CN102197159A - 卷绕式真空处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种卷绕式真空处理装置，其可防止因发热而损坏或绝缘失效的情况出现，因此有利于延长使用寿命。RF电极(6)设置在真空室(15)内。因此，与例如电容耦合器等转动传递单元设置在标准大气压环境中的情况相比，只要真空室(15)内保持着规定的真空度，就能够防止辊子电极(18)和RF电极(6)之间产生绝缘失效的情况。另外，还不存在现有技术中的旋转连接器等转动传递单元因发热而损坏的问题。还有，由于RF电极(6)以隔开辊子电极(18)一定间隔的方式设置，即与辊子电极(18)在非接触状态下接通交流电，所以它们不会因相互接触而磨损，因此这有助于延长电极的使用寿命。

Description

卷绕式真空处理装置
技术领域
本发明涉及一种卷绕式真空处理装置，其可以在真空环境中连续送出质地柔软的被处理对象物并使送出的被处理对象物贴紧筒式辊，再对筒式辊上的被处理对象物进行规定的处理，之后卷收经过处理的被处理对象物。
背景技术
在现有技术中，人们公知如下一种薄膜形成装置：一边利用辊子连续送出和卷收磁记录介质，一边在该磁记录介质的基体上形成薄膜。在上述薄膜形成装置中，一边使磁记录介质贴紧正在转动的筒式辊而进行传送，一边在滚筒和面向滚筒设置的第一阳极之间利用反应气体产生等离子。由此可在磁记录介质上形成保护膜(例如参照专利文献1)。
另外，还有如下一种等离子处理装置：一边连续送出和卷收PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)或PI(聚酰亚胺)等塑料薄膜，一边对其进行等离子处理(例如RIE(Reactive Ion Etching，反应离子蚀刻)处理)。在上述等离子处理装置中，一边使塑料薄膜贴紧正在转动的筒式辊而进行传送，一边在滚筒和面向滚筒设置的阳极之间利用处理气体产生等离子。由此可以对薄膜进行蚀刻处理，对该薄膜进行表面改性处理。
但是在使用上述等离子的薄膜形成装置或处理装置中，其滚筒上接通有高频电源，当滚筒以规定速度转动时，由所述高频电源向其提供高频电。该转动的滚筒和处于静止状态的高频电源之间经未图示的旋转用动力导入单元连接，该旋转用动力导入单元例如可以是使用了水银(又称汞)的旋转连接器、由多个相互面对的平板构成的电容耦合器、集流环等。
【专利文献1】日本发明专利公报第3429369号
旋转连接器在封装有水银的盒体两端分别具有转动电极和固定电极，其中，转动电极与滚筒连接，固定电极与高频电源连接。向上述旋转连接器接通13.56MHz等的高频电时，由于有因发热而损坏旋转连接器的危险，所以旋转连接器不适于连接滚筒和高频电源。
在由多个相互面对的平板构成的电容耦合器中，一部分平板可以转动，而另一部分平板是固定的且分别与这些可转动的平板相面对，其中，可以转动的多个平板与滚筒一例连接，而分别面向这些可转动的平板的其他多个固定平板与高频电源一侧连接。采用上述电容耦合器，这些平板置于标准大气压环境中时，在较大电压的作用下，有可能会出现绝缘失效的问题。
当集流环被用作高频电源的连接部时，有可能会因发热而损坏。另外，由于集流环的电极为接触式电极，所以该电极会因相互接触而磨损，因而有损于集流环的使用寿命。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种卷绕式真空处理装置，其可防止因发热而损坏或绝缘失效的情况出现，因此有利于延长使用寿命。
为实现上述目的，本发明的一个实施方式所述的卷绕式真空处理装置具有真空室、第一电极、供气单元、第三电极。
所述真空室的内部状态可保持为真空状态。
所述第一电极为辊子电极，其以能在所述真空室内转动的方式设置，并且通过其转动并保持与质地柔软的被处理对象物接触，从而可以传送所述被处理对象物。
所述供气单元具有在所述真空室内面向所述第一电极设置的第二电极，可向所述被处理对象物以及所述第二电极之间供应处理气体，该被处理对象物与所述第一电极接触。
所述第三电极在所述真空室内面向所述第一电极设置，由所述交流电源向该第三电极与所述第一电极之间施加交流电压。
附图说明
图1是表示作为本发明一个实施方式所述的卷绕式真空处理装置的等离子处理装置的大致结构图。
图2是表示上述等离子处理装置的大致结构的侧视图。
图3是表示其他实施方式所述的电极单元的剖面图。
具体实施方式
本发明的一个实施方式所述的卷绕式真空处理装置具有真空室、第一电极、供气单元、第三电极。
所述真空室的内部状态可保持为真空状态。
所述第一电极为辊子电极，其以能在所述真空室内转动的方式设置，并且通过其转动并保持与质地柔软的被处理对象物接触，从而可以传送所述被处理对象物。
所述供气单元具有在所述真空室内面向所述第一电极设置的第二电极，可向所述被处理对象物以及所述第二电极之间供应处理气体，该被处理对象物与所述第一电极接触。
所述第三电极在所述真空室内面向所述第一电极设置，由所述交流电源向该第三电极与所述第一电极之间施加交流电压。
由于第三电极设置在真空室内，所以当真空室内保持着规定的真空度时，可防止第一电极和第三电极之间产生绝缘失效的问题。另外，由于第三电极以隔开第一电极规定间隔的方式设置，即与第一电极在非接触状态下被施加交流电压，所以它们不会因相互接触而磨损，因此这有助于延长电机的使用寿命。
上述第一电极也能以沿着该第一电极的转动轴方向延伸的方式设置。
当第三电极在转动轴方向上的长度越接近第一电极在该方向上的长度时，越能在第一电极和第三电极之间产生均匀的电荷。例如在现有技术中，筒式辊的转动轴部件一端经转动传递单元连接有交流电源时，该筒式辊在转动轴方向上的长度越长，向筒式辊的转动轴方向的另一端提供电荷时所受的电阻越大。但采用本实施方式所述的卷绕式真空处理装置时，由于能够解决上述电阻问题，所以能在第一电极和第二电极之间利用化学反应气体均匀地产生等离子。
上述第一电极具有外周面，上述第三电极也可具有面对该外周面的表面，该表面既与所述外周面保持一定间隔又沿着该外周面设置。
因此可使第一电极和第三电极之间的距离可靠地保持一定数值。这样能在第一电极和第二电极之间利用化学反应气体均匀地产生等离子。
卷绕式真空处理装置也可以具有温度调节机构，由其对上述第一电极进行冷却或加热处理。
因此，可以对与第一电极接触的被处理对象物边进行冷却或加热处理边进行传送。
卷绕式真空处理装置也可以具有对上述第三电极进行冷却处理的冷却机构。
因此可防止第三电极因发热而出现问题，例如可以防止第三电极出现损坏的问题。另外由于第三电极被固定下来，所以与现有技术中在转动传递单元上设置冷却机构的情况相比，易于在第三电极上设置水冷机构。
下面参照附图说明本发明的实施方式。
图1是表示作为本发明一个实施方式所述的卷绕式真空处理装置的等离子处理装置的大致结构图。图2是表示上述等离子处理装置100的大致结构的侧视图。
该等离子处理装置100例如以带状薄膜5为被处理对象物。作为薄膜5的构成材料例如可使用树脂薄膜，较为典型的，可以选择聚酰亚胺、聚酰胺、芳族聚酰胺等耐热温度在200℃以上的材料。但薄膜5并不局限于树脂薄膜，例如也可以是磁记录介质中所用的磁膜或其他薄膜。
等离子处理装置100具有真空室15、传送机构10、供气单元20、电极单元9和RF电源(射频电源)3。
真空室15具有分隔壁16，分隔壁16具有连接有未图示的排气管的连接部17。连接部17经上述排气管与未图示的真空泵连接，并且通过该真空泵进行排气，以使真空室15内部维持规定的真空度。该真空度可在适于进行等离子处理的公知范围内适当设定。该真空室15的内部空间被隔板28分隔成两个区域(腔室)，其中之一区域内设置有电极单元9、另一区域内设置有包括后述的与电极单元9对置设置的对置电极23的等离子产生单元。
隔板28具有两个圆弧部28a，该圆弧部28a均面对筒式辊13的侧面。当设置这些圆弧部28a时，可减小上述两个区域之间的气体的传导性。当减小两个区域之间的气体的传导性时，能够容易地分别调整各区域内的气压。设置有包括对置电极23的等离子产生单元的区域内的气压被调整为适于进行等离子处理的气压，设置有电极单元9的区域内的气压为不会在该电极单元9和筒式辊13之间产生异常放电等时的气压。优选设置有电极单元9的区域也连接有排气机构，由此可进行单独排气。
传送机构10设置在真空室15内并且用来传送薄膜5，进行传送时可以对该薄膜5进行表面处理。较为典型的结构是传送机构10具有：送出辊11，由其送出薄膜5；筒式辊13，被送出的薄膜5接触并贴紧该筒式辊13并被其冷却处理；卷收辊12，由其卷收由筒式辊13送出的薄膜5。在送出辊11和筒式辊13之间、以及卷收辊12和筒式辊13之间分别设置有导向辊14。薄膜5与筒式辊13的外周面18a接触并与之保持有一规定的卷绕角度。
如图2所示，筒式辊13呈筒状，其转动轴部件2支承在如支承部件8a和支承板8b上并能与之产生相对转动。筒式辊13具有：绝缘体19，其设置在两端并呈圆板形；辊子电极18，其作为导电部件并被夹在上述两个绝缘体19之间。在筒式辊13内设置有未图示的冷却机构，其主要用来冷却筒式辊13的辊子电极18。作为冷却机构例如可采用以水或硅油等作为制冷剂来进行循环的机构。制冷剂例如经由连接在转动轴部件2上的制冷剂导入管29流入该转动轴部件2的内部，并经由该转动轴部件2输送到筒式辊13内。
在送出辊11、卷收辊12和筒式辊13的转动轴部件2上分别连接有未图示的电机。送出辊11、卷收辊12和筒式辊13在这些电机的驱动作用下转动并对薄膜5产生作用力以使薄膜5移动(被传送)。
另外，送出辊11、卷收辊12、筒式辊13以及导向辊14的设置方式并不局限于图1中所示的方式。还有，导向辊14的数量也不局限于图1中所示的四个，只要能使薄膜5保持规定的张力，其数量可任取。
供气单元20具有：用于供输处理气体的供气源21；对置电极23，其位于筒式辊13的下部并面向该筒式辊13设置；供应管22，由其将处理气体从供气源21向对置电极23一例供应。对置电极23以面对筒式辊13上的与薄膜5接触的位置的方式设置。对置电极23上设置有用来从供应管22导入处理气体的导入口23a。在对置电极23的筒式辊13一侧设置有簇射板25，该簇射板25安装在设置于对置电极23周围的绝缘物24上，簇射板25由导体制成，其也可以用来构成对置电极23的一部分。另外，也可以不使用簇射板25而用喷气嘴导入处理气体。
从供应管22经导入口23a供应给对置电极23的处理气体，经簇射板25供应给在筒式辊13和簇射板25之间形成的反应区域27内。对置电极23例如被设定为接地电位。因此，在由后述的RF电源3施加在RF电极6和辊子电极18之间的RF高频电压的作用下，由反应气体在反应区域27内产生等离子。
作为处理气体，可根据用途适当选择并使用：等离子处理气体、成膜处理用反应气体、清洁用气体、蚀刻气体、净化用气体等。供气单元20具有对应于所使用的气体的气瓶和供应管22。
可根据等离子处理、蚀刻处理等处理种类或采用CVD法等形成薄膜5的种类来适当设定处理气体。在本实施方式中，例如通过导入氩气或氮气而产生等离子时，可对薄膜5进行等离子处理，对该薄膜5进行表面改性处理。通过均匀的表面改性处理，可以使此后的成膜处理时形成的薄膜贴合薄膜5的贴合力均匀地得以提高。
电极单元9具有：RF电极6；RF电源3，由其产生高频电；匹配箱4，其连接在RF电源3和RF电极6之间并用来进行阻抗匹配。
RF电极6例如以与筒式辊13的未与薄膜5接触的部分的外周面、即辊子电极18的外周面18a隔开规定的间隔的方式设置。虽然可以适当改变该间隔的大小，但为了提高高频传播效率并防止RF电极和筒式辊13之间出现短路现象的需要，虽在压力作用下其最佳距离会有所不同，优选将该间隔调节到例如1～5mm之间。电极单元9具有绝缘体7和用来保持该绝缘体和RF电极6的保持部件26，该保持部件26例如支承在支承部件8a和支承板8b上。RF电极6的面对辊子电极18的表面6a形成沿着辊子电极18的外周面18a的圆筒形形状(例如圆筒内表面形状)。增加RF电极6的面对辊子电极18的面积时，可提高从RF电极6向辊子电极18的高频传播效率。RF电极6沿筒式辊13的转动轴方向设置，较为典型的情况是其在转动轴方向上的长度与辊子电极18的长度大致上相等，或接近于辊子电极18的长度。
在具有上述结构的等离子处理装置100中，向RF电极6施加RF电压时，可通过RF电极6和辊子电极18之间的间隔向辊子电极18施加RF电压。从而可以由处理气体在辊子电极18和作为接地电位的对置电极23之间的反应区域27内产生等离子。由此可对贴紧筒式辊13并被冷却或加热处理的且被传送的薄膜5进行等离子处理，使其表面产生改性。
如上所述，在本实施方式中，将RF电极6设置在真空室15内。因此，与例如上述电容耦合器等旋转用动力导入单元设置在标准大气压环境中的情况相比，只要真空室15内保持着规定的真空度，就能够防止辊子电极18和RF电极6之间产生绝缘失效的情况。另外，还不存在现有技术中的旋转连接器等转动传递单元因发热而损坏的问题。
还有，由于RF电极6以隔开辊子电极18一定间隔的方式设置，即与辊子电极18在非接触状态下接通交流电，所以它们不会因相互接触而磨损，这有助于延长RF电极6的使用寿命。
由于RF电极6以沿辊子电极13的转动轴方向延伸的方式设置，所以能在辊子电极18和RF电极6之间产生均匀的电荷。例如在现有技术中，筒式辊的转动轴部件一端经旋转动力导入单元连接有交流电源时，该筒式辊在转动轴方向上的长度越长，向筒式辊的转动轴方向的另一端(上述一端的相反一侧)提供电荷时所受到的电阻越大。但采用本实施方式时，由于能够解决上述电阻问题，所以能利用反应气体在反应区域27内均匀地产生等离子。另外，可以将RF电极6制得较大，因此能将RF电极6的面对辊子电极18的面积形成得较大。
图3是表示其他实施方式所述的电极单元的剖面图。设置于辊子电极18上的该电极单元的RF电极36内设置有冷却机构。较为典型的情况是该冷却机构具有供制冷剂流动的水道37，该冷却机构例如采用在该水道37内有液态介质循环的冷却方式或采用使制冷剂循环时使该制冷剂产生形态变化的冷却方式。作为液态介质可以例举出水、硅油等。
像这样，当RF电极36被冷却机构冷却处理时，可防止RF电极36因发热而出现问题、即可以防止RF电极36出现损坏的情况。另外，由于RF电极36被固定下来，所以与现有技术中在转动传递单元上设置冷却机构的情况相比，易于在RF电极36上设置水冷机构。
本发明所述的实施方式并不局限于以上说明的实施方式，也可以采用其他各种实施方式。
作为上述实施方式中所述的卷绕式真空处理装置，例举了等离子处理装置100。但是，只要能对质地柔软的被处理对象物进行所需的处理，本发明也可以适用于等离子CVD装置或等离子蚀刻装置以及其他利用等离子的装置。
也可适当改变RF电极6、36和对置电极23的设置状态、大小等。
【附图标记说明】
3，RF电源；5，薄膜；6、36，RF电极；7，绝缘体；9，电极单元；10，传送机构；13，筒式辊；15，真空室；18，辊子电极；18a，外周面；20，供气单元；21，供气源；22，供应管；23，对置电极；36，RF电极；37，水道；100，等离子处理装置

Claims (5)

1.一种卷绕式真空处理装置，其特征在于，具有：
真空室，其内部状态能保持为真空状态；
第一电极，其设置在所述真空室内并能转动，通过该转动并保持与质地柔软的被处理对象物接触，从而传送所述被处理对象物；
供气单元，其具有在所述真空室内面向所述第一电极设置的第二电极，能向所述被处理对象物以及所述第二电极之间供应处理气体，该被处理对象物与所述第一电极接触；
第三电极，其与交流电源连接并且在所述真空室内面向所述第一电极设置，由所述交流电源向该第三电极与所述第一电极之间施加交流电压。
2.根据权利要求1所述的卷绕式真空处理装置，其特征在于：
所述第一电极以沿着该第一电极的转动轴方向延伸的方式设置。
3.根据权利要求1所述的卷绕式真空处理装置，其特征在于：
所述第一电极具有外周面，所述第三电极具有面对该外周面的表面，该表面沿着该外周面设置。
4.根据权利要求1所述的卷绕式真空处理装置，其特征在于：
还具有温度调节机构，通过该温度调节机构对所述第一电极进行冷却或加热。
5.根据权利要求4所述的卷绕式真空处理装置，其特征在于：
还具有对所述第三电极进行冷却的冷却机构。
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