JP4353767B2 - 多層積層体の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、多層積層体の製造方法に係り、さらに詳細には、積層ワークの貼り合わせを順次行う装置において、積層ワークと被積層ワークとの接着を適正に行うためにヒータの温度、加熱時間の制御を行う多層積層体の製造方法に関する。

従来、多層積層板の製造方法は、例えば次のように行っていた。すなわち、多層積層板の製造装置において、貼り合わせステージに吸着により把持された積層ワーク（熱可塑性の接着層が形成されている）を、ベースステージに吸着された被積層ワークに位置合わせし重ね合わせる。

そして、ヒータにて貼り合わせステージの加熱用開口ごしに積層ワークの表面を加熱し接着する。この動作を貼り合わせる層数分だけ繰り返すことにより、複数の積層ワークを積層していた。その際、積層ワークの加熱は貼り合わせる層数によらず同一箇所にておこなっている。また、ヒータ温度や加熱時間も積層ワーク数によらず一定である。

例えば、特許文献１参照。
特願２００３−１１０２９８号

このような従来の位置合わせは以下のような問題があった。すなわち、上述のように、逐次積層ワークを積層することによって、被積層ワーク（既に貼り合わされている積層ワーク）の枚数が増加する。一方、ヒータの温度が一定であると、接着層の温度が積層された積層数毎に異なってしまうという問題があった。すなわち、被積層ワークの積層数が多いほうが接着層の温度が上昇する。これは、ベースステージはアルミニウム等であるため熱量が逃げやすいが、積層数が多いほどこの現象が緩和されるためである。そのため、積層ワークの積層を順次行う過程において、全ての接着層に対し適正な温度で加熱することが不可能であるという問題があった。そして、接着が適正に行われず品質の悪い多層積層体になってしまうという問題があった。

本発明は、前述のごとき問題に鑑みてなされたもので、請求項１に係る発明は、積層ワークを複数層により構成されている被積層ワークに順次貼り合わせ多層構造の積層体を製造する多層積層体の製造方法において、前記積層ワークと前記複数層により構成されている被積層ワークとを所定の位置で重ね合わせる工程と、ヒータにより前記積層ワークと前記複数層により構成されている被積層ワークとの間に配置されている接着層を加熱し前記積層ワークと前記複数層により構成されている被積層ワークとの接着を行う工程とを含み、前記複数層により構成されている被積層ワークの積層数に関連づけられ設定されたヒータの温度、及び／又は加熱時間で加熱対象の接着層を加熱し接着を行う多層積層体の製造方法である。

請求項２に係る発明は、加熱時間のみを変化させ接着層に与える熱量を制御することにより接着を行う請求項１記載の多層積層体の製造方法である。

請求項３に係る発明は、加熱温度のみを変化させ接着層に与える熱量を制御することにより接着を行う請求項１記載の多層積層体の製造方法である。

上述の如く本発明によれば、積層ワークの積層を順次行う過程において、貼り合わせる積層ワークの層数に応じてヒータ温度を適正に制御する。具体的には、初め（被積層ワークの積層数が少数のとき）は、高いヒータ温度で接着層を加熱し、被積層ワークの層数が積み重ねられるに従って徐々に低いヒータ温度で接着層を加熱する。これにより、被積層ワークの層数によらず対象の接着層を均一な温度で加熱することが可能になる。そして、接着が適正に行われ品質の良い多層積層体を製造することができる。

本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図１は本発明に係る多層積層体の製造装置１を側面方向から見た図である。前記多層積層体の製造装置１は、撮像部３と、貼り合わせ部５と、制御部７とを備えている。

前記撮像部３はＣＣＤカメラ９と画像認識部１１とを備えている。前記貼り合わせ部５は、メカ的部分である機構部１５と、前記機構部１５をシーケンスデータ等に基づき駆動する駆動部１３とを備えている。前記機構部１５はベースステージ１９と貼り合わせステージ１７とを備えている。これにより、これらのステージ（貼り合わせステージ１７、ベースステージ１９）を所定の位置に移動させることができる。

また、前記貼り合わせステージ１７は加熱を行うヒータ２７を通す加熱用開口２１を備えている。前記制御部７はヒータ２７の温度、加熱時間の制御を行うヒータ温度制御部２９を備えている。

そして、ヒータ２７の加熱温度、加熱時間を適正に制御し接着層２３ａを加熱する。これにより、ベースステージ１９にセットされた被積層ワーク２５（ここでは１層を例に示しているが通常は複数層により構成される）と、貼り合わせステージ１７にセットされた積層ワーク２３の接着が適正に行われる。

この際、加熱温度を一定にし、加熱時間を変化させ接着層に与える熱量を制御することにより接着を行ってもよい。また、加熱時間を一定にし、加熱温度を変化させ接着層に与える熱量を制御することにより接着を行ってもよい。

本例で積層ワークは、例えば導電体箔（材質は例えば銅）のパターンをフィルムに形成したものでこの積層ワークを複数貼り合わせて多層積層体（例えばフレキシブルプリント基板）を形成する。また、接着層は熱可塑性の接着剤（例えば、熱に反応し接着するもの）である。

図２、図３及び図４を参照し上記積層体の製造装置１による積層体の製造方法を説明する。ステップＳ２０１では、新たに積層ワークと、被積層ワークとを重ね合わせる。

図３（ａ）を参照する。積層を行う積層ワーク２３の貼り合わせ面には接着層２３ａが形成されている。そして、図３（ｂ）に示すように、前記積層ワーク２３（接着層２３ａが形成されている）が貼り合わせステージ１７に吸着により把持される。一方、ベースステージ１９には、被積層ワーク２５が所定の位置に配置されている。

ここで、図４を参照する。貼り合わせステージ１７に把持された積層ワーク２３、２３ａを貼り合わせる方向から見た図である。貼り合わせステージ１７は加熱用開口２１と吸着用孔３３と画像処理用孔３５とが貫通して形成されている。そして、前記吸着用孔３３により積層ワーク２３（接着層２３ａが形成されている）が吸着により把持されている。また、加熱用開口２１にヒータ２７が挿入され接着層２３ａを加熱する。前記ベースステージ１９の材質は例えば熱伝導性等が良いようにアルミニウムにより製造されている。

ステップＳ２０３では、ヒータ温度制御部２９がヒータ２７の温度を適正になるように制御する。ステップＳ２０５では、ヒータ２７を重ねられた積層ワーク２３に近づけ接着層２３ａを加熱する。すなわち、図３（ｃ）に示すように、ヒータ２７が加熱用開口２１に矢印ＡＲ１方向に移動し加熱を行う。

ステップＳ２０７では、所定の時間加熱したかどうかの判断を行う。所定の時間加熱したとき処理はステップＳ２０９に進む。所定の時間加熱していないとき処理はステップＳ２０５に戻り加熱処理を続ける。

ステップＳ２０９では、積層ワーク２３と被積層ワーク２５とが熱可塑性の接着層２３ａにより接着される。

ステップＳ２１１では所定の枚数の積層ワークに対して、貼り合わせ処理を行ったかどうかを判断する。所定の枚数分行ったと判断したとき処理は終了する。これにより、図３（ｄ）に示すように、ベースステージ１９に多層積層体が完成する。所定の枚数分行っていないと判断したとき処理はステップＳ２０１に戻り続行する。

上述の貼り合わせの際、被積層ワークの積層数に応じてヒータ温度を制御する。具体的には、初めは（被積層ワークが少量のとき）高いヒータ温度で加熱し、被積層ワークが積み重ねられるに従って徐々にヒータ温度を低くする。これにより、被積層ワークの層数によらず各接着層を均一な温度で加熱することが可能となる。

また加熱温度を制御するのでなく、加熱時間を制御することにより、接着層に与える熱量を最適にして接着力を均一化することも可能である。具体的には、初めは（被積層ワークが少量のときは）長い加熱時間で加熱し、被積層ワークが積み重ねられることによって徐々に加熱時間を短くするという手法が考えられる。

以下に加熱時間の制御による接着力の均一化を具体例に説明する。

図５及び図６を参照する。ヒータ温度を２７０℃としたとき、被積層ワークの積層数の変化による接着層の温度の変化を示す。被積層ワークの積層数の変化に伴い、接着層の温度が数十℃ずつ異なっている。ここでは、接着層への適正な加熱温度は１５０℃であるとして説明する。

以下の説明において、図５（ａ）に示す多層積層体は、図６の線分４５に対応する。図５（ｂ）に示す多層積層体は、図６の線分４７に対応する。図５（ｃ）に示す多層積層体は、図６の線分４９に対応する。図５（ｄ）に示す多層積層体は、図６の線分５１に対応する。

図５（ａ）を参照する。ベースステージ１９に配置された被積層ワークは１層（積層ワーク２５）である。この被積層ワークの構成ではヒータ温度２７０℃が適正ということになる（加熱時間は５〜１０秒程度なので、図６のグラフ４３（横軸は加熱時間、縦軸は接着層の温度を示す）に示した線分４５の左端付近が１５０℃であるためである）。これにより、積層ワーク２３と、被積層ワーク（積層ワーク２５）とが接着層２３ａにより適正に接着する。

また、図５（ｂ）を参照する。この被積層ワークは２層（積層ワーク２３、積層ワーク２５）である。この被積層ワークの構成ではヒータ温度が２７０℃であると、図６のグラフ４３に示した線分４７の左端付近に示すように接着層３７ａの温度は約１９０℃と適正値より４０℃高くなってしまう。そのためこのときはヒータ温度は約２３０（２７０−４０）℃が適正であるということになる。これにより、積層ワーク３７と、被積層ワークとが接着層３７ａにより適正に接着する。

図５（ｃ）を参照する。この被積層ワーク構成は３層（積層ワーク２５、積層ワーク２３、積層ワーク３７）である。ヒータ温度が２７０℃であると図６のグラフ４３の線分４９の左端付近に示すように積層ワーク３９の接着層３９ａの温度は約２１０℃となる。そのためこのときはヒータ温度は約２１０（２７０−６０）℃が適正であるということになる。これにより、積層ワーク３９と、被積層ワークとが接着層３９ａにより適正に接着する。

さらに、図５（ｄ）に示す積層ワーク構成でも同様のことが成り立つ。すなわち、この被積層ワーク構成は４層（積層ワーク２５、積層ワーク２３、積層ワーク３７、積層ワーク３９）である。ヒータ温度が２７０℃であると図６のグラフ４３の線分５１の左端付近に示すように積層ワーク４１の接着層４１ａの温度は約２２０℃となる。そのためこのときはヒータ温度は約２００（２７０−７０）℃が適正であるということになる。

上述のような積層ワーク構成によってヒータ温度を変更することにより、いずれの接着層でもヒータ温度を均一（適正値）に加熱することが可能になる。

なお、本発明は、上述した実施の態様の例に限定されることなく、適宜の変更を加えることにより、その他の態様で実施できるものである。

多層積層体の製造装置の概略を説明する概略図である。 多層積層体の製造装置の動作を示すフローチャート図である。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は多層積層体の製造装置の動作を説明する説明図である。 貼り合わせステージを説明する説明図である。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は加熱時間と温度との関係を説明する説明図である。 加熱時間と温度との関係を説明する説明図である。

符号の説明

１ 多層積層体の製造装置
３ 撮像部
５ 貼り合わせ部
７ 制御部
１３ 駆動部
１５ 機構部
１７ 貼り合わせステージ
１９ ベースステージ
２１ 加熱用開口
２３ 積層ワーク
２３ａ 接着層
２５ 被積層ワーク
２７ ヒータ
２９ ヒータ温度制御部

Claims (3)

1. 積層ワークを複数層により構成されている被積層ワークに順次貼り合わせ多層構造の積層体を製造する多層積層体の製造方法において、
   前記積層ワークと前記複数層により構成されている被積層ワークとを所定の位置で重ね合わせる工程と、
   ヒータにより前記積層ワークと前記複数層により構成されている被積層ワークとの間に配置されている接着層を加熱し前記積層ワークと前記複数層により構成されている被積層ワークとの接着を行う工程とを含み、
   前記複数層により構成されている被積層ワークの積層数に関連づけられ設定されたヒータの温度、及び／又は加熱時間で加熱対象の接着層を加熱し接着を行うことを特徴とする多層積層体の製造方法。
2. 加熱時間のみを変化させ接着層に与える熱量を制御することにより接着を行うことを特徴とする請求項１記載の多層積層体の製造方法。
3. 加熱温度のみを変化させ接着層に与える熱量を制御することにより接着を行うことを特徴とする請求項１記載の多層積層体の製造方法。

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