JP6127771B2 - Core adapter, winding device having the same, and roll-to-roll surface treatment apparatus provided with the device - Google Patents

Core adapter, winding device having the same, and roll-to-roll surface treatment apparatus provided with the device Download PDF

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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コアアダプタ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コアアダプタ及びこれを有する巻取装置に関する。   The present invention relates to a core adapter for winding a long substrate transported by roll-to-roll and a winding device having the core adapter, and in particular, a continuous heat-resistant resin film such as sputtering while being transported by roll-to-roll. The present invention relates to a core adapter used in a roll-to-roll surface treatment apparatus for forming a film and a winding apparatus having the core adapter.

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作製されるが、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。   In a liquid crystal panel, a notebook computer, a digital camera, a mobile phone, and the like, a flexible wiring board in which a wiring pattern is formed on a heat resistant resin film is used. This flexible wiring board is manufactured by applying a patterning process to a heat-resistant resin film with a metal film in which a metal film is formed on one or both sides of the heat-resistant resin film. There is a tendency to increase the density, and accordingly, a heat-resistant resin film with a metal film is required to be smooth without wrinkles.

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。   As a method for producing this type of heat-resistant resin film with a metal film, conventionally, a method in which a metal foil is attached to a heat-resistant resin film with an adhesive (a method for producing a three-layer substrate), a heat-resistant resin solution on a metal foil After coating, the method of manufacturing by drying (casting method), manufacturing by forming a metal film on a heat-resistant resin film by vacuum film forming method alone or by combination of vacuum film forming method and wet plating method A method (metalizing method) or the like is known. Examples of the vacuum film forming method used for the metalizing method include a vacuum deposition method, a sputtering method, an ion plating method, and an ion beam sputtering method.

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掛かると、フィルムにシワが発生し易くなることも知られている。   Regarding the metallizing method, Patent Document 1 describes a method of forming a conductor layer by sputtering copper after sputtering a chromium layer on a polyimide insulating layer. Patent Document 2 discloses a flexible circuit board in which a first metal thin film by sputtering using a copper nickel alloy as a target and a second metal thin film by sputtering using copper as a target are formed on a polyimide film. A material is disclosed. Film formation by these sputtering methods is generally excellent in adhesion, but it is said that the heat load applied to the heat-resistant resin film as a base material is larger than that of the vacuum deposition method. It is also known that when a large heat load is applied to the heat resistant resin film during film formation, the film is likely to be wrinkled.

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、内部に冷媒を循環させたキャンロールを備えたスパッタリングウェブコータが一般的に使用されている。この装置は、巻出ロールから巻き出して巻取ロールで巻き取るように構成されたいわゆるロールツーロール方式で搬送される長尺の耐熱性樹脂フィルムを、搬送経路の途中に設けたキャンロールの外周面に巻き付けて冷却しながらスパッタリングを行うものである。   Therefore, in the process of producing a heat-resistant resin film with a metal film by forming a film on the heat-resistant resin film such as the polyimide film by a vacuum film-forming method, sputtering with a can roll in which a coolant is circulated is provided. Web coaters are commonly used. This device has a long heat-resistant resin film that is transported by a so-called roll-to-roll system that is unwound from a winding roll and wound by a winding roll. Sputtering is performed while being wound around the outer peripheral surface and cooling.

このようなキャンロールで金属膜付耐熱性樹脂フィルムを良好に冷却するためには、キャンロールの外周面に金属膜付耐熱性樹脂フィルムを安定的に密着させることが重要であり、そのため、ロールツーロール方式では、キャンロールの上流側及び下流側にそれぞれ設けた張力センサーロールによって精密に張力制御を行っている。さらに、巻取ロールにおいても、安定した張力で巻き取ってシワが発生しないようにするため、キャンロールと同様に上流側の張力センサーロールによって張力制御を行っている。   In order to satisfactorily cool the heat-resistant resin film with a metal film with such a can roll, it is important to stably adhere the heat-resistant resin film with a metal film to the outer peripheral surface of the can roll. In the two-roll system, tension control is precisely performed by tension sensor rolls provided on the upstream side and the downstream side of the can roll. Further, in the take-up roll, in order to prevent wrinkles from being taken up with a stable tension, the tension control is performed by the upstream tension sensor roll in the same manner as the can roll.

特開平2−98994号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2-98994 特許第3447070号公報Japanese Patent No. 3447070

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、巻取ロール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幅方向の中央部にシワが発生することがあった。このシワの発生を低減するため、巻取ロールの上部にニアロールを設置することもあったが、十分にシワの発生を防ぐことができないことがあった。   However, even when film formation is performed while cooling with a can roll of a sputtering web coater, the heat-resistant resin film with metal film is wound on the take-up roll due to the large heat load that the heat-resistant resin film with metal film receives during film formation. When removed, wrinkles may occur at the center of the resin film, particularly in the width direction. In order to reduce the generation of wrinkles, a near roll may be installed on the upper part of the winding roll, but the generation of wrinkles may not be sufficiently prevented.

これは、巻出ロールと巻取ロールだけが他のロールと支持機構を異にしていることによるものであり、具体的には巻出ロール及び巻取ロールの各々は、円筒形状のコアの両側にコアアダプタを取り付けた後、シリンダーのピストンロッド先端に取り付けられたテーパーコーンと称される部材で両側から挟みこんで固定する方式がとられている。そのため、コアの中心軸とシリンダーの中心軸との偏芯の度合いがコアとコアアダプタとの取り付け状態の良否に左右され、これが原因となって樹脂フィルムにシワが発生することがあった。   This is because only the unwinding roll and the winding roll have different support mechanisms from the other rolls. Specifically, each of the unwinding roll and the winding roll is provided on both sides of the cylindrical core. After the core adapter is attached to the cylinder, a method is adopted in which a member called a tapered cone attached to the tip of the piston rod of the cylinder is sandwiched and fixed from both sides. Therefore, the degree of eccentricity between the center axis of the core and the center axis of the cylinder depends on whether or not the core and the core adapter are attached to each other, which may cause wrinkles in the resin film.

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。   The present invention has been made in view of such conventional problems, and an object of the present invention is to produce a high-quality heat-resistant resin film substrate with a metal film without wrinkles with high productivity.

上記目的を達成するため、本発明が提供するアダプタは、長尺基板を外周面に巻回させる円筒形状のコアの両側に取り付けられる1対のコアアダプタであって、各コアアダプタは該コアに向けて付勢された切頭円錐形状の支持部材の傾斜面に全周に亘って当接するように円筒部の内周側縁部に傾斜面が形成されてなる第1係合部と、該コアの内側に端部から嵌め込むべく該第1係合部に対して外周面のみが縮径された形状の挿入部と、該第1係合部と該挿入部との外周面側の段差によって形成され、該コアの一端面に可撓性部材を介して係合する第2係合部とからなり、該第2係合部の段差及び該第1係合部の傾斜面を除いて全体として外周面側及び内周面側に段差がなく、該挿入部の外周面に斜め巻きコイルスプリングが巻き付けられていることを特徴としている。 In order to achieve the above object, an adapter provided by the present invention is a pair of core adapters attached to both sides of a cylindrical core for winding a long substrate around an outer peripheral surface, and each core adapter is attached to the core. A first engaging portion having an inclined surface formed on an inner peripheral side edge of the cylindrical portion so as to contact the inclined surface of the truncated conical support member biased toward the entire circumference; An insertion portion having a shape in which only the outer peripheral surface is reduced in diameter with respect to the first engagement portion so as to be fitted from the end to the inner side of the core, and a step on the outer peripheral surface side of the first engagement portion and the insertion portion formed by, it consists of a second engaging portion which engages through a flexible member on one end face of the core, except for the inclined surface of the step and the first engagement portion of the second engagement portion no step on the outer peripheral surface and inner peripheral surface side as a whole, have an oblique wound coil spring is wound around the outer peripheral surface of the insertion portion It is characterized in that.

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。   According to the present invention, a high-quality heat-resistant resin film substrate with a metal film free from wrinkles can be produced with high productivity.

本発明に係るコアアダプタを有する巻取装置が好適に使用される真空成膜装置の一具体例を示す正面図である。It is a front view which shows one specific example of the vacuum film-forming apparatus with which the winding apparatus which has a core adapter which concerns on this invention is used suitably. 本発明に係るコアアダプタの取り付け方法の説明図であり、コアアダプタをコアの両端に嵌め込んだ後、その両側をテーパーコーンで支持する様子が示されている。It is explanatory drawing of the attachment method of the core adapter which concerns on this invention, and after a core adapter is inserted in the both ends of a core, a mode that the both sides are supported by a taper cone is shown. 本発明に係るコアアダプタの一具体例の斜視図である。It is a perspective view of an example of a core adapter concerning the present invention. 図3のコアアダプタを軸方向に切断した時の部分断面図であり、コアの端部及びテーパーコーンのテーパー部との係合状態が示されている。It is a fragmentary sectional view when the core adapter of FIG. 3 is cut | disconnected in the axial direction, and the engagement state with the edge part of a core and the taper part of a taper cone is shown. 通常のコイルスプリング(a)及び斜め巻きコイルスプリング(b)の側面図及び正面図である。It is the side view and front view of a normal coil spring (a) and a diagonal winding coil spring (b). 図3のコアアダプタに取り付けられている斜め巻きコイルスプリングをコアアダプタの中心軸方向から見たときの部分正面図であり、荷重のない状態(a)と、コアに嵌め込まれて荷重が掛けられた状態(b)とが示されている。It is a partial front view when the diagonally wound coil spring attached to the core adapter of FIG. 3 is viewed from the central axis direction of the core adapter, and there is no load (a) and the load is applied to the core by being fitted to the core. The state (b) is shown. 従来のコアアダプタと本発明のコアアダプタを用いた際の巻取張力変動率の変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of the winding tension fluctuation rate at the time of using the conventional core adapter and the core adapter of this invention.

先ず、本発明のコアアダプタを有する巻取装置が好適に使用される長尺基板の真空成膜装置について図1を参照しながら説明する。この図1に示す真空成膜装置は、巻出室111、成膜室112、及び巻取室113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、ロールツーロールで搬送される長尺耐熱性樹脂フィルム基板(以下、単に長尺フィルム又は長尺基板とも称する)Fの搬送経路を画定するロール群と、メタライジング法により長尺フィルムFの上に金属膜を成膜する手段とで主に構成され、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。   First, a long substrate vacuum film forming apparatus in which a winding apparatus having a core adapter of the present invention is preferably used will be described with reference to FIG. The vacuum film-forming apparatus shown in FIG. 1 includes a vacuum chamber composed of an unwinding chamber 111, a film-forming chamber 112, and a winding chamber 113, and a long heat-resistant material that is housed in the vacuum chamber and conveyed by roll-to-roll. Mainly composed of a group of rolls for defining a transport path of a conductive resin film substrate (hereinafter also simply referred to as a long film or a long substrate) F and a means for forming a metal film on the long film F by a metalizing method. And is also called a sputtering web coater. This vacuum film-forming apparatus is suitably used when the film forming process is continuously and efficiently performed on the surface of the long film F that is conveyed in a vacuum by a roll-to-roll method.

具体的に説明すると、巻出ロール114から巻き出された長尺フィルムFは、キャンロール123の外周面に巻きつけられて冷却されながら熱負荷のかかる表面処理が施された後、巻取ロール129で巻き取られるようになっている。この巻出ロール114から巻取ロール129までの搬送経路のうち、巻出ロール114からキャンロール123までの間に、長尺フィルムFを案内するフリーロール115、120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119、121と、キャンロール123のすぐ上流側に設けられたモータ駆動の前フィードロール122とがこれらの符号の順に配置されている。   Specifically, the long film F unwound from the unwinding roll 114 is wound around the outer peripheral surface of the can roll 123 and is subjected to a surface treatment with a heat load while being cooled, and then the winding roll 129 is wound up. Of the transport path from the unwinding roll 114 to the winding roll 129, the free rolls 115 and 120 for guiding the long film F between the unwinding roll 114 and the can roll 123, and the tension of the long film F The tension sensor rolls 119 and 121 for measuring the above and the motor-driven front feed roll 122 provided immediately upstream of the can roll 123 are arranged in the order of these symbols.

前フィードロール122は、キャンロール123に向かう長尺フィルムFの速度を、キャンロール123の周速度に対して調整する役割を担っており、これにより、内部に水などの冷媒が循環しているキャンロール123の外周面に、連続的に搬送されている長尺フィルムFを確実に密着させて良好に冷却することが可能になる。   The front feed roll 122 plays a role of adjusting the speed of the long film F toward the can roll 123 with respect to the peripheral speed of the can roll 123, and thereby a coolant such as water circulates inside. The long film F being continuously conveyed can be brought into close contact with the outer peripheral surface of the can roll 123, and can be cooled well.

巻出ロール114からキャンロール123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を乾燥させるヒーターボックス116が設けられている。このヒーターボックス116内には、長尺フィルムFを挟んで対向する1対のヒーター117、118が内蔵されている。これらヒーター117、118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には特に限定はなく、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。   On the conveyance path from the unwinding roll 114 to the can roll 123, a heater box 116 for drying the long film F before sputtering film formation is provided. In the heater box 116, a pair of heaters 117 and 118 facing each other with the long film F interposed therebetween are incorporated. The type of the heaters 117 and 118 is not particularly limited as long as the moisture of the long film F can be removed. For example, a sheath heater, a carbon heater, a lamp heater, or the like can be used.

キャンロール123から巻取ロール129までの搬送経路も、上記した巻出ロール114からキャンロール123までの搬送経路と同様に、キャンロール123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124、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125、127、及び長尺フィルムFを案内するフリーロール126、128がこれらの符号の順に配置されている。なお、この真空成膜装置には、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)が設けられることがある。   The transport path from the can roll 123 to the take-up roll 129 is the motor-driven post-feed roll 124 that adjusts the peripheral speed of the can roll 123, similarly to the transport path from the unwind roll 114 to the can roll 123 described above. Tension sensor rolls 125 and 127 for measuring the tension of the long film F and free rolls 126 and 128 for guiding the long film F are arranged in the order of these symbols. The vacuum film forming apparatus may be further provided with a free roll (not shown) for changing the conveying direction of the long film F.

上記巻出ロール114及び巻取ロール129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123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122及び後フィードロール124により、巻出ロール114から長尺フィルムFが巻き出されて巻取ロール129で巻き取られるようになっている。   In the unwinding roll 114 and the winding roll 129, the tension balance of the long film F is maintained by torque control by a powder clutch or the like. Further, the long film F is unwound from the unwinding roll 114 by the take-up roll 129 by the rotation of the can roll 123 and the motor-driven front feed roll 122 and the rear feed roll 124 that rotate in conjunction with the rotation of the can roll 123. It is supposed to be.

キャンロール123の周りには、キャンロール123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130、131、132及び133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。   Around the can roll 123, four plate-shaped magnetron sputtering cathodes 130, 131, 132 and 133 as film forming means are formed on the outer peripheral surface along a transport path defined on the outer peripheral surface of the can roll 123. It is provided so as to face the long film F to be wound. In the case of sputtering a metal film, a plate-like target can be used. However, when a plate-like target is used, nodules (growth of foreign matter) may occur on the target. When this becomes a problem, it is preferable to use a cylindrical rotary target that generates no nodules and has high target use efficiency.

上記した真空成膜装置には、更に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、成膜装置の成膜室112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。 The vacuum film forming apparatus described above is further provided with vacuum exhaust equipment (not shown) such as a dry pump, a turbo molecular pump, and a cryocoil for reducing the pressure in the vacuum chamber and maintaining the state. With this evacuation equipment, the film formation chamber 112 of the film formation apparatus is depressurized to an ultimate pressure of about 10 −4 Pa and then adjusted to a pressure of about 0.1 to 10 Pa by introducing a sputtering gas. Sputter deposition is performed under conditions. A known gas such as argon is used as the sputtering gas, and a gas such as oxygen is further added depending on the purpose. The shape and material of the vacuum chamber is not particularly limited as long as it can withstand the above-described reduced pressure state, and various types can be used.

上記したような真空成膜装置を用いることにより、例えば長尺フィルムFの表面にNi系合金等の膜とCu膜とをスパッタリング成膜する際、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。従って、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る。このようにして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。   By using the vacuum film forming apparatus as described above, for example, when a film of a Ni-based alloy or the like and a Cu film are formed on the surface of the long film F by sputtering, a high power can be applied to the sputtering. Film formation becomes possible. Therefore, a high-quality heat-resistant resin film with a metal film without wrinkles can be produced with high productivity. The heat-resistant resin film with a metal film thus produced can be processed into a flexible wiring board by a subtractive method. Here, the subtractive method is a method of manufacturing a flexible wiring board by removing a portion of a metal film (for example, the Cu film) not covered with a resist by etching.

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、コンスタンタン、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は、上記の真空成膜処理の後処理として、湿式めっき処理を行ってもよい。この後処理としての湿式めっき処理は、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。なお、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ることができる。   The film made of the Ni alloy or the like is called a seed layer, and the composition is selected depending on desired characteristics such as electrical insulation and migration resistance of the heat-resistant resin film with a metal film. For the seed layer, various known alloys such as Ni—Cr alloy, Inconel, Constantan, and Monel can be used. Moreover, when it is desired to further increase the thickness of the metal film (Cu film) of the long heat-resistant resin film with a metal film, a wet plating process may be performed as a post-process for the vacuum film formation process. This post-treatment wet plating is a combination of wet plating methods such as thickening the metal film only by electroplating, electroless plating as primary plating, and electrolytic plating as secondary plating. May be thicker. In the wet plating process, various conditions of a general wet plating method can be employed.

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。   Examples of the heat-resistant resin film used for the heat-resistant resin film with a metal film include, for example, a polyimide film, a polyamide film, a polyester film, a polytetrafluoroethylene film, a polyphenylene sulfide film, and a polyethylene naphthalate film. Or the resin film chosen from a liquid crystal polymer film can be mentioned. These materials are preferable from the viewpoints of flexibility as a flexible substrate required for a heat-resistant resin film with a metal film, strength required for practical use, and suitable electrical insulation as a wiring material.

次に、上記した真空成膜装置の巻取ロール129に使用される本発明のコアアダプタの一具体例について詳細に説明する。巻取ロール129は、図2(a)に示すように両端が開放された円筒(パイプ)形状のコア10からなり、その外周面に所定の長さ及び幅を有する長尺フィルムが巻回される。このコア10の両側に、図2(b)に示すように、略円筒形状の1対のコアアダプタ20が取り付られる。   Next, a specific example of the core adapter of the present invention used for the take-up roll 129 of the vacuum film forming apparatus described above will be described in detail. The winding roll 129 includes a cylindrical (pipe) -shaped core 10 having both ends opened as shown in FIG. 2A, and a long film having a predetermined length and width is wound around the outer peripheral surface thereof. The As shown in FIG. 2B, a pair of substantially cylindrical core adapters 20 are attached to both sides of the core 10.

コアアダプタ20が取り付けられたコア10は、図2(c)に示すように、両側から切頭円錐部材で形成されるテーパーコーン31で挟み込まれて支持される。このテーパーコーン31は、図示しないエアーシリンダーのピストンロッド30の先端部に設けられており、図2(d)に示すように、コア10を支持している状態においても、エアーシリンダーによって常にコア10を挟み込む向き(矢印の向き)に付勢されている。これらピストンロッド30、テーパーコーン31及びエアーシリンダーからなる支持機構は、図示しない回転駆動部に搭載されており、この回転駆動部の回転により支持機構を介して巻取ロール129が回転し、これにより外周面に長尺フィルムが巻き取られる。なお、本発明においては、これらコアアダプタ、支持機構及び回転駆動部をまとめて巻取装置と定義する。   As shown in FIG. 2C, the core 10 to which the core adapter 20 is attached is sandwiched and supported by a tapered cone 31 formed of a truncated cone member from both sides. The taper cone 31 is provided at the tip of the piston rod 30 of an air cylinder (not shown). As shown in FIG. 2D, the core 10 is always supported by the air cylinder even when the core 10 is supported. It is urged in the direction of sandwiching (the direction of the arrow). The support mechanism including the piston rod 30, the tapered cone 31, and the air cylinder is mounted on a rotation drive unit (not shown), and the rotation of the rotation drive unit causes the winding roll 129 to rotate via the support mechanism. A long film is wound on the outer peripheral surface. In the present invention, the core adapter, the support mechanism, and the rotation drive unit are collectively defined as a winding device.

コアアダプタ20について、図3及び4を参照しながらより詳細に説明する。コアアダプタ20は両端が開放された略円筒形状の部材からなり、その一端部がテーパーコーン31の傾斜面32に全周に亘って当接する第1係合部21となっている。この第1係合部21は、コア10よりも肉厚に形成されており、また、テーパーコーン31の傾斜面32と面同士で当接できるように、内周側縁部22がテーパーコーン31の傾斜面と同じ角度でテーパー加工されている。   The core adapter 20 will be described in more detail with reference to FIGS. The core adapter 20 is formed of a substantially cylindrical member having both ends opened, and one end thereof is a first engagement portion 21 that abuts the inclined surface 32 of the tapered cone 31 over the entire circumference. The first engaging portion 21 is formed to be thicker than the core 10, and the inner peripheral side edge portion 22 has a tapered cone 31 so that the inclined surface 32 of the tapered cone 31 can come into contact with each other. Tapered at the same angle as the inclined surface.

コアアダプタ20において第1係合部21とは反対側の端部は、コア10の内側に端部から嵌め込まれる挿入部23となっている。この挿入部23は第1係合部21に比べて縮径しており、この縮径によってコアアダプタ20の軸方向の略中央には、全周に亘って環状の段差面からなる第2係合部24が形成されている。この第2係合部24の外径はコア10の内径よりも大きく形成されており、また挿入部23の外周面23a側には、上記環状の段差面に当接させてOリングなどの可撓性部材25が嵌められている。これにより、コアアダプタ20の挿入部23がコア10の内側に挿入された時、第2係合部24は可撓性部材25を介してコア10の一端面11に係合することになる。なお、可撓性部材25の材質には、例えば真空チャンバー内での使用に耐え得るウレタン系ゴムなどを使用することができる。   The end of the core adapter 20 opposite to the first engaging portion 21 is an insertion portion 23 that is fitted into the core 10 from the end. The insertion portion 23 has a diameter smaller than that of the first engagement portion 21, and the second engagement includes an annular step surface over the entire circumference at the approximate center in the axial direction of the core adapter 20. A joint portion 24 is formed. The outer diameter of the second engaging portion 24 is formed to be larger than the inner diameter of the core 10, and the outer peripheral surface 23 a side of the insertion portion 23 is allowed to abut on the annular step surface to allow an O-ring or the like. A flexible member 25 is fitted. Thereby, when the insertion part 23 of the core adapter 20 is inserted inside the core 10, the second engagement part 24 is engaged with the one end surface 11 of the core 10 via the flexible member 25. The material of the flexible member 25 can be, for example, urethane rubber that can withstand use in a vacuum chamber.

前述したように、コアアダプタ20の第1係合部21の内周側縁部22に全周に亘って当接するテーパーコーン31は、コア10を挟み込む向きに付勢されているので、テーパーコーン31の切頭円錐形状により、コアアダプタ20の中心軸とテーパーコーン31の中心軸とを一致させるような調芯作用が働く。この時、第1係合部21は前述したようにコア10よりも分厚く形成されているため、コア10が例えば肉厚を厚くできない導電性樹脂材質で形成されていても、テーパーコーン31からの押圧力でコア10が割れたり変形したりするような問題が生じにくくなる。また、コア10の環状の端面11とコアアダプタ20の第2係合部24とで可撓性部材25がコア10の軸方向に圧縮されるので、巻取ロール129の回転の際にコア10とコアアダプタ20との間ですべりが生じることがなくなる。なお、後述する斜め巻きコイルスプリングは、この支持機構によるコア10を挟み込む方向の支持には関与していない。   As described above, the taper cone 31 that is in contact with the inner peripheral side edge 22 of the first engagement portion 21 of the core adapter 20 over the entire circumference is biased in the direction of sandwiching the core 10, so the taper cone Due to the truncated conical shape 31, a centering action is performed so that the central axis of the core adapter 20 and the central axis of the tapered cone 31 coincide with each other. At this time, since the first engaging portion 21 is formed thicker than the core 10 as described above, even if the core 10 is formed of a conductive resin material that cannot be thickened, for example, The problem that the core 10 is broken or deformed by the pressing force is less likely to occur. Further, since the flexible member 25 is compressed in the axial direction of the core 10 by the annular end surface 11 of the core 10 and the second engaging portion 24 of the core adapter 20, the core 10 is rotated when the winding roll 129 rotates. And no slippage between the core adapter 20 and the core adapter 20. In addition, the diagonal winding coil spring mentioned later is not concerned in the support of the direction which pinches | interposes the core 10 by this support mechanism.

ところで、コア10に対してコアアダプタ20は容易に取り付けたり取り外したりすることが望まれるため、図4に示すように、コアアダプタ20において上記した挿入部23の外径はコア10の内径よりも少し小さめに形成されている。これにより生ずる挿入部23の外周面23aとコア10の内周面10aとの間のクリアランス(C)のため、コア10の中心軸を水平にしてコアアダプタ20を介してテーパーコーン31で支持する時、コア10の自重の影響によりコア10の中心軸がコアアダプタ20の中心軸よりもクリアランスC分だけ下方にずれ、これが巻取ロール129の偏芯の原因となることがあった。   Incidentally, since it is desired that the core adapter 20 be easily attached to or detached from the core 10, the outer diameter of the insertion portion 23 described above in the core adapter 20 is larger than the inner diameter of the core 10 as shown in FIG. 4. It is formed a little smaller. Due to this, the clearance (C) between the outer peripheral surface 23 a of the insertion portion 23 and the inner peripheral surface 10 a of the core 10 is supported by the taper cone 31 with the central axis of the core 10 horizontal and the core adapter 20. In some cases, the center axis of the core 10 is shifted downward by the clearance C from the center axis of the core adapter 20 due to the influence of the weight of the core 10, which may cause the winding roll 129 to be eccentric.

そこで、本発明の一具体例のコアアダプタ20では、挿入部23の外周面23aに周方向に沿って少なくとも1本(図3及び図4では2本が例示されている)の斜め巻きコイルスプリング26が巻き付けられている。斜め巻きコイルスプリング26は、図5(a)に示す一般的なコイルスプリングとは異なり、図5(b)に示すようにスプリングを構成する各コイルがばねの巻き方向(図中の白矢印の方向)に対して傾斜するように巻かれたスプリングである。このスプリングの両端同士を接合して略O型の環状に形成することにより、当該環状体の半径方向からの荷重に対してコイルの傾斜角度を変化させることで弾性変形させることができる。このような斜め巻きコイルスプリングは、例えば米国Bal Seal社などから入手可能である。   Therefore, in the core adapter 20 of one specific example of the present invention, at least one (two are illustrated in FIGS. 3 and 4) along the circumferential direction on the outer peripheral surface 23 a of the insertion portion 23. 26 is wound. In contrast to the general coil spring shown in FIG. 5A, the diagonally wound coil spring 26 differs from the general coil spring shown in FIG. It is a spring wound so as to be inclined with respect to (direction). By joining both ends of the spring to form a substantially O-shaped ring, the coil can be elastically deformed by changing the inclination angle of the coil with respect to the load from the radial direction of the ring. Such a diagonally wound coil spring is available, for example, from Bal Seal of the United States.

図6(a)に示すように、環状にした斜め巻きコイルスプリング26をコアアダプタ20の挿入部23の外周面23aに巻きつけることにより、図6(b)に示すように、コアアダプタ20の挿入部23がコア10の内側に挿入された時、コアアダプタ20の半径方向の荷重に対して斜め巻きコイルスプリング26がコアアダプタ20の半径方向に弾性変形することにより、コア10を水平にしたときでも調芯作用が働いてコアアダプタ20の中心軸とコア10の中心軸とが一致する。   As shown in FIG. 6A, by winding an annular oblique coil spring 26 around the outer peripheral surface 23 a of the insertion portion 23 of the core adapter 20, as shown in FIG. When the insertion portion 23 is inserted inside the core 10, the oblique winding coil spring 26 is elastically deformed in the radial direction of the core adapter 20 with respect to the radial load of the core adapter 20, thereby leveling the core 10. Even at times, the centering action works and the central axis of the core adapter 20 and the central axis of the core 10 coincide.

その結果、コア10の内周面10aとコアアダプタ20の挿入部23の外周面23aとの間のクリアランスCが全周に亘って略均一になり、巻取ロール129の偏芯がほとんど生じなくなる。この時、環状の斜め巻きコイルスプリング26はその環の全周に亘って略均一な力でコア10の内周面10aに接触するため、コア10の内周面10aが削れて粉塵発生の原因となるような問題も生じにくい。なお、図6(a)に示すように、斜め巻きコイルスプリング26にコアアダプタ20の半径方向から荷重が掛かっていない時のコイル高さ(H)に対する、コアアダプタ20の半径方向の斜め巻きコイルスプリング26の変形量(X)の割合を変形率と称する。   As a result, the clearance C between the inner peripheral surface 10a of the core 10 and the outer peripheral surface 23a of the insertion portion 23 of the core adapter 20 becomes substantially uniform over the entire circumference, and the eccentricity of the winding roll 129 hardly occurs. . At this time, since the annular oblique coil spring 26 contacts the inner peripheral surface 10a of the core 10 with a substantially uniform force over the entire circumference of the ring, the inner peripheral surface 10a of the core 10 is scraped to cause dust generation. The problem which becomes becomes difficult to occur. 6A, the diagonally wound coil in the radial direction of the core adapter 20 with respect to the coil height (H) when no load is applied to the diagonally wound coil spring 26 from the radial direction of the core adapter 20. The ratio of the deformation amount (X) of the spring 26 is referred to as a deformation rate.

斜め巻きコイルスプリング26は、コアアダプタ20の挿入部23をコア10に挿入した時に軸方向にずれることがないように、固定しておくのが好ましい。この固定方法には、例えばコアアダプタ20の挿入部23の外周面23aに全周に亘って溝を設け、この溝内に嵌め込む方法を挙げることができる。あるいは、コアアダプタ20の挿入部23に軸方向に傾斜するテーパー部や段差を設けたりして斜め巻きコイルスプリングを動きにくくしてもよいし、斜め巻きコイルスプリング26をピン止めなどの機械的結合手段を用いて固定してもよい。   The diagonally wound coil spring 26 is preferably fixed so that it does not shift in the axial direction when the insertion portion 23 of the core adapter 20 is inserted into the core 10. Examples of the fixing method include a method in which a groove is provided on the outer peripheral surface 23a of the insertion portion 23 of the core adapter 20 over the entire circumference and the groove is fitted into the groove. Alternatively, the inclined winding coil spring may be made difficult to move by providing a taper portion or a step inclined in the axial direction in the insertion portion 23 of the core adapter 20, or mechanical coupling such as pinning the oblique winding coil spring 26. You may fix using a means.

上記したコアアダプタ20は、コア10の重量が重いときに優れた効果を発揮し、具体的にはコア10の重さが3kg以上の時に偏芯を抑えられるという顕著な効果が得られる。また、長尺フィルムFの膜厚が薄い場合はシワが発生しやすく、偏芯の影響も大きいため、長尺フィルムFの膜厚が5〜25μm程度の場合に顕著な効果が得られる。なお、巻取ロール129が偏芯すると、張力センサーロールが張力変化を検知し、これにより巻取ロール129の駆動力を変化させて巻取張力を一定にしようとする制御系が働くが、この制御系はフィルム搬送速度が1m/分以上になると追従が困難になる。   The above-described core adapter 20 exhibits an excellent effect when the weight of the core 10 is heavy, and specifically, a remarkable effect that the eccentricity can be suppressed when the weight of the core 10 is 3 kg or more is obtained. Moreover, when the film thickness of the long film F is thin, wrinkles are likely to occur and the influence of eccentricity is large, so that a remarkable effect is obtained when the film thickness of the long film F is about 5 to 25 μm. When the take-up roll 129 is eccentric, the tension sensor roll detects a change in tension, and thereby a control system for changing the driving force of the take-up roll 129 to make the take-up tension constant is effective. The control system becomes difficult to follow when the film conveyance speed is 1 m / min or more.

本発明のコアアダプタ20では、図4に示すコア10の内周面10aとコアアダプタ20の挿入部23の外周面23aとの間のクリアランスCが、どの位置で測定しても0.1mm以上1.0mm以下の範囲内にあるのが好ましい。このクリアランスCが0.1mm未満ではコア10の内周面10aと挿入部23の外周面23aとが回転時に接触しやすくなり、コア10から発塵が生じるおそれがある。一方、クリアランスCが1.0mmを超えると、コア10にコアアダプタ20を取り付ける時に、コア10の中心軸に対してコアアダプタ20の中心軸が偏芯しやすくなり、これが原因でシワや発塵が生じるおそれがある。   In the core adapter 20 of the present invention, the clearance C between the inner peripheral surface 10a of the core 10 and the outer peripheral surface 23a of the insertion portion 23 of the core adapter 20 shown in FIG. It is preferable that it exists in the range of 1.0 mm or less. When the clearance C is less than 0.1 mm, the inner peripheral surface 10a of the core 10 and the outer peripheral surface 23a of the insertion portion 23 are likely to come into contact with each other during rotation, and dust may be generated from the core 10. On the other hand, when the clearance C exceeds 1.0 mm, when the core adapter 20 is attached to the core 10, the central axis of the core adapter 20 tends to be eccentric with respect to the central axis of the core 10, which causes wrinkles and dust generation. May occur.

また、このクリアランスCの範囲内では、斜め巻きコイルスプリング26の変形率が5%以上35%以下であるのが好ましい。変形率が35%を超えるとバネが弱すぎて例えば、重量5kg以上の重いコア10の場合に支えきれずに、クリアランスC分だけコア10が下がってコア10の内周面10aの一部とコアアダプタ20の挿入部23の外周面23aの一部とが当接した状態で固定されてしまうおそれがある。一方、変形率が5%未満ではバネが強すぎてコア10にコアアダプタ20の挿入部を挿入する際、コア10の内周面10aが削れて粉塵発生の原因となるおそれがある。   Further, within the range of the clearance C, it is preferable that the deformation rate of the diagonally wound coil spring 26 is 5% or more and 35% or less. If the deformation rate exceeds 35%, the spring is too weak, for example, it cannot be supported in the case of a heavy core 10 having a weight of 5 kg or more, and the core 10 is lowered by the clearance C and a part of the inner peripheral surface 10a of the core 10 There is a possibility that the core adapter 20 may be fixed in a state where a part of the outer peripheral surface 23a of the insertion portion 23 of the core adapter 20 is in contact. On the other hand, if the deformation rate is less than 5%, the spring is too strong, and when the insertion portion of the core adapter 20 is inserted into the core 10, the inner peripheral surface 10a of the core 10 may be scraped and cause dust generation.

以上説明したように、ロールツーロールで搬送される長尺基板の真空成膜装置の巻取装置に本発明のコアアダプタを用いることにより、巻取張力を安定させると共に、高速で長尺基板を搬送した時に巻取ロールで発生しやすいシワの発生を抑制することが可能になる。よって、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可能になる。   As described above, by using the core adapter of the present invention in the winding device of the vacuum film forming apparatus for a long substrate conveyed by roll-to-roll, the winding tension is stabilized and the long substrate is mounted at high speed. It is possible to suppress the occurrence of wrinkles that are likely to occur on the take-up roll when transported. Therefore, it becomes possible to manufacture a high-quality heat-resistant resin film substrate with a metal film without wrinkles with high productivity.

なお、上記の説明では、本発明のコアアダプタを真空成膜装置の巻取ロールに使用する場合を例に挙げて説明したが、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、本発明のコアアダプタを巻出ロールに応用してもよく、この場合は巻出張力を安定させることが可能になる。また、帯電したフィルムを巻き取る場合においては、導電性コア(金属製)コアを用いると共に、コアアダプタ及び斜め巻きコイルスプリングにも導電性材料を用いて導電性コアと導電性のコアアダプタとを良好に導通させることでコアを接地することが帯電防止のためには効果的である。   In the above description, the case where the core adapter of the present invention is used for a winding roll of a vacuum film forming apparatus has been described as an example. However, the present invention is not limited to such a specific example. The present invention can be implemented in various modes without departing from the spirit of the invention. For example, the core adapter of the present invention may be applied to an unwinding roll. In this case, the unwinding tension can be stabilized. In addition, when winding a charged film, a conductive core (made of metal) is used, and a conductive core and a conductive core adapter are used by using a conductive material for the core adapter and the oblique coil spring. It is effective to prevent the electrification to ground the core by conducting well.

また、図1の真空成膜装置において、長尺フィルムF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。更に図1の真空成膜装置は、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)又は真空蒸着などを挙げることができる。   In addition, in the vacuum film forming apparatus of FIG. 1, a metal film to be laminated on the long film F is formed of an oxide film, a nitride film, a carbide film, etc. according to the purpose in addition to Ni—Cr alloy, Cu, or the like. Sometimes. Further, since the vacuum film forming apparatus of FIG. 1 assumes a sputtering process as a process that requires a thermal load, a magnetron sputtering cathode is shown in the figure. In some cases, another vacuum film forming means is provided in place of the plate target. Examples of other vacuum film forming means include CVD (chemical vapor deposition) or vacuum vapor deposition.

また、減圧雰囲気下での長尺耐熱性樹脂フィルムの成膜処理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コアアダプタを取り付けた巻取ロール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。   Further, the film forming process of the long heat-resistant resin film in a reduced pressure atmosphere has been described as an example, but is not limited to a reduced pressure atmosphere, for example, in a drying apparatus using a heater in atmospheric pressure Moreover, the winding roll and winding apparatus which attached the core adapter based on this invention can be used suitably. The long substrate used in this case can be a resin film such as a polyethylene terephthalate (PET) film or a heat resistant resin film such as a polyimide film, as well as a metal foil or a metal strip.

[実施例]
図1に示すような真空成膜装置(スパッタリングウェブコータ)において、長尺フィルムFとして幅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)」をロールツーロールで搬送させながら、その表面にスパッタリングにより金属膜を成膜して金属膜付耐熱性樹脂フィルムを作製した。
[Example]
In the vacuum film forming apparatus (sputtering web coater) as shown in FIG. 1, the heat-resistant polyimide film “Kapton (registered trademark)” manufactured by Toray DuPont Co., Ltd. having a width of 500 mm, a length of 1000 m, and a thickness of 25 μm as the long film F ”Was conveyed on a roll-to-roll basis, and a metal film was formed on the surface by sputtering to produce a heat-resistant resin film with a metal film.

具体的には、キャンロール123には、直径800mm、幅800mmの金属製筒状体を用い、その外周面にハードクロムめっきを施した。巻取ロール129のコア10には、外径164mm、幅(軸方向の長さ)800mm、肉厚5mmのアルミ製の筒状部材を用い、その外周面にハードクロムめっきを施した。このコア10の両端に図3に示すようなコアアダプタ20を取り付けた。   Specifically, for the can roll 123, a metallic cylindrical body having a diameter of 800 mm and a width of 800 mm was used, and the outer peripheral surface thereof was subjected to hard chrome plating. The core 10 of the winding roll 129 was an aluminum cylindrical member having an outer diameter of 164 mm, a width (length in the axial direction) of 800 mm, and a wall thickness of 5 mm, and the outer peripheral surface thereof was hard chrome plated. A core adapter 20 as shown in FIG. 3 was attached to both ends of the core 10.

コアアダプタ20の挿入部23には、全周に亘って深さ3.0mmの溝を2本形成し、各溝に図5(b)に示すようなワイヤー径(d)0.5mm、コイル幅(W)5.0mm、コイル高さ(H)4.5mmの斜め巻きコイルスプリング26を環状にしたものを装着した。このコアアダプタ20の挿入部23をコア10に挿入した。コアアダプタ20が両端に取り付けられたコア10を真空成膜装置に取り付ける前に、コアアダプタ20の挿入部23の外周面23aとコア10の内周面10aとの間のクリアランスCを上下を含む数箇所で測定したところ、全て0.5mmであった。   The insertion portion 23 of the core adapter 20 is formed with two grooves having a depth of 3.0 mm over the entire circumference, and a wire diameter (d) as shown in FIG. An annular winding coil spring 26 having a width (W) of 5.0 mm and a coil height (H) of 4.5 mm was attached. The insertion portion 23 of the core adapter 20 was inserted into the core 10. Before the core 10 with the core adapter 20 attached to both ends is attached to the vacuum film forming apparatus, the clearance C between the outer peripheral surface 23a of the insertion portion 23 of the core adapter 20 and the inner peripheral surface 10a of the core 10 includes the upper and lower sides. When measured in several places, all were 0.5 mm.

上記のコアアダプタ20が両端に取り付けられたコア10を真空成膜装置に取り付けた。具体的には、軸方向に往復動自在なピストンロッド30の先端部に設けられたテーパーコーン31の傾斜面32を、コア10の両端部に取り付けたコアアダプタ20の第1係合部21の内周側縁部22に当接させた。この時、エアーシリンダーの空気圧力を4kgf/cmにセットして、コア10を挟み込む方向にピストンロッド30を付勢した。このようにして取り付けた巻取ロール129のコア10に対して、巻取室113の内壁に取り付けたマイクロメータ(図示せず)で、コア10の右側、中央部、及び左側の偏芯度を測定したところ、すべて±30μm以下であった。 The core 10 with the core adapter 20 attached to both ends was attached to a vacuum film forming apparatus. Specifically, the inclined surface 32 of the taper cone 31 provided at the tip of the piston rod 30 that can reciprocate in the axial direction is provided on the first engaging portion 21 of the core adapter 20 that is attached to both ends of the core 10. It was made to contact | abut to the inner peripheral side edge part 22. FIG. At this time, the air pressure of the air cylinder was set to 4 kgf / cm 2 and the piston rod 30 was urged in the direction in which the core 10 was sandwiched. With respect to the core 10 of the take-up roll 129 attached in this way, the eccentricity of the right side, the central part, and the left side of the core 10 is measured with a micrometer (not shown) attached to the inner wall of the take-up chamber 113. When measured, all were ± 30 μm or less.

巻出ロール114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123を含むロール群を経由して巻取ロール129に取り付けた。巻出ロール114と巻取ロール129の張力は100Nとした。なお、長尺フィルムFの表面にシード層としてのNi−Cr膜の上に金属膜としてのCu膜を成膜させるべく、マグネトロンスパッタリングカソード130にはNi−Crターゲットを用い、マグネトロンスパッタリングカソード131、132、133にはCuターゲットを用いた。   The heat-resistant polyimide film (long film F) was set on the unwinding roll 114, and the tip of the heat-resistant polyimide film was attached to the winding roll 129 via a roll group including the can roll 123. The tension of the unwinding roll 114 and the winding roll 129 was 100N. In order to form a Cu film as a metal film on a Ni-Cr film as a seed layer on the surface of the long film F, a Ni-Cr target is used for the magnetron sputtering cathode 130, and a magnetron sputtering cathode 131, A Cu target was used for 132 and 133.

巻出室111、成膜室112及び巻取室113を複数台のドライポンプにより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。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9m/分に設定して搬送を開始した。前フィードロール122の周速度は、キャンロール123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123の周速度より0.1%遅い速度で回転させた。キャンロール123は60℃に温度制御し、ヒーター117、118は100℃に温度制御した。 The unwinding chamber 111, the film forming chamber 112, and the winding chamber 113 were evacuated to 5 Pa using a plurality of dry pumps, and then evacuated to 3 × 10 −3 Pa using a plurality of turbo molecular pumps and cryocoils. In this state, the conveyance speed of the heat resistant polyimide film (long film F) was set to 9 m / min, and conveyance was started. The circumferential speed of the front feed roll 122 was rotated at a speed 0.1% slower than the circumferential speed of the can roll 123 on the basis of the speed in order to make the long film F closely adhere to the can roll 123. The temperature of the can roll 123 was controlled to 60 ° C., and the temperature of the heaters 117 and 118 was controlled to 100 ° C.

各マグネトロンスパッタリングカソード130、131、132、133にアルゴンガスを導入して電力を印加し、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。   Argon gas is introduced into each of the magnetron sputtering cathodes 130, 131, 132, and 133, electric power is applied, and a Ni—Cr film seed layer having a thickness of 10 nm is formed on the long film F conveyed by roll-to-roll, A Cu film having a film thickness of 100 nm was formed. The total power applied to the sputtering cathode was 70 kW.

成膜の際、巻取ロール129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。また、巻取張力を張力センサーロール127によりモニターしたところ、図7に示すように、約4秒周期で巻取り張力が変動していた。この張力変動率を観察したところ、±0.6%であった(図7の符号1)。なお、別の長尺フィルムFを巻出ロール114にセットして上記と同様の方法で3回に亘って成膜試験を行ったが、いずれも図7に示すように巻取り張力変動率は±1%未満であった(図7の符号2〜4)。   During film formation, no wrinkles were observed on the heat resistant polyimide film on the take-up roll 129. Further, when the winding tension was monitored by the tension sensor roll 127, the winding tension varied at a cycle of about 4 seconds as shown in FIG. When the tension fluctuation rate was observed, it was ± 0.6% (reference numeral 1 in FIG. 7). In addition, another long film F was set on the unwinding roll 114 and the film formation test was performed three times by the same method as described above. As shown in FIG. It was less than ± 1% (reference numerals 2 to 4 in FIG. 7).

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リングカソード130、131、132、133への電力供給を停止すると共に、アルゴンガスの供給を停止し、更に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、巻出室111、成膜室112、及び巻取室113に大気を導入した。そして、成膜された長尺フィルムFが巻き取られている巻取ロール129を大気中に取り出し、そのままの状態で常温まで温度を下げた後、長尺フィルムFを調べたが、シワは観測されなかった。   After film formation of 1000 m of heat-resistant polyimide film is completed, power supply to each magnetron sputtering cathode 130, 131, 132, 133 is stopped, supply of argon gas is stopped, and heat-resistant polyimide film (long film) The conveyance of F) was stopped. Thereafter, the plurality of dry pumps, the plurality of turbo molecular pumps, and the cryocoil were stopped, and the atmosphere was introduced into the unwinding chamber 111, the film forming chamber 112, and the winding chamber 113. Then, the take-up roll 129 on which the formed long film F was wound was taken out into the atmosphere, and the temperature was lowered to room temperature in the state as it was, and then the long film F was examined. Was not.

[比較例]
コアアダプタ20に環状の斜め巻きコイルスプリング26を装着しなかった以外は上記実施例と同様にして巻取ロール129を真空成膜装置に取り付けた。実施例と同様にして巻取室113の内壁に取り付けたマイクロメータ(図示せず)で、コア10の右側、中央部、及び左側の偏芯度を測定したところ、右側は±50μm、中央部は±100μm、左側は±200μmとなった。
[Comparative example]
A take-up roll 129 was attached to the vacuum film forming apparatus in the same manner as in the above example except that the annular oblique coil spring 26 was not attached to the core adapter 20. When the eccentricity of the right side, the central part, and the left side of the core 10 was measured with a micrometer (not shown) attached to the inner wall of the winding chamber 113 in the same manner as in the example, the right side was ± 50 μm, the central part. Was ± 100 μm, and the left side was ± 200 μm.

以降、実施例と同様にして金属膜付耐熱性樹脂フィルムを作製した。成膜の際、巻取ロール129上の耐熱性ポリイミドフィルムに中央部に斜めシワが観測された。また、実施例と同様にして巻取張力を張力センサーロール127によりモニターしたところ、図7に示すように、約4秒周期で巻取り張力が変動しており、その張力変動率を観察したところ、±4%であった(図7の符号5)。   Thereafter, a heat-resistant resin film with a metal film was produced in the same manner as in the examples. During film formation, diagonal wrinkles were observed at the center of the heat-resistant polyimide film on the take-up roll 129. Further, when the winding tension was monitored by the tension sensor roll 127 in the same manner as in the example, as shown in FIG. 7, the winding tension fluctuated in a cycle of about 4 seconds, and the tension fluctuation rate was observed. ± 4% (reference numeral 5 in FIG. 7).

なお、別の長尺フィルムFを巻出ロール114にセットして上記と同様の方法で4回に亘って成膜試験を行ったが、いずれも図7に示すように巻取り張力変動率は±1〜5%であった(図7の符号6〜9)。成膜が完了した巻取ロール129を大気中に取り出して常温まで温度を下げてからシワの有無を調べたところ、改めて中央部に斜めシワが確認された。   In addition, another long film F was set on the unwinding roll 114 and the film formation test was performed four times by the same method as described above. As shown in FIG. ± 1 to 5% (reference numerals 6 to 9 in FIG. 7). When the winding roll 129 after film formation was taken out into the atmosphere and the temperature was lowered to room temperature, the presence or absence of wrinkles was examined. As a result, diagonal wrinkles were confirmed in the center.

このように実施例と比較例で差が生じた理由は、比較例では斜め巻きコイルスプリングを装着しなかったため、コアの内周面とコアアダプタの外周面との間のクリアランス分だけコアが下がって固定されてしまい、その結果、コアの中心軸がコアアダプタの中心軸に対して偏芯したと考えられる。そして、このコアの偏芯が、巻取ロール129とフリーロール128間の距離を周期的に変え、これに伴いこの間の張力も周期的に変動し、張力センサーロール127で測定される巻取張力が不安定となり巻取シワ発生の原因になったと考えられる。   The reason for the difference between the example and the comparative example is that the comparative example does not have the diagonally wound coil spring, so the core is lowered by the clearance between the inner peripheral surface of the core and the outer peripheral surface of the core adapter. As a result, it is considered that the central axis of the core is eccentric with respect to the central axis of the core adapter. The eccentricity of the core periodically changes the distance between the take-up roll 129 and the free roll 128, and accordingly, the tension between the rolls also periodically changes, and the take-up tension measured by the tension sensor roll 127. Is considered to be unstable and cause wrinkling.

F 長尺耐熱性樹脂フィルム基板(長尺基板)
H コイル高さ
W コイル幅
d ワイヤー径
X スプリング変形量
C クリアランス
10 コア
11 環状端面
20 コアアダプタ
21 第1係合部
22 内周側縁部
23 挿入部
24 第2係合部
25 可撓性部材
26 斜め巻きコイルスプリング
30 ピストンロッド
31 テーパーコーン
32 傾斜面
111 巻出室
112 成膜室
113 巻取室
114 巻出ロール
115、120、126、128 フリーロール
119、121、125、127 張力センサーロール
116 ヒーターボックス
117、118 ヒーター
122 前フィードロール
123 キャンロール
124 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
F Long heat-resistant resin film substrate (long substrate)
H Coil height W Coil width d Wire diameter X Spring deformation C Clearance 10 Core 11 Annular end face 20 Core adapter 21 First engagement part 22 Inner peripheral edge 23 Insertion part 24 Second engagement part 25 Flexible member 26 Inclined coil spring 30 Piston rod 31 Tapered cone 32 Inclined surface 111 Unwind chamber 112 Film forming chamber 113 Winding chamber 114 Unwinding rolls 115, 120, 126, 128 Free rolls 119, 121, 125, 127 Tension sensor roll 116 Heater box 117, 118 Heater 122 Front feed roll 123 Can roll 124 Rear feed roll 129 Winding rolls 130, 131, 132, 133 Magnetron sputtering cathode

Claims (10)

長尺基板を外周面に巻回させる円筒形状のコアの両側に取り付けられる1対のコアアダプタであって、各コアアダプタは該コアに向けて付勢された切頭円錐形状の支持部材の傾斜面に全周に亘って当接するように円筒部の内周側縁部に傾斜面が形成されてなる第1係合部と、該コアの内側に端部から嵌め込むべく該第1係合部に対して外周面のみが縮径された形状の挿入部と、該第1係合部と該挿入部との外周面側の段差によって形成され、該コアの一端面に可撓性部材を介して係合する第2係合部とからなり、該第2係合部の段差及び該第1係合部の傾斜面を除いて全体として外周面側及び内周面側に段差がなく、該挿入部の外周面に斜め巻きコイルスプリングが巻き付けられていることを特徴とするコアアダプタ。 A pair of core adapters attached to both sides of a cylindrical core for winding a long substrate around an outer peripheral surface, each core adapter being inclined with a truncated conical support member biased toward the core A first engagement part having an inclined surface formed on an inner peripheral side edge of the cylindrical part so as to contact the entire surface, and the first engagement to be fitted from the end to the inside of the core Formed by a step on the outer peripheral surface side of the first engaging portion and the insertion portion, and a flexible member is formed on one end surface of the core. through it and a second engagement portion for engaging, without a step on the outer peripheral surface and inner peripheral surface side as a whole except for the inclined surface of the step and the first engagement portion of the second engaging portion, A core adapter, wherein an oblique coil spring is wound around the outer peripheral surface of the insertion portion. 前記斜め巻きコイルスプリングは、前記挿入部の外周面に周方向に沿って設けられた溝内に嵌め込まれており、前記コアに前記挿入部が嵌め込まれた時、前記挿入部の外周面と前記コアの内周面との間のクリアランスが0.1mm以上1.0mm以下であり、前記コアの半径方向における前記斜め巻きコイルスプリングの変形率が5%以上35%以下であることを特徴とする、請求項1に記載のコアアダプタ。   The oblique coil spring is fitted in a groove provided along the circumferential direction on the outer circumferential surface of the insertion portion, and when the insertion portion is fitted in the core, the outer circumferential surface of the insertion portion and the The clearance between the inner peripheral surface of the core is 0.1 mm or more and 1.0 mm or less, and the deformation rate of the diagonally wound coil spring in the radial direction of the core is 5% or more and 35% or less. The core adapter according to claim 1. 前記コアの質量が3kg以上であることを特徴とする、請求項1又は2に記載のコアアダプタ。   The core adapter according to claim 1, wherein a mass of the core is 3 kg or more. 前記コア、前記コアアダプタ、及び前記斜め巻きコイルスプリングの材質が導電性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コアアダプタ。   The core adapter according to any one of claims 1 to 3, wherein a material of the core, the core adapter, and the diagonally wound coil spring is conductive. 請求項1〜4のいずれかに記載のコアアダプタを円筒形状のコアの両端に取り付け、該コアに向けて付勢された前記支持部材を該コアアダプタの第1係合部に当接させながら該支持部材を回転させることにより、該コアの外周面に長尺基板を巻き取ることを特徴とする長尺基板の巻取り方法。   While attaching the core adapter in any one of Claims 1-4 to the both ends of a cylindrical core, and making the said supporting member urged | biased toward this core contact the 1st engaging part of this core adapter A method of winding a long substrate around the outer peripheral surface of the core by rotating the support member. ロールツーロールで搬送される長尺基板を円筒形状のコアに巻き取る巻取装置であって、請求項1〜4のいずれかに記載のコアアダプタと、該コアアダプタの第1係合部に全周に亘って当接し且つ該コアに向けて付勢された切頭円錐形状の支持部材を有する支持機構と、該支持機構を回転させる回転駆動部とを備えたことを特徴とする巻取装置。   A winding device for winding a long substrate conveyed by roll-to-roll onto a cylindrical core, wherein the core adapter according to any one of claims 1 to 4 and a first engagement portion of the core adapter A winding mechanism comprising: a support mechanism having a truncated cone-shaped support member that is in contact with the entire circumference and biased toward the core; and a rotation drive unit that rotates the support mechanism. apparatus. 前記巻取装置が前記長尺基板のロールツーロールでの搬送が行われる真空チャンバー内に設けられていることを特徴とする、請求項6に記載の巻取装置。   The winding device according to claim 6, wherein the winding device is provided in a vacuum chamber in which the long substrate is conveyed in a roll-to-roll manner. 前記真空チャンバーと、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処理を行う処理手段と、該長尺基板の搬送経路の終端に設けられた請求項7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。   Provided at the end of the vacuum chamber, processing means for applying a heat load to at least one surface of the long substrate transported by roll-to-roll in the vacuum chamber, and a transport path of the long substrate A roll-to-roll surface treatment apparatus comprising the winding device according to claim 7. 請求項8に記載の処理手段が乾式めっき手段であることを特徴とするロールツーロール成膜装置。   9. A roll-to-roll film forming apparatus, wherein the processing means according to claim 8 is a dry plating means. 前記乾式めっき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9に記載のロールツーロール成膜装置。   The roll-to-roll film forming apparatus according to claim 9, wherein the dry plating means is a sputtering cathode.
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