JP5019113B2

JP5019113B2 - 平板ラミネート装置

Info

Publication number: JP5019113B2
Application number: JP2007207835A
Authority: JP
Inventors: 保桐野; 典和成輪; 良太渡邉
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd; Showa Denko Materials Co Ltd
Current assignee: Showa Denko Materials Co Ltd
Priority date: 2007-08-09
Filing date: 2007-08-09
Publication date: 2012-09-05
Anticipated expiration: 2027-08-09
Also published as: JP2009039960A

Description

本発明は、加圧平板により、基板にフィルムを被着させる平板ラミネート装置に関するものである。特に、真空中で、回路基板にドライフィルムを被着させる平板真空ラミネート装置に関するものである。

従来、回路基板にドライフィルムを被着させるラミネート装置は、大気中において、回路基板とドライフィルムを、一対の熱ローラで加熱加圧してラミネートしていた。また、回路基板とドライフィルム間の微小な気泡をなくすために、これを真空中でおこなう方法も提案されている（特許文献１）が、送り出し、ラミネート、格納一式を真空チャンバー内で行うのは大がかりなため、ラミネートのみ真空中で行う加熱加圧平板による真空ラミネート装置が多用されている（特許文献２）。ただ、熱ローラでの加熱加圧と異なり、加圧平板によるラミネート方式では、ラミネートされるものが、加圧前に加熱加圧平板の熱により加熱されやすいため、ラミネートされるものを加熱加圧平板から十分に離しておく必要があるが、従来は、真空チャンバーの外部に、複数本の油圧シリンダを設け、その可動部分である移動ロッドを真空チャンバーの壁を通して挿入し、加圧平板を昇降させていた（特許文献３）。
（特許文献３）。
特開２００５−５９４８６号公報特開２０００−１５６９７号公報特開２００２−１４４４３１号公報

解決しようとする問題点は、真空チャンバーの外部に、油圧シリンダを設け、その可動部分である移動ロッドを真空チャンバーの壁を通して挿入し、加圧平板を昇降させると、その移動ロッドとチャンバーの壁の間の気密をとるため機構が複雑になること、また、気密をとるために安易な機構にするとその部分に用いた真空グリス等によりチャンバー内が汚染され、それによって、被着フィルムと基板との間に入り込んだ汚染物質により密着不良をおこす心配がある点である。また、油圧シリンダを複数本使用する場合、押し圧の並行をとりにくい点である。本発明の目的は、これらの欠点を解消することである。

本発明は、以下に関する。
１．真空チャンバー内で、移動可能な加圧平板と固定された加圧平板とにより、基板にフィルムを被着させる平板ラミネート装置において、前記真空チャンバー内に、前記移動可能な加圧平板の運動手段としてベローズ型空気ばねを設けることを特徴とする平板ラミネート装置。
２．項１において、固定された加圧平板が上側に、移動可能な加圧平板が下側に配置され、前記移動可能な加圧平板がベローズ型空気ばねにより上下に移動することを特徴とする平板ラミネート装置。
３．項１又は２において、固定された加圧平板が真空チャンバーの上面内壁に固定され、移動可能な加圧平板の運動手段であるベローズ型空気ばねが、前記真空チャンバーの下面内壁に設けられることを特徴とする平板ラミネータ装置。

本発明の平板ラミネート装置に用いるベローズ型空気ばねは、油圧シリンダと比べて、取り付け高さが低く、真空チャンバー内に設置することが容易であり、加圧平板を昇降させるのに、構造上摺動部分が無く、汚染物質を排出する恐れがないので、チャンバー内が汚染される心配が無い。また、ベローズ型空気ばねは、径の広い柱状体であるため、設置は一本だけでよく、また、空気の力により加圧するため、加圧平板を均一に押すことができる。

本発明に述べる真空チャンバーは、真空度０．１パスカル程度の真空度に耐える容器で、内部でラミネートを行う。また、被着フィルムと基板が搬入搬出できるように二つまたはそれ以上に分割できるようになっている。そして、その境界には真空パッキンを設ける。また、真空チャンバーには、真空排気用の排気口、真空開放用の開放口を設ける。

本発明に述べる加圧平板は、加圧面が基板かそれ以上の広さの、平板形状のもので、加圧を目的とした温度調節ができる平板をさす。被加圧物であるフィルムと接する側には一般的には表面に弾性体を有する。加圧平板は、一般的に銅、アルミニウム、鉄、ステンレスなどの金属、ステンレスや鉄にニッケル、マンガン、モリブデン、シリコンなどを添加した合金等が用いられるが、熱伝導率の高いセラミック等も用いられる。
表面の弾性体には、コーテング等の焼き付けのほか、シート状のものを接着剤で積層したり単に重ねたりして設ける。弾性体の材質は、シリコーンゴム、フッ素ゴム、エチレンプロピレンゴム、ニトリルブタジエンゴム、クロロプレンゴムなどのエラストマが使用できる。無機ヒイラーを添加したりして硬度を調節する。使用状態により弾性体が劣化する場合には、弾性体の両端をホールド脱着可能タイプにして、定期的に取り替えられるようにするのが好ましい。また、基板の凹凸の状態により取り替えられるようにするのが好ましい。また、基板の凹凸の状態により、表面が柔らかで背面が硬いような複層の弾性体や、硬度の異なる複数枚の弾性体を用いてもかまわない。

本発明に述べる基板は、片面または両面に、凹凸面をもった板状のものをさす。特に、プリント配線板の製造においては、１０μｍから１ｍｍ程度の凹凸表面をもった、樹脂や金属が積層された回路基板をさし、素子が内蔵される場合もある。

本発明に述べるフィルムは、室温または加温中で、加圧によりの張り付き力を持つフィルムをさす。特に、プリント配線板の製造においては、ドライフィルムをさし、エッチングで残す部分やめっきしない部分のマスクや、部品を実装してはんだ付けするときにはんだが不要な部分などを覆うためのフィルム材料をさす。また、張り合わせる側には、一般に保護フィルムが張られていて、貼り合わせ時にはがされる。
また、フィルムを基板に仮にはった状態（プレラミネート状態：フィルムが回路基板に部分的にはられた状態で、フィルムと回路基板との間の空気が抜け出ることが可能な状態をさす。）で、真空チャンバー内に挿入ときにはすでに基板と同形状に切断しておいてもかまわないが、フィルムを両面にラミネートまたは、基板の下側にフィルムをおいて下側からラミネートする場合には、フィルムを連続体のまま真空チャンバー内に挿入し、ラミネート後、真空チャンバーから取り出してから切断したほうが量産性の点で好ましい。
また、搬送用のフィルムを別に用意し、その上にフィルム、基板、フィルムと重ねて真空チャンバー内の加圧平板間に挿入する場合もある。また、搬送用のフィルム、フィルム、基板、フィルムと重ね、さらにその上にカバーフィルムを重ねる方法もある。これら場合にフィルムは、連続の長尺体でもかまわないが、基板長さ程度にすでにカットされている場合もある。

本発明に述べるベローズ型空気ばねは、じゃばら（ベローズ）状をした空気圧により変形するばねで、柱状の側面に設けたリングにより側面形状が固定され、柱状の高さ方向に往復運動をするものである。
空気ばねの空気圧は、空気取り入れ口より空気を出し入れして行われる。
材質的には特に限定はないが、ナイロンやポリエステル等の繊維層で補強した、天然ゴム、ブチルゴム、クロロプレンゴム、ブタジエンゴム、ブタジエンゴム加硫物から成るゴム等のエラストマ等を単層または積層して使用できる。

以下、本発明を図面に示す実施の形態に基づいて説明する。図１は、本発明に係るラミネート装置を模式的に示している。図１（ａ）は、ラミネート前の状態で、図１（ｂ）は、ラミネート中の状態を示している。

図１においては、加圧平板を上下に用い、回路基板を水平に挿入し、その表裏両面にレジストフィルムを同時に被着する装置例を示している。
真空チャンバー１は、上下に２分割できて、その境界には真空パッキン２を設ける。真空パッキン２は、上下の真空チャンバー１を密閉できることのほか、基板１０からはみ出したフィルム１１を挟み込んでも真空がとれるように、その境界部分には真空パッキン２を上下に設けるのがこのましい。真空チャンバー１の開閉は油圧シリンダ等の上下運動手段３により行う。
また、真空チャンバー１には、真空排用の排気口４と真空開放用の開放口１２を設ける。
加圧平板５には、温度調節用の加熱・冷却手段６を設ける。加熱手段としては、加圧平板に加熱用ヒータ等を設け、冷却手段としては、冷却用の水冷管等を設ける。また、加圧板５の加圧面側の表面には弾性体７を設ける。
そして、加圧平板５の片方（この図では下側）には、加圧平板５が上下に移動できるための上下運動手段として、ベローズ型空気ばね８を真空チャンバー１の下面内壁に設け、もうひとつの加圧平板５は、真空チャンバー１の上面内壁に固定する。この構造の場合、真空チャンバー１は、ラミネートを行うのに耐える強度が必要となる。平板ラミネート装置一式を真空チャンバー１から取り外せるような構造にしてもかまわない。また、ベローズ型空気ばね８には、真空チャンバー１の壁を貫通する空気出し入れ口９を設け、空気ばねのガス圧を調節する。

図１の装置を使用しての、ラミネートの方法は、まず、図１（ａ）に示すように、真空チャンバー１開いた状態で、ベローズ型空気ばね８は、空気出し入れ口９より空気をぬいて上下方向に収縮した状態にしておく。次に、回路基板１０にフィルム１１を仮にはった状態（プレラミネート状態）にして、回路基板１０を、真空ラミネート装置の真空チャンバー１内の加圧平板５間に挿入する。
次に、図１（ｂ）に示すように、下側の真空チャンバー１を上下運動手段３により上方に移動させ、フィルム１１を真空パッキン２のところではさんで、真空チャンバー１を閉じて、真空排気用の排気口４より真空排気後、加圧平板５を加熱しながら、ベローズ型空気ばね８の空気出し入れ口９より空気を送り込んで、加圧平板５の間をせばめて加圧し、フィルム１１を回路基板１０にラミネートする。
次に、加圧平板５を冷却しながら、加圧平板５の間を広げ、真空開放用の開放口１２より外気をとりいれ真空を開放し、下側の真空チャンバー１を上下運動手段３により下方に移動させ、真空チャンバー１を開いて、回路基板１０を取り出す。
また、図１の装置を使用しての、別のラミネートの方法としては、搬送用のフィルムを別に用意し、その上にフィルム１１、基板１０、フィルム１１と重ねて真空チャンバー１内の加圧平板５間に挿入する場合もある。また、搬送用のフィルム、フィルム１１、基板１０、フィルム１１と重ね、さらにその上にカバーフィルムを重ねる方法もある。これら場合にフィルム１１は、連続の長尺体でもかまわないが、基板１０程度にすでにカットされている場合もある。

本発明に係る平板ラミネート装置の概略図を示している。

符号の説明

１…真空チャンバー、２…真空パッキン、３…上下運動手段、４…排気口、５…加圧平板、６…加熱・冷却手段、７…弾性体、８…ベローズ型空気ばね、９…空気出し入れ口、１０…基板、１１…フィルム、１２…開放口。

Claims

真空チャンバー内で、移動可能な加圧平板と固定された加圧平板とにより、基板にフィルムを被着させる平板ラミネート装置において、前記真空チャンバー内に、前記移動可能な加圧平板の運動手段としてベローズ型空気ばねを設けることを特徴とする平板ラミネート装置。
請求項１において、固定された加圧平板が上側に、移動可能な加圧平板が下側に配置され、前記移動可能な加圧平板がベローズ型空気ばねにより上下に移動することを特徴とする平板ラミネート装置。
請求項１又は２において、固定された加圧平板が真空チャンバーの上面内壁に固定され、移動可能な加圧平板の運動手段であるベローズ型空気ばねが、前記真空チャンバーの下面内壁に設けられることを特徴とする平板ラミネータ装置。