JPH0631500A - ホットプレス - Google Patents

ホットプレス

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JPH0631500A
JPH0631500A JP19215892A JP19215892A JPH0631500A JP H0631500 A JPH0631500 A JP H0631500A JP 19215892 A JP19215892 A JP 19215892A JP 19215892 A JP19215892 A JP 19215892A JP H0631500 A JPH0631500 A JP H0631500A
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JP
Japan
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pressure
bolsters
heating
hot press
auxiliary
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Application number
JP19215892A
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English (en)
Inventor
Akemi Miyashita
明己 宮下
Mutsumasa Fujii
睦正 藤井
Kazunori Tsujimura
一憲 辻村
Masayuki Kyoi
正之 京井
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Hitachi Ltd
Hitachi Plant Technologies Ltd
Original Assignee
Hitachi Techno Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高密度多層基板を層間ずれ、ボイド、そりね
じれのない高精度接着を可能とする。 【構成】 制御盤にて設定された接着条件である加圧
力、雰囲気圧力およびそれらの修正係数から、逐次ボル
スタおよび熱板の変形量を推定演算し、該推定演算結果
に基づいて最適面圧付加が可能な補助ラムの油圧を求
め、該求められた油圧になるように油圧装置より補助ラ
ムに圧油を供給し、熱や外力により変形する多層基板素
材の加圧部を修正変形させて最適な油圧分布状態で接着
作業させるものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、多層基板の製造に用い
るホットプレスに係り、特に薄く、高密度、高品質の多
層基板の成形およびコストの低減に好適なホットプレス
に関する。
【0002】
【従来の技術】ホットプレスで制作される多層基板が高
密度化されるに従い、基板のそり、ねじれや層間ずれに
対する高度な性能が要求されるようになった。この要求
に応ずるものとして、特開平3−128195号公報に
紹介されているように、多層基板の素材を加熱する熱板
と該熱板を介して多層基板の素材を加圧するボルスタと
の間に断熱板を介在させて素材に熱を均一に加え、さら
にボルスタ間は密封手段で囲み、接着剤の軟化流動まで
は真空雰囲気とし、硬化段階では空気圧付加雰囲気とす
ることにより、接着時の圧力分布を均一化したものがあ
る。
【0003】また、基板接着時の圧力分布で、断熱板の
変形による基板板厚分布の凸化傾向を修正する手段とし
て、ボルスタ内に補助ラムを配置することにより断熱板
の凹量を吸収することが提案されている。
【0004】例えば、特開昭62−23731号後方で
は、ボルスタ上の緩衝板で圧力分布を検知と、補助ラム
の油圧力を調整し、均厚接着することが紹介されてい
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】接着基板の圧力分布を
補助ラム近傍の緩衝板上で正確に検知すれば、最適圧力
分布にするための補助ラム圧の修正制御は可能である。
しかし多孔質な材料である断熱板を介した接着圧力であ
ることから、検出圧力に誤差が多いこと、又断熱板で断
熱しているといえども圧力検出部の温度は30〜80℃
位の範囲でばらつき、温度の影響による誤差も多い。
【0006】空気圧力付加方式で成形するような低圧成
形プロセスでは、熱板やボルスタの変形より生じる僅少
の圧力分布変動を正確に把握し、補助ラム油にフィード
バックしないと望ましい圧力分布での成形が困難であ
り、高精度の多層成形は出来ないという問題が見出され
た。
【0007】それゆえ、本発明の目的は、圧力分布に影
響を与える、熱板、ボルスタ等の変形を推定して最適圧
力分布制御を行ない、ボイドレスで仕上り精度の高い高
密度の多層基板を成形することが可能なホットプレスを
提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明ホットプレスでは、複数の補助ラムに印加する流体圧
を制御する手段が、両ボルスタによる多層基板素材への
加圧力および密封空間の気圧に対する乗率を変更する手
段と、該手段から得られる乗率,両ボルスタによる多層
基板素材への加圧力および密封空間の気圧から各補助ラ
ムに印加する流体圧を算出する手段を備えたことを特徴
とする。
【0009】
【作用】上下に対抗して複数の環状補助ラムが配置され
た、上下ボルスタの対向面上に緩衝板を設け、該緩衝板
上に断熱板を介して、上下熱板を設け、該熱板上に多層
基板の素材を挿入し、上下ボルスタに設けられた筒体密
封手段で密封する。そして筒体内部を真空排気後、多層
基板素材を主ラムで加圧しながら、加熱手段により予熱
する。多層基板の予熱段階では筒体内を真空にするの
で、上下ボルスタは外圧1kgf/cm2 の均等圧力を
多層基板素材で受けて変形する。続く成形過程では筒体
内を空気などの気体で加圧しつつ主ラムにより多層基板
素材を加圧する。この場合、上下ボルスタは多層基板素
材と接しない部分で空気による均等内圧を受ける変形
と、多層基板素材が積載された熱板面で受ける主ラムに
よる加圧力での変形とが生じる。このとき真空度および
空気圧力から多層基板素材と接する熱板面の変形を推定
演算し、最適面圧分布を得るため各補助ラム圧を制御す
る。そのため多層基板の素材は予熱段階の減圧状態から
成形段階の加圧状態まで、最適面圧分布で加熱加圧でき
るので、ボイドがなく、また多層のそりやねじれがな
く、高い板厚精度で多層基板を成形することができる。
【0010】
【実施例】以下本発明ホットプレスを一実施例を示す図
1に基づいて説明する。
【0011】図1において、フロア1に設置されたフレ
ーム2の中央に主油圧シリンダ3が設置され、ピストン
4に取り付けられた下ボルスタ5は、フレームに固定さ
れた複数のガイドレール6に案内されて昇降される。下
ボルスタ5と対面するフレーム2の上部位置には上ボル
スタ7が配置される。下ボルスタ5の上面には環状の補
助ラム8A,9A,10Aが埋設(象眼)され、その上
部には周辺を下ボルスタに支持された緩衝板11Aと、
断熱板12Aを介して下熱板13が周辺支持で取り付け
られ、周辺には筒体受けリング14が取り付けられてい
る。同様に上ボルスタ7には環状の補助ラム8B,9
B,10B,が埋設(象眼)され、周辺を上ボルスタに
支持された緩衝板11Bと断熱板12Bを介して上熱板
15が周辺支持で取り付けられ、周辺には筒体ガイド1
6が取り付けられている。
【0012】下熱板13と上熱板15は、図4に示すよ
うに、内部に蒸気などの熱媒体通路40を有し、熱媒体
は加熱冷却手段を構成する加熱冷却源17から、熱媒体
供給ホース18を通して各熱板13、15に供給され熱
媒体通路40を通過して熱媒体戻しホース19を通して
加熱冷却源17に戻る。
【0013】油圧シリンダ3には、油圧源20から油圧
配管21と22を通して油圧が供給される。油圧配管2
1は油圧シリンダ3のヘッド側ポート3aと接続され、
油圧配管22はパイロットチェック機構23を通して油
圧シリンダ3のロード側ポート3bに接続される。
【0014】上下ボルスタ5、7の補助ラム8A,9
A,10A,8B,9B,10Bには、油圧源20から
油圧配管24A,25A,26A,24B,25B,2
6Bを通し各々圧力調整弁27A,28A,29A,2
7B,28B,29Bを経由して上下ボルスター5、7
の圧力ポートに油圧が供給され、各々の圧力調整弁27
A,28A,29A,27B,28B,29B、には入
力装置30aを備えた制御盤30から指令圧が伝送され
る。
【0015】上ボルスタの側面に取り付けられた筒体ガ
イド16の外周には、筒体31が下ボルスタ5に設けら
れた昇降手段32により昇降可能に設けられ、筒体31
が下降した位置で内部に密封空間31Sを形成可能とす
るため、上部密封手段33と下部密封手段34とがそれ
ぞれ筒体ガイド16と筒体受けリング14に設けられて
いる。密封空間31Sは排気手段により排気通路36を
介して内部の大気を排気して減圧状態となり、ガス供給
手段37によりガス配管38を介してガス加圧状態とな
る。
【0016】図2は、筒体31が上昇位置で停止してい
る状態を示し、この状態のとき各熱板13、15の間に
多層基板39の素材39Mを挿入する。
【0017】図3は、筒体内部を排気後、油圧源20の
圧油により、ピストン4、補助ラム8A,9A,10
A、下ボルスタ5、緩衝板11A、断熱板12A、下熱
板13を介して、多層基板の素材39Mを所定の加圧力
で加圧しながら、加熱冷却源17より、プロセス条件に
合致した加熱冷却操作が行われる状態を示し、この状態
のとき接着作業が行われる。
【0018】次に本発明のホットプレスの動作を説明す
る。
【0019】図2に示すように筒体31を昇降手段32
で上昇位置まで上昇させ、上熱板15と下熱板13の間
に多層基板素材39Mを挿入し、ついで昇降手段32に
下降指令を与え、図1に示すように筒体31を下降させ
る。
【0020】次に真空排気中に負圧で下ボルスタ5が上
昇しないように、シリンダ3の3bポートより、油圧源
20から油圧配管22を介し、高圧油を供給し、上部密
封手段33と下部密封手段34とにより、筒体31の内
部に密封空間31Sを形成する。つづいて排気手段35
により、密封空間31Sの大気を排気し、5〜50To
rrの減圧状態とする。所定の真空が得られたら、シリ
ンダ3の3bポートの高圧油を排出し、シリンダ3の3
aポートより、油圧源20から油圧配管21を介し、圧
油を供給し、下ボルスタを上昇させ、多層基板素材39
Mに上熱板15と下熱板13から均一な伝熱が行われる
ように予備加圧として、面圧約1〜5kgf/cm2
付与し、上下熱板13,15により約130℃の予備加
熱を与える。
【0021】この時、図5に示すように、大気圧力4
1、シリンダによる加圧力42、接着樹脂反力43、フ
レーム反力44の外力により多層基板素材39Mは加圧
されるため均一加圧が出来ない。そこで、この変形量を
逐次制御盤30で演算し、ボルスタ5、7と緩衝板11
で形成する変形吸収機構内の補助ラム8、9、10に変
形吸収に必要な高圧油を供給し、緩衝板11に最適な変
形を与えることにより、多層基板素材39Mに最適な面
圧を付加する。
【0022】接着樹脂を予熱で軟化させ、減圧状態を完
了させた後、多層基板素材39Mを5〜30kgf/c
2 の面圧で加圧を行う。加圧の開始とほぼ同時に、ガ
ス供給手段37から所定のガス(ドライ空気や窒素ガス
などの不活性ガス)を密封空間31S内に供給し、ガス
加圧を行う。圧力は3〜10kgf/cm2 、時間は3
0〜60分である。さらに加圧に引き続き接着樹脂の安
定化のために170℃〜250℃の加熱を行う。この状
態でのボルスタ、熱板等は図6に示す空気加圧47、シ
リンダによる加圧力42、接着樹脂圧力反力43、フレ
ーム反力44の外力を受けた変形となり、この変形吸収
も前述したと同様熱変形と合成した値を制御盤30で演
算し、ボルスタ5、7と緩衝板11で形成する変形吸収
機構内補助ラム8、9、10に変形吸収に必要な高圧油
を供給し、緩衝板11に必要な変形を与え、多層基板素
材39Mに最適な面圧を付加する。
【0023】多層基板素材39Mに最適な面圧を付加す
るために制御盤30で実行される演算について説明す
る。
【0024】演算は次式によって行われる。
【0025】 P1=APo−DPa P2=BPo−EPa P3=CPo−FPa ここで、P1〜P3は補助ラム8,9,10に供給する
高圧油の油圧、Poは多層基板素材39Mの接着面圧、
Paは密封空間31Sの気圧で減圧下では負の値、加圧
下では正の値をとる。A〜Fは制御盤30付属の入力装
置30aから操作者が入力する修正係数(乗率)であ
る。制御盤30は接着面圧Po、密封空間31Sの気圧
Paをそれぞれ油圧源20、排気手段35、ガス供給手
段37から得る。
【0026】各修正係数(乗率)A〜Fの具体的数値は
以下の通りである。
【0027】 A=1.8〜2.5 B=0.8〜1.2 C=0.5〜0.8 D=3.5〜4.5 E=1.8〜2.5 F=1.2〜1.7 上記実施例の加熱、加圧条件において、A=2、B=
1、C=0.75、D=4、E=2、そして、F=1.
5を操作者が入力したところ、ボイドがなく、ねじれ、
そり、しわのない、仕上がり精度の高い高密度の多層基
板39を製造できた。
【0028】この各修正係数(乗率)A〜Fは多層基板
39の寸法や加熱、加圧条件などが変更される場合に適
宜入力装置30aから修正を加えることで、所望の多層
基板39を製造できる。
【0029】必要な加熱が終了後各熱板13、15に、
加熱冷却源17から冷却媒体を供給して冷却して、多層
基板39も冷却し、各熱板13、15の加圧も完了す
る。
【0030】上記では、予備加熱と同時に補助ラムで補
正をかけているが、予備加圧による変形が少ない場合
は、本加圧から補正をかけてもかまわない。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように、本発明ホットプレ
スによれば、逐次外力による多層基板素材加圧部の変形
状態を推定把握し、最適状況で多層基板素材を加圧する
ので、ボイドがなくなりねじれ、そり、しわのない、仕
上がり精度の高い高密度の多層基板を能率良く生産する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る密封状態におけるホッ
トプレスを示す断面図。
【図2】図1に示すホットプレスで筒体が開放した状態
を示す断面図。
【図3】図1に示すホットプレスの加圧状態を示す断面
図。
【図4】図1のX−X切断線に沿う熱板の要部断面図。
【図5】図1に示すホットプレスの主要部材が外力で変
形する状況を示す模形図。
【図6】図1に示すホットプレスの主要部材が内圧で変
形する状況を示す模形図。
【符号の説明】
2…フレーム、3…主油圧シリンダ、4…ピストン、5
…下ボルスター、7…上ボルスタ、8,9,10…補助
ラム、11…緩衝板、12…断熱板、13…下熱板、1
5…上熱板、17…加熱冷却源、20…油圧源、27,
28,29…圧力調整弁、30…制御盤、30a…入力
装置、31…筒体、31S…密封空間、35…排気手
段、37…ガス供給手段、39…多層基板、39M=多
層基板素材。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B30B 15/22 B 7819−4E (72)発明者 藤井 睦正 茨城県土浦市神立東二丁目28番4号 日立 テクノエンジニアリング 株式会社土浦事 業所内 (72)発明者 辻村 一憲 神奈川県秦野市堀山下1番地 株式会社日 立製作所神奈川工場内 (72)発明者 京井 正之 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 相対的に移動可能に対向配置された1対
    のボルスタ、上記両ボルスタのそれぞれの対向面部に環
    状に象眼配置された複数の補助ラム、上記両ボルスタの
    それぞれの対向面間に配置された1対の熱板、上記両ボ
    ルスタ間に配置される筒体、上記両ボルスタおよび筒体
    で形成される内部空間をその外部空間に対して密封する
    手段、上記内部空間の気圧を制御する手段、上記複数の
    補助ラムに印加する流体圧を制御する手段を備え、上記
    両熱板間に複数の基板と接着剤からなる多層基板素材を
    設置して上記内部空間の気圧を制御しつつ加熱加圧して
    多層基板を得るホットプレスにおいて、 上記複数の補助ラムに印加する流体圧を制御する手段
    は、上記両ボルスタによる上記多層基板素材への加圧力
    および上記内部空間の気圧に対する乗率を変更する手段
    と、該手段から得られる乗率,上記両ボルスタによる上
    記多層基板素材への加圧力および上記内部空間の気圧か
    ら各補助ラムに印加する流体圧を算出する手段を備えた
    ことを特徴とするホットプレス。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のホットプレスにおいて、
    乗率を変更する手段は人手による入力に基づいて乗率を
    変更するものであることを特徴とするホットプレス。
  3. 【請求項3】 請求項1記載のホットプレスにおいて、
    各補助ラムに印加する流体圧を算出する手段は上記両ボ
    ルスタによる上記多層基板素材への加圧力および上記内
    部空間の気圧と各補助ラムに対応した乗率から得られる
    差圧を各補助ラムに印加する流体圧として算出するもの
    であることを特徴とするホットプレス。
  4. 【請求項4】 上下に対抗して配置された複数の環状補
    助ラムと緩衝板が被接着物の加圧方向へ移動可能に嵌挿
    された上下ボルスタと、上記各ボルスタにそれぞれ断熱
    板を介して、設けられる上下の熱板と、上記各ボルス
    タ、各断熱材および各熱板間を密封する手段と、上下の
    ボルスタの少なくとも一方を他方に対して移動させる手
    段と、上記各熱板を加熱又は冷却させる手段と、上記密
    封手段で形成される空間内を真空又は高圧にする手段と
    を備え、複数の基板と接着剤とからなる多層基板の素材
    を位置合わせして上記各熱板の間に挿入し、上記移動手
    段と加熱又は冷却手段とによって上記素材を減圧又は高
    圧状態下で加熱加圧して多層基板を生産するホットプレ
    スにおいて、 密封手段によりボルスタ内外の圧力差から生じるボルス
    タ上下面の変形修正量を演算する手段、該手段で得た修
    正量から各補助ラムの圧力を求め多層基板の素材に印加
    する加圧力を最適にする手段を設けたことを特徴とする
    ホットプレス。
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