TW202337669A - 積層裝置及積層方法 - Google Patents
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Abstract
一種積層裝置(3)，其係於對向之盤(312、314)之間將包含基材層(A1)與樹脂層(A2)之積層物(A4)以既定溫度加壓者，且於至少一盤(312)或(314)，在構成加壓面(328a)之板狀構件(328)與加壓塊體(323)或(324)之間具備緩衝材(327)，上述緩衝材(327)之周邊部(327b)之硬度高於中央部(327a)之硬度。藉此，提供一種於利用積層裝置對包含基材層與樹脂層之積層物進行加壓時，可抑制積層物之端部附近之樹脂自積層物側面流動之積層裝置及積層方法。
Description
本發明係關於一種在壓製裝置之對向之盤之間將包含基材層與樹脂層之積層物以既定溫度加壓的積層裝置及積層方法。
關於在對向之盤之間將包含基材層與樹脂層之積層物以既定溫度加壓的積層成形裝置，有專利文獻1所記載之眾所周知者。專利文獻1之積層成形裝置係記載如下：具備相對向且可接近、遠退地設置之熱盤，於上述熱盤間將被積層材與積層材以既定溫度加壓，且於上述熱盤之對向面隔著緩衝材層而設置有鏡面板，該鏡面板對被積層材或積層材進行加壓，且可彈性變形。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2002-120100號公報
然而，專利文獻1之積層成形裝置中，緩衝材層係均勻材質，若隔著上述緩衝材以鏡面板對被積層材與積層材(將雙方疊層而成之積層物)進行加壓，則如隨附於本說明書圖式之[圖7]般存在如下問題，即，應力容易集中於積層物之端部附近而使得端部附近之樹脂向外部流動。
由此，本發明之目的在於提供一種積層裝置及積層方法，其可抑制上述問題，於利用在構成加壓面之板狀構件與加壓塊體之間具備緩衝材之積層裝置對包含基材層與樹脂層的積層物進行加壓時，可抑制積層物之端部附近之樹脂自積層物側面流動。其他課題與新穎特徵可根據本說明書之記述及附圖而得以明確。
本發明之第1發明所記載之積層裝置係於壓製裝置之對向之盤之間將包含基材層與樹脂層之積層物以既定溫度進行加壓者，且其特徵在於：於至少一側之盤，在構成加壓面之板狀構件與加壓塊體之間具備緩衝材，上述緩衝材之周邊部之硬度高於中央部之硬度。
本發明之積層裝置係於壓製裝置之對向之盤之間將包含基材層與樹脂層的積層物以既定溫度加壓者，且於至少一盤，在構成加壓面之板狀構件與加壓塊體之間具備緩衝材，上述緩衝材之周邊部之硬度高於中央部之硬度，因此，可抑制於積層成形時積層物之端部附近之樹脂自積層物側面流動。又，本發明之積層方法亦具有相同之效果。
＜積層成形系統與積層裝置之構造之說明＞
參照表示真空積層裝置2與壓製裝置3之剖面之圖1，對本發明之第1實施形態之積層成形系統1進行說明。積層成形系統1於真空積層裝置2之後步驟配置有壓製裝置3，藉由上述壓製裝置3對中間積層物A4進行加壓成形，該中間積層物A4係藉由利用搬送裝置搬送之載體薄膜F1、F2而自上述真空積層裝置2搬送之具備凹凸部之基材層、即基板A1與樹脂層、即樹脂薄膜A2積層而成的積層物。
兼作基材層、即基板A1與樹脂層、即樹脂薄膜A2之移送裝置與張力裝置的搬送裝置10之載體薄膜捲出裝置4，具備下側之捲出輥411及從動輥412。自上述捲出輥411捲出之下載體薄膜F1於從動輥412之部分將方向變更為水平狀態。於下載體薄膜F1成為水平狀態之部分設置有載置台部413，該載置台部413載置自前步驟重疊運送而來之基材層、即基板A1與樹脂層、即樹脂薄膜A2。又，構成搬送裝置10之載體薄膜捲出裝置4具備上側之捲出輥414及從動輥415，自上述捲出輥414捲出之上載體薄膜F2於從動輥415之部分重疊於包含基板A1與樹脂薄膜A2之積層物A3之上。基板A1與樹脂薄膜A2由該等載體薄膜F1、F2夾持而移送，於積層裝置即真空積層裝置2、壓製裝置3隔著載體薄膜F1、F2進行積層成形，藉此亦有如下優點，即，防止積層薄膜A2熔融而附著於裝置部分，尤其於壓製裝置3對中間積層物A4加壓時賦予一定之緩衝作用。又，根據積層成形品A5之種類，有時係於自壓製裝置3取出之積層成形品A5之溫度降低之後，將載體薄膜F1、F2與積層成形品A5之間剝離，因此可於良好狀態下進行剝離或脫模。
構成搬送裝置10之載體薄膜捲出裝置4之後步驟中配置之真空積層裝置2，於真空狀態(減壓狀態)之腔室Ch內藉由作為彈性膜體之隔膜211等加壓體對包含基板A1與樹脂薄膜A2之積層物A3進行加壓，而積層成形作為1次成形品之中間積層物A4。真空積層裝置2係下盤213可藉由升降機構214相對於固定性地設置之上盤212而升降地設置，下盤213上升而與上盤212抵接時，可於內部形成腔室Ch。腔室Ch連接於未圖示之真空泵，且能夠減壓。又，於上盤212之中央之下表面安裝有熱板215，未圖示之耐熱性之橡膠膜等彈性片材216以貼合於金屬板218之形式安裝或直接安裝於熱板215之表面。
另一方面，於下盤213之中央之上表面亦安裝有熱板217。又，作為彈性片材之包含聚矽氧橡膠或氟橡膠等耐熱性橡膠膜之隔膜211，以覆蓋熱板217之上表面之方式安裝於下盤213之上述熱板217之周圍部分。而且，利用未圖示之壓縮機將加壓空氣運送至隔膜211之背面側，藉此，隔膜211於腔室Ch內鼓起而在與熱板217之間對基板A1與樹脂薄膜A2進行加壓。再者，真空積層裝置2之作為彈性片材之隔膜211亦可安裝於上盤。
構成本實施形態之真空積層裝置2之加壓手段一部分的作為彈性片材的隔膜211，如圖2所示係周邊部211b之硬度小於中央部211a之硬度。此處，如圖5B於與隔膜211之總面積對應之橡膠材料Ea的中央部設置有凹部，且硬度較高之橡膠材料Eb貼合於凹部。其目的在於，使作為上述彈性片材之隔膜211中至少與上述積層物A3之外周部A3b對向的部分之彈性作用，小於與上述積層物A3之中央部A3a對向之部分之彈性模數。用於實現上述目的之作為彈性片材的隔膜211亦可於周邊部211b與中央部211a改變橡膠材料Ea、Eb，而即便為相同材料亦可藉由調整調配比率、氣泡率而成為僅硬度、彈性模數為不同種類之彈性體。
又，對於上述上盤側之彈性片材216，亦與作為彈性片材之隔膜21相同，周邊部216b之硬度小於中央部216a之硬度。此處，於彈性片材216之周邊部216b使用硬度較小(彈性模數較小)之橡膠材料Eb，於中央部216a使用硬度相對較大(彈性模數相對較小)之橡膠材料Ea。再者，隔膜211與彈性片材216之任一者亦可整面為相同之橡膠材料。
沿串聯方向配置於上述真空積層裝置2之後步驟之壓製裝置3，將利用真空積層裝置2加壓成形、包含具備凹凸部之基材層即基板A1與樹脂層即樹脂薄膜A2、且於樹脂薄膜A2之側殘留有凹凸之狀態之中間積層物A4進一步加壓而加壓成形為更加平坦之積層成形品A5。壓製裝置3具備：基座盤311，其設置於下方且為大致矩形；及繫桿(Tie bar)313，其分別豎立設置於位於上述基座盤311之上方之大致矩形之固定盤即上盤312的四個角落附近之間。而且，壓製裝置3之大致矩形之可動盤即下盤314可於基座盤311與上盤312之間升降移動。於上盤312與下盤314之間安裝有用以檢測兩盤之間距離的位置感測器340。又，位置感測器340亦可安裝於上盤側之加壓構件322與下盤側之加壓構件321之間，對加壓構件321、322之間之距離進行檢測。再者，本發明中，位置感測器340並非必要。
又，於基座盤311設置有作為加壓手段且利用油壓作動之1台加壓缸315，加壓缸315之撞錘316固定於下盤314之背面。加壓缸可為單動亦可為複動，於加壓缸315之未圖示之加壓油室連接有自未圖示之泵供給作動油之管路，於管路設置有用以測量作動油之油壓之油壓感測器。泵並不限定於此，可使用能藉由伺服馬達控制轉數之泵。又，亦可於上述管路設置用以控制流量之伺服閥。加壓手段雖不排除具有2台以上之情形，但均非經由下盤314藉由控制而對加壓面328a之各部分賦予不同之加壓力。
再者，第1實施形態之壓製裝置3之加壓手段，亦可為利用伺服馬達等電動馬達使滾珠螺桿旋轉而直接使下盤等移動者、利用伺服馬達等電動馬達經由肘節裝置使下盤等移動者等其他方式者。進而，壓製裝置3亦可為上盤相對於下盤下降等之裝置。更進而，第1實施形態之壓製裝置3不具備可形成真空狀態之腔室，但亦可具備可形成真空狀態之腔室，於真空腔室內進行加壓。該情形時，壓製裝置3亦可為首先進行加壓之載台(圖1中真空積層裝置2之位置)，亦可為真空積層裝置2之後步驟。
上下之加壓構件321、322之構造大致相同，因此參照圖3對下盤314之加壓構件321進行說明。加壓構件321於下盤314與加壓塊體323之間具備隔熱材325。因此，壓製裝置3之加壓塊體323隔著隔熱材325而利用未圖示之螺栓等安裝於下盤314。加壓塊體323係具備既定厚度之塊體，於內部具備作為加熱手段之筒式加熱器326。再者，加壓構件321之加熱手段除筒式加熱器326之外，亦可於加壓塊體323之表面等具備橡膠加熱器等。於加壓塊體323之中間積層物A4側之表面具備緩衝材327，於緩衝材327之中間積層物A4側之表面327c配置有構成加壓面328a之板狀構件即金屬板328。
＜壓製裝置之緩衝材之說明＞
接下來，對緩衝材327進行說明。緩衝材327係片材狀者，周邊部327b之硬度高於中央部327a之硬度。其目的在於，使上述緩衝材327中至少與上述積層物A4之外周端部A8對向之部分的緩衝作用，小於與上述積層物A4之中央部A9對向之部分的緩衝作用。用以實現上述目的之緩衝材327亦可於周邊部327b與中央部327a改變緩衝材327之緩衝材料Ca、Cb，即便為相同材料，亦可調整調配比率、氣泡率而製成僅硬度不同之種類之緩衝材327。
緩衝材327之材料，除樹脂之外，亦可為包含含有橡膠之彈性體、纖維、紙、或該等之複合體。並不限定於此，作為一例，中央部327a為氟樹脂((洛氏R規格(ISO 2039-2)20至113)，周邊部327b為聚醯亞胺(洛氏R規格110至130)。或亦可為中央部327a由包含橡膠之彈性體構成，周邊部327b由相對於中央部327a硬度較高之樹脂構成。或，即便為相同材料，亦可因添加劑或氣孔率之差製成硬度相對不同者。
本發明中，於緩衝材327(緩衝材料)使用樹脂薄膜之情形時，較佳為熱硬化性樹脂薄膜、工程塑膠薄膜或工業用功能薄膜。對於氟樹脂薄膜，除亦稱為特氟綸(註冊商標)之聚四氟乙烯(PTFE)(洛氏R規格(ISO 2039-2)20、負荷下熱變形溫度(℃(1.81MPa))55℃、最高使用溫度260℃)之外，還有PFA(perfluoroalkoxy alkane，全氟烷氧基烷烴)(洛氏R規格50、負荷下熱變形溫度47℃、最高使用溫度260℃)、FEP(fluorinated ethylene propylene，全氟乙烯丙烯)(洛氏R規格50、負荷下熱變形溫度50℃、最高使用溫度200℃)、PCTFE(polychlorotrifluoroethylene，聚氯三氟乙烯)(洛氏R規格80、負荷下熱變形溫度90℃、最高使用溫度120℃)、ETFE(Ethylene tetrafluoroethylene，乙烯-四氟乙烯共聚物)(洛氏R規格50、負荷下熱變形溫度74℃、最高使用溫度150℃)、ECTFE (ethylenechlorotrifluoroethylene，乙烯氯三氟乙烯)(洛氏R規格50、負荷下熱變形溫度77℃、最高使用溫度150℃)、PVDF(polyvinylidene difluoride，聚偏二氟乙烯)(洛氏R規格93至116、負荷下熱變形溫度100℃、最高使用溫度156℃)等種類，亦可為上述氟樹脂薄膜之任一者。尤其，由於PTFE容易取得，其最高使用溫度亦較高，因此常使用。對於聚四氟乙烯(PTFR)，就洛氏R規格之值較低者來說，亦存在洛氏R規格之值為18左右者，即便為R15左右之硬度之樹脂薄膜，亦可進行相同之積層成形。用於上述氟樹脂薄膜之氟樹脂未如氟橡膠般經交聯處理，不具備如氟橡膠等之伸縮性。
又，本發明中作為用於緩衝材327之除氟樹脂(FR)薄膜以外之熱硬化性樹脂薄膜之一例，包含酚樹脂(PF)、尿素樹脂(UF)、三聚氰胺樹脂(MF)、烯丙基樹脂(PDAP)、醇酸樹脂(ALK)、不飽和聚酯(UP)、環氧樹脂(EP)、鄰苯二甲酸二烯丙酯(DAP)、聚胺基甲酸酯樹脂、聚矽氧樹脂(SI)、聚醯亞胺(PI)等，但並不限定於此。由於熱硬化性樹脂薄膜具備耐熱性特別優異，即便在用於積層成形用之壓製裝置3之溫度為相對高溫之情況下亦不易劣化之性質，因此可較佳地被選用。
又，用於緩衝材327(緩衝材料)之樹脂薄膜亦可為工程塑膠。本發明中之工程塑膠之定義係指耐熱性為100℃以上、拉伸強度為49 MPa以上、彎曲彈性模數為2.4 GPa以上之樹脂。而且，本發明之工程塑膠包含通用工程塑膠(亦簡稱為通用工塑)、超級工程塑膠(亦簡稱為特殊工塑)。作為用於緩衝材之通用工程塑膠之例，包含聚醯胺(PA)、聚縮醛(POM)、聚碳酸酯(PC)、改質聚苯醚(PPE)、聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)、玻璃纖維強化聚對苯二甲酸乙二酯(GF-PET)、超高分子量聚乙烯(UHPE)等，但並不限定於此。通用工程塑膠可於在相對低溫使用積層成形壓製裝置時使用。
又，超級工程塑膠係耐熱性150℃以上之樹脂，作為用於緩衝材之通用工程塑膠之例，包含聚碸(PSF)、聚醚碸(PES)、聚苯硫醚(PPS)、液晶聚合物(LCP)、聚萘二甲酸乙二酯(聚醚腈)(PEN)、聚芳酯(PAR)、聚醚碸(PES)、聚芳酯(PAR)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚醯亞胺(PFI)、聚醯胺醯亞胺(PAI)、聚胺基雙馬來醯亞胺(PABM)、聚雙馬來醯亞胺三嗪(BT樹脂)、聚氧苯甲醯(POB)、芳香族聚醯胺(僅由芳香族骨架構成之聚醯胺，亦有時稱為Ar)、熱塑性聚醯亞胺(PI)等，但不限定於此。
作為包含上述超級工程塑膠之工程薄膜中特別適用於本發明之樹脂，有聚醯亞胺(熱塑性或熱硬化性之雙方)(負荷下熱變形溫度260℃以上、洛氏R規格110至130)、聚醚酮(負荷下熱變形溫度140℃、洛氏R規格126)、聚碸(負荷下熱變形溫度174℃、洛氏R規格110至120)、聚苯硫醚(負荷下熱變形溫度260℃、洛氏R規格100)、聚醚碸(負荷下熱變形溫度203℃、洛氏R規格100)、聚萘二甲酸乙二酯(聚醚腈薄膜)(負荷下熱變形溫度330℃、洛氏R規格114)、芳香族聚醯胺(負荷下熱變形溫度200℃至230℃)，該等作為市售品亦相對容易獲得。又，亦可使用該等樹脂之至少一種。又，上述中，較佳為使用以聚醯亞胺薄膜或聚醯亞胺為主成分之樹脂薄膜。聚醯亞胺薄膜可相對容易地獲得，耐熱性亦優異。
又，於緩衝材327(緩衝材料)係包含橡膠之彈性體之情形時，選擇耐熱性優異之聚矽氧橡膠或氟橡膠等。於選擇該等橡膠之情形時，較佳為蕭氏A硬度為30度以上者，但並不限定於此。或，於以蕭氏A硬度測量緩衝材327之情形時，較佳為周邊部327b之緩衝材料Cb相對於中央部327a之緩衝材料Ca的蕭氏A硬度之差為5度以上。
緩衝材327之厚度較佳為0.01 mm至2.00 mm，更佳為0.02 mm至1.00 mm。本實施形態中，緩衝材327之中央部327a與周邊部327b之厚度相同。但，不排除厚度不同之情形。作為一例，亦可使任一者之厚度之相差範圍在1.00 mm以下。例如與中間積層物A4之外周端部A8對應之部分的硬度高於中央部327a之硬度之情形時，亦可使與外周端部A8對應之部分之厚度變薄。又，中央部327a之硬度與和上述外周端部A8對應之部分之硬度相同，或與上述外周端部A8對應之部分之硬度較低之情形時，亦有時會使上述外周端部A8之厚度較中央部327a之厚度稍厚。即，本發明之緩衝材327中，只要加壓時緩衝材327中至少與作為積層物之中間積層物A4等之外周端部A8對向之部分的用以抑制板狀構件即金屬板328之變形的物理性質，大於與中間積層物A4之中央部A9對向之部分的用以抑制上述板狀構件即金屬板328之變形之物理性質即可。即，只要抑制加壓時與緩衝材327之周邊部327b抵接之金屬板328的變形即可。
又，如省略金屬板328之圖4之說明圖所示，緩衝材327之作為硬度較高之緩衝材料Cb的樹脂材料(或橡膠材料)與作為硬度較低之緩衝材料Ca之樹脂構件(或橡膠材料Ca)的邊界X，較理想為設置於相對於中間積層物A4之成形位置之外周端部A8而向內側方向Y為30 mm、相對於外周端部A8而向外側方向Z為10 mm之間。因此，上述邊界可形成於中間積層物A4之加壓面328a，亦可形成於不為加壓面328a之部分。上述邊界X會根據包含中間積層物A4之積層物之種類、大小而不同。
而且，於上述緩衝材327之中間積層物A4側之表面327c，重疊有構成加壓面328a之包含硬質材之板狀體即金屬板328。金屬板328之材質使用不鏽鋼，但亦可為鐵、鋁等其他金屬、陶瓷。金屬板328之平面形狀與加壓塊體323之平面形狀大致相同。金屬板328之厚度係0.05 mm至5.0 mm左右。金屬板328之表面成為加壓面328a，經鏡面加工。又，亦對作為金屬板328之表面之加壓面328a進行氮化處理等表面處理。加壓塊體323、緩衝材327、構成加壓面328a之金屬板328等構件之相互固定、安裝，係藉由未圖示之螺栓、夾持器、熱熔接、接著劑等適當方法而安裝。再者，圖3中，構成加壓構件321之加壓塊體323、緩衝材327，及構成加壓面328a之金屬板328等，其厚度方向之長度相對於水平方向之長度被描繪成較實際情況具大幅變形。
＜積層成形系統之構造之繼續說明＞
第1實施形態之壓製裝置3中，上盤312亦具備與下盤314相同邊長大小、相同面積且相同構造之加壓構件322。即，上盤312亦進而具備加壓塊體324、緩衝材327、金屬板328、與圖3相同構成之緩衝材327等。
但，本發明中只要為如下即可，即，於下盤314與上盤312之至少一盤，在構成加壓面328a之板狀構件與加壓塊體之間具備緩衝材327，且上述緩衝材327係周邊部327b之硬度高於中央部327a之硬度之狀態。例如，於僅在基板A1之單面積層樹脂薄膜A2之情形時，亦有時僅使與樹脂薄膜A2對向之側之盤的緩衝材327為周邊部327b之硬度高於中央部327a之硬度的狀態，便可達成目的。
於壓製裝置3之後步驟，設置有兼作積層成形品A5之移送裝置與張力裝置且構成搬送裝置10之載體薄膜捲取裝置5。載體薄膜捲取裝置5具備下側之捲取輥511及從動輥512，藉由上述捲取輥511而捲取下載體薄膜F1。又，載體薄膜捲取裝置5具備上側之捲取輥513及從動輥514，於上述從動輥514之部分自積層成形品A5剝離上載體薄膜F2，上載體薄膜F2被捲取於上述上側之捲取輥513。而且，於僅有下載體薄膜F1以水平狀態運送之部分設置積層成形品A5之取出台515。
上下載體薄膜F1、F2之運送量之控制亦可藉由如下方法而進行，即，藉由測量而檢測捲取輥511、513捲取之薄膜之直徑，並且藉由伺服馬達而控制捲取輥511、513之轉數(旋轉角度)。又，亦可於從動輥512設置旋轉編碼器等轉數檢測裝置。進而，亦可設置固持著載體薄膜F1、F2之兩側向後步驟拉伸之移載裝置作為載體薄膜F1、F2之移送裝置。
接下來，對積層成形系統1之控制裝置6進行說明。控制裝置6與真空積層裝置2、壓製裝置3、載體薄膜捲出裝置4、載體薄膜捲取裝置5連接。尤其在與壓製裝置3之關聯中，控制裝置6進行加熱手段之溫度控制、加壓力之控制。
＜積層方法之說明＞
接下來，使用第1實施形態之積層成形系統1，對作為基材層之基板A1與作為樹脂層之樹脂薄膜A2之積層方法進行說明。連續成形時之積層成形系統1中，與作為積層裝置之隔膜式真空積層裝置2相同，在作為積層裝置之壓製裝置3中，藉由序列控制而同時批次處理性地進行加壓成形。然而，此處按照1成形循環量之被積層材即基板A1與樹脂薄膜A2(積層薄膜)之成形順序來進行說明。
載置於搬送裝置10之載置台部413之基板A1係具有凹凸部A1a之增層用之電路基板，該凹凸部A1a包含接著於基板表面之作為銅箔部分之凸部A1b與作為無銅箔之部分之凹部A1c。銅箔之厚度(相對於基板部分之高度)為數μm至數十μm左右，大部分之情形時為0.1 mm以下，但並不限定於此。於上述基板A1之上下分別重疊樹脂薄膜A2而構成增層成形用之積層物A3。再者，圖1中記載有1個積層物A3，但亦可同時積層成形數個積層物A3。
第1實施形態中之樹脂薄膜A2係絕緣薄膜，自原保存狀態將積層於兩表面之PET薄膜剝離後使用。樹脂薄膜A2之樹脂材料係環氧等熱硬化性樹脂或以熱硬化性樹脂為主成分者。又，作為上述熱硬化性樹脂以外之材料，含有熱塑性樹脂、以粗糙度調整、阻燃性賦予、低膨脹性賦予、流動性賦予、成膜性賦予、低介電損耗化(絕緣性賦予)、含水率降低等目的而含有各種材料、添加劑。再者，被積層之薄膜除絕緣薄膜之外，亦可為感光性薄膜等。又，被積層之薄膜之成分可僅為熱塑性樹脂，亦可僅為熱硬化性樹脂，並未限定。
而且，載置於載置台部413之上述積層物A3隨著捲取輥511、513之旋轉驅動而被與上下載體薄膜F1、F2一起運送，運送至開放狀態之真空積層裝置2之腔室Ch內並定位。此時，如圖3所示，真空積層裝置2之隔膜211之周邊部211b之硬度較低的部分，需要以對向於由載體薄膜F1、F2夾持且包含基板A1與樹脂薄膜A2之積層物A3之外緣的方式停止。因此，需要藉由伺服馬達等而準確地進行利用上下載體薄膜F1、F2運送中間積層物A4之運送量之控制與向壓製裝置3之壓製位置之停止控制。又，亦可根據需要而安裝對積層物A3是否停止於壓製位置進行監視之相機等監視裝置。
接下來，真空積層裝置2係腔室Ch封閉且藉由未圖示之真空泵而使腔室Ch內為真空狀態。而且，當腔室Ch內成為真空狀態時，將加壓空氣送入至隔膜211之背面側而使隔膜211向腔室Ch內鼓起，從而將包含基板A1與樹脂薄膜A2之積層物A3於與上盤212側之熱板215之彈性片材216之間進行加壓。
此時，隔膜211因周邊部211b之硬度較低而主要於該部分伸長鼓起，雖然中央部211a先抵接於基板A1等，但周邊部211b亦不會太遲地抵接。對於藉由隔膜211施加至基板A1等之加壓力(面壓力)，作為一例而為0.01 MPa至2.5 MPa，尤佳為0.3 MPa至1.0 MPa。而且，以將積層薄膜A2埋入於基板A1之凹部A1c之形式進行基板A1與樹脂薄膜A2之接著，積層成形中間積層物A4作為1次成形品。
又，如上所述之隔膜211如圖2所示，周邊部211b之硬度小於中央部211a之硬度。因此，於對基板A1與樹脂薄膜A2加壓而進行積層時，相比於中央部211a，而對基板A1與樹脂薄膜A2之端部A6及端部附近之按壓力稍弱。又，隔膜211之周邊部211b之硬度較低而追隨性佳，因此抵接於基板A1與樹脂薄膜A2之端部A6之側面A7而自側面A7按壓之力相對變大。因此，本實施形態之真空積層裝置2中，可抑制加壓時樹脂層自側面A7向外部流動之問題。
然而，藉由真空積層裝置2積層成形之中間積層物A4的樹脂薄膜A2之表面，仍仿擬基板A1之凹凸部A1a之形狀而為殘留有凹凸之狀態。又此時，於所使用之樹脂薄膜A2係無機材料含有率較高之情形時，熔融或軟化之樹脂的流動性較低，因此更容易殘留凹凸。
於真空積層裝置2中，在中間積層物A4積層成形後將腔室Ch開放，上述中間積層物A4包含具備凹凸部A1a之基板A1與樹脂薄膜A2，且貼合有上述兩者。然後，利用作為搬送裝置10之載體薄膜捲出裝置4與載體薄膜捲取裝置5運送下一載體薄膜F1、F2，藉此將上述中間積層物A4搬送至壓製裝置3之上盤312與下盤314之間，並停止於既定之加壓位置。此時，亦藉由伺服馬達等而僅以與向真空積層裝置2搬入積層物A3時相同之節距，進行上下載體薄膜F1、F2之準確之運送控制。又，亦可於壓製裝置3側安裝對中間積層物A4是否停止於壓製位置進行監視之相機等監視裝置。
然後，當上述中間積層物A4停止於用以進行中間積層物A4之更平滑化之壓製裝置3的既定位置時，接下來壓製裝置3之加壓缸315作動而開始加壓步驟。加壓步驟中，下盤314及加壓構件321之加壓塊體323等上升，隔著緩衝材327安裝於加壓塊體323之金屬板328隔著下載體薄膜F1抵接於中間積層物A4後進一步上推，中間積層物A4之上表面隔著上載體薄膜F2抵接於上盤側之金屬板328，其後開始加壓控制。
本實施形態中，壓製裝置3之加壓控制係藉由壓力控制來控制，對中間積層物A4，作為一例而施加0.01 MPa至2.5 MPa，更佳為0.5 MPa至1.5 MPa之面壓力。但，壓力控制亦可於中途變更壓力。又，亦可為壓製裝置3之加壓步驟中之前半部分進行壓力控制，後半部分進行位置控制(或速度控制)。進而，不排除從最初到最後進行位置控制(或速度控制)。
利用壓製裝置3進行加壓步驟時，於先前之緩衝材327之整面為相同硬度之情形時，如圖7所示存在如下問題，即，對包含基材層與樹脂層之中間積層物A4加壓時應力集中於中間積層物A4之外周端部A8，而使得端部附近之樹脂自中間積層物A4之側面A10向外部流動。然而，本發明中，亦如圖3所示，於加壓塊體323與金屬板328之間具備緩衝材327，緩衝材327之周邊部327b之硬度高於中央部327a之硬度。(中央部327a之硬度小於周邊部327b之硬度)。因此，對中間積層物A4加壓時，於緩衝材327之緩衝作用較小之周邊部327b隔著金屬板328對中間積層物A4之包含外周端部A8之部分進行按壓，而於緩衝材327之緩衝作用較大之中央部327a隔著金屬板328對中間積層物A4之中央部A9進行按壓。
其結果，圖7之金屬板328之周邊部無撓曲，應力不會經由緩衝材327與金屬板328而集中於中間積層物A4之外周端部A8。其結果，金屬板328保持大致平坦狀態，因此可抑制中間積層物A4之外周端部A8附近之樹脂自中間積層物A4之側面A10流動。
然後，當既定壓製步驟之時間結束後，將壓製裝置3開模，藉由上載體薄膜與下載體薄膜之運送而將積層成形品A5運送至取出台。然後，於取出台進行積層成形品A5之取出。
＜另一實施形態之說明＞
接下來，對另一實施形態之積層成形系統1之積層裝置進行說明。本發明之積層成形裝置亦可單獨設置有具備圖1所示之隔膜211之真空積層裝置2。進而，亦可於第1實施形態之積層成形系統1之壓製裝置3之後步驟配置1台至數台本發明之壓製裝置。或，對於設置於後步驟之壓製裝置，配置於加壓塊體與作為加壓面之金屬板狀構件之間之緩衝材亦可包含均勻材料。
或，積層成形系統1亦可不配置圖1所示之具備隔膜211之真空積層裝置2，壓製裝置3成為最初之第1加壓步驟之加壓裝置。該情形時，壓製裝置3具備真空腔室而構成真空積層裝置。由該壓製裝置3構成之真空積層裝置即便其為單獨之積層裝置，亦可構成積層成形系統之生產線。又，積層成形系統1亦可於本發明之壓製裝置3(不管有無真空腔室)之後步驟，設置1台或數台與壓製裝置3相同之壓製裝置、於加壓塊體之表面隔著緩衝材而具備構成加壓面之金屬薄板片之壓製裝置。
＜彈性片材之組合、形狀之變化例之說明＞
接下來，根據圖5A至圖5F對使本發明之緩衝材327之周邊部327b與中央部327a之硬度不同的變化例進行說明。亦可如圖5A所示，緩衝材327(緩衝片材)包含2種緩衝材料Ca與Cb，且係於周邊部327b與中央部327a不重疊地構成。又，亦可如圖5B，緩衝材327包含2種緩衝材料Ca與Cb，於整面設置之硬度相對較高之緩衝材料Cb中央之凹部Cb1配置硬度較低之緩衝材料Ca。或，亦可如圖5C，緩衝材327包含2種緩衝材料Ca與Cb，硬度較低之緩衝材料Ca夾在兩表面側之硬度較高之緩衝材料Cb之間的中央部分。該情形時，於兩表面側之硬度較低之緩衝材料Cb之間的周邊部分，配置與上述兩表面側之緩衝材料Cb相同種類之硬度較高的緩衝材料Cb。進而，亦可如圖5D，相對於覆蓋單面側整面之硬度較高之緩衝材料Cb，而將硬度較上述緩衝材料Cb低之緩衝材料Ca配置於中央部327a，於周邊部327b配置與覆蓋上述整面之緩衝材料Cb相同之緩衝材料Cb。
進而，緩衝材327亦可包含3種以上之緩衝材料。作為一例，亦可如圖5E，兩表面側之緩衝材料Cb與Cc之硬度不同，夾在其等之間之緩衝材中，周邊部327b係與任一表面相同之緩衝材料Cb或Cc，中央部327a係與兩表面之緩衝材料Cb或Cc不同，其硬度較周邊部之緩衝材料Cb或Cc相對較低。又，亦可如圖5F，使兩表面側之緩衝材料為相同緩衝材料Cc，使夾在其等之間之緩衝材料的周邊部327b之緩衝材料Cb與中央部327a之緩衝材料Ca分別與兩表面之緩衝材料Cc不同，且周邊部327b之緩衝材料Cb的硬度較中央部327a之緩衝材料Ca相對較高。
該等圖5A至圖5F之緩衝材327亦可於圖中緩衝材327之上側抵接於金屬板328(圖中緩衝材327之下側抵接於加壓塊體323)，亦可於圖中緩衝材327之上側抵接於加壓塊體323(緩衝材327之下側抵接於金屬板328)。亦存在如下情形，即，使與金屬板328抵接之側之緩衝材327之硬度為整面均勻，使與加壓塊體323抵接等之相反側之背面側、中間之緩衝材327之硬度於中央部327a較之於周邊部327b而相對降低硬度，藉此不會於中間積層物A4等積層物之表面出現伴隨有明顯之硬度差之形狀變化。又，緩衝材327之緩衝材料Ca、Cb、Cc等，較理想為利用耐熱性之接著劑接著。或，緩衝材327之緩衝材料Ca、Cb、Cc等亦可利用熱融合、螺栓來卡合。
又，緩衝材327之周邊部327b與中央部327a於俯視下之配置關係，可根據積層物之形狀、數量而如圖6所示般變更。即，緩衝材327中硬度較低之中央部327a之形狀並不限定於矩形(包含正方形與長方形)，亦可為圓形、橢圓形、菱形、四角經去角之形狀等。又，亦可根據積層物之個數而將緩衝材327之硬度相對較低之部分設有數個。因此，本發明中之「緩衝材中至少與上述積層物之外周部對向之部分的緩衝作用小於與上述積層物之中央部對向之部分的緩衝作用」係指根據積層物之數量，於緩衝材327具備2個以上之硬度較其他部分低之部分(緩衝作用較大之部分)。再者，圖6中，以影線表示硬度較低之中央部327a，以實線記載邊界X，但亦包含如下者，即，整個表面側(金屬板側)係1片均勻之緩衝材327，中心側、背面側之中央部327a之硬度較周邊部327b相對較低。
上述緩衝材327之說明中，主要利用周邊部327b與中央部327a之硬度差等物理影響之差來抑制樹脂自積層物流動。然而，亦可利用緩衝材327之熱影響之差來抑制樹脂自積層物流動。具體而言，使緩衝材327中至少與中間積層物A4等積層物之外周端部A8對向之部分的熱傳導特性之一種即熱傳導率，小於與上述積層物之中央部A9對向之部分的熱傳導特性之一種即熱傳導率。藉此，緩衝材327之表面327c側之金屬板328的中央部327a係溫度較高之狀態，而周邊部327b係溫度較低之狀態。其結果，與周邊部之金屬板328抵接之中間積層物A4之外周端部A8附近的樹脂流動得到抑制。再者，緩衝材327亦可於周邊部327b與中央部327a使用相同熱傳導率之緩衝材料，藉由氣孔率之差、其他混合之物質之差而使熱傳導特性產生差異。
本發明雖未一一列舉，但並不限定於上述第1實施形態，業者基於本發明之主旨加以變更而得者、將說明書之各記載組合而得者當然亦適用於本發明。利用積層成形系統1積層成形之積層成形品A5除增層基板之外，亦可為其他電路基板、半導體晶圓等，並未進行限定。又，基材層並不限定於基板。
該申請案主張基於2021年12月24日申請之日本專利特願2021-211343之優先權，並將其所揭示之全部內容引入於此。
1:積層成形系統
2:真空積層裝置
3:壓製裝置
4:載體薄膜捲出裝置
5:載體薄膜捲取裝置
6:控制裝置
10:搬送裝置
211:隔膜
211a、216a、327a、A3a、A9:中央部
211b、216b、327b:周邊部
212、312:上盤
213、314:下盤
214:升降機構
215、217:熱板
216:彈性片材
218、328:金屬板
311:基座盤
313:繫桿
315:加壓缸
316:撞錘
321、322:加壓構件
323、324:加壓塊體
325:隔熱材
326:筒式加熱器
327:緩衝材
327c:表面
328a:加壓面
340:位置感測器
411、414:捲出輥
412、415、512、514:從動輥
413:載置台部
511、513:捲取輥
515:取出台
A1:基材層
A1a:凹凸部
A1b:凸部
A1c:凹部
A2:樹脂層
A3:積層物
A3b:外周部
A4:中間積層物
A5:積層成形品
A6:端部
A7、A10:側面
A8:外周端部
Ca、Cb、Cc:緩衝材料
Ch:腔室
Ea、Eb:橡膠材料
F1:下載體薄膜
F2:上載體薄膜
X:邊界
Y:內側方向
Z:外側方向
圖1係第1實施形態之積層裝置之概略說明圖。
圖2係第1實施形態之積層裝置的真空積層裝置加壓時之主要部分之放大剖視圖。
圖3係第1實施形態之積層裝置的壓製裝置加壓時之主要部分之放大剖視圖。
圖4係表示第1實施形態之積層裝置的壓製裝置之緩衝材與積層物之關係的說明圖。
圖5A係例示用於積層裝置之緩衝材之側視圖。
圖5B係例示用於積層裝置之緩衝材之側視圖。
圖5C係例示用於積層裝置之緩衝材之側視圖。
圖5D係例示用於積層裝置之緩衝材之側視圖。
圖5E係例示用於積層裝置之緩衝材之側視圖。
圖5F係例示用於積層裝置之緩衝材之側視圖。
圖6係例示數個用於積層裝置之緩衝材之俯視圖。
圖7係表示利用先前技術之積層裝置進行積層成形之問題點之說明圖。
321、322:加壓構件
323、324:加壓塊體
325:隔熱材
326:筒式加熱器
327:緩衝材
327a:中央部
327b:周邊部
327c:表面
328:金屬板
328a:加壓面
A1:基材層
A4:中間積層物
A8:外周端部
A9:中央部
A10:側面
Ca、Cb:緩衝材料
X:邊界
Claims (6)
- 一種積層裝置，其係於壓製裝置之對向之盤之間將包含基材層與樹脂層之積層物以既定溫度加壓者， 於至少一盤，在構成加壓面之板狀構件與加壓塊體之間具備緩衝材，且上述緩衝材之周邊部之硬度高於中央部之硬度。
- 一種積層裝置，其係於壓製裝置之對向之盤之間將包含基材層與樹脂層之積層物以既定溫度加壓者， 於至少一盤，在構成加壓面之板狀構件與加壓塊體之間具備緩衝材，加壓時上述緩衝材中至少與上述積層物之外周端部對向之部分的用以抑制上述板狀構件之變形之物理性質，大於與上述積層物之中央部對向之部分的用以抑制上述板狀構件之變形之物理性質。
- 一種積層裝置，其係於壓製裝置之對向之盤之間將包含基材層與樹脂層之積層物以既定溫度加壓者， 於至少一盤，在構成加壓面之板狀構件與加壓塊體之間具備緩衝材，上述緩衝材中至少與上述積層物之外周端部對向之部分的緩衝作用，小於與上述積層物之中央部對向之部分的緩衝作用。
- 一種積層裝置，其係於壓製裝置之對向之盤之間將包含基材層與樹脂層之積層物以既定溫度加壓者， 於至少一盤，在構成加壓面之板狀構件與加壓塊體之間具備緩衝材，上述緩衝材中至少與上述積層物之外周端部對向之部分的熱傳導特性，小於與上述積層物之中央部對向之部分之熱傳導特性。
- 一種積層方法，其係於壓製裝置之對向之盤之間將包含基材層與樹脂層之積層物以既定溫度加壓者， 於至少一盤，在構成加壓面之板狀構件與加壓塊體之間具備緩衝材， 於上述緩衝材之緩衝作用較小之部分隔著上述板狀構件對上述積層物之包含外周端部之部分進行按壓，於上述緩衝材之緩衝作用較大之部分隔著上述板狀構件對上述積層物之中央部分進行按壓。
- 如請求項5之積層方法，其中，上述積層物係增層基板。
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