CN109898066A - 长条基板的处理装置和处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及在实施了热负荷的长条基板上不易产生褶皱、划痕等的长条基板的处理装置和处理方法。在将从放卷室(110)供给的长条基板(114)卷绕在成膜室(112)的筒辊(131)来实施溅射等的装置中，在筒辊的薄膜送入侧设置两组张力控制辊组(第一张力测量辊130和第一电机驱动辊129、以及第二张力测量辊127和第二电机驱动辊125)，在送出侧也设有两组张力控制辊组(第一张力测量辊132和第一电机驱动辊133、以及第二张力测量辊135和第二电机驱动辊137)，筒辊的送入进料张力和送出进料张力由上述两组张力控制辊组进行双级控制，因此能够使薄膜的张力控制准确，从而避免薄膜褶皱和划痕的产生。

Description

长条基板的处理装置和处理方法
技术领域
本发明涉及在真空腔室内对以卷对卷方式输送的耐热性树脂薄膜等长条基板在卷绕于带气体释放机构的筒辊的外周面的状态下进行离子束处理、溅射成膜等的施加热负荷的处理的长条基板的处理装置和处理方法，特别涉及在长条基板上不易产生褶皱、划痕等的长条基板的处理装置和处理方法。
背景技术
在液晶面板、笔记本电脑、数码相机、移动电话等中使用柔性布线基板。柔性布线基板由在耐热性树脂薄膜的单面或两面成膜有金属膜的带金属膜的耐热性树脂薄膜制作而成。近年来，在柔性布线基板上形成的布线图案越来越微细化、高密度化，带金属膜的耐热性树脂薄膜本身为没有褶皱等的平滑的膜变得越发重要。
作为这种带金属膜的耐热性树脂薄膜的制造方法，一直以来已知有如下方法：通过粘接剂将金属箔粘贴于耐热性树脂薄膜而制造的方法(称作三层基板的制造方法)；在金属箔上涂布耐热性树脂溶液后使其干燥而制造的方法(称作流延成型法，casting)；利用干式镀敷法(真空成膜法)或干式镀敷法(真空成膜法)与湿式镀敷法的组合在耐热性树脂薄膜上成膜金属膜而制造的方法(称为金属化方法)等。另外，在金属化方法中的上述干式镀覆法(真空成膜法)中，存在有真空蒸镀法、溅射法、离子镀法、离子束溅射法等。
作为上述金属化方法，在专利文献1中，公开了在聚酰亚胺绝缘层上溅射铬之后溅射铜，从而在聚酰亚胺绝缘层上形成导体层的方法。另外，在专利文献2中公开了一种柔性电路基板用材料，该柔性电路基板用材料是按照以铜镍合金作为靶通过溅射在聚酰亚胺薄膜上形成的第一金属薄膜、和以铜为靶通过溅射形成的第二金属薄膜的顺序层叠而形成的。需要说明的是，为了在聚酰亚胺薄膜这样的耐热性树脂薄膜(基板)上进行真空成膜，通常使用溅射镀膜机。
通常，在上述真空成膜法中，溅射法的密合力优异，但与真空蒸镀法相比，施加于耐热性树脂薄膜的热负荷更大。而且，已知若在成膜时施加于耐热性树脂薄膜大的热负荷，则膜容易产生褶皱。为了防止这样的褶皱的产生，采用如下方法：在作为带金属膜的耐热性树脂薄膜的制造装置的溅镀镀膜机中，搭载具备冷却功能的筒辊，通过对筒辊进行旋转驱动，并在由筒辊的外周面划定的输送路径上卷绕以卷对卷方式输送的耐热性树脂薄膜，由此从其背面侧对溅射处理中的耐热性树脂薄膜进行冷却。
例如在专利文献3中公开了作为溅镀镀膜机的一例的放卷收卷式(卷对卷方式)真空溅射装置。在该放卷收卷式真空溅射装置中具备充当上述筒辊的冷却辊，进而利用至少设置于冷却辊的膜送入侧或送出侧的副辊进行将薄膜紧密贴合于冷却辊的控制。
但是，如非专利文献1所记载的那样，由于从微观上看筒辊的外周面不是平坦的，因此在筒辊与在筒辊的外周面紧贴并输送的膜之间存在隔着真空空间而分离的空隙部(间隙)。因此，实际上溅射或蒸镀时产生的膜的热量不能从膜高效地传导至筒辊，这成为产生薄膜褶皱的原因。
因此，提出了如下技术：从筒辊侧向上述筒辊外周面和膜之间的空隙部导入气体，使空隙部的导热率比真空高。
并且，作为将气体从筒辊侧导入空隙部的具体方法，例如在专利文献4中公开了在筒辊外周面设置作为气体的释放口的多个微细孔的技术，在专利文献5中公开了在筒辊外周面设置作为气体的释放口的槽的技术。另外，还已知用多孔质体构成筒辊自身，将该多孔质体自身的微细孔作为气体释放口的方法。
然而，在筒辊外周面设置作为气体的释放口的微细孔或槽等的方法中，与卷绕有膜的区域(重叠部区域)相比，在筒辊的外周面未卷绕有膜的区域(非重叠部区域)气体的释放口处的阻力变低。因此，供给到筒辊的气体中的大部分从非重叠部区域的气体释放口向真空腔室的空间释放，其结果是，有时无法向筒辊的外周面和卷绕在其上的膜之间的空隙部供给本来应导入的量的气体，无法得到提高上述导热率的效果。
对于该问题，提出了在气体释放口设置从筒辊的外周面突出和缩入的阀，通过用薄膜面按压该阀来开放气体释放口的方法(专利文献5)、以及在上述筒辊外周面内，在未卷绕有膜的区域(筒辊外周面的非重叠部区域)安装罩，防止气体从非重叠部区域向真空腔室的空间释放，从而有效地将气体导入筒辊外周面与膜表面的空隙部的方法(参照专利文献6)等。
但是，以薄膜面按压从筒辊外周面突出和缩入的阀而使气体释放口开放的专利文献5的方法有可能因阀的接触而在薄膜面产生微小的损伤或凹陷，难以在以要求高品质的电子设备为用途的柔性布线基板的制造中被采用。另外，对于在筒辊外周面内在未卷绕有膜的区域(非重叠部区域)安装罩的专利文献6的方法，在高真空度下成膜的处理装置中气体容易从罩与筒辊外周面之间的间隙泄漏，因此与专利文献5的方法同样地，难以采用专利文献6的方法。
在这样的技术背景下，发明人提出了如下的筒辊，即形成为不向未卷绕有膜的区域(非重叠部区域)的筒辊外周面供给气体的构造，防止从非重叠部区域释放气体(参照专利文献7)。即，如图9所示，该筒辊在筒辊56的厚壁部设有多个气体导入通道14，在各个气体导入通道14上设置有多个气体释放孔15，并且经由由固定环单元22和旋转环单元21构成的旋转接头20向上述气体导入通道14中的每一个选择性地供给真空腔室外部的气体。
但是，根据非专利文献2，报告了在导入气体为氩气且导入气体压力为500Pa的情况下，在筒辊外周面与卷绕于该筒辊外周面的薄膜之间的空隙部(间隙)的距离为约40μm以下的分子流区域时，空隙部的热导率为250(W/m2·K)(参照非专利文献2第752页)。
并且，在专利文献7的应用了带气体释放机构的筒辊56的长条基板的处理装置中，重叠部区域中的筒辊外周面与膜(长条基板)52之间的空隙部的气体压力越高，则导热性(基于分子流的热传导效率)越高，因此长条基板52的冷却效率变好。
但是，在空隙部的气体压力超过通过长条基板52的输送方向上的张力T而使该长条基板52按压在筒辊56上的力、即阻力P＝T/R(R：筒辊半径)的情况下，长条基板52从筒辊56的外周面浮起，上述气体压力的控制变得困难。因此，筒辊56的外周面与长条基板52之间的空隙部的气体压力的控制是重要的，在控制气体压力的同时，对长条基板52在输送中的张力的控制也是重要的。
因此，在应用了带气体释放机构的筒辊的长条基板的处理装置中，以满足气体压力和张力的各个条件的方式进行控制，以使向空隙部导入的气体压力略低于上述阻力P(长条基板52被按压在筒辊56上的力)。其结果是，由于气体压力与上述阻力P均衡，因此筒辊56与长条基板52的摩擦力(抓地力)变得极低，在对筒辊56的上游侧和下游侧输送的长条基板52的各张力控制不准确的情况下，长条基板52在筒辊56表面滑动从而在长条基板52上产生划痕。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开平2-98994号公报
专利文献2：日本专利第3447070号公报
专利文献3：日本专利特开昭62-247073号公报
专利文献4：公开号为2005/001157的国际专利申请
专利文献5：美国专利第3414048号说明书
专利文献6：公开号为2002/070778的国际专利申请
专利文献7：日本特开2012-132081号公报
非专利文献
非专利文献1：“Vacuum Heat Transfer Models for Web Substrates：Review ofTheory and Experimental Heat Transfer Data”,2000 Society of Vacuum Coaters,43rd Annual Technical Conference Proceeding,Denver,April 15-20,2000,p.335
非专利文献2：“Improvement of Web Condition by the Deposition DrumDesign”,2000Society of Vacuum Coaters,50thAnnual Technical ConferenceProceeding(2007),p.749
但是，与关于长条基板的张力控制的上述要求相反，在大规模的溅射镀膜机(长条基板的处理装置)中，如图10所示，具备：在内部具有放卷辊215且对成膜前的耐热性树脂薄膜(长条基板)214进行放卷的放卷室210，使成膜前的长条基板214干燥的干燥室211，在内部具有磁控管溅射阴极239、240、241、242和带气体释放机构的筒辊231、且在从上述干燥室211搬入的长条基板214上进行金属膜等的成膜的成膜室212，在内部具有收卷辊246且对从上述干燥室211送入的成膜后的长条基板214进行收卷的收卷室213等；由于在各区中输送的长条基板214的张力对于每个区而言是不同的，因此难以准确地进行在筒辊的上游侧和下游侧输送的长条基板的各个张力控制。
例如，图10所示的放卷室210中的长条基板214的放卷张力(基于放卷辊215与干燥室211的电机驱动辊219之间的圆周速度之差的张力)由放卷室210内的张力测量辊217测量，该测量数据被反馈至上述放卷辊215来控制放卷辊215的圆周速度。
干燥室211中的长条基板214的干燥张力(基于电机驱动辊219和成膜室212的送入侧电机驱动辊229之间的圆周速度之差的张力)由干燥室211内的张力测量辊221测量，其测量数据被反馈到上述电机驱动辊219来控制电机驱动辊219的圆周速度。
另外，成膜室212中的长条基板214的送入进料张力Tu1(基于送入侧电机驱动辊229与筒辊231之间的圆周速度之差的张力)由成膜室212内的送入侧张力测量辊230测量，该测量数据被反馈到上述送入侧电机驱动辊229，控制送入侧电机驱动辊229的圆周速度，另外，成膜室212中的长条基板214的送出进料张力Td1(基于成膜室212内的筒辊231与送出侧电机驱动辊233之间的圆周速度之差的张力)由成膜室212内的送出侧张力测量辊232测量，该测量数据被反馈到上述送出侧电机驱动辊233，控制送出侧电机驱动辊233的圆周速度。
进而，收卷室213中的长条基板214的收卷张力(基于成膜室212内的送出侧电机驱动辊233与收卷室213内的收卷辊246之间的圆周速度之差的张力)由收卷室213内的张力测量辊244测量，该测量数据被反馈至上述收卷辊246来控制收卷辊246的圆周速度。
在此，在图10中，对由电机驱动的辊(也包括放卷辊215、筒辊231、收卷辊246在内)标注M(电机)，对张力测量辊标注TP(张力获取)，对自由辊标注F(自由)的符号(图1和图2也同样)。另外，在图10中，在从放卷辊215放卷的长条基板214上，对于放卷方式图示了实线和单点划线这两种，卷绕于收卷辊246的长条基板214也被图示了实线和单点划线这两种。
并且，在上述放卷室210、干燥室211、成膜室212以及收卷室213的各区输送的长条基板214的张力设定对于每个区而言是不同的，例如，有时将在干燥室211内输送的长条基板214的长条基板214的干燥张力设定为30N(牛顿)，在成膜室212内输送的长条基板214的送入进料张力以及送出进料张力设定为200N，该较大的张力差通过上述的电机驱动辊、电机驱动的筒辊等来控制。但是，在张力差变大的情况下，对于上述电机驱动辊、筒辊等而言控制变得困难，存在长条基板214在筒辊231表面滑动或振动等使张力变得不稳定的情况，存在长条基板214产生划痕等问题。
需要说明的是，在图10所示的溅镀镀膜机(长条基板的处理装置)中，构成放卷室210、干燥室211、成膜室212以及收卷室213的各区分别设置于单独的腔室内，但上述问题在将放卷区、干燥区、成膜室区以及收卷区设置在一个腔室内的长条基板的处理装置中也是相同的。
发明内容
本发明是着眼于这样的问题点而完成的，其目的在于提供一种长条基板的处理装置和处理方法，通过分别设置在筒辊的送入侧和送出侧的两组张力控制辊组对带气体释放机构的筒辊的长条基板的送入方向的张力(送入进料张力)和从上述筒辊送出的长条基板的送出方向的张力(送出进料张力)进行双级控制，从而在长条基板上不容易产生褶皱、划痕等。
本发明的第一方面为一种长条基板的处理装置，其具有：放卷区，对卷绕于放卷辊的长条基板进行放卷；处理区，在真空腔室内对从放卷区供给的长条基板实施施加热负荷的处理；以及收卷区，将处理后的长条基板收卷于收卷辊，其中，
上述处理区具备：筒辊，由电机驱动，使以辊对辊的方式输送的长条基板卷绕于上述筒辊的外周面并对上述长条基板进行冷却；送入侧张力控制辊组和送出侧张力控制辊组，上述送入侧张力控制辊组设置于上述筒辊的长条基板的送入侧，上述送出侧张力控制辊组设置于该筒辊的长条基板的送出侧；以及施加热负荷的处理机构，设置于与上述筒辊的外周面对置的位置，
上述筒辊在周向上隔开大致均等的间隔且遍及整周地配置有多个气体导入通道，这些多个气体导入通道中的每一个具有沿着筒辊的旋转轴方向隔开大致均等的间隔而向外周面侧开口的多个气体释放孔，
上述长条基板的处理装置具备旋转接头，该旋转接头向位于上述筒辊的外周面的卷绕有长条基板的角度范围内的气体导入通道供给来自真空腔室外部的气体，不向未位于卷绕有长条基板的角度范围内的气体导入通道供给来自真空腔室外部的气体，
上述送入侧张力控制辊组由分别设置于处理区的送入侧第一张力控制辊组和送入侧第二张力控制辊组构成，上述送入侧第一张力控制辊组由送入侧第一张力测量辊和送入侧第一电机驱动辊构成，上述送入侧第一张力测量辊配置在筒辊的送入侧附近，上述送入侧第一电机驱动辊基于由该送入侧第一张力测量辊测量的长条基板的张力来控制圆周速度，而且，上述送入侧第二张力控制辊组由送入侧第二张力测量辊和送入侧第二电机驱动辊构成，上述送入侧第二张力测量辊配置在上述送入侧第一电机驱动辊侧，上述送入侧第二电机驱动辊基于由该送入侧第二张力测量辊测量的长条基板的张力来控制圆周速度，
上述送出侧张力控制辊组由分别设置于处理区的送出侧第一张力控制辊组和送出侧第二张力控制辊组构成，上述送出侧第一张力控制辊组由送出侧第一张力测量辊和送出侧第一电机驱动辊构成，上述送出侧第一张力测量辊配置在筒辊的送出侧附近，上述送出侧第一电机驱动辊基于由该送出侧第一张力测量辊测量的长条基板的张力来控制圆周速度，上述送出侧第二张力控制辊组由送出侧第二张力测量辊和送出侧第二电机驱动辊构成，上述送出侧第二张力测量辊配置在上述送出侧第一电机驱动辊侧，上述送出侧第二电机驱动辊基于由该送出侧第二张力测量辊测量的长条基板的张力来控制圆周速度，
送入到上述筒辊的长条基板的在送入方向的张力通过基于筒辊和上述送入侧第一电机驱动辊之间的圆周速度之差而设定的送入进料张力Tu1、与基于送入侧第一电机驱动辊和上述送入侧第二电机驱动辊之间的圆周速度之差而设定的送入进料张力Tu2的双级控制来调整，其中Tu1>Tu2，并且，
从上述筒辊送出的长条基板的在送出方向的张力通过基于上述送出侧第一电机驱动辊和筒辊之间的圆周速度之差而设定的送出进料张力Td1、与基于上述送出侧第二电机驱动辊和送出侧第一电机驱动辊之间的圆周速度之差而设定的送出进料张力Td2的双级控制来被调整，其中Td1>Td2。
另外，本发明的第二方面为在记载于第一方面的长条基板的处理装置中，上述旋转接头由旋转环单元和固定环单元构成，上述旋转环单元和上述固定环单元与筒辊同轴地设置且分别形成有与筒辊的中心轴垂直的气体控制用滑动接触面，
上述旋转环单元具有分别与上述筒辊的多个气体导入通道连通的多个气体供给通道，这些多个气体供给通道中的每一个在上述旋转环单元的上述气体控制用滑动接触面具有在与所连通的气体导入通道在筒辊外周面上的角度位置对应的角度位置开口的旋转开口部，
上述固定环单元具有与真空腔室外部的供给配管连通的气体分配通道，该气体分配通道由在周向上设置在固定环单元的气体控制用滑动接触面上的环状凹槽构成，且具有通过嵌入到环状凹槽内的规定区域的圆弧状密封部件对上述固定环单元的气体控制用滑动接触面进行封闭的固定封闭部和未对上述气体控制用滑动接触面进行封闭的固定开口部，上述固定开口部在旋转环单元的旋转开口部所对置的固定环单元的气体控制用滑动接触面上的区域中的、卷绕有上述长条基板的角度范围内开口。
另外，本发明的第三方面为在记载于第一方面的长条基板的处理装置中，上述旋转接头由截面为凸形状的旋转环单元和圆筒形的固定环单元构成，上述旋转环包括与筒辊同轴地设置的圆筒基部和圆筒凸部，上述固定环单元供上述旋转环单元的圆筒凸部嵌入，所述旋转环单元和所述固定环单元分别形成有与筒辊的中心轴平行的气体控制用滑动接触面，
上述旋转环单元具有分别与上述筒辊的多个气体导入通道连通的多个气体供给通道，这些多个气体供给通道分别在旋转环单元的圆筒凸部的上述气体控制用滑动接触面具有在与连通的气体导入通道的筒辊外周面上的角度位置对应的角度位置开口的旋转开口部，
上述固定环单元具有与真空腔室外部的供给配管连通的气体分配通道，该气体分配通道由在周向上设置在固定环单元的气体控制用滑动接触面上的环状凹槽构成，具有通过嵌入环状凹槽内的规定区域的圆弧状密封部件对上述固定环单元的气体控制用滑动接触面进行封闭的固定封闭部和未对上述气体控制用滑动接触面进行封闭的固定开口部，上述固定开口部在旋转环单元的旋转开口部所对置的固定环单元的气体控制用滑动接触面上的区域中的卷绕有上述长条基板的角度范围内开口。
另外，本发明的第四方面为在记载于第一方面的长条基板的处理装置中，施加热负荷的上述处理是利用与在筒辊的外周面划定的输送路径对置的真空成膜单元进行的处理。
接着，本发明的第五方面为在记载于第四面的长条基板的处理装置中，上述真空成膜单元具有磁控溅射阴极。
本发明的第六方面为一种长条基板的处理方法，其用于长条基板的处理装置中，所述处理装置具有：放卷区，对卷绕于放卷辊的长条基板进行放卷；处理区，在真空腔室内对从放卷区供给的长条基板实施施加热负荷而进行的处理；以及收卷区，将处理后的长条基板收卷于收卷辊，
上述处理区具备：筒辊，其由电机驱动，使以辊对辊的方式输送的长条基板卷绕于上述的筒辊的外周面并对上述长条基板进行冷却；送入侧张力控制辊组和送出侧张力控制辊组，上述送入侧张力控制辊组设置于上述筒辊的长条基板的送入侧，上述送出侧张力控制辊组设置于该筒辊的长条基板的送出侧；以及施加热负荷的处理机构，其设置于与上述筒辊的外周面对置的位置，
上述筒辊在周向上隔开大致均等的间隔且遍及整周地配置有多个气体导入通道，这些多个气体导入通道中的每一个具有沿着筒辊的旋转轴方向隔开大致均等的间隔而向外周面侧开口的多个气体释放孔，
在上述筒辊上附设旋转接头，向位于筒辊的外周面的卷绕有长条基板的角度范围内的气体导入通道供给来自真空腔室外部的气体，不向未位于卷绕有长条基板的角度范围内的气体导入通道供给来自真空腔室外部的气体，
上述送入侧张力控制辊组由分别设置于处理区的送入侧第一张力控制辊组和送入侧第二张力控制辊组构成，上述送入侧第一张力控制辊组由送入侧第一张力测量辊和送入侧第一电机驱动辊构成，上述送入侧第一张力测量辊配置在筒辊的送入侧附近，上述送入侧第一电机驱动辊基于由该送入侧第一张力测量辊测量的长条基板的张力来控制圆周速度，上述送入侧第二张力控制辊组由送入侧第二张力测量辊和送入侧第二电机驱动辊构成，上述送入侧第二张力测量辊配置在上述送入侧第一电机驱动辊侧，上述送入侧第二电机驱动辊基于由该送入侧第二张力测量辊测量的长条基板的张力来控制圆周速度，并且，
上述送出侧张力控制辊组由分别设置于处理区的送出侧第一张力控制辊组和送出侧第二张力控制辊组构成，上述送出侧第一张力控制辊组由送出侧第一张力测量辊和送出侧第一电机驱动辊构成，上述送出侧第一张力测量辊配置在筒辊的送出侧附近，上述送出侧第一电机驱动辊基于由该送出侧第一张力测量辊测量的长条基板的张力来控制圆周速度，上述送出侧第二张力控制辊组由送出侧第二张力测量辊和送出侧第二电机驱动辊构成，上述送出侧第二张力测量辊配置在上述送出侧第一电机驱动辊侧，上述送出侧第二电机驱动辊基于由该送出侧第二张力测量辊测量的长条基板的张力来控制圆周速度，
送入上述筒辊的长条基板的在送入方向的张力通过基于筒辊和上述送入侧第一电机驱动辊之间的圆周速度之差而设定的送入进料张力Tu1、与基于送入侧第一电机驱动辊和上述送入侧第二电机驱动辊之间的圆周速度之差而设定的送入进料张力Tu2的双级控制来调整，其中Tu1>Tu2，并且，
从上述筒辊送出的长条基板的在送出方向的张力通过基于上述送出侧第一电机驱动辊和筒辊的圆周速度之差而设定的送出进料张力Td1、与基于上述送出侧第二电机驱动辊和送出侧第一电机驱动辊的圆周速度之差而设定的送出进料张力Td2的双级控制来调整，其中Td1>Td2。
根据本发明的长条基板的处理装置和处理方法，被送入筒辊的长条基板的送入方向的张力通过基于筒辊和送入侧第一电机驱动辊之间的圆周速度之差而设定的送入进料张力Tu1、和基于上述送入侧第一电机驱动辊和送入侧第二电机驱动辊的圆周速度之差而设定的送入进料张力Tu2(Tu1>Tu2)的双级控制而被调整；从上述筒辊送出的长条基板的送出方向的张力通过基于送出侧第一电机驱动辊和筒辊的圆周速度之差设定的送出进料张力Td1、和基于送出侧第二电机驱动辊和上述送出侧第一电机驱动辊的圆周速度之差而设定的送出进料张力Td2(Td1>Td2)的双级控制而被调整。
并且，即使在施加热负荷的处理区输送的长条基板的张力和在与上述处理区邻接的干燥区、收卷区等输送的长条基板的张力的差被设定得较大的情况下，也能够通过对上述处理区的送入进料张力和送出进料张力进行双级控制来应对，因此能够消除长条基板在筒辊表面滑动而产生划痕等的问题。
进而，通过对上述处理区中的送入进料张力和送出进料张力进行双级控制，能够将重叠部区域中的筒辊外周面与长条基板之间的空隙部的气体压力设定为适当的条件，因此能够提高热导率(热传导效率)，消除在长条基板上产生薄膜褶皱等的问题。
附图说明
图1是表示具备放卷室、干燥室、成膜室以及收卷室且在成膜室内配置有带气体释放机构的筒辊的本发明的第一实施方式的长条基板的处理装置的示意结构的说明图。
图2是表示具备放卷室、成膜室和收卷室且在成膜室内配置有带气体释放机构的筒辊的本发明的第二实施方式的长条基板的处理装置的示意结构的说明图
图3是以使固定环单元和旋转环单元的气体控制用滑动接触面与筒辊的中心轴垂直的方式形成的固定环单元和旋转环单元的示意立体图。
图4是以使固定环单元和旋转环单元的气体控制用滑动接触面与筒辊的中心轴垂直的方式形成的筒辊的示意结构的说明图。
图5是由固定环单元和旋转环单元构成的旋转接头的侧视图、A-A’截面图和B-B’截面图，其中固定环单元和旋转环单元的气体控制用滑动接触面与筒辊的中心轴垂直地形成。
图6是以使固定环单元和旋转环单元的气体控制用滑动接触面相对于筒辊的中心轴平行的方式形成的固定环单元和旋转环单元的示意立体图。
图7是以使固定环单元和旋转环单元的气体控制用滑动接触面相对于筒辊的中心轴平行的方式形成的筒辊的示意结构的说明图。
图8是由固定环单元和旋转环单元构成的旋转接头的侧视图、A-A’截面图和B-B’截面图，其中固定环单元和旋转环单元的气体控制用滑动接触面与筒辊的中心轴平行地形成。
图9是具备旋转接头的专利文献7的带气体释放机构的筒辊的示意立体图。
图10是表示具备放卷室、干燥室、成膜室以及收卷室且在成膜室内配置带气体释放机构的筒辊的现有例的长条基板的处理装置的示意结构的说明图。
附图标记的说明：
10：圆筒部件
11：冷媒循环部
12：旋转轴
12a：内侧配管
12b：外侧配管
14：气体导入通道
15：气体释放孔
20：旋转接头
21：旋转环单元
21a：圆筒基部
21b：圆筒凸部
22：固定环单元
23：气体供给通道
23a：旋转开口部
25：连结配管
26：供给配管
27：气体分配通道
27a：环状凹槽
32：轴承
40：冷却水口
41：固定夹具
42：圆弧状密封部件
43：密封安装夹具
52：耐热性树脂薄膜(长条基板)
55、61：进料辊(说明书未记载)
56：筒辊
56a：中心轴
77：旋转环单元的固定螺纹孔
82：压力计端口
83：压力计端口
110、210：放卷室
111、211：干燥室
112、212：成膜室
113、213：收卷室
114、214：长条耐热性树脂薄膜(长条基板)
115、215：放卷辊
116、216：自由辊
117、217：张力测量辊
118、自由辊
119、219：电机驱动辊
120、220：自由辊
121、221：张力测量辊
122、222：自由辊
123、223：自由辊
124、224：加热单元
125：送入侧第二电机驱动辊
126：自由辊
127：送入侧第二张力测量辊
128：自由辊
129：送入侧第一电机驱动辊
130：送入侧第一张力测量辊
131、231：筒辊
132：送出侧第一张力测量辊
133：送出侧第一电机驱动辊
134：自由辊
135：送出侧第二张力测量辊
136：自由辊
137：送出侧第二电机驱动辊
138、238：分隔部
139、239：磁控溅射阴极
140、240：磁控溅射阴极
141、241：磁控溅射阴极
142、242：磁控溅射阴极
143、243：自由辊
144、244：张力测量辊
145、245：自由辊
146、246：收卷辊
229：送入侧电机驱动辊
230：送入侧张力测量辊
232：送出侧张力测量辊
233：送出侧电机驱动辊
具体实施方式
以下，使用附图详细说明本发明的实施方式的长条基板的处理装置和现有例的长条基板的处理装置。
[现有例的长条基板的处理装置]
(1)首先，参照图10对现有例的长条基板的处理装置进行说明。
需要说明的是，以长条的耐热性树脂薄膜(简称为长条薄膜)为例说明长条基板，以溅射处理为例说明施加热负荷的处理。
另外，在图10中，对由电机驱动的辊(包括放卷辊215、筒辊231和收卷辊246在内)标注M(电机)，对张力测量辊标注TP(张力获取)，对自由辊标注F(自由)的符号，另外，在从放卷辊215放卷的长条薄膜214中，如上所述对放卷方式图示了实线和单点划线这两种，关于在收卷辊246上卷绕的长条薄膜214，也图示了实线和单点划线这两种。
如图10所示，该处理装置由放卷室210、干燥室211、成膜室212以及收卷室213构成。需要说明的是，有时在上述干燥室211和成膜室212的中间也设置为了提高长条薄膜与金属膜之间的密合力而进行等离子体照射和离子束照射的表面活化处理室。
(放卷室)
在放卷室210内，成膜前的长条薄膜214从放卷辊215经由自由辊216、张力测量辊217、自由辊218向干燥室211送出。需要说明的是，如上所述，长条薄膜214的放卷张力(基于放卷辊215与干燥室211的电机驱动辊219之间的圆周速度之差的张力)由张力测量辊217测量，并被反馈控制给放卷辊215。
(干燥室)
在干燥室211内配置有加热单元224，长条薄膜214经由电机驱动辊219、自由辊220、张力测量辊221、自由辊222、自由辊223向成膜室212送出。需要说明的是，如上所述，长条薄膜214的干燥张力(基于电机驱动辊219和成膜室212的送入侧电机驱动辊229之间的圆周速度之差的张力)由张力测量辊221测量，并被反馈控制给电机驱动辊219。
(成膜室)
另外，在成膜室212内配置有溅射阴极239、240、241、242，长条薄膜214经由送入侧电机驱动辊229、送入侧张力测量辊230、筒辊231、送出侧张力测量辊232、送出侧电机驱动辊233向收卷室213送出。需要说明的是，送入到筒辊231的长条薄膜214的送入进料张力Tu1(基于送入侧电机驱动辊229与筒辊231之间的圆周速度之差的张力)如上所述由送入侧张力测量辊230测量，并被反馈控制给送入侧电机驱动辊229，另外，从筒辊231送出的长条薄膜214的送出进料张力Td1(基于筒辊231与送出侧电机驱动辊233之间的圆周速度之差的张力)由送出侧张力测量辊232测量，并被反馈控制给送出侧电机驱动辊233。
(收卷室)
在上述收卷室213内，长条薄膜214经由自由辊243、张力测量辊244、自由辊245而收卷于收卷辊246。需要说明的是，如上所述，长条薄膜214的收卷张力(基于送出侧电机驱动辊233与收卷辊246之间的圆周速度之差的张力)由张力测量辊244测量，并被反馈控制给收卷辊246。
并且，上述放卷室210、干燥室211、成膜室212及收卷室213的各真空室具备排气设备，特别是在成膜室212中，为了进行溅射成膜，进行使目标压力为10-4Pa左右的减压和随后的由溅射气体的导入而引起的0.1～10Pa左右的压力调整。在溅射气体中使用氩气等公知的气体，根据目的进一步添加氧气等气体。各真空室的形状、材质没有特别限制，只要能够承受上述减压状态即可，可以使用各种形状和材质。为了对各真空室内进行减压而维持其状态，具备未图示的干式泵、涡轮分子泵、低温线圈等装置。
需要说明的是，图10所示的处理装置具有上述放卷室210、干燥室211、成膜室212及收卷室213的各区分别设置在单独的腔室(真空室)内的构造，但如上所述，还存在将放卷区、干燥区、成膜区及收卷区设置在单一的腔室(真空室)内的结构的处理装置。
(2)现有例的处理装置的问题
如上所述，在上述放卷室210、干燥室211、成膜室212以及收卷室213的各区输送的长条薄膜214的张力设定对于每个区域而言是不同的，有时在干燥室211内输送的长条薄膜214的干燥张力为30N(牛顿)，在成膜室212内输送的长条薄膜214的送入进料张力以及送出进料张力被设定为200N，该较大的张力差由上述电机驱动辊和电机驱动的筒辊等控制。但是，在张力差变大的情况下，对于上述电机驱动辊、筒辊等而言，其控制变得困难，存在长条薄膜214在筒辊231表面滑动或振动等张力变得不稳定而在长条薄膜214上产生划痕等的问题。
[本发明的实施方式的长条基板的处理装置]
(1)参照图1和图2说明实施方式的长条基板的处理装置。
需要说明的是，以长条的耐热性树脂薄膜(简称为长条薄膜)为例说明长条基板，以溅射处理为例说明施加热负荷的处理。
另外，在图1和图2中，对由电机驱动的辊(包括放卷辊115、筒辊131和收卷辊146在内)标注M(电机)，对张力测量辊标注TP(张力获取)，对自由辊标注F(自由)的符号，另外，在从放卷辊115放卷的长条薄膜114中，对放卷方式图示了实线和单点划线这两种，关于在收卷辊146上收卷的长条薄膜114，也图示了实线和单点划线这两种。
首先，如图1所示，第一实施方式的处理装置由放卷室110、干燥室111、成膜室112以及收卷室113构成，如图2所示，第二实施方式的处理装置省略了上述干燥室111，由放卷室110、成膜室112和收卷室113构成。需要说明的是，在第一实施方式的处理装置中，有时在干燥室111与成膜室112的中间也设置为了提高长条薄膜与金属膜的密合力而进行等离子体照射或离子束照射的表面活化处理室。
(放卷室)
在放卷室110内，成膜前的长条薄膜114从放卷辊115经由自由辊116、张力测量辊117、自由辊118向干燥室111被送出。需要说明的是，与现有例的装置相同，长条薄膜114的放卷张力(基于放卷辊115与干燥室111的电机驱动辊119之间的圆周速度之差的张力)由所述张力测量辊117进行测量，并被反馈控制给放卷辊115。
(干燥室)
在干燥室111内配置有加热单元124，长条薄膜114经由电机驱动辊119、自由辊120、张力测量辊121、自由辊122、自由辊123向成膜室112送出。需要说明的是，长条薄膜114的干燥张力(基于电机驱动辊119和成膜室112的送入侧第二电机驱动辊125之间的圆周速度之差的张力)由上述张力测量辊121测量，并被反馈控制给电机驱动辊119。
(成膜室)
在上述成膜室112内配置有溅射阴极139、140、141、142，长条薄膜114经由上述送入侧第二电机驱动辊125、自由辊126、送入侧第二张力测量辊127、自由辊128、送入侧第一电机驱动辊129、送入侧第一张力测量辊130、筒辊131、送出侧第一张力测量辊132、送出侧第一电机驱动辊133、自由辊134、送出侧第二张力测量辊135、自由辊136以及送出侧第二电机驱动辊137向收卷室113被送出。
另外，由上述送入侧第一张力测量辊130和送入侧第一电机驱动辊129构成“送入侧第一张力控制辊组”，由上述送入侧第二张力测量辊127和送入侧第二电机驱动辊125构成“送入侧第二张力控制辊组”，另外，由上述送出侧第一张力测量辊132和送出侧第一电机驱动辊133构成“送出侧第一张力控制辊组”，由上述送出侧第二张力测量辊135和送出侧第二电机驱动辊137构成“送出侧第二张力控制辊组”。
并且，上述长条薄膜114的送入进料张力Tu1(基于送入侧第一电机驱动辊129与筒辊131之间的圆周速度之差的张力)由上述送入侧第一张力测量辊130测量，并被反馈控制给送入侧第一电机驱动辊129；另外，长条薄膜114的送入进料张力Tu2(基于送入侧第一电机驱动辊129和送入侧第二电机驱动辊125之间的圆周速度之差的张力)由上述送入侧第二张力测量辊127测量，并被反馈控制给送入侧第二电机驱动辊125。另一方面，上述长条薄膜114的送出进料张力Td1(基于送出侧第一电机驱动辊133与筒辊131之间的圆周速度之差的张力)由上述送出侧第一张力测量辊132测量，并被反馈控制给送出侧第一电机驱动辊133，另外，长条薄膜114的送出进料张力Td2(基于送出侧第一电机驱动辊133与送出侧第二电机驱动辊137之间的圆周速度之差的张力)由上述送出侧第二张力测量辊135测量，并被反馈控制给送出侧第二电机驱动辊137。
(收卷室)
在上述收卷室113内，长条薄膜114经由自由辊143、张力测量辊144、自由辊145而收卷于收卷辊146。需要说明的是，长条薄膜114的收卷张力(基于送出侧第二电机驱动辊137与收卷辊146之间的圆周速度之差的张力)由上述张力测量辊144测量，并被反馈控制给收卷辊146。
并且，与现有例的处理装置(参照图10)同样地，上述放卷室110、干燥室111、成膜室112及收卷室113的各真空室具备排气设备，特别是在成膜室112中，为了进行溅射成膜，进行使目标压力为10-4Pa左右的减压和随后的由溅射气体的导入引起的0.1～10Pa左右的压力调整。在溅射气体中使用氩气等公知的气体，根据目的进一步添加氧气等气体。另外，各真空室的形状、材质只要能够承受减压状态即可，没有特别限制，可以使用各种形状和材质。为了对各真空室内进行减压并维持其状态，具备未图示的干式泵、涡轮分子泵、低温线圈等装置。
另外，如图1所示，在金属膜的溅射成膜的情况下，能够使用板状的靶，但在使用板状靶的情况下，有时在靶上产生节瘤(异物的生长)。在产生节瘤成为问题的情况下，优选使用没有节瘤的产生、靶的使用效率也高的圆筒形的旋转靶。另外，图1的处理装置假设了溅射处理作为热负荷的施加处理，因此，虽然图示了磁控溅射阴极，但在热负荷的施加处理是CVD(化学蒸镀)或蒸镀处理等其他处理的情况下，设置其他的真空成膜单元来代替板状靶。
(2)实施方式的长条基板的处理装置的效果
在第一实施方式以及第二实施方式的处理装置中，被送入到筒辊131的长条薄膜114的送入方向的张力通过基于送入侧第一电机驱动辊129和筒辊131之间的圆周速度之差而设定的送入进料张力Tu1、和基于上述送入侧第一电机驱动辊129和送入侧第二电机驱动辊125之间的圆周速度之差而设定的送入进料张力Tu2(Tu1>Tu2)的双级控制而被调整，并且，从上述筒辊131送出的长条薄膜114的送出方向的张力通过基于送出侧第一电机驱动辊133和筒辊131之间的圆周速度之差而设定的送出进料张力Td1、和基于上述送出侧第一电机驱动辊133和送出侧第二电机驱动辊137之间的圆周速度之差而设定的送出进料张力Td2(Td1>Td2)的双级控制而被调整。
并且，即使在施加热负荷的成膜室(处理区)112输送的长条薄膜114的张力和在与上述成膜室(处理区)112相邻的干燥室(干燥区)111或收卷室(收卷区)110、收卷室(收卷区)113等输送的长条薄膜114的张力的差被设定得较大的情况下，也能够通过对上述成膜室(处理区)112中的送入进料张力Tu和送出进料张力Td进行双级控制来进行应对，解决长条薄膜114在筒辊131上滑动而在长条薄膜114上产生划痕等的问题。
进而，通过对上述成膜室(处理区)112中的送入进料张力Tu和送出进料张力Td进行双级控制，能够将重叠部区域中的筒辊131外周面与长条薄膜114之间的空隙部的气体压力设定为适当的条件，因此也能够使热导率(热传导效率)提高，消除在长条薄膜114上产生薄膜褶皱等的问题。
[带气体释放机构的筒辊]
接着，参照图4、图7及图9说明带气体释放机构的筒辊。带气体释放机构的筒辊56由通过未图示的驱动装置以旋转中心轴56a为中心被旋转驱动的圆筒部件10(参照图9)构成。在该圆筒部件10的外表面划定对长条耐热性树脂薄膜(长条基板)52进行卷绕并进行输送的输送路径。在圆筒部件10的内表面侧，以套管构造形成有供冷却水等冷媒流通的冷媒循环部11(参照图4以及图7)。
另外，位于圆筒部件10的旋转中心轴56a部分的旋转轴12(参照图9)成为双层配管构造，冷媒经由该旋转轴12在设于真空腔室的外部的未图示的冷媒冷却装置与冷媒循环部11之间循环，由此能够进行筒辊56外周面的温度调节。
即，在冷媒冷却装置中被冷却的冷却水等冷媒从冷却口40被导入且经由内侧配管12a的内侧被输送至冷媒循环部11，由此受到长条基板52的热而升温后，经由内侧配管12a与外侧配管12b之间的空间再次返回冷媒冷却装置。需要说明的是，在外侧配管12b的外侧设有支承旋转的筒辊56的轴承32。
在该筒辊56的圆筒部件10上，在周向上隔开大致均等的间隔遍及整周地配置有多个气体导入通道14。这些多个气体导入通道14分别以沿着筒辊56的旋转中心线56a方向延伸的方式贯穿设置在圆筒部件10的厚壁部内。需要说明的是，在图9中示出了12条气体导入通道14隔开均等的间隔遍及整周配设的例子。
各气体导入通道14具有在圆筒部件10的外表面侧(即，筒辊56的外周面侧)开口的多个气体释放孔15。这些多个气体释放孔15沿着筒辊56的旋转中心轴56a方向隔开大致均等的间隔而贯穿设置。而且，如图9所示，经由由旋转环单元21和固定环单元22构成的旋转接头20从真空腔室外部向各气体导入通道14供给气体，由此，能够将气体导入到形成在筒辊56外周面和卷绕在其上的长条基板52之间的空隙部(间隙)。
由于上述长条基板52和筒辊56表面如上所述不是完全的平面，所以其空隙部(间隙)被真空隔热而使热传导效率降低，成为因溅射成膜时的热而引起的长条基板52的褶皱产生的原因。
需要说明的是，如上所述，根据非专利文献2，在导入气体为氩气且导入气体压力为500Pa的情况下，在筒辊外周面与卷绕于该筒辊外周面的薄膜之间的空隙部(间隙)的距离为约40μm以下的分子流区域时，空隙部的热导率为250(W/m2·K)。在上述带气体释放机构的筒辊中，重叠部的筒辊表面与膜之间的间隙的气体压力越高，则热传导效率越高，膜冷却效率越好。但是，在气体压力超过以膜张力T按压筒辊的力、即阻力P＝T/R(R：筒辊半径)的情况下，如上所述，膜从筒辊浮起，气体压力控制变得困难。因此，筒辊表面与膜之间的间隙的气体压力的控制变得重要。
以下，对旋转环单元和固定环单元的气体控制用滑动接触面与筒辊的中心轴垂直地形成的“垂直型旋转接头”、以及旋转环单元和固定环单元的气体控制用滑动接触面与筒辊的中心轴平行地形成的上述“平行型旋转接头”进行说明。
[旋转接头]
(1)垂直型旋转接头
如图3～图5所示，垂直型旋转接头由旋转环单元21和利用固定夹具41不旋转地被固定的固定环单元22构成。
并且，上述旋转环单元21具有经由连结配管25分别与多个气体导入通道14连通的多个气体供给通道23，并且各气体供给通道23在气体控制用滑动接触面上具有旋转开口部23a，该旋转开口部23a在与经由上述连结配管25而连通的气体导入通道14在筒辊56外周面上的角度位置相对应的角度位置(与筒辊56外周面上的角度位置大致相同的角度位置)开口。
另一方面，上述固定环单元22具有气体分配通道27，该气体分配通道27由在整个圆周方向上设置在气体控制用滑动接触面上的环状凹槽27a构成，且具有通过被嵌入到环状凹槽27a内的规定区域的圆弧状密封部件42对固定环单元22的气体控制用滑动接触面进行封闭的固定封闭部和未对上述气体控制用滑动接触面进行封闭的固定开口部，并且与真空腔室外部的供给配管26连通。另外，上述固定开口部在旋转环单元21的旋转开口部23a所对置的固定环单元22的气体控制用滑动接触面上的区域中，在卷绕长条耐热性树脂薄膜(长条基板)52的角度范围内开口。
并且，如图3所示，在对应于在筒辊56外周面未卷绕有长条基板52的筒辊56的非重叠部区域的情况下，旋转环单元21的旋转开口部23a与在固定环单元22的环状凹槽27a内嵌入有圆弧状密封部件42的固定封闭部对置，从而气体供给通道23和气体分配通道27成为彼此断开的状态，成为来自真空腔室外部的气体不向气体供给通道23供给的构造，因此不会从筒辊56外周面的气体释放孔15释放气体。
另一方面，如图3所示，在对应于在筒辊56外周面卷绕有长条基板52的筒辊56的重叠部区域的情况下，旋转环单元21的旋转开口部23a与圆弧状密封部件42未嵌入到上述固定环单元22的环状凹槽27a内的固定开口部对置，从而气体供给通道23和气体分配通道27成为连接的状态，从筒辊56外周面的气体释放孔15释放气体，使气体导入筒辊56外周面与薄膜52之间的空隙部。
需要说明的是，图3～图5中的附图标记43表示密封安装夹具，图5中的附图标记77表示旋转环单元21的固定螺纹孔，另外，图5中的附图标记82和83表示用于测量在筒辊56气体分配通道27内的压力，即相当于外周面卷绕有长条基板52的重叠部区域的筒辊56表面与长条基板52之间的间隙间气体压力的压力计端口。
(2)平行型旋转接头
如图6～图8所示，平行型旋转接头由如下单元构成：旋转环单元21，由圆筒基部21a和圆筒凸部21b构成，截面为凸出形状；以及，固定环单元22，嵌入到旋转环单元21的上述圆筒凸部21b，且利用固定夹具41不旋转地被固定。
并且，上述旋转环单元21具有经由连结配管25分别与多个气体导入通道14连通的多个气体供给通道23，并且各气体供给通道23在圆筒凸部21b的气体控制用滑动接触面具有旋转开口部23a，该旋转开口部23a在与所连通的气体导入通道14的在筒辊56外周面上的角度位置相对应的角度位置开口。
另一方面，固定环单元22具有气体分配通道27，该气体分配通道27由在其圆筒内周面沿整个周向设置的环状凹槽27a构成，且具有通过被嵌入到环状凹槽27a内的规定区域的圆弧状密封部件42对固定环单元22的气体控制用滑动接触面进行封闭的固定封闭部和未对气体控制用滑动接触面进行封闭的固定开口部，并且与真空腔室外部的供给配管26连通。另外，上述固定开口部在旋转环单元21中的圆筒凸部21b的旋转开口部23a所对置的固定环单元22的气体控制用滑动接触面上的区域中，在卷绕有长条基板52的角度范围内开口。
并且，如图6所示，在对应于筒辊56外周面与未卷绕长条基板52的筒辊56的非重叠部区域的情况下，旋转环单元21的旋转开口部23a与在固定环单元22的环状凹槽27a内嵌入有圆弧状密封部件42的固定封闭部对置，从而气体供给通道23和气体分配通道27成为彼此断开的状态，因此气体不会从筒辊56外周面的气体释放孔15释放。
另一方面，如图6所示，在对应于筒辊56外周面与卷绕有长条基板52的筒辊56的重叠部区域的情况下，旋转环单元21的旋转开口部23a成为与圆弧状密封部件42未嵌入到上述固定环单元22的环状凹槽27a内的固定开口部对置，从而气体供给通道23和气体分配通道27成为连接的状态，从筒辊56外周面的气体释放孔15释放气体，使气体导入筒辊56外周面与薄膜52之间的空隙部。
需要说明的是，图6～图8中的附图标记43表示密封安装夹具，图8中的附图标记77表示旋转环单元21的固定螺纹孔，另外，图8中的附图标记82和83表示用于测量气体分配通道27内的压力，即相当于在筒辊56外周面卷绕有薄膜52的重叠部区域的筒辊56表面与长条基板52之间的间隙间气体压力的压力计端口。
[长条基板和施加热负荷的处理]
作为长条基板，以耐热性树脂薄膜为例说明了本发明的处理装置，但本发明的长条基板的处理装置中使用的长条基板当然可以使用其他树脂薄膜，也可以使用金属箔或金属带材等金属膜。作为树脂薄膜，可以例示聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜那样的耐热性较差的树脂薄膜或聚酰亚胺薄膜那样的耐热性树脂薄膜。
在制作上述的带金属膜的耐热性树脂薄膜的情况下，优选使用从聚酰亚胺类薄膜、聚酰胺类薄膜、聚酯类薄膜、聚四氟乙烯类薄膜、聚苯硫醚类薄膜、聚萘二甲酸乙二醇酯类薄膜和液晶聚合物类薄膜中选择的耐热性树脂薄膜。其原因在于，使用以上这些得到的带金属膜的耐热性树脂薄膜在带金属膜的柔性基板所要求的柔软性、实用上所需的强度、作为配线材料而优选的电绝缘性这些方面都是优异的。
另外，带金属膜的耐热性树脂薄膜的制造是使用上述耐热性树脂薄膜作为长条基板，在其表面使金属膜溅射成膜而得到的。例如，通过使用上述的成膜装置(溅射镀膜机)，利用金属化方法处理耐热性树脂薄膜，能够得到在耐热性树脂薄膜的表面层叠有由Ni系合金等构成的膜和Cu膜的带金属膜的长条耐热性树脂薄膜。
上述带金属膜的耐热性树脂薄膜在成膜处理后被送到其他工序，因此通过减成法加工成具有规定的布线图案的柔性布线基板。这里，所谓减成法是指通过蚀刻除去未被抗蚀剂覆盖的金属膜(例如上述Cu膜)来制造柔性布线基板的方法。
由上述Ni系合金等构成的膜被称为种子层，根据带金属膜的耐热性树脂薄膜所需要的电绝缘性、耐迁移性等特性适当选择其组成，但通常由Ni-Cr合金、铬镍铁合金、康铜合金、蒙乃尔合金等公知的合金构成。需要说明的是，在想要使带金属膜的耐热性树脂薄膜的金属膜(Cu膜)更厚的情况下，有时使用湿式镀敷法。在该情况下，利用仅通过电镀处理来形成金属膜的方法、或者组合作为一次镀敷的无电解镀敷处理与作为二次镀敷的电解镀敷处理等湿式镀敷处理而进行的方法。上述湿式镀覆处理可以采用通常的湿式镀覆条件。
需要说明的是，以在长条的耐热性树脂薄膜上层叠有Ni-Cr合金、Cu等金属膜的带金属膜的耐热性树脂薄膜为例进行了说明，但除了上述金属膜以外，也可以根据目的而在氧化物膜、氮化物膜、碳化物膜等成膜中使用本发明。
另外，作为本发明的长条基板的处理装置，以真空成膜装置为例进行了说明，但在上述处理装置中，除了在减压气氛下的真空腔室内对长条基板实施溅射等真空成膜以外，还包括等离子体处理、离子束处理等施加热负荷的处理。通过等离子处理、离子束处理对长条基板的表面进行改性，但此时对长条基板施加热负荷。即使在这样的情况下，也能够应用本发明的处理装置，能够在不使大量的导入气体泄漏的情况下抑制由热负荷引起的长条基板的褶皱产生。在上述等离子体处理中，例示了在减压气氛下通过氩气和氧气的混合气体或氩气与氮气的混合气体进行放电来产生氧等离子体或氮等离子体来处理长条基板的方法。需要说明的是，所谓离子束处理，是指在施加了较强的磁场的磁场间隙中产生等离子体放电，将等离子体中的阳离子作为离子束向长条基板照射的处理。需要说明的是，离子束处理可以使用公知的离子束源。另外，以上等离子体处理、离子束处理均在减压气氛下进行。
【实施例】
以下，对使用了图1所示的本发明的成膜装置(溅射镀膜机)的实施例1～2和参考例1～7以及图10所示的现有例的成膜装置(溅射镀膜机)的比较例1～5进行具体说明。
[平行型旋转接头的设计]
首先，设计了图6～图8所示的平行型旋转接头。
旋转接头(旋转环单元21和固定环单元22)的直径为约400mm，且与筒辊56的气体导入通道14连接(连通)的旋转环单元21中的连结配管(气体导入管)25的条数设定为36条。因此，能够进行角度10°(360°/36＝10°)间隔的气体控制。
另外，配置在图1所示的筒辊131的送入侧附近的送入侧第一张力测量辊130被设定为在角度20°的位置使筒辊131与长条薄膜114接触，设置在筒辊131的送出侧附近的送出侧第一张力测量辊132被设定为在角度340°的位置使筒辊131与长条薄膜114接触(即，非重叠部的角度设定为40°)。但是，使气体控制不稳定的非重叠部的角度前后的角度分别设为20°，将非重叠部的气体停止角度(由嵌入到构成固定环单元22的气体分配通道27的环状凹槽27a的规定区域的圆弧状密封部件42形成的固定封闭部的角度)设为90°(>非重叠部40°+不稳定部前后的20°×2)。即，配置于气体分配通道27的圆弧状密封部件42需要具备封闭最大90°、即9条气体导入通道14的功能。
[实施例1～2和参考例1～7]
使用图1所示的本发明的成膜装置(溅射镀膜机)制作带金属膜的长条耐热性树脂薄膜。作为长条的耐热性树脂薄膜(以下，称为薄膜114)，使用宽度500mm、长度800m、厚度25μm的宇部兴产株式会社制造的耐热性聚酰亚胺薄膜“UPILEX(注册商标)”。
对于筒辊131，使用如图9所示的具有衬套辊结构的气体导入机构的筒辊。在该筒辊131的圆筒部件10(参照图9)中，使用直径800mm、宽度800mm的不锈钢制的部件，在其外周面实施了硬铬镀敷。在该圆筒部件10的厚壁部内，在周向上隔开均等的间隔地在整周上贯穿设置有180个与筒辊131的旋转轴方向平行地延伸的内径5mm的气体导入通道14。需要说明的是，气体导入通道14的两端中的前端侧形成为有底而不贯通圆筒部件10。
在各气体导入通道14设置有47个向圆筒部件10的外表面侧(即筒辊131的外周面侧)开口的内径0.2mm的气体释放孔15。这47个气体释放孔15在与薄膜114的行进方向正交的方向上以10mm的间距配设在分别距离在圆筒部件10的外表面划定的薄膜114的输送路径的两端部20mm的内侧的线之间的区域。即，在从筒辊131的外周面中的两端部起到145mm为止的区域未设置气体释放孔15。
如上所述，在圆筒部件10上遍及整周而在周向上均等地配设有180条气体导入通道14，但由于难以将这180条气体导入通道14与旋转接头20直接连接，因此将5条气体导入通道14连接于分支管(未图示)，之后与旋转环单元21的连结配管25端部连接。即，如上所述，在旋转接头20的旋转环单元21上形成36条连接配管25，以每10°为一组来导入气体。
作为在薄膜114上成膜的金属膜，在作为种子层的Ni-Cr膜上成膜Cu膜，因此，在磁控溅射靶139中使用Ni-Cr靶，在磁控溅射靶140、141、142中使用Cu靶。
对卷绕在上述成膜装置(溅射镀膜机)的放卷辊115侧的薄膜114进行设置，将其一端经由筒辊131安装在收卷辊146上。在该状态下，使用多台干式泵将成膜室131(应为112)中的真空腔室内的空气排气至5Pa后，进一步使用多台涡轮分子泵和低温线圈排气至3×10-3Pa。
接着，起动旋转驱动装置，一边以8m/分钟的输送速度输送长条的膜114，一边以300sccm导入氩气，并且对磁控溅射阴极139、140、141、142施加20kW的电力来进行电力控制。进而，利用安装在旋转接头的压力计端口82、83(参照图8)上的隔膜真空计控制来自固定环单元22的供给配管26的氩气流量，使得筒辊表面与膜的设定间隙间压力成为以下的表1所示的值(450Pa～1350Pa)，其中，旋转接头组装于筒辊131。
这样，对于以辊对辊的方式输送的薄膜114，开始在其单面上由Ni-Cr膜构成的种子层以及在种子层上成膜的Cu膜的连续成膜处理。
下述表1中示出，实施例1～2和参考例1～7中的“放卷张力”(由图1所示的张力测量辊117测量)、“干燥张力”(由张力测量辊121测量)、“送入进料张力Tu2”(由送入侧第二张力测量辊127测量)，“送入进料张力Tu1”(由送入侧第一张力测量辊130测量)、“送出进料张力Td1”(由送出侧第一张力测量辊132测量)、“送出进料张力Td2”(由送出侧第二张力测量辊135测量)、以及“收卷张力”(由张力测量辊144测量)。
需要说明的是，参考例5～7和实施例1～2的“送入进料张力Tu2”被设定为相邻的上述“干燥张力”和“送入进料张力Tu1”的中间值，参考例6～7和实施例1～2的“送出进料张力Td2”也被设定为相邻的“送出进料张力Td1”和“收卷张力”的中间值。另一方面，参考例1～2的“送入进料张力Tu2”和“送出进料张力Td2”分别被设定为与相邻的“送入进料张力Tu1”和“送出进料张力Td1”相同，参考例3～4的“送入进料张力Tu2”被设定为与邻接的“干燥张力”相同，参考例3～5的“送出进料张力Td2”也分别被设定为与相邻的“收卷张力”相同。
另外，也一并记载根据上述“送入进料张力Tu1”和“送出进料张力Td1”的设定条件确定的实施例1～2和参考例1～7的“阻力Pa”(长条的薄膜114被按压在筒辊131上的力)和“设定间隙间压力Pa”(相当于上述阻力Pa的90％)。
[比较例1～5]
使用图10所示的现有例的成膜装置(溅射镀膜机)制作带金属膜的长条耐热性树脂薄膜。作为长条的耐热性树脂薄膜(以下，称为薄膜214)，使用宽度500mm、长度800m、厚度25μm的宇部兴产株式会社制造的耐热性聚酰亚胺薄膜“UPILEX(注册商标)”。
筒辊231使用图9所示的衬套辊结构的带气体导入机构的筒辊。该筒辊231的圆筒部件10(参照图9)使用直径800mm、宽度800mm的不锈钢制的圆筒部件，在其外周面实施了硬铬镀敷。在该圆筒部件10的厚壁部内，沿周向隔开均等的间隔地在整周上贯穿设置有180个与筒辊231的旋转轴方向平行地延伸的内径5mm的气体导入通道14(参照图9)。需要说明的是，气体导入通道14的两端中的前端侧为形成为有底而不贯通圆筒部件10。
在各气体导入通道14上设置有47个向圆筒部件10的外表面侧(即筒辊231的外周面侧)开口的内径0.2mm的气体释放孔15(参照图9)。这47个气体释放孔15在与薄膜214的行进方向正交的方向上以10mm的间距配设在分别距离在圆筒部件10的外表面划定的薄膜214的输送路径的两端部20mm的内侧的线之间的区域。即，在从筒辊231的外周面中的两端部起到145mm为止的区域未设置气体释放孔15。
如上所述，在圆筒部件10上遍及整周而在周向上均等地配设有180条气体导入通道14，但由于难以将这180条气体导入通道14与旋转接头20直接连接，因此将5条气体导入管14连接于分支管(未图示)，之后与旋转环单元21的连结配管25端部连接。即，如上所述，在旋转接头20的旋转环单元21上形成36条连接配管25，对每10°进行整合来导入气体。
作为在薄膜214上成膜的金属膜，在作为种子层的Ni-Cr膜上成膜Cu膜，因此，在磁控溅射靶239中使用Ni-Cr靶，在磁控溅射靶240、241、242中使用Cu靶。
对卷绕在上述成膜装置(溅射镀膜机)的放卷辊215侧的薄膜214进行设置，将其一端经由筒辊231安装在收卷辊246上。在该状态下，使用多台干式泵将成膜室231(应为212)中的真空腔室内的空气排出至5Pa后，进一步使用多台涡轮分子泵和低温线圈排气至3×10-3Pa。
接着，起动旋转驱动装置，一边以8m/分钟的输送速度输送长条的膜214，一边以300sccm导入氩气，并且对磁控溅射阴极239、240、241、242施加20kW的电力而进行电力控制。进而，利用安装在旋转接头的压力计端口82、83(参照图8)上的隔膜真空计控制来自固定环单元22的供给配管26的氩气流量，使得筒辊表面与膜的设定间隙间压力成为以下的表1所示的值(450～1125Pa)，其中，旋转接头组装于筒辊231。
这样，对于以辊对辊的方式输送的膜214，开始在其单面上由Ni-Cr膜构成的种子层以及在种子层上成膜的Cu膜的连续成膜处理。
需要说明的是，在表1中记载了比较例1～5中的“放卷张力”(由图10所示的张力测量辊217测量)、“干燥张力”(由张力测量辊221测量)、“送入进料张力Tu1”(由送入侧张力测量辊230测量)、“送出进料张力Td1”(由送出侧张力测量辊232测量)、以及“收卷张力”(由张力测量辊244测量)。
另外，也一并记载根据上述“送入进料张力Tu1”和“送出进料张力Td1”的设定条件确定的比较例1～5的“阻力Pa”(长条的薄膜214被按压在筒辊231上的力)和“设定间隙间压力Pa”(相当于上述阻力Pa的90％)。
【表1】
【评价】
(1)对于实施例1～2和参考例1～7、以及比较例1～5的成膜后的长条薄膜，通过目视进行是否产生了薄膜褶皱(溅射热负荷褶皱)和划痕的观察。
(2)其结果，对于薄膜褶皱(溅射热负荷褶皱)，能够确认在上述“设定间隙间压力Pa”小于675Pa的情况下产生(参照参考例1～2、参考例5～6以及比较例1～2)。
认为在上述“设定间隙间压力Pa”小于675Pa的情况下，筒辊外周面与卷绕于该筒辊外周面的长条薄膜之间的空隙部(间隙)的热导率(热传导效率)降低因而产生薄膜褶皱。
(3)另一方面，对于划痕，能够确认在长条薄膜被送入到筒辊时的“送入进料张力Tu1”与相邻的“送入进料张力Tu2”(参照图1所示的成膜装置的情况)或者“干燥张力”(参照图10所示的成膜装置的情况)的张力差超过100N(牛顿)时(参照参考例3～4、参考例7以及比较例3～5)、以及、从筒辊送出长薄膜时的“送出进料张力Td1”与相邻的“送出进料张力Td2”(图1所示的成膜装置的情况)或者“收卷张力”(参照图10所示的成膜装置的情况)的张力差超过100N(牛顿)时产生。
认为在上述张力差超过100N(牛顿)时，对于电机驱动辊、筒辊等而言，其控制变得困难，因此长条薄膜在筒辊表面滑动或振动等，张力变得不稳定而产生划痕等。
(4)并且，在使用了图1所示的本发明的成膜装置(溅射镀膜机)的实施例1～2中，确认了未产生薄膜褶皱(溅射热负荷褶皱)和划痕，与此相对，在使用了图10所示的现有例的成膜装置(溅射镀膜机)的比较例1～5中，确认了产生了薄膜褶皱(溅射热负荷褶皱)或划痕中的一者。
产业上的可利用性
根据本发明的长条基板的处理装置和处理方法，能够避免薄膜褶皱和划痕的产生，因此具有作为用于液晶电视、手机等的柔性布线基板的覆铜层叠树脂薄膜(带金属膜的耐热性树脂薄膜)的制造装置以及制造方法而使用的产业上的利用可能性。

Claims (6)

1.一种长条基板的处理装置，具有：放卷区，对卷绕于放卷辊的长条基板进行放卷；处理区，在真空腔室内对从放卷区供给的长条基板实施施加热负荷的处理；以及收卷区，将处理后的长条基板收卷于收卷辊，
所述处理区具备：筒辊，由电机驱动，使以辊对辊的方式输送的长条基板卷绕于所述筒辊的外周面并对所述长条基板进行冷却；送入侧张力控制辊组和送出侧张力控制辊组，所述送入侧张力控制辊组设置于所述筒辊的长条基板的送入侧，所述送出侧张力控制辊组设置于该筒辊的长条基板的送出侧；以及施加热负荷的处理机构，设置于与所述筒辊的外周面对置的位置，
所述筒辊在周向上隔开大致均等的间隔且遍及整周地配置有多个气体导入通道，所述多个气体导入通道中的每一个具有沿着筒辊的旋转轴方向隔开大致均等的间隔而向外周面侧开口的多个气体释放孔，
所述长条基板的处理装置具备旋转接头，该旋转接头向位于所述筒辊的外周面的卷绕有长条基板的角度范围内的气体导入通道供给来自真空腔室外部的气体，不向未位于卷绕有长条基板的角度范围内的气体导入通道供给来自真空腔室外部的气体，
所述长条基板的处理装置的特征在于，所述送入侧张力控制辊组由分别设置于处理区的送入侧第一张力控制辊组和送入侧第二张力控制辊组构成；所述送入侧第一张力控制辊组由送入侧第一张力测量辊和送入侧第一电机驱动辊构成，所述送入侧第一张力测量辊配置在筒辊的送入侧附近，所述送入侧第一电机驱动辊基于由该送入侧第一张力测量辊测量的长条基板的张力来控制圆周速度；而且，所述送入侧第二张力控制辊组由送入侧第二张力测量辊和送入侧第二电机驱动辊构成，所述送入侧第二张力测量辊配置在所述送入侧第一电机驱动辊侧，所述送入侧第二电机驱动辊基于由该送入侧第二张力测量辊测量的长条基板的张力来控制圆周速度，
所述送出侧张力控制辊组由分别设置于处理区的送出侧第一张力控制辊组和送出侧第二张力控制辊组构成；所述送出侧第一张力控制辊组由送出侧第一张力测量辊和送出侧第一电机驱动辊构成，所述送出侧第一张力测量辊配置在筒辊的送出侧附近，所述送出侧第一电机驱动辊基于由该送出侧第一张力测量辊测量的长条基板的张力来控制圆周速度；所述送出侧第二张力控制辊组由送出侧第二张力测量辊和送出侧第二电机驱动辊构成，所述送出侧第二张力测量辊配置在所述送出侧第一电机驱动辊侧，所述送出侧第二电机驱动辊基于由该送出侧第二张力测量辊测量的长条基板的张力来控制圆周速度，
送入到所述筒辊的长条基板的在送入方向的张力通过基于筒辊和所述送入侧第一电机驱动辊之间的圆周速度之差而设定的送入进料张力Tu1、与基于送入侧第一电机驱动辊和所述送入侧第二电机驱动辊之间的圆周速度之差而设定的送入进料张力Tu2的双级控制来调整，其中Tu1>Tu2，并且，
从所述筒辊送出的长条基板的在送出方向的张力通过基于所述送出侧第一电机驱动辊和筒辊之间的圆周速度之差而设定的送出进料张力Td1、与基于所述送出侧第二电机驱动辊和送出侧第一电机驱动辊之间的圆周速度之差而设定的送出进料张力Td2的双级控制来调整，其中Td1>Td2。
2.根据权利要求1所述的长条基板的处理装置，其特征在于，
所述旋转接头由旋转环单元和固定环单元构成，所述旋转环单元和所述固定环单元与筒辊同轴地设置且分别形成有与筒辊的中心轴垂直的气体控制用滑动接触面，
所述旋转环单元具有分别与所述筒辊的多个气体导入通道连通的多个气体供给通道，所述多个气体供给通道中的每一个在所述旋转环单元的所述气体控制用滑动接触面具有旋转开口部，所述旋转开口部在与所连通的气体导入通道在筒辊外周面上的角度位置相对应的角度位置开口，
所述固定环单元具有与真空腔室外部的供给配管连通的气体分配通道，该气体分配通道由在周向上设置在固定环单元的气体控制用滑动接触面上的环状凹槽构成，且具有通过嵌入到环状凹槽内的规定区域的圆弧状密封部件对所述固定环单元的气体控制用滑动接触面进行封闭的固定封闭部和未对所述气体控制用滑动接触面进行封闭的固定开口部，所述固定开口部在旋转环单元的旋转开口部所对置的固定环单元的气体控制用滑动接触面上的区域中的、卷绕有所述长条基板的角度范围内开口。
3.根据权利要求1所述的长条基板的处理装置，其特征在于，
所述旋转接头由截面为凸形状的旋转环单元和圆筒形的固定环单元构成，所述旋转环单元包括与筒辊同轴地设置的圆筒基部和圆筒凸部，所述固定环单元供所述旋转环单元的圆筒凸部嵌入，所述旋转环单元和所述固定环单元分别形成有与筒辊的中心轴平行的气体控制用滑动接触面，
所述旋转环单元具有分别与所述筒辊的多个气体导入通道连通的多个气体供给通道，所述这些多个气体供给通道中的每一个在所述旋转环单元的圆筒凸部的所述气体控制用滑动接触面具有旋转开口部，所述旋转开口部在与所连通的气体导入通道的在筒辊外周面上的角度位置相对应的角度位置开口，
所述固定环单元具有与真空腔室外部的供给配管连通的气体分配通道，该气体分配通道由在周向上设置在固定环单元的圆通内周面的环状凹槽构成，且具有通过嵌入到环状凹槽内的规定区域的圆弧状密封部件对所述固定环单元的气体控制用滑动接触面进行封闭的固定封闭部和未对所述气体控制用滑动接触面进行封闭的固定开口部，所述固定开口部在旋转环单元的圆筒凸部的旋转开口部所对置的固定环单元的气体控制用滑动接触面上的区域中的、卷绕有所述长条基板的角度范围内开口。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的长条基板的处理装置，其特征在于，
施加热负荷的所述处理是利用与在筒辊的外周面划定的输送路径对置的真空成膜单元进行的处理。
5.根据权利要求4所述的长条基板的处理装置，其特征在于，
所述真空成膜单元具有磁控溅射阴极。
6.一种长条基板的处理方法，其用于长条基板的处理装置中，所述处理装置具有：放卷区，对卷绕于放卷辊的长条基板进行放卷；处理区，在真空腔室内对从放卷区供给的长条基板实施施加热负荷而进行的处理；以及收卷区，将处理后的长条基板收卷于收卷辊，
所述处理区具备：筒辊，其由电机驱动，使以辊对辊的方式输送的长条基板卷绕于所述的筒辊的外周面并对所述长条基板进行冷却；送入侧张力控制辊组和送出侧张力控制辊组，所述送入侧张力控制辊组设置于所述筒辊的长条基板的送入侧，所述送出侧张力控制辊组设置于所述筒辊的长条基板的送出侧；以及施加热负荷的处理机构，其设置于与所述筒辊的外周面对置的位置，
所述筒辊在周向上隔开大致均等的间隔且遍及整周地配置有多个气体导入通道，所述多个气体导入通道中的每一个具有沿着筒辊的旋转轴方向隔开大致均等的间隔而向外周面侧开口的多个气体释放孔，
在所述筒辊上附设旋转接头，向位于筒辊的外周面的卷绕有长条基板的角度范围内的气体导入通道供给来自真空腔室外部的气体，不向未位于卷绕有长条基板的角度范围内的气体导入通道供给来自真空腔室外部的气体，
所述长条基板的处理方法的特征在于，
所述送入侧张力控制辊组由分别设置于处理区的送入侧第一张力控制辊组和送入侧第二张力控制辊组构成；所述送入侧第一张力控制辊组由送入侧第一张力测量辊和送入侧第一电机驱动辊构成，所述送入侧第一张力测量辊配置在筒辊的送入侧附近，所述送入侧第一电机驱动辊基于由该送入侧第一张力测量辊测量的长条基板的张力来控制圆周速度；所述送入侧第二张力控制辊组由送入侧第二张力测量辊和送入侧第二电机驱动辊构成，所述送入侧第二张力测量辊配置在所述送入侧第一电机驱动辊侧，所述送入侧第二电机驱动辊基于由该送入侧第二张力测量辊测量的长条基板的张力来控制圆周速度，并且，
所述送出侧张力控制辊组由分别设置于处理区的送出侧第一张力控制辊组和送出侧第二张力控制辊组构成；所述送出侧第一张力控制辊组由送出侧第一张力测量辊和送出侧第一电机驱动辊构成，所述送出侧第一张力测量辊配置在所述筒辊的送出侧附近，所述送出侧第一电机驱动辊基于由该送出侧第一张力测量辊测量的长条基板的张力来控制圆周速度；所述送出侧第二张力控制辊组由送出侧第二张力测量辊和送出侧第二电机驱动辊构成，所述送出侧第二张力测量辊配置在所述送出侧第一电机驱动辊侧，所述送出侧第二电机驱动辊基于由该送出侧第二张力测量辊测量的长条基板的张力来控制圆周速度，
送入所述筒辊的长条基板的在送入方向的张力通过基于筒辊和所述送入侧第一电机驱动辊之间的圆周速度之差而设定的送入进料张力Tu1、与基于送入侧第一电机驱动辊和所述送入侧第二电机驱动辊之间的圆周速度之差而设定的送入进料张力Tu2的双级控制来调整，其中Tu1>Tu2，并且，
从所述筒辊送出的长条基板的在送出方向的张力通过基于所述送出侧第一电机驱动辊和筒辊的圆周速度之差而设定的送出进料张力Td1、与基于所述送出侧第二电机驱动辊和所述出侧第一电机驱动辊的圆周速度之差而设定的送出进料张力Td2的双级控制来调整，其中Td1>Td2。
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