JP3243601B2

JP3243601B2 - 真空多段積層装置

Info

Publication number: JP3243601B2
Application number: JP31936096A
Authority: JP
Inventors: 昭彦小川
Original assignee: 株式会社名機製作所
Priority date: 1996-11-29
Filing date: 1996-11-29
Publication date: 2002-01-07
Anticipated expiration: 2016-11-29
Also published as: JPH10156853A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、固定盤と可動盤と
の対向面間に複数の熱板を配置し、各熱板間に成形材を
挿入して加熱・加圧することにより積層品を得る多段積
層装置に関し、特に成形材を真空雰囲気下で加熱・加圧
する真空多段積層装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】真空多段積層装置は、例えばプリント配
線板のような多層基板等の積層成形に使用されるもの
で、一般に、複数のステー２１に固定された固定盤とし
ての上定盤２と、この上定盤２に対して近接離間移動す
るように、ステー２１に摺動可能に取付けられた可動盤
としての下定盤３と、上定盤２と下定盤３との間に上下
方向に重合するように配設された複数の熱板５とを備え
ている（図１参照）。各熱板５は、鋼等からなるブロッ
クの内部に熱油等の温調流体流路や電気ヒータ等の加熱
手段を設けてなるもので、その両面は平滑に形成されて
いる。そして、この真空多段積層装置を用いて多層基板
を成形する場合においては、熱板５間に挿入された成形
材の揮発成分を除去してボイド等の不具合を防止するた
め、上定盤２と基盤２０との間に気密室を形成するため
のチャンバー２７を設け、チャンバー２７内を減圧して
真空雰囲気下で成形材を熱板間に挿入して積層成形して
いる。チャンバ２７には、成形材の搬入と積層品の搬出
のため、開閉可能なシャッタ２７ａが設けられている。
そして、上下方向に配設された熱板の位置によってその
自重が下段の熱板の成形材への加圧力に影響を及ぼすこ
ととなるため、この影響を防いで成形材を均一に加圧す
るための補正装置が設けられている。

【０００３】このように構成された従来の一般的な真空
多段積層装置では、チャンバ２７のシャッタ２７ａを開
き、上下方向に重合された熱板５の間に成形材Ｈを挿入
し、チャンバ２７を密閉するようにシャッタ２７ａを閉
め、チャンバー２７内を減圧する。そして、この真空雰
囲気下で下定盤３を上定盤２に対して近接するように移
動させ、各熱板５の間に挿入された成形材Ｈを加圧す
る。このとき、加熱手段により各熱板５が加熱され、成
形材Ｈは加圧と共に、ガラス転移温度まで加熱されるこ
とにより化学反応が起きて積層成形される。この状態を
所定時間保持してて積層成形が完了すると、下定盤３を
上定盤２から離間するように移動させると共にチャンバ
２７のシャッタ２７ａを開き、各熱板５間の積層品を取
り出す。

【０００４】ところで、近年の積層基板においては、集
積密度が高くなり、表面実装の発展に伴ってその構成も
変化しており、多様なチップ等の表面実装部品を積載す
るために、階段状の窪みを形成する場合のように、同一
基板内の厚みが部分によって異なる多層積層基板が必要
となり、また、基板の平面的な大きさの種類も多様化し
ている。

【０００５】そのため、例えば特開平６−１４３３１１
号公報や特開平７−８０８７１号公報に開示されている
ように、各熱板に可撓性膜状の上面部材および下面部材
を設け、上面部材および下面部材間に密封室あるいは気
密室を形成した積層装置が知られている。また、上記両
公報に開示されているように、各熱板を近接させた際
に、互いに密に連接することにより、上記チャンバーの
ように、各熱板を収容した密閉室を形成するための外周
部材が、各熱板の外周に沿って設けられたものも知られ
ている。

【０００６】このような積層装置では、熱板の上面部材
上に成形材を載置し、可動盤を上昇させて各熱板が近接
すると、成形材が下方の熱板の上面部材と上方の熱板の
下面部材との間で挟持される。これに伴って、各熱板の
外周に沿ってそれぞれ設けられた外周部材が互いに密に
連接し、密閉室が形成される。この密閉室を減圧した状
態で、水あるいは空気等の流体を密封室あるいは気密室
に供給することにより、上面部材および下面部材を膨出
させて成形材を加圧する。そして、この加圧と並行し
て、加熱手段により成形材を加熱する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の一般的な真
空多段積層装置は、平面的な大きさの異なる成形材Ｈ
１，Ｈ２を積層成形する場合には、図８に示すように、
成形材Ｈ１およびＨ２を熱板５の対向面の間で直接加熱
加圧するために、加圧力により熱板５にソリが発生する
という問題があった。また、成形材Ｈ１およびＨ２を均
一に加圧するためには、各熱板５の略中心等の所定の位
置に成形材を配置しなければならず、挿入時の位置決め
に手間がかかるという問題があった。さらに、同一の熱
板の間に複数の成形材を挿入して均等にこれらの成形材
を加圧することが困難であるという問題があり、同一の
熱板の間で厚みの異なる複数の積層品を積層成形するこ
とはできなかった。

【０００８】また、上記従来の一般的な真空多段積層装
置は、上下方向に配設された熱板の位置による加圧力の
影響をなくして成形材を均一に加圧するための補正装置
を設ける必要があるため、構造およびその制御が複雑に
なり、また装置の製作コストが増大するという問題があ
った。

【０００９】さらに、上記従来の一般的な真空多段積層
装置は、熱板の対向面が平滑に形成されているため、上
述した多層積層基板のように同一積層品内の厚みが部分
によって異なるものを積層成形する場合には、厚みの薄
い窪み等の部分にシリコンラバー等を埋め込んで加熱・
加圧するか、または、窪みの各階層を形成する成形材毎
に加熱・加圧を繰り返して積層成形を行わなければなら
ない。窪みの形状に合わせたシリコンラバー等を埋め込
んで加熱・加圧を行う場合にあっては、基板の窪みの形
状に合わせたシリコンラバーを用意しなければならず、
また、成形材の窪みに対するシリコンラバーの取付けお
よび取外しの手間を要するという問題があった。また、
各階層毎に加熱・加圧を行う場合にあっては、一工程で
積層成形を行うことができないという問題があった。こ
のため、階段状の窪みを有する多層基板を積層成形する
ような場合においては、成形効率の向上を図ることが困
難であった。

【００１０】さらに、上記従来の一般的な真空多段積層
装置は、成形空間の熱伝導や輻射熱により、成形材が加
圧される前にガラス転移温度近くまで加熱されて化学変
化が不用意に進行したり、積層成形が完了した後も加熱
時の熱が残留することにより、積層品の不均一な温度降
下に伴う熱収縮が発生するため、積層品にしわが形成さ
れて歩留が悪化するという問題があった。

【００１１】さらにまた、上記従来の一般的な真空多段
積層装置において、成形材を真空雰囲気下で加熱・加圧
するために気密室となるチャンバーを設けた場合にあっ
ては、チャンバーの内部全体を減圧するため、減圧容積
が大きく、減圧に要する時間が多くなって成形サイクル
が長くなり、その結果積層装置の稼働効率を減退させる
という問題があった。また、チャンバーの内部に成形材
を搬入し、積層成形後の積層品を搬出するためのシャッ
タには、気密性や耐圧性等、強固なものが要求され、し
かも、このシャッタを開閉するための付帯設備が必要で
あるという問題があった。

【００１２】一方、特開平６−１４３３１１号公報や特
開平７−８０８７１号公報に開示されたものにあって
は、上述したような一般的な真空多段積層装置における
課題を解決することはできるが、各熱板自体に可撓性膜
状の上面部材および下面部材を設け、上面部材および下
面部材間に密封室あるいは気密室を形成するため、従来
の一般的な真空多段積層装置に適応できるような汎用性
がなく、製造コストがかかるという問題があった。

【００１３】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、一般的な真空多段積層装置を用いて平面的
な大きさの異なる積層品や、厚みが部分によって異なる
積層品、あるいは厚みの異なる複数の積層品を一度に、
均一な加圧力により積層成形することができる真空多段
積層装置を提供することを目的とする。さらに、本発明
は、異なる厚みを有する積層品に応じて適合させること
ができる真空多段積層装置を提供することを目的とす
る。

【００１４】また、本発明は、上記課題を解決するため
になされたもので、補正装置を設けることなく上下方向
に配設された熱板の位置による加圧力の影響をなくして
成形材を均一に加圧することができ、もって構造および
その制御が簡単で製作コストを低減させることができる
真空多段積層装置を提供することを目的とする。

【００１５】さらに、本発明は、上記課題を解決するた
めになされたもので、しわを形成することなく積層品を
確実に積層成形し、歩留を向上させることができる真空
多段積層装置を提供することを目的とする。

【００１６】さらにまた、本発明は、上記課題を解決す
るためになされたもので、成形材を真空雰囲気下で積層
成形するための構造や付帯設備の簡略化を図ると共に、
減圧に要する時間の短縮化を図り、真空多段積層装置の
稼働効率の向上を図ることを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】請求項１の真空多段積層
装置に係る発明は、上記目的を達成するため、固定盤と
可動盤との対向面間に複数の熱板を配置し、成形材を各
熱板間に挿入して真空雰囲気下で加熱・加圧する真空多
段積層装置であって、各熱板の間に挟持される枠体と、
該枠体に設けられ、枠体が熱板の間に挟持された際に成
形材を収容して真空引きされる成形空間および非成形空
間を形成する膜体と、成形材を加圧すべく非成形空間に
作用して膜体を操作する膜体操作手段とを備えたことを
特徴とするものである。

【００１８】請求項２の真空多段積層装置に係る発明
は、上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明に
おいて、成形材と膜体が設けられた枠体とが載置されて
共に各熱板間に挿入されるキャリアプレートを備えたこ
とを特徴とするものである。

【００１９】請求項３の真空多段積層装置に係る発明
は、上記課題を解決するため、請求項１または２に記載
の発明において、積層品を冷却するための冷却手段を備
えたことを特徴とするものである。

【００２０】請求項４の真空多段積層装置に係る発明
は、上記課題を解決するため、請求項１ないし３のいず
れかに記載の発明において、枠体がシール材を含み、熱
板の対向面に対して交換可能に取り付けられており、枠
体とシール材の少なくとも一方は異なる高さを有する複
数のものが用意されており、該枠体とシール材の少なく
とも一方を成形材の厚さに応じて厚みを異なるものに交
換することにより、成形空間の高さを調節可能としたこ
とを特徴とするものである。

【００２１】請求項５の真空多段積層装置に係る発明
は、上記課題を解決するため、請求項１ないし４のいず
れかに記載の発明において、膜体操作手段は、各成形空
間ごとの成形材に対する加圧力がそれぞれ調節可能とさ
れたことを特徴とするものである。

【００２２】請求項６の真空多段積層装置に係る発明
は、上記課題を解決するため、請求項１ないし５のいず
れかに記載の発明において、膜体操作手段は、任意のタ
イミングで成形材を加圧すべく膜体を操作可能としたこ
とを特徴とするものである。

【００２３】請求項１の発明では、固定盤と可動盤との
対向面間に配置された一般的な真空多段積層装置の複数
の熱板の間に、膜体が設けられた枠体と共に成形材をそ
れぞれ挿入し、固定盤に対して可動盤を近接させる。熱
板と当該熱板に隣接する熱板との間で枠体が挟持され、
成形材を収容する成形空間および非成形空間が形成され
る。成形空間は、枠体が熱板間に挟持される前、または
挟持された後で真空引きされる。次いで、膜体操作手段
により非成形空間に作用させて膜体が成形材を加圧する
よう操作する。成形材は、加圧と同時に加熱され、積層
される。成形材を膜体により加圧するため、厚さや平面
的な大きさの異なる積層品を得るための種類の異なる成
形材を一度に確実に積層成形することができる。

【００２４】請求項２の発明では、成形材は、膜体が設
けられた枠体と共にキャリアプレート上に位置決めされ
て載置され、熱板に直接接触することなく各熱板間に挿
入される。

【００２５】請求項３の発明では、成形材を加熱・加圧
して積層が完了した積層品を、冷却手段により冷却す
る。積層品は、均一に温度降下して熱収縮するため、し
わが形成されることなく安定した状態となる。

【００２６】請求項４の発明では、熱板と当該熱板に隣
接する熱板との間で挟持される枠体とシール材の少なく
とも一方の厚みを成形材の厚さに応じて異なるものに交
換することにより、成形材の厚さに応じて成形空間の高
さを調節し、異なる厚みを有する積層品に応じて積層成
形を行う。

【００２７】請求項５の発明では、各熱板間に挿入され
る成形材に応じて、それぞれ均一に、あるいは最適に調
節された圧力により膜体を熱板面から離間させて成形材
を加圧する。

【００２８】請求項６の発明では、膜体は、膜体操作手
段により、成形材を不用意に加圧することなく任意のタ
イミングで加圧するよう操作される。

【００２９】

【発明の実施の形態】本発明に係る真空多段積層装置の
構成の一実施の形態を、図１ないし図５に基づいて詳細
に説明する。なお、図において同一符号は同一部分また
は相当部分とする。

【００３０】本発明に係る真空多段積層装置１は、固定
盤２と可動盤３との対向面間に複数の熱板５を配置し、
成形材Ｈを各熱板５間に挿入して真空雰囲気下で加熱・
加圧するものであって、各熱板５の間に挟持される枠体
６と、該枠体６に設けられ、枠体が熱板５の間に挟持さ
れた際に成形材Ｈを収容して減圧手段（後述する）によ
り真空引される成形空間Ｓを形成する膜体１０と、成形
材Ｈを加圧すべく膜体１０を操作する膜体操作手段（後
述する）とを備えたものである。そして、成形材Ｈと膜
体１０が設けられた枠体６とが載置されて共に、各熱板
間に挿入されるキャリアプレート１１、および積層品を
冷却するための冷却手段（後述する）を備え、成形空間
Ｓの高さを調節可能とされている。さらに、膜体操作手
段は、各成形空間Ｓごとの成形材Ｈに対する加圧力がそ
れぞれ調節可能とされ、膜体操作手段が成形材を任意の
タイミングで加圧するよう膜体を操作可能とされたもの
である。

【００３１】図１に示すように、真空多段積層装置１
は、基盤２０の角隅近傍にステー２１が立設され、ステ
ー２１の上端部に固定盤としての上定盤２が固定されて
いる。基盤２０の下方にはシリンダ２２が形成され、シ
リンダ２２にはラム２３が挿通され、ラム２３には可動
盤としての下定盤３が上定盤２と相対向して設けられて
いる。シリンダ２２には、ラム２３を伸長駆動して所定
位置に保持するための作動油の給排管（図示を省略し
た）が接続される。上定盤２と下定盤３との相対向する
面の間には、成形材Ｈを加熱・加圧するための複数の熱
板５が所定の間隔を有するように支持されている。最上
位置の熱板５Ａは、断熱材２４を介して上定盤２に支持
され、また、最下位置の熱板５Ｂは、断熱材２５を介し
て下定盤３に支持されている。各熱板５は、熱伝導率の
優れた鋼等を略矩形のブロック状に形成したものからな
り、隣接する他の熱板５と互いに対向する面が平滑に形
成されている。図２に示すように、熱板５の内部には、
流路２６が形成されている。そして、この実施の形態の
場合、図１に鎖線で示すように、上定盤２と基盤２０と
の間には、気密室を形成するためのチャンバー２７が設
けられている。チャンバー２７には、成形材Ｈの各熱板
５間への搬入と、各熱板５間からの積層品の搬出を行う
ためのシャッタ２７ａが開閉可能に設けられている。チ
ャンバー２７には、その内部を減圧するための真空ポン
プ等の減圧手段（図示を省略した）が接続されている。
以上に説明した構成は、従来の真空多段積層装置と同様
である。

【００３２】各熱板５の流路２６には、この実施の形態
の場合、成形材Ｈを加熱するための手段として蒸気等の
加熱流体と、成形材Ｈを加熱・加圧することにより積層
された積層品を冷却するための冷却手段として冷却水等
の冷却流体とが切替制御可能に循環流通される。なお、
この実施の形態においては、加熱流体と冷却流体とを共
通の流路２６に切替制御可能に供給する例によって説明
するが、これに限定されることなく、これらの加熱およ
び冷却流体を循環流通させるための流路をそれぞれ別に
形成することもでき、また、加熱および冷却流体を流路
に供給するもの以外に、例えば加熱手段としてシート状
ヒータや棒状ヒータ等を用いることもできる。

【００３３】図２ないし図５に示すように、枠体６は、
その外周が各熱板５と略同じ大きさおよび形状に形成さ
れたものである。膜体１０は、耐熱性、可撓性および伸
縮性を有するゴム等からなるもので、その周縁が各枠体
６の内側開口を塞ぐように、焼付加工等によって各枠体
６の一方の面に対して気密に固着されている。枠体６の
膜体１０が固着された面とは反対面には、それぞれシー
ル材３０が設けられている。キャリアプレート１１は、
熱板５と略同じ大きさを有し、且つ熱板５間への挿入お
よび搬出する際に把持することができるように、熱板５
から突出する把持部（図示を省略した）が形成された板
状のもので、成形材Ｈと膜体１０を固着された枠体６と
がそれぞれ載置されて共に各熱板５間に挿入される。な
お、図２および図４には、複数の熱板５およびその間に
挿入配置される膜体１０が設けられた枠体６のうちの一
部のみを示した。

【００３４】ラム２３を伸長駆動して下定盤３を上定盤
２に近接させ、各枠体６が各熱板５間にそれぞれ挟持さ
れると、キャリアプレート１１と膜体１０（図２、図３
の場合）、または、熱板５と膜体１０（図４、図５の場
合）とによって成形材Ｈを収容する成形空間Ｓが形成さ
れる。膜体１０が固着されシール材３０が設けられた枠
体６は、厚み（高さ）の異なるものが複数用意されてお
り、これにより、積層成形される成形材の厚みに適合さ
せるように、成形空間Ｓの高さをそれぞれ個別に可変と
することにより調節することができるようになってい
る。

【００３５】枠体６が各熱板５間に挟持された際に、熱
板５と膜体１０および枠体６（図２、図３の場合）、ま
たは、キャリアプレート１１と膜体１０および枠体６
（図４、図５の場合）とによって形成され、膜体１０を
はさんで成形空間Ｓとは反対側の非成形空間Ｔに開口す
るように、各枠体６には通路３５が形成されている。そ
して、図２および図４に示すように、各通路３５には、
加圧管路３６がそれぞれ接続される。この加圧管路３６
には、加圧圧力調整可能な減圧弁３７および加圧流体の
圧力を検知するための圧力計３８がそれぞれ介装され、
単一の電磁切替弁３９およびエアコンプレッサ等の加圧
流体源４６に接続される。これにより、成形材Ｈを加圧
すべく膜体１０を操作する膜体操作手段が構成されてい
る。そして、加圧流体源４６からの加圧流体の圧力は、
各成形空間Ｓごとの成形材に最適の圧力を加えるよう
に、各減圧弁３７によって調節される。なお、図２に
は、複数の熱板５およびその間に挿入配置される膜体１
０が設けられた枠体６のうちの一部のみを示したため、
図示を省略したが、他の枠体に対しても同様に、加圧管
路３６の分岐点３６ａから減圧弁３７および圧力計３８
を介して各通路３５に接続されている。また、図２およ
び図３に示した場合には、成形空間Ｓとチャンバ２７内
とを連通するため、通路４１が熱板５の上面に開口する
ように形成され、キャリアプレート１１の通路４１と整
合する位置に透孔１１ａが形成されている。一方、図４
および図５に示した場合には、成形空間Ｓとチャンバ２
７内とを連通するため、通路４１が熱板５の下面に開口
するように形成されている。

【００３６】次に、以上のように構成された本発明に係
る真空多段積層装置を用いて成形材の積層成形を行う場
合の第１の作動について、図１ないし図３を参照しなが
ら説明する。この場合においては、枠体６は、膜体１０
の周縁を固着された面がキャリアプレート１１に接する
ように配置される。なお、この積層成形を行う場合の作
動の説明においては、図３に示すように、成形材Ｈとし
て回路パターンが形成された基材５０の両面にプリプレ
グ５１を介して銅箔５２をそれぞれ積層し、多層回路基
板を成形する場合によって説明する。

【００３７】最初に、チャンバー２７の外で、キャリア
プレート１１上に型となる鏡面板５３を載置し、この鏡
面板５３上に成形材Ｈである銅箔５２、プリプレグ５
１、基材５０、プリプレグ５１、銅箔５２を順次位置合
わせして重合する。続いて、枠体６を、膜体１０が下に
なるようにキャリアプレート１１上に位置決めして載置
する。これにより、膜体１０は、成形材Ｈの最上に位置
する銅箔５２上に重合される。なお、枠体６の厚みは重
合された鏡面板５３および成形材Ｈと膜体１０の厚みと
を合わせた高さよりもわずかに高くなるように選択され
る。複数の成形材Ｈを互いに重合させることなく枠体６
の内側に配置可能な場合には、複数の成形材Ｈを鏡面板
５３と共にキャリアプレート１１上に載置してもよい。
また、複数の成形材Ｈを同一キャリアプレート１１上に
載置する場合には、同一の積層品を積層成形するための
成形材Ｈに限定されることなく、異なる種類の積層品を
積層成形するための成形材Ｈを挿入することもできる。

【００３８】次いで、鏡面板５３、成形材Ｈ、膜体１０
が設けられた枠体６を支承するキャリアプレート１１を
シャッタ２７ａが開放されているチャンバー２７内の各
熱板５上に挿入し、チャンバー２７のシャッタ２７ａを
閉塞し、減圧手段によりチャンバー内を減圧する。この
チャンバー内の減圧は積層成形が完了して積層品をチャ
ンバー２７から搬出するためにシャッタ２７ａを開放す
るまで保持される。

【００３９】その後、ラム２３を伸長駆動して下定盤３
を上定盤２に近接するよう上昇させると、図２に示すよ
うに、各枠体６が各熱板５間に挟持され、キャリアプレ
ート１１と膜体１０とによって成形材Ｈが収容された成
形空間Ｓがそれぞれ形成され、また、膜体１０を隔てて
成形空間Ｓとは反対側に非成形空間Ｔが熱板５と膜体１
０および枠体６によってそれぞれ形成されることとな
る。成形空間Ｓは、その形成前にチャンバー２７内全体
が減圧されているために、通路４１を介して真空状態が
維持される。また、非成形空間Ｔは、枠体６に設けられ
たシール材３０が上方の熱板５の下面に圧接されること
により、気密に密閉されて真空状態が維持される。

【００４０】次いで、電磁切替弁３９を励磁し、枠体６
の通路３５を介してエアコンプレッサ４６の圧縮空気を
各非成形空間Ｔに供給する。圧縮空気の圧力は、各成形
空間Ｓごとに収容された成形材Ｈに最適の圧力を加える
ように、各減圧弁３７によって調節される。各非成形空
間Ｔに所定圧力に調節された圧縮空気が供給されると、
その圧力により膜体１０を介して成形材Ｈが加圧される
こととなる。このとき、各熱板５に形成された流路２６
には所定温度に加熱された加熱流体が供給されており、
成形材Ｈは加圧と同時にプリプレグ５１のガラス転移温
度まで加熱されて化学反応が起き、積層される。この加
圧および加熱は、所定時間維持される。成形材Ｈが加熱
・加圧された際に揮発成分等のガスが発生する場合に
は、成形空間Ｓ内にキャリアプレート１１の透孔１１ａ
を介して開口する通路４１が減圧手段により減圧状態を
保持するように真空引きされているチャンバ２７内と連
通しているため、成形空間Ｓ内のガスはその外部に吸引
除去される。なお、成形材Ｈへの加圧圧力の設定が低い
場合等においては、通路３５に接続された加圧管路３６
を大気と連通し、密閉された成形空間Ｓの減圧によって
膜体１０が成形材Ｈに加圧作用を及ぼすようにすること
もできる。

【００４１】成形材Ｈの加圧加熱および加熱が所定時間
維持されて積層が完了したら、各熱板５に形成された流
路２６への加熱流体の供給を止め、所定温度の冷却流体
を循環流通させるように切替制御し、積層された成形材
Ｈへの加圧を維持した状態で冷却する。加熱された成形
材Ｈを加圧した状態で冷却するため、成形材Ｈが均一に
温度降下して熱収縮することとなり、しわを形成するこ
となく安定した状態となる。

【００４２】成形材Ｈの加熱・加圧およびその後の冷却
を完了したら、減圧手段によるチャンバー２７内の減圧
を停止すると共に、下定盤３を下降させるようにラムを
退縮駆動する。下定盤３が下降すると、形成されていた
成形空間Ｓおよび膜体１０を隔てた反対側の非成形空間
Ｔが開放され、枠体６の通路３５に供給されていた圧縮
空気または大気がチャンバー２７内全体に供給される。
この圧縮空気または大気の供給は、減圧されていたチャ
ンバー２７内の圧力が大気と略同等に上昇するまで行わ
れる。チャンバー２７内の圧力が大気と略同等となる
と、シャッタ２７ａを開放してキャリアプレート１１と
共にこれに載置された積層品および膜体１０が設けられ
た枠体６を搬出する。

【００４３】次に、以上説明した作動とは別の第２の作
動について、図１、図４および図５を参照しながら説明
する。この作動が上述した作動と異なるのは、枠体６に
設けられたシール材３０がキャリアプレート１１に接
し、膜体１０が枠体６の上に位置するように配置するこ
とにある。

【００４４】最初に、チャンバー２７の外で、図５に示
すように、キャリアプレート１１上に枠体６を、膜体１
０が上になるように位置決めして載置し、膜体１０上に
成形材Ｈである銅箔５２、プリプレグ５１、基材５０、
プリプレグ５１、銅箔５２を順次位置合わせして重合
し、成形材Ｈの最上に位置する銅箔５２上に鏡面板５３
を載置する。

【００４５】次いで、膜体１０を設けた枠体６、成形材
Ｈ、鏡面板５３が載置されたキャリアプレート１１をシ
ャッタ２７ａが開放されているチャンバー２７内の各熱
板５上に挿入し、チャンバー２７のシャッタ２７ａを閉
塞し、減圧手段によりチャンバー２７内を減圧する。

【００４６】その後、ラム２３を伸長駆動して下定盤３
を上定盤２に近接するよう上昇させると、図４に示すよ
うに、各枠体６が各熱板５間に挟持され、上方の熱板５
の下面と膜体１０とによって成形材Ｈが収容された成形
空間Ｓがそれぞれ形成され、また、膜体１０を隔てて成
形空間Ｓとは反対側に非成形空間Ｔがキャリアプレート
１１と膜体１０および枠体６によってそれぞれ形成され
ることとなる。

【００４７】次いで、電磁切替弁３９を励磁し、枠体６
の通路３５を介して所定の圧力の空気を各非成形空間Ｔ
に供給し、膜体１０を介して成形材Ｈを上方の熱板５の
下面との間で加圧すると共に、熱板５内の流路２６に供
給される加熱流体により加熱する。加圧および加熱は、
所定時間維持される。成形材Ｈを加熱・加圧した際に発
生する揮発成分等のガスは、成形空間Ｓ内に開口する通
路４１がチャンバ２７内と連通しているため、通路４１
を介して成形空間Ｓの外部に吸引除去される。成形材Ｈ
の加圧加熱および加熱が所定時間維持されて積層が完了
したら、流路２６への加熱流体の供給を止め、所定温度
の冷却流体を循環流通させるように切替制御し、積層さ
れた成形材Ｈの加圧を維持した状態で冷却する。

【００４８】成形材Ｈの加熱・加圧およびその後の冷却
を完了したら、減圧手段によるチャンバー２７内の減圧
を停止すると共に、ラム２３を退縮駆動して下定盤３を
下降させ、形成されていた成形空間Ｓおよび非成形空間
Ｔを開放し、チャンバー２６内の圧力を大気と略同等と
なるまで上昇させ、シャッタ２７ａを開放してキャリア
プレート１１と共にこれに載置された膜体１０が設けら
れた枠体６および積層品を搬出する。

【００４９】次に、本発明に係る真空多段積層装置の別
の実施の形態を図６および図７に基づいて説明する。な
お上述した実施の形態と同様または相当部分については
同じ符号を付してその説明を省略する。

【００５０】この実施の形態が上述した実施の形態と大
きく異なるのは、上述した実施の形態では、上定盤２と
基盤２０との間に気密室を形成するためのチャンバー２
７が設けられていたのに対し、この実施の形態では、チ
ャンバー２７は設けられておらず、減圧手段が成形空間
Ｓ内に開口するように接続されたことにある。また、こ
の実施の形態においては、膜体操作手段６０は、任意の
タイミングで成形材Ｈを加圧することができるように、
膜体１０が成形材Ｈを加圧するように操作する加圧機構
６１と、膜体１０が成形材Ｈを加圧しないように、膜体
１０を吸引する吸引機構６２とから構成されている。

【００５１】各熱板５には、その上面であって枠体６の
内周よりも内側に開口するように、通路６５が形成さ
れ、また、その下面に圧接される枠体の内周よりも内側
に開口するように、通路６６が形成されている。キャリ
アプレート１１には、熱板５の上面に開口する通路６５
と対応する位置に透孔１１ａが形成されている。なお、
最上位置の熱板５Ａ（図１参照）には通路６５を形成す
る必要はなく、また、最下位置の熱板５Ｂ（図１参照）
には通路６６を形成する必要はない。

【００５２】図６に示した場合においては、枠体６は、
膜体１０の周縁が固着された面をキャリアプレート１１
に接するように配置される。そして、鏡面板５３、銅箔
５２、プリプレグ５１、基材５０等を位置合わせして重
合した成形材Ｈがキャリアプレート１１上に載置され、
成形材Ｈを膜体１０が覆うように枠体６が載置される。
したがって、図６に示した場合は、ラム２３を伸長駆動
して下定盤３を上定盤２に近接させ、各枠体６が各熱板
５間にそれぞれ挟持されると、キャリアプレート１１と
膜体１０とによって成形材Ｈを収容する成形空間Ｓが形
成され、膜体１０をはさんで反対側に熱板５と膜体１０
および枠体６によって非成形空間Ｔが形成されることと
なる。その結果、各熱板５の通路６５は成形空間Ｓに開
口し、通路６６は非成形空間Ｔに開口する。そして、こ
の実施の形態においては、熱板５の上面に開口するよう
に形成された通路６５に真空ポンプ等の減圧手段（図示
を省略した）が接続され、熱板５の下面に開口するよう
に形成された通路６６に加圧機構６１および吸引機構６
２を有する膜体操作手段６０が接続される。

【００５３】一方、図７に示した場合においては、枠体
６は、シール材３０が設けられたれた面をキャリアプレ
ート１１に接するように配置される。そして、キャリア
プレート１１上に枠体６を載置し、成形材Ｈを載置す
る。したがって、図７に示した場合は、ラム２３を伸長
駆動して下定盤３を上定盤２に近接させ、各枠体６が各
熱板５間にそれぞれ挟持されると、熱板５と膜体１０に
よって成形材Ｈを収容する成形空間Ｓが形成され、膜体
１０をはさんで反対側にキャリアプレート１１と膜体１
０および枠体６とによって非成形空間Ｔが形成されるこ
ととなる。その結果、各熱板５の通路６５は非成形空間
Ｔに開口し、通路６６は成形空間Ｓに開口する。その結
果、この実施の形態においては、非成形空間Ｔに開口す
る通路６５に加圧機構６１および吸引機構６２を有する
膜体操作手段６０が接続され、成形空間Ｓに開口する通
路６６に減圧手段が接続される。

【００５４】非成形空間Ｔに開口する各通路６５には、
管路６７がそれぞれ接続され、この管路に加圧機構６１
と吸引機構６２とが切替可能に接続されている。なお、
この実施の形態では、加圧作動流体として空気を用いた
場合によって説明する。加圧機構６１は、各成形空間Ｓ
ごとの成形材Ｈに最適の圧力を加えるように、分岐点７
０を介して各管路６７に加圧管路７１が接続され、各加
圧管路７１には、その中間に加圧圧力調整可能な減圧弁
７２および加圧流体の圧力を検知するための圧力計７３
がそれぞれ独立して介装され、単一の電磁切替弁７４お
よびエアコンプレッサ等の加圧流体源７５に集中して接
続してなるものである。吸引機構６２は、分岐点７０を
介して各管路６７に吸引管路７６が接続され、各吸引管
路７６には、その中間に電磁切替弁７７がそれぞれ独立
して介装され、単一の真空ポンプ７８に集中して接続し
てなるものである。さらに、この実施の形態の場合、各
管路６７に接続された加圧管路７１と吸引管路７６との
分岐点７０には、電磁切替弁７９およびサイレンサ８０
からなる大気連通機構がそれぞれ接続されている。

【００５５】以上のように構成された本発明に係る真空
多段積層装置を用いて成形材の積層成形を行う場合の作
動について、図６を参照しながら説明する。最初に、熱
板５間の外で、成形材Ｈおよび膜体１０が設けられた枠
体６を順次位置合わせしてキャリアプレート１１上に載
置する。続いて、成形材Ｈおよび膜体１０が設けられた
枠体６を支承したキャリアプレートを、透孔１１ａが通
路６５の開口に整合するように、それぞれ各熱板５上に
位置決めして挿入する。なお、この場合においても上述
した先の実施の形態と同様に、積層成形される成形材Ｈ
の厚みに応じて成形空間Ｓの高さをそれぞれ適切に調節
するため、種々用意された膜体１０およびシール材３０
が設けられた枠体６のなかから、最適の厚みを有するも
のが選択される。

【００５６】ラム２３を伸長駆動して下定盤３を上定盤
２に近接するよう上昇させると、各枠体６が各熱板５間
に挟持され、膜体１０の枠体６に固着された部分がキャ
リアプレート１１に圧接されることにより密閉された成
形空間Ｓと、膜体１０を隔てて成形空間Ｓとは反対側
に、枠体６に設けられたシール材３０が上方の熱板５の
下面に圧接されることにより密閉された非成形空間Ｔが
それぞれ形成されることとなる。

【００５７】次いで、吸引機構６２の各電磁切替弁７７
を励磁して、膜体１０が不用意に成形材Ｈを加圧しない
ように、各非成形空間Ｔに開口する通路６６から真空ポ
ンプ７８によって各非成形空間Ｔ内の空気を吸引すると
共に、各成形空間Ｓに開口する通路６５から減圧手段に
よって成形空間Ｓ内を減圧する。この減圧手段による成
形空間Ｓ内の減圧は、積層成形が完了して下定盤３を上
定盤２から離間させるように下降させるまで保持され
る。この実施の形態の場合には、上述したような実施の
形態のようにチャンバ２４を設けた場合と比較して、減
圧容積が大幅に少なくなる。各非成形空間Ｔ内の空気を
吸引することにより、減圧手段による成形空間Ｓ内の減
圧によって膜体１０が成形材Ｈを不用意に加圧すること
がないため、膜体１０の成形材Ｈに対する加圧を任意の
タイミングで行うことができる。なお、成形材Ｈによっ
ては、各非成形空間Ｔ内の空気を吸引しない場合があ
り、この場合には吸引機構６２を作動させる必要はな
く、あるいは吸引機構６２を設ける必要はない。

【００５８】成形空間Ｓ内を充分に減圧した後、吸引機
構６２の電磁切替弁７７を解磁して加圧機構６１の電磁
切替弁７４を励磁する。加圧流体は、エアコンプレッサ
等の加圧流体源７５から各減圧弁７２によってそれぞれ
成形材Ｈに最適の圧力で非成形空間Ｔに供給され、膜体
１０を介して成形材Ｈをキャリアプレート１１との間で
加圧する。このとき、各熱板５に形成された流路２６に
は所定温度に加熱された加熱流体が供給されており、成
形材Ｈは加圧と同時にプリプレグ５１のガラス転移温度
まで加熱されて化学反応が起き、積層されることとな
る。この加圧および加熱は、所定時間維持される。な
お、成形材Ｈへの加圧圧力の設定が低い場合等において
は、大気連通機構の電磁切替弁７９を励磁し、管路６７
を介して非成形空間Ｔを大気と連通し、減圧手段による
成形空間Ｓの減圧によって膜体１０が成形材Ｈに加圧作
用を及ぼすようにすることもできる。

【００５９】成形材Ｈの加圧加熱および加熱が所定時間
維持されて積層が完了したら、各熱板５に形成された流
路２６への加熱流体の供給を止め、所定温度の冷却流体
を循環流通させるように切替制御し、積層された成形材
Ｈへの加圧を維持した状態で冷却する。加熱された成形
材Ｈを加圧した状態で冷却するため、成形材Ｈが均一に
温度降下して熱収縮することとなり、しわを形成するこ
となく安定した状態となる。

【００６０】成形材Ｈの加熱・加圧およびその後の冷却
を完了したら、減圧手段による成形空間Ｓ内の減圧を停
止して成形空間Ｓ内の圧力を略大気圧にまで上昇させる
と共に、下定盤３を下降させるようにラム２３を退縮駆
動する。下定盤３が下降すると、形成されていた成形空
間Ｓおよび膜体１０を隔てた反対側の非成形空間Ｔが開
放され、非成形空間Ｔに供給されていた加圧流体は大気
中に放出されることとなる。非成形空間Ｔが開放される
前に大気連通機構の電磁切替弁７９を励磁してサイレン
サ８０を介して大気中に排出させることもできる。下定
盤３が完全に下降したらキャリアプレート１１と共にこ
れに載置された積層品および膜体１０が設けられた枠体
６を搬出する。

【００６１】次に、以上説明したこの実施の形態におけ
る作動とは別の第２の作動について、図７を参照しなが
ら説明する。この作動が図６に示した場合の作動と異な
るのは、枠体６に設けられたシール材３０がキャリアプ
レート１１に接し、膜体１０が枠体６の上に位置するよ
うに配置することにある。そして、図７に示した場合に
おいては、ラム２３を伸長駆動して下定盤３を上定盤２
に近接するよう上昇させ、各枠体６を各熱板５間に挟持
すると、上方の熱板５の下面と膜体１０とによって成形
材Ｈが収容された成形空間Ｓがそれぞれ形成され、ま
た、膜体１０を隔てて成形空間Ｓとは反対側に非成形空
間Ｔがキャリアプレート１１と膜体１０および枠体６に
よってそれぞれ形成されることとなる。したがって、各
熱板５に形成された通路６５には膜体操作手段６０が接
続され、通路６６には減圧手段が接続されている。

【００６２】最初に、熱板５間の外で、膜体１０が設け
られた枠体６をキャリアプレート１１上に載置し、膜体
１０上に成形材Ｈである銅箔５２、プリプレグ５１、基
材５０、プリプレグ５１、銅箔５２を順次位置合わせし
て重合し、成形材Ｈの最上に位置する銅箔５２上に鏡面
板５３を載置する（図５参照）。

【００６３】その後、ラム２３を伸長駆動して下定盤３
を上定盤２に近接するよう上昇させると、各枠体６が各
熱板５間に挟持され、上方の熱板５の下面と膜体１０と
によって成形材Ｈが収容された成形空間Ｓがそれぞれ形
成され、また、膜体１０を隔てて成形空間Ｓとは反対側
に非成形空間Ｔがキャリアプレート１１と膜体１０およ
び枠体６によってそれぞれ形成されることとなる。

【００６４】次いで、膜体操作手段６０の吸引機構６２
の各電磁切替弁７７を励磁して通路６５から各非成形空
間Ｔ内の空気を吸引すると共に、各成形空間Ｓに開口す
る通路６６から減圧手段によって成形空間Ｓ内を減圧す
る。成形材Ｈによっては、各非成形空間Ｔ内の空気を吸
引しない場合もあることは、図６によって説明した場合
の作動と同様である。成形空間Ｓ内を充分に減圧した
後、吸引機構６２の各電磁切替弁７７を解磁すると共に
加圧機構６１の電磁切替弁７４を励磁して所定圧力の加
圧流体を非成形空間Ｔにそれぞれ供給し、膜体１０を介
して成形材Ｈを熱板５の下面との間でそれぞれ加圧し、
同時に、熱板５内の流路２６に供給される加熱流体によ
り加熱する。

【００６５】成形材Ｈの加圧および加熱が所定時間維持
されて積層が完了したら、流路２６への加熱流体の供給
を止め、所定温度の冷却流体を循環流通させるように切
替制御し、積層された成形材Ｈの加圧を維持した状態で
冷却する。

【００６６】成形材Ｈの加熱・加圧およびその後の冷却
を完了したら、減圧手段による成形空間Ｓ内の減圧およ
び加圧機構６１の電磁切替弁７４を解磁して非成形空間
Ｔへの圧縮空気等の加圧流体の供給を停止し、成形空間
Ｓ内の圧力を略大気圧まで上昇させる。続いて、ラム２
３を退縮駆動して下定盤３を下降させ、形成されていた
成形空間Ｓおよび非成形空間Ｔを開放し、キャリアプレ
ート１１と共にこれに載置された積層品および膜体１０
が設けられた枠体６を搬出する。

【００６７】

【発明の効果】本発明の請求項１に係る真空多段積層装
置によれば、各熱板の間に挟持される枠体と、該枠体に
設けられ、枠体が熱板の間に挟持された際に成形材を収
容した密閉した成形空間および非成形空間を形成する膜
体と、成形材を加圧すべく非成形空間に作用して膜体を
操作する膜体操作手段とを備えたことにより、一般的な
真空多段積層装置を用いて、平面的な大きさの異なる積
層品や、厚みが部分によって異なる積層品、あるいは厚
みの異なる複数の積層品を、従来のような補正装置を必
要とすることなく、簡単な構造で一度に均一な加圧力に
より確実に積層成形することができる。したがって、真
空多段積層装置に汎用性を備えさせることができ、その
製造コストおよび積層成形のコストを低減させることが
できる。加えて、膜体の使用による劣化等が生じた場合
にも交換を容易に行うことができるため、メンテナンス
費用を削減することができる。

【００６８】本発明の請求項２に係る真空多段積層装置
によれば、成形材と膜体が設けられた枠体とが載置され
て共に各熱板間に挿入されるキャリアプレートを備えた
ことにより、熱板間に挿入する前にキャリアプレート上
に成形材を位置決めすることができ、熱板に直接接触す
ることなく各熱板間に容易に挿入することができる。

【００６９】本発明の請求項３に係る真空多段積層装置
によれば、積層品を冷却するための冷却手段を備えたこ
とにより、成形材を加圧と同時に加熱して得られた積層
品を、冷却手段により均一に温度降下して熱収縮するこ
ととなるため、しわを形成することなく積層品を確実に
安定して積層成形することができ、歩留を向上させるこ
とができる。

【００７０】本発明の請求項４に係る真空多段積層装置
によれば、枠体がシール材を含み、熱板の対向面に対し
て交換可能に取り付けられており、枠体とシール材の少
なくとも一方は異なる高さを有する複数のものが用意さ
れており、該枠体とシール材の少なくとも一方を成形材
の厚さに応じて厚みを異なるものに交換することによ
り、成形空間の高さを調節可能としたことにより、異な
る厚みを有する積層品に応じて積層成形を行うことがで
きる。

【００７１】本発明の請求項５に係る真空多段積層装置
によれば、膜体操作手段の各成形空間ごとの成形材に対
する加圧力をそれぞれ調節可能としたことにより、補正
装置を必要とせず、各熱板間に挿入される成形材に応じ
て、上下方向に配設された熱板の位置により影響される
ことなく成形材を均一に加圧することができ、あるいは
最適に調節された圧力により成形材を加圧することがで
きる。

【００７２】本発明の請求項６に係る真空多段積層装置
によれば、真空雰囲気とするための減圧手段を成形空間
内に開口するように接続し、任意のタイミングで成形材
を加圧すべく膜体操作手段が膜体を操作することができ
るようにしたことにより、成形材を真空雰囲気下で積層
成形する際に成形材を不用意に加圧することなく、成形
材を真空雰囲気下で積層成形するための構造や付帯設備
が簡便なものとなり、減圧容積が減少するため減圧に要
する時間を短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】真空多段積層装置の概略図である。

【図２】本発明に係る真空多段積層装置の熱板と、各熱
板間に挟持された膜体を設けた枠体の断面図、および成
形空間内に収容された成形材を加圧するための回路を示
した概略図である。

【図３】図２の部分拡大図である。

【図４】本発明に係る真空多段積層装置の図２とは別の
第２の使用方法を示す断面図、および成形空間内に収容
された成形材を加圧するための回路を示した概略図であ
る。

【図５】図４の部分拡大図である。

【図６】本発明に係る真空多段積層装置の別の実施の形
態を示した熱板と、各熱板間に挟持された膜体を設けた
枠体の断面図、および成形空間内に収容された成形材を
加圧するための回路を示した概略図である。

【図７】図６とは別の第２の使用方法を示す断面図、お
よび成形空間内に収容された成形材を加圧するための回
路を示した概略図である。

【図８】従来から用いられている一般的な真空多段積層
装置により、平面的な大きさの異なる成形材を熱板の対
向面の間で直接加熱加圧するために、加圧力により熱板
にソリが発生した状態を示す概略図である。

【符合の説明】

１真空多段積層装置２上定盤（固定盤）３下定盤（可動盤）５熱板６枠体１０膜体１１キャリアプレート２６加熱流体と冷却流体とを切替制御可能に循環流通
させる流路３６加圧管路４０加圧流体供給源６０膜体操作手段６１加圧機構６２吸引機構７５加圧流体供給源７８真空ポンプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＢ２９Ｌ 31:34 Ｂ２９Ｌ 31:34 (56)参考文献特開平８−332646（ＪＰ，Ａ) 特開平７−80871（ＪＰ，Ａ) 特開平５−309676（ＪＰ，Ａ) 特開平６−143311（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−47259（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−283911（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−299895（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B29C 43/02 - 43/20 B29C 43/32 - 43/58 B29C 63/16 B29C 65/00 - 65/78 B30B 12/00,7/02

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】固定盤と可動盤との対向面間に複数の熱
板を配置し、成形材を各熱板間に挿入して真空雰囲気下
で加熱・加圧する真空多段積層装置であって、各熱板の間に挟持される枠体と、該枠体に設けられ、枠
体が熱板の間に挟持された際に成形材を収容して真空引
きされる成形空間および非成形空間を形成する膜体と、
成形材を加圧すべく非成形空間に作用して膜体を操作す
る膜体操作手段とを備えたことを特徴とする真空多段積
層装置。
【請求項２】成形材と膜体が設けられた枠体とが載置
されて共に各熱板間に挿入されるキャリアプレートを備
えたことを特徴とする請求項１に記載の真空多段積層装
置。
【請求項３】積層品を冷却するための冷却手段を備え
たことを特徴とする請求項１または２に記載の真空多段
積層装置。
【請求項４】枠体がシール材を含み、熱板の対向面に
対して交換可能に取り付けられており、枠体とシール材
の少なくとも一方は異なる高さを有する複数のものが用
意されて成形空間の高さを調節可能としたことを特徴と
する請求項１ないし３のいずれかに記載の真空多段積層
装置。
【請求項５】膜体操作手段は、各成形空間ごとの成形
材に対する加圧力がそれぞれ調節可能とされたことを特
徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の真空多段
積層装置。
【請求項６】膜体操作手段は、任意のタイミングで成
形材を加圧すべく膜体を操作可能としたことを特徴とす
る請求項１ないし５のいずれかに記載の真空多段積層装
置。