JP3995682B2

JP3995682B2 - 真空プレス硬化装置および方法

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Publication number: JP3995682B2
Application number: JP2004327776A
Authority: JP
Inventors: 英敏伊藤
Original assignee: Mikado Technos Co Ltd
Current assignee: Mikado Technos Co Ltd
Priority date: 2004-11-11
Filing date: 2004-11-11
Publication date: 2007-10-24
Anticipated expiration: 2024-11-11
Also published as: JP2006136916A

Description

本発明は、薄い被加工品に対して真空あるいはガス雰囲気においてプレス硬化処理する真空プレス硬化装置および方法に関する。

従来、薄い被加工品に対して真空あるいはガス雰囲気において加熱プレス処理する真空プレス硬化装置としては、１軸直動式サーボモータ装置と多軸直動式サーボモータが知られている。

１軸直動式サーボモータ装置では、プレス板と直結させたサーボシリンダをフレーム中央に固定させたサーボプレスを用いている。サーボプレスは、空圧や油圧プレスと異なり、サーボシリンダ下降時に任意の押圧制御と、下降端停止位置の制御、及び下降途中の上下動の繰り返し動作制御等がデジタル制御できることが知られている。

一方、多軸直動式サーボモータ装置では、プレス板と直結させた２から４軸のサーボシリンダをフレームに固定させたサーボプレスとを用いている。本装置では、サーボシリンダ下降時に任意のプレス圧制御と、外周部に設置されたリニアスケール情報によりプレス板の平行移動を制御し、平行度を合わせながら４軸の下降スピードを同期させることができるようになっている。本装置は、常温下での金属鍛造プレスする用途に用いるもので、一般的に偏荷重への対応、平行下降移動による型寿命の向上、停止位置精度の確保が目的となっている。（特許文献１参照。）

しかしながら、上記サーボプレスを真空加熱プレスに適用しようとすると以下の問題点があった。即ち、外周部に設置したリニアスケールによりプレス板と被加工品との平行度を感知しプレス板の平行移動を制御してプレス加工する構成とすると、リニアスケール装置を真空チェンバ中に収納させる必要があり、真空中でのリニアスケールの設置が難しく、プレス板のヒータ熱の影響を受けるため、一定の距離に離さなければならず、真空室がより大型化して真空引き時間が増加してしまう。また、加熱プレス加工に使用する場合は、プレス板にヒータを設けてサーボシリンダ構造と直結しているため、サーボシリンダの送りねじの膨張の影響で同一位置での加圧力が次第に増加する問題がある。

一方、最近の積層基板やＩＣカードは、より軽薄短小が進み、多機能化して、ＦＰＣ（フレキシブル印刷配線基板）のみではなく、電子部品（ＩＣ，コンデンサ、抵抗など）が熱硬化性あるいは紫外線硬化性の軟質絶縁性の接着シートで挟みこまれ積層パッケージ化される時代となっている。その他、有機ＥＬ等のガラスディスプレイ製品や、アンテナ内蔵のカード製品、カーボン繊維等を織り込んだ複合強化材等の積層貼り合わせや、特殊な用途ではガラスにパターンをレーザ加工して、樹脂板に熱転写するナノインプリント技術等、真空中で一定時間内、適合する温度条件と、内部を破壊させない微妙なプレス圧と、硬化後の均一な厚みを必要とする製品作りを対象としてきている。

図１（ａ）は、半導体素子封止構造を示し、１はポリイミド樹脂シート、２は銅箔（配線回路）、３は端子ゲート、４は半導体素子、５は熱硬化性軟質樹脂シート、６はポリイミド樹脂シートである。また、図１（ｂ）は、有機ＥＬ（エレクトロルミネッサンス）ディスプレイを示し、７はガラス板、８は電極パターン（＋）、９は有機発光層、１０は電極パターン（−）、１１はポリイミド樹脂シートである。また、太陽電池は、有機ＥＬディスプレイの有機ＥＬ層の代わりに電解イオン拡散層を入れている。これらのものでは、いずれも中間に軟質材があり、熱硬化性接着剤か紫外線硬化性硬化剤で封止され、均一な厚み寸法を必要としている。

本出願人の従来の方式では、常温使用の場合に、直動式サーボプレスに真空チェンバを搭載した直動式プレス装置を使用しているが、サーボシリンダとプレス板とをフリーシャンク継ぎ手で分離させ、製品に沿って均一にプレスすることが目的で、製品の厚みの平行だしは製品の外周にプレートを敷いて、治具プレートに押し当て均一にしている。多軸均等押しする出願でも下降時は自重でつり降ろし、低圧で製品に押し当て板を着地させてから、一切にシリンダに均一な加圧を加えて均一押しする方式を出願している。（特許文献２参照。）

さらに、上記従来の方式の常温での金属鍛造の精密プレス加工を目的としたものでは、サーボシリンダは直結固定されてプレス板を平行移動させ、その状態で下降端の停止位置の平行精度維持を図ろうとしている。

特開２００３−２３０９９５号公報特開２００１−４７２８８号公報

本発明は、受台の上面に対しプレス板の下面を水平あるいは傾斜した状態から平行状態に移行させた後平行状態を維持しつつ該プレス板駆動装置によってプレス板を下降させて受台の上面に設置した被加工品をプレス硬化処理すべく制御するプレス板駆動・サーボ機構制御装置とからなる、小型化が可能で確実なプレス硬化処理が可能な真空プレス硬化装置を提供することを目的とする。

本発明に係る真空プレス硬化装置は、
（１）基台と、
（２）基台上に設置した被加工品の受台と、
（３）該受台から間隔を置いて受台を取り囲むようにして該基台上に配置した下固定枠と、
（４）該基台上方に配置した取付板と、
（５）該取付板の下に配置し、該受台と対向して配置したプレス板と、
（６）該受台と該プレス板の少なくともいずれか一方に設けた硬化手段と、
（７）該プレス板を該受台に対して近接、押圧、離間するよう移動するプレス板駆動装置と、
（８）該プレス板から間隔を置いてプレス板を取り囲むようにして該取付板から垂下した上移動枠であって、該上移動枠と該下固定枠とはその開放面において対向しており、上移動枠は下固定枠に対して上下に移動して近接、離間することができるようになっている上移動枠と、
（９）下固定枠と上移動枠との間に気密性を確保する気密機構であって、下固定枠と、上移動枠と、基台と、取付板とによって真空あるいはガス雰囲気チェンバを形成する気密機構と、
（１０）該真空あるいはガス雰囲気チェンバ内を真空あるいは所定のガス雰囲気とするための真空吸引口あるいはガス導入口と、
（１１）サーボモータと、サーボモータによって移動されるカムと、該カムの移動に追随して受台の上面とプレス板の下面との距離を調整するサーボストッパとからサーボ機構であって、該プレス板を下降させてプレス板を受台上に設置した被加工品に当接させ、受台の上面に対してプレス板の下面を平行に維持しつつあるいは傾斜した状態から平行状態に移行させた後平行状態に維持しつつプレス板による被加工品のプレス加工を可能とするサーボ機構と、
（１２）プレス板駆動・サーボ機構制御装置とからなり、
（１３）サーボ機構およびプレス板駆動・サーボ機構制御装置を用いて、該プレス板を下降させてプレス板を受台上に設置した被加工品に当接させ、受台の上面に対してプレス板の下面を平行に維持しつつ、あるいはプレス板を下降させてプレス板を受台上に設置した被加工品の一方側に当接させ傾斜した状態から平行状態に移行させた後平行状態を維持しつつ、該プレス板駆動装置によってプレス板を下降させて受台の上面に設置した被加工品をプレス硬化処理すべく制御する。
さらに、本発明に係る真空プレス硬化装置は、
（１）基台と、
（２）基台上に設置した被加工品の受台と、
（３）該受台から間隔を置いて受台を取り囲むようにして該基台上に配置した下固定枠と、
（４）該基台上方に配置した取付板と、
（５）該取付板の下に配置し、該受台と対向して配置したプレス板と、
（６）該受台と該プレス板の少なくともいずれか一方に設けた硬化手段と、
（７）該プレス板を該受台に対して近接、押圧、離間するよう移動するプレス板駆動装置と、
（８）該プレス板から間隔を置いてプレス板を取り囲むようにして該取付板から垂下した上移動枠であって、該上移動枠と該下固定枠とはその開放面において対向しており、上移動枠は下固定枠に対して上下に移動して近接、離間することができるようになっている上移動枠と、
（９）下固定枠と上移動枠との間に気密性を確保する気密機構であって、下固定枠と、上移動枠と、基台と、取付板とによって真空あるいはガス雰囲気チェンバを形成する気密機構と、
（１０）該真空あるいはガス雰囲気チェンバ内を真空あるいは所定のガス雰囲気とするための真空吸引口あるいはガス導入口と、
（１１）サーボモータと、プーリと、プーリを介してサーボモータによって回転され上下に昇降されるボールねじで構成されるサーボストッパとからなるサーボ機構であって、サーボストッパの上端面が上押プレス部材の下面に当接する該プレス板を下降させてプレス板を受台上に設置した被加工品に当接させ、受台の上面に対してプレス板の下面を平行に維持しつつ、あるいはプレス板を下降させてプレス板を受台上に設置した被加工品の一方側に当接させ傾斜した状態から平行状態に移行させた後平行状態に維持しつつプレス板による被加工品のプレス加工を可能とするサーボ機構と、
（１２）プレス板駆動・サーボ機構制御装置とからなり、
（１３）サーボ機構およびサーボ機構制御装置を用いて、該プレス板を下降させてプレス板を受台上に設置した被加工品に当接させ、受台の上面に対してプレス板の下面を平行に維持しつつ、あるいはプレス板を下降させてプレス板を受台上に設置した被加工品の一方側に当接させ傾斜した状態から平行状態に移行させた後平行状態を維持しつつ、該プレス板駆動装置によってプレス板を下降させて受台の上面に設置した被加工品をプレス硬化処理すべく制御する。

本発明に係る真空プレス硬化装置によれば、プレス板駆動によって該プレス板を下降させてプレス板を受台上に設置した被加工品に当接させ、プレス板駆動・サーボ機構制御装置によってプレス板駆動装置およびサーボ機構を制御して受台の上面に対しプレス板の下面を平行状態あるいは傾斜した状態から平行状態に移行させた後平行状態を維持しつつ該プレス板駆動装置によってプレス板を下降させて受台の上面に設置した被加工品をプレス処理し、絶えず下降端の均等押しと、停止位置の平行度管理を行い、真空中あるいはガス雰囲気中の加熱下のもと、平行度読み取りリニアスケールを使うことなく、均等な厚みで硬化処理を行いつつ貼り付け作業を行うことが可能となる。なお、プレス板駆動装置としては、空圧シリンダ、油圧シリンダあるいはサーボシリンダを用いることができる。また、硬化には、熱硬化、光硬化等を含むものとする。また、一般的に積層体を貼り合わせる場合には接着剤は硬化して固化し硬くなるが、本明細書で言う「硬化」には、プレス硬化したフレキシブルＰＣ基板のように折れ曲がることを許容する場合も含む。また、本発明では、加熱酸化防止のため真空チェンバ内を予め一時的に不活性ガス（Ｎ_２、Ａｒ等）のガス雰囲気として、その後真空とする場合にも用いることができる。
前記サーボ機構は、サーボモータと、サーボモータによって移動されるカムと、該カムの移動に追随して受台の上面とプレス板の下面との距離を調整するサーボストッパとからなる。この場合、サーボストッパの上部を基台から真空あるいはガス雰囲気チェンバ中に気密に突出させることができる。この場合には、サーボストッパの上部のみ真空あるいはガス雰囲気チェンバ中に突出させサーボ機構のサーボモータとカムとを基台下方あるいは真空あるいはガス雰囲気チェンバの外側に配置するので、該チェンバの大きさを左程大きくする必要がない。
また、前記サーボ機構が、サーボモータと、プーリと、プーリを介してサーボモータによって回転され上下に昇降されるボールねじで構成されるサーボストッパとからなり、サーボストッパの上端面が上押プレス部材の下面に当接する場合には、サーボモータの回転をプーリを介して直接ボールねじで構成されるサーボストッパにより推進力とすることができ、またサーボストッパが摩耗しても、動作開始ごとまたは必要に応じて原点補正のゼロ点合わせを容易に行うことができる。この実施態様は、必要とされる推進力が小さい場合に特に適合する。なお、本実施態様では、プーリを用いているが、プーリの代わりに、ギアを介して直結させれば、サーボ機構を小型化することができる。

以下に、本発明に係る真空プレス硬化装置の好ましい実施態様を挙げる。それらを組み合わせた実施態様も、本発明と矛盾しない限り本発明の好ましい態様である。
（１−１）硬化手段が、ヒータである。硬化手段をヒータとすることによって、真空中あるいはガス雰囲気中の加熱下のもと、平行度読み取りリニアスケールを使うことなく、均等な厚みで硬化処理を行いつつ貼り付け作業を行うことが可能となる。この実施態様は、中間層として熱硬化性樹脂を用いる場合が特に適合する。
（１−２）硬化手段が、紫外線照射手段である。硬化手段を紫外線手段とし、真空中あるいはガス雰囲気中で紫外線照射のもと、平行度読み取りリニアスケールを使うことなく、均等な厚みで紫外線硬化処理を行いつつ貼り付け作業を行うことが可能となる。この実施態様は、中間層として紫外線硬化性樹脂を用いる場合が特に適合する。また、紫外線を被加工品に照射するため、プレス板に紫外線照射手段を設ける場合にはプレス板の少なくとも一部をガラス板等で光透過とする。

（２）前記サーボストッパの下端面がテーパ面とされ、前記カムがテーパ面を有し、ストッパ下端テーパ面がカムのテーパ面に摺動可能に設置され、サーボモータにより該カムを横方向に移動させることによって、該サーボストッパが上下に移動する。この場合には、カムの横方向の摺動の移動距離とサーボストッパの上下移動距離との相関関係が単純となり、サーボストッパにかかるプレス加圧時の受け力が分散されて大幅に軽減され、サーボ機構がすべて小型化でき、プレス板駆動・サーボ駆動制御装置による制御が容易となる。

（３）少なくとも前記ストッパ下端テーパ面とカムのテーパ面との摺動部を液蜜にオイルチェンバ中に収納している。このようにすることにより、ストッパ下端テーパ面とカムのテーパ面との摺動摩耗を低減するとともに、摺動動作を円滑に行うことができる。但し低加圧のみの場合はオイル塗布程度でもよい。

（５）前記プレス板駆動装置はプレスシリンダとロッドとからなり、該ロッドが前記取付板を貫通しロッドの下端部が継ぎ手によってプレス板に連結されている。この場合は、真空引き時に、真空チェンバの重量や、真空チェンバにかかる大気圧力を防ぐことができる比較的低加圧範囲まで制御したいものに適している。

（６）前記プレス板は前記取付板の下面に固定され、前記プレス板駆動装置はプレスシリンダとロッドとからなり、該ロッドの下端部が継ぎ手によって取付板に連結されている。この場合は、真空引き時に、真空チェンバの重量や、真空チェンバにかかる大気圧力までを加算できるため比較的高加圧制御したいものに適している。

（７）前記継ぎ手がフリーシャンク継ぎ手である。このようにすることによって、プレス板を下降させてプレス板を受台上に設置した被加工品の一方側で当接させ、受台の上面に対しプレス板の下面を傾斜した状態から平行状態に移行せる動作を円滑に行うことができる。

（８）前記気密機構がＯ−リングであり、前記下固定枠上端面と前記上移動枠下端面とがＯ−リングを介して気密に当接することによって真空チェンバが形成される。

（９）前記気密摺動機構は、下固定枠の上端部に設けた摺動部と上移動枠の対応する下端部に設けた起動摺動部とから構成され、下固定枠上端部の気密摺動部と上移動枠下端部の気密摺動部とが気密に摺動することによって下固定枠と上移動枠との間に気密性が確保されるようになっている。

（１０）前記サーボストッパを上下２段の上サーボストッパ部と下サーボストッパ部とに分割し、少なくとも上サーボストッパ部と前記受台と下固定枠とを基台上に設置したスライドテーブル上に配置し、スライドテーブルをスライドさせ上サーボストッパ部と下サーボストッパ部と係合あるいは分離可能となっている。

（１１）前記被加工品が、ＩＣカード、薄型ディスプレイ、燃料電池、太陽電池、実装回路基板、パッケージ素子、機能性新素材、層状半導体素子、層状有機ＥＬ等のフィルム積層状部材である。この場合には、本発明の真空プレス硬化装置は、該フィルム積層状部材の貼り合わせのために好適に用いられる。

本発明は、さらに真空あるいはガス雰囲気加熱プレス方法を提供するもので、該真空あるいはガス雰囲気加熱プレス方法は、
（１）基台上に設置した被加工品の受台上に被加工品を配置し、
（２）該被加工品の回りに真空あるいはガス雰囲気チェンバを形成し、
（３）該真空あるいはガス雰囲気チェンバを真空あるいは所定のガス雰囲気とし、
（４）プレス駆動装置によって、該真空あるいはガス雰囲気チェンバ内で、プレス板を受台上の被加工品に当接させ、プレス板をさらに下降させることによって被加工品にプレス加工し、
（５）プレス加工の際に、受台及びプレス板の少なくともいずれか一方を介して被加工品を加熱するとともに、
（６）サーボ機構およびプレス板駆動・サーボ機構制御装置を用いて、受台の上面に対してプレス板の下面を平行に維持しつつあるいは傾斜した状態から平行状態に移行させた後平行状態に維持しつつプレス板による被加工品のプレス加工を行うことからなり、前記サーボ機構は、サーボモータと、サーボモータによって移動されるカムと、該カムの移動に追随して受台の上面とプレス板の下面との距離を調整するサーボストッパとからなる。
さらに、本発明は、真空あるいはガス雰囲気加熱プレス方法を提供するもので、該真空あるいはガス雰囲気加熱プレス方法は、
（１）基台上に設置した被加工品の受台上に被加工品を配置し、
（２）該被加工品の回りに真空あるいはガス雰囲気チェンバを形成し、
（３）該真空あるいはガス雰囲気チェンバを真空あるいは所定のガス雰囲気とし、
（４）プレス駆動装置によって、該真空あるいはガス雰囲気チェンバ内で、プレス板を受台上の被加工品に当接させ、プレス板をさらに下降させることによって被加工品にプレス加工し、
（５）プレス加工の際に、受台及びプレス板の少なくともいずれか一方を介して被加工品を加熱または紫外線照射するとともに、
（６）サーボ機構およびプレス板駆動・サーボ機構制御装置を用いて、該プレス板を下降させてプレス板を受台上に設置した被加工品に当接させ、受台の上面に対してプレス板の下面を平行に維持しつつ、あるいはプレス板を下降させてプレス板を受台上に設置した被加工品の一方側に当接させ傾斜した状態から平行状態に移行させた後平行状態に維持しつつプレス板による被加工品のプレス加工を行う、真空プレス硬化方法であって、前記サーボ機構が、サーボモータと、プーリと、プーリを介してサーボモータによって回転され上下に昇降されるボールねじで構成されるサーボストッパとからなり、サーボストッパの上端面が上押プレス部材の下面に当接する。

以下に、図面を参照して本発明をより詳細に説明する。
図２において、本発明に係る真空プレス硬化装置は、基台２１と、基台２１上に設置した被加工品の受台２２と、該受台２２から間隔を置いて受台を取り囲むようにして該基台上に配置した下固定枠２３と、該基台上方に配置した取付板２４と、該取付板２４の下に配置し、該受台と対向して配置したプレス板２５と、該受台と該プレス板に設けたヒータ２６−１、２６−２と、該プレス板２５を該受台２２に対して近接、押圧、離間するよう移動するプレス板駆動装置２７と、該プレス板から間隔を置いてプレス板２５を取り囲むようにして該取付板から垂下した上移動枠２８とを有する。該上移動枠２８と該下固定枠２３とはその開放面において対向しており、上移動枠２８は下固定枠２３に対して上下に移動して近接、離間することができるようになっている。

本発明に係る真空プレス硬化装置は、さらに下固定枠２３と上移動枠２４との間に気密性を確保する気密機構２９を有し、下固定枠２３と、上移動枠２８と、基台２１と、取付板２４（本実施態様では、取付板の下面に気密板２４−１が設けられ、気密性を確保している）とによって真空あるいはガス雰囲気チェンバを形成している。さらに、本発明に係る真空プレス硬化装置は、該真空あるいはガス雰囲気チェンバ内を真空あるいは所定のガス雰囲気とするための真空吸引口あるいはガス導入口３０と、該プレス板を下降させてプレス板を受台上に設置した被加工品に当接させ、受台の上面に対してプレス板の下面を平行に維持しつつあるいは傾斜した状態から平行状態に移行させた後平行状態に維持しつつプレス板による被加工品のプレス加工を可能とするサーボ機構３１と、該プレス板を下降させてプレス板を受台上に設置した被加工品に当接させ、受台の上面に対しプレス板の下面を平行状態あるいは傾斜した状態から平行状態に移行させた後平行状態を維持しつつ該プレス板駆動装置によってプレス板を下降させて受台の上面に設置した被加工品を加熱プレス処理すべく制御するプレス板駆動・サーボ機構制御装置（ＣＰＵ）（図２のみに示す）を有する。

受台２２とヒータ２６−１とは一体とされ、断熱板３２−１、支柱３３と断熱板３２−２を介して、受台２２とヒータ２６−１は基台上に設置されている。一方プレス板２５とヒータ２６−２とは一体化され、断熱板３４−１がヒータ２６−２に取り付けられ、断熱板３４−１は支柱３５を介して断熱板３４−２と一体化している。

基台２１は、下チェンバ受３６を介して機台３７に設置されている。機台上には複数のポール３８が立設され、該ポール３８に上記取付板２４が摺動保持され、その上方でポールの上端部には上板３９が固定され、上板３９の上にプレス板駆動装置２７が取り付けられている。プレス板駆動装置２７のロッド２７−１が取付板２４及び気密板２４−１を貫通し、断熱板３４−２の上面にフリーシャンク継ぎ手４２によって固定されている。

サーボ機構３１は、サーボモータ３１−１と、サーボモータによって横方向に移動されるカム３１−２と、該カムの移動に追随して上下動し受台の上面とプレス板の下面との距離を調整するサーボストッパ３１−３とからなっている。サーボストッパ３１−３の下端面がテーパ面とされ、前記カム３１−３がテーパ面を有し、ストッパ下端テーパ面がカムのテーパ面に摺動可能に設置され、サーボモータ３１−１により該カムを横方向に移動させることによって、該サーボストッパ３１−３が上下に移動する。

ストッパ３１−３の下端テーパ面とカム３１−２のテーパ面との摺動部が液蜜にオイルチェンバ４０中に収納されている。４０−１はオイルを示す。カムは、ボールねじ機構３１−４によって横方向に移動するようになっている。図中、４１−１乃至４１−４及び４１−６は気密性を保つためのＯリングを示し、４１−５は液蜜を保つためのＯリングを示す。

図６に前記サーボ機構３１を詳細に示す。ただし、図６では、図示を簡便とするため、ストッパ取付構造を横方向に配置しているが、図２乃至図５から分かるようにストッパ取付構造は実際には前後配置としてあり、ヒータに接触するのを回避している。サーボモータ３１−１は、サーボモータ軸４５と、プーリ４６と、サーボモータ軸４５とプーリ４６とに懸架されたタイミングベルト４７とカバー４８とを含み、プーリ４７の回転がボールねじ３１−４に伝えられ、カム３４（ストッパ受台）を左右に移動させ、それによってサーボストッパ３１−３を上下させるようになっている。サーボストッパ３１−３は、上部サーボストッパ部３１−３ａ、下部サーボストッパ部３１−３ｂと上部サーボストッパ部３１−３ａを常時下部サーボストッパ部３１−３ｂに付勢する付勢手段３１−３ｃとで構成されている。付勢手段３１−３ｃは、基台２１に固定したツバ付ボルト３１−３ｃ１と、上部サーボストッパ部３１−３ａの下端部外周に固定したストッパ押さえ板３１−３ｃ２と、ツバ付ボルト３１−３ｃ１の外周に装着され上部サーボストッパ３１−３ａを下方へ付勢するスプリング３１−３ｃ３とを有する。下部ストッパ部は上部ストッパより大径とされ付勢手段によって常時下方に付勢されている。図中、４９はベアリングを示し、５０はガイド付き摺動台を示す。

以下に、本発明に係る本実施態様の作動を、図２乃至図５に基づいて説明する。
図２において、被加工品を挿入していない状態で、プレスシリンダ２７によって取付板（気密板２４−１を含む）、プレス板２５（ヒータ２６−２、断熱板３４−１，３４−２、支柱３５を含む）及び上移動枠を下降させ、プレス板２５を受台２２に当接させる。次に、サーボモータ３１−１を起動し、ストッパ３１−３の上端面をプレス板の下面に当接させ、この位置をゼロ点とする。なお、この状態ではヒータをオンとして、加熱膨張状態でゼロ点基準の設定ができる。

図３に示すように、プレスシリンダ２７によって取付板（気密板２４−１を含む）、プレス板２５（ヒータ２６−２、断熱板３４−１，３４−２、支柱３５を含む）及び上移動枠２８を上昇させる。この状態で、サーボストッパ３１−３はゼロ点位置に位置しており、被加工品Ｗを受台上面に設置する。

次に、ストッパ３１−３をゼロ点位置（起動開始状態）から被加工品の下降制御に必要な指定寸法だけ上昇をさせた後、プレスシリンダ２７によってプレス板を下降させ、下固定枠の上端面と上移動枠の下端面とが当接した後、プレスシリンダ２７を停止させて真空引きを開始する。図４参照。

さらに、プレスシリンダでプレス板を下降させて、ストッパ３１−３の上端面及び被加工品の上面にプレス板２５の下面を当接させた後、プレス板駆動・サーボ機構制御装置により制御して、サーボストッパ３１−３の上端面とプレス板の下面とを常時当接させた状態（または加圧力制御による離反当接の繰り返し状態）で、受台の上面に対しプレス板の下面を平行状態に維持しつつ該プレス板駆動装置によってプレス板を下降させて受台の上面に設置した被加工品に対して加熱プレス処理する。これによって、受台の上面に対しプレス板の下面を平行状態に常時維持しつつ、均一な厚さで被加工品を均一な所定の厚さに加熱プレス処理することが可能となる。図５参照。

図７は、別のサーボ機構を示す。図７において、図６と同一類似の番号は同一または類似の部品を示し、その説明は省略する。本実施態様では、前記サーボ機構は、サーボモータ３１−１と、サーボモータによって回転され上下方向に延びるサーボモータ軸４５と、プーリ４７を介してサーボモータ３１−１によって回転され昇降されるボールねじ５１、その上端部のサーボストッパ３１−３とからなり、サーボストッパの上端面がプレス板２５の下面に当接する。より詳しくは、プーリ軸がキー５１によって固定されその上端部が回転送りねじ軸部５３とされ、回転送りねじ軸部５３は機台３７に取り付けた送りねじ受部５４と螺合している。回転送りねじ軸部５３の上端面にはストッパ３１−３が一体的に設けられている。本実施態様では直接プーリ軸で受けているが、プレス力の推進力が小さい場合には、直接送りねじで受けることができる。本実施態様では、軸が磨耗しても、ゼロ点合わせがその都度または定期的に行うことができるため所定の精度を維持することが可能となる。

図８は、プレスシリンダ２７のロッド２７−１が取付板２４の上面に直接フリーシャンク継ぎ手によって取り付けた実施態様を示す。本実施態様では、気密板２４−１と上移動枠２８とは一体とされ気密に取付板２４に取り付けられるとともに、気密板中央部が断熱板３４−２とされている。プレスシリンダ２７によって取付板２４と、上移動枠２８とプレス板２５とが下降された際にまず上移動枠２８の内周面下端部が下固定枠２３の外周部上端部とに気密に摺接するようになっており、該上移動枠２８の内周面下端部と下固定枠２３の外周部上端部とで気密部２９を形成するようになっている。上移動枠２８の内周面下端部が下固定枠２３の外周部上端部と気密に摺接開始し、内部に気密チェンバが形成された後、気密チェンバ内部を真空吸引口を介して真空引きする。その後、さらに取付板２４、上移動枠２８、プレス板２５を一体的に押下げて被加工に対して真空加熱プレスを行う。その他の点については、図１乃至図５の実施態様と同一である。

図９は、サーボ機構３１のサーボストッパ３１−３を分離し、スライドテーブル５５を設けて真空チェンバを前後に移動可能としたものである。本実施態様では、機台上３７にスライドテーブル５５を設置し、スライドテーブル５５上に基台２１と下固定枠２３を固定し、上プレス板２５を上に引き上げた状態で、スライドテーブル５５によって基台２１、受台２２、下固定枠２３を一体的に前後に移動することができるようにし、被加工品の着脱位置で被加工品を受台上に配置し、その後プレス加工位置に移動して加工をし、再度着脱位置に移動させてプレス加工品を取り除くことがすることが可能となり、それによって、自動化することも可能となる。

本実施態様では、図６と同様、図示を簡便とするため、ストッパ取付構造を横方向に配置しているが、図２乃至図５から分かるようにストッパ取付構造は実際には前後配置としてある。サーボストッパ３１−３を上部サーボストッパ部３１−３ｄ、中間サーボストッパ部３１−３ｅ、下部サーボストッパ部３１−３ｆ、上部サーボストッパ部３１−３ｄを常時中間サーボストッパ部３１−３ｅに付勢する付勢手段３１−３ｃとで構成する。付勢手段３１−３ｃは、図６と同様、基台２１に固定したツバ付ボルト３１−３ｃ１と、上部サーボストッパ３１−３ｄの下端部外周に固定したストッパ押さえ板３１−３ｃ２と、ツバ付ボルト３１−３ｃ１の外周に装着され上部サーボストッパ３１−３ａを下方へ付勢するスプリング３１−３ｃ３とを有する。中間サーボストッパ部３１−３ｅの上面には頭部キャップ３１−３ｅ１が一体的に設けられ、頭部キャップ３１−３ｅ１の上下面はストッパ押さえ板３１−３ｃ２の下面と基台２１の上面にそれぞれ当接している。

カムが右側方向に移動させられると、付勢手段３１−３ｃに抗して下部サーボストッパ部３１−３ｆ及び中間サーボストッパ部３１−３ｅを介して上部サーボストッパ部３１−３ｄが上方に移動する。一方、カムが左側に移動と、図９に示す状態となり、さらにカムを左側に移動させると、中間サーボストッパ部３１−３ｅと下部サーボストッパ部３１−３ｆとが分離し、この状態でスライドテーブル５５によって基台２１、受台２２、下固定枠２３を一体的に前後に移動することが可能となる。

図１０は、貼付け合わせ面での凹凸形状や粘性などにより、空気の追い出しにくい製品に有効な貼り合わせをするための実施態様であり、真空プレス硬化装置自体の基本構成は図１乃至図５の実施態様と同一である。

左側ストッパ３１−３をゼロ点位置（起動開始状態）から被加工品の指定寸法だけ上昇をさせ、一方右側ストッパ３１−３を左側ストッパより若干高い位置まで上昇させた後、プレス板２５を下降させ、下固定枠２３の上端面と上移動枠２８の下端面とを気密に当接させ真空吸引口を介して真空引きする。その際、あるいはその後プレス板をさらに下降させることによってプレス板と左側のストッパの上端面と当接させた後、右側ストッパを徐々に左側ストッパと同一の位置まで下げていくと、フリーシャンク継ぎ手４２を介して左側ストッパ３１−３を支点としてプレス板２５が旋回し、プレス板２５が徐々に被加工品Ｗの左側から右側に至るまで接触していき、貼り合わせ面に空気がこもっていたとしても真空下に空気を追い出すことが可能となる。その後、プレス板駆動・サーボ機構制御装置により、受台の上面に対しプレス板の下面を平行状態に維持しつつ該プレス板駆動装置によってプレス板を下降させて受台の上面に設置した被加工品に対して加熱プレス処理すべく制御する。これによって、受台の上面に対しプレス板の下面を平行状態に常時維持しつつ、均一な厚さで被加工品を均一な所定の厚さに加熱プレス処理することが可能となる。

図１１は、プレス板側に設けたヒータを紫外線ランプ６０とした場合で、紫外線ランプ６０は別体として取付板２４と気密板２４−１との間に設け、受台側にはヒータを設けない例を示す。被加工品に対して、光硬化を行うための実施態様であり、プレス板２５と、チェンバ天井板６１とはガラス製で光を透過するようになっており、上移動板２８はロッドあるいは円筒状カバー６２によって取付板２４下方に固定されている。紫外線ランプ６０は取付板２４の下方でチェンバ天井板６１の上方に固定されている。４１−６，４１−８，４１−９はＯリングを示す。本実施例では、被加工品をプレス加工する間に、紫外線ランプによって照射して光硬化を行う。基本的な動作は、前述の実施例と同様であるので省略する。

上記実施態様では、プレス板駆動装置としてプレスシリンダを用いたが、サーボプレスを使用する方が良い場合もある。この場合はプレスの繰り返し加圧にて凹凸面を均一にしたり、紫外線硬化のための焦点深度を変えながら行う必要がある場合に特に適合する。

（ａ）は、半導体素子封止構造を示し、（ｂ）は、有機ＥＬ（エレクトロルミネッサンス）ディスプレイを示す。本発明に係るヒータを備えた真空プレス硬化装置の一実施態様であり、ゼロ点合わせ工程を示す。図２に示す実施態様において、取付板、プレス板及び上移動枠等を上昇させ、被加工品Ｗを受台上面に設置する工程を示す。図２に示す実施態様において、ストッパをゼロ点位置（起動開始状態）から被加工品の指定寸法だけ上昇をさせた後、プレス板を下降させ、下固定枠の上端面と上移動枠の下端面とが当接せた状態を示す。図２に示す実施態様において、サーボストッパの上端面とプレス板の下面とを常時当接させた状態で、受台の上面に対しプレス板の下面を平行状態に維持しつつ該プレス板駆動装置によってプレス板を下降させて受台の上面に設置した被加工品に対して加熱プレス処理する工程を示す。図２に示す実施態様のサーボ機構を拡大し詳細に示す。別のサーボ機構を示す。本発明に係る真空プレス硬化装置の別の実施態様を示す。スライドテーブルを備えたさらに別のサーボ機構を示す。図２に示す実施態様において、プレス板を下降させてプレス板を受台上に設置した被加工品の一方側に当接させ傾斜した状態から平行状態に移行させた後平行状態を維持しつつ、該プレス板駆動装置によってプレス板を下降させて受台の上面に設置した被加工品をプレス硬化処理する工程を示す。紫外線ランプを備えた本発明に係る真空プレス硬化装置の別の実施態様を示す。

符号の説明

２１・・・基台、２２・・・被加工品用受台、２３・・・下固定枠、２４・・・取付板、２５・・・プレス板、２６−１，２６−２・・・ヒータ、２７・・・プレス板駆動装置、２８・・・上移動枠、２９・・・気密機構、３０・・・真空吸引口（ガス雰囲気）、３１・・・サーボ機構、ＣＰＵ・・・プレス板駆動・サーボ機構制御装置３２−１，３２−２・・・断熱版、３６・・・下チェンバ受、３７・・・機台

Claims

（１）基台と、
（２）基台上に設置した被加工品の受台と、
（３）該受台から間隔を置いて受台を取り囲むようにして該基台上に配置した下固定枠と、
（４）該基台上方に配置した取付板と、
（５）該取付板の下に配置し、該受台と対向して配置したプレス板と、
（６）該受台と該プレス板の少なくともいずれか一方に設けた硬化手段と、
（７）該プレス板を該受台に対して近接、押圧、離間するよう移動するプレス板駆動装置と、
（８）該プレス板から間隔を置いてプレス板を取り囲むようにして該取付板から垂下した上移動枠であって、該上移動枠と該下固定枠とはその開放面において対向しており、上移動枠は下固定枠に対して上下に移動して近接、離間することができるようになっている上移動枠と、
（９）下固定枠と上移動枠との間に気密性を確保する気密機構であって、下固定枠と、上移動枠と、基台と、取付板とによって真空あるいはガス雰囲気チェンバを形成する気密機構と、
（１０）該真空あるいはガス雰囲気チェンバ内を真空あるいは所定のガス雰囲気とするための真空吸引口あるいはガス導入口と、
（１１）サーボモータと、サーボモータによって移動されるカムと、該カムの移動に追随して受台の上面とプレス板の下面との距離を調整するサーボストッパとからなるサーボ機構であって、該プレス板を下降させてプレス板を受台上に設置した被加工品に当接させ、受台の上面に対してプレス板の下面を平行に維持しつつ、あるいはプレス板を下降させてプレス板を受台上に設置した被加工品の一方側に当接させ傾斜した状態から平行状態に移行させた後平行状態に維持しつつプレス板による被加工品のプレス加工を可能とするサーボ機構と、
（１２）プレス板駆動・サーボ機構制御装置とからなる真空プレス硬化装置であって、
（１３）サーボ機構およびプレス板駆動・サーボ機構制御装置を用いて、該プレス板を下降させてプレス板を受台上に設置した被加工品に当接させ、受台の上面に対してプレス板の下面を平行に維持しつつ、あるいはプレス板を下降させてプレス板を受台上に設置した被加工品の一方側に当接させ傾斜した状態から平行状態に移行させた後平行状態を維持しつつ、該プレス板駆動装置によってプレス板を下降させて受台の上面に設置した被加工品をプレス硬化処理すべく制御する、真空プレス硬化装置。
前記硬化手段がヒータである、請求項１の真空プレス硬化装置。
前記硬化手段が紫外線照射手段である、請求項１の真空プレス硬化装置。
前記サーボストッパの下端面がテーパ面とされ、前記カムがテーパ面を有し、ストッパ下端テーパ面がカムのテーパ面に摺動可能に設置され、サーボモータにより該カムを横方向に移動させることによって、該サーボストッパが上下に移動する、請求項１乃至３のいずれかに記載の真空プレス硬化装置。
少なくとも前記ストッパ下端テーパ面とカムのテーパ面との摺動部を液蜜にオイルチェンバ中に収納している、請求項４の真空プレス硬化装置。
（１）基台と、
（２）基台上に設置した被加工品の受台と、
（３）該受台から間隔を置いて受台を取り囲むようにして該基台上に配置した下固定枠と、
（４）該基台上方に配置した取付板と、
（５）該取付板の下に配置し、該受台と対向して配置したプレス板と、
（６）該受台と該プレス板の少なくともいずれか一方に設けた硬化手段と、
（７）該プレス板を該受台に対して近接、押圧、離間するよう移動するプレス板駆動装置と、
（８）該プレス板から間隔を置いてプレス板を取り囲むようにして該取付板から垂下した上移動枠であって、該上移動枠と該下固定枠とはその開放面において対向しており、上移動枠は下固定枠に対して上下に移動して近接、離間することができるようになっている上移動枠と、
（９）下固定枠と上移動枠との間に気密性を確保する気密機構であって、下固定枠と、上移動枠と、基台と、取付板とによって真空あるいはガス雰囲気チェンバを形成する気密機構と、
（１０）該真空あるいはガス雰囲気チェンバ内を真空あるいは所定のガス雰囲気とするための真空吸引口あるいはガス導入口と、
（１１）該プレス板を下降させてプレス板を受台上に設置した被加工品に当接させ、受台の上面に対してプレス板の下面を平行に維持しつつ、あるいはプレス板を下降させてプレス板を受台上に設置した被加工品の一方側に当接させ傾斜した状態から平行状態に移行させた後平行状態に維持しつつプレス板による被加工品のプレス加工を可能とするサーボ機構と、
（１２）サーボ機構およびサーボ機構制御装置を用いて、該プレス板を下降させてプレス板を受台上に設置した被加工品に当接させ、受台の上面に対してプレス板の下面を平行に維持しつつ、あるいはプレス板を下降させてプレス板を受台上に設置した被加工品の一方側に当接させ傾斜した状態から平行状態に移行させた後平行状態を維持しつつ、該プレス板駆動装置によってプレス板を下降させて受台の上面に設置した被加工品をプレス硬化処理すべく制御するプレス板駆動・サーボ機構制御装置とからなる、真空プレス硬化装置であって、前記サーボ機構が、サーボモータと、プーリと、プーリを介してサーボモータによって回転され上下に昇降されるボールねじで構成されるサーボストッパとからなり、サーボストッパの上端面が上押プレス部材の下面に当接する、真空プレス硬化装置。
前記プレス板駆動装置はプレスシリンダとロッドとからなり、該ロッドが前記取付板を貫通しロッドの下端部が継ぎ手によってプレス板に連結されている、請求項１乃至６のいずれかに記載の真空プレス硬化装置。
前記プレス板は前記取付板の下面に設置され、前記プレス板駆動装置はプレスシリンダとロッドとからなり、該ロッドの下端部が継ぎ手によって取付板に連結されている、請求項１乃至７のいずれかに記載の真空プレス硬化装置。
前記継ぎ手がフリーシャンク継ぎ手である、請求項７あるいは８に記載の真空プレス硬化装置。
前記気密機構がＯ−リングであり、前記下固定枠上端面と前記上移動枠下端面とがＯ−リングを介して気密に当接することによって真空チェンバが形成される、請求項１乃至９のいずれかの真空プレス硬化装置。
前記気密摺動機構は、下固定枠の上端部に設けた摺動部と上移動枠の対応する下端部に設けた気密摺動部とから構成され、下固定枠上端部の気密摺動部と上移動枠下端部の気密摺動部とが気密に摺動することによって下固定枠と上移動枠との間に気密性が確保されるようになっている、請求項１乃至９のいずれかに記載の真空プレス硬化装置。
前記サーボストッパを上下２段の上サーボストッパ部と下サーボストッパ部とに分割し、少なくとも上サーボストッパ部と前記受台と下固定枠とを基台上に設置したスライドテーブル上に配置し、スライドテーブルをスライドさせ上サーボストッパ部と下サーボストッパ部と係合あるいは分離可能となっている、請求項１乃至１１のいずれかに記載の真空プレス硬化装置。
前記被加工品がＩＣカード、薄型ディスプレイ、燃料電池、太陽電池、実装回路基板、パッケージ素子、機能性新素材、層状半導体素子、層状有機ＥＬ等のフィルム積層状部材であり、該フィルム積層状部材の貼り合わせのために用いる、請求項１乃至１２のいずれかの真空プレス硬化装置。
（１）基台上に設置した被加工品の受台上に被加工品を配置し、
（２）該被加工品の回りに真空あるいはガス雰囲気チェンバを形成し、
（３）該真空あるいはガス雰囲気チェンバを真空あるいは所定のガス雰囲気とし、
（４）プレス駆動装置によって、該真空あるいはガス雰囲気チェンバ内で、プレス板を受台上の被加工品に当接させ、プレス板をさらに下降させることによって被加工品にプレス加工し、
（５）プレス加工の際に、受台及びプレス板の少なくともいずれか一方を介して被加工品を加熱または紫外線照射するとともに、
（６）サーボ機構およびサーボ機構制御装置を用いて、該プレス板を下降させてプレス板を受台上に設置した被加工品に当接させ、受台の上面に対してプレス板の下面を平行に維持しつつ、あるいはプレス板を下降させてプレス板を受台上に設置した被加工品の一方側に当接させ傾斜した状態から平行状態に移行させた後平行状態に維持しつつプレス板による被加工品のプレス加工を行う、真空プレス硬化方法であって、前記サーボ機構は、サーボモータと、サーボモータによって移動されるカムと、該カムの移動に追随して受台の上面とプレス板の下面との距離を調整するサーボストッパとからなる、真空プレス硬化方法。
（１）基台上に設置した被加工品の受台上に被加工品を配置し、
（２）該被工品の回りに真空あるいはガス雰囲気チェンバを形成し、
（３）該真空あるいはガス雰囲気チェンバを真空あるいは所定のガス雰囲気とし、
（４）プレス駆動装置によって、該真空あるいはガス雰囲気チェンバ内で、プレス板を受台上の被加工品に当接させ、プレス板をさらに下降させることによって被加工品にプレス加工し、
（５）プレス加工の際に、受台及びプレス板の少なくともいずれか一方を介して被加工品を加熱または紫外線照射するとともに、
（６）サーボ機構およびサーボ機構制御装置を用いて、該プレス板を下降させてプレス板を受台上に設置した被加工品に当接させ、受台の上面に対してプレス板の下面を平行に維持しつつ、あるいはプレス板を下降させてプレス板を受台上に設置した被加工品の一方側に当接させ傾斜した状態から平行状態に移行させた後平行状態に維持しつつプレス板による被加工品のプレス加工を行う、真空プレス硬化方法であって、前記サーボ機構が、サーボモータと、プーリと、プーリを介してサーボモータによって回転され上下に昇降されるボールねじで構成されるサーボストッパとからなり、サーボストッパの上端面が上押プレス部材の下面に当接する、真空プレス硬化方法。