JP2005036286A - 真空蒸着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 低コスト、高生産能率で絶縁材で成る帯材に金属蒸着膜を蒸着させること。
【解決手段】 真空槽内に、冷却ローラ１と、該冷却ローラ１の周面に沿って絶縁材で成る帯材Ｍを搬送させる巻き取り機構と、前記冷却ローラ１と対向して配設される蒸発源装置とを備え、該蒸発源装置から蒸発されるアルミニウムを前記帯材Ｍの表面に蒸着させるようにした真空蒸着装置において、直流電源２４と該直流電源２４の一方の電極に一端が接続される抵抗体Ｒとから成るバイアス回路を備え、前記抵抗体Ｒの他端を前記冷却ローラ１に電気的に接続し、前記直流電源２４の他方の電極を、前記帯材Ｍ上に蒸着された金属蒸着物ｍに電気的に接続させるようにした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、真空蒸着装置に関し、特別には、真空槽内に回転ローラと、該回転ローラの周面に沿って絶縁材で成る帯材を搬送させる巻き取り機構と、前記回転ローラと対向して配設される蒸発源装置とを備え、該蒸発源装置から蒸発される金属蒸発物を前記帯材の表面に蒸着させるようにした真空蒸着装置に関する。

この種の装置としては、例えば図３に示すような真空蒸着装置が公知である。真空槽内において巻き出し軸１から巻き出しされた絶縁体で成る帯材Ｍは各種ガイドローラｑ及び冷却ローラ３、さらにはこの下流側に配設される上流側と同様な各種ガイドローラｑを通って巻き取り軸２に巻装される。

冷却ローラ３の下方に対向して蒸発源装置４が配設されている。これは、ボート５、この内部にアルミ素線７を供給するアルミ素線リール６およびボート５の加熱源としての交流電源８から成っている。

冷却ローラ３を回転駆動する駆動モータにより、巻き出し軸１及び巻き取り軸２は回転されて順次絶縁材でなる帯材、例えば、ポリエチレンテレフタレートフィルムで成るフィルムコンデンサＭが矢印で示すようにガイド搬送され、冷却ローラ３の図示するような約下半分に当接しながら下流側の各種ガイドローラｑに沿って巻き取りリール２ａに巻き取られる。この帯材で成るフィルムコンデンサＭの移送途上で冷却ローラ３に当接した状態で、金属が蒸着される。下方の蒸発源装置４においてアルミ素線リール６から順次供給されるアルミ素線７がボート５内で溶融されこの蒸気が冷却ローラ３に当接して搬送されているフィルムコンデンサＭの表面に蒸着される。冷却ローラ３に当接していることにより、高熱の蒸着膜は効率良く冷却され下流側へと導かれる。

しかしながら、上記装置において各種ガイドローラｑのいずれかにより適切なテンションを保って常時搬送されている場合は問題ないが、このテンションが小さくなる場合がある。この場合には、冷却ローラ３に当接しながら移送されるべきところ、ここで緩んで冷却ローラ３により所望の温度に冷却されないばかりか、熱いままで下流側に搬送されるとシワがよったりして、不良品が生ずることになる。帯材の厚みが薄くなればなるほど、顕著にこの現象が現われる。

これに対し、特公昭６３−１２９３９号公報では、図４で示すような真空蒸着装置を開示している。すなわち、図４において巻き出しリール１１より順次巻き出される「基板」（帯材）は回転支持体（上記の冷却ローラ３に相当する）１３に当接しながら進行し、巻き取りリール１２に巻き取られる。回転支持体１３の下方に蒸発源装置１４が配設されている。この装置では蒸発材料としてコバルトが蒸発されるのであるが、これが上記帯材に蒸着される。この装置では、回転支持体１３の上流側に電子線発生装置１５が配設されており、ここから電子線が帯材の表面に照射される。これにより、帯材の電子線発生装置１５側の表面には電子が順次帯電される。これにより静電引力により回転支持体１３に密着する。従って、回転支持体１３が冷却ローラである場合には効率良く冷却される。さらに静電引力により密着状態を安定に維持しながらコバルトの蒸着膜が帯材に形成されることになる。

特公昭６３−１２９３９号公報

しかるに上記装置においては、帯材を回転支持体１３に密着させるために電子線発生装置１５が配設されているのであるが、これは高価であり、またここから照射する電子線の制御は困難であり、さらにコストを上昇させる。本発明はこのような問題点に鑑みてなされ、絶縁材で成る帯材に高温の金属蒸着膜を常に安定に、低コストで形成させることが出来る真空蒸着装置を提供することを課題とする。

以上の課題は、真空槽内に、回転ローラと、該回転ローラの周面に沿って絶縁材で成る帯材を搬送させる巻き取り機構と、前記回転ローラと対向して配設される蒸発源装置とを備え、該蒸発源装置から蒸発される金属蒸発物を前記帯材の表面に蒸着させるようにした真空蒸着装置において、直流電源と該直流電源の一方の電極に一端が接続される抵抗体とから成るバイアス回路を備え、前記抵抗体の他端を前記回転ローラに電気的に接続し、前記直流電源の他方の電極を、前記帯材上に蒸着された金属蒸着物に電気的に接続させるようにしたことを特徴とする真空蒸着装置によって解決される。
本構成によれば、直流電源の直流電圧が抵抗体を介して回転ローラと、帯材に蒸着された金属蒸着物との間にバイアス電圧として印加され、これにより上記公報の従来技術と同様に回転ローラに対し静電引力による密着力が働く。上記従来技術と同様の効果を奏するが、これを低コストで行うことができる。

本発明の真空蒸着装置よれば、低コスト、高生産能率で絶縁材で成る帯材に金属蒸着膜を安定に形成させることが出来る。

次に、本発明の実施の形態について図１を参照して説明する。

図１において、冷却ローラ２１の上流側から矢印で示す方向にポリエチレンテレフタレートフィルムなどの絶縁材で成る帯材Ｍが搬送されるのであるが、この上流側に従来技術と同様な巻き出しリールが配設されており、これから巻き出された帯材Ｍが冷却ローラ２１の約下半分に当接しながら下流側へとゴムローラ２２および金属ローラ２３に当接しながら、更には従来技術と同様な各種ガイドローラｑを通って巻き取りリールに巻き取られる。これらは従来技術と同様であるから図示は省略した。

本発明によれば、直流電源２４が約数十ＫΩの抵抗Ｒを介して冷却ローラ２１に電気的に接続され、さらに直流電源２４の他方の電極は電気的に金属ローラ２３に接続される。図示せずとも、従来と同様に冷却ローラ２１の下方には、アルミニウム蒸発源装置が配設されている。

本発明の実施の形態によれば、直流電源２４と抵抗Ｒとによりバイアス回路が形成される。すなわち、冷却ローラ２１と金属ローラ２３、すなわちこれが当接する蒸着された金属膜ｍとの間にバイアス電圧が印加される。

したがって、帯材Ｍに順次アルミニウムの蒸着膜ｍが形成されるのであるが、静電引力が帯材Ｍと冷却ローラ２１との間に働き、密着して下流側へと搬送される。したがって、上記従来技術と同様な作用を行い、効果を奏することができるのみならず、単に金属ローラ２３と直流電源２４、抵抗Ｒのみを用いるだけで上記作用を行うことができるので、制御が簡単であり、コストをはるかに低くすることができる。更に、密着力を調節するためには直流電源２４の電源電圧を変化するのみでこれを簡単に得ることができる。上記従来技術においては、その明細書に記載されているように電子線の強弱の調節については複雑な制御を必要とするものと考えられる。

図２は第二の本発明の実施の形態を示すものであるが、上記第一の本発明の実施の形態に対応する部分については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

すなわち、本発明の実施の形態においては抵抗Ｒに並列に、より小さい抵抗、例えば１０Ωの抵抗ｒが接続され、更に直流電源２４に並列にコンデンサＣが接続される。このコンデンサＣの一方の電極は開閉自在なスイッチＳを介して上記抵抗ｒに接続される。コンデンサＣの他方の電極は金属ローラ２３に電気的に接続される。

本発明の実施の形態においても、第一の本発明の実施の形態と同様の作用・効果を奏するものであるが、さらに以下のような作用・効果も奏する。

すなわち、絶縁材で成る帯材Ｍに適度なテンションをかけながら、更には本発明に係る密着作用を受けて搬送されるのであるが、蒸発源装置から蒸発されるアルミニウム蒸気は高温である。更に、場合によってはスプラッシュ現象、すなわち小さな液滴、もしくははねが帯材Ｍに付着する場合がある。この場合は高温のために帯材Ｍがこのスプラッシュを受けた部分だけ破壊されて孔があき、ここにアルミニウムが満たされることがある。これによって、瞬時ではあるが直流電源２４の電圧が短絡される。よって静電引力が働かなくなり、帯材Ｍと冷却ローラ２１との間の密着力が無くなることにより緩む。

巻き出しリールから巻き取りリールへの帯材Ｍの移送速度は５〜９ｍ／ｓｅｃと高速である。したがって、バイアス電位が元の電位に復帰するまでの時間はほんの僅かであるが、このラインスピードが速いために帯材Ｍは２５０〜３００ｍｍ程度走行してしまう。よって、冷却ローラ２１による冷却が十分に行われなくなるので、この部分で熱シワ、熱負けなどが生じシワシワになってしまい、不良品となる。しかるに、本発明の第二の実施の形態では、１０Ωという小さな抵抗ｒが大きな抵抗、数十ＫΩＲに並列に接続されている。上記短絡の瞬間にスイッチＳが閉じる。よってコンデンサＣに充電されている電圧が瞬間的に冷却ローラ２１と帯材に蒸着されているアルミニウム蒸着物ｍとの間にコンデンサＣの充電電圧がバイアスとして印加される。よって密着力はただちに回復する。印加電圧復帰までの時間が５０〜６０ｍｓｅｃであったのが、０．１〜０．２ｍｓｅｃへと短縮される。よって、この短縮された時間により帯材Ｍの熱負け発生の頻度がはるかに少なくなり、生産コストを減少させることができる。なお、抵抗Ｒの大きな抵抗値１０ｋΩは、短絡発生時に流れる電流を小さくするためであるが、これが印可電圧復帰にかかる時間を大としていた。なお、印加電圧の急激な低下は、勿論、電圧計によって検出することができるが、さらに種々の方法が考えられる。例えば、電流計によっても検出することができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、勿論本発明はこれらに限定されること無く、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。

例えば、上記の発明の実施の形態では直流電源２４の電圧は一定としたが、これを可変としてもよい。更には、これに直列に接続される数十ＫΩの抵抗Ｒ、１０Ωの抵抗ｒも可変としてよい。

さらに、本発明の実施の形態では直流電源２４の一方の電極を帯材Ｍ上に形成される金属蒸着物に電気的に接続するのに金属ローラ２３を用いたが、これに替えて、電気ブラシのようなもので軽く接触するようにしてもよい。これは勿論、まだ蒸着されてから僅かでも時間経った下流側の蒸着位置において電気的に接触するようにすればよい。また、冷却ローラ（図示せずとも媒体による冷却機構を有する）を用いずに、単なる熱容量の大きいローラを常温で用いるようにしても良い。

更に、以上の本発明の実施の形態では、絶縁性の帯材としてポリエチレンテレフタレートフィルムを用いたが、勿論他の絶縁体で成る帯材も本発明では適用可能である。なお、また直流電源２４の極性は図示のものと逆にしてもよい。

本発明の第一の実施の形態による真空蒸着装置の概略正面図である。 本発明の第二の実施の形態による真空蒸着装置の概略正面図である。 従来例の真空蒸着装置の概略正面図である。 他従来例真空蒸着装置の概略正面図である。

符号の説明

２１ 冷却ローラ
Ｒ 抵抗体
ｒ 抵抗体
２３ 金属ローラ
２４ 直流電源
Ｃ コンデンサ
Ｓ スイッチ

Claims (6)

1. 真空槽内に、回転ローラと、該回転ローラの周面に沿って絶縁材で成る帯材を搬送させる巻き取り機構と、前記回転ローラと対向して配設される蒸発源装置とを備え、該蒸発源装置から蒸発される金属蒸発物を前記帯材の表面に蒸着させるようにした真空蒸着装置において、直流電源と該直流電源の一方の電極に一端が接続される抵抗体とから成るバイアス回路を備え、前記抵抗体の他端を前記回転ローラに電気的に接続し、前記直流電源の他方の電極を、前記帯材上に蒸着された金属蒸着物に電気的に接続させるようにした
   ことを特徴とする真空蒸着装置。
2. 前記直流電源に並列に接続されるコンデンサと該コンデンサの一方の電極にスイッチを介して接続され前記抵抗体より抵抗の小さい第二の抵抗体とで成る第二のバイアス回路を、前記回転ローラと前記金属蒸着物との間に電気的に接続させ、通常は前記スイッチを開いておき、前記帯材に前記蒸発源装置からの高温の溶融金属液滴により孔が開いてここに前記金属が満たされて短絡が生じたことを検知すると前記スイッチを閉じるようにした
   ことを特徴とする請求項１に記載の真空蒸着装置。
3. 前記金属蒸発物はアルミニウムであることを特徴とする請求項１または２に記載の真空蒸着装置。
4. 前記帯材を搬送させる速度は５〜９ｍ／ｓｅｃであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の真空蒸着装置。
5. 前記直流電源の他方の電極は前記帯材に圧接する金属ローラに接続されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の真空蒸着装置。
6. 前記コンデンサの他方の電極は、前記帯材に圧接する金属ローラに接続されることを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載の真空蒸着装置。
   
   

Images