(57)【要約】【課題】  レーザー光の照射位置や切断刃を移動させる必要なく、切断粉の発生を防止しながらプリプレグを切断することができ、しかも長尺のプリプレグを長手方向に切断することが容易になるプリプレグの切断方法を提供する。【解決手段】  プリプレグ１を送りながら、レーザー発振器から出射されるレーザー光を光ファイバー５を通して照射位置を固定した状態でプリプレグ１に照射することによって、レーザー光を照射した部分のプリプレグ１の樹脂を加熱して軟化させる。次いでプリプレグ１を送りながら、レーザー光の照射位置よりプリプレグ１の送り方向の前方に配置される切断刃２で、プリプレグ１の樹脂を軟化させた部分を切断する。レーザー光の照射位置や切断刃２を移動させる必要なく、プリプレグ１を送るのに伴って、レーザー光の照射で樹脂を加熱軟化させた部分を切断することができる。【選択図】  図１
2005138284.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材に樹脂を含浸すると共に半硬化させることによって形成されるプリプレグを切断するにあたって、プリプレグを送りながら、レーザー発振器から出射されるレーザー光を光ファイバーを通して照射位置を固定した状態でプリプレグに照射することによって、レーザー光を照射した部分のプリプレグの樹脂を加熱して軟化させ、次いでプリプレグを送りながら、レーザー光の照射位置よりプリプレグの送り方向の前方に配置される切断刃で、プリプレグの樹脂を軟化させた部分を切断することを特徴とするプリプレグの切断方法。
【請求項２】
プリプレグを送りながら、プリプレグの切断刃で切断された部分に照射位置を固定した状態でレーザー光を照射することを特徴とする請求項１に記載のプリプレグの切断方法。
【請求項３】
長尺に形成されたプリプレグを長手方向に送りながら、プリプレグにレーザー光を照射すると共に切断刃でプリプレグを切断することを特徴とする請求項１又は２に記載のプリプレグの切断方法。
【請求項４】
レーザー光の照射位置のプリプレグの温度を検出し、この検出温度に基づいて、レーザー発振器からのレーザー光の出力と、プリプレグの送り速度の少なくとも一方を調整することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のプリプレグの切断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層板の製造に用いられるプリプレグの切断方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プリプレグは、ガラス布や紙などの長尺の基材に熱硬化性樹脂のワニスを含浸させ、加熱乾燥して熱硬化性樹脂を半硬化させることによって、長尺に作製されている。このプリプレグはその長手方向と、長手方向に直交する幅方向に切断することによって、定寸法の正方形や長方形に裁断して使用されるようになっている。例えば、このように定寸に裁断されたプリプレグを複数枚重ね、その両面に銅箔等を重ねて、加熱加圧成形をすることによって、銅張り積層板を製造することができるものである。
【０００３】
そしてこのようにプリプレグを切断するにあたって、切断加工にはギロチン、ロータリーカッター、シャーリング、鋸刃等の切断刃を用いて行なわれるが、プリプレグは半硬化状態で脆い樹脂が基材に付着したものであるために、プリプレグを切断する際に、樹脂の切断粉や基材の切断粉が発生し易く、これらの切断粉が周囲に飛散して作業環境を損ねるおそれがあり、またこの切断粉がプリプレグに付着して、次工程で銅箔等を重ねて成形する際に異物として混入し、不良発生の原因となるものであった。特に近年、回路パターンの高密度化の要望の高まりに従って、異物の混入が厳しくチェックされるようになっており、このような異物混入の原因になる切断粉の発生を防止することが強く求められている。
【０００４】
そこで、プリプレグの切断箇所を赤外線ヒーターで加熱することによってこの部分の樹脂を軟化させ、軟化した樹脂の部分においてプリプレグを切断することによって、切断粉の発生及び飛散を防止する方法が提案されている。しかしこのように赤外線ヒーターでプリプレグを加熱すると、切断する箇所以外の部分にも広くプリプレグが加熱され、加熱された部分ではプリプレグの樹脂の硬化が進むおそれがあり、品質劣化が発生するものであった。
【０００５】
また、特開平３−４９８８号公報にみられるように、レーザー光でプリプレグを切断する方法も提案されている。この方法では、プリプレグを剪断力等で切断するのではなく、レーザー光で焼き切るようにしているために、切断粉が発生するようなことなく、プリプレグを切断することができるのである。しかし、この場合にはレーザー光で基材と樹脂の両方を同時に切断しなければならないため、特に基材がガラス繊維の場合、レーザー光として大出力のものを用いる必要があり、大出力のレーザー光の照射によって樹脂が炭化して、品質劣化が発生するものであった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の各問題を解消するために、本出願人は特開２００１−１３８２８８号公報において、レーザー光の照射位置を移動させながらプリプレグの表面にレーザー光を照射することによって、プリプレグの樹脂を線状に加熱して軟化させ、次いでこのレーザー光の照射位置の移動に追随させて切断刃を移動させることによって、樹脂が軟化した部分のプリプレグを切断するようにした方法を提案している。この方法によれば、樹脂を軟化させた部分でプリプレグを切断するために、切断粉が発生することを防ぐことができるものであり、そしてプリプレグの加熱はレーザー光を照射した部分においてのみ行なうことができ、広い範囲を加熱することなく切断する部分のみの樹脂を軟化させることができるものである。しかもレーザー光は樹脂を軟化させるだけでよいので、樹脂を炭化させるようなこともなく、高い品質を保持することができるものである。
【０００７】
しかし、このものではレーザー光の照射位置を移動させ、また切断刃を移動させるようにしているために、これらを移動させるための装置が必要であって、切断装置全体が大掛かりになるという問題があった。しかも、短尺のプリプレグの切断や、プリプレグの幅方向への切断には適しているが、長尺のプリプレグを長手方向に切断する場合は、適用が難しいものであった。
【０００８】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、レーザー光の照射位置や切断刃を移動させる必要なく、切断粉の発生を防止しながらプリプレグを切断することができ、しかも長尺のプリプレグを長手方向に切断することが容易になるプリプレグの切断方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の請求項１に係るプリプレグの切断方法は、基材に樹脂を含浸すると共に半硬化させることによって形成されるプリプレグ１を切断するにあたって、プリプレグ１を送りながら、レーザー発振器から出射されるレーザー光を光ファイバー５を通して照射位置を固定した状態でプリプレグ１に照射することによって、レーザー光を照射した部分のプリプレグ１の樹脂を加熱して軟化させ、次いでプリプレグ１を送りながら、レーザー光の照射位置よりプリプレグ１の送り方向の前方に配置される切断刃２で、プリプレグ１の樹脂を軟化させた部分を切断することを特徴とするものである。
【００１０】
また請求項２の発明は、請求項１において、プリプレグ１を送りながら、プリプレグ１の切断刃２で切断された部分に照射位置を固定した状態でレーザー光を照射することを特徴とするものである。
【００１１】
また請求項３の発明は、請求項１又は２において、長尺に形成されたプリプレグ１を長手方向に送りながら、プリプレグ１にレーザー光を照射すると共に切断刃２でプリプレグ１を切断することを特徴とするものである。 
【００１２】
また請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれかにおいて、レーザー光の照射位置のプリプレグ１の温度を検出し、この検出温度に基づいて、レーザー発振器３からのレーザー光の出力と、プリプレグ１の送り速度の少なくとも一方を調整することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の請求項１に係るプリプレグの切断方法によれば、レーザー光の照射位置や切断刃を移動させる必要なく、プリプレグを送るのに伴って、レーザー光の照射で樹脂を加熱軟化させた部分を切断することができ、切断による切断粉の発生を防止しながら、プリプレグを切断することができるものである。またレーザー発振器の位置を変える必要なく、光ファイバーの先端の位置を調整することによって、レーザー光の照射位置を容易に調整することができるものである。
【００１４】
また請求項２の発明によれば、レーザー光の照射位置や切断刃を移動させる必要なく、プリプレグを送るのに伴って、プリプレグの切断部分を加熱することができ、プリプレグの切断端面から樹脂が欠け落ちたりすることを防ぐことができるものである。 
【００１５】
また請求項３の発明によれば、長尺のプリプレグを長手方向に送ることによって、照射位置を固定したレーザー光をプリプレグの長手方向に沿って照射することができると共に切断刃でプリプレグを長手方向に切断することができるものであり、切断による切断粉の発生を防止しながら、長尺のプリプレグを長手方向に沿って切断することができるものである。 
【００１６】
また請求項４の発明によれば、検出温度が低いときにはレーザー光の出力を高めたり、プリプレグの送り速度を遅くしたりするフィードバック制御をし、また検出温度が高いときにはレーザー光の出力を低くしたり、プリプレグの送り速度を速くしたりするフィードバック制御を行なうことによって、常に最適な温度でプリプレグの樹脂を加熱して軟化させた状態で切断を行なうことができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【００１８】
プリプレグ１は、ガラス布や紙など長尺の基材を含浸槽に通して、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂などの熱硬化性樹脂のワニスを含浸させ、次いでこれを加熱乾燥炉に通して加熱乾燥し、熱硬化性樹脂をＢステージ状態に半硬化させることによって作製されているものであり、長尺に形成されており、ロールに巻いて保管されている。
【００１９】
図１はこのプリプレグ１を長手方向に沿って切断する方法の実施の形態の一例を示すものであり、プリプレグ１を切断する切断刃２と、レーザー光を射出するレーザー発振器３と、プリプレグ１を送る送りロール１５を具備して切断装置を形成するようにしてある。図の例では、切断刃２は切り刃２ａと受け刃２ｂとからなるスリッターとして形成してある。またレーザー発振器３としては例えば炭酸ガスレーザー発振器を用いることができる。炭酸ガスレーザーは、出力を適切に選択することによってプリプレグ１の樹脂を炭化させることなく加熱することができるので、本発明において好ましいものである。図１の実施の形態では、レーザー発振器３にカップリング具２０を介してフレキシブルな光ファイバー５が接続してある。そして光ファイバー５の先端はプリプレグ１の送り方向において切断刃２より後方位置のプリプレグ１上に配置してある。
【００２０】
そして、ロールに巻かれた長尺のプリプレグ１は送りロール１５で繰り出して長手方向に送られ、切断刃２に通すことによって長手方向に沿って切断されるようになっている。また、レーザー発振器３から出力されたレーザー光Ｌは光ファイバー５に入射し、光ファイバー５内を伝送されたのち、光ファイバー５の先端から出射して切断刃２より後方位置においてプリプレグ１に照射され、この部分の樹脂を加熱して軟化させることができるものであり、樹脂を軟化させた部分を切断刃２で切断することができるものである。このとき、プリプレグ１は送りロール１５で長手方向に連続して送られているので、樹脂が軟化した部分は直線の線状に形成されるものであり、プリプレグ１がさらに送りロール１５で長手方向に送られると、この線状の樹脂軟化部分が切断刃２を通過し、プリプレグ１は切断刃２によって樹脂軟化部分に沿って切断されるものである。
【００２１】
このようにレーザー光Ｌの照射で樹脂が軟化された部分においてプリプレグ１を切断することができるので、切断によって樹脂の切断粉や基材の切断粉が発生することを防止することができるものである。またレーザー光Ｌは平行光線の細い光束でプリプレグ１に照射することができ、レーザー光Ｌを照射した部分だけを加熱することができるので、プリプレグ１の広い面積を加熱して樹脂の硬化を進行させてしまうようなことがなく、プリプレグ１の品質を劣化させるようなことがないものである。さらに、レーザー光Ｌでプリプレグ１の切断を行なうのではなく、プリプレグ１の樹脂を軟化させるだけであるので、レーザー光Ｌとして大出力のものを用いるような必要がなく、レーザー光Ｌの照射によって樹脂を炭化させるようなおそれがないものであり、プリプレグの品質を劣化させるようなことがないものである。例えば、プリプレグ１の送り速度６０ｍ／ｍｉｎ、レーザー発振器３の出力１００Ｗ、レーザー光Ｌのビーム径φ２〜５ｍｍに条件を設定して切断を行なうことができる。
【００２２】
さらに、レーザー光Ｌの照射位置や、切断刃２の位置は固定した状態のまま、長尺のプリプレグ１をロールから繰り出して長手方向に送るだけで、レーザー光Ｌによる樹脂の軟化及び樹脂が軟化した部分での切断刃２によるプリプレグ１の切断を行なうことができ、レーザー光Ｌの照射位置を移動させたり切断刃２を移動させたりするための装置が不要になって、切断装置全体の構成を簡易なものにすることができるものである。
【００２３】
また、上記のように、レーザー発振器３から出射されるレーザー光Ｌを光ファイバー５を通して照射するようにすることによって、レーザー発振器３の位置を変える必要なく、光ファイバー５の先端の位置を変えることによって、プリプレグ１の切断箇所を容易に変更することができると共に、レーザー光Ｌの照射位置と切断刃２との距離を容易に調整することができるものである。特に、フレキシブルな光ファイバー５は曲げることによって先端の位置の調整を簡便に行なうことができるものであり、位置合わせを容易に行なうことができるものである。
【００２４】
上記の実施の形態のように、プリプレグ１を長手方向に送りながらプリプレグ１にレーザー光Ｌを照射することによってプリプレグ１の樹脂を加熱して軟化させ、さらにプリプレグ１を長手方向に送りながら樹脂を軟化させた部分においてプリプレグ１を切断刃２で切断するにあたって、レーザー光Ｌの照射箇所のプリプレグ１の表面温度を検出し、この検出温度に基づいてレーザー光Ｌの照射をフィードバック制御しながら切断を行なうことができる。すなわち、レーザー光Ｌの各照射箇所には温度センサー３１が配置してあり、レーザー光Ｌを照射した箇所のプリプレグ１の表面温度を検出するようにしてある。温度センサー３１としては赤外線感知式など任意のものを用いることができるものであり、この温度センサー３１は図２に示すようにＣＰＵ等を内蔵して形成される制御回路３２に接続してある。またこの制御回路３２にはレーザー発振器３の駆動制御部や送りロール１５の駆動制御部が接続してある。 
【００２５】
そして温度センサー３１で検出された温度のデータが制御回路３２に入力されると、予め設定されている温度と比較演算され、設定温度よりも低い場合には、レーザー光Ｌの照射による加熱温度が低くプリプレグ１の樹脂の軟化が不十分であるので、制御回路３２からの指令でレーザー発振器３から出射されるレーザー光Ｌの出力を高め、又は（あるいは同時に）送りロール１５の作動を遅くしてプリプレグ１の送り速度を遅くするように制御し、レーザー光Ｌの照射による加熱温度を高めるようにするものである。逆に温度センサー３１で検出された温度が設定温度よりも高い場合には、レーザー光Ｌの照射による加熱温度が高すぎてプリプレグ１の樹脂を炭化等させるおそれがあるので、制御回路３２からの指令でレーザー発振器３から出射されるレーザー光Ｌの出力を低下させ、又は（あるいは同時に）送りロール１５の作動を速くしてプリプレグ１の送り速度を速くするように制御し、レーザー光Ｌの照射による加熱温度を低下させるようにするものである。このようにフィードバック制御することによって、常に最適な温度でプリプレグ１の樹脂を加熱して軟化させた状態で切断を行なうことができるものである。
【００２６】
尚、上記の各実施の形態では、長尺のプリプレグ１を長手方向に送りながら切断するようにしたが、本発明は矩形など定尺のプリプレグ１を送りながら切断する際にも適用されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施の形態の一例を示す正面図である。
【図２】本発明の実施の形態の他の一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  プリプレグ
２  切断刃
３  レーザ発振器
５  光ファイバー
【図１】
2005138284.tif 000003
【図２】
2005138284.tif 000004