JPS61215021A - 多層プリント配線板の製造方法およびその製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は多層プリント配線板の製造方法およびその製造
装置に係り、特にプリント配線板の積層接着に好適な多
層化成形方法およびその装、　置に関する。　　　　　
　　　　　　　　　　１．１〔発明の背景〕 従来の多層プリント配線板の積層接着工程における冷却
方法として、例えば特開昭５６−５８２９９号公報に示
されるように、冷却時に冷却水供給弁を全開とし、冷却
水供給電磁弁を間欠的に開閉してホットプレスを冷却す
るための冷却水を間欠的に供給し、降温速度を遅くする
方法が知られている。この方法は、多層プリント配線板
の寸法伸縮量を小さくすることには有効であったＯ しかし、この方法は降温速度を定量的に制御しているわ
けではないので、任意の降温速度で冷却することはでき
ない。すなわち冷却水が流れている間の降温速度は大き
くなり、冷却水が流れていない間の降温速度は小さくな
り、一定の降温速度を得ることは難しい。また冷却水の
温度の変化によっても降温速度が変ってくるという問題
もある。この降温速度は、多層プリント配線板のそり、
ねじれ量、寸法伸縮量および内部残留応力に微妙な影響
を与えるので、接着する多層プリント板ごとに降温速度
が変化すると、そり、ねじれ量、寸法伸縮量および内部
残留応力も変化し、品質管理上問題であった。

また、冷却媒体として冷却水だけを用いることは、加熱
媒体を蒸気とし加熱温度を例えば最高１７０°Ｃ程度と
したホットプレスには適轟であるが、その他の加熱媒体
、例えば電気ヒータを用いて加熱温度を最高３００’Ｃ
程度にするホットプレスについては、冷却初期に配管や
熱盤内の管経路で大きなウオータノ・ンマを引き起こし
安全上問題であった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、かかる従来方法における多層プリント
配線板の品質管理上の問題点や装置の安全上の問題を解
決した多層プリント配線板・の多層化成形方法とその製
造装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、ホットプレスを蒸気加熱した後、別の加熱源
によってさらに昇温加熱し、その後・。

蒸気によって冷却し、その後蒸気と冷却水とを併用する
ことによって冷却する多層プリント配線板の製造方法を
特徴とする。

また本発明は、ホットプレスを蒸気加熱する手段と、さ
らに昇温加熱する別の加熱手段と、ホットプレスを冷却
水によって冷却する手段と、ホットプレスの熱盤の温度
を検出しながら蒸気加熱後に上記側の加熱手段によって
加熱し、その後蒸気によって冷却し、その後蒸気と冷却
水とを併用することによって熱盤を冷却するよう制御す
る手段とを有する多層プリント配線板の製造装置を特徴
とする。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例について図面を用いて説明する
。

第１図は、加熱冷却機構を示し、蒸気、水および空気の
配管経路および弁の配置を表わしている。第２図は、蒸
気の制御機構を示す。第３図は、冷却水の制御機構を示
す。第４図は、多層プリント配線板の収容されたホット
プレスを・・温度制御をしながら積層接着する時の設定
温度パターンのモデルおよびそれに対応した加熱冷却機
構の制御（各弁の開閉、電気ヒータのオン／オフのタイ
ムチャートを示す。

第１図において、１はホットプレスであり、２．３は上
下一対の熱盤（一般には複数組であるが、１組の例を図
示する）である。熱盤２．３内には、蒸気および水が共
通に流れる管経路が形成されている。また、熱盤内には
調節器（図示せず）で制御される電気ヒータが内蔵され
ている。絶縁性接着剤層を介して一体化された複数枚の
内層基板は、熱盤３上に搬入された後、油圧装置（図示
せず）の作用で押し上げられ、設定された圧カバターン
および温度パターンに従い、熱盤２．６間で加熱加圧さ
れ、積層接着される。

次に同じく第１図によって各弁の開閉制御について説明
する。３７はドライエアー源（たとえば５　ＫＪＩ／　
ｃｌｌＧのエアーの供給源）であり、ドライエアーはス
トップ弁３８およびフィルタ６９゜を通って、減圧弁４
０でたとえば３．５’ｒ／ｉＧに減圧された後、各電磁
弁１６．１７・１Ｂ・１９・２０および２１に供給され
る。４１は圧力計である。２２はサイレンサーである。

各電磁弁はシーケンス制御によりオン／オフ制御が行わ
れ、電磁弁１６がオンの時は電空ポジショナ２６を通じ
てダイヤフラム弁（以下蒸気人口弁１０とよぶ）に、電
磁弁１７がオンの時は電空ポジショナ２４を通じてダイ
ヤフラム弁（以下冷却水人口弁１２とよぶ）に、電磁弁
１８がオンの時はダイヤフラム弁（以下ブロー絞り弁１
３とよぶ）に、電磁弁１９がオンの時はダイヤフラム弁
（以下ブロー出目弁１４とよぶ）に、電磁弁２０がオン
の時はダイヤフラム弁（以下ドレン出口弁１５とよぶ）
に、それぞれドライエアーを供給する。ここでダイヤフ
ラム弁とは、空気圧で作動する流量調節弁のことである
。また、電空ポジショナとは、ダイヤプラム弁に取付け
、後述する指示調節計からの信号電流により内蔵の空気
圧パイロットパルプを作動させ、供給されたドライエア
ー圧を調節してダイヤフラム弁に供給する機構であり、
ダイヤプラム弁の動きを制御しドライエアーの流量を制
御する機器のことである。

次に同じく第１図によって蒸気および冷却水の流れる経
路について説明する。たとえば９Ｖ４ｆ／ｄＧ、１７５
°Ｃの蒸気は図示する蒸気入口から流入し、ストップ弁
２５、ストレーナ２６および蒸気人口弁１０を通り、ヘ
ッダー４に流れ込む。そして蒸気は、各熱盤２．５に均
等に分配されるように流入される。第１図の例では、蒸
気の一方の流れは、ヘッダー４からストップ弁６を通り
熱盤２内の管経路を流れて熱交換を行い、ストップ弁８
を通ってヘッダー５に流れ込む。もう一方の蒸気の流れ
は、ヘッダー４か−らストップ弁７を通り熱盤３内の管
経路を流れて熱交換を行い、ストップ弁９を通ってヘッ
ダー５に流れ込む。熱盤の温度が蒸気温度より低い時は
、熱交換により蒸気は凝縮水になる。ヘッダー５に集ま
った蒸気は、流れ出てストレー１゜ナ３２を通り、ブロ
ー絞り弁１３またはブロー出口弁１４あるいはドレン出
口弁１５のウチでシーケンス制御により開いている弁を
通過する。

ブロー絞り弁１′５を通った蒸気は絞り弁３３を通り図
示したブロー出口の方へ流れる。またブロー出口弁１４
を通った蒸気は、ストップ弁３４を通って図示したブロ
ー出口の方へ流れる。またドレン出口弁１５を通った蒸
気は、スチームトラップ６６を通り凝縮水になってスト
ップ弁５５を通り図示したドレン出口の方へ流れる。

たとえば４　Ｋｙ　ｆ　／　ｒ、ｔｌ　Ｏ１２０ｃＣノ
冷却水＆’！　図示した冷却水入口から流入し、ストッ
プ弁３０、ストレーナ６１および冷却水人口弁１２を通
ってヘッダー５に流れ込む。そして冷却水は各熱盤２、
ろに均等に分配されこれらを冷却″ｆろ。

第１図の例では、上記した蒸気の流れとまったく逆経路
で熱盤２．３内を流れて熱変換を行い、ヘッダー４に流
れ込む。ヘッダ４に集まった冷却水は、これを流れ出て
ストレーナ２９、冷却水出口弁１１およびストップ弁２
８を通って図、１示した冷却水出口の方へ流れる。

ここで蒸気をヘッダ４からヘッダ５に流す理由は、熱交
換の結果発生した凝縮水を重力の作用で早期排出する為
である。また冷却水をヘッダ５からヘッダ４１Ｃ向けて
流す理由は、管経路内に十分冷却水を満たし管内面から
均等に熱交換を行う為である。

次に第２図によって蒸気の制御機構について説明する。

１０１はあらかじめ設定温度パターンを入力してあり、
運転時設定温度パターンを指令するパーソナルコンビー
ータであ６゜１０３は高温用のポテンショメーター０７
および低温用のボテンシロメータ１０８の蒸気加熱用の
ポテンショ変換器であり、一定の信号電流を発生する。

パーソナルコンピューター０１にヨル運転と蒸気加熱用
のポテンショ変換器１０６による運転とは、切換スイッ
チにより選択される。

１０６は、熱盤２の温度を検出する熱電対である。なお
熱盤２の代りに熱盤３の温度を検出してもよい。１０２
は、パーソナルコンピューター０１あるいは蒸気加熱用
のポテンショ変換器１０ろから指令された温度と熱電対
１０６で検出した温度とを比較し、ＰｉＤ制御により電
空ポジショナ２６に信号電流を送る蒸気指示調節計であ
る。１０４は、蒸気冷却温度設定用のポテンショメータ
ー０９の蒸気冷却用のポテンショ変換器であり、蒸気冷
却時に電空ポジショナ２５に一定の信号電流を送る。電
空ポジショナ２５は蒸気指示調節計１０２あるいは蒸気
冷却用のポテンショ変換器１０４の信号電流に基づき、
第１図に示した蒸気人口弁１０の動きを制御する。

次に第３図によって冷却水の制御機構につい・て説明す
る。１１３は熱盤３の温度を検出する熱電対である。な
お熱盤６の代Ｖに熱盤２の温。

度を検出してもよい。１１０は、パーソナルコンビーー
タ１０１から指令された温度と熱電対１１３で検出した
温度とを比較し、Ｐ　１．Ｄ制御により電空ポジショナ
２４に信号電流を送る冷却水指示調節計である。１１１
は冷却水量設定１、のためのポテンショメータ１１４に
ついでのボテンシ冒変換器であり、冷却水による熱盤の
冷却時に電空ポジショナ２４に一定の信号電流を送る。

電空ポジショナ２４は冷却水指示調節計１１０あるいは
冷却水用のポテンショ交換器　。

１１１の信号電流に基づき、第１図に示した冷却水人口
弁１２の動きを制御する。

次に第４図によって多層プリント配線板をホットプレス
で温度制御しながら積層接着する時の設定温度パターン
のモデルおよびそれに対応した加熱冷却機構の制御方法
（各弁の開閉、電気ヒータのオン／オフ）について説明
する。第４図（ａｔは縦軸に温度、横軸に時間をとって
設定温度パターンのモデルを図示したものである。

また、時間の経過とともに区間を設け、各区間ｊにおけ
る加熱および冷却の方法を示している。

第４図１ａｌは第４図１ａｌの時間経過に対応させて、
時間の経過および区間の推移とともに行われる各弁の開
閉および電気ヒーターオン／オフの制御の推移を示すも
のである。　　　　　　　　１・・まず最初に蒸気人口
弁１０およびドレン出口弁１５を全開にして初期ブロー
を１０秒行い・熱盤内の残留水を蒸気で押し流ｆ、その
後蒸気人口弁１０の開度を制御しながら蒸気加熱を行い
、蒸気設定温度ｔ、。ｃまで昇温した後一定温度を保持
する。蒸気加熱を行っている間ブロー出口弁１４を３０
秒に１回２秒間だけ全開にして新しい蒸気な熱盤２．３
内に引き込み、ブロー出口弁１４が開になると同時にド
レン出口弁１５を２．５秒間だけ閉じ、それまで同舟を
全開にすることによって熱盤内で熱交換した後出てきた
蒸気あるいは凝縮水を水に変えて流す。

一般に熱盤２．３を蒸気設定温度ｔ　、　’ｃに保持し
てから、絶縁性接着剤層を介して一体化された複数枚の
内層基板をホットプレスの熱盤２、−。

３間に搬入し、加熱加圧により積層接着を開始する。そ
の後熱盤温度を一定に保ち、その間絶縁性接着剤層の粘
度が一度下がり、ゲル化が開始する前に昇圧し、複数枚
の内層基板間の空間を完全に埋め接着する。その後絶縁
性接着剤層、。

の重合反応が進み硬化収縮していくが、重合反応をより
速くより十分に行わせる為に昇温する。

一般に本機構で使用される蒸気は、９Ｋｔｆ／ｄＧ１７
５ｃｃ程度なので、それ以上の温度で加熱を必要とする
材料に対しては、その他の加熱媒体を必要とし、本実施
例では電気ヒータを用いて電気ヒータ設定温度ｔ２まで
昇温する。この間１７２’Ｃから１８０°Ｃまでは蒸気
と電気ヒータとを併用して加熱する。熱電対１０６が１
８００Ｃを検出すると、蒸気人口弁１０およびドレン、
１２ 出口弁１５を閉じる。しかしブロー出目弁１４は、熱盤
内管経路の圧力を開放する為６０秒に１回２秒間だけ全
開にする。

次に電気ヒータ加熱によって一定時間電気ヒータ設定温
度ｔ２゜ｃに保持した後、電気ヒータを−・オフにし、
冷却前にブロー出目弁１４を１０秒。

間全開にし、ブローを行う。次に蒸気人口弁１０を蒸気
冷却温度を設定したポテンショメータ１０９で設定した
値に基づいて開き、一定時間蒸気を流す。なお蒸気冷却
時にブロー絞り弁’　３１ｆ１は全開であり、第１図で
示した絞り弁３３を適。

当に調節することにより、毎分２°Ｃ程度の冷却速度を
得る。また蒸気冷却時、ブロー出口弁１４は６０秒に１
回２秒間だけ全開にし、ドレン出口弁１５はブロー出目
弁１４が開になると同時１−１に２．５秒間だけ閉じ、
蒸気冷却中のそれ以外は全開にする。

次に熱電対１０６が１７２℃を検出すると、それ以後１
００℃に降温するまでは蒸気と冷却水とを併用して冷却
する。まず冷却水人口弁１２゜および冷却水出口弁１１
が６０秒間開いて、冷却し、この間はその他の弁は閉じ
ている。なお冷却水人口弁１２の開度は、パーソナルコ
ンピュータ１０１の指令に基づき冷却水指示調節計１１
０により電空ポジショナ２４を介して制御−１している
。そして次に蒸気人口弁１０およびド。

レン出口弁１５が１０秒間開き、冷却速度を小さくする
ことによって冷却水だけの冷却では得られない降温速度
を得る。この間はその他の弁は閉じている。この動作を
温度１００°Ｃを検出、１するまで繰り返し、１００°
Ｃを検出してからは冷却水だけで冷却を行５゜熱電対１
１６が６０℃を検出すると制御は終了し、積層接着終了
時間まで冷却水人口弁１２および冷却水出目弁１１を全
開にして冷却する。積層接着終了時間、−。

になるとホットプレスの圧力抜きが行われ、熱盤２．６
間が開き、積層接着を終了する。

本実施例によれば、精密な温度制御システムの下に冷却
時に蒸気および冷却水を併用したことにより、室温から
２５０ｃｃ程度までの間で昇温速度および降温速度を毎
分２°Ｃから８°Ｃまで。

の間において任意に設定し、かつ高精度に制御゛できる
。また昇温時および冷却時の熱盤の表面・温度のばらつ
きについて、従来と比較して昇温・時ハ３０°Ｃカラ６
°Ｃｖｃ、冷却時は５０°ｃカラ２０）０Ｃに大幅に低
減することができる。よって木製。

置で積層接着した多層プリント配線板は、そり、ねじれ
等の基板変形、寸法伸縮量および基板内部残留応力が従
来と比較して小さく、安定した。

品質を得ることができる。　　　　　　　　　ｉ。

また高温域での冷却方法として、蒸気冷却を。

適用したことにより、ウォータハンマ等の危険。

かたく安全な作業を行うことができる。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、精密な１゜温度制
御システムの下に冷却時の冷却媒体とし。

て蒸気および冷却水を併用するので、安定した。

高品質の多層プリント配線板を得られるという。

効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は加熱冷却機構を示す配管図、第２図は蒸気の制
御機構を示すブロック図、第３図は冷却水の制御機構を
示すブロック図、第４図１ａｌ・は設定温度パターンの
モデルを示す図、第４図・（ｂ＋は対応する加熱冷却機
構の制御の推移を示−「コタイムチャートである。 １・・・ホットプレス、２．６・・・熱盤、１０・・・
蒸気。 大口弁、１１・・・冷却水出口弁、１２・・・冷却水人
口弁、１６・・・ブロー絞り弁、１４・・・ブロー出口
。 弁、１５・・・ドレン出口弁、２５．２４・・・電空ボ
ＩＩ＋ジショナ、１０１・・・パーソナルコンピュータ
、。 １０２・・・蒸気指示調節計、１０６．１０４・・・ポ
。 テンシ日変換器、１０６．１１３・・・熱電対、　。 １０７．１０８．１０９・・・ボテンシ厘メータ、１１
０・・・冷却水指示調節計、１１１・・・ポテンシ、。 １変換器、１１４・・・ポテンショメータ、１６　・

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ホットプレス内で複数の内層基材を加熱および加圧
   することによって多層プリント配線板を製造する方法に
   おいて、前記ホットプレスを蒸気加熱した後、別の加熱
   源によってさらに昇温加熱し、その後蒸気によって冷却
   し、その後蒸気と冷却水とを併用することによって冷却
   することを特徴とする多層プリント配線板の製造方法。 ２、ホットプレス内で複数の内層基材を加熱および加圧
   することによって多層プリント配線板を製造する装置に
   おいて、前記ホットプレスを蒸気加熱する手段と、さら
   に昇温加熱する別の加熱手段と、前記ホットプレスを冷
   却水によって冷却する手段と、前記ホットプレスの熱盤
   の温度を検出しながら蒸気加熱後に前記別の加熱手段に
   よって加熱し、その後蒸気によって冷却し、その後蒸気
   と冷却水とを併用することによって前記熱盤を冷却する
   よう制御する手段とを有することを特徴とする多層プリ
   ント配線板の製造装置。