JP3790724B2

JP3790724B2 - Laminating apparatus and laminating method

Info

Publication number: JP3790724B2
Application number: JP2002217629A
Authority: JP
Inventors: 省二浦野
Original assignee: 株式会社名機製作所
Priority date: 2002-07-26
Filing date: 2002-07-26
Publication date: 2006-06-28
Anticipated expiration: 2022-07-26
Also published as: JP2004058349A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は凹凸を有する被積層材からなる回路基板やＩＣ基板等に溶融可能な樹脂積層材を重ねて積層成形する積層装置および積層方法に関し、特に真空条件下における前記回路基板等の加圧時に、シリコンゴム等のダイアフラムからなる加圧手段を用いずに前記回路基板等に加圧を行う積層装置および積層方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来凹凸を有する被積層材からなる回路基板やＩＣ基板等に溶融可能な樹脂積層材を重ねて積層成形する積層装置としては、特開２０００−１５６５５号公報に記載されるものが知られている。前記公報によれば回路基板等の加圧時にボイドやしわの発生を防止するために、真空条件下にてシリコンゴム等からなるダイアフラムによって凹凸を有する被積層材に溶融可能な樹脂積層材を重ねて回路基板等の加圧が行われている。
しかし近年では回路基板の高密度化や回路基板に使用されるはんだの無鉛化のために、回路基板の接着層等となる樹脂積層材にエポキシ系樹脂を使用していたものに代えて、フッソ系樹脂やポリイミド系樹脂など融点の高い樹脂を使用したものが登場してきた。よってこれらのフッソ系樹脂等の溶融可能な樹脂積層材を使用した回路基板等の積層成形においては、これらの樹脂積層材の融点より高い温度条件下で加圧を行う必要がある。ところが、従来の積層装置に使用されている加圧用ダイアフラムはシリコンゴム等から形成されており、シリコンゴムは前記フッソ系樹脂等の融点より耐熱温度が低く、これらフッソ系樹脂等の樹脂積層材を使用した回路基板等の積層成形には、従来の加圧用ダイアフラムが設けられた積層装置を用いることができないという問題があった。
【０００３】
【発明の解決しようとする課題】
そこで本発明は積層装置において、キャリアフィルムによって搬送され凹凸を有する被積層材からなる回路基板やＩＣ基板等に溶融可能な樹脂積層材を重ねて真空条件下において積層成形する際に、シリコンゴム等からなるダイアフラムを用いずに加圧し、積層基板を得ることを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１の積層装置は、キャリアフィルムによって搬送され溶融可能な樹脂積層材が重ねられた基板を、相対向して配設され前記キャリアフィルムを介して当接および離間可能に設けられた上盤および下盤の間に形成される真空条件下の積層成形空間にて加圧することにより積層成形する積層装置において、ダイアフラムからなる加圧手段が設けられていない上盤と下盤とが設けられ、上盤と下盤には熱板がそれぞれ固定され、上盤と下盤の当接時に上部積層成形空間と下部積層成形空間とが、キャリアフィルムによりそれぞれ別の気圧に保持可能に区画形成され、上部積層成形空間と下部積層成形空間が形成された際に前記積層成形空間をそれぞれ減圧可能な減圧手段と、少なくともいずれか一方の上部または下部の積層成形空間を加圧可能な加圧手段とが設けられた真空積層装置と、該真空積層装置においてキャリアフィルムのみを介して加圧された基板からキャリアフィルムを剥離する剥離装置と、が設けられたことを特徴とする。
【０００５】
本発明の請求項２の積層方法は、キャリアフィルムによって搬送され溶融可能な樹脂積層材が重ねられた基板を、真空積層装置の相対向して配設されキャリアフィルムを介して当接および離間可能に設けられた上盤および下盤の間に形成される真空条件下の積層成形空間にて加圧する積層方法において、キャリアフィルムとともに基板を真空積層装置内に搬入し、ダイアフラムからなる加圧手段が設けられておらず熱板がそれぞれ固定された上盤と下盤を当接することにより上盤とキャリアフィルムとの間に上部積層成形空間を区画形成するとともに、下盤とキャリアフィルムとの間にキャリアフィルムによって上部積層成形空間とはそれぞれ別の気圧に保持可能に下部積層成形空間を区画形成し、上部積層成形空間と下部積層成形空間の両方の空間を減圧し、一方の積層成形空間の減圧を継続しつつ他方の積層成形空間を加圧することにより基板をキャリアフィルムのみを介して加圧し、その後キャリアフィルムを剥離することを特徴とする。
【０００６】
本発明の請求項３の積層方法は、請求項２において、キャリアフィルムは、ポリエチレンテレフタレート系樹脂、ポリエーテルイミド系樹脂、ポリエーテルスルフォン系樹脂、フッソ系樹脂、液晶ポリマー系樹脂、芳香族ポリアラミド系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン系樹脂、ポリイミド系樹脂の少なくとも一つから形成され、基板における溶融可能な樹脂積層材は、フッソ系樹脂またはポリイミド系樹脂からなることを特徴とする。
【０００７】
本発明の請求項４の積層方法は、請求項２または請求項３において、キャリアフィルムは上下キャリアフィルムからなり、上下いずれか一方のフィルムの基板が載置されない部分には空気抜き孔が形成されているか、又はいずれか一方のフィルムの幅が積層成形空間のキャリアフィルムの搬送方向と直角方向の幅より狭く設けられていることを特徴とする。
【０００８】
本発明の請求項５に記載の積層方法は、請求項２ないし請求項４のいずれか１項において、真空積層装置によって成形された凹凸を有する一次成形積層基板を、加圧面が平滑に形成され積層成形空間を形成する盤に配設された熱板と同温ないし５０℃低い温度に設定された上熱板および下熱板によって大気圧下にて加圧し、表面が平滑に形成された積層基板を得ることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図１ないし図６を参照して説明する。図１は本発明の積層装置の全体の構成を示す縦断面図である。図２は図１におけるＡ−Ａ断面であって第一の積層装置である真空積層装置の成形空間開放時の断面図である。図３は図２と同一断面であって真空積層装置の積層成形空間を減圧時の断面図である。図４は図２と同一断面であって真空積層装置の上部積層成形空間を減圧し下部積層成形空間を加圧時の断面図である。図５は図２と同一断面であって真空積層装置の下部積層成形空間を大気開放または減圧し上部積層成形空間を加圧時の断面図である。図６はキャリアフィルムの形態が異なる例である。
【００１０】
図１に示されるこの実施の形態の回路基板２は、コア層３に銅箔等からなる配線パターン４が接着されることにより凹凸を有する基板（被積層材）が形成されている。そして前記回路基板２の上下には前記回路基板２とほぼ同じ大きさの溶融可能な樹脂積層材５が前記回路基板２に重ねられている。そしてそれら回路基板２と樹脂積層材５は、その上方と下方を上部キャリアフィルム６と下部キャリアフィルム７によって挟持されて一側から他側に向けて搬送され、その間に各装置によって積層成形がなされるようになっている。よって上下キャリアフィルム６，７の幅Ｃは前記回路基板２の幅Ｂよりも広く設けられている。上下キャリアフィルム６，７による搬送路と各装置の配置について説明すると、下部キャリアフィルム７は一側下方のフィルムローラ８から繰り出される。そしてその搬送路上には、基板載置ステージ９、第一の積層装置である真空積層装置１０、第二の積層装置である加圧加熱装置１１、第三の積層装置である加圧冷却装置１２、基板取出ステージ１３が順に等間隔に配設されており、下部キャリアフィルム７は他側下方の巻取ローラ１４によって巻き取られる。
【００１１】
また上部キャリアフィルム６についても一側上方のフィルムローラ１５から繰り出され、前記下部キャリアフィルム７と平行に、真空積層装置１０、加圧加熱装置１１、加圧冷却装置１２を経て、他側上方の巻取ローラ１６によって巻き取られる。また加圧冷却装置１２の後工程には上下キャリアフィルム６，７の両側を挟持して基板取出ステージ１３側に移動させるチャック装置１７が設けられている。よって前記上下キャリアフィルム６，７は、チャック装置１７と前記巻取ローラ１４，１６の同期駆動によってたるみが生じないように引張られて後工程側に向けて移動可能となっている。なおチャック装置１７については、真空積層装置１０と加圧加熱装置１１の間、加圧加熱装置１１と加圧冷却装置１２の間にも配設してもよい。また、前記チャック装置１７の後工程にはキャリアフィルムから積層基板２ｃを剥離するキャリアフィルム剥離装置１８が設けられている。上部キャリアフィルム６、下部キャリアフィルム７の材質、幅等については後で詳述する。
【００１２】
次に第一の積層装置である真空積層装置１０について図２ないし図６により説明する。積層装置１の一部である真空積層装置１０は、真空条件下で上下キャリアフィルム６，７、回路基板２、および樹脂積層材５に対して加圧を行い、凹凸を有する回路基板２に対して樹脂積層材５を追従させ積層成形を行うための装置である。真空積層装置１０は、前記上部キャリアフィルム６の上方に上盤１９が配設されるとともに、前記下部キャリアフィルム７の下方に下盤２０が配設されている。そして上盤１９と下盤２０は上下キャリアフィルム６，７を介して相対向して配設されている。
【００１３】
真空積層装置１０の上盤１９の本体部２１の略中央部の下面には断熱板２２を介して熱板２３が図３に示され後述する上部積層成形空間２５に直接臨んで固定されている。熱板２３は加圧面である表面２３ａが平滑に形成され、積層成形される回路基板２の大きさよりも僅かに大きく形成されている。この実施の形態では熱板２３は熱板２３の中に内装されたカートリッジヒータ２４によって７０℃〜４５０℃まで加熱温度が調整可能に形成されている。なお、ヒータについては上記温度に制御可能なものであれば前記カートリッジヒータ２４に限定するものではなく、熱板自体を抵抗加熱板としてもよい。よって上盤１９の後述する上部積層成形空間２５内に設けられる部材はすべて固定的に設けられ、上盤１９にはシリコンゴム等からなるダイアフラムは設けられていない。
【００１４】
上盤１９の本体部２１であって熱板２３が固定された部分の周囲には上盤１９の枠体部２６が形成されている。上盤１９の枠体部２６は、図２において示されるように熱板２３よりも所定寸法Ｅだけ相対向する下盤２０に向けて突出形成されている。よって上盤１９には、本体部２１と熱板２３と枠体部２６によって凹部が形成され、前記上部キャリアフィルム６とともに上部積層成形空間２５を形成する。そして枠体部２６の当接面２６ａには耐熱性を有するシール部材であるＯリング２７が固定されている。
そして前記上下キャリアフィルム６，７は上下キャリアフィルム６，７の搬送方向と直角方向の枠体部２６，３６のシール部材間の距離Ｄよりもキャリアフィルムの幅Ｃの方が広く設けられている。
また上盤１９には冷却機構が設けられている。冷却機構は上盤１９の本体部２１および枠体部２６に通孔２８が形成され、冷却水を通水することにより上盤１９の過熱を防止している。よって冷却機構により上盤１９が取付けられる部分や枠体部２６のＯリング２７の加熱による劣化等が防止される。そして上盤１９の上部積層成形空間２５には後述する加圧手段と減圧手段に接続される通孔２９，３０が設けられている。
【００１５】
真空積層装置１０の下盤２０についても、前記した上盤１９と基本構成はほぼ同じであり、下盤２０の大きさは上盤１９の大きさと略同一である。そして下盤２０の本体部３１の略中央部の上面には断熱板３２を介して熱板３３が図３に示され後述する下部積層成形空間３４に直接臨んで固定されている。熱板３３は加圧面である表面３３ａが平滑に形成され、積層成形される回路基板２の大きさよりも僅かに大きく、上盤１９に固定された熱板２３の大きさと同じ大きさに形成されている。この実施の形態では熱板３３は熱板３３に内装されたカートリッジヒータ３５によって７０℃〜４５０℃まで加熱温度が調整可能に形成されている。よって下盤２０は上盤１９と同様に、内部の下部積層成形空間３４内の部材はすべて固定的に設けられ、シリコンゴム等からなるダイアフラムは設けられていない。
【００１６】
下盤２０の本体部３１であって熱板３３が固定された部分の周囲には下盤２０の枠体部３６が形成されている。下盤２０の枠体部３６についても、図２において示されるように熱板３３よりも所定寸法Ｅだけ相対向する上盤１９に向けて突出形成されている。よって下盤２０には、熱板３３と本体部３１と枠体部３６によって凹部が形成され、図３ないし図５R>５に示されるように下部キャリアフィルム７とともに下部積層成形空間３４を形成する。そしてこの下盤２０の枠体部３６の熱板３３に対する突出寸法は、上盤１９の枠体部２６の熱板２３に対する突出寸法と略同一に設けられている。また枠体部３６の当接面３６ａにも耐熱性を有するＯリング２７からなるシール部材が上盤１９のＯリング２７と上下方向に同じ位置に固定されている。そして下盤２０の下部積層成形空間３４には後述する加圧手段と減圧手段に接続される通孔３７と外界に接続される通孔３８が設けられている。また下盤２０の本体部３１にも通孔３９が形成され、上盤１９と同様の冷却機構が設けられている。
【００１７】
そして下盤２０には下盤２０を上盤１９に向けて移動させ、上下キャリアフィルム６，７を介して上盤１９と下盤２０を当接および離間可能な移動手段であるシリンダ４０のロッド４１が固定されている。そして上盤１９に対して下盤２０の下降時には、上盤１９の枠体部２６と下盤２０の枠体部３６の間には、前記上部キャリアフィルム６と下部キャリアフィルム７との間に挟持された回路基板２と樹脂積層材５が通過可能な間隔Ｆが形成可能に設けられる。そして上盤１９に対する下盤２０の上昇時には、上下キャリアフィルム６，７は前記上盤１９の枠体部２６と下盤２０の枠体部３６に挟持され、真空積層装置１０の内部に上盤１９と下盤２０によって囲繞される容積不変の積層成形空間を形成する。そして前記積層成形空間には、前記上下キャリアフィルム６，７を挟んで容積可変の上部積層成形空間２５と下部積層成形空間３４が区画形成される。
【００１８】
続いて図２により真空積層装置１０の加圧手段と減圧手段の構成について説明すると、真空積層装置１０には、上部積層成形空間２５と下部積層成形空間３４を加圧するコンプレッサ４２と、減圧する真空ポンプ４３とが、上部積層成形空間２５と下部積層成形空間３４に共用して使用されるよう各１基が設けられている。そしてコンプレッサ４２に接続される管路４４は、上部積層成形空間２５と後述する下部積層成形空間３４に向けて管路４５と管路４６に分岐される。そして前記管路４５には開閉弁４７が設けられ、前記開閉弁４７を介して上部積層成形空間２５に形成された通孔２９に連通する管路４８が設けられている。また前記管路４６には開閉弁４９が設けられ、開閉弁４９を介して管路５０に接続されている。そして前記管路５０には開閉弁５１が設けられ、前記開閉弁５１を介して下部積層成形空間３４に形成された通孔３７に連通する管路５２が接続されている。
【００１９】
一方真空ポンプ４３の側は、真空ポンプ４３に接続される管路５３には開閉弁５４が設けられ、開閉弁５４を介して管路５５に接続されている。そして管路５５には開閉弁５６が設けられ、前記開閉弁５６を介して上部積層成形空間２５の通孔３０に連通する管路５７が設けられている。更に前記管路５５からは管路５８が分岐されており、前記管路５８には開閉弁５９が設けられ、前記開閉弁５９を介して管路６０が接続され、前記管路６０は、前記管路５０に接続されている。そして下部積層成形空間３４に形成された通孔３８には大気開放用の管路６１が接続され、前記管路６１には開閉弁６２が設けられている。このことにより上部積層成形空間２５と下部積層成形空間３４を同時に減圧可能であり、また上部積層成形空間２５を減圧しつつ下部積層成形空間３４を加圧したり、上部積層成形空間２５を加圧しつつ下部積層成形空間３４を大気開放したり減圧することができる。
なお上記の実施の形態では上下キャリアフィルム６，７によって回路基板２を上下方向から挟持するが、上下キャリアフィルム６，７によって回路基板２を上下方向から挟持せずに、回路基板２を下部キャリアフィルム７のみによって載置にするようにしてもよい。その場合は回路基板２に対する加圧は、下部キャリアフィルム７を介した下部積層成形空間３４側からの加圧のみに限定される。よってその場合の真空積層装置１０は、減圧手段が上部積層成形空間２５と下部積層成形空間３４にそれぞれ設けられ、加圧手段は下部積層成形空間３４にのみ設けられる。よって本発明においては、加圧手段は少なくとも下部積層成形空間に設ければ、発明を実施することが可能である。
【００２０】
次に第二の積層装置である加圧加熱装置１１について説明する。加圧加熱装置１１は、前記真空積層装置１０によって１次成形された凹凸を有する一次成形積層基板２ａに上下キャリアフィルム６，７を介して大気圧下で加圧を行う平板プレス装置である。加圧加熱装置１１は、前記真空積層装置１０の後工程の上下キャリアフィルム６，７の搬送路上に設けられている。加圧加熱装置１１は、前記上部キャリアフィルム６の上方に上盤７１が配設されるとともに、前記下部キャリアフィルム７の下方に下盤７２が配設されている。そして上盤７１と下盤７２は上下キャリアフィルム６，７または上下キャリアフィルム６，７と一次成形積層基板２ａを介して相対向して配設されている。上盤７１の略中央部の下面には断熱板７３を介して上熱板７４が固定されている。上熱板７４は表面側からステンレス板７４ａ、クッション板７４ｂ、加熱板７４ｃの順に形成されている。そして前記ステンレス板７４ａの下面は平滑に形成された加圧面７４ｄとなっている。上熱板７４は加圧成形される一次成形積層基板２ａの大きさよりも僅かに大きく形成されている。この実施の形態では上熱板７４の加熱板７４ｃにはカートリッジヒータ７５が内装されている。そして前記カートリッジヒータ７５によって上熱板７４は、４０℃〜４５０℃まで加熱温度が調整可能に形成されている。そして上盤７１には冷却機構が設けられている。冷却機構は上盤７１に通孔７６が形成され、冷却水を通水することにより上盤７１の過熱を防止し、各部材の劣化等を防止している。
【００２１】
また加圧加熱装置１１の下盤７２の略中央部の上面には断熱板７７を介して下熱板７８が固定されている。下熱板７８は表面側からステンレス板７８ａ、クッション板７８ｂ、加熱板７８ｃの順に形成されている。そして前記ステンレス板７８ａの上面は平滑に形成された加圧面７８ｄとなっている。下熱板７８は加圧成形される一次成形積層基板２ａの大きさよりも僅かに大きく前記上熱板７４の大きさと同じ大きさに形成されている。この実施の形態では下熱板７８の加熱板７８ｃにはカートリッジヒータ７９が内装されている。そして前記カートリッジヒータ７９によって４０℃〜４５０℃まで加熱温度が調整可能に形成されている。そして下盤７２には冷却機構が設けられている。冷却機構は下盤に通孔８０が形成され、冷却水を通水することにより下盤７２の過熱を防止し、各部材が劣化すること等を防止している。
【００２２】
また下盤７２には下盤７２に固定された下熱板７８を上盤７１に固定された上熱板７４に向けて近接・離間可能に移動させ、上熱板７４の加圧面７４ｄと下熱板７８の加圧面７８ｄとの間で一次成形積層基板２ａを加圧する、加圧手段であるシリンダ８１のラム８２が固定されている。
【００２３】
次に第三の積層装置である加圧冷却装置１２について説明する。加圧冷却装置１２は、大気圧下で上下キャリアフィルム６，７とともに加圧加熱装置１１によって二次成形され表面が平滑に成形された積層基板２ｂに加圧と冷却を行うための平板プレス装置であって、前記した加圧加熱装置１１の後工程の上下キャリアフィルム６，７の搬送路上に設けられている。加圧冷却装置１２は、前記上下キャリアフィルム６，７の上方に上盤８３が配設されるとともに、前記キャリアフィルムの下方に下盤８４が配設されている。そして前記上盤８３と下盤８４は、上下キャリアフィルム６，７または上下キャリアフィルム６，７と積層基板２ｂを介して相対向して配設されている。上盤８３の略中央部の下面には断熱板８５を介して上冷却板８６が固定されている。上冷却板８６は表面側からステンレス板８６ａ、クッション板８６ｂ、加熱板８６ｃの順に形成されている。そして前記ステンレス板８６ａの下面は平滑に形成された加圧面８６ｄとなっている。この実施の形態では上冷却板８６の加熱板８６ｃにはカートリッジヒータ８６ｅが内装されている。そして上冷却板８６は、前記カートリッジヒータ８６ｅによって３０℃〜１５０℃まで温度が調整可能に形成され、上記の加圧加熱装置１１によって二次成形された積層基板２ｂに対して積層基板２ｂの温度よりも相対的に低い温度で積層基板２ｂの冷却を行う。なお加圧冷却装置１２においては断熱板８５、カートリッジヒータ８６ｅが内装された加熱板８６ｃは必須のものではない。上冷却板８６は、加圧および冷却される積層基板２ｂの大きさよりも僅かに大きく形成されている。この実施の形態では上盤８３には冷却水を通水可能な通孔８７が形成されており、この通水による温度調整手段により上盤８３および上冷却板８６を冷却または温度調整可能に設けられている。
【００２４】
また下盤８４の略中央部には断熱板８８を介して下冷却板８９が固定されている。下冷却板８９は表面側からステンレス板８９ａ、クッション板８９ｂ、加熱板８９ｃの順に形成されている。そして前記ステンレス板８９ａの下面は平滑に形成された加圧面８９ｄとなっている。この実施の形態では下冷却板８９の加熱板８９ｃにはカートリッジヒータ８９ｅが内装されている。そして下冷却板８９は、前記上冷却板８６と同様の温度に調整可能に形成されている。また下冷却板８９は、加圧および冷却される積層基板２ｂの大きさよりも僅かに大きく上冷却板８６と同じ大きさに形成されている。この実施の形態では下盤８４には冷却水を通水可能な通孔９０が形成されており、この通水による温度調整手段により下冷却板８９を冷却または温度調整可能に設けられている。そして加圧冷却装置１２の下盤８４には、下冷却板８９を上盤８３に固定された上冷却板８６に向けて近接・離間可能に移動させ、下冷却板８９と上冷却板８６との間で積層基板２ｂを加圧するための加圧手段であるシリンダ９１のラム９２が固定されている。
【００２５】
なお本発明については、前記した真空積層装置１０のみによっても発明を構成することができる。そして回路基板の積層成形を行う場合は、加圧冷却装置１２を配設しない場合も多く、後述するＩＣ基板の積層成形を行う場合は、前記加圧冷却装置１２を真空積層装置１０の後工程に配設し、加圧加熱装置１１を配設しない場合もある。そして上記した真空積層装置１０、加圧加熱装置１１、加圧冷却装置１２の移動手段および加圧手段については、記載したもの以外に上盤８３等を下盤８４等に向けて移動させてもよく、上盤８３等と下盤８４等の両方を移動させるようにしてもよい。また移動手段および加圧手段の駆動手段については、シリンダ以外に電動機構等を用いたものでもよい。
【００２６】
次に本発明の積層装置１を用いた回路基板２と溶融可能なフィルム状の樹脂積層材５の積層方法について説明する。この実施の形態において積層成形される回路基板２は、ポリイミド系樹脂からなるコア層３に銅箔等からなる配線パターン４が接着され凹凸を有するものである。そして樹脂積層材５としては、フッソ系樹脂（一例としてＰＴＦＥ：融点３２７℃前後）が用いられ、前記回路基板２の上下に樹脂積層材５を上下に重ねて積層成形を行うものである。ただし樹脂積層材５についてはフッソ系樹脂に替えてポリイミド系樹脂、とりわけ熱可塑ポリイミド（ＴＰＩ：融点３８８℃前後）等を用いたものでもよく、その場合、真空積層装置１０の熱板２３，３３の設定温度は３９０℃〜４２０℃に設定される。そしてまた従来のようなガラスエポキシからなるコア層３に銅箔等からなる配線パターン４を接着した回路基板２に、エポキシ系樹脂からなる樹脂積層材５（中間接着層）を積層成形する場合に本発明の積層装置１を用いてもよく、その場合の熱板２３，３３の設定温度は従来の通り７０℃〜１００℃である。
そしてこの実施の形態では樹脂積層材５は、回路基板２の大きさと同じ大きさに切断されたものが上下に重ねられて積層成形されるが、回路基板２の片方のみに樹脂積層材５を重ねたものであってもよい。更に樹脂積層材５を連続したフィルム状として他のポリエチレンテレフタレート系樹脂やポリイミド系樹脂からなる連続フィルムとともに層化し、回路基板２とともに積層装置１に搬送し積層成形するようにしてもよい。
【００２７】
そして本発明において使用される上下キャリアフィルム６，７については、前記した樹脂積層材５の融点よりも短期耐熱温度の高いものが用いられる。なお本発明において「短期耐熱温度」の「短期」とは、上下キャリアフィルム６，７が回路基板２の成形に必要な時間であり、その時間の目安は約１５０秒間である。そしてこの実施の形態ではポリイミド系樹脂のフィルムが使用される。ポリイミド系樹脂のフィルムの一例としてはユーピレックス−Ｓ（宇部興産（株）製）：短期耐熱温度約５００℃、カプトン（東レ・デュポン（株）製）：短期耐熱温度約４１０℃があり、それぞれ厚み２５μｍのフィルムが好適に使用される。なお本発明に使用される上下キャリアフィルム６，７の厚みについては、フィルムが耐熱性と強度の条件を満たせば成形性の観点からは薄い方が望ましい。また従来のようなエポキシ系樹脂等を樹脂積層材５（中間接着層）とした回路基板２等の場合は、エポキシ系樹脂等の融点が低いから、ポリエチレンテレフタレート系樹脂（ＰＥＴ）、ポリエーテルイミド系樹脂（ＰＥＩ）、ポリエーテルスルフォン系樹脂（ＰＥＳ）、フッソ系樹脂（ＰＴＦＥ）、液晶ポリマー系樹脂（ＥＣＰ）、芳香族ポリアラミド系樹脂（ＡＲＡＭＩＤ）、ポリエーテルエーテルケトン系樹脂（ＰＥＥＫ）、ポリイミド系樹脂（ＰＩ）等からなるキャリアフィルムを本発明に使用することができる。
【００２８】
また上下キャリアフィルム６，７については上部キャリアフィルム６と下部キャリアフィルム７とに違う材料を使用してもよく、上方からのみエアにより加圧を行う場合は、下方のキャリアフィルム７については、フィルムに替えてガラスクロスを用いてもよい。更に上下キャリアフィルム６，７については、前記した樹脂のうち２種類以上の樹脂を貼り合わせて層化したものを使用してもよい。
【００２９】
そしてこの実施の形態では上部キャリアフィルム６の搬送方向両側の回路基板２が当接しない位置に、フィルム側端と平行に所定の間隔ごとに小さい空気抜き孔６ａが開けられている。この空気抜き孔６ａは上下キャリアフィルム６，７と回路基板２を真空積層装置１０の積層成形空間に搬入し、前記積層成形空間を減圧して真空条件下としたときに、上部キャリアフィルム６と下部キャリアフィルム７の間の空気を除去するために形成されている。なお上部キャリアフィルム６の空気抜き孔６ａについては下部キャリアフィルム７のみに設けてもよいが最初に加圧を行う積層成形空間でない側のキャリアフィルムに設けることが望ましい。またこの実施の形態のように上部キャリアフィルム６の幅Ｃと下部キャリアフィルム７の幅Ｃを真空積層装置１０のシール部材間の距離Ｄより大きく設けずに、図６に示されるように上部キャリアフィルム６の幅Ｃ１を真空積層装置１０の上部積層成形空間２５の上部キャリアフィルム６の搬送方向と直角方向の幅Ｇより短くしてもよい。このことにより、上部キャリアフィルム６に空気抜き孔６ａを設けるのと同様に、積層成形空間を減圧したときに、上部キャリアフィルム６の側端側から上部キャリアフィルム６と下部キャリアフィルム７の間の空気を除去することができる。
【００３０】
この実施の形態では第一の積層装置である真空積層装置１０、第二の積層装置である加圧加熱装置１１、第三の積層装置である加圧冷却装置１２の成形時間はそれぞれ１３０秒に設定されているから、上下キャリアフィルム６，７は、前記成形時間の経過し、各積層装置の成形が完了するとともに間欠的に各積層装置間を移動される。なお成形時間については回路基板２に用いられる樹脂積層材５の樹脂の種類や回路基板２の厚さ等によっても相違するが、１１０秒ないし１５０秒が必要である。
【００３１】
次に回路基板２の積層成形の手順について説明すると、まず最初に図示しない把持装置を備えた多軸ロボット装置によって凹凸を有する回路基板２と、溶融可能なフッソ樹脂からなる樹脂積層材５を重ねたものが、下部キャリアフィルム７の載置ステージ上９に載置される。そして前回までに積層装置１の下部キャリアフィルム７の搬送路上においてそれぞれ第一の積層装置である真空積層装置１０、第二の積層装置である加圧加熱装置１１、第三の積層装置である加圧冷却装置１２によって一次成形積層基板２ａ、積層基板２ｂ、積層基板２ｃの成形が完了すると、各積層装置は開放され、上下キャリアフィルム６，７はフリーの状態になる。同時にチャック装置１７により上下キャリアフィルム６，７の両側を挟持し、巻取ローラ１４，１６をチャック装置１７の移動に同期して駆動させることにより、上下キャリアフィルム６，７に挟持された一次成形積層基板２ａ，２ｂ，２ｃと載置ステージ上に載置した回路基板２をひとつづつ後工程に向けて搬送する。よって回路基板２は樹脂積層材５とともに真空積層装置１０の上盤１９と下盤２０の間に移動される。
【００３２】
図２に示されるように、回路基板２等が真空積層装置１０の上盤１９と下盤２０の間に移動されると、下盤２０に設けられたシリンダ４０のロッド４１を伸長させ、下盤２０の枠体部３６の当接面３６ａを上盤１９の枠体部２６の当接面２６ａに上下キャリアフィルム６，７とを介して当接させる。真空積層装置１０の枠体部２６，３６の当接面２６ａ，３６ａにはそれぞれシール部材であるＯリング２７が設けられているから、前記した枠体部２６の当接面２６ａと、枠体部３６の当接面３６ａの当接によって、図３に示されるように上盤１９と下盤２０の間には容積不変の積層成形空間が形成される。なおこの実施の形態において上下キャリアフィルム６，７の幅Ｃは、上盤１９および下盤２０の幅方向の長さ以上に設けられているから、前記積層成形空間は容積可変の上部積層成形空間２５と下部積層成形空間３４に区画形成される。
【００３３】
この実施の形態では上盤１９に固定された熱板２３と下盤２０に固定された熱板３３は回路基板２の樹脂積層材５であるフッソ樹脂の融点よりも高い３８０℃にそれぞれ設定されている。そして前記した上盤１９の枠体部２６の当接面２６ａと下盤２０の枠体部３６の当接面３６ａが当接された時点では上下キャリアフィルム６，７とその間に挟持された回路基板２と樹脂積層材５は、上盤１９に固定された熱板２３とも下盤２０に固定された熱板３３ともほぼ同間隔を隔てた位置に保持され、前記熱板２３，３３からの輻射熱を上下の面に略均等に受ける。
【００３４】
そしてこの状態から減圧手段によって約３０秒かけて図３に示されるように上部積層成形空間２５と下部積層成形空間３４を同時に減圧する。上部積層成形空間２５と下部積層成形空間３４の減圧は、図２に示される開閉弁５１，５４，５６，５９を開とし、他の開閉弁を閉の状態として真空ポンプ４３を駆動させながら行う。この実施の形態では前記上部積層成形空間２５と下部積層成形空間３４がそれぞれ４ｈＰａとなるまで減圧を行う。
【００３５】
前記上部積層成形空間２５と下部積層成形空間３４が前記の所定の値に減圧されると、次に開閉弁５９を閉として下部積層成形空間への減圧を中止し、同時に開閉弁４９を開き、下部積層成形空間３４へコンプレッサ４２から加圧空気を送り込む。前記により図４に示されるように、上部積層成形空間２５の減圧が継続され、下部積層成形空間３４が加圧されたことにより上部積層成形空間２５と下部積層成形空間３４の容積バランスが崩れ、上下キャリアフィルム６，７は回路基板２と樹脂積層材５とともに上盤１９に向けて移動され、回路基板２等は上部キャリアフィルム６を介して上盤１９の熱板２３に当接される。
【００３６】
よって上部積層成形空間２５が真空条件下において、加圧手段の加圧空気の力のみによって下部キャリアフィルム７を介して凹凸を有する回路基板２に対して溶融可能な樹脂積層材５を加熱しながら押圧するから、回路基板２の表面の凹凸に沿って樹脂積層材５を追従・密着させることができ、回路基板２と樹脂積層材５の間に空間が残ることがない。また下部キャリアフィルム７と樹脂積層材５の間にも気泡が残ることがなく、上下キャリアフィルム６，７にしわが発生することがない。なおこの実施の形態ではコンプレッサ４２による加圧力は１ＭＰａに設定されており、５０秒の間下部キャリアフィルム７側から加圧空気のみによって回路基板２の加圧が行われる。なおコンプレッサ４２による加圧力については、０．３ＭＰａ〜１．５ＭＰａ程度が望ましく、加圧時間については４０秒〜６０秒程度が望ましい。
【００３７】
次に下部キャリアフィルム７側から回路基板２等の加圧が完了すると、開閉弁４７を開とし、開閉弁４９，５１、５４，５６を閉とする。そして大気開放用の管路６１の開閉弁６２を開とする。そのことにより上部積層成形空間２５にコンプレッサ４２から加圧空気が送り込まれる。一方下部積層成形空間３４は外界に接続される開閉弁６２が開放されていることから、加圧空気が抜けて今度は図５に示されるように、上下キャリアフィルム６，７は回路基板２と樹脂積層材５とともに下盤２０に向けて移動され、回路基板２等は下部キャリアフィルム７を介して下盤２０の熱板３３に当接される。そして前記下部積層成形空間３４を加圧したときと同様にコンプレッサ４２からの加圧空気により上部キャリアフィルム６側から１ＭＰａの加圧力で５０秒間加圧が行われる。
【００３８】
なおコンプレッサ４２による加圧力や加圧時間の望ましい範囲についても、前記下部積層成形空間３４を加圧したときと同様の範囲が好適である。またこの場合、大気開放用の管路６１を設けずに、下部積層成形空間３４を真空ポンプ４３によって減圧して積層成形を行ってもよい。更に本発明の技術思想は真空積層装置１０において従来の真空積層装置に設けられたシリコンゴムからなるダイアフラムによる基板の加圧に代えて、キャリアフィルムによって回路基板２等の加圧を行う点にあるので、キャリアフィルムによって上盤１９に向けてか、或いは下盤２０に向けてのいずれか一方のみ加圧を行うものでもよく、上盤１９に向けての加圧と下盤２０に向けての加圧の両方を行う場合は、いずれか一方を先に行い他方を後に行うかは選択自由である。
【００３９】
そして回路基板２に対して上方向からの加圧時間が終了すると、開閉弁４７を閉鎖し、下盤２０を下方に向けて移動する。なおこの実施の形態では真空積層装置１０の制御はタイマーによってシーケンス的に行うが、加圧力や真空度を測定してクローズド制御をするようにしてもよい。
【００４０】
そして再度巻取ローラ１４，１６とチャック装置１７を同期移動させることにより、上下キャリアフィルム６，７によって上下方向が挟持された凹凸を有する一次成形積層基板２ａは、上下キャリアフィルム６，７の移動とともに次の加圧加熱装置１１に搬送される。
【００４１】
図１に示されるように、加圧加熱装置１１に、前記一次成形積層基板２ａが搬入されると、下盤７２を上盤７１に向けて移動させ、上盤７１に固定された上熱板７４と下盤７２に固定された下熱板７８の間で前記一次成形積層基板２ａの加熱および加圧を行う。この実施の形態ではこの際の上熱板７４と下熱板７８の温度は前記した真空積層装置１０の熱板の温度と同じ３８０℃に設定されており、１３０秒間加熱および加圧が行われる。また一次成形積層基板２ａに加えられる加圧力は１ＭＰａである。よって前記した凹凸を有する一次成形積層基板２ａは、加圧面７４ｄ，７８ｄが平滑に形成された上熱板７４と下熱板７８との間で加圧されることにより、完全に平滑な積層基板２ｂに成形される。
【００４２】
なお加圧加熱装置１１の成形条件としては、上熱板７４と下熱板７８の温度は真空積層装置１０の熱板２３，３３の温度と同温〜５０℃低い温度、加圧時間は１１０秒〜１５０秒、加圧力は０．３ＭＰａから５ＭＰａの範囲のものが望ましい。そして加圧加熱装置１１によって成形の完了した積層基板２ｂは、上下キャリアフィルム６，７の移動とともに次の加圧冷却装置１２に搬送される。
【００４３】
加圧冷却装置１２に、前記積層基板２ｂが搬入されると、下盤８４を上盤８３に向けて移動させ、上盤８３に固定された上冷却板８６と下盤８４に固定された下冷却板８９の間で前記積層基板２ｂの冷却および加圧を行う。この際の上冷却板８６と下冷却板８９の温度は３０℃に設定されており、１３０秒間加圧が行われる。またこの際、積層基板２ｂに加えられる加圧力は１ＭＰａである。なお加圧冷却装置１２の熱板の温度は２０℃〜１５０℃であって、前記の真空積層装置１０と加圧加熱装置１１の熱板の温度より低い温度であることが望ましい。また加圧冷却装置１２の加圧時間は１１０秒〜１５０秒、加圧力は０．１ＭＰａから５ＭＰａの範囲のものが望ましい。よって前記した加圧加熱装置１１で平滑に形成された積層基板２ｂは加圧冷却装置１２によって前記加圧加熱装置１１より相対的に低い温度で冷却され、冷却の完了した積層基板２ｃから上下キャリアフィルム６，７が剥がしやすい状態になるとともに、積層基板２ｃの反りの発生が除去される。
【００４４】
次に図１に示されるように、チャック装置１７により上下キャリアフィルム６，７の両側が挟持され、チャック装置１７の他側への移動により上下キャリアフィルム６，７とともに加圧冷却装置１２から取出された積層基板２ｃは、キャリアフィルム剥離装置１８によって積層基板２ｃから上下キャリアフィルム６，７が剥離される。キャリアフィルム剥離装置１８のうち上部キャリアフィルム６の積層基板２ｃからの剥離は、テンションローラを兼ねた剥離用ローラ９３によって行われる。そして剥離用ローラ９３によって剥離された上部キャリアフィルム６は巻取ローラ１６によって巻取られる。また下部キャリアフィルム７の積層基板２ｃからの剥離は、剥離用ローラ９４によって剥離される。
【００４５】
その後下部キャリアフィルム７はテンションローラ９５，９６を経て再度剥離前の下部キャリアフィルム７の搬送路と同じ高さを他側に向けて水平に送られる。これは剥離された積層基板２ｃを下部キャリアフィルム７によって基板取出ステージ１３に送るためである。そして基板取出ステージ１３に送られた積層基板２ｃは図示しない吸着具を備えた多軸ロボット装置によって吸着され積層装置外に搬送される。そして下部キャリアフィルム７はテンションローラを経て巻取ローラ１４によって巻取られる。そして前記積層装置１によって積層成形された積層基板２ｃについては、更に銅箔等を積層してビルドアップするようにしてもよい。
【００４６】
また別の実施の形態として積層装置１によってＩＣ基板を積層成形する場合は、溶融可能な樹脂積層材５としてポリエチレンテレフタレートや塩化ビニール樹脂が用いられ、真空積層装置１０の熱板２３，３３の温度はそれぞれ１６０℃に加熱される。そして積層成形されるＩＣ基板を搬送する上下キャリアフィルム６，７は、前記熱板２３，３３の温度より、短期耐熱温度が高い、ポリエーテルイミド系樹脂（ＰＥＩ）、ポリエーテルスルフォン系樹脂（ＰＥＳ）、フッソ系樹脂（ＰＴＦＥ）、液晶ポリマー系樹脂（ＥＣＰ）、芳香族ポリアラミド系樹脂（ＡＲＡＭＩＤ）、ポリエーテルエーテルケトン系樹脂（ＰＥＥＫ）、ポリイミド系樹脂（ＰＩ）等が使用される。そして真空積層装置１０によって成形された後工程に、加圧加熱装置１１を設けずに、加圧冷却装置１２による処理を行うことも行われる。
また本発明において積層成形される基板については、本発明の積層装置１で積層成形可能なものであれば、上記のものに限定されない。
【００４７】
【発明の効果】
本発明の積層装置および積層方法は、キャリアフィルムによって搬送され溶融可能な樹脂積層材が重ねられた基板を、積層装置内に搬入し、上盤と下盤を当接することにより上盤とキャリアフィルムとの間に上部積層成形空間を区画形成するとともに、下盤とキャリアフィルムとの間に下部積層成形空間を区画形成し、その後上部積層成形空間と下部積層成形空間の両方の空間を減圧し、その後一方の積層成形空間の減圧を継続しつつ他方の積層成形空間を加圧することにより前記基板をキャリアフィルムによって加圧することにより、積層装置の加圧用ダイアフラムを用いずにキャリアフィルムにより基板の加圧を行うことができる。
【００４８】
そして特に真空積層装置のシリコンゴム等からなるダイアフラムの耐熱温度よりも、樹脂積層材の融点の温度が高い基板の成形において、短期耐熱温度が前記樹脂積層材の融点よりも高いキャリアフィルムにより基板の加圧を行うことにより、凹凸を有する被積層材に対して樹脂積層材の追従・密着性を良好にし、気泡等の発生を防止することができる。そしてそれらの融点の高い樹脂積層材を使用することにより、回路基板の高密度化やはんだの無鉛化を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の積層装置の全体の構成を示す縦断面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ断面であって第一の積層装置である真空積層装置の成形空間開放時の断面図である。
【図３】図２と同一断面であって真空積層装置の積層成形空間を減圧時の断面図である。
【図４】図２と同一断面であって真空積層装置の上部積層成形空間を減圧し下部積層成形空間を加圧時の断面図である。
【図５】図２と同一断面であって真空積層装置の下部積層成形空間を減圧し上部積層成形空間を加圧時の断面図である。
【図６】図６はキャリアフィルムの形態が異なる例である。
【符号の説明】
１ ……… 積層装置
２ ……… 回路基板
２ａ ……… 一次成形積層基板
２ｂ，２ｃ ……… 積層基板
３ ……… コア層
４ ……… 配線パターン
５ ……… 樹脂積層材
６ ……… 上部キャリアフィルム
６ａ……… 空気抜き孔
７ ……… 下部キャリアフィルム
８，１５ …… フィルムローラ
９ ……… 基板載置ステージ
１０ …… 真空積層装置
１１ …… 加圧加熱装置
１２ …… 加圧冷却装置
１３ …… 基板取出ステージ
１４，１６ …… 巻取ローラ
１７ …… チャック装置
１８ …… キャリアフィルム剥離装置
１９，７１，８３ …… 上盤
２０，７２，８４ …… 下盤
２１，３１…… 本体部
２２，３２，７３，７７，８５，８８ …… 断熱板
２３，３３ …… 熱板
２３ａ，３３ａ …… 表面
２４，３５，７５，７９，８６ｅ，８９ｅ …… カートリッジヒータ
２５…… 上部積層成形空間
２６，３６ …… 枠体部
２６ａ，３６ａ…… 当接面
２７ …… Ｏリング
２８，２９，３０，３７，３８，３９，７６，８０，８７，９０…… 通孔
３４ …… 下部積層成形空間
４０，８１，９１…… シリンダ
４１ …… ロッド
４２ …… コンプレッサ
４３ …… 真空ポンプ
４４，４５，４６，４８，５０，５２，５３，５５，５７，５８，６０，６１…… 管路
４７，４９，５１，５４，５６，５９，６２ …… 開閉弁
７４ …… 上熱板
７４ａ，７８ａ，８６ａ，８９ａ …… ステンレス板
７４ｂ，７８ｂ，８６ｂ，８９ｂ …… クッション板
７４ｃ，７８ｃ，８６ｃ，８９ｃ …… 加熱板
７４ｄ，７８ｄ，８６ｄ，８９ｄ …… 加圧面
７８ …… 下熱板
８２，９２ …… ラム
８６ …… 上冷却板
８９ …… 下冷却板
９３，９４ …… 剥離用ローラ
９５，９６ …… テンションローラ
Ｂ ……… 回路基板の幅
Ｃ ……… キャリアフィルムの幅
Ｄ ……… シール部材間の距離
Ｅ ……… 所定寸法（枠体部の突出寸法）
Ｆ ……… 基板が通過可能な間隔
Ｇ ……… 上部積層成形空間の上部キャリアフィルムの搬送方向と直角方向の幅[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a laminating apparatus and a laminating method for laminating and forming a meltable resin laminate on a circuit board or an IC board made of a laminated material having irregularities, and in particular, when pressing the circuit board under vacuum conditions. The present invention relates to a laminating apparatus and a laminating method for applying pressure to the circuit board without using a pressurizing means made of a diaphragm such as silicon rubber.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, as a laminating apparatus for laminating and forming a resin laminate material that can be melted on a circuit board or an IC substrate made of a laminated material having irregularities, a device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-15655 is known. . According to the above publication, in order to prevent generation of voids and wrinkles when a circuit board or the like is pressed, a resin laminate material that can be melted is laminated on a laminated material having irregularities by a diaphragm made of silicon rubber or the like under vacuum conditions. The circuit board or the like is pressurized.
However, in recent years, in order to increase the density of circuit boards and lead-free solder used for circuit boards, instead of using epoxy resin as the resin laminate for the circuit board adhesive layer, etc. Those using resins having a high melting point such as resin and polyimide resin have appeared. Therefore, in laminate molding of circuit boards and the like using meltable resin laminates such as these fluorine-based resins, it is necessary to apply pressure under a temperature condition higher than the melting point of these resin laminates. However, the pressurizing diaphragm used in the conventional laminating apparatus is formed of silicon rubber or the like, and the silicon rubber has a heat resistant temperature lower than the melting point of the above-mentioned fluorine-based resin, and the resin laminated material such as these fluorine-based resins is used. There has been a problem that a conventional laminating apparatus provided with a pressurizing diaphragm cannot be used for laminating molding of a used circuit board or the like.
[0003]
[Problem to be Solved by the Invention]
Therefore, in the present invention, in the laminating apparatus, when laminating a resin laminate material that can be melted on a circuit board or an IC board made of a laminated material that is conveyed by a carrier film and having unevenness, and laminate molding under vacuum conditions, silicon rubber or the like An object of the present invention is to obtain a laminated substrate by applying pressure without using a diaphragm made of
[0004]
[Means for Solving the Problems]
In the laminating apparatus according to claim 1 of the present invention, a substrate on which a resin laminate material that can be transported and melted by a carrier film is stacked,It is formed between an upper board and a lower board which are arranged opposite to each other and can be brought into contact with and separated from each other via the carrier film.In a laminating apparatus for laminating by pressurizing in a laminating space under vacuum conditions,No pressurizing means consisting of diaphragm is providedAn upper board and a lower board are provided, and heat plates are fixed to the upper board and the lower board, respectively, and when the upper board and the lower board are in contact, an upper laminate molding space and a lower laminate molding space are provided.Can be held at different atmospheric pressures by carrier filmCompartment formed, upper laminate molding space and lower laminate molding spaceWhen the laminate molding space is formedA decompression means capable of decompressing each, and at leastOne of the top or bottomPressurizing means that can pressurize the laminated molding spaceAnd a peeling device for peeling the carrier film from the substrate pressurized only through the carrier film in the vacuum laminating device,Is provided.
[0005]
Claim 2 of the present inventionThe laminating method includes an upper board on which a substrate laminated with a meltable resin laminated material conveyed by a carrier film is disposed so as to be opposed to and separated from the vacuum laminating apparatus, and through the carrier film, Laminated molding empty under vacuum conditions formed between lower boards In a laminating method in which pressure is applied in between, a substrate is carried into a vacuum laminating apparatus together with a carrier film, and no pressurizing means consisting of a diaphragm is provided, and an upper board and a lower board, each of which is fixed with a hot plate, are brought into contact with each other. The upper lamination molding space is defined between the upper board and the carrier film by the lower layer, and the lower lamination molding space can be held at a different pressure from the upper lamination molding space by the carrier film between the lower board and the carrier film. Forming a partition, depressurizing both the upper laminate molding space and the lower laminate molding space, and pressurizing the other laminate molding space while continuing to depressurize one laminate molding space, so that the substrate is interposed only through the carrier film. The carrier film is peeled off and then the carrier film is peeled off.
[0006]
Claim 3 of the present inventionAs for the lamination method, in claim 2, the carrier film is a polyethylene terephthalate resin, a polyetherimide resin, a polyether sulfone resin, a fluorine resin, a liquid crystal polymer resin, an aromatic polyaramid resin, a polyether ether ketone resin. The resin laminate material formed of at least one of resin and polyimide resin and meltable on the substrate is made of fluorine resin or polyimide resin.
[0007]
Claim 4 of the present inventionThe laminating method according to claim 2 or claim 3, wherein the carrier film is composed of upper and lower carrier films, and an air vent hole is formed in a portion of the upper or lower film on which the substrate is not placed, or either The film is characterized in that the width of the film is narrower than the width in the direction perpendicular to the conveying direction of the carrier film in the laminated molding space.
[0008]
The lamination method according to claim 5 of the present invention includes:5. The heat provided in any one of claims 2 to 4, wherein the primary molded laminated substrate having irregularities formed by a vacuum laminating apparatus is disposed on a board having a pressurized surface formed smoothly and forming a laminated molding space. It is characterized in that a laminated substrate having a smooth surface is obtained by pressurizing under an atmospheric pressure with an upper heating plate and a lower heating plate set at the same temperature as the plate or lower by 50 ° C.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing the overall configuration of the laminating apparatus of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 1 when the forming space is opened in the vacuum laminating apparatus as the first laminating apparatus. 3 is the same cross section as FIG. 2, and is a cross-sectional view of the vacuum forming apparatus when the pressure is reduced. FIG. 4 is the same cross section as FIG. 2 and is a cross-sectional view of the vacuum lamination apparatus when the upper lamination molding space is depressurized and the lower lamination molding space is pressurized. FIG. 5 is a cross-sectional view of FIG. 2 having the same cross section as when the lower lamination molding space of the vacuum laminating apparatus is opened to the atmosphere or depressurized to pressurize the upper lamination molding space. FIG. 6 is an example in which the form of the carrier film is different.
[0010]
In the circuit board 2 of this embodiment shown in FIG. 1, a substrate (layered material) having irregularities is formed by bonding a wiring pattern 4 made of copper foil or the like to a core layer 3. On the upper and lower sides of the circuit board 2, a meltable resin laminate 5 having approximately the same size as the circuit board 2 is superimposed on the circuit board 2. The circuit board 2 and the resin laminate 5 are sandwiched between the upper carrier film 6 and the lower carrier film 7 from above and below, and conveyed from one side to the other side. It has become so. Therefore, the width C of the upper and lower carrier films 6 and 7 is wider than the width B of the circuit board 2. When the conveyance path by the upper and lower carrier films 6 and 7 and the arrangement of each device are described, the lower carrier film 7 is fed out from the film roller 8 on the lower side. And on the conveyance path, the substrate mounting stage 9, the vacuum laminating apparatus 10 as the first laminating apparatus, the pressure heating apparatus 11 as the second laminating apparatus, and the pressure cooling apparatus 12 as the third laminating apparatus. The substrate take-out stages 13 are sequentially arranged at equal intervals, and the lower carrier film 7 is taken up by a take-up roller 14 on the lower side of the other side.
[0011]
The upper carrier film 6 is also fed from the upper film roller 15 on one side, and in parallel with the lower carrier film 7, passes through the vacuum laminating device 10, the pressure heating device 11, and the pressure cooling device 12, and then on the other side upper side. It is wound up by a winding roller 16. Further, a chuck device 17 is provided in a subsequent process of the pressurizing and cooling device 12 so as to sandwich both sides of the upper and lower carrier films 6 and 7 and move them to the substrate take-out stage 13 side. Accordingly, the upper and lower carrier films 6 and 7 are pulled so as not to sag by the synchronous drive of the chuck device 17 and the take-up rollers 14 and 16 and are movable toward the subsequent process side. The chuck device 17 may be disposed between the vacuum laminating device 10 and the pressure heating device 11 and between the pressure heating device 11 and the pressure cooling device 12. Further, a carrier film peeling device 18 for peeling the laminated substrate 2c from the carrier film is provided in a subsequent process of the chuck device 17. The material and width of the upper carrier film 6 and the lower carrier film 7 will be described in detail later.
[0012]
Next, the vacuum laminating apparatus 10 as the first laminating apparatus will be described with reference to FIGS. The vacuum laminating apparatus 10 which is a part of the laminating apparatus 1 pressurizes the upper and lower carrier films 6 and 7, the circuit board 2, and the resin laminated material 5 under a vacuum condition, and applies to the circuit board 2 having unevenness. This is an apparatus for performing lamination molding by following the resin laminate material 5. In the vacuum laminating apparatus 10, an upper panel 19 is disposed above the upper carrier film 6, and a lower panel 20 is disposed below the lower carrier film 7. The upper board 19 and the lower board 20 are arranged opposite to each other with the upper and lower carrier films 6 and 7 interposed therebetween.
[0013]
A heat plate 23 is fixed to the lower surface of the substantially central portion of the main body 21 of the upper panel 19 of the vacuum laminating apparatus 10 via a heat insulating plate 22 so as to directly face an upper laminate molding space 25 shown in FIG. . The hot plate 23 has a smooth surface 23a, which is a pressing surface, and is slightly larger than the size of the circuit board 2 to be laminated. In this embodiment, the heating plate 23 is formed so that the heating temperature can be adjusted from 70 ° C. to 450 ° C. by a cartridge heater 24 built in the heating plate 23. The heater is not limited to the cartridge heater 24 as long as it can be controlled to the above temperature, and the heating plate itself may be a resistance heating plate. Therefore, all members provided in the upper laminate molding space 25 described later of the upper board 19 are fixedly provided, and the upper board 19 is not provided with a diaphragm made of silicon rubber or the like.
[0014]
A frame body portion 26 of the upper board 19 is formed around a portion of the main body 21 of the upper board 19 where the heat plate 23 is fixed. As shown in FIG. 2, the frame portion 26 of the upper plate 19 is formed so as to protrude toward the lower plate 20 facing the hot plate 23 by a predetermined dimension E. Therefore, a recess is formed in the upper board 19 by the main body portion 21, the hot plate 23 and the frame body portion 26, and an upper laminated molding space 25 is formed together with the upper carrier film 6. An O-ring 27, which is a heat-resistant seal member, is fixed to the contact surface 26a of the frame body portion 26.
The upper and lower carrier films 6 and 7 have a wider carrier film width C than the distance D between the seal members of the frame portions 26 and 36 in the direction perpendicular to the conveying direction of the upper and lower carrier films 6 and 7. .
The upper board 19 is provided with a cooling mechanism. In the cooling mechanism, through holes 28 are formed in the main body portion 21 and the frame body portion 26 of the upper board 19, and the upper board 19 is prevented from being overheated by passing cooling water. Therefore, the part by which the upper board 19 is attached by a cooling mechanism, the deterioration by heating of the O-ring 27 of the frame part 26, etc. are prevented. In the upper laminate molding space 25 of the upper board 19, through holes 29 and 30 connected to a pressurizing unit and a depressurizing unit, which will be described later, are provided.
[0015]
The basic structure of the lower board 20 of the vacuum laminating apparatus 10 is substantially the same as that of the upper board 19 described above, and the size of the lower board 20 is substantially the same as the size of the upper board 19. A heat plate 33 is fixed on the upper surface of the substantially central portion of the main body 31 of the lower board 20 so as to directly face a lower laminated molding space 34 shown in FIG. The hot plate 33 is formed with a smooth surface 33a, which is a pressing surface, slightly larger than the size of the circuit board 2 to be laminated and formed in the same size as the hot plate 23 fixed to the upper board 19. ing. In this embodiment, the heating plate 33 is formed such that the heating temperature can be adjusted from 70 ° C. to 450 ° C. by a cartridge heater 35 built in the heating plate 33. Therefore, like the upper board 19, the lower board 20 is provided with all the members in the inner lower laminated molding space 34 fixed, and is not provided with a diaphragm made of silicon rubber or the like.
[0016]
A frame part 36 of the lower board 20 is formed around a portion of the main body 31 of the lower board 20 where the heat plate 33 is fixed. As shown in FIG. 2, the frame body portion 36 of the lower board 20 is also formed so as to protrude toward the upper board 19 opposite to the hot plate 33 by a predetermined dimension E. Accordingly, a recess is formed in the lower board 20 by the hot plate 33, the main body part 31, and the frame part 36, and a lower laminated molding space 34 is formed together with the lower carrier film 7 as shown in FIGS. . The projecting dimension of the frame part 36 of the lower board 20 with respect to the hot plate 33 is provided substantially the same as the projecting dimension of the frame part 26 of the upper board 19 with respect to the hot plate 23. Further, a seal member made of an O-ring 27 having heat resistance is fixed to the contact surface 36a of the frame body portion 36 at the same position in the vertical direction as the O-ring 27 of the upper board 19. The lower laminate molding space 34 of the lower board 20 is provided with a through hole 37 connected to a pressurizing unit and a depressurizing unit, which will be described later, and a through hole 38 connected to the outside. A through hole 39 is also formed in the main body 31 of the lower board 20, and a cooling mechanism similar to that of the upper board 19 is provided.
[0017]
Then, the lower board 20 is moved toward the upper board 19 and the rod of the cylinder 40 is a moving means capable of contacting and separating the upper board 19 and the lower board 20 via the upper and lower carrier films 6 and 7. 41 is fixed. When the lower board 20 is lowered with respect to the upper board 19, there is a space between the upper carrier film 6 and the lower carrier film 7 between the frame body part 26 of the upper board 19 and the frame body part 36 of the lower board 20. An interval F through which the sandwiched circuit board 2 and the resin laminate 5 can pass is provided. When the lower board 20 is raised with respect to the upper board 19, the upper and lower carrier films 6 and 7 are sandwiched between the frame body part 26 of the upper board 19 and the frame body part 36 of the lower board 20, and the upper board is placed inside the vacuum laminating apparatus 10. A volume-invariant laminated molding space surrounded by 19 and the lower board 20 is formed. In the laminated molding space, a variable volume upper laminated molding space 25 and a lower laminated molding space 34 are defined by sandwiching the upper and lower carrier films 6, 7.
[0018]
Next, the configuration of the pressurizing means and the decompressing means of the vacuum laminating apparatus 10 will be described with reference to FIG. 2. The vacuum laminating apparatus 10 includes a compressor 42 that pressurizes the upper laminated molding space 25 and the lower laminated molding space 34, and a vacuum that reduces the pressure. One set is provided so that the pump 43 can be used in common for the upper laminate molding space 25 and the lower laminate molding space 34. A pipe 44 connected to the compressor 42 is branched into a pipe 45 and a pipe 46 toward an upper laminate molding space 25 and a lower laminate molding space 34 described later. The pipe 45 is provided with an on-off valve 47, and a pipe 48 communicating with the through hole 29 formed in the upper laminated molding space 25 through the on-off valve 47 is provided. The pipe 46 is provided with an opening / closing valve 49, and is connected to the pipe 50 through the opening / closing valve 49. An opening / closing valve 51 is provided in the pipe line 50, and a pipe line 52 communicating with a through hole 37 formed in the lower laminated molding space 34 is connected via the opening / closing valve 51.
[0019]
On the other hand, on the side of the vacuum pump 43, an open / close valve 54 is provided in a pipe line 53 connected to the vacuum pump 43, and is connected to a pipe line 55 through the open / close valve 54. An open / close valve 56 is provided in the pipe 55, and a pipe 57 that communicates with the through hole 30 of the upper laminated molding space 25 through the open / close valve 56 is provided. Further, a pipe 58 is branched from the pipe 55, and an open / close valve 59 is provided in the pipe 58, and a pipe 60 is connected via the open / close valve 59. The pipe 50 is connected. A pipe 61 for opening to the atmosphere is connected to the through hole 38 formed in the lower laminated molding space 34, and an open / close valve 62 is provided in the pipe 61. As a result, the upper laminate molding space 25 and the lower laminate molding space 34 can be decompressed at the same time, and the lower laminate molding space 34 is pressurized while the upper laminate molding space 25 is decompressed, or the upper laminate molding space 25 is pressurized. The lower lamination molding space 34 can be opened to the atmosphere or depressurized.
In the above embodiment, the circuit board 2 is sandwiched from above and below by the upper and lower carrier films 6 and 7, but the circuit board 2 is not sandwiched from above and below by the upper and lower carrier films 6 and 7, and the circuit board 2 is held by the lower carrier film. You may make it mount only with the film 7. FIG. In that case, the pressurization to the circuit board 2 is limited only to the pressurization from the lower laminated molding space 34 side through the lower carrier film 7. Therefore, in the vacuum laminating apparatus 10 in that case, the pressure reducing means is provided in the upper laminated molding space 25 and the lower laminated molding space 34, respectively, and the pressurizing means is provided only in the lower laminated molding space 34. Therefore, in the present invention, the invention can be implemented if the pressurizing means is provided at least in the lower laminated molding space.
[0020]
Next, the pressure heating apparatus 11 which is a 2nd lamination | stacking apparatus is demonstrated. The pressurizing and heating device 11 is a flat plate press device that pressurizes the primary molded laminated substrate 2 a having the irregularities formed by the vacuum laminating device 10 under atmospheric pressure via the upper and lower carrier films 6 and 7. The pressure heating device 11 is provided on the transport path of the upper and lower carrier films 6 and 7 in the subsequent process of the vacuum laminating device 10. In the pressure heating device 11, an upper panel 71 is disposed above the upper carrier film 6, and a lower panel 72 is disposed below the lower carrier film 7. The upper board 71 and the lower board 72 are arranged opposite to each other with the upper and lower carrier films 6 and 7 or the upper and lower carrier films 6 and 7 and the primary molded laminated substrate 2a. An upper heat plate 74 is fixed to the lower surface of the substantially central portion of the upper board 71 through a heat insulating plate 73. The upper heating plate 74 is formed in the order of a stainless plate 74a, a cushion plate 74b, and a heating plate 74c from the surface side. The lower surface of the stainless steel plate 74a is a pressing surface 74d that is formed smoothly. The upper heating plate 74 is formed slightly larger than the size of the primary molded laminated substrate 2a to be pressure-formed. In this embodiment, a cartridge heater 75 is built in the heating plate 74 c of the upper heating plate 74. The upper heating plate 74 is formed by the cartridge heater 75 so that the heating temperature can be adjusted from 40 ° C. to 450 ° C. The upper board 71 is provided with a cooling mechanism. In the cooling mechanism, a through hole 76 is formed in the upper plate 71, and the cooling water is allowed to flow to prevent overheating of the upper plate 71 and prevent deterioration of each member.
[0021]
A lower heat plate 78 is fixed to the upper surface of the substantially central portion of the lower plate 72 of the pressurizing and heating device 11 via a heat insulating plate 77. The lower heating plate 78 is formed in the order of a stainless steel plate 78a, a cushion plate 78b, and a heating plate 78c from the surface side. The upper surface of the stainless steel plate 78a is a pressing surface 78d that is formed smoothly. The lower heating plate 78 is slightly larger than the size of the primary molded laminated substrate 2a to be pressure-formed, and is formed in the same size as the upper heating plate 74. In this embodiment, a cartridge heater 79 is built in the heating plate 78 c of the lower heating plate 78. The cartridge heater 79 is formed so that the heating temperature can be adjusted from 40 ° C. to 450 ° C. The lower board 72 is provided with a cooling mechanism. The cooling mechanism has a through hole 80 formed in the lower plate, and prevents cooling of the lower plate 72 by passing cooling water, preventing each member from deteriorating and the like.
[0022]
In addition, the lower plate 72 moves the lower heating plate 78 fixed to the lower plate 72 toward the upper heating plate 74 fixed to the upper plate 71 so as to be close to and away from the upper plate 71, so A ram 82 of a cylinder 81 serving as a pressurizing unit that pressurizes the primary molded laminated substrate 2a between the pressurizing surface 78d of the hot plate 78 is fixed.
[0023]
Next, the pressure cooling apparatus 12 which is a third laminating apparatus will be described. The pressure cooling device 12 is a flat plate pressing device for pressurizing and cooling the laminated substrate 2b which is secondarily formed by the pressure heating device 11 together with the upper and lower carrier films 6 and 7 and has a smooth surface under atmospheric pressure. And it is provided on the conveyance path of the upper and lower carrier films 6 and 7 in the subsequent process of the pressurizing and heating apparatus 11 described above. In the pressure cooling device 12, an upper board 83 is disposed above the upper and lower carrier films 6 and 7, and a lower board 84 is disposed below the carrier film. The upper board 83 and the lower board 84 are arranged opposite to each other with the upper and lower carrier films 6 and 7 or the upper and lower carrier films 6 and 7 and the laminated substrate 2b. An upper cooling plate 86 is fixed to a lower surface of a substantially central portion of the upper board 83 via a heat insulating plate 85. The upper cooling plate 86 is formed in the order of a stainless steel plate 86a, a cushion plate 86b, and a heating plate 86c from the surface side. The lower surface of the stainless steel plate 86a is a smooth pressing surface 86d. In this embodiment, a cartridge heater 86e is built in the heating plate 86c of the upper cooling plate 86. The upper cooling plate 86 is formed by the cartridge heater 86e so that the temperature can be adjusted from 30 ° C. to 150 ° C., and the temperature of the laminated substrate 2b with respect to the laminated substrate 2b that is secondarily formed by the pressure heating device 11 described above. The laminated substrate 2b is cooled at a relatively lower temperature. In the pressure cooling device 12, the heat insulating plate 85 and the heating plate 86c in which the cartridge heater 86e is installed are not essential. The upper cooling plate 86 is formed slightly larger than the size of the laminated substrate 2b to be pressurized and cooled. In this embodiment, the upper board 83 is formed with a through hole 87 through which cooling water can be passed, and the upper board 83 and the upper cooling plate 86 are provided so as to be cooled or temperature-adjustable by means of temperature adjustment by this water flow. It has been.
[0024]
A lower cooling plate 89 is fixed to a substantially central portion of the lower plate 84 via a heat insulating plate 88. The lower cooling plate 89 is formed in the order of the stainless steel plate 89a, the cushion plate 89b, and the heating plate 89c from the surface side. The lower surface of the stainless steel plate 89a is a pressing surface 89d that is formed smoothly. In this embodiment, a cartridge heater 89e is built in the heating plate 89c of the lower cooling plate 89. The lower cooling plate 89 is formed to be adjustable to the same temperature as the upper cooling plate 86. The lower cooling plate 89 is slightly larger than the size of the laminated substrate 2b to be pressurized and cooled, and is formed to have the same size as the upper cooling plate 86. In this embodiment, a through hole 90 through which cooling water can be passed is formed in the lower plate 84, and the lower cooling plate 89 can be cooled or temperature-adjusted by temperature adjusting means by this water flow. The lower cooling plate 89 is moved toward the upper cooling plate 86 fixed to the upper plate 83 so that the lower cooling plate 89 can be moved toward and away from the lower plate 84 of the pressurized cooling device 12. A ram 92 of a cylinder 91 which is a pressurizing unit for pressurizing the laminated substrate 2b between the two is fixed.
[0025]
In addition, about this invention, invention can be comprised only with the above-mentioned vacuum laminating apparatus 10. FIG. When the circuit board is laminated, the pressure cooling device 12 is often not provided. When the IC substrate is laminated as described later, the pressure cooling device 12 is used as a post-process of the vacuum lamination device 10. In some cases, the pressure heating device 11 is not provided. As for the moving means and pressurizing means of the vacuum laminating apparatus 10, the pressure heating apparatus 11, and the pressure cooling apparatus 12, the upper board 83 and the like may be moved toward the lower board 84 and the like in addition to those described above. Alternatively, both the upper board 83 and the lower board 84 may be moved. Further, the driving means for the moving means and the pressurizing means may be one using an electric mechanism in addition to the cylinder.
[0026]
Next, a method for laminating the circuit board 2 and the meltable film-like resin laminate 5 using the laminating apparatus 1 of the present invention will be described. In this embodiment, the circuit board 2 to be laminated is formed by bonding a wiring pattern 4 made of a copper foil or the like to a core layer 3 made of a polyimide-based resin and having irregularities. As the resin laminate 5, a fluorine-based resin (PTFE: melting point around 327 ° C. as an example) is used, and the resin laminate 5 is laminated on the top and bottom of the circuit board 2 to perform lamination molding. However, the resin laminated material 5 may be a polyimide resin, particularly a thermoplastic polyimide (TPI: melting point around 388 ° C.) or the like instead of the fluorine resin, and in that case, the hot plates 23 and 33 of the vacuum laminating apparatus 10. Is set to 390 ° C to 420 ° C. Further, when a resin laminate 5 (intermediate adhesive layer) made of epoxy resin is laminated and formed on a circuit board 2 in which a wiring pattern 4 made of copper foil or the like is bonded to a core layer 3 made of glass epoxy as in the prior art. You may use the lamination apparatus 1 of this invention, and the preset temperature of the hot plates 23 and 33 in that case is 70 to 100 degreeC as usual.
In this embodiment, the resin laminate 5 is formed by laminating the cut pieces of the same size as the circuit board 2 on top of each other. However, the resin laminate 5 is formed only on one side of the circuit board 2. It may be a stack. Further, the resin laminate 5 may be formed into a continuous film and layered together with a continuous film made of other polyethylene terephthalate resin or polyimide resin, and conveyed to the laminating apparatus 1 together with the circuit board 2 for lamination molding.
[0027]
As the upper and lower carrier films 6 and 7 used in the present invention, those having a short-term heat resistant temperature higher than the melting point of the resin laminate 5 described above are used. In the present invention, the “short term” of the “short term heat resistant temperature” is the time required for the upper and lower carrier films 6 and 7 to form the circuit board 2, and the approximate time is about 150 seconds. In this embodiment, a polyimide resin film is used. Examples of polyimide resin films include Upilex-S (manufactured by Ube Industries): short-term heat-resistant temperature of about 500 ° C., Kapton (manufactured by Toray DuPont): short-term heat-resistant temperature of about 410 ° C., each having a thickness. A 25 μm film is preferably used. In addition, about the thickness of the upper and lower carrier films 6 and 7 used for this invention, the thinner one is desirable from a viewpoint of a moldability, if a film satisfies the conditions of heat resistance and intensity | strength. Further, in the case of the circuit board 2 or the like in which a conventional epoxy resin or the like is used as the resin laminate 5 (intermediate adhesive layer), since the melting point of the epoxy resin or the like is low, polyethylene terephthalate resin (PET), polyetherimide Resin (PEI), polyether sulfone resin (PES), fluorine resin (PTFE), liquid crystal polymer resin (ECP), aromatic polyaramid resin (ARAMID), polyether ether ketone resin (PEEK), polyimide A carrier film made of a resin (PI) or the like can be used in the present invention.
[0028]
For the upper and lower carrier films 6 and 7, different materials may be used for the upper carrier film 6 and the lower carrier film 7. When pressurizing with air only from above, the lower carrier film 7 Glass cloth may be used instead of. Furthermore, as for the upper and lower carrier films 6 and 7, those obtained by laminating two or more kinds of the above-described resins may be used.
[0029]
In this embodiment, small air vent holes 6a are formed at predetermined intervals in parallel with the film side edges at positions where the circuit boards 2 on both sides in the transport direction of the upper carrier film 6 do not come into contact. These air vent holes 6a bring the upper and lower carrier films 6 and 7 and the circuit board 2 into the lamination molding space of the vacuum laminating apparatus 10, and when the lamination molding space is depressurized to be in a vacuum condition, It is formed to remove air between the carrier films 7. Note that the air vent hole 6a of the upper carrier film 6 may be provided only in the lower carrier film 7, but it is desirable to provide it in the carrier film on the side other than the laminated molding space where pressure is applied first. Further, as shown in FIG. 6, the upper carrier film 6 and the lower carrier film 7 do not have a width C larger than the distance D between the seal members of the vacuum laminating apparatus 10 as in this embodiment. The width C1 of the film 6 may be shorter than the width G in the direction perpendicular to the conveying direction of the upper carrier film 6 in the upper laminated molding space 25 of the vacuum laminating apparatus 10. As a result, the air between the upper carrier film 6 and the lower carrier film 7 from the side end side of the upper carrier film 6 when the laminated molding space is depressurized in the same manner as the air vent hole 6 a is provided in the upper carrier film 6. Can be removed.
[0030]
In this embodiment, the molding time of the vacuum laminating apparatus 10 as the first laminating apparatus, the pressure heating apparatus 11 as the second laminating apparatus, and the pressure cooling apparatus 12 as the third laminating apparatus is 130 seconds. Since the upper and lower carrier films 6 and 7 are set, the molding time elapses, and the molding of each laminating apparatus is completed, and the upper and lower carrier films 6 and 7 are intermittently moved between the laminating apparatuses. The molding time differs depending on the type of resin of the resin laminate 5 used for the circuit board 2, the thickness of the circuit board 2, and the like, but 110 seconds to 150 seconds are required.
[0031]
Next, the procedure for laminating the circuit board 2 will be described. First, the circuit board 2 having irregularities and the resin laminate material 5 made of a meltable fluororesin are overlapped by a multi-axis robot apparatus equipped with a gripping device (not shown). Is placed on the placement stage 9 of the lower carrier film 7. Up to the previous time, on the conveyance path of the lower carrier film 7 of the laminating apparatus 1, the vacuum laminating apparatus 10 as the first laminating apparatus, the pressurizing and heating apparatus 11 as the second laminating apparatus, and the third laminating apparatus are added. When the molding of the primary molded laminated substrate 2a, the laminated substrate 2b, and the laminated substrate 2c is completed by the pressure cooling device 12, the respective laminated devices are opened and the upper and lower carrier films 6 and 7 are in a free state. At the same time, the both sides of the upper and lower carrier films 6 and 7 are sandwiched by the chuck device 17, and the winding rollers 14 and 16 are driven in synchronization with the movement of the chuck device 17, thereby performing primary molding sandwiched between the upper and lower carrier films 6 and 7. The laminated substrates 2a, 2b, 2c and the circuit board 2 placed on the placement stage are transported one by one toward the subsequent process. Therefore, the circuit board 2 is moved between the upper board 19 and the lower board 20 of the vacuum laminating apparatus 10 together with the resin laminate 5.
[0032]
As shown in FIG. 2, when the circuit board 2 or the like is moved between the upper board 19 and the lower board 20 of the vacuum laminating apparatus 10, the rod 41 of the cylinder 40 provided on the lower board 20 is extended, The contact surface 36a of the frame body portion 36 of the board 20 is brought into contact with the contact surface 26a of the frame body portion 26 of the upper board 19 via the upper and lower carrier films 6 and 7. Since the contact surfaces 26a and 36a of the frame body portions 26 and 36 of the vacuum laminating apparatus 10 are provided with O-rings 27 as seal members, respectively, the contact surface 26a of the frame body portion 26 and the frame body are provided. Due to the contact of the contact surface 36a of the portion 36, a volume-invariant laminated molding space is formed between the upper board 19 and the lower board 20 as shown in FIG. In this embodiment, since the width C of the upper and lower carrier films 6 and 7 is set to be equal to or longer than the length in the width direction of the upper board 19 and the lower board 20, the laminated molding space is a variable volume upper laminated molding space. 25 and the lower laminated molding space 34 are partitioned.
[0033]
In this embodiment, the hot plate 23 fixed to the upper board 19 and the hot plate 33 fixed to the lower board 20 are set at 380 ° C., which is higher than the melting point of the fluorine resin that is the resin laminate 5 of the circuit board 2. ing. When the contact surface 26a of the frame body portion 26 of the upper board 19 and the contact surface 36a of the frame body section 36 of the lower board 20 are contacted, the upper and lower carrier films 6 and 7 and the circuit sandwiched therebetween The substrate 2 and the resin laminate 5 are held at a position substantially spaced apart from the hot plate 23 fixed to the upper board 19 and the hot plate 33 fixed to the lower board 20, from the hot plates 23 and 33. Receives radiant heat almost evenly on the top and bottom surfaces.
[0034]
Then, from this state, the upper laminate molding space 25 and the lower laminate molding space 34 are simultaneously decompressed as shown in FIG. The decompression of the upper laminate molding space 25 and the lower laminate molding space 34 is performed while the on-off valves 51, 54, 56, and 59 shown in FIG. 2 are opened and the other on-off valves are closed and the vacuum pump 43 is driven. . In this embodiment, the pressure is reduced until the upper laminate molding space 25 and the lower laminate molding space 34 are each 4 hPa.
[0035]
When the upper laminate molding space 25 and the lower laminate molding space 34 are depressurized to the predetermined value, the on-off valve 59 is closed to stop the decompression to the lower laminate molding space, and at the same time, the on-off valve 49 is opened. Pressurized air is sent from the compressor 42 to the lower laminated molding space 34. As shown in FIG. 4, the decompression of the upper laminate molding space 25 is continued and the lower laminate molding space 34 is pressurized so that the volume balance between the upper laminate molding space 25 and the lower laminate molding space 34 is lost. The upper and lower carrier films 6 and 7 are moved toward the upper board 19 together with the circuit board 2 and the resin laminate 5, and the circuit board 2 and the like are brought into contact with the hot plate 23 of the upper board 19 through the upper carrier film 6.
[0036]
Therefore, while the upper laminate molding space 25 is heated under vacuum conditions, the resin laminate 5 that can be melted with respect to the circuit board 2 having irregularities through the lower carrier film 7 is heated only by the force of the pressurized air of the pressurizing means. Since the pressing is performed, the resin laminate 5 can be followed and adhered along the irregularities on the surface of the circuit board 2, and no space remains between the circuit board 2 and the resin laminate 5. Also, no bubbles remain between the lower carrier film 7 and the resin laminate 5, and wrinkles are not generated in the upper and lower carrier films 6 and 7. In this embodiment, the pressure applied by the compressor 42 is set to 1 MPa, and the circuit board 2 is pressurized only by pressurized air from the lower carrier film 7 side for 50 seconds. The pressure applied by the compressor 42 is preferably about 0.3 MPa to 1.5 MPa, and the pressurization time is preferably about 40 seconds to 60 seconds.
[0037]
Next, when pressurization of the circuit board 2 etc. is completed from the lower carrier film 7 side, the on-off valve 47 is opened and the on-off valves 49, 51, 54, 56 are closed. Then, the open / close valve 62 of the pipe 61 for opening to the atmosphere is opened. As a result, pressurized air is sent from the compressor 42 into the upper laminated molding space 25. On the other hand, since the open / close valve 62 connected to the outside is opened in the lower laminated molding space 34, the upper and lower carrier films 6 and 7 are connected to the circuit board 2 as shown in FIG. It moves toward the lower board 20 together with the resin laminate 5, and the circuit board 2 and the like are brought into contact with the heat plate 33 of the lower board 20 through the lower carrier film 7. Then, similarly to the case where the lower laminated molding space 34 is pressurized, the pressurized air from the compressor 42 is pressurized from the upper carrier film 6 side with a pressure of 1 MPa for 50 seconds.
[0038]
It should be noted that the preferable range of the pressing force and pressurization time by the compressor 42 is also preferably the same range as when the lower laminated molding space 34 is pressurized. Further, in this case, the lower lamination molding space 34 may be depressurized by the vacuum pump 43 without performing the atmosphere opening pipe 61 and lamination molding may be performed. Further, the technical idea of the present invention is that the circuit board 2 and the like are pressurized by a carrier film in the vacuum laminating apparatus 10 in place of the pressurization of the board by the diaphragm made of silicon rubber provided in the conventional vacuum laminating apparatus. Therefore, the pressure may be applied only to either the upper board 19 or the lower board 20 by the carrier film. The pressurization toward the upper board 19 and the lower board 20 may be performed. When performing both of pressurization, it is free to select whether one is performed first and the other is performed later.
[0039]
When the pressurization time from above with respect to the circuit board 2 ends, the on-off valve 47 is closed and the lower board 20 is moved downward. In this embodiment, the vacuum laminating apparatus 10 is controlled in sequence by a timer, but closed control may be performed by measuring the applied pressure and the degree of vacuum.
[0040]
Then, when the winding rollers 14 and 16 and the chuck device 17 are synchronously moved again, the primary molded laminated substrate 2a having irregularities sandwiched in the vertical direction by the upper and lower carrier films 6 and 7 moves the upper and lower carrier films 6 and 7 At the same time, it is conveyed to the next pressurizing and heating apparatus 11.
[0041]
As shown in FIG. 1, when the primary molded laminated substrate 2 a is carried into the pressure heating device 11, the lower plate 72 is moved toward the upper plate 71, and the upper heating plate fixed to the upper plate 71. The primary molded laminated substrate 2a is heated and pressurized between 74 and a lower heating plate 78 fixed to the lower board 72. In this embodiment, the temperature of the upper heating plate 74 and the lower heating plate 78 at this time is set to 380 ° C. which is the same as the temperature of the heating plate of the vacuum laminating apparatus 10 and is heated and pressurized for 130 seconds. . The pressure applied to the primary molded laminated substrate 2a is 1 MPa. Therefore, the primary molded laminated substrate 2a having the above-described unevenness is completely smoothed by being pressed between the upper heating plate 74 and the lower heating plate 78 in which the pressing surfaces 74d and 78d are formed smoothly. 2b.
[0042]
As the molding conditions of the pressure heating device 11, the temperature of the upper heating plate 74 and the lower heating plate 78 is the same temperature as the temperature of the heating plates 23 and 33 of the vacuum laminating device 10 to a temperature lower by 50 ° C., and the pressing time is 110. The pressure is preferably in the range of 0.3 MPa to 5 MPa for a second to 150 seconds. The laminated substrate 2b that has been molded by the pressure heating device 11 is conveyed to the next pressure cooling device 12 as the upper and lower carrier films 6 and 7 move.
[0043]
When the laminated substrate 2b is carried into the pressurized cooling device 12, the lower board 84 is moved toward the upper board 83, and the upper cooling plate 86 fixed to the upper board 83 and the lower board fixed to the lower board 84 are moved. The laminated substrate 2b is cooled and pressurized between the cooling plates 89. At this time, the temperature of the upper cooling plate 86 and the lower cooling plate 89 is set to 30 ° C., and pressurization is performed for 130 seconds. At this time, the pressure applied to the laminated substrate 2b is 1 MPa. The temperature of the hot plate of the pressure cooling device 12 is 20 to 150 ° C., and is preferably lower than the temperature of the hot plate of the vacuum laminating device 10 and the pressure heating device 11. Further, it is desirable that the pressurization time of the pressure cooling device 12 is 110 seconds to 150 seconds, and the pressure is in the range of 0.1 MPa to 5 MPa. Therefore, the laminated substrate 2b formed smoothly by the pressure heating device 11 is cooled by the pressure cooling device 12 at a temperature relatively lower than that of the pressure heating device 11, and the upper and lower carriers are transferred from the laminated substrate 2c that has been cooled. The films 6 and 7 are easily peeled off, and the occurrence of warpage of the laminated substrate 2c is removed.
[0044]
Next, as shown in FIG. 1, both sides of the upper and lower carrier films 6 and 7 are sandwiched by the chuck device 17, and taken out from the pressure cooling device 12 together with the upper and lower carrier films 6 and 7 by moving to the other side of the chuck device 17. In the laminated substrate 2c, the upper and lower carrier films 6 and 7 are peeled from the laminated substrate 2c by the carrier film peeling device 18. In the carrier film peeling device 18, the upper carrier film 6 is peeled from the laminated substrate 2 c by a peeling roller 93 that also serves as a tension roller. The upper carrier film 6 peeled off by the peeling roller 93 is taken up by the take-up roller 16. Further, the lower carrier film 7 is peeled off from the laminated substrate 2c by the peeling roller 94.
[0045]
Thereafter, the lower carrier film 7 is fed horizontally through the tension rollers 95 and 96 toward the other side again at the same height as the transport path of the lower carrier film 7 before peeling. This is because the peeled laminated substrate 2 c is sent to the substrate take-out stage 13 by the lower carrier film 7. The laminated substrate 2c sent to the substrate take-out stage 13 is adsorbed by a multi-axis robot apparatus equipped with an unillustrated adsorbing tool and conveyed outside the laminating apparatus. The lower carrier film 7 is wound up by a winding roller 14 via a tension roller. And about the laminated substrate 2c laminated-molded by the said lamination | stacking apparatus 1, you may make it build up by further laminating | stacking copper foil etc. further.
[0046]
In another embodiment, when the IC substrate is laminated by the laminating apparatus 1, polyethylene terephthalate or vinyl chloride resin is used as the meltable resin laminating material 5, and the temperatures of the hot plates 23 and 33 of the vacuum laminating apparatus 10 are used. Are each heated to 160 ° C. The upper and lower carrier films 6, 7 for transporting the IC substrate to be laminated are polyetherimide resin (PEI), polyethersulfone resin (PES) having a short-term heat resistant temperature higher than the temperature of the hot plates 23, 33. ), Fluororesin (PTFE), liquid crystal polymer resin (ECP), aromatic polyaramid resin (ARAMID), polyether ether ketone resin (PEEK), polyimide resin (PI), and the like. And the process by the pressure cooling device 12 is also performed in the post-process formed by the vacuum laminating device 10 without providing the pressure heating device 11.
Further, the substrate to be laminated and molded in the present invention is not limited to the above as long as it can be laminated and molded by the laminating apparatus 1 of the present invention.
[0047]
【The invention's effect】
In the laminating apparatus and laminating method of the present invention, an upper board and a carrier film are brought into contact with the upper board and the lower board by carrying a substrate on which a resin laminate material, which is conveyed by a carrier film and laminated, is stacked, into the laminating apparatus. The upper laminate molding space is partitioned between and the lower laminate molding space is partitioned between the lower board and the carrier film, and then both the upper laminate molding space and the lower laminate molding space are decompressed, Then, pressurizing the substrate with the carrier film without using the pressurizing diaphragm of the laminating apparatus by pressurizing the substrate with the carrier film by pressurizing the other laminate molding space while continuing to depressurize one of the laminate molding spaces. It can be performed.
[0048]
In particular, in molding a substrate having a melting point of the resin laminate higher than that of the diaphragm made of silicon rubber or the like of the vacuum laminating apparatus, the carrier film has a short-term heat resistance higher than the melting point of the resin laminate. By performing the pressurization, it is possible to improve the follow-up / adhesion of the resin laminated material with respect to the laminated material having irregularities and to prevent the generation of bubbles and the like. And by using those resin laminates having a high melting point, it is possible to increase the density of the circuit board and lead-free the solder.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing the overall configuration of a laminating apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 1 when the forming space is opened in the vacuum laminating apparatus as the first laminating apparatus.
FIG. 3 is a cross-sectional view in the same cross section as FIG. 2 and when the lamination forming space of the vacuum laminating apparatus is depressurized.
FIG. 4 is a cross-sectional view of the same cross section as FIG. 2 when the upper lamination molding space of the vacuum laminating apparatus is depressurized and the lower lamination molding space is pressurized.
FIG. 5 is a cross-sectional view of the same cross section as FIG. 2 when the lower lamination molding space of the vacuum laminating apparatus is depressurized and the upper lamination molding space is pressurized.
FIG. 6 is an example in which the form of the carrier film is different.
[Explanation of symbols]
1 ……… Lamination equipment
2 ……… Circuit board
2a ……… Primary molded laminated substrate
2b, 2c ……… Laminated substrate
3 ……… Core layer
4 ……… Wiring pattern
5 ……… Resin laminate
6 ……… Upper carrier film
6a ... Air vent hole
7 ……… Lower carrier film
8,15 ... Film roller
9 ……… Substrate placement stage
10 …… Vacuum lamination equipment
11 …… Pressure heating device
12 …… Pressurized cooling system
13 …… Substrate extraction stage
14, 16 …… Winding roller
17 …… Chuck device
18 …… Carrier film peeling device
19, 71, 83 …… Upper panel
20, 72, 84 ... Bottom
21, 31 ... Main unit
22, 32, 73, 77, 85, 88 ... heat insulation plate
23, 33 …… Hot plate
23a, 33a ... surface
24, 35, 75, 79, 86e, 89e ... cartridge heater
25 ... Upper laminate molding space
26, 36 ...... Frame body
26a, 36a ...... Contact surface
27 …… O-ring
28, 29, 30, 37, 38, 39, 76, 80, 87, 90 ... through hole
34 …… Lower lamination molding space
40, 81, 91 ... Cylinder
41 …… Rod
42 …… Compressor
43 …… Vacuum pump
44, 45, 46, 48, 50, 52, 53, 55, 57, 58, 60, 61 ... conduit
47, 49, 51, 54, 56, 59, 62 ...... On-off valve
74 …… Top heat plate
74a, 78a, 86a, 89a ...... Stainless steel plate
74b, 78b, 86b, 89b ... Cushion plate
74c, 78c, 86c, 89c ... heating plate
74d, 78d, 86d, 89d …… Pressurized surface
78 …… Lower heat plate
82, 92 ...... Lamb
86 …… Upper cooling plate
89 …… Lower cooling plate
93, 94 ...... Peeling roller
95, 96 …… Tension roller
B ……… Circuit board width
C ……… Carrier film width
D ……… Distance between seal members
E ……… Predetermined dimensions (projection dimensions of the frame)
F ……… The interval through which the substrate can pass
G ......... Width in the direction perpendicular to the transport direction of the upper carrier film in the upper laminated molding space

Claims

A substrate on which a laminate of meltable resin laminated material conveyed by a carrier film is formed is formed between an upper board and a lower board which are arranged opposite to each other and can be brought into contact with and separated from each other via the carrier film. In a laminating apparatus for laminating by pressurizing in a laminating space under vacuum conditions,
An upper board and a lower board not provided with pressurizing means comprising a diaphragm ;
A hot plate fixed to each of the upper and lower boards;
An upper laminated molding space defined by an upper board including the carrier film and the hot plate when the upper board and the lower board are in contact with each other;
The consists of a lower laminated molding space defined formed by a lower plate comprising the said carrier film a can be held in separate pressure and upper laminated molding space the heat plate by the carrier film at the time of contact,
Decompression means capable of depressurizing the lamination molding space when the upper lamination molding space and the lower lamination molding space are formed ;
A vacuum laminating apparatus provided with a pressurizing means capable of pressurizing at least one of the upper or lower laminated molding space ;
And a peeling device for peeling the carrier film from the substrate pressurized only through the carrier film in the vacuum laminating device.

A substrate on which a laminate of meltable resin laminated material conveyed by a carrier film is placed opposite to each other in a vacuum laminating apparatus, and can be brought into contact with and separated from the carrier film through the carrier film. In the lamination method of pressurizing in the lamination molding space under vacuum conditions formed between ,
The substrate is carried into the vacuum laminator together with the carrier film,
A pressurizing means made of a diaphragm is not provided, and an upper laminate molding space is defined between the upper plate and the carrier film by abutting an upper plate and a lower plate to which a hot plate is fixed, respectively . A lower laminate molding space is defined between the lower plate and the carrier film so that the carrier film can be maintained at a pressure different from that of the upper laminate molding space.
Depressurizing both the upper laminate molding space and the lower laminate molding space,
While continuing the reduced pressure of one of the laminated molding space the substrate by pressurizing the other lamination molding space by pressurizing only through the carrier film, laminating method characterized by then peeling off the carrier film.

The carrier film includes at least one of polyethylene terephthalate resin, polyetherimide resin, polyethersulfone resin, fluorine resin, liquid crystal polymer resin, aromatic polyaramid resin, polyetheretherketone resin, and polyimide resin. Formed from one
The laminating method according to claim 2 , wherein the meltable resin laminate in the substrate is made of a fluorine resin or a polyimide resin .

The carrier film is composed of an upper and lower carrier film, and an air vent is formed in a portion of the upper or lower film where the substrate is not placed, or the width of either film is the carrier film in the laminated molding space The lamination method according to claim 2, wherein the lamination method is narrower than a width in a direction perpendicular to the conveying direction.

A primary molded laminated substrate having irregularities formed by the vacuum lamination apparatus ,
Pressurizing under atmospheric pressure with an upper hot plate and a lower hot plate set at a temperature equal to or lower by 50 ° C. than the hot plate disposed on the plate forming the press forming surface and forming the laminated molding space,
The lamination method according to any one of claims 2 to 4 , wherein a laminated substrate having a smooth surface is obtained.