JP5062468B2 - ラミネートシステム及び回路基板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、回路基板にレジストフィルムを部分的に被着させるプレラミネート装置を備えるラミネートシステム及び回路基板の製造方法に関するものである。特に、真空平板ラミネート装置を使用して、回路基板にレジストフィルムを熱圧着させる前に、回路基板にレジストフィルムを部分的に被着させるプレラミネート装置を備えるラミネートシステム及び回路基板の製造方法に関するものである。

従来、回路基板にレジストフィルムのラミネート装置は、大気中で、回路基板とレジストフィルムを一対の熱ローラで加熱加圧してラミネートしていた。また、回路基板とレジストフィルム間の微小な気泡をなくすために、これを真空中でおこなう方法も提案されている（特許文献１）。ただ、送り出し、ラミネート、格納一式を真空チャンバー内で行うのは大がかりなため、ラミネートのみ真空中で行う平板型の真空ラミネート装置が多用されている（特許文献２）。
特開２００５−５９４８６号公報 特開２０００−１５６９７号公報

解決しようとする問題点は、ラミネートのみ真空中で行う平板型の真空ラミネート装置では、回路基板にレジストフィルム重ね仮固定するのを大気中で行うために、重ねあった内部部分の気泡が完全にはなくすことができない点である。
本発明の目的は、この内部部分の気泡を限りなく少なく、またはなくすことである。

本発明は、以下のものに関する。
１． レジストフィルムの上から、表面に凹凸があり凸部が島状に点在する弾性加圧ローラで押し付けて、回路基板にレジストフィルムを部分的に被着させ、回路基板にレジストフィルムを仮固定するプレラミネート装置と、このプレラミネート装置で回路基板に仮固定したレジストフィルムを回路基板に本被着するラミネート装置とを備えるラミネートシステム。
２． 回路基板にレジストフィルムを重ねるときにレジストフィルムの上から、表面に凹凸があり凸部が点状体である弾性加圧ローラで押し付け、レジストフィルムを不連続状に回路基板に被着させ、回路基板にレジストフィルムを仮固定するプレラミネート装置と、このプレラミネート装置で回路基板に仮固定したレジストフィルムを回路基板に本被着するラミネート装置とを備えるラミネートシステム。
３． 項１又は２において、プレラミネート装置の弾性加圧ローラの表面凹凸が、柱状体または錐状体またはドーム状体が島状に点在する形状であるラミネートシステム。
４． 項１から３の何れかにおいて、プレラミネート装置の表面に凹凸のある弾性加圧ローラが、弾性体を被覆したものまたは弾性体または凹凸シートと弾性体の積層体を有するものからなるラミネートシステム。
５． 項１から４の何れかのプレラミネート装置を用いて、回路基板にレジストフィルムを部分的または不連続状に被着させるプレラミネート工程と、レジストフィルムを回路基板に本被着するラミネート工程とを有する回路基板の製造方法。
６． プレラミネート工程では、弾性加熱ローラの加圧力が０．２から５ｋｇ／ｃｍ、弾性加熱ローラの温度が１０から５０℃である項５の回路基板の製造方法。

本発明のプレラミネート装置を備えるラミネートシステム及び回路基板の製造方法は、平板型の真空ラミネート装置にかける前に、レジストフィルムを回路基板に重ね仮固定するプレラミネート装置を備えるラミネートシステム及び回路基板の製造方法であって、回路基板にレジストフィルム部分的に被着させるために、真空ラミネート時に回路基板とレジストフィルムの間の気泡がスムーズにぬけてラミネートされるという利点がある。特に、レジストフィルムを点状に回路基板に被着させると、どの方向からも気泡がスムーズにぬけてラミネートされるという利点がある。

本発明に述べる回路基板は、最終的に樹脂や金属が積層されてプリント配線板となるもので、素子が内蔵される場合もある。また、１０μｍから１ｍｍ程度の凹凸面をもった基板一般にも応用される。
本発明に述べるレジストフィルムは、一般のレジストフィルムであって、プリント配線板の製造において、エッチングで残す部分やめっきしない部分のマスクや、部品を実装してはんだ付けするときにはんだが不要な部分などを覆うためのフィルム材料をさすが、特に室温または加温中で、加圧により少しのタック力（張り付き力）を持つ一般フィルムにも応用される。また、張り合わせる側には一般に保護フィルムが張られている。
本発明に述べるプレラミネート装置は、ラミネート装置により基板にフィルムを張り合わせる前の仮固定装置をさす。
本発明に述べる加圧ローラは、おおよそ円柱形状であるが、特に表面に凹凸があり、弾性体を有し、加圧を目的としたローラをさす。

以下、本発明を図面に示す実施の形態に基づいて説明する。図１は、本発明に係るプレラミネート装置を模式的に示している。図２は、動作を説明するための図である。図３は、本発明に係る別例プレラミネート装置とそれに続く真空ラミネート装置とを模式的に示している。図４は、本発明に係るプレラミネート装置の加圧ローラの部分断面を示している。

図１においては、同一ユニットを２組用い、回路基板を水平に搬送し、その表裏両面にレジストフィルムを同時に被着する装置例を示している。
装置には、レジストフィルム１と保護フィルム２とが積層された積層フィルム３が、供給ローラ４から、送りローラ５により送り出され、はく離手段６により積層フィルム３から保護フィルム２がはく離され、はく離された保護フィルム２が巻き取りローラ７により巻き取られる。保護フィルム２がはく離され巻き取られたレジストフィルム１は、スライドガイド８を経て吸着ガイド９により仮保持され、切断手段１０により回路基板１１と同程度の所定の長さに切断される。搬送手段１２により搬送された回路基板１１は、上下一対の加圧ローラ１３によりレジストフィルム１を部分的に被着させ、最後に搬出手段１４により搬出される。
このときの、加圧力は、０．２ｋｇ／ｃｍから５ｋｇ／ｃｍから程度、好ましくは、０．５ｋｇ／ｃｍから２ｋｇ／ｃｍ程度で、加圧ローラの加圧時の温度は、１０℃から５０℃程度で、好ましくは１８℃から３０℃程度であり、加圧により少しのタック力がでる温度であって、レジストフィルムの物性による。そういう意味で、加圧ローラは温度調整機構が備えている方が好ましい。
また、はく離手段６は、先端がスライドガイド８側に湾曲するように形成されるとともに先鋭に形成されている。吸着ガイド９も同様に先端が加圧ローラ１３側に湾曲するように形成されるとともに先鋭に形成されている。切断手段１０としては、カッター等が使用される。搬送手段１２と搬出手段１４にはローラコンベア等が用いられる。
また、このプレラミネート装置は、通常の大気圧ラミネート装置の加熱ローラを凹凸のある弾性加圧ローラに取り替えることによっても可能であり、通常のラミネート装置からの転用、兼用が可能である。

図２は、動作を説明するための図である。上下２つのうち上半分のユニットを特に示している。
図２（ａ）は、回路基板１１が、これから搬送手段１２により搬送される状態を示している。はく離手段６の位置は、スライドガイド８付近にある。
図２（ｂ）は、回路基板１１が、搬送手段１２によりプレラミネート動作直前まで搬送された状態を示している。はく離手段６の位置は、レジストフィルム１とともに、スライドガイド８から吸着ガイド９の底部まで伸び、回路基板１１の先端に達している。
図２（ｃ）は、回路基板１１が、プレラミネートされている状態を示している。はく離手段６の位置は、初めの状態の戻り、切断手段１０が移動し、レジストフィルム１の後端部を切断する。

図３においては、図１のユニットを１組用い、回路基板を水平に搬送し、その表面にレジストフィルム１を被着する工程例を示している。図１と同様に、本発明に係るプレラミネート装置により、レジストフィルムを部分的に被着させた回路基板は、連続した次の工程で、真空平板ラミネート装置により、レジストフィルムが回路基板に本被着され、最後に搬出手段により搬出される。
本発明は、真空平板ラミネート装置に特に限定はなく、通常の装置が使用される。たとえば、真空平板ラミネート装置は、ヒータ１５を備えた加熱部１６上に、レジストフィルムを部分的に被着させた回路基板１１を乗せ、減圧容器１７と加圧容器１８で密封し、加圧容器１８の伸縮性シート１９により押し付けることにより、レジストフィルムを回路基板に本被着される。

図４は、本発明に係るプレラミネート装置の加圧ローラの部分断面を示している。図４（ａ）は、円柱形状ローラ２０を、表面が凹凸のある弾性体２１で被覆した場合を示し、図４（ｂ）は、表面が凹凸のある円柱形状ローラ２０を弾性体２１で薄く被覆した場合を示し、図４（ｃ）は、円柱形状ローラ２０の表面に凹凸シート２２を設けた場合を示し、図４（ｄ）は、表面が凹凸のある円柱形状ローラ部分が弾性体の場合を示している。

円柱形状ローラ２０の材質は、鉄または鉄にニッケル、マンガン、モリブデン、シリコンなどを添加した合金やステンレスまたはシリコーンゴム、フッ素ゴムなどの弾性体に無機ヒイラーを添加した硬質弾性体が使用できる。
ローラの軸の材質は、鉄または鉄にニッケル、マンガン、モリブデン、シリコンなどを添加した合金やステンレスなどが使用できる。

弾性体２１の材質は、シリコーンゴム、フッ素ゴム、エチレンプロピレンゴム、ニトリルブタジエンゴム、クロロプレーンゴムなどのエラストマが使用できる。図４（ａ）の弾性体２１の場合は、外面に凹凸を設けたチューブ状のものが使用できる。厚さが１ｍｍから２０ｍｍ程度好ましくは３ｍｍから１０ｍｍ程度の片面に凹凸を設けたシートを切って、円柱形状ローラ２０に貼り付けてもかまわない。図４（ｄ）の弾性体２１の場合は、外面に凹凸を設けたチューブ状のものを加熱膨張させローラの軸に通してから冷却して固定などする。外面の凹凸はローラまたはローラ軸に弾性体２１を設けてから加工してもかまわない。

凹凸シート２２は、厚さが１０μｍから２００μｍ程度で、ポリエステル、ポリプロピレーン、ポリエチレンサルファイト、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、エボキシ樹脂または金属など、シート状になり、凹凸形状を形成しやすく、形状を保持しやすいものが使用できる。
図４（ｃ）では、円柱形状ローラ２０の表面を弾性体２１で被覆後、表面に凹凸シート２２を設けた場合を示している。この場合の弾性体２１は必ずしも必要ではないが、凹凸シート２２が硬いシートの場合、回路基板が大面積で凹凸の起伏が大きい場合や反りのある場合など特に設けるのが好ましい。この場合の弾性体２１は、シリコーンゴム、フッ素ゴム、エチレンプロピレンゴム、ニトリルブタジエンゴム、クロロプレーンゴムなどのエラストマのほか、オレフィン系樹脂やウレタン樹脂なども含め、弾性発泡体なども使用することができる。

凹凸の形状は、柱状体、錐状体、ドーム状体などが島状に点在する、凸部が不連続であることが好ましく、ピッチで０．１ｍｍから５ｍｍ程度、好ましくは０．５ｍｍから２ｍｍ程度で必ずしも等間隔でなくてもよいが、高さは１０μｍから１０００μｍ程度、好ましくは５０μｍから２００μｍ程度の、同じ程度の高さのものが好ましい。特に、レジストフィルムを点状に回路基板に仮被着させる凸部が点状体であれば、どの方向からも気泡がスムーズにぬけてラミネートされるので好ましい。図５には、凹凸の形状の上面図を概略的に示している。図５（ａ）には、縦断面が台形で横断面が方形の凸部２３が等間隔に配置されていることを示している。図５（ｂ）には、円形ドーム状の凸部２３がランダムに配置されていることを示している。
また、円柱形状ローラ２０、弾性体２１または凹凸シート２２間は、自着のほか接着材による接着層を設けてもかまわない。

本発明に係るプレラミネート装置を示している。 本発明に係るプレラミネート装置の、動作を説明するための図を示している。 本発明に係るプレラミネート装置と、それに続く真空ラミネート装置とを示している。 本発明に係るプレラミネート装置の、ローラの部分断面を示している。 本発明に係るプレラミネート装置の、ローラの表面凹凸の上面図を概略的に示している。

符号の説明

１…レジストフィルム、２…保護フィルム、３…積層フィルム、４…供給ローラ、５…送りローラ、６…はく離手段、７…巻き取りローラ、８…スライドガイド、９…吸着ガイド、１０…切断手段、１１…回路基板、１２…搬送手段、１３…加圧ローラ、１４…搬出手段、１５…ヒータ、１６…加熱部、１７…減圧容器、１８…加圧容器、１９…伸縮性シート、２０…円柱形状ローラ、２１…弾性体、２２…凹凸シート、２３…凸部。

Claims (6)

1. レジストフィルムの上から、表面に凹凸があり凸部が島状に点在する弾性加圧ローラで押し付けて、回路基板にレジストフィルムを部分的に被着させ、回路基板にレジストフィルムを仮固定するプレラミネート装置と、このプレラミネート装置で回路基板に仮固定したレジストフィルムを回路基板に本被着するラミネート装置とを備えるラミネートシステム。
2. 回路基板にレジストフィルムを重ねるときにレジストフィルムの上から、表面に凹凸があり凸部が点状体である弾性加圧ローラで押し付け、レジストフィルムを不連続状に回路基板に被着させ、回路基板にレジストフィルムを仮固定するプレラミネート装置と、このプレラミネート装置で回路基板に仮固定したレジストフィルムを回路基板に本被着するラミネート装置とを備えるラミネートシステム。
3. 請求項１又は２において、プレラミネート装置の弾性加圧ローラの表面凹凸が、柱状体または錐状体またはドーム状体が島状に点在する形状であるラミネートシステム。
4. 請求項１から３の何れかにおいて、プレラミネート装置の表面に凹凸のある弾性加圧ローラが、弾性体を被覆したものまたは弾性体または凹凸シートと弾性体の積層体を有するものからなるラミネートシステム。
5. 請求項１から４の何れかのプレラミネート装置を用いて、回路基板にレジストフィルムを部分的または不連続状に被着させるプレラミネート工程と、レジストフィルムを回路基板に本被着するラミネート工程とを有する回路基板の製造方法。
6. プレラミネート工程では、弾性加熱ローラの加圧力が０．２から５ｋｇ／ｃｍ、弾性加熱ローラの温度が１０から５０℃である請求項５の回路基板の製造方法。

Images