(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被プレス処理物を封入する圧力容器と、液体を入れたタンクと、該タンクの液体を前記圧力容器に注入し前記被プレス処理物を等方圧プレスする昇圧ポンプとを具備する等方圧プレス装置において、
前記昇圧ポンプと前記圧力容器との間の配管から分岐された配管に設けたアキュムレータと、
該アキュムレータと前記圧力容器との間の配管に設けられ、該アキュムレータに予め蓄圧された圧力液体を前記圧力容器に一挙に印加する第１の弁手段と、
前記分岐された配管における前記アキュムレータの出入口に設けられた第２の弁と、
を具備し、
前記圧力容器は複数個であり、該各圧力容器と前記第１の弁手段との間の配管のそれぞれに各々第３の弁手段を設け、
前記圧力容器のうちの一の圧力容器内の圧力液体の一部を、当該圧力容器に対応して設けられた前記第３の弁手段を開くとともに、他の一の圧力容器に対応して設けられた第３の弁手段を開くことにより、当該他の一の圧力容器の内部に移して、前記した一の圧力容器内の圧力を低下させて前記他の一の圧力容器内の圧力を昇圧可能としたことを特徴とする等方圧プレス装置。
【請求項２】
前記圧力容器の少なくとも一部を前記タンク内に浸漬してなることを特徴とする請求項１に記載の等方圧プレス装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、温水や油等の液体を圧力媒体として利用し積層物等の被プレス処理物を等方圧プレスして接着等の処理を行わせる等方圧プレス装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
積層セラミックコンデンサの圧着形成、アルミナ多層配線基板の圧着形成、半導体集積回路パッケージの圧着形成、その他の積層電子部品の圧着形成のための装置として、図３に示すような温水等方圧プレス装置（別名、温水等方圧ラミネート装置）がある。
【０００３】
この温水等方圧プレス装置は、圧力容器１０にタンク２０内の温水を注入して昇圧しその等方圧により積層物３０をプレス圧着するものである。圧力容器１０は容器本体１１、その容器本体１１の上部を密閉する蓋１２、その容器本体１１から蓋１２にかけて挿通しその蓋１２を固定する固定ピン１３から構成され、タンク２０内に浸漬されている。タンク２０には複数個のヒータ２１と温度検知器２２が設けられ、温度検知器２２で検知された温度と設定温度（例えば最大８５℃）との差分によりヒータ２１が制御され温水の温度がその設定温度になるよう制御されている。３０は被プレス処理物としての積層セラミックコンデンサ等の積層物（層間に接着剤が塗布され周囲が水密シート等で覆われている。）、４０は配管、Ｐ１は往復動形式の昇圧ポンプ、Ｐ２は循環ポンプ、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３は空気圧駆動の弁である。
【０００４】
この温水等方圧プレス装置では、非プレス時（圧力容器１０の蓋１２が開いている時）は、昇圧ポンプＰ１は停止し循環ポンプＰ２が動作しており、また弁Ｖ１、弁Ｖ２が開き弁Ｖ３が閉じていて、タンク２０→循環ポンプＰ２→弁Ｖ１→圧力容器１０→タンク２０の経路、およびタンク２０→循環ポンプＰ２→弁Ｖ２→タンク２０の経路で温水が循環して、圧力容器１０およびタンク２０内の温水が均熱化されている。
【０００５】
次に、前記した積層物３０を等方圧プレス圧着するときは、その積層物３０を圧力容器１０内に入れ込んで蓋１２を閉じ固定ピン１３でその蓋１２を固定してから、弁Ｖ１を閉じ、その後昇圧ポンプＰ１を駆動させる。これにより、圧力容器１０内の温水が徐々に昇圧し、内部の積層物３０が等方圧プレスされる。また、このときタンク２０内の温水は、循環ポンプＰ２によって循環攪拌されその均熱性が確保される。
【０００６】
圧力容器１０の内部圧力が目標値（例えば2,000Kgf/cm2）になる（図示しない圧力計により検知する）と昇圧ポンプＰ１の駆動を停止させ、その状態を例えば２分〜３分間保持した後、弁Ｖ３を開いて圧力容器１０内の温水をタンク２０に戻して減圧し、その後固定ピン１３を引き抜き蓋１２を取り外して積層物３０を取り出す。以上により１回の等方圧プレス動作が完了する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、この等方圧プレス装置では、例えば圧力容器１０の容積が約２３リットルの場合は、０→2,000Kgf/cm2に昇圧するまでの時間が約５分もかかるので、積層物３０の単位時間当りの処理数が制限され、生産性が芳しくないという問題があった。
【０００８】
本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、その目的は、圧力容器の昇圧が高速で行われるようにして、生産性を大幅に向上した等方圧プレス装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、第１の発明は、被プレス処理物を封入する圧力容器と、液体を入れたタンクと、該タンクの液体を前記圧力容器に注入し前記被プレス処理物を等方圧プレスする昇圧ポンプとを具備する等方圧プレス装置において、前記昇圧ポンプと前記圧力容器との間の配管から分岐された配管に設けたアキュムレータと、該アキュムレータと前記圧力容器との間の配管に設けられ、該アキュムレータに予め蓄圧された圧力液体を前記圧力容器に一挙に印加する第１の弁手段と、前記分岐された配管における前記アキュムレータの出入口に設けられた第２の弁と、を具備し、前記圧力容器は複数個であり、該各圧力容器と前記第１の弁手段との間の配管のそれぞれに各々第３の弁手段を設け、前記圧力容器のうちの一の圧力容器内の圧力液体の一部を、当該圧力容器に対応して設けられた前記第３の弁手段を開くとともに、他の一の圧力容器に対応して設けられた第３の弁手段を開くことにより、当該他の一の圧力容器の内部に移して、前記した一の圧力容器内の圧力を低下させて前記他の一の圧力容器内の圧力を昇圧可能とした。
【００１０】
第２の発明は、第１の発明において、前記圧力容器の少なくとも一部を前記タンク内に浸漬して構成した。
【００１３】
【発明の実施の形態】
［第１の実施形態］
図１は本発明の第１の実施形態の等方圧プレス装置の概略を示す図である。同図において、１０は圧力容器、１１は容器本体、１２は蓋、１３は固定ピン、２０はタンク、２１はヒータ、２２は温度検知器、３０は積層物、４０は配管、Ｐ１は昇圧ポンプ、Ｐ２は循環ポンプ、Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３は空気圧駆動の弁であり、図３に示したものと同じである。
【００１４】
本実施形態の装置が図３に示した等方圧プレス装置と異なる点は、昇圧ポンプＰ１と圧力容器１０との間の配管に分岐配管４１を設けてその先にアキュムレータ５０を新たに設け、このアキュムレータ５０と圧力容器１０との間の配管に弁Ｖ４（第１の弁手段）を設けた点である。アキュムレータ５０は、耐圧容器内に所定圧力のガスを封入した風船状の膨張収縮性能をもつ密閉袋を装填したものであり、その出入口に空気圧駆動の弁Ｖ５（第２の弁手段）を有している。
【００１５】
さて、本実施の形態では、図３に示した装置と同様に、弁Ｖ２は通常開かれ循環ポンプＰ２は常時駆動していて、タンク２０内の温水の循環均熱化が図られている。また、昇圧ポンプＰ１については、アキュムレータ蓄圧制御系がオンのときは、同時に弁Ｖ５が開いていて、アキュムレータ５０の内圧が所定値を超えると停止するよう制御されている。つまり、この制御系により昇圧ポンプＰ１はアキュムレータ５０の内圧が常時所定値となるようオン／オフ制御されている。
【００１６】
圧力容器１０の固定ピン１３や蓋１２を取り外し、弁Ｖ１を開くことにより、その圧力容器１０にはポンプＰ２によって温水が循環可能であり、このような状態で弁Ｖ１を閉じ弁Ｖ３を開くと、圧力容器１０内の温水の一部が弁Ｖ３を経由してタンク２０に戻されるので、圧力容器１０内は大気圧となる。その後、圧力容器１０内に積層物３０を封入して蓋１２を押し込み閉じ固定ピン１３で蓋１２を固定すると、圧力容器１０内が密閉される。
【００１７】
一方、弁Ｖ４が閉じられている間は、昇圧ポンプＰ１によりアキュムレータ５０に温水が蓄積されるのでその内圧が所定値になっている。
【００１８】
ここで、弁Ｖ３を閉じ弁Ｖ４を開くと、アキュムレータ５０内の高圧温水が一挙に圧力容器１０内に送り込まれ、その圧力容器１０の内圧が急激に高くなり、積層物３０が等方圧プレスされる。このとき、アキュムレータ５０の蓄圧限界が４００Kgf/cm2程度である場合は、それ以上の例えば2000Kgf/cm2程度までも等方圧プレスする場合は、直後に弁Ｖ５を閉じると共に昇圧ポンプＰ１のアキュムレータ蓄圧制御系を解除して昇圧ポンプＰ１を連続駆動し、圧力容器１０の内圧をさらに上昇させる。そして、その内圧が所望の値に到達したことが図示しない圧力計で検出されたとき、弁Ｖ４を閉じて、この状態を２分〜３分保持する。これにより積層物３０の圧着が完了する。
【００１９】
アキュムレータ５０は、その温水を前記のように圧力容器１０に送圧するとその内圧が低下しているが、前記弁Ｖ４を閉じたとき、同時に弁Ｖ５を開いてアキュムレータ蓄圧制御系をオンにし昇圧ポンプＰ１を制御すると、昇圧ポンプＰ１が再度駆動を開始して、アキュムレータ５０の内圧を上昇させる。
【００２０】
この後、弁Ｖ３を開いて圧力容器１０内の温水をタンク２０内の戻し圧力を開放してから、その圧力容器１０の固定ピン１３を抜き蓋１２を取り外して、内部の積層物３０を取り出す。そしてこの後弁Ｖ３を閉じ弁Ｖ１を開いて、圧力容器１０内に温水を循環させてから、弁Ｖ１を閉じ、弁Ｖ３を開いて次の積層物３０を封入し蓋１２や固定ピン１３をセットしてから弁Ｖ３を閉じる。
【００２１】
このように、この実施形態の装置では、アキュムレータ５０に予め蓄積した圧力が一挙に圧力容器１０に送り込まれ、それでも不足する圧力が昇圧ポンプＰ１から補充されるので、従来のように０から徐々に圧力容器１０の内部を昇圧する場合に比べて、きわめて短い時間で積層３０の圧着を行うことができる。
【００２２】
また、弁Ｖ５は送圧直後に閉じられるのでアキュムレータ５０の圧力は０Kgf/cm2までは低下せず、しかもアキュムレータ５０は圧力容器１０の追加昇圧以外のタイミングではアキュムレータ蓄圧制御系によって蓄圧されるので、圧力容器１０内への積層物３０の出し入れの時間内にそのアキュムレータ５０の内圧を所定の圧力にまで高めることは容易であり、連続的に処理する場合であっても、アキュムレータ５０の蓄圧時間は短くて済む。したがって、全体的な処理時間を大幅に短縮することができる。
【００２３】
［第２の実施形態］
図２は第２の実施形態の等方圧プレス装置の概略を示す図である。図１に示したものと同じものには同じ符号を付けている。ここでは、タンク２０内に２台の圧力容器１０，１０’を装着して交互に等方圧プレスを行うようにした。Ｖ６，Ｖ７は弁Ｖ４（第１の弁手段）と圧力容器１０，１０’の間の配管４２，４３に設けた空気圧駆動の弁（第３の弁手段）である。Ｖ１’は圧力容器１０’への温水循環用の空気圧駆動の弁である。
【００２４】
さて、本実施の形態でも、図１，３に示した装置と同様に、弁Ｖ２は通常開かれ循環ポンプＰ２は常時駆動していてタンク２０内の温水の循環均熱化が図られている。また、アキュムレータ５０は図１の場合と同様に弁Ｖ５が開いているときその蓄圧制御系により所定圧力に制御されている。
【００２５】
まず、圧力容器１０、１０’に温水を送水循環するときは、その圧力容器１０，１０’の蓋を取り外して弁Ｖ３、Ｖ４，Ｖ６，Ｖ７を閉じ、弁Ｖ１，Ｖ１’を開いて、循環ポンプＰ２から温水を送る。
【００２６】
次に、圧力容器１０で積層物３０を等方圧プレスするときは、弁Ｖ１を閉じ弁Ｖ３，Ｖ６を開き、圧力容器１０内に積層物３０を入れ蓋と固定ピンをセットしてから弁Ｖ３を閉じる。そして、このときアキュムレータ５０の内圧が所定圧力になっていれば、弁Ｖ４、Ｖ６を開くことにより、アキュムレータ５０内の高圧温水が一挙に圧力容器１０内に送り込まれる。このときの不足圧力は、弁Ｖ５を閉じアキュムレータ蓄圧制御系を解除して昇圧ポンプＰ１を連続駆動させて昇圧する。これにより、圧力容器１０内の積層物３０が等方圧プレスされる。弁Ｖ４をこの直後に閉じて、この状態を２分〜３分保持すると、積層物３０の圧着が完了する。この弁Ｖ４を閉じたとき、弁Ｖ５を開いてアキュムレータ蓄圧制御系をオンにすると、減圧しているアキュムレータ５０が再度蓄圧される。
【００２７】
次に、予め圧力弁Ｖ１’を閉じ前記と同様に圧力容器１０’内に積層物３０’を装填して蓋と固定ピンをセットしておいたときは、この後に弁Ｖ７を開くと、圧力容器１０内の温水の一部が弁Ｖ６，Ｖ７を経由して圧力容器１０’に移り、圧力容器１０の圧力がほぼ1/2に低下し圧力容器１０’の圧力が同じ圧力のほぼ1/2にまで昇圧する。この後に弁Ｖ７を閉じＶ３を開いて、圧力容器１０内の温水を弁Ｖ６，Ｖ３を経由してタンク２０に戻し、その圧力容器１０内の積層物３０を取り出す。
【００２８】
この後弁Ｖ３，Ｖ６を閉じ、弁Ｖ４，Ｖ７を開くと、アキュムレータ５０から高圧温水が圧力容器１０’に印加してその圧力容器１０’内に装填した積層物３０’が等方圧プレスされる。このときも、不足圧力は、弁Ｖ５を閉じアキュムレータ蓄圧制御系を解除して昇圧ポンプＰ１を連続駆動させて昇圧する。これにより、圧力容器１０’内の積層物３０’が等方圧プレスされる。弁Ｖ４をこの直後に閉じて、この状態を２分〜３分保持すると、積層物３０の圧着が完了する。この弁Ｖ４を閉じたとき、弁Ｖ５を開いてアキュムレータ蓄圧制御系をオンにすると、減圧しているアキュムレータ５０が再度蓄圧される。
【００２９】
次に、弁Ｖ６を開くと、圧力容器１０’内の温水の一部が弁Ｖ６，Ｖ７を経由して圧力容器１０に移り、圧力容器１０’の圧力がほぼ1/2に低下し、圧力容器１０の圧力が同じ圧力のほぼ1/2にまで昇圧する。この後に弁Ｖ６を閉じＶ３を開いて、圧力容器１０’内の温水を弁Ｖ７，Ｖ３を経由してタンク２０に戻し、その圧力容器１０’内の積層物３０’を取り出す。
【００３０】
このように、圧力容器１０，１０’に交互に高圧を供給することができ、このとき前回の等方圧プレスに用いた圧力温水の一部の圧力（ほぼ1/2）を次回の等方圧プレスに利用するので、アキュムレータ５０には図１で説明した場合に比べて少ない圧力を追加蓄積すれば済むため、処理時間が短縮される。
【００３１】
［その他の実施形態］
なお、前記第１、第２の実施形態では、アキュムレータ５０の内圧が所定圧力を超えたら昇圧ポンプＰ１の駆動を停止するようなアキュムレータ蓄圧制御系によりアキュムレータ５０に常時所定圧力が蓄圧されるようにしたが、弁Ｖ５とアキュムレータ５０との間からタンク２０への戻し配管（図示せず）を分岐させそこにリミット弁を取り付けておき、アキュムレータ５０の内圧が所定圧力を超えたときのみそのリミット弁が開いて温水をタンク２０内に戻すように構成しても同様である。このときは、昇圧ポンプＰ１は常時駆動しておけばよいので、アキュムレータ蓄圧制御系は不要となる。
【００３２】
また、前記ではアキュムレータ５０が圧力容器１０，１０’が要求する圧力まで蓄積できない場合について説明したが、そのアキュムレータ５０がその蓄圧能力を充分具備する場合には、圧力容器１０，１０’への追加昇圧は必要なく、弁Ｖ５は必要ない。このときの処理時間は極めて短くなる。
【００３３】
また、前記では２個の圧力容器を使用する場合について説明したが、３個以上の圧力容器を使用することもできる。このときは、各圧力容器に対して弁Ｖ４に接続される配管（４２，４３等）を設けてそこに弁（Ｖ６，Ｖ７等）を設ける外に、各圧力容器毎にタンク２０への戻し配管を設けてそこに弁（Ｖ３等）を設ければ良い。
【００３４】
【発明の効果】
以上から本発明によれば、圧力容器の昇圧が高速で行われ積層物等の被プレス処理物を短時間で等方圧プレス処理できるので、生産性を大幅に向上することができる。また、圧力容器を複数個備え、一の圧力容器を用いて行った前回等方圧プレスに使用した圧力のほぼ１/２を他の圧力容器を用いて行う次回の等方圧プレスに再利用できるので、アキュムレータへの圧力追加蓄積も少なくて済み、より処理速度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施形態の等方圧プレス装置の概略構成図である。
【図２】  本発明の第２の実施形態の等方圧プレス装置の概略構成図である。
【図３】  従来の等方圧プレス装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１０、１０’：圧力容器、１１：容器本体、１２：蓋、１３：固定ピン
２０：タンク
３０、３０’：積層物
４０，４１，４２，４３：配管
Ｐ１：昇圧ポンプ
Ｐ２：循環ポンプ
Ｖ１、Ｖ１’、Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４，Ｖ５，Ｖ６、Ｖ７：空気圧駆動の弁
【図１】
0004067232.tif 000002
【図２】
0004067232.tif 000003
【図３】
0004067232.tif 000004