JP6172063B2 - 長尺樹脂フィルムの表面処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、熱負荷を伴う表面処理手段と冷却キャンロールを真空チャンバー内に備え、ロールツーロールで搬送されるポリイミドフィルム等の長尺樹脂フィルムを冷却キャンロールの外周面に巻き付け、該冷却キャンロール外周面と接していない長尺樹脂フィルムの表面側を表面処理手段により表面処理する長尺樹脂フィルムの表面処理装置に係り、特に、熱負荷を伴う表面処理手段による表面処理の際に長尺樹脂フィルムに皺の発生が起こり難い表面処理装置の改良に関するものである。

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、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。そして、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が成膜された金属膜付耐熱性樹脂フィルムに対して、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したパターニング処理を施すことによって得られている。近年、フレキシブル配線基板の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が皺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。

そして、上記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）、真空成膜法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、ポリイミド支持基体（耐熱性樹脂フィルム）上にＮｉ−Ｃｒ合金をスパッタリングし、かつ、銅をスパッタリングした後、銅スパッタリング膜の表面に電解メッキ法により銅を成膜する方法が開示されている。尚、ポリイミド等の耐熱性樹脂フィルムに金属膜をスパッタリングする場合、スパッタリングフィルムコータを用いることが一般的である。

ところで、上述したスパッタリング成膜法は、一般に、成膜された金属膜の密着力に優れる利点を有する反面、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、上記スパッタリングフィルムコータにおいては、ロールツーロールにより搬送される長尺の耐熱性樹脂フィルムを、冷却機能を備える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。例えば、特許文献２には、上記スパッタリングフィルムコータの一例である巻出巻取式（ロールツーロール方式）の真空スパッタリング装置が開示されている。そして、この巻出巻取式の真空スパッタリング装置には、冷却キャンロールとして機能するクーリングロールを備え、更に、クーリングロールの少なくとも耐熱性樹脂フィルムの搬入側（搬送上流側）にサブロール（フィードロール）が設けられており、このサブロールの周速度を適宜調整することにより耐熱性樹脂フィルムをクーリングロールに密着させる制御が行われている。

しかし、サブロールとクーリングロール間における周速度差を適正条件に設定することが難しく、上記周速度差が過大になると長尺の耐熱性樹脂フィルムに過大な張力が発生し、スリップによる傷の発生やフィルムが破断することがあった。反対に、上記周速度差が過小の場合はクーリングロールへの密着が不十分となり、たるみ等を生ずる問題がある。

このため、クーリングロールとの間の周速度差を制御する上記サブロールに代え、冷却キャンロール（クーリングロール）のフィルム搬入側および／またはフィルム搬出側にフリーロールで構成されるガイドロールを配設してフィルム皺の発生を防止する方法が試みられている。例えば、特許文献３では、ローラー表面に四弗化エチレン樹脂材料を用いたガイドロールを適用する方法を提案している。このようなガイドロールを用いることで、ガイドロールへのフィルムの密着力が小さくなるため、フィルムの伸びや皺の発生が防止できるとしている。しかし、ガイドロールへのフィルムの密着力が小さいためフィルムがガイドロール上でスリップし、スリップによる傷を発生させてしまう問題があった。

また、特許文献４には、ガイドロールの両端部においてのみフィルムがガイドロールに接触し、かつ、少なくとも接触部分の一部においてフィルムをガイドロール上に押さえる機構を設けたガイドロール機構が開示されている。しかし、スリップが防止されるようにガイドロールの両端部においてのみフィルムを押さえる構造になっているため、ガイドロールの両端部で不均一な押し圧になり、フィルムの斜行や蛇行が発生する問題があった。

特開平０６−１２０６３０号公報 特開昭６２−２４７０７３号公報 特開平０３−２９４４８０号公報 特開２００９−２５６７０９号公報

本発明はこのような問題点に着目してなされたもので、その課題とするところは、冷却キャンロールに巻き付けられた長尺の耐熱性樹脂フィルム（すなわち長尺樹脂フィルム）に対して熱負荷を伴う表面処理を行う装置であって、該長尺樹脂フィルムに皺の発生が起こり難い長尺樹脂フィルムの表面処理装置を提供することにある。

そこで、上記課題を解決するため、本発明者が、冷却キャンロールのフィルム搬入側にガイドロール（フリーロール）が配置された従来の表面処理装置を対象とし、冷却キャンロール上を搬送される長尺樹脂フィルムに皺が発生する機構（メカニズム）について鋭意分析したところ、以下のような技術的知見を得るに至った。

まず、図４は、冷却キャンロール１４のフィルム搬入側にガイドロール１６ａが配置された表面処理装置を上側から見た平面図である。そして、図４に示すようにガイドロール１６ａと冷却キャンロール１４間を搬送される長尺樹脂フィルムＦの表面状態は、実際には平坦でなく「うねりＵ」が発生している。これは、長さ方向に張力がかかったフィルムにはその幅方向に圧縮力が働くためである。そして、ガイドロール１６ａと冷却キャンロール１４間が長い程（すなわち、ガイドロール１６ａと冷却キャンロール１４間に存在する搬送中における長尺樹脂フィルムＦの長さが長い程）、長尺樹脂フィルムＦの厚さが薄い程、長尺樹脂フィルムＦのヤング率が低い程、フィルムの長さ方向にかかる張力が大きい程、上記「うねりＵ」の発生は顕著となる。

また、冷却キャンロール１４の外周面はミクロ的に見て平坦でないため、冷却キャンロール１４とその外周面に密着して搬送される長尺樹脂フィルムＦとの間には、真空空間を介して離間するギャップ部（間隙）が存在している。このキャップ部は、「うねりＵ」の状態が顕著になる程、大きくなると考えられる。このため、熱負荷を伴うスパッタリングや蒸着の際に生じるフィルムの熱は、実際には長尺樹脂フィルムＦから冷却キャンロール１４に効率よく伝熱されているとはいえない。更に、長尺樹脂フィルムＦは熱負荷により温度上昇して熱膨張により伸びようとするが、摩擦力、つまり圧縮熱応力が働き、冷却キャンロール１４上に拘束される。そして、圧縮熱応力がある値（臨界座屈応力の最小値）以上になれば、フィルム皺が発生する条件となる。

そこで、ガイドロールと冷却キャンロール間を搬送される長尺樹脂フィルムに発生する上記「うねりＵ」に対処するため、長尺樹脂フィルムが搬入される冷却キャンロールの近傍位置に、該冷却キャンロールと平行に設けられたニアロールと一対のニアロール保持具とで構成されるフィルム案内手段を設けたところ、「うねりＵ」の発生が軽減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知見と技術的発見により完成されたものである。

すなわち、本発明に係る第１の発明は、
回転駆動される冷却キャンロールと該冷却キャンロールに対向する側で冷却キャンロール外周面に沿って配置された熱負荷を伴う表面処理手段を真空チャンバー内に備え、ロールツーロールで搬送される長尺樹脂フィルムを冷却キャンロールの外周面に巻き付けると共に該冷却キャンロール外周面と接していない長尺樹脂フィルムの表面側を上記表面処理手段により表面処理する長尺樹脂フィルムの表面処理装置において、
厚さ５０μｍ以下の耐熱性樹脂フィルムで構成される長尺樹脂フィルムが搬入される冷却キャンロールの近傍位置に、該冷却キャンロールと平行に設けられたニアロールと、該ニアロールの軸方向両端側に設けられかつニアロールの中心軸を回転可能に支持する支持部を先端側に有し基端側に回動軸を有して上記先端側が揺動する一対のニアロール保持具とで構成されるフィルム案内手段が配置され、かつ、上記ニアロール保持具における回動軸の角度を特定して該保持具が固定されることで、ニアロールと冷却キャンロール間の面間距離Ｌ１が回動軸の特定された角度に対応した０．１〜２０ｍｍ内の値、および、ニアロールと冷却キャンロール間に介在する長尺樹脂フィルムの長さＬ２が回動軸の特定された角度に対応した８〜１００ｍｍ内の値にそれぞれ設定されると共に、長尺樹脂フィルムの表面処理中、上記面間距離Ｌ１および長さＬ２が設定された値に維持されることを特徴とするものである。

次に、第２の発明は、
第１の発明に記載の長尺樹脂フィルムの表面処理装置において、
ニアロール保持具の上記支持部から外方へ伸びるニアロールの中心軸両端側がそれぞれ係止されて、ニアロール外周面と冷却キャンロール外周面との接触を防止する位置決めサポート部材が付設されていることを特徴とし、
第３の発明は、
第１の発明〜第２の発明のいずれかに記載の長尺樹脂フィルムの表面処理装置において、
上記長尺樹脂フィルムが表面処理装置にセットされる際、ニアロール保持具の回動軸が回転してニアロール保持具の先端側が冷却キャンロール外周面から離れる方向へ変位し、上記ニアロールと冷却キャンロール間の面間距離Ｌ１が５０ｍｍ以上となることを特徴とするものである。

また、第４の発明は、
第１の発明〜第３の発明のいずれかに記載の長尺樹脂フィルムの表面処理装置において、
熱負荷を伴う上記表面処理手段が、真空成膜手段であることを特徴とし、
第５の発明は、
第４の発明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。

第１の発明に係る長尺樹脂フィルムの表面処理装置においては、
長尺樹脂フィルムが搬入される冷却キャンロールの近傍位置に、該冷却キャンロールと平行に設けられたニアロールと、該ニアロールの軸方向両端側に設けられかつニアロールの中心軸を回転可能に支持する支持部を先端側に有し基端側に回動軸を有して上記先端側が揺動する一対のニアロール保持具とで構成されるフィルム案内手段が配置され、上記ニアロール保持具における回動軸の角度を特定して該保持具が固定されることで、ニアロールと冷却キャンロール間の面間距離Ｌ１、および、ニアロールと冷却キャンロール間に介在する長尺樹脂フィルムの長さＬ２を調整できるようになっているため、ニアロールと冷却キャンロール間に介在する長尺樹脂フィルムの長さＬ２を適正な値（８〜１００ｍｍ内の値）となるように設定することで上記「うねりＵ」の発生を軽減することが可能となる。

また、第２の発明に係る長尺樹脂フィルムの表面処理装置においては、
ニアロール保持具の上記支持部から外方へ伸びるニアロールの中心軸両端側がそれぞれ係止されて、ニアロール外周面と冷却キャンロール外周面との接触を防止する位置決めサポート部材が付設されているため、長尺樹脂フィルムの表面処理を複数ロット繰り返してもフィルム皺の発生を安定的に抑制することが可能となる。

更に、第３の発明に係る長尺樹脂フィルムの表面処理装置においては、
長尺樹脂フィルムが表面処理装置にセットされる際、ニアロール保持具の回動軸が回転してニアロール保持具の先端側が冷却キャンロール外周面から離れる方向へ変位し、上記ニアロールと冷却キャンロール間の面間距離Ｌ１が５０ｍｍ以上となるため、長尺樹脂フィルムの送り出しから、ガイドロール、ニアロール、冷却キャンロール、ガイドロールを通して巻き取りまでのフィルムの通紙作業を簡便化させることが可能となる。

実施の形態に係る表面処理装置（スパッタリングフィルムコータ）の一例を示す構成説明図。 ニアロールとニアロール保持具とで構成される実施の形態に係るフィルム案内手段の構成説明図。 位置決めサポート部材が付設された実施の形態に係るフィルム案内手段の構成説明図。 冷却キャンロールのフィルム搬入側にガイドロール（フリーロール）が配置された従来の表面処理装置を上側から見た平面図。 フィルム案内手段が組み込まれた実施の形態に係る表面処理装置の作用説明図。 ニアロールとニアロール保持具とで構成されかつ位置決めサポート部材が付設された実施の形態に係るフィルム案内手段を上側から見た平面図。

以下、本発明の実施の形態について説明するが、以下に示す実施の形態に係る構成内容に本発明が限定的に解釈されるものではない。

（１）実施の形態に係る表面処理装置（スパッタリングフィルムコータ）
図１は、真空チャンバー（減圧室）１２内において長尺樹脂フィルムＦがロールツーロールで搬送される実施の形態に係る表面処理装置（スパッタリングフィルムコータ）１０の構成を示す説明図である。

すなわち、この表面処理装置（スパッタリングフィルムコータ）１０は、その構成部品のほとんどが収納された直方体形状の真空チャンバー（減圧室）１２を備えている。尚、真空チャンバー１２は円筒形状でも良く、その形状は問わないが、１０^-4Ｐａ〜１０Ｐａの範囲に減圧された状態を保持できれば良い。

真空チャンバー１２内には、巻き出しロール１３から巻き出されて巻き取りロール１８に巻き取られる長尺樹脂フィルムＦの搬送路に沿って、張力センサーロール１７ａ、ニアロール１６、冷却キャンロール１４、張力センサーロール１７ｂ、および、符号を付していない複数のロール群が配置され、かつ、上記ニアロール１６は実施の形態に係るフィルム案内手段の一部を構成している。

上記巻き出しロール１３と巻き取りロール１８は、パウダークラッチ等によるトルク制御によって長尺樹脂フィルムＦの張力バランスが保たれるようになっている。また、上記冷却キャンロール１４に対向する側でかつ冷却キャンロール１４の外周面に沿った領域には、熱負荷を伴う表面処理手段としてスパッタリングカソード１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄが配置されている。

上記スパッタリングカソード１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄは、マグネトロンカソード式で構成されており、上述したように冷却キャンロール１４に対向して配置される。スパッタリングカソード１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄにおける長尺樹脂フィルムＦの巾方向の寸法は、長尺樹脂フィルムＦの巾より広ければよい。

そして、長尺樹脂フィルムＦは、冷却キャンロール１４の対向側に設けられたスパッタリングカソード１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄで成膜されて金属膜付フィルムＦ２となる。

また、上記張力センサーロール１７ａ、１７ｂは、表面が硬質クロムめっきで仕上げられており、張力センサーを備えている。また、上記冷却キャンロール１４は、その外周面が硬質クロムめっきで仕上げられ、かつ、その内部には筐体（真空チャンバー１２）の外部から供給される冷媒や温媒が循環して略一定の温度に調整されている。

（２）実施の形態に係るフィルム案内手段
図２と図６は、ニアロールとニアロール保持具とで構成される実施の形態に係るフィルム案内手段の説明図である。

実施の形態に係るフィルム案内手段は、図２と図６に示すように、長尺樹脂フィルムＦが搬入される冷却キャンロール１４の近傍位置に、該冷却キャンロール１４と平行に設けられたニアロール１６と、該ニアロール１６の軸方向両端側に設けられかつニアロール１６の中心軸を回転可能に支持する支持部２２を先端側に有し基端側に回動軸２０を有して上記先端側が揺動する一対のニアロール保持具３０とで構成されている。

また、上記ニアロール保持具３０の回動軸２０にサーボモーターやロータリーアクチュエータを連結して回動軸２０の角度θを制御し、回動軸２０の角度θを特定してニアロール保持具３０が固定されることにより、ニアロール１６と冷却キャンロール１４間の図２に示す面間距離Ｌ１、および、ニアロール１６と冷却キャンロール１４間に介在する長尺樹脂フィルムＦの長さＬ２を調整することができる。尚、ニアロール保持具３０の回動軸２０にサーボモーターやロータリーアクチュエータを連結する方法に代えて、上記ニアロール保持具３０にエアシリンダーを取り付け、エアシリンダーの直進移動を利用した駆動ユニットにより、上記ニアロール１６と冷却キャンロール１４間の面間距離Ｌ１、および、ニアロール１６と冷却キャンロール１４間に介在する長尺樹脂フィルムＦの長さＬ２を調整してもよい。

そして、長尺樹脂フィルムＦの種類、長尺樹脂フィルムＦの厚さ、長尺樹脂フィルムＦのヤング率、長尺樹脂フィルムＦの長さ方向にかかる張力等の因子に基づいて上記フィルム案内手段を作用させ、ニアロール１６と冷却キャンロール１４間の面間距離Ｌ１およびニアロール１６と冷却キャンロール１４間に介在する長尺樹脂フィルムＦの長さＬ２を適正な値に設定することにより上記「うねりＵ」の発生を軽減することが可能となる。

また、図３に示すように、ニアロール保持具３０の支持部２２から外方へ伸びるニアロール１６の中心軸両端側がそれぞれ係止されて、ニアロール１６の外周面と冷却キャンロール１４の外周面との接触を防止する位置決めサポート部材２１が付設されてもよい。

上記位置決めサポート部材２１を付設することにより、表面処理時においてニアロール１６と冷却キャンロール１４間の面間距離Ｌ１が繰り返し一定になる利点を有する。更に、上記位置決めサポート部材２１を付設することにより、ニアロール１６と冷却キャンロール１４のロール両端における面間距離Ｌ１の差が小さくなり、これにより長尺樹脂フィルムＦの幅方向における張力のばらつきが小さくなるため「うねりＵ」の発生を更に抑制することが可能となる。

尚、位置決めサポート部材２１の付設方法としては、冷却キャンロール１４の回動軸が支持される架台に連結部材を介して位置決めサポート部材２１を取付け、かつ、連結部材を伸縮可能な構造にして位置決めサポート部材２１の停止位置が変位できるようにすることで、ニアロール１６の中心軸両端側が係止される位置決めサポート部材２１の係止位置が変化する方法を例示できる。

（３）上記面間距離Ｌ１と長さＬ２の設定値
上記実施の形態に係るフィルム案内手段においては、長尺樹脂フィルムＦが表面処理装置にセットされる際、ニアロール保持具３０の回動軸２０が回転してニアロール保持具３０の先端側が冷却キャンロール１４の外周面から離れる方向へ変位し、上記ニアロール１６と冷却キャンロール１４間の面間距離Ｌ１が５０ｍｍ以上となるように構成されている。

また、上記ニアロール１６と冷却キャンロール１４間の面間距離Ｌ１、および、ニアロール１６と冷却キャンロール１４間に介在する長尺樹脂フィルムＦの長さＬ２を適正な値に設定する方法としては、長尺樹脂フィルムＦの種類、長尺樹脂フィルムＦの厚さ、長尺樹脂フィルムＦのヤング率、長尺樹脂フィルムＦの長さ方向にかかる張力等の因子を考慮し、かつ、予備試験等により上記面間距離Ｌ１と長さＬ２の数値を変えながら最適な条件を事前に見出す方法が例示される。

そして、長尺樹脂フィルムＦが厚さ５０μｍ以下の耐熱性樹脂フィルムにより構成される場合、ニアロール１６と冷却キャンロール１４間の面間距離Ｌ１を０．１〜２０ｍｍ、ニアロール１６と冷却キャンロール１４間に介在する長尺樹脂フィルムＦの長さＬ２を８〜１００ｍｍに設定すると、図５に示すようにニアロール１６と冷却キャンロール１４との間を搬送される長尺樹脂フィルムＦの上記「うねりＵ」（図４参照）の発生が抑制されるため好ましい。上記「うねりＵ」の発生が抑制されることにより冷却キャンロール１４上でのフィルム皺の発生を防止することが可能となる。ここで、ニアロール１６と冷却キャンロール１４間に介在する長尺樹脂フィルムＦの長さＬ２は、二つの円（ニアロール１６と冷却キャンロール１４の円）に接する共通内接線の距離として算出されている。

尚、ニアロール１６と冷却キャンロール１４間の面間距離Ｌ１が０．１ｍｍ未満（長尺樹脂フィルムＦの厚み以下）の場合、および、ニアロール１６と冷却キャンロール１４間に介在する長尺樹脂フィルムＦの長さＬ２が８ｍｍ未満の場合、ニアロール１６の円筒度、芯振れ、ロールの熱膨張、フィルムの厚みムラの影響等により、ニアロール１６が冷却キャンロール１４と長尺樹脂フィルムＦに不均一に接触するため、長尺樹脂フィルムＦが斜行、蛇行してしまうことがある。また、ニアロール１６と冷却キャンロール１４間の面間距離Ｌ１が２０ｍｍを越える場合、および、ニアロール１６と冷却キャンロール１４間に介在する長尺樹脂フィルムＦの長さＬ２が１００ｍｍを超える場合、ニアロール１６と冷却キャンロール１４間に介在しかつこれ等ロール間を搬送される長尺樹脂フィルムＦにうねりが発生することがある。

熱負荷を伴う表面処理としてスパッタリングフィルムコータを例に挙げて本発明を説明したが、熱負荷を伴う表面処理が上記スパッタリング以外の真空蒸着法やプラズマやイオンビーム等の成膜手段の場合であっても本発明に係る表面処理装置に含まれる。

以下、本発明の実施例について比較例を挙げて具体的に説明するが、本発明は以下に示す実施例の内容に限定されるものではない。

［実施例１］
ニアロール１６と冷却キャンロール１４を備えた図１に示すスパッタリングフィルムコータ１０を用いてスパッタリング成膜を行った。

上記冷却キャンロール１４は、直径６００ｍｍ、幅８００ｍｍのステンレス製円筒部により構成されてロール形状を有しており、円筒部の内側には冷却水経路を具備して温度制御ができるようになっている。

また、長尺樹脂フィルムＦが搬入される冷却キャンロール１４の近傍に配置されたニアロール１６は、直径１００ｍｍ、幅７２０ｍｍのステンレス製円筒部により構成されてロール形状を有しており、該ニアロール１６と一対のニアロール保持具３０とでフィルム案内手段が構成されている。すなわち、このフィルム案内手段は、図２と図６に示すように冷却キャンロール１４の近傍に、該冷却キャンロール１４と平行に設けられたニアロール１６と、該ニアロール１６の軸方向両端側に設けられかつニアロール１６の中心軸を回転可能に支持する支持部２２を先端側に有し基端側に回動軸２０を有して上記先端側が揺動する一対のニアロール保持具３０とで構成されている。また、ニアロール保持具３０にはエアシリンダーが取付けられ、エアシリンダーの直進移動を利用した駆動ユニットにより、ニアロール１６と冷却キャンロール１４間の面間距離Ｌ１、および、ニアロール１６と冷却キャンロール１４間に介在する長尺樹脂フィルムＦの長さＬ２が適正な値に設定できるようになっている。

また、表面処理が施される長尺樹脂フィルムとして、厚さ１２．５μｍ、幅５０ｃｍのポリイミドフィルムを使用した。

そして、長尺樹脂フィルムＦをスパッタリングフィルムコータ１０にセットする際、フィルム案内手段のエアシリンダー（駆動ユニット）を作用させてニアロール保持具３０の回動軸２０を中心にして回転させ、ニアロール保持具３０の先端側を上記冷却キャンロール１４面から離れる方向へ変位させ、これによりニアロール１６と冷却キャンロール１４間の面間距離Ｌ１が５０ｍｍ以上となるように設定した後、長尺樹脂フィルムＦを巻き出しロール１３から巻き出し、かつ、張力センサーロール１７ａ、ニアロール１６、冷却キャンロール１４、張力センサーロール１７ｂ、および、他のロール群等を通して巻き取りロール１８に取り付けた。

長尺樹脂フィルムＦの通紙に際し、ニアロール１６と冷却キャンロール１４間の面間距離Ｌ１が５０ｍｍ以上の所定位置に可動されたことにより、短時間で通紙作業を終了することができた。

尚、巻き出しロール１３と巻き取りロール１８の張力は８０Ｎとした。

また、長尺樹脂フィルムＦに対する金属膜の成膜は、シード層であるニッケルクロム合金膜上に銅膜を成膜するものとし、スパッタリングカソード１５ａには２０重量％クロムのニッケルクロム合金ターゲットを装着し、かつ、スパッタリングカソード１５ｂ、１５ｃ、１５ｄには銅ターゲットを装着した。

次に、上記エアシリンダー（駆動ユニット）を作用させてニアロール保持具３０の回動軸２０を中心にして回転させ、ニアロール保持具３０の先端側を冷却キャンロール１４面に近づく方向へ変位させると共に、ニアロール保持具３０の支持部２２から外方へ伸びるニアロール１６の中心軸両端側を位置決めサポート部材２１に係止させることによりニアロール１６と冷却キャンロール１４間の面間距離Ｌ１を１２ｍｍに設定し、かつ、ニアロール１６と冷却キャンロール１４間に介在する長尺樹脂フィルムＦの長さＬ２を９２ｍｍに設定した。

そして、複数台のドライポンプを用いて真空チャンバー１２内の空気を５Ｐａまで排気し、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。

次いで、フィルム搬送手段を起動し、長尺樹脂フィルムＦを搬送速度３ｍ／分で搬送させながらアルゴンガスを３００ｓｃｃｍで導入し、かつ、ニッケルクロム合金ターゲットのスパッタリングカソードには２ｋＷの電力を印加し、銅ターゲットの各スパッタリングカソードには８ｋＷの電力を印加して電力制御を行った。

そして、ロールツーロールで搬送される長尺樹脂フィルム（ポリイミドフィルム）Ｆの片面に対し、ニッケルクロム合金膜から成るシード層および銅膜を連続して成膜する表面処理を開始した。

また、表面処理の際、成膜中における冷却キャンロール１４上の長尺樹脂フィルム（ポリイミドフィルム）Ｆ表面について、表面観察が可能な観察窓から長尺樹脂フィルムＦを観察した。

そして、上記条件の下、長尺樹脂フィルム（ポリイミドフィルム）５０ｍの連続表面処理を３回繰り返し実施した。

表面処理時における「うねり」「皺」の発生状況を表１に示す。

［実施例２］
ニアロール１６と冷却キャンロール１４間の面間距離Ｌ１を１ｍｍに設定し、かつ、ニアロール１６と冷却キャンロール１４間に介在する長尺樹脂フィルムＦの長さＬ２を８ｍｍに設定した以外は実施例１と同一条件にし、長尺樹脂フィルム（ポリイミドフィルム）５０ｍの連続表面処理を３回繰り返し実施した。

そして、表面処理時における「うねり」「皺」の発生状況を表１に示す。

［比較例１、比較例２］
ニアロール１６と冷却キャンロール１４間の面間距離Ｌ１、および、ニアロール１６と冷却キャンロール１４間に介在する長尺樹脂フィルムＦの長さＬ２を表１に示す条件に設定した以外は実施例１と同一条件とし、長尺樹脂フィルム（ポリイミドフィルム）５０ｍの連続表面処理をそれぞれ３回繰り返し実施した。

そして、表面処理時における「うねり」「皺」の発生状況を表１に示す。

［評 価］
（１）実施例１、２では、厚さ１２．５μｍの長尺樹脂フィルムに対して５０ｍの連続表面処理をそれぞれ３回繰り返し実施したが、表１に示すように「うねり」の発生は抑制され、かつ、「皺」の発生は確認されなかった。

（２）一方、比較例１では、厚さ１２．５μｍの長尺樹脂フィルムに対して５０ｍの連続表面処理を３回繰り返し実施したところ、ニアロール１６と冷却キャンロール１４間に介在する長尺樹脂フィルムＦの中央部に「うねり」の発生が確認された。また、３回繰り返した表面処理の内、その２回において１０ｍ〜２０ｍの間に「皺」が発生した。

（３）また、比較例２では、厚さ１２．５μｍの長尺樹脂フィルムが挟まれる状態で、ニアロール１６を冷却キャンロール１４に接触させたため、長尺樹脂フィルムＦを搬送させると、ニアロール１６が振動してすぐに「皺」が発生した。

（４）これ等結果から、厚さ１２．５μｍの長尺樹脂フィルムＦが搬入される冷却キャンロール１４の近傍位置に、冷却キャンロール１４と平行に設けられたニアロール１６と該ニアロール１６の軸方向両端側に設けられかつニアロール１６の中心軸を回転可能に支持する支持部２２を先端側に有し基端側に回動軸２０を有して先端側が揺動する一対のニアロール保持具３０とで構成されるフィルム案内手段を配置し、かつ、ニアロール１６と冷却キャンロール１４間の面間距離Ｌ１を０．１〜２０ｍｍ、ニアロール１６と冷却キャンロール１４間に介在する長尺樹脂フィルムＦの長さＬ２を８〜１００ｍｍに設定した場合、上記ニアロール１６と冷却キャンロール１４間を搬送される長尺樹脂フィルムＦに発生し易い「うねり」が軽減され、この結果、フィルム「皺」の発生を防止できることが確認される。

（５）尚、実施例１と実施例２では、ニアロール１６と冷却キャンロール１４間の面間距離Ｌ１が「１２ｍｍと１ｍｍ」、ニアロール１６と冷却キャンロール１４間に介在する長尺樹脂フィルムＦの長さＬ２が「９２ｍｍと８ｍｍ」の二例について実施しているが、ニアロール１６と冷却キャンロール１４間の面間距離Ｌ１を０．１〜２０ｍｍの範囲に、ニアロール１６と冷却キャンロール１４間に介在する長尺樹脂フィルムＦの長さＬ２を８〜１００ｍｍの範囲に設定することで、上記「うねり」の発生が軽減されてフィルム「皺」が防止されることも確認されている。

［実施例３、実施例４］
表面処理が施される長尺樹脂フィルムとして、厚さ２５．０μｍ、幅５０ｃｍのポリイミドフィルムを使用し、かつ、上記ニアロール１６と冷却キャンロール１４間の面間距離Ｌ１、および、ニアロール１６と冷却キャンロール１４間に介在する長尺樹脂フィルムＦの長さＬ２について、表２に示す条件に設定した以外は実施例１と同一の条件とし、長尺樹脂フィルム（ポリイミドフィルム）５０ｍの連続表面処理をそれぞれ３回繰り返し実施した。

そして、表面処理時における「うねり」「皺」の発生状況を表２に示す。

［比較例３、比較例４］
表面処理が施される長尺樹脂フィルムとして、厚さ２５．０μｍ、幅５０ｃｍのポリイミドフィルムを使用し、かつ、上記ニアロール１６と冷却キャンロール１４間の面間距離Ｌ１、および、ニアロール１６と冷却キャンロール１４間に介在する長尺樹脂フィルムＦの長さＬ２について、表２に示す条件に設定した以外は実施例１と同一の条件とし、長尺樹脂フィルム（ポリイミドフィルム）５０ｍの連続表面処理をそれぞれ３回繰り返し実施した。

そして、表面処理時における「うねり」「皺」の発生状況を表２に示す。

［評 価］
（１）実施例３、４では、厚さ２５．０μｍの長尺樹脂フィルムに対して５０ｍの連続表面処理をそれぞれ３回繰り返し実施したが、表２に示すように「うねり」の発生は抑制され、かつ、「皺」の発生は確認されなかった。

（２）一方、比較例３では、厚さ２５．０μｍの長尺樹脂フィルムに対して５０ｍの連続表面処理を３回繰り返し実施したところ、ニアロール１６と冷却キャンロール１４間に介在する長尺樹脂フィルムＦの中央部に「うねり」の発生が確認された。また、３回繰り返した表面処理の内、その２回において１０ｍ〜２０ｍの間に「皺」が発生した。

（３）また、比較例４では、厚さ２５．０μｍの長尺樹脂フィルムが挟まれる状態で、ニアロール１６を冷却キャンロール１４に接触させたため、長尺樹脂フィルムＦを搬送させると、ニアロール１６が振動してすぐに「皺」が発生した。

（４）これ等結果から、厚さ２５．０μｍの長尺樹脂フィルムＦが搬入される冷却キャンロール１４の近傍位置に、冷却キャンロール１４と平行に設けられたニアロール１６と該ニアロール１６の軸方向両端側に設けられかつニアロール１６の中心軸を回転可能に支持する支持部２２を先端側に有し基端側に回動軸２０を有して先端側が揺動する一対のニアロール保持具３０とで構成されるフィルム案内手段を配置し、かつ、ニアロール１６と冷却キャンロール１４間の面間距離Ｌ１を０．１〜２０ｍｍ、ニアロール１６と冷却キャンロール１４間に介在する長尺樹脂フィルムＦの長さＬ２を８〜１００ｍｍに設定した場合、上記ニアロール１６と冷却キャンロール１４間を搬送される長尺樹脂フィルムＦに発生し易い「うねり」が軽減され、この結果、フィルム「皺」の発生を防止できることが確認される。

（５）尚、実施例３と実施例４においても、ニアロール１６と冷却キャンロール１４間の面間距離Ｌ１が「１３ｍｍと５ｍｍ」、ニアロール１６と冷却キャンロール１４間に介在する長尺樹脂フィルムＦの長さＬ２が「９７ｍｍと５９ｍｍ」の二例について実施しているが、ニアロール１６と冷却キャンロール１４間の面間距離Ｌ１を０．１〜２０ｍｍの範囲に、ニアロール１６と冷却キャンロール１４間に介在する長尺樹脂フィルムＦの長さＬ２を８〜１００ｍｍの範囲に設定することで、上記「うねり」の発生が軽減されてフィルム「皺」が防止されることも確認されている。

本発明に係る長尺樹脂フィルムの表面処理装置によれば、熱負荷を伴う表面処理に起因した長尺樹脂フィルムに係る皺の発生を回避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金属膜付耐熱性樹脂フィルムの製造装置として適用される産業上の利用可能性を有している。

１０ 表面処理装置（スパッタリングフィルムコータ）
１２ 真空チャンバー（減圧室）
１３ 巻き出しロール
１４ 冷却キャンロール
１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ スパッタリングカソード
１６ ニアロール
１６ａ ガイドロール（フリーロール）
１７ａ，１７ｂ 張力センサーロール
１８ 巻き取りロール
２０ 回動軸
２１ 位置決めサポート部材
２２ 支持部
３０ ニアロール保持具
Ｆ 長尺樹脂フィルム
Ｆ２ 金属膜付フィルム
Ｌ１ ニアロールと冷却キャンロール間の面間距離
Ｌ２ ニアロールと冷却キャンロール間に介在する長尺樹脂フィルムの長さ

Claims (5)

1. 回転駆動される冷却キャンロールと該冷却キャンロールに対向する側で冷却キャンロール外周面に沿って配置された熱負荷を伴う表面処理手段を真空チャンバー内に備え、ロールツーロールで搬送される長尺樹脂フィルムを冷却キャンロールの外周面に巻き付けると共に該冷却キャンロール外周面と接していない長尺樹脂フィルムの表面側を上記表面処理手段により表面処理する長尺樹脂フィルムの表面処理装置において、
   厚さ５０μｍ以下の耐熱性樹脂フィルムで構成される長尺樹脂フィルムが搬入される冷却キャンロールの近傍位置に、該冷却キャンロールと平行に設けられたニアロールと、該ニアロールの軸方向両端側に設けられかつニアロールの中心軸を回転可能に支持する支持部を先端側に有し基端側に回動軸を有して上記先端側が揺動する一対のニアロール保持具とで構成されるフィルム案内手段が配置され、かつ、上記ニアロール保持具における回動軸の角度を特定して該保持具が固定されることで、ニアロールと冷却キャンロール間の面間距離Ｌ１が回動軸の特定された角度に対応した０．１〜２０ｍｍ内の値、および、ニアロールと冷却キャンロール間に介在する長尺樹脂フィルムの長さＬ２が回動軸の特定された角度に対応した８〜１００ｍｍ内の値にそれぞれ設定されると共に、長尺樹脂フィルムの表面処理中、上記面間距離Ｌ１および長さＬ２が設定された値に維持されることを特徴とする長尺樹脂フィルムの表面処理装置。
2. ニアロール保持具の上記支持部から外方へ伸びるニアロールの中心軸両端側がそれぞれ係止されて、ニアロール外周面と冷却キャンロール外周面との接触を防止する位置決めサポート部材が付設さ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表面処理装置。
3. 上記長尺樹脂フィルムが表面処理装置にセットされる際、ニアロール保持具の回動軸が回転してニアロール保持具の先端側が冷却キャンロール外周面から離れる方向へ変位し、上記ニアロールと冷却キャンロール間の面間距離Ｌ１が５０ｍｍ以上となることを特徴とする請求項１〜２のいずれかに記載の長尺樹脂フィルムの表面処理装置。
4. 熱負荷を伴う上記表面処理手段が、真空成膜手段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樹脂フィルムの表面処理装置。
5. 上記真空成膜手段が、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４に記載の長尺樹脂フィルムの表面処理装置。

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