JP2004131768A

JP2004131768A - 樹脂薄膜の蒸着装置

Info

Publication number: JP2004131768A
Application number: JP2002295748A
Authority: JP
Inventors: Kazutoshi Miyazawa; 宮澤　和利; Takahiro Takizawa; 滝澤　貴博; Yasushi Arai; 新井　康司; Yuichiro Yamada; 山田　雄一郎
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-10-09
Filing date: 2002-10-09
Publication date: 2004-04-30

Abstract

【課題】樹脂薄膜を長時間安定して形成することができ、樹脂蒸発部におけるメンテナンスフリーを可能とする樹脂薄膜の蒸着装置を提供する。
【解決手段】液体樹脂を供給する滴下ノズル４の下方に、樹脂を蒸発させるための加熱された回転体１２を設置するとともに、回転体１２の下方に残渣樹脂を取り除くためのヘラ１１を回転体に接触するように設置する。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、小型大容量コンデンサの製造などに用いられる樹脂薄膜の蒸着装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より樹脂層を積層する工程と金属薄膜層を積層する工程とを一単位として、この工程を回転するキャンローラ等の支持体上で繰り返すことにより、樹脂層と金属薄膜層とが交互に積層された積層体とし、積層体上に外部電極を形成するコンデンサの製造装置において、樹脂原料供給管から供給された液体樹脂を加熱板上に滴下することで、樹脂を加熱板上で蒸発し、キャンローラ等の外周面に向けて放出し、樹脂薄膜を形成する樹脂薄膜の蒸着装置は公知である。（例えば、特許文献１参照）
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−３８３０号公報（第６〜７頁・図２）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記した特許文献１に記載された樹脂薄膜の蒸着装置の概略を図３に示す。以下、図３に基づき従来の樹脂薄膜の蒸着装置について説明する。
【０００５】
図において、１は液体樹脂が入っている樹脂タンク、２は液体樹脂を供給する樹脂供給ポンプ、３は樹脂を輸送する樹脂供給管、４は液体樹脂を滴下する樹脂滴下ノズル、５は液体樹脂を蒸着する真空チャンバ、６は樹脂薄膜が形成される基板、７は液体樹脂を蒸発する加熱板、８は真空排気装置を示す。図に示す蒸着装置において、液体樹脂は、樹脂供給管３を通して樹脂滴下ノズル４へ供給され、滴下ノズル４から樹脂を滴下する。滴下ノズル４の下方には、樹脂を蒸発するためヒータにより加熱された加熱板７を設置し、加熱板７上に液体樹脂を滴下することで、液体樹脂を加熱板７上で蒸発し、基板６上へ樹脂蒸気を放出することで、基板６上に樹脂薄膜が形成される。このとき、加熱板７を２０〜３０度に傾斜することで、加熱板７上へ滴下した液体樹脂を流動させ、効率よく蒸発するようにしている。加熱板７を加熱する温度は、樹脂の蒸発温度に設定されている。また、真空チャンバ内も、蒸発した樹脂が液化しないように、ヒータにて樹脂蒸発温度に加熱されている。
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載した樹脂薄膜の蒸着装置では、液体樹脂成分中に樹脂の蒸発温度によって硬化する性質の不純物が存在した場合、この不純物が加熱板上に滴下したとき、不純物の液体樹脂が加熱板上で固化し、加熱板上に残渣となって堆積する。また、樹脂蒸発温度と樹脂硬化温度との差が小さい樹脂材料を加熱板上へ滴下した場合にも、滴下した液体樹脂が完全に蒸発されず、この蒸発されなかった液体樹脂が硬化して加熱板上へ残渣として堆積する。このような場合、樹脂蒸発初期においては、図４（ａ）に示すように、加熱板上へ薄く樹脂が堆積するが、長時間樹脂を加熱板上で蒸発することで、図４（ｂ）に示すように、加熱板７上に厚い樹脂の残渣が堆積する。
【０００７】
このように加熱板上に硬化した樹脂が堆積し、その上に樹脂滴下ノズルから滴下した樹脂を滴下したとき、堆積した樹脂の断熱作用により、液体樹脂を蒸発するための熱が十分伝わらなくなり、樹脂蒸発効率が低下する。そのため、樹脂滴下ノズルから一定量の樹脂を供給した場合には、樹脂膜厚が減少する問題が発生する。このとき、樹脂供給量を増加して膜厚を一定にすることもできるが、樹脂の利用効率が低下し、生産性低下を招く。また、加熱板上へ樹脂残渣が堆積することで、成膜ごとに加熱上の残渣樹脂を取り除く作業が必要となり、生産稼働率の低下を生じる問題が発生する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明は、真空排気装置が接続され内部が減圧可能な蒸着室と、前記蒸着室へ液体樹脂を供給するための樹脂供給管と、樹脂供給管に接続された樹脂滴下ノズルと、樹脂滴下ノズルの下方に設置し、液体樹脂を蒸発させるため加熱された回転体から構成される樹脂蒸着装置を提供するものである。
【０００９】
また回転体は、回転体の幅と同幅で回転体と接触するヘラが回転体の下方に取り付けられており、樹脂蒸着中に回転体表面とヘラとが接するようにした樹脂薄膜の蒸着装置を提供するものである。
【００１０】
本発明によれば、樹脂滴下ノズルから滴下した樹脂は、加熱された回転体の表面上で蒸発し、蒸発した蒸気は基板上へ蒸着されるが、このとき、回転体は常に回転しており、さらに、回転体の下方には、滴下された樹脂成分中で蒸発せずに回転体の表面で固化して残渣として残った樹脂を取り除くヘラを回転体に押し付ける形で設置しているので、滴下した液体樹脂は常に樹脂残査がない回転体の表面上で蒸発する。したがって、一定の樹脂供給量で常に安定した樹脂蒸発（樹脂成膜レート）を長時間実施することができる。また、回転体の表面には樹脂残渣がないため、成膜後に樹脂残渣を取り除き、樹脂蒸発面を清掃するメンテナンスが不要となり、設備の稼働率を向上することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、真空排気装置が接続され内部が減圧可能な蒸着室と、前記蒸着室へ液体樹脂を供給する樹脂供給管と、樹脂供給管に接続された樹脂滴下ノズルと、樹脂滴下ノズルの下方に設置され、滴下された液体樹脂を蒸発させる加熱手段を備えた樹脂薄膜の蒸着装置において、加熱手段は、加熱体が内蔵された回転体であることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、回転体は、回転体の幅と同幅で、樹脂蒸着中に回転体の下方で回転体表面と接するヘラを備えたことを特徴とするものである。
【００１３】
上記請求項１および２に記載の発明によると、樹脂滴下ノズルから滴下した樹脂は、加熱された回転体の表面上で蒸発し、蒸発した樹脂蒸気は基板上へ蒸着されるが、このとき、回転体は常に回転しており、さらに、回転体の下方には、滴下された樹脂成分中で蒸発せずに回転体の表面上に固化した樹脂を取り除くためのヘラが回転体に押し付ける形で設置されており、滴下した液体樹脂は常に樹脂残査がない新たな回転体表面で蒸発していくため、一定の樹脂供給量で安定した樹脂蒸発（樹脂成膜レート）を長時間実施することができ、また、常に回転ドラム表面には樹脂残渣がないため、成膜後に樹脂残渣を取り除き、樹脂蒸発面を清掃するメンテナンスが不要となり、設備の稼働率を向上することができる作用を有する。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、回転体は、回転ドラムであることを特徴とするもので、樹脂滴下ノズルの位置を変更したり、または回転体の位置を変更することによって、回転体ドラム上の液体樹脂の流動状態を変更でき、樹脂蒸発の効率を向上することができる作用を有する。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、回転体は、傾斜した回転ベルトであることを特徴とするもので、回転ベルトの傾斜角度を変更することにより、請求項３に記載の発明と同様に、樹脂蒸発の効率を向上することができる作用を有する。
（実施の形態１）
以下、本発明の第１の実施の形態について、図１を参照しながら説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態に係る樹脂薄膜の蒸着装置の構成図である。
【００１６】
図において、１は液体樹脂が入っている樹脂タンク、２は液体樹脂を供給する樹脂供給ポンプ、３は樹脂を供給する樹脂供給管、４は液体樹脂を滴下する樹脂滴下ノズル、５は樹脂を蒸着するための真空チャンバ、６は樹脂薄膜を形成するための基板、７は樹脂を蒸発するための加熱板、８は真空排気装置、１０は回転ドラムを加熱するヒータ、１１は回転ドラムに接触するヘラ、１２は回転ドラムである。
【００１７】
図１に示すように、樹脂蒸気を発生するための真空チャンバ５は、真空排気装置によって真空に保持されている。樹脂蒸気が真空チャンバ内壁で冷却し液化しないようにするために、真空チャンバ内壁はヒータによって樹脂蒸発温度に加熱されている。樹脂薄膜となる液体樹脂材料は、樹脂タンク１に貯留されており、樹脂供給ポンプ２によって予め定められた供給量で、樹脂供給管３を通じて真空チャンバ５内へ供給される。樹脂供給管の端部には、金属製で長方形ブロックの樹脂滴下ノズル４が取り付けられている。この樹脂滴下ノズル４の内部は、液体樹脂を溜めるための樹脂溜まり部を有し、幅方向に対し一定間隔で微細な穴が設けられており、この穴から液体樹脂が滴下される。樹脂滴下ノズル４の下方には、回転ドラム１２が設置されている。この回転ドラム１２は、モータにて回転され、さらに、回転ドラム１２内部には、ドラム全体を加熱するためのヒータ１０が設置されている。回転ドラム１２は、熱伝導性を向上させるため銅製が好ましいが、熱伝導性が良好であれば銅製に限定されない。液体樹脂が回転ドラム上で硬化したときの回転ドラム１２のアンカー効果を低減するため、回転ドラム１２の表面は鏡面仕上げとなっている。回転ドラム１２の下部には、回転ドラム１２に接触するような形でヘラ１１が取り付けられている。ヘラ１１の先端は、金属製でハードクロムメッキが施されている。また、ヘラ１１の先端は３０〜３５°の鋭角となっており、回転ドラム１２との接触角度は略６０°である。樹脂蒸着を行うための真空チャンバの出口側には、樹脂薄膜を形成する基板６が設置されており、コンデンサ製造装置では、キャンローラ上に設置されている。
【００１８】
樹脂滴下ノズル４から滴下した液体樹脂を、加熱した回転ドラム１２の表面で加熱することで、樹脂蒸気を発生し、基板６に樹脂蒸着が行われる。樹脂層材料としては、熱により蒸発気化した後、堆積して薄膜を形成できるものであれば特に限定されず、得られる樹脂薄膜の用途に応じて適宜選択できるが、反応性モノマー樹脂であるのが好ましい。
【００１９】
一方、樹脂滴下ノズル４から回転ドラム１２に滴下した液体樹脂のうち、回転ドラム上で蒸発せず、回転ドラム上に残った樹脂は、回転ドラム１２の下部に設けたヘラ１１によって回転ドラム１２の表面上から取り除かれる。したがって、樹脂成分中に樹脂の蒸発温度によって硬化する性質の不純物が存在し、この不純物が回転ドラム１２上に滴下し硬化しても、ヘラ１１によって取り除かれるため、回転ドラム１２上に残渣となって堆積することはなく、また、樹脂蒸発温度と樹脂硬化温度との差が小さい樹脂材料を回転ドラム上へ滴下し、滴下した樹脂が完全に蒸発されず硬化しても、ヘラ１１によって取り除かれ、回転ドラム４上へ残渣として堆積することがないため、常に一定の樹脂供給量にて、安定した樹脂薄膜の蒸着を行うことができる。表１に蒸着時間に対する樹脂の蒸着レートを示す。
【００２０】
【表１】

【００２１】
また、本実施の形態によると、回転ドラム表面上に樹脂残渣がないため、成膜後に樹脂残渣を取り除き、樹脂蒸発面を清掃するメンテナンスが不要となり、設備の稼働率を向上することができる。
（実施の形態２）
次に、本発明の第２の実施の形態について、図２を参照しながら説明する。図２は、本発明の第２の実施の形態に係る樹脂薄膜の蒸着装置の構成図である。
【００２２】
図２に示すように、樹脂蒸気を発生するための真空チャンバ５は、真空排気装置によって真空に保持されている。樹脂蒸気が真空チャンバ内壁で冷却し液化しないようにするために、真空チャンバ内壁はヒータによって樹脂蒸発温度に加熱されている。樹脂薄膜となる液体樹脂材料は、樹脂タンク１に貯留されており、樹脂供給ポンプ２によって予め定められた供給量で、樹脂供給管３を通じて真空チャンバ５内へ供給される。樹脂供給管の端部には、金属製で長方形ブロックの樹脂滴下ノズル４が取り付けられている。この滴下ノズル内部は、液体樹脂を溜めるための樹脂溜まり部を有し、幅方向に対し一定間隔で微細な穴が設けられており、この穴から液体樹脂が滴下される。樹脂滴下ノズル４の下方には、予め定められた幅、長さ、厚みを有する回転ベルト９が設置されている。この回転ベルト９は、モータにて回転されており、さらに、回転ベルトの内部には、回転ベルト９の表面を加熱するためのヒータ１０が設置されている。回転ベルト９は、熱伝導を向上させるため銅製が好ましいが、熱伝導性が良好であれば銅製に限定されない。液体樹脂が硬化したときの回転ベルト９のアンカー効果を低減するため、回転ベルト９の表面は鏡面仕上げとなっている。回転ベルト９は、その表面上で樹脂が流動し、蒸発効率を高めるために、略３０度の傾斜角度に傾けて取りつけられている。回転ベルト９の下部には、回転ベルト９に接触するような形でヘラ１１が取り付けられている。ヘラ１１の先端は、金属製でハードクロムメッキが施されている。また、ヘラ１１の先端は３０〜３５°の鋭角となっており、回転ベルト９との接触角度は略５０°である。樹脂蒸着を行うための真空チャンバの出口側には、樹脂薄膜を形成する基板６が設置されており、コンデンサ製造装置では、キャンローラ上に設置されている。
【００２３】
樹脂滴下ノズル４から滴下した液体樹脂を、加熱した回転ベルト９の表面上で流動するとともに加熱することで、樹脂蒸気を発生し、基板６に樹脂蒸着が行われる。樹脂層材料としては、熱により蒸発気化した後、堆積して薄膜を形成できるものであれば特に限定されず、得られる樹脂薄膜の用途に応じて適宜選択できるが、反応性モノマー樹脂であるのが好ましい。
【００２４】
一方、樹脂滴下ノズル４から滴下した液体樹脂のうち、回転ベルト９上で蒸発せず、回転ベルト９上に残った樹脂は、回転ベルト９の下部にあるヘラ１１によって回転ベルト９表面上から取り除かれる。したがって、樹脂成分中に樹脂の蒸発温度によって硬化する性質の不純物が存在し、この不純物が回転ベルト９上に滴下し硬化しても、ヘラ１１によって取り除かれるため、回転ベルト９上へ残渣となって堆積することはなく、また、樹脂蒸発温度と樹脂硬化温度との差が小さい樹脂材料を回転ベルト９上へ滴下し、滴下した樹脂が完全に蒸発されず硬化しても、ヘラ１１によって取り除かれ、回転ベルト９上へ残渣として堆積することがないため、常に一定の樹脂供給量にて、安定した樹脂薄膜の蒸着を行うことができる。表２に蒸着時間に対する樹脂の蒸着レートを示す。
【００２５】
【表２】

【００２６】
また、回転ドラム表面上に樹脂残渣がないため、成膜後に樹脂残渣を取り除き、樹脂蒸発面を清掃するメンテナンスが不要となり、設備の稼働率の向上が望める。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明は、一定の樹脂供給量で安定した樹脂蒸発（樹脂成膜レート）を長時間実施することができるため、生産性を向上することができ、また、膜厚安定性が向上するとともに、成膜後の樹脂蒸着部へのメンテナンスが不必要となるため、生産稼働率を向上することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１を示す樹脂薄膜の蒸着装置の構成図である。
【図２】本発明の実施の形態２を示す樹脂薄膜の蒸着装置の構成図である。
【図３】従来の樹脂薄膜の蒸着装置の構成図である。
【図４】樹脂を蒸発する加熱板上の樹脂残渣。（ａ）は、樹脂蒸着初期の樹脂残渣であり、（ｂ）は、長時間樹脂蒸着をした時の樹脂残渣である。
【符号の説明】
１　樹脂タンク
２　樹脂供給ポンプ
３　樹脂供給配管
４　樹脂滴下ノズル
５　真空チャンバ
６　基板
７　加熱板
８　真空排気口
９　回転ベルト
１０　加熱体
１１　ヘラ
１２　回転ドラム
１３　樹脂残渣

Claims

真空排気装置が接続され内部が減圧可能な蒸着室と、前記蒸着室へ液体樹脂を供給する樹脂供給管と、樹脂供給管に接続された樹脂滴下ノズルと、樹脂滴下ノズルの下方に設置され、滴下された液体樹脂を蒸発させる加熱手段を備えた樹脂薄膜の蒸着装置において、加熱手段は、加熱体が内蔵された回転体であることを特徴とする樹脂薄膜の蒸着装置。
回転体は、回転体の幅と同幅で、樹脂蒸着中に回転体の下方で回転体表面と接するヘラを備えたことを特徴とする請求項１記載の樹脂薄膜の蒸着装置。
回転体は、回転ドラムであることを特徴とする請求項１または２記載の樹脂薄膜の蒸着装置。
回転体は、傾斜した回転ベルトであることを特徴とする請求項１または２記載の樹脂薄膜の蒸着装置。