JP3893930B2

JP3893930B2 - Sheet material holder, sheet material holding method, and multilayer substrate manufacturing method

Info

Publication number: JP3893930B2
Application number: JP2001315826A
Authority: JP
Inventors: 敦資坂井田; 敏尚谷口
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2001-10-12
Filing date: 2001-10-12
Publication date: 2007-03-14
Anticipated expiration: 2021-10-12
Also published as: JP2003124628A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シート材を加圧、加熱処理する際にシート材を保持して、シート材の取扱を容易にするためのシート材保持具、シート材の保持方法、及びその保持方法を利用した多層基板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、多層基板の製造方法として、導体パターンを形成した導体パターンシートを含む樹脂シートを積層し、それらを加熱しつつ加圧することによって一括して複数の樹脂シート同士を接着して多層基板を製造する方法が知られている。
【０００３】
例えば、特開２０００−３８４６４号公報に開示された多層基板の製造方法によれば、まず、熱可塑性樹脂からなる樹脂シート両面に導体パターンを形成し、かつこれら両面の導体パターンを導電ペーストによって層間接続した両面導体パターンシートを複数枚製造する。次に、この複数枚の両面導体パターンシートを、層間接続可能な処理をした樹脂シートを介して積層する。そして、積層した両面導体パターンシート及び樹脂シートを、所定の温度に加熱しつつ、所定圧力で加圧する。これにより、樹脂シートを構成する熱可塑性樹脂を軟化させて接着させる。この加熱・加圧工程は、例えばチタン等の導電性金属材料によって構成されるプレス板に電流を流して発熱させ、発熱したプレス板を積層した樹脂シートに押し当てた状態で、そのプレス板に所定の圧力を加えることにより実施される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
多層基板においては、各層に形成された導体パターンを層間接続する必要がある。この層間接続は、通常、樹脂シートにビアホールを形成し、このビアホール内に充填された層間接続材料によってなされる。従って、樹脂シートを積層する際に、この層間接続材料を充填したビアホールと導体パターンとの位置がずれてしまうと、回路として用をなさなくなってしまうため、導体パターンシートを含む各樹脂シートは高精度に位置決めして積層しなければならない。
【０００５】
このため、各樹脂シートの導体パターンの位置、またはビアホールの位置を画像認識し、それらが合致する位置に位置合わせを行いながら、各樹脂シートを積層することが行われている。
【０００６】
位置合わせを行いつつ積層された樹脂シートは、加熱・加圧工程によって相互に接着されて多層基板となるが、通常、位置合わせ工程を行う設備と加熱・加圧工程を行う設備とは異なる。このため、高精度に位置決めして積層した樹脂シートが、加熱・加圧工程を行う設備に移送する時等に位置ずれを起こしてしまう場合がある。
【０００７】
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、複数枚のシートを積層したシート材の位置ずれを防止することが可能なシート保持具、シート保持方法、及び複数のシートを積層して多層基板を構成する場合、その積層したシートの位置ずれを防止し、多層基板の各層の導体パターン間が確実に導通されうる多層基板の製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載のシート材保持具は、カバー枠体と、カバー枠体に、外周部が固定されたカバー部材と、カバー枠体と同様の形状を有し、カバー枠体と結合されるベース枠体と、ベース枠体に、外周部が固定されたベース部材と、カバー部材とベース部材とによって形成される密閉空間内を減圧する真空ポンプとを備え、カバー部材とベース部材とによって形成される密閉空間内を減圧し、その減圧した空間内に複数のシートを積層したシート材を保持するシート材保持具において、カバー部材とベース部材との少なくとも一方が、カバー枠体またはベース枠体に外周部が固定された弾性変形可能なダイヤフラムを介して支持されており、シート材に当接する部位にカバー部材とベース部材とが設けられ、カバー部材とベース部材とがダイヤフラムよりも剛性の高い高剛性部材であることを特徴とする。
【０００９】
これにより、シート材は、カバー部材とベース部材とによって加圧挟持されるので、積層された複数のシートが位置ずれを起こすことを防止することができる。さらに、カバー部材とベース部材との少なくとも一方が前記カバー枠体または前記ベース枠体に外周部が固定された弾性変形可能なダイヤフラムを介して支持されるので、シート厚や積層枚数が変化することによりシート材の厚さが変わった場合でも、その変化を吸収することができる。
カバー部材とベース部材との少なくとも一方を弾性変形可能なダイヤフラムによって支持することにより、密閉空間内に保持されるシート材の厚さが厚くとも、それらが弾性変形することによって対応でき、また減圧時にシート材表面に密着するように変形して、シート材を加圧挟持することができる。しかし、この場合、シート材を直接ダイヤフラムで加圧挟持すると、シート材の端部に中央部よりも大きな圧力がかかることになるので、シート材全面を均一に接着することが困難になったり、接着後の基板表面の平坦度が悪化するとの問題が生じる。
これに対し、前記カバー部材と前記ベース部材とを高剛性部材としているので、シート材全面に均一な圧力を加えた状態で、保持具はシート材を加圧挟持することができる。従って、上述したような問題の発生を防止、もしくは低減することができる。
請求項２に記載の発明では、カバー部材が、カバー枠体に外周部が固定された弾性変形可能なカバーダイヤフラムを介してカバー枠体に支持されており、
ベース部材が、ベース枠体に外周部が固定された弾性変形可能なベースダイヤフラムを介してベース枠体に支持されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載したように、熱可塑性樹脂からなる複数のシートを積層し、これに熱及び圧力を加えることによって相互に接着されるシート材に対して、好適に請求項１のシート材保持具を用いることができる。
【００１１】
熱及び圧力を加えることによって積層したシートを相互に接着する場合、シート間等に気体が存在すると、気体が熱の影響を受けて膨張し、シート全面を接着することができない。このため、積層したシートを接着する場合には、シート間等から気体を除去するため、シート材の周囲を真空状態にすることが必要となる。しかしながら、加熱・加圧装置も含むように真空空間を形成しようとすると、真空空間を形成するための装置が大型化してしまう。
【００１２】
請求項１に記載した保持具では、積層したシートを保持する密閉空間のみを減圧すればよいので、簡便にシート材の周囲を真空状態とすることができ、これにより、シート材全面で相互に接着することができる。
【００１６】
請求項４記載のように、カバー枠体とベース枠体とは、シール材を介して相互に接触した状態で、真空ポンプによって密閉空間内を減圧することにより、両者が結合されることが好ましい。このようにカバー枠体とベース枠体とを分離しておくと、シート材をベースダイヤフラムの上方から載置することができ、その際に積層したシートの位置ずれが生じ難くなる。
【００１７】
請求項５に記載したシート材保持方法は、請求項１に記載したシート材保持具を用いてシート材の保持を行う手順について記載したもので、加圧挟持工程において、ダイヤフラムが変形することにより、ベース部材およびカバー部材が密閉空間内外の圧力差及びダイヤフラムの弾性変形反力に相当する力でシート材を加圧挟持することを特徴とする。その作用効果は、上述した通りである。
請求項６に記載の発明では、カバー部材が、カバー枠体に外周部が固定された弾性変形可能なカバーダイヤフラムを介してカバー枠体に支持されており、ベース部材が、ベース枠体に外周部が固定された弾性変形可能なベースダイヤフラムを介してベース枠体に支持されており、加圧挟持工程において、カバーダイヤフラムとベースダイヤフラムとが変形することにより、ベース部材およびカバー部材が密閉空間内外の圧力差及びカバーダイヤフラムとベースダイヤフラムとの弾性変形反力に相当する力でシート材を加圧挟持することを特徴とする。
【００１８】
請求項７に記載したように、シート材が、熱可塑性樹脂からなる複数のシートを積層したものであって、熱及び圧力を加えることによって相互に接着されるものである場合、ベース部材とカバー部材とによって加圧挟持された状態で、シート材を加熱及び加圧する工程が行われることが有効である。
【００１９】
このようにすれば、シート材の周囲のみを簡便に減圧し、シート間から気体を除去しつつ、積層したシートを相互に接着することができる。ベース部材とカバー部材との少なくとも一方は、熱及び圧力をシート材に伝達しつつ、シート材の厚さに応じて弾性変形する必要があるため、金属製の薄板から構成することが好ましい。具体的には厚さ２００〜３００μｍのステンレス等によって構成することができる。
【００２０】
請求項８に記載したように、加熱及び加圧工程時に、カバー部材とベース部材とによって形成される密閉空間の減圧が継続して行われることが好ましい。複数のシートから多層基板を形成する場合、各シートにビアホールを形成し、そのビアホール内に導電性の金属粒子を含む導電ペーストを充填しておく。そして、加熱及び加圧工程時には、その導電ペーストの溶剤が揮発するため、微量のガスが発生する。その場合でも、請求項８に記載のように、密閉空間の減圧を継続して行うことにより、真空度が低下することを防止できる。
【００２１】
請求項９に記載したように、シート材は、このシート材と非粘着性のフィルムを介して、加熱及び加圧が行われることが好ましい。シート材に、カバー部材やベース部材、或いは高剛性部材が直接接触すると、加熱して軟化状態となったシート材と密着してしまう場合がある。そのため、軟化したシート材に対しても非粘着性のフィルムを介してシート材を加圧及び加熱することが好ましいのである。シート材として、熱可塑性樹脂からなる樹脂シートを用いた場合、非粘着性のフィルムとして、例えばポリアミドからなるフィルムを用いることができる。
【００２２】
請求項１０に記載の多層基板の製造方法は、熱可塑性樹脂からなる複数のシート材を積層する工程と、カバー部材とベース部材との少なくとも一方が弾性変形可能なダイヤフラムを介して支持されており、ダイヤフラムよりも剛性の高い高剛性部材であるカバー部材とベース部材とであって、積層シート材が当接するカバー部材とベース部材との間に積層シート材を位置づけ、積層シート材を、カバー部材とベース部材とによって形成される密閉空間内に配置するとともに、その密閉空間内を減圧し、ダイヤフラムが変形することにより、ベース部材およびカバー部材が密閉空間内外の圧力差及びダイヤフラムの弾性変形反力に相当する力で積層シート材を加圧挟持する工程と、減圧された密閉空間内に配置された積層シート材に対して、カバー部材とベース部材とを介して加熱及び加圧を行って、積層シート材を相互に接着して多層基板を形成する工程と、多層基板を密閉空間内から取り出す工程とを備えることを特徴とする。
【００２３】
上述の構成によって多層基板を製造することにより、シート材の位置ずれを防止できるとともに、シート材の周囲を簡便に減圧することができる。
【００２４】
請求項１２に記載したように、シート材を加熱及び加圧した後に、シート材を密閉空間に保持した状態で、冷却したプレスヘッドにより加圧を行うことが好ましい。シート材を相互に接着するためには、シート材を例えば２００〜３５０℃の範囲に加熱する。この加熱したシート材の温度が、自然放熱によって低下するためには比較的長い時間を要するため、上述のように強制的にシート材を冷却すると、生産リードタイムを短縮することができ、生産効率を向上することができる。さらに、シート材が熱可塑性樹脂によって構成される場合に、このシート材を急速に冷却すると、その熱可塑性樹脂の結晶粒径が大きくなることを防止することができ、例えば強度や絶縁性等の基板としての特性を向上することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
【００２６】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態におけるシート材保持具１の断面図、図２は図１におけるＡ−Ａ矢視図、及び図３はシート材保持具１にシート材を保持した状態を示す説明図である。
【００２７】
このシート保持具１について説明する前に、まず、シート保持具１に保持されるシート材３０について説明する。本実施形態においては、熱可塑性樹脂からなる樹脂シートを複数枚積層して、シート材３０とする。そして、シート材３０をシート保持具１内に保持した状態で、加熱・加圧工程を行う。これにより、各樹脂シートが軟化して相互に接着し、多層基板となる。
【００２８】
図４は、樹脂シートへの導体パターンの形成から、それを積層するまでの各工程を示す工程別断面図である。先ず、図４（ａ）に示すように、熱可塑性樹脂からなる樹脂シート２３の片面に貼着された導体箔（本例では厚さ１８μｍの銅箔）を、エッチングによりパターニングして導体パターン２２を形成する。このようにして、片面に導体パターン２２を備える片面導体パターンシート２１を形成する。本例では、樹脂シート２３としてポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂６５〜３５重量％とポリエーテルイミド（ＰＥＩ）樹脂３５〜６５重量％とからなる厚さ２５〜７５μｍの樹脂シートを用いている。また、導体箔としては、銅箔以外にアルミニウム箔等他の金属箔を用いることもできる。
【００２９】
導体パターン２２の形成が完了すると、図４（ｂ）に示すように、片面導体パターンシート２１の導体パターン２２が形成された面と対向する面に保護フィルム８１を貼着する。本例では、保護フィルムとして、厚さ１２μｍのポリエチレンテレフタレート樹脂から成る樹脂シートに、厚さ５μｍの粘着剤層をコーティングしたものを用いている。
【００３０】
次に、図４（ｃ）に示すように、保護フィルム８１側から炭酸ガスレーザを照射して、樹脂シート２３に導体パターン２２を底面とする有底ビアホールであるビアホール２４を形成する。ビアホールの形成は、炭酸ガスレーザの出力と照射時間等を調整することで、導体パターン２２に穴を開けないようにしている。なお、このとき、保護フィルム８１にも、ビアホール２４と略同径の開口８１ａが形成される。
【００３１】
図４（ｃ）に示すように、ビアホール２４の形成が完了すると、次に、図４（ｄ）に示すように、ビアホール２４内に層間接続材料である導電ペースト５０を充填する。導電ペースト５０は、銅、銀、スズ等の金属粒子に、バインダ樹脂や有機溶剤を加え、これを混練しペースト化したものである。
【００３２】
ビアホール２４内への導電ペースト５０の充填が完了すると、図４（ｅ）に示すように、片面導体パターンシート２１から保護フィルム８１を剥離する。このように、保護フィルム８１を形成した状態で導電ペースト５０の充填を行い、充填後保護フィルム８１を除去することにより、ビアホール２４以外に導電ペースト５０が付着することを防止できる。
【００３３】
図４（ｅ）に示す片面導体パターンシート２１が得られると、図４（ｆ）に示すように、片面導体パターンシート２１を複数枚（本例では４枚）積層する。このとき、下方側の２枚の片面導体パターンシート２１は、導体パターン２２が設けられた側を下側として、上方側の２枚の片面導体パターンシート２１は導体パターン２２が設けられた側を上側として積層する。
【００３４】
すなわち、中央の２枚の片面導体パターンシート２１を導体パターン２２が形成されていない面同士を向かい合わせて積層し、その両面側において、導体パターン２２が形成された面と導体パターン２２が形成されていない面とが向かい合うようにして、それぞれ１枚の片面導体パターンシート２１を積層する。
【００３５】
上述のように、本実施形態では、中央の２枚の片面導体パターンシート２１を導体パターン２２が形成されていない面同士が向かい合うように積層し、残りの片面導体パターンシート２１は、導体パターン２２が形成された面と導体パターン２２が形成されていない面とが向かい合うように積層される。このため、片面導体パターンシート２１を用いながら、多層基板の両表面において導体パターン２２による電極が形成できる。これにより、多層基板両面において、電子部品や外部回路と接続するための電極を形成できるので、高密度実装あるいは多層基板の小型化を図ることができる。
【００３６】
片面導体パターンシート２１を積層する時には、各層に形成される導体パターン２２と導電ペースト５０が充填されたビアホール２４とを位置合わせする必要がある。このため、それぞれの片面導体パターンシート２１の導体パターン２２やビアホール２４の位置を画像処理により認識し、下層の片面導体パターンシート２１に対して所望の位置に位置決めした後に積層される。この位置決めについては、画像処理以外に、各片面導体パターンシート２１に位置決め用の穴を複数箇所に形成しておき、この穴を共通の支持棒に挿入する等の手段を採用しても良い。
【００３７】
図４（ｆ）に示すように片面導体パターンシート２１を積層したら、図１に示すシート材保持具１によって片面導体パターンシート２１を積層したシート材３０を保持させる。
【００３８】
ここで、図１〜図３に基づいてシート材保持具１について説明する。図１及び図２に示すように、シート材保持具１は、ベース部２とカバー部６とで、シート材３０を挟持することによって、シート材３０を保持するものである。これらベース部２及びカバー部６は、熱伝導性に優れる金属、例えばチタンを十分な剛性を有するように厚板状に形成したものである。なお、このベース部２及びカバー部６は、それぞれ２枚の金属板の間に、後述するベースダイヤフラム４及びカバーダイヤフラム８を挟んだ状態で溶接接続することにより、ベースダイヤフラム４及びカバーダイヤフラム８に連結されている。
【００３９】
すなわち、ベース部２は、ベースダイヤフラム４を介して、ベース枠体３に支持されている。同様に、カバー部６はカバーダイヤフラム８を介してカバー枠体７に支持されている。ベースダイヤフラム４及びカバーダイヤフラム８は、弾性変形可能なように、ベース部２及びカバー部６よりも薄い金属製板から構成されている。具体的には、厚さが２００〜３００μｍ程度のステンレス板から構成することができる。これらベースダイヤフラム４及びカバーダイヤフラム８の外周部は、それぞれ、ベース枠体３及びカバー枠体７に取り付けられている。従って、ベースダイヤフラム４及びカバーダイヤフラム８が弾性変形することにより、ベース部２及びカバー部６は、それぞれ、ベース枠体３及びカバー枠体７に対して可動となる。このため、各パターンシート２１の厚さや積層枚数が変化して、シート材３０の厚さが変わった場合でも、その変化をベースダイヤフラム４及びカバーダイヤフラム８が吸収することができる。
【００４０】
ベース枠体３及びカバー枠体７は、図２に示すように、ほぼ四角環状に形成されており、両者は同一の形状となっている。ベース枠体３の、カバー枠体７との当接面のほぼ中央部には、環状に溝が形成され、その溝内にシール材１３が装着されている。また、カバー枠体７には、排気口１１が形成されている。なお、ベース枠体３及びカバー枠体７とも、金属材料、例えばチタンによって構成することができる。
【００４１】
シート材３０を、上記のように構成された保持具１に保持させる場合、まずシート材３０がベース部２上に置かれる。このとき、ベース枠体３とベース枠体７とはまだ分離しているので、シート材３０をベース部２の上方から載置することができるので、その際にシート材３０を構成する各シート２１の位置ずれは生じ難くなる。そして、ベース枠体３と同様の形状を有するカバー枠体７の位置が、ベース枠体３の位置と一致するするように、カバー枠体７をベース枠体３上に載せる。これにより、シート材３０は、ベース部２とカバー部６とによって挟持される。このとき、ベース部及びカバー部６とシート材３０の各表面との間には、シート材３０が加熱により軟化した場合でも、このシート材３０と非粘着性の性質を有するフィルムを設けておくことが好ましい。このような性質を有するフィルムとしては、例えばポリアミドからなるフィルムをあげることができる。
【００４２】
次にベース枠体３とカバー枠体７とを接触状態に維持しつつ、図３に示すように、排気口１１を介して、真空ポンプ１５によって、ベース部２、ベースダイヤフラム４、カバー部６，及びカバーダイヤフラム８によって囲まれる密閉空間を減圧する。このとき、例えば１０トール程度まで減圧すれば、シート材３０を構成する各片面導体パターンシートの接着時に、シート間に気体が残留することを防止することができる。なお、図３において、１２は、上記密閉空間内を大気圧にするための吸気口であり、通常は、バルブにより閉じられている。
【００４３】
真空ポンプ１５の減圧によって、上記密閉空間内の気体が排気されると、ベース枠体３とカバー枠体７とがシール材１３を介して結合される。さらに、ベース部２及びカバー部６が、密閉空間内外の圧力差及びダイヤフラムの弾性変形反力に相当する力で、シート材３０を加圧挟持する。このため、シート材２１が位置ずれを起こすことがなく、また、そのシート材３０の周囲を真空状態としつつ、シート材３０を保持することができる。さらに、本例では、シート材３０が当接する部位に、高剛性部材であるベース部２及びカバー部６を設けているので、ベースダイヤフラム４及びカバーダイヤフラム８が変形しても、シート材３０の全面に均一な圧力を加えつつシート材３０を保持することができる。このため、シート材３０を構成する各シート２１の全面を均一に接着することができ、また、接着後の基板表面の平坦度が悪化することも防止できる。
【００４４】
このように、シート材３０をシート材保持具１に保持した状態で、シート材３０に対して加圧・加熱を行う。図６は、この加圧・加熱を行う装置１００の概略構成を示している。
【００４５】
装置１００は、加熱及び加圧を行うプレス機１２０を備える。すなわち、プレス機１２０は、加圧するための一対の加圧ヘッド１０２及び１０４を有する。これら、加圧ヘッド１０２及び１０４の内部には、通電することにより発熱するヒータ１０３，１０５がそれぞれ内蔵されている。加圧ヘッド１０２と１０４とは、シート材２１を保持した保持具１を位置決めするための台座１１３を挟んで、その台座１１３の両側に配置されている。なお、１０１は、上方加圧ヘッド１０３を下降・上昇させるための駆動部である。
【００４６】
また、装置１００には、加熱及び加圧を行うプレス機１２０に隣接して、冷却した加圧ヘッドによって保持具１に保持されたシート材３０を加圧するプレス機１３０が設けられている。プレス機１３０は、加圧を行う一対の加圧ヘッド１０７及び１０９を有する。これら加圧ヘッド１０７及び１０９の内部には冷却管１０８及び１１０が配設されており、これら冷却管１０７及び１０９に冷却水を流動させることにより、一対の加圧ヘッド１０６及び１０８の温度を低温に保っている。なお、１０６は、上方加圧ヘッド１０７を下降・上昇させるための駆動部である。
【００４７】
台座１１３には、台座１１３上で保持具１の位置がずれないように、保持具１の枠体３，７を取り囲むように突起部１１４が設けられている。台座１１４は、スプリング１１１，１１２を介して、装置１００の基部に支持されており、上方加圧ヘッド１０２または１０７が下降した際に、同様に下降し、上方加圧ヘッド１０２または１０７が上昇した際に、同様に上昇する。
【００４８】
次に、装置１００の作用について説明する。
【００４９】
シート材３０が保持具１に保持され、装置１００の台座１１２に載せられると、駆動部１０１が上方加圧ヘッド１０２を下降させる。上方加圧ヘッド１０２は、下方加圧ヘッド１０４との間で、シート材３０を加圧できる位置まで下降する。このとき、一対の加圧ヘッド１０２及び１０４は、ヒータ１０３及び１０５によって加熱されており、シート材３０を加熱しつつ加圧する。具体的な加熱、加圧条件を例示すると、シート材３０に付与される圧力は０．１〜１０ＭＰａの範囲の値であり、加熱温度は２００〜３５０℃の範囲の値である。さらに、加熱・加圧時間は、１０〜４０分程度に設定される。
【００５０】
上述した加熱・加圧工程により、図５に示すように、各片面導体パターンシート２１を構成する熱可塑性樹脂が軟化された状態で密着されるので、相互に接着される。つまり、樹脂シート２３が熱融着して一体化するとともに、ビアホール２４内の導電ペースト５０により隣接する導体パターン２２の層間接続が行なわれ、両面に電極を備える多層基板２００が得られる。この加熱・加圧工程中も、保持具１内の密閉空間の真空度が目標とする真空度となるように、真空ポンプ１５による減圧が継続して行われる。これにより、加熱により導電ペースト５０の溶剤が揮発して、微量のガスが発生しても、密閉空間内の真空度が低下することを防止できる。
【００５１】
プレス機１２０によって加熱・加圧工程が行われた後に、そのシート材３０は保持具１内に保持されたまま、隣のプレス機１３０に移送され、冷却・加圧工程が行われる。すなわち、一対の加圧ヘッド１０７，１０９の温度を冷却水によって低温に保ちつつ、保持具１内に保持されたシート材３０を加圧する。
【００５２】
この冷却・加圧工程は、加熱・加圧工程によって高温になったシート材３０の温度を強制的に低下させるために行うものである。これにより、シート材３０の温度低下に要する時間を短縮することができるので、生産リードタイムを短縮し、生産効率を向上することができる。さらに、シート材３０を急速に冷却すると、シート材３０を構成する熱可塑性樹脂の結晶粒径が大きくなることを防止することができ、機械的強度や絶縁性等の多層基板としての特性を向上することができる。
【００５３】
冷却・加圧工程の終了後には、吸気口１２が開かれて、保持具１内の密閉空間に大気が導入される。これにより、ベース枠体３とカバー枠体７とが分離され、シート材３１が保持具１より取り出される。
【００５４】
以上説明したように、本実施形態によれば、片面導体パターンシート２１を積層したシート材３０を保持具１に保持した状態で、加熱・加圧工程を行うため、そのシート材３０の移送時等に、シート材３０を構成する各パターンシート２１が位置ずれしてしまうことを防止することができる。さらに、保持具１によってシート材３０の周囲のみを簡便に真空状態にすることができる。
【００５５】
（他の実施形態）
第１の実施形態では、ベース部２及びカバー部６とも、ダイヤフラム４，８を介してそれぞれの枠体３，７に接続されていたが、ベース部２及びカバー部６との少なくとも一方が、弾性体であるダイヤフラムを介して枠体に接続されていれば良い。ダイヤフラムがどちらか一方にしか設けられていなくとも、そのダイヤフラムが変形することにより、シート材保持具１内の密閉空間にシート材３０を保持することは可能である。
【００５６】
また、第１の実施形態では、片面導体パターンフィルム２１のみを用い、かつ中央の２枚について導体パターン２２が形成されていない面同士を張り合わせることにより、多層基板２００両面から電極を取り出した。
【００５７】
しかしながら、多層基板２００の構成としては、この第１の実施形態に限ることなく、例えば、片面導体パターンシートを全て同じ向きに積層して、片面からのみ電極を取り出すように構成しても良い。また、樹脂シートの両面に導体パターンを形成した両面導体パターンシートを用いて多層基板を構成しても良い。たとえば、複数の両面導体パターンシートを用意し、それらを、層間接続材料がビアホールに充填された樹脂シートを介して積層しても良いし、１枚の両面導体パターンシートの両面にそれぞれ片面導体パターンシートを積層しても良い。さらに、保持具１が保持するシート材は、多層基板を構成するためのシート材に限られるものではなく、他の用途であっても複数のシートを積層して保持する際には好適に用いることができる。
【００５８】
また、上記第１の実施形態において、樹脂シート２３としてポリエーテルエーテルケトン樹脂６５〜３５重量％とポリエーテルイミド樹脂３５〜６５重量％とからなる樹脂シートを用いたが、これに限らず、ポリエーテルエーテルケトン樹脂とポリエーテルイミド樹脂にフィラを充填したフィルムであってもよいし、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）もしくはポリエーテルイミド（ＰＥＩ）を単独で使用することも可能である。
【００５９】
さらに樹脂フィルムとして、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）や熱可塑性ポリイミド、または所謂液晶ポリマー等を用いてもよい。あるいは、ポリイミドフィルムにＰＥＥＫ、ＰＥＩ、ＰＥＮ、ＰＥＴ、ＰＥＳ、熱可塑性ポリイミド、液晶ポリマーの少なくともいずれかの熱可塑性樹脂からなる層を積層した構造のものを使用してもよい。加熱プレスによる接着が可能であり、基板として必要な耐熱性を有する樹脂シートであれば、多層基板を構成するための樹脂シートとして好適に用いることができる。
【００６０】
また、上記第１の実施形態において、多層基板２００は４層基板であったが、層数がこれに限定されるものではないことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】シート材保持具の構成を示す断面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ矢視図である。
【図３】シート材保持具にシート材を保持した状態を示す説明図である。
【図４】多層基板を形成するための各樹脂シートを形成し、積層する際の製造工程を示す工程別断面図である。
【図５】多層基板の構成を示す断面図である。
【図６】加熱・加圧工程及び冷却・加圧工程を行う装置を示す構成図である。
【符号の説明】
１シート材保持具
２ベース部
３ベース枠体
４ベースダイヤフラム
６カバー部
７カバー枠体
８カバーダイヤフラム
１５真空ポンプ
３０シート材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention utilizes a sheet material holder, a sheet material holding method, and a holding method for holding the sheet material when the sheet material is pressurized and heat-treated to facilitate the handling of the sheet material. The present invention relates to a method for manufacturing a multilayer substrate.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a method of manufacturing a multilayer substrate, a resin sheet including a conductor pattern sheet on which a conductor pattern is formed is laminated, and a multilayer substrate is manufactured by bonding them together by heating and pressing them. How to do is known.
[0003]
For example, according to the method for manufacturing a multilayer substrate disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-38464, first, a conductor pattern is formed on both surfaces of a resin sheet made of a thermoplastic resin, and the conductor patterns on both surfaces are interlayered by a conductive paste. A plurality of connected double-sided conductor pattern sheets are manufactured. Next, the plurality of double-sided conductor pattern sheets are laminated via a resin sheet that has been subjected to interlayer connection processing. The laminated double-sided conductor pattern sheet and resin sheet are pressurized at a predetermined pressure while being heated to a predetermined temperature. Thereby, the thermoplastic resin which comprises a resin sheet is softened and it adheres. In this heating / pressurizing step, for example, a current is passed through a press plate made of a conductive metal material such as titanium to generate heat, and the generated press plate is pressed against the laminated resin sheet. This is performed by applying a predetermined pressure.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In a multilayer substrate, it is necessary to connect the conductor patterns formed in each layer to each other. This interlayer connection is usually made by forming a via hole in a resin sheet and using an interlayer connection material filled in the via hole. Therefore, when laminating resin sheets, if the positions of the via holes filled with the interlayer connection material and the conductor patterns are shifted, the resin sheets are no longer used as a circuit. It must be accurately positioned and stacked.
[0005]
For this reason, the position of the conductor pattern of each resin sheet or the position of the via hole is image-recognized, and each resin sheet is laminated while aligning the positions where they match.
[0006]
The resin sheets laminated while aligning are bonded to each other by a heating / pressurizing process to form a multilayer substrate. Usually, the equipment for performing the aligning process is different from the equipment for performing the heating / pressurizing process. For this reason, the resin sheet positioned and laminated with high accuracy may cause a positional shift when it is transferred to equipment for performing a heating / pressurizing process.
[0007]
The present invention has been made in view of the above points, and a sheet holder, a sheet holding method, and a plurality of sheets stacked to prevent misalignment of a sheet material in which a plurality of sheets are stacked. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a multilayer substrate that prevents misalignment of the laminated sheets when the substrate is configured, and can reliably connect the conductive patterns of each layer of the multilayer substrate.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, a sheet material holder according to claim 1 has a cover frame, a cover member having an outer peripheral portion fixed to the cover frame, and a shape similar to that of the cover frame. A base frame body coupled to the cover frame body, a base member having an outer peripheral portion fixed to the base frame body, and a vacuum pump for depressurizing a sealed space formed by the cover member and the base member, The inside of the sealed space formed by the cover member and the base member is depressurized, and the sheet material in which a plurality of sheets are stacked is held in the depressurized space.In the sheet material holder, at least one of the cover member and the base member is supported via an elastically deformable diaphragm having an outer peripheral portion fixed to the cover frame body or the base frame body, and a portion that contacts the sheet material Is provided with a cover member and a base member, and the cover member and the base member are higher in rigidity than the diaphragm.It is characterized by being.
[0009]
  As a result, the sheet material is pressed and clamped by the cover member and the base member, so that a plurality of stacked sheets can be prevented from being displaced. Further, at least one of the cover member and the base member isSupported through an elastically deformable diaphragm whose outer periphery is fixed to the cover frame or the base frameTherefore, even if the thickness of the sheet material changes due to changes in the sheet thickness or the number of stacked sheets, the change can be absorbed.it can.
  By supporting at least one of the cover member and the base member with an elastically deformable diaphragm, even if the thickness of the sheet material held in the sealed space is thick, it can be accommodated by elastic deformation, and at the time of decompression The sheet material can be pressed and clamped by being deformed so as to be in close contact with the surface of the sheet material. However, in this case, if the sheet material is directly pressure-clamped with a diaphragm, a larger pressure than the central portion is applied to the end of the sheet material, so it becomes difficult to uniformly bond the entire surface of the sheet material, There arises a problem that the flatness of the substrate surface after bonding deteriorates.
  On the other hand, since the cover member and the base member are high-rigidity members, the holder can press-clamp the sheet material in a state where a uniform pressure is applied to the entire surface of the sheet material. Therefore, the occurrence of the problems as described above can be prevented or reduced.
  In the invention according to claim 2, the cover member is supported by the cover frame body via an elastically deformable cover diaphragm whose outer peripheral portion is fixed to the cover frame body,
  The base member is supported by the base frame through an elastically deformable base diaphragm having an outer peripheral portion fixed to the base frame.
[0010]
  Claim 3As described above, the sheet material holder according to claim 1 is preferably used for a sheet material bonded to each other by laminating a plurality of sheets made of a thermoplastic resin and applying heat and pressure thereto. be able to.
[0011]
When the laminated sheets are bonded to each other by applying heat and pressure, if a gas exists between the sheets or the like, the gas expands due to the influence of heat and the entire sheet cannot be bonded. For this reason, when bonding the laminated sheets, it is necessary to make the periphery of the sheet material in a vacuum state in order to remove gas from between the sheets. However, if the vacuum space is formed so as to include the heating / pressurizing device, the apparatus for forming the vacuum space is increased in size.
[0012]
In the holder according to claim 1, since only the sealed space for holding the laminated sheets needs to be depressurized, the periphery of the sheet material can be easily evacuated, and thereby, the entire sheet material can be mutually attached. Can be glued.
[0016]
As described in claim 4, it is preferable that the cover frame body and the base frame body are combined with each other by reducing the pressure in the sealed space with a vacuum pump while being in contact with each other via a sealant. . If the cover frame body and the base frame body are separated in this way, the sheet material can be placed from above the base diaphragm, and the stacked sheets are less likely to be displaced at that time.
[0017]
  The sheet material holding method according to claim 5 describes a procedure for holding the sheet material using the sheet material holder according to claim 1,In the pressurizing and clamping step, the base member and the cover member pressurize and hold the sheet material with a force corresponding to the pressure difference between the inside and outside of the sealed space and the elastic deformation reaction force of the diaphragm when the diaphragm is deformed.The effect is as described above.
  In the invention according to claim 6, the cover member is supported by the cover frame body through an elastically deformable cover diaphragm whose outer peripheral portion is fixed to the cover frame body, and the base member is arranged at the outer periphery of the base frame body. Is supported by the base frame through an elastically deformable base diaphragm with a fixed portion, and the base member and the cover member are moved inside and outside the sealed space by the deformation of the cover diaphragm and the base diaphragm in the pressure clamping process. The sheet material is pressed and clamped with a force corresponding to the pressure difference and an elastic deformation reaction force between the cover diaphragm and the base diaphragm.
[0018]
  Claim 7As described in the above, when the sheet material is a laminate of a plurality of sheets made of a thermoplastic resin and is bonded to each other by applying heat and pressure, the base member and the cover member It is effective that a step of heating and pressurizing the sheet material is performed in a state of being sandwiched under pressure.
[0019]
If it does in this way, only the circumference | surroundings of a sheet | seat material can be pressure-reduced simply, and the laminated | stacked sheet | seats can be mutually adhere | attached, removing gas from between sheets. Since at least one of the base member and the cover member needs to be elastically deformed according to the thickness of the sheet material while transferring heat and pressure to the sheet material, it is preferably composed of a thin metal plate. Specifically, it can be made of stainless steel having a thickness of 200 to 300 μm.
[0020]
  Claim 8As described above, it is preferable that the sealed space formed by the cover member and the base member is continuously decompressed during the heating and pressurizing steps. When forming a multilayer substrate from a plurality of sheets, a via hole is formed in each sheet, and a conductive paste containing conductive metal particles is filled in the via hole. In the heating and pressurizing steps, the solvent of the conductive paste is volatilized, so that a very small amount of gas is generated. Even then,Claim 8As described in the above, it is possible to prevent the vacuum degree from being lowered by continuously reducing the pressure in the sealed space.
[0021]
As described in claim 9, the sheet material is preferably heated and pressurized via the sheet material and a non-adhesive film. When the cover member, the base member, or the high-rigidity member is in direct contact with the sheet material, it may be in close contact with the sheet material that has been heated and softened. Therefore, it is preferable to pressurize and heat the sheet material via a non-adhesive film even with respect to the softened sheet material. When a resin sheet made of thermoplastic resin is used as the sheet material, for example, a film made of polyamide can be used as the non-adhesive film.
[0022]
  The method for producing a multilayer substrate according to claim 10 includes a step of laminating a plurality of sheet materials made of a thermoplastic resin,At least one of the cover member and the base member is supported via an elastically deformable diaphragm, and the cover member and the base member, which are high-rigidity members having higher rigidity than the diaphragm, are in contact with the laminated sheet material Position the laminated sheet material between the cover member and the base member,Laminated sheet materialA cover member and a base member;Placed in a sealed space formed byThen, when the diaphragm is deformed, the base member and the cover member press and sandwich the laminated sheet material with a force corresponding to the pressure difference inside and outside the sealed space and the elastic deformation reaction force of the diaphragm.For the laminated sheet material arranged in the process and the decompressed sealed space,A cover member and a base member;And a step of bonding the laminated sheet materials to each other to form a multilayer substrate, and a step of taking the multilayer substrate out of the sealed space.
[0023]
By manufacturing the multilayer substrate with the above-described configuration, it is possible to prevent the positional deviation of the sheet material and to easily reduce the pressure around the sheet material.
[0024]
  Claim 12As described above, after heating and pressing the sheet material, it is preferable to pressurize with a cooled press head in a state where the sheet material is held in a sealed space. In order to bond the sheet materials to each other, the sheet materials are heated to a range of 200 to 350 ° C., for example. Since it takes a relatively long time for the temperature of the heated sheet material to decrease due to natural heat dissipation, if the sheet material is forcibly cooled as described above, the production lead time can be shortened and the production efficiency can be reduced. Can be improved. Furthermore, when the sheet material is composed of a thermoplastic resin, when the sheet material is rapidly cooled, the crystal grain size of the thermoplastic resin can be prevented from increasing, for example, strength, insulation, etc. The characteristics as a substrate can be improved.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0026]
(First embodiment)
1 is a cross-sectional view of the sheet material holder 1 according to the first embodiment, FIG. 2 is a view taken along the line AA in FIG. 1, and FIG. 3 shows a state in which the sheet material is held by the sheet material holder 1. It is explanatory drawing.
[0027]
Before describing the sheet holder 1, first, the sheet material 30 held by the sheet holder 1 will be described. In the present embodiment, a plurality of resin sheets made of thermoplastic resin are laminated to form a sheet material 30. Then, the heating / pressurizing process is performed in a state where the sheet material 30 is held in the sheet holder 1. As a result, the resin sheets are softened and bonded to each other to form a multilayer substrate.
[0028]
FIG. 4 is a cross-sectional view for each process showing each process from formation of a conductor pattern on a resin sheet to lamination thereof. First, as shown in FIG. 4A, a conductor foil (a copper foil having a thickness of 18 μm in this example) attached to one surface of a resin sheet 23 made of a thermoplastic resin is patterned by etching to form a conductor pattern 22. Form. In this way, the single-sided conductor pattern sheet 21 having the conductor pattern 22 on one side is formed. In this example, a resin sheet having a thickness of 25 to 75 μm composed of 65 to 35% by weight of polyetheretherketone (PEEK) resin and 35 to 65% by weight of polyetherimide (PEI) resin is used as the resin sheet 23. Moreover, as conductor foil, other metal foils, such as aluminum foil, can also be used besides copper foil.
[0029]
When the formation of the conductor pattern 22 is completed, as shown in FIG. 4B, a protective film 81 is attached to the surface of the single-sided conductor pattern sheet 21 that faces the surface on which the conductor pattern 22 is formed. In this example, as the protective film, a resin sheet made of polyethylene terephthalate resin having a thickness of 12 μm and a pressure-sensitive adhesive layer having a thickness of 5 μm are used.
[0030]
Next, as shown in FIG. 4C, a carbon dioxide laser is irradiated from the protective film 81 side to form a via hole 24 that is a bottomed via hole having the conductor pattern 22 as a bottom surface in the resin sheet 23. The via hole is formed by adjusting the output of the carbon dioxide laser and the irradiation time so as not to make a hole in the conductor pattern 22. At this time, an opening 81 a having substantially the same diameter as the via hole 24 is also formed in the protective film 81.
[0031]
When the formation of the via hole 24 is completed as shown in FIG. 4C, next, as shown in FIG. 4D, the via hole 24 is filled with a conductive paste 50 that is an interlayer connection material. The conductive paste 50 is obtained by adding a binder resin or an organic solvent to metal particles such as copper, silver, and tin and kneading them to form a paste.
[0032]
When the filling of the conductive paste 50 into the via hole 24 is completed, the protective film 81 is peeled from the single-sided conductor pattern sheet 21 as shown in FIG. Thus, by filling the conductive paste 50 in a state where the protective film 81 is formed and removing the protective film 81 after filling, it is possible to prevent the conductive paste 50 from adhering to other than the via holes 24.
[0033]
When the single-sided conductor pattern sheet 21 shown in FIG. 4 (e) is obtained, as shown in FIG. 4 (f), a plurality of single-sided conductor pattern sheets 21 (four in this example) are laminated. At this time, the two single-sided conductor pattern sheets 21 on the lower side have the side on which the conductor pattern 22 is provided as the lower side, and the two single-sided conductor pattern sheets 21 on the upper side have the side on which the conductor pattern 22 is provided. Laminate as the upper side.
[0034]
That is, the two single-sided conductor pattern sheets 21 at the center are laminated with the surfaces on which the conductor pattern 22 is not formed facing each other, and on both sides, the surface on which the conductor pattern 22 is formed and the conductor pattern 22 are formed. A single-sided conductor pattern sheet 21 is laminated so that the opposite side faces each other.
[0035]
As described above, in the present embodiment, the two single-sided conductor pattern sheets 21 at the center are laminated so that the surfaces on which the conductor patterns 22 are not formed face each other, and the remaining one-sided conductor pattern sheets 21 are the conductor patterns 22. The surface where the conductor pattern 22 is formed and the surface where the conductor pattern 22 is not formed are stacked so as to face each other. For this reason, the electrode by the conductor pattern 22 can be formed in both surfaces of a multilayer board | substrate, using the single-sided conductor pattern sheet 21. FIG. Thereby, since electrodes for connecting to electronic components and external circuits can be formed on both surfaces of the multilayer substrate, high-density mounting or downsizing of the multilayer substrate can be achieved.
[0036]
When laminating the single-sided conductor pattern sheet 21, it is necessary to align the conductor pattern 22 formed in each layer and the via hole 24 filled with the conductive paste 50. For this reason, the positions of the conductor patterns 22 and via holes 24 of each single-sided conductor pattern sheet 21 are recognized by image processing and positioned at a desired position with respect to the lower-side single-sided conductor pattern sheet 21 and then laminated. For this positioning, in addition to image processing, a means may be employed in which positioning holes are formed in a plurality of locations in each single-sided conductor pattern sheet 21 and these holes are inserted into a common support rod.
[0037]
  FIG. 4 (f)When the single-sided conductor pattern sheet 21 is laminated as shown in FIG. 1, the sheet material 30 on which the single-sided conductor pattern sheet 21 is laminated is held by the sheet material holder 1 shown in FIG.
[0038]
Here, the sheet material holder 1 will be described with reference to FIGS. As shown in FIGS. 1 and 2, the sheet material holder 1 holds the sheet material 30 by sandwiching the sheet material 30 between the base portion 2 and the cover portion 6. The base portion 2 and the cover portion 6 are made of a metal having excellent thermal conductivity, for example, titanium, which is formed into a thick plate shape having sufficient rigidity. The base portion 2 and the cover portion 6 are connected to the base diaphragm 4 and the cover diaphragm 8 by welding connection with a base diaphragm 4 and a cover diaphragm 8 sandwiched between two metal plates, respectively. ing.
[0039]
That is, the base portion 2 is supported by the base frame body 3 via the base diaphragm 4. Similarly, the cover portion 6 is supported by the cover frame body 7 via a cover diaphragm 8. The base diaphragm 4 and the cover diaphragm 8 are made of a metal plate thinner than the base portion 2 and the cover portion 6 so as to be elastically deformable. Specifically, it can be composed of a stainless steel plate having a thickness of about 200 to 300 μm. The outer peripheries of the base diaphragm 4 and the cover diaphragm 8 are attached to the base frame 3 and the cover frame 7, respectively. Therefore, when the base diaphragm 4 and the cover diaphragm 8 are elastically deformed, the base portion 2 and the cover portion 6 are movable with respect to the base frame body 3 and the cover frame body 7, respectively. For this reason, even when the thickness of each pattern sheet 21 and the number of laminated sheets are changed and the thickness of the sheet material 30 is changed, the change can be absorbed by the base diaphragm 4 and the cover diaphragm 8.
[0040]
As shown in FIG. 2, the base frame body 3 and the cover frame body 7 are formed in a substantially quadrangular ring shape, and both have the same shape. An annular groove is formed substantially at the center of the contact surface of the base frame body 3 with the cover frame body 7, and a sealing material 13 is mounted in the groove. An exhaust port 11 is formed in the cover frame body 7. Both the base frame 3 and the cover frame 7 can be made of a metal material such as titanium.
[0041]
When the sheet material 30 is held by the holder 1 configured as described above, the sheet material 30 is first placed on the base portion 2. At this time, since the base frame body 3 and the base frame body 7 are still separated, the sheet material 30 can be placed from above the base portion 2, so that each sheet constituting the sheet material 30 at that time The position shift 21 is unlikely to occur. Then, the cover frame body 7 is placed on the base frame body 3 so that the position of the cover frame body 7 having the same shape as the base frame body 3 matches the position of the base frame body 3. As a result, the sheet material 30 is sandwiched between the base portion 2 and the cover portion 6. At this time, even if the sheet material 30 is softened by heating, a film having non-adhesive properties with the sheet material 30 is provided between the base portion and the cover portion 6 and each surface of the sheet material 30. It is preferable. An example of a film having such properties is a film made of polyamide.
[0042]
  Next, while maintaining the base frame body 3 and the cover frame body 7 in contact with each other, as shown in FIG. 3, the base portion 2, the base diaphragm 4, and the cover portion 6 are discharged by the vacuum pump 15 through the exhaust port 11. , And the enclosed space surrounded by the cover diaphragm 8 is decompressed. At this time, for example, if the pressure is reduced to about 10 Torr, at the time of bonding each single-sided conductor pattern sheet constituting the sheet material 30,Between sheetsIt is possible to prevent gas from remaining on the surface. In FIG. 3, reference numeral 12 denotes an air inlet for making the inside of the sealed space atmospheric pressure, and is normally closed by a valve.
[0043]
When the gas in the sealed space is exhausted by the reduced pressure of the vacuum pump 15, the base frame body 3 and the cover frame body 7 are coupled via the sealing material 13. Further, the base portion 2 and the cover portion 6 pressurize and hold the sheet material 30 with a force corresponding to the pressure difference inside and outside the sealed space and the elastic deformation reaction force of the diaphragm. Therefore, the sheet material 21 is not displaced, and the sheet material 30 can be held while the periphery of the sheet material 30 is in a vacuum state. Further, in this example, since the base portion 2 and the cover portion 6 that are high-rigidity members are provided at the portion where the sheet material 30 abuts, even if the base diaphragm 4 and the cover diaphragm 8 are deformed, the sheet material 30 The sheet material 30 can be held while applying uniform pressure to the entire surface. For this reason, the whole surface of each sheet | seat 21 which comprises the sheet | seat material 30 can be adhere | attached uniformly, and it can also prevent that the flatness of the substrate surface after adhesion | attachment deteriorates.
[0044]
In this way, the sheet material 30 is pressurized and heated while being held by the sheet material holder 1. FIG. 6 shows a schematic configuration of an apparatus 100 that performs this pressurization / heating.
[0045]
The apparatus 100 includes a press machine 120 that performs heating and pressurization. That is, the press machine 120 has a pair of pressure heads 102 and 104 for applying pressure. In these pressure heads 102 and 104, heaters 103 and 105 that generate heat when energized are incorporated, respectively. The pressure heads 102 and 104 are arranged on both sides of the pedestal 113 with the pedestal 113 for positioning the holder 1 holding the sheet material 21 interposed therebetween. Reference numeral 101 denotes a drive unit for lowering and raising the upper pressure head 103.
[0046]
Further, the apparatus 100 is provided with a press machine 130 that presses the sheet material 30 held on the holder 1 by a cooled pressure head adjacent to a press machine 120 that performs heating and pressurization. The press machine 130 includes a pair of pressure heads 107 and 109 that perform pressure. Cooling pipes 108 and 110 are disposed inside the pressure heads 107 and 109, and the temperature of the pair of pressure heads 106 and 108 is lowered by flowing cooling water through the cooling pipes 107 and 109. It keeps in. Reference numeral 106 denotes a drive unit for lowering and raising the upper pressure head 107.
[0047]
The pedestal 113 is provided with a protrusion 114 so as to surround the frame bodies 3 and 7 of the holder 1 so that the position of the holder 1 does not shift on the pedestal 113. The pedestal 114 is supported by the base of the apparatus 100 via springs 111 and 112. When the upper pressure head 102 or 107 is lowered, the pedestal 114 is similarly lowered and the upper pressure head 102 or 107 is raised. When rising, it rises as well.
[0048]
Next, the operation of the device 100 will be described.
[0049]
When the sheet material 30 is held by the holder 1 and placed on the pedestal 112 of the apparatus 100, the driving unit 101 lowers the upper pressure head 102. The upper pressure head 102 is lowered to a position where the sheet material 30 can be pressed with the lower pressure head 104. At this time, the pair of pressure heads 102 and 104 are heated by the heaters 103 and 105 and pressurize the sheet material 30 while heating. Illustrating specific heating and pressurizing conditions, the pressure applied to the sheet material 30 is a value in the range of 0.1 to 10 MPa, and the heating temperature is a value in the range of 200 to 350 ° C. Furthermore, the heating / pressurizing time is set to about 10 to 40 minutes.
[0050]
As shown in FIG. 5, the thermoplastic resin constituting each single-sided conductor pattern sheet 21 is brought into close contact with the softened state by the heating / pressurizing process described above, and is thus bonded to each other. That is, the resin sheet 23 is thermally fused and integrated, and the adjacent conductive patterns 22 are connected to each other by the conductive paste 50 in the via hole 24, so that the multilayer substrate 200 having electrodes on both sides is obtained. Even during the heating / pressurizing step, the vacuum pump 15 continues to reduce the pressure so that the vacuum degree of the sealed space in the holder 1 becomes the target vacuum degree. Thereby, even if the solvent of the electrically conductive paste 50 volatilizes by heating and a trace amount of gas is generated, it is possible to prevent the vacuum degree in the sealed space from being lowered.
[0051]
After the heating / pressurizing process is performed by the press machine 120, the sheet material 30 is transferred to the adjacent press machine 130 while being held in the holder 1, and the cooling / pressurizing process is performed. That is, the sheet material 30 held in the holder 1 is pressurized while the temperature of the pair of pressure heads 107 and 109 is kept low by the cooling water.
[0052]
This cooling / pressurizing step is performed in order to forcibly reduce the temperature of the sheet material 30 that has become high temperature by the heating / pressurizing step. Thereby, since the time required for the temperature drop of the sheet material 30 can be shortened, the production lead time can be shortened and the production efficiency can be improved. Furthermore, when the sheet material 30 is rapidly cooled, it is possible to prevent the crystal grain size of the thermoplastic resin constituting the sheet material 30 from increasing, and to improve the properties as a multilayer substrate such as mechanical strength and insulation. can do.
[0053]
After completion of the cooling / pressurizing step, the air inlet 12 is opened, and the atmosphere is introduced into the sealed space in the holder 1. Thereby, the base frame body 3 and the cover frame body 7 are separated, and the sheet material 31 is taken out from the holder 1.
[0054]
As described above, according to the present embodiment, the heating / pressurizing process is performed in a state where the sheet material 30 on which the single-sided conductor pattern sheet 21 is laminated is held by the holder 1, so that the sheet material 30 is transferred. For example, the pattern sheets 21 constituting the sheet material 30 can be prevented from being displaced. Furthermore, only the periphery of the sheet material 30 can be easily evacuated by the holder 1.
[0055]
(Other embodiments)
In the first embodiment, both the base portion 2 and the cover portion 6 are connected to the respective frames 3 and 7 via the diaphragms 4 and 8, but at least one of the base portion 2 and the cover portion 6 is What is necessary is just to be connected to the frame through the diaphragm which is an elastic body. Even if the diaphragm is provided on only one of the diaphragms, the sheet material 30 can be held in the sealed space in the sheet material holder 1 by the deformation of the diaphragm.
[0056]
Moreover, in 1st Embodiment, the electrode was taken out from both surfaces of the multilayer board | substrate 200 by sticking together the surfaces in which the conductor pattern 22 is not formed about 2 sheets of center using only the single-sided conductor pattern film 21. FIG.
[0057]
However, the configuration of the multilayer substrate 200 is not limited to the first embodiment. For example, all the single-sided conductor pattern sheets may be laminated in the same direction and the electrodes may be taken out only from one side. Moreover, you may comprise a multilayer board | substrate using the double-sided conductor pattern sheet | seat which formed the conductor pattern on both surfaces of the resin sheet. For example, a plurality of double-sided conductor pattern sheets may be prepared, and they may be laminated via a resin sheet filled with an interlayer connection material in a via hole. Sheets may be laminated. Furthermore, the sheet material held by the holder 1 is not limited to the sheet material for constituting the multilayer substrate, and is preferably used when a plurality of sheets are stacked and held for other purposes. be able to.
[0058]
Moreover, in the said 1st Embodiment, although the resin sheet which consists of 65-35 weight% of polyetheretherketone resin and 35-65 weight% of polyetherimide resin was used as the resin sheet 23, it is not restricted to this. A film in which a filler is filled in an ether ether ketone resin and a polyether imide resin may be used, or polyether ether ketone (PEEK) or polyether imide (PEI) may be used alone.
[0059]
Further, polyethylene naphthalate (PEN), polyethylene terephthalate (PET), polyethersulfone (PES), thermoplastic polyimide, or a so-called liquid crystal polymer may be used as the resin film. Or you may use the thing of the structure which laminated | stacked the layer which consists of a thermoplastic resin of at least any one of PEEK, PEI, PEN, PET, PES, a thermoplastic polyimide, and a liquid crystal polymer on the polyimide film. Any resin sheet that can be bonded by a hot press and has heat resistance necessary for a substrate can be suitably used as a resin sheet for constituting a multilayer substrate.
[0060]
In the first embodiment, the multilayer substrate 200 is a four-layer substrate. However, it goes without saying that the number of layers is not limited to this.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a sheet material holder.
FIG. 2 is a view taken in the direction of arrows AA in FIG.
FIG. 3 is an explanatory view showing a state in which a sheet material is held by a sheet material holder.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a manufacturing process when forming and stacking resin sheets for forming a multilayer substrate.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a configuration of a multilayer substrate.
FIG. 6 is a configuration diagram showing an apparatus for performing a heating / pressurizing step and a cooling / pressurizing step.
[Explanation of symbols]
1 Sheet material holder
2 Base part
3 Base frame
4 Base diaphragm
6 Cover part
7 Cover frame
8 Cover diaphragm
15 Vacuum pump
30 Sheet material

Claims

A cover frame,
A cover member having an outer peripheral portion fixed to the cover frame;
A base frame having the same shape as the cover frame and coupled to the cover frame;
A base member having an outer peripheral portion fixed to the base frame;
A vacuum pump for reducing the pressure in the sealed space formed by the cover member and the base member, and reducing the pressure in the sealed space formed by the cover member and the base member, In a sheet material holder for holding a sheet material in which sheets of the above are laminated ,
At least one of the cover member and the base member is supported via an elastically deformable diaphragm having an outer peripheral portion fixed to the cover frame body or the base frame body,
The cover member and the base member are provided at a portion that contacts the sheet material,
The sheet material holder according to claim 1, wherein the cover member and the base member are high-rigidity members having rigidity higher than that of the diaphragm .

The cover member is supported by the cover frame via an elastically deformable cover diaphragm having an outer peripheral portion fixed to the cover frame;
The sheet material holder according to claim 1, wherein the base member is supported by the base frame body via an elastically deformable base diaphragm whose outer peripheral portion is fixed to the base frame body.

The sheet according to claim 1 or 2, wherein the sheet material is a laminate of a plurality of sheets made of a thermoplastic resin, and is bonded to each other by applying heat and pressure. Material holder.

2. The cover frame body and the base frame body are coupled to each other by reducing the pressure in the sealed space by the vacuum pump in a state in which the cover frame body and the base frame body are in contact with each other. 4. A sheet holder according to any one of items 3 to 3.

Placing a sheet material in which a plurality of sheets are laminated on a base member having an outer peripheral portion fixed to a base frame;
The outer peripheral part of the cover member is fixed, and a step of placing a cover frame having the same shape as the base frame on the base frame,
By reducing the pressure in the sealed space formed by the base member and the cover member, the sheet material is added by the base member and the cover member while joining the base frame body and the cover frame body. In the sheet material holding method comprising the step of pressing and holding ,
At least one of the cover member and the base member is supported via an elastically deformable diaphragm having an outer peripheral portion fixed to the cover frame body or the base frame body,
The cover member and the base member are provided at a portion that contacts the sheet material,
The cover member and the base member are high-rigidity members having higher rigidity than the diaphragm,
In the pressing and clamping step, when the diaphragm is deformed, the base member and the cover member are pressed and clamped by a force corresponding to a pressure difference inside and outside the sealed space and an elastic deformation reaction force of the diaphragm. The sheet | seat material holding method characterized by doing .

The cover member is supported by the cover frame body via an elastically deformable cover diaphragm whose outer peripheral portion is fixed to the cover frame body,
The base member is supported by the base frame body via an elastically deformable base diaphragm whose outer peripheral part is fixed to the base frame body,
In the pressing and clamping step, the cover diaphragm and the base diaphragm are deformed, so that the base member and the cover member have a pressure difference inside and outside the sealed space and an elastic deformation reaction force between the cover diaphragm and the base diaphragm. The sheet material holding method according to claim 5, wherein the sheet material is pressure-clamped with a force corresponding to the above .

The sheet material is a laminate of a plurality of sheets made of a thermoplastic resin, and is bonded to each other by applying heat and pressure, and is pressed and clamped by the base member and the cover member. The sheet material holding method according to claim 5 , wherein the step of heating and pressurizing the sheet material is performed in a state where the sheet material is in a heated state.

The sheet material holding method according to claim 7 , wherein the sealed space formed by the cover member and the base member is continuously decompressed during the heating and pressurizing steps.

The sheet material holding method according to any one of claims 5 to 8 , wherein the sheet material is heated and pressed through the sheet material and a non-adhesive film.

Laminating a plurality of sheet materials made of thermoplastic resin;
At least one of the cover member and the base member is supported via an elastically deformable diaphragm, the cover member and the base member being a high-rigidity member having higher rigidity than the diaphragm, the laminated sheet The laminated sheet material is positioned between the cover member and the base member with which the material abuts, and the laminated sheet material is disposed in a sealed space formed by the cover member and the base member, and the sealed When the inside of the space is decompressed and the diaphragm is deformed, the base member and the cover member pressurize and sandwich the laminated sheet material with a force corresponding to the pressure difference inside and outside the sealed space and the elastic deformation reaction force of the diaphragm. And a process of
A step of heating and pressurizing the laminated sheet material arranged in the decompressed sealed space through the flexible material to bond the laminated sheet material to each other to form a multilayer substrate. When,
And a step of removing the multilayer substrate from the sealed space.

The method for manufacturing a multilayer substrate according to claim 10, wherein the pressure reduction in the sealed space is continuously performed even when the sheet material is heated and pressurized.

The method for producing a multilayer substrate according to claim 10 or 11 , wherein after the sheet material is heated and pressed, the sheet material is pressed in a sealed space by a cooled press head. .