JP6418078B2 - 静電反発ロールを備えた長尺フィルムの処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、減圧雰囲気下の真空チャンバー内においてロールツーロールで走行する長尺フィルムを静電反発させながら冷却する静電反発ロールを備えた長尺フィルムの処理装置及び処理方法に関する。

液晶パネル、ノートパソコン、デジタルカメラ、携帯電話等の電子機器には、樹脂フィルムの表面に所定の配線パターンを有する配線回路が形成されたフレキシブル配線基板が用いられている。かかるフレキシブル配線基板は、樹脂フィルムの片面もしくは両面に金属膜を備えた金属膜付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て金属膜をパターニング加工することによって作製することができる。近年、電子機器の高機能化に伴って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、このため金属膜付樹脂フィルムにはより一層平坦でシワのないものが求められている。

上記した金属膜付樹脂フィルムの製造方法としては、従来から金属箔を接着剤により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）、あるいは樹脂フィルムに真空成膜法により、も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。

上記したメタライジング法については、例えば特許文献１に、支持基体となるポリイミド製の長尺フィルムの表面にシード層としてＮｉ−Ｃｒ合金をスパッタリングしてから銅をスパッタリングし、得られた銅スパッタリング膜の表面にさらに電解メッキ法で銅を成膜する技術が開示されている。また、ポリイミドに代表される樹脂フィルムからなる長尺フィルムに連続的にスパッタリング成膜などの乾式めっき処理を行うため、連続巻取式スパッタ装置（スパッタリングフィルムコータとも称する）を用いることも開示されている。

ところで、上述した真空成膜法のうち、スパッタリング法は一般的に密着力に優れる反面、真空蒸着法に比べて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、成膜の際に樹脂フィルムに大きな熱負荷がかかると、樹脂フィルムが溶けたり、樹脂フィルムが耐熱性樹脂製であってもフィルムにシワが発生し易くなったりすることも知られている。そこで、スパッタリングフィルムコータでは内部に冷媒循環路を有する円筒部材からなるモーター駆動のキャンロールを搭載し、回転するキャンロールの外周面にロールツーロールで搬送される長尺の樹脂フィルムを巻き付けてスパッタリング処理することが行われている。これによりスパッタリングの際の樹脂フィルムへの熱負荷をその裏面側から除熱することができ、シワ等の問題を生ずることなく成膜を行うことが可能になる。

しかし、非特許文献１に記載されているように、キャンロールの外周面はミクロ的に見て平坦ではないため、キャンロールの外周面と、そこに接触して搬送される長尺フィルムとの間には真空空間を介して離間する隙間（ギャップ部）が存在している。このため、熱負荷のかかる成膜処理によって生じる長尺樹脂フィルムの熱がキャンロールに効率よく伝熱されているとはいえず、これが長尺樹脂フィルムのシワ発生の原因になることがあった。

この問題を解決するため、キャンロールの外周面と長尺樹脂フィルムとの間のギャップ部にキャンロール側からガスを導入する技術が提案されている。例えば特許文献２には、長尺樹脂フィルムが巻き付けられるキャンロールの外周面に多数の微細な孔を設けてそこからガスを放出し、これによりギャップ部の熱伝導率を真空に比べて高くして成膜中の長尺樹脂フィルムの熱負荷を低減させることでシワの発生を効果的に抑制する技術が開示されている。

特開平６−１２０６３０号公報 国際公開第２００５／００１１５７号

"Vacuum Heat Transfer Models for Web Substrates： Review of Theory and Experimental Heat Transfer Data," 2000 Society of Vacuum Coaters, 43rd. Annual Technical Conference Proceeding, Denver, April 15‐20, 2000, p.335

しかしながら、特許文献２の技術はキャンロールの外周面に設けた多数の微細孔から均一にガスを放出させることにより上記したギャップ部の熱伝導率を向上させるものであるため、長尺樹脂フィルムがキャンロールの外周面に不均一に巻き付いて一部の孔が閉塞するとガスが行き渡らなくなり、冷却効率が局所的に低下することがあった。

本発明はかかる従来の問題に鑑みてなされたものであり、ロールツーロールで搬送される長尺樹脂フィルムにスパッタリング成膜などの熱負荷のかかる表面処理を施す際に使用するガス放出機構を備えたキャンロールにおいて、該キャンロールの外周面とその上を走行する長尺樹脂フィルムとの間のギャップ部にガスを均等に行き渡らせて効率よく冷却することが可能なキャンロールを搭載した表面処理装置を提供することを目的としている。

本発明者は、外周面にガス放出機構を備えたキャンロールと当該外周面に巻き付けられる長尺樹脂フィルムとの間に静電反発力を働かせて該長尺樹脂フィルムとキャンロールの外周面との間にギャップ部を形成することによりガス放出機構から放出されたガスが該ギャップ部に均一に行き渡ると考え鋭意検討を重ねた結果、キャンロールと長尺フィルムとを互いに同符号の電荷でそれぞれ帯電させることにより、長尺フィルムの厚みや弾力性が均一でなくても孔の閉塞が生じにくくなり、よって該ギャップ部にガスを行き渡らせて長尺樹脂フィルムを効率よく冷却し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明の長尺フィルムの表面処理装置は、減圧容器内の走行経路をロールツーロールで走行する長尺フィルムに対して熱負荷のかかる表面処理を施す表面処理手段と、モーター駆動によって回転する金属製の円筒部材で構成され、温度調節されたその外周面上に沿って該長尺フィルムを走行させることで該表面処理の際に該長尺フィルムを裏側から冷却するキャンロールとを備えた長尺フィルムの表面処理装置であって、該キャンロールは、該外周面が電気絶縁性材料からなる絶縁皮膜で被覆されていると共に該外周面にガス放出機構を有し且つ該外周面の帯電状態を維持する帯電維持手段を有しており、該帯電した外周面と同符号の電荷を長尺フィルムに付与する給電手段が前記走行経路に沿った位置に設けられていることを特徴としている。

本発明によれば長尺フィルムの表面処理装置に搭載されるキャンロールの外周面とその上を走行する長尺フィルムとの間に静電気反発力を生じさせることができるので、これらキャンロールの外周面と長尺フィルムとの間にほぼ全体に亘って略均等な間隔で離間する隙間を形成することができる。よって、この隙間にガスを行き渡らせて長尺フィルムを均等に冷却することができるので、ムラなく効率のよい冷却を行うことが可能になる。

本発明に係る長尺フィルムの処理装置の一具体例を示す概略の正面図である。 図１の処理装置に搭載されるキャンロールの一具体例の模式的な斜視図である。 図３のキャンロールが具備する開閉手段の正面図である。 本発明に係る長尺フィルムの処理装置の他の具体例を示す概略の正面図である。

以下、長尺フィルムに熱負荷のかかる表面処理を施す本発明の表面処理装置の一具体例として、図１に示すスパッタ成膜装置を例に挙げて説明する。この図１に示す装置はスパッタリングウェブコータとも称されるスパッタ成膜装置５０であり、真空チャンバー５１内の走行経路をロールツーロールで走行する長尺状の樹脂フィルム（以下、長尺フィルムと称する）Ｆに対して熱負荷のかかる表面処理を施す表面処理手段と、温度調節された外周面上に沿って長尺フィルムＦを走行させることで該表面処理の際に長尺フィルムＦを裏側から冷却するキャンロールとから主に構成されている。これにより、シワ等の問題を生じることなく長尺フィルムＦの表面に連続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、主要な機器を収容する真空チャンバー５１はドライポンプ、ターボ分子ポンプ、クライオコイル等の図示しない種々の真空装置を具備しており、これら真空装置により真空チャンバー内を到達圧力１０^−４Ｐａ程度まで減圧した後、アルゴンガスや目的に応じて添加される酸素ガスなどのスパッタリングガスの導入により０.１〜１０Ｐａ程度に圧力調整できるようになっている。真空チャンバー５１の形状や材質については、かかる減圧状態に耐え得るものであれば特に限定はなく、一般的なものを使用することができる。

この真空チャンバー５１内において、長尺フィルムＦは巻出ロール５２からモーター駆動のキャンロール５６を経て巻取ロール６４に至るロールツーロールの走行経路を走行する。このロールツーロールの走行経路を画定する各種のロール群は、キャンロール５６の回転中心軸を通る鉛直な面に関して略対称に配置されており、キャンロール５６の回転中心軸より右側に位置する巻出ロール５２からキャンロール５６までの走行経路は、巻出ロール５２から巻き出された長尺フィルムＦを案内するガイドロール５３、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５４、および張力センサーロール５４から送り出される長尺フィルムＦをキャンロール５６に導入するフィードロール５５によって画定される。

また、キャンロール５６の回転中心軸より左側に位置するキャンロール５６から巻取ロール６４までの走行経路も、上記と同様にフィードロール６１、張力センサーロール６２、およびガイドロール６３によって画定される。上記巻出ロール５２および巻取ロール６４では、パウダークラッチ等によりトルク制御が行われており、長尺フィルムＦの張力バランスが保たれている。なお、フィードロール５５、６１をモーター駆動にし、それらの回転数をキャンロール５６の周速度に対して調整可能にしてもよい。

キャンロール５６は、長尺フィルムＦの幅よりも幅広の外周面を有する金属製の円筒部材で構成されており、その内側に冷媒の循環路が設けられている。この循環路と真空チャンバー５１の外部に設けられた図示しない冷媒供給装置との間で冷媒の循環を行うことでキャンロール５６の外周面は温度が調節されており、これにより当該外周面上を周方向に走行する長尺フィルムＦを裏側から冷却することができ、よってスパッタリング処理の際に長尺フィルムＦにかかる熱負荷を低減することができる。

金属製の円筒部材の材料としてはＳＵＳ３０４が好ましく、ＳＵＳ３０４にめっきを施したものがより好ましい。これら材料は円筒部材の外周面を高い寸法精度で製作し得るので、後述するキャンロール５６の外周面に設けたガス放出機構からより均等にガスを放出することができる。特に、硬質クロムでめっきを施した表面は硬度が高いため傷がつきにくく且つ表面を滑らかに仕上げることができるので、キャンロール５６の外周面とその上に沿って走行する長尺フィルムＦとの間にガス放出機構から導入したガスを当該外周面に沿って流しやすくなる。

ガス放出機構は、例えば図２に示すような、キャンロール５６を構成する円筒部材１０の外周肉厚部に周方向に略均等な間隔をあけて孔設された複数のガス導入路１１と（図２ではキャンロール５６の回転中心軸Ｏに平行な１２本のガス導入路１１が例示されている）、これら複数のガス導入路１１の各々に設けられた複数のガス放出孔１２（図２では回転中心軸Ｏ方向に並んだ１０個のガス放出孔１２が例示されている）とで構成される。各ガス導入路１１が有する複数のガス放出孔１２は、キャンロール５６の回転中心軸Ｏ方向に沿って略均等な間隔をあけて外周面で開口しており、キャンロール５６の外周面とその上を周方向に沿って走行する長尺フィルムＦとの間のギャップ部にガスを均一に行き渡らせることができる。

これらガス導入路１１の本数や、各ガス導入路１１が有するガス放出孔１２の個数は、キャンロール５６の外周面のうち長尺フィルムＦで覆われる領域の面積やガス放出孔１２からのガス放出量により適宜定められる。その際、極小の内径を有するガス放出孔１２を狭ピッチで多数孔設することが、キャンロール５６の外周面の全面に亘って熱伝導性を均一化できるという点において好ましい。しかしながら、極小の内径を有する孔を狭ピッチで多数設ける加工技術は困難を伴うので、内径３０μｍ〜１０００μｍ程度、好ましくは内径１５０〜５００μｍ程度の小穴を５〜１０ｍｍピッチでキャンロール５６の外周面に孔設するのが現実的である。

複数のガス導入路１１は円筒部材１０の端部において開口しており、それらにガスロータリージョイント１３の複数の分岐管１３ａがそれぞれ接続している。各分岐管１３ａには開閉手段２０が取り付けられており、これにより各ガス導入路１１へのガス供給の有無を個別に制御することが可能になる。開閉手段２０は、例えば図３に示すように各ガス導入路１１に連通する分岐管１３ａ内のガス流路２１を開放する開放位置（図３（ａ））と、該ガス流路２１を塞ぐ閉止位置（図３（ｂ））との間を往復動自在な弁体２２と、この弁体２２からその往復動方向に延びて分岐管１３ａの外側に一端部が突出するシャフト２３と、このシャフト２３の突出する一端部に設けられた永久磁石２４と、弁体２２を開放位置に向けて付勢するスプリングなどの弾性体２５とから構成される。

かかる構成により、図１の角度Ａの範囲内に位置するガス導入路１１は、図３（ａ）に示すように、弁体２２が弾性体２５の付勢力により開放位置に留まる。よって、ロータリージョイント１３を介して供給されるガスは、分岐管１３ａ、ガス流路２１及びガス導入路１１を経てガス放出孔１２から放出される。この角度Ａの角度範囲は、キャンロール５６の外周面のうち長尺フィルムＦが巻き付いている領域に対応しているので、キャンロール５６の外周面とその上を走行する長尺フィルムＦとによって形成される隙間にガスが導入される。その結果、かかる隙間の熱伝導率が向上して長尺フィルムＦを効率よく冷却することが可能となる。

一方、図１の角度Ａの範囲外に位置するガス導入路１１は、図３（ｂ）に示すように、磁力付与手段６５に近接するように構成されている。永久磁石２４は対向する磁力付与手段６５から反発力を受けるので、弁体２２は弾性体２５の付勢力に逆らって閉鎖位置に移動する。その結果、ロータリージョイント１３を介して供給されるガスのガス導入路１１への供給が遮断される。角度Ａの範囲外では、キャンロール５６の外周面に長尺フィルムＦは巻き付いていないが、上記のように、ガス導入路１１へのガス供給が遮断されているので、ガス放出孔１２から真空チャンバー５１に無駄にガスが放出されることはない。よって、真空チャンバー５１内の圧力制御への悪影響を抑えることができるとともに、導入ガスのガス圧を所定の圧力に安定的に維持することが可能となる。上記の構成によりギャップ部の熱伝導率をキャンロール５６の外周面の全面に亘って略均等に高めることができ、長尺フィルムＦを極めて効率よく冷却することが可能になる。

ガス導入路１１の位置は、キャンロール５６の回転によって図１の角度Ａの範囲内から範囲外へ、範囲外から範囲内へと移るが、このときガス導入路１１は、図３（ａ）から図３（ｂ）へ、図３（ｂ）から図３（ａ）へと切り替わる。これは、図２に示すように、キャンロール５６の外周面のうち長尺フィルムＦで覆われないフィードロール６１の近傍位置からフィードロール５５の近傍位置までの角度範囲内に対応する位置（すなわち、角度Ａの範囲外）に扇型の磁力付与手段６５が配置されていることによる。

再度図１に戻ると、キャンロール５６の外周面に対向する位置には、長尺フィルムＦ上に成膜させる金属膜の金属供給源である４個のマグネトロンスパッタリングカソード５７、５８、５９、６０が長尺フィルムＦの走行経路に沿ってこの順に設けられている。これら４個のマグネトロンスパッタリングカソード５７〜６０の各々には、キャンロール５６の外周面に対向する面を覆うように、図示しない板状または円筒状のターゲットが取り付けられており、これらターゲットから叩き出されるスパッタ粒子が長尺フィルムＦの表面上に堆積して金属膜の成膜が行われる。

上記した長尺フィルムＦの走行経路を画定するロール群のうち、金属製の円筒部材で構成される張力センサーロール５４は、電源７０、切替スイッチ７１、及び給電線７２が電気的に接続しており全体として給電手段を構成している。これにより、長尺フィルムＦが張力センサーロール５４の外周面に接触する際に長尺フィルムＦに給電が行われ、真空チャンバー５１内の走行経路を走行する長尺フィルムＦに所定の電位が印加される。

給電手段の役割を担わせるロールは張力センサーロール５４に限定されるものではなく、長尺フィルムＦの走行経路を画定する他のロールでもよい。例えば図１に示す成膜装置では切替スイッチ７１を点線側に切り替えることによって、張力センサーロール５４に代えてフィードロール６１から長尺フィルムＦに給電できるようになっている。また、長尺フィルムＦへの給電方法は上記した給電手段の役割を担う金属製ロールとの接触により長尺フィルムＦを帯電させる以外に、イオン照射、帯電ブラシ等の他のプラスチック帯電手段を用いてもよい。

さらに本発明の一具体例のスパッタ成膜装置５０では、キャンロール５６の外周面上を走行する上記帯電した長尺フィルムが該外周面に電気的に吸着しないように、キャンロール５６の外周面を長尺フィルムＦの上記帯電と同符号の電荷で帯電した状態を維持する電源７３、抵抗７４、及び給電線７５からなる帯電維持手段がキャンロール５６に電気的に接続している。これにより、給電手段により帯電された長尺フィルムはキャンロール５６の外周面に対して静電反発力が働くのでキャンロール５６の外周面と長尺フィルムＦとの間に全体に亘って略均等な間隔で離間するギャップ部を作り出すことができる。

なお、帯電維持手段としては、上記した電源７３、抵抗７４及び給電線７５からなる回路のほか、イオン照射、帯電ブラシ、帯電ロールなどの手段を用いてもよい。あるいは、キャンロール５６の外周面で画定される長尺フィルムの走行経路には前述したようにほぼ全体に亘ってスパッタリングカソード５７〜６０が近接して設けられているので、これらスパッタリングカソード５７〜６０を帯電維持機構として使用してもよい。

給電手段及び帯電維持手段は、例えば図４に示すスパッタ成膜装置１５０のように共通の電源７６からキャンロール５６と張力センサーロール５４とに接続する回路で構成してもよい。これによりキャンロール５６の外周面とその上に沿って走行する長尺フィルムとを簡素な構成で等電位にできる。その際、帯電維持手段を構成する抵抗７９を可変抵抗器にしてもよい。これにより、キャンロール５６に印加させる電圧を調整することが可能になる。なお、この図４の場合においても、切替スイッチ７７を点線側に切り替えることによって、張力センサーロール５４に代えてフィードロール６１から長尺フィルムＦに給電できるようになっている。

キャンロール５６の外周面は電気絶縁性材料からなる絶縁皮膜で被覆するのが好ましい。これにより、帯電状態が維持されている金属製のキャンロール５６の外周面とその上を走行する帯電した長尺フィルムＦとを電気的に絶縁できるので、キャンロール５６の電位と長尺フィルムＦの電位とをそれぞれ独立して制御することが可能になる。

特に、一方の面に金属膜が成膜された長尺フィルムＦのもう一方の面に成膜を行う際に、当該成膜された金属膜側がキャンロール５６の外周面に対向するように長尺フィルムＦを該外周面に巻き付けた状態でキャンロール５６または長尺フィルムＦに電位を印加し始めるときであっても、キャンロール５６の外周面に被覆した絶縁皮膜によって長尺フィルムＦの金属膜と金属製のキャンロール５６との間の電荷の移動を妨げることができる。

これによりキャンロール５６の外周面において、電位の局所的な差異をなくすことができると共に、キャンロール５６の外周面上を走行する長尺フィルムＦにおいても電位の局所的な差異をなくすことができる。その結果、キャンロール５６の外周面とその上を走行する長尺フィルムＦとの間の静電気反発力により生じる隙間の間隔をキャンロール５６の外周面の全面に亘ってほぼ均等にでき、隙間にガスを均等に行き渡らせることが可能になって効率よく冷却を行うことができる。

図２に示すように、キャンロール５６の外周面のうち、長尺フィルムＦが走行の際に覆う部分にのみ絶縁皮膜５６ａを被覆し、長尺フィルムＦが走行の際に覆うことのない幅方向の両端部には絶縁皮膜５６ａを被覆しなくてもよい。ただし、長尺フィルムＦはキャンロール５６の外周面をその周方向に対して斜めに傾いた状態で覆ったまま走行したり蛇行しながら走行したりする場合があるので、これらを想定して絶縁皮膜５６ａの幅は長尺フィルムの幅よりも１ｃｍ以上広いことが望ましい。

上記した絶縁皮膜５６ａの材質は熱伝導性に優れた電気絶縁体であるのが好ましく、このような材質としては、たとえばダイヤモンドライクカーボン、炭化ケイ素、窒化アルミニウム、アルミナ、窒化ケイ素などの酸化物、窒化物、炭化物を挙げることができる。これらの中では、表面粗さと静止摩擦係数を低くできる点でダイヤモンドライクカーボンが特に優れている。

キャンロール５６の外周面のうち、上記したように走行する長尺フィルムＦで覆われる領域に設ける絶縁皮膜５６ａの厚みは１μｍ以上３０μｍ以下が好ましい。この厚みが１μｍ未満では絶縁破壊が生じる恐れがあるが、１μｍ以上を確保することでリーク電流を十分に小さく抑えることができ、キャンロール５６を構成する金属製の円筒部材１０を長尺フィルムＦから電気的に隔離することができる。一方、この厚みが３０μｍを超えると静電反発力が弱まってキャンロール５６の外周面とその上を走行する長尺フィルムＦとの間にギャップを作り出すのが難しくなる。

本発明の一具体例の処理装置では、上記した給電手段で帯電された長尺フィルムＦは巻取ロール６４で巻き取られる前に除電するのが望ましい。これにより、巻取ロール６４で巻き取られた時に隣接する長尺フィルム同士が反発するのを防ぐことができるので長尺フィルムＦを小さく巻き取ることができる上、長尺フィルムＦに埃が吸着するのを防ぐこともできる。また、後工程に静電気が持ち込まれなくなるので該静電気に起因するトラブルが生じにくくなる。

長尺フィルムＦを除電する方法としては、長尺フィルムＦの電位を電気的中性に近づける除電手段を備えるのがよい。かかる除電手段としては、たとえば接地、イオナイザ、除電ブラシ、除電ロールなどの一般的な方法を挙げることができる。除電手段は、キャンロール５６及び上記した給電手段が設けられている位置のうち長尺フィルムＦの走行方向に関して下流側に位置するものよりも下流側に設けるのが好ましい。すなわち、給電手段がキャンロール５６の上流側にある場合は、キャンロール５６と巻取ロール６４との間に除電手段を備えるのが好ましく、給電手段がキャンロール５６の下流側にある場合は、給電手段と巻取ロール６４との間に除電手段を備えるのが好ましい。

本発明の一具体例の処理装置では、長尺フィルムＦおよびキャンロール５６が各々適切に帯電していることを確認するため、帯電状態測定手段（図示せず）を備えてもよい。さらに、巻取ロール６４で巻き取られる前の長尺フィルムＦが十分に除電されていることを確認するため、除電状態測定手段（図示せず）を備えてもよい。これらの測定手段としては、たとえば電界計、表面電位計などの一般的な方法を用いることができる。

上記した本発明の一具体例の成膜装置を用いて金属膜付樹脂フィルムを製造する場合は、樹脂フィルムにポリイミドフィルム、液晶ポリマーフィルムのような耐熱性樹脂フィルムや、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムのような非耐熱性樹脂フィルムを用いることができる。成膜する金属膜としては例えばＮｉ系合金等からなるシード層とその上のＣｕ膜とが積層された積層体を挙げることができる。シード層の材質は、具体的には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、その組成は金属膜付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応じて選択される。

金属膜は樹脂フィルムの片面にのみ成膜してもよいし、両面に成膜してもよい。いずれの場合においても、金属膜と樹脂フィルムの間に接着剤を介することなく成膜することができる。金属膜を両面に成膜するため片面ずつ２回に分けて成膜する場合は、１回目および２回目のいずれの成膜の際にも上記したように長尺フィルムとキャンロールに互いに同符号に帯電するのが効果的である。特に２回目の成膜の際は、長尺フィルムＦの片面に既に金属膜が成膜されているため、１回目に比べてより帯電が均一になり、電位も精密に制御できる。

このようにして得た金属膜付樹脂フィルムは、湿式めっき法を用いて金属膜をさらに厚くすることができる。このため、本発明の成膜装置は、金属膜の厚みが５００ｎｍ程度までの金属薄膜付樹脂フィルムを得るように運転するのが効率的である。この場合の湿式めっき法には、電気めっき処理のみで金属膜を積層する場合のほか、一次めっきとしての無電解めっき処理と、二次めっきとしての電解めっき処理とを組み合わせて行う場合がある。これら湿式めっき処理の具体的な運転条件は特に制約がなく、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。このようにして成膜された金属膜に対して、例えばサブトラクティブ法により配線をパターニング加工することでＣＯＦ用のフレキシブル配線基板が得られる。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。

以上説明したように、キャンロールと長尺フィルムとを互いに同符号の電荷でそれぞれ帯電させることにより、これらの間に静電反発力が働いてギャップが作り出される。その結果、長尺フィルムの厚みや弾力性が均一でなくても孔が閉塞しにくくなり、よってガスを行き渡らせて効率よく冷却することができる。これにより、シワ等の変形が少なくなるので不良品の発生率を低減できる上、長尺フィルムＦの走行速度を増大させることも可能になる。さらに、長尺フィルムとキャンロールとの間に流れる電流を最小にできるので、該長尺フィルムの電位とキャンロールの電位を独立して制御でき、ジュール熱の発生を抑制することができる。

（実施例１）
図４に示すような、真空チャンバー５１内に長尺フィルムＦの巻出ロール５２および巻取ロール６４、ガイドロール５３および６３、冷却機能を備えたキャンロール５６、キャンロール５６の直前直後のフィードロール５５および６１、張力センサーロール５４および６２、ならびに平板マグネトロンカソード式のスパッタリングカソード５７〜６０が設けられたスパッタ成膜装置（スパッタリングウェブコータ）１５０を使用して、以下の要領で長尺フィルムの両面に銅薄膜を成膜した。

長尺フィルムＦの各面にシード層としてニッケルクロム合金膜を成膜しその上に銅膜を成膜するため、スパッタリングカソード５７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、残りのスパッタリングカソード５８〜６０には銅ターゲットを装着した。

キャンロール５６として、直径４００×幅６００ｍｍのステンレス製の円筒部材の表面に硬質クロムめっきしたものを用い、その外周面に厚さ５μｍのダイヤモンドライクカーボンで被覆して絶縁皮膜５６ａとした。このキャンロール５６を構成する円筒部材には、さらに外周面に内径２００μｍのガス放出孔が円周方向に７ｍｍ、及び回転中心軸方向に７ｍｍの間隔で並ぶように、外周肉厚部に回転中心軸方向に延在するガス導入路を設けると共に、ガス導入路につながるように外周面側からガス放出孔を穿孔した。

張力センサーロール５４とフィードロール６１には金属ロールを用い、各々に電源７６、切替スイッチ７７、及び給電線７８を電気的に接続して帯電手段の役割を担わせるようにした。すなわち、長尺フィルムＦが張力センサーロール５４又はフィードロール６１の外周面に接する際に長尺フィルムＦに給電できるようにした。なお、切替スイッチ７７を切り替えることにより、給電するロールとして張力センサーロール５４またはフィードロール６１を選択するようになっている。電源７６の端子には更に給電線８０の一端部を接続し、その他端部を抵抗７９を介してキャンロール５６の金属製円筒部材に電気的に接続した。なお、この抵抗７９は、金属製円筒部材と長尺フィルムが万一接触した場合に流れる電流を低減する役割を有している。

上記した構成において、最初に、巻出ロール５２に長尺フィルムＦとして厚さ２５μｍ×幅２５０ｍｍの長尺のポリイミドフィルムのロールをセットし、図４の黒塗り矢印で示すように巻出ロール５２と巻取ロール６４とを共に左回転させて張力５０Ｎ、速度１.０ｍ／分で搬送することで、長尺フィルムＦの一方の面に銅を成膜した。なお、この片面の成膜では切替スイッチ７７を中立の位置にセットして、電源７６の電位を張力センサーロール５４およびフィードロール６１のいずれにも印加しないようにした。成膜中には、キャンロール５６を−１０℃に冷却し、ガスを供給するためのガス導入路１１に常温のアルゴンガスを５ｓｃｃｍで供給した。

次に、巻取ロール６４に巻き取られた片面成膜済みの長尺フィルムＦのロールを巻取ロール６４から外して巻出ロール５２にセットし、さらに切替スイッチ７７を図１の点線で示す位置にセットしてフィードロール６１に−５００ボルト（対地電圧）の電圧を印加した。これにより、長尺フィルムＦがフィードロール６１の外周面に巻き付けられた時に給電できるようにした。一方、キャンロール５６の金属製円筒部材は−５００ボルト（対地電圧）に制御した。その際、絶縁皮膜５６ａにより長尺フィルムＦはキャンロール５６の外周面に巻き付けられた時に金属製の円筒部材とは電気的に絶縁状態となるので、該円筒部材と長尺フィルムＦとの電位を独立して制御することができた。

この状態で図１の白抜き矢印で示すように巻出ロール５２を右回転、巻取ロール６４を左回転させながら、上記と同様の条件で長尺フィルムＦのもう一方の面に銅を成膜した。成膜中には、ガスを供給するためのガス導入路にアルゴンガスを供給した。このようにして、長尺フィルムＦの両面に各々厚み１００ｎｍの銅膜を有する金属薄膜付き長尺フィルムを作製した。得られた金属薄膜付き長尺フィルムを目視にて確認したところ、シワは認められなかった。

（実施例２）
フィードロール６１に印加する電圧を−１００ボルトにし、更にキャンロール５６の金属製円筒部材を−１００ボルトに制御した点以外は実施例１と同様にして、長尺フィルムＦの両面に各々厚み１００ｎｍの銅膜を有する金属薄膜付き長尺フィルムを作製した。得られた金属薄膜付き長尺フィルムを目視にて確認したところ、シワは認められなかった。

（実施例３）
フィードロール６１に印加する電圧を−５００ボルトにし、更にキャンロール５６の金属製円筒部材を−１００ボルトに制御した点以外は実施例１と同様にして、長尺フィルムＦの両面に各々厚み１００ｎｍの銅膜を有する金属薄膜付き長尺フィルムを作製した。得られた金属薄膜付き長尺フィルムを目視にて確認したところ、シワは認められなかった。

（実施例４）
フィードロール６１に印加する電圧を−１００ボルトにし、更にキャンロール５６の金属製円筒部材を−５００ボルトに制御した点以外は実施例１と同様にして、長尺フィルムＦの両面に各々厚み１００ｎｍの銅膜を有する金属薄膜付き長尺フィルムを作製した。得られた金属薄膜付き長尺フィルムを目視にて確認したところ、シワは認められなかった。

（比較例１）
フィードロール６１に電圧を印加しなかった点と、キャンロール５６の金属製円筒部材を０ボルトに制御した点以外は実施例１と同様にして、長尺フィルムＦの両面に各々厚み１００ｎｍの銅膜を有する金属薄膜付き長尺フィルムを作製した。得られた金属薄膜付き長尺フィルムを目視にて確認したところ、表面にところどころシワが生じていた。

（考察）
実施例１〜４では、キャンロール５６の外周面とその上を走行する長尺フィルムＦとを互いに同符号に帯電したため、これらの間に静電反発力が発生して長尺フィルムＦとキャンロール５６の外周面との間に略均等な間隔で離間するギャップ部が生じ、このギャップ部にガスが均一に行き渡ったことにより、長尺フィルムＦがほぼ全面に亘って均一且つ十分に冷却され、よって長尺フィルムＦにかかる力が均一になることでシワが入らなかったと考えられる。

一方、比較例１では、キャンロール５６の外周面とその上を走行する長尺フィルムＦとの間に静電反発力を発生させなかったため、長尺フィルムＦはその張力だけの影響を受けてキャンロール５６の外周面に巻き付き、この外周面に全面に亘って設けられている複数の微細なガス放出孔を部分的に塞ぎ、結果的にガスが局所的に不足したと考えられる。ガスの局所的な不足によって、長尺フィルムＦはキャンロール５６の外周面上で均等に冷却されにくくなり、よって長尺フィルムＦにかかる力が不均一になることでシワが入ったと考えられる。

１０ 円筒部材
１１ ガス導入路
１２ ガス放出孔
１３ ガスロータリージョイント
１３ａ 分岐管
２０ 開閉手段
２１ ガス流路
２２ 弁体
２３ シャフト
２４ 永久磁石
２５ 弾性体
５０、１５０ スパッタ成膜装置（スパッタリングウェブコータ）
５１ 真空チャンバー
５２ 巻出ロール
５３、６３ ガイドロール
５４、６２ 張力センサーロール
５５、６１ フィードロール
５６ キャンロール
５６ａ 絶縁皮膜
５７、５８、５９、６０ スパッタリングカソード
６４ 巻取ロール
６５ 磁力付与手段
７０、７３、７６ 電源
７１、７７ 切替スイッチ
７２、７５、７８、８０ 給電線
７４、７９ 抵抗
Ｆ 長尺フィルム
Ａ 長尺フィルムＦが巻き付けられる角度（抱き角）
Ｏ 回転中心軸

Claims (6)

1. 減圧容器内の走行経路をロールツーロールで走行する長尺フィルムに対して熱負荷のかかる表面処理を施す表面処理手段と、モーター駆動によって回転する金属製の円筒部材で構成され、温度調節されたその外周面上に沿って該長尺フィルムを走行させることで該表面処理の際に該長尺フィルムを裏側から冷却するキャンロールとを備えた長尺フィルムの表面処理装置であって、
   該キャンロールは、該外周面が電気絶縁性材料からなる絶縁皮膜で被覆されていると共に該外周面にガス放出機構を有し且つ該外周面の帯電状態を維持する帯電維持手段を有しており、該帯電した外周面と同符号の電荷を長尺フィルムに付与する給電手段が前記走行経路に沿った位置に設けられていることを特徴とする長尺フィルムの表面処理装置。
2. 前記長尺フィルムの電位を電気的中性に近づける除電手段がさらに具備されており、該除電手段は前記キャンロール及び前記給電手段のうち前記長尺フィルムの走行経路に関して下流側に位置するものよりも下流側に設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の表面処理装置。
3. 前記キャンロールはその外周面上の長尺フィルムに接する部分が前記絶縁皮膜で被覆されており、該絶縁皮膜は、前記長尺フィルムよりも幅が１ｃｍ以上広く、前記長尺フィルムに接する箇所の厚みが１μｍ〜３０μｍであることを特徴とする、請求項１または２に記載の表面処理装置。
4. 前記絶縁皮膜はダイヤモンドライクカーボンを含むことを特徴とする、請求項３に記載の表面処理装置。
5. 減圧容器内をロールツーロールで走行する長尺フィルムを外周面にガス放出機構を有し且つ温度調節されたキャンロールで冷却しながら、該キャンロールの外周面に対向して設けられた表面処理手段により該長尺フィルムの表面に熱負荷のかかる表面処理を施す表面処理方法であって、
   該キャンロールはモーター駆動によって回転する金属製の円筒部材で構成され、その外周面は電気絶縁性材料からなる絶縁皮膜で被覆されており、
   該キャンロールの外周面の帯電状態を維持すると共に、該帯電した外周面と同符号の電荷を該走行する長尺フィルムに付与することを特徴とする表面処理方法。
6. 請求項５に記載の表面処理方法において、樹脂製の長尺フィルムの表面に金属膜を成膜することを特徴とする金属薄膜付樹脂フィルムの製造方法。

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