(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂含有シートを含む未接着の積層体からなり、加熱領域と加熱禁止領域とを含む熱圧着対象を熱圧着する熱圧着装置であって、
前記熱圧着対象を載置する載置面を有し、加熱可能な熱圧着ステージと、
前記熱圧着ステージ上に載置された前記熱圧着対象に対してガスを噴射する複数のガス噴射口を含むガス噴射部とを有し、
前記ガス噴射部は前記ガスが供給される複数の貫通孔を有する板状部材からなり、個々の前記貫通孔の前記熱圧着ステージ側の開口部が前記ガス噴射口であり、
前記複数のガス噴射口は、前記加熱領域に対向するように配置が設計され、前記樹脂含有シートの軟化温度以上の相対的に温度の高い高温ガスを噴射する少なくとも１つの高温ガス噴射口と、前記加熱禁止領域に対向するように配置が設計され、前記樹脂含有シートの軟化温度未満の相対的に温度の低い低温ガスを噴射する少なくとも１つの低温ガス噴射口とを含み、
前記熱圧着ステージ上に載置された前記熱圧着対象に対して、前記ガス噴射部から前記高温ガスと前記低温ガスとを同時に噴射させて、前記熱圧着対象を加圧する、
熱圧着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱圧着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリント配線基板は例えば、以下のように製造される。
必要に応じて、あらかじめ、電極、配線、および各種電子部品（例えば、チップ抵抗およびチップコンデンサ等）等を含む回路が形成された基板を用意する。
次に、上記基板上にプリプレグ（樹脂含有シート、接着シート）を載置する。
次に、上記基板とプリプレグとを熱圧着する。この熱圧着により、プリプレグはいったん軟化した後硬化して絶縁層となる。熱圧着温度は例えば、１６０〜１７０℃程度である。
【０００３】
従来、上記熱圧着には、
熱圧着対象が載置される平坦な載置面を有し、加熱可能な熱圧着ステージと、
上記熱圧着ステージに対して対向配置され、かつ、上下に移動可能であり、熱圧着対象をプレスする平坦なプレス面を有し、加熱可能な熱圧着ヘッドとを備えた熱圧着装置が用いられている（特許文献１の図７を参照）。
この熱圧着装置では、熱圧着ステージの平坦な載置面と熱圧着ヘッドの平坦なプレス面とで熱圧着対象を挟持することで、熱圧着対象をプレスしながら加熱する。
【０００４】
上記従来の熱圧着装置では、一対の平坦面（熱圧着ステージの平坦な載置面および熱圧着ヘッドの平坦なプレス面）で熱圧着対象を挟持するため、熱圧着対象の表面形状等によっては、熱圧着対象の全面を均一に加圧することが難しい。
また、上記従来の熱圧着装置では、熱圧着ヘッドが熱圧着対象に接触するため、熱圧着ヘッドの汚染が避けられない。
【０００５】
特許文献１には、
平坦面上に重ね合わせてセットされた一方の電子部品と他方の電子部品を加熱しつつ加圧して電気的に接合する熱圧着装置であって、
前記平坦面が電熱加熱されるワーク支持台を備えた固定側の熱圧着ステージと、
加熱された圧搾空気を噴出する熱圧着ヘッドを担持して前記ワーク支持台に接近離間する方向へ往復動可能であり、接近時の前記熱圧着ヘッドと前記ワーク支持台との間に前記一方と他方の電子部品同士を前記圧搾空気によって加圧して接合できる高圧空間を形成する可動側の熱圧着ステージと、
を備えていることを特徴とする電子部品の熱圧着装置が提案されている（請求項５）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平10-214865号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載の熱圧着装置では、高圧空間で拡散された圧搾空気によって熱圧着対象の全面を均一に加圧して熱圧着することができる（請求項２、要約書等）。
なお、特許文献１において、圧搾空気（２６）は、ホットガス発生器（２４）に生成された熱気である（段落００２１）。
特許文献１に記載の熱圧着装置では、熱圧着ヘッドが熱圧着対象に対して非接触であり、熱圧着ヘッドの汚染が抑制される。
【０００８】
特許文献１に記載の熱圧着装置では、熱圧着対象の全面に対して均一に加熱および加圧を行う。そのため、熱圧着対象に加熱されないことが好ましい加熱禁止領域があっても、その領域も必然的に加熱されてしまう。
例えば、上記プリント配線基板の製造に使用されるプリプレグには、必要に応じて、あらかじめ層間接続用および／または部品内蔵用の孔が形成されている場合がある。かかるプリプレグの全面を均一に加熱および加圧すると、プリプレグの加熱による軟化および加圧により孔が変形する恐れがある。したがって、プリプレグにおいて、孔の形成領域は加熱されないことが好ましい。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、加熱禁止領域を含む熱圧着対象に対して、加熱禁止領域を加熱することなく、その他の領域を良好に熱圧着することが可能な熱圧着装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の熱圧着装置は、
樹脂含有シートを含む未接着の積層体からなり、加熱領域と加熱禁止領域とを含む熱圧着対象を熱圧着する熱圧着装置であって、
前記熱圧着対象を載置する載置面を有し、加熱可能な熱圧着ステージと、
前記熱圧着ステージ上に載置された前記熱圧着対象に対してガスを噴射する複数のガス噴射口を含むガス噴射部とを有し、
前記複数のガス噴射口は、前記加熱領域に対向して配置され、前記樹脂含有シートの軟化温度以上の相対的に温度の高い高温ガスを噴射する少なくとも１つの高温ガス噴射口と、前記加熱禁止領域に対向して配置され、前記樹脂含有シートの軟化温度未満の相対的に温度の低い低温ガスを噴射する少なくとも１つの低温ガス噴射口とを含み、
前記熱圧着ステージ上に載置された前記熱圧着対象に対して、前記ガス噴射部から前記高温ガスと前記低温ガスとを同時に噴射させて、前記熱圧着対象を加圧するものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、加熱禁止領域を含む熱圧着対象に対して、加熱禁止領域を加熱することなく、その他の領域を良好に熱圧着することが可能な熱圧着装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る一実施形態の熱圧着装置の模式断面図である。
【図２】本発明に係る一実施形態の熱圧着装置の模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
「熱圧着装置」
図面を参照して、本発明に係る一実施形態の熱圧着装置について、説明する。
図１は、熱圧着対象を熱圧着している様子を示す模式断面図である。
【００１４】
図１に示すように、
本実施形態の熱圧着装置１０は、
熱圧着対象２０を載置する平坦な載置面１１Ｓを有する熱圧着ステージ１１と、
熱圧着ステージ１１と対向配置され、熱圧着ステージ１１上に載置された熱圧着対象２０に対してガスを噴射する複数のガス噴射口を含むガス噴射部１２とを有する。
【００１５】
本実施形態において、熱圧着対象２０は、樹脂含有シートを含む未接着の積層体である。
熱圧着対象２０は、加熱される加熱領域２２Ｈと、加熱されないことが好ましい加熱禁止領域２２Ｃとを含む。
本実施形態の熱圧着装置１０は、樹脂含有シートを含む未接着の積層体からなり、加熱領域と加熱禁止領域とを含む未接着の積層体からなる任意の熱圧着対象２０に適用でき、プリント配線基板等の製造に好ましく用いられる。
【００１６】
本実施形態において、熱圧着対象２０はプリント配線基板の製造途中の未接着の積層体であり、基板２１とその上に載置されたプリプレグ（樹脂含有シート、接着シート）２２とを含む。
基板２１は特に制限されず、ガラス繊維製クロスにエポキシ樹脂を含浸させたガラスエポキシ基板等が好ましい。
基板２１には必要に応じて、あらかじめ、電極、配線、および各種電子部品（例えば、チップ抵抗およびチップコンデンサ等）等を含む回路（図示略）が形成されている。
【００１７】
本実施形態において、プリプレグ２２にはあらかじめ層間接続用または部品内蔵用の孔２２Ｘが形成されている。図示例では、孔２２Ｘは貫通孔である。孔２２Ｘの径、平面形状、および個数は適宜設計される。
【００１８】
プリプレグ２２の孔２２Ｘの形成領域が加熱されると、プリプレグ２２の加熱による軟化および加圧により孔２２Ｘが変形する恐れがある。
本実施形態では、孔２２Ｘの形成領域が加熱禁止領域２２Ｃであり、その他の領域が加熱領域２２Ｈである。
【００１９】
熱圧着対象２０が載置される熱圧着ステージ１１は、ヒータ（図示略）により加熱可能とされている。
熱圧着ステージ１１は、位置が固定されている。
【００２０】
ガス噴射部１２は公知技術により、高さ方向に移動可能とされ、熱圧着ステージ１１との離間距離が調節可能とされている。
ガス噴射部１２は複数の貫通孔１２Ｘを有する板状部材であり、公知技術により、各貫通孔１２Ｘの上端側にガスが供給され、下端側からガスが噴出されるようになっている。各貫通孔１２Ｘの下端側開口部（熱圧着ステージ１１側の開口部）がガス噴射口となっている。
ガスの種類は特に制限されず、空気等である。
【００２１】
本実施形態において、複数のガス噴射口は、熱圧着対象２０の加熱領域２２Ｈに対向して配置され、相対的に温度の高い高温ガスを噴射する少なくとも１つの高温ガス噴射口１２Ａと、加熱禁止領域２２Ｃに対向して配置され、プリプレグ２２（樹脂含有シート）の軟化温度未満の相対的に温度の低い低温ガスを噴射する少なくとも１つの低温ガス噴射口１２Ｂとを含む。
図示例では、面状の熱圧着対象２０の全面を良好に加圧できるよう、高温ガス噴射口１２Ａおよび低温ガス噴射口１２Ｂはいずれも複数設けられている。
高温ガス噴射口１２Ａおよび低温ガス噴射口１２Ｂの径、個数、およびピッチは、適宜設計される。
【００２２】
図中、符号１２Ｈは、ガス噴射部１２において、高温ガス噴射口１２Ａが設けられた高温ガス噴射部を示し、符号１２Ｃは、ガス噴射部１２において、低温ガス噴射口１２Ｂが設けられた低温ガス噴射部を示す。
【００２３】
高温ガスの温度はプリプレグ２２（樹脂含有シート）の軟化温度以上であり、例えば１６０〜１７０℃程度である。公知技術により空気等のガスを熱圧着に好適な温度に加熱して、高温ガスとしてガス噴射部１２に供給することができる。
低温ガスの温度はプリプレグ２２（樹脂含有シート）の軟化温度未満であり、例えば１５０℃以下である。空気等のガスを特に加熱せず、環境温度のまま低温ガスとしてガス噴射部１２に供給することができる。
【００２４】
熱圧着装置１を用いて、熱圧着は以下のように実施することができる。
【００２５】
あらかじめ、熱圧着ステージ１１とガス噴射部１２とは充分に離間させておく。この状態で、熱圧着ステージ１１の載置面１１Ｓに、基板２１とその上に載置されたプリプレグ（樹脂含有シート）２２とを含む未接着の積層体からなる熱圧着対象２０を載置する。
このとき、図示するように、基板２１が熱圧着ステージ１１側に配置され、プリプレグ２２がガス噴射部１２側に配置される。
【００２６】
次に必要に応じて、ガス噴射部１２を降下させ、熱圧着対象２０に対してガス噴射部１２を近付ける。ガス噴射部１２の高さ位置は、ガス噴射部１２が熱圧着対象２０に接触せず、かつ、ガス噴射圧により熱圧着対象２０の全面が良好に加圧される範囲内に設定される。
【００２７】
次に、ガス噴射部１２の高温ガス噴射口１２Ａと低温ガス噴射口１２Ｂとから同時にガスを噴射させる。
高温ガス噴射口１２Ａからは、プリプレグ２２（樹脂含有シート）の軟化温度以上の相対的に温度の高い高温ガスが噴射される。
低温ガス噴射口１２Ｂからは、プリプレグ２２（樹脂含有シート）の軟化温度未満の相対的に温度の低い低温ガスが噴射される。
【００２８】
本実施形態の熱圧着装置１０では、熱圧着ステージ１１上に載置された熱圧着対象２０に対して、ガス噴射部１２から高温ガスと低温ガスとを同時に噴射させて、熱圧着対象２０を加圧する。この際、熱圧着対象２０の加熱領域２２Ｈは高温ガスにより加熱されるので、プリプレグ２２が軟化した後硬化する。一方、熱圧着対象２０の加熱禁止領域２２Ｃは、低温ガスにより熱圧着対象２０の軟化温度未満の比較的低温に保持され、高温に晒されないので、孔２２Ｘの変形が抑制される。したがって、本実施形態では、加熱禁止領域２２Ｃを熱から保護しつつ、熱圧着対象２０全体を良好に熱圧着することができる。
【００２９】
本実施形態の熱圧着装置１０では、熱圧着対象２０に対してガス噴射部１２を接触させず、ガス噴射圧を利用して熱圧着対象２０を加圧する。
したがって、熱圧着対象２０との接触に起因するガス噴射部１２の汚染が抑制される。
また、特許文献１の図７に記載の熱圧着装置と異なり、熱圧着対象２０の表面形状によらず、熱圧着対象２０全体を良好に熱圧着することができる。
例えば図２に示す例では、プリプレグ２２にはあらかじめ、部品内蔵用の孔（図示例では貫通孔）２２Ｘが形成され、さらに孔２２Ｘ内に電子部品３０が内蔵されている。この電子部品３０はプリプレグ２２の主表面よりも突出している。電子部品３０は例えば、チップ抵抗およびチップコンデンサ等である。
図２に示す例のように、熱圧着対象２０の表面に部分的に突出した部分があっても、熱圧着対象２０に対してガス噴射部１２を接触させることなく、熱圧着対象２０全体を良好に熱圧着することができる。
図２に示す例では、電子部品３０が低温ガスにより熱圧着対象２０の軟化温度未満の比較的低温に保持され、熱から保護される効果も得られる。
【００３０】
以上説明したように、本実施形態によれば、加熱禁止領域２２Ｃを含む熱圧着対象２０に対して、加熱禁止領域２２Ｃを加熱することなく、その他の領域を良好に熱圧着することが可能な熱圧着装置１０を提供することができる。
【００３１】
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、適宜設計変更が可能である。
【符号の説明】
【００３２】
１０  熱圧着装置
１１  熱圧着ステージ
１１Ｓ  載置面
１２  ガス噴射部
１２Ｘ  貫通孔
１２Ａ  高温ガス噴射口
１２Ｂ  低温ガス噴射口
１２Ｈ  高温ガス噴射部
１２Ｃ  低温ガス噴射部
２０  熱圧着対象
２１  基板
２２  プリプレグ（樹脂含有シート）
２２Ｃ  加熱禁止領域
２２Ｈ  加熱領域
２２Ｘ  孔
３０  電子部品
【図１】
0006424709.tif 000002
【図２】
0006424709.tif 000003