JP4565352B2 - 積層成形装置および積層成形方法 - Google Patents

Description

本発明は、積層成形装置および積層成形方法に関し、さらに詳しくは、積層材と被積層材とを加熱および加圧することにより中間積層品を積層するラミネータと、該ラミネータで積層された中間積層品を所定の温度で加圧してその表面を平坦に成形する平坦化プレスと、前記中間積層品をラミネータから平坦化プレスに搬送する搬送手段とを備えた積層成形装置、および、積層材と被積層材とをラミネータで加熱すると共に加圧して中間積層品を積層し、該中間積層品をラミネータから平坦化プレスに搬送し、前記中間積層品を平坦化プレスで所定の温度で加圧してその表面を平坦に成形する積層成形方法に関するものである。

例えば、複数層からなるビルドアップ基板を製造する場合には、絶縁材からなる基板に回路パターンを形成する工程と、この基板の回路パターン上に絶縁材を積層する工程と、絶縁材を硬化させる工程と、絶縁材の表面に回路パターンを形成する工程とを繰返し行っている。基板の回路パターン上に積層された絶縁材にさらに回路パターンを形成して絶縁素材を積層するためには、基板（被積層材）の回路パターン上に絶縁材（積層材）が積層されたものの表面を平滑に、かつ、全体の厚さを均一に成形する必要がある。また、基板（被積層材）の表面の絶縁材に回路パターンを形成するためにホトレジスト（積層材）を積層する場合にも、ホトレジストの表面を平滑にかつ全体の厚さを均一に成形する必要がある。

ところが、一般に、被積層材となる基板の回路パターン上に積層される積層材としての絶縁材は、フィルム状に成形されている。基板の表面は回路パターンにより凹凸が形成されており、この表面にフィルム状の絶縁材を密着させるよう積層すると、絶縁材が回路パターンの凹凸と対応して埋め込まれて表面が平滑とならない。

そこで、積層材と被積層材とを加熱すると共に加圧して表面に凹凸を有する中間積層品を積層するラミネータと隣接して、中間積層品を所定の温度で加圧して表面を平滑に成形する平坦化プレスを設けた積層成形装置が知られている（特許文献１および特許文献２）。

特許文献１には、減圧空間において膜体により積層材と被積層材とを加圧し中間積層品を成形する真空積層装置と、該真空積層装置の後工程に配設され、前記中間積層品を加圧する平坦化プレス装置とからなる積層板の積層装置において、前記平坦化プレス装置には、熱板が配設された固定盤と、熱板が配設され前記固定盤に相対向する可動盤と、前記熱板間において前記中間積層品を加圧する複数の加圧機構と、前記複数の加圧機構をニ以上に分けて別個に制御する制御機構、または、前記複数の加圧機構を選択的に作動させる制御機構とが備えられたことなどを特徴とする積層板の積層装置が開示されている。また、特許文献１には、可動盤における対角線の交点付近に配設される第一の加圧機構、および、前記可動盤の前記対角線の交点付近と前記可動盤の隅部との間の、加圧される中間積層品に対して平面投影視オーバーラップした位置に配設される第二の加圧機構とが備えられたことなどを特徴とする積層板の積層装置が開示されている。そして、特許文献１には、可動盤を上昇させる型閉工程においては可動盤の略中央に配設されたブースタシリンダ機構のみを作動させ（００２６）、熱板間で中間積層品が挟持されるのと略同時に、サブシリンダと主シリンダとによる中間積層品加圧工程を行うことが記載されている（００２７）。

また、特許文献２には、可撓性シート３を付設した上部プレート１及び可撓性シート４を付設した下部プレート２が設置された真空チャンバーを有する真空積層装置６を使用して、該チャンバー内の上下プレート間で、凹凸を有する基板５ａとフィルム状樹脂層５ｂからなる積層体５を圧締した後、得られた積層体５を上下プレスブロックを有する平面プレス装置９を使用して、該上下のプレスブロック間で加熱しながら面ならい加工することを特徴とする積層方法、および、さらに上下プレスブロックの少なくとも一方のプレスブロックに首振り可能な支持点ジョイント１０を付設し、該支持点ジョイント１０を油圧シリンダー又はエアーシリンダー１１に接続して該プレスブロックを作動させることを特徴とする積層方法、さらにまた、首振り可能な支持点ジョイント１０が軸継手であることなどを特徴とする積層方法が開示されている。そして、特許文献２には、「面ならい加工とは、プレスされるワーク即ち、基板の厚みの厚い所の部分からプレスブロックのプレス面の一部の面を当て、順次ワークの厚みの薄い所の部分へプレスブロックのプレス面を当てて、基板の全面にプレス面を押し当てた後に均一な圧力でプレスする加工のことで、単なるプレスでは、基板の厚みムラに沿った形で絶縁樹脂を均一厚みに成形することはできない。」などと記載されている（０００６）。さらに、特許文献２には、前記構成により、「基板の厚みムラに対して、下部プレスブロックを、基板の厚みの厚いところから薄いところに向かい順次これらのシリンダーにて、付き当てて、上下のプレスブロックに挟み込みプレスして、基板の厚みムラにそって均一な厚みの樹脂厚みにすることができる。」などと記載されている（００３６）。そして、特許文献２には「従来の積層方法では、図９のように基板の上に積層される樹脂組成物層の厚みが一定とならない（ｘ≠Ｙ）ので基板を積層した際に基板間の絶縁性は異なるが、本発明では、図１０の如く基板の上に積層される樹脂組成物層の厚みが一定となる（ｘ＝Ｙ）」などと記載されている（００６９）。

特開２００５−６６９６７号公報 特開２００２−３６２７２号公報

特許文献１にあっては、複数の加圧機構または第一および第二の加圧機構が備えられていることにより、熱板同士の平行度を高めて積層板の板厚を均一に成形することができるものの、平坦化プレスの製造コストがかかり、また、各加圧機構の制御が煩雑となるなどの問題があった。また、特許文献１にあっては、立設された４本のタイバーに可動盤が摺動可能に配設されており、可動盤とタイバーの間には僅かなクリアランスがあるため（００１５）、可動盤の各タイバーに対する摺動にズレが生じることなどにより固定盤と可動盤との平行度を保つことができなくなり、したがって、全体の厚さを均一に成形することが困難となる虞があるという問題があった。そしてまた、特許文献１では、油圧源から４本のサブシリンダへの送油管の長さや屈曲度の相違、シリンダのパッキンの摩耗度の相違などの問題により、中間積層品加圧工程で４本のサブシリンダを完全に同期させて作動させることは難しいという問題がある。したがって、特許文献１では、型閉工程から中間積層品加圧工程に移行するとき、すなわち、熱盤１４、１５間に中間積層品が挟持されるのと略同時に前記サブシリンダによる加圧を開始するが、その際の加圧初期に、中間積層品に対して均等に加圧力を加えることができない可能性ある。

また、特許文献２にあっては、平面プレス装置のプレスブロックに首振り可能な支持点ジョイントを付設した構造であるため、プレスブロックが支持点ジョイントにより首振りすると、両プレスブロックの加圧面を平行に保つことができない。そして、特許文献２にあっては、「面ならい加工」により樹脂組成層の厚みを一定に成形するためのものであり（特許文献２の図１０を参照）、基板と樹脂組成層とを積層したしたものの全体の厚みを一定に成形すること（特許文献２の図９を参照）はできない。また、特許文献２にあっては、基板の厚みの厚い所の部分からプレスブロックのプレス面の一部の面を当てるため（０００６）、加熱されて変形容易となった樹脂組成層が基板層からはみ出るよう流出して、所定の厚みを有する樹脂組成層を成形することができないという問題があった。

本発明は上述した問題を優位に解決するためになされたもので、簡単な構成により、固定盤と可動盤との互いの加圧面の平行度を維持した状態で、固定盤に対して可動盤をその対向面と直交する方向に直線移動させることができ、もって、中間積層品から均一な厚さの積層成形品を成形することができる積層成形装置および積層成形方法を提供することを目的とする。

請求項１の積層成形装置に係る発明は、上記目的を達成するため、積層材と被積層材とを加熱および加圧することにより中間積層品を積層するラミネータと、該ラミネータで積層された中間積層品を所定の温度で加圧してその表面を平坦に成形する平坦化プレスと、前記中間積層品をラミネータから平坦化プレスに搬送する搬送手段とを備えた積層成形装置であって、前記平坦化プレスが、相対向して平行に配置され互いの対向面に、ラミネータで積層された中間積層品と接する平滑な加圧面を有する固定盤および可動盤と、固定盤に対して可動盤を近接・遠退可能に移動させて前記ラミネータで積層された中間積層品を固定盤と可動盤の加圧面の間で加圧させる圧締手段と、固定盤と可動盤の加圧面を平行に維持して固定盤に対して可動盤をその対向面と直交する方向に直線移動させるよう案内する直動手段とを備えており、該直動手段が、ベース盤と固定盤との間に立設されたタイバーにより構成されており可動盤を直線移動させる方向に沿って延在するよう配設された複数のボールスプライン軸と、可動盤の角隅部に設けられ前記各ボールスプライン軸にそれぞれ挿通されるボールスプライン筒とを備え、ボールスプライン筒の全体の軸方向長さが、可動盤の厚みの１．３倍〜３．０倍を有していることを特徴とするものである。
請求項２の積層成形装置に係る発明は、請求項１に記載の発明において、前記平坦化プレスの圧締手段が単一で可動盤の中央に接合されていることを特徴とするものである。
請求項３の積層成形装置に係る発明は、請求項１または２に記載の発明において、固定盤および可動盤の加圧面は、断熱材を介して設けられた熱板に設けられており、熱板の非加圧部において形成された孔に対して、その直径よりも軸径の小さいボルトを挿通して固定盤および可動盤に設けられたネジ穴に締結することにより、熱板が固定盤および可動盤に取り付けられていることを特徴とするものである。
また、請求項４の積層成形方法に係る発明は、積層材と被積層材とをラミネータで加熱すると共に加圧して中間積層品を積層し、該中間積層品をラミネータから平坦化プレスに搬送し、前記中間積層品を平坦化プレスで所定の温度で加圧してその表面を平坦に成形する積層成形方法であって、前記平坦化プレスを、相対向して平行に配置され互いの対向面に、ラミネータで積層された中間積層品と接する平滑な加圧面を有する固定盤および可動盤と、固定盤に対して可動盤を近接・遠退可能に移動させて前記ラミネータで積層された中間積層品を固定盤と可動盤の加圧面の間で加圧させる圧締手段と、固定盤と可動盤の加圧面を平行に維持して固定盤に対して可動盤をその対向面と直交する方向に直線移動させるよう案内する直動手段とを備えた構成とし、該直動手段を、ベース盤と固定盤との間に立設されたタイバーにより構成されており可動盤を直線移動させる方向に沿って延在するよう配設された複数のボールスプライン軸と、可動盤の角隅部に設けられ前記各ボールスプライン軸にそれぞれ挿通されるボールスプライン筒とを備え、ボールスプライン筒の全体の軸方向長さを、可動盤の厚みの１．３倍〜３．０倍とした構成とし、前記中間積層品をラミネータから平坦化プレスの固定盤と可動盤の間に搬送し、前記タイバーにより構成されたボールスプライン軸に前記可動盤の角隅部に設けられたボールスプライン筒を挿通してなる直動手段によって前記固定盤と可動盤の加圧面を平行に維持した状態で前記可動盤を前記対向面と直交する方向に案内しながら圧締手段によって固定盤に対して可動盤を高速から低速に切り換えるよう速度制御しつつ近接移動させて、中間積層品を固定盤と可動盤の平行に維持された加圧面により所定の温度で加圧してその表面を平坦に成形することを特徴とするものである。

請求項１の積層成形装置に係る発明では、ラミネータにより積層材と被積層材とを加熱および加圧して中間積層品を積層し、搬送手段によって中間積層品をラミネータから平坦化プレスの固定盤と可動盤の間に搬送する。平坦化プレスは、固定盤と可動盤の互いの対向面に平行に配置され、ラミネータで積層された中間積層品と接する平滑な加圧面を有している。直動手段は、可動盤の各角隅部にボールスプライン筒を設けると共にボールスプライン軸をベース盤と固定盤との間に立設されたタイバーにより構成し可動盤の直線移動方向に沿って延在するよう複数配設し、ボールスプライン筒をボールスプライン軸に挿通することにより構成されている。また、ボールスプライン筒の全体の軸方向長さが、可動盤の厚みの１．３倍〜３．０倍を有している。そのため、圧締手段により可動盤を固定盤に対して近接させるよう移動させて、ラミネータで積層された中間積層品を所定の温度で加圧してその表面を平坦に成形するときには、直動手段によって可動盤がその対向面と直交する方向に確実に固定盤と可動盤の加圧面を平行に維持して直線移動するよう案内され、したがって、固定盤と可動盤の対向面に設けられた加圧面の平行度が加圧初期から確実に保持されるため、中間積層品が確実に均等に加圧されて平坦で均一な厚さに成形される。
請求項２の積層成形装置に係る発明では、請求項１に記載の発明において、平坦化プレスの圧締手段が単一で可動盤の中央に接合されていることにより、可動盤に設けられたボールスプライン筒がボールスプライン軸に対してそれぞれ均等に摺動し、且つ、中間積層品を加圧することによる固定盤と可動盤の変形に偏りが生じることがないため、固定盤と可動盤の加圧面を確実に平行に維持することができ、中間積層品が確実に均等に加圧されて平坦で均一な厚さに成形される。
請求項３の積層成形装置に係る発明では、請求項１または２に記載の発明において、固定盤および可動盤の加圧面は、断熱材を介して設けられた熱板に設けられており、熱板の非加圧部において形成された孔に対して、その直径よりも軸径の小さいボルトを挿通して固定盤および可動盤に設けられたネジ穴に締結することにより、熱板が固定盤および可動盤に取り付けられていることにより、熱板の熱膨張を吸収することができる。
また、請求項４の積層成形方法に係る発明では、平坦化プレスを、相対向して平行に配置され互いの対向面に、ラミネータで積層された中間積層品と接する平滑な加圧面を有する固定盤および可動盤と、固定盤に対して可動盤を近接・遠退可能に移動させて前記ラミネータで積層された中間積層品を固定盤と可動盤の加圧面の間で加圧させる圧締手段と、固定盤と可動盤の加圧面を平行に維持して固定盤に対して可動盤をその対向面と直交する方向に直線移動させるよう案内する直動手段とを備えた構成とし、直動手段を、ベース盤と固定盤との間に立設されたタイバーにより構成されており可動盤を直線移動させる方向に沿って延在するよう配設された複数のボールスプライン軸と、可動盤の角隅部に設けられ前記各ボールスプライン軸にそれぞれ挿通されるボールスプライン筒とを備え、ボールスプライン筒の全体の軸方向長さを、可動盤の厚みの１．３倍〜３．０倍とした構成とする。積層材と被積層材とをラミネータで加熱すると共に加圧して中間積層品を積層し、この中間積層品をラミネータから平坦化プレスの固定盤と可動盤の間に搬送する。平坦化プレスでは、圧締手段により可動盤を固定盤に対して近接させるよう移動させて、所定の温度で加圧して中間積層品の表面を平坦に成形する。このとき、直動手段が、タイバーにより構成されたボールスプライン軸に前記可動盤の角隅部に設けられたボールスプライン筒を挿通してなる直動手段によって前記固定盤と可動盤の加圧面を平行に維持した状態で前記可動盤を前記対向面と直交する方向に案内しながら圧締手段によって固定盤に対して可動盤を高速から低速に切り換えるよう速度制御しつつ近接移動させるため、可動盤が固定盤に対する平行度を維持しつつその対向面と直交する方向に確実に直線移動するよう案内され、したがって、固定盤と可動盤の対向面に設けられた加圧面の平行度が加圧初期から確実に保持され、中間積層品が適切な速度で確実に均等に加圧されて平坦で均一な厚さに成形される。

なお、平坦化プレスは、可動盤が昇降移動するように構成された縦型プレスとすることが望ましい。また、平坦化プレスの固定盤に対する可動盤の昇降ストロークは、中間積層品の成形時の開き量がメンテナンス時などの最大開き量に対して１０〜２０％の範囲に設定することが望ましい。平坦化プレスは、ボールスプライン軸の軸方向長さに対してボールスプライン筒の軸方向長さが６０〜７０％の範囲に設定することが望ましく、また、可動盤の厚さに対してボールスプライン筒の軸方向長さが２００〜２５０％の範囲に設定することが望ましい。

本発明の積層成形装置によれば、直動手段が、ベース盤と固定盤とに間に立設されたタイバーにより構成されており可動盤を直線移動させる方向に沿って延在するよう配設された複数のボールスプライン軸と、可動盤の角隅部に設けられ前記各ボールスプライン軸にそれぞれ挿通されるボールスプライン筒とを備え、ボールスプライン筒の全体の軸方向長さが、可動盤の厚みの１．３倍〜３．０倍を有する構成により、平坦化プレスの固定盤と可動盤との互いの加圧面の平行度を高い精度で維持した状態で、固定盤に対して可動盤をその対向面と直交する方向に直線移動させることができ、したがって、中間積層品を均一な厚さに確実に成形することが可能な積層成形装置を提供することができる。

また、本発明の積層成形方法によれば、平坦化プレスを、相対向して平行に配置され互いの対向面に、ラミネータで積層された中間積層品と接する平滑な加圧面を有する固定盤および可動盤と、固定盤に対して可動盤を近接・遠退可能に移動させて前記ラミネータで積層された中間積層品を固定盤と可動盤の加圧面の間で加圧させる圧締手段と、固定盤と可動盤の加圧面を平行に維持して固定盤に対して可動盤をその対向面と直交する方向に直線移動させるよう案内する直動手段とを備えた構成とし、該直動手段を、ベース盤と固定盤との間に立設されたタイバーにより構成されており可動盤を直線移動させる方向に沿って延在するよう配設された複数のボールスプライン軸と、可動盤の角隅部に設けられ前記各ボールスプライン軸にそれぞれ挿通されるボールスプライン筒とを備え、ボールスプライン筒の全体の軸方向長さを、可動盤の厚みの１．３倍〜３．０倍とした構成として、中間積層品を平坦化プレスの固定盤と可動盤の間に配置して、前記タイバーにより構成されたボールスプライン軸に前記可動盤の角隅部に設けられたボールスプライン筒を挿通してなる直動手段によって前記固定盤と可動盤の加圧面を平行に維持した状態で前記可動盤を前記対向面と直交する方向に案内しながら圧締手段によって固定盤に対して可動盤を高速から低速に切り換えるよう速度制御しつつ近接移動させて、中間積層品を固定盤と可動盤の平行に維持された加圧面により所定の温度で加圧するという構成により、固定盤と可動盤との互いの加圧面の平行度を維持した状態で、固定盤に対して可動盤をその対向面と直交する方向に適切な速度で直線移動させることができ、したがって、中間積層品を均一な厚さに確実に成形することが可能な積層成形方法を提供することができる。

本発明の実施の一形態を、図１〜７に基づいて詳細に説明する。図において、同一符号は同様の部分または相当する部分に付すものとする。以下の説明においては、被積層材として、回路パターンが形成されて表面が凹凸となっている基板層に、積層材として絶縁層を積層して、絶縁層の表面が平坦となるように成形し、最終的にはビルドアップ基板を製造する場合で説明する。

本発明の積層成形装置は、概略、積層材Ａ１と被積層材Ａ２とを加熱および加圧することにより中間積層品Ａ３を積層するラミネータ１と、このラミネータ１で積層された中間積層品Ａ３を所定の温度で加圧してその表面を平坦に成形する平坦化プレス２と、中間積層品Ａ３をラミネータ１から平坦化プレス２に搬送する搬送手段３とを備えている。そして、平坦化プレス２は、相対向して配置され互いの対向面に平滑な加圧面を有する固定盤２０および可動盤２１と、固定盤２０に対して可動盤２１を近接・遠退可能に移動させて、ラミネータ１で積層された中間積層品Ａ３を加圧させる圧締手段２２と、固定盤２０に対して可動盤２１をその対向面と直交する方向に直線移動させるよう案内する直動手段２３とを備えている。直動手段２３は、可動盤２１を直線移動させる方向に沿って延在するよう配設された複数のボールスプライン軸２４と、可動盤２１の角隅部に設けられ各ボールスプライン軸２４にそれぞれ挿通されるボールスプライン筒２５とを備えている。また、圧締手段２２が単一の圧締シリンダからなり、型締めシリンダ２２のラム２２ａが可動盤２１の中央に接合されている。さらに、平坦化プレス２の可動盤２１の各角隅部に複数のボールスプライン筒２５、２５を縦列に配設してそれぞれ各ボールスプライン軸２４に対して挿通したものである。

また、本発明の積層成形方法は、積層材Ａ１と被積層材Ａ２とをラミネータ１で加熱すると共に加圧して中間積層品Ａ３を積層し、中間積層品Ａ３をラミネータ１から平坦化プレス２に搬送し、中間積層品Ａ３を平坦化プレス２で所定の温度で加圧してその表面を平坦に成形するもので、平坦化プレス２を、相対向して配置され互いの対向面に平滑な加圧面４１を有する固定盤２０および可動盤２１と、固定盤２０に対して可動盤２１を近接・遠退可能に移動させて中間積層品Ａ３を加圧させる圧締手段２２と、固定盤２０に対して可動盤２１をその対向面と直交する方向に直線移動させるよう案内する直動手段２３とを備えた構成とし、直動手段２３を、可動盤２１を直線移動させる方向に沿って延在するよう配設された複数のボールスプライン軸２４と、可動盤２１の各角隅部に設けられそれぞれボールスプライン軸２４に挿通されるボールスプライン筒２５とを備えた構成として、中間積層品Ａ３をラミネータ１から平坦化プレス２の固定盤２０と可動盤２１の間に搬送し、ボールスプライン軸２４にボールスプライン筒２５を挿通してなる直動手段２３によって可動盤２１をその対向面と直交する方向に案内しながら圧締手段２２によって固定盤２０に対して可動盤２１を近接移動させて、中間積層品Ａ３を所定の温度で加圧してその表面を平坦に成形するものである。

積層材としての絶縁層Ａ１は、たとえばエポキシ系などの熱硬化性樹脂により構成されたもので、厚みがたとえば３０〜１００μｍ程度のフィルム状に成形されており、当初の状態は一方の面にはポリエチレンテレフタレートなどからなるフィルム状の支持体が剥離可能に貼着されており、他方の面には保護フィルムが剥離可能に貼着されている。なお、絶縁層Ａ１は、エポキシ系樹脂の他に、たとえばポリイミド、液晶ポリマ、ポリエチレンテレフタレートなどからなる熱可塑性または熱硬化性の絶縁性材料（各種樹脂、ワニスが配合されたものなど）により構成することもできる。絶縁層が積層される基板層Ａ２の表面は、銅箔からなる回路パターンにより凹凸が形成されている。基板層Ａ２は、たとえば１〜２ｍｍ程度の厚みを有している。なお、図１、図４には、基板層Ａ２の両面に絶縁層Ａ１を積層する場合を示したが、基板層Ａ２の片面に絶縁層Ａ１を積層する場合にも本発明を適用することができる。また、絶縁層Ａ１は、連続した帯状のフィルムであってもよい。

図１に示すように、積層成形装置は、ラミネータ１と平坦化プレス２が隣接して配設されている。そして、ラミネータ１の平坦化プレス２と反対側（前工程側）には、キャリアフィルムＦを巻回してなる供給ロール３０が上下に配置されており、平坦化プレス２のラミネータ１と反対側（後工程側）にはキャリアフィルムＦを巻き取る巻き取りロール３１が上下に配置されている。キャリアフィルムＦは、たとえばポリエチレンテレフタレートからなるもので、連続した帯状に成形されている。巻き取りロール３１にはサーボモータ（図示は省略する）が設けられており、その回転速度が制御可能となっている。また、供給ロール３０には、フィルムテンションを掛けるためのサーボモータ（図示は省略する）が設けられている。供給ロール３０のサーボモータを巻取り方向に弱いトルクをかけつつ巻き取りロール３１を回転させることにより、上方と下方のキャリアフィルムＦは、同期して、テンションが掛けられた状態で、供給ロール３０から巻き取りロール３１に向かって図１の右方から左方へと送られる。

絶縁層Ａ１は、保護フィルムのみが剥がされて積層される基板層Ａ２の大きさに応じた定寸にカットされ、基板層Ａ２の上下の面に対して絶縁層Ａ１が当接され支持体が加圧面となるよう重ねられて仮貼りされた状態で供給ロール３０の近くで下方のキャリヤフィルムＦ上に載置され、両キャリアフィルムＦ、Ｆを送ることにより、上方のキャリアフィルムＦとの間に挟まれた状態でラミネータ１に搬送され、ラミネータ１で積層されて中間積層品Ａ３となる。中間積層品Ａ３は、両キャリアフィルムＦ、Ｆを送ることにより平坦化プレス２に搬送されて、支持体であるポリエチレンテレフタレート層を含む絶縁層Ａ１の表面を平坦に成形された成形品Ａ４となり、その後巻き取りロール３１の近くまで搬送される。すなわち、この実施の形態では、キャリアフィルムＦとその供給ロール３０および巻き取りロール３１とにより、搬送手段３が構成されている。なお、キャリアフィルムＦは、絶縁層Ａ１および基板層Ａ２、中間積層品Ａ３、成形品Ａを搬送するだけでなく、絶縁層Ａ１がラミネータ１で加熱されたり、中間積層品Ａ３のなかの絶縁層Ａ１が平坦化プレス２で所定の温度に加熱されることにより溶融して周囲に付着するのを防止する機能も有する。平坦化プレス２は１台に限定されることはなく、ラミネータ１と巻き取りロール３１との間に複数の平坦化プレス２を配列することもある。

この実施の形態におけるラミネータ１は、相対向して配置された上盤１０と下盤１１と、上盤１０に対して下盤１１を近接・遠退させるように昇降移動させるための開閉シリンダ１２と、上盤１０と下盤１１を閉じることによって形成されるチャンバ内を減圧する減圧手段（図示は省略する）と、上盤１０と下盤１１とに設けられて絶縁層Ａ１と基板層Ａ２を加圧する膜体１３（後述する）および所定の温度に加熱する熱板１４とを備えている。膜体１３は、たとえば、ショアＡ硬度２０〜６０度で厚みが１〜４ｍｍ程度のシリコンゴムにより構成されている。熱板１４は、たとえば、カートリッジヒータが取り付けられている。なお、熱板１４にカートリッジヒータを取り付けることに替えて、膜体１３または熱板１４の表面にゴムヒータを貼着することもできる。

このように構成されたラミネータ１では、キャリアフィルムＦを送ることによって絶縁層Ａ１および基板層Ａ２が上盤１０と下盤１１との間に搬送されると、開閉シリンダ１２によって上盤１０と下盤１１を衝合させてチャンバを形成し、チャンバ内を減圧して、下方と上方の少なくとも一方の膜体１３の裏面側に圧縮空気を供給してその膜体１３を膨出させることにより絶縁層Ａ１と基板層Ａ２とをたとえば０．３〜０．９ＭＰａ程度で加圧すると共に、熱盤によってたとえば９０〜１２０℃程度の温度に加熱して、３０〜６０秒間維持する。フィルム状の絶縁層Ａ１は、基板層Ａ２との間にボイドを発生することなく、基板層Ａ２の表面の凹凸に馴染むように積層される。なお、本発明のラミネータ１は、上述したように膜体１３により加圧するものに限定されることはなく、真空チャンバ内に加圧ロールを設けてなる真空ロールラミネータを採用することもできる。

平坦化プレス２は、下方に設けられた略矩形のベース盤２６と、このベース盤２６の上方に位置する略矩形の固定盤２０の各角隅部（その近傍を含む）の間にそれぞれ立設されたタイバー２７を備えている。すなわち、平坦化プレス２は、可動盤２１がベース盤２６と固定盤２０との間で昇降移動される所謂縦型プレスである。図３に破線で示したように、ベース盤２６上には、可動盤２１の下降を規制するストッパ２６ａが立設されている。

固定盤２０と可動盤２１の対向面には熱板４０がそれぞれ設けられている。熱板４０の表面には、たとえば板厚が０．５〜３ｍｍ程度であって板厚ムラが３０〜４０μｍの平面度を有するステンレスなどからなる鏡面板４１が、たとえばショアＡ硬度３０〜７０度で厚みが０．１〜２ｍｍ程度のシリコンゴムなどからなる緩衝層４２を介して取り付けられており、また、熱板４０は固定盤２０および可動盤２１の対向面に、たとえば１０〜２０ｍｍ程度の厚みの断熱材４３を介して取り付けられている。熱板４０の平面方向の大きさは、たとえば５５０〜７００ｍｍ程度に、積層成形する中間成形材Ａ３あるいは成形後の成形品Ａ４の大きさに応じて適宜設定することができる。熱板４０の内部には、カセットヒータなどの加熱手段を収容する孔４０ａが形成されている。鏡面板４１は、平滑な加圧面を構成する。熱板４０は、図３および図６に示すように、熱膨張を吸収するために、熱板４０の非加圧部４０ｃの部分において面に対して直角方向に孔４０ｂが形成され、この孔４０ｂにその直径よりも軸径の小さいショルダーボルト４５を挿通して固定板２０および可動板２１に設けられたネジ穴に締結することにより取り付けることが望ましい。なお、孔４０ｂは、長孔または楕円孔としてもよい。可動板２１の上面のキャリアフィルムＦと交差する縁部には、ガイドローラ４６が回転可能に設けられている。

タイバー２７の周囲には、所定長さにわたって軸方向に延びる一対の溝が複数組（本実施の形態では３組）形成され、これら各一対の溝の間にスプライン軸突起部２４ａが形成されている。このタイバー２７のスプライン軸突起部２４ａが形成された部分は、ボールスプライン軸２４を構成している。ボールスプライン軸２４の表面には、硬質クロムメッキが施されている。一方、可動盤２１の各角隅部（その近傍を含む）にはハウジング部２１ａが形成されており、この実施の形態の場合、ハウジング部２１の内孔に一対のボールスプライン筒２５が縦列で互いの筒端面同士を当接させるよう収容されており、前記筒端面とは反対側の各フランジ２５ａがハウジング部２１ａの上下端面に対してボルト２８によりそれぞれ締結されている。したがって、ボールスプライン筒２５は、その軸方向が可動板２１の加圧面に対して直交する方向に向けて取り付けられている。各ボールスプライン筒２５の内部には、スプライン軸突起部２４ａを挟み込むように向き合う２条のボール列（図示は省略する）が設けられている。ハウジング部２１ａに縦列で保持された各ボールスプライン筒２５は、ボールスプライン軸２４に挿通されることにより、ボール列が互いにたとえば接触角２０度でスプライン軸突起部２４ａを挟み込み比較的軽い与圧を付与しまたは与圧を付与しない状態で、スプライン軸突起部２４ａに対する周方向のアンギュララッシを無くしたアンギュラコンタクト構造を採用している。

図５および図７に示すように、ハウジング２１ａ部は、可動盤２１に対して上方が短く、下方が長く突出するように形成されている。そのため、比較的薄い中間積層品を成形する場合であっても、ハウジング部２１ａの上方が固定盤２０の下面に緩衝することはない。そして、ハウジング部２１ａ内に２つのボールスプライン筒２５、２５を縦列で設けたことにより、タイバー２７に形成されたボールスプライン軸２４に対する係合長さが、単一でボールスプライン筒２５を設ける場合と比較して長くなるため、可動盤２１の昇降移動を安定して案内することができる。より具体的には、可動盤２１の厚みＬ２１がたとえば１２０ｍｍであり、各ボールスプライン筒２５の長さをたとえば１２５ｍｍとすると、２つを縦列で配置した場合には全体の長さＬ２５は２５０ｍｍとなり、可動盤２１の厚みＬ２１と比較して大幅に長くすることができる。複数のボールスプライン筒２５全体の長さＬ２５は、可動盤２１の厚みＬ２１の１．３倍〜３．０倍に設定することが望ましい。この場合においては、後述するように可動盤２１の最大ストロークＬＭ（図５の中心線の右方を参照）を１３０ｍｍとすると、タイバー２７に形成するボールスプライン軸２４の長さＬ２４を３８０ｍｍとすることとなり、ボールスプライン筒２５を実際に移動させることができる実効ストロークは３８５ｍｍ程度となる。ボールスプライン軸２４の軸方向長さＬ２４に対して複数のボールスプライン筒２５全体の軸方向長さＬ２５は５０〜７０％の範囲に設定することが望ましい。なお、平坦化プレス２は、円柱形状のタイバー２７とは別に可動盤ガイド用のボールスプライン軸２４を複数設けたものでもよい。

図５において、中心軸線Ｃ−Ｃの左方に通常の成形時における可動盤２１を開いた状態が示され、中心軸線Ｃ−Ｃの右方にメンテナンス時などにおける可動盤２１を最大に開いた状態が示されている。ボールスプライン軸の長さＬ２４は、固定盤２０に対する可動盤２１の最大昇降ストロークＬＭと、縦列で配列された複数のボールスプライン筒２５、２５の全体の長さＬ２５とを加えた長さと同程度またはそれ以上に設定されている。固定盤２０に対する可動盤２１の昇降ストロークは、中間積層品Ａ３の表面を平坦に成形するときの開き量がメンテナンス時などの最大開き量に対して１０〜２０％の範囲に設定されている。

なお、固定盤２０と可動板２１には、冷却媒体を流通させるための通路や空気を送って冷却するファンなど、冷却手段（図示は省略する）が設けられるようにしてもよく、タイバー２７の固定板２０の近傍には小径部２７ａが形成されている。冷却手段が設けられている場合には、固定盤２０と可動盤２１の熱膨張を抑止することができ、したがって、固定盤２０、可動板２１、およびタイバー２７の熱による変形を防止することができる。また、タイバー２７の固定板２０の近傍に小径部２７ａが形成されていることにより、可動盤２１の熱膨張や中間積層品Ａ３の加圧によりタイバー２７が変形した場合であっても、この変形による応力集中を小径部２７ａによって緩和することができる。

圧締手段２２は、ラム２２ａを伸長・退縮させる単一の型締シリンダによって構成されている。型締シリンダ２２は、ベース盤２６に保持されており、図３に示すように、ラム２２ａの先端は、可動盤２１の下面の中央に接合されている。型締シリンダ２２による可動盤２１の昇降ストロークは、固定盤２０の鏡面盤４１と可動盤２１の鏡面板４１が、成形を行う場合にはたとえばＬＳ＝１５〜３０ｍｍ程度互いに離れ、メンテナンスを行う場合にはたとえばＬＭ＝１１０〜１３０ｍｍ程度互いに離れるように設定されている。これにより、成形を行うときにはストロークＬＳが少なく成形サイクルを短縮することができ、また、メンテナンスを行うときには可動盤２１を固定盤２０から充分に離間させて可動盤２１と固定盤２０の対向面を容易にメンテナンスすることができる。なお、圧締手段２２は、ブースタ式型締シリンダや電動式型締装置など、他の機構でもよい。

以上のように構成された平坦化プレス２では、通常の成形時においては、固定盤２０と可動盤２１の鏡面板４１間の間隔ＬＳが比較的狭くなっている。ラミネータ１で基板層Ａ２の表面の凹凸に馴染むように絶縁層Ａ１が積層され加熱された状態の中間積層品Ａ３（図４を参照）を、キャリアフィルムＦの送りによって固定盤２０と可動盤２１の鏡面板４１間に搬送されると、型締シリンダ２２のラム２２ａが伸長駆動されて、僅かに温度が低下するものの依然として絶縁層Ａ１が変形容易な温度となっている状態の中間積層品Ａ３を鏡面板４１の加圧部４０ｄと対応する部分によって所定時間加圧する。このとき、可動板２１は、そのハウジング部２１ａに縦列で設けられたボールスプライン筒２５がタイバー２７に形成されたボールスプライン軸２４に挿通されていることにより、固定版２０との平行度を確実に保持した状態でスムーズに案内されて固定盤２０に近接移動されて、図２に示したように、固定盤２０と可動盤２１の鏡面板４１の間に中間積層品Ａ３が短時間で挟まれる。その際、平坦化プレス２の圧締手段の制御は、当初は位置制御により型締シリンダ２２のラム２２ａの上昇制御を行う。そして、可動盤２１の位置が、あと僅かで固定盤２０と可動盤２１の鏡面板４１、４１の間で中間積層品Ａ３の加圧がなされる位置となったら、可動盤２１の速度を高速から低速に切換える。そしてなおも可動盤２１が上昇され、可動盤２１の加圧面により加圧が開始される位置を検出したら、型締シリンダ２２の制御を速度制御から圧力制御に切換え、所定の圧力で中間積層品Ａ３を加圧する。なお、可動盤２１の速度を高速から低速に切換えた時点から低速の圧力制御とし、加圧が開始される位置となったら増圧するようにしてもよい。

このように型締シリンダ２２を制御して中間積層品Ａ３を加圧することにより、まだ可動盤２１が固定盤２０に近接していない領域では可動盤２１の速度を高速にすることができ、成形サイクルが延びることがない。そして、可動盤２１の速度を制御できないと、可動盤２１が高速移動して中間積層品Ａ３に必要以上の初期加圧力を加えてしまい中間積層品Ａ３の外部へ変形容易な樹脂が流出してしまうこととなるが、本発明ではそのようなことがない。さらに、加圧時には、圧力制御により所望の加圧力で中間積層品Ａ３の加圧を行うことができるという利点がある。

そして、本発明では、ラム２２ａが可動盤２１の中央に接合されていることにより、可動盤２１の中央部以外の部分が押圧されて中間積層品Ａ３に対して片当り状態となることがない。また、特に中間積層品Ａ３に対する初期加圧力が不均等にかかることがない。さらに、可動盤２１の中央部が押圧されるので、可動盤２１が撓み変形して中間積層品Ａ３の中心付近に及ぼされる加圧力が、周辺付近に及ぼされる加圧力と比較して低くなるということがない。そのため、中間積層品Ａ３を構成する絶縁層Ａ１は、熱板４０により所定の温度に調整されると共に、緩衝層４２を介して取り付けられた鏡面板４１に初期加圧力が弱い部分を発生させることなく略均等に加圧されて、絶縁層Ａ１の容易に変形可能な樹脂が中間積層品Ａ３の外部に流動することがなく、表面が平坦で均一な厚さの成形品Ａ４が成形されることとなる。

中間積層品Ａ３を３０〜６０秒間、７０〜１２０℃で加圧することにより表面が平坦で均一な厚さの成形品Ａ４が成形されると、型締シリンダ２２のラム２２ａが退縮駆動されて、図５の中心軸線C‐Cから左方に示すように、可動盤２１が比較的小さいストロークＬＳだけ下降して固定盤２０から離間する。その後、成形品Ａ４は、キャリアフィルムＦの送りによって固定盤２０と可動盤２１の鏡面板４１間から図１における左方へ搬出される。成形品Ａ４の絶縁層Ａ１の表面に貼着された支持体は、必要に応じて剥離される。そして、成形品Ａ４がビルドアップ基板用である場合には、絶縁層Ａ１を硬化させる工程の後に、絶縁層Ａ１の表面に回路パターンを形成し、再度絶縁層Ａ１を重ねて、本発明の積層成形方法が繰返される。

一方、平坦化プレス２をメンテナンスする場合には、型締シリンダ２２のラム２２ａが退縮駆動されて、図５の中心軸線C‐Cから右方に示すように、可動盤２１が比較的大きいストロークＬＭで下降して固定盤２０から大きく離間する。そのため、平坦化プレス２のメンテナンスを容易に行うことができる。

なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されることはなく、被積層材として、表面に銅箔などの導電層を有する基板層に、積層材として、ホトレジスト層を積層し、この中間積層品の表面を平坦に成形する場合など、他の製品の積層成形にも適用することができる。平坦化プレス２は固定盤２０が下方で可動盤２１が上方となるように配置することもできる。さらに、本発明は、ビルトアップ基板の製造に限定されることなく、中間積層品の表面を平坦な均一の厚さに成形する場合にも適用することができる。

本発明の積層成形装置の実施の一形態を説明するために示した概念図である。 平坦化プレスの正面図で、中間積層品を加圧した状態を示す図である。 平坦化プレスの可動盤を示す平面図である。 平坦化プレスの部分拡大図である。 平坦化プレスを構成する各部分の寸法の関係を示した説明図である。 平坦化プレスの固定盤および可動盤に対する熱板の取り付けを示した部分拡大断面図である。 本発明の平坦化プレスの、タイバーに設けられたボールスプライン軸と可動盤に設けられたボールスプライン筒とにより構成された直動手段を示した断面図である。

符号の説明

Ａ１：絶縁層（積層材）、 Ａ２：基板層（被積層材）、 Ａ３：中間積層品、 Ａ４：表面が平坦で均一な厚さに成形された成形品、 Ｆ：キャリアフィルム、
１：ラミネータ、 ２：平坦化プレス、 ３：搬送手段、 ２０：固定盤、 ２１：可動盤、 ２２：型締シリンダ（圧締手段）、 ２３：直動手段、 ２４：ボールスプライン軸、 ２５：ボールスプライン筒、 ２６：ベース盤、 ２７：タイバー、 ４０、熱板、 ４１：鏡面板（加圧面）

Claims (4)

1. 積層材と被積層材とを加熱および加圧することにより中間積層品を積層するラミネータと、該ラミネータで積層された中間積層品を所定の温度で加圧してその表面を平坦に成形する平坦化プレスと、前記中間積層品をラミネータから平坦化プレスに搬送する搬送手段とを備えた積層成形装置であって、
   前記平坦化プレスが、
   相対向して平行に配置され互いの対向面に、ラミネータで積層された中間積層品と接する平滑な加圧面を有する固定盤および可動盤と、
   固定盤に対して可動盤を近接・遠退可能に移動させて前記ラミネータで積層された中間積層品を固定盤と可動盤の加圧面の間で加圧させる圧締手段と、
   固定盤と可動盤の加圧面を平行に維持して固定盤に対して可動盤をその対向面と直交する方向に直線移動させるよう案内する直動手段とを備えており、
   該直動手段が、
   ベース盤と固定盤との間に立設されたタイバーにより構成されており可動盤を直線移動させる方向に沿って延在するよう配設された複数のボールスプライン軸と、
   可動盤の角隅部に設けられ前記各ボールスプライン軸にそれぞれ挿通されるボールスプライン筒とを備え、
   ボールスプライン筒の全体の軸方向長さが、可動盤の厚みの１．３倍〜３．０倍を有していることを特徴とする積層成形装置。
2. 前記平坦化プレスの圧締手段が単一で可動盤の中央に接合されていることを特徴とする請求項１に記載の積層成形装置。
3. 固定盤および可動盤の加圧面は、断熱材を介して設けられた熱板に設けられており、熱板の非加圧部において形成された孔に対して、その直径よりも軸径の小さいボルトを挿通して固定盤および可動盤に設けられたネジ穴に締結することにより、熱板が固定盤および可動盤に取り付けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の積層成形装置。
4. 積層材と被積層材とをラミネータで加熱すると共に加圧して中間積層品を積層し、該中間積層品をラミネータから平坦化プレスに搬送し、前記中間積層品を平坦化プレスで所定の温度で加圧してその表面を平坦に成形する積層成形方法であって、
   前記平坦化プレスを、相対向して平行に配置され互いの対向面に、ラミネータで積層された中間積層品と接する平滑な加圧面を有する固定盤および可動盤と、固定盤に対して可動盤を近接・遠退可能に移動させて前記ラミネータで積層された中間積層品を固定盤と可動盤の加圧面の間で加圧させる圧締手段と、固定盤と可動盤の加圧面を平行に維持して固定盤に対して可動盤をその対向面と直交する方向に直線移動させるよう案内する直動手段とを備えた構成とし、
   該直動手段を、ベース盤と固定盤との間に立設されたタイバーにより構成されており可動盤を直線移動させる方向に沿って延在するよう配設された複数のボールスプライン軸と、可動盤の角隅部に設けられ前記各ボールスプライン軸にそれぞれ挿通されるボールスプライン筒とを備え、ボールスプライン筒の全体の軸方向長さを、可動盤の厚みの１．３倍〜３．０倍とした構成とし、
   前記中間積層品をラミネータから平坦化プレスの固定盤と可動盤の間に搬送し、
   前記タイバーにより構成されたボールスプライン軸に前記可動盤の角隅部に設けられたボールスプライン筒を挿通してなる直動手段によって前記固定盤と可動盤の加圧面を平行に維持した状態で前記可動盤を前記対向面と直交する方向に案内しながら圧締手段によって固定盤に対して可動盤を高速から低速に切り換えるよう速度制御しつつ近接移動させて、中間積層品を固定盤と可動盤の平行に維持された加圧面により所定の温度で加圧してその表面を平坦に成形することを特徴とする積層成形方法。

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