特許 7605881 積層成形システム及び積層成形方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-12-16

(45)【発行日】2024-12-24

(54)【発明の名称】積層成形システム及び積層成形方法

(51)【国際特許分類】

   B29C 43/20 20060101AFI20241217BHJP

   B32B 37/14 20060101ALI20241217BHJP

   B29C 43/56 20060101ALI20241217BHJP

【ＦＩ】

B29C43/20

B32B37/14 Z

B29C43/56

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2023042912

(22)【出願日】2023-03-17

(65)【公開番号】P2024132220

(43)【公開日】2024-09-30

【審査請求日】2023-09-13

(73)【特許権者】

【識別番号】000004215

【氏名又は名称】株式会社日本製鋼所

(74)【代理人】

【識別番号】100103894

【弁理士】

【氏名又は名称】家入 健

(72)【発明者】

【氏名】山本 隆幸

(72)【発明者】

【氏名】植田 直樹

【審査官】田村 佳孝

(56)【参考文献】

【文献】特開２００８－１７４３２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－００６４９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－０３６４６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－０３３７２７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２９Ｃ ４３／２０

Ｂ３２Ｂ ３７／１４

Ｂ２９Ｃ ４３／５６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被積層体を搬送するキャリアフィルムを巻き出す巻出し装置と、
前記被積層体を加圧部で加圧する積層成形工程を実施する積層成形装置と、
前記キャリアフィルムを巻き取ることで前記積層成形工程後の前記被積層体を前記積層成形装置から搬出する巻取り装置と、
前記積層成形装置と前記巻出し装置との間と前記積層成形装置と前記巻取り装置との間との少なくとも一方に配置され、前記キャリアフィルムの下面を支持する張力補助装置と、
前記被積層体が前記加圧部による加圧位置に停止した状態で前記張力補助装置に前記キャリアフィルムの張力を高める指示を与える動作制御装置と、有し、
前記張力補助装置は、前記動作制御装置からの指示に従い、前記キャリアフィルムに加わる張力を高める積層成形システム。

【請求項2】

前記張力補助装置は、前記加圧部と前記張力補助装置との間に構造物を介さない位置に配置される請求項１に記載の積層成形システム。

【請求項3】

前記加圧部は、
内部の空間を外部より減圧した減圧状態に維持できるチャンバと、
前記チャンバ内に設けられ、前記被積層体に圧力を加える加圧機構と、
を有する請求項１に記載の積層成形システム。

【請求項4】

前記張力補助装置が前記キャリアフィルムを支持する支点を生じさせる部材の少なくとも一部は、前記積層成形装置において前記加圧部の外周側に設けられるタイバのうち前記キャリアフィルムの搬送方向と直交する方向に対向して配置される２つのタイバの外周を投影した投影領域に重なる位置に設定される請求項１に記載の積層成形システム。

【請求項5】

被積層体を搬送するキャリアフィルムを巻き出す巻出し装置と、
前記被積層体を加圧部で加圧する積層成形工程を実施する積層成形装置と、
前記キャリアフィルムを巻き取ることで前記積層成形工程後の前記被積層体を前記積層成形装置から搬出する巻取り装置と、
前記積層成形装置と前記巻出し装置との間と前記積層成形装置と前記巻取り装置との間との少なくとも一方に配置され、前記キャリアフィルムの下面を支持する張力補助装置と、を有し、
前記張力補助装置は、
前記巻出し装置側に配置される第１のローラと、
前記巻取り装置側に配置される第２のローラと、
前記第１のローラから前記第２のローラに送られる前記キャリアフィルムを前記被積層体の搬送高さよりも下側に迂回させる第３のローラと、を有する積層成形システム。

【請求項6】

前記第３のローラは、前記キャリアフィルムを前記被積層体の搬送方向とは逆の方向に引っ張る側の回転方向に回転することで前記キャリアフィルムの張力を高める請求項５に記載の積層成形システム。

【請求項7】

前記第３のローラは、前記被積層体を前記積層成形装置内に搬入する搬入動作時の搬送位置よりもさらに下側に前記キャリアフィルムを引っ張ることで前記キャリアフィルムの張力を高める請求項５に記載の積層成形システム。

【請求項8】

前記積層成形装置と前記巻取り装置との間に、前記積層成形装置から搬出された前記被積層体にさらに加圧力を加える少なくとも１つのプレス装置が配置され、
前記張力補助装置が前記積層成形装置及び前記プレス装置の少なくともいずれかに配置される請求項１又は５に記載の積層成形システム。

【請求項9】

被積層体を搬送するキャリアフィルムを巻き出す巻出し装置と、
前記被積層体の少なくとも片面と積層フィルムとを積層するように、前記被積層体を加圧部で加圧する積層成形工程を実施する積層成形装置と、
前記キャリアフィルムを巻き取ることで前記積層成形工程後の前記被積層体を前記積層成形装置から搬出する巻取り装置と、
前記積層成形装置と前記巻出し装置との間と前記積層成形装置と前記巻取り装置との間との少なくとも一方に配置され、前記キャリアフィルムの下面を支持する張力補助装置と、
前記被積層体が前記加圧部による加圧位置に停止した状態で前記張力補助装置に前記キャリアフィルムの張力を高める指示を与える動作制御装置と、
を有する積層成形システムにおける被積層体の積層成形方法であって、
前記加圧部に設定される停止位置に前記被積層体が停止した状態で、前記張力補助装置からの指示に基づき前記張力補助装置により前記キャリアフィルムの張力を高めた上で、前記被積層体を加圧する積層成形方法。

【請求項10】

前記被積層体の搬送方向にかかる張力が前記搬送方向の前後で実質的に同じになるように前記キャリアフィルムの張力を高める、前記被積層体を搬送する請求項９に記載の積層成形方法。

【請求項11】

被積層体を搬送するキャリアフィルムを巻き出す巻出し装置と、
前記被積層体の少なくとも片面と積層フィルムとを積層するように、前記被積層体を加圧部で加圧する積層成形工程を実施する積層成形装置と、
前記キャリアフィルムを巻き取ることで前記積層成形工程後の前記被積層体を前記積層成形装置から搬出する巻取り装置と、
前記積層成形装置と前記巻出し装置との間と前記積層成形装置と前記巻取り装置との間との少なくとも一方に配置され、前記キャリアフィルムの下面を支持する張力補助装置と、
を有する積層成形システムにおける被積層体の積層成形方法であって、
前記加圧部に設定される停止位置に前記被積層体が停止した状態で、前記キャリアフィルムの張力を高めた上で、前記被積層体を加圧し、
前記張力補助装置は、
前記巻出し装置側に配置される第１のローラと、
前記巻取り装置側に配置される第２のローラと、
前記第１のローラから前記第２のローラに送られる前記キャリアフィルムを前記被積層体の搬送高さよりも下側に迂回させる第３のローラと、を有する積層成形方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば、表面に凹凸を有する基板材料に当該凹凸を埋めるフィルム材を積層する積層成形システム、張力補助システム及び積層成形方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、半導体基板或いは電子回路基板では、配線を形成する配線層の多層化が進んでいる。このような多層配線基板では、層間に形成する層間絶縁膜をプレス加工で貼り付けて形成する方法がとられることがある。そこで、このような電子回路が形成される基板材料に層間絶縁膜となるフィルム材を積層する積層成形システムが提案されている。このような積層成形システムの一例が特許文献１に開示されている。

【0003】

特許文献１に記載の積層成形システムは、積層装置を用いて積層成形体を積層成形する積層成形システムにおいて、少なくとも２ 台準備された積層装置のうち、少なくとも１台の積層装置を供給装置と回収装置との間に入替可能に配置して一連の成形ラインを構成する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０２２－１５５８９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に記載の積層装置では、上下に配置されたキャリアフィルムに挟んで被積層体を積層装置に搬入及び搬出を行うが、被積層体を搬送する際にキャリアフィルムがたわみ、当該たわみに起因して積層装置内で被積層体に位置ずれが生じる虞があった。

【0006】

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、キャリアフィルムのたわみに起因する被積層体の位置ずれを抑制して高精度な積層成形を行うことを目的とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

一実施の形態にかかる積層成形システムは、被積層体を搬送するキャリアフィルムを巻き出す巻出し装置と、前記被積層体を加圧部で加圧する積層成形工程を実施する積層成形装置と、前記キャリアフィルムを巻き取ることで前記積層成形工程後の前記被積層体を前記積層成形装置から搬出する巻取り装置と、前記積層成形装置と前記巻出し装置との間と前記積層成形装置と前記巻取り装置との間との少なくとも一方に配置され、前記キャリアフィルムの下面を支持する張力補助装置と、を有し、前記張力補助装置は、前記加圧部と前記張力補助装置との間に構造物を介さない位置に配置される。

【0008】

一実施の形態にかかる張力補助システムは、被積層体を搬送し、前記被積層体の少なくとも片面と積層フィルムとを積層するように、前記被積層体を加圧部で加圧する積層成形工程を実施する積層成形装置に組み合わせられる張力補助システムであって、前記加圧部に設定される停止位置に前記被積層体が停止した状態で、前記被積層体を載置した前記キャリアフィルムにおいて前記被積層体の搬送方向にかかる張力が前記搬送方向の前後で実質的に同じになるように前記キャリアフィルムの下側を支持する張力補助装置を有する。

【0009】

一実施の形態にかかる積層成形システムの被積層体の積層成形方法は、被積層体を搬送するキャリアフィルムを巻き出す巻出し装置と、前記被積層体の少なくとも片面と積層フィルムとを積層するように、前記被積層体を加圧部で加圧する積層成形工程を実施する積層成形装置と、前記キャリアフィルムを巻き取ることで前記積層成形工程後の前記被積層体を前記積層成形装置から搬出する巻取り装置と、を有する積層成形システムにおける被積層体の積層成形方法であって、前記加圧部に設定される停止位置に前記被積層体が停止した状態で、前記キャリアフィルムの下側を支持しながら、前記被積層体を加圧する。

【0010】

一実施の形態にかかる積層成形システム、張力補助システム及び積層成形方法では、加圧部近傍に設けた張力補助装置で、被積層体が停止位置まで搬送された後に下側キャリアフィルムの張力を増すことで下側キャリアフィルムのたわみ量を抑制する。

【発明の効果】

【0011】

一実施の形態にかかる積層成形システム、張力補助システム及び積層成形方法によれば、キャリアフィルムのたわみに起因する位置ずれを抑制して高精度な積層成形を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】実施の形態１にかかる積層成形システムの概要を説明する構成図である。

【図2】実施の形態１にかかる張力補助装置の第１の構成及び第１の動作例を説明する図である。

【図3】実施の形態１にかかる張力補助装置の第２の構成及び第２の動作例を説明する図である。

【図4】実施の形態１にかかる張力補助装置の第３の構成及び第３の動作例を説明する図である。

【図5】実施の形態１にかかる張力補助装置の第４の構成及び第４の動作例を説明する図である。

【図6】実施の形態１にかかる積層成形システムの動作を説明するフローチャートである。

【図7】実施の形態１にかかる積層成形システムの具体的な構成図である。

【図8】下側キャリアフィルムのたわみを説明する図である。

【図9】下側キャリアフィルムの支点の設定位置を説明する図である。

【図10】実施の形態２にかかる積層成形システムの概要を説明する構成図である。

【図11】実施の形態３にかかる積層成形システムの具体的な構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略、及び簡略化がなされている。また、各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。

【0014】

実施の形態１
実施の形態１にかかる積層成形システム１は、被積層体を１対のキャリアフィルムで挟んだ状態で搬送し、被積層体の少なくとも片面と積層フィルムとを積層するように、被積層体を加圧部で加圧する積層成形工程を実施する積層成形装置を有する。実施の形態１にかかる積層成形システム１は、積層フィルムを被積層体に載せた状態で、キャリアフィルムで挟んで搬送する。また、積層成形システム１では、キャリアフィルムの供給を行う巻出し装置とキャリアフィルムの回収を行う巻取り装置と、を積層成形装置と組み合わせて１つのシステムとする。そして、実施の形態１にかかる積層成形システム１では、積層成形装置内の加圧部に設定された停止位置に被積層体を搬送した時に、１対のキャリアフィルムのうち下側キャリアフィルムの張力を高くすることでキャリアフィルムのたわみを防止する。そこで、以下では、キャリアフィルムの張力調整機構を有する積層成形システム１について詳細に説明する。

【0015】

図１に実施の形態１にかかる積層成形システムの概要を説明する構成図を示す。図１に示す構成図は、積層成形システム１において下側キャリアフィルムの張力を一時的に増す張力補助装置１１の構成を主に説明するものであり、積層成形システム１の具体的な構成については簡略化したものである。なお、以下の説明では被積層体に積層する積層フィルムに関しては図示を省略する。

【0016】

図１に示すように、積層成形システム１は、積層成形装置１０に対して張力補助装置１１及びクリップ装置１２が組み合わされる。また、積層成形システム１では、被積層体ＷＫ１に積層フィルムを仮付けしたものを１対のキャリアフィルムで挟み込んだ状態で積層成形装置１０に搬入及び搬出するためにキャリアフィルムを供給する巻出し装置及び巻取り装置が組み合わされる。図１では、巻出し装置のうち、下供給ロール２１、従動ローラ２２、上供給ロール２３、従動ローラ２４、載置ステージ２５を示した。また、巻取り装置のうち、下回収ロール３１、従動ローラ３２、上回収ロール３３、従動ローラ３４、回収ステージ３５を示した。なお、実施の形態１にかかる積層成形システム１では、載置ステージ２５で被積層隊ＷＫ１と積層フィルムとを重ね合わせる。以下の説明では、積層フィルムに関しては説明を省略するが、実施の形態１にかかる積層成形システム１は、被積層体ＷＫ１に積層フィルムを積層するために用いられるものであることに変わりはない。

【0017】

また、図１では、積層成形装置１０の構成として、上型１０１、上側加圧盤１０２、下型１０３、下側加圧盤１０４、ラム１０５、加圧力発生装置１０６を示した。積層成形装置１０は、上型１０１及び下型１０３をとじ合わせることで内部の空間を外部より減圧した減圧状態に維持できるチャンバを形成する。また、上型１０１の下型１０３に対向する面には、上側加圧盤１０２が設けられ、下側加圧盤１０４の上型１０１に対向する面には、下側加圧盤１０４が配置される。下型１０３は、下型１０３の下側に設けられる油圧ユニット等の加圧力発生装置１０６がラム１０５を押し上げることで上側加圧盤１０２側に接近する構成となっている。つまり、上側加圧盤１０２及び下型１０３は、前記チャンバ内に設けられ、被積層体ＷＫ２に圧力を加える加圧ステージとなる。そして、積層成形装置１０は、チャンバ内を真空にしながら被積層体ＷＫ２を上側加圧盤１０２と下側加圧盤１０４で加圧する真空積層成形を行う真空積層成形装置である。つまり、積層成形装置１０では、上側加圧盤１０２、下側加圧盤１０４により構成し、当該加圧部にて被積層体ＷＫ２を加圧する。また、積層成形装置１０では、真空積層成形を行う為に上型１０１と上側加圧盤１０２、及び、下型１０３及び下側加圧盤１０４も加圧部として考えることができる。なお、上側加圧盤１０２及び下側加圧盤１０４は、それぞれ可撓性シートとしてもよい。また、真空積層成形を行わない場合、チャンバを構成するための構造は不要となる。また、加圧力発生装置１０６はサーボモータ、ラム１０５はボールねじとしてもよい。

【0018】

実施の形態１にかかる積層成形システム１では、載置ステージ２５において下側キャリアフィルムＣＦＬ上に被積層体ＷＫ１を載置する。その後、被積層体ＷＫ１に上側キャリアフィルムＣＦＵを重ねることで、下側キャリアフィルムＣＦＬと上側キャリアフィルムＣＦＵとで被積層体ＷＫ１を挟み込んだ状態で被積層体ＷＫ１を積層成形装置１０内に搬送する。また、図１では、積層成形装置１０内の停止位置に搬送された被積層体を被積層体ＷＫ２として示した。そして、積層成形システム１では、下側キャリアフィルムＣＦＬと上側キャリアフィルムＣＦＵを移動させることで、積層成形装置１０で被積層体ＷＫ２に積層フィルムを積層した積層体ＷＫ３を回収ステージ３５に搬出する。なお、被積層体ＷＫ２に積層するフィルムは、上側キャリアフィルムＣＦＵに限らず、下側キャリアフィルムＣＦＬと上側キャリアフィルムＣＦＵの少なくとも一方であればよい。

【0019】

また、実施の形態１では、被積層体を搬送する際には、下供給ロール２１から巻出した下側キャリアフィルムＣＦＬを従動ローラ２２及び従動ローラ３２で補助しながら下回収ロール３１で巻取るとともに、上供給ロール２３から巻出した上側キャリアフィルムＣＦＵを従動ローラ２４及び従動ローラ３４で補助しながら上回収ロール３３で巻取る。

【0020】

そして、積層成形装置１０では、張力補助装置１１及びクリップ装置１２を用いて下側キャリアフィルムＣＦＬの張力を一時的に増す制御を行う。ここで、図１では、積層成形システム１の全体を制御する動作制御部ＣＵを示した。動作制御部ＣＵは、キャリアフィルムの移動と、積層成形装置１０における加圧タイミングと加圧力、張力補助装置１１とクリップ装置１２の動作を制御する。具体的な制御方法は後述する。

【0021】

図１に示す例では、張力補助装置１１は、積層成形装置１０と巻出し装置との間に設けられる。より具体的には、張力補助装置１１は、積層成形装置１０の加圧部と張力補助装置１１との間に構造物を介さない位置に配置される。また、クリップ装置１２は、巻取り装置と積層成形装置１０との間に設けられる。より具体的には、クリップ装置１２は、積層成形装置１０の加圧部とクリップ装置１２との間に構造物を介さない位置に配置される。ここで、図１に示す例では、積層成形装置１０の加圧部は、上型１０１及び上側加圧盤１０２と下型１０３及び下側加圧盤１０４とにより構成される加圧機構を有するチャンバである。また、クリップ装置１２は、積層成形装置１０の加圧部を挟んで張力補助装置１１の反対側に配置される。なお、クリップ装置１２に代えて張力補助装置１１と対になる張力補助装置を設けてもよく、クリップ装置１２に代えて下回収ロール３１の回転を止めることによる下側キャリアフィルムの固定を行ってもよい。

【0022】

そして、積層成形システム１では、被積層体ＷＫ２が加圧部に設定された停止位置に到達したことに応じて動作制御部ＣＵがクリップ装置１２により下側キャリアフィルムＣＦＬ及び上側キャリアフィルムＣＦＵを挟み込むように指示をする。その後、積層成形システム１では、動作制御部ＣＵが張力補助装置１１に下側キャリアフィルムの張力を増すように指示する。これにより、積層成形システム１では、被積層体ＷＫ２に加圧する前に下側キャリアフィルムＣＦＬの張力を増して下側キャリアフィルムＣＦＬのたわみを抑制する。

【0023】

ここで、張力補助装置１１についてより詳細に構成及び動作を説明する。なお、張力補助装置１１は、動作制御部ＣＵとともに積層成形システム１の張力補助システムとして積層成形システム１とは別に供給されるものであってもよい。また、張力補助装置１１については、複数の形態が考えられるが以下の説明では２つの構成例ついて説明する。

【0024】

図２に実施の形態１にかかる張力補助装置１１の第１の構成及び第１の動作例を説明する図を示す。図２に示すように、第１の例では、張力補助装置１１は、第１のローラ１１１、第２のローラ１１２、第３のローラ１１３を有する。

【0025】

第１のローラ１１１は、巻出し装置側に配置される従動ローラである。第２のローラ１１２は、巻取り装置側に配置される従動ローラである。第３のローラ１１３は、第１のローラ１１１から第２のローラ１１２に送られる下側キャリアフィルムＣＦＬを被積層体ＷＫ１の搬送高さよりも下側に迂回させるローラである。なお、実施の形態１における被積層体ＷＫ１の搬送高さは、第１のローラ１１１の円の最も高い位置と第２のローラ１１２の円の最も高い位置とを結ぶ直線として規定することができる。第１の構成例では、第３のローラ１１３は、被積層体ＷＫ１の搬送時は従動ローラとして動作し、下側キャリアフィルムＣＦＬの張力を増す張力補助動作時は、下側キャリアフィルムＣＦＬを被積層体ＷＫ１の搬送方向とは逆の方向に引っ張る側の回転方向に回転する駆動ローラとして動作する。図２に示す例では、張力補助動作時に反時計回りに駆動力を発生させることで第３のローラ１１３が下側キャリアフィルムＣＦＬを搬送方向とは逆方向に引っ張ることで下側キャリアフィルムＣＦＬの張力を高める様子を示した。なお、第３のローラ１１３の動作は、動作制御部ＣＵにより制御される。

【0026】

続いて、図３に実施の形態１にかかる張力補助装置１１の第２の構成及び第２の動作例を説明する図を示す。図３に示すように、第２の例においても、張力補助装置１１は、第１のローラ１１１、第２のローラ１１２、第３のローラ１１３を有する。

【0027】

図３に示す第２の構成例では、第１のローラ１１１は、積層成形装置１０の巻出し装置側（例えば、前段）に配置される従動ローラである。第２のローラ１１２は、積層成形装置１０の巻取り装置側（例えば、後段）に配置される従動ローラである。第３のローラ１１３は、第１のローラ１１１から第２のローラ１１２に送られる下側キャリアフィルムＣＦＬを被積層体ＷＫ１の搬送高さよりも下側に迂回させるローラである。第２の構成例では、第３のローラ１１３は、被積層体ＷＫ１の搬送時は従動ローラとして動作し、下側キャリアフィルムＣＦＬの張力を増す張力補助動作時は、被積層体ＷＫ１を積層成形装置１０内に搬入する搬入動作時の搬送位置よりもさらに下側に下側キャリアフィルムＣＦＬを引っ張ることで下側キャリアフィルムＣＦＬの張力を高める。なお、第３のローラ１１３の動作は、動作制御部ＣＵにより制御される。

【0028】

続いて、図４に実施の形態１にかかる張力補助装置１１の第３の構成及び第３の動作例を説明する図を示す。図４に示すように、第３の構成例においても、張力補助装置１１は、第１のローラ１１１、第２のローラ１１２、第３のローラ１１３を有する。

【0029】

そして、第３の構成例では、第１のローラ１１１は、積層成形装置１０の巻出し装置側（例えば、前段）に配置される従動ローラである。第２のローラ１１２は、積層成形装置１０の巻取り装置側（例えば、後段）に配置される従動ローラである。第３のローラ１１３は、ローラ旋回中心点を中心とする円弧に沿って移動する従動ローラである。第３の構成例では、第３のローラ１１３は、下側キャリアフィルムＣＦＬの張力を増す張力補助動作時にローラ旋回中心点を中心とした円弧にそって被積層体搬送方向とは逆方向に移動する。このような第３のローラ１１３の移動により、第３の構成例では、下側キャリアフィルムＣＦＬを引っ張ることで下側キャリアフィルムＣＦＬの張力を高める。なお、第３のローラ１１３の動作は、動作制御部ＣＵにより制御される。

【0030】

続いて、図５に実施の形態１にかかる張力補助装置１１の第４の構成及び第４の動作例を説明する図を示す。図５に示すように、第４の構成例においても、張力補助装置１１は、第１のローラ１１１、第２のローラ１１２、第３のローラ１１３を有する。

【0031】

そして、第４の構成例では、第１のローラ１１１は、積層成形装置１０の巻出し装置側（例えば、前段）に配置される従動ローラである。第２のローラ１１２は、積層成形装置１０の巻取り装置側（例えば、後段）に配置される従動ローラである。第３のローラ１１３は、鉛直軸ＶＸと角度θを有する方向に直線的に移動する従動ローラである。ここで、角度θは、下側キャリアフィルムＣＦＬの張力を高めるためには９０°≦θ≦２７０°の範囲であることが好ましい。第４の構成例では、第３のローラ１１３は、下側キャリアフィルムＣＦＬの張力を増す張力補助動作時に鉛直軸ＶＸと角度θを有する方向に直線的に移動する。このような第３のローラ１１３の移動により、第４の構成例では、下側キャリアフィルムＣＦＬを引っ張ることで下側キャリアフィルムＣＦＬの張力を高める。なお、第３のローラ１１３の動作は、動作制御部ＣＵにより制御される。

【0032】

なお、図２及び図３では、３本のローラを用いた張力補助装置１１を説明したが、張力補助装置１１では、下側キャリアフィルムＣＦＬにかかる張力を増強するためのローラは少なくとも１本あれば良い。また、ローラの支持形態は、片側支持でも両端支持でも良く上部から吊して支持してもよく、横梁に通すように支持されてもよい。つまり、ローラの支持形態は特に限定されない。また、図２で示した張力補助装置１１の構成においては、駆動力を発揮するローラは、第１のローラ１１１、第２のローラ１１２の少なくとも１つであっても良い。

【0033】

また、張力補助装置１１を構成する３本のローラの直径は、全て同じ直径でも良く、少なくとも１本が異なっていても良い。３本のローラの直径の一例としては、第１のローラ１１１と第２のローラ１１２が同じ直径であり、第３のローラ１１３が他のローラ以下の直径を有するものである。さらに好ましくは、第１のローラ１１１と第２のローラ１１２との直径を第３のローラ１１３の直径の０．２倍～１．９倍とする。このような構成とすることで省スペース性を高める事ができる。

【0034】

また、張力補助装置１１を構成する３本のローラの素材には、特に制限はなく、金属、樹脂、ゴム等が考えられる。また、張力補助装置１１を構成する３本のローラの少なくとも１つには、表面に滑り止め材を塗布または貼付してあっても良い。さらに、張力補助装置１１を構成する３本のローラには、温調機能を付加されていても良い。温調機能は、ローラを加熱または冷却するものが好ましいが、より好ましくは冷却である。

【0035】

ここで、実施の形態１にかかる積層成形システム１では、下側キャリアフィルムＣＦＬの張力補助動作を行う際に、動作制御部ＣＵが以下のような動作を行う。クリップ装置１２がない場合、動作制御部ＣＵは、被積層体ＷＫ２が加圧部による加圧位置に停止した状態で張力補助装置１１に下側キャリアフィルムＣＦＬの張力を高める指示を与える。また、クリップ装置１２がある場合、動作制御部ＣＵは、被積層体ＷＫ１が加圧部による加圧位置に停止し、かつ、クリップ装置１２により１対のキャリアフィルムが固定された状態で張力補助装置１１に下側キャリアフィルムＣＦＬの張力を高める指示を与える。以下の説明では、クリップ装置１２がある状態の積層成形システム１の動作について説明する。

【0036】

図６に実施の形態１にかかる積層成形システム１の動作を説明するフローチャートを示す。なお、以下で説明する積層成形システム１の動作は、動作制御部ＣＵの指示に基づき行われるものとする。

【0037】

図６に示すように、積層成形システム１は、載置ステージ２５に被積層体ＷＫ１が載置されたことに応じてその後の動作が開始される（ステップＳ１）。ステップＳ１で載置ステージ２５に被積層体ＷＫ１が載置されたことに応じて、動作制御部ＣＵが下供給ロール２１及び上供給ロール２３が１対のキャリアフィルムを巻出すとともに、下回収ロール３１及び上回収ロール３３が１対のキャリアフィルムを巻取ることをそれぞれのロールに指示し、これにより被積層体ＷＫ１が積層成形装置１０に搬入される（ステップＳ２）。そして、キャリアフィルムの巻出し量が規定量に達するまでステップＳ２の搬入動作を継続し、キャリアフィルムの巻出し量が規定量に達したことに応じて、キャリアフィルムの巻出しの停止を下供給ロール２１、上供給ロール２３、下回収ロール３１及び上回収ロール３３に指示することで、被積層体ＷＫ１の搬送動作を停止する（ステップＳ３、Ｓ４）。これにより、被積層体ＷＫ１は、停止位置に置かれた被積層体ＷＫ２となる。

【0038】

その後、動作制御部ＣＵは、クリップ装置１２にキャリアフィルムをクリップすることを指示する（ステップＳ５）。その後、動作制御部ＣＵは、張力補助装置１１に下側キャリアフィルムＣＦＬを巻き戻す張力補助動作を指示する（ステップＳ６）。また、動作制御部ＣＵは、張力補助装置１１による下側キャリアフィルムＣＦＬの巻き戻し量が規定量に達するまでステップＳ６の張力補助動作を継続する（ステップＳ７）。そして、下側キャリアフィルムＣＦＬの巻き戻し量が規定量に達したことで、動作制御部ＣＵは、積層成形装置１０に真空積層成形加工の実施を指示する（ステップＳ８）。

【0039】

ステップＳ８の真空積層形成加工では、上型１０１と下型１０３とを閉じるチャンバ閉鎖と、閉じられたチャンバ内を真空にする真空引きと、被積層体ＷＫ２を加圧する積層成形加工と、チャンバ内の真空を解除する真空解除と、上型１０１と下型１０３とを開くチャンバ開放と、が行われる。その後、動作制御部ＣＵは、Ｓ１で載置ステージ２５に被積層体ＷＫ１が載置されたことに応じて、動作制御部ＣＵが下供給ロール２１及び上供給ロール２３が１対のキャリアフィルムを巻出すとともに、下回収ロール３１及び上回収ロール３３が１対のキャリアフィルムを巻取ることをそれぞれのロールに指示し、これにより被積層体ＷＫ２を積層成形装置１０から搬出する（ステップＳ９）。

【0040】

続いて、張力補助装置１１の詳細な配置について説明する。そこで、図７に実施の形態１にかかる積層成形システムの具体的な構成図を示す。図７に示すように、実施の形態１にかかる積層成形システム１は、積層成形装置１０、巻出し装置２０、巻取り装置３０を有する。積層成形装置１０には、上型１０１、上側加圧盤１０２、下型１０３、下側加圧盤１０４が組み込まれる。また、図７に示す例では、張力補助装置１１及びクリップ装置１２が積層成形装置１０に組み込まれる。巻出し装置２０には、下供給ロール２１、従動ローラ２２、上供給ロール２３、従動ローラ２４、載置ステージ２５が組み込まれる。巻取り装置３０には、下回収ロール３１、従動ローラ３２、上回収ロール３３、従動ローラ３４、回収ステージ３５が組み込まれる。なお、各装置に組み込まれる構成は、実際に組み込まれる構造の一部である。また、図７では、動作制御部ＣＵについては明示していないが、動作制御部ＣＵは、積層成形装置１０内に組み込まれていてもよく、積層成形装置１０、巻出し装置２０、巻取り装置３０とは別の筐体に組み込まれていてもよい。

【0041】

そして、図７に示すように、積層成形システム１では、搬送に用いるキャリアフィルムの長さをできるだけ短くするために、積層成形装置１０、巻出し装置２０、巻取り装置３０を密接して配置する。そのため、張力補助装置１１及びクリップ装置１２は、積層成形装置１０の上型１０１及び下型１０３の間の狭い空間に組み込まれる。このうち、上型１０１は固定型であり、下型１０３は可動型である。そのため、上型１０１と下型１０３の間のスペースを考慮すると、張力補助装置１１は上型１０１にボルト等により締結されることが望ましい。図７では、張力補助装置１１及びクリップ装置１２が組み込まれる部分の拡大図を示した。

【0042】

積層成形装置１０では、下型１０３に付属してシャッタ１０７が設けられ、シャッタ１０７を備えた下型１０３を上昇させることでチャンバを構成する。そして、チャンバが構成された時には、１対のキャリアフィルムが上型１０１とシャッタ１０７とで挟み込まれる状態となる。その後、積層成形装置１０では、下型１０３を上昇させることで被積層体ＷＫ２を加圧する。このような加圧動作が行われるため、張力補助装置１１は、最大上昇後の下型１０３に接触しない高さであって、かつ、キャリアフィルムにより構成される被積層体の搬送位置よりも低い位置に収める必要がある。このような場合、張力補助装置１１を図２で示した第１の構成例とすることで、張力補助装置１１の上下方向の高さを抑えることができる。つまり、張力補助装置１１の第１の構成例では、狭い位置に設置が可能になるメリットがある。一方、張力補助装置１１を第２の構成例とした場合は、第３のローラ１１３を上下動させる空間が必要となるものの、回転方向の駆動力が不要になるため張力補助装置１１の構成を簡易にすることができるメリットがある。

【0043】

また、クリップ装置１２についても下側キャリアフィルムＣＦＬの下側に設置したテーブルに対して上側キャリアフィルムＣＦＵの上側からキャリアフィルムを押え付ける構成のクリップ装置１２とすることで、クリップ装置１２を上型１０１と上型キャリアフィルムＣＦＵとの間の狭い空間に設置することが可能になる。

【0044】

なお、図７では、巻出し装置２０に１対のキャリアフィルムを抑えるテーブル及びクリップ装置２６を設ける例を示したが、テーブル及びクリップ装置２６を設けることで張力補助装置１１による張力補助動作を行う際の第３のローラ１１３の駆動力の低減を実現することができる。

【0045】

上記説明より、実施の形態１にかかる積層成形システム１では、張力補助装置１１を用いる事で下側キャリアフィルムＣＦＬのたわみを抑制することができる。このとき、張力補助装置１１を加圧部との間に他の構造物を介さない位置（例えば、加圧部の直前位置）に配置することで下側キャリアフィルムＣＦＬへの張力の付加を効率的に行う事が可能になる。

【0046】

ここで、キャリアフィルムは、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート樹脂）等の樹脂フィルムである事が多い。このような樹脂フィルムでは、張力により伸びが発生するため、上記したように、加圧部にできるだけ近い位置に張力補助装置１１を設けることで下側キャリアフィルムＣＦＬへの張力の付加を効率的に行う事が可能になる。ここで、張力補助装置１１を構成するローラのうち最も加圧部に近いローラの表面と加圧部の張力補助装置側の端部との距離は、５００ｍｍ以内であることが好ましく、１００ｍｍ以内であればより好ましい。

【0047】

また、加圧部を挟んで張力補助装置１１に対向する位置にクリップ装置１２を設けることで、張力の起点となる点を下回収ロール３１或いは従動ローラ３２よりも加圧部側に近づけることができるため、下側キャリアフィルムＣＦＬへの張力の付加の効率がさらに高まる。

【0048】

そのため、積層成形システム１のように張力補助装置１１によって下側キャリアフィルムＣＦＬのたわみを抑制することで、被積層体ＷＫ２の位置精度が高まり、積層成形の精度を高めることが可能になる。

【0049】

ここで、図８に下側キャリアフィルムＣＦＬのたわみを説明する図を示し、下側キャリアフィルムＣＦＬのたわみについて詳細に説明する。図８では、上図に張力補助装置１１を用いない比較例における下側キャリアフィルムＣＦＬのたわみを説明する図を示し、下図に張力補助装置１１を有する実施の形態１にかかる積層成形システム１における下側キャリアフィルムＣＦＬのたわみを説明する図を示した。また、図８では、実施の形態１にかかる積層成形システム１及び比較例にかかる積層成形システムの両方が巻出し装置２０側に設けたクリップ装置２６を有する例を示した。

【0050】

図８の上図に示すように、比較例にかかる積層成形システムでは、予め設定された停止位置に到達した被積層体ＷＫ２の中心位置ＣＥＮＴとフィルム搬送元側の支点となるテーブルの端部との距離Ｌ１が、中心位置ＣＥＮＴとフィルム搬送先側の支点となるテーブルの端部との距離Ｌ０よりもかなり長くなる。つまり、比較例にかかる積層成形システムでは、Ｌ０＜Ｌ１となる。そのため、比較例にかかる積層成形システムでは、停止位置に到達した被積層体ＷＫ２の中心位置と距離Ｌ０、Ｌ１とのバランスにより被積層体ＷＫ２が大きく傾いてしまい被積層体ＷＫ２の位置ずれが生じる。また、図８では、比較例にかかる積層成形システムにおける最大たわみ量をＤＬ０と示した。

【0051】

一方、図８の下図に示す実施の形態１にかかる積層成形システム１では、張力補助装置１１をチャンバの近くに配置することで、被積層体ＷＫ２の中心位置ＣＥＮＴとフィルム搬送元側の支点となる張力補助装置１１の最もチャンバに近い位置になる第２のローラ１１２の端部との距離Ｌ２が、中心位置ＣＥＮＴとフィルム搬送先側の支点となるテーブルの端部との距離Ｌ０とほぼ同じ距離になる。これにより、被積層体ＷＫ２の中心位置ＣＥＮＴが中心位置ＣＥＮＴとフィルム搬送元側の支点と中心位置ＣＥＮＴとフィルム搬送先側の支点との中心にくるため、被積層体ＷＫ２の傾きが抑制される。そして、被積層体ＷＫ２を載せた下側キャリアフィルムＣＦＬの最大たわみ量もＤＬ０よりも小さいＤＬ１となる。

【0052】

このように、張力補助装置１１をチャンバ近傍に配置することで被積層体ＷＫ２の傾きを抑制して、下側キャリアフィルムＣＦＬのたわみを効果的に抑制することが可能になる。また、図８の下図に示すように、張力補助装置１１は、第２のローラ１１２が１本しかなく、かつ、なんらの駆動力も有さない場合であっても、被積層体ＷＫ２の傾きを抑制することができる。そして、図２及び図３のように駆動力を有する第３のローラ１１３を張力補助装置１１が有することでたわみ抑制効果をさらに高めることができる。

【0053】

また、上記したような距離Ｌ２と距離Ｌ０との差を小さくするための張力補助装置１１の配置は、巻取り装置３０から巻出し装置２０の方向に向かって見た時に、シャッタ１０７の端部から上型１０１の端部の間に配置されることが好ましい。すなわち、張力補助装置１１はシャッタ１０７の端部から１００ｍｍ以内に配置されるのが好ましく、５０ｍｍ以内に配置されるのがより好ましい。ここでは、張力補助装置１１の配置のより好ましい配置を図９に示す。図９は、張力補助装置１１とクリップ装置１２の配置例を説明する図である。

【0054】

図９に示すように、積層成形装置１０は、には、上型１０１および下型１０３を貫通するタイバ１０８が設けられる。このタイバ１０８は、例えば、チャンバの四隅に配置される。そこで、キャリアフィルム搬送方向と直交する方向に対向して配置されるタイバ１０８の外周を結ぶ領域Ａ（タイバ１０８の投影領域）に、張力補助装置１１の第２のローラ１１２の少なくとも一部が重なるように第２のローラ１１２を配置する。つまり、張力補助装置１１が下側キャリアフィルムＣＦＬを支持する支点は、積層成形装置１０において加圧部の外周側に設けられるタイバ１０８のうち下側キャリアフィルムＣＦＬの搬送方向と直交する方向に対向して配置される２つのタイバ１０８の外周を結ぶ領域Ａ（タイバ１０８の投影領域）に重なる位置に設定される。また、領域Ａに対して線対称に対向する領域Ｂについても、張力補助装置１１の第１のローラ１１１の少なくとも一部が領域Ｂに重なるように、第１のローラ１１１をさらに配置してもよい。つまり、２以上の張力補助装置１１によって下側キャリアフィルムＣＦＬを支持する支点は、積層成形装置１０の加圧部を境に線対称に位置する領域Ａと領域Ｂのそれぞれに重なる位置に設定されてもよい。張力補助装置１１をこのように配置することで、距離Ｌ２と距離Ｌ０との差がより小さくなり、下側キャリアフィルムＣＦＬのたわみ量をより抑制することができる。

【0055】

実施の形態２
実施の形態２では、実施の形態１にかかる積層成形システム１の変形例となる積層成形システム２について説明する。なお、実施の形態２の説明では、実施の形態１と同一の構成要素については実施の形態１と同じ符号を付して説明を省略する。

【0056】

図１０に実施の形態２にかかる積層成形システム２の概要を説明する構成図を示す。図１０に示すように、実施の形態２にかかる積層成形システム２は、張力補助装置１１とクリップ装置１２の配置を実施の形態１にかかる積層成形システム１とは逆にしたものである。

【0057】

このように、張力補助装置１１とクリップ装置１２とを逆にしても、実施の形態１にかかる積層成形システム１と同様に下側キャリアフィルムＣＦＬに張力を付加することが可能である。

【0058】

つまり、本明細書で説明した積層成形システムでは、張力補助装置１１は、積層成形装置１０の加圧部の巻出し装置２０側と巻取り装置３０側との少なくとも一方に配置されていればよい。また、実施の形態２にかかる積層成形システム２においても、張力補助装置１１は、積層成形装置１０の加圧部の端部から好ましくは５００ｍｍ以内に、さらに好ましくは１００ｍｍ以内に配置することで下側キャリアフィルムＣＦＬのたわみ量を抑制することができる。

【0059】

実施の形態３
実施の形態３では、実施の形態１にかかる積層成形システム１の変形例となる積層成形システム３について説明する。なお、実施の形態３の説明では、実施の形態１と同一の構成要素については実施の形態１と同じ符号を付して説明を省略する。

【0060】

図１１に実施の形態３にかかる積層成形システムの構成図を示す。図１１に示すように、積層成形システム３は、積層成形装置１０と巻取り装置３０との間に少なくとも１つのプレス装置が配置される。プレス装置は、積層成形装置１０から搬出された被積層体にさらに加圧力を加える。図１１に示す例では、積層成形装置１０と巻取り装置３０との間にプレス装置４０、プレス装置５０を設けた例を示した。

【0061】

プレス装置４０は、上型４０１に設けられた上側加圧盤４０２と、下型４０３に設けられた下側加圧盤４０４とにより被積層体に加圧する。プレス装置５０は、上型５０１に設けられた上側加圧盤５０２と、下型５０３に設けられた下側加圧盤５０４とにより被積層体に加圧する。このように積層成形装置１０の後段にプレス装置を１以上設けることで、積層成形面の平坦度を段階的に向上させることができる。

【0062】

一方、積層成形装置１０と巻取り装置３０との間にプレス装置４０、５０を設けると巻出し装置２０から巻取り装置３０までの距離がさらに遠くなり、下側キャリアフィルムＣＦＬのたわみ量が大きくなる。しかしながら、積層成形装置１０、プレス装置４０、５０に張力補助装置１１を設けることで、下側キャリアフィルムＣＦＬのたわみ量を抑制することができる。なお、このとき、駆動力を発生する張力補助装置１１を設けることで下側キャリアフィルムＣＦＬのたわみ量をより抑制することができる。

【0063】

また、図１１に示すように、プレス装置４０、プレス装置５０のそれぞれに対してクリップ装置４２、５２を設けることでプレス装置におけるたわみ量の増加を抑えることができる。

【0064】

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

【符号の説明】

【0065】

１～３ 積層成形システム
１０ 積層成形装置
１０１、４０１、５０１ 上型
１０２、４０２、５０２ 上側加圧盤
１０３、４０３、５０３ 下型
１０４、４０４、５０４ 下側加圧盤
１０５ ラム
１０６ 加圧力発生装置
１０７ シャッタ
１０８ タイバ
１１ 張力補助装置
１１１ 第１のローラ
１１２ 第２のローラ
１１３ 第３のローラ
１２、２６、４２、５２ クリップ装置
２０ 巻出し装置
２１ 下供給ロール
２２、２４、３２、３４ 従動ローラ
２３ 上供給ロール
２５ 載置ステージ
２６ クリップ装置
３０ 巻取り装置
３１ 下回収ロール
３３ 上回収ロール
３５ 回収ステージ
４０、５０ プレス装置
ＷＫ１、ＷＫ２ 被積層体
ＷＫ３ 積層体
ＣＦＵ 上側キャリアフィルム
ＣＦＬ 下側キャリアフィルム
ＣＵ 動作制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】