TW201317106A - 真空加壓用框體和加壓成型品的製造方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種能夠極力地抑制進行真空下的熱壓成型時所需要的真空容積的真空加壓用框體，該真空加壓用框體載置於加壓裝置的加壓盤上，其結構為，具備：一對板狀部件，其相互的相對面中的至少一面的一部分呈凹狀塌陷，以在相互重疊時形成收容被加工物的封閉空間；及真空用配管，其一端與封閉空間連通，另一端與規定的真空泵連接，其中，一對板狀部件在透過加壓盤進行的加壓時能夠變形，以向封閉空間內的被加工物傳遞加壓的壓力。

Description

真空加壓用框體和加壓成型品的製造方法

本發明有關用於在真空下對被加工物進行熱壓成型(hot-press forming)的真空加壓用框體和使用該真空加壓用框體對被加工物進行加壓成型的加壓成型品的製造方法。

為了成型印刷電路板等板狀製品，眾所周知有對載置於熱盤之間的被加工物進行熱壓成型的加壓裝置，供實際應用。這種現有的加壓裝置的具體的結構例，記載於日本國公開特許公報第2002-307467號(下面將其記為專利文獻1)中。專利文獻1中所記載的加壓裝置，其加壓機整體被收容於真空腔室內，在將被加工物載置於加壓機的熱盤上後，將收容加壓機的真空腔室密閉。利用真空泵等對密閉的真空腔室內進行脫氣(排氣)，在達到規定的真空度後，載置於熱盤上的被加工物被熱壓成型。在專利文獻1中，由於被加工物是在真空下被熱壓成型，因此，抑制了加壓成型品中的孔隙(void)。

但是，在上述現有的結構中，為了將加壓機整體收容在真空腔室內而需要大型的真空腔室，由此導致加壓裝置大型化，需要廣闊的設置面積。

本發明是鑒於上述的狀況而完成的，其目的在於提供一種能夠極力地抑制進行真空下的熱壓成型時所必要的真空容積的真空加壓用框體、及使用該真空加壓用框體對被加工物進行加壓成型的加壓成型品的製造方法。

本發明的第一方面提供一種真空加壓用框體，其載置於加壓裝置的加壓盤上，包括：一對板狀部件，其相互的相對面中的至少一面的一部分呈凹狀塌陷，以在該一對板狀部件相互重疊時形成收容被加工物的封閉空間；及真空用配管，其一端與封閉空間連通，另一端與規定的真空泵連接，其中，一對板狀部件在加壓盤進行的加壓時能夠變形，以向封閉空間內的被加工物傳遞加壓的壓力。

透過驅動與真空用配管連接的真空泵，對封閉空間進行脫氣，能夠將被加工物置於真空下。將置於真空下的被加工物連同真空加壓用框體一起進行熱壓，由此，與將連同加壓機一起收容的現有的真空腔室內抽真空的情況相同，能夠抑制加壓成型品中的孔隙。真空加壓用框體為載置於加壓裝置的加壓盤上的程度的尺寸，因此，與真空腔室相比，進行熱壓成型時所需要的真空容積較小。因此，無需準備排氣能力強的大型真空泵。

一對板狀部件例如是帶有柔軟性的彈性薄片部件，在熱壓成型中，受到來自加壓盤的荷重而柔軟地進行變形，由此，能夠將來自加壓盤的荷重均等地傳遞到被加工物的被加工面整體。

在真空用配管上，也可以安裝有防止空氣從真空泵側向封閉空間側倒流的防倒流機構。透過在真空用配管上安裝有防倒流機構，例如即使是真空用配管被從真空泵卸下的情況，外部氣體也不會流入封閉空間內，使得封閉空間內的真空度得以保持。

一對板狀部件也可以形成為比加壓盤能夠對被加工物進行加壓的加壓區域大。在該情況下，為了不妨礙利用加壓盤進行的熱壓成型，真空用配管也可以配置為在真空加壓用框體向加壓盤載置時，位於加壓區域的外側。

一對板狀部件也可以是一邊彼此固定，使得相互的相對面可敞開為書本狀。在此情況下，當打開書本狀的一對板狀部件時，能夠將被加工物載置於一板狀部件的相對面上，當關閉一對板狀部件時，能夠將載置於相對面上的被加工物收容於封閉空間。即，被加工物向封閉空間的收容，可以透過開閉一對板狀部件這樣簡易的操作來進行。

另外，本發明第二方面提供一種加壓成型品的製造方法，其使用上述真空加壓用框體對被加工物進行加壓成型，其包括：被加工物載置步驟，將被加工物載置於規定真空加壓用框體內的封閉空間的相對面的區域上；收容步驟，透過使一對板狀部件重疊，將被加工物收容在封閉空間內；脫氣步驟，驅動與真空用配管連接的規定的真空泵，經由真空用配管對封閉空間進行脫氣；框體載置步驟，將脫氣後的真空加壓用框體載置在加壓裝置的加壓盤上；和加壓成型步驟，連同載置於加壓盤上的真空加壓用框體一起對被加工物進行加壓，成型被加工物。另外，也可以更包括在脫氣步驟後、加壓成型步驟前，卸下真空用配管和真空泵的步驟。

根據本發明，提供一種能夠極力地抑制在進行真空下的熱壓成型時所需要的真空容積的真空加壓用框體、及使用該真空加壓用框體對被加工物進行加壓成型的加壓成型品的製造方法。

下面，使用附圖對本發明的實施方式的加壓裝置詳細地進行說明。

圖1為本實施方式的加壓(press)裝置1的前視圖。 如圖1所示，加壓裝置1是在上下方向排列配置有一對熱壓(hot press)用的熱盤體的立式熱壓裝置，例如，透過熱壓使覆蓋膜(cover lay)與基底材料密接來製作FPC(Flexible Printed Circuits：撓性印刷電路板)。加壓裝置1具備剛性支撐於作為設置部的基座B上的壓力機機身(press frame)2。壓力機機身2具備隔開規定的間隔在上下方向相對配置的機身基盤21和機身頂盤22，經由複數根機身支柱23將它們結合在一起。

加壓裝置1具備被機身基盤21支撐的衝柱式液壓缸(ram cylinder)300。衝柱式液壓缸300具備上端面開口且下端面關閉的大致圓筒形狀的缸體310。在缸體310內，收容有在與缸體310的內壁面滑動的同時能夠進行上下移動的大致圓柱狀的衝柱(ram)320。在加壓裝置1的控制器上連接有液壓泵(無圖示)。控制器驅動液壓泵從而對缸體310內的工作液體進行加壓或者減壓，以使衝柱320相對於缸體310進行上下運動。

加壓裝置1具備被衝柱式缸體部300支撐的下部熱盤體100。下部熱盤體100自下方開始依次層疊有工作臺平臺110、隔熱板120、下部熱板130，並使它們固定成一體。下部熱盤體100在工作臺平臺110的下面與衝柱320的前端面接合，被固定在衝柱320上。下部熱盤體100根據由控制器進行的缸體310內的液壓控制，與衝柱320一同進行上下運動。即，下部熱盤體100相對於壓力機機身2以經由衝柱式缸體部300能夠上下移動的方式而被支撐。

加壓裝置1具備支撐於機身頂盤22的上部熱盤體200。上部熱盤體200自上方開始依次層疊有頂部平臺210、隔熱板220、上部熱板230，並使它們固定成一體。上部熱板230的下面為加壓面，與下部熱板130的上面(即下部熱盤體100側的加壓面)相對配置。

然而，在本實施方式的加壓裝置1中，不具備為了將被加工物P周圍的環境抽成真空所需要的真空腔室。在本實施方式，取代真空腔室，透過使用真空加壓用框體50來抑制加壓成型品中的孔隙。

圖2為表示真空加壓用框體50的結構的分解立體圖。圖3(a)為真空加壓用框體50的俯視圖，圖3(b)為圖3(a)的A-A剖面圖。如圖2或圖3所示，真空加壓用框體50具備上側彈性薄片部件51和下側彈性薄片部件52。上側彈性薄片部件51和下側彈性薄片部件52，利用矽橡膠等帶有柔軟性的樹脂成型而成。在本實施方式中，上側彈性薄片部件51的下面(上側相對面51a)為平面形狀，而與上側相對面51a相對的下側彈性薄片部件52的上面(下側相對面52a)不是平面形狀。具體地說，下側相對面52a形成為中央區域52C相對於周邊區域52P，呈凹狀地塌陷一層的形狀。因此，當使上側彈性薄片部件51和下側彈性薄片部件52重疊時，由上側相對面51a和下側相對面52a規定出實質上被密封的封閉空間CS(參照圖3)。

如圖3所示，上側彈性薄片部件51和下側彈性薄片部件52，以上側相對面51a和下側相對面52a可呈書本狀敞開的方式，相互的一邊(在圖3(a)中帶有用斜線所示的接合區域54的邊)透過焊接等接合在一起。如圖3(b)所示，被加工物P在真空加壓用框體50處於敞開狀態(上側彈性薄片部件51為用雙點鏈線表示的狀態)時，被載置於中央區域52C。透過真空加壓用框體50從敞開狀態變成關閉狀態(圖3(b)中，上側彈性薄片部件51為用實線表示的狀態)，由此，成為載置於中央區域52C的被加工物P被收容於封閉空間CS的狀態。

這樣，在本實施方式中，當相對於下側彈性薄片部 件52打開上側彈性薄片部件51時，能夠將被加工物P載置於中央區域52C，當關閉上側彈性薄片部件51時，能夠將載置於中央區域52C的被加工物P收容於封閉空間CS。即，被加工物P向封閉空間CS的收容能夠透過開閉上側彈性薄片部件51這樣簡易的操作來進行。

在下側相對面52a上，形成有支撐槽52V。支撐槽52V以橫越包含接合區域54的周邊區域52P的一邊的方式形成。在支撐槽52V中，透過上側彈性薄片部件51和下側彈性薄片部件52的焊接，固定有真空用配管53的一端。真空用配管53是用於對封閉空間CS內進行脫氣的配管，其另一端裝卸自由地與省略圖示的真空泵連接。在真空用配管53的中途，安裝有防止空氣從真空泵側向封閉空間CS側倒流的止回閥等防倒流機構53a(請參照圖2)。另外，由於上側彈性薄片部件51和下側彈性薄片部件52因焊接而發生變形，由此支撐槽52V和真空用配管53的間隙被填上，封閉空間CS處於密封狀態。因此，不會產生外部大氣通過支撐槽52V而流入的情況。

圖4(a)~圖4(c)是用於說明使用真空加壓用框體50對被加工物P進行熱壓成型的加壓成型品的製造方法的圖。如圖4(a)所示，在封閉空間CS內收容有被加工物P的真空加壓用框體50，載置於例如不銹鋼等金屬製的托板(carrier plate)M上。托板M是為了將剛性低的真空加壓用框體50順利地搬送到下部熱板130的上面(加壓面)而輔助性地使用的治具。

當將真空加壓用框體50載置於托板M上、真空用配管53連接於真空泵時，驅動真空泵，使得封閉空間CS內通過真空用配管53而被脫氣。由於封閉空間CS內被脫氣而產生與真空加壓用框體50的周圍的大氣壓的壓力差，由此，如圖4(b)所示，以上側相對面51a 和下側相對面52a直接或者經由被加工物P吸附的方式，上側彈性薄片部件51發生彈性變形(實際上，下側彈性薄片部件52也發生彈性變形)。封閉空間CS內的脫氣，一直進行到封閉空間CS內達到規定的真空度為止。

在脫氣處理後、當從真空泵卸下真空用配管53時，承載真空加壓用框體50的托板M，由裝載機等搬送裝置搬送並載置於下部熱板130的上面(加壓面)。此外，透過防倒流機構53a，使得外氣不會經過從真空泵卸下的真空用配管53而流入封閉空間CS內。另外，在熱壓成型中，有可能從被加工物P產生氣體等而使真空度大幅度變化的情況下，也可不將真空用配管53和真空泵卸下，在熱壓成型中對封閉空間CS進行脫氣。

在下部熱板130、上部熱板230各熱板上，設有省略圖示的眾所周知的加熱機構(例如電加熱器)。各熱板的加壓面透過溫度調節單元的動作而上升並維持在構成被加工物P的樹脂材料的成型溫度(例如在熱硬化性樹脂下為熱硬化溫度)。在各熱板的加壓面被維持在規定的成型溫度的狀態下，驅動液壓泵而驅動下部熱板130上升，將載置於下部熱板130上的真空加壓用框體50以及托板M夾入下部熱板130和上部熱板230之間，由此，上側彈性薄片部件51和下側彈性薄片部件52柔軟地變形，以使該加壓的壓力施加到被加工物P上，從而熱壓成型真空加壓用框體50(封閉空間CS)內的被加工物P(參照圖4(c))。此時，由於被加工物P在真空加壓用框體50被內置於真空下，因此，抑制了加壓成型品中的孔隙。

這樣，真空加壓用框體50能夠將被加工物P置於真空下。因此，本實施方式的加壓裝置1無需真空腔室。另外，真空加壓用框體50的真空容積為能夠收容被加 工物P的大小就足夠，因此，無需排氣能力高的大型真空泵。於是，在能夠將加壓裝置1小型化的同時，抑制了加壓裝置1的成本及維修成本、消耗電力等。另外，因為真空容積小，所以抽真空可以在短時間內完成，能夠大幅縮短真空加壓步驟的時間。

上側彈性薄片部件51和下側彈性薄片部件52，在熱壓成型中受到來自下部熱板130、上部熱板230各熱板的荷重而柔軟地進行變形，由此，能夠將來自各熱板的荷重均勻地傳到被加工物P的被加工面整體上。即，真空加壓用框體50還發揮作為熱壓用的緩衝部件的作用。從另一觀點來看，真空加壓用框體50也能夠表達為附帶有真空腔室的功能的熱壓用的緩衝部件。

為了不妨礙透過兩熱盤體進行的熱壓成型，真空用配管53在真空加壓用框體50被載置於下部熱板130的上面(加壓面)的狀態下，設置於不易與兩熱盤體發生機械干擾的位置。具體地說，真空加壓用框體50形成為比下部熱板130和上部熱板230能夠進行加壓的加壓區域大，如圖4(c)所示，在將真空加壓用框體50載置於下部熱板130的上面(加壓面)的狀態下，真空用配管53以位於加壓區域的外側的方式而被設置於支撐槽V內。

以上，是本發明的示例性的實施方式的說明。本發明的實施方式不限於上述已說明的內容，可以在由申請專利範圍的記載所表達的技術思想的範圍內，任意地進行變更。例如，本實施方式的加壓裝置是利用一對熱盤體對被加工物進行熱壓成型的類型，而另一個實施方式的加壓裝置可以一次製造多個加壓成型品，因此也可以是在層疊方向配置有複數個熱盤體的多段類型。

另外，上側相對面51a和下側相對面52a的形狀不限於本實施方式的形狀。例如，可以將下側相對面52a 設定為平面形狀、將上側相對面51a設定為中央區域相對於周邊區域呈凹狀塌陷一層的形狀(下面記為「凹形面」)。另外，如果要對有厚度的被加工物P進行熱壓成型，也可以將上側相對面51a和下側相對面52a兩方都設定為凹形面。

1‧‧‧加壓裝置

2‧‧‧壓力機機身

21‧‧‧機身基盤

22‧‧‧機身頂盤

23‧‧‧機身支柱

50‧‧‧真空加壓用框體

51‧‧‧上側彈性薄片部件

51a‧‧‧上側相對面

52‧‧‧下側彈性薄片部件

52a‧‧‧下側相對面

52C‧‧‧中央區域

52P‧‧‧周邊區域

52V‧‧‧支撐槽

53‧‧‧真空用配管

53a‧‧‧防倒流機構

54‧‧‧接合區域

100‧‧‧下部熱盤體

110‧‧‧工作臺平臺

120‧‧‧隔熱板

130‧‧‧下部熱板

200‧‧‧上部熱盤體

210‧‧‧頂部平臺

220‧‧‧隔熱板

230‧‧‧上部熱板

300‧‧‧衝柱式液壓缸

310‧‧‧缸體

320‧‧‧衝柱

B‧‧‧基座

CS‧‧‧封閉空間

M‧‧‧托板

P‧‧‧被加工物

圖1是本發明的實施方式的加壓裝置的前視圖。

圖2是表示本發明的實施方式的真空加壓用框體的結構的分解立體圖。

圖3是本發明的實施方式的真空加壓用框體的俯視圖和剖面圖。

圖4是用於說明使用本發明的實施方式的真空加壓用框體對被加工物進行熱壓成型的加壓成型品的製造方法的圖。

50‧‧‧真空加壓用框體

51‧‧‧上側彈性薄片部件

51a‧‧‧上側相對面

52‧‧‧下側彈性薄片部件

52a‧‧‧下側相對面

52C‧‧‧中央區域

52P‧‧‧周邊區域

52V‧‧‧支撐槽

53‧‧‧真空用配管

54‧‧‧接合區域

100‧‧‧下部熱盤體

130‧‧‧下部熱板

200‧‧‧上部熱盤體

230‧‧‧上部熱板

CS‧‧‧封閉空間

M‧‧‧托板

P‧‧‧被加工物

Claims (7)

1. 一種真空加壓用框體，其載置於加壓裝置的加壓盤上，其特徵在於，包括：一對板狀部件，其相互的相對面中的至少一面的一部分呈凹狀塌陷，以在該一對板狀部件相互重疊時形成收容被加工物的封閉空間；和真空用配管，其一端與所述封閉空間連通，另一端與規定的真空泵連接；所述一對板狀部件在透過所述加壓盤進行的加壓時能夠變形，以向所述封閉空間內的被加工物傳遞加壓的壓力。
2. 如申請專利範圍第1項所述的真空加壓用框體，其特徵在於：所述一對板狀部件為帶有柔軟性的彈性薄片部件。
3. 如申請專利範圍第1或2項所述的真空加壓用框體，其特徵在於：在所述真空用配管上安裝有防止空氣從所述真空泵側向所述封閉空間側倒流的防倒流機構。
4. 如申請專利範圍第1~3項中任一項所述的真空加壓用框體，其特徵在於：所述一對板狀部件形成為比所述加壓盤能夠對被加工物進行加壓的加壓區域大；所述真空用配管配置為在所述真空加壓用框體向所述加壓盤的載置時，位於所述加壓區域的外側。
5. 如申請專利範圍第1~4項中任一項所述的真空加壓用框體，其特徵在於：所述一對板狀部件一邊彼此固定，使得所述相互的相對 面可呈書本狀敞開。
6. 一種加壓成型品的製造方法，其使用申請專利範圍第1~5項中任一項所述的真空加壓用框體對被加工物進行加壓成型，其特徵在於，包括：被加工物載置步驟，將所述被加工物載置於規定所述封閉空間的所述相對面的區域上；收容步驟，透過使所述一對板狀部件重疊，將所述被加工物收容在所述封閉空間內；脫氣步驟，驅動與所述真空用配管連接的規定的真空泵，經由該真空用配管對所述封閉空間進行脫氣；框體載置步驟，將所述脫氣後的真空加壓用框體載於加壓裝置的加壓盤上；和加壓成型步驟，連同載置於所述加壓盤上的真空加壓用框體一起對所述被加工物進行加壓，成型該被加工物。
7. 如申請專利範圍第6項所述的加壓成型品的製造方法，其特徵在於：還包括在所述脫氣步驟後、所述加壓成型步驟前，卸下所述真空用配管和所述真空泵的步驟。