JPS61293836A - 積層板の成形用治具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、コンピュータ、通信機器等の電子機器に用い
る多層プリント配線板並びに銅張積層板、非銅張積層板
等の積層板をオートクレーブにて真空加熱加圧成形する
際に用いる成形用治具に関するものである。

従来の技術 従来、多層プリント配線板並びに該多層プリント配線板
に用いる銅張積層板、非銅張積層板等の積層板をオート
クレーブにて真空加熱加圧成形する技術として、本出願
人が先に出願している特願昭６０−１７４５１号、特願
昭６０−２７４８０号、その他のものがある。

これらの技術は、第９図に示すように定盤（プラテンと
もいう）２上に、積層板を成形するための材料である被
成形材１を鏡面板２７に挟んで多段に積載配置し、その
上に布製のブリーザ２８を被せ、更に、耐熱性があり且
つ柔軟性のある真空バッグフィルム２９にて被覆し、シ
ーラント３０にて密封して圧力容器内に収容し密閉した
後、前記真空バッグフィルム２９内を減圧すると共に前
記容器内に高圧蒸気を供給するか、または、高圧ガスを
供給し、該ガスを加熱して被成形材を加熱加圧し接着硬
化せしめ成形するものである。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、これらの技術には下記のような問題点を
抱えている。

被成形材を被覆し密封する際、真空バッグフィルムを用
いているため、その袋作りや定盤周辺部へのシール貼り
など被成形材の被覆密封作業に多くの工数を要し、自動
化を阻害しており１作業性の改善が切望されている。

更に、前記真空バッグフィルムは一度成形に用いると再
使用が効かず、しかも、前述したように耐熱性があり且
つ柔軟性を必要としており、一般に、ナイロン６、ナイ
ロン６６、ポリテトラプルオロエチレン等の高価なプラ
スチックフィルムが用いられているため、経済的な損失
も大である。

また、真空バッグフィルムを用いて真空加熱加圧し成形
する場合、被成形材は、一般に、４層、６層、８層に成
形したとしても１層２胴前後と薄いものであるが、面積
は３３０ＩｎＩ１１×５００ｆｆｌｆｆｌ、５００＋ｎ
＋ｎＸ５００ｍｍ、６００ｍｍＸ６００ｍｍ等と広く、
しかも、加熱は熱風や蒸気を用いているため被成形材の
表面より加熱される。そのため、被成形材は第９図に示
すように多段に積載された被成形材１の上下面及び西側
面から加熱されるが、被成形材の中央部２５への熱伝達
が遅くなり、従って、被成形材の周辺部２６と中央部２
５とは第１０図のグラフの実線と二点鎖線で示すような
温度差が生じる。

その温度差により、被成形材１のプリプレグは熱硬化性
樹脂を含浸させたものを用いているため、その特性によ
り被成形材の周辺部（端部）２６が溶融しているにもか
かわらず、その中央部２５は、未だ溶融せず、従って、
加圧による上からの押圧と減圧による横からの真空引き
を行う手段を用いても、なお、プリプレグに内在してい
る気泡（ガス）の押し出しができず、従って、プリプレ
グ外部の真空中に排出させることが困難であり中央部２
５に気泡が残留する。

そこで、この気泡の残留をなくするため、被成形材１の
昇温速度をゆっくりにして被成形材の中央部２５と周辺
部２６との温度差を少なくし気泡の残留を防止している
が、反面、昇温か遅いため成形時間が長くなり、生産能
率を低下させるという新たな問題が生じている。

本発明は前述の各種問題点を解決することを目的として
開発したものである。

問題点を解決するための手段 本発明である積層板の成形用治具は、積層板をオートク
レーブにて真空加熱加圧成形するにおいて、被成形材を
積載する定盤と、前記定盤上に積載する被成形材の側面
と適宜な隙間をもたせて冠せ、しかも、その上面を上下
移動可能に設けた押圧部材と、前記定盤と押圧部材とを
シールして被成形材を密封する第１のシール部材とより
気密室を構成し、更に、前記気密室内部と外部の減圧手
段とを連通、遮断させる真空着脱手段を設けたものであ
る。

そして、前記定盤、もしくは、押圧部材のいずれか一方
に、気密室内部を減圧するための真空路を設け、該真空
路の出口側には、外部の減圧手段と着脱する真空継手を
設けており、更に、前記押圧部材には、被成形材の側方
の圧力を防止するための側圧防止枠と、前記側圧防止枠
の上方で且つ内側を上下移動させる押え板と、前記側圧
防止枠と押え板とを弾力性があり且つ伸縮自在なシート
状の第２のシール部材にてその両者を固着すると共にシ
ールせしめ、更に、第２のシール部材の伸縮性を利用し
て前記押え板を前記側圧防止枠の内側に沿って上下移動
可能に設けたものである。

実施例 以下、添付図面に従い本発明の詳細な説明する。

最初に、説明に先立ち本発明でいう積層板について説明
する。

本発明でいう積層板とは、多層プリント配線板並びに該
多層プリント配線板に用いる銅張積層板、非銅張積層板
（例えばアルミニウム張積層板）等の積層板のことをい
う。

被成形材とは、前記積層板を成形するための材料であり
、内層回路板を含み、プリプレグ、銅箔なとより構成し
たものである。

プリプレグとは、紙、ガラス布などの基材にフェノール
樹脂ワニスやエポキシ樹脂ワニスなど熱硬化性樹脂ワニ
スを含浸させて樹脂含浸シートを作成し、この樹脂含浸
シートを乾燥させてＢステージ化したものである５ 銅張積層板とは、前記プリプレグを定寸法に切断し、該
プリプレグを複数枚重ねてプリプレグの片面または両面
に銅箔を貼り合わせ加熱加圧し接着硬化成形したもので
ある。

多層プリント配線板とは、１例として片面銅張積層板、
プリプレグ、内層回路板、プリプレグ。

片面銅張積層板を順次積層し加熱加圧し接着硬化成形し
たち、その後、孔明け〜ホーニング〜メッキ〜ラミネー
ト〜焼付、現像〜２次銅メッキ〜・・・・・・・〜外形
加工などの各処理工程を経て製品となるものである。

更に、本発明を説明する際に用いる特殊な用語について
説明する。

ボイドとは、積層板に用いるプリプレグには若干の水分
、積層時の空気、塗工紙布に内包されている空気および
未反応の樹脂原料の揮発性物質等が気泡として含まれて
おり、その状態のまま加熱加圧成形した場合に積層板内
部に発生するガス状の物体のことをいう。そして、二の
ボイドの残溜は積層板の特性を著しく低下させる。

真空バッグフィルムとは、耐熱性があり、しかも柔軟性
のあるフィルムで被成形材を外部から遮断し、真空圧に
よって被成形材に密着させるものである。そして、一般
に、ナイロン６、ナイロン６６、ポリテトラフルオロエ
チレン等のプラスチックフィルムが用いられている。

ブリーザとは、真空バッグフィルム内が減圧され、容器
内に圧力が負荷された時でも空気や反応によって発生し
たガス（気泡）を通過させ均一な圧力負荷を維持できる
ようにしたもので、一般に、耐熱性のあるガラスクロス
が用いられている。

シーラントとは、被成形材を定盤（プラテン）に対して
完全に密封し、成形中密封性を確保するもので、一般に
、粘着性のある粘土状の物体が用いられている。

次に、実施例の構成を説明する。

第１図は木＠明に係る装置の一実施例を示す一部破断し
た概略正面図であり、第２図は第１図に示した装置の概
略正面図である。

積層板の成形用治具Ａは、第１図および第２図に示すよ
うに被成形材１を積載する定盤２と、定盤２上に積載す
る被成形材１に冠せ且つその上方より加圧する押圧部材
３と、その両者をシールする第１のシール部材４とより
気密室Ｂを構成し、前記気密室内部と外部の減圧手段り
とを連通、遮断する真空着脱手段Ｃを設けたものである
。

次に、各部材および手段の詳細を説明する。

定盤２は、被成形材１を積層載置すると共に被成形材１
の上面より加圧される圧力を受圧する平板状の治具であ
り、一般に、加熱による歪が少なく且つ上面を平滑に加
工した金属製の平板が用いられている。更に、該定盤に
は第１図に示すように前記気密室Ｂ内部より外部の減圧
手段りと連通させる真空路５を設けており、該真空路の
出口部には外部の減圧手段りと連通、遮断するための真
空継手６を設けている。

真空着脱手段りは、定盤２の真空路出口部の真空継手６
と前記減圧手段側の真空継手７とを着脱させるもので、
その両者を接続することにより気密室内部を減圧し高真
空にすることができる。

抑圧部材３は、被成形材１より大なる方形の側圧防止枠
８と、該側圧防止枠の内側に遊合する押え板９とを弾力
性があり伸縮自在なシート状の第２のシール部材１０に
て、その両者をそれぞれ固着しシールせしめ一体的に設
けており、前記第２のシール部材の弾性力と伸縮性とを
利用して、押え板９は外圧により上下移動できるよう構
成したものである。

第１のシール部材４は、定盤２と押圧部材３の下面部と
をシールするもので、第１図に示す押圧部材３の下面溝
部に挿入するか、押圧部材３の下面に固着させるか、ま
たは、第３図に示す定盤２の上面溝部に沿わせて挿入し
たもので、その形状は丸型、多角形など色々あり、耐熱
性があり且つ弾力性のあるものが好ましい 第２のシール部材１０は、弾力性があり且つ伸縮屈曲可
能な耐熱耐圧性のある例えばシリコンゴム材より成り、
その形状はシート状を形成し第４図に示すように側圧防
止枠８の上面と押え板９の上面外周部とを覆う棒状のも
のが経済的であり望ましいが、全面を覆ってもよく、か
ならずしも実施例に限定されない。

そして、前記側圧防止枠８の上面と押え板９の上面外周
部とを第２のシール部材にてそれぞれを固着させるが、
その固着の際、その両者にシール用のパツキン１１を介
在させ、その上に、枠板１２と枠板１３とを載せ、それ
ぞれボルトなどにて均等に締めつけることによりシール
をより完全に行うことができる。次に、前述の一体化せ
しめた押圧部材３を、被成形材１に積載した定盤２上に
第２のシール部材１０を介在させて冠せ、押圧部材３の
重量により加圧してシールし気密室を構成する。

そして、定盤の真空継手６を外部の減圧手段の真空継手
７に接続して前記気密室Ｂ内部を高真空にすることがで
きる。

そして、このようにすることにより、後述する圧力容器
１８内に高圧ガスを供給した場合、積層した被成形材１
への静圧力は押え板９を介して上面より付与されるのみ
で、側面からの圧力は側圧防止枠８の隔壁に妨げられて
付与されない。

また、被成形材１への加熱は第１図に示すように被成形
材１と側圧防止枠８との隙間部１５が高真空になってい
るため側部からの熱伝導は行われず内部からの僅かなふ
く射熱にとどまる。従って、被成形材１には押え板９か
らと、定盤２からの上下方向より加熱され内部へと均等
に蓄熱される。

その結果、一枚の被成形材１の温度分布は一様になり温
度差がなくなる。

なお、成形用治具Ａの気密室を減圧するための真空路５
を側圧防止枠８に設け、真空継手にて外部減圧手段と着
脱できるようにしてもよい。また、自動化に対応するた
め、押圧部材３の側面に凹部または凸部を設け、その凹
部または凸部を第５図に示すようにチャック１５により
把持し、気密室Ｂを開閉するようにしてもよい。更に、
第３図に示すように側圧防止枠８の内面の適宜な位置に
突起部１４を設けることにより、気密室Ｂを開放する際
、前述のしたように側圧防止枠８を把持して持ち上げた
時、押え板９は前記突起部に当接してそれ以上さがるこ
となく、従って、押え板９の自重による第２のシール部
材１ｏを余分に引っ張ることなく気密室Ｂを開放させる
ことができ、自動化への対応が容易となる。

次に、本発明の成形用治具を用いて、積層板をオートク
レーブにて真空加熱加圧する方法を説明する。

第６図はこの方法を実施する加熱加圧プログラムの一実
施例を示したものである。

積層板の成形用治具Ａ内に収容し準備された被成形材１
を第７図、第８図に示すように台車１７の棚に載せ、圧
力容器（オートクレーブ）１８内に搬入し、成形用治具
Ａに設けた真空継手６を減圧手段りの容器１８内部の配
管先端部の真空継手７に接続し、扉１９を閉じて前記容
器１８を密閉する。

次に、減圧手段りの真空ポンプ２０を作動させて成形用
治具Ａの気密室Ｂ内を減圧する。

次いで、高圧ガス供給手段Ｅにより圧力容器１８内に高
圧ガス（例えば高圧チッソガス、高圧炭酸ガス、高圧空
気など）を供給して第１図に示す抑圧部材の押え板９を
介して被成形材１を一ヒから加圧すると共に、加熱冷却
手段Ｆにより容器１８内の熱交換器２１に高圧蒸気を供
給し、前記高圧ガスを加熱する。

次に、循環手段Ｇのモータ２２を駆動しファン２３の回
転により、前記加熱された高圧ガスは風洞板２４の外周
を介し成形用治具Ａを通り循環する。

そして、被成形材１への加熱加圧が行なわれる。

この時、被成形材１への加圧は静圧であるため、第１図
の矢印に示すように上下面および四側面より加えられる
が、その側圧は側圧防止枠８の側面で受け、被成形材１
には側圧は加わらず、上面からのみ加えられることにな
る。

また、被成形材１への加熱は、被成形材１と側圧防止枠
８との隙間部１５が減圧されて高真空になっているため
、熱伝導が行なわれず、従って、被成形材１の側面の放
熱はなく熱は上面および下面から加熱され蓄熱される。

そして、被成形材１のプリプレグは、その中央部２５と
周辺部２６とは同じ条件で熱伝達が行なわれ、従って、
プリプレグの中央部２５と周辺部２６との温度差がなく
なり、プリプレグ樹脂部の溶融粘度もほぼ同じになる。

そして、所定の温度になると、プリプレグ樹脂部の溶融
粘度が最小になり、プリプレグ樹脂部に内包している気
泡がプリプレグ周辺部２６へと押し出され、減圧による
横からの真空引きにより、気泡は側圧防止枠８の隙間部
１５の真空中へと排出される。

この時、溶融樹脂は加圧によりプリプレグ周辺部へと若
干流出して板厚を均一にするよう作用する。そして、第
３図に示すように、その樹脂の流出分だけ積層板の板厚
が薄くなり、押え板９は第２のシール部材ｌＯの弾力性
と伸縮性を利用してその分だけ下がり被成形材１を押し
圧する。

更に、加熱して規定の温度に到達すると一定時間その状
態を保持し被成形材１の接着硬化が行なわれる。

接着硬化が終了すると、高圧蒸気の供給を止め。

続いて、冷却水を熱交換器１６に供給し、容器１４内を
循環しているガスを冷却して被成形材１を冷却すると共
に、前記容器１４丙の圧力を徐々に低下させる。

そして、被成形材１が所要温度に冷却されると、全ての
作動を停止させ、扉１９を開放し減圧手段の真空継手７
を外し被成形材１を外部へ搬出して一工程が完了する。

その結果、ボイドのない積層板を所定時間内で成形する
ことができた。

なお、加熱手段として、圧力容器１８内に電気ヒータを
設けるか、または、高圧蒸気を直に供給して加熱しても
よく、冷却手段として、圧力容器１８内に冷水を充満さ
せ循環させて冷却させてもよく、本発明の積層板の成形
用治具はいずれの方法にも用いることができる。

また、熱盤プレス機の各熱盤間に挿入して成形する治具
としても利用できる。

発明の効果 以上１本発明によると下記のような効果を奏する。

積層板をオートクレーブにて真空加熱加圧成形するにお
いて、被成形材を積載する定盤と、前記定盤上に積載す
る被成形材の側面と適宜な隙間をもたせて冠せ、しかも
、その上面を上下移動可能に設けた抑圧部材と、前記定
盤と押圧部材とをシールして被成形材を密封する第１の
シール部材とより気密室を構成し、更に、前記気密室内
部と外部の減圧手段とを連通、遮断させる真空着脱手段
を設けたものであり、更に、前記定盤、もしくは、押圧
部材のいずれか一方に、気密室内部を減圧するための真
空路を設け、該真空路の出口側には、外部の減圧手段と
着脱する真空継手を設けて、更に、前記抑圧部材には、
被成形材の側方の圧力を防止するための側圧防止枠と、
前記側圧防止枠の上方で且つ内側を上下移動させる押え
板と、前記側圧防止枠と押え板とを弾力性があり且つ伸
縮自在なシート状の第２のシール部材にてその両者を固
着すると共にシールせしめ、更に、第２のシール部材の
伸縮性を利用して前記押え板を前記側圧防止枠の内側に
沿って上下移動可能に設けているから、被成形材を収容
し密封する気密室を容易に開放、密閉することができる
ため、従来、真空バッグフィルムを用いた場合の袋作り
や定盤周辺部へのシール貼りなど多くの工数を要してい
た被成形材の被覆密封作業がなくなり、自動化への対応
ができる。

また、押圧部材や各シール部材を繰り返し使用すること
ができるため、従来、高価で且つ再使用の効かない真空
バッグフィルムがなくなりコストの低減ができる。

更に、被成形材と側圧防止枠との隙間部を高真空にする
ことにより、被成形材の側面からの熱伝導がなく、シか
も、被成形材の側面の放熱もなく。

被成形材は上下面より均一に加熱されるため、被成形材
のプリプレグの中央部と周辺部との温度差がなくなり、
従って、気泡を容易に除去することができボイドのない
、しがも、板厚の均一な積層板を所要時間内で成形する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る装置の一実施例を示す一部破断し
た概略正面図であり、第２図は第１図に示した装置の概
略正面図である。第３図は本発明に係る装置に圧力を加
えた状態を示す破断した概略部分図である。第４図は第
２のシール部材の実施例を示す立体図である。第５図は
本発明に係る装置が自動化に対応できる状態を示す概略
正面図である。第６図は本発明に係る装置を用いて積層
板をオートクレーブにて加熱加圧成形する装置の一部破
断した概略側面断面図であり、第７図は第６図に示した
装置の概略縦断面図である。第８図は本発明に係る装置
を用いてオートクレーブにて成形する加熱加圧プログラ
ムを示す。第９図は従来の真空バッグフィルムにて定盤
上に被成形材を被覆し密封する状態を示す概略正面断面
図である。 第１０図は被成形材を成形する熱加圧プログラムの従来
技術の一実施例を示す図である。 これらの図において Ａ：成形用治具、Ｂ：気密室、Ｃ：真空着脱手段、Ｄ＝
減圧手段、Ｅ：高圧ガス供給手段、Ｆ。 加熱冷却手段、Ｇ：循環手段、１：被成形材、２：定盤
、３．抑圧部材、４：第１のシール部材、５：真空路、
６，７：真空継手、８：側圧防止枠、９゜押え部材、１
０：第２のシール部材、１１：パッキン、１２・枠板、
１３：枠板、１４：突起。 １５：隙間部、１６：チャック、１７：台車、１８：圧
力容器、１９、扉、　　２ｏ：真空ポンプ。 ２１：熱交換器、２２：モータ、２３・ファン。 ２４：風洞板、２５：中央部、２６二周辺部、２７：鏡
面板、２８：ブリーザ、２９：真空バッグフィルム、３
０ニジ−ラント。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、積層板をオートクレーブにて真空加熱加圧成形する
   において、被成形材を積載する定盤と、前記定盤上に積
   載する被成形材の側面と適宜な隙間をもたせて冠せ、し
   かも、その上面を上下移動可能に設けた押圧部材と、前
   記定盤と押圧部材とをシールして被成形材を密封する第
   １のシール部材とより気密室を構成し、更に、前記気密
   室内部と外部の減圧手段とを連通、遮断させる真空着脱
   手段を設けたことを特徴とする積層板の成形用治具。 ２、定盤もしくは押圧部材には、気密室内部を減圧する
   ための真空路を設け、該真空路の出口側には、外部の減
   圧手段と着脱する真空継手を設けている特許請求の範囲
   第１項記載の積層板の成形用治具。 ３、押圧部材には、被成形材の側方の圧力を防止するた
   めの側圧防止枠と、前記側圧防止枠の上方で且つ内側を
   上下移動させる押え板と、前記側圧防止枠と押え板とを
   弾力性があり且つ伸縮自在なシート状の第２のシール部
   材にてその両者を固着すると共にシールせしめ、更に、
   第２のシール部材の伸縮性を利用して前記押え板を前記
   側圧防止枠の内側に沿つて上下移動可能に設けている特
   許請求の範囲第１項記載の積層板の成形用治具。