JP5494466B2 - キャンロール上でのシワ伸ばし方法及びシワ伸ばし装置、並びにこれを備えた成膜装置 - Google Patents

Description

本発明は、長尺耐熱性樹脂フィルムのキャンロール上でのシワ伸ばし方法及び装置に関し、特に、長尺耐熱性樹脂フィルムをキャンロールの外周面に沿って搬送しながら連続してスパッタリング等の成膜処理を行う際に熱負荷によって発生するフィルムシワを低減させるシワ伸ばし方法及び装置に関する。

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、耐熱性樹脂フィルム上に金属膜を被覆して得られる多種類のフレキシブル配線基板が用いられている。このフレキシブル配線基板の材料には、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が用いられており、この金属膜付耐熱性樹脂フィルムにフォトリソグラフィーやエッチング等の薄膜技術を適用することにより所定の配線パターンを有するフレキシブル配線基板が得られる。フレキシブル配線基板の配線パターンは近年ますます微細化、高密度化しており、従って金属膜付耐熱性樹脂フィルムは平坦でシワのない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、従来から金属箔を接着剤により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）、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）、あるいは耐熱性樹脂フィルムに真空成膜法により、若しくは真空成膜法と湿式めっき法との組み合わせにより金属膜を成膜して製造する方法（メタライジング法）等が知られている。また、メタライジング法における真空成膜法には、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。

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層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により形成され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により形成された第二の金属薄膜とを、この順でポリイミドフィルム上に積層することによって得られるフレキシブル回路基板用材料が開示されている。なお、基板にポリイミドフィルムの様な耐熱性樹脂フィルムを用い、これに真空成膜を行う場合はスパッタリングウェブコータを用いることが一般的である。

ところで、上述した真空成膜法において、一般にスパッタリング法は密着力に優れる反面、真空蒸着法に比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印加されるとフィルムにシワが発生し易くなることも知られている。このシワの発生を防ぐため、金属膜付耐熱性樹脂フィルムの製造装置であるスパッタリングウェブコータでは、冷却機能を備えたキャンロールを用いてスパッタリング中の耐熱性樹脂フィルムを裏面から冷却する構造が採用されている。

例えば、特許文献３には、スパッタリングウェブコータの一例である巻出巻取式（ロールツーロール方式）真空スパッタリング装置が開示されている。この巻出巻取式真空スパッタリング装置には上記キャンロールの役割を担うクーリングロールが具備されており、さらにクーリングロールの少なくともフィルム送入れ側若しくは送出し側に設けたサブロールによってフィルムをクーリングロールに密着する制御が行われている。

しかしながら、成膜速度を向上させるために大電力をスパッタリングカソードに印加すると、例えば水冷の冷却機能を備えたキャンロールだけでは金属膜付耐熱性樹脂フィルムの冷却が不十分となり、フィルムシワが発生することがあった。そこで、このシワを減らすため、エキスパンドロール等を用いて予めフィルムを幅方向に広げた状態でキャンロールに接触（密着）させる方法や、１対のホイールをフィルムの両縁部に接触させてフィルムを幅方向に広げる方法、さらにはキャンロール上にホイールを設置してフィルムを幅方向に広げる方法が提案されている。

エキスパンドロールを用いて予めフィルムを幅方向に広げる方法については、例えば特許文献４に、フィルムのシワを空中（フローティング状態）で広げる手法が記載されている。具体的には図１に示すように、バナナ状にしならせたゴム製のエキスパンドロール１を回転させながら矢印Ａの方向に搬送中の長尺耐熱性樹脂フィルムＦに密着させることによって、長尺耐熱性樹脂フィルムＦをその幅方向に広げてシワを低減する方法が示されている。

さらに図２に示すように、表面に螺旋状の溝２ａが形成されたウォームロール２を使用し、これを回転させながら矢印Ａの方向に搬送中の長尺耐熱性樹脂フィルムＦを密着させることによって、長尺耐熱性樹脂フィルムＦをその幅方向に広げてシワを低減する方法が示されている。

また、１対のホイールでフィルムを幅方向に広げる方法については、例えば図３に示すように、回転軸３ａが長尺耐熱性樹脂フィルムＦの搬送矢印Ａに直交する方向に平行ではなく斜めとなるように１対の傾斜ホイール３をフィルムの搬送経路上に配置し、これら１対の傾斜ホイール３に対して搬送中の長尺耐熱性樹脂長尺耐熱性樹脂フィルムＦの両縁部を接触させることによって、長尺耐熱性樹脂フィルムＦをその幅方向に広げてシワを低減する方法が知られている。

すなわち、この方法では、１対の傾斜ホイール３の回転軸３ａが長尺耐熱性樹脂フィルムＦの搬送方向（矢印Ａ）に直交する方向に対して斜めに回転するので、長尺耐熱性樹脂フィルムＦはその幅方向に広げられてシワの発生が低減する。なお、この方法は、長尺耐熱性樹脂フィルムＦの両面からそれぞれ１対の傾斜ホイール３が接触できるように、２対の傾斜ホイール３を用いてシワ伸ばしを行うことがより効果的で有る。

また、１対のホイールでフィルムを幅方向に広げる他の方法については、例えば図４に示すように、上記した回転軸３ａを傾斜させた１対の傾斜ホイール３に代えて、それぞれ螺旋状の溝４ａが形成された１対の溝付ホイール４を用いる方法が知られている。この装置も、１対の溝付ホイール４が回転することにより長尺耐熱性樹脂フィルムＦはその幅方向に広げられてシワの発生が低減する。なお、この方法も、上記と同様に長尺耐熱性樹脂フィルムＦの両面からそれぞれ１対の溝付ホイール４が接触できるように、２対の溝付ホイール４を用いてシワ伸ばしを行うことがより効果的で有る。

さらに上記した図３及び図４に示す装置は、キャンロールの外周面上に配置してもよい。この場合は、１対のホイールとキャンロールの外周面との間でフィルムの両縁部を挟み込みながらシワ伸ばしを行うことになる。例えば、特許文献５に、キャンロール上でシワを伸ばす装置が示されている。この装置は、図３と同様に、フィルムの両縁部に接触する１対のホイールの回転軸が、フィルムの搬送方向に直交する方向に平行ではなく斜めに配置されている。また、フィルムの両縁部に接触する１対のホイールには斜めに駆動ベルトがかけられている。

特開平２−９８９９４号公報 特許第３４４７０７０号公報 特開昭６２−２４７０７３号公報 特開２００５−２４７４７５号公報 国際公開第２００５／００１１５７号パンフレット

上記したような従来のシワ伸ばし方法は、いずれもスパッタリングによる成膜前や成膜中の耐熱性樹脂フィルムの表面にシワ伸ばし用のロールやホイールが接触した時、フィルム搬送方向における短い距離でフィルムをその幅方向に一気に広げるものであるため、フィルムに無理な張力がかかってしまったり、フィルムの裏面に擦り傷が付いてしまったりすることがあった。さらに、効果的なシワ伸ばしを行うため、耐熱性樹脂フィルムの両端部からかなり幅広い領域にまでロールやホイールを接触させる必要があった。このため、ロールやホイールとの接触のない成膜有効幅、すなわち、配線基板として使用できる幅を広く取ることができず、材料コストが余分にかかることがあった。

また、バナナ状にロールをしならせたり、ホイール表面に螺旋状の溝を付けたり、ホイールを斜めに配置したりなどのロールやホイールのみでシワ伸ばし効果を期待する従来の方法は調整が難しく、ロールやホイールの位置やフィルムとの接触圧が僅かにずれただけでフィルムが偏ったり蛇行することがあった。このように、金属膜のスパッタリング成膜に際して、耐熱性樹脂フィルムに大きな熱負荷が印加されてもシワの発生を低減させること、特に、フィルムの幅方向の伸びに起因するシワの発生を低減できるキャンロール上でのシワ伸ばし方法及びその装置が望まれていた。

本発明はこのような従来の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、キャンロールの外周面に耐熱性樹脂フィルムなどの長尺基板を接触させながらスパッタリング成膜などの処理を施す際に、長尺基板に大きな熱負荷が掛かっても長尺基板のシワの発生が低減され、特に長尺基板の幅方向の伸びに起因するシワの発生が低減されるキャンロール上でのシワ伸ばし方法とその装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明者は鋭意研究を重ねた結果、キャンロールの外周面に沿ってポリイミドフィルム等の耐熱性樹脂からなる長尺基板を搬送しながら金属膜をスパッタリング成膜する際、キャンロールの外周面上に巻き付けられているポリイミドフィルム等の長尺耐熱性樹脂フィルムの端部に接触するようにホイールを配置し、これにより長尺耐熱性樹脂フィルムが搬送されるに連れて次第にその幅方向に広げるようにすることで、フィルム幅方向の伸びに起因するシワの発生が低減することを見出し本発明に至った。

すなわち、本発明が提供する長尺基板のシワ伸ばし方法は、ロールツーロール方式で搬送される長尺基板をキャンロールの外周面に巻き付けて冷却しながら外周面上に画定される長尺基板の搬送経路に対向して設けられた処理手段により熱負荷の掛かる処理を行う際に生じる長尺基板のシワをキャンロールの外周面上で伸ばす方法であって、前記キャンロールの外周面のうち少なくとも片端側において長尺基板の端部付近が接触する箇所にキャンロールの端部側に向かってキャンロールの外径が徐々に細くなるような傾斜部を設けるとともに、該傾斜部のうち前記処理手段に対向していない箇所に設けたホイールにより長尺基板の端部を傾斜部に押しつけることにより長尺基板をその幅方向に広げることを特徴としている。

また、本発明が提供する長尺基板のシワ伸ばし装置は、ロールツーロール方式で搬送される長尺基板をキャンロールの外周面に巻き付けて冷却しながら外周面上に画定される長尺基板の搬送経路に対向して設けられた処理手段により熱負荷の掛かる処理を行う際に生じる長尺基板のシワをキャンロールの外周面上で伸ばす装置であって、前記キャンロールの外周面のうち少なくとも片端側において長尺基板の端部付近が接触する箇所に設けられたキャンロールの端部側に向かってキャンロールの外径が徐々に細くなるような傾斜部と、該傾斜部のうち前記処理手段に対向していない箇所において長尺基板の端部を該傾斜部に押しつけるホイールとからなることを特徴としている。

本発明によれば、長尺基板をその幅方向に徐々に広げていくことができるので長尺基板に無理な力がかかることがなくなり、長尺基板を傷めることなくその幅方向のシワの発生を低減させることができる。よって、大きな熱負荷が掛かる例えばスパッタリング成膜においても長尺基板のシワの発生を効果的に抑えることができるので、高品質の金属膜付耐熱性樹脂フィルムを提供することができる。

従来のシワ伸ばし装置の一例を示す模式図である。 従来のシワ伸ばし装置の他の例を示す模式図である。 従来のシワ伸ばし装置のさらに他の例を示す模式図である。 従来のシワ伸ばし装置のさらに他の例を示す模式図である。 本発明に係るシワ伸ばし装置が好適に用いられるスパッタリングウェブコータの一具体例を示す模式図である。 本発明の第１の実施形態のシワ伸ばし方法に使用される傾斜部を備えたキャンロールの斜視図及び部分断面図である。 本発明の第１の実施形態のシワ伸ばし装置の平面図及び側面図、並びにシワが伸びる原理を示す模式図である。 本発明の第２の実施形態のシワ伸ばし方法に使用される傾斜部を備えたキャンロールの斜視図及び部分断面図である。 本発明の第２の実施形態のシワ伸ばし装置の平面図及び側面図、並びにシワが伸びる原理を示す模式図である。

本発明の長尺基板のシワ伸ばし方法及びシワ伸ばし装置は、ロールツーロール方式で搬送される長尺基板をキャンロールの外周面に巻き付けて冷却しながら外周面上に画定される長尺基板の搬送経路に対向して設けられた処理手段により熱負荷の掛かる処理を行う際に生じる長尺基板のシワをキャンロールの外周面上で伸ばすものであって、キャンロールの外周面のうち少なくとも片端側において長尺基板の端部付近が接触する箇所にキャンロールの端部側に向かってキャンロールの外径が徐々に細くなるような傾斜部を設けるとともに、該傾斜部のうち前記処理手段に対向していない箇所に設けたホイールにより長尺基板の端部を外周面に押しつけることにより長尺基板を幅方向に広げることを特徴としている。

バナナ状にしならせたロールや、外周面に斜め溝を付けたり斜めに配置したホイールなどによる従来のロールやホイールのみでシワを伸ばす方法は、ロールやホイールの位置や接触圧の調整に長尺基板の搬送が敏感に影響を受け、長尺基板が偏ったり蛇行することがあったが、本発明はキャンロールとホイールの組み合わせでシワを伸ばすものであり、調整が極めて容易であるにもかかわらず効果的にシワを伸ばせることができる。本発明のシワ伸ばし方法は、キャンロールの外周面に設けた斜面に接する長尺基板の端部に真上からホイールを押し当てることにより、長尺基板が斜面に沿って押し広げられることを応用したものである。

以下、かかる本発明の長尺基板のシワ伸ばし方法及びその装置の第１の実施形態を、長尺基板の一例である長尺耐熱性樹脂フィルムを採り上げて図面を参照しながら詳細に説明する。先ず、本発明のシワ伸ばし方法及び装置が好適に使用される成膜装置について図５を参照しながら説明する。この図５に示す装置は、長尺耐熱性樹脂フィルムにスパッタリング成膜を行う成膜装置（スパッタリングウェブコータ）５０であり、長尺状耐熱樹脂フィルムＦの片面に連続して効率的に金属膜を成膜することができる。

具体的に説明すると、スパッタリングウェブコータ５０は、真空チャンバー５１内に設けられており、矢印Ａの向きに回転する巻き出しロール５２から巻き出された長尺耐熱性樹脂フィルムＦに所定の成膜処理を行った後、巻き取りロール６４で巻き取るようになっている。これら巻き出しロール５２と巻き取りロール６４間のフィルム搬送経路には、温調された冷媒が内部を循環するモータ駆動のキャンロール５６が配置されている。

巻き出しロール５２からキャンロール５６までのフィルム搬送経路には、長尺耐熱性樹脂フィルムＦを案内するフリーロール５３と、長尺耐熱性樹脂フィルムＦの張力の測定を行う張力センサロール５４と、キャンロール５６の周速度に基づいて調整を行ってキャンロール５６の外周面に長尺耐熱性樹脂フィルムＦを密着させるためのモータ駆動のフィードロール５５とがこの順に配置されている。

同様に、キャンロール５６から巻き取りロール６４までのフィルム搬送経路にも、キャンロール５６の周速度に基づいて調整を行ってキャンロール５６の外周面に長尺耐熱性樹脂フィルムＦを密着させるためのモータ駆動のフィードロール６１と、長尺耐熱性樹脂フィルムＦの張力の測定を行う張力センサロール６２と、長尺耐熱性樹脂フィルムＦを案内するフリーロール６３とがこの順に配置されている。

また、上記巻き出しロール５２と巻き取りロール６４とはパウダークラッチ等により長尺耐熱性樹脂フィルムＦの張力バランスを保っており、キャンロール５６の回転とこれに連動して回転するモータ駆動のフィードロール５５、６１により、巻き出しロール５２から長尺耐熱性樹脂フィルムＦが巻き出されて巻き取りロール６４に巻き取られるようになっている。

キャンロール５６の近傍には、キャンロール５６の外周面に対向するように、スパッタリングなどの乾式薄膜処理法により長尺耐熱性樹脂フィルムＦの表面に金属膜の成膜を行うための成膜手段であるマグネトロンスパッタリングカソード５７、５８、５９及び６０が配置されている。なお、図５に示すスパッタリングウェブコータ５０では、金属膜のスパッタリング成膜に板状のターゲットを使用する場合が示されているが、板状のターゲットを用いた場合は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。

これが問題になる場合は、ノジュール（異物の成長）の発生がなく、ターゲットの使用効率も高い円筒形のロータリーターゲットを使用してもよい。また、このスパッタリングウェブコータ５０では、乾式薄膜形成手段にマグネトロンスパッタリングカソードを用いているが、これに限定されるものではなく、蒸着など他の成膜手段を用いても良い。

次に、本発明の第１の実施形態のシワ伸ばし装置について説明する。この第１の実施形態のシワ伸ばし装置は、図６に示すように、キャンロール５６の外周面５６ａのうち、キャンロール５６の外周面５６ａに画定される搬送経路Ｐの両端部分に、キャンロール５６の中心軸５６ｏを含む平面で切断したときの断面形状が三角形の突起２０が形成されている。

これにより、キャンロール５６の外周面５６ａのうち、長尺耐熱性樹脂フィルムＦの端部付近が接触する箇所に、キャンロール５６の端部側に向かって徐々にキャンロール５６の外径が徐々に細くなるような傾斜部２１を設けることが可能となる。この突起２０は、上記傾斜部２１がキャンロール５６の外周面５６ａに画定される搬送経路Ｐの端部から搬送経路内側に５０ｍｍまでの領域内に位置するように形成することが好ましく、搬送経路Ｐの端部から搬送経路内側に３０ｍｍまでの領域内に位置するように形成することがさらに好ましい。

突起２０は、キャンロール５６の全周に亘って略一定の高さと略一定の傾斜角で連続する帯状であることが好ましく、これにより、長尺耐熱性樹脂フィルムＦをその幅方向に均一に広げることが可能となる。具体的には、突起２０の上記キャンロール５６端部側における傾斜部２１の傾斜角（図６（ｂ）の角度α）が、キャンロール５６の回転軸５６ｏに対して５〜３０°であることが望ましい。この傾斜角が５°未満ではシワ伸ばしの効果がほとんど無く、一方、３０°を超えると長尺耐熱性樹脂フィルムＦに無理な応力が加わり、かえってシワが発生するおそれがある。

突起２０の高さＨは０.１〜３ｍｍであることが望ましい。この高さＨが０.１ｍｍ未満ではシワ伸ばしの効果がほとんど無く、一方、３ｍｍを超えると長尺耐熱性樹脂フィルムＦをキャンロール５６の外周面５６ａに沿って密着させることが困難になるからである。突起２０は、長尺耐熱性樹脂フィルムＦに傷をつけることなく伸ばせるように、滑らかな形状をしているのが好ましい。例えば、図６では断面が三角形状で示されているが、断面がキャンロールの外周面側に拡がった略台形状（富士山状）やドーム状であることが好ましく、特に断面の頂上部は曲線で形成されていることがより好ましい。

また、突起２０の表面は、摩擦係数ができるだけ低いことが好ましいく、これにより長尺耐熱性樹脂フィルムＦをその幅方向に容易に伸ばすことができる。摩擦係数を低くする方法としては、例えば突起２０の少なくとも傾斜部２１に、フッ素樹脂（例えばテフロン（登録商標）等のポリテトラフルオロエチレン樹脂）を塗布する方法を挙げることができる。あるいは、突起２０の少なくとも傾斜部２１に、キャンロール５６の中心軸５６ｏ方向に延在する溝を形成してもよい。キャンロール５６の外周面５６ａに突起２０を設ける方法としては、キャンロールの加工時に突起を形成してもよいし、既存のキャンロールに帯状の部材を溶接などで取り付けてもよい。なお、突起２０はキャンロール５６の片端部のみに設けてもよい。

上記説明した突起２０のキャンロール５６端部側における傾斜部２１に対向する位置に、図７（ａ）に示すように、回転自在なホイール３１を有するホイールユニット３０が設けられている。このホイール３１は、その回転中心軸３１ｏがキャンロール５６の中心軸５６ｏに平行であり、さらにスプリング、ゴム、空気圧等を用いた付勢手段３２によって傾斜部２１に向けて付勢されている。

これにより、キャンロール５６の外周面５６ａに画定される搬送経路Ｐ上を搬送される長尺耐熱性樹脂フィルムＦは、ホイールユニット３０が設けられている位置を通過する時、その端部がキャンロール５６の外周面５６ａの傾斜部２１とホイール３１との間に挟み込まれる。その際、当該長尺耐熱性樹脂フィルムＦの端部はホイール３１によって上から押しつけられる状態となる。

その結果、図７（ｂ）に示すように、当該長尺耐熱性樹脂フィルムＦの端部には傾斜部２１の斜面に沿って下る向き（矢印Ｓの向き）に力が働き、長尺耐熱性樹脂フィルムＦはその幅方向（矢印Ｗの向き）に引っ張られる。これにより、長尺耐熱性樹脂フィルムＦに発生するシワが伸ばされる。なお、ホイール３１は、前述したようにホイールユニット３０に回転自在に設けてキャンロール５６の回転に伴って従動するようにしてもよいし、モータ等の回転駆動手段を用いてキャンロール５６の周速度と同等な速度で回転させてもよい。

ホイール３１において、長尺耐熱性樹脂フィルムＦに直接接する外周部３１ａは、ブチルゴム、ポリウレタン、シリコンゴム、又はフッ素ゴム(例えばバイトン（登録商標）)等の摩擦係数の高い可撓性部材で被われているか、その部材で外周部３１ａ自体を形成することが好ましい。また、ホイール３１の外径は、１〜１０ｃｍであるのが好ましい。これにより、ホイール３１を長尺耐熱性樹脂フィルムＦの端部から５０ｍｍまでの範囲内で接触させることができ、製造コストを下げることが可能となる。さらに好ましくは、ホイール３１を長尺耐熱性樹脂フィルムＦの端部から３０ｍｍまでの範囲内に接触させることで、長尺耐熱性樹脂フィルムＦを処理できる面積（幅）が拡がり、製品の収率向上にもつながる。

すなわち、ホイール３１の外周部３１ａが接触した面は、傷が付いたり汚染されたりする恐れがあるので製品にすることが好ましくないため、ホイール３１との接触のない成膜有効幅を少しでも広くすることが望まれる。このため、ホイール３１はできるだけ長尺耐熱性樹脂フィルムＦの端部付近に接触することが望まれる。

設置するホイールユニット３０の個数は１個でも複数個でもよいし、キャンロール５６の片端だけに設置してもよいし、両端に対となるように設置してもよい。但し、設置する場所は図５に示す領域６５、６６、６７、６８及び６９内にすることが望ましい。すなわち、マグネトロンスパッタリングカソード５７、５８、５９及び６０が対向する領域ではなく、各マグネトロンスパッタリングカソード５７、５８、５９及び６０のフィルム搬送方向における前方部分か後方部分に設置するのが望ましい。

その理由は、ホイールユニット３０をマグネトロンスパッタリングカソード５７、５８、５９及び６０が対向している領域に設けると、成膜の際に当該ホイールユニット３０が遮蔽マスクになってスパッタリングを阻害する恐れがあるからである。また、ホイール３１の特に外周部３１ａは、スパッタリングのプラズマに曝されることによって生じる熱に対する耐熱性が問題になり得るからである。さらに、スパッタリングによってホイール３１が汚染されたとき、これが回転することで異物が発生するおそれがあるからである。

次に、本発明の第２の実施形態のシワ伸ばし装置について説明する。この第２の実施形態のシワ伸ばし装置は、図８に示すように、キャンロール１５６の外周面１５６ａのうち、キャンロール１５６の外周面１５６ａに画定される搬送経路Ｐの両端部分にキャンロール１５６の端部側に向かって徐々にキャンロール１５６の外径が徐々に細くなるような傾斜部２６が形成されており、そのさらに端部側はキャンロール１５６の外径が縮径している。そして、図９（ａ）に示すように、この傾斜部２６に対向する位置に前述した第１の実施形態と同様のホイールユニット３０が設けられている。

すなわち、本発明の第２の実施形態は、キャンロール１５６の両端部に、前述した突起２０に代えて窪み２５が形成されている以外は上記した第１の実施形態と基本的に同様である。従って、この第２の実施形態においても、キャンロール１５６の外周面１５６ａに画定される搬送経路Ｐ上を搬送される長尺耐熱性樹脂フィルムＦは、ホイールユニット３０が設けられている位置を通過する時、その端部がキャンロール１５６の外周面１５６ａの傾斜部２６とホイール３１との間に挟み込まれ、ホイール３１によって上から押しつけられる。

その結果、図９（ｂ）に示すように、当該長尺耐熱性樹脂フィルムＦの端部には傾斜部２６の斜面に沿って下る向き（矢印Ｓの向き）に力が働き、長尺耐熱性樹脂フィルムＦはその幅方向（矢印Ｗの向き）に引っ張られる。これにより、長尺耐熱性樹脂フィルムＦに発生するシワが伸ばされる。

窪み２５を形成することによって得られる傾斜部２６は、第１の実施形態と同様に、キャンロール１５６の外周面１５６ａに画定される搬送経路Ｐの端部から搬送経路内側に５０ｍｍまでの領域内に位置しているのが好ましい。また、傾斜部２６の傾斜角（図８の角度β）はキャンロール１５６の回転軸１５６ｏに対して５〜３０°であることが望ましい。さらに、窪み２５の深さＤは０.１〜３ｍｍであることが望ましく、また、傾斜部２６の表面にフッ素樹脂（例えばテフロン（登録商標）等のポリテトラフルオロエチレン樹脂）を塗布したり、キャンロール１５６の回転軸１５６ｏ方向に延在する溝を形成して摩擦係数をできるだけ低くするのが好ましい。

本発明では上記したようにキャンロールの外周面に突起や窪みが設けられているが、この場合においても長尺耐熱性樹脂フィルムＦの表面がキャンロールの外周面から浮き上がってその間に隙間が入ることなく外周面に沿わせることができる。その理由は、スパッタリングロールコータでは、搬送している長尺耐熱性樹脂フィルムＦに張力を負荷しているからである。

上述した本発明のシワ伸ばし装置を搭載したスパッタリングウェブコータを用いることにより、長尺耐熱性樹脂フィルムにシワの不具合が無い金属膜付耐熱性樹脂フィルムをメタライジング法で得ることができる。乾式薄膜形成手段で作製される金属膜付耐熱性樹脂フィルムの具体例としては、耐熱性樹脂フィルムの表面にＮｉ系合金等からなる膜とＣｕ膜が積層された積層構造体を挙げることができる。このような積層構造を有する金属膜付耐熱性樹脂フィルムは、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Ｃｕ膜）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合金等からなる膜はシード層と呼ばれ、金属膜付耐熱性樹脂フィルムに必要とされる電気絶縁性や耐マイグレーション性等の特性によりその組成が定められる。このシード層には、例えばＮｉ−Ｃｒ合金やインコネルやコンス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。金属膜付耐熱性樹脂フィルムの金属膜（Ｃｕ膜）をさら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。

湿式めっき法には、電気めっき処理のみで金属膜を形成する場合や、一次めっきとしての無電解めっき処理及び二次めっきとしての電解めっき処理等のように湿式めっき法を組み合わせて行う場合がある。具体的な湿式めっき処理の条件は、従来から用いられている湿式めっき法の諸条件を採用すればよい。

金属膜付耐熱性樹脂フィルムに用いる耐熱性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又は液晶ポリマー系フィルムを挙げることができる。この中から金属膜付フレキシブル基板としての柔軟性、実用上必要な強度、配線材料として好適な電気絶縁性等を考慮して最適な材料が選択される。

なお、上記説明では、金属膜付耐熱性樹脂フィルムとして、長尺耐熱性樹脂フィルムにＮｉ-Ｃｒ合金やＣｕ等の金属膜を積層した積層構造体を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、上記金属膜に代えて、あるいはこれに加えて酸化物膜、窒化物膜、炭化物膜等が成膜されてもよい。また、上記説明では長尺基板に熱が負荷される処理の例としてスパッタリングウェブコータ内のスパッタリングを採り上げたが、本発明のシワ伸ばし方法及びシワ伸ばし装置は、スパッタリング処理の他、プラズマ処理やイオンビーム処理などの表面の改質にも用いることができる。

以下、本発明に係るシワ伸ばし方法について、実施例及び比較例を挙げて具体的に説明する。

［実施例１］
図５に示すようなスパッタリングウェブコータ（金属膜付耐熱性樹脂フィルムの製造装置）５０を用いて長尺耐熱性樹脂フィルムＦに金属膜を成膜した。キャンロール５６には、アルミ製で作製された直径９００ｍｍ、幅７５０ｍｍのものを使用した。このキャンロール５６の表面には、ハードクロムめっきが施されていた。長尺耐熱性樹脂フィルムＦ（以降、実施例に限りフィルムＦと称する）には、幅５００ｍｍ、長さ５００ｍ、厚さ２５μｍの宇部興産株式会社製の耐熱性ポリイミドフィルム「ユーピレックス（登録商標）」を使用した。

キャンロール５６の外周面５６ａには図６に示すような断面二等辺三角形の突起２０をキャンロール５６の両端部に設け、その頂角は滑らかに削った。突起２０の傾斜部２１の傾斜角αは、キャンロール５６の回転軸５６ｏに対して５°とし、その高さＨは０.３ｍｍとした。なお、突起２０は、その頂角がキャンロール５６の外周面５６ａに画定される搬送経路Ｐの端部から搬送経路内側に１０ｍｍの位置となるようにした。

このスパッタリングウェブコータ５０のマグネトロンスパッタターゲット５７、５８、５９、６０の前後の領域６５、６６、６７、６８、及び６９に、外径２０ｍｍ、幅３ｍｍのホイール３１を備えたホイールユニット３０を５対設けた。具体的には、これら領域６５、６６、６７、６８、及び６９の各々において、キャンロール５６の外周面５６ａの両端部に設けた突起２０の傾斜部２１の斜面中央にそれぞれホイール３１が当接するようにした。各ホイール３１は、外周部３１ａをバイトン（登録商標）で形成し、スプリングにより傾斜部２１に押しつけるようにした。スプリングの圧力は約５Ｎとした。

また、フィルムＦに成膜される金属膜はシード層であるＮｉ−Ｃｒ膜の上にＣｕ膜を成膜するようにした。このため、マグネトロンスパッタターゲット５７にはＮｉ−Ｃｒターゲットを用い、マグネトロンスパッタターゲット５８、５９、６０にはＣｕターゲットを用いた。さらに、アルゴンガスを３００ｓｃｃｍ導入し、各カソードへの印加電力は１０ｋＷの電力制御で成膜を行った。

また、上記巻き出しロール５２と巻き取りロール６４の張力は８０Ｎとした。さらに、上流側モータ駆動フィードロール５５の周速度はキャンロール５６の周速度の９９.９％とし、かつ、下流側モータ駆動フィードロール６１の周速度はキャンロール５６の周速度の１００.１％とした。この設定により、フィルムＦは徐々に引っ張られることになり、キャンロール５６表面に強く密着させることができた。また、キャンロール５６は水冷により２０℃に制御したが、フィルムＦがキャンロール５６の外周面５６ａ上に強く密着しないと熱伝導による冷却効果は期待できなかった。

そして、巻き出しロール５２に上記フィルムＦをセットし、その先端部をフリーロール５３、張力センサロール５４、フィードロール５５、キャンロール５６、フィードロール６１、張力センサロール６２、及びフリーロール６３を経由して巻き取りロール６４に取り付けた。次に、真空チャンバー５１を複数台のドライポンプを用いて５Ｐａまで排気した後、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。

そして、フィルムＦの搬送速度を３ｍ／分にした後、各マグネトロンスパッタカソード５７、５８、５９、６０にアルゴンガスを導入して電力を印加し、Ｎｉ−Ｃｒ膜のシード層とその上に成膜するＣｕ膜の成膜を開始した。

成膜処理が行われている際、キャンロール５６の外周面５６ａ上のフィルムＦの表面の観察が可能な観察窓から、フィルムＦを観察しところ、マグネトロンスパッタリングカソード５７、５８、５９、６０の成膜ゾーンを通過した成膜直後のフィルムＦは、フィルム搬送方向と平行な方向にシワの原因となるキャンロール５６からのフィルムＦの浮きが見られた。しかしながら、ホイールユニット３０を取り付けた領域６５、６６、６７、６８、６９の位置を通過する毎に、浮きは無くなっていった。

フィルムＦの長さ２９０ｍ分が通過した時点で、各プラズマ反応室のプラズマと各マグネトロンスパッタカソード５７、５８、５９、６０への電力を停止し、それぞれのガス導入も停止した。次に、フィルムＦの搬送を停止すると共に各ポンプを停止した。その後、ベントを介して大気開放し、巻き出しロール５２からフィルムＦの終端部を外した。最後にフィルムＦを全て巻き取りロール６４に巻き取ってから取り外した。巻き取りロール６４に巻き取られたフィルムＦを大気中において展開してシワの有無を確認したところ、シワは発見できなかった。

［実施例２］
実施例１の突起２０を有するキャンロール５６に代えて図８に示すような窪み２５を有するキャンロール１５６を用いた以外は実施例１と同様にしてフィルムＦに金属膜を成膜した。この窪み２５は、深さＤを０.３ｍｍとし、傾斜部２６の傾斜角βはキャンロール１５６の回転軸１５６ｏに対して５°とした。また、傾斜部２６の角部は滑らかに削った上、この角部がキャンロール１５６の外周面１５６ａに画定される搬送経路Ｐの端部から搬送経路内側に１０ｍｍの位置となるように窪み２５を形成した。

その結果、成膜中におけるキャンロール１５６上のフィルムＦ表面の観察が可能な観察窓から、キャンロール１５６上のフィルムＦを観察しところ、マグネトロンスパッタリングカソード５７、５８、５９、６０の成膜ゾーンを通過した成膜直後のフィルムＦは、進行方向と平行な方向にシワの原因となるキャンロール１５６からのフィルムＦの浮きが見られたが、ホイールユニット３０を取り付けた領域６５、６６、６７、６８、６９の位置を通過するごとに、浮きは無くなっていった。また、成膜が完了した後、巻き取りロール６４に巻き取られたフィルムＦを大気中にて展開してシワの有無を確認したところ、シワは発見できなかった。

［比較例］
比較のため、キャンロール５６の外周面５６ａに突起や窪みを設けず、ホイールユニット３０も取り付けなかった以外は上記実施例１と同様にしてフィルムＦに金属膜を成膜した。

その結果、成膜処理が行われている際、キャンロール５６の外周面５６ａ上のフィルムＦの表面の観察が可能な観察窓から、フィルムＦを観察しところ、マグネトロンスパッタリングカソード５７、５８、５９、６０の成膜ゾーンを通過した成膜直後のフィルムＦは、フィルム搬送方向と平行な方向にシワの原因となるキャンロール５６からのフィルムＦの浮きが見られ、マグネトロンスパッタリングカソード５７、５８、５９、６０を通過する毎に、このフィルムＦの浮きは増加していく傾向にあった。

また、成膜が完了した後、巻き取りロール６４に巻き取られたフィルムＦを大気中において展開してシワの有無を確認したところ、スパッタの熱負荷に起因していると考えられるシワが発生していた。

２０ 突起
２１、２６ 傾斜部
２５ 窪み
３０ ホイールユニット
３１ ホイール
３２ 付勢手段
５０ スパッタリングウェブコータ
５１ 真空チャンバー
５２ 巻き出しロール
５３、６３ フリーロール
５４、６２ 張力センサロール
５５、６１ フィードロール
５６、１５６ キャンロール
５７、５８、５９、６０ マグネトロンスパッタリングカソード
６４ 巻き取りロール
Ｆ 長尺耐熱性樹脂フィルム（長尺基板）

Claims (21)

1. ロールツーロール方式で搬送される長尺基板をキャンロールの外周面に巻き付けて冷却しながら外周面上に画定される長尺基板の搬送経路に対向して設けられた処理手段により熱負荷の掛かる処理を行う際に生じる長尺基板のシワをキャンロールの外周面上で伸ばす方法であって、前記キャンロールの外周面のうち少なくとも片端側において長尺基板の端部付近が接触する箇所にキャンロールの端部側に向かってキャンロールの外径が徐々に細くなるような傾斜部を設けるとともに、該傾斜部のうち前記処理手段に対向していない箇所に設けたホイールにより長尺基板の端部を傾斜部に押しつけることにより長尺基板をその幅方向に広げることを特徴とする長尺基板のシワ伸ばし方法。
2. 前記傾斜部がキャンロールの全周に亘って略一定の高さと略一定の傾斜角で連続する帯状の突起によって形成されることを特徴とする、請求項１に記載の長尺基板のシワ伸ばし方法。
3. 前記傾斜部がキャンロールの全周に亘って略一定の深さと略一定の傾斜角で連続する帯状の窪みによって形成されることを特徴とする、請求項１に記載のキャンロール上での長尺基板のシワ伸ばし方法。
4. 前記傾斜部の傾斜角がキャンロールの回転軸方向に対して５〜３０°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長尺基板のシワ伸ばし方法。
5. 前記傾斜部の斜面には、フッ素樹脂膜が塗布されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の長尺基板のシワ伸ばし方法。
6. 前記傾斜部の斜面には、キャンロールの回転軸方向に延在する溝が形成されていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の長尺基板のシワ伸ばし方法。
7. 前記傾斜部がキャンロールの外周面に画定される搬送経路の端部から搬送経路内側に５０ｍｍまでの領域内に設けられていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の長尺基板のシワ伸ばし方法。
8. 前記ホイールは、長尺基板と接触する外周部の材質が、ブチルゴム、ポリウレタン、シリコンゴム、又はフッ素ゴムであること特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の長尺基板のシワ伸ばし方法。
9. 前記ホイールは、付勢手段により前記傾斜部に向けて付勢されていることを特徴とする、請求項１〜８のいずれかに記載の長尺基板のシワ伸ばし方法。
10. 前記ホイールは、長尺基板の搬送方向に関して前記処理手段の対向する領域の前後に配置されていることを特徴とする、請求項１から９のいずれかに記載のキャンロール上での長尺基板のシワ伸ばし方法。
11. ロールツーロール方式で搬送される長尺基板をキャンロールの外周面に巻き付けて冷却しながら外周面上に画定される長尺基板の搬送経路に対向して設けられた処理手段により熱負荷の掛かる処理を行う際に生じる長尺基板のシワをキャンロールの外周面上で伸ばす装置であって、前記キャンロールの外周面のうち少なくとも片端側において長尺基板の端部付近が接触する箇所に設けたキャンロールの端部側に向かってキャンロールの外径が徐々に細くなるような傾斜部と、該傾斜部のうち前記処理手段に対向していない箇所に設けた長尺基板の端部を該傾斜部に押しつけるホイールとからなることを特徴とする長尺基板のシワ伸ばし装置。
12. 前記傾斜部がキャンロールの全周に亘って略一定の高さと略一定の傾斜角で連続する帯状の突起によって形成されることを特徴とする、請求項１１に記載の長尺基板のシワ伸ばし装置。
13. 前記傾斜部がキャンロールの全周に亘って略一定の深さと略一定の傾斜角で連続する帯状の窪みによって形成されることを特徴とする、請求項１１に記載の長尺基板のシワ伸ばし装置。
14. 前記傾斜部の傾斜角がキャンロールの回転軸方向に対して５〜３０°であることを特徴とする、請求項１１〜１３のいずれかに記載の長尺基板のシワ伸ばし装置。
15. 前記傾斜部の斜面には、フッ素樹脂が塗布されていることを特徴とする、請求項１１〜１４のいずれかに記載の長尺基板のシワ伸ばし装置。
16. 前記傾斜部がキャンロールの外周面に画定される搬送経路の端部から搬送経路内側に５０ｍｍまでの領域内に設けられていることを特徴とする請求項１１〜１５のいずれかに記載の長尺基板のシワ伸ばし装置。
17. 前記ホイールは、長尺基板と接触する外周部の材質が、ブチルゴム、ポリウレタン、シリコンゴム、又はフッ素ゴムであること特徴とする、請求項１１〜１６のいずれかに記載の長尺基板のシワ伸ばし装置。
18. 前記ホイールは、付勢手段により前記傾斜部に向けて付勢されていることを特徴とする、請求項１１〜１７のいずれかに記載の長尺基板のシワ伸ばし装置。
19. 前記ホイールは、長尺基板の搬送方向に関して前記処理手段の対向する領域の前後に配置されていることを特徴とする、請求項１１〜１８のいずれかに記載の長尺基板のシワ伸ばし装置。
20. 内部が減圧雰囲気となる真空チャンバー内に請求項１１〜１９のいずれかに記載のシワ伸ばし装置が搭載されており、前記熱負荷の掛かる処理が乾式成膜処理であることを特徴とする成膜装置。
21. 前記処理手段がスパッタリングカソードであることを特徴とする、請求項２０に記載の成膜装置。

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