの被膜層３２６がコーティングされたステンレス製の金属プレート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の金属プレート３２２，３２５は、板厚や表面の皮膜層の種類や表面粗さを異ならせたものでもよい。

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搬送装置１０のキャリアフィルム巻出装置５が設けられている。キャリアフィルム巻出装置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出装置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を真空積層装置２へ搬送したり、真空積層装置２で積層成形された中間積層材Ａ４をプレス装置３へ搬送する搬送装置１０について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。

次に第１の実施形態のプレス装置３を含む積層成形システム１を用いた、被積層材である基板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。搬送装置１０のキャリアフィルム巻出装置４から巻き出してキャリアフィルム巻出装置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０．０１ｍｍないし０．５０ｍｍのものが多い。キャリアフィルムＦ１，Ｆ２の種類は、他にもポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイミドなどからなるものでもよい。

搬送装置１０の載置ステージ部４１３に載置される基板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％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％以上の積層フィルムＡ２は無機材料の含有率の多い積層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（ＧＰａ）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積層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積層フィルムが含まれる。これらの積層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、或いは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システム１のプレス装置３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とともに送られ、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１．０ＭＰａ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Ａ２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を備えた基板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。そして搬送装置１０のキャリアフィルム巻出装置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緩衝材３２１を介して弾性変形可能であって表面に窒化チタンによる被膜層３２３が被膜形成されたステンレス製の金属プレート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金属プレート３２２の窒化チタンの被膜層３２３の表面の加圧面３２３ａ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のステンレス製の金属プレート３２５の表面の窒化チタンの被膜層３２６の表面の加圧面３２６ａに当接され、その後上下の加圧面３２３ａと加圧面３２６ａの間でキャリアフィルムＦ１，Ｆ２を介して中間積層材Ａ４が加圧される。

この際のプレス装置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、３０℃ないし２００℃、より好ましくは８０℃ないし１４０℃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Ａ４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、０．１ＭＰa～３．０ＭＰａ、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の実施形態では表面に窒化チタン等の被膜層３２３，３２６が形成された金属板であるステンレス製の金属プレート３２２，３２５を用い、キャリアフィルムＦ１，Ｆ２を介して中間積層材Ａ４を加圧することにより、中間積層材Ａ４の平滑性を向上させることができる。また窒化チタンの被膜層３２３，３２６が形成されたステンレス製の金属プレート３２２，３２５と、ポリイミドやふっ素樹脂からなる樹脂フィルムの緩衝材３２１，３２４使用することにより、中間積層材Ａ４を加圧時の面圧分布の均等性の向上を図ることができる。または前記被膜層３２３，３２６と樹脂フィルム製の緩衝材３２１，３２４の組み合わせにより、従来は図５に示されるようにプレス装置１０１の加圧ブロック１０２，１０３の間で中間積層材Ａ４を加圧した際に、中間積層材Ａ４の端部Ａ４ｃ，Ａ４ｄ付近に加圧時の応力が集中して溶融した積層フィルムＡ２の樹脂材料が外側へ流出していたのを防止することができる。

そしてプレス装置３において所定の加圧時間が経過するとプレス装置３の加圧シリンダ３１５が作動され、下盤３１４と加圧ブロック３１８が下降される。そのことにより下盤３１４側の加圧ブロック３１８に取り付けられた金属プレート３２２の表面３２２ａに形成された窒化チタンの被膜層３２３の加圧面３２３ａと下キャリアフィルムＦ１の間が離型される。また上盤３１２側に取り付けられた金属プレート３２５の表面に形成された窒化チタンの被膜層３２６の加圧面３２６ａと上キャリアフィルムＦ２の間が離型される。しかし本発明では金属プレート３２２，３２５の表面に窒化チタンの被膜層３２３，３２６が形成されているので、キャリアフィルムＦ１．Ｆ２との離型が従来以上に容易に行える。そのためキャリアフィルムＦ１．Ｆ２の少なくとも一方が金属プレートに貼り付いたまま離型されてしまいキャリアフィルムＦ１，Ｆ２の間でプレス成形された積層成形品Ａ５がプレス装置３内でキャリアフィルムＦ１，Ｆ２から意図しない状態で離型されてしまうという現象を極力抑制することができる。

そしてプレス装置３で積層成形の完了した積層成形品Ａ５は次の成形サイクルで搬送装置１０のキャリアフィルム巻出装置５の作動により、積層成形品Ａ５の取出ステージ５１５に送られる。この際までに上キャリアフィルムＦ２は従動ロール５１４の部分で積層成形品Ａ５から良好に離型される。そして積層成形品Ａ５は取出ステージ５１５からロボット等で取り出される。積層成形品Ａ５がビルドアップ基板用の基板の場合は、特に表面の平滑性が重要となるので本発明が有効である。なおビルドアップ基板用の基板の場合は、次の工程で銅箔等を貼り付けるために薬品等で積層成形品Ａ５の表面を非常に微細に荒らす場合もあるが、本発明の表面平滑性はそれよりも単位の大きな平滑性を求めるものであるので、いずれにしてもビルドアップ基板用の積層成形品Ａ５の平滑性をプレス装置３で確保することは重要である。

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８２１等の加圧機構は、第１の実施形態のプレス装置３とほぼ同じ構造である。プレス装置８は、上盤８１１と下盤８１２にそれぞれ取り付られる加圧ブロック８１３，８１４は、緩衝材であるポリイミド等の樹脂フィルムの緩衝材８１５，８１６と金属薄板であるステンレス製の金属プレート８１７，８１８を各々備えており、前記ステンレス製の金属プレート８１７，８１８の表面に第１の実施形態と同じ窒化チタン等の被膜層８１９，８２０が形成されている。そして前記被膜層８１９，８２０の表面が加圧面８１９ａ，８２０ａとなっている。また加圧シリンダ８２１により下盤８１２が上昇して前記加圧面８１９ａ，８２０ａ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のプレス装置８の相違点は、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８２２，８２３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。従ってプレス装置８は、真空積層装置である。

またプレス装置８の後工程には、第１の実施形態と同じ２次成形に用いるプレス装置３が備えられている。プレス装置８は、緩衝材であるポリイミド等の樹脂フィルムの緩衝材８１５，８１６と金属薄板であるステンレス製の金属プレート８１７，８１８を備えている。プレス装置８のステンレス製の金属プレート８１７，８１８とプレス装置３のステンレス製の金属プレート８１７，８１８と、プレス装置３のステンレス製の金属プレート３２２，３２５は同じ材質であっても異なる材質であってもよい。また金属プレート８１７，８１８の窒化チタン等の被膜層と金属プレート３２２，３２５の窒化チタン等の被膜層３２３，３２６も同じ材質であっても異なる材質であってもよく、表面粗さ（算術平均粗さＲａや最大高さ粗さＲｚも同じであっても異なるものでもよい。なお後工程のプレス装置３の金属プレート３２２，３２５の窒化チタン等の被膜層３２３，３２６の表面粗さのほうが小さくしてもよい。

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のプレス装置３の後工程に更にもう１台、同様のプレス装置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基板Ａ１と積層フィルムＡ２からなる中間積層材Ａ４が前記２台のプレス装置３．９により順次加圧成形されるものである。

プレス装置９は、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、ポリイミド等の樹脂フィルムの緩衝材９１５，９１６とステンレス製の金属プレート９１７，９１８を各々備えており、前記ステンレス製の金属プレート９１８の表面には窒化チタン等の被膜層９１９，９２０が形成され、その表面が加圧面９１９ａ，９２０ａとなっている。

なおプレス装置９の樹脂フィルムの緩衝材９１５，９１６と、ステンレス製の金属プレーと９１７，９１８と、プレス装置３の樹脂フィルムからなる緩衝材３２１，３２４とステンレス製の金属プレート３２２，３２５は、同じ厚みであってもいずれか一方が厚いものもよい。また前記金属プレート９１７，９１８に形成される窒化チタン等の被膜層９１９，９２０の材質または厚みと、前記金属プレート３２２，３２５に形成される窒化チタン等の被膜層３２３，３２６の材質または厚みも同じ厚みであってもいずれか一方が厚いものでもよい。

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、プレス装置３、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、プレス装置３、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プレス装置３、プレス装置９による成形もできる場合が殆どとなる。

またプレス装置３、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。またプレス装置３とプレス装置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、プレス装置９よりもプレス装置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、プレス装置３よりもプレス装置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。

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プレス装置を用いてもよい。その場合は本発明のプレス装置は、３回目の積層成形にのみ使用される。

また本発明のプレス装置３，８，９は、出荷時には緩衝材である樹脂フィルムや金属プレートが取付られていない状態で出荷され、後で本発明の窒化チタン等の被膜層が形成された金属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。

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、特に表面の平滑性が重要となる積層成形品に好適であり、ビルドアップ基板の他、他の回路基板、半導体ウエハなどで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 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 緩衝材
３２２，３２５，８１７，８１８，９１７，９１８ 金属プレート
３２３，３２６，８１９，８２０，９１９，９２０ 被膜層
３２３ａ，３２６ａ，８２１ａ，８２２ａ，９１９ａ，９２０ａ 加圧面

Claims (5)

1. 真空積層装置と、該真空積層装置の後工程に配置されるプレス装置と、前記真空積層装置で積層成形された中間積層材をプレス装置へ搬送する搬送装置とを備えた積層成形システムにおいて、
   前記プレス装置は、上盤または下盤少なくとも一方の盤に取り付けられた加圧ブロックと、
   前記加圧ブロックの表面に取り付けられた緩衝材と、
   前記緩衝材の表面に取り付けられた金属プレートとが備えられ、
   前記金属プレートの表面には、チタンまたはチタン合金、ニッケルまたはニッケル合金、窒化金属、またはＤＬＣの少なくとも一つ被膜層が形成されている、積層成形システム。
2. 前記プレス装置の緩衝材は、樹脂、エラストマ、繊維、紙、またはそれらの複合体からなり、厚みは０．００５ｍｍないし３．０ｍｍであり、
   前記プレス装置の金属プレートは、ステンレス、ニッケル、鉄、銅、亜鉛、アルミ、またはそれら金属の合金からなり、厚みは０．０５ｍｍないし５．０ｍｍである、
   請求項１に記載の積層成形システム。
3. 前記金属プレートの表面の被膜は、厚みが０．１μｍないし１００μｍであり、
   表面粗さは、Ｒａ０．０７μｍ以下である
   請求項１または請求項２に記載の積層成形システム。
4. 真空積層装置と、該真空積層装置の後工程に配置されるプレス装置と、前記真空積層装置で積層成形された中間積層材をプレス装置へ搬送する搬送装置とを備えた積層成形システムを用いた積層成形方法において、
   前記プレス装置は、上盤または下盤少なくとも一方の盤に取り付けられた加圧ブロックと、
   前記加圧ブロックの表面に取り付けられた緩衝材と、
   前記緩衝材の表面に取り付けられた金属プレートとが備えられ、
   前記金属プレートの表面には、チタンまたはチタン合金、ニッケルまたはニッケル合金、窒化金属、またはＤＬＣの少なくとも一つの被膜層が形成されており、
   前記プレス装置によるプレス成形時の加圧ブロックの温度は３０℃ないし２００℃、中間積層材を加圧する面圧は０．１ＭＰａないし３．０ＭＰａである、積層成形システムを用いた積層成形方法。
5. 前記プレス装置によるプレス成形時に中間積層材は、搬送装置により送られるキャリアフィルムを介して加圧される、請求項４に記載の積層成形システムを用いた積層成形方法。

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