JP2003311494A

JP2003311494A - プレス装置およびプレス装置用クッション部材

Info

Publication number: JP2003311494A
Application number: JP2002124290A
Authority: JP
Inventors: Masaki Matsumoto; 正毅松本; Shizuaki Okazaki; 静明岡崎
Original assignee: Kitagawa Seiki Co Ltd
Current assignee: Kitagawa Seiki Co Ltd
Priority date: 2002-04-25
Filing date: 2002-04-25
Publication date: 2003-11-05

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】被加工物を熱圧締して成形するプレス装置お
よび、プレス方法であって、被加工物の厚み方向の精度
低下などの不具合が発生しにくく、かつ成形時間が延び
ることのないプレス装置およびプレス装置の熱盤と被加
工物との間に配置されるプレス装置用クッション部材を
提供することである。【解決手段】プレス装置の一対の熱盤の間に配置され
る少なくとも１つのクッション部材１５０が、略平行に
配置された２枚の金属プレート１５０ａと、金属プレー
ト間に封入された熱媒１５０ｂを有する構成とすること
により、上記問題を解決した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被加工物を熱圧締
して成形するプレス装置および、プレス装置の熱盤と被
加工物との間に配置されるプレス装置用クッション部材
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、たとえばプラスティック製の
ＩＣカード（インテグレーテド・サーキット・カード）
やプリント配線基板（PWB）などを製造するために、プ
ラスチック製の被加工物を成形するプレス装置が利用さ
れている。このようなプレス装置は、２熱盤間に樹脂を
主とする被加工物を挿置し、この２熱盤が被加工物を加
熱しながら圧迫する（熱圧締工程）ことにより、被加工
物を成形するものである。

【０００３】このようなプレス装置を用いて、例えば厚
さ100μm以下のプリント配線基板を成形する場合、熱盤
の平面度精度を10μm以内に抑えないと製品に加わるプ
レス圧が熱盤の位置によって異なるという現象が発生
し、プリント配線基板の厚み方向の精度が低下すると共
に、プレスされる位置によってはプレス圧が不足して銅
箔とプリプレグとの接着がうまくいかなくなる可能性が
ある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】近年、一度のプレスで
多数の成形品を製造可能とするため、大型の熱盤を備え
たプレス装置が利用されるようになっている。熱盤の面
積が大きくなるほど、熱盤の平面度精度を確保するのが
困難となるため、プリント配線基板の厚み方向の精度低
下や銅箔とプリプレグとの接着不良などの不具合が発生
しやすかった。

【０００５】このような現象を回避するため、従来はク
ラフト紙等の表面粗さが小さくかつ一面が微小変形して
も他面の表面精度に影響をほとんど与えないような材料
をクッション材として被加工物と熱盤との間に挟んでい
た。しかし、このようなクッション材に適する材料は、
熱盤と比較して極めて熱伝導率が低いため、熱盤の熱が
被加工物であるプリプレグに伝わりにくく、成形時間が
延びるという問題があった。

【０００６】

【発明の目的】本発明は上記の問題に鑑み、大型の熱盤
を使用する場合であってもプリント配線基板の厚み方向
の精度低下や銅箔とプリプレグとの接着不良などの不具
合が発生しにくく、かつ成形時間が延びることのないプ
レス装置およびプレス装置の熱盤と被加工物との間に配
置されるクッション部材を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の問題を解決するた
め、本発明のプレス装置は、一対の熱盤の間に配置され
る少なくとも１つのクッション部材を有し、クッション
部材は、略平行に配置された２枚の金属プレートと、金
属プレート間に封入された熱媒を有する。

【０００８】熱盤と被加工物との間にクッション部材が
介在することにより、クッション部材側の金属プレート
は平面形状を保ったまま他方の熱盤に習って押し付けら
れる。この結果、金属プレートの平面度精度はその表面
粗さのみに依存するようになるので、鏡面仕上げなどに
より金属プレートの表面粗さを低く抑えることにより、
被加工物を熱圧締する時の金属プレートの平面度精度を
高く維持することができる。従って、このようなプレス
装置でプリント配線基板をプレスする際、プリント配線
基板の厚み方向の精度低下や銅箔とプリプレグとの接着
不良などの不具合が発生しない。さらに、金属プレート
は熱媒によって迅速に加熱されるので、成形時間が延び
ることはない。

【０００９】また、クッション部材と被加工物の間に金
属製の第１の中間プレートが介設される構成としても良
い。このような構成とすると、被加工物とクッション部
材が直接当接しないため、クッション部材の金属プレー
トの表面粗さの劣化が生じにくい。従って、クッション
部材の長寿命化が可能となる。

【００１０】また、好ましくは前記熱媒は非圧縮性の熱
媒である。また、前記熱媒は熱媒油であることが好まし
い。このような熱媒油は、被加工物の成形温度に加熱さ
れた状態であっても液状を保つので、熱媒が気化して圧
縮性を有し、金属プレートがたわむというような不具合
を防止することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は、本発明の第１の実施の形
態によるプレス装置のプレス部１の基本構成を示す側面
図である。なお、以下の説明では、図１に示すように
「上」と「下」を定義するが、プレス部１の構成は上下
逆であっても良い。

【００１２】プレス部1はプレスフレーム３と、上部熱
盤部１００と、下部熱盤部２００と、シリンダ部３００
を有する。プレスフレーム３はプレス装置設置部のベー
スに剛体支持されている。下部熱盤部２００の固定盤２
１０はプレスフレーム３のベース部３ｂ上に固定されて
いる。また、シリンダ部３００はプレスフレーム３の天
井部３ａ下面に固定されている。

【００１３】シリンダ部３００は、シリンダ３１０と、
シリンダ３１０の内壁と摺動しながら上下動可能なピス
トン３２０と、ピストン３２０の下面中央部より鉛直下
向きに延出して形成されたシャフト３３０を有する。シ
リンダ３１０の下面中央分は貫通孔３１１が穿孔されて
おり、シャフト３３０はピストン３２０の上下動に従っ
てこの貫通孔３１１と摺動しながら上下動する。シャフ
ト３３０の下端には上部熱盤部１００の可動盤１１０が
固定されている。

【００１４】シリンダ３１０の空洞部３４０はピストン
３２０によって空洞部（上）３４１および空洞部（下）
３４２に分断されている。この空洞部（上）３４１およ
び空洞部（下）３４２はそれぞれ作動油で満たされてい
る。また、この空洞部（上）３４１および空洞部（下）
３４２は油圧ポンプ４と接続されている。油圧ポンプ４
はコントローラ８と接続されており、コントローラ８は
油圧ポンプを駆動して空洞部（上）３４１および空洞部
（下）３４２のそれぞれに注入されている作動油の一方
を加圧し他方を減圧することにより、ピストン３２０を
自在に上下動させることができる。従って、コントロー
ラ８が油圧ポンプ４を制御することにより、上部熱盤部
１００を上下動させることができる。

【００１５】上部熱盤部１００の上部熱盤１３０は断熱
材１２０を介して可動盤１１０の下面から懸吊固定され
ている。同様に、下部熱盤部２００の下部熱盤２３０は
断熱材２２０を介して固定盤２１０の上面に固定されて
いる。また、上部熱盤部１００の上部熱盤１３０の下面
および下部熱盤部２００の下部熱盤２３０の上面はそれ
ぞれトッププレート１４０およびキャリアプレート２４
０に覆われている。

【００１６】油圧ポンプを駆動して上部熱盤部１００を
下方に駆動することにより、下部熱盤部２００のキャリ
アプレート２４０上に載置されたプリント配線基板２
を、熱盤部２００のキャリアプレート２４０と上部熱盤
部１００のトッププレート１４０との間で挟んでプレス
することができる。本実施形態においては、複数枚のプ
リント配線基板２をステンレス鋼製の薄板である中間プ
レート４００を介して上下方向に重ね、一度のプレス動
作で複数のプリント配線基板２が成形されるようになっ
ている。

【００１７】また、最上段の中間プレート４００の上に
は上段クッション部材１５０が載置されている。同様
に、最下段の中間プレート４００の下には下段クッショ
ン部材２５０が載置されている。これらのクッション部
材はトッププレート１４０およびキャリアプレート２４
０のゆがみ、傾きを吸収する。また、クッション部材の
両面は鏡面仕上げされている。この結果、プレス時には
最上段および最下段の中間プレート４００は高い平面度
で水平状態を保つ。なお、上部クッション部材１５０お
よび下部クッション部材２５０の構造については後述す
る。

【００１８】中間プレート４００の両面は鏡面仕上げさ
れており、その表面粗さは数μm以内となっている。従
って、最上段および最下段の中間プレート４００の平面
状態が維持されていれば、中間プレート４００の両面の
平面度精度は10μm以内に保たれる。

【００１９】プリント配線基板２をプレスしている間、
上部熱盤部１００の上部熱盤１３０および下部熱盤部２
００の下部熱盤２３０はそれぞれヒータ５によってプリ
ント配線基板２のプリプレグの成形温度に加熱されてい
る。なお、ヒータ５が熱盤を加熱する方法については後
述する。このようにプリント配線基板２を加熱しながら
プレスする、いわゆる熱圧締工程によって、プリント配
線基板２の銅箔がプリプレグに接着される。なお、本発
明の実施の形態においては、厚さ50μmのプリプレグの
両面をそれぞれ18μmの銅箔で覆った厚さ86μmのプリン
ト配線基板２がプレスされる。

【００２０】図２は、上部熱盤部１００の上部熱盤１３
０を水平方向に切断した断面図である。なお、下部熱盤
部２００の下部熱盤２３０と上部熱盤部１００の上部熱
盤１３０は同一形状の部材である。

【００２１】上部熱盤１３０は略正方形状の鋼板であ
る。上部熱盤１３０には、図２中上下方向に穿孔された
互いに平行な８本の貫通孔である第１の孔１３１ａ〜ｈ
（図２中左側のものより順に１３１ａ、１３１ｂ、１３
１ｃ、１３１ｄ、１３１ｅ、１３１ｆ、１３１ｇ、１３
１ｈと称す）と、上部熱盤１３０の図２中下端部に第１
の孔１３１ａ〜ｈのすべてと直交するよう図２中左右方
向に穿孔された第２の孔１３２と、上部熱盤１３０の図
２中上端部左側より第１の孔１３１ａ〜ｆと直交するよ
う図２中左右方向に穿孔された第３の孔１３３と、上部
熱盤１３０の図２中上端部右側より第１の孔１３１ｇお
よび１３１ｈと直交するよう図２中左右方向に穿孔され
た第４の孔１３４とが形成されている。第１の孔１３１
ｂ〜ｇの両端にはそれぞれ盲キャップ１３６が嵌入され
ている。第１の孔１３１ａおよび１３１ｈにはその図２
中上端部のみに盲キャップ１３６が嵌入されている。ま
た、第２の孔１３２のうち、両端、第１の孔１３１ａと
１３１ｂの間の部分、第１の孔１３１ｃと１３１ｄの間
の部分、第１の孔１３１ｅと１３１ｆの間の部分、およ
び第１の孔１３１ｇと１３１ｈの間の部分のそれぞれに
は盲キャップ１３６が嵌入されている。また、第３の孔
１３３のうち、左端、第１の孔１３１ｂと１３１ｃの間
の部分、および第１の孔１３１ｄと１３１ｅの間の部分
のそれぞれには盲キャップ１３６が嵌入されている。ま
た、第４の孔１３４の右端には盲キャップ１３６が嵌入
されている。第１の孔１３１ａ〜ｈ、第２の孔１３２、
第３の孔１３３および第４の孔１３４のそれぞれに上記
のように盲キャップ１３６を嵌入することにより、第１
の孔１３１ａ〜ｈ、第２の孔１３２、第３の孔１３３お
よび第４の孔１３４は第１の孔１３１ａの下端１３８と
第１の孔１３１ｈの下端１３９を両端とし、上部熱盤１
３０内をくまなく蛇行する１本の加熱用熱媒管路として
機能する。

【００２２】上記加熱用熱媒管路にはヒータ５（図１）
によって加熱された熱媒油がポンプ６（図１）によって
循環しており、この熱媒油により、上部熱盤１３０は加
熱される。なお、また、上部熱盤１３０には図示しない
温度センサが取り付けられている。この温度センサはプ
レス装置のコントローラ８（図１）と接続されており、
プレス装置がプリント配線基板２をプレスするときはコ
ントローラ８はこの温度センサによって計測された上部
熱盤１３０の温度がプリント配線基板２のプリプレグの
成形温度である２００度前後となるように、ヒータ５を
制御して上記管路に流れる熱媒油の温度を調整する。

【００２３】図３は、プリント配線基板２をプレスして
いる状態での上部クッション部材１５０周辺部の上下方
向断面図である。なお、下部クッション部材２５０の構
造は、上部クッション部材１５０の構造と同様である。
上部クッション部材１５０は互いに平行な２枚のステン
レス鋼製の金属プレート１５０ａを有する。両金属プレ
ート１５０ａはその端部１５０ｃで全周溶接されて互い
に接合されており、両金属プレート１５０ａの間の空間
１５０ｂは外部から完全に密封される。この空間１５０
ｂには熱媒油が隙間なく封入されている。

【００２４】以上のように上部クッション部材１５０が
構成されているので、トッププレートに多少のゆがみや
傾きが生じた場合であっても、そのゆがみや傾きは流体
である熱媒油によって吸収される。熱媒油は均等に金属
プレート１５０ａを押圧するため、上部クッション部材
１５０の下側の金属プレート１５０ａは最上段の中間プ
レート４００に習って押し付けられる。従って、下側の
金属プレート１５０ａは高い精度で平面状態を保つ。

【００２５】同様に、下部クッション部材２５０の上側
の金属プレートは最下段の中間プレート４００に習って
押し付けられ、下部クッション部材２５０の上側の金属
プレートは高い精度で平面状態を保つ。

【００２６】また、上部クッション部材１５０内に封入
された熱媒油は、上部熱盤１３０からトッププレート１
４０を経由して上部クッション部材１５０の上側の金属
プレート１５０ａに達した熱を速やかに下側の金属プレ
ートに伝達させる。従って、最上段の中間プレート４０
０はすばやく加熱される。同様に、下部クッション部材
２５０内に封入された熱媒油によって最下段の中間プレ
ート４００はすばやく加熱される。

【００２７】以上のように、本実施形態のプレス装置に
よれば、中間プレート４００の両面の平面度精度は10μ
mと高精度に保たれるため、プリント配線基板の厚み方
向の精度低下や銅箔とプリプレグとの接着不良などの不
具合が発生しない。さらに、上部クッション部材１５０
および下部クッション部材２５０内に封入された熱媒油
によって、すばやく上部熱盤１３０および下部熱盤２３
０の熱がプリント配線基板２に伝達されるため、短時間
での成形が可能となる。

【００２８】以上述べた本実施形態においては、上部ク
ッション部材１５０および下部クッション部材２５０は
２枚の金属プレートの端部同士を全周溶接し、内部に熱
媒油を封入した部材である。しかしながら、本発明は上
記構成に限定されるものではなく、略平行な２枚の金属
プレートと両金属プレート間封入された熱媒とを備えた
部材をクッション部材とするような他の構成も可能であ
る。本発明の第２の実施の形態のプレス装置はこのよう
なクッション部材を用いたプレス装置である。なお、本
実施形態のクッション部材以外の構成は本発明の第１の
実施の形態と同一であるため、説明は省略する。また、
以下の説明においては、本発明の第１の実施の形態と同
一の部材には同一の符号を付与している。

【００２９】図４は、プリント配線基板２をプレスして
いる状態での上部クッション部材１１５０周辺部の上下
方向断面図である。上部クッション部材１１５０は互い
に平行な２枚のステンレス鋼製の金属プレート１１５０
ａを有する。両金属プレート１５０ａの間には、水平方
向の寸法が金属プレート１１５０ａの水平方向の寸法よ
りもやや小さい環状の枠部材１１５０ｃが挿置されてい
る。枠部材１１５０ｃは、両金属プレート１１５０ａが
数mm程度離間した状態で平衡状態を保つように、両金属
プレート１１５０ａをガイドする。枠部材１１５０ｃと
両金属プレート１１５０ａはその当接部１１５０ｄで全
周溶接されて互いに接合されており、両金属プレート１
５０ａと枠部材１１５０ｃで形成される空間１１５０ｂ
は外部から完全に密封される。この空間１１５０ｂには
熱媒油が隙間なく封入されている。

【００３０】従って、本実施形態によれば、本発明の第
１の実施の形態と同様に、トッププレートに多少のゆが
みや傾きが生じた場合であっても、そのゆがみや傾きは
流体である熱媒油によって吸収される。熱媒油は均等に
金属プレート１１５０ａを押圧するため、上部クッショ
ン部材１１５０の下側の金属プレート１１５０ａは最上
段の中間プレート４００に習って押し付けられる。従っ
て、下側の金属プレート１１５０ａは高い精度で平面状
態を保つ。

【００３１】また、上部クッション部材１１５０内に封
入された熱媒油は、上部熱盤１３０からトッププレート
１４０を経由して上部クッション部材１１５０の上側の
金属プレート１１５０ａに達した熱を速やかに下側の金
属プレート１１５０ａに伝達させる。従って、最上段の
中間プレート４００はすばやく加熱される。

【００３２】さらに、本実施形態によれば、クッション
部材の両金属プレートは枠部材にガイドされた広範囲に
わたって略平行に保たれるため、プリント配線基板２側
の金属プレートは第１の実施の形態以上の精度で平面状
態を保つ。

【００３３】以上のように、本実施形態によれば、トッ
ププレートに多少のゆがみや傾きが生じた場合であって
も、中間プレートの両面の平面度精度は10μmと高精度
に保たれるため、プリント配線基板の厚み方向の精度低
下や銅箔とプリプレグとの接着不良などの不具合が発生
しない。さらに、上部クッション部材および下部クッシ
ョン部材内に封入された熱媒油によって、すばやく上部
熱盤１３０および下部熱盤２３０の熱がプリント配線基
板２に伝達されるため、短時間での成形が可能となる。

【００３４】

【発明の効果】以上のように、本発明のプレス装置およ
びプレス方法によれば、被加工物の厚み方向の精度低下
などの不具合が発生しにくく、かつ成形時間が延びるこ
とがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態によるプレス装置の
プレス部の基本構成を示す側面図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態のプレス装置の熱盤
の水平方向断面図である。

【図３】本発明の第１の実施の形態のプレス装置の、ク
ッション部材周辺の縦断面図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態のプレス装置の、ク
ッション部材周辺の縦断面図である。

【符合の説明】

１プレス部２プリント配線基板８コントローラ１３０上部熱盤１４０トッププレート１５０上部クッション部材１５０ａ金属プレート４００中間プレート１１５０上部クッション部材１１５０ａ金属プレート１１５０ｃ枠部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ２９Ｌ 9:00 Ｂ２９Ｌ 9:00 Ｆターム(参考） 4E088 EA03 4E090 AB01 BA01 CA01 DA01 4F204 AB25 AD03 AD16 AG03 AH36 AM32 FA01 FB01 FB13 FN11 FN15 FQ08 FQ10 FQ17

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被加工物を挟んで熱圧締する少なくとも
一対の熱盤と、前記一対の熱盤の間に配置される少なくとも１つのクッ
ション部材と、を有し、前記クッション部材は、略平行に配置された２枚の金属
プレートと、前記金属プレート間に封入された熱媒を有
することを特徴とする、プレス装置。
【請求項２】前記２枚の金属プレートの端部が互いに
全周溶接されていることを特徴とする、請求項１に記載
のプレス装置。
【請求項３】前記２枚の金属プレートの間には、前記
２枚の金属プレートの間隔を所定間隔に維持するスペー
サ部材が介設されていることを特徴とする、請求項１に
記載のプレス装置。
【請求項４】前記スペーサ部材は環状の部材であり、前記熱媒は前記スペーサ部材の内周と前記２枚の金属プ
レートに囲まれる空間内に封入され、前記スペーサ部材と前記２枚の金属プレートと全周溶接
されることを特徴とする、請求項３に記載のプレス装
置。
【請求項５】前記プレス装置は２つのクッション部材
を有し、前記被加工物は前記２つのクッション部材に挟
まれて熱圧締されることを特徴とする、請求項１から請
求項４のいずれかに記載のプレス装置。
【請求項６】前記クッション部材の前記被加工物側の
金属プレートは鏡面仕上げされていることを特徴とす
る、請求項１から請求項5のいずれかに記載のプレス装
置。
【請求項７】前記クッション部材と前記被加工物の間
には、金属製の第１の中間プレートが介設されているこ
とを特徴とする、請求項１から請求項６のいずれかに記
載のプレス装置。
【請求項８】前記第１の中間プレートが鏡面仕上げさ
れていることを特徴とする、請求項７に記載のプレス装
置。
【請求項９】前記プレス装置が、プレス方向に重畳さ
れた複数の被加工物を同時にプレス可能な多段式プレス
装置であり、前記複数の被加工物の間には金属製の第２
の中間プレートが介設されていることを特徴とする、請
求項１から請求項７のいずれかに記載のプレス装置。
【請求項１０】前記第２の中間プレートが鏡面仕上げ
されていることを特徴とする、請求項９に記載のプレス
装置。
【請求項１１】前記熱媒が非圧縮性の熱媒油であるこ
とを特徴とする、請求項１から請求項１０のいずれかに
記載のプレス装置。
【請求項１２】前記被加工物がプリント配線基板であ
ることを特徴とする、請求項１から請求項１１のいずれ
かに記載のプレス装置。
【請求項１３】プレス装置の熱盤と被加工物との間に
配置されるクッション部材であって、略平行に配置され
た２枚の金属プレートと、前記金属プレート間に封入さ
れた熱媒を有することを特徴とする、プレス装置用クッ
ション部材。
【請求項１４】前記２枚の金属プレートの端部が互い
に全周溶接されていることを特徴とする、請求項１３に
記載のプレス装置用クッション部材。
【請求項１５】前記２枚の金属プレートの間には、前
記２枚の金属プレートの間隔を所定間隔に維持するスペ
ーサ部材が介設されていることを特徴とする、請求項１
３に記載のプレス装置用クッション部材。
【請求項１６】前記スペーサ部材は環状の部材であ
り、前記熱媒は前記スペーサ部材の内周と前記２枚の金属プ
レートに囲まれる空間内に封入され、前記スペーサ部材と前記２枚の金属プレートと全周溶接
されることを特徴とする、請求項１５に記載のプレス装
置用クッション部材。
【請求項１７】前記クッション部材の前記被加工物側
の金属プレートは鏡面仕上げされていることを特徴とす
る、請求項１３から請求項１６のいずれかに記載のプレ
ス装置用クッション部材。
【請求項１８】前記熱媒が非圧縮性の熱媒油であるこ
とを特徴とする、請求項１３から請求項１７のいずれか
に記載のプレス装置用クッション部材。