WO2023120385A1

WO2023120385A1 - 積層装置および積層方法

Info

Publication number: WO2023120385A1
Application number: PCT/JP2022/046260
Authority: WO
Inventors: 隆幸山本
Original assignee: 株式会社日本製鋼所
Priority date: 2021-12-24
Filing date: 2022-12-15
Publication date: 2023-06-29
Also published as: TW202335825A; JP2023095448A

Abstract

対向する盤の間で基材層と樹脂層を含む積層物を所定の温度で加圧する積層装置（３）において、少なくとも一方の盤には、加圧面（３２８ｃ）等を構成する弾性シート（２１１、３２８）が備えられ、前記弾性シート（２１１、３２８）は周辺部（２１１ｂ，３２８ｂ）の硬度が中央部（２１１ａ，３２８ａ）の硬度よりも低くなっている。これにより、積層装置にて基材層と樹脂層を含む積層物を加圧した際に、積層物の端部付近の樹脂の積層物側面からの流動を抑制することのできる積層装置および積層方法を提供する。

Description

積層装置および積層方法

本発明は、プレス装置の対向する盤の間で基材層と樹脂層を含む積層物を所定の温度で加圧する積層装置および積層方法に関するものである。

対向する盤の間で基材層と樹脂層を含む積層物を所定の温度で加圧する積層成形装置については、特許文献１および特許文献２に記載されたものが知られている。特許文献１は、弾性材からなる支持部材の下面に半円筒形状または中央部分の厚みが周縁部より大なる半球形状をその凸状部が下向きになるように取付けた上圧力板と、該上圧力板に比較して硬さのある材料からなる平面状の昇降可能な下圧力板とを設け、下圧力板を上昇して基板上に圧着して積層体を形成することが記載されている。

また特許文献２は、相対向する一対の加熱手段付き熱盤が設置され、これら両熱盤の少なくとも一方が他方に対し進退可能である真空プレス装置を備え、この真空プレス装置により、表裏両面の少なくとも一方に凹凸を有する基材の上記凹凸面にフィルム状樹脂材を積層して積層体を形成する積層装置であって、上記フィルム状樹脂材に相対向する熱盤の、上記フィルム状樹脂材側の面に、フィルム状樹脂材を加圧する弾性プレス板を設けることが記載されている。

特開平１－２４４４６７号公報特開２００８－１２９１８号公報

しかしながら特許文献１については、基板中央部から基板周縁部へ薄膜や弾性材と基板の圧着を広げていくので、気泡を防止する効果はあるものの中央部の樹脂が積層体の側面から外部に向けて流動しやすいものであった。一方特許文献２はそういった問題は少ないものの本明細書とともに添付した図面の［図７］のように基材層と樹脂層を含む積層物を弾性シートにより加圧した際に積層物の端部付近に応力が集中して端部付近の樹脂が外部に向けて流動してしまうという問題が依然としてあった。

そこで本発明では、前記の問題を抑制し、基材層と樹脂層を含む積層物を弾性シートまたは弾性膜体で加圧した際に、積層物の端部付近の樹脂の積層物側面からの流動を抑制することのできる積層装置および積層方法を提供することを目的とする。その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

本発明の請求項１に記載の積層装置は、少なくとも一方の盤には、加圧面を構成する弾性シートが備えられ、前記弾性シートは周辺部の硬度が中央部の硬度よりも低い、ことを特徴とする。

少なくとも一方の盤には、加圧面を構成する弾性シートが備えられ、前記弾性シートは周辺部の硬度が中央部の硬度よりも低いので、積層成形時に積層物の端部付近の樹脂の積層物側面からの流動を抑制することができる。また本発明の積層方法も同様の効果を有する。

第１の実施形態の積層装置の概略説明図である。第１の実施形態の積層装置の真空積層装置の加圧時の要部の拡大断面図である。第１の実施形態の積層装置のプレス装置の加圧時の要部の拡大断面図である。第１の実施形態の積層装置のプレス装置の弾性シートと積層物の関係を示す平面図である。積層措置に用いられる弾性シートを例示した側面図である。積層措置に用いられる弾性シートを例示した側面図である。積層措置に用いられる弾性シートを例示した側面図である。積層措置に用いられる弾性シートを例示した側面図である。積層措置に用いられる弾性シートを例示した側面図である。積層措置に用いられる弾性シートを例示した側面図である。積層装置に用いられる弾性シートを複数例示した平面図である。従来技術の問題点を示す説明図である。

＜積層成形システムと積層装置の構造の説明＞
本発明の第１の実施形態の積層成形システム１について、真空積層装置２とプレス装置３を断面表示した図１を参照して説明する。積層成形システム１は、真空積層装置２の後工程にプレス装置３が配置され、搬送装置によって送られるキャリアフィルムＦ１，Ｆ２により前記真空積層装置２から搬送された凹凸部を備えた基材層である基板Ａ１と樹脂層であるである樹脂フィルムＡ２が積層された積層物である中間積層物Ａ４が前記プレス装置３により加圧成形されるものである。

基材層である基板Ａ１と樹脂装置である樹脂フィルムＡ２の移送装置とテンション装置を兼ねる搬送装置１０のキャリアフィルム巻出装置４は、下側の巻出ロール４１１および従動ロール４１２を備えている。前記巻出ロール４１１から巻き出された下キャリアフィルムＦ１は従動ロール４１２の部分で水平状態に向きが変更される。下キャリアフィルムＦ１が水平状態となった部分に、前工程から重ねられて送られてくる基材層である基板Ａ１と樹脂層である樹脂フィルムＡ２を載置する載置ステージ部４１３が設けられている。また搬送装置１０を構成するキャリアフィルム巻出装置４は、上側の巻出ロール４１４および従動ロール４１５を備えており、前記巻出ロール４１４から巻き出された上キャリアフィルムＦ２は従動ロール４１５の部分で基板Ａ１と樹脂フィルムＡ２からなる積層物Ａ３の上に重ねられる。これらキャリアフィルムＦ１，Ｆ２に挟まれて基板Ａ１と積層フィルムＡ２が移送され、積層装置である真空積層装置２やプレス装置３においてキャリアフィルムＦ１，Ｆ２を介して積層成形が行われることにより、積層フィルムＡ２が溶融して装置部分に付着することを防止したり、特にプレス装置３においては中間積層物Ａ４を加圧する際に一定の緩衝作用が付与されるという利点もある。また積層成形品Ａ５の種類によってはプレス装置３から取り出された積層成形品Ａ５の温度が低下した後に、キャリアフィルムＦ１，Ｆ２と積層成形品Ａ５の間を剥離するので良好な状態での剥離または離型を行うことができる。

搬送装置１０を構成するキャリアフィルム巻出装置４の後工程に配置される真空積層装置２は、真空状態（減圧状態）のチャンバＣ内において弾性膜体であるダイアフラム２１１等の加圧体により基板Ａ１と樹脂フィルムＡ２からなる積層物Ａ３を加圧し、１次成形品である中間積層物Ａ４を積層成形するものである。真空積層装置２は、固定的に設けられた上盤２１２に対して下盤２１３が昇降機構２１４により昇降可能に設けられ、下盤２１３が上昇して上盤２１２と当接した際に内部にチャンバＣが形成可能となっている。チャンバＣは図示しない真空ポンプに接続され、減圧可能となっている。また上盤２１２の中央の下面には熱板２１５が取付けられ、熱板２１５の表面には図示しない耐熱性のゴム膜等の弾性シート２１６が金属プレート２１８に貼着される形で取り付けられているか、または直接取り付けられている。

一方下盤２１３の中央の上面にも熱板２１７が取付けられている。また下盤２１３の前記熱板２１７の周囲の部分には弾性シートであるシリコーンゴムまたはフッ素ゴム等の耐熱性ゴム膜からなるダイアフラム２１１が熱板２１７の上面を覆うように取付けられている。そして図示しないコンプレッサにより加圧空気がダイアフラム２１１の裏面側に送られることによりダイアフラム２１１はチャンバＣ内で膨出して熱板２１７との間で基板Ａ１と樹脂フィルムＡ２を加圧する。なお真空積層装置２の弾性シートであるダイアフラム２１１は上盤に取付けられたものでもよい。

本実施形態の真空積層装置２の加圧手段の一部を構成する弾性シートであるダイアフラム２１１は、図２に示されるように周辺部２１１ｂの硬度が中央部２１１ａの硬度よりも低く（小さく）なっている。ここでは図５Ｂのようにダイアフラム２１１の全面積に対応するゴム材料Ｅａの中央部に凹部が設けられ、凹部に硬度の高いゴム材料Ｅｂが貼着されている。これは前記弾性シートであるダイアフラム２１１のうちのうち少なくとも前記積層物Ａ３の外周部Ａ３ｂに対向する部分の弾性作用が前記積層物Ａ３の中央部Ａ３ａに対向する部分の弾性率よりも小さくする目的のためである。前記を実現するための弾性シートであるダイアフラム２１１は、ゴム材料Ｅａ，Ｅｂを周辺部２１１ｂと中央部２１１ａで変えてもよく、同一の素材であっても配合比率や気泡率を調整して硬度や弾性率のみが異なる種類の弾性体としたものでもよい。

また上記した上盤側の弾性シート２１６についても、弾性シートであるダイアフラム２１１と同様に、周辺部２１６ｂの硬度が中央部２１６ａの硬度よりも低くなっている。ここでは弾性シート２１６の周辺部２１６ｂには硬度が低い（弾性率が小さい）ゴム材料Ｅｂが用いられ、中央部２１６ａには硬度が相対的に高い（弾性率が相対的に小さい）ゴム材料Ｅａが用いられている。なおダイアフラム２１１と弾性シート２１６のいずれか一方は全面同じゴム材料であってもよい。

前記真空積層装置２の後工程に直列方向に配設されるプレス装置３は、真空積層装置２で加圧成形され凹凸部を備えた基材層である基板Ａ１と樹脂層である樹脂フィルムＡ２とからなり樹脂フィルムＡ２の側に凹凸が残った状態の中間積層物Ａ４を更に加圧してより一層平坦な積層成形品Ａ５に加圧成形するものである。プレス装置３は、下方に設けられた略矩形のベース盤３１１と、前記ベース盤３１１の上方に位置する略矩形の固定盤である上盤３１２の四隅近傍の間にそれぞれ立設されたタイバ３１３を備えている。そしてプレス装置３は、略矩形の可動盤である下盤３１４がベース盤３１１と上盤３１２との間で昇降移動可能となっている。上盤３１２と下盤３１４の間には両方の盤の間の距離を検出するための位置センサ３４０が取り付けられている。また位置センサ３４０は、上盤側の加圧部材３２２と下盤側の加圧部材３２１の間に取り付けられ、加圧部材３２１，３２２の間の距離を検出するものでもよい。なお本発明において位置センサ３４０は必須のものではない。

またベース盤３１１には加圧手段であって油圧により作動する１基の加圧シリンダ３１５が設けられ、加圧シリンダ３１５のラム３１６が下盤３１４の背面に固定されている。加圧シリンダは単動のものでも複動のものでもよいが、加圧シリンダ３１５の図示しない加圧油室には図示しないポンプから作動油を供給する管路が接続され、管路には作動油の油圧を測定するための油圧センサが設けられている。ポンプはこれに限定されるものではないが、サーボモータにより回転数を制御することのできるポンプが用いられている。また前記管路に流量を制御するためのサーボバルブを設けてもよい。加圧手段は２基以上あるものを除外しないが、いずれにしても下盤３１４を介して加圧面３２８ｃの各部分に対して制御的に異なる加圧力を付与するものではない。

なお第１の実施形態のプレス装置３の加圧手段は、サーボモータ等の電動モータによりボールねじを回転させて直接下盤等を移動させるものや、サーボモータ等の電動モータによりトグル装置を介して下盤等を移動させるものなど他の方式のものでもよい。更にプレス装置３は、下盤に対して上盤が下降するものなどでもよい。更にまた第１の実施形態のプレス装置３は、真空状態とすることが可能なチャンバを備えていないが、真空状態にすることが可能なチャンバを備え、真空チャンバ内で加圧を行うものでもよい。

上下の加圧部材３２１，３２２の構造は略同じなので、下盤３１４の加圧部材３２１について図３を参照して説明する。加圧部材３２１は、下盤３１４と加圧ブロック体３２３の間に断熱材３２９を備えている。従ってプレス装置３の加圧ブロック体３２３は、断熱材３２９を介して下盤３１４に図示しないボルト等により取り付けられている。加圧ブロック体３２３は、所定の厚みを備えたブロック体であり、内部に加熱手段であるカートリッジヒータ３２５が備えられている。なお加圧部材３２１の加熱手段は、カートリッジヒータ３２５の他、加圧ブロック体３２３の表面などにラバーヒータなどを備えたものでもよい。

加圧ブロック体３２３の表面には、加圧ブロック体３２３の表面積と同じ表面積の緩衝材３２６が配置されている。緩衝材３２６は、耐熱性のゴム、樹脂フィルム、紙、繊維や、それらの混合体や積層材からなる。緩衝材３２６の厚みは、これに限定されるものではないが一例として０．０５ｍｍないし５．０ｍｍである。また緩衝材３２６は、周辺部の硬度が中央部の硬度よりも高いものを用いてもよい。

緩衝材３２６の表面には、緩衝材３２６の表面積と同じ表面積の弾性シート３２８が貼着された硬質材からなるプレートである金属プレート３２７が配置されている。本実施形態では、硬質材からなるプレートの材質はステンレスが用いられるが、鉄、アルミニュームなどの他の金属や、樹脂、セラミックス、木質など限定されない。金属プレート３２７の厚みは、これに限定されるものではないが、一例として０．３ｍｍないし５．０ｍｍである。

＜プレス装置の弾性シートの説明＞
次に金属プレート３２７に貼着され、加圧面３２８ｃを構成する弾性シート３２８について説明する。図３および図４に示されるように、弾性シート３２８は、弾性シート３２８の周辺部３２８ｂの硬度が中央部３２８ａの硬度よりも低くなっている。そして前記弾性シート３２８のうち少なくとも前記中間積層物Ａ４の外周部Ａ４ｂに対向する部分の弾性率が前記中間積層物Ａ４の中央部Ａ４ａに対向する部分の弾性率よりも小さくなっている。前記を実現するための弾性シート３２８は、弾性シート３２８の素材を周辺部と中央部で変えてもよく、同一の素材であっても配合比率や気泡率を調整して硬度のみが異なる種類の弾性シートとしたものでもよい。なお本発明において弾性シート３２８は、金属プレートを省略して加圧ブロック体に直接取り付けてもよく、加圧ブロック体３２３に取り付けた緩衝材３２６の表面に弾性シート３２８を取り付けてもよい。また加圧ブロック体３２３に弾性シート３２８を貼付けた金属プレート３２７を直接取り付け、緩衝材３２６を省略してもよい。

また図４に示されるように弾性シート３２８の硬度が低いゴム材料Ｅｂと硬度の高いゴム部材Ｅａの境界Ｘは、中間積層物Ａ４の成形位置の外周端部Ａ８に対して内側方向Ｙに３０ｍｍ、外周端部Ａ８に対して外側方向Ｚに１０ｍｍの間に設けることが望ましい。従って前記境界は中間積層物Ａ４の加圧面３２８ｃに形成されてもよく、加圧面３２８ｃではない部分に形成されてもよい。前記の境界Ｘは中間積層物Ａ４を含む積層物の種類や大きさによっても相違する。

弾性シート３２８の素材は、耐熱性のあるエラストマ（ゴム）であり、繊維など他の素材が含有しているものでもよい。弾性シート３２８の素材は、一例としてはシリコーンゴム、フッ素ゴムが望ましい。弾性シート３２８の耐熱性については耐熱温度１５０℃以上のものが好ましく、更には耐熱温度１８０℃以上のものが好ましく、特には耐熱温度２３０℃以上のものが特に好ましい。弾性シート３２８の周辺部３２８ｂと中央部３２８ａは上記したように同じ素材でも硬度の異なる２種類、または２種類以上の耐熱性のあるエラストマ（ゴム）としてもよい。

弾性シート３２８の硬度については、周辺部３２８ｂの硬度は、これに限定されるものではないが一例としてショアＡ硬度が１０°～８５°、特に好ましくは１５°～４０°である。また弾性シート３２８の中央部３２８ａの硬度は、これに限定されるものではないが一例としてショアＡ硬度が１５°～９０°、特に好ましくは２０°～６０°である。いずれにしても相対的に弾性シート３２８の中央部３２８ａの硬度を高くし、周辺部３２８ｂの硬度を低くすることが好ましい。

弾性シート３２８の厚みについては、これに限定されるものではないが、一例として０．２ｍｍ～６．０ｍｍ、特に好ましくは０．５ｍｍ～３．０ｍｍである。本実施形態では周辺部３２８ｂと中央部３２８ａの厚みは同じであるが、例えば周辺部３２８ｂの厚みを中央部３２８ａの厚みよりも０．０１ｍｍ～１．０ｍｍ薄くしてもよい。ただし弾性シート３２８の周辺部３２８ｂの硬度が中央部３２８ａの硬度と一定以上異なる場合は、周辺部３２８ｂの厚みを中央部３２８ａの厚みよりも厚くすることも考えられる。いずれにしても、加圧時に前記弾性シート３２８のうち少なくとも中間積層物Ａ４等の積層物の外周端部Ａ８に対向する部分に押圧力を伝達するための物理的特性が、前記積層物の中央部Ａ９に対向する部分に押圧力を伝達するための物理的特性よりも小さくて、外周端部Ａ８に押圧力の伝達される比率が小さく、加圧時の中間積層物Ａ４等の側面Ａ１１からの溶融樹脂の流出（染み出し）が抑制されることが望ましい。

弾性シート３２８の加圧面３２８ｃである表面は、ここでは微細な布目形状となっている。しかし加圧面３２８ｃは離型を良好にするために布目形状以外にエンボス状の凹凸が形成されたり、梨地状に面粗度を持たせたものでもよい。更には弾性シート３２８の加圧面３２８ｃは、完全にフラットなものもでもよい。

本実施形態では弾性シート３２８は、周辺部３２８ｂを構成する硬度の低いゴム材料Ｅｂと、周辺部３２８ｂの内側に設けられる中央部３２８ａを構成する硬度の高いゴム材料Ｅａがそれぞれ金属プレート３２７に貼着されている。金属プレート３２７または加圧ブロック体３２３への弾性シート３２８の貼着の仕方は、焼付けにより接着されるものの他、接着剤により接着されるものでもよい。またボルトや真空吸引により金属プレート３２７や加圧ブロック体３２３へ弾性シート３２８を貼着するものでもよい。なお図３において加圧部材３２１を構成する加圧ブロック体３２３、緩衝材３２６、金属プレート３２７、および弾性シート３２８等は、水平方向の長さに対する厚み方向の長さが、実際よりも大きくデフォルメして描画されている。

なお本発明では、真空積層装置２のダイアフラム２１１である弾性シートとプレス装置３の弾性加圧薄板である弾性シート３２８の少なくとも一方の装置の弾性シート３２８の周辺部３２８ｂの硬度（または弾性率）が中央部３２８ａの硬度（または弾性率）よりも低くなっていればよい。即ち真空積層装置２の弾性シート３２８は均一な硬度（弾性率）であって、プレス装置３の弾性シート３２８の周辺部３２８ｂの硬度（弾性率）が中央部３２８ａの硬度（弾性率）よりも小さくなっていてもよい。またはプレス装置３の弾性シート３２８は均一な硬度（弾性率）であって、真空積層装置２の弾性シート３２８の周辺部３２８ｂの硬度（弾性率）が中央部３２８ａの硬度（弾性率）よりも低くなっていてもよい。

＜積層成形システムの構造の説明の続き＞
第１の実施形態のプレス装置３においては、上盤３１２も下盤３１４と同じ辺の大きさ、同じ面積で同じ構造の加圧部材３２２を備える。即ち上盤３１２もまた加圧ブロック体３２４、緩衝材３２６、金属プレート３２７、図３と同様の構成の弾性シート３２８等を備えている。

ただし本発明では、下盤３１４と上盤３１２の少なくとも一方の盤に加圧面３２８ｃを構成する弾性シート３２８が備えられ、前記弾性シート３２８は周辺部３２８ｂの硬度が中央部３２８ａの硬度よりも低い状態となっていればよい。例えば基板Ａ１の片面にしか樹脂フィルムＡ２を積層しない場合、樹脂フィルムＡ２と対向する側の盤のみの弾性シート３２８を周辺部３２８ｂの硬度が中央部３２８ａの硬度よりも低い状態としておけば目的を達成できる場合もあり得る。

プレス装置３の後工程には積層成形品Ａ５の移送装置とテンション装置を兼ねた搬送装置１０を構成するキャリアフィルム巻取装置５が設けられている。キャリアフィルム巻取装置５は、下側の巻取ロール５１１および従動ロール５１２を備えており、前記巻取ロール５１１により下キャリアフィルムＦ１が巻き取られる。またキャリアフィルム巻取装置５は、上側の巻取ロール５１３および従動ロール５１４を備えており、前記従動ロール５１４の部分で積層成形品Ａ５から上キャリアフィルムＦ２が剥離され、上キャリアフィルムＦ２は前記上側の巻取ロール５１３に巻取られる。そして下キャリアフィルムＦ１のみが水平状態で送られる部分に積層成形品Ａ５の取出ステージ５１５が設けられている。

上下キャリアフィルムＦ１，Ｆ２の送り量のコントロールは、巻取ロール５１１，５１３の巻き取られたフィルムの直径を測定により検出するとともに、サーボモータにより巻き取りロール５１１，５１３の回転数（回転角度）を制御することにより行ってもよい。また従動ロール５１２にロータリエンコーダ等の回転数検出装置を設けてもよい。更にはキャリアフィルムＦ１，Ｆ２の移送装置としては、キャリアフィルムＦ１，Ｆ２の両側を把持して後工程に向けて引っ張る移載装置を設けてもよい。

次に積層成形システム１の制御装置６について説明する。制御装置６は真空積層装置２、プレス装置３、キャリアフィルム巻出装置４、キャリアフィルム巻取装置５と接続されている。とりわけプレス装置３との関連では、制御装置６は、加熱手段の温度制御、加圧力の制御を行う。

＜積層方法の説明＞
次に第１の実施形態の積層成形システム１を用いた、基材層である基板Ａ１と樹脂層である樹脂フィルムＡ２の積層方法について説明する。連続成形時の積層成形システム１では、積層装置であるダイアフラム式の真空積層装置２と同じく積層装置であるプレス装置３においてシーケンス制御により同時にバッチ処理的に加圧成形が行われる。しかしここでは１成形サイクル分の被積層材である基板Ａ１と樹脂フィルムＡ２（積層フィルム）の成形順序に沿って説明する。

搬送装置１０の載置ステージ部４１３に載置される基板Ａ１は、基板表面に接着された銅箔部分の凸部Ａ１ｂと銅箔が無い部分の凹部Ａ１ｃからなる凹凸部Ａ１ａを有するビルドアップ用の回路基板である。銅箔の厚み（基板部分に対する高さ）はこれに限定されないが数ｕｍから数十ｕｍ程度であって殆どの場合０．１ｍｍ以下である。前記基板Ａ１の上下にそれぞれ樹脂フィルムＡ２が重ねられてビルドアップ成形用の積層物Ａ３が構成される。なお図１では積層物Ａ３は１個が記載されているが同時に複数個数の積層物Ａ３を積層成形するものでもよい。

第１の実施形態における樹脂フィルムＡ２は絶縁フィルムであって、元の保存状態から両面に積層されているＰＥＴフィルムが剥離されて使用される。樹脂フィルムＡ２の樹脂材料はエポキシ等の熱硬化性樹脂または熱硬化性樹脂を主成分とするものである。また前記熱硬化性樹脂以外の材料としては、熱可塑性樹脂や、粗度調整、難燃性付与、低膨張性付与、流動性付与、成膜性付与、低誘電正接化（絶縁性付与）、含水率低下等の目的で各種の材料、添加剤が含有されている。なお積層されるフィルムは、絶縁フィルムの他、感光性フィルムなどでもよい。また積層されるフィルムの成分は、熱可塑性樹脂のみ、熱硬化性樹脂のみでもよく限定されない。

そして載置ステージ部４１３に載置された前記積層物Ａ３は、巻取ロール５１１，５１３の回転駆動ともに上下キャリアフィルムＦ１，Ｆ２とともに送られ、開放状態の真空積層装置２のチャンバＣ内に送られ位置決めされる。この際に図３に示されるように真空積層装置２のダイアフラム２１１の周辺部２１１ｂの硬度の低い部分が、キャリアフィルムＦ，Ｆ２に挟まれた基板Ａ１と樹脂フィルムＡ２からなる積層物Ａ３の外縁に対向するように停止されることが必要である。そのためにサーボモータ等により上下キャリアフィルムＦ１，Ｆ２による中間積層物Ａ４の送り量の制御とプレス装置３のプレス位置への停止制御を正確に行う必要がある。また必要に応じて積層物Ａ３がプレス位置に停止しているかを監視するカメラ等の監視装置を取り付けてもよい。

次に真空積層装置２はチャンバＣが閉鎖され図示しない真空ポンプによりチャンバＣ内が真空状態とされる。そしてチャンバＣ内が真空状態となるとダイアフラム２１１の裏面側に加圧空気を送り込んでダイアフラム２１１をチャンバＣ内に膨出させ、基板Ａ１と樹脂フィルムＡ２からなる積層物Ａ３を上盤２１２側の熱板２１５の弾性シート２１６との間で加圧する。

この際にダイアフラム２１１は周辺部２１１ｂの硬度が低いことから主にその部分が伸びて膨出し、中央部２１１ａが先に基板Ａ１等に当接するものの周辺部２１１ｂもさほど遅れることなく当接する。ダイアフラム２１１による基板Ａ１等に加えられる加圧力（面圧）は一例として０．０１ＭＰａないし２．５ＭＰａであり、特に好ましくは０．３ＭＰａないし１．０ＭＰaである。そして基板Ａ１の凹部Ａ１ｃに積層フィルムＡ２が埋め込まれる形で基板Ａ１と樹脂フィルムＡ２の接着が行われ、１次成形品である中間積層物Ａ４が積層成形される。

また前記したようにダイアフラム２１１は、図２に示されるように周辺部２１１ｂの硬度が中央部２１１ａの硬度よりも低くなっている。そのため基板Ａ１と樹脂フィルムＡ２を加圧して積層する際に中央部２１１ａと比較して、基板Ａ１と樹脂フィルムＡ２の端部Ａ６と端部近傍への押圧力の伝達がやや弱められる。またダイアフラム２１１の周辺部２１１ｂの硬度が低くて追従性がよいことから、基板Ａ１と樹脂フィルムＡ２の端部Ａ６の側面Ａ７に当接して側面Ａ７から押圧する力が相対的に大きくなる。このため本実施形態の真空積層装置２では、加圧時に樹脂層が側面Ａ７から外部に流動してしまうという問題が抑制できる。

しかし真空積層装置２により積層成形された中間積層物Ａ４の樹脂フィルムＡ２の表面はまだ基板Ａ１の凹凸部Ａ１ａの形状に倣って凹凸が残った状態である。またこの際、使用される樹脂フィルムＡ２が無機材料の含有率が高い場合には溶融または軟化した樹脂の流動性が低いのでより一層凹凸が残りやすい。

真空積層装置２において凹凸部Ａ１ａを備えた基板Ａ１と樹脂フィルムＡ２からなり、両者が貼着された中間積層物Ａ４が積層成形されるとチャンバＣが開放される。そして搬送装置１０であるキャリアフィルム巻出装置４とキャリアフィルム巻取装置５による次のキャリアフィルムＦ１，Ｆ２の送りにより、前記中間積層物Ａ４はプレス装置３の上盤３１２と下盤３１４の間に搬送され、所定の加圧位置に停止される。この際も真空積層装置２への積層物Ａ３の搬入時と同じピッチだけサーボモータ等により上下キャリアフィルムＦ１，Ｆ２の正確な送り制御が行われる。また中間積層物Ａ４がプレス位置に停止しているかを監視するカメラ等の監視装置をプレス装置３の側に取り付けてもよい。

そして中間積層物Ａ４の更なる平滑化を行うためのプレス装置３の所定の位置に前記中間積層物Ａ４が停止されると次に、プレス装置３の加圧シリンダ３１５が作動され加圧工程が開始される。加圧工程では、下盤３１４および加圧部材３２１の加圧ブロック体３２３等が上昇されて加圧ブロック体３２３に取り付けられた弾性シート３２８が下キャリアフィルムＦ１を介して中間積層物Ａ４に当接すると更に押し上げ、中間積層物Ａ４の上面が上キャリアフィルムＦ２を介して上盤側の弾性シート３２８に当接され、その後に加圧制御が開始される。

本実施形態ではプレス装置３の加圧制御は、圧力制御により制御され、中間積層物Ａ４に対して一例として０．０１ＭＰａないし２．５ＭＰａ、更に好ましくは０．５ＭＰａないし１．５ＭＰａの面圧が加えられる。ただし圧力制御は圧力を途中で変更するものでもよい。またプレス装置３の加圧工程のうち前半は圧力制御を行い、後半は位置制御（または速度制御）を行うものでもよい。更には最初から最後まで位置制御（または速度制御）を行うものを除外するものではない。

プレス装置３による加圧工程時、従来の弾性シート３２８の全面が同じ硬度の場合は、図７に示されるように、基材層と樹脂層を含む中間積層物Ａ４を加圧した際に中間積層物Ａ４の外周端部Ａ８に応力が集中して端部付近の樹脂が中間積層物Ａ４の側面Ａ７から外部に向けて流動してしまうという問題があった。しかし本発明では、図３にも示されるように、硬質材からなるプレートである金属プレート３２７の表面に弾性シート３２８が備えられ、弾性シート３２８は周辺部３２８ｂの硬度が中央部３２８ａの硬度よりも低く（中央部３２８ａの硬度が周辺部３２８ｂの硬度よりも高く）なっている。そのため中間積層物Ａ４を加圧した際に、弾性シート３２８の弾性率の小さい周辺部３２８ｂで中間積層物Ａ４の外周端部Ａ８を含む部分が押圧され、弾性シート３２８材の弾性率の大きい中央部３２８ａで中間積層物Ａ４の中央部Ａ９が押圧される。換言すれば弾性シート３２８は周辺部３２８ｂの押圧力を中間積層物Ａ４に伝達するための物理的性質が中央部３２８ａの押圧力を中間積層物Ａ４に伝達するための物理的性質よりも大きくなっている。

その結果、中間積層物Ａ４の周辺部Ａ１０に対向する部分の弾性シート３２８の圧縮圧が、中間積層物Ａ４の中央部Ａ９に対向する部分の弾性シートの圧縮圧よりも小さくなり、金属プレートは図７にように撓んで中間積層物Ａ４の端部付近に応力が集中することが無くなる。即ち金属プレートは略平坦な状態を保つので、中間積層物Ａ４の外周端部Ａ８付近の樹脂の積層物の側面Ａ１１からの流動を抑制することができる。

そして所定のプレス工程の時間が終了するとプレス装置３は型開きされ、上キャリアフィルムと下キャリアフィルムの送りにより積層成形品Ａ５が取り出しステージに送られる。
そして取り出しステージにおいて積層成形品Ａ５の取り出しが行われる。

＜他の実施形態の説明＞
次に他の実施形態の積層成形システム１の積層装置について説明する。本発明の積層成形装置は、図１に示されるダイアフラム２１１を備えた真空積層装置２が単独で設けられたものでもよい。更には第１の実施形態の積層成形システム１のプレス装置３の後工程に１台ないしは複数台のプレス装置が配設されたものでもよい。その場合、後工程に設けられるプレス装置は、加圧面に本発明のような弾性シート３２８を備えたものでもよい。または後工程に設けられるプレス装置は、加圧ブロック体と加圧面である金属板状部材の間に緩衝材が設けられたものでもよい。

または積層成形システム１は、図１に示されるダイアフラム２１１を備えた真空積層装置２が配置されておらず、プレス装置３が最初の第１加圧工程の加圧装置となるものでもよい。その場合、プレス装置３は真空チャンバを備えていて真空積層装置を構成する。そのプレス装置３からなる真空積層装置はそれ単独の積層装置でも積層成形システムのラインを構成する。また積層成形システム１は、本発明のプレス装置３（真空チャンバの有無は問わない）の後工程に、プレス装置３と同じプレス装置や、加圧ブロック体の表面に緩衝材を介して加圧面を構成する金属薄板プレートを備えたプレス装置を１台ないし複数台設けたものでもよい。

＜弾性シートの組み合わせや形状のバリエーションの説明＞
次に図５Ａ～図５Ｆにより本発明の弾性シート３２８の周辺部３２８ｂと中央部３２８ａの硬度を異ならせるバリエーションについて説明する。弾性シートは図５Ａに示されるように弾性シート３２８は、２種類のゴム材料ＥａとＥｂからなり、周辺部３２８ｂと中央部３２８ａで重なりなく構成されるものでもよい。また図５Ｂのように弾性シート３２８は、２種類のゴム材料ＥａとＥｂからなり、全面に設けられた硬度の低いゴム材料Ｅｂの中央部３２８ａの凹部Ｅｂ１に相対的に硬度の高いゴム材料Ｅａが配置されたものでもよい。または図５Ｃのように、弾性シート３２８は２種類のゴム材料ＥａとＥｂからなり、両面側の硬度の低いゴム材料Ｅｂの間の中央部３２８ａに硬度の高いゴム材料Ｅａが挟まれたものでもよい。その場合両面側の硬度の低いゴム材料Ｅｂの間の周辺部３２８ｂには、前記両面側のゴム材料Ｅｂと同じ種類の硬度の低いゴム材料Ｅｂが配置される。更には図５Ｄのように片面側の全面をカバーする硬度の低いゴム材料Ｅｂに対して、前記ゴム材料Ｅｂよりも硬度の高いゴム材料Ｅａを中央部３２８ａに配置し、周辺部には前記全面をカバーするゴム材料Ｅｂと同じゴム材料Ｅｂを配置してもよい。

更に弾性シート３２８は、３種類以上のゴム材料等の弾性体からなるものでもよい。一例としては図５Ｅのように両表面側のゴム材料ＥｂとＥｃの硬度が異なり、その間に挟まれるゴム材料については、周辺部３２８ｂがいずれか一方の表面と同じゴム材料ＥｂまたはＥｃであり、中央部は両表面のゴム材料ＥｂまたはＥｃとは異なり、周辺部のゴム材料ＥｂまたはＥｃよりも硬度の高いものとしてもよい。また図５Ｆのように両表面側のゴム材料を同じゴム材料Ｅｃとし、その間に挟まれるゴム材料は周辺部のゴム材料Ｅｂと中央部のゴム材料Ｅａをそれぞれ両表面のゴム材料Ｅｃとは別にし、周辺部のゴム材料Ｅｂは中央部のゴム材料Ｅａよりも硬度が低いものとしてもよい。

これら図５Ａないし図５Ｆの弾性シート３２８は、図において弾性シート３２８の上側が中間積層物Ａ４等の積層物に当接される加圧面３２８ｃとなる（図において弾性シート３２８の下側が金属プレート３２７に当接される）ものでもよく、図において弾性シート３２８の上側が金属プレート３２７に当接され（弾性シート３２８の下側が積層物に当接される加圧面３２８ｃとなるものでもよい。加圧面３２８ｃの側の弾性シート３２８の硬度を全面均一にして、金属プレート３２７に当接するなど加圧面３２８ｃとは反対側の裏面側や中間の弾性シート３２８の硬度を周辺部３２８ｂよりも中央部３２８ａのほうが硬度を高くすることにより、中間積層物Ａ４等の積層物の表面に明確な硬度差に伴う形状変化が現れなくなる場合もある。また弾性シート３２８のゴム材料Ｅａ，Ｅｂ，Ｅｃ等は、耐熱性の接着剤で接着されることが望ましい。または弾性シート３２８のゴム材料Ｅａ，Ｅｂ，Ｅｃ等は、熱融着やボルトで係合されるものでもよい。

また弾性シート３２８は、１枚の素材で中央部３２８ａのほうが周辺部３２８ｂよりも徐々に硬度が高くなるように処理されたものでもよい。または弾性シート３２８は、中央部３２８ａのゴム材料Ｅａと周辺部３２８ｂのゴム材料Ｅｂが加圧面３２８ｃに対して垂直方向ではなく、傾斜方向の面で接合されたものでもよい。その場合、弾性シート３２８は、中央部３２８ａのほうが周辺部３２８ｂよりも徐々に硬度が高くなる。

また弾性シート３２８の周辺部と中央部を平面視した配置関係は、積層物の形状や数に応じて図６に示されるように変更可能である。即ち弾性シート３２８のうち硬度の高い中央部３２８ａの形状は、矩形（正方形と長方形を含む）に限定されず、円形、楕円形、菱形、四隅が面取りされた形状などでもよい。また積層物の個数に応じて、弾性シート３２８の硬度の高い部分が複数設けられたものでもよい。従って本発明における「弾性シートのうち少なくとも前記積層物の外周部に対向する部分の弾性率が前記積層物の中央部に対向する部分の弾性率よりも小さい」とは、積層物の数に応じて弾性シート３２８に、他の部分よりも硬度が高い部分（弾性率の大きい部分）が２つ以上備えられているものを含む。なお図６では、硬度の高い中央部３２８ａはハッチング入りで示し境界Ｘは実線で記載しているが、表面側の加圧面３２８ｃの全体が１枚の均一な弾性シートであり、中心側や裏面側の中央部３２８ａの硬度が高いものも含まれる。

上記の弾性シート３２８の説明は、主に周辺部３２８ｂと中央部３２８ａの硬度の差など物理的性質の差を利用して積層物からの樹脂流動を抑制するものである。しかし弾性シート３２８の熱的影響の差を利用して積層物からの樹脂流動を抑制するものでもよい。具体的には弾性シート３２８のうち少なくとも中間積層物Ａ４等の積層物の外周端部Ａ８に対向する部分の熱伝導特性の一種である熱伝導率が前記積層物の中央部Ａ９に対向する部分の熱伝導特性の一種である熱伝導率よりも小さくする。そのようにすることにより弾性シート３２８の加圧面３２８ｃは、中央部３２８ａは温度が高い状態となり、周辺部３２８ｂは温度の低い状態となる。その結果、周辺部の弾性シート３２８の加圧面３２８ｃに当接される中間積層物Ａ４の外周端部Ａ８付近の樹脂流動は抑制される。なお弾性シート３２８は、周辺部３２８ｂと中央部３２８ａで同じ熱伝導率の緩衝材料を使用し、気孔率の差や他に混合される物質の差により熱伝導特性に差が生じるようにしてもよい。

本発明については、一々列挙はしないが、上記した第１の実施形態のものに限定されず、当業者が本発明の趣旨を踏まえて変更を加えたものや明細書の各記載を掛け合わせたものについても、適用されることは言うまでもないことである。積層成形システム１で積層成形される積層成形品Ａ５は、ビルドアップ基板の他、他の回路基板、半導体ウエハなどでもよく限定されない。また基材層は基板に限定されない。

　この出願は、２０２１年１２月２４日に出願された日本出願特願２０２１－２１１３４４を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

１　積層成形システム
２　真空積層装置
３　プレス装置
２１２，３１２　上盤
２１３，３１４　下盤
３２１，３２２　加圧部材
３２３，３２４　加圧ブロック体
３２６　緩衝材
３２７　金属プレート
３２８　弾性シート
３２８ａ　中央部
３２８ｂ　周辺部
３２８ｃ　加圧面
Ｅａ，Ｅｂ，Ｅｃ　ゴム材料

Claims

対向する盤の間で基材層と樹脂層を含む積層物を所定の温度で加圧する積層装置において、
少なくとも一方の盤には、加圧面を構成する弾性シートが備えられ、前記弾性シートは周辺部の硬度が中央部の硬度よりも低い、積層装置。
プレス装置の対向する盤の間で基材層と樹脂層を含む積層物を所定の温度で加圧する積層装置において、
少なくとも一方の盤には、加圧面を構成する弾性シートが備えられ、加圧時に前記弾性シートのうち少なくとも前記積層物の外周端部に対向する部分に押圧力を伝達するための物理的特性が前記積層物の中央部に対向する部分に押圧力を伝達するための物理的特性よりも小さい、積層装置。
対向する盤の間で基材層と樹脂層を含む積層物を所定の温度で加圧する積層装置において、
少なくとも一方の盤には、加圧面を構成する弾性シートが備えられ、前記弾性シートのうち少なくとも前記積層物の外周部に対向する部分の弾性率が前記積層物の中央部に対向する部分の弾性率よりも小さい、積層装置。
プレス装置の対向する盤の間で基材層と樹脂層を含む積層物を所定の温度で加圧する積層装置において、
少なくとも一方の盤には、加圧面を構成する弾性シートが備えられ、前記弾性シートのうち少なくとも前記積層物の外周部に対向する部分の熱伝導特性が前記積層物の中央部に対向する部分の熱伝導特性よりも小さい、積層装置。
対向する盤の間で基材層と樹脂層を含む積層物を所定の温度で加圧する積層方法において、
少なくとも一方の盤には加圧面を構成する弾性シートが備えられ、
前記弾性シートの弾性率の小さい部分で前記積層物の外周端部を含む部分を押圧し、前記弾性シートの弾性率の大きい部分で前記積層物の中央部分を押圧する積層方法。
前記積層物はビルドアップ基板であることを特徴とする請求項５に記載の積層方法。