(57)【要約】【課題】  従来の一次積層体を作成するための誘電加熱による溶着では、内層まで熱が均一に伝わるのに時間が長くかかるために外層コア材が炭化したり、加熱範囲が肥大化し流動化したプリプレグがコア材端面から流れ出たりして、内層回路に影響を与える等の問題があった。【解決手段】本発明は、一次積層体に加工するために、コア材の金属箔に誘導加熱の磁束を金属箔に平行に印加するE型磁気コアで、金属箔部を発熱させるとともに、同時に発生するローレンツ力によりコア材の各層を均一に加圧して一次積層体を製造することにより上述の課題を解決した。【選択図】              図１
2010114270.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子回路が形成されその周辺部に加熱用の金属箔が設けられているプリント板のコア材と、プリプレグとを交互に重合するように配置された積層体、或いは、プリプレグが既に貼り付けられた電子回路が形成されその周辺部に加熱用の金属箔が設けられているプリント板の積層体を仮溶着して一次積層体に加工するために、プリント板のコア材の金属箔に誘導加熱を行うための磁束を印加する磁気コアと、該磁気コアと積層体の配置を磁気コアより発生する磁束がプリント板のコア材の金属箔に平行に印加されるように配置する機構とを具備し、
磁気コアで発生する磁束内に金属箔を置くことで、金属箔の断面に同時に渦電流を発生させることで金属箔を発熱させるとともに、同時に発生するローレンツ力によりプリント板のコア材の各層を均一に加圧して、各層のコア材とプリプレグ或いは、プリプレグが既に貼り付けられたコア材同士を仮溶着して一次積層体を製造する多層プリント板の溶着装置。
【請求項２】
電子回路が形成されその周辺部に加熱用の金属箔が設けられているプリント板のコア材と、プリプレグとを交互に重合するように配置された積層体、或いは、プリプレグが既に貼り付けられた電子回路が形成されその周辺部に加熱用の金属箔が設けられているプリント板の積層体を仮溶着して一次積層体に加工するために、プリント板のコア材の金属箔に誘導加熱の磁束を印加するための、積層体の上面と下面に設けられた磁気コアと、積層体の上面と下面に設けられた磁気コアと積層体の配置を磁気コアより発生する磁束がプリント板のコア材の金属箔に平行に印加されるように配置する機構とを具備し
積層体の上面と下面の磁気コアを交互に駆動することにより、磁気コアで発生する磁束をプリント板のコア材の金属箔に平行に印加することにより各層コア材の金属箔の断面に上面と下面の磁気コアにより交互に渦電流を発生させて金属箔を発熱させるとともに、同時に発生するローレンツ力によりプリント板のコア材の各層を均一に加圧して、各層のコア材とプリプレグ或いは、プリプレグが既に貼り付けられたコア材同士を仮溶着して一次積層体を製造する多層プリント板の溶着装置。
【請求項３】
請求項１の多層プリント板の溶着装置において、磁気コアと積層体との間に金属板を配置して、各層コア材の金属箔の発熱と同時に金属板も発熱させることにより、各層を均一に加熱することにより各層のコア材とプリプレグ或いは、プリプレグが既に貼り付けられたコア材同士を仮溶着して一次積層体を製造する多層プリント板の溶着装置。
【請求項４】
請求項３の多層プリント板の溶着装置において、磁気コアと積層体との間に配置される金属板を磁気コアと積層体との間に出し入れが出来る機構を具備した多層プリント板の溶着装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項２記載の多層プリント板の溶着装置において、磁気コアにはＥ型磁気コアを使用することを特徴とする多層プリント板の溶着装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項２記載の多層プリント板の溶着装置において、磁気コアにはＵ型磁気コアを使用することを特徴とする多層プリント板の溶着装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項４記載の一次積層体を製造する機構を複数搭載した多層プリント板の溶着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は多層プリント板の溶着装置に関するものである。
本発明の多層プリント板の溶着装置は、多層プリント板の積層プレス前工程において各層のコア材とプリプレグの位置を固定した一次積層体を製作するために使用されるものである。
【背景技術】
【０００２】
多層プリント板は、高密度実装を行うために導体パターンが形成されたコア材と絶縁板のプリプレグとが複数の層に積層されている。
多層プリント板の製造は、プリプレグと、コア材とを交互に重合するように配置し、積層された絶縁板とコア材の表裏の銅箔層を重合させた後、ホットプレスで加熱圧着することによりおこなわれている。
２枚以上のコア材が積層される多層プリント板は、各コア材に形成されたスルーホール等の電気的位置位置を正確に合わせて固定することが必要なために、ホットプレスで加熱圧着される前に、多層に積層されたプリプレグやコア材の位置を予め固定した一次積層体が作成される。
従来、一次積層体の作成は、ハトメ等によって固着する方法が行なわれていたが、ハトメをカシメることによって金属屑の発生や、カシメ時の衝撃により各層に横方向に位置ずれが発生し、これらによって不良が多発していた。
この課題を解決するために最近ではヒーター或いは誘電加熱による局部的な溶着でコア材とプリプレグとを接着する方法が行なわれている。
【０００３】
【特許文献１】特開平０４−９７５９５号公報
【特許文献２】特開平０４−３１４３５５号公報
【特許文献３】特開平０４−３０９４５８５号公報
【特許文献４】特願２００３−５５７２６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の一次積層体を作成するためのヒーターによる局部的な溶着の場合においては、高多層基板のように板厚が厚い多層プリント板はヒーターでは、内層まで熱が均一に伝わるのに時間が長くかかり、その結果、外層コア材が炭化したり、加熱範囲が肥大化し流動化したプリプレグがコア材端面から流れ出たりして、内層回路に影響を与える等の問題があった。
又、加熱部の密着性を高める為に加圧する必要があるが、加圧力により外層に凸凹やシワが出来るなどの不良発生原因であった。
特願２００３−５５７２６５号に示されたような誘電加熱装置では、各プリント基板に設けられた平坦な短絡した巻き線のヒーター回路を加熱するために、多層プリント板に直角に磁束を加えるために多層プリント板の上下に誘導電極を設けているので、その位置合せに手間がかかるだけでなく、密着性を高める為の加圧手段を設ける必要があるため装置が複雑になるなどの問題がある。
本発明は、上記の課題を解決するためのものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、電子回路が形成されその周辺部に加熱用の金属箔が設けられているプリント基板のコア材と、プリプレグとを交互に重合するように配置された積層体、或いは、プリプレグが既に貼り付けられた電子回路が形成されその周辺部に加熱用の金属箔が設けられているプリント板を仮溶着して一次積層体に加工するために、プリント基板のコア材の金属箔に誘導加熱の磁束を金属箔に平行に印加する磁気コアを使用して、磁気コアで発生する磁束内に金属箔部を置くことで、
金属箔の断面に渦電流を発生させて金属箔を発熱させるとともに、同時に発生するローレンツ力によりプリント基板のコア材の各層を均一に加圧して、各層のコア材とプリプレグ或いは、プリプレグが既に貼り付けられたコア材同士を仮溶着して一次積層体を製造する多層プリント板の溶着装置を実現することにより上述の課題を解決するものである。
本発明は、積層プレス前の仮溶着において、より高品質で、より高い生産性を提供することが出来る。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の多層プリント板の溶着装置は、磁気コアによって各層コア材の金属箔の断面に同時に渦電流を発生させることで、各層の金属箔に発熱とローレンツ力が均等に発生するので各層に熱及び、歪みの不均一が発生せずコア材の横ずれを防止でき、従来の一次積層体を製造する工法に比べて各層の強固な接着性及び、歪みの発生の無い品質の安定した良質の一次積層体の生産性が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の一実施を図面に基づいて説明する。
図１は、一次積層体に加工されるコア材とプリプレグの状態を示したもので、（ａ）はその断面、（ｂ）はコア材の上面を示した図である。
図１において、２０.３０は一次積層体に加工される電子回路が形成されているプリント板のコア材である。
２１.２２.２３.２４はコア材２０の電子回路外の周辺部の表面と裏面に設けられた加熱用の金属箔である。３１.３２.３３.３４はコア材３０の電子回路外の周辺部の表面と裏面に設けられた加熱用の金属箔である。
加熱用の金属箔は通常は、プリント板の表面と裏面に設けられるがプリプレグが挟まれない外側のプリント板では表面の加熱用の金属箔が設けられないこともある。
コア材と金属箔の位置関係は図１の（ｂ）に示すように、コア材２０の電子回路外の周辺部の４辺の両面に金属箔２１.２２.２３.２４が設けられている。コア材３０の金属箔の位置関係もコア材２０と同様である。
尚、コア材の金属箔の位置関係は、図１の実施例に限定されるものではなく、プリント板に対応した仮溶着に効果的な位置と設置箇所を任意に設定することが可能である。
４０はプリプレグである。
【０００８】
２枚のコア材２０と３０はプリプレグ４０を挟んで基準位置に合わせて配置され一次積層体を構成するものである。
プリプレグ４０は、ガラスクロスまたはガラス不織布等に、溶剤で希釈した熱硬化性樹脂を含浸させて表層部を半硬化状態に形成したシート状の接着用絶縁材料からなる絶縁板等が多く使用され、加熱後、約７０℃前後で溶け始め、約１７０℃前後で硬化する特性を有している。
図１に示す、一次積層体のコア材２０.３０の周辺部に設けられた加熱用の金属箔２１.２２.２３.２４.
３１.３２.３３.３４に磁束を加えて誘導過熱することによりコア材とプリプレグを接着して一次積層体が作成される。
【０００９】
図２は、本発明の多層プリント板の溶着装置の磁気コア部分の構成を説明する図で、（ａ）はその構造図、（ｂ）は加熱動作の説明図である。
図２において、５０は、E型磁気コアである。５１はE型に磁気コアに巻かれたコイルである。
１０は、図１に示した一次積層体に加工されるコア材とプリプレグである。コア材とプリプレグ１０は、図１と同一の符号を付してその説明を省略する。
６０は、一次積層体に加工されるコア材とプリプレグ１０を固定する固定具である。
【００１０】
一次積層体に加工するための加熱を行う場合には、コア材とプリプレグ１０を固定具６０に固定して、図２の（ｂ）に示すように、一次積層体に加工されるコア材とプリプレグ１０に接する位置にセットした上状態でE型磁気コア５０のコイル５１に交流電流を流す。
E型磁気コア５０のコイル５１に交流電流が流されると、図２の（ｂ）に示すような交番磁束が発生し、一次積層体に加工されるコア材とプリプレグ１０に加えられる。交番磁束は、図２の（ｂ）に示すようにコア材２０、３０の金属箔２１,３１に水平方向に加えられることにより金属箔の断面に交番磁束を妨げる方向に渦電流が発生して金属箔２１、３１が発熱する。
【００１１】
金属箔２１,３１の温度が約７０℃前後に上昇すると、プリプレグ４０が溶け始め、コア材２０.３０とプリプレグ４０との接触面が溶着し始め、約１７０℃前後でプリプレグ４０が硬化するため、コア材２０.３０がプリプレグ４０に接着されて仮溶着される。プリプレグ４０が溶着された部分はプリプレグ４０の硬化により、プリプレグ４０とコア材２０.３０が一体化されるので、例えホットプレスで加圧される際の斜めの力が発生してもコア材２０.３０が横ずれすることはない。
またこの金属箔２１、３１の断面に流れる渦電流によって図２の（ｂ）に示すようなローレンツ力が発生し金属箔２１,３１が加圧されるので、各層コア材とプリプレグが、加圧されることにより、密着し溶着されるので銅箔のしわ発生を防止することができ均一な溶着をさせることが出来る。
本発明では、E型磁気コア５０で発生する磁束により、一次積層体に加工されるコア材とプリプレグ１０のコア材の金属箔の断面に渦電流を発生させることで金属箔を発熱させるとともに、同時に発生するローレンツ力によりプリント基板のコア材の各層を均一に加圧して、各層のコア材とプリプレグ或いは、プリプレグが既に貼り付けられたコア材同士を仮溶着することが出来る。
【００１２】
図３は、本発明の多層プリント板の溶着装置の他の実施例の構成を説明する図である。
図３において、図２と同一の部分には同一の符号をつけてその説明を省略する。
図３の実施例は、E型磁気コア５０を一次積層体の上面と下面に配置して、厚い一次積層体の溶着の時間を短縮するようにしたものである。
１１は一次積層体に加工されるプリント基板のコア材とプリプレグである。
９０はプリント基板のコア材、４１はプリプレグである。
プリント板のコア材９０とプリプレグ４１は、図１に示したコア材２０、３０とともに６層に積層されるものである。
３枚のコア材２０,３０,９０は２枚のプリプレグ４０,４１を挟んで基準位置にあわせて６層の一次積層体に加工される。
E型磁気コア５０は一次積層体に加工されるプリント基板のコア材とプリプレグ１１の上面と下面の対称の位置に配置されている。
【００１３】
一次積層体の層数が増え厚くなった場合、E型磁気コアに近い位置のコア材と遠い位置のコア材の金属箔に流れる渦電流の強さが変わるために、均一の温度にならないために接着が不均一になることがある。これを防止するために、E型磁気コア５０を上下に位置して交互に磁束を発生させることにより、上下のE型磁気コアに近い位置のコア材と遠い位置のコア材の金属箔に流れる渦電流を均一にするようにしたものである。
上面と下面のE型磁気コア５０はその磁束が打ち消しあわないように交互に駆動される。
図３の実施例では、構成する層数が増え一次積層体が厚くなった場合、E型磁気コア５０を上下に位置して交互に磁束を発生させるようにしたことにより、厚い一次積層体の溶着時間を短縮させ容易に確実に溶着することが可能である。
【００１４】
図４は、本発明の多層プリント板の溶着装置の他の実施例の磁気コア部分の構成を説明する図である。
図４において、図２と同一の部分には同一の符号をつけてその説明を省略する。
図４において、７０は金属板である。
金属板７０はE型磁気コア５０と一次積層体に加工されるプリント基板のコア材１０との間に配置されている。
図４の実施例においては、E型磁気コア５０と一次積層体に加工されるプリント基板のコア材１０の間に金属板７０を挟むことで金属板７０自体を発熱させ、一次積層体１０の外層の溶着箇所に金属箔がない場合、従来のヒーターと同等の機能を持たすこともでき、外層及び内層が加熱されて効率的に溶着することが可能となる。
又、金属板７０をE型磁気コア５０と積層体１０との間に出し入れが出来る機構を設けることにより、金属箔の加熱温度を調節できる。
図４の実施例においても、E型磁気コア５０で発生する磁束内に金属箔部を置くことで、金属箔部を発熱させるとともに、同時に発生するローレンツ力によりプリント基板のコア材の各層を均一に加圧して、各層のコア材とプリプレグ或いは、プリプレグが既に貼り付けられたコア材同士を仮溶着して一次積層体を製造する。
本発明は、積層プレス前の仮溶着において、より高品質で、より高い生産性を提供することが出来る。
【００１５】
上記の実施例においては、本発明の多層プリント板の溶着装置の磁気コアにE型磁気コアを使用した例について説明したが、本発明に使用する磁気コアは、E型磁気コアに限定されるものではなく、交番磁束をコア材の金属箔に水平方向に加えられるものであればよい。
図５は、本発明の多層プリント板の溶着装置の磁気コア部分の他の構成を説明する図である。
図５において、図１、図２と同一の部分には同一の符号をつけてその説明を省略する
図５において、５２はＵ型の磁気コアである。５３はＵ型の磁気コア磁気コアに巻かれたコイルである。
一次積層体に加工するための加熱を行う場合には、図２と同様にコア材とプリプレグ１０を固定具６０に固定して、一次積層体に加工されるコア材とプリプレグ１０に接する位置にセットした上状態でＵ型磁気コア５３のコイル５４に交流電流を流す。
Ｕ型磁気コア５２のコイル５３に交流電流が流されると、図５に示すようにコア材２０、３０の金属箔２１,３１に水平方向に交番磁束が発生し、一次積層体に加工されるコア材とプリプレグ１０に加えられる。コア材２０、３０の金属箔２１,３１に水平方向に加えられることにより金属箔の断面に交番磁束を妨げる方向に渦電流が発生して図２と同様に金属箔２１、３１が発熱し、コア材が接着され一次積層体が製造される。
【００１６】
図６は、本発明の多層プリント板の溶着装置の全体構成の一例を説明する図である。
図６において、図１、図２と同一の部分には同一の符号をつけてその説明を省略する。
図６において、８０は多層プリント板の溶着装置を示し、８１は多層プリント板の溶着装置８０の溶着部を示し、８２は多層プリント板の溶着装置８０の位置決め搬送部を示している。８３は多層プリント板の溶着装置の制御部である。
多層プリント板の溶着装置の溶着部８１には、図２乃至図４に示したE型磁気コア５０が複数個配置されている。
多層プリント板の溶着装置８０の位置決め搬送部８２には一次積層体に加工されるコア材とプリプレグ１０を固定する固定具６０と固定具６０を移動させる移動機構が設けられている。
【００１７】
図６に示す多層プリント板の溶着装置８０では、一次積層体に加工されるコア材とプリプレグ１０が搬送部８２の固定具６０に固定されると、移動機構により溶着部８１に移動されE型磁気コア５０の所定の位置にセットされる。
一次積層体に加工されるコア材とプリプレグ１０が溶着部８１に移動されE型磁気コア５０の所定の位置にセットされると、E型磁気コア５０が駆動される。
E型磁気コア５０で発生する磁束により、一次積層体に加工されるコア材とプリプレグ１０のコア材の金属箔の断面に渦電流を発生させることで金属箔を発熱させるとともに、同時に発生するローレンツ力によりプリント基板のコア材の各層を均一に加圧して、各層のコア材とプリプレグ或いは、プリプレグが既に貼り付けられたコア材同士を仮溶着して一次積層体を製造する。
【００１８】
以上の説明より明らかなように、本発明の多層プリント板の溶着装置は、磁気コアによってプリント板のコア材の金属箔に誘導加熱の磁束を平行に印加することにより各層のコア材の金属箔の断面に同時に渦電流を発生させて発熱させるとともに、同時に発生するローレンツ力によりプリント基板のコア材の各層を均一に加圧して、仮溶着を行うようにしたものである。
【００１９】
このため、本発明の多層プリント板の溶着装置は、磁気コアによって各層コア材の金属箔の断面に渦電流を発生させることで、各層の金属箔に発熱とローレンツ力が均等に発生するので各層に熱及び、歪みの不均一が発生せずコア材の横ずれを防止でき、従来の一次積層体を製造する工法に比べて各層の強固な接着性及び、歪みの発生の無い品質の安定した良質の一次積層体の生産性が実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明は、各種のプリント基板の加工事業や各種の電子産業で利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に使用される一次積層体に加工されるコア材とプリプレグの状態を示したものである。
【図２】本発明の多層プリント板の溶着装置の磁気コア部分の構成を説明する図である。
【図３】本発明の多層プリント板の溶着装置の他の実施例の磁気コア部分の構成を説明する図である。
【図４】本発明の多層プリント板の溶着装置の他の実施例の磁気コア部分の構成を説明する図である。
【図５】本発明の多層プリント板の溶着装置の磁気コア部分の他の構成を説明する図である。
【図６】本発明の多層プリント板の溶着装置の全体構成の一例を説明する図である。
【符号の説明】
【００２２】
１０・・・一次積層体に加工されるコア材とプリプレグ
１１・・・一次積層体に加工される６層のコア材
２０.３０.９０・・・一次積層体に加工される電子回路が形成されているプリント板のコア材
２１.２２.２３.２４・・・コア材２０の周辺部に設けられた加熱用の金属箔
３１.３２.３３.３４・・・コア材３０の周辺部に設けられた加熱用の金属箔
４０・・・プリプレグ
４１・・・４０と同様のプリプレグ
５０・・・E型磁気コア
５１・・・E型磁気コアに巻かれたコイル
５２・・・Ｕ型の磁気コア
５３・・・Ｕ型の磁気コア磁気コアに巻かれたコイル
６０・・・一次積層体に加工されるコア材とプリプレグ１０を固定する固定具
７０・・・金属板
８０・・・多層プリント板の溶着装置
８１・・・多層プリント板の溶着装置８０の溶着部
８２・・・多層プリント板の溶着装置８０の位置決め搬送部
８３・・・多層プリント板の溶着装置の制御部
【図１】
2010114270.tif 000003
【図２】
2010114270.tif 000004
【図３】
2010114270.tif 000005
【図４】
2010114270.tif 000006
【図５】
2010114270.tif 000007
【図６】
2010114270.tif 000008