JP4666518B2 - 積層成形装置の制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、ラミネータとそれで成形した積層品を２次加工するプレス機を備えた積層成形装置の制御方法に関するものである。

真空雰囲気下で表面に凹凸を有する被積層材と積層材とを加熱すると共に加圧して、被積層材の凹凸に応じて表面に凹凸を有する積層品を積層する真空ラミネータと、相対向して近接・遠退可能に設けられた熱盤を備え、前記真空ラミネータで積層された表面に凹凸を有する積層品を前記熱盤間において加熱すると共に加圧して平坦に成形する平坦化プレス機とを備えた積層成形装置に関しては、例えば特許文献１にその記載がある。 特許文献１における積層成形装置は、本発明の積層成形装置１（図１）と主要な構成は同一であるから、積層成形装置１に基づいて従来技術を説明する。巻き出しロール１１から繰り出される搬送フィルム１３に載置された被積層材１４と積層材１５は、搬送フィルム１３の搬送移動に伴ってラミネータ２のチャンバ内へ搬入され位置決めされる。このとき同時に、巻き取りロール１２に巻き取られる搬送フィルム１３の被積層材１４（積層材１５）が載置された先方にあり前の成形サイクルで被積層材１４と積層材１５が積層成形されてできた積層品１６が、ラミネータ２から搬出され、続いて、プレス機３に搬入される。被積層材１４（積層材１５）と積層品１６との載置距離は、ラミネータ２とプレス機３との中心間隔に等しいので、積層品１６もプレス機３に正しく位置決めされる。この状態で、ラミネータ２とプレス機３は同時に成形サイクル開始し、可動盤８及び下熱盤１０をそれぞれ上昇させ圧締を開始する。ところで、ラミネータ２とプレス機３との間には、両者の機能・構成の相違によって、可動盤８又は下熱盤１０の移動ストロークと速度、圧締力、圧抜時間、真空チャンバの有無において相違点がある。したがって、ラミネータ２とプレス機３をそれぞれ個別に作動時間設定した場合には、それぞれの成形サイクル時間が一致することはない。そこで従来は、プレス機３に較べて作動時間設定を成形上堅持する必要性がより高いラミネータ２の成形サイクル時間に、プレス機３の成形サイクル時間が一致するように、プレス機３の圧締時間を加減調整していた。

しかしながら、このような時間設定操作は極めて煩雑で長時間を要するものであり、成形作業者に過酷な労働を強いることになる。また、このような時間設定操作を避けた場合には、一般にプレス機３の成形サイクル時間はラミネータ２の成形サイクル時間より長いことから、積層成形装置１としての成形サイクル時間は延長されることになり、生産効率の低下に繋がる。

特許第３８０３８２０号公報

本発明は、上記した問題を解決すべくなされたものであって、操作性が極めて容易であり生産効率を向上させ得る積層成形装置の制御方法を提供することを目的とする。

本発明は、被積層材と積層材とを加熱すると共に加圧して、被積層材の表面に積層材を積層成形するラミネータと、相対向して近接・遠退可能に設けられた熱盤を備え、前記ラミネータで積層された積層品を前記熱盤間において加熱すると共に圧締して２次加工するプレス機とを備えた積層成形装置の制御方法であって、前記プレス機における圧締の時間は、前記ラミネータにおける圧締終了時点を規定する時間設定に基づいた値を設定値とするタイマによって制御される積層成形装置の制御方法に関する。

本発明の積層成形装置の制御方法によれば、積層成形装置を極めて容易に操作可能にすると共に積層品の生産効率が向上する。

図面に基づいて、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の積層成形装置の概要を示すブロック図である。図２は、本発明の積層成形装置の制御方法を示す作動図である。

積層成形装置１は、ラミネータ２、プレス機３、制御装置４、巻き出しロール１１及び巻き取りロール１２からなる。ラミネータ２は、固定的に配設され下面が真空チャンバを構成する固定盤７と、固定盤７に対向して可動的に配設され上面が真空チャンバを構成する可動盤８と、可動盤８を上下駆動させると共に固定盤７と協働して圧締させ真空チャンバを形成させる駆動手段５とからなる。なお、駆動手段５は、ピストンとシリンダ等からなる油圧式のものが好適に採用されるが、サーボモータとボール螺子等からなる機械式のものであってもよい。また、前記真空チャンバは、図示しない弾性体の加圧膜で区画された内側に形成される。そして、巻き出しロール１１，１１から繰り出される搬送フィルム１３，１３に挟持された被積層材１４と積層材１５は、搬送フィルム１３，１３の搬送移動に伴ってラミネータ２の開いたチャンバ内へ搬入され位置決めされる。駆動手段５で固定盤７と可動盤８を圧締して真空チャンバを形成後、加圧流体で加圧膜を膨張させチャンバの壁面との間で搬送フィルム１３を介して被積層材１４と積層材１５を加圧し、チャンバの外方に設けた図示しない加熱手段により加熱しつつ積層成形する。なお、ラミネータは、加圧膜を用いずにプレス機のように構成してもよいし、真空雰囲気中でなく大気中で積層成形するようなものであってもよい。

プレス機３は、固定的に配設される上熱盤９と、上熱盤９に対向して可動的に配設される下熱盤１０と、下熱盤１０を上下駆動させると共に上熱盤９と協働して圧締させる駆動手段６とからなる。なお、駆動手段６は、ピストンとシリンダ等からなる油圧式のものが好適に採用されるが、サーボモータとボール螺子等からなる機械式のものであってもよい。巻き取りロール１２，１２に巻き取られる搬送フィルム１３，１３の被積層材１４（積層材１５）が挟持された先方にあり前の成形サイクルで被積層材１４と積層材１５が積層成形されてできた積層品１６が、ラミネータ２から搬出され、続いて、プレス機３に搬入される。被積層材１４（積層材１５）と積層品１６との挟持距離は、ラミネータ２とプレス機３との中心間隔に等しいので、積層品１６はプレス機３の上熱盤９と下熱盤１０との間に正しく位置決めされる。この積層品１６は、上熱盤９の下面と下熱盤１０の上面で、上熱盤９の下面と下熱盤１０の上面近傍に設けた図示しない加熱手段により加熱されつつ駆動手段６によって圧締されて平坦化等の２次加工が行われる。

被積層材１４は、一例として、ビルドアップ回路基板がある。その場合、積層材１５はフィルム状の樹脂層である。ビルドアップ多層回路基板を製造する方法は、例えば、表面に回路パターンが形成され凹凸のある回路基板の表面にラミネータ２により絶縁樹脂層を積層成形し、この硬化した絶縁樹脂層の上に無電解メッキ及び電解メッキによって回路を形成し、必要に応じてこれを繰り返してさらに多重回路を形成する方法がある。しかしながら、絶縁樹脂層を積層成形した回路基板の表面には回路パターン厚みにより凹凸が生じ、絶縁樹脂層の表面にメッキによる微細回路パターンを形成することが困難になるという問題がある。この問題を解決するため、ラミネータ２で絶縁樹脂層を積層成形した積層品１６をプレス機３によって積層品１６の表面を平坦に成形するのである。なお、被積層材の他の例としてはＩＣカード等がある。

ラミネータ２に被積層材１４と積層材１５が、また、プレス機３に積層品１６がそれぞれ位置決めされた後、ラミネータ２とプレス機３は同時に成形サイクル開始する。図２に示すように、ラミネータ２は、制御装置４から伝送される信号に従う駆動手段５により可動盤８を上昇させる。可動盤８が固定盤７に当接して上昇が完了し圧締すると、圧締の状態を保持し、真空時間ＸのタイマＸが計時開始する。真空時間Ｘの設定時間の間、チャンバに連通接続された真空ポンプが作動してチャンバ内を脱気する。タイマＸの計時が真空時間Ｘに到達すると、加圧時間ＹのタイマＹが計時開始する。加圧時間Ｙの設定時間の間、制御装置４から伝送される信号に従って加圧膜は膨張して被積層材１４と積層材１５を加圧する。なお、固定盤７と可動盤８の圧締は、真空時間Ｘと加圧時間Ｙの設定時間中継続する。よって、真空時間Ｘの計時開始と同時に計時開始する圧締時間Ｅのタイマを、加圧時間ＹのタイマＹに代えて設けることによって、加圧時間（圧締時間）の制御を行うようにしてもよい。すなわち、圧締終了時点を規定する時間設定は、真空時間Ｘ及び加圧時間Ｙであるか又は、圧締時間Ｅのいずれかである。また、圧締終了時点では、加圧膜の加圧流体は無圧となっていなければならないので、その加圧膜の圧抜時点を圧締終了時点と見なすこともできる。

タイマＹの計時が加圧時間Ｙに到達すると、圧抜時間ＺのタイマＺが計時開始する。圧抜時間Ｚの設定時間中、制御装置４は駆動手段５を制御して、圧締力を解除させる。ここで、タイマＺの計時が圧抜時間Ｚに到達した時点で実際の圧締力は全て解除されているのであるから、タイマＺの計時が圧抜時間Ｚに到達した時点を圧締終了時点ということもできる。ラミネータ２の圧締力は比較的低い固定値でよいため、圧抜時間Ｚは０．５秒以下の設定値である。タイマＺの計時が圧抜時間Ｚに到達すると、制御装置４は駆動手段５を制御して、可動盤８を下降させチャンバを開放してラミネータ２の成形サイクルを終了させる。

一方、プレス機３は、制御装置４から伝送される信号に従う駆動手段６により下熱盤１０を上昇させる。下熱盤１０が搬送フィルム１３と積層品１６を介して上熱盤９に当接して上昇が完了し圧締すると、圧締時間ＡのタイマＡが計時開始する。圧締時間Ａの設定値は、ラミネータ２の真空時間Ｘの設定値と、加圧時間Ｙの設定値と、調整時間Ｄの設定値とを加算した値から、圧抜時間Ｃの設定値を減算したものである。圧締時間Ａの設定値は、成形サイクル開始に先立って制御装置４で演算され記憶装置に格納される。調整時間Ｄは、ラミネータ２とプレス機３とのサイクル時間の微小な偏差を解消させるために別途設けたもので、正と負それぞれの値に区別可能な設定値である。圧抜時間Ｃは、プレス機３の圧締力の設定値を、圧締力の減圧速度について予め設定した値で除したものであり、時間設定といえるものである。なお、調整時間Ｄ及び圧抜時間Ｃのいずれか一方又は双方は、必要に応じて加味されるものであって、必須のものではない。また、圧締時間Ａの設定値は、圧抜時間Ｚも加算されたものであってもよい。またさらに、圧締時間Ａの設定値の演算において、真空時間Ｘの設定値及び加圧時間Ｙの設定値に代えて、前記の圧締時間Ｅを用いてもよい。

タイマＡの計時が圧締時間Ａに到達すると、圧抜時間ＣのタイマＣが計時開始する。圧抜時間Ｃの設定時間中、制御装置４は駆動手段６を制御して、圧締力を解除させる。タイマＣの計時が圧抜時間Ｃに到達すると、制御装置４は駆動手段６を制御して下熱盤１０を下降させ、積層品１６を巻き取りロール１２側に搬出可能な状態にしてプレス機３の成形サイクルを終了させる。

このように積層成形装置１を制御するので、プレス機３の圧締時間のタイマを加減調整する必要がなく、ラミネータ２とプレス機３の成形サイクル時間を略同一にし無駄時間を排除することができる。そのため、成形作業者を過酷な労働から開放することができると共に、生産性の向上を図ることができる。

この発明は以上説明した実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を付加して実施することができる。

例えば、上記実施の形態では、ラミネータ２がプレス機３よりも作動時間設定を成形上堅持する必要性がより高いものとして、ラミネータ２の時間設定を優先させてプレス機３を制御するように記載したが、被積層材と積層材の材質等の相違に起因して、プレス機がラミネータよりも作動時間設定を成形上堅持する必要性がより高くなるため、プレス機の時間設定を優先させてラミネータを制御するようなこともある。またその場合、上記の両制御を自在に切換え設定可能とすることもできる。

本発明の積層成形装置の概要を示すブロック図である。 本発明の積層成形装置の制御方法を示す作動図である。

符号の説明

１ 積層成形装置
２ ラミネータ
３ プレス機
４ 制御装置
５，６ 駆動手段
７ 固定盤
８ 可動盤
９ 上熱盤
１０ 下熱盤
１１ 巻き出しロール
１２ 巻き取りロール
１３ 搬送フィルム
１４ 被積層材
１５ 積層材
１６ 積層品

Claims (2)

1. 被積層材と積層材とを加熱すると共に加圧して、被積層材の表面に積層材を積層成形するラミネータと、相対向して近接・遠退可能に設けられた熱盤を備え、前記ラミネータで積層された積層品を前記熱盤間において加熱すると共に圧締して２次加工するプレス機とを備えた積層成形装置の制御方法であって、
   前記プレス機における圧締の時間は、前記ラミネータにおける圧締終了時点を規定する時間設定に基づいた値を設定値とするタイマによって制御され、前記タイマの設定値は、前記プレス機の圧締力の圧抜時間を減算した値を含むことを特徴とする積層成形装置の制御方法。
2. 被積層材と積層材とを加熱すると共に加圧して、被積層材の表面に積層材を積層成形するラミネータと、相対向して近接・遠退可能に設けられた熱盤を備え、前記ラミネータで積層された積層品を前記熱盤間において加熱すると共に圧締して２次加工するプレス機とを備えた積層成形装置の制御方法であって、
   前記プレス機における圧締の時間は、前記ラミネータにおける圧締終了時点を規定する時間設定に基づいた値を設定値とするタイマによって制御され、前記タイマの設定値は、正負いずれにも設定可能な調整時間の設定値を含むことを特徴とする積層成形装置の制御方法。
   

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