KR20180135465A - 가압 장치 및 가압 방법 - Google Patents

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다카히로 모리
사토시 이데사코
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니기소 가부시키가이샤
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Abstract

피가공물(100)이 재치되는 재치대(12)와, 상기 재치대(12)에 재치된 피가공물(100)을 상측으로부터 가압하는 상형(20)과, 미리 가열 수단에 의해 가열되어 있는 하형으로서, 상기 상형(20)과 함께 상기 재치대(12)를 협지함으로써, 상기 피가공물(100)을 가압하면서 가열하는 가열용 하형(50)과, 미리 냉각 수단에 의해 냉각되어 있는 하형으로서, 상기 상형(20)과 함께 상기 재치대(12)를 협지함으로써, 상기 피가공물(100)을 가압하면서 냉각하는 냉각용 하형(52)과, 상기 형틀의 구동을 제어하는 제어 장치로서, 상기 피가공물(100)의 가압 처리의 진행 상황에 따라, 상기 피가공물(100)의 가압에 기여하는 하형을, 가열용 하형(50) 또는 냉각용 하형(52)으로 전환하는 제어 장치(12)를 구비한다.

Description

가압 장치 및 가압 방법
본 발명은, 피가공물을 복수의 가압형(加壓型)으로 가압함과 함께 가열하는 가압 장치 및 가압 방법에 관한 것이다.
종래부터, 피가공물을 가열 가압하기 위해, 당해 피가공물을 복수의 가압형으로 협지·가압하면서 가열하는 가압 장치가 알려져 있다. 예를 들면, 특허 문헌 1, 2에는, 하형(下型)과 상형(上型)으로 피가공물을 협지하여 가압함과 함께, 형틀에 내장된 히터로 피가공물을 가열하는 장치가 개시되어 있다. 이러한 가압 장치에서는, 피가공물의 가압 및 가열이 완료된 후에는, 가압 상태를 유지한 채 피가공물을 냉각한다. 그리고, 피가공물이 소정의 온도까지 냉각되면, 형틀을 피가공물로부터 떼어내어, 피가공물을 취출한다.
일본공개특허 특개2004-296746호 공보 일본공개특허 특개2007-896호 공보
종래의 가압 장치는, 피가공물의 가열과 냉각을 행하기 위해, 형틀의 내부에 히터 및 냉매용 유로를 마련하고, 가공의 진행 상황에 따라, 형틀을 가열하거나 냉각하고 있었다. 그러나, 이러한 구성의 경우, 한번 냉각한 형틀을 소정의 온도까지 상승, 또는, 한번 가열한 형틀을 소정의 온도까지 하강시키기 위한 시간이 필요하여, 피가공물의 가공 시간의 장기화를 초래하고 있었다. 또한, 히터를 이용하여 형틀을 신속하게 가열하려고 하면, 형틀의 온도가, 설정 온도를 일시적으로 초과하는 오버슈트가 발생하기 쉬워, 피가공물에 상정(想定) 외의 고열이 부가될 우려가 있었다.
따라서, 본 발명에서는, 피가공물의 온도를 보다 단시간에 보다 적절하게 컨트롤할 수 있는 가압 장치 및 가압 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 가압 장치는, 피가공물이 재치되는 재치대와, 상기 재치대에 재치된 피가공물을 상측으로부터 가압하는 상형과, 미리 가열 수단에 의해 가열되어 있는 하형으로서, 상기 상형과 함께 상기 재치대를 협지함으로써, 상기 피가공물을 가압하면서 가열하는 가열용 하형과, 미리 냉각 수단에 의해 냉각되어 있는 하형으로서, 상기 상형과 함께 상기 재치대를 협지함으로써, 상기 피가공물을 가압하면서 냉각하는 냉각용 하형과, 상기 형틀의 구동을 제어하는 제어 장치로서, 상기 피가공물의 가압 처리의 진행 상황에 따라, 상기 피가공물의 가압에 기여하는 하형을, 가열용 하형 또는 냉각용 하형으로 전환하는 제어 장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.
바람직한 양태에서는, 추가로, 상기 상형과 상기 피가공물과의 사이에 개재하는 개재 패드를 구비하고, 상기 개재 패드는, 상기 피가공물의 형상에 따라 유연하게 변형되는 유연층과, 상기 유연층과 상기 피가공물의 사이에 개재하여, 상기 피가공물과 상기 유연층과의 사이를 단열하는 단열층을 포함한다.
이 경우, 상기 가열용 하형은, 상기 피가공물을, 상기 유연층의 내열 온도보다 높은 온도로 가열하는 것이 바람직하다.
또한, 이 경우, 상기 제어 장치는, 상기 개재 패드를 상기 피가공물에 접촉시켜 상기 개재 패드로 상기 피가공물을 홀딩한 후에, 상기 가열용 하형에 의한 상기 피가공물의 가열 및 가압을 행하게 하는 것이 바람직하다.
다른 바람직한 양태에서는, 추가로, 상기 상형의 주위에 배치되어, 상기 재치대에 밀착됨으로써, 상기 상형, 재치대와 함께 상기 가공물의 주위에 밀폐 공간을 형성하는 사이드형(型)과, 상기 밀폐 공간 내의 공기를 흡인하여, 상기 피가공물의 주위를 진공 상태로 하는 흡인 장치를 구비하고, 상기 제어 장치는, 상기 피가공물의 가압에 앞서, 상기 사이드형을 상기 재치대에 접촉시켜 상기 밀폐 공간을 형성함과 함께, 상기 흡인 장치를 구동하여 상기 밀폐 공간을 진공 상태로 하는 것이 바람직하다.
다른 본 발명인 가압 방법에서는, 재치대에 재치된 피가공물을 가압 및 가열하는 가압 방법으로서, 상형과, 미리 가열 수단에 의해 가열된 가열용 하형으로 상기 피가공물이 재치된 재치대를 협지하여 상기 피가공물을 가압함과 함께, 상기 가열용 하형으로부터의 열로 상기 피가공물을 가열하는 가열 단계와, 상형과, 미리 냉각 수단에 의해 냉각된 냉각용 하형으로 상기 재치대를 협지하여 상기 피가공물을 가압함과 함께, 상기 피가공물을 냉각하는 냉각 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 가압 처리의 진행 상황에 따라, 피가공물의 가압에 기여하는 하형을, 미리 가열된 가열용 하형 또는 미리 냉각된 냉각용 하형으로 전환하기 때문에, 가열이나 냉각에 필요로 하는 시간을 대폭 저감할 수 있고, 또한, 피가공물의 온도를 적절하게 컨트롤할 수 있다.
도 1은 본 실시 형태의 가압 장치에서의 피가공물의 가압의 원리를 설명하는 도다.
도 2는 본 실시 형태의 가압 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 가압 장치에서의 가압 처리의 과정을 나타내는 도면이다.
도 4는 가압 장치에서의 가압 처리의 과정을 나타내는 도면이다.
도 5는 가압 장치에서의 가압 처리의 과정을 나타내는 도면이다.
도 6은 가압 장치에서의 가압 처리의 과정을 나타내는 도면이다.
도 7은 가압 장치에서의 가압 처리의 과정을 나타내는 도면이다.
도 8은 가압 처리 기간 중에 있어서의 피가공물의 주변 환경의 압력, 피가공물의 온도, 피가공물에 부여되는 하중의 변화의 일례를 나타내는 그래프이다.
도 9는 제 2 실시 형태의 가압 장치에서의 가압 처리의 과정을 나타내는 도면이다.
도 10은 제 2 실시 형태의 가압 장치에서의 가압 처리의 과정을 나타내는 도면이다.
도 11은 제 2 실시 형태의 가압 장치에서의 가압 처리의 과정을 나타내는 도면이다.
도 12는 제 2 실시 형태의 가압 장치에서의 가압 처리의 과정을 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시 형태인 가압 장치(10)에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 먼저, 본 실시 형태의 가압 장치(10)에서의 가압의 원리에 대해 도 1을 참조하여 설명한다. 본 실시 형태에 있어서의 피가공물(100)은, 열경화성의 접착제를 이용하여 접착되는 복수의 전자 부품(112)을 포함한다. 예를 들면, 피가공물(100)은, 도 1에 나타내는 바와 같이, 기판(110)과, 당해 기판(110) 상에 배치된 회로 소자 등의 전자 부품(112)과, 기판(110) 및 전자 부품(112)의 사이에 개재하는 시트 형상의 접착제(114)를 포함한다. 기판(110)의 표면에는 소정의 패턴으로 배선(111)이 형성되어 있다. 전자 부품(112)의 기판(110)에 대향하는 면(도면에 있어서는 하면)에는, 전기적인 접점이 되는 범프(113)라고 불리는 돌기가 마련되어 있다. 접착제(114)는, 열경화성의 접착제로 이루어지며, 전자 부품(112)과 기판(110)과의 사이에 배치되어 있다. 접착제(114)는, 가압·가열을 개시하기 전의 초기 단계에서는, 소정의 형상을 가진 시트 형상이다. 접착제(114)는, 소정의 유리 전이 온도(Tg)를 초과하면 연화되어 유동성을 가지고, 그 후, 더욱 온도 상승하여 소정의 경화 온도(Tc)를 초과하면 불가역적으로 경화된다.
기판(110)에 전자 부품(112)을 접합할 때에는, 이 피가공물(100)을 상형 및 하형으로 협지하여 가압함과 함께, 가열한다. 가열함으로써, 접착제(114)는, 유리 전이 온도(Tg)를 초과하여, 연화된다. 또한, 가열을 계속하면, 접착제(114)는, 경화 온도(Tc)에 도달하여 경화된다. 이 접착제(114)가 연화된 후, 경화될 때까지의 기간 중, 피가공물(100)을 계속해서 가압함으로써, 배선(111) 및 범프(113)에 의해 끼워져 있던 접착제(114)의 부분이 압축되어, 범프(113)와 배선(111)의 사이가 도통 상태가 된다.
여기서, 전자 부품(112) 및 접착제(114)를, 그 주위(도면에 있어서는 상방 및 측방)로부터 균등하게 가압하기 위해, 본 실시 형태에서는, 상형(20)에 개재 패드(24)를 마련하고 있다. 개재 패드(24)는, 피가공물(100)의 형상에 따라 변형되는 유연성을 가지고 있다. 이러한 개재 패드(24)를 개재하여 피가공물(100)을 가압한 경우, 도 1의 (c)에 나타내는 바와 같이, 개재 패드(24)가, 전자 부품(112)이나 접착제(114)의 측방으로 돌아 들어간다. 그리고, 상형(20)으로부터의 가압력이, 개재 패드(24)를 통하여, 전자 부품(112) 및 접착제(114)의 상방뿐만 아니라, 측방에도 전달된다.
접착제(114)가 경화된 후에는, 표리의 열팽창차로부터 발생하는 피가공물(100)의 휨을 방지하기 위해, 피가공물(100)을 가압한 상태를 유지하면서 피가공물(100)을 냉각한다. 그리고, 피가공물(100)의 온도가, 취출 가능한 온도까지 저하되면, 가압을 해제하고, 피가공물(100)을 형틀로부터 취출한다.
이어서, 이와 같은 가압을 실현하는 가압 장치(10)에 대해 설명한다. 도 2는, 본 실시 형태의 가압 장치(10)의 구성을 나타내는 도면이다. 이 가압 장치(10)는, 피가공물(100)이 재치되는 재치대(12)와, 재치대(12)의 상측에 배치된 상측 유닛(14)과, 재치대(12)의 하측에 배치된 하측 유닛(16)과, 이들의 구동을 제어하는 제어부(18)를 구비하고 있다.
재치대(12)는, 피가공물(100)이 재치되는 대(臺)이다. 이 재치대(12)는, 상측 유닛(14) 및 하측 유닛(16)으로부터 부여되는 가압력 및 후술하는 가열용 하형(50)으로부터 부여되는 열을 견디어낼 수 있는 것이면, 그 구성은, 특별히 한정되지 않는다. 그러나, 처리 시간을 단축하기 위해서는, 재치대(12)는, 가열용 하형(50)으로부터의 열이 신속하게 전달되는 고전열성 재료로 이루어지는 것이 바람직하다. 고전열성 재료로서는, 예를 들면, 구리(400W/mK)나 구리를 포함하는 합금이며, 주식회사모리야인물연구소사(Moriya Cutlery Laboratory)제의 STC(등록상표, 630W/mK)나, 주식회사써모그래픽티스사제의 컴포로이드(상품명, 1700W/mK) 등을 이용할 수 있다.
또한, 이후에 상세하게 설명하는 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 피가공물(100)을 진공 상태로 한다. 재치대(12)는, 이 진공에 의한 추력을 견디어낼 수 있을 정도의 강도를 가지는 것이 바람직하고, 바람직하게는 5㎜ 이상, 보다 바람직하게는 8㎜ 이상, 보다 바람직하게는 10㎜ 이상의 두께를 가진다. 다만, 두께가 과도하게 크면, 재치대(12)의 체적, 나아가서는, 열 용량이 증가하기 때문에, 가열 시에 필요로 하는 열량이나, 냉각 시에 필요로 하는 냉각 열량이 증가하여, 가열·냉각에 필요로 하는 시간이 증가한다. 따라서, 재치대(12)는, 열 용량을 억제하면서도, 진공에 의한 추력을 견디어낼 수 있는 강도가 얻어지는 두께, 예를 들면 10㎜~20㎜ 정도로 하는 것이 바람직하다.
상측 유닛(14)은, 재치대(12)의 상측에 배합되어 있으며, 베이스 부재(22)와, 피가공물(100)을 가압하는 상형(20)과, 상형(20)과 피가공물(100)의 사이에 개재되는 개재 패드(24)와, 개재 패드(24)를 지지하는 프레임체(26)와, 재치대(12)와 밀착함으로써 밀폐 공간을 형성하는 사이드형(28)을 구비하고 있다.
베이스 부재(22)는, 도면에 나타내지 않은 승강 기구에 의해 승강 가능하게 되어 있으며, 이 베이스 부재(22)가 승강함으로써, 상형(20)이나 사이드형(28), 프레임체(26)가 승강한다. 이 베이스 부재(22)의 승강은, 제어부(18)에 의해 제어된다. 상형(20)은, 피가공물(100)을 상측으로부터 가압하기 위한 형틀이며, 피가공물(100)의 바로 위에 배치된다. 상형(20)은, 베이스 부재(22)에 고착되어 있으며, 베이스 부재(22)와 연동하여 승강한다. 이 상형(20)의 내부에는, 냉매가 흐르는 냉매 유로(30a)가 형성되어 있다. 도면에 나타내지 않은 냉각 장치는, 냉매가, 당해 냉매 유로(30a)를 통과하도록 순환시키고 있다. 즉, 냉각 장치는, 냉매를 냉매 유로(30a)에 공급한다. 냉매는, 냉매 유로(30a)를 흐르는 과정에서, 상형(20)으로부터 열을 흡수하여 온도 상승한다. 냉각 장치는, 냉매 유로(30a)로부터 방출된 냉매를 회수하여 냉각한 후에, 냉각된 냉매를 재차, 냉매 유로(30a)로 보낸다. 또한, 도 2로부터 명백한 바와 같이, 상형(20)에는, 가열 수단은, 마련되어 있지 않고, 상형(20)은, 가열되지 않으며, 냉각만이 실시된다.
상형(20)의 주위에는, 개재 패드(24)를 지지하는 프레임체(26)가 마련되어 있다. 프레임체(26)는, 스프링 부재(32)를 개재하여 베이스 부재(22)에 장착되어 있으며, 상형(20)에 대하여 약간 상하할 수 있도록 되어 있다. 개재 패드(24)는, 피가공물(100)과 상형(20)과의 사이에 개재되는 탄성체이며, 피가공물(100)의 형상에 따라 유연하게 변형되는 유연층(34)과, 유연층(34)과 피가공물(100)과의 사이에 개재되는 단열층(36)을 구비하고 있다. 유연층(34)은, 상형(20)의 압력을 균등하게 전달하기 위한 것으로, 고무 등 유연한 재료로 이루어진다. 이 유연층(34)은, 1층 구조여도 되지만, 복수 구조여도 된다. 예를 들면, 유연층(34)은, 유동성이 높은 한편, 반발 탄성율이 낮은 재료로 이루어지는 유동성 유연층과, 실리콘 스펀지, 불소 스펀지 등의 다공질 재료로 이루어지는 다공질 유연층을 구비한 2층 구조로 해도 된다. 유동성 유연층의 재료로서는, 예를 들면, (주)젤테크제, 고덤핑 열전도 겔 시트 「αGEL(상표)」이나, 리켄테크노스(주)제, 열가소성 엘라스토머, 기누가와 고무공업(주) 초연질 엘라스토머 「프렌젤(상품명)」 등을 이용할 수 있다.
단열층(36)은, 피가공물(100)과 유연층(34)과의 사이에 개재되는 층이며, 피가공물(100)로부터의 열이 유연층(34)으로 전달되는 것을 저해한다. 이 단열층(36)은, 예를 들면, 글라스 울이나 세라믹 울, 내열 펠트 등의 열전도율이 낮은 재료로 이루어지는 섬유 소재로 이루어진다. 단열층(36)은, 단열성을 확보하기 위해서는, 두꺼운 것이 바람직하다. 한편, 단열층(36)은, 상형(20)으로부터의 압력을 피가공물(100)에 균일하게 전달하기 위해, 피가공물(100)의 형상에 따라 변형되는 유연성도 필요하여, 과도하게 두껍게 할 수는 없다. 이 때문에, 단열층(36)의 두께는, 적당한 단열성과 유연성을 양립할 수 있는 두께, 예를 들면 2㎜~10㎜, 바람직하게는 3㎜~6㎜ 정도이다.
또한, 단열층(36)을 직접, 피가공물(100)에 접촉시키면, 단열층(36)이 피가공물(100)에 부착되어, 양자를 이간시키는 것이 곤란해진다. 이 때문에, 피가공물(100)을 가압할 때에는, 추가로, 단열층(36)과 피가공물(100)과의 사이에는, 부착 방지용의 중간 시트(38)를 배치한다. 중간 시트(38)는, 유연성을 가진 얇은 시트 형상 부재이며, 예를 들면, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 등의 불소 수지나, 폴리이미드 등으로 이루어진다. 이 중간 시트(38)는, 원칙적으로, 1회~수차례의 사용 때마다 폐기, 교환된다.
사이드형(28)은, 상형(20)의 주위에 배치되어 있으며, 에어 실린더(40)를 개재하여 베이스 부재(22)에 장착되어 있다. 사이드형(28)은, 재치대(12)의 상면에 밀착함으로써, 당해 사이드형(28), 재치대(12), 상형(20), 프레임체(26)로 둘러싸이는 밀폐 공간을 형성한다. 이 밀폐 공간을 형성하기 위해 사이드형(28)의 바닥면에는, 시일 부재(28a)가 마련되어 있다. 또한, 사이드형(28)은, 에어 실린더(40)를 구동함으로써, 상형(20)에 대하여 승강 가능하게 되어 있다. 사이드형(28)의 내부에도, 냉매가 흐르는 냉매 유로(30b)가 형성되어 있으며, 냉각 장치가, 당해 냉매 유로(30b)를 통과하도록, 냉매를 순환시킴으로써 사이드형(28)이 냉각된다.
사이드형(28)에는, 또한, 수평 방향으로 관통하는 흡인 구멍(42)도 형성되어 있다. 이 흡인 구멍(42)은, 흡인 펌프(44)에 연통되어 있다. 그리고, 사이드형(28)을 재치대(12)에 밀착시켜 밀폐 공간을 형성한 상태에서, 흡인 펌프(44)를 구동하면, 밀폐 공간의 공기가 흡인되어, 밀폐 공간이 진공 상태가 된다. 이와 같은 흡인 펌프(44)나 에어 실린더(40)의 구동은, 제어부(18)에 의해 제어된다. 또한, 본 실시 형태에서는, 사이드형(28)을, 에어 실린더(40)를 개재하여 베이스 부재(22)에 장착하고 있지만, 사이드형(28)의 상형(20)에 대한 승강을 금지 또는 허용할 수 있는 것이면 다른 구성이어도 된다. 예를 들면, 에어 실린더(40) 대신에, 유압 실린더나 전동 실린더를 이용해도 된다.
하측 유닛(16)은, 가열용 하형(50)과, 냉각용 하형(52)과, 전환 기구(도시 생략)를 구비하고 있다. 전환 기구는, 가열용 하형(50)의 상부에, 냉각용 하형(52)을 삽입함으로써, 가열용 하형(50)과, 냉각용 하형(52)을 구분하여 사용하는 기구이다. 가열용 하형(50)은, 피가공물(100)을 가열하면서 가압하기 위한 형틀이며, 그 내부에는, 가열 수단으로서 기능하는 히터(54)가 마련되어 있다. 히터(54)는, 가열용 하형(50)을 소정의 처리 온도(Tp)까지 가열할 수 있고, 또한 규정의 프레스 하중(Pp)을 견디어낼 수 있는 것이면, 특별히, 한정되지 않는다. 본 실시 형태에서는, 히터(54)로서, 발열선(니크롬선)을 막대 형상의 세라믹에 감은 것을 내열성 파이프 안에 삽입하여 카트리지화한 카트리지 히터를 이용하고 있다. 제어부(18)는, 히터(54)의 구동을 제어하여, 가열용 하형(50)을 소정의 처리 온도(Tp)로 유지한다. 여기서, 처리 온도(Tp)는, 피가공물(100), 특히, 피가공물(100)의 일부를 구성하는 열경화성의 접착제(114)를, 당해 접착제(114)의 경화 온도(Tc)보다 높은 온도까지 가열할 수 있는 온도이다. 예를 들면, 경화 온도(Tc)가 150~200도인 경우, 처리 온도(Tp)는, 경화 온도(Tc)보다 충분히 높은 온도, 예를 들면 300도로 설정된다.
가열용 하형(50)의 주위에는, 제 1 단열 부재(56)가 마련되어 있으며, 히터(54)의 열이 측방으로 누출되는 것이 방지되고 있다. 또한, 히터(54)의 하부에는, 제 2 단열 부재(58)가 마련되어 있으며, 히터(54)의 열이 하방으로 누출되는 것이 방지되고 있다. 가열용 하형(50)은, 이 제 2 단열 부재(58)에 의해 상하로 구분되어 있으며, 제 2 단열 부재(58)보다 하측에는, 냉매가 흐르는 냉매 유로(30d)가 형성되어 있다. 냉매는, 당해 냉매 유로(30d)를 통과하도록, 냉각 장치에 의해 순환된다.
냉각용 하형(52)은, 피가공물(100)을 냉각하면서 가압하기 위한 형틀이며, 그 내부에는, 냉매가 흐르는 냉매 유로(30e)가 형성되어 있다. 냉매는, 당해 냉매 유로(30e)를 통과하도록 냉각 장치에 의해 순환된다. 또한, 냉각용 하형(52)의 바닥면에는 단열 부재(60)가 마련되어 있다. 이러한 단열 부재(60)를 마련함으로써, 냉각용 하형(52)을 가열용 하형(50)의 바로 위에 배치하였을 때에, 가열용 하형(50)으로부터의 전열(傳熱)이 방지된다.
전환 기구는, 처리의 진행 상황에 따라, 냉각용 하형(52)을 이동시킨다. 구체적으로는, 전환 기구는, 냉각용 하형(52)을 수평 이동시키는 수평 이동 기구를 가지고 있다. 수평 이동 기구는, 냉각용 하형(52)을, 가열용 하형(50)의 바로 위 위치와, 가열용 하형(50)으로부터 수평 방향으로 어긋난 위치와의 사이에서 이동시킨다. 또한, 이 가압 장치(10)에는, 상측 유닛(14)을 승강시키는 승강 기구가 마련되어 있으며, 상측 유닛(14)을, 하측 유닛(16)을 향해 하강시켜, 재치대(12)를 가열용 하형(50) 또는 가열용 하형(50)의 위에 위치하는 냉각용 하형(52)에 꽉 눌러, 피가공물(100)을 가압한다. 즉 본 실시 형태에서는, 가열용 하형(50)의 위에 냉각용 하형(52)이 위치하는 상태에서, 상측 유닛(14)을 하강시킴으로써, 피가공물(100)을 냉각하면서 가압할 수 있고, 가열용 하형(50)의 위에 냉각용 하형(52)이 존재하지 않는 상태에서, 상측 유닛(14)을 하강시킴으로써, 피가공물(100)을 가열하면서 가압할 수 있다. 다른 관점에서 보면, 본 실시 형태에서는, 승강 기구로 상측 유닛(14)을 승감시킴으로써, 가압의 실행·해제가 제어되고, 수평 기구로 냉각용 하형(52)을 수평 이동시킴으로써, 가압에 기여하는 하형을 가열용 하형(50) 또는 냉각용 하형(52)으로 전환할 수 있다. 이러한 승강 기구 및 수평 기구의 구동은, 제어부(18)에 의해 제어된다.
이어서, 이러한 가압 장치(10)에서의 피가공물(100)의 가압 처리에 대해 도 3~도 7을 참조하여 설명한다. 피가공물(100)을 가압할 때에는, 미리, 가열용 하형(50)을 히터(54)로 가열하여, 소정의 처리 온도(Tp)까지 가열해 둔다. 또한, 상형(20)이나, 사이드형(28), 냉각용 하형(52)은, 냉매를 이용하여 냉각해 두고, 피가공물(100)에 마련된 접착제(114)의 유리 전이 온도(Tg)보다 충분히 낮은 온도, 예를 들면 상온으로 해 둔다.
피가공물(100)이 재치된 재치대(12)가, 상형(20)의 바로 아래에 반송되면, 제어부(18)는, 먼저, 도 3에 나타내는 바와 같이, 상측 유닛(14)을 하강, 또는, 재치대(12)를 상승시켜, 사이드형(28)의 바닥면을 재치대(12)에 밀착시킨다. 이 때, 상형(20)이나 개재 패드(24)가 피가공물(100)에 맞닿지 않도록, 제어부(18)는, 에어 실린더(40)에 공기압을 부여하여 신장시켜, 사이드형(28)을 상형(20) 등보다 하방으로 돌출된 상태로 해 둔다. 또한, 이 때, 가열용 하형(50) 및 냉각용 하형(52)은, 모두, 재치대(12)로부터 이간되어 있다. 따라서, 이 상태에 있어서, 피가공물(100)에는, 가압력은 부여되어 있지 않다.
사이드형(28)의 바닥면을 재치대(12)에 밀착시킴으로써, 사이드형(28), 상형(20), 프레임체(26), 재치대(12)로 둘러싸이는 밀폐 공간이 형성된다. 이 상태가 되면, 제어부(18)는, 흡인 펌프(44)를 구동하여, 밀폐 공간의 내부의 공기를 흡인하여, 밀폐 공간을 진공 상태로 한다. 이에 따라, 피가공물(100)의 주위의 공기가 제거된다. 접착제(114)가 연화되기 전에 접착제(114)의 주위의 공기가 제거됨으로써, 연화 후의 접착제(114)의 내부에 공기가 들어가는 에어 혼입이 효과적으로 방지된다.
밀폐 공간의 진공 흡인이 완료되면, 제어부(18)는, 에어 실린더(40)의 압력을 해제하여, 에어 실린더(40)를 수축 가능하게 한다. 에어 실린더(40)가 수축 가능하게 되면, 상형(20) 및 사이드형(28)은, 진공압에 의해(밀폐 공간과 외부 공간과의 압력차에 의해), 피가공물(100)이 재치대(12)를 향해 상대 이동한다. 그리고, 최종적으로, 개재 패드(24)가 피가공물(100)에 접촉하고, 피가공물(100)은, 진공압에 따른 하중(Pb)으로 예비 가압되게 된다. 이 예비 가압의 하중(Pb)은, 후술하는 본 가압에서 부여되는 프레스 하중(Pp)보다 충분히 낮다. 또한, 지금까지의 설명이나 도 4로부터 명백한 바와 같이, 이 예비 가압은, 재치대(12)와 가열용 하형(50)이 이간된 상태에서 행해진다. 바꾸어 말하면, 예비 가압은, 피가공물(100)이 가열되지 않고, 접착제(114)가 연화되기 전의 상태에서 행해진다. 이러한 예비 가압을 행함으로써, 개재 패드(24)는, 피가공물(100)의 표면 형상에 따라 변형되고, 피가공물(100)의 주위, 특히, 연화 전의 접착제(114)의 주위로 돌아 들어가, 피가공물(100)을 홀딩한다.
예비 가압에 의해, 개재 패드(24)가, 피가공물(100)에 밀착하는 것에, 이어서, 제어부(18)는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 재치대(12)가 진공 흡착된 상측 유닛(14)을 하강시켜, 재치대(12)를 가열용 하형(50)으로 하측으로부터 가압하는 본 가압을 실시한다. 본 가압에 있어서, 피가공물(100)은, 상형(20) 및 가열용 하형(50)으로 협지되어, 규정의 프레스 하중(Pp)으로 가압된다. 또한, 앞서 서술한 바와 같이, 가열용 하형(50)은, 미리, 소정의 처리 온도(Tp)까지 가열되어 있다. 이 가열용 하형(50)의 열은, 전열성이 우수한 재치대(12)를 통하여 피가공물(100)에 전달된다. 즉, 본 가압에 있어서, 피가공물(100)은, 규정의 프레스 하중(Pp)으로 가압되면서 규정의 처리 온도(Tp)까지 가열된다. 이 본 가압을 소정 시간 실행함으로써, 피가공물(100)에 마련된 열경화성의 접착제(114)는, 유리 전이 온도(Tg)에 도달하여 연화된 후, 경화 온도(Tc)에 도달하여, 경화된다. 그리고, 이에 따라, 전자 부품(112)과 기판(110)이 접착된다. 또한, 이 때, 가열용 하형(50)의 열은, 재치대(12), 피가공물(100)을 통하여 개재 패드(24)에도 전달된다. 다만, 개재 패드(24)의 하부에는 단열층(36)이 마련되어 있기 때문에, 유연층(34)에는, 열은 전달되기 어려워, 유연층(34)이나 그 위에 위치하는 상형(20)이 과도하게 고온이 되는 것이 방지되고 있다.
충분한 시간, 본 가압을 실행할 수 있으면, 제어부(18)는, 도 6에 나타내는 바와 같이, 상측 유닛(14)을 상승시켜, 가열용 하형(50)을 재치대(12)로부터 이간시킨다. 가열용 하형(50)과 재치대(12)와의 사이에 충분한 공간을 형성할 수 있으면, 제어부(18)는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 재치대(12)와 가열용 하형(50)의 사이에 냉각용 하형(52)을 배치한다. 그리고, 이 상태에서, 재치대(12)와 함께 상측 유닛(14)을 하강시켜, 피가공물(100)을 규정의 냉각 시 하중(Pc)으로 가압한다. 이 때, 냉각용 하형(52)은, 냉매에 의해 미리 냉각되어 있기 때문에, 피가공물(100)을 신속하게 냉각할 수 있다. 또한, 냉각 기간 중, 피가공물(100)은, 냉각용 하형(52) 및 상형(20)으로 협지되어, 가압되어 있기 때문에, 열팽창차에 기인하는 휨 등이 효과적으로 방지된다. 또한, 냉각 시 하중(Pc)은, 피가공물(100)의 변형을 방지할 수 있으면 되기 때문에, 프레스 하중(Pp)보다 작아도 된다. 피가공물(100)이, 취출 가능한 온도(예를 들면 상온)까지 냉각할 수 있으면, 제어부(18)는, 재치대(12)와 함께 상측 유닛(14)을 상승시켜, 가압을 해제한다. 또한, 제어부(18)는, 에어 실린더(40)에 압력을 부여하여 당해 에어 실린더(40)를 신장시킴으로써, 상형(20)을 상승시켜, 개재 패드(24)와 피가공물(100)을 이간시킨다. 또한, 흡인 구멍(42)을 대기 해방하고, 밀폐 공간을 대기압으로 한다. 그리고, 마지막으로, 상측 유닛(14)을 더 상승시켜, 상형(20) 유닛을 재치대(12)로부터 이간시키면, 재치대(12)를, 소정의 반출 위치(도시 생략)로 반송한다.
도 8은, 가압 처리의 실행 중에 있어서의 피가공물(100)의 주변 환경의 압력, 피가공물(100)의 온도, 피가공물(100)에 부여되는 하중의 변화의 일례를 나타내는 그래프이다. 지금까지의 설명에서 명백한 바와 같이, 가압 처리의 개시 시(시각 t0)에 있어서, 피가공물(100)의 주변 환경의 압력은, 대기압(Pa)이다. 또한, 시각 t0에 있어서, 피가공물(100)의 가열이나 가압은 개시되어 있지 않기 때문에, 피가공물(100)의 온도는 상온(Tn)이며, 가압력은 제로이다.
그 후, 시각 t1에 있어서 진공 흡인이 개시되고, 진공 흡인 완료 후에, 에어 실린더(40)의 압력을 해제하면, 시각 t2에 있어서, 피가공물(100)에는, 진공압(Pv)에 따른 하중(Pb)이 부여되어, 예비 가압된다. 그리고, 시각 t3에 있어서, 가열이 끝난 가열용 하형(50)으로 재치대(12)에 가압하는 본 가압을 개시한다. 본 가압을 개시하면, 피가공물(100)의 온도는, 급격하게 상승하여, 비교적, 단시간에, 규정의 처리 온도(Tp)에 도달한다. 이 처리 온도(Tp)는, 피가공물(100)에 마련된 접착제(114)의 유리 전이 온도(Tg)나, 접착제의 경화 온도(Tc)보다 높다. 따라서, 피가공물(100)은, 처리 온도(Tp)에 도달하는 과정에서, 유리 전이 온도(Tg)에 도달하여 연화되고, 그 후, 경화 온도(Tc)에 도달하여, 경화된다.
또한, 가열용 하형(50)으로 가압함으로써, 시각 t4에 있어서, 피가공물(100)은, 소정의 프레스 하중(Pp)으로 가압된다. 이 프레스 하중(Pp)은, 전자 부품(112)의 범프(113)와 기판(110)의 배선과의 도통을 얻기에 충분한 크기이며, 예를 들면, 20톤이다. 그 후, 시각 t5가 되면, 본 가압을 종료한다. 즉, 시각 t5에 있어서, 제어부(18)는, 상측 유닛(14)을 상승시켜, 피가공물(100)의 가압을 해제한다.
상측 유닛(14)을 상승시키면, 피가공물(100)에 부여되는 가압력은, 급격하게 저하된다. 한편, 자연 냉각에서는, 피가공물(100)의 온도는, 저하되기 어렵고, 피가공물(100)은, 처리 온도(Tp)인 채이다. 따라서, 피가공물(100)을 냉각하기 위해, 제어부(18)는, 가열용 하형(50) 대신에, 냉각용 하형(52)으로 피가공물(100)을 가압하여, 냉각한다. 시각 t6에 있어서, 냉각용 하형(52)이 재치대(12)에 접촉하면, 피가공물(100)은, 급격하게 온도 저하된다. 또한, 상측 유닛(14)이 하강함으로써, 피가공물(100)의 가압력도 상승하여, 피가공물(100)의 휨 등의 변형이 효과적으로 방지된다. 이 때 부여되는 냉각 시 하중(Pc)은, 예를 들면 10톤 정도이다.
피가공물(100)을 상온까지 냉각할 수 있으면, 제어부(18)는, 상측 유닛(14)을 상승시켜, 피가공물(100)의 가압을 해제한다. 그 후에는, 피가공물(100)의 주위를 대기압 해방한다. 그리고, 시각 t8에 있어서, 피가공물(100)의 주위가 대기압으로 되돌아가면, 상측 유닛(14)을 피가공물(100)로부터 이간하여, 재치대(12)째로 피가공물(100)을 배출 위치로 반송시킨다.
이상의 설명으로부터 명백한 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 피가공물(100)의 가압에 기여하는 하형을, 미리 가열된 가열용 하형(50)과, 미리 냉각된 냉각용 하형(52)으로 전환하고 있다. 이러한 구성으로 하는 이유에 대해, 종래 기술과 비교하여 설명한다.
종래의 가압 장치(10)에서도, 상형(20)과 하형으로 피가공물(100)을 협지하고, 필요에 따라, 피가공물(100)을 가열이나 냉각하고 있었다. 종래의 가열 장치에서는, 피가공물(100)을 가열 및 냉각하기 위해, 하형의 내부에, 가열 수단과 냉각 수단의 쌍방을 마련하여, 하형을 필요에 따라 가열 및 냉각하고 있었다. 이 경우, 냉각된 하형을, 소정의 처리 온도(Tp)까지 가열하는 시간, 및, 가열된 하형을 소정의 냉각 온도까지 냉각하는 시간이 필요해진다. 그 결과, 종래의 가압 장치(10)에서는, 처리 시간의 장기화를 초래하고 있었다. 특히, 가압 장치(10)에서는, 높은 압력을 견디어내기 위해, 하형은, 두께가 두껍고, 열 용량이 큰 형상이 되어야 한다. 이러한 대형의 하형의 가열 및 냉각에는 시간이 걸리고 있었다.
물론, 가열 능력이 높은 히터를 이용함으로써 가열에 필요로 하는 시간을 단축할 수 있다. 그러나, 이러한 히터는, 고가이며 비용의 증가를 초래한다. 또한, 한번 냉각한 하형을 가열 온도까지 단시간에 상승시키려고 하면, 상승의 과정에서, 희망의 처리 온도(Tp)를 초과하는, 오버슈트가 발생하기 쉬웠다. 그 결과, 피가공물(100)이, 일시적이라고는 해도, 과잉으로 가열될 우려가 있었다.
본 실시 형태에서는, 앞서 서술한 바와 같이, 미리 가열한 가열용 하형(50)과, 미리 냉각한 냉각용 하형(52)을, 처리의 진행 상황에 따라 전환하고 있다. 그 결과, 하형을 가열 또는 냉각하기 위한 시간이 불필요하여, 피가공물(100)을 신속하게 가열 및 냉각할 수 있다. 즉, 도 8을 참조하여 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 가열용 하형(50)이 재치대(12)에 접촉하면(도 8의 시각 t3 전후를 참조), 피가공물(100)은, 신속하게 온도 상승하고, 냉각용 하형(52)이 재치대(12)에 접촉하면(도 8의 시각 t6 전후를 참조), 피가공물(100)은, 신속하게 온도 저하된다. 바꾸어 말하면, 본 실시 형태에 의하면, 하형을, 희망의 온도까지 가열하거나 냉각하거나 하는 시간이 불필요해진다. 그 결과, 가압 처리에 필요로 하는 시간을 대폭 저감할 수 있다.
또한, 하형을 가열용과 냉각용으로 나눔으로써, 에너지 손실을 저감할 수 있고, 또한, 증기의 발생을 저감할 수 있다. 즉, 하나의 하형을 가열 및 냉각하는 종래의 가압 장치(10)에서는, 열 용량이 큰 하형을 가열 및 냉각할 필요가 있어, 에너지의 손실이 컸다. 또한, 하형을 가열한 후에, 냉매로서 물 등의 액체를 흘려 냉각하려고 하면, 액체가 증기가 되어, 냉매 유로 내의 압력 상승 등을 초래한다. 이와 같은 문제를 방지하기 위해, 액체의 공급에 앞서 냉각용의 에어를 흘려 보내거나, 액체를 공급 후에 발생한 증기를 일시적으로 저류 냉각하기 위한 버퍼를 별도 마련하거나 할 필요가 있어, 구성의 복잡화를 초래하고 있었다. 본 실시 형태에서는, 고온 부재의 내부에 냉매를 흘릴 필요는 없기 때문에, 증기의 발생이 없어, 구성을 간이화할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 피가공물(100)을, 하측으로부터만 가열하고, 상측으로부터는 가열하지 않는다. 바꾸어 말하면, 본 실시 형태에서는, 상형(20)에는, 가열 수단을 마련하고 있지 않다. 이에 따라, 개재 패드(24)의 온도를 높이지 않고, 피가공물(100)을, 종래보다 고온으로 가열하는 것이 가능해진다.
즉, 종래의 가압 장치(10)에서는, 신속한 가열을 가능하게 하기 위해, 하형뿐만 아니라, 상형(20)에도 가열 수단을 마련하는 경우가 있었다. 이 경우, 피가공물(100)을 신속하게 가열할 수 있는 한편, 당해 상형(20)과 피가공물(100)의 사이에 개재하는 개재 패드(24)도 가열되게 된다. 여기에서, 본 실시 형태의 개재 패드(24)는, 단열층(36)을 가지고 있지만, 종래의 개재 패드(24)는, 단열층(36)을 가지고 있지 않고, 실리콘계의 유기물이 주성분인 유연층으로 주로 구성되어 있었다. 이러한 유연층(34)의 내열 온도는, 200도 미만인 경우가 많다. 한편, 최근, 피가공물(100)에 마련되어 있는 접착제(114)의 경화 온도(Tc)는, 높아져, 150도~300도인 경우가 많다. 즉, 접착제(114)를 경화시켜, 전자 부품(112)을 기판(110)에 접착하기 위해서는, 피가공물(100)을 150도~300도까지 가열할 필요가 있다.
상형(20)에 마련된 가열 수단으로, 피가공물(100)을 150도~300도까지 가열하려고 하면, 상형(20)과 피가공물(100)의 사이에 마련된 개재 패드(24)(유연층(34))도, 가열되게 된다. 이 경우, 개재 패드(24)가, 내열 온도를 초과해버려, 파손될 우려가 있었다. 즉, 상형(20)에 가열 수단을 마련한 종래의 가압 장치(10)에서는, 개재 패드(24)의 파손을 초래할 우려가 있었다. 이 때문에, 상형(20)에 가열 수단을 마련한 종래의 가압 장치(10)에서는, 피가공물(100)을 개재 패드(24)(유연층(34))의 내열 온도보다 고온으로 가열할 수 없었다.
한편, 본 실시 형태에서는, 앞서 서술한 바와 같이, 가열 수단은, 가열용 하형(50)에만 마련되어 있으며, 상형(20)에는 가열 수단을 마련하고 있지 않다. 따라서, 내열성이 낮은 유연층(34)이, 상형(20)으로부터 가열되는 경우가 없다. 또한 본 실시 형태에서는, 내열성이 낮은 유연층(34)과, 고온으로 가열되는 피가공물(100)과의 사이에 단열층(36)을 마련하고 있다. 또한, 상형(20)은, 냉매 유로(30a)에 냉매를 흐르게 함으로써 일정한 온도로 유지되도록 되어 있다. 그 결과, 유연층(34)으로의 전열이 효과적으로 방지되어, 유연층(34)의 온도 상승, 나아가서는, 열 파손을 효과적으로 방지할 수 있다. 다른 견해로 보면, 본 실시 형태에 의하면, 피가공물(100)을, 유연층(34)의 내열 온도보다 높은 온도로 가열할 수 있어, 취급 가능한 피가공물(100)의 범위가 넓어진다.
또한, 지금까지의 설명에서 명백한 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 피가공물(100)의 가열에 앞서, 피과거물의 주변 환경을 진공 흡인하고 있다. 이에 따라, 가열·가압 후의 접착제(114)의 내부에 에어가 잔존하는 에어 혼입을 방지할 수 있다. 여기서, 이러한 진공 흡인은, 접착제가 용융되기 전, 즉, 접착제(114)가 유리 전이 온도(Tg)에 도달하기 전에 행하는 것이 바람직하다. 상형(20)에 가열 수단을 마련한 종래의 가압 장치(10)의 경우, 진공 흡인에 있어서, 고온의 상형(20)이 피가공물(100)에 근접하기 때문에, 접착제(114)가 용융되어, 적절히 에어 배기를 할 수 없다고 하는 문제가 있다. 물론, 진공 흡인 시에, 상형(20)의 가열을 정지하고 있으면, 이와 같은 문제는 회피할 수 있지만, 이 경우, 진공 흡인의 후에, 상형(20)을 가열할 필요가 있어, 처리에 필요로 하는 시간이 장기화되는 문제가 있었다.
또한, 본 실시 형태에서는, 진공 흡인 후, 피가공물(100)의 가열의 이전에, 피과거물을 상형(20) 및 개재 패드(24)로, 프레스 하중(Pp)보다 낮은 예비 하중(Pb)으로 가압하는 예비 가압을 행하고 있다. 가열 전에 예비 가압함으로써, 피가공물(100)이, 개재 패드(24)로 홀딩된다. 그 결과, 접착제(114)가 용융되어도, 전자 부품(112)의 움직임이 개재 패드(24)로 규제되어, 전자 부품(112)의 어긋남을 효과적으로 방지할 수 있다. 즉, 종래의 가압 장치(10)에서는, 예비 가압을 행하지 않고, 피가공물(100)의 가압 및 가열을 행하고 있었다. 이 때문에, 피가공물(100)이, 개재 패드(24)로 충분히 홀딩되기 전에, 접착제(114)가 유리 전이 온도(Tg)에 도달하여 연화될 우려가 있었다. 개재 패드(24)로 홀딩되어 있지 않은 상태에서, 접착제(114)가 연화되면, 전자 부품(112)은, 비교적 자유롭게 움직일 수 있기 때문에, 전자 부품(112)의 위치 어긋남 등을 초래한다. 한편, 본 실시 형태에서는, 가열되어 있지 않은 상형(20) 및 개재 패드(24)로, 피가공물(100)을 예비 가압하고, 피가공물(100)을 개재 패드(24)로 홀딩한 후, 피가공물(100)의 가열을 행하고 있다. 이 때문에, 가열에 의해 접착제가 연화되어도, 전자 부품(112)의 움직임이 규제되어, 전자 부품(112)의 위치 어긋남이 효과적으로 방지될 수 있다.
이어서, 제 2 실시 형태에 대해 도 9~도 12를 참조하여 설명한다. 도 9~도 12는, 제 2 실시 형태에 있어서의 가압 처리의 흐름을 나타내는 도면이다. 제 2 실시 형태는, 가열용 하형(50) 및 냉각용 하형(52)의 쌍방이, 수평 이동할 수 있는 점에서 제 1 실시 형태와 상이하다. 도 9는, 제 2 실시 형태에 있어서의 가압 처리의 개시 시를 나타내고 있다. 도 9에 나타내는 바와 같이, 이 경우, 냉각용 하형(52)은, 상형(20)에 대하여 수평 방향으로 어긋난 위치에, 가열용 하형(50)은, 상형(20)의 하방에 위치하고 있다. 이 상태에 있어서, 피가공물(100)이 재치된 재치대(12)는, 냉각용 하형(52)의 위로 반송된다. 이 경우, 냉각용 하형(52)은, 상형(20)으로부터 수평 방향으로 어긋난 위치에 있기 때문에, 냉각용 하형(52)의 상측에 넓은 공간을 확보할 수 있어, 재치대(12)의 반송을 위한 스페이스(예를 들면 재치대(12)를 반송하는 기구의 설치 스페이스 등)를 충분히 확보할 수 있다.
냉각용 하형(52)의 위에 재치대(12)가 반송되면, 계속해서, 제어부(18)는, 도 10에 나타내는 바와 같이, 가열용 하형(50)을 상형(20)으로부터 수평 방향으로 어긋난 위치로 이동시킨다. 동시에, 제어부(18)는, 냉각용 하형(52)을, 상형(20)의 바로 아래 위치로 수평 이동시킨다. 그 후, 상측 유닛(14)을 하강시켜, 사이드형(28)의 바닥면을, 재치대(12)의 상면에 밀착시킨다. 그 후에는, 제 1 실시 형태와 마찬가지로, 피가공물(100)의 주위의 밀폐 공간을 진공 흡인한 후, 당해 밀폐 공간과 외부 공간과의 차압을 이용하여, 피가공물을 예비 하중(Pb)으로 예비 가압한다. 예비 가압이 완료되면, 제어부(18)는, 다시, 냉각용 하형(52)을 상형(20)으로부터 수평 방향으로 어긋난 위치로 이동시킴과 함께, 가열용 하형(50)을 상형(20)의 바로 아래 위치로 이동시킨다. 그리고, 도 11에 나타내는 바와 같이, 가열용 하형(50)으로 재치대(12)를 가압하고, 피가공물(100)을 규정의 프레스 하중(Pp)으로 가압하면서 가열하는 본 가압을 실행한다. 본 가압이 완료되면, 도 12에 나타내는 바와 같이, 가열용 하형(50)과 냉각용 하형(52)을 전환하여, 냉각용 하형(52)으로 피가공물(100)을 가압하면서 냉각시킨다. 그리고, 피가공물(100)의 냉각이 완료되면, 상측 유닛(14)을 상승시켜, 상측 유닛(14)과 재치대(12)를 이간시킨 후, 재치대(12)가 재치된 냉각용 하형(52)을 수평 방향으로 이동시킨다. 그 후, 재치대(12)를 소정의 배출 위치로 반송한다.
이상의 설명, 및, 도 10, 도 12 등으로부터 명백한 바와 같이, 제 2 실시 형태에 의하면, 가열용 하형(50)과 냉각용 하형(52)이 상하로 배열되는 경우가 없기 때문에, 양측 하형(50, 52) 사이에서의 전열이 방지된다. 결과적으로, 각 하형(50, 52)을 규정의 온도로 유지하는 것이 용이해진다.
또한, 제 2 실시 형태에서도, 제 1 실시 형태와 마찬가지로, 가열이나 냉각에 필요로 하는 시간, 나아가서는, 가압 처리의 시간을 대폭 단축할 수 있다. 또한, 접착제(114)가 연화되기 전에, 진공 흡인·예비 가압을 행하고 있기 때문에, 에어 혼입이나 부품의 어긋남 등을 보다 확실하게 방지할 수 있다.
또한, 지금까지 설명한 구성은, 일례이며, 가압에 기여하는 하형을, 가열용 하형(50)과 냉각용 하형(52)으로 전환할 수 있는 것이면, 그 밖의 구성은, 적절히, 변경되어도 된다. 예를 들면, 본 실시 형태에서는, 본 가압의 전에, 진공 흡인이나 예비 가압을 행하고 있지만, 경우에 따라서는, 이들은, 생략되어도 된다. 또한, 본 실시 형태에서는, 개재 패드(24)에 유연층(34)과 단열층(36)을 마련하고 있지만, 유연층(34)을 내열 온도 이하로 유지할 수 있는 것이면, 단열층(36)은, 생략되어도 된다. 또한, 지금까지의 설명에서는, 상측 유닛(14)을 승강시켜 가압의 실행/해제를 전환하고 있었지만, 상측 유닛(14) 대신에, 또는, 추가하여, 하측 유닛(16)을 승강시켜, 가압의 실행/해제를 전환하도록 해도 된다. 또한, 각종 구동 기구나, 냉각 수단, 가열 수단의 구성은, 공지의 다른 구성으로 변경해도 된다.
10 가압 장치, 12 재치대, 14 상측 유닛, 16 하측 유닛, 18 제어부, 20 상형, 22 베이스 부재, 24 개재 패드, 26 프레임체, 28 사이드형, 30 냉매 유로, 32 스프링 부재, 34 유연층, 36 단열층, 38 중간 시트, 40 에어 실린더, 42 흡인 구멍, 44 흡인 펌프, 50 가열용 하형, 52 냉각용 하형, 54 히터, 56, 58, 60 단열 부재, 100 피가공물, 110 기판, 111 배선, 112 전자 부품, 113 범프, 114 접착제

Claims (6)

  1. 피가공물이 재치되는 재치대와,
    상기 재치대에 재치된 피가공물을 상측으로부터 가압하는 상형과,
    미리 가열 수단에 의해 가열되어 있는 하형으로서, 상기 상형과 함께 상기 재치대를 협지함으로써, 상기 피가공물을 가압하면서 가열하는 가열용 하형과,
    미리 냉각 수단에 의해 냉각되어 있는 하형으로서, 상기 상형과 함께 상기 재치대를 협지함으로써, 상기 피가공물을 가압하면서 냉각하는 냉각용 하형과,
    상기 형틀의 구동을 제어하는 제어 장치로서, 상기 피가공물의 가압 처리의 진행 상황에 따라, 상기 피가공물의 가압에 기여하는 하형을, 가열용 하형 또는 냉각용 하형으로 전환하는 제어 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 가압 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    추가로,
    상기 상형과 상기 피가공물과의 사이에 개재하는 개재 패드를 구비하고,
    상기 개재 패드는,
    상기 피가공물의 형상에 따라 유연하게 변형되는 유연층과,
    상기 유연층과 상기 피가공물의 사이에 개재하여, 상기 피가공물과 상기 유연층과의 사이를 단열하는 단열층을 포함하는 것을 특징으로 하는 가압 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 가열용 하형은, 상기 피가공물을, 상기 유연층의 내열 온도보다 높은 온도로 가열하는 것을 특징으로 하는 가압 장치.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 제어 장치는, 상기 개재 패드를 상기 피가공물에 접촉시켜 상기 개재 패드로 상기 피가공물을 홀딩한 후에, 상기 가열용 하형에 의한 상기 피가공물의 가열 및 가압을 행하게 하는 것을 특징으로 하는 가압 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    추가로,
    상기 상형의 주위에 배치되어, 상기 재치대에 밀착함으로써, 상기 상형, 재치대와 함께 상기 가공물의 주위에 밀폐 공간을 형성하는 사이드형과,
    상기 밀폐 공간 내의 공기를 흡인하여, 상기 피가공물의 주위를 진공 상태로 하는 흡인 장치를 구비하고,
    상기 제어 장치는, 상기 피가공물의 가압에 앞서, 상기 사이드형을 상기 재치대에 접촉시켜 상기 밀폐 공간을 형성함과 함께, 상기 흡인 장치를 구동하여 상기 밀폐 공간을 진공 상태로 하는 것을 특징으로 하는 가압 장치.
  6. 재치대에 재치된 피가공물을 가압 및 가열하는 가압 방법으로서,
    상형과, 미리 가열 수단에 의해 가열된 가열용 하형으로 상기 피가공물이 재치된 재치대를 협지하여 상기 피가공물을 가압함과 함께, 상기 가열용 하형으로부터의 열로 상기 피가공물을 가열하는 가열 단계와,
    상기 상형과, 미리 냉각 수단에 의해 냉각된 냉각용 하형으로 상기 재치대를 협지하여 상기 피가공물을 가압함과 함께, 상기 피가공물을 냉각하는 냉각 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가압 방법.
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