JP7150991B2 - 成膜装置 - Google Patents
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Description
本願は、2019年12月26日に日本に出願された特願2019-236187号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
このような電解質膜の成膜工程においては、例えば、リチウムとリンとを含む蒸着源を用いて、窒素を含むプラズマによって成膜して、窒素を含有した膜を成膜することが知られている。
1.絶縁性を充分に有する成膜を可能とすること。
2.電池製造に充分な電解質膜の製造を可能とすること。
前記搬送部によって搬送される前記基材表面の成膜領域に窒素およびリチウムを含有する電解質膜を成膜する成膜部と、
前記成膜部よりも前記基材の移動方向に対して下流となる位置に設けられ、前記成膜部での成膜後に前記搬送部によって搬送される前記基材表面の前記電解質膜に接触して前記成膜領域に含まれる異物を除去する異物除去部と、
前記異物除去部よりも前記基材の移動方向に対して下流となる位置に設けられ、前記異物除去部による異物除去後に前記搬送部によって搬送される前記基材の前記成膜領域に、電解質膜を再成膜する再成膜部と、
を備え、
前記搬送部は、前記基材裏面が接触して巻回される搬送ローラと第1メインローラと第2メインローラとを有し、
前記成膜部は、前記第1メインローラに巻回された前記基材の表面に向けて原料を出射する成膜源を有し、
前記再成膜部は、前記第2メインローラに巻回された前記基材の表面に向けて原料を出射する成膜源を有し、
前記搬送部において、前記搬送ローラと前記第1メインローラと前記第2メインローラとが、巻回された前記基材裏面に対して前記電解質膜の成膜される前記基材表面が拡がるように位置している、
ことにより上記課題を解決した。
本発明の成膜装置は、前記異物除去部は、前記基材を挟んで前記搬送ローラの反対側に位置し、前記搬送ローラに巻回された前記基材表面の前記電解質膜に相対的に移動した状態で接触する接触部を有し、
接触部が円筒状のローラとされて、前記ローラが前記基材の搬送方向と交差する方向の軸線を有する、ことができる。
本発明の成膜装置は、前記異物除去部において、前記基材裏面が前記搬送ローラに接触して前記搬送ローラに巻回され、前記基材に近接する前記電解質膜の部分に比べて前記電解質膜の表面が伸長した状態で前記ローラが前記電解質膜に接触する、
ことができる。
本発明の成膜装置は、前記接触部が発泡樹脂材料からなるか、または、前記接触部が不織布からなる、
ことができる。
本発明において、前記ローラは、異物における前記電解質膜表面から突出した部分を引っ掛けて、前記電解質膜から異物を分離するとともに、異物における前記電解質膜表面よりも凹んだ部分を押圧して、前記電解質膜から異物を分離することが可能なように網目状あるいは棒状となった部分を有し、
前記ローラが前記基材の前記搬送方向と逆方向に回転される、
ことが好ましい。
本発明の成膜装置は、前記ローラと前記基材表面とは、前記接触部の接触点において互いに接触し、
前記ローラの回転方向に沿って前記接触点から見た前記ローラの接線方向は、前記基材の前記搬送方向とは反対である、
ことが可能である。
また、本発明において、前記異物除去部は、吸引部を有し、
前記吸引部は、前記ローラが接触する前記基材の近傍に位置する吸引ノズルと、前記吸引ノズルに接続された吸引ポンプと、を有する、
ことができる。
また、本発明の成膜装置は、前記成膜部では、前記第1メインローラ付近のプラズマ発生領域にプラズマを発生させるとともに、
前記再成膜部では、前記第2メインローラ付近のプラズマ発生領域にプラズマを発生させ、
異物によって膜厚方向に導通しない前記電解質膜を成膜する、
ことができる。
さらに、前記電解質膜として、LiPONの成膜をおこなう、
ことができる。
これにより、基板の成膜領域に付着しているパーティクル等の異物がある場合でも、成膜後にパーティクル等の異物を除去することができる。したがって、パーティクル等の異物によって膜厚方向に電解質膜が導通されることがない。このため、パーティクル等の異物によって膜厚方向に電解質膜の絶縁が破れることを防止することができる。絶縁性が所定の状態である電解質膜を製造可能とすることができる。
これにより、パーティクル等の異物が除去された前記電解質膜の上に、新たに電解質膜を積層して再び成膜する。下側、つまり、基板に近接する位置にある電解質膜は、異物除去部によってパーティクル等の異物が除去されているので、たとえ、上側に再成膜された電解質膜に異物が含まれていた場合でも、このパーティクル等の異物が、膜厚方向で電解質膜を貫通してしまうことを防止できる。したがって、積層されたこれら二層の電解質膜は、パーティクル等の異物によって膜厚方向に導通されることがない。
さらに、パーティクル等の異物が除去された前記電解質膜において、除去された異物に対応する部分を新たに充填した状態で、電解質膜を再び成膜することができ、積層された電解質膜の表面に沿った方向、または、基板の表面に沿った方向において、膜厚の均一性を維持することができる。
これにより、異物除去部と基板との間で相対移動速度を所定の範囲に設定して、パーティクル等の異物を確実に除去するために必要な当接状態(接触状態)を実現する。同時に、成膜した電解質膜の表面に必要以上に影響を与えて、電解質膜そのものにダメージを与えてしまうことを防止することができる。
これにより、異物除去部と基板との当接状態(接触状態)を、異物除去部による異物除去に好適な状態として、パーティクル等の異物を確実に除去することができる。
具体的には、発泡樹脂材料における網目状となった部分で、電解質膜表面に、好適な圧力で当接するとともに、発泡樹脂材料における網目状となった部分で、異物における電解質膜表面から突出した部分を引っ掛けて、電解質膜から異物を分離することができる。あるいは、発泡樹脂材料における網目状あるいは棒状となった部分で、異物における電解質膜表面よりも凹んだ部分を押圧して、電解質膜から異物を分離することができる。さらに、発泡樹脂材料における網目状あるいは棒状となった部分で、電解質膜表面よりも埋め込まれた異物を押圧して、異物の表面を覆う薄い電解質とともに、基板に付着している電解質膜から異物を分離することができる。なお、このような異物除去の機序には、よく判明していない部分もあるが、本発明の接触部により、異物除去は好適におこなうことが可能である。
発泡樹脂材料としては、例えば、ポリエステル、ポリウレタン等を例示することができる。
これにより、異物除去部と基板との当接状態(接触状態)を、異物除去部による異物除去に好適な状態として、パーティクル等の異物を確実に除去することができる。
具体的には、不織布における繊維状となった部分で、電解質膜表面に、好適な圧力で当接するとともに、不織布における繊維状となった部分で、異物における電解質膜表面から突出した部分を引っ掛けて、電解質膜から異物を分離することができる。あるいは、不織布における繊維状あるいは棒状となった部分で、異物における電解質膜表面よりも凹んだ部分を押圧して、電解質膜から異物を分離することができる。さらに、不織布における繊維状あるいは棒状となった部分で、電解質膜表面よりも埋め込まれた異物を押圧して、異物の表面を覆う薄い電解質とともに、基板に付着している電解質膜から異物を分離することができる。なお、このような異物除去の機序には、よく判明していない部分もあるが、本発明の接触部により、異物除去は好適におこなうことが可能である。
これにより、異物除去部と基板との当接状態(接触状態)が、電解質膜の表面を擦って異物を掻き取るために必要な状態とされ、当接圧、当接速度、異物へ引っ掛かる状態、異物を分離する分離力等を、異物を電解質膜から分離するために好適な状態に制御することが容易となる。これにより、電解質膜の表面ダメージを与えないで、基板に付着している電解質膜から異物を分離することができる。
これにより、異物除去部と基板との当接状態(接触状態)が、電解質膜の表面を擦って異物を掻き取るために必要な状態とされ、当接圧、当接速度、異物へ引っ掛かる状態、異物を分離する分離力等を、異物を電解質膜から分離するために好適な状態に制御することが容易となる。これにより、電解質膜の表面ダメージを与えないで、基板に付着している電解質膜から異物を分離することができる。
また、接触部の交換を容易におこなうことが可能となる。
これにより、好ましい異物除去部と基板との当接状態(接触状態)が、電解質膜の表面を擦って異物を掻き取るために必要な状態とされ、当接圧、当接速度、異物へ引っ掛かる状態、異物を分離する分離力等を、異物を電解質膜から分離するために好適な状態に制御することが容易となる。これにより、電解質膜の表面ダメージを与えないで、基板に付着している電解質膜から異物を分離することができる。
前記ローラと前記基板とは、前記接触部の接触点において互いに接触し、前記ローラの回転方向に沿って前記接触点から見た前記ローラの接線方向は、前記基板の搬送方向とは反対であることができる。
図1は、本実施形態における成膜装置を示す模式図であり、図1において、符号10は、成膜装置である。図1において、X軸、Y軸及びZ軸方向は相互に直交する3軸方向を示し、X軸及びY軸は、水平方向、Z軸方向は鉛直方向を示す。
本実施形態に係る成膜装置10は、ロールトゥロール装置である場合を説明するが、本発明は、この構成に限定されるものではなく、基板搬送中に枚葉の基板に成膜する構成とすることもできる。
第1メインローラ113、第2メインローラ114は、それぞれ図示しない回転駆動部を備え、図1における紙面に鉛直なZ軸線周りに所定の回転速度で、矢印方向にそれぞれ回転可能に構成されている。
これにより、真空チャンバ内において、巻出しローラ111から巻取りローラ112へ向かって基材Fが所定の搬送速度で搬送される。
また、再成膜部13は、図示しない排気ラインに接続されている。第2メインローラ114は、再成膜部13を構成する。
成膜部12には、成膜ガスを供給するガス供給部122が接続される。ガス供給部122は、プラズマ発生部を構成する。ガス供給部122は、窒素を含む成膜ガスを成膜領域の近傍の領域に供給可能とされる。
成膜部12には、図1に示すように、蒸着源(成膜源)121と第1メインローラ113との間に、成膜領域を規定する成膜領域規定部として、開口部123aを有するシールド(遮蔽部)123が設けられる。
また、第1メインローラ113の内部位置、つまり、基材Fの裏面(他面)側となる位置には、マグネット125が配置される。
ローラ141は、円筒状とされ、成膜部12で成膜領域に電解質膜FL1が成膜された基材Fに対して電解質膜FL1に接触する接触部を構成する。
ローラ141は、成膜部12よりも基材Fの移動方向に対して下流となる位置に設けられる。
ローラ141は、基材Fの搬送方向と交差する方向の軸線(シャフト)を有する。ローラ141は、基材Fの搬送方向と逆方向に回転される。
接触部としての円筒状のローラ141は、発泡樹脂材料からなる。具体的には、ローラ141は、スポンジ状の樹脂が円筒状に形成された外表面を有する。
ローラ141は、異物における電解質膜FL1表面から突出した部分を引っ掛けて、電解質膜FL1から異物を分離することが可能なように網目状あるいは棒状の部分を有する。
ローラ141は、異物における電解質膜FL1表面よりも凹んだ部分を押圧して、電解質膜FL1から異物を分離することが可能なように網目状あるいは棒状となった部分を有する。
さらに、ローラ141は、電解質膜FL1表面よりも埋め込まれた異物を押圧して、異物の表面を覆う薄い電解質とともに、基板に付着している電解質膜FL1から異物を分離することができる網目状あるいは棒状となった部分を有する。
吸引ノズル142aは、ローラ141と基材Fとの接触する位置の近傍に開口する。吸引ノズル142aは、基材Fと接触していたローラ141が、回転によって基材Fから離間する箇所の付近に位置に開口する。つまり、吸引ノズル142aは、基材Fの搬送方向に対して逆方向に回転するローラ141に対して、ローラ141よりも上流側に開口する。なお吸引部142を設けない構成も可能である。
なお、吸引部142は、吸引ノズル142aによって、吸引したパーティクル等の異物を吸引するために、ガスを噴出する噴出ノズルを有することもできる。
ローラ146は、円筒状とされ、ローラ141が接触した後の成膜部12で成膜領域に電解質膜FL1が成膜された基材Fに対して電解質膜FL1に接触する接触部を構成する。
ローラ146は、ローラ141よりも基材Fの移動方向に対して下流となる位置に設けられる。
ローラ146は、基材Fの搬送方向と交差する方向の軸線(シャフト)を有する。ローラ146は、基材Fの搬送方向と逆方向に回転される。
接触部としての円筒状のローラ146は、発泡樹脂材料からなる。具体的には、ローラ146は、スポンジ状の樹脂が円筒状に形成された外表面を有する。
ローラ146は、異物における電解質膜FL1表面から突出した部分を引っ掛けて、電解質膜FL1から異物を分離することが可能なように網目状あるいは棒状の部分を有する。
ローラ146は、異物における電解質膜FL1表面よりも凹んだ部分を押圧して、電解質膜FL1から異物を分離することが可能なように網目状あるいは棒状となった部分を有する。
さらに、ローラ146は、電解質膜FL1表面よりも埋め込まれた異物を押圧して、異物の表面を覆う薄い電解質とともに、基板に付着している電解質膜FL1から異物を分離することができる網目状あるいは棒状となった部分を有する。
また、ローラ146は、ローラ141に対して、硬度、発泡状態、あるいは、押圧力や回転速度等の当接状態などが、異なる構成とされてもよい。これにより、ローラ146とローラ141とが、異なる大きさのパーティクルを除去するように構成されることができる。
吸引ノズル147aは、ローラ146と基材Fとの接触する位置の近傍に開口する。吸引ノズル147aは、基材Fと接触していたローラ146が、回転によって基材Fから離間する箇所の付近に位置に開口する。つまり、吸引ノズル147aは、基材Fの搬送方向に対して逆方向に回転するローラ146に対して、ローラ146よりも上流側に開口する。なお吸引部147を設けない構成も可能である。
なお、吸引部147は、吸引ノズル147aによって、吸引したパーティクル等の異物を吸引するために、ガスを噴出する噴出ノズルを有することもできる。
再成膜部13の蒸着源(成膜源供給部)131は、リチウム金属を蒸発させるリチウム蒸発源であり、例えば、抵抗加熱式蒸発源、誘導加熱式蒸発源、電子ビーム加熱式蒸発源等で構成される。
再成膜部13には、成膜ガスを供給するガス供給部132が接続される。ガス供給部132は、プラズマ発生部を構成する。ガス供給部132は、窒素を含む成膜ガスを成膜領域の近傍の領域に供給可能とされる。
再成膜部13には、図1に示すように、蒸着源(成膜源)131と第2メインローラ114との間に、成膜領域を規定する成膜領域規定部として、開口133aを有するシールド(遮蔽部)133が設けられる。
また、第2メインローラ114の内部位置、つまり、基材Fの裏面(他面)側となる位置には、マグネット135が配置される。
なお図示せずとも、成膜装置10は、ローラ141,146、吸引部142,147、蒸着源121,131や搬送部11、真空ポンプ、ガス供給部122,132、プラズマ発生電源124,134、マグネット125,135等を制御する制御部を備える。上記制御部は、CPUやメモリを含むコンピュータで構成され、成膜装置10の全体の動作を制御する。
なお、以下の成膜方法としては、基材F上に、窒素およびリチウムを含有する電解質膜FLを形成する方法について説明する。特に、LiPONからなる電解質膜FLを形成する方法について説明する。
このとき、蒸発材料を直接に電子ビームによって蒸発させる。同時に、窒素含有の成分、好ましくは窒素含有の反応性ガスが真空チャンバ内へ導入され、そして立ち上がる蒸気粒子雲がプラズマによって貫通される。
この場合、通電または誘導加熱されたボート型蒸発器(ルツボ)内部で蒸発材料が直接的に加熱される。
さらに、磁界重畳されたグロー放電によってプラズマを発生させて、大きな延在面にわたって極めて均質なプラズマ伝播を可能にしてもよい。また、パルスプラズマを使用することで、析出プロセス安定性を向上できる。
まず、真空チャンバ内を排気し、成膜部12、再成膜部13、異物除去部14を所定の真空度に維持する。
また、基材Fを支持する搬送部11を駆動させ、基材Fを巻出しローラ111から巻取りローラ112に向けて搬送させる。基材Fは、成膜部12および再成膜部13において、X方向に沿って搬送(移動)される。
なお、基材Fには、あらかじめ、正極あるいは集電体などが所定の領域に形成されている。
成膜部12では、ガス供給部122から第1メインローラ113付近の領域に向けて、窒素を含有するガスが成膜領域の近傍の領域に導入される。
また、成膜部12では、接続されたプラズマ発生電源124から、第1メインローラ113にプラズマ発生電力が供給される。同時に、成膜部12では、接続された磁界発生電源から供給された電力によって、マグネット125が磁束を発生する。
これにより、プラズマ発生領域にプラズマが発生する。
このとき、リチウム原料の蒸気流は、シールド123の開口部123aによって、基材Fへの到達領域を規制される。
シールド123の開口部123a付近の領域において、プラズマ化された窒素ガスによって活性化されたリチウムを含む蒸着粒子は、窒素を含有した電解質膜FL1として基材F0の表面に成膜されて基材F1となる。
成膜部12で電解質膜FL1が成膜された基材F1は、搬送部11によって、異物除去部14へと搬送される。
このとき、異物除去部14では、ローラ141と基材F1との当接状態(接触状態)を、異物除去部14による異物除去に好適な状態として設定する。具体的には、基材F1の搬送速度と、基材F1の搬送方向と逆回転するローラ141の回転速度とを、所定の範囲となるように設定する。
ローラ141は、パーティクルFP等の異物が電解質膜FL1表面から突出した部分を網目状あるいは棒状の部分に引っ掛けて、電解質膜FL1からパーティクルFP等の異物を分離する。
ローラ141は、網目状あるいは棒状となった部分が、パーティクルFP等の異物における電解質膜FL1表面よりも凹んだ部分を押圧して、電解質膜FL1から異物を分離する。
さらに、ローラ141は、網目状あるいは棒状となった部分が、電解質膜FL1表面よりも埋め込まれたパーティクルFP等の異物を押圧して、パーティクルFP等の異物の表面を覆う薄い電解質とともに、基材F1に付着している電解質膜FL1からパーティクルFP等の異物を分離する。
このとき、異物除去部14では、ローラ146と基材F2との当接状態(接触状態)を、異物除去部14による異物除去に好適な状態として設定する。具体的には、基材F2の搬送速度と、基材F2の搬送方向と逆回転するローラ146の回転速度とを、所定の範囲となるように設定する。
ローラ146は、パーティクルFP等の異物が電解質膜FL1表面から突出した部分を網目状あるいは棒状の部分に引っ掛けて、電解質膜FL1からパーティクルFP等の異物を分離する。
ローラ146は、網目状あるいは棒状となった部分が、パーティクルFP等の異物における電解質膜FL1表面よりも凹んだ部分を押圧して、電解質膜FL1から異物を分離する。
さらに、ローラ146は、網目状あるいは棒状となった部分が、電解質膜FL1表面よりも埋め込まれたパーティクルFP等の異物を押圧して、パーティクルFP等の異物の表面を覆う薄い電解質とともに、基材F1に付着している電解質膜FL1からパーティクルFP等の異物を分離する。
これにより、基材F3は、図3に示すように、ローラ141によって電解質膜FL1からパーティクルFP等の異物が分離される。
また、再成膜部13では、接続されたプラズマ発生電源134から、第2メインローラ114にプラズマ発生電力が供給される。同時に、再成膜部13では、接続された磁界発生電源から供給された電力によって、マグネット135が磁束を発生する。
これにより、プラズマ発生領域にプラズマが発生する。
このとき、リチウムを含む原料の蒸気流は、シールド133の開口133aによって、基材F3への到達領域を規制される。
シールド133の開口133a付近の領域において、プラズマ化された窒素ガスによって活性化されたリチウムを含む蒸着粒子は、窒素を含有した電解質膜として基材F3の表面に成膜される。
これにより、電解質膜FL1に積層して、電解質膜FL2が成膜された基材F4となる。
なお、図4では、電解質膜FL1に、パーティクルFP等の異物が除去された状態を明示しているが、実際にはこの除去部分にも、再成膜部13によって成膜された電解質膜FL2が入り込み、除去部分に電解質膜が充填された状態となっている。ここで、電解質膜FL2は、電解質膜FL1と同等の組成を有することで、電解質膜FL1と電解質膜FL2とは、ほぼ、単層膜としてみなすことができる。
これにより、成膜装置10における成膜を終了する。
さらに、再成膜部13における再成膜後に、再成膜部13よりも下流位置において異物除去処理をおこなうこともできる。
この場合、全ての成膜後に毎回異物除去処理をおこなうことができ、複数の成膜部に対して、複数の成膜部と同数の異物除去部を配置することもできる。さらに、この場合、全ての成膜後に毎回異物除去処理をおこなう必要はなく、複数の成膜部に対して、複数の成膜部の数よりも少ない異物除去部を配置することもできる。
図5は、本実施形態の成膜装置における異物除去部を示す模式拡大図である。本実施形態において、上述した第1実施形態と異なるのは、異物除去部に関する点であり、これ以外の上述した第1実施形態と対応する構成には同一の符号を付してその説明を省略する。
具体的には、不織布として、クリーンルーム対応の品質とされたコットンリンターやポリエステル繊維などから形成された部材を挙げることができる。
図6は、本実施形態の成膜装置における異物除去部を示す模式拡大図である。本実施形態において、上述した第1および第2実施形態と異なるのは、異物除去部に関する点であり、これ以外の上述した第1および第2実施形態と対応する構成には同一の符号を付してその説明を省略する。
図7は、本実施形態の成膜装置における異物除去部を示す模式拡大図である。本実施形態において、上述した第1~第3実施形態と異なるのは、異物除去部に関する点であり、これ以外の上述した第1~第3実施形態と対応する構成には同一の符号を付してその説明を省略する。
ローラ148は、その外周がブラシ状、あるいは、フィン状に形成される。
フィン状とされたローラ148は、フィンがローラ148の軸線と略平行に形成されるか、あるいは、ローラ148の軸線と角度を有するように交差して形成されることができる。ブラシ状、あるいは、フィン状のローラ148は、可撓性を有する。
成膜条件を、以下に示す。
基材F:PET樹脂
成膜部12における成膜厚さ:1μm
再成膜部13における成膜厚さ:1μm
発泡樹脂材料:モルトフィルターMP-55(株式会社イノアックコーポレーション製)
発泡樹脂材料:ポリエステル
発泡樹脂材料密度:57±5kg/m2
発泡樹脂材料引張強さ:147kPa以上
発泡樹脂材料引張伸び率:200%以上
回転スピード:0.5~5m/min
上記のLiPON膜(電解質膜)において、2mm角、10mm角、30mm角の成膜領域を選択し、これを実験例1~3として、電極を形成して膜厚方向における絶縁性を測定した。
ここで、複数の成膜領域において、5MΩ以上とされる規定の絶縁率を満たしたものを「適」とし、規定の絶縁率を満たさなかったものを「不適」として、測定対象の全数に対する「適」の個数をパーセンテージで表した。
その結果を図8に示す。図8において、それぞれの結果は、2mm、10mm、30mmとして示している。
実験例1~3と同様に成膜するが、異物除去部14による異物除去処理をおこなわないでLiPON膜(電解質膜)において、2mm角、10mm角、30mm角の成膜領域を選択し、これを比較例1~3として、実験例1~3と同様に電極を形成して膜厚方向における絶縁性を測定した。
その結果を図8に示す。
実験例1~3と同様に成膜するが、異物除去部14におけるローラ141の発泡樹脂材料を変更した。
発泡樹脂材料:モルトフィルターMP-65(株式会社イノアックコーポレーション社製)
発泡樹脂材料:ポリエステル
発泡樹脂材料密度:57±5kg/m2
発泡樹脂材料引張強さ:147kPa以上
発泡樹脂材料引張伸び率:200%以上
実験例1~3と同様に成膜するが、異物除去部14におけるローラ141の発泡樹脂材料を変更した。
発泡樹脂材料:モルトフィルターMP-80(株式会社イノアックコーポレーション社製)
発泡樹脂材料:ポリエステル
発泡樹脂材料密度:80±10kg/m2
発泡樹脂材料引張強さ:196kPa以上
発泡樹脂材料引張伸び率:300%以上
実験例1~3と同様に成膜するが、異物除去部14におけるローラ141の発泡樹脂材料を変更した。
発泡樹脂材料:モルトフィルターMP-50(株式会社イノアックコーポレーション社製)
発泡樹脂材料:ポリエステル
発泡樹脂材料密度:30±5kg/m2
発泡樹脂材料引張強さ:147kPa以上
発泡樹脂材料引張伸び率:200%以上
実験例1~3と同様に成膜するが、異物除去部14におけるローラ141の発泡樹脂材料を変更した。
発泡樹脂材料:モルトフィルターMP-40(株式会社イノアックコーポレーション社製)
発泡樹脂材料:ポリエステル
発泡樹脂材料密度:30±5kg/m2
発泡樹脂材料引張強さ:147kPa以上
発泡樹脂材料引張伸び率:200%以上
実験例1~3と同様に成膜するが、異物除去部14におけるローラ141の発泡樹脂材料を変更した。
発泡樹脂材料:モルトフィルターMP-30(株式会社イノアックコーポレーション社製)
発泡樹脂材料:ポリエステル
発泡樹脂材料密度:30±5kg/m2
発泡樹脂材料引張強さ:98kPa以上
発泡樹脂材料引張伸び率:200%以上
これに対して、比較例4~6においては、異物除去部14による異物除去処理をおこなっても、規定の絶縁率を満たした「適」の個数が増加していないことがわかった。
11…搬送部
12…成膜部
13…再成膜部
14…異物除去部
111…巻出しローラ
112…巻取りローラ
113…第1メインローラ
114…第2メインローラ
115,116…搬送ローラ
121,131…蒸着源(成膜源)
122,132…ガス供給部
123,133…シールド(遮蔽部)
123a,133a…開口部
124,134…プラズマ発生電源
125,135…マグネット
141,143,144,145,146,148…ローラ
142,147…吸引部
142a,147a…吸引ノズル
142b,147b…吸引ポンプ
F…基材(基板)
FL,FL1,FL2…電解質膜
FP…パーティクル
Claims (9)
- 基材を搬送する搬送部と、
前記搬送部によって搬送される前記基材表面の成膜領域に窒素およびリチウムを含有する電解質膜を成膜する成膜部と、
前記成膜部よりも前記基材の移動方向に対して下流となる位置に設けられ、前記成膜部での成膜後に前記搬送部によって搬送される前記基材表面の前記電解質膜に接触して前記成膜領域に含まれる異物を除去する異物除去部と、
前記異物除去部よりも前記基材の移動方向に対して下流となる位置に設けられ、前記異物除去部による異物除去後に前記搬送部によって搬送される前記基材の前記成膜領域に、電解質膜を再成膜する再成膜部と、
を備え、
前記搬送部は、前記基材裏面が接触して巻回される搬送ローラと第1メインローラと第2メインローラとを有し、
前記成膜部は、前記第1メインローラに巻回された前記基材の表面に向けて原料を出射する成膜源を有し、
前記再成膜部は、前記第2メインローラに巻回された前記基材の表面に向けて原料を出射する成膜源を有し、
前記搬送部において、前記搬送ローラと前記第1メインローラと前記第2メインローラとが、巻回された前記基材裏面に対して前記電解質膜の成膜される前記基材表面が拡がるように位置している、
成膜装置。 - 前記異物除去部は、前記基材を挟んで前記搬送ローラの反対側に位置し、前記搬送ローラに巻回された前記基材表面の前記電解質膜に相対的に移動した状態で接触する接触部を有し、
接触部が円筒状のローラとされて、前記ローラが前記基材の搬送方向と交差する方向の軸線を有する、
請求項1に記載の成膜装置。 - 前記異物除去部において、前記基材裏面が前記搬送ローラに接触して前記搬送ローラに巻回され、前記基材に近接する前記電解質膜の部分に比べて前記電解質膜の表面が伸長した状態で前記ローラが前記電解質膜に接触する、
請求項2に記載の成膜装置。 - 前記接触部が発泡樹脂材料からなるか、または、前記接触部が不織布からなる、
請求項2または請求項3に記載の成膜装置。 - 前記ローラは、異物における前記電解質膜表面から突出した部分を引っ掛けて、前記電解質膜から異物を分離するとともに、異物における前記電解質膜表面よりも凹んだ部分を押圧して、前記電解質膜から異物を分離することが可能なように網目状あるいは棒状となった部分を有し、
前記ローラが前記基材の前記搬送方向と逆方向に回転される、
請求項2又は請求項4のいずれかに記載の成膜装置。 - 前記ローラと前記基材表面とは、前記接触部の接触点において互いに接触し、
前記ローラの回転方向に沿って前記接触点から見た前記ローラの接線方向は、前記基材の前記搬送方向とは反対である、
請求項5に記載の成膜装置。 - 前記異物除去部は、吸引部を有し、
前記吸引部は、前記ローラが接触する前記基材の近傍に位置する吸引ノズルと、前記吸引ノズルに接続された吸引ポンプと、を有する、
請求項6に記載の成膜装置。 - 前記成膜部では、前記第1メインローラ付近のプラズマ発生領域にプラズマを発生させるとともに、
前記再成膜部では、前記第2メインローラ付近のプラズマ発生領域にプラズマを発生させ、
異物によって膜厚方向に導通しない前記電解質膜を成膜する、
請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の成膜装置。 - 前記電解質膜として、LiPONの成膜をおこなう、
請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の成膜装置。
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