JP4771128B2 - Thermocompression roller - Google Patents
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本発明は、プリント配線板などのシート状基板にフィルムを熱圧着するフィルムラミネート装置などに使用される熱圧着用ローラに関する。 The present invention relates to a thermocompression-bonding roller used in a film laminating apparatus for thermocompression bonding a film to a sheet-like substrate such as a printed wiring board.
プリント配線板は回路を形成する過程で、一般にドライフィルムと呼ばれるフィルムを基板に熱圧着して露光、エッチングを行うことにより所定の回路パターンを形成する場合がある。この時、プリント配線板の表面には凹凸がある場合が多く、フィルムを基板にすき間なく張り合わせるために、熱圧着用ローラとしては圧着強度がある鉄系のローラが一般に採用されている。 In the process of forming a circuit, a printed wiring board may form a predetermined circuit pattern by performing thermocompression bonding on a substrate, generally called a dry film, and performing exposure and etching. At this time, the surface of the printed wiring board is often uneven, and an iron-based roller having a compression strength is generally used as a thermocompression-bonding roller in order to attach the film to the substrate without gaps.
また、上記のローラを加熱するのに内部に加熱素子を組み込むが、加熱素子もローラと一体的であるほうが熱伝導の点からすれば好ましいけれども、電気的な配線が必要な加熱素子を回転させるには、配線の接触箇所が必要になり、また、その部分が接触不良を起こさないように定期的な接触部品の交換などのメンテナンスが必要になる面倒さがあるために、ローラを中空にしてその中空内部に固定式の加熱素子を設けている。 In addition, a heating element is incorporated in the inside to heat the roller. The heating element is preferably integrated with the roller from the viewpoint of heat conduction, but the heating element that requires electrical wiring is rotated. Since there is a need for a wiring contact point, and there is a hassle that requires regular maintenance such as replacement of contact parts so that the contact does not cause poor contact, the roller should be hollow. A fixed heating element is provided inside the hollow.
しかし、加熱素子と回転するローラ間にすき間があると、熱が伝わりにくく、ローラと加熱素子の温度差が大きくなりやすい。このため、特に、金属の中でも比較的熱伝導が小さい鉄系のローラに使用すると温度調整が困難になりやすく、また、ローラの軸方向の温度分布も不均一になりやすい。
そのために、ローラの内管部材をローラの外管部材よりも熱伝導率が大きい部材にする二重構成していた(たとえば、特許公開2002−001822公報)。また、図2に示すように、内管部材が必要以上動かないように、ローラ取付可動部材6に設けた押さえ部12と外管部材3の端部に設けた止め部11の両端で挟む方法も採用されていた。
Therefore, the inner tube member of the roller has a double structure in which the heat conductivity is higher than that of the outer tube member of the roller (for example, Japanese Patent Publication No. 2002-001822). Further, as shown in FIG. 2, a method of sandwiching between the pressing portion 12 provided on the roller mounting
しかし、内管部材を両端で挟む方法では、もし内管部材の寸法が外管部材の寸法より熱膨張しすぎると挟みきれずに、破損などの問題を起こしてしまう。また、ローラ取付可動部材に設けた押さえ部と外管部材の端部に設けた止め部の加工工数が追加されコストアップになってしまう。 However, in the method of sandwiching the inner tube member at both ends, if the size of the inner tube member is thermally expanded more than the size of the outer tube member, the inner tube member cannot be completely pinched and causes problems such as breakage. Moreover, the processing man-hours of the pressing portion provided on the roller mounting movable member and the stopper provided at the end of the outer tube member are added, resulting in an increase in cost.
本発明は、上記の課題を解決するために、中空ローラと、前記中空ローラの中空内に固定式の加熱素子とを有する加熱ローラにあって、前記中空ローラが少なくとも二重構造になっていて、前記中空ローラの内管部材は前記中空ローラの外管部材から差し込まれたピンにより固定されていることを特徴とする熱圧着用ローラを提供するものである。
また、前記ピンは、前記中空ローラの内管部材の中央に一本で固定されていることを特徴とする上記の熱圧着用ローラを提供するものである。
In order to solve the above problems, the present invention is a heating roller having a hollow roller and a fixed heating element in the hollow of the hollow roller, and the hollow roller has at least a double structure. The inner tube member of the hollow roller is fixed by a pin inserted from the outer tube member of the hollow roller.
In addition, the above-mentioned thermocompression-bonding roller is characterized in that the pin is fixed by one at the center of the inner tube member of the hollow roller.
以上の通り、本発明によれば、熱圧着用中空ローラの内管部材が、外管部材から差し込まれたピンにより固定されているので、構造が簡単で組み立てがしやすくまた、使用中に内管部材がずれていかない熱圧着用ローラを提供できる。
また、中空ローラの内管部材が、中央でかつピン一本で固定されているので、内管部材と外管部材との長さ方向の伸び縮みよるずれを最小限度に留めることができる。
As described above, according to the present invention, since the inner tube member of the thermo-compression hollow roller is fixed by the pin inserted from the outer tube member, the structure is simple and easy to assemble. A thermocompression-bonding roller in which the tube member is not displaced can be provided.
In addition, since the inner tube member of the hollow roller is fixed at the center and with a single pin, it is possible to minimize the displacement due to expansion and contraction in the length direction between the inner tube member and the outer tube member.
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において、1は中空ローラであり、二重管構造になっている。中空ローラ1の内側は銅またはアルミニュウム、または、銅に銀、クロムなどを添加した合金、アルミニュウムにマンガン、シリコンなどを添加した合金からなる内管部材2で、外側は、鉄または鉄にニッケル、マンガン、モリブデン、シリコンなどを添加した合金やステンレスからなる外管部材3で、表面には、耐熱性、弾性、または剥離性をもたせるために一般的にシリコンゴムやフッ素ゴムなどの弾性部材4が焼き付けされている。外管部材3と弾性部材4の間にニッケルなどのめっき層を設けてもかまわない。中空ローラ1は両端をローラ軸受部5で支えられ、ローラ取付可動部材6に取付、回転する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
In FIG. 1,
10はピンで、くさび状でもかまわないが、直径が1mmから10mm程度の円錐状のものが使用できる。
円錐状である理由は、穴の位置合わせを容易にするために、外管部材3に内管部材2を所定の位置に挿入固定後、外管部材3の外面から内管部材2の内側まで回転ドリルで一括穿孔後、そのままピンを打ち込むためである。
内管部材2の肉厚が厚い場合のは、内管部材の途中まで穿孔したほうが、加熱素子7にピン10先が接触するのを防止することができる。
最終のピン10の長さは、外管部材3と内管部材2との合計の肉厚か若干短めではあるが、始めの長さを合計の肉厚にし、ピンの外管部材3外面から少し残し、残し部分を研磨削除するようにするとピン10先端が内管部材2から飛び出ることがない。
ピン10の数は、一本が好ましい。予備的に2本以上打ち込んでかまわないが、ピン10の位置は、内管部材の長さ方向の中央でまた位置をそろえるのが好ましい。そのことにより、内管部材と外管部材との長さ方向の伸び縮みよるずれを最小限度に留めるとともに、ピン間ストレスを最小限にとどめることができる。
また、ピン10の材質は、腐食や熱的伸び縮みの点から外管部材と同じものが好ましいが、同系の材料であれば、より高強度のものが好ましい。
The reason for the conical shape is that from the outer surface of the
When the
The final length of the
The number of
Further, the material of the
銅の熱伝導率は約400W・m-1・K-1、線膨張率は約17×10-6で、アルミニュウムの熱伝導率は約240W・m-1・K-1、線膨張率は約23×10-6と大きく、特に熱伝導率が大きい銅が好ましい。それに比べて、鉄の熱伝導率は約80W・m-1・K-1、線膨張率は約12×10-6、そしてステンレスの熱伝導率は約16W・m-1・K-1、線膨張率は12〜16×10-6程度と小さい。 The thermal conductivity of copper is approximately 400 W · m −1 · K −1 , the linear expansion coefficient is approximately 17 × 10 −6 , the thermal conductivity of aluminum is approximately 240 W · m −1 · K −1 , and the linear expansion coefficient is Copper having a large thermal conductivity of about 23 × 10 −6 is particularly preferable. In comparison, the thermal conductivity of iron is about 80 W · m −1 · K −1 , the linear expansion coefficient is about 12 × 10 −6 , and the thermal conductivity of stainless steel is about 16 W · m −1 · K −1 , The linear expansion coefficient is as small as about 12 to 16 × 10 −6 .
加熱素子の熱が、ローラ内管部材である銅やアルミニュウムの一部分に伝達されたとしても、銅やアルミニュウムは熱伝導率が大きいために、ローラと加熱素子の温度差を大きくとらなくともローラ内管部材全体に素早く伝わり、ローラの軸方向にもより均一な熱の伝導体となるため、ローラ外管部材が熱伝導の遅い鉄またはステンレスであってもローラ全体としては温度分布のむらの低減を図ることができる。 Even if the heat of the heating element is transferred to a part of copper or aluminum, which is the inner tube member of the roller, copper or aluminum has a large thermal conductivity, so even if the temperature difference between the roller and the heating element is not greatly increased, Since the heat is transmitted to the entire tube member quickly and becomes a more uniform heat conductor in the axial direction of the roller, even if the roller outer tube member is made of iron or stainless steel, which has a slow heat transfer, the roller as a whole can reduce uneven temperature distribution. Can be planned.
また、銅やアルミニュウムの線膨張率が鉄やステンレスの線膨張率よりも大きいために、室温では内管部材の外径を外管部材の内径より小さくして外管部材に挿入しやすくしても、加熱により内管部材が外管部材より膨張するので二重構造が一体化し、熱が伝わりやすくなる。 In addition, since the linear expansion coefficient of copper and aluminum is larger than that of iron and stainless steel, the outer diameter of the inner tube member is made smaller than the inner diameter of the outer tube member at room temperature to facilitate insertion into the outer tube member. However, since the inner tube member expands more than the outer tube member by heating, the double structure is integrated and heat is easily transmitted.
中空ローラ1の外管部材3は圧着強度を得るために、実用的な100mm程度のローラ長さに対してその肉厚は5mm以上、好ましくは、10mm以上を必要とする。また、肉厚が100mm以上ではローラ自体が重くなり、ローラ軸受部5やローラ取付可動部材6に負担がかかるばかりか、設定温度に達するまでに時間がかかり作業性を悪化させる。内管部材2の肉厚は5〜50mm程度、弾性部材4の肉厚は0.1〜5mm程度が適当である。
The
中空ローラ1の中空部分には棒状の加熱素子7を挿入し、加熱素子固定治具8により固定する。加熱素子7は図では示していないが、外部に設けた電源、温度制御回路に電気的に接続されている。加熱素子7はニクロム線などの電気的抵抗体が組み込まれていて、通電して発熱する。加熱素子7と中空ローラ1のすき間を一定に保つために、その両端部にヒータ軸受部9を適宜設ける。
A rod-
中空ローラ1をたとえば、内側が銅、中間がアルミニュウム、そして、外側が鉄のように三層構造にし、軽くして軸受部5の負担を軽くすることができる。
For example, the
次に、本発明の実施例について説明する。
中空ローラの内管部材は、外径が40mmで内径が22mm、長さが800mmの銅製とし、中空ローラの外管部材は外径が83mmで内径が40mm、長さが軸を含め900mmの鉄製とする。
次に、外管部材に内管部材を挿入固定し、内管部材の長さ方向の中央部分に、直径が5mmの穴を回転ドリルにより一括穿孔し貫通後、その状態で、外管部材と同じ鉄製で直径が5mm、長さが61mmのピンを1mm程度残して打ち込む。
次に、外管部材の表面を全体的に研磨平坦化し、表面に厚さ3mmのシリコンゴムの焼き付け層を設ける。加熱素子は、外径が20mm、加熱有効長さが740mmのものを使用する。
Next, examples of the present invention will be described.
The inner tube member of the hollow roller is made of copper with an outer diameter of 40 mm, an inner diameter of 22 mm, and a length of 800 mm. The outer tube member of the hollow roller is made of iron with an outer diameter of 83 mm, an inner diameter of 40 mm, and a length of 900 mm including the shaft. And
Next, the inner tube member is inserted and fixed to the outer tube member, and a hole having a diameter of 5 mm is collectively drilled with a rotary drill in the central portion in the length direction of the inner tube member. A pin made of the same iron and having a diameter of 5 mm and a length of 61 mm is left behind, leaving about 1 mm.
Next, the entire surface of the outer tube member is polished and flattened, and a silicon rubber baking layer having a thickness of 3 mm is provided on the surface. A heating element having an outer diameter of 20 mm and a heating effective length of 740 mm is used.
1…中空ローラ、2…内管部材、3…外管部材、4…弾性部材、5…ローラ軸受部、6…ローラ取付可動部材、7…加熱素子、8…加熱素子固定治具、9…ヒータ軸受部、10…ピン、11…止め部、12…押さえ部。
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