KR102574656B1

KR102574656B1 - 적층 장치

Info

Publication number: KR102574656B1
Application number: KR1020210117594A
Authority: KR
Inventors: 요시아키 혼마; 다케시 야마구치; 다이헤이 마츠모토
Original assignee: 닛코-매터리얼즈 가부시키가이샤
Priority date: 2021-01-22
Filing date: 2021-09-03
Publication date: 2023-09-04
Also published as: CN114770917A; JP2022113131A; TW202228976A; JP7179208B2; TWI819316B; KR20220106662A

Abstract

본 발명은 보다 높은 레벨로 표면이 평탄화된 적층체를 제조할 수 있는 적층 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
기재(基材; 104)의 요철면에 추종하는 요철면을 갖는 제1 가적층체(101)를 형성하는 진공 적층 장치(1)와, 상기 제1 가적층체(101)를 압박하여 제2 가적층체(102)를 형성하는 제1 평면 프레스 장치(2)와, 상기 제2 가적층체(102)를 제1 평면 프레스 장치(2)와 상이한 조건으로 압박하는 제2 평면 프레스 장치(3)를 구비하고, 상기 제1 평면 프레스 장치(2)가 대향하는 한 쌍의 프레스 블록을 가지며, 상기 한 쌍의 프레스 블록 중 적어도 한쪽이 열반(熱盤; 20)과, 판형체[탄성 프레스판(21)]와, 이들 사이에 배치되는 완충재를 갖고 있고, 상기 제2 평면 프레스 장치가, 대향하는 한 쌍의 프레스 블록과, 서보 모터를 가지며, 상기 한 쌍의 프레스 블록 중 적어도 한쪽이 열반과 판형체를 갖고, 이들 사이에, 완충재를 갖고 있지 않거나 상기 제1 평면 프레스 장치의 완충재보다 완충 효과가 작은 완충재를 가지며, 상기 한 쌍의 프레스 블록이 서로 접근하는 속도가 0.005 ㎜/초∼0.5 ㎜/초가 되도록, 상기 서보 모터의 작동이 제어되어 있는 적층 장치가 제공된다.

Description

적층 장치{LAMINATING APPARATUS}

본 발명은 기재(基材)와 수지 필름을 정밀하게 적층할 수 있는 적층 장치에 관한 것이며, 상세하게는, 기재(예컨대, 프린트 회로 기판이나 웨이퍼) 위에 적층되는 수지 필름 표면을, 보다 엄밀한 레벨로 평탄하게 할 수 있는 적층 장치에 관한 것이다.

종래, 전자 기기의 소형화, 고성능화에 따라, 이들에 탑재되는 전자 회로 기판에는, 다층화한 고밀도 타입의 프린트 회로 기판(이른바 「빌드업 기판」)이 다용되도록 되어 있다. 이 빌드업 기판은, 표면에 배선 등에 의한 요철을 갖는 기재와, 절연층으로서의 수지 필름을 교대로 다단으로 적층(라미네이트)한 적층체로서 제조되는 것이며, 그 제조에는 적층 장치가 이용된다.

상기한 빌드업 기판의 제조에는, 요철을 갖는 기재에 수지 필름을 평탄하게 적층하는 것이 중요해진다. 평탄하지 않은 부분이 있으면, 다단으로 적층되는 중에 불필요한 스페이스가 증폭되어 빌드업 기판이 부피가 커져, 전자 기기의 소형의 요구에 반하기 때문이다. 요철을 갖는 기재에 수지 필름을 평탄하게 적층하는 적층 장치로서는, 예컨대 특허문헌 1의 것을 들 수 있다. 이것은, 진공 프레스 장치와 평면 프레스 장치를 구비하고 있기 때문에, 형성된 적층체(빌드업 기판 등)의 표면을 보다 평탄하게 할 수 있다.

최근, 더욱 전자 기기의 소형화, 고성능화가 진행되어, 이들에 탑재되는 전자 회로 기판은, 한층 더한 소형화가 요구되도록 되어 오고 있다. 그에 따라, 적층체(빌드업 기판 등) 표면의 평탄성이 보다 요구되고 있고, 적층 장치에 의한 적층 기술의 한층 더한 향상이 요망되고 있다.

[특허문헌 1] 일본 특허 제4926840호 공보

본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 더욱 높은 레벨로 표면이 평탄화된 적층체를 제조할 수 있는 적층 장치의 제공을 그 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 이하의 [1]∼[3]을 요지로 한다.

[1] 요철을 갖는 기재의 요철면에 필름을 적층하는 장치로서, 감압하에서 상기 기재에 필름을 밀착 추종시켜, 상기 기재의 요철면에 추종하는 요철면을 갖는 제1 가적층체를 형성하는 진공 적층 장치와, 상기 제1 가적층체를 압박하여 상기 제1 가적층체의 요철면을 대략 평탄화하여, 대략 평탄화된 요철면을 갖는 제2 가적층체를 형성하는 제1 평면 프레스 장치와, 상기 제2 가적층체를 제1 평면 프레스 장치와 상이한 조건으로 압박하여, 상기 제2 가적층체의 대략 평탄화된 요철면을 더욱 평탄화하여, 적층체를 형성하는 제2 평면 프레스 장치를 구비하고, 상기 제1 평면 프레스 장치가, 대향하는 한 쌍의 프레스 블록을 가지며, 상기 한 쌍의 프레스 블록 중 적어도 한쪽이 다른 쪽에 대해 진퇴 가능하게 설정되고, 상기 한 쌍의 프레스 블록 중 적어도 한쪽이 열반(熱盤)과, 판형체와, 이들 사이에 배치되는 완충재를 갖고 있으며, 상기 제2 평면 프레스 장치가, 대향하는 한 쌍의 프레스 블록과, 상기 한 쌍의 프레스 블록 중 적어도 한쪽에 연결된 서보 모터를 갖고, 상기 서보 모터의 작동에 의해 상기 한 쌍의 프레스 블록 중 적어도 한쪽이 다른 쪽에 대해 진퇴 가능하게 설정되며, 상기 한 쌍의 프레스 블록 중 적어도 한쪽이 열반과 판형체를 갖고, 이들 사이에, 완충재를 갖고 있지 않거나, 상기 제1 평면 프레스 장치의 완충재보다 완충 효과가 작은 완충재를 가지며, 상기 한 쌍의 프레스 블록이 서로 접근하는 속도가 0.005 ㎜/초∼0.5 ㎜/초가 되도록, 상기 서보 모터의 작동이 제어되어 있는 적층 장치.

[2] 상기 제1 평면 프레스 장치의 한 쌍의 프레스 블록이 서로 접근하는 속도를 V1로 하고, 상기 제2 평면 프레스 장치의 한 쌍의 프레스 블록이 서로 접근하는 속도를 V2로 했을 때에, V1 및 V2가 하기의 식 (1)을 만족시키고 있는 [1]에 기재된 적층 장치.

0.0008≤V2/V1≤0.02 …(1)

[3] 상기 제1 평면 프레스 장치의, 상기 한 쌍의 프레스 블록 중 적어도 한쪽에 유압 실린더 또는 에어 실린더가 연결되고, 상기 유압 실린더 또는 에어 실린더의 작동에 의해 상기 한 쌍의 프레스 블록 중 적어도 한쪽이 다른 쪽에 대해 진퇴 가능하게 되어 있는 [1] 또는 [2]에 기재된 적층 장치.

즉, 본 발명의 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위해서 고안을 거듭하였다. 그 결과, 감압하에서 기재에 필름을 밀착 추종시킨 가적층체에 대해, 조건을 변경하여 적어도 2회의 평면 프레스를 행하고, 게다가 그 2회째의 평면 프레스에 있어서, 대상물을 프레스할 때의 속도가, 종래보다 느린 소정의 범위로 설정되어 있는 적층 장치에 의하면, 종래에서는 달성할 수 없었던 매우 높은 레벨로까지 표면을 평탄화하는 것이 가능한 것을 별견하고, 본 발명에 도달하였다.

본 발명의 적층 장치에 의하면, 요철을 갖는 기재의 요철면에 필름을 적층할 때에, 매우 높은 레벨로 표면이 평탄화된 적층체를 제조할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 적층 장치의 개략을 설명하는 구성도.
도 2는 상기 적층 장치의 진공 적층 장치의 설명도.
도 3은 상기 적층 장치의 제1 평면 프레스 장치의 설명도.
도 4는 상기 적층 장치의 제2 평면 프레스 장치의 설명도.
도 5는 상기 적층 장치의 각 장치에 의해 얻어지는 제2 가적층체의 요철 정도를 설명하는 도면.
도 6은 상기 적층 장치의 각 장치에 의해 얻어지는 제1 가적층체, 제2 가적층체, 적층체의 설명도.
도 7의 (a)는 종래의 적층체를 설명하는 도면이고, (b)는 본 발명의 적층체를 설명하는 도면.
도 8은 상기 제2 평면 프레스 장치의 변형예를 설명하는 도면.
도 9는 본 발명의 실시예에서 이용하는 기재를 설명하는 도면.
도 10은 본 발명의 실시예에서의 구리 밀도의 산출 방법을 설명하는 도면.
도 11은 본 발명의 실시예에서의 두께의 변화를 도시한 그래프도.
도 12의 (a)는 본 발명의 실시예에서의 적층체의 거리 기준점을 설명하는 도면이고, (b)는 본 발명의 실시예의 수지 두께의 변화를 도시한 그래프도.

다음으로, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대해 상세히 설명한다. 단, 본 발명은 이 실시형태에 한정되는 것이 아니다.

도 1은 본 발명의 하나의 실시형태에 따른 적층 장치를 도시하고 있다. 이 적층 장치는, 배선[구리 패턴(105) 등] 등에 의한 요철이 형성된 빌드업 기판용의 기재(104)에, 라미네이트용의 필름(106)을 적층하기 위한 장치이며, 반송용 필름(5, 5')을 한쪽측으로부터 조출(繰出)하고, 다른 쪽측에서 이것을 권취함으로써 워크(100)를 순차 반송하는 반송 장치(4, 4')를 구비하고 있다. 그리고, 이 반송용 필름(5, 5')의 화살표의 유동 방향의 상류[진공 적층 장치(1)]로부터 하류[제2 평면 프레스 장치(3)]를 향해, 진공 적층 장치(1)와, 제1 평면 프레스 장치(2)와, 제2 평면 프레스 장치(3)가, 이 순서로 배치되어 있다.

상기 진공 적층 장치(1)는, 기재(104)의 표면이, 구리 패턴(105)의 배치에 의해 요철면으로 형성되고, 그 요철면에 필름(106)이 배치된 워크(100)를, 감압하에서 기재(104)의 요철을 따라 필름(106)을 밀착 추종시켜, 상기 기재(104)의 요철면에 추종하는 요철면을 갖는 제1 가적층체(101)를 형성한다.

상기 제1 평면 프레스 장치(2)는, 상기 진공 적층 장치(1)에서 형성된 제1 가적층체(101)를 압박하여 상기 제1 가적층체(101)의 요철면을 대략 평탄화하여, 대략 평탄화된 요철면을 갖는 제2 가적층체(102)를 형성한다.

상기 제2 평면 프레스 장치(3)는, 상기 제2 가적층체(102)에 대해, 상기 제1 평면 프레스 장치(2)와 상이한 조건으로 압박을 행하는 것이며, 도 4에 도시된 바와 같이, 그 압박에 있어서 서보 모터(53)를 이용하고, 또한, 상기 제2 평면 프레스 장치(3)의 프레스 블록(47)이 갖는 금속판(판형체)(51)이 상기 제2 가적층체(102)에 접촉할 때의 속도를, 종래보다 느린 소정의 속도로 설정하여, 상기 제2 가적층체(102)의 대략 평탄화된 요철면을 더욱 평탄화하여, 적층체(103)를 형성한다.

그리고, 상기 반송 장치(4 및 4')에 의해, 워크(100), 제1 가적층체(101), 제2 가적층체(102), 적층체(103)는, 모두, 반송용 필름(5 및 5') 사이에 끼워져, 반송되도록 되어 있다. 그리고, 반송 장치(4)는, 워크(100)를 공정에 반입하기 위한 반입용 컨베이어(7)를 갖고 있다. 또한, 반송 장치(4')는, 제2 평면 프레스 장치(3)에 의해 평탄화된 적층체(103)를 냉각하기 위한 팬(6, 6')을 갖고 있다. 그리고, 반송 장치(4')에 있어서, 권취되는 반송용 필름(5, 5') 사이로부터, 완성된 적층체(103)가 반송 라인으로부터 취출되도록 되어 있다.

이하, 각 장치(1∼3)에 대해 상세히 설명한다.

[진공 적층 장치(1)]

상기 진공 적층 장치(1)는, 반입용 컨베이어(7)에 의해 반입되어, 반송용 필름(5, 5')에 의해 반송되어 온 기재(104)의 요철면에 필름(106)이 배치된 워크(100)를, 상부 플레이트(11)와 하부 플레이트(12) 사이에 위치 결정시키고, 감압 상태의 공간부(26) 내에서 가열 가압하여, 기재(104)의 요철을 따라 필름(106)을 밀착 추종시킴으로써, 제1 가적층체(101)를 형성하는 것이다.

이 진공 적층 장치(1)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 프레스대(8)에 세워져 설치된 복수 개(도 2에서는, 2개밖에 도시하지 않음)의 지주(9)와, 이들 각 지주(9)에 볼트, 너트 등의 고정 기구(10)로 고정된 상부 플레이트(11)와, 상기 각 지주(9)에 상하 이동 가능하게 부착된 하부 플레이트(12) 등을 구비하고 있다. 이 하부 플레이트(12)는, 조인트(13)를 통해 유압 실린더(14)에 연결되어 있고, 이 유압 실린더(14)의 작동에 의해[피스톤 로드(14a)의 상승 및 하강에 따라] 상하 이동하도록 되어 있다. 또한, 이 실시형태에서는, 하부 플레이트(12)에 유압 실린더(14)가 연결되어 있으나, 유압 실린더(14)를 대신하여 에어 실린더 등의 다른 승강 기구를 이용해도 좋다. 그러나, 유압 실린더(14)를 이용하면, 컴팩트하면서 고압이 얻어지는 점에서 바람직하다.

상기 상부 플레이트(11)에는, 평판형의 상측 단열재(15), 상측 열반(16), 상측 완충재, 상측 탄성 프레스판(17)이 위로부터 이 순서로 고정되어 있고, 하부 플레이트(12)에는, 평판형의 하측 단열재(19), 하측 열반(20), 하측 완충재, 하측 탄성 프레스판(21)이 아래로부터 이 순서로 고정되어 있다. 또한, 상측 완충재 및 하측 완충재는 도시를 생략하고 있다.

이들 상하의 양 열반(16, 20)에는, 그 내부에, 탄성 프레스판(17, 21)을 가열하기 위한 온도 컨트롤 가능한 가열 기구가 적절한 배치로 설치되어 있다. 이 실시형태에서는, 상기 가열 기구로서, 상하의 양 열반(16, 20)의 내부에, 복수 개의 시스형 히터가 각각 배치되어 있다. 또한, 이 실시형태에서는, 열반(16, 20)의 내부에 시스형 히터를 배치하고 있으나, 시스형 히터를 대신하여 다른 열원을 이용해도 좋다.

또한, 상기 진공 적층 장치(1)는, 가동 진공 프레임(23)을 구비하고 있다. 이 가동 진공 프레임(23)은, 상부 플레이트(11)의 하면에 기밀형으로 고정된 대략 사각형 프레임형의 상측 고정 프레임부(24)와, 하부 플레이트(12)의 상면에 기밀형으로 고정된 가동 프레임(25)을 구비하고 있다. 상측 고정 프레임부(24)에는, 진공화용 노즐(도시하지 않음)이 연결되어 있고, 상하의 양 플레이트(11, 12)의 밀봉 계합(契合) 시에, 이 진공화용 노즐에 의해, 상측 고정 프레임부(24)와 가동 프레임(25) 사이에 형성되는 밀봉된 공간부(26)(도 1 참조) 내를 진공화하여, 이 공간부(26)의 압력을 조정할(즉, 소정 압력에 의한 감압 상태로 할) 수 있다. 또한, 진공화용 노즐은, 상측 고정 프레임부(24)가 아니라, 상부 플레이트(11)에 연결해도 좋고, 또한 복수 개소에 설치하면 효율적으로 공간부(26)의 압력을 조정할 수 있다.

[제1 평면 프레스 장치]

상기 제1 평면 프레스 장치(2)(도 1로 되돌아감)는, 상기 진공 적층 장치(1)로부터 반송용 필름(5, 5')에 의해 반송되어 온 제1 가적층체(101)를 상측 프레스 블록(27) 및 하측 프레스 블록(28)(도 3 참조) 사이에 위치 결정시키고, 상측 프레스 블록(27) 및 하측 프레스 블록(28)으로 가열 가압하여 제1 가적층체(101)의 표면을 대략 평탄화하는 것이다. 이 실시형태에서는, 도 3에 도시된 바와 같이, 프레스대(29)에 세워져 설치된 복수 개(도 3에서는, 2개밖에 도시하지 않음)의 지주(30)와, 이들 각 지주(30)에 볼트, 너트 등의 고정 기구(31)로 고정되는 상측 프레스 블록(27)과, 상기 각 지주(30)에 상하 이동 가능하게 부착되는 하측 프레스 블록(28) 등을 구비하고 있다. 이 하측 프레스 블록(28)은, 조인트(32)를 통해 유압 실린더(33)에 연결되어 있고, 이 유압 실린더(33)의 작동에 의해[피스톤 로드(33a)의 상승 및 하강에 따라] 상하 이동되도록 되어 있다.

즉, 하측 프레스 블록(28)이 상측 프레스 블록(27)에 대해 소정 속도(V1)로 진행하면서 상기 제1 가적층체(101)를 사이에 끼워 가열 가압하여, 상기 제1 가적층체(101)의 요철면을 대략 평탄화하는 것이다.

상기 하측 프레스 블록(28)이 상측 프레스 블록(27)에 대해 진행하는 속도(V1)는, 5 ㎜/초∼12 ㎜/초인 것이 바람직하고, 5.8 ㎜/초∼10.7 ㎜/초인 것이 보다 바람직하며, 6.8 ㎜/초∼8.3 ㎜/초인 것이 더욱 바람직하다.

즉, 상기 속도(V1)가 상기 범위의 상한을 초과하면, 상기 제1 가적층체(101)에 이들의 프레스 블록이 접촉할 때의 충격 하중이 가해져, 그 요철면의 대략 평탄화를 충분히 행할 수 없는 경향이 보여지고, 상기 속도(V1)가 상기 범위의 하한을 하회하면, 택트 타임이 지나치게 길어져, 생산성이 나빠지는 경향이 보여진다.

또한, 상기 V1은, 상기 하측 프레스 블록(28)의 하측 플렉시블 금속판(판형체)(43)이 제1 가적층체(101)에 접촉할 때에 있어서의 속도를 나타내고 있다.

상기 상측 프레스 블록(27)은, 상부 베이스층(34)에, 평판형의 상측 단열재(35), 상측 열반(36), 평판형의 상측 완충재(37) 및 상측 플렉시블 금속판(판형체)(38)이 위로부터 이 순서로 고정된 구성으로 되어 있고, 상기 하측 프레스 블록(28)은, 하부 베이스층(39)에, 평판형의 하측 단열재(40), 하측 열반(41), 평판형의 하측 완충재(42) 및 하측 플렉시블 금속판(판형체)(43)이 아래로부터 이 순서로 고정된 구성으로 되어 있다.

상기 상측 단열재(35)는, 상부 베이스층(34)의 하면에 볼트, 너트 등(도시하지 않음)에 의해 고정되어 있다. 상측 열반(36)은, 상부 베이스층(34)에 의해 고정되고, 상측 플렉시블 금속판(판형체)(38)은 상측 완충재(37)를 통해 상측 열반(36)에 볼트, 칼라 등(도시하지 않음)으로 고정되어 있다. 또한, 하측 단열재(40)는, 하부 베이스층(39)의 상면에 볼트, 너트 등(도시하지 않음)에 의해 고정되어 있다. 하측 열반(41)은, 하부 베이스층(39)에 공동 체결에 의해 고정되고, 하측 플렉시블 금속판(판형체)(43)은 하측 완충재(42)를 통해 하측 열반(41)에 볼트, 칼라 등(도시하지 않음)에 의해 고정되어 있다. 도면에 있어서, 부호 36a, 41a는 상하 양 열반(36, 41)의 내부에 병렬 배치된 시스형 히터이다. 또한, 이 실시형태에서는, 열반(36, 41)의 내부에 시스형 히터(36a, 41a)를 배치하고 있으나, 시스형 히터(36a, 41a)를 대신하여 다른 열원을 이용해도 좋다.

상기 완충재(37, 42)로서는, 표면의 쇼어 A 경도(듀로미터 경도)가 60도 이상인 것이 바람직하고, 65도∼75도인 것이 보다 바람직하다. 표면 쇼어 A 경도가 상기 범위 내이면, 압박 후의 필름(106)의 막 두께가 보다 균일해지기 때문이다. 또한, 본 발명에 있어서, 쇼어 A 경도는, JIS K6253에 준거하여, 타입 A 듀로미터를 이용하여 측정된 것이다. 쇼어 A 경도는, 완충재를 구성하는 고무나 합성 수지 등을 포함하는 시험편을 제작하고, 각 시험편에 대해 측정된 것이어도 좋다.

또한, 상기 완충재(37, 42)의 두께는, 통상 0.2 ㎜∼20 ㎜이고, 바람직하게는 0.2 ㎜∼10 ㎜, 보다 바람직하게는 0.5 ㎜∼3 ㎜이다. 완충재(37, 42)의 두께가 상기 범위 내이면, 완충 효과를 충분히 발휘할 수 있고, 제1 가적층체(101) 표면의 요철에 보다 추종시킨 상태로 압박할 수 있다. 이 때문에, 제1 가적층체(101) 표면의 요철의 단차를 전체적으로 완만하게 할 수 있다. 또한, 상기 완충재(37, 42)는, 서로 두께가 상이해도 좋고, 동일해도 좋다.

상기 완충재(37, 42)의 재질은, 통상, 종이, 고무, 합성 수지, 섬유 등을 이용할 수 있다. 그 중에서도 고무가 바람직하고, 특히 불소계 고무가 바람직하다. 불소계 고무로서는, 예컨대 불화비닐리덴계 고무, 불소 함유 실리콘 고무, 테트라플루오로에틸렌계 고무, 불소 함유 비닐에테르계 고무, 불소 함유 포스포니트릴계 고무, 불소 함유 아크릴레이트계 고무, 불소 함유 니트로소메탄계 고무, 불소 함유 폴리에스테르 고무, 불소 함유 트리아진 고무 등을 들 수 있다. 또한, 상기 완충재(37, 42)는, 내열성 수지, 유리 섬유 시트나 금속박 시트 등을 내부에 포함하는 것이어도 좋고, 예컨대 고무와 섬유와 같이 상이한 재질의 것이 조합된 것이어도 좋다. 또한, 상기 완충재(37, 42)는, 서로 재질이 상이해도 좋고, 동일해도 좋다.

상기 플렉시블 금속판(판형체)(38, 43)의 두께는, 통상, 0.1 ㎜∼10 ㎜이고, 바람직하게는 1 ㎜∼2 ㎜이다. 플렉시블 금속판(판형체)(38, 43)의 두께가 상기 범위 내이면, 기계 강도를 담보하면서 플렉시블성을 발휘할 수 있고, 상기 완충재(37, 42)가 제1 가적층체(101)에 추종할 때의, 상기 완충재(37, 42)의 변형에 충분히 추종할 수 있다.

상기 플렉시블 금속판(판형체)(38, 43)의 재질로서는, 통상, 스테인리스, 철, 알루미늄, 알루미늄 합금 등이 이용되고, 그 중에서도 내청성이 우수한 점에서 스테인리스가 바람직하게 이용된다. 또한, 상기 플렉시블 금속판(판형체)(38, 43)의 표면이 버프 연마 등에 의해 경면 연마되어 있으면, 얻어지는 제2 가적층체(102)의 표면을 보다 경면으로 할 수 있기 때문에 바람직하다.

또한, 이 실시형태에서는, 하측 프레스 블록(28)에 유압 실린더(33)가 연결되어 있으나, 유압 실린더(33)를 대신하여 에어 실린더 등의 다른 승강 기구를 이용해도 좋고, 서보 모터를 이용해도 좋다. 그러나, 유압 실린더(33)를 이용하면, 컴팩트하면서 고압이 얻어지는 점에서 바람직하다.

[제2 평면 프레스 장치]

상기 제2 평면 프레스 장치(3)(도 1로 되돌아감)는, 제1 평면 프레스 장치(2)로부터 반송용 필름(5, 5')에 의해 반송되어 온 제2 가적층체(102)를 상측 프레스 블록(46) 및 하측 프레스 블록(47)(도 4 참조) 사이에 위치 결정시키고, 이들 상측 프레스 블록(46) 및 하측 프레스 블록(47)으로 가열 가압하여 제2 가적층체(102)의 대략 평탄화된 요철면을 더욱 평탄화하는 것이다. 이 실시형태에서는, 도 4에 도시된 바와 같이, 기본적인 구성은, 제1 평면 프레스 장치(2)(도 3 참조)와 동일하고, 프레스대(44)에 세워져 설치된 복수 개의 지주(45)(도 4에서는 4모퉁이 4개 중 2개밖에 도시하지 않음)와, 이들 각 지주(45)에 볼트, 너트 등의 고정 기구로 고정된 상측 프레스 블록(46)과, 상기 각 지주(45)에 승강 가능하게 부착된 하측 프레스 블록(47)을 구비한다.

즉, 하측 프레스 블록(47)이 상측 프레스 블록(46)에 대해 소정 속도(V2)로 진행하면서 상기 제2 가적층체(102)를 사이에 끼워 가열 가압하여, 상기 제2 가적층체(102)의 대략 평탄화된 요철면을 더욱 평탄화하는 것이다.

상기 하측 프레스 블록(47)의 하측의 공간에는, 나사축(52a)과 너트(볼너트)(52b)를 포함하는 볼나사(52)와, 나사축(52a)에 연결되는 서보 모터(53)를 포함하는 승강 기구가 형성되어 있다. 또한, 상기 서보 모터(53)의 회전수는, 프로그래머블 로직 컨트롤러(PLC)로부터의 지령 신호 및 피드백된 프레스 블록(46, 47) 사이의 거리 정보에 기초하여, 서보 증폭기(도시 생략)에 의해 컨트롤되어 있다. 즉, 하측 프레스 블록(47)은, 조인트(도시 생략) 등을 통해 볼나사(52)의 너트(52b)에 접속되어 있다. 이 때문에, 상기 구성에 의해, 나사축(52a)에 연결되는 서보 모터(53)의 회전 동작을 제어함으로써, 이 하측 프레스 블록(47)을, 승강 가능하게 보다 엄격히 제어할 수 있다.

또한, 상기 하측 프레스 블록(47)의 하측의 공간에는, 하측 프레스 블록(47)과 상측 프레스 블록(46) 사이의 거리를 계측하는 리니어 스케일(54)이 배치되어 있다. 이 리니어 스케일(54)은, 상측 프레스 블록(46)에 고정된 스케일(54a)과, 하측 프레스 블록(47)에 부착되고 하측 프레스 블록(47)에 동기하여 상하로 슬라이드 이동하는 인코더 헤드(54b)를 갖고 있고, 상기 서보 모터(53)의 회전 동작에 따라 승강하는 하측 프레스 블록(47)과 상측 프레스 블록(46)과의 거리(간극)를, 간접적으로 측정하고 있다. 본 발명에 있어서, 서보 모터란, 서보 기구를 구비한 모터를 의미하고, 그 용도에는 제한이 없다.

상기 리니어 스케일(54)로서는, 예컨대 자기 헤드를 갖는 자기식이나, 발광·수광 소자를 갖는 광학식 등의 어느 타입의 리니어 스케일(리니어 인코더) 등을 이용해도 좋다. 또한, 리니어 스케일(54)을 대신하여, 양 프레스 블록(46, 47)의 간극을, 직접적 또는 간접적으로, 접촉 또는 비접촉으로 계측할 수 있는 다른 양식의 거리계를 이용해도 좋다.

또한, 상기 리니어 스케일(54)은, 하측 프레스 블록(47)과 상측 프레스 블록(46)과의 간극을 직접 계측할 수 있도록 배치하는 것도 가능하다. 그러나, 리니어 스케일(54)을 상측 프레스 블록(46) 및 하측 프레스 블록(47) 사이에 배치하면, 열반(48, 49)으로부터 열의 영향을 받을 우려가 있어, 열에 대한 고려 없이는, 정확한 간극을 측정하는 것이 곤란해질 우려가 있다. 이 때문에, 리니어 스케일(54)은, 열반(48, 49)으로부터 떨어진 위치, 예컨대 이 예와 같이, 하측 프레스 블록(47)의 하측에 배치하여, 하측 프레스 블록(47)과 상측 프레스 블록(46)과의 간극을 간접적으로 계측하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 제2 평면 프레스 장치(3)는, PLC로부터의 지령 신호 및 상측 프레스 블록(46) 및 하측 프레스 블록(47) 사이의 거리 정보의 피드백에 기초하여, 서보 모터(53)의 회전 동작을 제어하는 서보 증폭기(도시 생략)를 구비하고 있다. 또한, 상측 프레스 블록(46) 및 하측 프레스 블록(47)의 간극은, PLC에 편입된 지령 신호(압박 간극 제어 프로그램)에만 기초한 것이 아니라, 리니어 스케일(54)로부터 얻어지는 거리 신호를 고려하여 설정하는 압박 간극 제어 장치에 의해 제어되어 있다.

즉, PLC로부터의 지령 신호에 의해 동작하는 서보 모터(53)의 회전 동작은, 리니어 스케일(54)로부터 보내지는 상측 프레스 블록(46)과 하측 프레스 블록(47) 사이의 거리 정보가 피드백됨으로써 제어되어 있다. 이 예에서는, PLC로부터의 지령 신호에 의해 서보 모터(53)를 회전시켜 하측 프레스 블록(47)을 상승시키고 있고, 상측 프레스 블록(46)과 하측 프레스 블록(47)의 간극[리니어 스케일로부터 보내지는 상측 프레스 블록(46), 하측 프레스 블록(47) 사이의 거리 정보]이 미리 설정한 값이 되면, 설정한 값이 되었다는 정보가 PLC에 편입된 지령 신호에 피드백되어, 서보 모터(53)의 회전이 느려지거나, 또는 정지하도록 되어 있다. 이에 의해, 하측 프레스 블록(47)의 정지 위치를 보다 정확히 설정할 수 있고, 상측 프레스 블록(46)과 하측 프레스 블록(47)의 간극을 보다 정확히 설정할 수 있다.

그리고, 상기 제2 평면 프레스 장치(3)에서는, 상기 하측 프레스 블록(47)이 상측 프레스 블록(46)에 대해 진행하는 속도(V2)가, 0.005 ㎜/초∼0.5 ㎜/초인 것이 필요하고, 0.008 ㎜/초∼0.2 ㎜/초인 것이 바람직하며, 0.01 ㎜/초∼0.1 ㎜/초인 것이 보다 바람직하다. 이 속도는, 일반 상식에서 보면 매우 느린 속도이다. 이와 같이 느리게 하면, 필름(106)의 수지의 흐름이 컨트롤되어, 대략 평탄화된 요철면을 높은 레벨로 더욱 평탄화할 수 있다.

즉, 상기 속도(V2)가 상기 범위의 상한을 초과하면, 필름(106)의 수지가 제2 가적층체(102)의 오목부의 구석구석까지 고루 미치지 않고, 약간 오목부가 남는 경향이 보여진다. 또한, 필름(106)의 단부로부터 상기 수지가 비어져 나와, 얻어지는 적층체(103)의 단부의 두께가 얇아질 우려가 있다. 한편, 상기 속도(V2)가 상기 범위의 하한을 하회하면, 가열에 의해 용융된 필름(106)의 수지를 상측 프레스 블록(46) 및 하측 프레스 블록(47)으로 누르는 압력에 도달하기 전에 상기 필름(106)의 수지가 유동해 버려, 얻어지는 적층체(103)의 두께 불균일이 발생할 우려가 있다.

또한, 상기 속도(V2)는, 상기 하측 프레스 블록(47)의 금속판(판형체)(51)이 제2 가적층체(102)에 접촉할 때에 있어서의 속도를 나타내고 있다.

또한, 상기 속도(V2)의, 제2 가적층체(102) 표면의 요철 정도(W)(도 5 참조)에 대한 비율(V2/W)은, 0.035∼3인 것이 바람직하고, 0.075∼1.9인 것이 보다 바람직하며, 0.11∼1.2인 것이 더욱 바람직하다.

상기 요철 정도(W)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 제2 가적층체(102)의 대략 평탄화된 요철면의 요철차를 나타내는 것이다. 상기 요철 정도(W)는, 상기 대략 평탄화된 요철면에 있어서, 하기의 식 (2)로 산출되는 구리 밀도(T)가 높은 개소(Q1)의 두께를 H1로 하고, 구리 밀도(T)가 낮은 개소(Q2)의 두께를 H2로 했을 때에 H1-H2로 나타나는 것이며, 그 값은 하기의 식 (3)에 의해 산출할 수 있다.

여기서, 상기 구리 밀도(T)는, 도 10에 도시된 바와 같이, 구리 라인(108)의 폭을 L로 하고, 인접하는 구리 라인(108)의 피치를 S로 했을 때에, 하기의 식 (2)에 기초하여 산출되는 것이다.

구리 밀도(T)=L/(L+S) …(2)

요철 정도(W)=h2×(T1-T2) …(3)

그리고, 상기 두께(H1 및 H2)는, 하기의 식에 의해 산출된다.

H1=(T1×h2)+h1

H2=(T2×h2)+h1

[단, T1은 개소(Q1)의 구리 밀도이고, T2는 개소(Q2)의 구리 밀도이며, h1은 적층 전의 필름(106)의 두께이고, h2는 구리 라인(108)의 두께이다.]

상기 요철 정도(W)는, 통상, 0.002 ㎜∼0.04 ㎜의 범위에 있고, 바람직하게는 0.0036 ㎜∼0.0298 ㎜의 범위에 있다. 또한, 제2 가적층체(102) 표면의 요철 정도(W)는, 전면이 동일(균일)해도 좋고, 부분적으로 상이해도 좋다.

그리고, 상기 제2 가적층체(102) 표면의 요철 정도(W)가 부분적으로 상이한 경우에는, 요철 정도(W)가 높은(수치가 큰) 것을 상기 V2의 요철 정도(W)에 대한 비율(V2/W)의 산출에 이용하는 것으로 한다. 또한, 제2 가적층체(102)의 요철 정도(W)가 한쪽 면과 다른 쪽 면에서 상이한 경우에도, 요철 정도(W)가 높은(수치가 큰) 것을 상기 V2의 요철 정도(W)에 대한 비율(V2/W)의 산출에 이용하는 것으로 한다.

또한, 상기 하측 프레스 블록(47)이 상측 프레스 블록(46)에 대해 진행하는 속도(V2)의, 상기 제1 평면 프레스 장치(2)에서의, 상기 하측 프레스 블록(28)이 상측 프레스 블록(27)에 대해 진행하는 속도(V1)에 대한 비율(V2/V1)은, 0.0008∼0.02의 범위에 있는 것이 바람직하고, 0.0009∼0.017의 범위에 있는 것이 보다 바람직하며, 0.0012∼0.014의 범위에 있는 것이 더욱 바람직하다.

즉, V1에 대한 V2의 비율(V2/V1)이 상기한 범위 내에 있으면, 미세한 요철에 대해서도 그 표면을 평탄화할 수 있고, 표면이 경면화된 적층체(103)를 얻을 수 있다.

상측 프레스 블록(46) 및 하측 프레스 블록(47)의 내측(프레스측)에는, 단열재를 통해 히터를 내장하는 열반(48, 49)이 각각 부착되어 있고, 또한 그 내측(프레스측)에, 금속판(판형체)(50, 51)이 배치되어 있다.

그러나, 상기 상측 프레스 블록(46) 및 하측 프레스 블록(47)의 열반(48, 49)의 내측(프레스측)에는, 모두 완충재가 배치되어 있지 않다.

따라서, 열반(48, 49)의 내측(프레스측)의 평탄성을 보다 확실히, 제2 가적층체(102)에 전달할 수 있어, 표면이 보다 경면성이 있는 평탄면으로 형성된 적층체(103)를 얻을 수 있다.

단, 기재(104) 및 필름(106) 등의 종류에 따라서는, 열반(48, 49)과 금속판(판형체)(50, 51) 사이에 완충재를 설치해도 좋고, 그 경우, 완충 효과가 작은 완충재인 것이 바람직하다. 완충 효과의 대소는, 통상, 완충재의 재질 및 두께에 의해 결정되지만, 본 발명에서는, 그 이외에, 추종성을 완충 효과의 지표의 하나로서 이용한다. 즉, 추종성이 높은 완충재를, 완충 효과가 크다고 할 수 있다.

또한, 상기 제2 평면 프레스 장치(3)에 완충재를 설치하는 경우, 그 완충재는, 표면의 쇼어 A 경도가 60도 이상인 것이 바람직하고, 65도∼75도인 것이 보다 바람직하다. 완충재의 표면 쇼어 A 경도가 상기 범위 내이면, 압박 후의 필름(라미네이트)의 막 두께가 보다 균일해지기 때문이다.

또한, 상기 완충재를 설치하는 경우, 그 두께는, 통상 0.2 ㎜∼20 ㎜이고, 바람직하게는 0.2 ㎜∼3 ㎜, 보다 바람직하게는 0.2 ㎜∼1 ㎜이다. 그리고, 상기 완충재가, 상기 제1 평면 프레스 장치(2)의 완충재(37, 42)보다 완충 효과가 작은 것이면, 열반(48, 49)의 내측(프레스측)의 평탄성을 보다 확실히 전달할 수 있어, 표면이 보다 평탄면으로 형성된 적층체(103)를 얻을 수 있다. 그리고, 완충재의 재질은, 제1 평면 프레스 장치(2)와 동일한 것을 이용할 수 있으나, 합성 수지, 및 합성 수지와 다른 재질이 조합된 것이 바람직하다.

상기 상측 프레스 블록(46) 및 하측 프레스 블록(47)의 내측(프레스측)에 부착되는 금속판(판형체)(50, 51)의 두께는, 통상, 0.1 ㎜∼10 ㎜이고, 바람직하게는 0.5 ㎜∼7 ㎜, 보다 바람직하게는 1 ㎜∼5 ㎜, 더욱 바람직하게는 2 ㎜∼5 ㎜이다. 금속판(판형체)(50, 51)의 두께가 상기 범위 내이면, 기계 강도가 우수하기 때문에, 제2 가적층체(102)의 두께를 보다 균일화할 수 있어, 표면이 보다 평탄면으로 형성된 적층체(103)로 할 수 있다. 또한, 금속판(판형체)(50, 51)의 표면을 버프 연마 등에 의해 경면 연마하면, 적층체(103)의 표면을 균일한 경면으로 할 수 있기 때문에 보다 바람직하다.

상기 금속판(판형체)(50, 51)의 재질로서는, 통상, 스테인리스, 철, 알루미늄, 알루미늄 합금 등이 이용되고, 내청성이 우수한 점에서 스테인리스가 바람직하다. 또한, 상기 금속판(판형체)(50, 51)은, 플렉시블성을 갖고 있어도 좋고, 갖고 있지 않아도 좋다. 단, 완충재를 이용하는 경우에는, 그 완충 효과가 지나치게 발휘되지 않도록 플렉시블성이 적은 것이 바람직하다.

[반송 장치]

반송 장치(4, 4')(도 1로 되돌아감)는, 공정의 시점에 위치하는 상하의 반송용 필름 조출기(55, 55'), 및 공정에 워크(100)를 반입하기 위한 반입용 컨베이어(7)와, 공정의 종점에 배치된 반송용 필름 권취기(56, 56'), 워크(100) 등을 반송하는 반송용 필름(5, 5')을 공정 각처에서 지지하는 복수의 가이드 롤러 등을 구비하고 있다.

그리고, 반입용 컨베이어(7)로부터 소정 간격으로 공정에 공급된 매엽(枚葉)형의 워크(100)는, 각 반송용 필름 조출기(55, 55')로부터 조출된 상하의 반송용 필름(5, 5') 사이에, 소정의 간격으로 단속적으로(간헐적으로) 끼워 넣어지고, 이들 반송용 필름(5, 5')의 흐름(주행)과 동기한 상태로, 상기 각 가이드 롤러에 의해 안내되면서, 진공 적층 장치(1)의 상하의 플레이트(11, 12) 사이, 제1 평면 프레스 장치(2)의 상측 프레스 블록(27)과 하측 프레스 블록(28) 사이 및 제2 평면 프레스 장치(3)의 상측 프레스 블록(46)과 하측 프레스 블록(47) 사이와, 얻어진 적층체(103)를 냉각하기 위한 팬(6, 6') 사이를 경유한다. 적층체(103)가 냉각된 후, 상하의 반송용 필름(5, 5')이 이형(離型)되고, 적층체(103)가 반송 라인으로부터 취출되도록 되어 있다.

적층체(103)가 취출된 상하의 반송용 필름(5, 5')은, 각각, 반송용 필름 권취기(56, 56')에 권취된다. 권취된 반송용 필름(5, 5')은, 통상 폐기되지만, 필요에 따라 재이용해도 좋다.

이 구성에 의하면, 진공 적층 장치(1)와, 유압 실린더(33), 두꺼운 완충재(완충 효과가 큼)(37, 42), 얇은 플렉시블한 금속판(판형체)(38, 43)을 갖는 제1 평면 프레스 장치(2)와, 서보 모터(53), 두꺼운 금속판(판형체)(50, 51)을 갖고, 완충재를 갖고 있지 않은 제2 평면 프레스 장치(3)를 구비하고 있기 때문에, 도 6에 도시된 바와 같이, 먼저, 준비한 워크(100)에 대해, 진공 적층 장치(1)를 경유시킴으로써, 기재(104)의 요철[구리 패턴(105)]에 필름(106)을 밀착 추종시킨 제1 가적층체(101)를 얻을 수 있다.

상기 제1 가적층체(101)는, 기재(104)의 요철[구리 패턴(105)]이 그대로 표면에 나타나 있다. 다음으로, 상기 제1 가적층체(101)를 제1 평면 프레스 장치(2)를 경유시키기 때문에, 표면의 요철을 따른 상태로 제1 가적층체(101)가 압박되어, 표면의 요철이 대략 평탄화된 제2 가적층체(102)를 얻을 수 있다.

또한, 이미 표면의 요철이 완만히 대략 평탄화된 상기 제2 가적층체(102)를, 또한 완충재를 갖고 있지 않고, 서보 모터를 구비한 제2 평면 프레스 장치(3)에 의해, 압박하기 때문에, 표면이 평탄화된 적층체(103)를 얻을 수 있다.

또한, 도 6은 공정 및 장치를 모식적으로 도시한 것이며, 설명에 필요하지 않은 부분의 기재를 생략하고 있다.

이때, 상기 제2 평면 프레스 장치(3)에 있어서, 그 한 쌍의 프레스 블록(46, 47)이 서로 접근하는 속도가 종래와 같으면, 대략 평탄화되지만, 표면의 요철의 정도에 따라서는, 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이, 필름(106)의 수지의 유동이 오목부까지 충분히 도달하지 않아, 얻어지는 적층체(103)의 오목부를 평탄하게 마무리할 수 없는 경향이 보여진다. 또한, 프레스에 의해 필름(106)의 단부로부터 수지가 스며나오고, 스며나온 수지의 분만큼 적층체(103)의 단부의 두께가 얇아지는 경향이 보여진다.

이에 대해, 본 발명의 적층 장치에서는, 상기 제2 평면 프레스 장치(3)에 있어서, 그 한 쌍의 프레스 블록(46, 47)이 서로 접근하는 속도를 소정의 범위 내가 되도록 제어하여 압박하기 때문에, 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이, 필름(106)의 수지의 유동성이 좋아져, 대략 평탄화된 요철면에 미세한 요철이 남아 있었다고 해도, 그 오목부에까지 충분히 보낼 수 있어, 구석구석까지 평탄화할 수 있다. 또한, 프레스에 의해 필름(106)의 단부로부터 수지가 스며나오는 일이 없어, 단부까지 두께가 균일화된 적층체(103)를 얻을 수 있다.

또한, 한 쌍의 프레스 블록(46, 47)이 서로 접근한다란, 프레스 블록(46, 47)이 상대적으로 접근하는 것을 의미한다.

즉, 본 발명은 특히 상기 제2 평면 프레스 장치(3)에 있어서, 생산성의 점에서 프레스에 드는 시간을 적게 하기 위해서, 가능한 한 프레스 속도를 빠르게 하는 것이 바람직하다고 하는 기술 상식을 타파하여, 굳이 통상보다 느린 소정의 속도로 프레스하는 것이다.

그 중에서도, 제1 평면 프레스 장치(2)의 한 쌍의 프레스 블록이 서로 접근하는 속도(V1)와, 제2 평면 프레스 장치(3)의 한 쌍의 프레스 블록이 서로 접근하는 속도(V2)가, 하기의 식 (1)을 만족시키도록 설정되어 있으면, 먼저, 제1 평면 프레스 장치(2)에 있어서, 제2 가적층체(102)의 대략 평탄화된 요철면의 요철의 정도를 소정의 범위 내의 것으로 할 수 있고, 제2 평면 프레스 장치(3)에 있어서, 그 요철의 정도가 소정의 범위 내로 제어된 대략 평탄화된 요철면을 갖는 제2 가적층체(102)에 대해 프레스할 수 있기 때문에, 대략 평탄화된 요철면의, 그 오목부 내에 수지를 무리없이 이동시킬 수 있기 때문에, 얻어지는 적층체(103)의 표면이 보다 평탄화하여, 전체의 두께 편차를 적게 할 수 있다.

0.0008≤V2/V1≤0.02 …(1)

따라서, 종래, 기재의 요철면에 있어서, 부분마다 요철의 정도가 상이한 경우에는, 그 표면의 요철의 정도가 전면적으로 균일한 경우에 비해 그 표면을 평탄화하여, 전체의 두께 편차를 적게 하는 것이 곤란하였으나, 본 발명의 적층 장치에 의하면, 기재의 요철면에 요철 정도(W)가 상이한 요철이 혼재되어 있어도, 그 표면을 높은 레벨로 평탄화할 수 있어, 두께 편차가 적은 적층체(103)를 얻을 수 있다.

다음으로, 본 발명의 다른 실시형태에 대해 설명한다. 이것은, 도 1에 도시된 적층 장치에 있어서, 제2 평면 프레스 장치(3)를 대신하여, 제2 평면 프레스 장치(57)를 구비한 것이며, 그 외의 구성은 도 1에 도시된 적층 장치와 동일하다.

상기 제2 평면 프레스 장치(57)는, 도 4에 도시된 제2 평면 프레스 장치(3)와 기본적인 구성은 동일[서보 모터(53)에 의한 프레스 블록의 승강]하지만, 도 8에 도시된 바와 같이, 열반(48)과 금속판(판형체)(50) 사이에 상측 완충재(58)를 구비하고, 열반(49)과 금속판(판형체)(51) 사이에 하측 완충재(59)를 구비하고 있는 것이 상이하다.

그리고, 상기 제2 평면 프레스 장치(57)는, 상측 완충재(58) 및 하측 완충재(59)가, 상기 제1 평면 프레스 장치(2)의 것보다 완충 효과가 작은 것으로 되어 있다. 상기 완충재(58) 및 하측 완충재(59)의 재질은, 상기 제1 평면 프레스 장치(2)에서의 완충재(37, 42)와 동일한 것을 이용할 수 있으나, 그 중에서도, 합성 수지 및 합성 수지와 다른 재질이 조합된 것이 바람직하게 이용된다.

이 구성에 의한 것도, 도 1에 도시된 적층 장치와 동일한 효과를 발휘한다. 게다가, 제2 평면 프레스 장치(57)가 완충 효과가 작은 완충재[상측 완충재(58) 및 하측 완충재(59)]를 구비하고 있기 때문에, 제2 가적층체(102)의 오목부로 필름(106)의 수지를 원활히 이동시킬 수 있기 때문에, 전체로서 그 표면의 요철을 평탄화할 수 있어, 두께에 불균일이 없는 적층체(103)를 얻을 수 있다.

즉, 제2 가적층체(102)의 볼록부의 수지를 오목부로 이동시키기 위해서는, 제2 평면 프레스 장치(3)와 같이 완충재를 갖지 않는 것 쪽이 힘을 직접 전달할 수 있어, 보다 확실히 표면의 평탄화를 도모할 수 있다. 그러나, 그 경우, 제2 가적층체(102)의 요철의 정도에 따라서는 평탄화할 수 없는 개소가 발생할 우려가 있어, 평탄화할 수 있었던 개소와의 차이가 명확해지는 경향이 보여진다.

이에 대해, 제2 평면 프레스 장치(57)와 같이 완충재(58, 59)를 갖고 있으면, 그 전면에 균일적인 힘을 부여할 수 있기 때문에, 전체로서 그 표면의 요철을 평탄화할 수 있는 경향이 보여진다.

상기에서 설명한 본 발명의 실시형태에서는, 제1 평면 프레스 장치(2) 및 제2 평면 프레스 장치[3(또는 57)]에서의 압박 시의 온도, 압력 등을, 기재(104) 및 필름(106)의 재질에 따라 적절히 선택할 수 있다. 그 중에서도, 적층체(103)의 마무리(평탄성, 경면성)가 우수한 점에서, 제1 평면 프레스 장치(2)의 압박 조건을, 제2 평면 프레스 장치[3(또는 57)]의 압박 조건에 대해, 고온 또한 저압력으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 제2 평면 프레스 장치[3(또는 57)]의 압박 시간을, 제1 평면 프레스 장치(2)의 압박 시간에 대해 길게 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 실시형태에서는, 모두 제1 평면 프레스 장치(2) 및 제2 평면 프레스 장치[3(또는 57)]가, 대향하는 한 쌍의 프레스 블록 중, 하측 프레스 블록만이 진퇴 가능하게 설정되고, 상측 프레스 블록은 진퇴할 수 없도록 설정되어 있다. 그러나, 하측 프레스 블록과 마찬가지로 상측 프레스 블록도 진퇴 가능하게 설정되어 있어도 좋다. 한 쌍의 프레스 블록의 양쪽 모두가 진퇴 가능하게 설정되어 있으면, 프레스 시간을 단축할 수 있다. 그 경우, 상기 V1 및 V2는, 서로의 프레스 블록(하측 프레스 블록 및 상측 프레스 블록)이 서로 접근하는 속도가 된다.

단, 한 쌍의 프레스 블록 중 어느 한쪽을 고정하고 있으면, 프레스 블록의 속도 제어를 보다 정밀도 좋게 행할 수 있기 때문에, 얻어지는 적층체(103)의 평탄화의 레벨을 보다 높일 수 있다.

(실시예)

이하, 본 발명에 대해, 실시예를 들어 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 그 요지를 넘지 않는 한, 이들 실시예에 한정되는 것이 아니다.

먼저, 도 10에 도시된 바와 같이, 구리 밀도가 상이한 구리 패턴(105)이 형성된 40 ㎜×40 ㎜의 크기의 피스(107)를 준비하였다. 그리고, 도 9에 도시된 바와 같이, 500 ㎜×500 ㎜의 기재(104)의 표면에, 상기 피스(107)를 랜덤하게 배치하여 요철면을 갖는 기재를 제작하였다.

또한, 도 9의 각 피스(107)에 붙인 숫자는 「Piece No.」이고, 후기의 표 2 및 도 11의 「Piece No.」에 대응하는 것이다.

또한, 상기 구리 패턴(105)의 구리 밀도(%)는, 상기 구리 밀도(T)를 % 표시로 한 것이고, 도 10에 도시된 바와 같이, 구리 라인(108)의 폭을 L로 하고, 인접하는 구리 라인(108)의 피치를 S로 했을 때에, 하기의 식에 기초하여 산출한 것이다.

구리 밀도(%)=L/(L+S)×100

그리고, 준비한 요철면을 갖는 기재(104)의 요철면에, 두께(h1) 22.5 ㎛ 에폭시 수지계의 필름(106)을 배치하여, 프레스 대상인 워크(100)를 제작하였다. 또한, 상기 구리 라인(108)의 두께(h2)는 18 ㎛이다.

[실시예 1]

상기 워크(100)에 대해, 도 1에 도시된 적층 장치를 이용하여, 이하와 같이 적층체(103)를 제작하였다.

먼저, 진공 적층 장치(1)의 상측 열반(16), 하측 열반(20)에 의해 공간부(26)를 미리 110℃로 조정하고, 흡인 개시 30초 후의 공간부(26)의 압력을 100 ㎩ 이하로 하며, 두께 2 ㎜의 상측 탄성 프레스판(17), 하측 탄성 프레스판(21)으로 워크(100)를 1 ㎫의 압력으로 20초간 가압하여, 제1 가적층체(101)를 제작하였다.

계속해서, 제1 평면 프레스 장치(2)에 있어서, 상측 플렉시블 금속판(판형체)(38), 하측 플렉시블 금속판(판형체)(43)으로서, 스테인리스 판형체(SUS630H, 2 ㎜)를 이용하고, 상측 완충재(37), 하측 완충재(42)로서, 두께 2.5 ㎜의 불소비닐리덴계 고무를 이용하였다. 그리고, 상측 열반(36), 하측 열반(41)을 120℃로 조정하고, 유압 실린더(33)에 의해 하측 프레스 블록(28)을 상승시키며, 상기 하측 플렉시블 금속판(판형체)(43)이 7.5 ㎜/초의 속도로 상기 제1 가적층체(101)에 접촉하도록 설정하였다. 그리고, 상측 플렉시블 금속판(판형체)(38), 하측 플렉시블 금속판(판형체)(43)으로 제1 가적층체(101)를 0.8 ㎫의 압력으로 30초간 가열 프레스하여, 제2 가적층체(102)를 제작하였다.

그리고, 제2 평면 프레스 장치(3)에 있어서, 열반(48, 49)을 100℃로 조정하고, 두께 2 ㎜의 금속판(판형체)(50)과 두께 2 ㎜의 금속판(판형체)(51) 사이의 거리가, 제2 가적층체(102)의 두께보다 20 ㎛ 적어지도록 설정하였다. 그리고, 서보 모터(53)에 의해 하측 프레스 블록(47)을 상승시키고, 상기 금속판(판형체)(51)이 0.01 ㎜/초의 속도로 상기 제2 가적층체(102)에 접촉하도록 서보 모터(53)의 작동을 제어하며, 제2 가적층체(102)를 60초간 프레스하여, 적층체(103)를 제작하였다.

[실시예 2]

도 1에 도시된 적층 장치에 있어서, 제2 평면 프레스 장치(3)를 대신하여, 제2 평면 프레스 장치(57)(도 8을 참조)를 이용한 적층 장치를 사용하고, 그 제2 평면 프레스 장치(57)에 있어서, 상기 금속판(판형체)(51)이 0.1 ㎜/초의 속도로 상기 제2 가적층체(102)에 접촉하도록 서보 모터(53)의 작동을 제어한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 적층체(103)를 제작하였다.

상기 제2 평면 프레스 장치(57)는, 제2 평면 프레스 장치(3)의 금속판(판형체)(50)과 열반(48) 사이, 및 금속판(판형체)(51)과 열반(49) 사이에 완충재(58, 59)로서 두께 0.5 ㎜의 불소비닐리덴계 고무를 이용한 것이다.

[실시예 3]

제2 평면 프레스 장치(3)에 있어서, 상기 금속판(판형체)(51)이 0.1 ㎜/초의 속도로 상기 제2 가적층체(102)에 접촉하도록 서보 모터(53)의 작동을 제어한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 적층체(103)를 제작하였다.

[비교예 1]

제2 평면 프레스 장치(3)에 있어서, 상기 금속판(판형체)(51)이 1 ㎜/초의 속도로 상기 제2 가적층체(102)에 접촉하도록 서보 모터(53)의 작동을 제어한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 적층체(103)를 제작하였다.

[비교예 2]

제2 평면 프레스 장치(3)에 있어서, 상기 금속판(판형체)(51)이 0.003 ㎜/초의 속도로 상기 제2 가적층체(102)에 접촉하도록 서보 모터(53)의 작동을 제어한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 적층체(103)를 제작하였다.

[비교예 3]

도 1에 도시된 적층 장치에 있어서, 제2 평면 프레스 장치(3)를 대신하여, 제1 평면 프레스 장치(2')(도 3을 참조)를 이용한 적층 장치를 사용하였다. 이 비교예 3에서는, 상기 제1 평면 프레스 장치(2')가 갖는 상측 완충재(37), 하측 완충재(42)로서, 두께 0.5 ㎜의 불소비닐리덴계 고무를 이용하고 있다. 즉, 상기 제1 평면 프레스 장치(2')는, 상기 제1 평면 프레스 장치(2)보다 완충 효과가 작은 완충재를 갖고 있다.

그리고, 상기 제1 평면 프레스 장치(2')에 있어서, 상측 열반(36), 하측 열반(41)을 120℃로 조정하고, 유압 실린더(33)에 의해 하측 프레스 블록(28)을 상승시키며, 상기 하측 플렉시블 금속판(판형체)(43)이 7.5 ㎜/초의 속도로 제2 가적층체(102)에 접촉하도록 설정하였다. 그리고, 상측 플렉시블 금속판(판형체)(38), 하측 플렉시블 금속판(판형체)(43)으로 상기 제2 가적층체(102)를 0.8 ㎫의 압력으로 30초간 가열 프레스하였다. 그 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 적층체(103)를 제작하였다.

실시예 1∼3, 비교예 1∼3에서 얻어진 적층체(103)에 대해, 각 피스(107)(도 9에서 나타낸 「Piece No.」)마다, 그 두께를 각각 측정하였다. 상기 측정은, 상기 피스(107)의 중앙(무게 중심)에서 행하였다. 그리고, 측정한 결과로부터 이들의 최대 두께, 최소 두께, 두께의 평균, 두께의 레인지(최대 두께로부터 최소 두께를 뺀 것)를 산출하고, 하기의 표 1에 각각 나타낸다. 또한, 실시예 1 및 비교예 3에 대해서는, 측정한 각 피스(107)의 두께의 변화를 도 11에 도시하였다.

또한, 실시예 1에 대해서는, 측정한 부위마다의 두께에 대해서도 후기의 표 2에 각각 나타내었다. 이 표 2로부터, 최소 두께를 나타내는 피스(107)는, Piece No.17, 60, 61, 64이고, 최대 두께를 나타내는 피스(107)는, Piece No.35, 37인 것을 알 수 있다.

다음으로, 얻어진 적층체(103)에 대해, 필름(106)의 단부로부터의 수지의 스며나옴량을 조사하기 위해서, 도 12의 (a)에 도시된 바와 같이, 필름(106)의 단부(거리 기준점)로부터 도면 중의 흰 화살표로 나타내는 방향으로 스며나온 수지의 거리(㎜)를 각각 측정하고, 하기의 표 1에 아울러 기재하였다.

또한, 실시예 1 및 비교예 3에서의 각 적층체(103)에 대해서는, 그 단부(거리 기준점)로부터 도면 중의 검은 화살표로 나타내는 방향으로 소정 거리 떨어진 임의의 개소에서의 필름(106)의 수지의 두께를 각각 측정하였다. 그 결과를 도 12의 (b)에 도시한다.

도 12의 (b)의 결과로부터, 필름(106)의 수지의 스며나옴이 거의 없었던 실시예 1에서는, 필름(106)의 수지 두께는 단부 근방에 이를 때까지 거의 균일한 데 대해, 필름(106)의 수지의 스며나옴량이 많았던 비교예 3에서는 단부에 근접함에 따라 필름(106)의 수지 두께가 감소하여, 필름(106)의 수지 두께는 최대로 22 ㎛나 상이한 것을 알 수 있었다.

이들의 결과로부터, 실시예 1∼3의 것은, 제2 평면 프레스 장치(3)에서의 금속판(판형체)(51)이 통상보다 느린 속도(0.01 ㎜/초)로 제2 가적층체(102)에 접촉하고 있기 때문에, 기재의 요철의 정도[구리 패턴(105)의 구리 밀도]가 개소에 따라 상이해도, 어느 개소에 있어서도 필름(106)의 수지가 스무스하게 유동하여, 볼록부 상에 있는 수지를 오목부로 무리없이 확실히 이동시킬 수 있고, 미세한 요철도 없어지며, 그 결과, 표면이 보다 높은 레벨로 평탄화된 적층체(103)를 얻을 수 있었다. 특히, 실시예 1 및 실시예 3에서는, 제2 평면 프레스 장치(3)로서, 금속판과 열반 사이에 완충재를 갖고 있지 않은 것을 채용했기 때문에, 워크(100)에 구리 밀도의 고저에 의한 두께차가 있어도, 전체를 충분히 평탄화할 수 있었다.

또한, 제2 평면 프레스 장치(3)에서의 금속판(판형체)(51)과 제2 가적층체(102)의 접촉이 통상보다 느린 속도로 행해졌기 때문에, 상기 제2 가적층체(102) 내의 수지가 그 단부로부터 비어져 나온다고 하는 문제가 발생하는 것을 방지할 수 있었다.

이에 대해, 제2 평면 프레스 장치(3)[또는 제1 평면 프레스 장치(2')]에서의 금속판(판형체)(51)[또는 플렉시블 금속판(43)]이 제2 가적층체(102)에 접촉하는 속도가 본 발명에서 규정하는 범위에서 벗어나 있는 비교예 1∼3은, 두께의 편차가 모두 실시예 1∼3에 뒤떨어지고 있었다. 즉, 제2 평면 프레스 장치(3)의 구동 장치로서, 서보 모터(53)를 채용해도, 그 접촉하는 속도가 본 발명에서 규정하는 범위의 상한을 초과하고 있으면, 필름(106)의 수지의 유동을 충분히 행할 수 없고(비교예 1), 그 접촉하는 속도가 본 발명에서 규정하는 범위의 하한 미만이면, 필름(106)의 수지의 유동에 불균일이 발생하기 때문에(비교예 2), 모두 얻어지는 적층체(103)를 충분히 평탄화할 수 없었다. 특히, 비교예 2에서는, 두께의 불균일의 정도가 커서, 육안으로도 두께의 불균일이 발생한 것을 판명할 수 있을 정도였다.

게다가, 비교예 1∼3에서는, 요철을 따르지 않고 치우친 두께의 수지가 외측으로 스며나오기 때문에, 스며나온 수지의 거리도 긴 것으로부터도 알 수 있는 바와 같이, 얻어진 적층체(103)의 단부와 중앙부에서는 두께가 상이하였다.

적층체(103)의 두께의 불균일을 해소하기 위해서는, 기재 상의 오목부를 메우기 위해서, 필름(수지)(106)의 두께가 두꺼운 것이 유리하다. 예컨대, 볼록부의 두께가 18 ㎛인 기재 상에 두께 40 ㎛의 필름(수지)을 적층하는 것에 대해, 두께 22.5 ㎛의 필름(수지)을 적층하는 것은, 그 평탄화는 곤란하다. 또한, 볼록부의 두께에 대한 필름(수지)의 두께의 비는, 전자가 2.22인 데 대해, 후자는 1.25이다.

즉, 워크(100)를 이상적(필름이 기재의 오목부에 저항없이 그대로 접촉하도록)으로 압박한다고 가정한 경우, 전자는 기재의 볼록부 위에 22 ㎛(40 ㎛-18 ㎛)의 두께의 필름(수지)이 놓이게 된다. 이에 대해, 후자는 기재의 볼록부 위에 4.5 ㎛(22.5 ㎛-18 ㎛)의 두께의 필름(수지)이 놓이게 되기 때문에, 이들은, 기재의 오목부에 충전할 수 있는 수지량이 단순 계산으로 4배 상이하기 때문에, 그 평탄화의 곤란성도 상이한 것이 된다. 본 발명은 필름(수지)(106)의 두께가 종래에 비해 얇은 것(예컨대 30 ㎛ 이하)이어도, 적층체(103)에 대해 레벨이 높은 평탄화를 가능하게 하는 것이다.

상기 실시예에서는, 본 발명에서의 구체적인 형태에 대해 나타내었으나, 상기 실시예는 단순한 예시에 불과하며, 한정적으로 해석되는 것이 아니다. 당업자에게 명백한 여러 가지 변형은, 본 발명의 범위 내인 것이 기도되고 있다.

본 발명은 기재와 수지 필름을 정밀하게 적층할 수 있는 적층 장치로서 이용할 수 있다.

1: 진공 적층 장치 2: 제1 평면 프레스 장치
3: 제2 평면 프레스 장치 101: 제1 가적층체
102: 제2 가적층체 103: 적층체
104: 기재 106: 필름

Claims

요철을 갖는 기재(基材)의 요철면에 필름을 적층하는 장치로서, 감압하에서 상기 기재에 필름을 밀착 추종시켜, 상기 기재의 요철면에 추종하는 요철면을 갖는 제1 가적층체를 형성하는 진공 적층 장치와, 상기 제1 가적층체를 압박하여 상기 제1 가적층체의 요철면을 평탄화하여, 평탄화된 요철면을 갖는 제2 가적층체를 형성하는 제1 평면 프레스 장치와, 상기 제2 가적층체를 제1 평면 프레스 장치와 상이한 조건으로 압박하여, 상기 제2 가적층체의 평탄화된 요철면을 더욱 평탄화하여, 적층체를 형성하는 제2 평면 프레스 장치를 구비하고,
상기 제1 평면 프레스 장치가, 대향하는 한 쌍의 프레스 블록을 가지며, 상기 한 쌍의 프레스 블록 중 적어도 한쪽이 다른 쪽에 대해 진퇴 가능하게 설정되고, 상기 한 쌍의 프레스 블록 중 적어도 한쪽이 열반(熱盤)과, 판형체와, 이들 사이에 배치되는 완충재를 갖고 있으며,
상기 제2 평면 프레스 장치가, 대향하는 한 쌍의 프레스 블록과, 상기 한 쌍의 프레스 블록 중 적어도 한쪽에 연결된 서보 모터를 갖고, 상기 서보 모터의 작동에 의해 상기 한 쌍의 프레스 블록 중 적어도 한쪽이 다른 쪽에 대해 진퇴 가능하게 설정되며, 상기 제2 평면 프레스 장치의 한 쌍의 프레스 블록 중 적어도 한쪽이 열반과 판형체를 갖고, 이들 사이에, 완충재를 갖고 있지 않거나 상기 제1 평면 프레스 장치의 완충재보다 완충 효과가 작은 완충재를 가지며, 상기 제2 평면 프레스 장치의 한 쌍의 프레스 블록이 서로 접근하는 속도가 0.005 ㎜/초∼0.5 ㎜/초가 되도록, 상기 서보 모터의 작동이 제어되어 있는 것을 특징으로 하는 적층 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 평면 프레스 장치의 한 쌍의 프레스 블록이 서로 접근하는 속도를 V1로 하고, 상기 제2 평면 프레스 장치의 한 쌍의 프레스 블록이 서로 접근하는 속도를 V2로 했을 때에, V1 및 V2가 하기의 식 (1)을 만족시키고 있는 것인 적층 장치.
0.0008≤V2/V1≤0.02 …(1)
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 평면 프레스 장치의, 상기 한 쌍의 프레스 블록 중 적어도 한쪽에 유압 실린더 또는 에어 실린더가 연결되고, 상기 유압 실린더 또는 에어 실린더의 작동에 의해 상기 한 쌍의 프레스 블록 중 적어도 한쪽이 다른 쪽에 대해 진퇴 가능하게 되어 있는 것인 적층 장치.