JP3646068B2 - 積層方法 - Google Patents

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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント回路基板の製造において、凹凸を有する基板にフィルム状樹脂層を積層する方法に関するものであり、更に詳しくはフィルム状樹脂層の追従性が良く、積層後の膜厚均一性と表面鏡面性に優れたビルドアップ工法に有用な積層方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、電子機器の小型化、高性能化に伴いプリント回路基板の高密度化、多層化が進行している。
かかるプリント回路基板の多層化においては、熱硬化型樹脂組成物又は感光性樹脂組成物を絶縁層として使用し、予め形成した内層回路の上に該熱硬化型樹脂組成物又は感光性樹脂組成物を塗布し、あるいは該熱硬化型樹脂組成物又は感光性樹脂組成物からなるフィルム状樹脂層を積層する。かかるフィルム状樹脂層の片面には、通常銅箔や支持体フィルム(セパレーターフィルム)が積層されており、銅箔の場合はそれをハーフエッチング又は全面エッチングし、支持体フィルムの場合はそれを剥離して、次いでレーザー又は紫外線による穴あけ後に、銅メッキを施した後、再度フォトレジストフィルムを用いて光によるパターニングを行い回路を形成する方法、いわゆるビルドアップ工法が有効に用いられている。
【0003】
本出願人も先に、特開2000−141388号公報で、凹凸を有する基板に、フィルム状樹脂を積層するに当たり、真空積層装置を用いて積層した後、ラミネーターロール又は平面プレスにより加熱加圧処理する積層方法を開示した。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公報に記載されたように積層方法で、凹凸を有する基板とフィルム状樹脂(本発明ではフィルム状樹脂層と称する)を貼りあわせて積層体を製造する場合、積層体のフィルム状樹脂表面は平滑にはなるものの、基板上でフィルム状樹脂中の樹脂組成物の厚みが不均一となる事態が起こることがあり、かかる欠点はインターネットによる高速通信分野における高周波数下での絶縁性に悪影響を及ぼす恐れが出ることからその厚みムラの解消に改良の余地がある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明者らは、かかる事情に鑑み鋭意研究をした結果、可撓性シート3を付設した上部プレート1及び可撓性シート4を付設した下部プレート2が設置された真空チャンバーを有する真空積層装置6を使用して、該チャンバー内の上下プレート間で、凹凸を有する基板5aとフィルム状樹脂層5bからなる積層体5を圧締した後、該積層体5を上下にプレスブロック7及び8を有する平面プレス装置9により加熱加圧処理して積層する方法において、少なくとも一方の表面にショアーA硬度が60度以上、厚みが0.2〜10mm、表面粗さRzが20μm以下の緩衝材10を設置した上下プレスブロック7及び8を使用する積層方法を実施する場合、フィルム状樹脂層の追従性がよく、基板の上に積層される樹脂組成物層の基板凸部での膜厚均一性に優れ、積層体のフィルム樹脂層側の表面が鏡面(鏡面性)となる積層体が得られることを見いだし本発明を完成した。
【0006】
【発明の実施の形態】
本発明の積層方法では、特定の真空積層装置6を用いて、該積層体の圧締を行った後、上下プレスブロックの少なくとも一方の表面にショアーA硬度が60度以上、厚みが0.2〜10mm、表面粗さRzが20μm以下の緩衝材10を設置した上下プレスブロック7及び8を使用する平面プレス装置9で加熱プレス加工することを最大の特徴とするものであり、上下プレスブロック7及び8のプレス面の平面度が10μm以下で、ロックウエル硬度が40度以上である場合に更にその効果を発揮するものである。
【0007】
本発明で使用する真空積層装置6及び平面プレス装置9の基本的な構成は図1の通りである。図1では、真空積層装置6と平面プレス装置9を併設した連続積層法となっているが、本発明では、これに限定されるものではなく、それぞれの装置を独立して使用してもよい。
【0008】
真空積層装置6の真空チャンバーには、可撓性シート3を付設した上部プレート1と可撓性シート4を付設した下部プレート2が配置されている。
可撓性シート4は、下部プレート2上に直接存在し、可撓性シート3は、その四辺端が押さえシール金具17により上部プレート1と可撓性シート3の間に形成される空隙部12(以下単に空隙部12と称することがある)が形成出来るように上部プレート1に付着されている。また、上部プレート1には、該プレート1内を通過する開口部14(以下単に開口部14と称することがある)が配置され、かかる開口部14により、空隙部12の圧力が調整される。開口部14から気体又は液体を空隙部12に導入すると可撓性シート3が風船のように膨らむ構造となっている。下部プレート2には、該プレート2内を通過する開口部15(以下単に開口部15と称することがある)が配置され、かかる開口部15により、上部プレート1と下部プレート2の密封契合時に、可撓性シート3、4の間に形成される空間部13(以下単に空間部13と称することがある)の圧力が調整される。また、真空引きを効率良く行うためにシール16が下部プレート2の端の上に上部プレート1の端の上に配置されている。下部プレート2は、ジョイント18にて油圧シリンダー又はエアーシリンダー19と接続され、上下に移動する。
尚、上部プレート1、下部プレート2の内部には、空間部13の加熱のための加熱装置が適宜配置されている。
【0009】
また、平面プレス装置9には、上プレスブロック7と下プレスブロック8が配置され、上プレスブロック7は支柱30に固定されている。
下プレスブロック8は支柱30にガイド31をつけて、下プレスブロック8が上下に移動できる。
下プレスブロック8は、ジョイント33を介して、油圧シリンダー又はエアーシリンダー22に接続されて、油圧シリンダー又はエアーシリンダー22を作動させることにより下プレスブロック8を昇降させて加熱プレスされる。
尚、油圧シリンダー又はエアーシリンダー22はそのポンプ32と接続されている。
上プレスブロック7及び下プレスブロック8は、プレス板11、温度コントロールが可能なヒーターを有する加熱層20、ベース層21から構成される。
【0010】
本発明では、積層体5の搬送やフィルム状樹脂層5bからのしみだしを取り除くために搬送用フィルム23を併用するのが好ましく、かかる搬送用フィルム23の張力及び搬送速度を制御調節するために、巻出し装置24が真空チャンバーの入口付近に、巻取り装置27及びニップロール28が出口付近に配置されている。
搬送用フィルム23の通過ラインの各所には、搬送用フィルム23の張力誘導と空中保持のために、ガイドロール25が適宜配置されている。
【0011】
次に本発明の積層方法を図1を参考にして詳細に説明する。
本発明の積層方法に先立ち、凹凸を有する基板5a(以下単に基板5aと称することがある)とフィルム状樹脂層5bはオートシートカットラミネータ等により予め仮どめして積層体5としておくことが好ましい。
【0012】
まず真空積層装置6による圧締操作を説明する。
上記の積層体を搬送用フィルム23にて真空積層装置6の圧締位置に搬送する。その後下部プレート2を持ち上げて、上部プレート1と密封契合させる。かかる下部プレート2の移動は、油圧シリンダー又はエアーシリンダー19でコントロールされる。
【0013】
密封契合した後、空隙部12、空間部13を減圧状態とする。
具体的には、上部プレート1の開口部14と下部プレート2の開口部15より吸引し、空隙部12、空間部13の圧力を、200Pa以下、好ましくは100Pa以下の減圧状態にする。
かかる圧力が200Paを超えると、凹凸を有する基板5aとフィルム状樹脂層5bの間にマイクロボイドが残存し、積層後のフィルム状樹脂層5bの表面の平滑性が悪くなる傾向があり好ましくない。
空間部13を減圧状態にする時、空間部13の温度は30℃〜185℃が好ましく、更には70〜135℃である。
【0014】
次に圧締操作に入る。まず空間部13と空隙部12の圧力差により、可撓性シート3を下方向に膨らませて凹凸を有する基板5aとフィルム状樹脂層5bを貼り合わせる。
かかる圧力差の調整は具体的には、空隙部12の圧力をほぼ常圧に戻し、空間部13の減圧度を弱めて300〜600Paとすればよく、これらの圧力調整には空気を用いればよい。
かかる圧力差により可撓性シート3は下方向に膨らみ、これにより基板5aとフィルム状樹脂層5bは軽く接触するのである。
【0015】
引続いて空隙部12の圧力を高める。具体的には、空隙部12の圧力を1.0×105〜20×105Paと高くして、空間部13の圧力を再び200Pa以下の高真空下に調整することにより、上側の可撓性シート3は下側に大きく膨らみ、基板5aとフィルム状樹脂層5bが強く圧締されるのである。
【0016】
圧締の後に、開口部14、15を解放して、空間部13と空隙部12を大気圧に戻して、下部プレート2を上部プレート1から離して下方に移動させ、積層体5は真空積層装置6から排出される。
以上下部プレート2が上下に移動して、可撓性シート3が膨張する真空積層装置6を用いた方法について説明したが、上部プレート1が上下に移動したり、可撓性シート4が膨張する方法が採用されてもよい。
【0017】
真空積層装置6で使用される可撓性シート3及び4は、特には限定しないが、耐熱性で、強度があり、膨張可能なものが好ましく、例えばシリコンゴム、フッ素ゴム等が挙げられ、可撓性シート3及び4の内部にフィラーや繊維、箔、板を入れたものも使用可能である。具体的には、金陽社製のフッ素ラバーシートやシリコンラバーシート、クレハエラストマー社製のシリコンラバーシート、タイガースポリマー社製のSRラバーシート等が用いられる。尚、該シートの膜厚は、通常1〜10mmのものが用いられる。
【0018】
次に平面プレス装置9による加熱加圧処理を説明する。
真空積層装置6で積層された積層体5を、上下プレスブロック7、8の間に載置して、上下プレスブロック7及び8間で加熱加圧処理するのであるが、本発明においては、少なくとも一方の表面にショアーA硬度が60度以上、好ましくは65〜75度、厚みが0.2〜10mm、好ましくは0.2〜4mm、表面粗さRzが20μm以下、好ましくは15〜18μmの緩衝材10を設置した上下プレスブロック7及び8を使用することを最大の特徴とするもので、該ショアーA硬度が60度未満では鏡面性が得られず、また、表面粗さRzが20μmを超える時は膜圧均一性と鏡面性が低下し、更に厚みが0.2mm未満及び厚みが10mmを越えると目的とする膜厚均一性が得られず不適当である。
なお、本発明において、ショアーA硬度とはJIS Z2246に準処して、表面粗さRzとはJIS B0601に準処してそれぞれ測定されるものである。
【0019】
上記の緩衝材10は、紙、ゴム、プラスチック等のいずれかの材質を表面研磨したものであれば良いが、その中でもゴムが好ましく、特にフッ素系ゴムが好ましい。かかるフッ素系ゴムとしては、▲1▼フッ化ビニリデン系ゴム、▲2▼含フッ素シリコーンゴム、▲3▼テトラフルオロエチレン系ゴム、▲4▼含フッ素ビニルエーテル系ゴム、▲5▼含フッ素フォスフォニトリル系ゴム、▲6▼含フッ素アクリレート系ゴム、▲7▼含フッ素ニトロソメタン系ゴム、▲8▼含フッ素ポリエステルゴム、▲9▼含フッ素トリアジンゴム等が挙げられ、市販品としては例えば、金陽社製キンヨーボードシリーズ、クレハエラストマー社製ゴムシートシリーズ、タイガースポリマー社製ゴムシートシリーズ、ダイキン工業社製ダイエルシリーズ、デュポン社製ビトンシリーズ、ダウコーニング社製シラステックシリーズ、モンテディソン社製テクノフロンシリーズ、3M社製フルオレルシリーズ、ケル−Fシリーズ等が挙げられる。かかるフッ素系ゴムの中で、金陽社製キンヨーボードシリーズ、中でも『F−200』が好ましい。
【0020】
緩衝材10の表面粗さRzの調整方法(研磨加工)については特には限定しないが、ロータリー研磨やバフ研磨等の機械研磨やエメリー紙や、#1500以上の細目のサンドペーパーで手作業による研磨をすることが好ましい。
また、かかる緩衝材の表面に離形処理や帯電防止処理などの処理を施すことも好ましい。
【0021】
かかる緩衝材10は、耐熱性樹脂、ガラス繊維シートや金属箔シート等を内部に含むものであっても良い。
【0022】
次に上下のプレスブロック7及び8について詳細に述べる。
かかるプレスブロック7及び8は、工業的にはいくつかの構成部品に分かれている方が好適であり、通常は図1のようにプレス板11、加熱層20、ベース層21で構成されることが好ましい。
【0023】
かかるプレス板11のプレス面の平面度は10μm以下とすることが好ましく、更には3〜5μmであり、ロックウエル硬度は40度以上とすることが好ましく、更には50度以上、特には55〜65度である。平面度が10μmを越えると膜圧均一性が低下する傾向があり、ロックウエル硬度が40度未満であるとプレス面に傷が付きやすく鏡面性が劣り好ましくない。
なお、本発明において平面度とはJIS B0602に準処して、ロックウエル硬度とはJIS Z2245に準処してそれぞれ測定されるものである。
【0024】
かかるプレス面を構成するものとしては、鉄やステンレス材や硬い耐熱性あるいは硬質のプラスチック、セラミックが挙げられ、好ましくは鉄やステンレス材等の金属が用いられる。更に該金属の表面にハードクロムメッキ加工等の表面硬化加工処理を施しても良いし、テフロン樹脂を焼き付けた汚れ防止加工処理を施しても良い。
かかるプレス面として具体的にはナック55系鋼や、SUS440C、SUS420J2等が使用される。
プレス板11は上記のようなプレス面を持ち、プレス面に傷がついた時に容易に交換可能という目的として設けられたものであり、通常5〜35mmの厚みである。
加熱層20は、熱伝熱と保温性の面で優れたものが好ましく、通常、加熱装置を内蔵したアルミニウム系金属、鉄系金属、ステンレス系金属で構成された35〜80mmの厚みのものが良い。
【0025】
加熱層20に内蔵する加熱装置は、プレスブロック内部の温度コントロールが可能なヒーターが好ましい。かかるヒーターに関しては電熱ヒーターであっても、配管に温水、熱水、蒸気、サーモエス等の工業的な熱媒を入れたものでもよいが、工業的にはコントロールのしやすさから電熱ヒーターが好ましく、かかるヒーターとしてはシース(鞘)状ヒーターや面シート状ヒーターが使用され、シース状ヒーターを何本か使用する場合は、特に加熱層20の中央部に配置するものより周囲部に配置するものの加熱電熱容量(kW)を大きくしておくことが好ましい。
【0026】
ベース層21は、各基材層が、加圧時に歪まないようにするため補強構造材(通常は鉄系金属)で構成され、50〜150mmであることが工業的に好ましい。
【0027】
かかるプレス板11と加熱層20の間には必要に応じて、シート状クッション材やライナーシム調整層を適宜配置することも可能である。シート状クッション材は、工業的には、フッ素系ゴムやシリコン系ゴム等のゴムラバーシート、ポリエステルフイルム、各種の紙、銅箔等の金属箔が使用され、中実無垢材、発泡材、中空風船状材などの形状で用いられ、その全体の厚みは0.015〜3mmが好ましい。
【0028】
該ライナーシム調整層とは、上下のプレス面の間にプレスーケル(富士写真フィルム社製の感圧紙)を挟み込み押し当てて均一状態が悪いとき、プレス板11と加熱層20の間の均一状態が悪い箇所に入れる極薄層で、ポリエステルフイルム、各種の紙、銅箔等の金属箔が使用され、厚みは0.003〜0.050mmが好ましい。
【0029】
かかる加熱層20とベース層21の間には必要に応じて、シート状断熱材を配置することも可能である。シート状断熱材は、プレスブロック中の熱伝導を下げる役割をし、通常セラミック発泡シートや石膏ボードが使用され、工業的には日光化成社製のベスサーモシリーズが用いられる。かかるシート状断熱材の厚みは0.3〜25mm程度である。
また、かかる上下のプレスブロック7及び8の全体寸法は、縦横が350〜950mm程度、厚みが150〜350mm程度が経済的である。
【0030】
尚、上記ではプレスブロック7及び8がプレス板11、加熱層20、ベース層21で構成されるものについて述べたが、すべてプレス板11で構成されていてもよい。
【0031】
次に平面プレス装置9の加熱加圧条件及び加圧装置について述べる。
加圧処理条件は、圧力1.0×105〜5.0×106Paであることが好ましく、特に好ましくは2.0×106〜3.1×106Paである。
加熱温度は30〜200℃であることが好ましく、特に好ましくは100〜150℃である。
【0032】
加熱加圧処理時間は、特には限定しないが、20〜200秒程度行うのが好ましく、工業的に生産効率を上げるために40〜60秒行うのが更に好ましい。
加圧装置については、特には限定されず、加圧時にサーボモーターとスクリューネジにて下プレスブロック8を押し上げても良いが、工業的には、油圧シリンダー又はエアーシリンダー22を使用することが好ましい。
【0033】
図1では、複数本の油圧シリンーダー又はエアーシリンダー22で下プレスブロック8を押し上げて加圧しているが、1本の油圧シリンーダー又はエアーシリンダー22とジョイント33を接続させて下プレスブロック8を押し上げて加圧しても良く、また、複数本の時にはその中の何本かはジョイント33がないものでも良い。
【0034】
また、複数本の時は油圧シリンダー又はエアーシリンダー22を油圧シリンダーかエアーシリンダーのどちらかに統一する必要はなく、混在させても良い。
図1では、ポンプ32は一つであるが、使用する油圧シリンダー又はエアーシリンダー22の本数により適宜複数個のポンプを使用することも可能であり、また、ポンプ32とシリンダー22の途中の配管34には絞り弁、電磁弁、分岐管等を適宜設置しても良い。
【0035】
尚、油圧シリンダー又はエアーシリンダー22の動作速度については、特に限定しないが、下プレスブロック8を押し当てる直前では、積層体5を痛めないためにもできうる限りの低速が好ましく、かかるシリンダー22中には、ショックアブソーバー、ショック防止バネ、ショックレスバルブなどを付設してもよい。
【0036】
尚、図1とは上下逆の平面プレス装置、即ち、上プレスブロックが上下に摺動して、下プレスブロックが固定したものを用いてもよいが、発生する異物塵埃の点から、図1の構成が好ましい。
【0037】
真空積層装置6で圧締処理した後、積層体5を平面プレス装置9で処理するタイミングについては特には限定しないが、真空積層装置6の圧締処理の後12時間以内に平面プレス装置9で加熱加圧処理すればよく、特に15分以内であると真空積層装置6から排出された積層体が冷えきらずに加熱加圧処理ができ、膜厚均一性(基板の厚みムラに対する面ならい)が良好となるので好ましい。
【0038】
かかる操作を工業的に効率良く行うために、真空積層装置6では、可撓性シート3と可撓性シート4の間に積層体を挟持する搬送用フィルム23を配置し、平面プレス装置9では、上下プレスブロック7及び8の間に、搬送用フィルム23を配置して連続して使用することが好適である。
【0039】
かかる搬送用フィルム23としては、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ナイロンフィルム、ポリイミドフィルム、ポリスチレンフィルム、フッ素化オレフィンフィルムが挙げられるが、塗工用の膜厚みの精度の良い点でポリエチレンテレフタレートフィルムが好適であり、例えば東レ社製のルミラーフィルムシリーズ、藤森工業社製のバイナフィルムシリーズなどが用いられる。
【0040】
かかる搬送用フィルム23の膜厚は10〜100μm、特には20〜55μmであることが好ましい。
尚、搬送用フィルム23の幅は、積層体5の幅よりも広く、空間部13の幅よりも狭い必要がある。通常、搬送用フィルム23の幅は、積層体5の幅より10mm〜40mm広くすることが好ましい。
【0041】
搬送用フィルム23の表面に関しても、特には限定しないが、表面粗度Rzが0.35〜1.0μmであることが好ましく、かかる表面粗度Rzが0.35μm未満の時は、真空積層装置6では、上下の搬送用フィルム23同志が密着してしまい積層時の空気の逃げが悪くマイクロボイドが増加したり、上下の搬送用フィルム23と上下の可撓性シート3、4とが密着して搬送しにくくなったり、平面プレス装置9では、搬送用フィルム23と、上プレスブロック7、下プレスブロック8、緩衝材10のそれぞれの間でエアー溜まりが発生して押しムラが生じる傾向にあり好ましくない。1.0μmを超える時は、上下の搬送用フィルム23同志での静電気の発生率が高くなりフィルム同志が反発したり、また、かかる搬送用フィルム23で連続搬送するときには、上下搬送用フィルム23同志が、平面プレス装置9に入る時に張力変動で剥がれやすくなりエアー溜まりやシワが発生する問題点があり好ましくない。
【0042】
かかる表面粗度Rzを得る処理については、特には限定しないが、工業的にはマット処理(マット処理をしたフィルムを以下マットフィルムと略称する)がある。かかるマット処理とは、表面を各種の手法で粗化させたもので、エメリー表面あらし加工や、フィルム表面に微細なフィラーを付着させたり練り込んだりした加工がある。
【0043】
かかる工業用のマットフィルムとしては、ユニチカ社製EMBLET PTHシリーズや、ダイヤフォイル社製のマットフィルムシリーズが使用される。
また、表面には適宜、離型処理加工、静電気防止処理加工、コロナ処理加工などが施されても良く、離型処理加工はしみだした樹脂分の除去に役立ち、静電気防止処理はゴミの付着トラブルやフィルムの反発トラブルの防止に役立ち有用である。
【0044】
図1では、真空積層装置6、平面プレス装置9で処理する際にいずれも搬送用フィルム23を用いる場合を示したが、真空積層装置6で処理する際だけに、該フィルムを用いたり、平面プレス装置9で処理する際だけに該フィルムを用いてもよく、また、真空積層装置6と平面プレス装置9にそれぞれ別々に搬送用フィルム23が設置されていてもよい。
尚、真空積層装置6と平面プレス装置9にそれぞれ別々に搬送用フィルム23が設置されている時にも、上記マットフィルムが非常に有効である。
【0045】
かかる搬送用フィルム23は、通常、ニップロール28、巻出し装置24、巻取り装置27でコントロールされ、かかる巻だし装置24は通常張力コントロール可能なパウダーブレーキ又はクラッチ付モーターが使用され、ニップロール28は位置と速度をコントロールできるサーボモーター等が使用され、巻取り装置27は張力コントロール可能なトルクモーター等が使用される。
【0046】
かかる搬送用フィルム23の走行時には、工業的には0.5〜15kgf/m(フィルム幅)で引張しながら走行させる。また、その搬送速度は、前後のコンベア26の速度と一致させる必要があり通常1〜25m/分である。
【0047】
上記搬送用フィルム23は、必要に応じて、使用後はしみだし汚染部分を取り除き再利用することもできるし、又、しみだし汚染部分を取り除く工程を設け、回転式に連続に供給して再利用することもできる。
【0048】
本発明で使用される積層体5の構成は、凹凸を有する基板5a/フィルム状樹脂層5b、フィルム状樹脂層5b/凹凸を有する基板5a/フィルム状樹脂層5b等任意である。
かかる凹凸を有する基板5aとしては、特には限定しないが、銅、半田等のパターン等を施したプリント基板が好ましく、ピルドアップ工法等で用いられる多積層基板でも良い。かかる基板の厚みとしては特には限定しないが、0.1〜10mm程度のものが良い。縦横の大きさも特には限定しないが、150〜800mm程度ものが良い。
【0049】
また、フィルム状樹脂層5bは、樹脂組成物と、支持体フィルム(セパレーターフィルム)あるいは銅箔から構成されることが好ましい。
かかる樹脂組成物は、絶縁性、粘着性や接着性、ホットメルト性を持つものや、ガラス転移温度以上で軟化する樹脂組成物が好ましい。
【0050】
かかる樹脂組成物としては、主にエポキシ樹脂又は、該樹脂からなる熱硬化性樹脂組成物、エチレン性不飽和化合物及び光重合開始剤からなる感光性樹脂組成物等が挙げられる。
また、支持体フィルム(セパレーターフィルム)としては、ポリエチレンテレフタレートフィルムやポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリビニルアルコールフィルム、エチレン酢酸ビニル共重合体ケン化物フィルム等が挙げられる。
【0051】
銅箔としては特に制限しないがエッチングで溶解可能なものが好ましい。
かかる支持体フィルム(セパレーターフィルム)あるいは銅箔の表面の状態については特には限定しないが、なるべく鏡面状態のものが好ましく、厚みも3〜60μm程度のものが好ましい。
【0052】
上記該樹脂組成物層の厚みは5〜150μm程度が好ましい。かかる樹脂組成物の厚みと凹凸を有する基板5aの凹凸の寸法との関係であるが、銅、半田等のプリントパターンやスルホールの場合に、凹凸を充填したり、スルーホールを埋めるのに足りるだけの樹脂組成物量即ち樹脂組成物の厚みが必要であり、プリントパターンの場合は、通常、基板5aの凹凸の厚み(銅パターンの場合は銅高)/樹脂組成物厚みの比は0.8以下とするのが好ましい。
【0053】
かかるフィルム状樹脂層5bのビルドアップ工法用途の市販品(保護フィルムが貼付した構成のものものある)としては、日立化成社製のBFシリーズ、BLシリーズ、ASシリーズ、MCFシリーズ、シプレー社製のMULTIPOSIT−9500シリーズ、日本ペイント社製のプロピコートシリーズ、チバスペシャリティ社製のPlobelecシリーズ、デュポン社製のValuxシリーズ、太陽インク社製のPVIシリーズ、HBIシリーズ、旭電化社製のBURシリーズ、味の素社製のABFシリーズ、東京応化社製のSB−Rシリーズ、三井金属社製のMRシリーズ、松下電工社製のRシリーズ、住友ベークライト社製のAPLシリーズ、ニッカン社製のCADシリーズ、旭化成社製のPCCシリーズ、三菱ガス化学社製のCBRシリーズ、CCLシリーズ、GMPシリーズ等が挙げられる。
【0054】
その他の用途の樹脂層5bとしては、フォトレジストフィルム用樹脂層、ソルダーレジストマスクフィルム用樹脂層、コンフォーマスクフィルム用樹脂層が挙げられる。
【0055】
フィルム状樹脂層5bの樹脂組成物の表面あるいは裏面の処理方法については限定されないが、好ましくは、基板と積層する方の面がマット処理してあることが、積層時の空気の逃げがよくマイクロボイドが少なく良好である。
該マット処理に関しては特には限定しないが、表面粗さRzが3〜40μ程度のものが好ましい。
【0056】
最後に本発明の積層方法を行う前後に行われる前処理、後処理やかかる処理を行うための装置について述べる。
【0057】
本積層方法を行う前に微粘着ロールや、超音波クリーナーなどのクリーナー装置を配置して、それらにより基板表面や搬送用フィルム23の表面をクリーニングしてもよい。
また、真空積層装置6の前や平面プレス装置9の後には、コンベア26が適宜配置されることもあり、かかるコンベア26により、積層体5が、真空積層装置6から搬入排出されるのであるが、かかるコンベア26に代えて回転ロール群やエンドレスベルトを用いても良く、また、これらの素材は汚れにくく発塵しないものが良い。
コンベア26のサイズは、長さ0.3〜3m、好ましくは、0.5〜1.5mであればよく、また、その搬送速度は通常1〜25m/分である
【0058】
平面プレス装置9から積層体5が排出される時、後工程での押し跡(打痕跡)を防止するために、排出直後に室温程度に冷却固化されることが好ましく、かかる冷却方法については特には限定されず、自然放熱により冷却しても良いが、平面プレス装置9の直後に冷却装置を設けるのがより好ましい。
かかる冷却装置は工業的には、冷凍機や空気の断熱膨張を利用した冷気を利用した冷風ファンや冷風エアーナイフ、冷水を通管した冷却ロール等が用いられる。
【0059】
搬送用フィルム23を使用する時は、搬送用フィルム23に挟持されたまま冷却されるのが更に好ましく、平面プレス装置9より搬送された積層体5を、上記冷却し、冷却後に後ろ側のコンベア26に排出するのが好ましい。
【0060】
後ろ側のコンベア26の入り口には、平面プレス装置9での加熱加圧処理後、積層体5と搬送用フィルム23を剥がすための剥離ロール等の剥離装置部、例えば跳ね上がり防止装置29を設置すると好適である。
平面プレス装置9の後に、圧締された積層体5を貯蔵するためのストッカーや、積層体5の表面平滑性の向上のために更に加圧装置等を適宜配置してもよい。尚、静電気対策のために搬送用フィルム23のフィルムラインや各所に除電バーなどを設置してもよい。
【0061】
平面プレス装置9での加熱加圧処理後、積層体5は、適宜必要に応じて、冷却プレス加工、室温でのエージング処理、160〜210℃で20〜200分の熱硬化や紫外線による硬化、露光、ホットプレス加工、打ち抜き加工、ピーラーによる支持体フィルムの剥離加工、レーザー加工、無電解メッキ加工等を施してもよい。
【0062】
尚、本発明は、プリント基板以外の他用途、例えば、LCD基板の上に、粘着剤付偏光板や粘着剤付位相差板を貼り合わす時、PDP基板の上にドライフィルムを貼り合わす時、タブテープに各種基材を貼り合わす時、各種電子基板にダイシングテープ等やホットメルト樹脂の付着したフィルム、例えばICカード等を貼り合わす時にも大変有効な装置や方法である。
【0063】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。
実施例1
図1に示す如き真空積層装置6及び平面プレス装置9を用いた。
上部プレート1と下部プレート2に内蔵されたヒーターにより空間部13を予め120℃に調整しておいた。
まず、エポキシ樹脂からなる熱硬化性樹脂組成物(ガラス転移温度80℃)とポリエチレンテレフタレートフィルムからなるフィルム状樹脂層5bを凹凸を有する基板5aの両面に配置し、フィルム状樹脂層5b(厚み25μm)の樹脂面(Rzが3.5μm)が該基板5aの凹凸面(厚み18μm)に接するようにオートシートカットラミネーターにより仮止めして積層体5を用意した。
【0064】
次に、ポリエチレンテレフタレートフィルムからなる搬送用フィルム23(厚み38μm、表面粗さRzが0.5μm)で上記の積層体5を圧締位置に搬送した後、下部プレート2を上げ、上部プレート1と密封契合した後、減圧操作に入った。
【0065】
開口部14、開口部15から空気を真空ポンプで吸引して、空隙部12及び空間部13を60Paまで減圧状態にして50秒間減圧を継続した後、開口部14を大気開放として、空隙部12を大気圧とし、空間部13を400Paとして、3mmの厚みのシリコンゴムからなる可撓性シート3及び可撓性シート4で積層体5を軽く圧締した。その10秒後に、空間部13を再び60Paの減圧状態にして、更に開口部14より圧縮空気を入れて、空隙部12を6×105Paとして、可撓性シート3を大きく膨らませて、積層体5を120℃で300秒間強く圧締した。
【0066】
次に開口部13を大気圧に戻して、下部プレート2を下方に移動させて、圧締された積層体5を排出した。
【0067】
引き続いて、60秒後に、平面プレス装置9に積層体5を搬送用フィルム23により搬送した。
【0068】
次に上下プレスブロック7及び8を有する平面プレス装置9により積層体5のプレスを行った。
加熱層20は厚み60mmのステンレスで、内部にシースヒータを9本有し、ベース層21としては厚み80mmの鉄製のものを用いた。
【0069】
また、プレス板11(厚み20mm)のプレス面の平面度は3μmでロックウエル硬度が60度のステンレス材を用い、その上に配置される緩衝材10としてはフッ化ビニリデン系ゴム(フッ化ビニリデン、六フッ化プロピレン、四フッ化エチレンの共重合体)を#1500のサンドペーパーで表面処理して、厚み2.5mm、表面粗さRz15μm、ショアーA硬度70度に調整したものを用いた。
まず、加熱層を140℃に調整し、そして下プレスブロック8を、ジョイント33が配置された4本の油圧シリンダー22を用いて上部に移動し、積層体5を2.5×106Paの圧力で60秒間加熱プレスした。その後、下プレスブロック8を下方に移動し、積層体5を搬送フィルム23で搬送して平面プレス装置9から排出した。
得られた積層体5について追従性、膜厚均一性、鏡面性の評価を以下の要領で行った。
【0070】
(追従性)
積層体5の表面を観察し、凹凸を有する基板5aの凹凸に沿ってフィルム状樹脂層5bが積層されているかどうか250倍顕微鏡で確認した。
○・・・凹凸に沿ってフィルム状樹脂層5bが充填しておりミクロボイドもなく追従性している。
×・・・凹凸に沿ってフィルム状樹脂層5bが充填していない、又は、ミクロボイドがある。
【0071】
(膜厚均一性)
積層体5をクロスセクション法で、垂直切断面を電子顕微鏡にて観察して以下の基板の凸面上に積層される樹脂層の厚みを測定して、それぞれの厚みの差を以下のように評価した。
○・・・0.5μm未満
×・・・0.5μmを越える
【0072】
(表面鏡面性)
積層体5のフィルム状樹脂層5b面を斜め45度の角度で基板に当たった蛍光灯の反射光を目視で観察して以下のように評価した。
○・・・鏡面に近い状態である
×・・・鏡面にはならず
【0073】
実施例2
実施例1において、緩衝材10として金陽社製『キンヨーボードF−200』(耐熱性ナイロン入耐熱性フッ素系ゴム、厚み2mm、表面粗さ15μm、ショアーA硬度70度)を用いた以外は同様に処理して同様に評価した。
【0074】
比較例1
実施例1において、緩衝材10としてアクリルゴム〔アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシルと2−クロロエチルビニルエーテル共重合体(表面粗さRz40μm)を#1500のサンドペーパで表面処理し、厚み2mm、表面粗さRz15μm、ショアーA硬度35度としたもの〕を用いた以外は同様に処理して同様に評価した。
【0075】
比較例2
実施例1において、緩衝材10のフッ化ビニリデン系ゴムの厚みを0.1mmとした以外は同様に処理して同様に評価した。
【0076】
比較例3
実施例1において、緩衝材10のフッ化ビニリデン系ゴムの厚みを15mmとした以外は同様に処理して同様に評価した。
【0077】
比較例4
実施例1において、緩衝材10のフッ化ビニリデン系ゴムを#1500のサンドペーパによる表面処理を実施せず表面粗さRzを30μmのまま使用して同様に処理して同様に評価した。
【0078】
実施例1、2比較例1〜4の評価結果を表1に示した。
【0079】
【発明の効果】
本発明の積層方法では可撓性シート3を付設した上部プレート1及び可撓性シート4を付設した下部プレート2が設置された真空チャンバーを有する真空積層装置6を使用して、該チャンバー内の上下プレート間で、凹凸を有する基板5aとフィルム状樹脂層5bからなる積層体5を圧締した後、該積層体5を上下にプレスブロック7及び8を有する平面プレス装置9により加熱加圧処理して積層する方法において、少なくとも一方の表面にショアーA硬度が60度以上、厚みが0.2〜10mm、表面粗さRzが20μm以下の緩衝材10を設置した上下プレスブロック7及び8を使用するので、フィルム状樹脂層5bの追従性がよく、積層後の樹脂層の膜厚均一性に優れ、プリント回路基板の多層化に非常に有用な積層方法である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の積層方法に用いられる積層装置の一例である。
【符号の説明】
1・・・上部プレート
2・・・下部プレート
3・・・上部プレートに付設した可撓性シート
4・・・下部プレートに付設した可撓性シート
5・・・積層体
5a・・・凹凸を有する基板
5b・・・フィルム状樹脂層
6・・・真空積層装置
7・・・上プレスブロック
8・・・下プレスブロック
9・・・平面プレス装置
10・・・緩衝材
11・・・プレス板
12・・・上部プレートと可撓性シート間の空隙部
13・・・可撓性シート3、4の間に形成される空間部
14・・・上部プレートを通過する開口部
15・・・下部プレートを通過する開口部
16・・・シール
17・・・止め金具
18・・・真空積層装置用ジョイント
19・・・油圧シリンダー又はエアーシリンダー
20・・・加熱層
21・・・ベース層
22・・・油圧シリンダー又はエアーシリンダー
23・・・搬送用フィルム
24・・・巻き出し装置
25・・・ガイドロール
26・・・コンベア
27・・・巻き取り装置
28・・・ニップロール
29・・・跳ね上がり防止装置
30・・・支柱
31・・・ガイド
32・・・ポンプ
33・・・ジョイント
34・・・配管

Claims (8)

  1. 可撓性シート3を付設した上部プレート1及び可撓性シート4を付設した下部プレート2が設置された真空チャンバーを有する真空積層装置6を使用して、該チャンバー内の上下プレート間で、凹凸を有する基板5aとフィルム状樹脂層5bからなる積層体5を圧締した後、該積層体5を上下プレスブロック7及び8を有する平面プレス装置9により加熱加圧処理して積層する方法において、少なくとも一方の表面にショアーA硬度が60度以上、厚みが0.2〜10mm、表面粗さRzが20μm以下の緩衝材10を設置した上下プレスブロック7及び8を使用することを特徴とする積層方法。
  2. 上下プレスブロック7及び8のプレス面の平面度が10μm以下で、ロックウエル硬度が40度以上である平面プレス装置9を使用することを特徴とする請求項1記載の積層方法。
  3. プレスブロック内部の温度コントロールに当たって、電熱ヒーターを用いることを特徴とする請求項1あるいは2記載の積層方法。
  4. 電熱ヒーターがシース(鞘)状ヒーター又は面シート状ヒーターであることを特徴とする請求項3記載の積層方法。
  5. 真空積層装置6により、積層体5を圧締するにあたり、上部プレート1と下部プレート2の間に、積層体5を載置して、上部プレート1と下部プレート2を密封契合して、上下プレート間に形成される空間部13及び上部プレート1と可撓性シート3の間に形成される空隙部12を200Pa以下の減圧状態にした後、空隙部12の減圧状態を解除して、更にその圧力を1.0×10〜2.0×10Paにして、可撓性シート3を膨張させて積層体5を圧締することを特徴とする請求項1〜4いずれか記載の積層方法。
  6. 真空積層装置6で圧締処理の後15分以内に平面プレス装置9で加熱プレス加工をすることを特徴とする請求項1〜いずれか記載の積層方法。
  7. 真空積層装置6で可撓性シート3と可撓性シート4の間及び平面プレス装置9で上プレスブロック7と下プレスブロック8の間に積層体5を挟持する搬送用フィルム23を配置することを特徴とする請求項1〜いずれか記載の積層方法。
  8. 搬送用フィルム23の表面粗さRzが0.35〜1.0μmで、厚みが20〜55μmであることを特徴とする請求項記載の積層方法。
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