JPS6240373A - 半連続巻取式真空蒸着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は大気圧以下に減圧された真空槽内【おいて長尺
の基板を連続走行させながら基板表面に薄膜を形成する
半連続巻取式真空蒸着装置に関するものであり、コンデ
ンサ用としてのアルミ蒸着から磁気テープ用の磁性材料
の蒸着などに応用されるものである。

従来の技術 真空技術は食品加工から半導体製造に至るまで広範囲の
分野で使用されている。この中にあって長尺の基板、主
に高分子より成る基板を用いて、基板を連続して走行さ
せ、この間に基板表面に薄膜形成を行なう半連続巻取式
真空蒸着装置が多く用いられている。これらの主なもの
はアルミ蒸着を行なう包装紙や装飾紙、フィルムコンデ
ンサ。

反射フィルム等や磁性材料蒸着による磁気テープ等への
使用がある。

特に磁性材料を用いた磁気テープの製造では真空蒸着法
以外にメッキやイオンブレーティング。

スパッターリングによる基板表面への薄膜形成が提案さ
れている。

以下図面を用いて従来装置の構成を述べる。第４図は従
来から用いられている半連続巻取式真空蒸着装置の一例
である。真空槽１内は排気管１７゜１８により大気圧以
下に減圧される。１５．１６は排気管の途中に明けられ
ている開閉の為の弁である。真空槽内は遮蔽飯１４によ
シ上室６と下室７に分離されている。上室６には長尺の
基板２の巻出３及び巻取４系が設けられていて、真空度
は１Ｏ−５（Ｔｏｒｒ）程度に減圧されている。５は基
板２の走行のためのフリーローラである。下室７は蒸着
を行なうための室で、真空度は１０−’　（Ｔｏｒｒ）
程度に減圧されている。ベース８上に蒸着材料１０を収
納するための容器９が置かれている。蒸着材料１０は加
熱源１１により加熱され溶解した後に蒸発原子１２とな
り、蒸着ローラ１３の外周に蒸着ローラと同期して走行
する基板２の表面に付着して薄膜を形成する。

発明が解決しようとする問題点 このように構成された従来の半連続巻取式真空蒸着装置
で、比較的蒸発温度の低いアルミニウムなどの加熱には
抵抗加熱や誘導加熱が用いられる。

アルミニウム蒸着では基板が高分子形成物の場合蒸着ロ
ーラ１３を冷媒などによりマイナス２０′ｃ程度まで冷
却することで、蒸発源からの基板２表面に対する輻射熱
や、付着原子が持っている凝縮熱の影響を除去して、基
板２の熱ダメージを防止している。基板２の熱ダメージ
は基板２に対する折スジやシワの発生さらに焼損となり
、蒸着での大きな問題であり、冷却装置は装置価格やラ
ンニングコストなどを含めて製品コストに大きく影−響
を与えている。また蒸発温度が２０００°Ｃにも達する
コバルト、ニッケル等の磁性材料を高分子形成物基板や
高分子形成物表面になんらかの層を形成した複合基板表
面上に蒸着しようとすると、上述のアルミニウム蒸着に
用いる冷却方法では基板の熱ダメージが大きく半連続巻
取式での真空蒸着を効率良く行なうには限界があシ、工
業的な生産性、コスト等から大きな問題となっていた。

本発明は上記従来の問題点を解決すると共に、生産性、
コスト等に優れた半連続巻取式真空蒸着装置の提案を目
的とするものである。

問題点を解決するための手段 本発明の半連続巻取式真空蒸着装置は、真空槽みに基板
巻出９巻取等の基板走行系、蒸着ローラ。

蒸着系等と共に、基板表面処理用のイオンボンバード装
置とエレクトロンボンバード装置を設置して成るもので
、イオンボンバード装置は基板の巻出後と、巻出前に設
け、エレクトロンボンバード装置は基板巻出後イオンボ
ンバード装置と蒸着工程の中間に設けた構成である。

作　　用 本発明は、イオンボンバード装置とエレクトロンボンバ
ード装置によシ基板表面をボンバード処理することで基
板の静電気除去や脱ガス、また基板帯電等の作用により
従来から問題となっていた基板の熱ダメージを無くすと
ともに薄膜の特性向上を図ることができるものである。

実施例 第１図は本発明の一実施例である０２０は真空槽であり
、排気管４０．４１にて真空排気が行なわれる。４１．
４３は排気管４０．４３に設けられた弁である。２３は
幅５０ｏ、長さ１０００ｍ。

厚さ１６μｍの高分子形成物表面に樹脂を主成分とする
混合物層を形成した複合基板（以後基板と言う）で、２
４．２５はそれぞれ基板の巻出部。

巻取部である。２７．２８はイオンボンバード装置、２
９はエレクトロンボンバード装置、３８は蒸着ローラ、
３５は蒸発材料、３２は加熱源である０ 幅５００１長さ１０００ｍ、厚さ１６μｍの基板２３は
真空槽２０の上室２２において巻出部２４にセットされ
る。上室の真空度は１０−’　（Ｔｏｒｒ　）に減圧し
た。基板２３は巻出部２４よりフリーローラ２ｅを経て
イオンボンバード装置２７に入る。

イオンボンバード装置には酸素を供給して０　のイオン
を発生させ、基板２３に０＋のイオンを照射する。この
時の上室は酸素ｏ、ｓｌ／Ｂの供給で１０−２（Ｔｏｒ
ｒ）となっている０イオンボンバード装置２７を通過し
た基板２３はフリーローラ２６、図示されてないエキス
パンドローラ、ニラ７’　０−ラを経て矢視３９の回転
方向に回転する蒸着ローラ３８の外周に入る。基板２３
の走行速度は５０ｃｍ　７ｍ１ｙｒ　）であった。下室
３１は真空度が１０〜５（Ｔｏｒｒ）に減圧されていて
、上室２２とは遮蔽板２１′により分離されている。２
１は蒸発物質がエレクトロンボンバード装置２９への付
着を防止するための遮蔽板である。遮蔽板２１′と上室
２２間の室３１には蒸着ローラ３８と対向してヘエレク
トロンボンバード装置２９が設けられていて、エレクト
ロンボンバード装置２９から発生した電子線３０の一部
を対向した蒸着ローラ３８外周上の基板２３に照射する
。電子線３０を基板２３表面に照射することで基板表面
の脱ガスが行なわれるとともに基板２３が帯電して蒸着
ローラ３８外周への密着力が極めて強くなる。電子線照
射で蒸着ローラ３８に密着した基板は、蒸着ローラ３８
と共に次の蒸着工程に入る。ベース３３上に設けられた
耐火物ルツボ３４内に磁性材料であるコバルト、ニッケ
ル合金３５を入れ、加熱源３２により加熱、蒸発させる
。３６は基板２３へ　′の蒸発原子３７の入射を制限す
るマスクであり、本実施例では最小入射角が０°とした
。尚、加熱源には電子銃を用いた。蒸発原子３７の一部
は蒸着ローラ３８外周上の基板２３上に蒸着して厚さ０
．１μｍの薄膜を形成する。尚、蒸発原子３７は通常図
示されていないシャッターにより基板２３表面へは到達
しないようにしてあり、蒸着時のみシャッターを開状態
にして基板２３表面へ薄膜を形成する。表面に薄膜層を
形成した基板２３′はフリーローラ２６を経て再びイオ
ンボンバード′装置２８に入る。イオンボンバード装置
には酸素が供給されていてぴのイオンを発生させて基板
２３′の表面にイオンを照射する。この後フリーローラ
２６を経て基板は巻取３６にいたる。

第２図、第３図に本発明の主構成要素であるイオンボン
ノ、ぐ−ド装置とエレクトロンボンハート装置の一実施
例を示す。

第２図イはイオンボンバード装置の概要図を示す。放電
電極４０．４１はケースカバー４２内に設けられている
。ケースカバー４２は基板４３通過部のスリットを除き
ほぼ密封されている。放電電極へは４０と４１の甑に電
気導体４４′を用いて電力を供給する。交流の場合は８
００（Ｖ）４（８）。

直流の場合は１０ＱＯ（至）５（春とした。各放電電極
４０．４１の放電制御は供給電力量と酸素ガス４６の量
で行なった。第２図口に放電電極の内部構造図を示す。

直径４０．、長さ７００ｍｍ　、厚さ３Ｍのステンレス
パイプから成る放電電極ケース４６の内部に、外径２５
Ｍ、内径１０Ｍ、厚さ２０皿の永久磁石４７を、ステン
レス支持棒４８に永久磁石４７が１つ毎にＮ極、Ｓ極が
反発するように５　’ＯＯ１ｍ幅に配置して両端をポル
ト４９で固定し、ステンレス支持棒の両端を放電電極ケ
ース４６の両端に固定した。このようにして２０Ｍ間隔
でＮ、Ｓ極間による磁場６４ができる。また放電電極は
永久磁石４７の放電による温度上昇を防止するため冷却
水５１を導入口６ｏより入れ６２の糸路を通し出水口６
３から放出する。尚、冷却水の導入口６０及び出水口６
３と図示されていない外部パイプとの接続は水が漏れな
いようにしである。このような放電電極を第１図イの如
く配置して交流８０ｏｖを印加して各放電電極４１゜４
２の磁場中及び周辺で放電を持続させて酸素ガス４６を
０　イオンとして基板４３に照射する。

第３図にエレクトロンボンバード装置の概要図を示す。

６５は直径１．０ｍｍ　ｓ長さ５００　ｍｍのタングス
テン線で、両端を高圧碍子にて絶縁支持している。５ｂ
は電子線５７の飛散を防止すると同時に反射させて所定
の基板６１への電子線５７の照射量を増加させるための
カバーである。タングステンヒータ５５に交流１００Ｖ
の電圧５８を印加して電流を流すことでタングステンヒ
ータ５６は自己発熱して熱電子を放電する。この熱電子
を電子線として基板６１に照射するため加速電圧として
直流３０（Ｋ　Ｖ）　５Ｂのマイナスがタングステンヒ
ータ６５に接地され、プラスがアース６０に接地される
。電子ａ６７が照射された基板６１は表画面、本実施例
においては形状１寸法を掲げて詳細を説明したが、本発
明はこれらに限定されるものではなく、基板材料、蒸着
材料、供給ガス等も同様で、電圧、電流条件も本実施例
のみに限定されるものではないことは言うまでもない。

発明の効果 このようにして構成された本発明の半連続巻取式真空蒸
着装置は、 （１）巻出後のイオンボンバードにより基板に存在する
静電気ＯがＯ＋で打消され、エレクトロンボンバード効
果が向上する。

（２）　　エレクトロンボンバードてより脱ガス作用が
生じ、薄膜組成が蒸発材料にほぼ近くなり、磁性材料で
は良い磁気特性が得られる。

（３）　　エレクトロンボンバードによるｅ−の帯電で
基板と蒸着ローラ、の密着力が極めて強くなり基板の熱
劣化が少ない。従って （ａ）　　蒸着での歩留りが向上する。

（ｂ）　　基板と蒸発源距離を小さくできて、蒸着効率
が向上する。

（Ｃ）磁性薄膜の磁気特性が向上した。

（→　薄膜の付着強度が向上した。

（ｅ）　　金属薄膜の光沢度が向上した。

（４）残存ｅ−ｆイオンボンバードで０１によりｅ″″
を減少して基板の巻取り全正常に行ない、シワやスジの
ない巻取りができた。

（５）冷却設備が不要でイニシャルコスト、ランニング
コストが低い。

（６）生産性が向上してコスト低減ができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の真空蒸着装置の一実施例を−示す構成
図、第２図イはイオンボンバード装置の概要図、口は放
電電極の内部構造図、第３図はエレクトロンボンバード
装置の概要図、第４図は従来の真空蒸着装置を示す構成
図である。 ２ｏ・・・・・・真空槽、２３・・・・・・基板、２７
．２８・・・・・・イオンボンバード装置、３８・・・
・・・蒸着ローラ、３５・・・・・・蒸発材料、３２・
・・・・・加熱源０代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏
　男　ほか１名２７−２８−−４１ｙｆソに−Ｐｊｌｋ
ｆｌ第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）１０＾−＾２（Ｔｏｒｒ）以下に減圧された真空
   槽内に長尺基板の巻出、巻取を含む基板走行系を有する
   半連続巻取式真空蒸着装置において、基板の巻出、巻取
   間にフリーローラ、エキスパンダとともに、少なくとも
   ２ケ所以上のイオンボンバード装置と、少なくとも１ケ
   所以上のエレクトロンボンバード装置と、少なくとも１
   ケ所以上の真空蒸着のための蒸発源を併設してなる半連
   続巻取式真空蒸着装置。
2. （２）基板を巻出から巻取へ走行させ、この間に基板表
   面をイオンボンバード、エレクトロンボンバード、真空
   蒸着、イオンボンバードの順に表面処理を行なうことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の半連続巻取式真
   空蒸着装置。