JP3847633B2 - Press apparatus and press method - Google Patents
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- B30B15/062—Press plates
- B30B15/064—Press plates with heating or cooling means
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被加工物を熱圧締して成形するプレス装置および、プレス方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、たとえばプラスティック製のICカード(インテグレーテド・サーキット・カード)やプリント配線基板(PWB)などを製造するために、プラスチック製の被加工物を成形するプレス装置が利用されている。このようなプレス装置は、2熱盤間に樹脂を主とする被加工物を挿置し、この2熱盤が被加工物を加熱しながら圧迫する(熱圧締工程)ことにより、被加工物を成形するものである。
【0003】
このようなプレス装置を用いて、例えば厚さ100μm以下のプリント配線基板を成形する場合、熱盤の平面度精度を10μm以内に抑えないと製品に加わるプレス圧が熱盤の位置によって異なるという現象が発生し、プリント配線基板の厚み方向の精度が低下すると共に、プレスされる位置によってはプレス圧が不足して銅箔とプリプレグとの接着がうまくいかなくなる可能性がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
近年、一度のプレスで多数の成形品を製造可能とするため、大型の熱盤を備えたプレス装置が利用されるようになっている。熱盤の面積が大きくなるほど、熱盤の平面度精度を確保するのが困難となるため、プリント配線基板の厚み方向の精度低下や銅箔とプリプレグとの接着不良などの不具合が発生しやすかった。
【0005】
このような現象を回避するため、従来はクラフト紙等の表面粗さが小さくかつ一面が微小変形しても他面の表面精度に影響をほとんど与えないような材料をクッション材として被加工物と熱盤との間に挟んでいた。しかし、このようなクッション材に適する材料は、熱盤と比較して極めて熱伝導率が低いため、熱盤の熱が被加工物であるプリプレグに伝わりにくく、成形時間が延びるという問題があった。
【0006】
【発明の目的】
本発明は上記の問題に鑑み、大型の熱盤を使用する場合であってもプリント配線基板の厚み方向の精度低下や銅箔とプリプレグとの接着不良などの不具合が発生しにくく、かつ成形時間が延びることのないプレス装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記の問題を解決するため、本発明のプレス装置は、被加工物を挟んで熱圧締する少なくとも一対の熱盤と、前記一対の熱盤の少なくとも一方の被加工物側の面を覆い、前記少なくとも一方の熱盤の被加工物側の面と所定間隔離間するよう、前記少なくとも一方の熱盤に固定された金属プレートと、前記少なくとも一方の熱盤と前記金属プレートとの間隙部に充填されている熱媒と、前記熱媒の圧力を調整する熱媒圧力調整手段と、を有する。
【0008】
熱媒圧力調整手段によって熱媒の圧力を調整することにより、一方の熱盤に取り付けられた金属プレートは平面形状を保ったまま他方の熱盤に習って押し付けられる。この結果、金属プレートの平面度精度はその表面粗さのみに依存するようになるので、鏡面仕上げなどにより金属プレートの表面粗さを低く抑えることにより、被加工物を熱圧締する時の金属プレートの平面度精度を高く維持することができる。従って、このようなプレス装置でプリント配線基板をプレスする際、プリント配線基板の厚み方向の精度低下や銅箔とプリプレグとの接着不良などの不具合が発生しない。さらに、金属プレートは熱媒によって迅速に加熱されるので、クッション材を用いて成形する場合と異なり成形時間が延びることはない。
【0009】
また、前記熱媒圧力調整手段が、前記プレス装置が前記被加工物を熱圧締するときは、前記熱媒の圧力を前記被加工物の成形圧と略等しい圧力に設定するよう構成することが好ましい。
【0010】
また、プレス装置が、少なくとも一方の熱盤内に形成されその出入口の一方は前記少なくとも一方の熱盤の被加工物側の面に形成され出入口の他方は熱媒圧力調整手段と接続された熱媒加圧用熱媒通路を有し、熱媒圧力調整手段は熱媒圧力調整手段から熱媒加圧用熱媒通路を経由して少なくとも一方の熱盤と金属プレートとの間隙部に送りこまれた熱媒の圧力を調整する構成とすることが好ましい。
【0011】
さらに、少なくとも一方の熱盤は、発熱部と、一面が発熱部に当接し他面が少なくとも一方の熱盤の被加工物側の面として構成され発熱部からの熱を前記熱媒に伝導する板状のジャケット治具と、を有し、熱媒加圧用熱媒通路は前記ジャケット治具内に形成されている。
【0012】
このような構成とすることにより、熱盤の熱媒加熱部分である発熱部と、熱媒加圧部分であるジャケット治具とが分離可能となるため、金属プレートの交換が容易である。
【0013】
また、少なくとも一方の熱盤の被加工物側の面に溝が網目状に形成され、溝の一部は熱媒加圧用熱媒通路の出入口とつながっており、熱媒が加圧されていないときは金属プレートは前記少なくとも一方の熱盤の被加工物側の面と当接している構成としてもよい。
【0014】
このような構成とすると、熱媒加圧時に熱媒は優先的に溝内を通って速やかに熱盤の被加工物側の面の全体に広がるので、熱媒は均一に金属プレートを加圧することができる。
【0015】
また、前記熱媒圧力調整手段は、前記プレス装置が前記被加工物を成形圧まで加圧した後に、前記熱媒の圧力を前記被加工物の成形圧と略等しい圧力に設定する構成とし、また前記熱媒圧力調整手段は、前記被加工物の成形完了後、前記プレス装置が前記被加工物への圧力を減圧する前に、前記熱媒の圧力を減圧する構成としてもよい。このような構成とすることにより、前記熱媒の圧力による前記金属プレートの破損を防止することができる。
【0016】
また、好ましくは前記熱媒は非圧縮性の熱媒である。また、前記熱媒は熱媒油であることが好ましい。このような熱媒油は、被加工物の成形温度に加熱された状態であっても液状を保つので、熱媒が気化して圧縮性を有し、金属プレートがたわむというような不具合を防止することができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1は、本発明の第1の実施の形態によるプレス装置のプレス部1の基本構成を示す側面図である。なお、以下の説明では、図1に示すように「上」と「下」を定義するが、プレス部1の構成は上下逆であっても良い。
【0018】
プレス部1はプレスフレーム3と、上部熱盤部100と、下部熱盤部200と、シリンダ部300を有する。プレスフレーム3はプレス装置設置部のベースに剛体支持されている。下部熱盤部200の固定盤210はプレスフレーム3のベース部3b上に固定されている。また、シリンダ部300はプレスフレーム3の天井部3a下面に固定されている。
【0019】
シリンダ部300は、シリンダ310と、シリンダ310の内壁と摺動しながら上下動可能なピストン320と、ピストン320の下面中央部より鉛直下向きに延出して形成されたシャフト330を有する。シリンダ310の下面中央分は貫通孔311が穿孔されており、シャフト330はピストン320の上下動に従ってこの貫通孔311と摺動しながら上下動する。シャフト330の下端には上部熱盤部100の可動盤110が固定されている。
【0020】
シリンダ310の空洞部340はピストン320によって空洞部(上)341および空洞部(下)342に分断されている。この空洞部(上)341および空洞部(下)342はそれぞれ作動油で満たされている。また、この空洞部(上)341および空洞部(下)342は油圧ポンプ4と接続されている。油圧ポンプ4はコントローラ8と接続されており、コントローラ8は油圧ポンプを駆動して空洞部(上)341および空洞部(下)342のそれぞれに注入されている作動油の一方を加圧し他方を減圧することにより、ピストン320を自在に上下動させることができる。従って、コントローラ8が油圧ポンプ4を制御することにより、上部熱盤部100を上下動させることができる。
【0021】
上部熱盤部100の上部熱盤130は断熱材120を介して可動盤110の下面から懸吊固定されている。同様に、下部熱盤部200の下部熱盤230は断熱材220を介して固定盤210の上面に固定されている。また、上部熱盤部100の上部熱盤130の下面および下部熱盤部200の下部熱盤230の上面はそれぞれ熱盤カバー140および240に覆われている。
【0022】
油圧ポンプを駆動して上部熱盤部100を下方に駆動することにより、下部熱盤部200の熱盤カバー240上に載置されたプリント配線基板2を、熱盤部200の熱盤カバー240と上部熱盤部100の熱盤カバー140との間で挟んでプレスすることができる。また、プリント配線基板2をプレスしている間、上部熱盤部100の上部熱盤130および下部熱盤部200の下部熱盤230はそれぞれヒータ5によってプリント配線基板2のプリプレグの成形温度に加熱されている。なお、ヒータ5が熱盤を加熱する方法については後述する。このようにプリント配線基板2を加熱しながらプレスする、いわゆる熱圧締工程によって、プリント配線基板2の銅箔がプリプレグに接着される。なお、本発明の実施の形態においては、厚さ50μmのプリプレグの両面をそれぞれ18μmの銅箔で覆った厚さ86μmのプリント配線基板2がプレスされる。
【0023】
図2は、上部熱盤部100の上部熱盤130を水平方向に切断した断面図である。なお、下部熱盤部200の下部熱盤230と上部熱盤部100の上部熱盤130は同一形状の部材である。
【0024】
上部熱盤130は略正方形状の鋼板である。上部熱盤130には、図2中上下方向に穿孔された互いに平行な8本の貫通孔である第1の孔131a〜h(図2中左側のものより順に131a、131b、131c、131d、131e、131f、131g、131hと称す)と、上部熱盤130の図2中下端部に第1の孔131a〜hのすべてと直交するよう図2中左右方向に穿孔された第2の孔132と、上部熱盤130の図2中上端部左側より第1の孔131a〜fと直交するよう図2中左右方向に穿孔された第3の孔133と、上部熱盤130の図2中上端部右側より第1の孔131gおよび131hと直交するよう図2中左右方向に穿孔された第4の孔134とが形成されている。第1の孔131b〜gの両端にはそれぞれ盲キャップ136が嵌入されている。第1の孔131aおよび131hにはその図2中上端部のみに盲キャップ136が嵌入されている。また、第2の孔132のうち、両端、第1の孔131aと131bの間の部分、第1の孔131cと131dの間の部分、第1の孔131eと131fの間の部分、および第1の孔131gと131hの間の部分のそれぞれには盲キャップ136が嵌入されている。また、第3の孔133のうち、左端、第1の孔131bと131cの間の部分、および第1の孔131dと131eの間の部分のそれぞれには盲キャップ136が嵌入されている。また、第4の孔134の右端には盲キャップ136が嵌入されている。第1の孔131a〜h、第2の孔132、第3の孔133および第4の孔134のそれぞれに上記のように盲キャップ136を嵌入することにより、第1の孔131a〜h、第2の孔132、第3の孔133および第4の孔134は第1の孔131aの下端138と第1の孔131hの下端139を両端とし、上部熱盤130内をくまなく蛇行する1本の加熱用熱媒管路として機能する。
【0025】
上記加熱用熱媒管路にはヒータ5(図1)によって加熱された熱媒油がポンプ6(図1)によって循環しており、この熱媒油により、上部熱盤130は加熱される。なお、また、上部熱盤130には図示しない温度センサが取り付けられている。この温度センサはプレス装置のコントローラ8(図1)と接続されており、プレス装置がプリント配線基板2をプレスするときはコントローラ8はこの温度センサによって計測された上部熱盤130の温度がプリント配線基板2のプリプレグの成形温度である200度前後となるように、ヒータ5を制御して上記管路に流れる熱媒油の温度を調整する。
【0026】
また、上部熱盤130の周縁部には貫通孔137が鉛直方向に穿孔されている。貫通孔137にボルト180(図示せず)を装着し、熱盤カバー140に締結することにより、熱盤カバー140は上部熱盤130に固定される。
【0027】
第1の孔131fと第1の孔131gとの間には、上部熱盤130の図2中上端より第1の孔131fと平行に第5の孔160aが穿孔されている。第5の孔160aは上部熱盤130の下面から鉛直上向きに穿孔された第6の孔160bと交差している。第5の孔160aと第6の孔160bとは上部熱盤130の側面(図2中上端)から上部熱盤130の下面へと抜ける加圧用熱媒通路160を形成する。
【0028】
図3は、図2のA−A断面図である。図3に示すように上部熱盤130は下面周縁部が切りかかれた厚板形状の部材であり、その下面は熱盤カバー140に覆われている。熱盤カバー140は上部熱盤130の切り欠き部を覆う方形環状の枠部141と、ステンレス鋼製の金属プレート142とを有する。枠部141の下端は外側に突出するフランジ部141aとして形成され、このフランジ部141aと金属プレート142の端部とを隙間無く全周溶接するすることにより、枠部141と金属プレート142とは一体化して枡状の熱盤カバー140を形成する。
【0029】
枠部141にはその上面より鉛直に穿孔されたねじ孔141cを複数有する。ねじ孔141cのそれぞれにはめねじが切られており、上部熱盤130の貫通孔137に挿通されたボルト180をこのめねじに螺合させることにより、上部熱盤130は熱盤カバー140に締結される。
【0030】
上部熱盤130の下面と金属プレート142との間には間隙部170が形成される。この間隙部170および加圧用熱媒通路160には熱媒油が充填されている。間隙部170および加圧用熱媒通路160に充填された熱媒油は上部熱盤130の熱を一旦吸収し、その熱を金属プレート142に放出する。金属プレート142と上部熱盤130との間に介在しているのが流動性をもった熱媒油であるため、金属プレート142はすばやく加熱される。また、加圧用熱媒通路160の開口160cは圧力発生器7(図1)と接続されている。圧力発生器7はプレス装置のコントローラ8と接続されており、コントローラ8は圧力発生器7を制御して間隙部170および加圧用熱媒通路160に充填された熱媒油の圧力を変動させることができる。なお、枠部141の上面と上部熱盤130の切り欠き部との間にはパッキン150が挿入されており、枠部141と上部熱盤130の隙間から熱媒油が流出するのを防止する。
【0031】
金属プレート142の下面は鏡面仕上げされており、その表面粗さは数μm以内となっている。従って、プレス圧と間隙部170および加圧用熱媒通路160に充填された熱媒油の圧力との釣り合いが保たれて金属プレート142が平面状態を維持していれば、金属プレート142下面の平面度精度は10μm以内に保たれる。
【0032】
なお、下部熱盤部200の下部熱盤230の構造および、この下部熱盤230に取り付けられた熱盤カバー240の構造は、上部熱盤部100の上部熱盤130およびこの上部熱盤130に取り付けられた熱盤カバー140の構造と同様である。すなわち、下部熱盤部200の下部熱盤230はその内部に形成された加熱用熱媒管路内を循環する熱媒油によってプリント配線基板2のプリプレグの成形温度に加熱される。また、プレス装置がプリント配線基板2をプレスしている間は、下部熱盤230と熱盤カバー240の間に充填された熱媒油を下部熱盤230内に形成された加圧用熱媒通路を介して加圧可能な圧力発生器7により、この熱媒油の圧力は上部熱盤部100の間隙部170および加圧用熱媒通路160に充填された熱媒油の圧力と釣り合いを保ちつつ加圧される。上部熱盤部100および下部熱盤部200の間隙部に充填された熱媒油の圧力が釣り合いが取れているので、上部熱盤部100および下部熱盤部200の金属プレートは高い精度で平面状態を保ったまま、互いに習い合う。また、下部熱盤230と熱盤カバー240の間に充填された熱媒によって下部熱盤230の熱が速やかに伝熱されて熱盤カバー240が加熱される。
【0033】
なお、本発明の実施の形態のプレス装置においては上部熱盤130と下部熱盤230のそれぞれに熱盤カバーが取り付けられているが、本発明は上記の構成に限定されるものではなく、上部熱盤130と下部熱盤230のいずれか一方のみが熱盤カバーに覆われる構成としても構わない。その場合は、熱盤カバーの金属プレートは熱盤カバーに覆われていない熱盤に習って押し付けられ、金属プレートは高い精度で平面状態を保つ。
【0034】
以上のように構成されたプレス装置による、プリント配線基板2のプレス成形の手順を以下に説明する。なお、プレスが開始される前は、下部熱盤部200の熱盤カバー240の上にはプリント配線基板は載置されておらず、また上部熱盤130および下部熱盤230の温度はプリント配線基板2のプリプレグの成形温度である200℃には達していない。また、上部熱盤部100の熱盤カバー140は下部熱盤部200の熱盤カバー240から離間している。
【0035】
まず、上部熱盤130および下部熱盤230の内部に形成された加熱用熱媒管路内を循環する熱媒油をヒータ5により加熱して上部熱盤130および下部熱盤230の温度をプリント配線基板2のプリプレグの成形温度である200度まで加熱する。上部熱盤130と熱盤カバー140、および下部熱盤230と熱盤カバー240との間に充填された熱媒油によって上部熱盤130および下部熱盤230の熱は上部熱盤130の熱盤カバー140および下部熱盤230の熱盤カバー240に伝達され、上部熱盤130の熱盤カバー140および下部熱盤230の熱盤カバー240は速やかに加熱される。
【0036】
上部熱盤130および下部熱盤230の温度は、上部熱盤130および下部熱盤230内に取り付けられた温度センサにより計測されている。この温度センサの計測値が200℃を上回ったことが確認された後、プリント配線基板2は下部熱盤部200の熱盤カバー240の上に載置される。
【0037】
次いで、油圧ポンプ4を駆動して上部熱盤部100の可動盤110を下げ、上部熱盤部100の熱盤カバー140とプリント配線基板2とを当接させる。さらに油圧ポンプ4を駆動してプリント配線基板2を所定のプレス圧で加圧する。同時に圧力発生器7を駆動して上部熱盤130と熱盤カバー140の間に充填された熱媒油および下部熱盤230と熱盤カバー240の間に充填された熱媒油を所定の圧力で加圧する。なお、上部熱盤130と熱盤カバー140の間に充填された熱媒油および下部熱盤230と熱盤カバー240の間に充填された熱媒油の圧力によってプレスが開かないよう、上部熱盤130と熱盤カバー140の間に充填された熱媒油および下部熱盤230と熱盤カバー240の間に充填された熱媒油の圧力の和は前記所定のプレス圧より低く抑えられる。
【0038】
この状態で所定時間プリント配線基板のプレスを続け、プリント配線基板2のプリプレグと銅箔が接着するのに充分な時間が経過した後、コントローラ8は圧力発生器7を制御して上部熱盤130と熱盤カバー140の間に充填された熱媒油および下部熱盤230と熱盤カバー240の間に充填された熱媒油の油圧を減圧する。次いで、コントローラ8は油圧ポンプ4を制御してプリント配線基板2にかかる圧力を減圧し、さらに上部熱盤部100の可動盤110を上げて上部熱盤部100の熱盤カバー140を下部熱盤部200の熱盤カバー240から離間させる。次いで、成形の完了したプリント配線基板2を取り出す。
【0039】
上記のように、熱圧締終了後、プリント配線基板2にかかる圧力を減圧する前に上部熱盤130と熱盤カバー140の間に充填された熱媒油および下部熱盤230と熱盤カバー240の間に充填された熱媒油の油圧を減圧することによって、各熱盤カバーの金属プレートの破損を防止することができる。プリント配線基板2にかかる圧力を先に減圧すると、金属プレートの両面にかかる力の釣り合いが崩れ、金属プレートが破損する可能性がある。一方、上部熱盤130と熱盤カバー140の間に充填された熱媒油および下部熱盤230と熱盤カバー240の間に充填された熱媒油の油圧を先に減圧する場合は、金属プレートが上部熱盤130または下部熱盤230によって支えられるため、金属プレートの両面にかかる力の釣り合いは維持される。
【0040】
本発明の第1の実施の形態においては図3のように、加熱用熱媒管路と加圧用熱媒通路160が内部に形成された一体型の熱盤に形成され、この熱盤に枡形の熱盤カバーをパッキンを介して固定する構成としているが、本発明は上記構成に限定されるものではなく、様々な変形例が可能である。以下に示す本発明の第2の実施の形態は、このような変形例の一例である。
【0041】
本実施形態のプレス装置のプレス部の基本構成を図4に示す。本実施形態のプレス装置においては、上部熱盤130が、発熱プレート1301とジャケット治具1302とに分離可能な構造となっている。同様に、下部熱盤230は、発熱プレート2301とジャケット治具2302とに分離可能な構造となっている。発熱プレート1301および2301は内部に第1の実施の形態と同様の加熱用熱媒管路が内部に形成された板状の部材である。また、ジャケット治具1302(2302)は一面が発熱プレート1301(2301)のプリント配線基板2側の面と当接し、他面は熱盤カバー140(240)と向かい合うように発熱プレート1301(2301)に固定された板状の部材である。ジャケット治具1302および2302の内部には加圧用熱媒通路が形成されている。なお、本実施形態においては、金属プレート142のみで熱盤カバー140を構成しており、枠部141(図3参照)は使用しない。他の点については、本発明の第1の実施の形態と同様であるので説明は省略する。
【0042】
図5に、発熱プレート1301の水平方向断面図を示す。なお、下部熱盤230側の発熱プレート2301の構造も同様である。本実施形態の発熱プレート1301は、加圧用熱媒経路が形成されていない点についてのみ、図2に示された本発明の第1の実施の形態の上部熱盤130と異なる。
【0043】
図6に、ジャケット治具1302の下面を示す。なお、下部熱盤230側のジャケット治具2302の構造も同様である。
【0044】
ジャケット治具1302の下面の他の部分には全面に格子状の溝1302aが形成されている。また、ジャケット治具1302の下面の4隅から鉛直方向に縦穴1611が穿孔されている。縦穴1611の上端はジャケット治具1302の中途に達する。また、縦穴1611のジャケット治具1302下面がわ出口1611aは溝1302aとつながっている。また、4つの縦穴1611の上端をそれぞれつなぐように水平方向に第1の横穴1612が穿孔されている。また、第1の横穴1612の1本の中途からジャケット治具1302の側面に向かって水平方向に分岐する第2の横穴1613が穿孔されている。縦穴1611、第1の横穴1612、および第2の横穴1613はジャケット治具1302の側面からジャケット治具1302の下面へと抜ける加圧用熱媒通路1610を形成している。
【0045】
第2の横穴1613のジャケット治具1302側面がわ出口1613aは圧力発生器7(図4参照)と接続されており、コントローラ8は圧力発生器7を制御して加圧用熱媒通路1610に充填された熱媒油の圧力を変動させることができる。なお、ジャケット治具1302の下面の周縁部Cは金属プレート142と全周溶接されており、ジャケット治具1302と金属プレート142の接合部から熱媒油が流出するのを防止する。このように、本実施形態においては、加圧用熱媒通路1610はジャケット治具1302内に形成されており、第1の実施形態の構成のように熱盤と熱盤カバーとの間にパッキンを設けてオイルシーリングを行う必要がない。従って、オイルシーリングを行う箇所が第2の横穴1613のジャケット治具1302側面がわ出口1613aのみに限定される。よって、本実施形態の個性によれば、オイル洩れのリスクを抑えることが可能となる。
【0046】
図6のB−B断面図を図7に示す。なお、下部熱盤230側のジャケット治具2302の構造も同様である。
【0047】
発熱プレート1301の周縁部には図示しない貫通孔が鉛直方向に穿孔されている。この貫通孔にボルト(図示せず)を装着し、ジャケット治具1302に鉛直上方より穿孔された図示しないねじ穴に締結することにより、ジャケット治具1302は発熱プレート1301に固定される。従って、本実施形態によれば、ボルトを外すことにより、発熱プレート1301とジャケット治具1302とを容易に分離することが可能である。また、発熱プレート1301とジャケット治具1302との間には管路が形成されていないため、発熱プレート1301とジャケット治具1302との間でオイルシーリングを行う必要がない。従って、金属プレート142が破損した場合であってもねじ止めされているジャケット治具1302を交換するだけでよく、交換の際に発熱プレート1301とジャケット治具1302との間でオイルシーリングを考慮する必要がない。
【0048】
また、図7に示されるように、ジャケット治具1302の下面の溝以外の面1302bは金属プレート142の上面と接している。従って、この状態から圧力発生器7を制御して熱媒油を加圧すると、熱媒油は縦穴1611のジャケット治具1302下面がわ出口1611aから溝1302aを優先的に通って速やかにジャケット治具1302の下面全体に広がる。この状態からさらに熱媒油を加圧すると、熱媒油はジャケット治具1302の下面の溝以外の面1302bと金属プレート142の間に充填され、金属プレート142は下に向かって加圧される。このように、熱媒油が溝1302aを介してジャケット治具1302の下面の全面に広がった後に金属プレート142が下方に加圧される構成となっているため、金属プレート142上での水平方向の圧力分布は略一定に保たれる。
【0049】
【発明の効果】
以上のように、本発明のプレス装置およびプレス方法によれば、被加工物の厚み方向の精度低下などの不具合が発生しにくく、かつ成形時間が延びることがない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態によるプレス装置のプレス部の基本構成を示す側面図である。
【図2】本発明の第1の実施の形態のプレス装置の熱盤の水平方向断面図である。
【図3】図2記載の熱盤のA−A断面図である。
【図4】本発明の第2の実施の形態によるプレス装置のプレス部の基本構成を示す側面図である。
【図5】本発明の第2の実施の形態のプレス装置の熱盤の発熱プレートの水平方向断面図である。
【図6】本発明の第2の実施の形態のジャケット治具1302の下面を示したものである。
【図7】図6のB−B断面図である。
【符号の説明】
1 プレス部
2 プリント配線基板
7 圧力発生器
8 コントローラ
130 熱盤
140 熱盤カバー
142 金属プレート
150 パッキン
160 加圧用熱媒通路
170 間隙部
1301 発熱プレート
1302 ジャケット治具
1302a 溝
1610 加圧用熱媒通路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a press apparatus and a press method for forming a workpiece by hot pressing.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a press apparatus for molding a plastic workpiece has been used to manufacture, for example, a plastic IC card (integrated circuit card), a printed wiring board (PWB), and the like. Such a press apparatus inserts a workpiece mainly made of resin between two heating plates, and presses the workpiece while heating the workpiece (hot pressing process). The object is molded.
[0003]
For example, when forming a printed wiring board with a thickness of 100 μm or less using such a pressing device, the pressing pressure applied to the product differs depending on the position of the hot plate unless the flatness accuracy of the hot plate is kept within 10 μm. In some cases, the accuracy in the thickness direction of the printed wiring board decreases, and depending on the position to be pressed, there is a possibility that the press pressure is insufficient and the copper foil and the prepreg cannot be bonded properly.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In recent years, in order to be able to produce a large number of molded products with a single press, a press device having a large hot platen has been used. The larger the hot platen area, the more difficult it is to ensure the flatness accuracy of the hot platen. Therefore, problems such as reduced accuracy in the thickness direction of the printed wiring board and poor adhesion between the copper foil and the prepreg were likely to occur. .
[0005]
In order to avoid such a phenomenon, conventionally, a material such as kraft paper that has a small surface roughness and has a small deformation on one surface and hardly affects the surface accuracy of the other surface is used as a workpiece as a cushioning material. It was sandwiched between hot plates. However, the material suitable for such a cushioning material has a problem that the heat of the hot platen is not easily transmitted to the prepreg as a work piece because the heat conductivity is extremely low as compared with the hot platen, and the molding time is extended. .
[0006]
OBJECT OF THE INVENTION
In view of the above problems, the present invention is less likely to cause problems such as a decrease in accuracy in the thickness direction of a printed wiring board and poor adhesion between a copper foil and a prepreg even when a large heating plate is used, and molding time. An object of the present invention is to provide a press device in which the length does not extend.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problem, the press device of the present invention covers at least a pair of hot plates that are hot-pressed with a workpiece interposed therebetween, and at least one workpiece-side surface of the pair of hot plates, A metal plate fixed to the at least one hot platen and a gap between the at least one hot platen and the metal plate are filled so as to be spaced apart from the workpiece side surface of the at least one hot platen by a predetermined distance. And a heat medium pressure adjusting means for adjusting the pressure of the heat medium.
[0008]
By adjusting the pressure of the heat medium by the heat medium pressure adjusting means, the metal plate attached to one of the heat plates is pressed in accordance with the other heat plate while maintaining the planar shape. As a result, the flatness accuracy of the metal plate depends only on the surface roughness, so the metal plate when the workpiece is hot-clamped by keeping the surface roughness of the metal plate low by mirror finish etc. High flatness accuracy of the plate can be maintained. Therefore, when pressing a printed wiring board with such a press apparatus, problems such as a decrease in accuracy in the thickness direction of the printed wiring board and poor adhesion between the copper foil and the prepreg do not occur. Furthermore, since the metal plate is rapidly heated by the heat medium, the molding time does not increase unlike the case of molding using the cushion material.
[0009]
Further, the heating medium pressure adjusting means is configured to set the pressure of the heating medium to a pressure substantially equal to the molding pressure of the workpiece when the press device heat-presses the workpiece. Is preferred.
[0010]
The press device is formed in at least one hot platen, one of the inlets and outlets is formed on the surface of the at least one hot platen on the workpiece side, and the other of the inlets and outlets is connected to the heat medium pressure adjusting means. Heat medium pressure adjusting means, and the heat medium pressure adjusting means is heat fed from the heat medium pressure adjusting means to the gap between at least one hot platen and the metal plate through the heat medium pressure adjusting heat medium path. It is preferable that the pressure of the medium be adjusted.
[0011]
Further, at least one of the heating plates is configured as a heat generating portion, one surface of which is in contact with the heat generating portion, and the other surface is a surface on the workpiece side of at least one of the heating plates, and conducts heat from the heat generating portion to the heating medium. A plate-like jacket jig, and a heat medium pressurizing heat medium passage is formed in the jacket jig.
[0012]
By adopting such a configuration, the heat generating portion that is the heating medium heating portion of the hot platen and the jacket jig that is the heating medium pressurizing portion can be separated, so that the metal plate can be easily replaced.
[0013]
Further, a groove is formed in a mesh shape on the surface of at least one hot platen on the workpiece side, and a part of the groove is connected to the entrance / exit of the heating medium passage for heating medium pressurization, and the heating medium is not pressurized. In some cases, the metal plate may be in contact with the surface of the at least one hot platen on the workpiece side.
[0014]
With such a configuration, when the heating medium is pressurized, the heating medium preferentially passes through the groove and spreads quickly over the entire surface of the work plate, so the heating medium uniformly pressurizes the metal plate. be able to.
[0015]
The heating medium pressure adjusting means is configured to set the pressure of the heating medium to a pressure substantially equal to the molding pressure of the workpiece after the press device pressurizes the workpiece to a molding pressure. The heating medium pressure adjusting means may be configured to reduce the pressure of the heating medium after the molding of the workpiece is completed and before the press device reduces the pressure on the workpiece. By setting it as such a structure, the failure | damage of the said metal plate by the pressure of the said heat medium can be prevented.
[0016]
Preferably, the heat medium is an incompressible heat medium. The heat medium is preferably heat medium oil. Such heat transfer oil keeps the liquid state even when heated to the molding temperature of the workpiece, so that the heat transfer medium vaporizes and is compressible, preventing problems such as bending of the metal plate. can do.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a side view showing a basic configuration of a press unit 1 of a press apparatus according to a first embodiment of the present invention. In the following description, “upper” and “lower” are defined as shown in FIG. 1, but the configuration of the press unit 1 may be upside down.
[0018]
The press unit 1 includes a
[0019]
The
[0020]
The
[0021]
The
[0022]
By driving the hydraulic pump to drive the upper
[0023]
FIG. 2 is a cross-sectional view of the
[0024]
The
[0025]
Heat medium oil heated by the heater 5 (FIG. 1) is circulated by the pump 6 (FIG. 1) in the heating medium pipe for heating, and the
[0026]
Further, a through
[0027]
A
[0028]
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. As shown in FIG. 3, the
[0029]
The
[0030]
A
[0031]
The lower surface of the
[0032]
The structure of the
[0033]
In the press device according to the embodiment of the present invention, the hot platen cover is attached to each of the upper
[0034]
A procedure for press-molding the printed
[0035]
First, the heat medium oil circulating inside the heating medium conduit for heating formed inside the
[0036]
The temperatures of the
[0037]
Next, the
[0038]
In this state, the printed circuit board is continuously pressed for a predetermined time, and after a sufficient time has passed for the prepreg of the printed
[0039]
As described above, the heat medium oil filled between the upper
[0040]
In the first embodiment of the present invention, as shown in FIG. 3, a heating heat medium pipe line and a pressurizing
[0041]
FIG. 4 shows the basic configuration of the press unit of the press device of this embodiment. In the press device of this embodiment, the
[0042]
FIG. 5 shows a horizontal sectional view of the
[0043]
FIG. 6 shows the lower surface of the
[0044]
A lattice-
[0045]
The
[0046]
FIG. 7 is a sectional view taken along line BB in FIG. The structure of the
[0047]
A through-hole (not shown) is formed in the peripheral portion of the
[0048]
Further, as shown in FIG. 7, the
[0049]
【The invention's effect】
As described above, according to the pressing apparatus and the pressing method of the present invention, problems such as a decrease in accuracy in the thickness direction of the workpiece are unlikely to occur, and the molding time does not increase.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view showing a basic configuration of a press unit of a press device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a horizontal sectional view of a hot platen of the press device according to the first embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view taken along the line AA of the hot platen shown in FIG. 2;
FIG. 4 is a side view showing a basic configuration of a press section of a press device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a horizontal sectional view of a heat generating plate of a hot platen of a press device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 shows a lower surface of a
7 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG.
[Explanation of symbols]
1 Press department
2 Printed circuit board
7 Pressure generator
8 Controller
130 Hot plate
140 Hot plate cover
142 metal plates
150 packing
160 Heating medium passage for pressurization
170 Gap
1301 Heat generation plate
1302 Jacket jig
1302a Groove
1610 Heating medium passage for pressurization
Claims (13)
前記一対の熱盤の少なくとも一方を駆動することによって前記熱盤間で被加工物が熱圧締されるようにする熱盤駆動機構と、
前記一対の熱盤の少なくとも一方の被加工物側の面を覆い、前記少なくとも一方の熱盤の被加工物側の面と所定間隔離間するよう、前記少なくとも一方の熱盤に固定された金属プレートと、
前記少なくとも一方の熱盤と前記金属プレートとの間隙部に充填されている熱媒と、
前記熱媒の圧力を調整する熱媒圧力調整手段と、を有し、
前記プレス装置が前記被加工物を熱圧締するときは、前記被加工物が成形圧まで加圧されるように前記熱盤駆動機構により前記一対の熱盤の少なくとも一方を駆動した後に、前記熱媒圧力調整手段によって前記熱媒の圧力を前記被加工物の成形圧と略等しい所定圧力に加圧保持すること、
を特徴とする、プレス装置。At least a pair of heating plates;
A hot platen drive mechanism for causing a workpiece to be hot pressed between the hot plates by driving at least one of the pair of hot plates;
A metal plate fixed to the at least one heating plate so as to cover at least one workpiece side surface of the pair of heating plates and to be separated from the workpiece side surface of the at least one heating plate by a predetermined distance. When,
A heating medium filled in a gap between the at least one heating plate and the metal plate;
A heating medium pressure adjusting means for adjusting the pressure of the heating medium,
When the press device heat-presses the workpiece, after driving at least one of the pair of hot plates by the hot plate driving mechanism so that the workpiece is pressurized to a molding pressure, Pressurizing and holding the pressure of the heating medium at a predetermined pressure substantially equal to the molding pressure of the workpiece by a heating medium pressure adjusting means;
A press device.
前記熱媒圧力調整手段は、前記熱媒圧力調整手段から前記熱媒加圧用熱媒通路を経由して前記少なくとも一方の熱盤と前記金属プレートとの間隙部に送りこまれた前記熱媒の圧力を調整することを特徴とする、請求項1または請求項2に記載のプレス装置。The pressing device is formed in the at least one heating platen, one of the inlets and outlets is formed on a surface of the at least one hot platen on the workpiece side, and the other of the inlets and outlets is the heating medium pressure adjusting means. It has a heat medium passage for heating medium pressurization connected,
The heating medium pressure adjusting means is a pressure of the heating medium sent from the heating medium pressure adjusting means to the gap between the at least one heating plate and the metal plate via the heating medium pressurizing heating medium passage. The press device according to claim 1 , wherein the press device is adjusted.
発熱部と、
一面が前記発熱部に当接し、他面が前記少なくとも一方の熱盤の被加工物側の面として構成され、前記発熱部からの熱を前記熱媒に伝導する板状のジャケット治具と、
を有し、
前記熱媒加圧用熱媒通路は前記ジャケット治具内に形成されていることを特徴とする、請求項3に記載のプレス装置。The at least one hot platen is
A heating part;
A plate-like jacket jig that abuts the one surface abuts on the heat generating portion and the other surface is configured as a surface on the workpiece side of the at least one heating plate;
Have
The press apparatus according to claim 3 , wherein the heat medium passage for heat medium pressurization is formed in the jacket jig.
加熱された少なくとも一対の熱盤の少なくとも一方を駆動することによって前記熱盤間で被加工物が熱圧締すると共に、
前記熱盤の前記被加工物側の面を覆い、前記熱盤の被加工物側の面と所定間隔離間するよう前記熱盤に固定された金属プレートと前記熱盤との間に充填された熱媒を、前記被加工物が成形圧まで加圧されるように前記一対の熱盤の少なくとも一方を駆動した後に前記被加工物の成形圧と略等しい所定圧力に加圧保持すること、を特徴とするプレス方法。A pressing method in which a workpiece is hot-pressed and molded,
The workpiece is hot-pressed between the heated plates by driving at least one of the heated at least one pair of heated plates,
Covering the workpiece side surface of the hot platen and filling between the hot plate and the metal plate fixed to the hot plate so as to be spaced apart from the workpiece side surface of the hot platen. Pressurizing and holding the heating medium at a predetermined pressure substantially equal to the molding pressure of the workpiece after driving at least one of the pair of heating plates so that the workpiece is pressurized to the molding pressure ; The press method characterized.
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