JP2014118607A - 長尺樹脂フィルムの冷却装置と冷却方法および長尺樹脂フィルムの表面処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】大規模な改造、改変を加えることなく真空チャンバー内に冷却ロール等を付設できる長尺樹脂フィルムの冷却装置を提供する。
【解決手段】案内ロール435を介し長尺フィルム413が巻き付け領域に巻き付けられかつ案内ロール438を介し巻き付け領域から搬出される回転ロール436と、巻き付け領域に巻き付けられたフィルム413を冷却する冷却手段を真空チャンバー内に備える冷却装置であって、冷却手段が、フィルム413の巻き付け領域とは反対側に位置する回転ロール436外周面の非巻き付け領域近傍に配置されかつ130K以下に冷却可能な冷凍機を有する冷却パネル439と、回転ロール436外周面の非巻き付け領域と冷却パネル439との間に冷却ガスを導入する冷却ガス導入手段とで構成されることを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、真空チャンバー内においてロール・ツー・ロール方式により長尺樹脂フィルムを搬送しながら連続してイオンビーム処理やスパッタリング成膜等の熱負荷がかかる表面処理を行う長尺樹脂フィルムの表面処理装置に係り、特に、この表面処理装置に組み込まれて長尺樹脂フィルムを冷却する冷却装置と冷却方法の改良に関するするものである。

液晶パネル、ノートパソコン、デジタルカメラ、携帯電話等には、フレキシブル配線基板が用いられている。フレキシブル配線基板は、耐熱性樹脂フィルムの片面若しくは両面に金属膜を成膜した金属膜付耐熱性樹脂フィルムから作製される。近年、フレキシブル配線基板に形成される配線パターンはますます微細化、高密度化しており、金属膜付耐熱性樹脂フィルム自体が皺等のない平滑なものであることがより一層重要になってきている。

この種の金属膜付耐熱性樹脂フィルムの製造方法としては、接着剤により金属箔を耐熱性樹脂フィルムに貼り付けて製造する方法（３層基板の製造方法と称される）、金属箔に耐熱性樹脂溶液をコーティングした後、乾燥させて製造する方法（キャスティング法と称される）、乾式めっき法（真空成膜法）若しくは乾式めっき法（真空成膜法）と湿式めっき法との組み合わせにより耐熱性樹脂フィルムに金属膜を成膜して製造する方法（メタライジング法と称される）等が従来から知られている。また、メタライジング法における上記乾式めっき法（真空成膜法）には、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、イオンビームスパッタリング法等がある。

上記メタライジング法については、特許文献１に、ポリイミド絶縁層上にクロムをスパッタリングした後、銅をスパッタリングしてポリイミド絶縁層上に導体層を形成する方法が開示されている。また、特許文献２に、銅ニッケル合金をターゲットとするスパッタリングで形成した第一の金属薄膜と、銅をターゲットとするスパッタリングで形成した第二の金属薄膜とが、この順でポリイミドフィルム上に積層されたフレキシブル回路基板用材料（すなわち、銅張積層樹脂フィルム基板）が開示されている。尚、ポリイミドフィルムのような耐熱性樹脂フィルムに真空成膜を行って金属膜付耐熱性樹脂フィルムを製造する場合、以下に述べるスパッタリングウェブコーターを用いることが一般的である。

そして、上述したスパッタリング法は、一般に、成膜された金属薄膜等の密着力に優れる利点を有する反面、真空蒸着法に較べて耐熱性樹脂フィルムに与える熱負荷が大きいといわれている。そして、成膜の際に耐熱性樹脂フィルムに大きな熱負荷がかかると、フィルムに皺が発生し易くなることも知られている。

この皺の発生を防ぐため、スパッタリングウェブコーターでは、ロール・ツー・ロール等により搬送される耐熱性長尺樹脂フィルムを、回転ロールと冷却手段から成る冷却機能を備えた冷却キャンロールに密着させながら巻き付けることで、成膜中の耐熱性樹脂フィルムを裏面側から冷却する方式が採用されている。

また、冷却キャンロール方式以外の冷却方法として、特許文献３では、成膜される耐熱性樹脂フィルムの裏面に近接する冷却面を有しかつ水等の冷媒で冷却する冷却体と、冷却体の冷却面と耐熱性樹脂フィルムとの間に冷却ガスを導入する方法が提案されている。

以下、上記回転ロールと冷却手段とで構成される冷却キャンロールや冷却ロール等が真空チャンバー内に組み込まれた真空成膜装置（スパッタリングウェブコーター）の一例について図１に示す。

この真空成膜装置（スパッタリングウェブコーター：表面処理装置）は、成膜前の耐熱性長尺樹脂フィルム１１３を巻き出すための巻出ロール１１４を有する巻き出し室１１０と、イオンビーム照射装置１３８と冷却水等の冷媒（冷却手段）により冷却される冷却ロール１３６を有し、巻き出し室１１０から搬入された耐熱性長尺樹脂フィルム１１３表面にイオンビームを照射して成膜する金属膜等の密着性を向上させるイオンビーム室１３４と、マグネトロンスパッタリングカソード１３０、１３１、１３２、１３３と冷却水等の冷媒（冷却手段）により冷却される冷却キャンロール１２３を有し、イオンビーム室１３４から搬入された耐熱性長尺樹脂フィルム１１３に金属膜等の成膜を行なう成膜室１１１と、成膜室１１１から搬入された成膜後の耐熱性長尺樹脂フィルム１１３を巻き取るための巻取ロール１２９を有する巻き取り室１１２とを備えている。

上記巻き出し室１１０において、成膜前の耐熱性長尺樹脂フィルム１１３は巻出ロール１１４から巻き出され、張力センサーロール１１５を通過し、かつ、耐熱性長尺樹脂フィルム１１３を乾燥させるためのヒーター１１７、１１８が入ったヒーターボックス１１６を通過した後、フリーロール１１９を通過してイオンビーム室１３４へ搬出される。

上記イオンビーム室１３４において、巻き出し室１１０から搬入された耐熱性長尺樹脂フィルム１１３は搬入側案内ロール（フリーロール）１３５を介して冷却ロール１３６外周面の巻き付け領域に巻き付けられ、かつ、イオンビーム照射装置１３８から耐熱性長尺樹脂フィルム１１３表面へ向けイオンビームが照射された後、搬出側案内ロール（フリーロール）１３７を介して上記冷却ロール１３６外周面の巻き付け領域から成膜室１１１へ搬出される。尚、回転ロールで構成される冷却ロール１３６の内部には、ロールの回転軸内部を経由して供給される冷却水等の冷媒（冷却手段）が循環している。そして、冷却ロール１３６の回転軸は、冷媒（冷却手段）の漏れを防止するシーリングのロータリージョイントを備えたモーター駆動による回転軸となる。また、モーター駆動による回転軸は、例えば、磁気シールされたシャフトを介しイオンビーム室１３４の外部に設置されたモーター駆動により回転することになるため、磁気シールされた上記シャフトを貫通させるための穴をイオンビーム室１３４に開けなれればならない。このため、冷却ロール１３６を具備しない既存の真空成膜装置（スパッタリングウェブコーター）に後から冷却ロール１３６を追加改造することは極めて難しい。

次に、成膜室１１１において、イオンビーム室１３４から搬入された耐熱性長尺樹脂フィルム１１３は、フリーロール１２０、張力センサーロール１２１を通過し、搬入側案内ロール（前フィードロール）１２２を介して冷却キャンロール１２３外周面の巻き付け領域に巻き付けられ、かつ、耐熱性長尺樹脂フィルム１１３の裏面側を冷却キャンロール１２３により冷却されながら、耐熱性長尺樹脂フィルム１１３の表面にスパッタリングカソード１３０、１３１、１３２、１３３により薄膜が形成された後、搬出側案内ロール（後フィードロール）１２４を介し冷却キャンロール１２３外周面の巻き付け領域から張力センサーロール１２５、フリーロール１２６を経由して巻き取り室１１２へ搬出される。

尚、冷却キャンロール１２３の回転軸も、イオンビーム室１３４の冷却ロール１３６と同様、シーリングのロータリージョイントを備えたモーター駆動による回転軸となる。

更に、上記巻き取り室１１２において、成膜室１１１から搬入された耐熱性長尺樹脂フィルム１１３は、フリーロール１２７、張力センサーロール１２８を経由して、巻取ロール１２９に巻き取られる。

この真空成膜装置（スパッタリングウェブコーター：表面処理装置）においては、各張力センサーロール１１５、１２１、１２５、１２８の張力値により、巻出ロール１１４、冷却ロール１３６、搬入側案内ロール（前フィードロール）１２２、冷却キャンロール１２３、搬出側案内ロール（後フィードロール）１２４を回動させるモーターの回転数、モータートルク等が制御されて、耐熱性長尺樹脂フィルム１１３に対する所定の張力範囲を維持して搬送するようになっている。

尚、図１は、耐熱性長尺樹脂フィルム１１３の搬送方向を変えるためのフリーロールの一部と真空排気設備の図示を省略している。

ところで、回転ロールと冷却手段（冷媒）で構成される上記冷却ロール１３６や冷却キャンロール１２３は、内部に冷却水等の冷媒（冷却手段）を循環させる必要があるため、上述したように回転軸の内部は、冷媒用配管や冷媒の漏れを防ぐシーリングのロータリージョイント並びに回転軸と真空チャンバーの減圧雰囲気を保つ磁気シールジョイントを備えた複雑な軸構造となる。

図２は、上記冷却ロールや冷却キャンロール等回転ロール１０の回転軸構造と冷却手段の概略構成を示す構成説明図である。

回転ロール（冷却ロール１３６や冷却キャンロール１２３）１０の回転軸１１は、その内部に、冷媒用配管を構成する冷媒導入２重配管１２を有している。この冷媒導入２重配管１２は、回転軸１１や回転ロール（冷却ロール１３６や冷却キャンロール１２３）１０と共に回転する。ロータリージョイント１３は、回転する冷媒導入２重配管１２と固定された給水ホース１４と排水ホース１５に接続され、特に、冷媒用配管のシーリングのジョイントを備えた回転軸１１は、シーリング部分も磁気シール１６された回転軸であり、回転抵抗が大きいことはもちろん、シーリング部分の構造も複雑になる。回転ロール（冷却ロール１３６や冷却キャンロール１２３）１０に接触する長尺樹脂フィルムの摩擦力だけでは回転ロールを回転させることができない。

そこで、回転ロール（冷却ロール１３６や冷却キャンロール１２３）１０を回転駆動させるため、回転軸１１が真空チャンバー壁２０の外側へ突き出たモーター２１等の駆動力を具備する駆動ロールとなる。軸構造（回転軸内に冷媒用配管や冷媒シール機構が設けられている）が複雑なこともあり、スパッタリングウェブコーターの設計段階から考慮していないと実現できない構造となる。

このため、例えば、イオンビーム室１３４を具備しない既存のスパッタリングウェブコーターに、後から上記イオンビーム室１３４を設置する等の理由から冷却ロール１３６を追加改造することは上述したように極めて難しい。また、空間的に余裕のないスパッタリングウェブコーターの周辺に冷媒用配管やシール機構を設けることは、スパッタリングウェブコーターの構造を更に複雑にする問題も懸念させる。

尚、図２中、符号１７は軸受け、符号１８はベアリング、符号２２はプーリー、符号２３はベルトをそれぞれ示している。

特開平２−９８９９４号公報 特許第３４４７０７０号公報 特開平２０１０−２５５０４５号公報

50th Annual Technical Conference Proceedings (2007) ISSN 0737-5921, page 752 "DISCUSSION "

本発明はこのような問題点に着目してなされたものであり、その課題とするところは、例えば、イオンビーム室を具備しない既存のスパッタリングウェブコーター（真空成膜装置：表面処理装置）に対しても、大規模な改造、改変を加えることなく、回転ロールと冷却手段から成る冷却ロールを付設することが可能な長尺樹脂フィルムの表面処理装置を提供し、合わせて、表面処理装置に組み込まれる長尺樹脂フィルムの冷却装置と冷却方法を提供することにある。

そこで、本発明者が上記課題を解決するため鋭意研究を行なった結果、冷却水等の冷媒で冷却ロールや冷却キャンロール等の回転ロールを冷却する従来の冷却手法に代えて、１３０Ｋ以下に冷却可能な冷凍機を有する冷却パネルと冷却ガス導入手段とで構成される冷却手段により冷却ロールや冷却キャンロール等の回転ロールを冷却する手法を採用することにより、例えば、イオンビーム室を具備しない既存のスパッタリングウェブコーター（真空成膜装置：表面処理装置）に対しても、大規模な改造、改変を加えることなく上記イオンビーム室を簡単に付設できることを見出すに至った。本発明はこのような技術的発見により完成されている。

すなわち、請求項１に係る発明は、
上流側からロール・ツー・ロール方式により搬送される長尺樹脂フィルムが搬入側案内ロールを介して外周面の巻き付け領域に巻き付けられると共に搬出側案内ロールを介して上記外周面の巻き付け領域から下流側へ搬出される回転ロールと、回転ロール外周面の巻き付け領域に巻き付けられた回転ロール上の長尺樹脂フィルムを冷却する冷却手段とを真空チャンバー内に備える長尺樹脂フィルムの冷却装置において、
上記冷却手段が、回転ロール外周面と搬入側案内ロール並びに搬出側案内ロールの各外周面とで区画される空間領域内に設けられかつ長尺樹脂フィルムの上記巻き付け領域とは反対側に位置する回転ロール外周面の非巻き付け領域近傍に配置されると共に１３０Ｋ以下に冷却可能な冷凍機を有する冷却パネルと、回転ロール外周面の上記非巻き付け領域と冷却パネルとの間に冷却ガスを導入する冷却ガス導入手段とで構成されることを特徴とする。

また、請求項２に係る発明は、
請求項１に記載の長尺樹脂フィルムの冷却装置において、
冷却パネルと回転ロール外周面の上記非巻き付け領域を囲む冷却ボックスが設けられていることを特徴とし、
請求項３に係る発明は、
請求項１または２に記載の長尺樹脂フィルムの冷却装置において、
冷却パネルと回転ロール外周面の上記非巻き付け領域との間の間隔が２０〜２００μｍに設定されていることを特徴とし、
請求項４に係る発明は、
請求項１〜３のいずれかに記載の長尺樹脂フィルムの冷却装置において、
上記冷却ガス導入手段が、回転ロール外周面の非巻き付け領域と冷却パネルとの間に向けてノズル先端が配置されかつ上記ノズル先端から冷却ガスを放出するガスノズルにより構成されていることを特徴とし、
請求項５に係る発明は、
請求項１〜３のいずれかに記載の長尺樹脂フィルムの冷却装置において、
上記冷却ガス導入手段が、冷却パネルの上記回転ロール外周面の非巻き付け領域と対向する側に取付けられかつ接続されたガス導入管から冷却ガスが導入される中空構造体と、中空構造体の上記回転ロール外周面の非巻き付け領域と対向する側に開設された複数の冷却ガス放出孔とで構成されていることを特徴とし、
請求項６に係る発明は、
請求項１〜３のいずれかに記載の長尺樹脂フィルムの冷却装置において、
上記冷却ガス導入手段が、冷却パネルの上記回転ロール外周面の非巻き付け領域と対向する側に取付けられかつ接続されたガス導入管から冷却ガスが導入される多孔質構造体で構成されていることを特徴とする。

次に、請求項７に係る発明は、
上流側からロール・ツー・ロール方式により搬送される長尺樹脂フィルムが搬入側案内ロールを介して回転ロール外周面の巻き付け領域に巻き付けられかつ搬出側案内ロールを介して回転ロール外周面の巻き付け領域から下流側へ搬出されると共に回転ロール外周面の巻き付け領域に巻き付けられた回転ロール上の長尺樹脂フィルムを真空チャンバー内に設けられた冷却手段により冷却する長尺樹脂フィルムの冷却方法において、
上記冷却手段が、回転ロール外周面と搬入側案内ロール並びに搬出側案内ロールの各外周面とで区画される空間領域内に設けられかつ長尺樹脂フィルムの上記巻き付け領域とは反対側に位置する回転ロール外周面の非巻き付け領域近傍に配置されると共に１３０Ｋ以下に冷却可能な冷凍機を有する冷却パネルと、回転ロール外周面の上記非巻き付け領域と冷却パネルとの間に冷却ガスを導入する冷却ガス導入手段とで構成されることを特徴とし、
請求項８に係る発明は、
請求項７に記載の長尺樹脂フィルムの冷却方法において、
上記冷却パネルのパネル温度を、冷却ガス導入手段により導入される冷却ガスの圧力条件下において冷却ガスの平衡蒸気圧曲線に従い該冷却ガスが凝集する温度よりも高く設定することを特徴とし、
請求項９に係る発明は、
請求項７または８に記載の長尺樹脂フィルムの冷却方法において、
上記冷却ガス導入手段が、回転ロール外周面の非巻き付け領域と冷却パネルとの間に向けてノズル先端が配置されかつ上記ノズル先端から冷却ガスを放出するガスノズルにより構成されていることを特徴とし、
請求項１０に係る発明は、
請求項７または８に記載の長尺樹脂フィルムの冷却方法において、
上記冷却ガス導入手段が、冷却パネルの上記回転ロール外周面の非巻き付け領域と対向する側に取付けられかつ接続されたガス導入管から冷却ガスが導入される中空構造体と、中空構造体の上記回転ロール外周面の非巻き付け領域と対向する側に開設された複数の冷却ガス放出孔とで構成されていることを特徴とし、
請求項１１に係る発明は、
請求項７または８に記載の長尺樹脂フィルムの冷却方法において、
上記冷却ガス導入手段が、冷却パネルの上記回転ロール外周面の非巻き付け領域と対向する側に取付けられかつ接続されたガス導入管から冷却ガスが導入される多孔質構造体で構成されていることを特徴とする。

更に、請求項１２に係る発明は、
ロール・ツー・ロール方式により搬送される長尺樹脂フィルムの表面側を処理する表面処理手段と、表面処理により加熱された長尺樹脂フィルムを冷却する冷却装置とを真空チャンバー内に備える長尺樹脂フィルムの表面処理装置において、
請求項１〜６のいずれかに記載の冷却装置により上記冷却装置が構成され、かつ、長尺樹脂フィルムが巻き付けられる回転ロール外周面の巻き付け領域側に上記表面処理手段が配置されていることを特徴とし、
請求項１３に係る発明は、
請求項１２に記載の長尺樹脂フィルムの表面処理装置において、
上記表面処理が、イオンビーム処理若しくはプラズマ処理であることを特徴とし、
請求項１４に係る発明は、
請求項１２に記載の長尺樹脂フィルムの表面処理装置において、
上記表面処理が、真空成膜法による成膜処理であることを特徴とし、
また、請求項１５に係る発明は、
請求項１４に記載の長尺樹脂フィルムの表面処理装置において、
上記真空成膜法が、マグネトロンスパッタリングであることを特徴とする。

本発明に係る長尺樹脂フィルムの冷却装置によれば、冷却水等の冷媒で冷却ロールや冷却キャンロール等の回転ロールを冷却する従来の冷却手段に代えて、１３０Ｋ以下に冷却可能な冷凍機を有する冷却パネルと冷却ガス導入手段とで構成される冷却手段により冷却ロールや冷却キャンロール等の回転ロールを冷却する手法を採用しているため、冷却ロールや冷却キャンロール等における回転軸の構造を簡略化させることが可能となる。

このため、例えば、イオンビーム室を具備しない既存のスパッタリングウェブコーター（真空成膜装置：表面処理装置）に対しても、大規模な改造、改変を加えることなくイオンビーム室を簡単に付設できる効果を有する。

また、本発明に係る長尺樹脂フィルムの冷却装置は、冷却ロールや冷却キャンロール等回転ロールの回転軸内部に冷媒用配管等を具備させる必要が無く、駆動力を備えなくても上記回転ロールを回転させることが可能となる。このため、長尺樹脂フィルムの搬送経路や搬送制御を複雑にする必要も無いことから、本発明の冷却装置が組み込まれた表面処理装置の製造コストを低減できる効果を有している。

更に、本発明の冷却装置が組み込まれた表面処理装置によれば、表面処理により加熱された長尺樹脂フィルムが上記冷却装置により冷却されるため、長尺樹脂フィルムに皺が発生し難くなり、製品の品質や歩留まりを向上できる効果も有している。

巻き出し室とイオンビーム室と成膜室と巻き取り室を備えた従来の表面処理装置の概略構成を示す構成説明図。 従来の表面処理装置における回転ロールの回転軸構造と冷却手段の概略構成を示す構成説明図。 巻き出し室とイオンビーム室と成膜室と巻き取り室を備えた本発明に係る表面処理装置の概略構成を示す構成説明図。 本発明の表面処理装置における回転ロールの回転軸構造の概略構成を示す構成説明図。 本発明に係る表面処理装置のイオンビーム室に設けられる冷却装置の冷却ガス導入手段がガスノズルで構成された構造を示す構成説明図。 本発明に係る表面処理装置のイオンビーム室に設けられる冷却装置の冷却ガス導入手段が、冷却ガスが導入される中空構造体と中空構造体に開設された冷却ガス放出孔とで構成された構造を示す構成説明図。 本発明に係る表面処理装置のイオンビーム室に設けられる冷却装置の冷却ガス導入手段が、冷却ガスが導入される多孔質構造体で構成された構造を示す構成説明図。 平衡蒸気圧曲線のグラフ図。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

図３は、巻き出し室４１０とイオンビーム室４３４と成膜室４１１および巻き取り室４１２を備えた本発明に係る表面処理装置（真空成膜装置：スパッタリングウェブコーター）の概略構成を示している。また、図３において、巻き出し室４１０とイオンビーム室４３４と成膜室４１１および巻き取り室４１２の各室は、説明の都合上、仕切り（壁）で区画された構造になっているが、仕切り（壁）を設けない構造を採用してもよい。

また、本発明に係る冷却装置の冷却手段は、表面処理装置（真空成膜装置：スパッタリングウェブコーター）のイオンビーム室４３４内に設けられた冷却ロール（回転ロール）４３６に採用されており、成膜室４１１内の冷却キャンロール（回転ロール）４２３は、冷却水で冷却する従来の冷却手段が採用されている。また、成膜室４１１内の表面処理は、イオンビーム処理の効果が期待できるマグネトロンスパッタリングカソード４３０、４３１、４３２、４３３による成膜処理を例に挙げて説明する。尚、上記スパッタリングウェブコーターは、ロール・ツー・ロール方式で搬送される耐熱性長尺樹脂フィルム表面に連続的に効率よく成膜処理を施す場合に好適に用いられる装置である。

（１）真空成膜装置（スパッタリングウェブコーター）
このスパッタリングウェブコーターは、図１に示した装置と同様、図３に示すように成膜前の耐熱性長尺樹脂フィルム４１３を巻き出すための巻出ロール４１４を有する巻き出し室４１０と、冷却ロール（回転ロール）４３６並びに従来の冷却手段（冷媒を用いた冷却手段）に代えて上記回転ロールを冷却する１３０Ｋ以下に冷却可能なクライオ冷凍機４４０を有する冷却パネル４３９と図示外の冷却ガス導入手段から成る冷却手段および冷却パネル４３９等を囲む冷却ボックス４４１を有し、巻き出し室４１０から搬入された耐熱性長尺樹脂フィルム４１３表面へ向けてイオンビーム照射装置４３７からイオンビームを照射するイオンビーム室４３４と、マグネトロンスパッタリングカソード４３０、４３１、４３２、４３３と冷媒（冷却水等）により冷却された冷却キャンロール（回転ロール）４２３を有し、イオンビーム室４３４から搬入された耐熱性長尺樹脂フィルム４１３に成膜を行なう成膜室４１１と、成膜室４１１から搬入された成膜後の耐熱性長尺樹脂フィルム４１３を巻き取るための巻取ロール４２９を有する巻き取り室４１２とでその主要部が構成されている。

上記巻き出し室４１０において、成膜前の耐熱性長尺樹脂フィルム４１３は巻出ロール４１４から巻き出され、張力センサーロール４１５を通過し、かつ、耐熱性長尺樹脂フィルム４１３を乾燥させるためのヒーター４１７、４１８が入ったヒーターボックス４１６を通過した後、フリーロール４１９を通過してイオンビーム室４３４へ搬出される。

上記イオンビーム室４３４において、巻き出し室４１０から搬入された耐熱性長尺樹脂フィルム４１３は搬入側案内ロール（フリーロール）４３５を介して冷却パネル４３９により冷却されている冷却ロール（回転ロール）４３６外周面の巻き付け領域に巻き付けられ、かつ、冷却ロール（回転ロール）４３６に密着した状態で耐熱性長尺樹脂フィルム４１３表面へ向けてイオンビーム照射装置４３７からイオンビームが照射された後、搬出側案内ロール（フリーロール）４３８を介して上記冷却ロール（回転ロール）４３６外周面の巻き付け領域から成膜室４１１へ搬出される。尚、上記冷却パネル４３９は、冷却ロール（回転ロール）４３６外周面と搬入側案内ロール（フリーロール）４３５並びに搬出側案内ロール（フリーロール）４３８の各外周面とで区画される空間領域に設けられており、かつ、効率よく上記冷却ロール（回転ロール）４３６の冷却が行えるようにするため、冷却パネル４３９は、冷却ロール４３６外周面に沿った湾曲形状に加工されている。そして、冷却ロール（回転ロール）４３６は、冷却パネル４３９と図示外の冷却ガス導入手段から成る冷却手段により冷却されるため、冷却ロール（回転ロール）４３６の内部に従来の冷却手段としての冷媒が循環していない。このため、図４に示すように、冷却ロール（回転ロール）４３６の回転軸１１内部に冷媒用配管や冷媒シール機構は無く、回転軸１１のみで構成されていることから回転抵抗を低くすることができ、冷却ロール（回転ロール）４３６を回転させるモーター駆動の必要もない。但し、モーター駆動で冷却ロール（回転ロール）４３６を回転させる構成を採用してもよいが、回転軸内に冷媒用配管等が無いことから回転軸を磁気シールジョイントとする簡単な構造にすることができる。尚、図４中、符号１７は軸受け、符号１８はベアリング、符号２０は真空チャンバー壁である。

次に、上記成膜室４１１において、イオンビーム室４３４から搬入された耐熱性長尺樹脂フィルム４１３は、フリーロール４２０、張力センサーロール４２１を通過し、搬入側案内ロール（前フィードロール）４２２を介し冷却水で冷却される従来の冷却キャンロール４２３外周面の巻き付け領域に巻き付けられ、かつ、耐熱性長尺樹脂フィルム４１３の裏面側を冷却キャンロール４２３により冷却されながら、耐熱性長尺樹脂フィルム４１３の表面にスパッタリングカソード４３０、４３１、４３２、４３３により薄膜が形成された後、搬出側案内ロール（後フィードロール）４２４を介し冷却キャンロール４２３外周面の巻き付け領域から張力センサーロール４２５、フリーロール４２６を経由して巻き取り室４１２へ搬出される。

更に、上記巻き取り室４１２において、成膜室４１１から搬入された耐熱性長尺樹脂フィルム４１３は、フリーロール４２７、張力センサーロール４２８を経由して、巻取ロール４２９に巻き取られる。

この真空成膜装置（スパッタリングウェブコーター：表面処理装置）においても、各張力センサーロール４１５、４２１、４２５、４２８の張力値により、巻出ロール４１４、搬入側案内ロール（前フィードロール）４２２、冷却水で冷却される冷却キャンロール４２３、搬出側案内ロール（後フィードロール）４２４、巻取ロール４２９を回動させるモーターの回転数、モータートルク等が制御されて、耐熱性長尺樹脂フィルム４１３に対する所定の張力範囲を維持して搬送するようになっている。

尚、図３は、耐熱性長尺樹脂フィルム４１３の搬送方向を変えるためのフリーロールの一部と真空排気設備の図示を省略している。

ところで、マグネトロンスパッタリングカソード４３０、４３１、４３２、４３３が設けられた成膜室４１１は、スパッタリング成膜を行なうために到達圧力１０^-4Ｐａ程度までの減圧と、その後のスパッタリングガス導入による０.１〜１０Ｐａ程度の圧力調整が行われる。スパッタリングガスにはアルゴン等公知のガスが使用され、目的に応じて更に酸素等のガスが添加される。成膜室４１１を構成する真空チャンバーの形状や材質は、このような減圧状態に耐え得るものであれば特に限定されず、種々のものを使用することができる。そして、真空チャンバー内を減圧してその状態を維持するため、図示外のドライポンプ、ターボ分子ポンプ、クライオコイル等の種々の装置が具備されている。

尚、金属膜のスパッタリング成膜の場合には、板状のターゲット（図示せず）を使用することができるが、板状ターゲットを用いた場合、ターゲット上にノジュール（異物の成長）が発生することがある。これが問題となる場合には、ノジュールの発生がなく、ターゲットの使用効率が高い円筒形のロータリーターゲットを使用することが好ましい。また、図３に示す真空成膜装置（スパッタリングウェブコーター：表面処理装置）は、熱負荷を伴う成膜手段としてスパッタリングを想定したものであることからマグネトロンスパッタリングカソード４３０、４３１、４３２、４３３が示されているが、熱負荷を伴う成膜手段が蒸着処理等他のものである場合は、板状ターゲットに代えて他の成膜手段が設けられる。熱負荷を伴う他の成膜手段としてＣＶＤ（化学的気相成長）や真空蒸着等がある。

（２）イオンビーム照射処理後における耐熱性長尺樹脂フィルムのフィルム温度
金属膜の密着力を向上させるため、イオンビーム室４３４において耐熱性長尺樹脂フィルム４１３表面にイオンビーム照射処理を実施することが効果的である。しかし、耐熱性長尺樹脂フィルム４１３にイオンビームを照射すると、熱負荷により皺が発生する原因となる。このため、冷却水等の冷媒を内部に循環させた複雑な構造を有する冷却ロールにより耐熱性長尺樹脂フィルムを冷却しながらでないと、密着力が期待できる程度の強いエネルギーを有するイオンビーム照射処理を行うことができなかった。

しかし、冷却パネル等で構成される本発明の冷却装置を採用することにより、複雑な構造を有する上述の冷却ロールを用いることなく密着力が期待できる強いエネルギーを有するイオンビーム照射を行うことが可能となる。

因みに、耐熱性長尺樹脂フィルムにイオンビームを照射した際、耐熱性長尺樹脂フィルムのフィルム温度がどの程度になるかを観察した。まず、長尺樹脂フィルムに熱電対を張り付けて、図３に示す長尺樹脂フィルムの成膜装置であるスパッタリングウェブコーターを使用し、冷却パネル４３９を作用させずにイオンビーム照射中のフィルム温度を測定した。耐熱性長尺樹脂フィルムには厚さ２５μｍのポリイミドフィルムを用い、イオンビーム電力２ｋＷ（イオンビーム電圧２５００Ｖ、酸素流量１００ｓｃｃｍ）で通過したとき、フィルム温度はイオンビーム照射前の５７℃から最高１００℃に達し、皺が発生することが確認された。尚、イオンビームに導入するガスは、耐熱性長尺樹脂フィルムの種類や金属膜に適したガスが適宜選択される。

（３）冷却パネルと冷却ガス導入手段とで構成される本発明に係る冷却手段
次に、イオンビーム室４３４に設けられる冷却ロール（回転ロール）４３６を冷却する「冷却パネル」と「冷却ガス導入手段」とで構成される冷却手段について説明する。

この冷却手段は、冷媒を用いて冷却ロール（回転ロール）を冷却する従来の冷却手段に代えて、図３示すように１３０Ｋ以下に冷却可能なクライオ冷凍機４４０を有しかつ冷却ロール（回転ロール）の非巻き付け領域近傍に配置された「冷却パネル４３９」と、冷却ロール（回転ロール）の非巻き付け領域と冷却パネル４３９との間に冷却ガスを導入する図５〜図７に示す「冷却ガス導入手段」とで構成されている。

以下、上記「冷却ガス導入手段」の詳細について説明する。真空（減圧）空間は熱伝導が低いため、熱伝導を高めるために冷却ガスを導入する。冷却ロール（回転ロール）外周面の非巻き付け領域と冷却パネルとの間に冷却ガスを導入する方法としては、例えば、ガスノズルを用いて冷却ガスを導入する図５に示す方法、冷却パネルに取付けられた中空構造体の冷却ガス放出孔から冷却ガスを導入する図６に示す方法、および、冷却パネルに取付けられた多孔質構造体から冷却ガスを導入する図７に示す方法がある。

図５では、クライオ冷凍機（図示せず）により冷却されかつ冷却ボックス２１２内に配置された冷却パネル２１１と冷却ロール（回転ロール）２１０外周面の非巻き付け領域との間に、ガスノズル２１３、２１４のノズル先端から冷却ガスを導入している。

図６では、クライオ冷凍機（図示せず）により冷却されかつ冷却ボックス２３２内に配置された冷却パネル２３１の冷却ロール（回転ロール）２３０外周面と対向する側に取付けられ、かつ、内部にガス導入路２３６が設けられると共に、ガス導入路２３６に接続されたガス導入管２３３、２３４から冷却ガスが導入される中空構造体（ガス導入板）２３５と、中空構造体（ガス導入板）２３５とガス導入路２３６の冷却ロール（回転ロール）２３０外周面と対向する側にそれぞれ開設された複数の冷却ガス放出孔２３７とで冷却ガス導入手段を構成し、冷却ロール（回転ロール）２３０外周面の非巻き付け領域と冷却パネル２３１との間に上記冷却ガス放出孔２３７から冷却ガスを導入している。上記冷却ガス放出孔２３７は、冷却ロール（回転ロール）２３０外周面の非巻き付け領域と冷却パネル２３１間を均一なガス分圧とするため、微細な孔が多数開いている方がよく、直径１００〜５００μｍ孔が数ｍｍ間隔で開設されていることが望ましい。尚、ガス導入路２３６の組み込みを省略した構造の中空構造体（ガス導入板）２３５としてもよい。

図７では、クライオ冷凍機（図示せず）により冷却されかつ冷却ボックス２５２内に配置された冷却パネル２５１の冷却ロール（回転ロール）２５０外周面と対向する側に取付けられ、かつ、内部にガス導入路２５６が設けられると共に、ガス導入路２５６に接続されたガス導入管２５３、２５４から冷却ガスが導入される多孔質構造体（ガス導入多孔質板）２５５により冷却ガス導入手段を構成し、冷却ロール（回転ロール）２５０外周面の非巻き付け領域と冷却パネル２５１との間に上記多孔質構造体（ガス導入多孔質板）２５５から冷却ガスを導入している。多孔質構造体（ガス導入多孔質板）２５５は、冷却ロール（回転ロール）２５０外周面の非巻き付け領域と冷却パネル２５１間を均一なガス分圧とするため、微細な孔が多数開いている方がよく、数〜数１０μｍの孔が開いている多孔質板を使用することが望ましい。尚、ガス導入路２５６の組み込みを省略した構造の多孔質構造体（ガス導入多孔質板）２５５としてもよい。

尚、上述した冷却パネル２１１、２３１、２５１は、効率よく冷却ロール（回転ロール）２１０、２３０、２５０の冷却が行えるようにするため、冷却ロール（回転ロール）２１０、２３０、２５０外周面に沿った湾曲形状に加工されていることが望ましい。

また、導入する冷却ガスは、熱伝導性のよい、水素、ヘリウム、アルゴン、酸素等があり、望ましくは、冷却ボックスから冷却ガスが漏れた際に、耐熱性長尺樹脂フィルムに対するイオンビーム処理に影響を与えないガスがよく、ヘリウム、アルゴンが好ましい。但し、イオンビームは、内部にガスが導入されて内部でプラズマを生成するため、周囲のガス雰囲気の影響を比較的受け難い。

そして、上記冷却パネルは、以下の３つの効果により長尺樹脂フィルムを間接的に冷却する。
（３−１）冷却パネルと冷却ロールの温度差による輻射冷却
（３−２）冷却パネルで冷やされた冷却ガスを冷却ロールに噴き付けることによるガス冷却
（３−３）冷却パネルと冷却ロールの狭い領域における分子流による冷却

上記輻射冷却を行うためには、冷却パネルと冷却ロールとの温度差が高い程、効率がよい。上述した巻き出し室のヒーター乾燥後においてイオンビーム室に長尺樹脂フィルムが搬入されるとき、長尺樹脂フィルムのフィルム温度は約３３０Ｋ（５７℃）であるので、冷却パネルと冷却ロールで冷却される長尺樹脂フィルムの温度差を少なくとも２００Ｋ以上得るには、冷却パネルを１３０Ｋ以下にする必要がある。

また、真空成膜装置（スパッタリングウェブコーター：表面処理装置）内の空間を有効に利用するためには、長尺樹脂フィルムの搬送方向（冷却パネルの縦方向）における冷却パネルの長さ寸法は１０ｃｍ〜５０ｃｍである。そして、長さ１０ｃｍ〜５０ｃｍの冷却パネルにより冷却ロールを冷却して加熱された長尺樹脂フィルムを室温までに冷却するには、冷却パネルは、１３０Ｋ以下に冷却可能な冷凍機を備える必要がある。尚、冷却パネルの幅寸法（長尺樹脂フィルムの幅方向）は、長尺樹脂フィルムの幅より広いことを条件に適宜選択できる。

上記冷却パネルを１３０Ｋ以下に冷却するには、１３０Ｋ以下に冷却可能な冷媒が循環する冷凍機を冷却パネルに備える必要がある。真空成膜装置（スパッタリングウェブコーター：表面処理装置）では、耐熱性樹脂フィルムの脱着のために真空成膜装置が大気開放され、大気開放の手順の一部には、大気開放前に冷却パネルは露点以上に加熱される。冷凍機の冷媒は、この加熱の際の温媒ともなり、冷却と加熱の熱サイクルに耐えられる必要がある。このような熱サイクルに耐えられる冷媒としてはＨｅやフロン等がある。また、冷凍機には、上述したクライオ冷凍機を用いることができる。

但し、冷却パネルを極端に冷却してしまうと、冷却パネルと冷却ロール間に導入する冷却ガスが冷却パネルに凝縮してしまうことがある。冷却パネルと冷却ロール間に導入された冷却ガスの圧力は、平衡蒸気圧曲線に従い冷却パネルのパネル温度における平衡蒸気圧よりも低くなればならない。別な言い方をすれば、冷却パネルのパネル温度は、導入された冷却ガスの圧力条件下において冷却ガスの平衡蒸気圧曲線に従い該冷却ガスが凝集する温度より高い温度でなければならない。

すなわち、冷却パネルのパネル温度は、冷却パネルと冷却ロール間に導入された冷却ガスの圧力により定まる。例えば、冷却パネルのパネル温度は、１００ＰａのＡｒガス圧力ならば５５Ｋ以上とし、１００ｋＰａのＡｒガス圧力ならば８５Ｋ以上となる。同様に、冷却パネルのパネル温度は、１００ＰａのＯ_２ガス圧力ならば５５Ｋ以上とし、１００ｋＰａのＯ_２ガス圧力ならば９０Ｋ以上となる。また、冷却パネルのパネル温度は、１００ＰａのＨｅガス圧力ならば１５Ｋ以上とし、１００ｋＰａのＨｅガス圧力ならば２５Ｋ以上となる。

導入する冷却ガスの温度は室温より低ければよく、冷却パネルによりすぐにパネル温度近傍の温度に冷却される。また、冷却ガスの圧力は、冷却パネルと冷却ロールの熱伝導を効率よく行うため、冷却パネルと冷却ロール近傍の圧力は１００Ｐａ〜１０００Ｐａが望ましい。冷却ガスの圧力が１０００Ｐａを越えると、真空チャンバー内で使用するには適切ではない。特に、冷却ガスの圧力が１００ｋＰａを越えると、大気圧近傍若しくは大気圧以上の導入ガスの圧力となり、真空装置の排気能力が追従せず、冷却パネルと冷却ロール近傍の圧力以外も上昇してしまい、成膜処理等にも悪影響を与えてしまうため、真空成膜装置に導入するガス圧力として不適切である。

また、非特許文献１によれば、冷却ガスがアルゴンガスでかつ冷却ガスの圧力が５００Ｐａの場合、冷却パネルと冷却ロールの間隔が約４０μｍ以下の分子流領域のとき、ギャップ部の熱コンダクタンスは２５０（Ｗ／ｍ^２・Ｋ）であるとされる。分子流領域は冷却ガス圧力時の分子の平均自由工程の３倍程度であり、大きくとも２００μｍ以下の間隔でなければならない。熱交換効率が良い分子流領域を得るためには上記間隔を狭くする必要がある。しかし、図３に示す本発明に係る表面処理装置（真空成膜装置：スパッタリングウェブコーター）の場合、冷却パネル４３９と冷却ロール（回転ロール）４３６外周面との間隔を２０μｍに保つことは非常に難しく、冷却ロール（回転ロール）４３６外周面が冷却パネルと擦れてスリ傷を生ずることがある。

（４）長尺樹脂フィルムと銅張積層樹脂フィルム基板
（4-1）長尺樹脂フィルム
本発明の長尺樹脂フィルムとしては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムのような長尺樹脂フィルムや、ポリイミドフィルムのような耐熱性長尺樹脂フィルム等が例示される。

（4-2）銅張積層樹脂フィルム（金属膜付耐熱性樹脂フィルム）基板
図３に示す本発明の真空成膜装置（スパッタリングウェブコーター：表面処理装置）を用いて、フィルム皺等の不具合の無い銅張積層樹脂フィルム（金属膜付耐熱性樹脂フィルム）基板を製造することができる。

上記銅張積層樹脂フィルム（金属膜付耐熱性樹脂フィルム）基板としては、耐熱性樹脂フィルム表面にＮｉ、Ｎｉ系合金、Ｃｒ等からなる下地金属層と、下地金属層の表面に積層された銅薄膜層とで構成された構造体が例示される。このような構造を有する銅張積層樹脂フィルム基板は、サブトラクティブ法によりフレキシブル配線基板に加工される。ここで、サブトラクティブ法とは、レジストで覆われていない金属膜（例えば、上記銅薄膜層）をエッチングにより除去してフレキシブル配線基板を製造する方法である。

上記Ｎｉ合金等からなる層はシード層（下地金属層）と呼ばれ、銅張積層樹脂フィルム基板の電気絶縁性や耐マイグレーション性等の所望の特性によりその組成が選択される。そして、シード層には、Ｎｉ−Ｃｒ合金またはインコネル、コンズタンタンやモネル等の各種公知の合金を用いることができる。また、銅張積層樹脂フィルム（金属膜付耐熱性樹脂フィルム）基板の金属膜（銅薄膜層）を更に厚くしたい場合は、湿式めっき法を用いて金属膜を形成することがある。尚、電気めっき処理（すなわち、電解めっき処理）のみで金属膜を形成する場合と、一次めっきとして無電解めっき処理を行い、二次めっきとして電解めっき処理等の湿式めっき法を組み合わせて行う場合もある。湿式めっき処理は、常法による湿式めっき法の諸条件を採用すればよい。

また、上記銅張積層樹脂フィルム（金属膜付耐熱性樹脂フィルム）に用いる耐熱性長尺樹脂フィルムとしては、例えば、ポリイミド系フィルム、ポリアミド系フィルム、ポリエステル系フィルム、ポリテトラフルオロエチレン系フィルム、ポリフェニレンサルファイド系フィルム、ポリエチレンナフタレート系フィルムまたは液晶ポリマー系フィルムから選ばれる樹脂フィルムが挙げられ、銅張積層樹脂フィルムとしての柔軟性、実用上必要な強度、配線材料として好適な電気絶縁性を有する点から好ましい。

尚、上記銅張積層樹脂フィルム（金属膜付耐熱性樹脂フィルム）として、耐熱性長尺樹脂フィルムにＮｉ-Ｃｒ合金やＣｕ等の金属膜を積層した構造体を例示したが、上記金属膜以外に、目的に応じて酸化物膜、窒化物膜、炭化物膜等を用いることも可能である。

以下、参考例と実施例について具体的に説明する。

［参考例］
図１に示す巻き出し室１１０とイオンビーム室１３４と成膜室１１１および巻き取り室１１２を備える従来の真空成膜装置（スパッタリングウェブコーター：表面処理装置）を用い、耐熱性長尺樹脂フィルム１１３には、幅５００ｍｍ、長さ１０００ｍ、厚さ２５μｍの東レ・デュポン株式会社製の耐熱性ポリイミドフィルム「カプトン（登録商標）」を使用した。

また、冷却キャンロール１２３は、直径８００ｍｍ、幅８００ｍｍで、キャンロール本体表面にハードクロムめっきが施され、かつ、冷却水により冷却キャンロール（回転ロール）１２３を冷却する従来の冷却手段が採られている。

搬入側案内ロール（前フィードロール）１２２は、ＩＨ（誘導加熱）方式の加熱ロールで構成し、直径が１５０ｍｍ、有効幅５００ｍｍである。上記搬入側案内ロール（前フィードロール）１２２の周速度は、冷却キャンロール１２３外周面に耐熱性長尺樹脂フィルム１１３を強く密着させるため基準速度となる冷却キャンロール（回転ロール）１２３の周速度より０．１％遅い速度で回転させている。また、冷却キャンロール１２３のロール温度は６０℃に設定され、かつ、巻き出し室１１０のヒーターボックス１１６内に配置されたヒーター１１７、１１８の温度は１００℃に設定されている。

また、上記耐熱性ポリイミドフィルム（耐熱性長尺樹脂フィルム）１１３に成膜される金属膜はシード層であるＮｉ−Ｃｒ膜の上にＣｕ膜を成膜するものとし、かつ、マグネトロンスパッタリングカソード（ターゲット）１３０にはＮｉ−Ｃｒターゲットを用い、マグネトロンスパッタカソード（ターゲット）１３１、１３２、１３３にはＣｕターゲットを用い、更に、アルゴンガスを３００ｓｃｃｍ導入し、各カソードへの印加電力は電力制御で成膜を行った。

次に、イオンビーム室１３４において、上記耐熱性ポリイミドフィルム（耐熱性長尺樹脂フィルム）１１３とシード層であるＮｉ−Ｃｒ膜との密着力を向上させるイオンビーム照射装置１３８にはライン型直流イオンビーム照射装置を用いた。また、冷却ロール１３６は、直径３００ｍｍ、幅８００ｍｍで、ロール本体表面にハードクロムめっきが施されており、上記冷却キャンロール１２３と同様、その内部に冷却水が循環しており、駆動力を備えたロールである。また、冷却ロール１３６の温度は冷却水の温度で制御されており、冷却ロール１３６の回転軸の構造も上記冷却キャンロール１２３と同様である。

また、上記巻き出しロール１１４と巻き取りロール１２９の張力は１００Ｎとした。巻き出しロール１１４に耐熱性ポリイミドフィルム（耐熱性長尺樹脂フィルム）１１３をセットし、かつ、冷却ロール１３６と冷却キャンロール１２３を経由して耐熱性ポリイミドフィルム１１３の先端部を巻き取りロール１２９に取り付けた。

また、巻き出し室１１０、イオンビーム室１３４、成膜室１１１、巻き取り室１１２を複数台のドライポンプにより５Ｐａまで排気した後、更に、複数台のターボ分子ポンプとクライオコイルを用いて３×１０^-3Ｐａまで排気した。

また、上記イオンビーム室１３４のライン型直流イオンビーム照射装置１３８にはＡｒ（アルゴン）ガスを５０ｓｃｃｍの条件で導入したが、Ｏ₂、Ｎ₂ガス等も用いることができる。また、上記ライン型直流イオンビーム照射装置１３８には直流電源（図示せず）が接続されており、電圧制御によりイオンビームの強度をイオンビーム電圧５００〜３０００Ｖの範囲で調整することができ、この参考例ではイオンビーム電圧を１０００Ｖとした。

そして、耐熱性ポリイミドフィルム（耐熱性長尺樹脂フィルム）１１３の搬送速度を設定した後、各マグネトロンスパッタカソード１３０、１３１、１３２、１３３にアルゴンガスを導入して電力を印加し、シード層を構成するＮｉ−Ｃｒ膜と、このＮｉ−Ｃｒ膜上に形成するＣｕ膜の成膜を開始した。

そして、耐熱性ポリイミドフィルム（耐熱性長尺樹脂フィルム）１１３の長さ１０００ｍの成膜を完了させた後、上記ライン型直流イオンビーム照射装置１３８への電圧印加を停止しかつＡｒガスの導入を停止した。続いて、各マグネトロンスパッタカソード１３０、１３１、１３２、１３３への印加電力を停止し、Ａｒガスの導入も停止し、かつ、耐熱性ポリイミドフィルム（耐熱性長尺樹脂フィルム）１１３の搬送を停止した。この後、上記巻き出し室１１０、イオンビーム室１３４、成膜室１１１および巻き取り室１１２に対し、複数台のドライポンプ、複数台のターボ分子ポンプとクライオコイルを停止して、巻き出し室１１０、イオンビーム室１３４、成膜室１１１および巻き取り室１１２に大気を導入し、成膜後の耐熱性ポリイミドフィルム１１３を取り出した。

尚、以下に述べる実施例において、シード層であるＮｉ−Ｃｒ膜の膜厚は１０ｎｍ、図３のマグネトロンスパッタリングカソード（ターゲット）４３０には１枚のＮｉ−Ｃｒターゲットを用い、また、上記Ｃｕ膜の膜厚は１００ｎｍ、マグネトロンスパッタリングカソード（ターゲット）４３１、４３２、４３３には３枚のＣｕターゲットを用い、かつ、成膜速度が８ｍ／分のとき、スパッタリングカソードへの印加総電力は７０ｋＷであった。

そして、参考例の耐熱性ポリイミドフィルム（耐熱性長尺樹脂フィルム）１１３に貼り付けた熱電対により、１０℃〜７０℃に温度制御された冷却ロール１３６を耐熱性ポリイミドフィルム１１３が出た直後におけるフィルム温度を測定した。また、耐熱性ポリイミドフィルム１１３がイオンビーム室１３４を出たときの皺の有無も観察した。

この結果を表１に示す。

［実施例１］
実施例１においては、図３に示す冷却パネル４３９と冷却ロール４３６外周面との間に冷却ガスを導入する方法として、ガスノズルを用いた図５に示す方法が採られている。尚、耐熱性ポリイミドフィルム４１３へのイオンビーム処理、成膜処理等の実施手順は参考例の手順と同一である。

すなわち、実施例１では、図５に示すようにクライオ冷凍機（図示せず）により冷却されかつ冷却ボックス２１２内に配置された冷却パネル２１１と冷却ロール２１０外周面との間に、ガスノズル２１３、２１４のノズル先端から冷却ガスとしてＡｒ、Ｏ₂、Ｈｅガスをそれぞれ導入している。

また、上記冷却ロール２１０は、直径３００ｍｍ、幅８００ｍｍで、ロール本体表面にハードクロムめっきが施されている。更に、冷却ロール２１０の内部に冷却水等の冷媒は循環しておらず、このため、真空チャンバー壁の外部から冷媒が供給されずかつモーター駆動によらないフリーロールで構成されている。

そして、図示外のクライオ冷凍機にはアルバッククライオ社製「ＲＳ８０Ｔ」を用い、冷却パネル２１１には冷却ロール２１０外周面に沿った湾曲形状に加工された銅製のパネル（幅６００ｍｍ×縦２００ｍｍ×厚１ｍｍ）を採用した。また、冷却ガスの導入量は、冷却ボックス２１２に取り付けられた圧力計（図示せず）で制御し、また、冷却パネル２１１の制御温度は、各冷却ガス（Ａｒ、Ｏ₂、Ｈｅガス）の平衡蒸気圧曲線（図８のグラフ図参照）から、上記圧力条件下における冷却ガスの凝縮温度以上となるように選定している。

また、冷却パネル２１１と冷却ロール２１０外周面の間隔（５０μｍ、５００μｍ）、冷却ガスの種類（Ａｒ、Ｏ₂、Ｈｅガス）、冷却ボックス２１２内の圧力（５０、５００、５０００Ｐａ）、冷却パネル２１１の温度（９０、１３０、３００Ｋ）条件毎に、温度制御された上記冷却ロール４３６を耐熱性ポリイミドフィルム４１３が出た直後におけるフィルム温度を測定し、かつ、耐熱性ポリイミドフィルム４１３がイオンビーム室４３４を出たときの皺の有無も観察した。

これ等の結果を、表２（Ａｒ）、表３（Ｏ₂）、表４（Ｈｅ）にそれぞれ示す。

そして、表２〜表４に示されたデータ群から、冷却ガスの種類（Ａｒ、Ｏ₂、Ｈｅ）の場合、冷却パネル２１１の温度が１３０Ｋ以下で、かつ、冷却ボックス２１２内のガス圧力（５０Ｐａ、５００Ｐａ）と冷却パネル２１１と冷却ロール２１０外周面の間隔（５０μｍ）が分子流領域にあるときに、耐熱性ポリイミドフィルム４１３を効率よく冷却していることが確認され、また、イオンビーム照射中の耐熱性ポリイミドフィルム４１３のフィルム温度が３０℃未満のときに、皺が発生しないことも確認された。

［実施例２］
実施例２においては、図３に示す冷却パネル４３９と冷却ロール４３６外周面との間に冷却ガスを導入する方法として、冷却パネル２３１に取付けられた中空構造体（ガス導入板）２３５と冷却ガス放出孔２３７を用いた図６に示す方法が採られている。尚、耐熱性ポリイミドフィルム４１３へのイオンビーム処理、成膜処理等の実施手順は参考例の手順と同一である。

すなわち、図６に示す方法は、クライオ冷凍機（図示せず）により冷却されかつ冷却ボックス２３２内に配置された冷却パネル２３１の冷却ロール２３０外周面と対向する側に取付けられ、かつ、内部にガス導入路２３６が設けられると共に、ガス導入路２３６に接続されたガス導入管２３３、２３４から３種類の冷却ガス（Ａｒ、Ｏ₂、Ｈｅガス）が導入される中空構造体（ガス導入板）２３５と、中空構造体（ガス導入板）２３５とガス導入路２３６の冷却ロール２３０外周面と対向する側にそれぞれ開設された複数の冷却ガス放出孔２３７とで冷却ガス導入手段を構成し、冷却パネル２３１と冷却ロール２３０外周面との間に冷却ガス放出孔２３７から冷却ガスとしてＡｒ、Ｏ₂、Ｈｅガスをそれぞれ導入している。尚、ガス導入路２３６の直径は３ｍｍ、冷却ガス放出孔２３７における孔の直径は２００μｍ、孔の間隔は１０ｍｍである。

また、上記冷却ロール２３０は、直径３００ｍｍ、幅８００ｍｍで、ロール本体表面にハードクロムめっきが施されている。更に、冷却ロール２３０の内部に冷却水等の冷媒は循環しておらず、このため、真空チャンバー壁の外部から冷媒が供給されずかつモーター駆動によらないフリーロールで構成されている。

そして、図示外のクライオ冷凍機にはアルバッククライオ社製「ＲＳ８０Ｔ」を用い、冷却パネル２３１には冷却ロール２３０外周面に沿った湾曲形状に加工された銅製のパネル（幅６００ｍｍ×縦２００ｍｍ×厚１ｍｍ）を採用した。また、冷却ガスの導入量は、冷却ボックス２３２に取り付けられた圧力計（図示せず）で制御し、また、冷却パネル２３１の制御温度は、各冷却ガス（Ａｒ、Ｏ₂、Ｈｅガス）の平衡蒸気圧曲線（図８のグラフ図参照）から、上記圧力条件下における冷却ガスの凝縮温度以上となるように選定している。

また、冷却パネル２３１と冷却ロール２３０外周面の間隔（５０μｍ、５００μｍ）、冷却ガスの種類（Ａｒ、Ｏ₂、Ｈｅガス）、冷却ボックス２３２内の圧力（５０、５００、５０００Ｐａ）、冷却パネル２３１の温度（９０、１３０、３００Ｋ）条件毎に、温度制御された上記冷却ロール４３６を耐熱性ポリイミドフィルム４１３が出た直後におけるフィルム温度を測定し、かつ、耐熱性ポリイミドフィルム４１３がイオンビーム室４３４を出たときの皺の有無も観察した。

これ等の結果を、表５（Ａｒ）、表６（Ｏ₂）、表７（Ｈｅ）にそれぞれ示す。

そして、表５〜表７に示されたデータ群から、冷却ガスの種類（Ａｒ、Ｏ₂、Ｈｅ）の場合、冷却パネル２３１の温度が１３０Ｋ以下で、かつ、冷却ボックス２３２内のガス圧力（５０Ｐａ、５００Ｐａ）と冷却パネル２３１と冷却ロール２３０外周面の間隔（５０μｍ）が分子流領域にあるときに、耐熱性ポリイミドフィルム４１３を効率よく冷却していることが確認され、また、イオンビーム照射中の耐熱性ポリイミドフィルム４１３のフィルム温度が３０℃未満のときに、皺が発生しないことも確認された。

次に、上記冷却パネル２３１と冷却ロール２３０外周面の間隔について、上述した２種類の間隔（５０μｍ、５００μｍ）に代えて、より細分化した間隔（２０μｍ、５０μｍ、１００μｍ、１５０μｍ、２００μｍ、２５０μｍ）に設定し、かつ、冷却ガスの種類（Ａｒガス）、冷却ボックス２３２内の圧力（５００Ｐａ）および冷却パネル２３１の温度（１３０Ｋ）条件を固定して、上記冷却ロール４３６を耐熱性ポリイミドフィルム４１３が出た直後におけるフィルム温度を測定し、更に、耐熱性ポリイミドフィルム４１３がイオンビーム室４３４を出たときの皺の有無も観察した。

この結果を表８に示す。

そして、表８に示されたデータから、冷却パネル２３１と冷却ロール２３０外周面の間隔が分子流領域の２０μｍ〜２００μｍにあるとき、耐熱性ポリイミドフィルム４１３を効率よく冷却していることが確認され、また、冷却パネル２３１と冷却ロール２３０外周面の間隔を２０μｍ未満に設定することは、図４に示すベアリング１８の遊び、熱膨張による歪みに起因して、冷却パネル２３１と冷却ロール２３０の外周面が接触してしまうことがあるため現実的ではないことも確認された。

［実施例３］
実施例３においては、図３に示す冷却パネル４３９と冷却ロール４３６外周面との間に冷却ガスを導入する方法として、冷却パネルに取付けられた多孔質構造体（ガス導入多孔質板）を用いた図７に示す方法が採られている。尚、耐熱性ポリイミドフィルム４１３へのイオンビーム処理、成膜処理等の実施手順は参考例の手順と同一である。

すなわち、図７に示す方法は、クライオ冷凍機（図示せず）により冷却されかつ冷却ボックス２５２内に配置された冷却パネル２５１の冷却ロール２５０外周面と対向する側に取付けられ、かつ、内部にガス導入路２５６が設けられると共に、ガス導入路２５６に接続されたガス導入管２５３、２５４から３種類の冷却ガス（Ａｒ、Ｏ₂、Ｈｅガス）が導入される多孔質構造体（ガス導入多孔質板）２５５により冷却ガス導入手段を構成し、冷却パネル２５１と冷却ロール２５０外周面との間に、多孔質構造体（ガス導入多孔質板）２５５から冷却ガスとしてＡｒ、Ｏ₂、Ｈｅガスをそれぞれ導入している。多孔質構造体（ガス導入多孔質板）２５５は、冷却パネル２５１と冷却ロール２５０外周面間を均一なガス分圧とするため微細な孔が多数開いている方がよく、直径１０μｍのアルミナ粒子の焼結体から成る多孔質板を使用した。

また、上記冷却ロール２５０は、直径３００ｍｍ、幅８００ｍｍで、ロール本体表面にハードクロムめっきが施されている。更に、冷却ロール２５０の内部に冷却水等の冷媒は循環しておらず、このため、真空チャンバー壁の外部から冷媒が供給されずかつモーター駆動によらないフリーロールで構成されている。

そして、図示外のクライオ冷凍機にはアルバッククライオ社製「ＲＳ８０Ｔ」を用い、冷却パネル２５１には冷却ロール２３０外周面に沿った湾曲形状に加工された銅製のパネル（幅６００ｍｍ×縦２００ｍｍ×厚１ｍｍ）を採用した。また、冷却ガスの導入量は、冷却ボックス２５２に取り付けられた圧力計（図示せず）で制御し、また、冷却パネル２５１の制御温度は、各冷却ガス（Ａｒ、Ｏ₂、Ｈｅガス）の平衡蒸気圧曲線（図８のグラフ図参照）から、上記圧力条件下における冷却ガスの凝縮温度以上となるように選定している。

また、冷却パネル２５１と冷却ロール２５０外周面の間隔（５０μｍ、５００μｍ）、冷却ガスの種類（Ａｒ、Ｏ₂、Ｈｅガス）、冷却ボックス２５２内の圧力（５０、５００、５０００Ｐａ）、冷却パネル２５１の温度（９０、１３０、３００Ｋ）条件毎に、温度制御された上記冷却ロール４３６を耐熱性ポリイミドフィルム４１３が出た直後におけるフィルム温度を測定し、かつ、耐熱性ポリイミドフィルム４１３がイオンビーム室４３４を出たときの皺の有無も観察した。

これ等の結果を、表９（Ａｒ）、表１０（Ｏ₂）、表１１（Ｈｅ）にそれぞれ示す。

そして、表９〜表１１に示されたデータ群から、冷却ガスの種類（Ａｒ、Ｏ₂、Ｈｅ）の場合、冷却パネル２５１の温度が１３０Ｋ以下で、かつ、冷却ボックス２５２内のガス圧力（５０Ｐａ、５００Ｐａ）と冷却パネル２５１と冷却ロール２５０外周面の間隔（５０μｍ）が分子流領域にあるときに、耐熱性ポリイミドフィルム４１３を効率よく冷却していることが確認され、また、イオンビーム照射中の耐熱性ポリイミドフィルム４１３のフィルム温度が３０℃未満のときに、皺が発生しないことも確認された。

本発明に係る長尺樹脂フィルムの冷却装置によれば、冷却ロールや冷却キャンロール等における回転軸の構造を簡略化させることができ、例えば、イオンビーム室を具備しない既存のスパッタリングウェブコーターに対しても、大規模な改造、改変を加えることなくイオンビーム室を簡単に付設することが可能となるため、液晶テレビ、携帯電話等のフレキシブル配線基板に用いられる銅張積層樹脂フィルム（金属膜付耐熱性樹脂フィルム）の製造装置並びに製造方法として適用される産業上の利用可能性を有している。

１０ 回転ロール（冷却ロール、冷却キャンロール）
１１ 回転軸
１２ 冷媒導入２重配管
１３ ロータリージョイント
１４ 給水ホース
１５ 排水ホース
１６ 磁気シール
１７ 軸受け
１８ ベアリング
２０ 真空チャンバー壁
２１ モーター
２２ プーリー
２３ ベルト
１１０ 巻き出し室
１１１ 成膜室
１１２ 巻き取り室
１１３ 耐熱性長尺樹脂フィルム
１１４ 巻出ロール
１１５、１２１、１２５、１２８ 張力センサーロール
１１６ ヒーターボックス
１１７、１１８ ヒーター
１１９、１２０、１２６、１２７ フリーロール
１２２ 搬入側案内ロール（前フィードロール）
１２３ 冷却キャンロール（回転ロール）
１２４ 搬出側案内ロール（後フィードロール）
１２９ 巻取ロール
１３０、１３１、１３２、１３３ マグネトロンスパッタリングカソード（ターゲット）
１３４ イオンビーム室
１３５ 搬入側案内ロール（フリーロール）
１３６ 冷却ロール
１３７ 搬出側案内ロール（フリーロール）
１３８ イオンビーム照射装置
２１０ 冷却ロール（回転ロール）
２１１ 冷却パネル
２１２ 冷却ボックス
２１３、２１４ ガスノズル
２３０ 冷却ロール（回転ロール）
２３１ 冷却パネル
２３２ 冷却ボックス
２３３、２３４ ガス導入管
２３５ 中空構造体（ガス導入板）
２３６ ガス導入路
２３７ 冷却ガス放出孔
２５０ 冷却ロール（回転ロール）
２５１ 冷却パネル
２５２ 冷却ボックス
２５３、２５４ ガス導入管
２５５ 多孔質構造体（ガス導入多孔質板）
２５６ ガス導入路
４１０ 巻き出し室
４１１ 成膜室
４１２ 巻き取り室
４１３ 耐熱性長尺樹脂フィルム
４１４ 巻出ロール
４１５、４２１、４２５、４２８ 張力センサーロール
４１６ ヒーターボックス
４１７、４１８ ヒーター
４１９、４２０、４２６、４２７ フリーロール
４２２ 搬入側案内ロール（前フィードロール）
４２３ 冷却キャンロール（回転ロール）
４２４ 搬出側案内ロール（後フィードロール）
４２９ 巻取ロール
４３０、４３１、４３２、４３３ マグネトロンスパッタリングカソード（ターゲット）
４３４ イオンビーム室
４３５ 搬入側案内ロール（フリーロール）
４３６ 冷却ロール（回転ロール）
４３７ イオンビーム照射装置
４３８ 搬出側案内ロール（フリーロール）
４３９ 冷却パネル
４４０ クライオ冷凍機
４４１ 冷却ボックス

Claims (15)

1. 上流側からロール・ツー・ロール方式により搬送される長尺樹脂フィルムが搬入側案内ロールを介して外周面の巻き付け領域に巻き付けられると共に搬出側案内ロールを介して上記外周面の巻き付け領域から下流側へ搬出される回転ロールと、回転ロール外周面の巻き付け領域に巻き付けられた回転ロール上の長尺樹脂フィルムを冷却する冷却手段とを真空チャンバー内に備える長尺樹脂フィルムの冷却装置において、
   上記冷却手段が、回転ロール外周面と搬入側案内ロール並びに搬出側案内ロールの各外周面とで区画される空間領域内に設けられかつ長尺樹脂フィルムの上記巻き付け領域とは反対側に位置する回転ロール外周面の非巻き付け領域近傍に配置されると共に１３０Ｋ以下に冷却可能な冷凍機を有する冷却パネルと、回転ロール外周面の上記非巻き付け領域と冷却パネルとの間に冷却ガスを導入する冷却ガス導入手段とで構成されることを特徴とする長尺樹脂フィルムの冷却装置。
2. 冷却パネルと回転ロール外周面の上記非巻き付け領域を囲む冷却ボックスが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の長尺樹脂フィルムの冷却装置。
3. 冷却パネルと回転ロール外周面の上記非巻き付け領域との間の間隔が２０〜２００μｍに設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の長尺樹脂フィルムの冷却装置。
4. 上記冷却ガス導入手段が、回転ロール外周面の非巻き付け領域と冷却パネルとの間に向けてノズル先端が配置されかつ上記ノズル先端から冷却ガスを放出するガスノズルにより構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の長尺樹脂フィルムの冷却装置。
5. 上記冷却ガス導入手段が、冷却パネルの上記回転ロール外周面の非巻き付け領域と対向する側に取付けられかつ接続されたガス導入管から冷却ガスが導入される中空構造体と、中空構造体の上記回転ロール外周面の非巻き付け領域と対向する側に開設された複数の冷却ガス放出孔とで構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の長尺樹脂フィルムの冷却装置。
6. 上記冷却ガス導入手段が、冷却パネルの上記回転ロール外周面の非巻き付け領域と対向する側に取付けられかつ接続されたガス導入管から冷却ガスが導入される多孔質構造体で構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の長尺樹脂フィルムの冷却装置。
7. 上流側からロール・ツー・ロール方式により搬送される長尺樹脂フィルムが搬入側案内ロールを介して回転ロール外周面の巻き付け領域に巻き付けられかつ搬出側案内ロールを介して回転ロール外周面の巻き付け領域から下流側へ搬出されると共に回転ロール外周面の巻き付け領域に巻き付けられた回転ロール上の長尺樹脂フィルムを真空チャンバー内に設けられた冷却手段により冷却する長尺樹脂フィルムの冷却方法において、
   上記冷却手段が、回転ロール外周面と搬入側案内ロール並びに搬出側案内ロールの各外周面とで区画される空間領域内に設けられかつ長尺樹脂フィルムの上記巻き付け領域とは反対側に位置する回転ロール外周面の非巻き付け領域近傍に配置されると共に１３０Ｋ以下に冷却可能な冷凍機を有する冷却パネルと、回転ロール外周面の上記非巻き付け領域と冷却パネルとの間に冷却ガスを導入する冷却ガス導入手段とで構成されることを特徴とする長尺樹脂フィルムの冷却方法。
8. 上記冷却パネルのパネル温度を、冷却ガス導入手段により導入される冷却ガスの圧力条件下において冷却ガスの平衡蒸気圧曲線に従い該冷却ガスが凝集する温度よりも高く設定することを特徴とする請求項７に記載の長尺樹脂フィルムの冷却方法。
9. 上記冷却ガス導入手段が、回転ロール外周面の非巻き付け領域と冷却パネルとの間に向けてノズル先端が配置されかつ上記ノズル先端から冷却ガスを放出するガスノズルにより構成されていることを特徴とする請求項７または８に記載の長尺樹脂フィルムの冷却方法。
10. 上記冷却ガス導入手段が、冷却パネルの上記回転ロール外周面の非巻き付け領域と対向する側に取付けられかつ接続されたガス導入管から冷却ガスが導入される中空構造体と、中空構造体の上記回転ロール外周面の非巻き付け領域と対向する側に開設された複数の冷却ガス放出孔とで構成されていることを特徴とする請求項７または８に記載の長尺樹脂フィルムの冷却方法。
11. 上記冷却ガス導入手段が、冷却パネルの上記回転ロール外周面の非巻き付け領域と対向する側に取付けられかつ接続されたガス導入管から冷却ガスが導入される多孔質構造体で構成されていることを特徴とする請求項７または８に記載の長尺樹脂フィルムの冷却方法。
12. ロール・ツー・ロール方式により搬送される長尺樹脂フィルムの表面側を処理する表面処理手段と、表面処理により加熱された長尺樹脂フィルムを冷却する冷却装置とを真空チャンバー内に備える長尺樹脂フィルムの表面処理装置において、
    請求項１〜６のいずれかに記載の冷却装置により上記冷却装置が構成され、かつ、長尺樹脂フィルムが巻き付けられる回転ロール外周面の巻き付け領域側に上記表面処理手段が配置されていることを特徴とする長尺樹脂フィルムの表面処理装置。
13. 上記表面処理が、イオンビーム処理若しくはプラズマ処理であることを特徴とする請求項１２に記載の長尺樹脂フィルムの表面処理装置。
14. 上記表面処理が、真空成膜法による成膜処理であることを特徴とする請求項１２に記載の長尺樹脂フィルムの表面処理装置。
15. 上記真空成膜法が、マグネトロンスパッタリングであることを特徴とする請求項１４に記載の長尺樹脂フィルムの表面処理装置。

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