TW202417217A - 工程塑料膜 - Google Patents

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Abstract

本發明之課題在於提供能夠對精度高的層疊成形品進行層疊成形、或在使用無機材料的含有率多的層疊膜的層疊成形品的層疊成形中也能夠良好地層疊成形的層疊成形衝壓裝置和層疊成形系統以及層疊成形方法。解決手段為一種在上盤(312)與下盤(314)之間對具備凹凸部(A1a)的被層疊材(A1)和層疊膜(A2)進行加壓成形的層疊成形衝壓裝置(3)，其中，在安裝於前述上盤(312)或下盤(314)中的至少一個盤(312)、(314)的加壓塊(317)、(318)上，隔著工程 塑料或熱固性樹脂的樹脂膜(321)具備構成加壓面(322a)、(325a)的金屬薄板(322)、(32)，前述樹脂膜(321)的樹脂使用聚醯亞胺等。

Description

工程塑料膜
本發明關於一種在上盤與下盤之間對具備凹凸部的被層疊材和層疊膜進行加壓成形的層疊成形衝壓裝置、層疊成形系統以及層疊成形方法。
作為在上盤與下盤之間對具備凹凸部的被層疊材和層疊膜進行加壓成形的層疊成形衝壓裝置，已知有專利文獻1至專利文獻4中記載的裝置。專利文獻1在真空層疊裝置的後續步驟中具備作為層疊成形衝壓裝置的平坦化衝壓機。而且平坦化衝壓中，作為加壓塊的研磨板的表面黏貼有例如具有厚度1.5mm左右的由橡膠等構成的緩衝材，緩衝材的表面黏貼有厚度2mm左右的由不鏽鋼等構成的可彈性變形的鏡面板。而且記載了成形時構成成形面的鏡面板以下述方式進行作用：根據最初製品表面的凹凸發生彈性變形，然後由於緩衝材的彈性變形和鏡面板的彈性變形，慢慢恢復為原本的平面。
此外，專利文獻2與專利文獻1同樣地對在真空層疊裝置的後續步驟中作為層疊成形衝壓裝置的平面衝壓裝置進行了記載，並且在平面衝壓中的衝壓塊的表面依次配置有緩衝材和撓性金屬板這一方面也是共通的。此外，專利文獻2中，關於緩衝材的材質，記載了氟系橡膠是特別佳的，但記載了也可以使用紙、塑料。
進一步，專利文獻3記載了，在進行一次成形的真空層疊裝置和進行二次成形的平面衝壓裝置雙方中，分別在熱盤的膜狀樹脂材側的各個面隔著緩衝材設置金屬板狀體，膜狀樹脂材的表面與該板狀體抵接，將對其進行加壓的彈性衝壓板黏接固定。而且，說明書第(0031)段記載了較佳為設置具有橡膠彈性等的緩衝材。
進一步，專利文獻4中還記載了由第一真空衝壓裝置和第二真空衝壓裝置構成的真空衝壓設備，記載了第一真空衝壓裝置的加壓面具有充分的彈性，第二衝壓裝置的加壓面也可以由金屬構件形成，作為彈性構件，也可以使用硬質橡膠等進行成形。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2002-120100號公報(請求項1)、(0029)、(0035)、(圖1)、 (圖5)。 [專利文獻2]日本特開2004-122553號公報(請求項1)、(0041)至(0044)、(圖1)。 [專利文獻3]日本特開2008-12918號公報(摘要)、(請求項1)、(0030)、(0031)、 (圖1)、(圖8)。 [專利文獻4]日本特開2005-334902號公報(請求項1)、(0018)、(0019)、(圖1)。
[發明所欲解決之課題]
而在近年來，關於層疊成形中使用的層疊膜，從藉由膜表面的低粗糙度化提高與被層疊物的密合性、藉由熱膨脹率的降低防止與被層疊材的剝離、提高絕緣性(減少介電損耗)降低含水率等目的出發，增加了SiO 2等無機材料的含有率的類型在不斷增多。但其結果是存在下述問題：楊氏模量大的層疊膜增加，對層疊膜進行加熱、加壓時，熔融材料的流動性也比以往類型的層疊膜低。
此外，還存在如下等問題：如果針對該問題而使用以往的衝壓裝置單單增大加壓時的加壓力，則如圖5所示，因為緩衝材的彈性作用大，所以應力在加壓面的與被層疊的端部對應的部分集中，前述端部附近的層疊膜的樹脂材料流到外部而成形不良。
這裡，本發明的目的在於，提供能夠對精度高的層疊成形品進行層疊成形、或能夠將使用無機材料含有率多的層疊膜的層疊成形品良好地層疊成形的層疊成形衝壓裝置和層疊成形系統以及層疊成形方法。 [用以解決課題之手段]
關於本發明的一個方式的層疊成形衝壓裝置的特徵在於，為在上盤與下盤之間對具備凹凸部的被層疊材和層疊膜進行加壓成形的層疊成形衝壓裝置，在安裝於前述上盤或下盤中的至少一個盤的加壓塊上，隔著工程塑料或熱固性樹脂的樹脂膜具備構成加壓面的金屬薄板，前述樹脂膜的樹脂為聚醯亞胺、聚苯硫醚、聚醚碸、聚萘二甲酸乙二醇酯、氟樹脂、芳綸中的至少一種。因此，能夠對精度高的層疊成形品進行層疊成形、或在使用無機材料含有率多的層疊膜的層疊成形品的層疊成形中也能夠良好地層疊成形。 [發明功效]
本發明為在上盤與下盤之間對具備凹凸部的被層疊材和層疊膜進行加壓成形的層疊成形衝壓裝置，在安裝於前述上盤或下盤中的至少一個盤的加壓塊上，隔著工程塑料或熱固性樹脂的樹脂膜具備構成加壓面的金屬薄板，前述樹脂膜的樹脂為聚醯亞胺、聚苯硫醚、聚醚碸、聚萘二甲酸乙二醇酯、氟樹脂、芳綸中的至少一種，因而能夠對精度高的層疊成形品進行層疊成形、或在使用無機材料含有率多的層疊膜的層疊成形品的成形中也能夠良好地層疊成形。
關於本發明第1實施方式的層疊成形系統1，參照顯示真空層疊裝置2和層疊成形衝壓裝置3的截面的圖1進行說明。層疊成形系統1是層疊成形衝壓裝置3設於真空層疊裝置2的後續步驟中，由載體膜F1、F2從前述真空層疊裝置2輸送的具有凹凸部的被層疊材A1和層疊膜A2利用前述層疊成形衝壓裝置3被加壓成形。
兼為被層疊材A1與層疊膜A2的移送裝置和拉緊裝置的載體膜送出裝置4具備下側的放卷輥411和從動輥412。從前述放卷輥411放出的下載體膜F1在從動輥412的部分變向為水平狀態。在下載體膜F1呈水平狀態的部分，設有載置從前面步驟堆疊地送來的作為被成形材的被層疊材A1和層疊膜A2的載置平臺部413。此外，載體膜送出裝置4具備上側的放卷輥414和從動輥415，從前述放卷輥414放出的上載體膜F2在從動輥415的部分重疊在由被層疊材A1和層疊膜A2構成的層疊成形物A3之上。被層疊材A1和層疊膜A2夾在該載體膜F1、F2之間移送，在真空層疊裝置2、層疊成形衝壓裝置3中，隔著載體膜F1、F2進行層疊成形，從而具有下述優點：防止層疊膜A2熔融而附著在裝置部分，或者特別是在層疊成形衝壓裝置3中在對中間層疊材A4進行加壓時，產生一定的緩衝作用。
配置在載體膜送出裝置4的後續步驟中的真空層疊裝置2在真空狀態(減壓狀態)的腔室C內利用隔板211等加壓體對由被層疊材A1和層疊膜A2構成的層疊成形物A3進行加壓，使作為一次成形品的中間層疊材A4層疊成形。真空層疊裝置2以下盤213可利用升降機構214相對於固定設置的上盤212升降的方式設置，下盤213上升而與上盤212抵接時，內部可形成腔室C。腔室C與圖中未顯示的真空泵連接，從而可減壓。此外，上盤212中央的下表面安裝有熱板215，熱板215表面安裝有圖中未顯示的耐熱性橡膠膜等彈性體216。另一方面，下盤213中央的上表面也安裝有熱板217。此外，在下盤213中前述熱板217周圍的部分，作為加壓體的由耐熱性橡膠膜構成的隔板211以覆蓋熱板217上表面的方式安裝。而且，利用圖中未顯示的壓縮機，加壓空氣被送至隔板211背面側，從而隔板211在腔室C內膨出，在與熱板217之間對被層疊材A1和層疊膜A2進行加壓。需說明的是，真空層疊裝置2的隔板211也可以安裝於上盤。此外，真空層疊裝置的加壓體也可以是在表面安裝有彈性體的輥體彼此之間、在前述輥體與加壓板之間對被層疊材A1和層疊膜A2進行加壓的構件等。
在前述真空層疊裝置2的後續步驟中配設在串聯方向上的層疊成形衝壓裝置3是下述裝置：對利用真空層疊裝置2加壓成形的由具有凹凸部的被層疊材A1和層疊膜A2構成的在層疊膜A2一側殘留有凹凸的狀態的中間層疊材A4進一步加壓，加壓成形為更平坦的層疊成形品A5。層疊成形衝壓裝置3具備設於下方的大致矩形的基盤311、以及分別豎立設置在位於前述基盤311上方的大致矩形的作為固定盤的上盤312的四個角附近之間的系桿(tie bar)313。而且，層疊成形衝壓裝置3中，大致矩形的作為可動盤的下盤314可在基盤311與上盤312之間升降移動。此外，基盤311上設有作為加壓裝置的、利用液壓來工作的加壓汽缸315，加壓汽缸315的動力缸(ram)316固定於下盤314背面。需說明的是，第1實施方式的層疊成形衝壓裝置3的加壓裝置也可以是電動馬達與肘節裝置的組合等其他方式。進一步，層疊成形衝壓裝置3也可以是上盤相對於下盤下降的裝置等。更進一步，第1實施方式的層疊成形衝壓裝置3不具備可形成真空狀態的腔室，但也可以具備設為真空狀態的腔室、並在真空腔室內進行加壓。
層疊成形衝壓裝置3的上盤312與下盤314各自的相對面上分別安裝有加壓塊317、318。接下來，使用圖2詳細地對下盤314側的加壓塊318等進行說明。需說明的是，圖2中，相對於長度而言，作為樹脂膜的聚醯亞胺膜321、作為金屬薄板的不鏽鋼製薄板322的厚度被變形地繪製成比實際的厚度更厚。層疊成形衝壓裝置3的下盤314與加壓塊318之間配置有絕熱材319，加壓塊318的內部平行配置有多根作為加熱裝置的筒式加熱器320。需說明的是，同時為熱板的加壓塊318等可以如專利文獻1那樣具備研磨板、板狀加熱器，不限定為圖2的構成。
而且，在加壓塊318的平滑表面318a上，重疊有作為緩衝材的聚醯亞胺膜321等工程塑料或熱固性樹脂的樹脂膜。而且，前述聚醯亞胺膜321的表面重疊有不鏽鋼製薄板322等金屬薄板。第1實施方式中，加壓塊318的表面318a、聚醯亞胺膜321、不鏽鋼製薄板322平面觀察到的形狀是同樣的。而且，前述不鏽鋼製薄板322的表面構成加壓面322a。前述聚醯亞胺膜321和不鏽鋼製薄板322中，在除了加壓面以外的周圍的多個位置(4個位置、6個位置、8個位置等)，設有圖中未顯示的螺栓用的孔，螺栓借助前述孔與加壓塊318的螺栓孔相通，聚醯亞胺膜321和不鏽鋼製薄板322相對於加壓塊318被固定。需說明的是，為了使不鏽鋼製薄板322等有可能熱膨脹，也可以在螺栓插通的部分設置調整部。此外，關於前述聚醯亞胺膜321和不鏽鋼製薄板322向加壓塊318黏貼的方法，也可以使用螺栓以外的固定器、利用黏接材的黏接進行黏接。利用前述結構，在層疊成形衝壓裝置3的加壓塊318上，隔著作為緩衝材的聚醯亞胺膜321具備構成加壓面322a的金屬薄板322。
接下來，對本發明中層疊成形衝壓裝置3的作為緩衝材使用的樹脂膜進行說明。本發明使用的樹脂膜是工程塑料膜或熱固性樹脂膜，較佳為工業用功能膜。第1實施方式中使用的是聚醯亞胺膜324、321。第1實施方式的聚醯亞胺膜324、321可以是熱固性樹脂的膜，沒有熔點溫度，熱分解溫度為500℃ 以上。此外，聚醯亞胺膜也可以是熱塑性樹脂的膜，還可以是將熱固性和熱塑性兩者的樹脂混合或黏貼而成。前述熱固性樹脂的聚醯亞胺膜的硬度(洛氏R標尺)(ISO 2039-2)根據等級的不同而不同，作為一例，為硬度129。
本發明中的工程塑料的定義是指耐熱性100℃以上、拉伸強度49MPa以上、彎曲模量2.4GPa以上的樹脂。而且，設為本發明的工程塑料包括通用的工程塑料(也簡稱通用工程塑料)和超級工程塑料(也簡稱特殊工程塑料)。作為通用工程塑料的例子，包括但不限於聚醯胺(PA)、聚縮醛(POM)、聚碳酸脂(PC)、改質聚苯醚(PPE)、聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、玻璃纖維增強聚對苯二甲酸乙二醇酯(GF-PET)、超高分子量聚乙烯(UHPE)等。通用工程塑料可在層疊成形衝壓裝置在較低溫度下使用時被使用。
超級工程塑料是耐熱性150℃以上的樹脂，作為例子，包括但不限於聚碸(PSF)、聚醚碸(PES)、聚苯硫醚(PPS)、液晶聚合物(LCP)、聚萘二甲酸乙二醇酯(聚醚腈)(PEN)、聚芳酯(PAR)、聚醚醚酮(PEEK)、氟樹脂(FR)、聚醚醯亞胺(PFI)、聚醯胺醯亞胺(PAI)、聚氨基雙馬來醯亞胺(PABM)、雙馬來醯亞胺三嗪(BT-樹脂)、聚氧苯甲醯(POB)、芳綸(僅由芳香族骨架構成的聚醯胺，有時也被稱為Ar)、熱塑性聚醯亞胺(PI)等。
此外，作為本發明使用的熱固性樹脂膜的一例，包括但不限於酚醛樹脂(PF)、脲樹脂(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)、聚氨酯樹脂、有機矽樹脂(SI)、聚醯亞胺(PI)等。超級工程塑料、熱固性樹脂膜的耐熱性特別優異，具有即使在層疊成形衝壓裝置3使用的溫度為較高溫度時也難以劣化的性質，因此較佳為選擇。
上述樹脂製的工業用功能膜中，作為特別適合用於本發明的樹脂，有聚醯亞胺(熱塑性或熱固性雙方)(負載撓曲溫度260℃以上，洛氏R標尺110 至130)、聚碸(負載撓曲溫度，洛氏R標尺110至120)、聚苯硫醚(負載撓曲溫度260 ℃，洛氏R標尺100)、聚醚碸(負載撓曲溫度203℃，洛氏R標尺100)、聚萘二甲酸乙二醇酯(聚醚腈膜)(負載撓曲溫度330℃，洛氏R標尺114)、氟樹脂(PTFE時的負載撓曲溫度290℃，洛氏R標尺20至50)、芳綸(負載撓曲溫度200℃至230℃)，它們作為市售品也是比較容易獲得的。此外，也可以使用這些樹脂中的至少一種。因此，特別佳為本發明使用的樹脂膜的樹脂具有洛氏R標尺為15以上、140以下的硬度。
因此，本發明使用的樹脂膜特別佳為是負載撓曲溫度(ISO 75-2) 為200℃以上的膜。使用的樹脂膜的負載撓曲溫度(ISO 75-2)的上限更高是較佳的，因而不限定為上述膜，但一般存在的樹脂中，400℃是上限。此外，關於熱固性樹脂膜，有存在負載撓曲溫度(熱變形溫度)的膜和負載撓曲溫度不存在或不確定的膜，負載撓曲溫度是用來選擇樹脂膜的一個指標，但並不是說不存在負載撓曲溫度的膜就不是本發明的對象。
此外，本發明使用的樹脂膜不限定為這種情況，也特別佳為使用硬度(洛氏R硬度)(ISO 2039-2)為15至140的膜。需說明的是，洛氏R標尺只是測定方法而已，因此無需多言，目錄中記載了洛氏M標尺等其他測定方法的測定值的樹脂也是本發明的對象。如果樹脂膜的硬度過低，則像以橡膠為緩衝材時那樣，應力在加壓面的一部分(特別是層疊成形物的端部)集中；如果硬度過高，應力也會在加壓面的一部分(特別是層疊成形物的被層疊材的凸部的前表面)集中。如果樹脂膜的硬度在適當範圍內，則容易在加壓面的各部分進行大致均等的加壓。
需說明的是，如果本發明的樹脂膜的主成分是前述那樣的樹脂材料，則本發明的樹脂膜也可以含有樹脂材料以外的物質。作為一例，除了樹脂以外，也可以含有包括纖維、其他添加劑的物質。此外，如果是輕微的發泡比率，也可以是發泡樹脂。即，專利文獻2中，作為由橡膠構成的緩衝材的硬度，給出了肖氏A70度的例子，但只要不具有像使用肖氏A70度及以下的硬度的緩衝材時那樣的緩衝作用即可。此外，專利文獻2雖然也記載了緩衝材使用塑料，但也同時列舉了紙、橡膠，是以使用上述橡膠那樣的具有緩衝作用的緩衝材為前提的材料列舉，且完全沒有記載使用何種塑料。
此外，第1實施方式中，緩衝材僅用了1片聚醯亞胺膜321，也可以是將兩片以上的相同的樹脂膜、或兩片以上的種類或厚度不同的樹脂膜簡單重疊或貼合而成的膜。此外，雖然本發明的樹脂膜具有撓性，但也可以是如果施加規定以上的力使其彎曲就會折斷的膜。此外，也可以像專利文獻1那樣在加壓塊表面配置橡膠加熱器，或在加壓塊表面形成包含橡膠等的極薄的塗層，在其上載置聚醯亞胺等樹脂膜，進一步在其上表面設置不鏽鋼製薄板322等金屬薄板。
此外，作為這些緩衝材的樹脂膜的厚度為0.02mm至2.00mm，進一步較佳為0.05mm至1.00mm。雖然存在通常將厚度1.00mm以下的物品分類稱呼為膜、將1.00mm以上的物品分類稱呼為片的情況，但本發明中，1.00mm至2.00mm範圍的物品全部包含在膜的概念中。而且，將多層樹脂膜重合來用作緩衝材的情況下，合計厚度也較佳為設為前述厚度。樹脂膜的厚度比0.02mm薄的情況下，幾乎無法獲得由不鏽鋼製薄板322、325帶來的彈性變形效果，因而存在僅在被層疊材A1的凸部A1b的前表面部分施加過量的力的問題。此外，樹脂膜的厚度比2.00mm厚的情況下，發生與如在圖5中變形地顯示的那樣使用橡膠作為緩衝材時同樣的不良狀況。此外，前述樹脂膜在0.02mm至0.05mm範圍內時，在被層疊材A1的凸部A1b的高度高時，也會造成問題。進一步，在1.00mm至2.00mm的範圍內，緩衝作用可能會過大。需說明的是，這些樹脂膜的厚度是加壓塊318上安裝有樹脂膜時的厚度。有時，安裝於加壓塊318後的樹脂膜由於經過數次衝壓成形，厚度尺寸會稍有減少，因而不限定為在衝壓成形後將樹脂膜取下時維持同一厚度的情況。但是，即使樹脂膜的厚度稍有變化，只要不是顯著變化，就幾乎不會阻礙加壓成形。
在前述聚醯亞胺膜321的表面重疊的不鏽鋼製薄板322中，作為加壓面322a的表面是平滑的鏡面板。不鏽鋼製薄板322的厚度為0.05mm至5.0mm，更佳為0.5mm至3.0mm。需說明的是，金屬薄板的材質不限於不鏽鋼(楊氏模量(E/GPa)200)，也可以是鐵(楊氏模量(E/GPa)205)、鋁(楊氏模量(E/GPa)70)、鎳(楊氏模量(E/GPa)204)、銅(楊氏模量(E/GPa)110)、它們的合金、具有同等楊氏模量的金屬。此外，根據成形物的不同，作為加壓面的表面可以具有規定的表面粗糙度。本發明中，藉由聚醯亞胺膜等塑料膜與前述金屬薄板的組合，能夠防止如使用以往的由橡膠構成的緩衝材時那樣在加壓時金屬板的大幅彈性變形，結果是，能夠防止層疊膜從被層疊材端部向外側流動。此外，根據層疊成形的層疊成形品A的種類的不同，藉由使用使不鏽鋼製等的金屬薄板的厚度為0.1mm至0.8mm的薄的構件，可以期待更進一步的彈性作用。
第1實施方式的層疊成形衝壓裝置3中，上盤312也與下盤314同樣地具備加壓塊317、聚醯亞胺膜324、不鏽鋼製薄板325。但也可以是上盤312側的加壓塊317與下盤314側的加壓塊318中的至少一方具備上述結構、或者使上盤312和下盤314中作為緩衝材的膜的材質、厚度不同、或者使金屬薄板的材質、厚度不同。具體地，僅被層疊材A1的一面具備凹凸部A1a、僅在有前述凹凸部A1a的一側貼合層疊膜A2的情況下，可以僅在與被層疊材A1的有凹凸部A1a的一側對應一側的盤中，設置具備聚醯亞胺膜和不鏽鋼製薄板的加壓塊。但被層疊材A1的兩面具備凹凸部、兩面側黏貼有層疊膜A2的情況下，較佳為像圖1那樣，層疊成形衝壓裝置3的上盤312和下盤314的加壓塊317、318上具備聚醯亞胺膜324、321、不鏽鋼製薄板322、325。
在層疊成形衝壓裝置3的後續步驟中，設有兼為層疊成形品A5的移送裝置和拉緊裝置的載體膜捲繞裝置5。載體膜捲繞裝置5具備下側的捲繞輥511和從動輥512，利用前述捲繞輥511捲繞下載體膜F1。此外，載體膜捲繞裝置5具備上側的捲繞輥513和從動輥514，在前述從動輥514的部分，上載體膜F2從層疊成形品A5剝離，上載體膜F2捲繞在前述上側的捲繞輥513上。而且，僅下載體膜F1以水平狀態輸送的部分設有層疊成形品A5的取出平臺515。需說明的是，作為載體膜F1、F2的移送裝置，也可以設置把持載體膜F1、F2兩側並向後續步驟拉伸的移載裝置。此外，層疊成形系統1的層疊成形物A3、中間層疊材A4等的移送裝置不限定為前述裝置，也可以是使用多軸機器人等的裝置。需說明的是，第1層疊成形系統1中，在層疊成形衝壓裝置3的後續步驟中進一步設置冷卻衝壓裝置等其他裝置的情況下，載體膜捲繞裝置5設置在前述其他裝置的後續步驟中。
接下來，對使用包括第1實施方式的層疊成形衝壓裝置3的層疊成形系統1的、被層疊材A1和層疊膜A2的層疊成形方法進行說明。連續成形時的層疊成形系統1中，在隔板式的真空層疊裝置2和作為平坦化衝壓裝置的層疊成形衝壓裝置3中，藉由順序控制，同時以批量處理方式進行加壓成形。但在這裡，順著作為1個批量份的被層疊材A1和層疊膜A2的成形順序進行說明。以從載體膜送出裝置4放卷、在載體膜捲繞裝置5上捲繞的方式設置的上下載體膜F1、F2在為聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)製時厚度多為0.02mm至0.20mm，但不限定為這種情況。
載置在載體膜送出裝置4的載置平臺部413上的被層疊材A1是具有由黏貼於被層疊材表面的銅箔部分即凸部A1b和沒有銅箔的部分即凹部A1c構成的凹凸部A1a的堆積(build-up)用的電路基板。銅箔的厚度(相對於被層疊材部分的高度)為數um至數十um左右，大多數情況下為0.1mm以下，但不限定於此。在前述被層疊材A1的上下方分別重疊層疊膜A2，構成堆積成形用的層疊成形物A3。需說明的是，圖1中記載了層疊成形物A3為1個，也可以同時使多個層疊成形物A3層疊成形。
第1實施方式中的層疊膜A2是絕緣膜，從原來的保存狀態將層疊於兩面的PET膜剝離而使用。層疊膜A2的樹脂材料為環氧樹脂等熱固性樹脂或以熱固性樹脂為主成分。此外，作為前述熱固性樹脂以外的材料，出於調整粗糙度、賦予阻燃性、賦予低膨脹性、賦予流動性、賦予成膜性、降低介質損耗角正切(賦予絕緣性)、降低含水率等目的，含有各種材料、添加劑。特別是近年來，為了進行粗糙度調整、賦予低膨脹性、降低介質損耗角正切、降低含水率等，增加無機材料的含量的類型不斷增多。作為無機材料的種類，可列舉SiO 2等，但不受其限定。
第1實施方式中，較佳為使用作為無機材料的SiO 2的含有率(體積%)為20%以上的層疊膜A2。本發明中作為無機材料的SiO 2的含有率(體積%)為20%以上的層疊膜A2被定義為無機材料含有率多的樹脂膜。味之素精細化學株式會社的作為層間絕緣膜的「味之素堆積膜(ABF)」(註冊商標)的例子中，可列舉但不限於GX13(楊氏模量(GPa)4.0)、GX92(楊氏模量(GPa)5.0)、GX-T31(楊氏模量(GPa)7.5)、Next GX(楊氏模量)7.5)、GZ41(楊氏模量(GPa)9.0)或楊氏模量(GPa)9.0以上的膜，作為使用對象的無機材料含有率多的樹脂膜。此外，其他公司的製品也包括同等材料的無機材料含有率多的樹脂膜。如上所述，從藉由膜表面的低粗糙度化提高與被層疊物的密合性、藉由熱膨脹率的降低防止與被層疊材的剝離、提高絕緣性(介電損耗的減少)降低含水率等目的出發，這些樹脂膜中，無機材料含有20體積%以上、40%重量以上。特別是在作為第五代通訊系統的5G 用的被層疊材中，需要更進一步的精度，因而特別佳為使用無機材料的含有率為25 體積%以上的層疊膜A2(層間絕緣膜)。此外，關於前述層疊膜A2的厚度，就味之素精細化學株式會社製等的層間絕緣膜而言，0.01mm至0.1mm的產品已市售並被大量使用，但不限定為這種情況。此外，層疊膜A2也可以是銅箔層層疊而成的膜，它們也可用於本發明的層疊成形衝壓裝置。
然後，載置在載置平臺部413上的前述層疊成形物A3隨著捲繞輥511、513的旋轉驅動而與上下載體膜F1、F2一起移動，被送至開放狀態的真空層疊裝置2的腔室C內並定位。接下來，真空層疊裝置2關閉腔室C，利用圖中未顯示的真空泵使腔室C內形成真空狀態。然後，送入加壓空氣，使隔板211向腔室C內膨出，對由被層疊材A1和層疊膜A2構成的層疊成形物A3在與上盤212側的熱板215的彈性體216之間加壓。作為此時隔板211帶來的加壓力的一例，為1MPa以下，以層疊膜A2嵌入被層疊材A1的凹部A1c的形式，進行被層疊材A1與層疊膜A2的黏接，作為一次成形品的中間層疊材A4層疊成形。但利用真空層疊裝置層疊成形的中間層疊材A4中，層疊膜A2的表面還處於仿照被層疊材A1的凹凸部A1a的形狀而殘留凹凸的狀態。此外，此時，使用的層疊膜中無機材料的含有率高的情況下，熔融樹脂的流動性低，因而凹凸更容易殘留。
真空層疊裝置2中，如果由具備凹凸部A1a的被層疊材A1和層疊膜A2構成、兩者黏貼而成的中間層疊材A4已層疊成形，則腔室C開放。然後，藉由膜捲繞裝置5對後面的載體膜F1、F2的輸送，前述中間層疊材A4在層疊成形衝壓裝置3的上盤312與下盤314之間被輸送，停在規定的加壓位置。接下來，層疊成形衝壓裝置3的加壓汽缸315工作，下盤314和加壓塊318上升。如上所述，加壓塊318上隔著具有緩衝作用的聚醯亞胺膜321安裝有可彈性變形的不鏽鋼製薄板322，但前述不鏽鋼製薄板322的加壓面322a與下載體膜F1抵接後，進一步隔著下載體膜F1將中間層疊材A4抬起。然後，中間層疊材A4隔著上載體膜F2與上盤312的不鏽鋼製薄板325的加壓面325a抵接，然後，在上下的加壓面322a與加壓面325a之間被加壓。
此時層疊成形衝壓裝置3的加壓塊317、318(熱板)的溫度根據被層疊材A1、層疊膜A2的材質的不同而不同，控制在80℃至140℃、更佳為控制在90℃至130℃，但不限定於此。如果此時的溫度過高，則構成層疊膜的樹脂材料熔融時的黏度降低，流動性過高，構成層疊膜的樹脂材料從中間層疊材的端部流出，無法獲得層疊成形品希望的板厚、絕緣層厚度。進一步，如果加壓時加壓塊317、318的溫度過高，則導致樹脂材料的劣化，也會發生有必要延長後續步驟的包括冷卻在內的成形循環時間的問題。另一方面，如果加壓時加壓塊317、318的溫度過低，則樹脂材料熔融時的黏度過高，無法獲得希望的流動性，產生層疊膜A2無法充分嵌入被層疊材A1、或者層疊成形品A5的表面無法獲得充分的平坦性的問題。
此外，對中間層疊材A4的加壓力(表面壓力)也根據被層疊材A1、層疊膜A2的材質的不同而不同，控制在0.3MPa至4.0MPa，更佳為控制在0.5MPa至2.5MPa，但不限定於此。如果此時的加壓力過強，則構成層疊膜A2的熔融樹脂材料從中間層疊材A4的端部流出，與溫度條件同樣地，無法良好地加壓成形。此外，如果過低，則層疊膜A2無法充分嵌入被層疊材A1、或者層疊成形品A5的表面無法獲得充分的平坦性。
此外，第1實施方式中，藉由將作為可彈性變形的金屬板的不鏽鋼製薄板322、325與將加壓塊317、318之間的緩衝材設為聚醯亞胺膜324、321等樹脂膜，與以往的將緩衝材設為橡膠的構件相比，能夠提高緩衝材的硬度，將作為彈性金屬板的不鏽鋼製薄板322、325的彈性變形抑制至希望的範圍或設為實質上幾乎不變形的程度。此外，加壓塊僅為金屬塊的情況下，僅在中間層疊材A4的與被層疊材A1的凸部A1b的前表面對應的表面部分施加過大的力，存在使被層疊材A1破壞或無法充分按壓被層疊材A1的凹部A1c的部分的可能性。
關於這一點，在以往的將緩衝材設為橡膠的層疊成形衝壓裝置10中，如圖5所示，衝壓成形時，緩衝材101、102的中央部101a、102a由於對中間層疊材A4加壓產生的反力而被壓縮，直接與中間層疊材A4抵接的不鏽鋼製薄板103、104的中央部103a、104a也向加壓塊105、106側彎曲。與此相比，不直接對中間層疊材A4進行加壓的緩衝材101、102的外側部101b、102b幾乎不被壓縮。結果是，發生如下現象：加壓塊105、106與不鏽鋼製薄板的外側部103b、104b之間的距離相對而言比加壓塊105、106與不鏽鋼製薄板的中央部103a、104a之間的距離大。如果發生前述現象，則與中間層疊材A4的外側對應的不鏽鋼製薄板的外側部103b、104b形成傾斜面103c、104c，該傾斜面103c、104c為中心側向加壓塊105、106後退而外側從加壓塊105、106突出的狀態。因此前述不鏽鋼製薄板的外側部103b、104b的傾斜面103c、104c與中間層疊材A4的外側部分的表面之間產生規定的角度α。結果是，對於中間層疊材A4的層疊膜A2層的端部A2a而言，加壓時的應力集中。進一步的結果是，產生前述中間層疊材A4的層疊膜A2的端部A2a附近的熔融狀態的樹脂如流出樹脂A2b那樣向外側溢出的問題。
而第1實施方式中，緩衝材使用的是聚醯亞胺膜324、321等工程塑料或熱固性樹脂的樹脂膜，因而對中間層疊材A4加壓時，僅中央部的緩衝材的樹脂膜被局部大幅壓縮的程度輕，作為彈性金屬板的不鏽鋼製薄板322、325的彈性變形也控制在較小的程度。因此，應力在中間層疊材A4表面的層疊膜A2的端部集中的程度減輕，前述中間層疊材A4的層疊膜A2層的端部附近的熔融狀態的樹脂幾乎不會向外側流動。
而且，層疊成形衝壓裝置3中，藉由利用前述溫度和加壓力進行加壓，殘留有凹凸的中間層疊材A4的上下層疊膜A2側的表面變為平面，向層疊成形品A5層疊成形。而且，規定的加壓時間結束時，如果加壓汽缸315再次工作，下盤314下降，則接下來上下的捲繞輥511、513旋轉工作，層疊成形品A5被移送至取出平臺515，利用圖中未顯示的移載裝置向後續步驟送出。層疊成形品A5或層疊成形品A5再加工而得的被層疊材等也包括在本發明中。
接下來，關於圖3所示第2實施方式的層疊成形系統6，以與第1實施方式的層疊成形系統1的不同點為中心，標注符號進行說明。第2實施方式的層疊成形系統6的層疊成形衝壓裝置8不使用隔板，加壓汽缸819等加壓機構是與第1實施方式的層疊成形衝壓裝置3大致相同的結構。層疊成形衝壓裝置8中，分別安裝於上盤811和下盤812的加壓塊813、814分別具備作為緩衝材的聚醯亞胺膜815、816和作為金屬薄板的不鏽鋼製薄板817、818，前述不鏽鋼製薄板817、818的表面成為加壓面817a、818a。此外，利用加壓汽缸819，下盤812上升，在前述加壓面817a、818a之間進行加壓成形，這一點也是相同的。
第1層疊成形系統1的層疊成形衝壓裝置3與第2實施方式的層疊成形系統6的層疊成形衝壓裝置8的不同點是，層疊成形衝壓裝置8中，在上盤811和下盤812中的至少一方中，形成有作為腔室形成構件的側壁部820、821，在藉由下盤812等的上升而上盤811與下盤812的相對距離接近時，形成腔室C。而且，層疊成形衝壓裝置8中具備用於使前述腔室C內降至真空的圖中未顯示的真空泵。因此，層疊成形衝壓裝置8是真空層疊裝置。
此外，在層疊成形衝壓裝置8的後續步驟中，具備與第1實施方式相同的用於二次成形的層疊成形衝壓裝置3。
接下來，關於圖4所示第3實施方式的層疊成形系統7，以與第1實施方式的層疊成形系統1的不同點為中心，標注符號進行說明。第3實施方式的層疊成形系統7是在第1實施方式的層疊成形系統1的層疊成形衝壓裝置3的後續步驟中進一步設有另1台同樣的層疊成形衝壓裝置9的系統。即，層疊成形系統7的層疊成形衝壓裝置3、9在真空層疊裝置2的後續步驟中在串聯方向上設有2 台。而且，由載體膜F1、F2從前述真空層疊裝置2輸送的由具有凹凸部的被層疊材A1和層疊膜A2構成的中間層疊材A4利用前述2台層疊成形衝壓裝置3、9被依次加壓成形。
層疊成形衝壓裝置9與層疊成形衝壓裝置3是大致相同的結構，分別安裝於上盤911和下盤912的加壓塊913、914分別具備作為緩衝材的聚醯亞胺膜915、916和作為金屬薄板的不鏽鋼製薄板917、918，前述不鏽鋼製薄板917、918的表面成為加壓面917a、918a。
需說明的是，層疊成形衝壓裝置9的作為緩衝材的聚醯亞胺膜915、916等樹脂膜和不鏽鋼製薄板917、918等金屬薄板與層疊成形衝壓裝置3的作為緩衝材的聚醯亞胺膜324、321等樹脂膜和不鏽鋼製薄板322、325等金屬薄板可以為相同厚度，也可以為不同厚度。第3實施方式中，層疊成形衝壓裝置3和層疊成形衝壓裝置9使用的是厚度0.07mm至0.50mm的相同的聚醯亞胺膜。但層疊成形衝壓裝置3和層疊成形衝壓裝置9中作為緩衝材使用的樹脂膜的厚度可以是不同的，作為一例，前面步驟的層疊成形衝壓裝置3可以使用厚度更厚的聚醯亞胺膜等樹脂膜以使嵌入性更好。
此外，層疊成形衝壓裝置9和層疊成形衝壓裝置3的作為緩衝材的樹脂膜的材質可以是相同材質，也可以是不同材質。為不同材質的情況下，較佳為前面步驟的層疊成形衝壓裝置3使用材質的楊氏模量小的膜以使嵌入性更好。進一步，也可以是層疊成形衝壓裝置3的不鏽鋼製薄板322、325等金屬薄板使用與層疊成形衝壓裝置9相比厚度更薄或材質的楊氏模量更小的金屬，從而使嵌入性良好。
需說明的是，作為第3實施方式的變形例，也可以使用加壓面由橡膠等彈性板構成的層疊成形衝壓裝置，來替代設置在真空層疊裝置2後面的層疊成形衝壓裝置3。這種情況下，本發明的層疊成形衝壓裝置9僅用於第三次層疊成形。
此外，關於本發明的層疊成形衝壓裝置3、8、9，可假設在出貨時以未安裝作為緩衝材的樹脂膜、金屬薄板的狀態出貨、之後再安裝本發明的樹脂膜等，這些方式也包括在本發明中。此外，本發明也包括下述情況：在進行層疊成形的工廠，根據層疊成形的被層疊材A1、層疊膜A2的種類，將層疊成形衝壓裝置3、8、9的緩衝材替換為本發明所包括的樹脂膜或橡膠等緩衝作用大的材料進行使用。
雖然沒有一一列舉，但本發明並非僅限定於上述第1實施方式至第3實施方式，毋庸置疑，所屬技術領域中具有通常知識者基於本發明的宗旨進行變更的方案、綜合第1實施方式至第3實施方式的各記載而得的方案也是適用的。利用層疊成形系統1、6、7層疊成形的層疊成形品除了可以是電路基板以外，還可以是半導體晶圓、其他板狀體，沒有限定。
1,6,7:層疊成形系統 2:真空層疊裝置 3,8,9,10:層疊成形衝壓裝置 4:載體膜送出裝置 5:載體膜捲繞裝置 101,102:緩衝材 101a,102a,103a,104a:中央部 101b,102b,103b,104b:外側部 103c,104c:傾斜面 211:隔板 212,312,811,911:上盤 213,314,812,912:下盤 214:升降機構 215,217:熱板 216:彈性體 311:基盤 313:系桿 315,819:加壓汽缸 316:動力缸 105,106,317,318,813,814,913,914:加壓塊 318a:表面 319:絕熱材 320:筒式加熱器 321,324,815,816,915,916:聚醯亞胺膜(樹脂膜) 103,104,322,325,817,818,917,918:不鏽鋼製薄板(金屬薄板) 322a,325a,817a,818a,917a,918a:加壓面 411,414:放卷輥 412,415,512,514:從動輥 413:載置平臺部 511,513:捲繞輥 515:取出平臺 820,821:側壁部 A1:被層疊材 A1a:凹凸部 A1b:凸部 A1c:凹部 A2:層疊膜 A2a:端部 A2b:流出樹脂 A3:層疊成形物 A4:中間層疊材 A5:層疊成形品 C:腔室 F1,F2:載體膜
[圖1]為第1實施方式的層疊成形系統的概要說明圖。 [圖2]為第1實施方式的層疊成形衝壓裝置的關鍵部位放大圖。 [圖3]為第2實施方式的層疊成形系統的概要說明圖。 [圖4]為第3實施方式的層疊成形系統的概要說明圖。 [圖5]為使用以往的層疊成形衝壓裝置進行加壓成形時的概要說明圖。
1:層疊成形系統
2:真空層疊裝置
3:層疊成形衝壓裝置
4:載體膜送出裝置
5:載體膜捲繞裝置
211:隔板
212,312:上盤
213,314:下盤
214:升降機構
215,217:熱板
216:彈性體
311:基盤
313:系桿
315:加壓汽缸
316:動力缸
317,318:加壓塊
321,324:聚醯亞胺膜(樹脂膜)
322,325:不鏽鋼製薄板(金屬薄板)
322a,325a:加壓面
411,414:放卷輥
412,415,512,514:從動輥
413:載置平臺部
511,513:捲繞輥
515:取出平臺
A1:被層疊材
A1a:凹凸部
A1b:凸部
A1c:凹部
A2:層疊膜
A3:層疊成形物
A4:中間層疊材
A5:層疊成形品
C:腔室
F1,F2:載體膜

Claims (2)

  1. 一種工程塑料膜，其係使用於層疊成形裝置之工程塑料膜，上述層疊成形裝置係在安裝於上盤或下盤中的至少一個盤且加熱控制為80℃~140℃之加壓塊間，對含有20體積%以上之無機材料的層疊膜及具備凹凸部的被層疊材，依0.3MPa~4.0 MPa進行加壓成形； 上述工程塑料膜係黏接固定在構成上述加壓塊之加壓面的厚度為0.05mm~5.0mm之金屬薄板而使用，且上述工程塑料膜形成為0.02mm~2.00mm之厚度，並且上述工程塑料膜具備200°C以上之負載撓曲溫度。
  2. 如請求項1所記載之工程塑料膜，其係聚醯亞胺膜。
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