JP7102467B2 - 均圧装置及びそれを備えた圧着機 - Google Patents

Description

本発明は、均圧装置及びそれを備えた圧着機に関し、特に、均一にプレスを行なうことができる均圧装置及びそれを備えた圧着機に関する。

プリント配線板（ＰＣＢ／ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｏａｒｄ）は通常、絶縁体でできた基材や、銅箔等を積層してなったものの内部に導体の配線を施しており、圧着設備（例えば、特許文献１参照）によって高熱圧着してから低温で平らに加圧するように造られた積層板である。図１と図２には、積層ＰＣＢの圧着工程に用いられる従来の圧着機８を示している。この圧着機８は、積層されている被加工物をプレスして一体状に圧着するように構成されており、機枠８１と、被加工物をプレスする方向であるプレス方向に沿って互いに上下に所定の間隔をおいて対向するように機枠８１に設けられている複数のプレス板８２と、プレス方向の最も下のプレス板８２と連結されておりプレス板８２が互いにプレス方向に沿って上下移動され対向側プレス板８２に対して接近離反させるように往復動するピストン８３１を有する油圧シリンダ８３とを備えている。この圧着機８による圧着工程では、切断して分けられた個々の積層されたＰＣＢ９を対向するプレス板８２の間に配置し、油圧シリンダ８３におけるピストン８３１の往復動によってプレス板８２を対向側のプレス板８２に接近させることで、積層されたＰＣＢ９が圧着される（図２）。

中国特許出願公開第１０１０２２７０２号明細書

この圧着機８では、一般的にはピストン８３１はその横断面が円形状になるように、また、プレス板８２が平面視で矩形状になるようにそれぞれ成形され、矩形状のプレス板８２の面積がピストン８３１の円形状断面の面積よりも大であるため、ピストン８３１によるプレス板８２への押圧力は、プレス板８２のピストン８３１と接触するセンター部分が、センター部分の回りの部分よりも大きい（図２参照）。そのため、積層されたＰＣＢ９にかかる押圧力が不均一になる。また、現在ではＰＣＢの基材や銅箔の更なる薄型化・軽量化が図られており、それによりプレス圧の不均一によるＰＣＢの品質不良がより顕著になるという問題点もある。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、積層ＰＣＢを均一に加圧することができる均圧装置及びそれを備えた圧着機を提供することを目的とする。

上記目的を解決するために、１の観点によれば、本発明は、均圧装置を備えている圧着機であって、機枠と複数のプレス板と駆動装置と均圧装置とを備え、前記プレス板はそれぞれ、被加工物をプレスする方向であるプレス方向に沿って所定の間隔をおいて対向して前記機枠に配置され、前記駆動装置は、前記機枠に対して位置決め可能に設けられ、前記均圧装置は、チャンバーが形成されるように前記駆動装置に設けられ前記プレス方向に沿って前記プレス板に対応する取付面を有する基部と、前記基部の前記取付面に設けられた複数のプレスユニットとを備え、前記プレスユニットは、前記チャンバーと連通するプレスキャビティが形成されており、前記プレスキャビティの開口端を貫通して前記開口端を閉塞するように設けられたピストンを有し、前記プレスキャビティの前記開口端は前記プレス方向に沿って前記プレス板に向かって開口するように設けられ、前記ピストンは、最も近い前記プレス板に対して押し付けられる又は離されるように前記プレス方向に沿って移動可能に前記開口端に設けられ、前記プレスユニットの前記プレスキャビティと前記基部の前記チャンバーとにより、液体を収容するように閉塞する液体空間が形成され、前記均圧装置は、前記駆動装置によって駆動されて最も近い前記プレス板を推して前記プレス方向に沿って対向する前記プレス板に向かって近づけるように前記駆動装置の上部に設けられている、ことを特徴とする圧着機を提供する。

また、他の観点によれば、本発明は、被加工物をプレスする方向であるプレス方向に沿って被加工物を推す均圧装置であって、チャンバーと取付面とを有する基部と、前記基部の前記取付面に設けられている複数のプレスユニットであって、前記チャンバーと連通するように設けられたプレスキャビティと、前記プレスキャビティの開口端を貫通して前記開口端を閉塞するように設けられたピストンとを有し、前記プレスキャビティの前記開口端が前記プレス方向に沿って開口されるように設けられ、前記ピストンは前記プレス方向に沿って移動可能に前記開口端を貫通するように設けられ、前記プレスユニットの前記プレスキャビティと前記基部の前記チャンバーとにより液体を収容するように閉塞する液体空間が形成されている、ことを特徴とする均圧装置を提供する。

本発明では、複数のプレスキャビティと複数のチャンバーとにより封止された液体空間が形成される。液体空間に液体を注入して満たすと、複数のピストンが受ける液体圧力値が同一になるので、ＰＣＢへ均一なプレス圧を与えられるという効果が得られる。
本発明の他の特徴および利点は、添付の図面を参照する以下の実施形態の詳細な説明において明白になるであろう。

従来例に係る圧着機の一部を断面して示し、この圧着機によって複数の積層されたＰＣＢをプレスする時の状態を説明する図である。 図１に類似した図であり、図１の圧着機によって複数の積層されたＰＣＢをプレスした時の状態を説明する図である。 本発明に係る圧着機の第１の実施例の一部を断面して示し、この圧着機によって複数の積層されたＰＣＢをプレスする時の状態を説明する図である。 本発明に係る均圧装置の第１の実施例の一部を断面して示す図である。 図３に類似した図であり、図４の圧着機によって複数の積層されたＰＣＢをプレスした時の状態を説明する図である。 第１の実施例に係る均圧装置の平面図であり、この均圧装置における複数のプレスユニットの配置を説明する図である。 均圧装置の変形例を示す平面図であり、複数のプレスユニットの他の配置を説明する図である。 本発明に係る圧着機の第２の実施例の一部を断面して示し、この圧着機によって複数の積層されたＰＣＢをプレスする時の状態を説明する図である。 本発明に係る均圧装置の第２の実施例の一部を断面して示す図である。

以下、いくつかの実施例について図面を参照して説明する。なお、実施例において同一構成及び機能を有する構成要素については、同一番号を付してその説明を省略する。

（第１の実施例）
図３では、本発明に係る圧着機の第１の実施例の一部を断面して示している。第１の実施例に係る圧着機は、機枠１と複数のプレス板２と駆動装置３と均圧装置４とを備えている。

複数のプレス板２は、被加工物をプレスする方向であるプレス方向Ｄ１に沿って所定の間隔をおいて対向して機枠１に配置されている。具体的に、プレス方向Ｄ１は、図３に示すように実質上上下方向である。複数のプレス板２における最も上側のプレス板２が機枠１に固定され、その他のプレス板２が最も上側のプレス板２に対してプレス方向Ｄ１に沿って上下移動可能に機枠１に設けられている。なお、以下の説明では、図３に示すように「上」と「下」を定義するが、プレス板２の構成は上下逆であってもよい。

複数のプレス板２は、加熱、冷却可能に構成されており、プレス板２の間に設置された材料を加熱又は冷却する。

駆動装置３は、機枠１に対して位置決め可能に、例えば図３に示されているように、プレス方向Ｄ１に沿って複数のプレス板２の下方に設けられている。駆動装置３は、油圧シリンダ３１と、直線状の駆動シャフトであって、上下移動可能に油圧シリンダ３１に連結されるように設けられた駆動シャフト３２と、駆動シャフト３２の先端部に設けられた押し座３３と、を含んでいる。駆動装置３は、例えばポンプ（図示せず）によって駆動される油圧シリンダ３１が駆動シャフト３２を駆動し、駆動シャフト３２によって押し座３３が連動的に上下に移動されるが、これに限定されない。

均圧装置４は、図３、図４、図５に示されているように、基部４１と複数のプレスユニット４２と導管路４３とを備えている。基部４１は、チャンバー４１１が形成されるように駆動装置３の先端部に設けられ、プレス方向Ｄ１に沿ってプレス板２に対応する取付面４１２を有する。

複数のプレスユニット４２はそれぞれが基部４１の取付面４１２に設けられており、チャンバー４１１と連通するプレスキャビティ４２２が形成されるように筒状に形成されたプレスシリンダ４２１と、プレスキャビティ４２２の開口端４２７を貫通して開口端４２７を閉塞するように設けられたピストン４２３と、プレスキャビティ４２２の開口端４２７にプレスシリンダ４２１の内面４２６に嵌められて設けられたオイルシールリング４２４と、基部４１の取付面４１２と密接するようにプレスシリンダ４２１の底面に嵌められて設けられたＯリング４２５とを備えている。なお、プレスキャビティ４２１の開口端４２７はプレス方向Ｄ１に沿ってプレス板２に向かって開放するように設けられている。

プレスシリンダ４２１はその底面が基部４１の取付面４１２に当接し、また、その内面４２６によってプレスキャビティ４２２を囲んで形成するように構成されている。この実施例では、プレスシリンダ４２１は例えば４つのボルト４２８を用いて取付面４１２に固定されている（図４と図６参照）。ピストン４２３は、最も近いプレス板２に対して押し付けられる又は離されるようにプレス方向Ｄ１に沿って移動可能に開口端４２７に設けられている。オイルシールリング４２４はピストン４２３を取り囲んでピストン４２３に緊密に接触するように開口端４２７に設けられている。

プレスユニット４２のプレスキャビティ４２２と基部４１のチャンバー４１１とにより、液体を収容するように閉塞する液体空間４００が形成される。

導管路４３は、チャンバー４１１に連通するように基部４１に連結されて設けられており、チャンバー４１１に液体を出入りさせる導管４３１と、導管４３１を開け閉めするバルブ４３２とが設けられている。

この実施例では、均圧装置４は、駆動装置３によって駆動されて最も下（近い）のプレス板２を押し付けてプレス方向Ｄ１に沿って対向するプレス板２に向かって近づけるように、駆動装置３の押し座３３の上部に設けられている（図５参照）。

この実施例に係る圧着機を使用する際には、バルブ４３２を開けて液体が導管４３１を経由して液体空間４００に注入されて液体空間４００を充満するようにする。ここで、使用する液体としては、油圧オイル又は他の非圧縮性液体である。注入が終了した後、バルブ４３２を閉じて、液体空間４００を封じる。そして、切断して積層されたＰＣＢ５をそれぞれプレス板２の間に設置する。その後、駆動装置３によってプレス板２を互いに近付かせるように駆動することによって、積層されているＰＣＢ５に対してプレスする。

駆動装置２によって複数のプレス板２に対してプレスする時には、プレスキャビティ４２２とチャンバー４１１とにより形成される液体空間４００は封止されている。そして、液体空間４００内に流体が充満されている時、パスカルの原理に基づけば各ピストン４２３が受ける液圧値が同じであるので、ピストン４２３のそれぞれによるプレス板２に対するプレス圧も同じとなる。このようにしてプレス加工時に均圧効果を得ることができる。

また、図２を参照すると、従来技術においてはＰＣＢ９における各層の板材が加工過程において厚みが均一でなく、歪、凹凸、傾斜などの欠陥が発生することから、ＰＣＢ９が受けるプレス圧が均一でなくなるが、この実施例では、均圧装置４のピストン４２３各々が受けるプレス圧変化量が液体によって等量的に他のピストン４２３に伝達されるので、板材における欠陥に影響されず、いずれにも同じプレス圧を受けることができる。

また、図６、図７を参照すると、この実施例では、プレスユニット４２は基部４１の上部にマトリックス状に配置されており、プレスユニット４２のピストン４２３それぞれのピストン径も同じ（図６）であるので、均一的に同じプレス圧を最も下のプレス板２の底面に付与することができる。

なお、この実施例ではマトリックス配置されているが、実際の需要に応じて他の例として、マトリックス配置でなくてもよく、それぞれのピストン径が異なるピストンを用いてもよい。例えば、図７に示されているように、プレスシリンダ４２１とピストン４２３それぞれの半径において、一部のプレスユニット４２が大きめに、他の一部のプレスユニット４２が小さめになるように構成してもよい。このようにすれば、実施の態様の需要に応じて均圧装置４による対応するプレス板２の一部へのプレス圧を他の一部と異ならせることができる。

また、この実施例では、均圧装置４は、着脱可能に駆動装置３の上部に配置され、プレスユニット４２も着脱可能に基部４１に配置されているので、実施態様の需要に応じて一部の均圧装置４又はプレスユニット４２を交換することができる。これによってピストン４２３の位置又はサイズを調節することができるため、対応する一部の加圧面積を調節し、その一部によるプレス圧力値を制御することができる。

本実施例に係る均圧装置４は、圧着機と個別に製造、販売することが可能であり、他の態様のプレス設備に装着されてもよい。本実施例に係る均圧装置４が他の態様のプレス設備に装着されても、上記と同様の効果が得られることは言うまでもない。

（第２の実施例）
図８と図９には、本発明に係る圧着機の第２の実施例を示している。第２の実施例では、第１の実施例とほぼ同じであるが、プレスシリンダ４２１とＯリング４２５とを設けない点で異なっている。また、均圧装置４´のプレスユニット４２´において、プレスキャビティ４２２´が基部４１´の取付面４１２´から窪むように設けられ、オイルシールリング４２４´がプレスキャビティ４２２´の開口端４２７´に配置されて基部４１´に嵌設されている。

このように構成された第２の実施例によっても、第１の実施例と同様の効果を奏することができる。また、プレスユニット４２´のプレスキャビティ４２２´が基部４１´に窪んで設けられているので、均圧装置４´全体の構造強度の向上を図ることができると共に、均圧装置４´の製造工程を削減することができる。

以上、本発明に係る均圧装置４（４´）及びこの均圧装置を備えた圧着機では、プレスキャビティ４２２とチャンバー４１１とにより封じる液体空間４００が形成されるので、液体空間４００に液体が充満された時、ピストン４２３それぞれによる最も近いプレス板２へのプレス圧が同一になる。従って、均一なプレス圧をもってプレス板２を加圧することができるため、積層されているＰＣＢ５を圧着する圧着品質の向上を図ることができる。

以上、本発明について幾つの実施例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

本発明に係る均圧装置４（４´）及びこの均圧装置を備えた圧着機は、積層ＰＣＢの圧着プロセスに有用である。

以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］ 均圧装置を備えている圧着機であって、機枠と複数のプレス板と駆動装置と均圧装置とを備え、
前記プレス板はそれぞれ、被加工物をプレスする方向であるプレス方向に沿って所定の間隔をおいて対向して前記機枠に配置され、
前記駆動装置は、前記機枠に対して位置決め可能に設けられ、
前記均圧装置は、チャンバーが形成されるように前記駆動装置に設けられ前記プレス方向に沿って前記プレス板に対応する取付面を有する基部と、前記基部の前記取付面に設けられた複数のプレスユニットとを備え、
前記プレスユニットは、前記チャンバーと連通するプレスキャビティが形成されており、前記プレスキャビティの開口端を貫通して前記開口端を閉塞するように設けられたピストンを有し、
前記プレスキャビティの前記開口端は、前記プレス方向に沿って前記プレス板に向かって開口するように設けられ、
前記ピストンは、最も近い前記プレス板に対して押し付けられる又は離されるように前記プレス方向に沿って移動可能に前記開口端に設けられ、
前記プレスユニットの前記プレスキャビティと前記基部の前記チャンバーとにより、液体を収容するように閉塞する液体空間が形成され、
前記均圧装置は、前記駆動装置によって駆動されて最も近い前記プレス板を推して前記プレス方向に沿って対向する前記プレス板に向かって近づけるように前記駆動装置の上部に設けられている、
ことを特徴とする圧着機。
［２］ 前記均圧装置の前記プレスユニットは更に、前記基部の前記取付面に設けられた筒状に形成されたプレスシリンダを有し、
前記プレスシリンダによって前記プレスキャビティが囲まれるように形成されていることを特徴とする［１］に記載の圧着機。
［３］ 前記均圧装置の前記プレスユニットの前記プレスキャビティは、前記基部の前記取付面から窪むように設けられていることを特徴とする［１］に記載の圧着機。
［４］ 前記均圧装置の前記プレスユニットは更に、前記ピストンを取り囲んで前記ピストンに緊密に接触するように前記開口端に設けられているオイルシールリングを有することを特徴とする［１］～［３］の何れか１項に記載の圧着機。
［５］ 前記均圧装置は更に、前記チャンバーに連通するように前記基部に連結されている導管路が設けられ、
前記導管路は、前記チャンバーに液体を出入りさせる導管と、前記導管に設けられ前記導管を開け閉めするバルブとが設けられていることを特徴とする［１］～［４］の何れか１項に記載の圧着機。
［６］ 前記均圧装置は、着脱可能に前記駆動装置に設けられていることを特徴とする［１］～［５］の何れか１項に記載の圧着機。
［７］ 前記均圧装置の前記プレスユニットは、着脱可能に前記基部に設けられていることを特徴とする［１］～［６］の何れか１項に記載の圧着機。
［８］ 前記均圧装置が有する各前記プレスユニットの前記ピストンは、それぞれのピストン径が全て同じではないことを特徴とする［１］～［７］の何れか１項に記載の圧着機。
［９］ 前記均圧装置の前記プレスユニットが前記基部の上部にマトリックス状に配設されていることを特徴とする［１］～［８］の何れか１項に記載の圧着機。
［１０］ 被加工物をプレスする方向であるプレス方向に沿って被加工物を推す均圧装置であって、
チャンバーと取付面とを有する基部と、
前記基部の前記取付面に設けられている複数のプレスユニットであって、前記チャンバーと連通するように設けられたプレスキャビティと、前記プレスキャビティの開口端を貫通して前記開口端を閉塞するように設けられたピストンとを有し、
前記プレスキャビティの前記開口端が前記プレス方向に沿って開口されるように設けられ、
前記ピストンは前記プレス方向に沿って移動可能に前記開口端を貫通するように設けられ、
前記プレスユニットの前記プレスキャビティと前記基部の前記チャンバーとにより液体を収容するように閉塞する液体空間が形成されている、ことを特徴とする均圧装置。

１ 機枠
２ プレス板
３ 駆動装置
３１ 油圧シリンダ
３２ 駆動シャフト
３３ 押し座
４、４´ 均圧装置
４００ 液体空間
４１、４１´ 基部
４１１ チャンバー
４１２、４１２´ 取付面
４２、４２´ プレスユニット
４２１ プレスシリンダ
４２２、４２２´ プレスキャビティ
４２３ ピストン
４２４、４２４´ オイルシールリング
４２５ Ｏリング
４２６ 内面
４２７、４２７´ 開口端
４３ 導管路
４３１ 導管
４３２ バルブ
Ｄ１ プレス方向

Claims (9)

1. 均圧装置を備えている圧着機であって、機枠と複数のプレス板と駆動装置と均圧装置とを備え、
   前記プレス板はそれぞれ、被加工物をプレスする方向であるプレス方向に沿って所定の間隔をおいて対向して前記機枠に配置され、
   前記駆動装置は、前記機枠に対して位置決め可能に設けられ、
   前記均圧装置は、チャンバーが形成されるように前記駆動装置に設けられ前記プレス方向に沿って前記プレス板に対応する取付面を有する基部と、前記基部の前記取付面に設けられた複数のプレスユニットとを備え、
   前記プレスユニットは、前記チャンバーと連通するプレスキャビティが形成されており、前記プレスキャビティの開口端を貫通して前記開口端を閉塞するように設けられたピストンを有し、全てのプレスユニットは前記チャンバーで繋がっており、
   前記プレスキャビティの前記開口端は、前記プレス方向に沿って前記プレス板に向かって開口するように設けられ、
   前記ピストンは、最も近い前記プレス板に対して押し付けられる又は離されるように前記プレス方向に沿って移動可能に前記開口端に設けられ、
   前記プレスユニットの前記プレスキャビティと前記基部の前記チャンバーとにより、液体を収容するように閉塞する液体空間が形成され、
   前記均圧装置は、前記駆動装置によって駆動されて最も近い前記プレス板を推して前記プレス方向に沿って対向する前記プレス板に向かって近づけるように前記駆動装置の上部に設けられている、
   ことを特徴とする圧着機。
2. 前記均圧装置の前記プレスユニットの前記プレスキャビティは、前記基部の前記取付面から窪むように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の圧着機。
3. 前記均圧装置の前記プレスユニットは更に、前記ピストンを取り囲んで前記ピストンに緊密に接触するように前記開口端に設けられているオイルシールリングを有することを特徴とする請求項１または２に記載の圧着機。
4. 前記均圧装置は更に、前記チャンバーに連通するように前記基部に連結されている導管路が設けられ、
   前記導管路は、前記チャンバーに液体を出入りさせる導管と、前記導管に設けられ前記導管を開け閉めするバルブとが設けられていることを特徴とする請求項１～３の何れか１項に記載の圧着機。
5. 前記均圧装置は、着脱可能に前記駆動装置に設けられていることを特徴とする請求項１～４の何れか１項に記載の圧着機。
6. 前記均圧装置の前記プレスユニットは、着脱可能に前記基部に設けられていることを特徴とする請求項１～５の何れか１項に記載の圧着機。
7. 前記均圧装置が有する各前記プレスユニットの前記ピストンは、それぞれのピストン径が全て同じではないことを特徴とする請求項１～６の何れか１項に記載の圧着機。
8. 前記均圧装置の前記プレスユニットが前記基部の上部にマトリックス状に配設されていることを特徴とする請求項１～７の何れか１項に記載の圧着機。
9. 被加工物をプレスする方向であるプレス方向に沿って被加工物を推す均圧装置であって、
   チャンバーと取付面とを有する基部と、
   前記基部の前記取付面に設けられている複数のプレスユニットであって、前記チャンバーと連通するように設けられたプレスキャビティと、前記プレスキャビティの開口端を貫通して前記開口端を閉塞するように設けられたピストンとを有し、全てのプレスユニットは前記チャンバーで繋がっており、
   前記プレスキャビティの前記開口端が前記プレス方向に沿って開口されるように設けられ、
   前記ピストンは前記プレス方向に沿って移動可能に前記開口端を貫通するように設けられ、
   前記プレスユニットの前記プレスキャビティと前記基部の前記チャンバーとにより液体を収容するように閉塞する液体空間が形成されている、ことを特徴とする均圧装置。

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