JP7029372B2

JP7029372B2 - 積層装置

Info

Publication number: JP7029372B2
Application number: JP2018174582A
Authority: JP
Inventors: 和敏岩田; 善明本間; 健山口
Original assignee: Nikko Materials Co Ltd
Current assignee: Nippon Mining Holdings Inc
Priority date: 2018-09-19
Filing date: 2018-09-19
Publication date: 2022-03-03
Anticipated expiration: 2038-09-19
Also published as: JP2020044703A

Description

本発明は、基材にフィルムを積層する積層装置に関するものであり、詳細には、基材（例えば、プリント回路基板やウエハ）の上に樹脂フィルムを積層するに際し、基材と樹脂フィルムとの間にボイドが生じることを抑制することができ、より迅速な積層を行うことができる積層装置に関するものである。

従来、配線等によって凹凸が設けられた基材に、ラミネート用フィルム等を積層する装置においては、例えば、特許文献１に示されるように、基材にラミネート用フィルムを載置したもの（以下「ワーク」とすることがある）を搬送する手段として、ワークを搬送用フィルムの間で狭持し、搬送用フィルムを走行させて搬送することが行われている。

近年、多様な電子機器の開発が進み、それに伴い多様な基材が用いられるようになってきている。このため、基材によっては、搬送用フィルムでワークを狭持して搬送する際やワークを減圧状態で押圧して積層する際等にワークがずれて、搬送用フィルムからワークがはみ出すことがあり、問題となっている。これを防止するため、例えば、ワークが搬入された密閉空間を減圧状態にするための速度を遅くして、密閉空間内での急激な空気の移動を生じさせないようにするという対策が講じられている。

しかし、ワークが搬入された密閉空間を減圧状態にするための速度を遅くすると、基材とラミネート用フィルムとの間から空気が出ていく時間が長くなり、得られる積層体にボイドが生じるリスクが高まる。また、所定の減圧状態にするために余分な時間がかかり、製造効率が低下する。

特開２００８－２２１８４０号公報

本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、一対の搬送用フィルムでワーク等を狭持して搬送する際に、上記ワークがずれて、上記一対の搬送用フィルムの間からワークがはみ出すことを防止することのできる積層装置の提供をその目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明は、以下の[１]～[４]を要旨とする。
[１]基材にフィルムを積層する装置であって、
上記基材および上記フィルムを減圧状態で押圧する押圧手段と、
上記基材および上記フィルムを一対の搬送用フィルムで狭持し、上記押圧手段に搬送する搬送手段と、を備えており、
上記一対の搬送用フィルムの、互いに重なる長さ方向に沿った端部を部分的に仮接着するクリンピング機構を、上記押圧手段の手前側または上記押圧手段内に有している積層装置。
[２]上記クリンピング機構が、上記一対の搬送用フィルムで狭持された基材の搬送方向長さに対応する、上記一対の搬送用フィルムの長さ方向に沿った端部の複数箇所を仮接着するように構成されている、[１]に記載の積層装置。
[３]上記複数の仮接着箇所が、上記基材の搬送方向長さの半分より搬送方向側の少なくとも１箇所と、基材の搬送方向長さの半分より搬送方向手前側の少なくとも１箇所に設定されている、[２]に記載の積層装置。
[４]上記複数の仮接着箇所が、上記一対の搬送用フィルムの長さ方向に沿った両端部の互いに相対する位置に設定されている、[２]または[３]に記載の積層装置。
[５]上記クリンピング機構による搬送用フィルムの仮接着が、上記一対の搬送用フィルムに凹凸を付与し、上記凹凸の係合によって行われるようになっている、[１]～[４]のいずれかに記載の積層装置。

すなわち、本発明の発明者らは、前記課題を解決するために研究を重ねた。その結果、搬送用フィルムの走行速度を遅くすることや、押圧時の減圧速度を遅くする等の対応ではその効果が充分ではなく、また製造効率の低下を招くことから、これらとは全く別の観点からさらに研究を続けた。その結果、搬送用フィルムで狭持されたワークの自由度を制限することで、搬送用フィルムからのワークのはみ出しを防止できることを見い出し、本発明に到達した。

本発明の積層装置によれば、搬送用フィルムでワーク等を狭持して搬送する際に、一対の搬送用フィルムの間から上記ワークのはみ出しを防止することができる。

本発明の一実施の形態に係る積層装置の概略を示す構成図である。上記積層装置の真空積層手段の説明図である。（ａ）～（ｄ）は、いずれも、上記積層装置のクリンピング機構による、搬送用フィルムの仮接着箇所の説明図である。（ａ），（ｂ）は、ともに、上記積層装置のクリンピング機構の動作を説明する説明図である。上記クリンピング機構の部分拡大図である。上記クリンピング機構によって仮接着された箇所の形状を説明する説明図である。上記クリンピング機構の他の構成を説明する説明図である。

つぎに、本発明を実施するための形態について詳しく説明する。ただし、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではない。

図１は、本発明の１つの実施の形態に係る積層装置を示している。この積層装置は、配線１０５等による凹凸が設けられたビルドアップ基板用の基材１００に、ラミネート用のフィルム１０１を積層するための装置であり、上下一対の搬送用フィルム５，６を一方側から繰り出し、他方側でこれを巻き取ることによりワーク（基材１００にラミネート用フィルム１０１をその凹凸面に載置したもの）１０２を順次搬送する搬送手段１，４を備えている。そして、この搬送用フィルム５，６の矢印の流れ方向の上流側から下流側に向かって、真空積層手段２と、平面プレス手段３とがこの順に配置されており、上記一対の搬送用フィルム５，６の長さ方向に沿った端部を部分的に仮接着するクリンピング機構７が、上記真空積層手段２の手前側（搬送の流れの上流側）に設けられている。

上記搬送用手段１は、ワーク１０２を工程に搬入するための搬入用コンベア８を有している。また、搬送手段４は、平面プレス手段３により平坦化された積層体１０４を冷却するためのファン９，１０を有している。そして、搬送手段４において、巻き取られる搬送用フィルム５，６の間から、完成した積層体１０４が取り出されるようになっている。
以下、真空積層手段２、平面プレス手段３、搬送手段１、４について簡単に説明した後、クリンピング機構７について詳細に説明する。

[真空積層手段２]
上記真空積層手段２は、搬送用フィルム５，６に狭持された状態で搬送されてきたワーク１０２を、上部プレート１１と下部プレート１２との間に位置決めし、密閉空間１３内において減圧下で加熱プレスして、基材１００の凹凸に沿ってフィルム１０１を密着追従させるものであり、プレス台１４に立設された複数本（図２では、２本しか図示せず）の支柱１５と、これら各支柱１５にボルト，ナット等の固定器具１６で固定された上部プレート１１と、上記各支柱１５に上下移動可能に取り付けられた下部プレート１２等を備えている。この下部プレート１２は、ジョイント１７を介して油圧シリンダ１８に連結されており、この油圧シリンダ１８の作動により（ピストンロッド１８ａの上昇および下降に伴って）上下移動するようになっている。

上記上部プレート１１には、平板状の断熱材１９，熱盤２０，緩衝材、弾性プレス板２１が上からこの順に固定されており、下部プレート１２には、平板状の断熱材２２，熱盤２３，下側緩衝材、弾性プレス板２４が下からこの順に固定されている。なお、上記緩衝材はいずれも図示を省略している。これら上下の両熱盤２０，２３には、その内部に、弾性プレス板２１，２４を加熱するための温度コントロール可能な加熱器具が適宜配置されている。

また、上記真空積層手段２は、可動真空枠２５を備えている。この可動真空枠２５は、上部プレート１１の下面に気密状に固定された略四角形枠状の固定枠部２６と、下部プレート１２の上面に気密状に固定された可動枠２７を備えている。上記固定枠部２６には、真空引き用ノズル（図示せず）が連結されており、上下の両プレート１１，１２の密封契合時に、この真空引き用ノズルにより、固定枠部２６と可動枠２７等で形成される密閉空間１３（図１参照）内を真空引きし、この密閉空間１３の圧力を調整する（すなわち、所定圧力の減圧状態とする）ことができる。なお、上記真空引き用ノズルは、固定枠部２６ではなく、上部プレート１１に連結してもよく、さらに複数箇所に設けると効率よく密閉空間１３の圧力を調整することができる。

[平面プレス手段]
上記平面プレス手段３（図１に戻る）は、上記真空積層手段２から搬送用フィルム５，６で狭持され搬送されてきた仮積層体１０３を上下両プレスブロック２８，２９間に位置決めし、これら上下両プレスブロック２８，２９で加熱加圧して仮積層体１０３の表面を平坦化するものである。この実施の形態では、下側のプレスブロック２９が、油圧シリンダ３０に連結されており、この油圧シリンダ３０の作動により昇降するようになっている。

[搬送手段]
搬送手段１、４（図１に戻る）は、工程の始点に位置する上下の搬送用フィルム繰出し機３１，３２および、工程にワーク１０２を搬入するための搬入用コンベア８と、工程の終点に配置された搬送用フィルム巻取り機３３，３４と、ワーク１０２等を搬送する搬送用フィルム５，６を工程各所で支承する複数のガイドローラー等と、を備えている。
そして、上記搬送用フィルム繰出し機３１，３２と真空積層手段２との間に、搬送用フィルム５，６の長さ方向に沿った端部を部分的に仮接着するクリンピング機構７を有している。このクリンピング機構７を設けたことが、本発明の最大の特徴である。

[クリンピング機構]
上記搬入用コンベア８から所定間隔で工程に供給された枚葉状のワーク１０２は、各搬送用フィルム繰出し機３１，３２から繰り出された上下の搬送用フィルム５，６の間に、所定の間隔で断続的に（間欠的に）挟み込まれて保持され、これら搬送用フィルム５，６の流れ（走行）と同期した状態で、上記各ガイドローラーに案内されながら、真空積層手段２に向かって送られる。そして、ワーク１０２が真空積層手段２により減圧状態で押圧される前に、図３（ａ）で示すとおり、上記ワーク１０２が狭持された搬送用フィルム５，６の、上記ワーク１０２の搬送方向長さＬ₁に対応する搬送用フィルムの長さ方向に沿った端部Ｅにおける４つの箇所Ｐが、上記クリンピング機構７によって部分的に仮接着される（ワーク１０２の上面を覆う搬送用フィルム５の図示を省略している。以下、図３（ｂ）～（ｄ）において同じ）。

上記搬送用フィルム５，６の長さ方向に沿った端部Ｅとは、搬送用フィルム５，６において、狭持された基材１００（ワーク１０２）および基材１００（ワーク１０２）を長さ方向に延長したと仮想した部分より外側（端部側）の、斜線および格子線で示す部分を意味する。

上記４つの箇所Ｐは、上記一対の搬送用フィルム５，６の長さ方向に沿った両端部Ｅに２箇所ずつに設けられている。これら４つの箇所Ｐは、いずれもワーク１０２（基材１００）の搬送方向長さＬ₁に対応する上記一対の搬送用フィルム５，６の長さ方向に沿った端部Ｅ[図３（ａ）において格子線で示す部分]に設けられており、一方（例えば左側）の端部Ｅにおいて、基材１００の搬送方向長さの半分Ｌ₂より搬送方向側に１箇所と、基材１００の搬送方向長さの半分Ｌ₂より搬送方向手前側に１箇所に設けられており、もう一方（例えば右側）の端部Ｅにおいても同様に設けられている。

上記クリンピング機構７は、図４（ａ）で示すとおり、上歯３５を有するアーム３６と、下歯３７を有するテーブル３８と、上記テーブル３８を昇降自在に動かすモーター３９とを備えており、送り出される搬送用フィルム５，６の、仮接着を所望する箇所Ｐに対し、図４（ｂ）で示すとおり上記テーブル３８を上昇させて下歯３７を、アーム３６の上歯３５に噛み合わせることで、搬送用フィルム５、６に凹凸形状を付与し、これらの凹凸の係合により搬送用フィルム５と搬送用フィルム６とを、箇所Ｐにおいて部分的に仮接着するようになっている。この実施の形態では、仮接着を行う箇所Ｐが、搬送用フィルム５，６の幅方向Ｗの両端部Ｅにあるため、上記クリンピング機構７は左右両側にそれぞれ設けられている（図１では、手前側（進行方向右側）のクリンピング機構７の記載を省略している）。

上記仮接着を行う箇所Ｐを、図３（ａ）で示すこの実施の形態のように、搬送用フィルム５，６の両端の４箇所に設定すると、仮接着の箇所の数が少ないながら、搬送用フィルム５，６内にワーク１０２を確実に狭持することができる点で好ましい。しかし、ワーク１０２が搬送用フィルム５，６の左右いずれかの端部Ｅ側に移動する傾向がみられる等の場合は、図３（ｂ）で示すとおり、その移動する傾向がみられる側の端部Ｅに一つだけ仮接着の箇所Ｐを設けるように設定してもよいし、図３（ｄ）で示すとおり、その移動する傾向がみられる側の端部Ｅに複数（図３（ｄ）で示す例では２つ）の仮接着の箇所Ｐを設けるように設定してもよい。また、左右両側の端部Ｅに仮接着の箇所Ｐを設ける場合であっても、図３（ｃ）に示すとおり、ワーク１０２（基材１００）の搬送方向長さＬ₁に対応する上記一対の搬送用フィルム５，６の長さ方向に沿った端部Ｅ[図３（ｃ）において格子線で示す部分]だけでなく、それ以外の端部（図３（ｃ）において斜線で示す部分）に設けるように設定してもよい。

なお、上記クリンピング機構７の上歯３５と下歯３７は、図５に示すとおり、互いの噛み合わせ面に複数の小さな凹凸が設けられており、上記仮接着の箇所Ｐには、図６に示すとおり、一度の噛み合わせによって複数の楕円形状の仮接着箇所Ｐ₁が形成される。上記複数の楕円形状の仮接着箇所Ｐ₁は、各楕円の短径が搬送用フィルムの長さ方向に沿った端部方向を向き、その短径同士が隣り合うように幅方向に３つ、並べられており、それら３つに対し、さらに多数の楕円形状の仮接着箇所Ｐ₁が、長径同士が長手方向に多数（この例では９つ）の列状に並べられている。
また、この実施の形態では、図６において、仮接着箇所Ｐの長さαは０．８ｃｍであり、仮接着箇所Ｐの幅方向の長さβは０．７ｃｍであり、端部からの最短距離Ｅ₁は１ｃｍに設定されている。しかし、仮接着箇所ＰおよびＰ₁の形状は上記形状に限られるものではなく、搬送用フィルム５，６を仮接着できるものであれば、どのようなものであってもかまわない。
ここで、本発明における「仮接着」とは、ワーク、仮積層体、積層体を保持して搬送している間は離れることがないが、接着状態を解除しようとしたときには両者が容易に離れるようになっているものを意味する。

上記上歯３５および下歯３７の材料としては、通常、金属系の材料等が用いられ、硬度が高く形状の加工が容易である点から、例えば、ＳＫＤ１１等の合金工具鋼や、炭素鋼等が好ましく用いられる。また、上記歯の形状は、搬送用フィルム５，６を間に挟んで噛み合わせて凹凸を付与することができるものであればどのような形状であってもよいが、噛み合わせた際に、搬送用フィルム５，６に穴が開かない程度の噛み合わせが可能な形状であることがより好ましい。

このように、上記クリンピング機構７によって、搬送用フィルム５，６の長さ方向に沿った端部Ｅの複数箇所Ｐが仮接着された状態で、ワーク１０２が真空積層手段２、平面プレス手段３を経由し搬送される。そして、ワーク１０２が、完全な積層体１０４となった状態で、搬送手段４のファン９，１０の間を経由し、搬送ラインから取り出されるようになっている。一方、積層体１０４が取り出された上下の搬送用フィルム５，６は、それぞれ、搬送用フィルム巻取り機３３，３４に巻き取られるが、この巻取りの際に、搬送用フィルム５，６の仮接着が解除されるようになっている。巻き取られた搬送用フィルム５，６は、通常廃棄されるが、必要に応じて再利用してもよい。

この構成によると、搬送用フィルム５，６の長さ方向に沿った端部Ｅを部分的に（箇所Ｐ）仮接着するクリンピング機構７を有しているため、上記箇所Ｐを仮接着することができ、搬送用フィルム５，６でワーク１０２等を狭持した状態で搬送することができる。そして、真空積層手段２において、減圧状態でプレスする際に、上記ワーク１０２等が搬送用フィルム５，６の長さ方向の端部から外側にはみ出すことを確実に防止することができる。
しかも、上記仮接着は、搬送用フィルム５，６の長さ方向に沿った端部Ｅのうち、特定の箇所Ｐのみに行われているため、ワーク１０２を減圧状態で押圧する際に、上下搬送用フィルム５，６の間から空気を容易に逃がすことができ、減圧状態での押圧時に悪影響を及ぼさない。
また、仮接着を、搬送用フィルム５，６に凹凸を付与し、その凹凸の係合により行い、接着剤を使用していないため、接着剤で基材１００等を汚すことがない。また、仮接着が凹凸の係合であるため、その解除は、搬送用フィルム５，６を互いに離して凹凸の係合を解くだけでよいので使い勝手がよい。
そして、仮接着を、ワーク１０２（基材１００）の搬送方向長さＬ₁に対応する上記一対の搬送用フィルム５，６の長さ方向に沿った両端部Ｅの４つの箇所Ｐに対し行っているため、基材１００（ワーク１０２）のずれを確実に防止することができる。
そして、上記クリンピング機構７を真空積層手段２（減圧状態で押圧する押圧手段）の手前側に配置しているため、仮接着の箇所Ｐの位置を柔軟に設定することができる。
また、上記クリンピング機構７により、上歯３５と下歯３７による一度の噛み合わせで、複数の楕円形状の仮接着箇所Ｐ₁を形成しているため、多数の細かい凹凸の係合によってより効果的な仮接着が行われている。
さらに、上記複数の楕円形状の仮接着箇所Ｐ₁は、それぞれの短径が搬送用フィルム５，６の長さ方向に沿った端部Ｅ方向を向いて並んでいるため、搬送用フィルム５，６の内側から端部Ｅ方向に向かって掛かる力に対して耐久性が高められている。しかし、搬送用フィルム５，６の上下方向（両搬送用フィルムが離れる方向）においては、その仮接着を容易に解除することができる。
そして、各工程における停止のタイミングと合わせてクリンピング機構７による仮接着ができるため、工程に遅れが生じず、製造効率の低下がない。

なお、上記の実施の形態では、クリンピング機構７として、下歯３７と上歯３５とを噛み合わせることを特徴とする機構を用いているが、搬送用フィルム５、６に凹凸を付与し、これらの凹凸の係合により搬送用フィルム５と搬送用フィルム６とを、部分的に仮接着することができるものであれば、どのような構成の機構を用いてもよい。例えば、図７に示すとおり、クリンピング機構７を、上歯３５に相当する凹凸部Ｒ₁を有するロールＲと、下歯３７に相当する凹凸部Ｂ₁を有するボードＢとを組み合わせて、上記ロールＲとのボードＢ間を搬送用フィルム５，６が通過するようにし、搬送用フィルム５，６の搬送と上記ロールＲの回転とを同期させて、搬送用フィルム５，６が搬送されるのに伴い上記凹凸部Ｒ₁と凹凸部Ｂ₁とが次々に噛み合うようにし、搬送用フィルム５，６に連続的に凹凸を付与して、これらの凹凸の係合により仮接着してもよい。このように構成すると、搬送用フィルム５、６の長さ方向に沿った端部Ｅに断続的に仮接着の箇所Ｐを設けることができるため、より確実にワーク１０２等を搬送用フィルム５，６内に狭持することができる。

さらに、上記の実施の形態では、クリンピング機構７として、搬送用フィルム５、６に凹凸を付与し、これらの凹凸の係合により部分的に仮接着する構成を用いているが、上記仮接着は、必ずしも凹凸の係合によるものでなくてもよい。例えば、接着剤を仮接着する予定の箇所Ｐに塗布する構成とし、仮接着を接着剤の粘着力を利用して行うようにしてもよい。上記仮接着予定の箇所Ｐの配置は、ドット状（断続的）であってもライン状（連続的）であってもよいが、真空積層手段２における減圧状態での押圧時に悪影響を及ぼさない点および低コストである点から、ドット状に配置することが好ましい。

そして、上記の実施の形態では、クリンピング機構７を、真空積層手段２（押圧手段）の手前側に有しているが、真空積層手段２内に有するようにしてもよい。例えば、真空積層手段２内に押圧対象となるワーク１０２が位置決めされた後、減圧動作を行う前に、所望の仮接着予定の箇所Ｐに対し、仮接着を行うように構成してもよい。このように構成すると、積層装置の省スペース化を実現することができる。

また、上記の実施の形態では、真空積層手段２と平面プレス手段３とを備えているが、必ずしも平面プレス手段３を備えなくてもよい。また、減圧状態で押圧する手段として、図２示す真空積層手段２を用いているが、減圧状態で押圧する機構を有するものであれば、これに限られず、どのような構成のものであってもよい。

１搬送手段
２真空積層手段
４搬送手段
５搬送用フィルム
６搬送用フィルム
７クリンピング機構
１００基材
１０１フィルム

Claims

基材にフィルムを積層する装置であって、
上記基材および上記フィルムを減圧状態で押圧する押圧手段と、
上記基材および上記フィルムを一対の搬送用フィルムで狭持し、上記押圧手段に搬送する搬送手段と、を備えており、
上記一対の搬送用フィルムの、互いに重なる長さ方向に沿った端部を部分的に仮接着するクリンピング機構を、上記押圧手段の手前側または上記押圧手段内に有し、
上記クリンピング機構による搬送用フィルムの仮接着が、上記一対の搬送用フィルムに凹凸を付与し、上記凹凸の係合によって行われるようになっていることを特徴とする積層装置。
上記クリンピング機構が、上記一対の搬送用フィルムで狭持された基材の搬送方向長さに対応する、上記一対の搬送用フィルムの長さ方向に沿った端部の複数箇所を仮接着するように構成されている請求項１記載の積層装置。
上記複数の仮接着箇所が、上記基材の搬送方向長さの半分より搬送方向側の少なくとも１箇所と、基材の搬送方向長さの半分より搬送方向手前側の少なくとも１箇所に設定されている請求項２記載の積層装置。
上記複数の仮接着箇所が、上記一対の搬送用フィルムの長さ方向に沿った両端部の互いに相対する位置に設定されている請求項２または３記載の積層装置。