(57)【要約】【課題】基板にフィルム状材料をラミネートする際、平坦化工程後にも気泡や空所を残さない。【解決手段】真空プレス設備は、第一の真空プレス装置Ａと第二の真空プレス装置Ｃとを備える。第一の真空プレス装置Ａは、フィルム状材料１を表面に保持した基板２を減圧雰囲気中で加熱および加圧することによりフィルム状材料１を基板２の表面に積層し且つ埋め込む。第二の真空プレス装置Ｃは、フィルム状材料１を表面に積層され且つ埋め込まれた基板２を減圧雰囲気中で加熱および加圧することによりフィルム状材料１の外表面を平坦化する。第一の真空プレス装置Ａと第二の真空プレス装置Ｃとの間には、フィルム状材料１を表面に積層され且つ埋め込まれた基板２を強制的に冷却する冷却装置Ｂが設けられる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルム状材料を基板に積層し且つ埋め込み、さらに基板上のフィルム状材料を平坦化するための真空プレス方法であって、
フィルム状材料を表面に保持した基板を第一の真空プレス装置にて減圧雰囲気中で加熱および加圧することによりフィルム状材料を基板の表面に積層し且つ埋め込む段階と、
フィルム状材料を表面に積層され且つ埋め込まれた基板を第二の真空プレス装置にて減圧雰囲気中で加熱および加圧することによりフィルム状材料の外表面を平坦化する段階と、
を備え、
前記積層し且つ埋め込む段階と前記平坦化する段階との間に、フィルム状材料を表面に積層され且つ埋め込まれた基板を強制的に冷却する段階が設けられることを特徴とする、
真空プレス方法。
【請求項２】
フィルム状材料を基板に積層し且つ埋め込み、さらに基板上のフィルム状材料を平坦化するための真空プレス設備であって、
フィルム状材料を表面に保持した基板を減圧雰囲気中で加熱および加圧することによりフィルム状材料を基板の表面に積層し且つ埋め込むための第一の真空プレス装置と、
フィルム状材料を表面に積層され且つ埋め込まれた基板を減圧雰囲気中で加熱および加圧することによりフィルム状材料の外表面を平坦化するための第二の真空プレス装置と、
を備え、
フィルム状材料を表面に積層され且つ埋め込まれた基板を強制的に冷却する冷却装置がさらに設けられることを特徴とする、
真空プレス設備。
【請求項３】
長手方向に走行可能な上下一対のフィルムベルトを含む搬送手段であって、フィルム状材料および基板を該一対のフィルムベルト間に保持したまま走行し、フィルム状材料および基板を前記第一の真空プレス装置、前記冷却装置および前記第二の真空プレス装置へと順次搬送し、且つ、各装置において処理を受けさせることが可能な搬送手段をさらに備えることを特徴とする、請求項２に記載の真空プレス設備。
【請求項４】
前記冷却装置が、フィルム状材料を表面に積層され且つ埋め込まれた基板の両面に冷却用媒体を直接または間接的に接触させる装置であることを特徴とする、請求項２または３に記載の真空プレス設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルム状材料を加熱および加圧することにより該フィルム状材料を基板上に積層し、埋め込み、さらに基板上のフィルム材料を平坦化するための真空プレス方法および真空プレス設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリント回路用基板で、導電性パターンを形成するなどの理由により表面に凹凸や穴が生じているものがある。このような基板の表面にフィルム状の絶縁材や感光材のようなフィルム状材料を貼り付ける場合、通常のラミネータを用いると、基板表面の凹部や穴に気泡が残りやすく、その結果、不良品を多く発生させることになる。
【０００３】
この問題は、減圧雰囲気の中でフィルム状材料を基板表面にラミネートする真空プレス装置を用いることにより解消された。減圧雰囲気中でフィルム状材料を基板表面にプレスすることにより、フィルム状材料は基板表面の凹凸や穴に気泡を残すことなくラミネートされる。
【０００４】
一般に減圧雰囲気中でフィルム状材料を基板の凹凸表面にラミネートする場合、この凹凸形状に追従して変形しやすい弾性体を用いてフィルム状材料を基板表面に押圧する。すると、フィルム状材料の内表面は基板の凹凸形状にならうようにして隙間なく密着できるが、フィルム状材料の外表面もまた基板の凹凸形状にならうように変形してしまう。フィルム状材料の外表面に凹凸形状があると後工程に悪影響をおよぼすので、これを解消するため、従来は大気中で作動するプレス装置を用いてフィルム状材料の外表面を平坦化するようにしていた。
【０００５】
しかしながら、フィルム状材料の外表面の凹凸形状面と大気中で作動するプレス装置の平滑な加圧面との間に空気が閉じこめられるため、プレス装置の加圧面にどんなに大きな圧力を加えてもフィルム状材料の平坦化には限度があった。すなわち、閉じこめられた空気による気泡は、大きな力を受けて縮小することはあっても、無くなることはないからである。
【０００６】
この問題を解消するために考えられたのは、平坦化を真空プレス装置で行うことである。しかしながら、真空プレス装置でフィルム状材料を基板表面にラミネートした後、次工程において真空プレス装置によりフィルム状材料の外表面を平坦化しようとすると、減圧時にフィルム状材料内に空所が発生して、平坦化工程後もこの空所が残ってしまう傾向が強い。この空所が後の露光工程に悪い影響を与えることは言うまでもない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、平坦化工程後にも気泡や空所を残さないような真空プレス方法および真空プレス設備を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
フィルム状材料の外表面の平坦化工程において減圧時にフィルム状材料内に空所が発生する理由の詳細は未だ明らかになされていない。しかしながら本発明の発明者は、このような空所の発生がフィルム状材料の温度と関係があることをつきとめ、平坦化工程の前にフィルム状材料の温度を低下させることにより空所の発生を抑制することができることを実験によって確認した。
【０００９】
そこで本発明によれば、上記課題を解決するため、
フィルム状材料を基板に積層し且つ埋め込み、さらに基板上のフィルム状材料を平坦化するための真空プレス方法であって、
フィルム状材料を表面に保持した基板を第一の真空プレス装置にて減圧雰囲気中で加熱および加圧することによりフィルム状材料を基板の表面に積層し且つ埋め込む段階と、
フィルム状材料を表面に積層され且つ埋め込まれた基板を第二の真空プレス装置にて減圧雰囲気中で加熱および加圧することによりフィルム状材料の外表面を平坦化する段階と、
を備え、
前記積層し且つ埋め込む段階と前記平坦化する段階との間に、フィルム状材料を表面に積層され且つ埋め込まれた基板を強制的に冷却する段階が設けられることを特徴とする、
真空プレス方法が提供される。
【００１０】
さらに本発明によれば、
フィルム状材料を基板に積層し且つ埋め込み、さらに基板上のフィルム状材料を平坦化するための真空プレス設備であって、
フィルム状材料を表面に保持した基板を減圧雰囲気中で加熱および加圧することによりフィルム状材料を基板の表面に積層し且つ埋め込むための第一の真空プレス装置と、
フィルム状材料を表面に積層され且つ埋め込まれた基板を減圧雰囲気中で加熱および加圧することによりフィルム状材料の外表面を平坦化するための第二の真空プレス装置と、
を備え、
フィルム状材料を表面に積層され且つ埋め込まれた基板を強制的に冷却する冷却装置がさらに設けられることを特徴とする、
真空プレス設備も提供される。
【００１１】
真空プレス設備においては、長手方向に走行可能な上下一対のフィルムベルトを含む搬送手段であって、フィルム状材料および基板を該一対のフィルムベルト間に保持したまま走行し、フィルム状材料および基板を前記第一の真空プレス装置、前記冷却装置および前記第二の真空プレス装置へと順次搬送し、且つ、各装置において処理を受けさせることが可能な搬送手段をさらに備えるようにしてもよい。
【００１２】
前記冷却装置は、フィルム状材料を表面に積層され且つ埋め込まれた基板の両面に冷却用媒体を直接または間接的に接触させる装置とすることができる。具体的には、雰囲気温度またはそれ以下の温度の空気を冷却用媒体として基板の両面に吹き付ける送風機であってもよいし、冷却された固体を冷却用媒体として基板の両面に押し当てる装置であってもよい。基板の冷却は、直接基板に対して行ってもよいし、搬送用のフィルムベルトを介して行ってもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、第一の真空プレス装置によって、凹凸のある基板の表面にフィルム状材料を隙間無く積層し且つ埋め込むことができるとともに、続いてフィルム状材料の外表面を平坦化する工程前にフィルム状材料および基板を冷却することにより、フィルム状材料内に空所を発生させることなく平坦化工程を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の一実施形態による真空プレス設備を、図１を参照しながら説明する。フィルム状材１を基板２の表面にラミネートするための真空プレス設備は、工程順に並べられた第一真空プレス装置Ａ、冷却装置Ｂおよび第二真空プレス装置Ｃを備える。第一真空プレス装置Ａは、凹凸形状を有する基板２の表面にフィルム状材料１を積層し且つ埋め込む役割をし、第二真空プレス装置Ｃは、凹凸になったフィルム状材料１の外表面を平坦化する役割をする。冷却装置Ｂは、第二真空プレス装置Ｃの工程作業に入る前にフィルム状材料１および基板２を冷却する。後述するように、第二真空プレス装置Ｃの下流側に冷却装置Ｄをさらに設けてもよい。
【００１５】
フィルム状材料１および基板２を各装置へと搬送しながら処理を受けさせる搬送手段として、長手方向に走行可能な上下一対のフィルムベルト３が設けられている。フィルムベルト３は、第一真空プレス装置Ａの入口側に設けられた上下一対の繰り出し用リール４に巻かれた状態から、図示しない駆動装置によって繰り出される。フィルム状材料１を表面に保持し、入口側ローラコンベア５によって第一真空プレス装置Ａの入口に搬送されてきた基板２は、一対のフィルムベルト３間に挟まれるようにして保持され、各装置で処理を受けたのち、冷却装置Ｄの出口側でフィルムベルト３から解放され、出口側ローラコンベア６上へと搬出される。一対のフィルムベルト３は、冷却装置Ｄの出口側に設けられた上下一対の巻き取り用リール７に巻き取られる。このようにしてフィルム状材料１および基板２は、一対のフィルムベルト３間に保持されたまま搬送され且つ各処理を受けることになる。
【００１６】
第一真空プレス装置Ａの構造を説明する。第一真空プレス装置Ａは、支柱８によって互いに連結された上部支持部材９および下部支持部材１０を備える。上部支持部材９には上部チャンバ部材１１が取り付けられている。さらに、上部チャンバ部材１１と対向するようにして下部チャンバ部材１２が設けられている。上端を下部チャンバ部材１２に取り付けられ且つ下端を下部支持部材１０に取り付けられたエアシリンダのような駆動装置１３によって、下部チャンバ部材１２は上下動し、上部チャンバ部材１１に対して密封係合したり離反することができる。上部チャンバ部材１１と下部チャンバ部材１２とは、真空チャンバを形成する。
【００１７】
真空チャンバ内には、フィルム状材料１を表面に保持した基板２を狭持して加熱および加圧するための上部加圧ブロック１４および下部加圧ブロック１５が設けられる。上部加圧ブロック１４は上部チャンバ部材１１の内側に取り付けられ、下部加圧ブロック１５は加圧シリンダ装置１６のロッド１７の上端に取り付けられている。ロッド１７は下部チャンバ部材１２を密封状態で貫通しており、加圧シリンダ装置１６の下端は下部支持部材１０に固定されている。
【００１８】
上部加圧ブロック１４および下部加圧ブロック１５は、内部に加熱用ヒータ（図示せず）を備えており、また、フィルム状材料１および基板２と接する面は弾性体によって形成されている。凹凸形状を有する基板２の表面にフィルム状部材１を密着させるには、加圧面が十分な弾性を有していることが望ましい。
【００１９】
一方、第二真空プレス装置Ｃの構造は、第一真空プレス装置Ｃの構造と同様なので重複説明は避ける。第一真空プレス装置Ｃと異なる点は、上部加圧ブロックおよび下部加圧ブロックの、フィルム状材料１および基板２と接する面が、加圧時にも高い平坦度を維持できるような加圧面として形成されていることである。かかる加圧面は、金属部材によっても形成できるが、弾性部材であっても硬質ゴムなどを用いて形成することもできる。
【００２０】
冷却装置ＢおよびＤのそれぞれは、フィルム状材料１を表面に有する基板２の上下両面に冷却用媒体を直接または間接的に接触させる装置とすることができる。冷却用媒体としては、たとえば雰囲気温度またはそれ以下の温度の空気を利用することができる。図示した実施態様の場合、冷却装置ＢおよびＤは、フィルム状材料１を表面に有する基板２の上下両面にフィルムベルト３を介して間接的に空気を吹きかける冷却ファン１８、１９を備えた送風機である。冷却用媒体として、空気のような流体のほか、雰囲気温度またはそれ以下に冷却された固形の冷却体を用い、これを基板の両面に直接または間接的に押し当てるようにしてもよい。
【００２１】
次に、本発明による真空プレス方法について説明する。まず、フィルム状材料１を表面に保持した基板２が、ローラコンベア５上から一対のフィルムベルト３間に取り込まれる。基板２は、走行するフィルムベルト３によって搬送され、下部チャンバ部材１２および下部加圧ブロック１５が下がって開いた状態にある第一真空プレス装置Ａ内に搬入されたのち、そこで停止される。続いて下部チャンバ部材１２が上昇され、フィルムベルト３を挟んだ状態で上部チャンバ部材１１と密封係合して真空チャンバを形成する。真空チャンバ内を所定の圧力まで減圧し、下部加圧ブロック１５を上昇させる。フィルム状材料１および基板２は、ヒータ内蔵の上部および下部加圧ブロック１４、１５によって加熱されるとともに加圧される。加熱されて充分に柔らかくなったフィルム状材料１は、上部および下部加圧ブロック１４、１５の弾性加圧面間で加圧されることによって、基板２の表面の凹凸に沿って隙間なく密着することができる。このようにしてフィルム状材料１は、基板２の表面との間に空所を残すことなく、該表面に積層され且つ埋め込まれる。しかしながらフィルム状材料１の外表面は、基板２の表面の凹凸形状の影響を受けて凹凸になっている。
【００２２】
第一真空プレス装置Ａにおける作業が終了すると、下部加圧ブロック１５および下部チャンバ部材１２が下降せしめられ、フィルムベルト３が駆動されて基板２が搬出される。続いて基板２は、冷却装置Ｂ内に搬入されて停止する。フィルム状材料１を積層され埋め込まれた基板２は、フィルムベルト３を介して、上下の冷却ファン１８から空気を吹き付けられ、所定の温度まで冷却される。空気の温度は雰囲気温度またはそれ以下に冷却されている。
【００２３】
冷却後、基板２は冷却装置Ｂから搬出され、開いた状態の第二真空プレス装置Ｃ内に搬入される。第一真空プレス装置Ａにおける作動と同じようにして、フィルム状材料１および基板２の加熱および加圧が行われる。ただし、第二真空プレス装置Ｃにおいては、上部および下部加圧ブロックの加圧面が、加圧時にも高い平坦度を維持できる部材で形成されているので、凹凸になっていたフィルム状材料１の外表面は平坦化される。
【００２４】
第二真空プレス装置Ｃに搬入された基板２は、冷却装置Ｂによって所定温度まで冷却されているため、第二真空プレス装置Ｃにおいて減圧雰囲気の中で加熱および加圧されてもフィルム状材料１の内部に空所は発生しない。逆の言い方をすれば、第二真空プレス装置Ｃにおいて空所が発生するおそれがない程度まで、事前に基板２を冷却装置Ｂによって冷却しておく必要がある。第二真空プレス装置Ｃにおいては、できるだけ短時間で所定圧力まで減圧して加熱および加圧による平坦化処理を行うことが望ましい。そうすることが空所の発生の抑制に効果的であることが判明している。第二真空プレス装置Ｃにおける作業時間および加熱温度と、冷却装置Ｂにおける冷却温度とは、相関関係があると考えられる。
【００２５】
平坦化処理が完了した後、基板２はフィルムベルト３によって第二真空プレス装置Ｃから搬出され、冷却装置Ｄ内へ搬入されて停止する。上下に設けられた冷却ファン１９から吹き付けられる雰囲気温度またはそれ以下に冷却された空気によって、フィルム状材料１がラミネートされた基板２の品質の安定化が図られるとともに、フィルムベルト３がフィルム状材料１から剥離しやすくなる。
【００２６】
フィルムベルト３の走行によって基板２は冷却装置Ｄから搬出され、フィルムベルト３が上下一対の巻き取り用リール７に巻き取られる過程において出口側ローラコンベア６上に排出される。
【００２７】
図１には本発明の一実施形態を示したが、他の変形態様も多く考えられる。たとえば、第一真空プレス装置と第二真空プレス装置とを互いに異なる構造を有するもの、あるいは異なるタイプのものとしてもよい。また、フィルムベルトに代わる搬送装置を用いてもよい。さらに、冷却装置Ｄは省略することもできる。
【００２８】
なお、冷却ファンを有する冷却装置は、一般に真空プレス装置よりも長手方向の寸法を短くすることができるので、真空プレス装置を互いに隣接させて２台並べるよりも、間に冷却装置を設けた方が基板の送りピッチを短くすることができる。したがって、本発明によれば、基板一枚当たりのフィルムベルト３の消費量を低減できるという効果も得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施形態による真空プレス設備の概略側面図であり、真空プレス装置の真空チャンバ内は断面で示してある。
【符号の説明】
【００３０】
１  フィルム状材料、２  基板、３  フィルムベルト、４  繰り出し用リール、５  入口側ローラコンベア、６  出口側ローラコンベア、７  巻き取り用リール、８  支柱、９  上部支持部材、１０  下部支持部材、１１  上部チャンバ部材、１２  下部チャンバ部材、１３  駆動装置、１４  上部加圧ブロック、１５  下部ブロック装置、１６  加圧シリンダ装置、１７  ロッド、１８  冷却ファン、１９  冷却ファン、Ａ  第一真空プレス装置、Ｂ  冷却装置、Ｃ  第二真空プレス装置、Ｄ  冷却装置。
【図１】
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