CN1619009A - 卷绕式真空蒸镀方法及卷绕式真空蒸镀装置 - Google Patents

Abstract

提供在生产性方面优良的卷绕式真空蒸镀方法及卷绕式真空蒸镀装置，该方法及装置可以在不使由塑料单层薄膜构成的基底薄膜产生热变形的状况下形成金属膜。通过配置电子束照射器21，与此同时设置对辅助辊18和筒式辊14之间施加偏压的直流偏压电源22，该电子束照射器用来在金属膜蒸镀前对原料薄膜12照射电子束，该辅助辊用来引导成膜后的原料薄膜12，在金属膜的蒸镀前，使通过电子束的照射令其带电的原料薄膜12附着到筒式辊14上，在金属膜的蒸镀后，通过对与辅助辊18电气的连接的金属膜和筒式辊14之间所施加的偏压，使原料薄膜12附着到筒式辊14上。

Description

卷绕式真空蒸镀方法 及卷绕式真空蒸镀装置

技术领域

本发明涉及下述方式的卷绕式真空蒸镀方法及卷绕式真空蒸镀装置，该方式为在减压环境内连续传送绝缘薄膜，在使薄膜附着到冷却用辊上进行冷却的同时，在该薄膜上蒸镀金属膜加以卷绕。

背景技术

以往以来，下述方式的卷绕式真空蒸镀方法例如在下述专利文献1中所阐述的那样已为众所周知，上述方式为通过将从导出辊所连续传送出的长原料薄膜卷到冷却用筒式辊上，使来自与该筒式辊对向配置的蒸发源的蒸发物质蒸镀到原料薄膜上，用卷绕辊来卷绕蒸镀后的原料薄膜。

在这种真空蒸镀方法中，为了防止蒸镀时原料薄膜的热变形，在使原料薄膜附着到冷却用筒式辊表面的同时，实行成膜处理。但是，在这种真空蒸镀方法中，如何确保对冷却用筒式辊的原料薄膜附着作用，已成为主要的问题。

作为提高原料薄膜和冷却用筒式辊之间附着力的结构，例如有下述专利文献2中所阐述的结构。图5表示出下述专利文献2中记载的卷绕式(等离子体CVD)成膜装置的概略结构。

参见图5，在被维持成减压环境的真空室1内部，设置带金属膜薄膜2的导出辊3、冷却用筒式辊4及卷绕辊5，在筒式辊4的下方配置有反应气体供给源6。

在此，带金属膜薄膜2在绝缘薄膜之上形成有导电原薄膜，在该导电原薄膜之上来自反应气体供给源6的反应气体产生反应并形成薄膜。另外，筒式辊4在金属制的辊表面形成有绝缘层，对辊主体施加规定的负电位。

而且，在图5所示的卷绕式(等离子体CVD)成膜装置中，在导出辊3和筒式辊4之间设置电子束照射器7，与此同时在该电子束照射器7和筒式辊4之间设置导辊8，用来将带金属膜薄膜2上的导电膜与接地电位连接。据此，对带金属膜薄膜2的绝缘层一侧表面照射电子束使带金属膜薄膜2带电，通过在与筒式辊4之间所发生的电吸附力，来寻求带金属膜薄膜2和筒式辊4之间的附着。

专利文献1特开平7-118835号公报

专利文献2特开2000-17440号公报

发明内容

但是，在图5所示结构的以往卷绕式(等离子体CVD)成膜装置中存在下述问题，即作为带金属膜薄膜2只不过仅仅带导电膜的塑料薄膜是有效的，而不能使用于在以塑料薄膜为示例的原料薄膜上蒸镀金属膜的处理。

原因是，虽然在该以往的卷绕式(等离子体CVD)成膜装置中，因已经形成金属膜，而可以在处理前使施加给冷却用筒式辊的偏置电位对带金属膜薄膜起作用，但是在蒸镀金属膜的场合下，不能在金属膜被蒸镀前的原料薄膜上附加偏置电位。再者，在只是使金属膜蒸镀前的原料薄膜带电的场合下，有时若在薄膜上蒸镀金属膜，则原料薄膜所带的电荷向蒸镀于其上的金属膜扩散，因此原因使筒式辊和原料薄膜之间的静电吸引力下降，造成双方的附着力恶化。

因而，以往卷绕式(等离子体CVD)成膜装置中带电及偏置电位的施加方法，不能使用于在以塑料薄膜为示例的原料薄膜上蒸镀金属膜的场合，而无法获得冷却用筒式辊和原料薄膜之间高的附着力，因此原料薄膜的冷却效果不足在薄膜上引发皱纹等的热变形，或者不能寻求原料薄膜行进速度的高速化而不能期望生产性提高。

本发明是鉴于上述问题而做出的，其课题为提供在生产性方面优良的卷绕式真空蒸镀方法及卷绕式真空蒸镀装置，该方法及装置可以抑制以塑料薄膜为示例的绝缘原料薄膜的热变形以高速形成金属膜。

上面的课题采用下述卷绕式真空蒸镀方法来解决，该卷绕式真空蒸镀方法为，在减压环境内连续传送绝缘原料薄膜，在使上述原料薄膜附着到冷却用辊上进行冷却的同时，在该原料薄膜上蒸镀金属膜加以卷绕，其特征为，

在上述金属膜的蒸镀前，通过使上述原料薄膜带电，让上述原料薄膜附着到上述冷却用辊上，

在上述金属膜的蒸镀后，通过对上述金属膜和上述冷却用辊之间施加电压，使上述原料薄膜附着到上述冷却用辊上。

另外，上面的课题采用下述卷绕式真空蒸镀装置来解决，该卷绕式真空蒸镀装置具备：真空室；导出部，配置于该真空室的内部，用来连续传送绝缘原料薄膜；卷绕部，用来卷绕从该导出部所传送出的原料薄膜；冷却用辊，配置于上述导出部和上述卷绕部之间，用来与上述原料薄膜附着对该薄膜进行冷却；蒸发源，与上述冷却用辊对向配置，用来使金属膜蒸镀到上述原料薄膜上，

还包括：

带电粒子照射装置，配置于上述导出部和上述蒸发源之间，用来对上述原料薄膜照射带电粒子；

辅助辊，配置于上述冷却用辊和上述卷绕部之间，用来与上述原料薄膜的成膜面接触，引导该原料薄膜的行进；

电压施加装置，用来对上述冷却用辊和上述辅助辊之间施加直流电压。

在金属膜的蒸镀前，因带电粒子的照射而带电的原料薄膜对于施加偏置电位后的冷却用辊，通过静电吸引力被附着。

另一方面，在金属膜的蒸镀后，虽然因被蒸镀金属膜使在原料薄膜上所带的电荷一部分消失，但是可以通过和辅助辊的接触对金属膜施加电位，使之在该金属膜和冷却用辊之间产生静电吸引力。据此，即使在蒸镀后，原料薄膜和冷却用辊之间的附着力也被维持。

如上所述，在本发明中，由于在金属膜的蒸镀前后都可以获得原料薄膜和冷却用辊之间高的附着力，因而能够提高原料薄膜的冷却效率，以此防止蒸镀时原料薄膜的热变形，并且提高原料薄膜的行进速度在生产性提高方面做出贡献。

另一方面，若对冷却用辊和辅助辊(原料薄膜上的金属膜)之间所施加的偏置电位增大到规定以上，则因蒸镀金属喷溅引起短路时的热损伤增大，很有可能成为损坏品质的原因。

因此，最好设计下述工序，即测定被蒸镀金属膜的表面电位并控制施加电压以使其达到设定范围，据此可以避免因蒸镀金属喷溅而引起的损伤，能够寻求品质的稳定化。

作为上述设定范围，设为获得原料薄膜和冷却用辊之间适当附着力的电压以上并且不使因蒸镀金属喷溅而引起的损伤发生的电压以下，按照所使用的原料薄膜材料、厚度及薄膜行进速度等加以适当选定。

附图说明

图1是根据本发明实施方式的卷绕式真空蒸镀装置10的概略结构图。

图2表示的是原料薄膜成膜面，A表示出油图形25形成后的状态，B表示出金属膜26蒸镀后的状态。

图3是说明对原料薄膜12的电子束照射工序的剖面模式图。

图4是说明蒸膜后原料薄膜12和筒式辊14之间吸附作用的剖面模式图。

图5是以往卷绕式真空蒸镀装置的概略结构图。

符号说明

10    卷绕式真空蒸镀装置

11    真空室

12    原料薄膜

13    导出辊

14    筒式辊(冷却用辊)

15    卷绕辊

16    蒸发源

18    辅助辊

20    图形形成部件(掩膜形成装置)

21    电子束照射器(带电粒子照射装置)

22    直流偏压电源(电压施加装置)

23    除电部件(除电装置)

25    油图形(oil pattern)

26    金属膜

27    传感器(检测装置)

28    控制器(控制装置)

根据本发明，由于在对绝缘原料薄膜的金属膜蒸镀前后，都能确保原料薄膜和冷却用辊之间高的附着力，因而可以防止原料薄膜的热变形，与此同时能够提高原料薄膜的行进速度在生产性提高方面做出较大贡献。

具体实施方式

下面，有关本发明的实施方式，参照附图予以说明。

图1是根据本发明实施方式的卷绕式真空蒸镀装置10的概略结构图。本实施方式的卷绕式真空蒸镀装置10具备真空室11、原料薄膜12的导出辊13、冷却用筒式辊14、卷绕辊15及蒸镀物质的蒸发源16。

真空室11介由管道连接部11a与未图示的真空泵等真空排气系统连接，其内部被减压排气成规定的真空度。真空室11的内部空间利用分隔板11b，被分隔成配置导出辊13及卷绕辊15等的空间和配置蒸发源16的空间。

原料薄膜12由裁剪成规定宽度的长绝缘塑料薄膜构成，在本实施方式中，使用OPP(延伸聚丙烯)单层薄膜。

还有，在此之外还可以使用PET(聚对苯二甲酸乙二酯)薄膜、聚酯薄膜、PPS(硫化聚苯)薄膜之类的塑料薄膜和纸片等。

原料薄膜12从导出辊13进行传送，介由多个导辊17、筒式辊14、辅助辊18及多个导辊19被卷绕到导出辊15上。导出辊13及卷绕辊15各自对应于本发明的“导出部”及“卷绕部”，在它们上虽未加以图示但分别设置有旋转驱动部。

筒式辊14呈筒状且为不锈钢等的金属制，在内部具备有冷却水循环系统等冷却机构以及使之旋转驱动筒式辊14的旋转驱动机构等。在筒式辊14的表面以规定的夹角卷绕原料薄膜12。被卷到筒式辊14上的原料薄膜12其外面一侧的成膜面由来自蒸发源16的蒸镀物质形成膜，与此同时通过筒式辊14被冷却。

蒸发源16具备有下述机构，用来在收容蒸镀物质的同时采用电阻加热、感应加热、电子束加热等众所周知的方法使蒸镀物质加热蒸发。该蒸发源16配置于筒式辊14的下方，用来使蒸镀物质的蒸气附着到对向筒式辊14上的原料薄膜12上，使之形成镀层。

作为蒸镀物质，除Al、Co、Cu、Ni、Ti等金属元素单质之外，还使用Al-Zn、Cu-Zn、Fe-Co等二种以上金属或多元素系列合金，蒸发源也不限定为1个，也可以设置多个。

本实施方式的卷绕式真空蒸镀装置10进一步具备图形形成部件20、电子束照射器21、直流偏压电源22及除电部件23。

图形形成部件20用来形成下述图形并且对应于本发明的“掩模形成装置”，被设置于导出辊13和筒式辊14之间，上述图形用来对原料薄膜12的成膜面划定金属膜的蒸镀区域，

图2表示出原料薄膜12的成膜面。

图形形成部件20的构成为，例如在原料薄膜12的成膜面上沿其纵向(行进方向)，遍及多列涂敷图2A中阴影所示形状的油图形25。因而，在成膜时下述形状的金属膜26被形成多列(图2B)，上述形状为在油图形25的开口部25a上被镀蒸镀物质的略方形金属图形介由连接部26a按规定间距来连接。还有，金属膜26的成膜方式并不限定为上述。

接着，电子束照射器21对应于本发明的“带电粒子照射装置”，用来在原料薄膜12上作为带电粒子照射电子束使原料薄膜12带负电。

图3是说明对原料薄膜12的电子束照射工序的剖面模式图。在本实施方式中，电子束照射器21设置于和筒式辊14表面的对向位置上，用来对接触到筒式辊14的原料薄膜12成膜面照射电子束。由于在筒式辊14上照射电子束，因而可以在对原料薄膜12进行冷却的同时，照射电子束。

尤其是，在本实施方式中电子束照射器21其构成为，电子束在沿原料薄膜12横向进行扫描的同时加以照射，据此可以避免因局部电子束照射而引起的原料薄膜损伤，与此同时能够均匀且高效率地使原料薄膜12带电。

直流偏压电源22用来对筒式辊14和辅助辊18之间施加规定的直流电压，对应于本发明的“电压施加装置”。在本实施方式中，筒式辊14与正极连接，辅助辊18与负极连接。据此，照射电子束使之带负电后的原料薄膜12如图3所示，在筒式辊14的表面因静电吸引力而被电吸附并且被附着。

在此，辅助辊18是金属制，被设置于其表面与原料薄膜12成膜面转接的位置上。

图4是对蒸镀后原料薄膜12和筒式辊14之间的吸附作用进行说明的剖面模式图。通过蒸镀，在原料薄膜12上形成金属膜26呈图形状。如图2B所示，金属膜26沿纵向相连。

由于将辅助辊18与直流偏压电源22的负极连接，因而被辅助辊18引导的原料薄膜12通过其成膜面上金属膜26(参见图2B)和辅助辊18表面的接触，而对该金属膜施加负电位。其结果为，被夹于金属膜26和筒式辊14之间的原料薄膜12进行极化，在原料薄膜12和筒式辊14之间产生静电吸附力，寻求双方的附着。

尤其是，在本实施方式中将直流偏压电源22设为可变电源，控制向原料薄膜12上的金属膜26所施加的电位，来寻求向金属膜26的施加电压稳定化。据此，通过金属膜26的施加电压变动，来避免向筒式辊14的原料薄膜12附着力下降，或者因金属膜26和筒式辊14之间短路所发生的喷溅而引起的损伤。

具体而言，卷绕式真空蒸镀装置10具备：传感器(检测装置)27，设置于比辅助辊18的配置位置(关系到薄膜行进方向)更上行的一侧，用来检测原料薄膜12表面金属膜26的表面电位；控制器(控制装置)28，用来接受传感器27的检测输出对直流偏压电源22进行控制以使金属膜26的电位达到设定范围。

还有，作为上述设定范围，设为获得原料薄膜12和筒式辊14之间适当附着力的电压以上且不使因蒸镀金属喷溅而引起的损伤发生的电压以下，按照所使用原料薄膜12的材料、厚度以及薄膜行进速度等加以适当选定。

作为传感器27的结构示例，可以使用下述类型的表面电位计，这种类型的表面电位计通过使测定探头内的电极产生振动令其对探头内电极引发与薄膜表面电位大小相应的位移电流，来测量薄膜表面电位。

还有，不限定于根据薄膜表面电位来控制施加电压的结构，例如也可以测量原料薄膜12的温度来控制施加电压。

接着，除电部件23对应于本发明的“除电装置”，配置于辅助辊18和卷绕辊15之间，具有对原料薄膜12进行除电的功能，该原料薄膜是通过来自电子束照射器21的电子照射而带电的。作为除电部件23的结构示例在等离子体中采用下述机构，用来使原料薄膜12通过，通过轰击处理对原料薄膜12进行除电。

下面，有关本实施方式的卷绕式真空蒸镀装置10动作以及本发明的卷绕式真空蒸镀方法，予以说明。

在被减压成规定真空度的真空室11内部，从导出辊13所连续传送的原料薄膜12经过油图形25的形成工序、电子束照射工序、蒸镀工序以及除电工序，被连续卷绕到卷绕辊15上。

在掩模形成工序中，原料薄膜12通过图形形成部件20在成膜面上例如涂敷形成图2A所示形状的油图形25。作为掩模形成方法，可以采用图形转印法，该图形转印法利用与原料薄膜12转接的转印辊。

形成油图形25后的原料薄膜12被卷到筒式辊14上。原料薄膜12在和筒式辊14的接触开始位置旁边，通过电子束照射器21照射电子束，在电位上带负电。

此时，由于正在原料薄膜12与筒式辊14所接触的位置上照射电子束，因而可以高效率地对原料薄膜12进行冷却。

另外，在对于行进的原料薄膜12成膜面沿其横向进行扫描的同时照射电子束，以此可以避免因电子束局部照射而引起的原料薄膜12的热变形，与此同时能够使原料薄膜12均匀且高效率地带电。

受到电子束照射而带负电的原料薄膜12对于筒式辊14通过直流偏压电源22被偏置为正电位，因静电吸引力而被附着(图3)。随后，从蒸发源16所蒸发的蒸镀物质通过堆积到原料薄膜12的成膜面上，以此形成图2B所示的金属膜26。该金属膜26具有介由连接部26a沿原料薄膜12的纵向所连接的多列条纹形状。

在原料薄膜12上所形成的金属膜26介由辅助辊18施加直流偏压电源22的负电位。由于金属膜26形成为沿原料薄膜12的纵向所连接的条纹，因而在金属膜26的蒸镀后被卷到筒式辊14的原料薄膜12中，处于金属膜26侧一方的表面以及处于筒式辊14侧另一方的表面分别向正、负进行极化，如图4所示使之在原料薄膜12和筒式辊14之间产生静电吸附力。其结果为，原料薄膜12和筒式辊14互相附着。

如上所述，在本实施方式中由于在金属膜26的蒸镀前，通过电子束的照射使原料薄膜12带电令其附着到筒式辊14上，在金属膜26的蒸镀后，通过对该金属膜26和筒式辊14之间所施加的偏压使原料薄膜12附着到筒式辊14上，因而即使在金属膜的蒸镀前使原料薄膜12所带的电荷(电子)一部分在此后金属膜的蒸镀工序中被该金属膜释放并消失，也可以通过从辅助辊18向金属膜26的负电位施加(电子供给)来补偿该所消失的电荷一部分或全部。

因而，根据本实施方式，即便在蒸镀工序后也抑制原料薄膜12和筒式辊14之间的附着力下降，在蒸镀工序的前后都能确保原料薄膜12的稳定冷却作用。

据此，可以防止金属膜的蒸镀时原料薄膜12的热变形，与此同时使原料薄膜12的高速行进化以及成膜运行速度的高速化成为可能，能够谋求生产性的提高。这种结构，在采用OPP薄膜等那种若附着金属膜则不易带电的材料来构成原料薄膜12的场合下是有用的。再者，在原料薄膜12上形成金属膜26呈图形状的场合下，由于随着部分温度上升，有时电荷产生变化，因而使电荷失去后的金属膜形成部分通过偏压来提高其附着性，是为了均匀冷却原料薄膜12所期望的。

另外，根据本实施方式，由于根据原料薄膜12上金属膜26的表面电位来控制筒式辊14和辅助辊18之间的施加电压，因而可以稳定维持对筒式辊14的原料薄膜12附着作用，与此同时能够谋求因喷溅等而引起的热损伤的抑制。

如上所述，实行金属膜26蒸镀后的原料薄膜12在通过除电部件23进行除电之后，被卷绕到卷绕辊15上。据此，在确保原料薄膜12的稳定卷绕动作的同时，可以防止因带电而引起的缠绕皱纹。

实施例

下面，说明本发明的实施例。

在本实施示例中，分别对于只有偏压的情形、只有电子束照射的情形以及偏压+电子束照射(本发明)的情形，测量出在不使原料薄膜12产生热变形(皱纹、收缩等)的状况下可以实行成膜处理的最大运行速度。

作为原料薄膜12使用宽度为600mm、厚度为4μm的OPP薄膜，对其蒸镀有金属A1，以成为表面电阻为2Ω/□的薄膜厚度。作为电子束照射器21使用4kV×100～200mA的扫描型电子枪，扫描频率设为1000Hz。另外，直流偏压电源22的电源电压设为100～120V。

实验结果如下。

只有偏压          300m/min

只有电子束照射    250m/min

偏压+电子束照射   500m/min

根据本发明，得知可以以偏压施加及电子束照射的成倍效果来提高原料薄膜12和筒式辊14之间的附着力，在运行速度的高速化方面做出较大贡献。

上面，虽然有关本发明的实施方式已做出说明，但是不言而喻，本发明并不限定于此，而可以根据本发明的技术构思进行各种变形。

例如，在上述实施方式中，虽然作为在原料薄膜12上所蒸镀的金属膜26如图2B所示，形成介由连接部26a所连接的条纹，但是并不限于此，例如不言而喻也可以设为沿薄膜纵向的直线图形，或者不实行掩膜形成而形成没有空隙状的膜。

另外，在上面的实施方式中，虽然照射电子束使原料薄膜12带负电，但是取而代之，也可以照射离子使原料薄膜12带正电。这种场合下，将使施加给筒式辊14和辅助辊18的偏压极性与上述实施方式相反(使筒式辊14成为负极，使辅助辊18成为正极)。

Claims (12)

1.一种卷绕式真空蒸镀方法，用来在减压气氛环境内连续传送绝缘原料薄膜，在使上述原料薄膜附着到冷却用辊上进行冷却的同时，在该原料薄膜上蒸镀金属膜加以卷绕，其特征为：

在上述金属膜的蒸镀前，通过使上述原料薄膜带电，使上述原料薄膜附着到上述冷却用辊上，

在上述金属膜的蒸镀后，通过对上述金属膜和上述冷却用辊之间施加电压，使上述原料薄膜附着到上述冷却用辊上。

2.根据权利要求1所述的卷绕式真空蒸镀方法，其特征为：

在使上述原料薄膜带电的工序中，对于行进的上述原料薄膜在沿该原料薄膜横向进行扫描，同时照射带电粒子。

3.根据权利要求2所述的卷绕式真空蒸镀方法，其特征为：

在上述原料薄膜接触到上述冷却用辊时，进行上述带电粒子的照射工序。

4.根据权利要求1所述的卷绕式真空蒸镀方法，其特征为：

在对上述金属膜和上述冷却用辊之间施加电压的工序中，在引导上述金属膜蒸镀后的原料薄膜行进的辅助辊和上述冷却用辊之间施加直流电压。

5.根据权利要求1或4所述的卷绕式真空蒸镀方法，其特征为：

对上述金属膜和上述冷却用辊之间施加电压的工序包括：测量上述金属膜的表面电位的工序，和控制上述施加电压使上述所测量出的电位在设定范围的工序。

6.根据权利要求1所述的卷绕式真空蒸镀方法，其特征为具有：

在使上述原料薄膜带电的工序之前，将划定上述金属膜蒸镀区域的掩模图案形成于上述原料薄膜的成膜面上的工序。

7.根据权利要求1所述的卷绕式真空蒸镀方法，其特征为具有：

在上述金属膜的蒸镀后，对上述原料薄膜进行除电的工序。

8.一种卷绕式真空蒸镀装置，

具备：真空室；导出部，配置于该真空室的内部，用于连续传送绝缘原料薄膜；卷绕部，用来卷绕从该导出部所传送出的原料薄膜；冷却用辊，配置于上述导出部和上述卷绕部之间，用来与上述原料薄膜附着对该薄膜进行冷却；蒸发源，与上述冷却用辊对向配置，用来使金属膜蒸镀到上述原料薄膜上，

其特征为还包括：

带电粒子照射装置，配置于上述导出部和上述蒸发源之间，用来对上述原料薄膜照射带电粒子；

辅助辊，配置于上述冷却用辊和上述卷绕部之间，用来与上述原料薄膜的成膜面接触，引导该原料薄膜的行进；

电压施加装置，用来对上述冷却用辊和上述辅助辊之间施加直流电压。

9.根据权利要求8所述的卷绕式真空蒸镀装置，其特征为：

在上述冷却用辊和上述辅助辊之间设置检测装置，用来对上述原料薄膜上所蒸镀的金属膜表面电位进行检测，与此同时具备控制装置，用于根据上述检测装置的输出，对上述电压施加装置的施加电压进行控制。

10.根据权利要求8所述的卷绕式真空蒸镀装置，其特征为：

上述带电粒子照射装置设置在与上述冷却用辊表面对向的位置上。

11.根据权利要求8所述的卷绕式真空蒸镀装置，其特征为：

在上述导出部和上述带电粒子照射装置之间设置有掩模形成装置，用来形成掩模图案，该掩模图案用来对上述原料薄膜的成膜面划定上述金属膜的蒸镀区域。

12.根据权利要求8所述的卷绕式真空蒸镀装置，其特征为：

在上述辅助辊和上述卷绕部之间设置有除电装置，用来对上述原料薄膜进行除电。

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