JP5892029B2 - 巻取コア及びこれを有する巻取装置並びに該装置を備えたロールツーロール表面処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、ロールツーロールで搬送される長尺基板を巻き取る巻取コア及びこれを有する巻取装置に関し、特に長尺耐熱性樹脂フィルムをロールツーロールで搬送しながら連続してスパッタリング等の成膜を行うロールツーロール表面処理装置に用いられる巻取コア及びこれを有する巻取装置に関する。

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配線パターンが形成された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にパターニング処理を施すことによって得られるが、近年は配線パターンがますます繊細化、高密度化する傾向にあり、これに伴って金属膜付耐熱性樹脂フィルムにはシワ等のない平滑なものが求められている。

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、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）、耐熱性樹脂フィルムに真空成膜法単独で、又は真空成膜法と湿式めっき法との併用で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用いる真空成膜法としては、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、特許文献１には、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導体層を形成する方法が記載されている。また、特許文献２には、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る第一の金属薄膜と、銅をターゲットとするスパッタリングによる第二の金属薄膜とがポリイミドフィルム上に成膜されたフレキシブル回路基板用材料が開示されている。これらスパッタリング法による成膜は、一般に密着力に優れる反面、真空蒸着法に比べて基材としての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、フィルムにシワが発生し易くなることも知られている。

そこで、上記ポリイミドフィルムなどの耐熱性樹脂フィルムに対して真空成膜法により成膜を行って金属膜付耐熱性樹脂フィルムを作製する工程では、キャンロールを備えたスパッタリングウェブコーターが一般的に使用されている。この装置は、内部に冷媒を循環させたキャンロールにロールツーロールで搬送される長尺の耐熱性樹脂フィルムを巻き付けながらスパッタリングを行うものであり、表面側の成膜により耐熱性樹脂フィルムに生じる熱を裏面側から直ぐに冷却することができるため、成膜の際の熱負荷の悪影響を抑えることができ、よってシワの発生を効果的に防ぐことができる。

特開平２−９８９９４号公報 特許第３４４７０７０号公報

しかしながら、スパッタリングウェブコーターのキャンロールで冷却しながら成膜を行っても、金属膜付耐熱性樹脂フィルムが成膜中に受ける大きな熱負荷により、巻取コアで金属膜付耐熱性樹脂フィルムを巻き取った時に、当該樹脂フィルムの特に中央部にシワが発生し易かった。このシワの発生を低減するため、巻取コアの上部にニアロールを設置することもあったが、構造が複雑になるうえ、十分にシワの発生を防ぐことができないことがあった。本発明はこのような従来の問題点に鑑みてなされたものであり、シワのない高品質の金属膜付耐熱性樹脂フィルム基板を高い生産性で製造することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明が提供する巻取コアは、長尺基板を巻回させる円筒形状を有する肉厚２ｍｍ〜８ｍｍの高剛性の部材で構成され、長尺基板の巻き取り開始時に軸方向の両端から圧力をかけてクラウン状に変形させ、長尺基板を巻き取るに従って該圧力を徐々に減らして該変形の度合いを徐々に低減させて使用する変形巻取コアであって、該変形巻取コアにその軸方向の両端から９.８Ｎ／ｃｍ ^２ 〜９８Ｎ／ｃｍ ^２ の範囲内の圧力をかけた際に、圧力をかけていない状態に比べて軸方向の長さが０.０１％〜０.１５％縮むと共に該変形巻取コアの軸方向中央部の外径が０.０５％〜０.１８％膨らみ、該両端からの圧力を除くと元の円筒形状に戻ることを特徴としている。

本発明によれば、シワのない高品質の金属膜付耐熱性樹脂フィルム基板を高い生産性で製造することができる。

本発明に係る巻取コア及びこれを有する巻取装置が好適に使用されるロールツーロール表面処理装置の一具体例を示す正面図である。 本発明に係る巻取コアがチャッキング機構で挟持された時の様子を模式的に示す断面図である。 本発明に係る巻取コアを挟持するチャッキング機構のエアーシリンダーの空気圧力と、これにより生ずるシリンダ推力、巻取コアの圧縮量、及び巻取コアの中央部の膨らみ量との関係を示すグラフである。

以下、本発明の巻取コアを有する巻取装置の一具体例について、この巻取装置が好適に使用される長尺基板の真空成膜装置をとりあげて説明する。先ず、図１を参照しながら、長尺基板の真空成膜装置について説明する。なお、長尺基板の一例として長尺耐熱性樹脂フィルム基板を用いる場合について説明する。また、この長尺耐熱性樹脂フィルム基板に、熱負荷の掛かる処理としてスパッタリング処理を施す場合を例にとって説明する。

この図１に示す長尺耐熱性樹脂フィルム基板Ｆ（以下、単に長尺フィルムＦとも称する）の真空成膜装置１０は、巻出室１１、成膜室１２、及び巻取室１３からなる真空チャンバーと、該真空チャンバー内に収められ、長尺フィルムＦのロールツーロールによる搬送経路を画定するロール群と、該長尺フィルムＦに表面処理を施す表面処理機構とで主に構成され、スパッタリングウェブコーターとも称される装置である。この真空成膜装置１０は、真空中においてロールツーロール方式で搬送される長尺フィルムＦの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。

具体的に説明すると、巻出コア１４から巻き出された長尺フィルムＦは、キャンロール２０の外周面で冷却されながら熱負荷のかかる表面処理が施された後、巻取コア２９で巻き取られるようになっている。この巻出コア１４から巻取コア２９までの搬送経路のうち、巻出コア１４からキャンロール２０までの間に、長尺フィルムＦを案内するフリーロール１６、１７と、長尺フィルムＦの張力の測定を行う張力センサーロール１５、１８とがこれらの符号の順に配置されて搬送経路を画定している。

また、張力センサーロール１８から送り出されてキャンロール２０に向かう長尺フィルムＦは、キャンロール２０の近傍に設けられたモータ駆動の前フィードロール１９によって、キャンロール２０の周速度に対する調整が行われ、これにより水冷されたキャンロール２０の外周面に長尺フィルムＦを密着させることができる。

巻出コア１４からキャンロール２０までの搬送経路には、スパッタリング成膜前に長尺フィルムＦを乾燥させるため、長尺フィルムＦを挟んで対向する１対のヒーター２２、２３を内蔵するヒーターボックス２１が設けられている。これらヒーター２２、２３は、長尺フィルムＦの水分を除去できるのであればその種類は特に限定はなく、例えばシースヒーター、カーボンヒーター、ランプヒーター等を使用することができる。

キャンロール２０から巻取コア２９までの間も、上記した巻出コア１４からキャンロール２０までの搬送経路と同様に、キャンロール２０の周速度に対する調整を行うモータ駆動の後フィードロール２４、長尺フィルムＦの張力の測定を行う張力センサーロール２５、２８、及び長尺フィルムＦを案内するフリーロール２６、２７がこれらの符号の順に配置されて搬送経路を画定している。

上記巻出コア１４及び巻取コア２９では、各々パウダークラッチ等によるトルク制御によって長尺フィルムＦの張力バランスが保たれている。また、キャンロール２０の回転とこれに連動して回転するモータ駆動の前フィードロール１９、後フィードロール２４により、巻出コア１４から長尺フィルムＦが巻き出されて巻取コア２９に巻き取られるようになっている。

キャンロール２０の周りには、キャンロール２０の外周面上に画定される搬送経路に沿って成膜手段としての板状の４つのマグネトロンスパッタリングカソード３０、３１、３２及び３３が、当該外周面に巻き付けられる長尺フィルムＦに対向するように設けられている。なお、金属膜のスパッタリング成膜の場合は、板状のターゲット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。これが問題になる場合は、ノジュールの発生がなく、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することが好ましい。

真空成膜装置１０には、更に長尺フィルムＦの搬送方向を変えるためのフリーロール（図示せず）や、真空チャンバー内を減圧してその状態を維持するためのドライポンプ、ターボ分子ポンプ、クライオコイル等の真空排気設備（図示せず）が設けられている。この真空排気設備により、成膜装置１０の成膜室１２は、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の導入による０.１〜１０Ｐａ程度の圧力調整が行われ、この圧力条件の下でスパッタリング成膜が行われる。スパッタリングガスにはアルゴンなど公知のガスが使用され、目的に応じてさらに酸素などのガスが添加される。なお、真空チャンバーの形状や材質は、上記の減圧状態に耐え得るものであれば特に限定はなく、種々のものを使用することができる。

次に、巻取コア２９について図２を参照しながら詳細に説明する。巻取コア２９は両側が開放された円筒形状の部材で構成されており、その材質としては、炭素繊維コンポジットに代表される強靱でかつ高剛性な材質が適している。この材質が金属では後述するチャッキング機構で両側から圧縮した時に塑性変形し、当該圧縮する力を取り除いた時に形状が元に戻らなかったり、金属疲労により破壊したりすることが考えられる。また、炭素繊維コンポジットは、巻取コア２９の構造に大きく依存するものの、縦横方向の剛性を調整することもできるので有利である。

この巻取コア２９は、その回転中心軸方向（以降、単に軸方向とも称する）の両側から１対のチャッキングコーン４１、４２によりチャッキングされている。各チャッキングコーンは、例えば切頭円錐形状の嵌入部４１ａ、４２ａと、該嵌入部４１ａ、４２ａを支持するシャフト部４１ｂ、４２ｂとからなり、巻取コア２９の両側の開口部にそれぞれ嵌入部４１ａ、４２ａを嵌め込むことにより巻取コア２９を挟持することができる。そして、少なくとも一方のシャフト部に結合している図示しない回転駆動手段でチャッキングコーンを回転することにより、該チャッキングコーンと共に巻取コア２９が回転する。

少なくとも一方のシャフト部には、更に図示しない例えばエアーシリンダやモーターシリンダなどの軸方向駆動手段が結合している。これにより、巻取コア２９のチャッキングの際、巻取コア２９をその両側から様々な圧力で軸方向に圧縮できるようになっている。これにより例えば図２（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、３段階の圧力で巻取コア２９をその軸方向に圧縮しながら挟持することができる。

すなわち、巻取コア２９を弱い圧力でチャッキングするときは、図２（Ａ）に示すように円筒形状を保ったまま巻取コア２９を挟持することができ、巻取コア２９を中程度の圧力でチャッキングするときは、図２（Ｂ）に示すように巻取コア２９が軸方向に少し圧縮されるので、該軸方向の中央部が和太鼓状に少し膨らんだいわゆるクラウン形状に変形した状態で巻取コア２９を挟持することができ、巻取コア２９を強い圧力でチャッキングするときは、図２（Ｃ）に示すように巻取コア２９はさらに圧縮されてクラウン形状は顕著になる。

なお、前述したように、巻取コア２９は剛性の高い材料で形成されているので、上記のチャッキングの圧力を徐々に弱くしていくと、巻取コア２９をクラウン形状から元の円筒形状に戻すことができる。また、巻取コア２９を圧縮する圧力は図２（Ａ）〜（Ｃ）の３段階に限定されるものではなく、これ以外の複数段階であってもよいし、無段階状になめらかに圧力を減少させて巻取コア２９の変形の度合いを徐々に低減してもよい。

クラウン状に変形させるには、例えば巻取コアの肉厚を薄くしたり、より変形しやすい材料で形成すれば、軸方向の圧縮により容易にクラウン状に変形させることができる。例えば、巻取コアを肉厚１ｍｍの炭素繊維コンポジットで作製したり、材質をＦＲＰとすればより変形しやすくなる。しかし、巻取コアが変形しやすくなると、圧縮されたときに後述するように巻取コアの断面形状が略真円とはならずに楕円状に変形したり、長尺フィルムを巻き取ると巻取コアが潰されてしまったり、軸方向両端からの圧力を解除しても巻取コアが元に戻らなかったりするおそれがある。

特に、巻取コア２９をクラウン状に変形させる際は、その軸方向に垂直な断面形状を略真円に保ちながら変形させることが必要である。この断面形状を略真円に保つことができずに例えば楕円状に変形させると、巻き取った長尺フィルムＦにシワ等の不具合が生じることがあるからである。

そこで、本発明の一具体例では、巻取コア２９を炭素繊維コンポジットで形成し、その軸方向に両端から９.８〜９８Ｎ／ｃｍ^２程度の圧力をかけた場合に該軸方向の長さが０.０１％〜０.１５％縮むと共に、該軸方向の中央部における外径が０.０５％〜０.１８％膨らむようにしている。この範囲内で変形させることにより、巻取コア２９の軸方向に垂直な断面形状を略真円に保ちながら変形させることができる。

巻取コア２９の材質を炭素繊維コンポジットとする場合は巻取コア２９の肉厚は２ｍｍから８ｍｍが好ましい。この肉厚が２ｍｍ未満では上述した巻取コア２９の不具合が発生しやすくなり、一方、８ｍｍを超えると巻取コア２９が変形しにくくなる。また、巻取コア２９の寸法は、搬送する長尺フィルムの幅により適宜定められる。巻取コア２９に両側から圧力がかかっていない時の軸方向の長さが、長尺フィルムの幅より５〜１００ｍｍ長く、外径が８０ｍｍ〜１８０ｍｍであるのが好ましい。なお、炭素繊維（カーボンファイバー）からなる巻取コア２９は傷が着きやすいので、表面にハードクロム等の金属被膜を施すことが望ましい。

次に、成膜処理が施された長尺フィルム（すなわち、金属膜付長尺耐熱性樹脂フィルム基板）を上記した巻取コア２９に巻き取る方法について説明する。

（１）まず、チャッキング機構としての１対のチャッキングコーン４１、４２で巻取コア２９を両側から挟持するに際し、これらチャッキングコーン４１、４２の少なくとも一方をエアーシリンダやモーターシリンダ等により軸方向に駆動させて、巻取コア２９を所定の圧力で両側から強く圧縮した状態でチャッキングする。これにより、図２（Ｃ）のように巻取コア２９をクラウン形状に変形させてから長尺フィルムＦの巻き取りを始める。これにより、シワが発生しやすい巻取コア２９の軸方向中央部の円周を端部より長くすることでシワを伸ばすことができる。

（２）巻き取った長尺フィルムＦの長さが長くなるに従って、巻取コア２９を両側から圧縮するチャッキングの圧力を徐々に減少させていき、巻取コア２９を円筒形状に戻していく。すなわち、巻取コア２９で長尺フィルムＦを巻き取りながら、巻取コア２９の形状を図２（Ｃ）から図２（Ｂ）、更に図２（Ｂ）から図２（Ａ）に戻していく。これは、巻取コア２９が図２（Ｃ）の形状のままであると、巻取コア２９に巻き取られる長尺フィルムＦの長さが長くなると、巻取コア２９の外周面上の円弧に沿って長尺フィルムＦが巻かれていくために、長尺フィルムＦが幅方向に広がりすぎてしまい、巻き取った長尺フィルムＦが常温に戻ったときに線熱膨張係数に依存した巻き締まりにより、シワが発生してしまうからである。

以上説明したように、本発明の巻取コアを用いた巻き取り方法により熱負荷のかかる処理が施された長尺フィルムを巻き取ることにより、シワのない高品質の金属膜付耐熱性樹脂フィルム基板を高い生産性で製造することができる。すなわち、前述したように長尺フィルムＦは、乾燥のためヒーター２２、２３で加熱され、さらに成膜時は水冷のキャンロール２０により裏面から冷却されるもののスパッタリングカソード３０、３１、３２、３３によって熱負荷がかけられるため、成膜中の長尺フィルムＦは１００℃以上になることがある。

このため、キャンロール２０の外周面上に巻き付けられた長尺フィルムＦは、その線熱膨張係数に応じて幅方向に伸びようとするが（例えば、ポリイミドフィルムの代表的な線熱膨張係数は１２ｐｐｍ／Ｋ）、長尺フィルムＦの幅方向の中央部は伸び難いため、この部分にシワが発生し易い。そして、この状態のまま巻取コアに巻取られる結果、不良品になることがあった。

これに対して、ロールツーロールで搬送しながら成膜等により加熱された長尺フィルムＦを巻取コア２９で巻き取るに際して、上記したように先ず巻取コア２９を両側から挟持するチャッキング機構をエアーシリンダやモーターシリンダ等により駆動させて両チャッキングコーンの間隔を狭くし、これにより巻取コア２９が回転軸方向において圧縮されるように圧力をかけて巻取コア２９をクラウン形状に変形させてから巻き取りを始める。

そして、巻取コア２９に巻き取られた長尺フィルムＦの長さが長くなるに従って、巻取コア２９が円筒形状に戻るように上記巻取コア２９を圧縮する圧力を徐々に減少させていく。これにより、巻き取られた長尺フィルムＦが巻取コア２９の中央部でシワを生じなくなり、更に巻取コア２９に巻き取られた長尺フィルムＦの温度が常温まで下がっても、シワが発生することがなくなる。

また、真空成膜装置（スパッタリングウェブコータ）を用いてメタライジング法により長尺耐熱性樹脂フィルム基板の上に金属膜をスパッタリング成膜する際、具体的には耐熱性樹脂フィルム基板の表面に例えばＮｉ系合金等の膜とＣｕ膜とを積層する際、スパッタリングに大電力を投入することができるので高速成膜が可能になる。その結果、シワのない高品質の金属膜付耐熱性樹脂フィルムを高い生産性で製造することができ、コストダウンも期待できる。

上記長尺耐熱性樹脂フィルム基板に積層させる金属膜にはＮｉ−Ｃｒ合金やＣｕ等のほか、目的に応じて酸化物膜、窒化物膜、炭化物膜等を成膜することもある。そして、上記の方法で作製された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することができる。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部分の金属膜（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。

なお、上記Ｎｉ合金等から成る膜はシード層と呼ばれ、金属膜付耐熱性樹脂フィルム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、このシード層には、Ｎｉ−Ｃｒ合金、インコネル、コンズタンタン、モネル等の各種公知の合金を用いることができる。また、金属膜付長尺耐熱性樹脂フィルムの金属膜（Ｃｕ膜）を更に厚くしたい場合、湿式めっき法を用いて金属膜を形成してもよい。この場合は、電気めっき処理だけで金属膜を厚くする場合と、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を行う等の湿式めっき法の組み合わせで厚くする場合がある。この場合の湿式めっき処理には、一般的な湿式めっき法の諸条件を採用すればよい。

また、上記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から選ばれる樹脂フィルムを挙げることができる。これら材料は、金属膜付耐熱性樹脂フィルムに要求されるフレキシブル基板としての柔軟性、実用上必要な強度、配線材料としての好適な電気絶縁性等の観点から好ましい。

以上、本発明の一具体例の巻取コア及びこれを有する巻取装置を説明したが、本発明はかかる一具体例に限定されるものではなく、本発明の主旨から逸脱しない範囲内で様々な態様で実施することができる。例えば、図１の成膜装置は、熱負荷の掛かる処理としてスパッタリング処理を想定したものであるため、マグネトロンスパッタリングカソードが図示されているが、熱負荷の掛かる処理が蒸着処理などの他のものである場合は、板状ターゲットに代えて他の真空成膜手段が設けられる。他の真空成膜手段としては、ＣＶＤ（化学蒸着）又は真空蒸着など他の真空成膜手段を挙げることができる。

また、減圧雰囲気下での長尺耐熱性樹脂フィルムの成膜装置を例にあげて説明してきたが、減圧雰囲気下に限定されるものではなく、例えば、大気圧中の加熱ヒーターによる乾燥装置においても本発明に係る巻取コアや巻取装置を好適に用いることができる。この場合に使用される長尺基板には、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムのような樹脂フィルムやポリイミドフィルムのような耐熱性樹脂フィルムのほか、金属箔や金属ストリップを使用することができる。

［実施例１］
図１に示す真空成膜装置（スパッタリングウェブコータ）１０を用い、長尺フィルムＦ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、キャンロール２０は、直径８００ｍｍ、幅８００ｍｍのものを用い、その本体表面にハードクロムめっきを施した。前フィードロール１９はＩＨ方式加熱ロールで、直径が１５０ｍｍ、有効幅５００ｍｍのものを用いた。

巻取コア２９は、カーボンファイバー製で外径２００ｍｍ、幅（軸方向の長さ）８００ｍｍ、肉厚２ｍｍのものを用いた。チャッキング機構としての１対のチャッキングコーン４１、４２はエアーシリンダにより軸方向に駆動できるようにし、空気圧力によってシリンダ推力すなわち巻取コア２９のチャッキングの際の圧力を変化できるようにした。

この時の空気圧力によるシリンダ推力、巻取コア２９の軸方向の圧縮量及び当該軸方向の中央部での膨らみ量を図３に示す。この図３から分かるように、エアーシリンダの空気圧力を増加させることにより、巻取コア２９を軸方向に圧縮させることができると共に、軸方向中央部を膨らませることができる。なお、巻取コア２９の両端部においてチャッキングコーン４１、４２に接触する箇所は割れてしまうことがあるので、テープ状のカーボンファイバーを巻いて補強した。

前フィードロール１９の周速度は、キャンロール２０へ長尺フィルムＦを強く密着させるために速度基準でキャンロール２０の周速度より０.１％遅い速度で回転させた。キャンロール２０は６０℃に温度制御し、ヒーター２２、２３は１００℃に温度制御した。

上記耐熱性ポリイミドフィルム（長尺フィルムＦ）に成膜す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、このため、マグネトロンスパッタターゲット３０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３１、３２、３３にはＣｕターゲットを用いた。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。

巻出コア１４と巻取コア２９の張力は１００Ｎとした。巻出コア１４に上記耐熱性ポリイミドフィルム（長尺フィルムＦ）をセットし、この耐熱性ポリイミドフィルムの先端部をキャンロール２０を経由して巻取コア２９に取り付けた。巻き出し室１１、成膜室１２及び巻き取り室１３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。

この状態で、耐熱性ポリイミドフィルム（長尺フィルムＦ）の搬送速度を８ｍ／分に設定して搬送を開始した後、各マグネトロンスパッタカソード３０、３１、３２、３３にアルゴンガスを導入して電力を印加し、ロールツーロールで搬送される長尺フィルムＦに膜厚１０ｎｍのＮｉ−Ｃｒ膜のシード層と、その上に積層される膜厚１００ｎｍのＣｕ膜とを成膜した。なお、スパッタリングカソードへの印加総電力は７０ｋＷであった。

成膜した長尺フィルムＦを巻き取る際、巻取コア２９のチャッキングコーンを駆動するエアーシリンダの空気圧力を６ｋｇｆ／ｃｍ^２で成膜を開始して、１００ｍに付きエアーシリンダの空気圧力を０.５ｋｇｆ／ｃｍ^２ずつ低下させていき、耐熱性ポリイミドフィルム１０００ｍの成膜が完了した時に、エアーシリンダの空気圧力が１ｋｇｆ／ｃｍ^２となるようにした。従って、巻取コア２９の軸方向中央部の膨らみ量は０.２７ｍｍから０.１１ｍｍに変更したことになる。

耐熱性ポリイミドフィルムの１０００ｍの成膜が完了後、各マグネトロンスパッタカソード３０、３１、３２、３３の電力を停止して、アルゴンガスを停止し、耐熱性ポリイミドフィルム（長尺フィルムＦ）の搬送を停止した。その後、複数台のドライポンプ、複数台のターボ分子ポンプ、及びクライオコイルを停止して、巻き出し室１１、成膜室１２、及び巻き取り室１３に大気を導入して、耐熱性ポリイミドフィルムを取り出した。

成膜中に巻取コア２９上の耐熱性ポリイミドフィルムにシワは観測されず、さらに、成膜が完了した巻取コア２９を大気中に取り出して常温まで温度を下げてもシワは観測されなかった。

［比較例１］
巻取コア２９のチャッキングコーンを駆動するエアーシリンダの空気圧力を１ｋｇｆ／ｃｍで成膜を開始して、そのまま、耐熱性ポリイミドフィルム１０００ｍの成膜を完了した以外は実施例１と同様にして長尺フィルムＦに成膜した。この時、巻取コア中央部の膨らみ量は０.１１ｍｍで保ったことになる。

成膜中の巻取コア２９上の耐熱性ポリイミドフィルムは、成膜開始直後から中央部にシワが観測された。なお、成膜が完了した巻取コア２９を大気中に取り出して常温まで温度を下げてもシワは増加しなかった。

［比較例２］
巻取コア２９のチャッキングコーンを駆動するエアーシリンダの空気圧力を６ｋｇｆ／ｃｍで成膜を開始して、そのまま、耐熱性ポリイミドフィルム１０００ｍの成膜を完了した以外は実施例１と同様にして長尺フィルムＦに成膜した。この時、巻取コア２９の中央部の膨らみ量は０.２７ｍｍで保ったことになる。

成膜中に巻取コア２９上の耐熱性ポリイミドフィルムにシワは観測されなかったが、成膜が完了した巻取コア２９を大気中に取り出して常温まで温度が下がってからシワが発生した。

Ｆ 長尺耐熱性樹脂フィルム基板（長尺フィルム）
１０ 真空成膜装置
１１ 巻き出し室
１２ 成膜室
１３ 巻き取り室
１４ 巻出コア
１５、１８、２５、２８ 張力センサーロール
２１ ヒーターボックス
２２、２３ ヒーター
１６、１７、２６、２７ フリーロール
１９ 前フィードロール
２０ キャンロール
２４ 後フィードロール
２９ 巻取コア
３０、３１、３２、３３ マグネトロンスパッタリングカソード
４１、４２ チャッキングコーン

Claims (11)

1. 長尺基板を巻回させる円筒形状を有する肉厚２ｍｍ〜８ｍｍの高剛性の部材で構成され、長尺基板の巻き取り開始時に軸方向の両端から圧力をかけてクラウン状に変形させ、長尺基板を巻き取るに従って該圧力を徐々に減らして該変形の度合いを徐々に低減させて使用する変形巻取コアであって、該変形巻取コアの軸方向の両端から９.８Ｎ／ｃｍ ^２ 〜９８Ｎ／ｃｍ ^２ の範囲内の圧力をかけた際に、圧力をかけていない状態に比べて軸方向の長さが０.０１％〜０.１５％縮むと共に該変形巻取コアの軸方向中央部の外径が０.０５％〜０.１８％膨らみ、該両端からの圧力を除くと元の円筒形状に戻ることを特徴とする変形巻取コア。
2. ロールツーロールで搬送される長尺基板を巻き取る巻取装置であって、請求項１に記載の変形巻取コアと、前記変形巻取コアの両端からその軸方向に圧縮する圧力をかけるチャッキング機構とを備えたことを特徴とする巻取装置。
3. 真空チャンバーに備えられ、該真空チャンバー内においてロールツーロールで搬送される長尺基板を巻き取ることを特徴とする、請求項２に記載の巻取装置。
4. 真空チャンバーと、該真空チャンバー内においてロールツーロールで搬送される長尺基板の少なくとも一方の面に熱負荷のかかる表面処理を行う表面処理機構と、該長尺基板の搬送経路の終端に設けられた請求項３に記載の巻取装置とを備えることを特徴とするロールツーロール表面処理装置。
5. 請求項４に記載の表面処理機構が乾式めっき機構であることを特徴とするロールツーロール成膜装置。
6. 前記乾式めっき機構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５に記載のロールツーロール成膜装置。
7. ロールツーロールで搬送される長尺基板を搬送経路の終端で請求項１に記載の変形巻取コアに巻き取る長尺基板の巻取方法であって、前記変形巻取コアに両端から圧縮する力をかけて該巻取コアの軸方向の略中央部に関して対称な和太鼓状に膨らんだクラウン状に変形させた状態で巻き取りを開始し、前記巻取コアに長尺基板を巻き取るに従って、前記圧縮する力を徐々に減らして前記変形の度合いを徐々に低減させていくことを特徴とする長尺基板の巻取方法。
8. 前記ロールツーロールで搬送される長尺基板の巻き取りが減圧雰囲気下のチャンバー内において行われることを特徴とする、請求項７に記載の長尺基板の巻取方法。
9. 前記ロールツーロールで搬送される前記長尺基板の少なくとも一方の表面に熱負荷のかかる表面処理を施しながら、請求項８に記載の長尺基板の巻取方法で巻き取りを行うことを特徴とする長尺基板の表面処理方法。
10. 請求項９に記載の表面処理が乾式めっき処理であることを特徴とする長尺基板の成膜方法。
11. 前記乾式めっき方法がスパッタリング成膜方法であることを特徴とする、請求項１０に記載の長尺基板の成膜方法。

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