JP7274027B1 - 積層装置およびこれに用いる真空積層装置、平面プレス積層装置 - Google Patents
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Abstract
Description
タクトタイムの短縮を図るためには、例えば、積層に用いる樹脂をより高い温度に加熱して、樹脂フィルムの流動性をより高め、基材の凹部に流し込みやすくすることが考えられる。
[1] 基材に樹脂を積層して積層体を形成する積層装置であって、上記積層装置が、上記基材と樹脂とを減圧下で押圧してプレ積層体を形成する真空積層装置と、上記プレ積層体を押圧して積層体を形成する第1の平面プレス積層装置とを備えており、上記真空積層装置が、対向する一対のプレートブロックを有し、上記一対のプレートブロックの少なくとも一方が他方に対し進退可能に設定され、上記一対のプレートブロック間で上記基材と樹脂とが押圧されるようになっており、上記進退可能なプレートブロックが、弾性プレス板とを有しており、上記一対のプレートブロック間における、上記基材と樹脂に対する押圧力が500mm四方面積あたり1.67~3.97MPaの範囲に設定されるようになっている積層装置。
[2] 基材に樹脂を積層して積層体を形成する積層装置であって、上記積層装置が、上記基材と樹脂とを減圧下で押圧してプレ積層体を形成する真空積層装置と、上記プレ積層体を押圧して積層体を形成する第1の平面プレス積層装置とを備えており、上記第1の平面プレス積層装置が、対向する一対のプレートブロックを有し、上記一対のプレートブロックの少なくとも一方が他方に対し進退可能に設定され、上記一対のプレートブロック間で上記プレ積層体が押圧されるようになっており、上記進退可能なプレートブロックが、平面プレス板を有しており、上記一対のプレートブロック間における、上記プレ積層体に対する押圧力が500mm四方面積あたり1.67~3.97MPaの範囲に設定されている積層装置。
[3] 上記真空積層装置のプレートブロックに油圧シリンダが連結され、上記油圧シリンダの作動により上記プレートブロックが進退可能になっており、上記油圧シリンダのシリンダの直径が200mm以上に設定されている[1]記載の積層装置。
[4] 上記第1の平面プレス積層装置のプレートブロックに油圧シリンダが連結され、上記油圧シリンダの作動により上記プレートブロックが進退可能になっており、上記油圧シリンダのシリンダの直径が200mm以上に設定されている[2]記載の積層装置。
[5] さらに、第2の平面プレス積層装置を備え、上記第2の平面プレス積層装置が、対向する一対のプレートブロックを有し、上記一対のプレートブロックの少なくとも一方が他方に対し進退可能に設定され、第1の平面プレス積層装置による押圧を経由し得られた積層体が、上記一対のプレートブロック間でさらに押圧さ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。
[6] 上記真空積層装置における弾性プレス板が、フッ素ゴム、シリコーンゴム、エチレン酢酸ビニル共重合体、アクリルゴム、エピクロロヒドリンゴムからなる群から選ばれた少なくとも一つからなる[1]~[4]のいずれかに記載の積層装置。
[7] [1]または[3]記載の積層装置に用いられる真空積層装置であって、対向する一対のプレートブロックを有し、上記一対のプレートブロックの少なくとも一方が他方に対し進退可能に設定され、上記一対のプレートブロック間で上記基材と樹脂とが押圧されるようになっており、上記進退可能なプレートブロックが、弾性プレス板とを有しており、上記一対のプレートブロック間における、上記基材と樹脂とに対する押圧力が500mm四方面積あたり1.67~3.97MPaの範囲に設定されるようになっている真空積層装置。
[8] [5]記載の積層装置に用いられる真空積層装置であって、対向する一対のプレートブロックを有し、上記一対のプレートブロックの少なくとも一方が他方に対し進退可能に設定され、上記一対のプレートブロック間で上記基材と樹脂とが押圧されるようになっており、上記進退可能なプレートブロックが、弾性プレス板を有しており、上記一対のプレートブロック間における、上記基材と樹脂に対する押圧力が500mm四方面積あたり1.67~3.97MPaの範囲に設定されるようになっている真空積層装置。
[9] [2]または[4]記載の積層装置に用いられる第1の平面プレス積層装置であって、上記第1の平面プレス積層装置が、対向する一対のプレートブロックを有し、上記一対のプレートブロックの少なくとも一方が他方に対し進退可能に設定され、上記一対のプレートブロック間で上記プレ積層体が押圧されるようになっており、上記進退可能なプレートブロックが、平面プレス板を有しており、上記一対のプレートブロック間における、上記プレ積層体に対する押圧力が500mm四方面積あたり1.67~3.97MPaの範囲に設定されている第1の平面プレス積層装置。
[10] [5]記載の積層装置に用いられる第1の平面プレス積層装置であって、上記第1の平面プレス積層装置が、対向する一対のプレートブロックを有し、上記一対のプレートブロックの少なくとも一方が他方に対し進退可能に設定され、上記一対のプレートブロック間で上記プレ積層体が押圧されるようになっており、上記進退可能なプレートブロックが、平面プレス板を有しており、上記一対のプレートブロック間における、上記プレ積層体に対する押圧力が500mm四方面積あたり1.67~3.97MPaの範囲に設定されている第1の平面プレス積層装置。
そして、本発明の真空積層装置、第1の平面プレス積層装置によれば、既設の積層装置の一部をこれらの装置に置き換えることにより、ボイドの発生が抑制され、平坦性の高い積層体を得ることができる。
また、「X以上」(Xは任意の数字)あるいは「Y以下」(Yは任意の数字)と表現した場合、「Xより大きいことが好ましい」あるいは「Y未満であることが好ましい」旨の意図も包含する。
さらに、「Xおよび/またはY(X,Yは任意の構成)」とは、XおよびYの少なくとも一方を意味するものであって、Xのみ、Yのみ、XおよびY、の3通りを意味するものである。
上記第1の平面プレス積層装置2は、上記真空積層装置1で形成された第1のプレ積層体101をさらに押圧することにより、上記第1のプレ積層体101表面の凹凸面が平坦化された第1の積層体102を形成するための装置である。
以下、各装置1~3について詳細に説明する。
上記真空積層装置1は、搬送装置3の搬入用コンベア7と、搬送用フィルム4,4’によって搬送されてきたワーク100を、上側プレートブロック11と下側プレートブロック12との間に位置決めし、減圧状態の空間部26内で上記ワーク100に対して500mm四方面積あたり1.67~3.97MPa以上の力で押圧して、凹凸を有する基材104の凹部内に樹脂106を隙間なく充填し、基材104上に形成された凹凸に沿って樹脂106を密着させることにより、第1のプレ積層体101を形成するものである。
上記緩衝材17,21を複層とする場合には、より均一な押圧が可能となる点から、繊維とゴム層とを有する複層体からなるものが好ましく用いられ、とりわけ、繊維層/ゴム層/繊維層のように、繊維層が最表面になるように各層が配置された複層体がより好ましい。上記緩衝材17,21は、緩衝効果を調整する等の理由により、複数の緩衝材17,21を上下に重ねて用いてもよい。その場合、上記緩衝材17,21の層数は、重ねられた緩衝材に含まれる層数の合計とする。
なかでも、230℃までの耐熱性を有するものが好ましく、とりわけ、フッ素ゴム、なかでもフッ化ビニリデンゴムが好ましく用いられる。また、エチレン酢酸ビニル共重合体(EVA)、エピクロルヒドリンゴム(CO,ECO,GECO)等も用いることができる。
これらは単独でもしくは2種以上併せて用いることができる。
なお、本発明においては、ゴムが硬化することを総称して「加硫」とすることとし、架橋によって硬化するものも加硫に含まれる。
上記厚みばらつきは、複数箇所(この例では5箇所)の厚みをマイクロメーターによって測定し、測定値の最大値と最小値の差を示すものである。
また、上記弾性プレス板18,22の厚みは、通常、0.2~20mmであり、好ましくは0.2~10mm、より好ましくは0.5~5mmである。厚過ぎても所定以上の効果が得られない傾向があり、薄すぎるとワークの表面に現れた凹凸に対応して変形できない傾向がある。
上記弾性プレス板18,22の材質としては、例えば、天然ゴム(NR)、イソプレンゴム(IR)、ブチルゴム(IIR)、エチレンプロピレンゴム(EPDM)、ブタジエンゴム(BR)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、クロロプレンゴム(CR)、ニトリルゴム(NBR)等の硫黄加硫ゴム、シリコーンゴム(SI)、フッ素ゴム(FKM)、アクリルゴム(ACM)、エチレンプロピレンゴム(EPDM)、ニトリルゴム(HNBR)、ブタジエンゴム(BR)、スチレンブタジエンゴム(SBR)等の過酸化物加硫ゴム等があげられる。
また、エチレン酢酸ビニル共重合体(EVA)、エピクロルヒドリンゴム(CO,ECO,GECO)等も用いることができる。
これらは単独でもしくは2種以上併せて用いることができる。
すなわち、本発明の積層装置では、過剰な加熱を行わなくても十分な積層ができる。一方で、積層に用いる樹脂106の材質によっては加熱を行うことがタクトタイムの短縮となることがあるため、熱盤16,20を設けることが好ましい。熱盤16,20を設ける場合、上記加熱部材は特に限定するものではないが、例えば、内部に、複数本のシース状ヒーターが配置されたもの等があげられる。
上記温度制御システムは、熱盤16,20の温度制御ができる限りどのようなものであってもよいが、例えば、熱盤16,20の温度を測定する温度センサ、コンピュータに接続されたコントローラ等を有し、上記温度センサにより得た温度情報と、予め設定した温度との差異を算出し、設定した温度になるように加熱部材の電源をオンオフするようなものがあげられる。
上側固定枠部24には、真空引き用ノズル(図示せず)が連結されており、上下の両プレートブロック11,12を閉じた状態で、この真空引き用ノズルにより、上側固定枠部24と可動枠部25間に形成される密封された空間部26内を真空引きし、この空間部26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。ワーク100押圧時における上記空間部26の圧力は、0.1~2hPaであることが好ましく、0.2~1hPaであることがより好ましい。
なお、真空引き用ノズルは、上側固定枠部24ではなく、上側プレートブロック11に連結してもよく、さらに複数箇所に設けてもよい。真空引き用ノズルを複数箇所に設けると、より高精度で空間部26の圧力を調整することができる。
上記油圧シリンダ14は、そのストローク長さL1が230mm以下に設定されているものが好ましく、150~200mmの範囲に設定されているものがさらに好ましい。油圧シリンダ14のストローク長さが上記範囲内に設定されていると、従来よりも強い押圧力でありながら、従来の積層装置と同程度の装置寸法を実現可能であるため、従来装置との置き換えが可能となり、必要な装置のみを準備すればよいため、配置に余分な費用とスペースを必要とせず好適である。
また、上記油圧シリンダ14は、その径が200mm以上に設定されているものが好ましく、200~270mmの範囲に設定されているものがさらに好ましい。油圧シリンダ14のシリンダ径が上記範囲内に設定されていると、従来よりも強い押圧力を実現しやすくなる傾向がみられる。
ワーク100に対する押圧力が上記範囲内にあると、ワーク100に当接する部材である弾性プレス板18,22の厚みばらつきの制御を厳密に行わなくても、基材104表面に設けられた銅パターン105による凹凸に、樹脂106をより密着させた状態で追従させることができ、ボイドのない第1のプレ積層体101を短時間で形成することができる。
上記第1の平面プレス積層装置2(図1に戻る)は、上記真空積層装置1から搬送用フィルム4,4’により搬送されてきた第1のプレ積層体101を上下両プレートブロック27,28間に位置決めし、これら上下両プレートブロック27,28で押圧して第1のプレ積層体101の表面を平滑化し、第1の積層体102とするものである。
この実施の形態では、図3に示すように、プレス台29に立設された4本(図3では、2本しか図示せず)の支柱30と、これら各支柱30にボルト,ナット等の固定部材で固定される上側プレートブロック27と、上記各支柱30に上下移動(進退)可能に取り付けられる下側プレートブロック28等を備えている。
この下側プレートブロック28は、ジョイント31を介して油圧シリンダ32に連結されており、この油圧シリンダ32の作動により上下移動される(進退する)ようになっている。
すなわち、本発明の積層装置では、加熱を行わなくても十分な積層ができる。一方で、積層に用いる樹脂106の材質によっては加熱を行うことがタクトタイムの短縮となることがある。熱盤34,38を設ける場合、上記加熱部材は特に限定するものではないが、例えば、内部に、複数本のシース状ヒーターが配置されたもの等があげられる。
上記温度制御システムは、熱盤34,38の温度制御ができる限りどのようなものであってもよいが、例えば、熱盤34,38の温度を測定する温度センサ、コンピュータに接続されたコントローラ等を有し、上記温度センサにより得た温度情報と、予め設定した温度との差異を算出し、設定した温度になるように加熱部材の電源をオンオフするようなものがあげられる。
なお、本発明において、ショアA硬度は、JIS K6253に準拠し、タイプAデュロメータを用いて測定されたものである。ショアA硬度は、緩衝材35,39を構成するゴムや合成樹脂等からなる試験片を作製し、各試験片に対して測定されたものでもよい。
なお、上記上側緩衝材35および下側緩衝材39は、互いに厚みが異なっていてもよいし、同じであってもよい。
なお、上記緩衝材35,39は、耐熱性樹脂、ガラス繊維シートや金属箔シート等を内部に含むものであってもよいし、例えば、ゴムと繊維のように異なる材質のものを組み合せたものであってもよい。また、上記上側緩衝材35および下側緩衝材39は、互いに材質が異なっていてもよいし、同じであってもよい。
一方、減圧下で押圧を行う場合は、上記第1の平面プレス積層装置2に減圧下での押圧を行うための構成を設ける必要があるが、真空環境を利用して、ボイド発生の低減が可能になる他、柔軟性の低い樹脂を用いる場合であっても第1のプレ積層体101表面の凹凸をより平坦化し、得られる積層体の表面の平坦性をより高めることができる。
搬送装置3,3'(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55,55'、および、工程にワーク100を搬入するための搬入用コンベア7と、工程の終点に配置された搬送用フィルム巻取り機56,56'、ワーク100等を搬送する搬送用フィルム4,4'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。
上記搬送装置3,3’を備えていると、積層効率がより高くなり、タクトタイムを短くすることができる。
そして、上記ボイドの発生が抑制された第1のプレ積層体101は、第1の平面プレス積層装置2内で、上記第1の平面プレス積層装置2のフレキシブル金属板(平面プレス板)36,40(図3参照)の平坦面によって、図4の符号2で示すように、平坦性を保ったまま上記第1のプレ積層体101に押圧されるため、表面の凹凸がさらに消失し、しかも樹脂106のはみ出し量が少ない第1の積層体102を得ることができる。なお、図4において、符号2で示す範囲は、上記第1の平面プレス積層装置2内における第1のプレ積層体101の状態変化を示している。
なお、図4の各図は、いずれも工程および装置を模式的に示したものであり、説明に必要でない部分の記載を省略している。
図5に示す積層装置は、図1で示す積層装置と同様に、銅パターン105等の配線等による凹凸が設けられたビルドアップ基板用の基材104に、樹脂106からなる絶縁層を積層するための装置であり、搬送用フィルム4,4’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100を順次搬送する搬送装置3,3’を備えている。
そして、この搬送用フィルム4,4’の矢印の流れに沿って、真空積層装置60と、第1の平面プレス積層装置61とが、この順に配設されている。
上記第1の平面プレス積層装置61は、上記真空積層装置60で形成された第2のプレ積層体107に対する押圧力が500mm四方面積あたり1.67~3.97MPaの範囲に設定され、かつ、進退可能な下側プレートブロック82が、緩衝材92とフレキシブル金属板(平面プレス板)93とを有しているため、上記第2のプレ積層体107を押圧することによって、上記第2のプレ積層体107において、上記基材104の凹凸に沿って樹脂106が充填され、表面に凹凸が表れている場合や、上記基材104の凹部内に樹脂106が十分に充填できていない場合であっても、樹脂106を基材104の凹部の隅々まで充填されて上記第2のプレ積層体107表面の凹凸面が平坦化され、厚みが均一化した第1の積層体102を形成するものである。
なお、図5において、他の部分は図1と同様であり、同様の符号を付してその説明を省略する。
以下、各装置について詳細に説明する。
上記真空積層装置60は、図6に示すように、プレス台63に立設された複数本(図6では、2本しか図示せず)の支柱64と、これら各支柱64にボルト,ナット等の固定部材で固定された上側プレートブロック65と、上記各支柱64に上下移動可能に取り付けられた下側プレートブロック66等を備えている。この下側プレートブロック66は、ジョイント67を介して油圧シリンダ62に連結されており、この油圧シリンダ62の作動により上下移動するようになっている。
なお、この実施の形態では、下側プレートブロック66に油圧シリンダ62が連結されているが、油圧シリンダ62に代えてエアーシリンダ等の別の昇降機構を用いてもよい。しかし、油圧シリンダ62を用いると、コンパクトでありながら高圧が得られる点で好ましい。
すなわち、本発明の積層装置では、過剰な加熱を行わなくても十分な積層ができる。一方で、積層に用いる樹脂106の材質によっては加熱を行うことがタクトタイムの短縮となることがあるため、熱盤69,73を設けることが好ましい。熱盤69,73を設ける場合、上記加熱部材は特に限定するものではないが、例えば、内部に、複数本のシース状ヒーターが配置されたもの等があげられる。
上記熱盤69,73は任意の構成であるが、これらを備える場合には、60~180℃になるよう加熱部材により加熱することが好ましく、より好ましくは90~130℃で加熱することである。
上記第1の平面プレス積層装置61(図5に戻る)は、上記真空積層装置60から搬送用フィルム4,4'により搬送されてきた第2のプレ積層体107を上下両プレートブロック81,82間に位置決めし、これら上下両プレートブロック81,82で押圧して第2のプレ積層体107の表面を平滑化し、第1の積層体102とするものである。
この実施の形態では、図7に示すように、プレス台83に立設された4本(図7では、2本しか図示せず)の支柱84と、これら各支柱84にボルト,ナット等の固定部材で固定される上側プレートブロック81と、上記各支柱84に上下移動(進退)可能に取り付けられる下側プレートブロック82等を備えている。
この下側プレートブロック82は、動力源および油圧ポンプ(油圧ユニット)に連結された油圧シリンダ80を有しており、この油圧シリンダ80の作動によって進退(上下移動)するようになっている。
上記フレキシブル金属板89,93の厚みは、通常、0.2~20mmであり、好ましくは0.2~10mm、より好ましくは0.5~3mmである。上記範囲内に厚みがあると、機械強度を担保しながらフレキシブル性を発揮することができ、上記緩衝材88,92が第2のプレ積層体107に追従する際の、上記緩衝材88,92の変形に充分に追従することができる。
すなわち、本発明の積層装置では、過剰な加熱を行わなくても十分な積層ができる。一方で、積層に用いる樹脂106の材質によっては加熱を行うことがタクトタイムの短縮となることがあるため、熱盤87,91を設けることが好ましい。熱盤87,91を設ける場合、上記加熱部材は特に限定するものではないが、例えば、内部に、複数本のシース状ヒーターが配置されたもの等があげられる。
上記温度制御システムは、熱盤87,91の温度制御ができる限りどのようなものであってもよいが、例えば、熱盤87,91の温度を測定する温度センサ、コンピュータに接続されたコントローラ等を有し、上記温度センサにより得た温度情報と、予め設定した温度との差異を算出し、設定した温度になるように加熱部材の電源をオンオフするようなものがあげられる。
上記油圧シリンダ80は、そのストローク長さL2が230mm以下に設定されているものが好ましく、150~200mmの範囲に設定されているものがより好ましい。油圧シリンダ80のストローク長さL2が上記範囲内に設定されていると、従来の積層装置と同程度の装置寸法を実現可能であるため、従来装置との置き換えが可能となり、必要な装置のみを準備すればよいため、配置に余分な費用とスペースを必要とせず好適である。
また、上記油圧シリンダ80は、その径が200mm以上に設定されているものが好ましく、200~270mmの範囲に設定されているものがさらに好ましい。油圧シリンダ80のシリンダ径が上記範囲内に設定されていると、従来よりも強い押圧力を実現しやすくなる傾向がみられる。
第2のプレ積層体107に対する押圧力が上記範囲内にあると、上記第2のプレ積層体107において、上記基材104の凹部内に樹脂106が十分に充填できていない場合であっても、樹脂106を基材104の凹部の隅々まで充填できるとともに、上記第2のプレ積層体107表面の凹凸面が平坦化され、厚みが均一化した第1の積層体102を形成することができる。
一方、減圧下で押圧を行う場合は、上記第1の平面プレス積層装置2に減圧下での押圧を行うための構成を設ける必要があるが、真空環境を利用して、ボイド発生の低減が可能になる他、柔軟性の低い樹脂を用いる場合であっても第1のプレ積層体101表面の凹凸をより平坦化し、得られる積層体の表面の平坦性をより高めることができる。
そして、上記第2のプレ積層体107は、第1の平面プレス積層装置61内で、図8の符号2で示すように、上記第1の平面プレス積層装置61のフレキシブル金属板93の平坦面によって、平坦性を保ったまま上記第2のプレ積層体107に、500mm四方面積あたり1.67~3.97MPaの範囲に設定された力で押圧されるため、表面の凹凸がさらに消失し、表面が平坦化して鏡面化され、しかも樹脂106のはみ出し量が少ない第1の積層体102を得ることができる。なお、図8において、符号61で示す範囲は、上記第1の平面プレス積層装置61内における第2のプレ積層体107の状態変化を示している。
なお、図8の各図は、いずれも工程および装置を模式的に示したものであり、説明に必要でない部分の記載を省略している。
すなわち、図9(a)~(c)に示す例において、既存の積層装置の真空積層装置および/または第1の平面プレス積層装置に代えて、本発明に用いる部分(破線で囲って示す)を用いるようにしてもよい。
ただし、基材104およびフィルム106等の種類によっては、熱盤114,118と金属板(板状体)116,120との間に緩衝材を設けてもよく、その場合、上記第1の平面プレス積層装置61に用いた緩衝材よりも緩衝効果の小さい緩衝材であることが好ましい。緩衝効果の大小は、通常、緩衝材の材質および厚みによって決定されるが、本発明においては、それ以外に、追従性を緩衝効果の指標のひとつとして用いる。すなわち、追従性の高い緩衝材を、緩衝効果が大きいとすることができる。
また、上記金属板(板状体)116,120は、フレキシブル性を有していてもよいし、有していなくてもよい。ただし、緩衝材を用いる場合には、その緩衝効果が発揮され過ぎないようにフレキシブル性が少ないものが好ましい。
なお、例中、「%」とあるのは、質量基準を意味する。
図1に示す積層装置を用いた。
フィルム状(厚み22.5μm)のエポキシ系の樹脂106を、表面に凹凸(銅パターン105)を有する基材104(凸部の厚み18μm、α部の銅パターン残銅率80%、β部の銅パターン残銅率30%、γ部の銅パターン残銅率0%)に載置したワーク100を作製した。上記樹脂106は、高周波向けの低誘電正接の特性を有するものの、加熱による樹脂流動性に難を有している。
真空積層装置1の上側熱盤16、下側熱盤20により空間部26を予め110℃に調整し、吸引開始30秒後の空間部26の圧力を100Pa以下とし、厚み3mmかつ厚みばらつきが0.2mmのシリコーンゴムからなる上側弾性プレス板18および下側弾性プレス板22の間でワーク100を、500mm四方面積あたり2.5MPaで30秒間押圧し、第1のプレ積層体101を作製した。上記真空積層装置1の上側緩衝材17,下側緩衝材21として、いずれも表面に布が配置されるように5層[アラミド繊維(繊維層)/シリコーンゴム(ゴム層)/アラミド繊維(繊維層)/シリコーンゴム(ゴム層)/アラミド繊維(繊維層)]に積層された、厚み2.6mmの積層体を用いた。また、上記真空積層装置1の油圧シリンダ14のシリンダのストローク長さは(200mm)であった。
第1の平面プレス積層装置2において、上側フレキシブル金属板(平面プレス板)36,下側フレキシブル金属板(平面プレス板)40として、厚み2mmのステンレス板状体を用い、上側緩衝材35,下側緩衝材39として、厚み2.5mmのフッ化ビニリデン系ゴム(VDF)を用いた。そして、上側熱盤34,下側熱盤38を120℃に調整し、油圧シリンダ32によって下側プレートブロック28を上昇させ、上側フレキシブル金属板(平面プレス板)36,下側フレキシブル金属板(平面プレス板)40で第1のプレ積層体101を、500mm四方面積あたり0.8MPaの圧力で40秒間加熱プレスし、第1の積層体102を作製した。
図5に示す積層装置を用いた。
実施例1と同じ樹脂106を、表面に凹凸(銅パターン105)を有する基材104(凸部の厚み18μm、α部の銅パターン残銅率80%、β部の銅パターン残銅率30%、γ部の銅パターン残銅率0%)に載置したワーク100を作製した。
真空積層装置60の上側熱盤69、下側熱盤73により空間部79を予め150℃に調整し、吸引開始30秒後の空間部79の圧力を100Pa以下とし、厚み3mmかつ厚みばらつきが0.2mmのシリコーンゴムからなる上側弾性プレス板71および下側弾性プレス板75の間でワーク100を、500mm四方面積あたり1MPaで30秒間押圧し、第2のプレ積層体107を作製した。上記真空積層装置60の上側緩衝材70,下側緩衝材74は、実施例1の真空積層装置1と同じ5層の積層体を用いている。
第1の平面プレス積層装置61において、上側フレキシブル金属板(平面プレス板)89,下側フレキシブル金属板(平面プレス板)93として、厚み2mmのステンレス板状体を用い、上側緩衝材88,下側緩衝材92として、厚み2.5mmのフッ化ビニリデン系ゴム(VDF)を用いた。そして、上側熱盤87,下側熱盤91を120℃に調整し、油圧シリンダ80によって下側プレートブロック82を上昇させ、上側フレキシブル金属板(平面プレス板)89,下側フレキシブル金属板(平面プレス板)93で第2のプレ積層体107を、500mm四方面積あたり2MPaで40秒間押圧し、第1の積層体108を作製した。第1の平面プレス積層装置61の油圧シリンダ80のシリンダのストローク長さは200mmであった。
図10に示す積層装置を用いた。
すなわち、実施例1(図1)の積層装置の下流に、第2の平面プレス積層装置110を設けた以外は、実施例1と同様にして第2の積層体108を作製した。
第2の平面プレス積層装置110は、緩衝材を備えておらず、熱盤114,118を100℃に調整し、サーボモータ121によって下側プレートブロック112を上昇させ、プレス面の平面度が10μm以内に設定されたステンレス板状体(厚み2mm)からなるフレキシブル金属板(平面プレス板)116,120間の距離が、第2のプレ積層体107の厚みより20μm少なくなるように設定し、40秒間プレスして、第2の積層体108を作製した。
実施例3の第1の平面プレス積層装置2に代えて、実施例2で用いた第1の平面プレス積層装置61を用いた以外は実施例3と同様にして、第2の積層体108を作製した。
実施例4において、ワーク100の押圧時間を10秒間にした以外は実施例4と同様にして第2の積層体108を作製した。
図1に示す積層装置において、真空積層装置1に代えて、図6に示す真空積層装置60を用いた積層装置を使用し、この真空積層装置60における構成および押圧条件は実施例2と同様にして第1の積層体102を作製した。
すなわち、この比較例1では、真空積層装置60および第1の平面プレス積層装置2のいずれも、プレートブロック間の押圧力が500mm四方面積あたり1.67MPa未満である。
各積層体(102または108)に対し、表面側から250倍顕微鏡により観察し、内部にボイドが発生しているか否かを確認した。その結果を後記の表1に併せて示す。
◎(とても良い):ボイドの発生が全くない。
〇(良い):ボイドがごく少数発生しているが、悪影響を受けない。
×(悪い):ボイドが多数発生している。
各積層体(102または108)の、上記銅パターン(残銅率)が異なる部位(α部、β部、γ部)に対応する箇所の厚みを測定し、最大厚みと最小厚みの差を算出し、その値を下記の指標に当てはめ評価した。その結果を後記の表1に併せて示す。
◎(とても良い):5μm以下。
〇(良い):5μmを超え10μm以下。
△(可):10μmを超え15μm以下。
×(悪い):15μmを超える。
実施例2においては、真空積層装置1の一対のプレートブロック11,12間における押圧力が、500mm四方面積あたり1.0MPaであるため、実施例1より高温で処理したにもかかわらず、わずかであるがボイドが発生していた。しかし、第1の平面プレス積層装置61の一対のプレートブロック81,82間における押圧力が、500mm四方面積あたり2.0MPaであるため、得られる積層体の厚みのばらつきが少なくなっていた。
そして、実施例3~5では、さらに第2の平面プレス積層装置110を設けているため、得られる積層体の厚みのばらつきがほとんどなく、しかもボイド発生の抑制にも優れていた。とりわけ実施例4、5ではさらに優れた積層体が得られ、厚みばらつき、ボイド発生のいずれも効果的に抑制されていた。
また、実施例5における真空積層装置においては、その押圧時間を従来の1/3程度にまで短縮できていた。
つぎに、緩衝材の差異による押圧の均一性を評価するため、まず、実施例1の真空積層装置1を用い、温度110℃、真空時間30秒、押圧力500mm四方面積あたり2.5MPa、押圧時間20秒の条件で下記のワークの押圧を行い、第1のプレ積層体130を作製した。
ワーク:厚み22.5μmのフィルム状のエポキシ系の樹脂が、500mm四方のCuパターン形成済み基板(基板には同一のCuパターンが形成された40mm四方のテストクーポンが11×11の配置で面付されている)上の載置されたもの。
実施例6の真空積層装置1の緩衝材に代えて、厚み2.6mmのシリコーンゴム単層からなる緩衝材を用いた以外は実施例6と同様にして、ワークの押圧を行い、第1のプレ積層体131を作製した。
実施例7の押圧条件を、温度150℃、真空時間30秒、押圧力500mm四方面積あたり1.0MPa、押圧時間30秒に変更した以外は、実施例7と同様にして、ワークの押圧を行い、第1のプレ積層体132を作製した。
一方、図16に示すように、比較例2では、ワークに対する押圧がより不均一となっている。しかも、押圧力が500mm四方面積あたり1.0MPaと従来どおりの押圧となっているため、ボイドの発生数が多く、また、150℃の高温条件で押圧しているため、一旦発生したボイドを温度の調整で低減することができず、つぎの平面プレス積層装置2における押圧でも低減することができないものであった。
2 第1の平面プレス積層装置
11 プレートブロック
12 プレートブロック
21 緩衝材
22 弾性プレス板
101 第1のプレ積層体
102 第1の積層体
104 基材
106 樹脂
Claims (10)
- 基材に樹脂を積層して積層体を形成する積層装置であって、
前記積層装置が、前記基材と樹脂とを減圧下で押圧してプレ積層体を形成する真空積層装置と、前記プレ積層体を押圧して積層体を形成する第1の平面プレス積層装置とを備えており、
前記真空積層装置が、対向する一対のプレートブロックを有し、前記一対のプレートブロックの少なくとも一方が他方に対し進退可能に設定され、前記一対のプレートブロック間で前記基材と樹脂とが押圧されるようになっており、
前記進退可能なプレートブロックが、弾性プレス板と緩衝材とを有し、前記緩衝材が、繊維層とゴム層とを有する3層以上の複層体からなり、
前記一対のプレートブロック間における、前記基材と樹脂とに対する押圧力が500mm四方面積あたり2.5~3.97MPaの範囲に設定されるようになっている積層装置。 - 基材に樹脂を積層して積層体を形成する積層装置であって、
前記積層装置が、前記基材と樹脂とを減圧下で押圧してプレ積層体を形成する真空積層装置と、前記プレ積層体を押圧して積層体を形成する第1の平面プレス積層装置とを備えており、
前記真空積層装置が、対向する一対のプレートブロックを有し、前記一対のプレートブロックの少なくとも一方が他方に対し進退可能に設定され、前記一対のプレートブロック間で前記基材と樹脂とが押圧されるようになっており、
前記進退可能なプレートブロックが、弾性プレス板と緩衝材とを有し、前記緩衝材が、繊維層とゴム層とを有する3層以上の複層体からなり、
前記第1の平面プレス積層装置が、対向する一対のプレートブロックを有し、前記一対のプレートブロックの少なくとも一方が他方に対し進退可能に設定され、前記一対のプレートブロック間で前記プレ積層体が押圧されるようになっており、
前記進退可能なプレートブロックが、平面プレス板を有しており、
前記一対のプレートブロック間における、前記プレ積層体に対する押圧力が500mm四方面積あたり2.5~3.97MPaの範囲に設定されるようになっている積層装置。 - 前記真空積層装置のプレートブロックに油圧シリンダが連結され、前記油圧シリンダの作動により前記プレートブロックが進退可能になっており、前記油圧シリンダのシリンダの直径が200mm以上に設定されている請求項1記載の積層装置。
- 前記第1の平面プレス積層装置のプレートブロックに油圧シリンダが連結され、前記油圧シリンダの作動により前記プレートブロックが進退可能になっており、前記油圧シリンダのシリンダの直径が200mm以上に設定されている請求項2記載の積層装置。
- さらに、第2の平面プレス積層装置を備え、
前記第2の平面プレス積層装置が、対向する一対のプレートブロックを有し、前記一対のプレートブロックの少なくとも一方が他方に対し進退可能に設定され、第1の平面プレス積層装置による押圧を経由し得られた積層体が、前記一対のプレートブロック間でさらに押圧されるようになっている請求項1~4のいずれか一項に記載の積層装置。 - 前記真空積層装置における弾性プレス板がフッ素ゴム、シリコーンゴム、エチレン酢酸ビニル共重合体、アクリルゴム、エピクロロヒドリンゴムからなる群から選ばれた少なくとも一つからなる請求項1~4のいずれか一項に記載の積層装置。
- 請求項1または3記載の積層装置に用いられる真空積層装置。
- 請求項5記載の積層装置に用いられる真空積層装置。
- 請求項2または4記載の積層装置に用いられる第1の平面プレス積層装置。
- 請求項5記載の積層装置に用いられる第1の平面プレス積層装置。
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