(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状基材の表裏にフィルムを供給するフィルム供給部と、
前記フィルムおよび前記シート状基材を挟持した状態で回転し移送する上下２本を１組とする第１の加熱ロールおよびその後方に配置された第２の加熱ロールで構成され、
前記第２の加熱ロールは上方のロールが回転したままの状態で退避する退避機構を備え、
前記第２の加熱ロールが退避時に、前記フィルムを前記第２の加熱ロールの下方のロールに接することなく離れた状態に持ち上げる持ち上げ機構を有することを特徴とするラミネート装置。
【請求項２】
第２の加熱ロールは所定温度に加熱する加熱機構および熱媒体が封入された空洞を備えていることを特徴とする請求項１に記載のラミネート装置。
【請求項３】
第２の加熱ロールが退避時に、前記第２の加熱ロール以外のロールは回転を停止する機構を有することを特徴とする請求項１に記載のラミネート装置。
【請求項４】
第２の加熱ロールが退避時に、前記第２の加熱ロール以外のロールのうち少なくとも１組のロールは、互いに接する機構を有することを特徴とする請求項３に記載のラミネート装置。
【請求項５】
第２の加熱ロールが退避時に、互いに接する少なくとも１組のロールは、前記第２の加熱ロールよりも後方に配置され、冷却機構を備えたことを特徴とする請求項４に記載のラミネート装置。
【請求項６】
第２の加熱ロールが退避時に、第１の加熱ロールの前方および前記第２の加熱ロールの後方にフィルムを所定位置に固定するフィルム抑え機構を有することを特徴とする請求項１に記載のラミネート装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はパソコン、移動体通信機器、ビデオカメラ等の各種電子機器に組み込まれるプリント配線板の製造に用いられるラミネート装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の高機能化、高密度化に伴い、電子機器を構成する電子部品は、ますます小型化、高集積化、高速化、高機能化の傾向にあり、これらの要求に対応するために、プリント配線板も様々な形態が提案され、実用化されてきている。特に、多層化の際に内層基板や銅箔を接着させる接着層に直接、導電性ペーストを充填した後に積層一体化する技術が確立されたことにより、ドリル加工および金属めっきによる貫通スルーホールを必要とすることなく、任意の層間をＩＶＨ（インナースティシャル・バイア・ホール）で電気的に接続することが可能となった。
【０００３】
以下に上記の任意の層間をＩＶＨで電気的に接続が可能なプリント配線板の製造方法の一例を説明する。図３は従来のプリント配線板の製造工程を示す断面図である。
【０００４】
はじめにガラス繊維織布からなる補強材に熱硬化性樹脂を含浸して半硬化状態にして得られるプリプレグ１を準備する。このプリプレグ１の両面に図３（ａ）に示すようにＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）などの離型性のフィルム２を加熱ロールを用いてラミネートし、次に図３（ｂ）のようにドリル加工や炭酸ガスレーザ加工によって貫通穴３を形成する。続いてスキージによる印刷法で貫通穴３内に導電性ペースト４を充填することで図３（ｃ）の状態を得る。この導電性ペースト４は導電性を付与するための銅等の金属粒子にエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を加えて混練したものである。その後、図３（ｄ）のように離型性のフィルム２を剥離することにより、貫通穴３内に導電性ペースト４が充填されたプリプレグ１が出来上がる。フィルム２はプリプレグ１の表面の樹脂分がわずかに溶融して接着されているだけであるので、容易に剥がすことができる。貫通穴３内に充填された導電性ペースト４は、フィルム２の厚みの分だけプリプレグ１の表面に突出した形状になる。そして、これの両面に図３（ｅ）のように銅箔５を配置し、熱プレスによって加熱加圧することにより、プリプレグ１を溶融し成形硬化させるとともに、導電性ペースト４を圧縮してプリプレグ１の上下に配置した２枚の銅箔５を電気的に接続し図３（ｆ）の状態を得る。次に図３（ｇ）に示すように両面の銅箔５をエッチングなどの方法により回路パターン６を形成し２層基板が完成する。こうして完成した２層基板を内層基板として用い、内層基板の外側に別途、上記の手順と同様の方法で作製した貫通穴３内に導電性ペースト４が充填されたプリプレグ１を配置し、さらにその外側に銅箔５を配置した後に、熱プレスによって加熱加圧し、両面の銅箔をエッチングなどにより回路パターン６を形成し４層基板が完成する。
【０００５】
この製造方法によれば、プレプレグ１の所定の位置に充填された導電性ペースト４は内層および表層に形成した回路パターンと正確に位置合わせをする必要があるので、熱プレスによる加熱加圧工程におけるプリプレグ１の寸法変化を予め把握しておき、貫通穴３の加工工程において加工時の寸法補正係数としてフィードバックしておかなければならない。しかしながら加熱加圧工程におけるプリプレグ１の寸法変化は、プリプレグ１にフィルム２をラミネートするラミネート工程における熱履歴の影響を受ける。そのため、ラミネート工程の加熱ロールに温度ばらつきがなく制御すること、および、加熱ロールの表面に反りや変形等がない状態に維持管理することが重要である。
【０００６】
次に図４を用いて上記のラミネート工程についてさらに詳しく説明する。図４は従来のラミネート装置の概略構成図である。従来のラミネート装置は図４（ａ）に示すように主にフィルム供給部７、第１の加熱ロール８、第２の加熱ロール９、冷却ロール１０によって構成されている。ロール状に巻き付けられたフィルム２を上下のフィルム供給部７にセットし、プリプレグ１を上下からフィルム２で挟持した状態で上下１組のロールの間に通すことでラミネートが行われる。ここでプリプレグ１およびフィルム２は、第１の加熱ロール８によって予備加熱としてある程度の温度に昇温させておき、次に第２の加熱ロール９によって本加熱として目的とする温度に加熱される。
【０００７】
一般に実際の量産においては管理の都合上、数百枚のプリプレグまたはプリント配線板を一かたまりとしたロットと呼ばれる生産単位で製造工程を流される。この方式によればロットとロットの間には通常、数十分という生産待ち時間が生じる。加熱ロールはその加熱形態によっては、加熱したままの状態で回転を停止しておくとロールの場所による温度ばらつきが生じ、このことがロールに反りや変形といったダメージを与え、プリプレグの寸法ばらつきを悪化させることになる。
【０００８】
これを防止するために、従来より図４（ｂ）に示すように生産待ち時に第２の加熱ロール９の上側のロールを上方の互いに非接触な位置に退避させ、そのうえで第２の加熱ロール９の上下のロールを回転させる機構を備えたラミネート装置によって対応している。上下のロールを接触させたまま回転するとフィルム２を浪費してしまうことになるが、上記ラミネート装置によればそれを防止することができるというものである。
【０００９】
なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【特許文献１】特開２００１−２６０１５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら上記の従来のラミネート装置では、下側のロールはフィルムと接した状態のままであり、そのため、回転する加熱ロールとフィルムとの間に生じた摩擦でロール表面に汚れが生じたり、接触している時間によってはフィルムが破断するなどの問題点を有していた、さらに、震動等の設備的な要因や加熱ロール近傍の温度上昇によってフィルムが弛んでロールに巻き込むという問題点を有していた。
【００１１】
本発明は上記従来の問題点を解決するものであり、生産待ち時において、加熱ロールに反りや変形、汚れなどのダメージを与えることがないラミネート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】
【００１２】
この目的を達成するために本発明のラミネート装置は、シート状基材の表裏にフィルムを供給するフィルム供給部と、フィルムおよびシート状基材を挟持した状態で回転し移送する上下２本を１組とする第１の加熱ロールおよびその後方に配置された第２の加熱ロールで構成され、第２の加熱ロールは上方のロールが回転したままの状態で退避する退避機構を備え、第２の加熱ロールが退避時に、フィルムを第２の加熱ロールの下方のロールに接することなく離れた状態に持ち上げる持ち上げ機構を有している。この構成によって、第２の加熱ロールはフィルムを挟んでいた状態を解除し少なくとも一方のロールを退避させるので、ロールを回転させてもフィルムを浪費することはない。また持ち上げ機構によってフィルムを持ち上げるのでフィルムが第２の加熱ロールの下方のロールに接することはない。その結果フィルムを浪費させることなく加熱ロールに反りや変形、汚れなどのダメージを与えることなく生産を待機することができるという作用を有する。
【００１３】
また本発明のラミネート装置は、第２の加熱ロールが退避時に、第２の加熱ロール以外のロールは回転を停止し、少なくとも１組のロールは、互いに接するという構成を有している。この構成によって、回転を停止した状態で互いに接する少なくとも１組のロールでフィルムを挟むことにより固定することができるので設備的な要因によるフィルムの弛みを防止することができ、フィルムのロールへの巻き込みを防止することができるという作用を有する。
【００１４】
また本発明のラミネート装置は、第２の加熱ロールが退避時に、互いに接する少なくとも１組のロールは、第２の加熱ロールよりも後方に配置され、冷却機構を備えているという構成を有している。この構成によって、回転を停止した状態で互いに接する少なくとも１組のロールでフィルムを挟むことにより固定することができるので設備的な要因によるフィルムの弛みを防止することができ、さらにロールで挟んだ箇所からフィルムが加熱されることによる熱膨張によって弛みが生じることはなく、フィルムのロールへの巻き込みを防止することができるという作用を有する。
【００１５】
また本発明のラミネート装置は、第２の加熱ロールが退避時に、第１の加熱ロールの前方および第２の加熱ロールの後方にフィルムを所定位置に固定するフィルム抑え機構を有している。この構成によって、フィルムはフィルム抑え機構により所定位置に固定されるので弛みが生じることはなく加熱ロールに接することはない。そのため、加熱ロールに汚れなどの損傷を与えることなく、また、フィルムがロールへ巻き込むこともなく生産を待機することができるという作用を有する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、生産待ち時において、加熱ロールに反りや変形、汚れなどのダメージを与えることがなく、またフィルムがロールへ巻き込むというトラブルもないラミネート装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
（実施の形態１）
以下本発明の実施の形態について、図１を用いて説明する。図１は本発明の実施の形態１におけるラミネート装置の概略構成図である。従来の技術の説明と同じ内容の事項については説明を省略する。
【００１８】
本発明においては、図１（ａ）に示す第１の加熱ロール１３は内部に誘導コイルによる加熱手段を備えた金属ロールの外側に耐熱ゴムを取り付けた構造をもつ、上下のロール間に０．５ｍｍの間隔を設けて取付けられ、表面温度を１１０℃に制御されている。フィルム１２の厚みは１８μｍ、プリプレグ１６厚みは１００μｍであり、上下０．５ｍｍの間隔で配置された第１の加熱ロール１３からプリプレグ１６に対して圧力は掛かることはない。そのためこの段階ではフィルム１２はプリプレグ１６に対してまだ貼り付けられてはおらず、次の加熱に先立ってフィルム１２およびプリプレグ１６をある程度まで加熱しておくという予備加熱を行うことを目的としている。
【００１９】
第１の加熱ロール１３の後方には第２の加熱ロール１４が取り付けられている。第２の加熱ロール１４は、通称ジャケットロールと呼ばれるものであり、金属ロールの内部に誘電コイルおよびジャケット室と呼ばれる空洞を備え、電磁誘導により発熱されるとともに、ジャケット室に封入され分散された熱媒体の気相、液相の相変換によりロールの周壁表面の温度分布が均一化される。さらに金属ロールの外側には第１の加熱ロール１３と同様に耐熱ゴムを取り付けた構造をもつ。表面温度は１４０℃に制御され、圧力１．０ｋｇｆ／ｃｍ2で加圧される。この構造により第１の加熱ロール１３で加熱されたフィルム１２およびプリプレグ１６は、本加熱として予後加熱よりも高めの温度でしかも温度ばらつきが極めて小さい条件で加熱加圧され、フィルム１２がプリプレグ１６の表面に貼り付けられる。
【００２０】
第２の加熱ロール１４の後方には冷却ロール１５が取り付けられている。ロールの内部に冷却水が循環されることによって冷却され、圧力０．５ｋｇｆ／ｃｍ2で加圧される。表面にフィルム１２が貼り付けられたプリプレグ１６はここを通過することによって冷却される。
【００２１】
以上の３組のロールの内第２の加熱ロール１４は、加熱したままの状態で回転を停止しておくとロールに場所による温度ばらつきが生じ、このことがロールに反りや変形といったダメージを与え、ロールの寿命を縮めるという問題がある。これはその加熱方式が原因となるものである。単に誘電コイルを用いた電磁誘導による加熱のみならずロールの中心部から周壁に向かってどの方向にも同じように伝熱していくという等方性を有している。ところが第２の加熱ロール１４は内部に空洞を備え、そこで封入された熱媒体の相変換により加熱を行うため、重力の影響によって生じた熱媒体の偏りによりロール表面への熱の伝わり方にも偏りが生じる。そのため加熱したまま回転を停止するとロール表面の温度分布は極端に不均一なものとなり、その結果ロールに反りや変形といったダメージを与えることになる。したがって第２の加熱ロール１４は加熱した状態では停止させずに常に回転させておかなければならない。
【００２２】
本発明のラミネート装置はロットの合間など生産が途切れた時は図１（ｂ）に示すような生産待ちの動作を行う。すなわち、第１の加熱ロール１３は生産稼動時の設定温度のままで、さらに元の位置のままで回転を停止する。第２の加熱ロール１４は加圧状態での接触を解除し、上方のロールが下方のロールとの間隔を拡げる方向に退避する。この時、設定温度は生産稼動時と同じ条件で制御されたままであり、また回転も同様にそのままの状態である。冷却ロール１５は互いに加圧状態で接したままの状態で回転を停止する。そしてフィルム持ち上げ機構１７によってフィルム１２を第２のロール１４の下方のロールと接することがない位置まで持ち上げる。
【００２３】
上記のような態様で生産待ちすることにより、第２の加熱ロール１４は回転した状態であるので偏った加熱になることはなく、反りや変形などのダメージを与えることもない。また第２の加熱ロール１４は接触を解除し上方のロールが下方のロールから間隔を拡げて退避しているので、回転させておいても従来のラミネート装置のようにフィルム１２が浪費されることもない。さらに第１の加熱ロール１３、第２の加熱ロール１４共に生産稼動時と同じ設定温度のままであるので、生産再開時には温度上昇等の切り替えロスがなく生産性を悪化させることはない。
【００２４】
なお第２の加熱ロール１４の上方のロールを退避させる距離としては、フィルム１２がフィルム持ち上げ機構１７によって持ち上げられる距離を考慮した上でフィルム１２に接することがない位置を設定しなければならない。これにより、フィルム１２は第２の加熱ロール１４の上下のどちらのロールにも接することのない位置に保持され、フィルム１２と第２の加熱ロール１４との摩擦を防ぐことができる。
【００２５】
また冷却ロール１５は上下のロールを接触させておくことでロール間にフィルム１２を挟んで固定することができる。これにより、フィルム１２にはフィルム持ち上げ機構１７と冷却ロール１５との間にテンションが与えられ、フィルム１２が弛んで第２の加熱ロール１４に接するのを防ぐことができる。
【００２６】
さらに第２の加熱ロール１４の回転機構は、サーボモータにより下方のロールを回転させ、この回転を上下のロール各々にタイミングベルトとプーリーによって連結されたギアを介して上方のロールに伝えるというものである。この方式により１台のサーボモータのみで退避時にも上下２本のローラの回転を可能としている。
【００２７】
また本実施の形態１において上記のような効果を実現することができたのは、本発明のラミネート装置が、先頭に加熱したままで回転を停止させても問題のない予備加熱用の第１の加熱ロール１３を配置し、その後方にジャケットロールにて本加熱用の第２の加熱ロール１４を配置するという構造を採用したことも寄与している。フィルム供給部１１から供給されるフィルムは、先頭の第１の加熱ロール１３を基点として角度を変え、第１の加熱ロール１３と冷却ロール１５の間で略水平に保持されるので、第２の加熱ロール１４を退避させてもフィルム１２に弛みが生じることはなく、また比較的小さい距離退避させただけで第２の加熱ロール１４はフィルム１２に接触することはなくなるからである。仮に第１の加熱ロール１３もジャケットロールとすると、第１の加熱ロール１３も退避させなければならなくなるが、その場合、フィルム１２はテンションが無くなってかなりの弛みが生じるので、第１の加熱ロール１３がフィルム１２に接しないように退避させるのは極めて困難であるだけでなく、第１の加熱ロール１３に弛んだフィルム１２が巻き付いていくという危険性もある。このように第１の加熱ロール１３は予備加熱用として作用すること以外に、ジャケットロールよりも手前でフィルム１２を水平に保持するという重要な役割も同時に果たすことになる。
【００２８】
（実施の形態２）
次に図２を用いて第２の加熱ロール１４の退避方法として別なる形態を説明する。図２は本発明の実施の形態２におけるラミネート装置の概略構成図である。
【００２９】
本実施の形態２では実施の形態１の構成に加えて第１の加熱ロールの前方および第２の加熱ロールの後方にフィルムを所定位置に固定するフィルム抑え機構１８が設置されている。これにより設備にセットされたフィルム１２が弛んで第２の加熱ロール１４に接するのを防ぐことができる。この場合は、冷却ロール１５は実施の形態１と同じく接触させておいて、冷却ロール１５、フィルム抑え機構１８の両方によりフィルム１２を固定してもよいが、図２のように冷却ロール１５の上下ロールの接触を解除する方が好ましい。ロール表面が軟らかい材質の場合は、たとえ冷却されていても停止したロールが接触した状態で長時間放置するのは、ロールの自重により同じ箇所に応力が掛かり変形する恐れがあるからである。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
以上のように本発明は、生産待ち時において、加熱ロールに反りや変形、汚れ、摩耗などのダメージを与えることがなく、またフィルムを浪費することも生産性を悪化させることもないラミネート装置を提供することができるので、パソコン、移動体通信機器、ビデオカメラ等の各種電子機器に組み込まれるプリント配線板の製造用として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施の形態１におけるラミネート装置の概略構成図
【図２】本発明の実施の形態２におけるラミネート装置の概略構成図
【図３】従来のプリント配線板の製造工程を示す断面図
【図４】従来のラミネート装置の概略構成図
【符号の説明】
【００３２】
１１  フィルム供給部
１２  フィルム
１３  第１の加熱ロール
１４  第２の加熱ロール
１５  冷却ロール
１６  プリプレグ
１７  フィルム持ち上げ機構
１８  フィルム抑え機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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