JPS6312939B2

JPS6312939B2 -

Info

Publication number: JPS6312939B2
Application number: JP56161622A
Authority: JP
Inventors: Koichi Shinohara
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1981-10-09
Filing date: 1981-10-09
Publication date: 1988-03-23
Also published as: JPS5864381A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は高分子成形物基板を巻取りながら蒸着
する装置の改良にかかり、主として高速で、比較
的高融点物質の薄膜を得るのに適した装置の提供
を目的としている。

巻取り蒸着は、これまで紙、プラスチツクフイ
ルム上に主としてアルミニウムの薄膜を形成する
ことで、コンデンサ、装飾、包装、金銀糸等の用
途が主であつた。

しかし近年、高密度記録に適する磁気記録媒体
として、強磁性金属をプラスチツクフイルム上に
蒸着して得た蒸着テープの開発をはじめ、機能薄
膜を連続してプラスチツクフイルム上に形成する
技術の改良が各方面で活発に進められている。

この際、問題となるのは、用いられる蒸着材料
がAlに比較して高融点であるため、プラスチツ
クの受ける熱影響が大きくなることである。

これはシワの発生、局部的な破れ等の欠陥とな
り、機能薄膜の連続蒸着可能な装置が待たれてい
るのが現状である。

本発明はかかる要求に適合する蒸着装置を提供
することを目的とするもので、第１図にその一実
施例の構成を、第２図に、他の実施例の要部構成
をそれぞれ示し、第３図にその蒸発源装置の一例
を示し、それらについて以下詳細に説明する。

真空槽１内部に回転支持体２と送り出し軸３、
巻き取り軸４とフリーローラ５とからなる巻き取
り機構を配設する。ただし、巻き取り機構は、こ
れに限定されるものではなく、エキスパンダゴム
ローラ、近接ローラ等の公知の要素を適宜組み合
わせて構成してもよいことは勿論である。

高分子成形物基板６の蒸着される面に対向して
グロー放電発生機構７を、また前記蒸着面と反対
側の面を蒸着後にグロー放電処理するためのグロ
ー放電発生機構８をそれぞれ配設する。ただし、
グロー放電発生機構７は必ずしも必要としない
し、それぞれが両面を処理する機構であつてもよ
いし、また、これらの放電発生機構７，８も、交
流グロー、直流グロー、高周波グロー、あるいは
それぞれと磁場との組合せにより、イオン化効率
を高めたグロー放電発生機構のいずれであつても
いいのは当然である。

ここで、簡単にグロー放電処理機構７，８の機
能について触れる。前者の機構７は周知の前処理
をするためのもので、基板６の表面のクリーニン
グ作用と、付着強度の改良に有効であるとされる
高分子成形物表面にOH基等の極性基を形成する
作用を有しているのに対して、後者の機構８は全
く異なる作用で主として、後述する電子注入によ
る帯電した高分子成形基板６上にイオンを吸着さ
せてみかけ上中和させて、後の巻き取りにより発
生するしわや、フイルム間の強い接着により発生
するブロツキング等を防止する重要な役目を有し
ている。

回転支持体２は、第１図では内部にたとえば温
度調整されたナイブラインを循環させることで、
表面温度を一定に保持された回転円筒である。

蒸発源はたとえば電子ビーム蒸発源で、回転支
持体２と、得たい特性、蒸着効率等を勘案して、
適切な相対位置関係に配設される。この蒸発源
は、蒸発容器部９と補給材料予備溶解部１０と溶
融金属（蒸発材料）供給部１１とで構成されてい
る。この一例は、第３図に示されているように、
溶融金属の容器としては一体になつているもので
ある。蒸発容器部９は、同軸形の電子線発生装置
１２より放射される電子ビーム１３により、高温
に保持され、一方予備溶解部１０は、同軸形の電
子線発生装置１４より放射される電子ビーム１５
により溶解状態を保持するように構成されてい
る。そして、蒸発した材料を補給するために、蒸
発材料１６をたとえば棒状にし、送り機構１７に
より連続的にまたは間欠的に送り出し、その先端
部を電子ビーム１５によつて溶解するよう構成さ
れている。この補給機構については前述のものに
こだわる必要はないが、長尺のものを効率よく製
造するのに適した構成とする。

蒸発した金属は、遮蔽体１８により、その一部
の入射角成分に限定される。無論、蒸発方式はこ
れに限られるものでなく、公知の方式を使用して
もよい。

回転支持体２に沿つて移動する高分子成形物基
板６を蒸着に先立ち、電子線照射をするための機
構は、たとえば、電子線発生装置１９と電子ビー
ム２０で模式的に示されている。

この機構は、本発明の装置の重要な要素であ
り、高分子成形物基板６が加速電子を照射して帯
電させ、静電引力でたとえば接地電位に保持され
ている回転支持体２に前記基板６を密着させて、
前記基板６の熱劣化を防止する役割を果すもので
ある。したがつて、必要な条件は、幅方向に対し
て均一に照射するように電子線を、電磁的に偏向
走査すること、基板の厚みにより加速電子のエネ
ルギーを適宜選択することである。また、基板６
の移動速度が大きくなるに従つて比例的に電流値
を増すことも必要となつてくる。

上述したことは、経験的に充分求めうることで
あつて、装置の規模、具体的には回転支持体２の
大きさ、フイルム状の基板６の幅等に応じて、実
験的に最適条件を設定する。無論、簡単な演算回
路を付加することによつて、条件設定により、電
子線照射装置を自動的に制御することも容易にな
しうることである。

２１は、真空槽１内部を所定の真空度に保持す
るための排気機構である。

さらに外部よりたとえば酸化性の気体を一定
量、真空槽１内に導入する機構や、グロー放電処
理機構により、真空槽１内に積極的に差圧をもた
せること、それに必要な排気系の配設等は適宜実
施できるもので本発明を制約するものではない。

第２図に示す本発明の他の実施例は、回転支持
体として、回転円筒によらないものである。すな
わち、高分子成形物基板２２は、回転円筒体２
３，２４により、冷却され、駆動される。たとえ
ばSUS３０４の薄板により構成された金属ベル
ト２５に沿つて巻き取られるよう構成されている
ものである。２６，２７はフリーローラである。
他の構成要素については第１図に示した実施例と
対応するものに同じ符号を付している。

第３図は、蒸発源装置の一例を示しており、こ
の装置においては、たとえばAl₂O₃を主体とした
耐火物により容器３７が構成される。この容器３
７は、多くの場合、複数に分割された要素を突き
合わせ、必要に応じて、スタンプ剤で図示してな
い、これら容器を包含する外側容器内に仮固定さ
れる。

溝３４は蒸発部で、３８は電子ビームの走査状
況を模式的に示すものである。溝３５は、溝３４
の部分で蒸発により減少する溶融金属を補充する
ために、あらかじめ供給機構（図示せず）により
連続的にまたは間欠的に送り出される棒状蒸発材
料４０を電子ビーム３９により溶解し、ため込む
ためのものである。勿論、電子ビーム３９は、こ
の金属を溶融状態に保つよう作用するものでもあ
る。

溶融状態の金属は、溝３６を通つて溝３４に送
られて、蒸発金属の減少分の補充に使用される。

なお、蒸発源装置はこれによらずともよく、補
給金属は棒状でなくてもよいが、溝３６の部分で
固化しないように熱設計には注意すべきであるこ
とは勿論で、安全のために、溝３６の下部にたと
えばシーズヒータを埋設するなど、補助的な熱源
を配することができるのも勿論である。

本装置により、長尺の磁気記録媒体の製造を実
施した場合について次に説明する。

高分子成形物基板として、特殊な表面状態を有
する（平均粗さ200Å）ポリエチレンテレフタレ
ートフイルム（9.5μｍ厚）を10000ｍ準備する。

回転支持体２には直径１ｍのものを使用する。
電子線発生装置１９として、加速電圧30KV、ビ
ーム電流が10μA〜20ｍＡの範囲で可変の装置を
使用し、回転支持体２の表面でビームスポツト径
を55mmに設定し、0.1m²走査する。電子線発生装
置１２のビーム電流は最大5Aである。電子線発
生装置１４としては、加速電圧20KV、ビーム電
流3Aの装置を使用する。

蒸発源９と遮蔽体１８との関係は入射角が40゜
となるよう設定した。

蒸発容器の寸法は第３図でWo＝35mm、Lo＝
800mmとし、比較例として容器Wo＝110mm、Lo＝
800mmの供給なしの場合を検討した。

蒸発材料としてCo100％を用い、蒸着膜厚を
0.1μｍ、保磁力800〔Oe〕をうるべく、真空槽１
内に外部より0.33N・／分の酸素を導入し、酸
素分圧5.3×10^-5Torrで蒸着を行つた。グロー放
電発生機構７，８は同軸マグネトロン放電を利用
し、条件は圧力0.03Torr、500V、1.3A一定とし
た。

まず基板６の初めの5000ｍ分を電子線発生装置
１９により180μｍの電子ビームを照射しながら
速度50ｍ／分で走行させ、その表面に磁性層を形
成した。蒸発容器９内への投入パワー51KW一定
とした。その間直径45〜50mmのCo棒２本を毎分
５〜10mmで送り出しながら、20KV、45KWで溶
解補充を行つた。

このようにして得られた磁気テープ用原反には
しわの存在が認められなかつた。これを1/2イン
チ巾にスリツトして、特性を測定したところ、記
録波長1.0μｍでの出力の変動は±0.5dB以内であ
つた。

これに対して従来タイプの蒸着装置として、第
１図に示した装置の一部の機能を作用させずに使
用し、蒸着を行つた。すなわち、電子線発生装置
１９を動作させずにルツボに35KgのCo100％を入
れて前述のルツボを用いた。

0.1μｍのCo層を形成するに要した電子線発生
装置１２のパワーは95KWで、巻き取りスピード
は、30ｍ／分と遅かつたが、それより致命的に劣
つている点は、蒸着開始後2000ｍ付近でしわが急
激に発生し、さらに蒸着を続けたところ、2070ｍ
でフイルムが熱ダメージにより溶融して切れてし
まつた点である。基板をかえて、同様の蒸着を２
回試みたが、900ｍ、2600ｍで同様な現象が起こ
つた。これに対して、本発明の装置は、Co80％
−Ni20％、Co70％−Fe5％−Ni25％、Fe100％に
ついて試みていずれもCo100％と同様のテープ用
原反5000ｍをそれぞれ得ることができ、さらに、
10000ｍについても、確認し、本発明の工業的有
価値性を調べた。

上述したことは、第２図のように直径300mmの
回転円筒２個を、中心記距離550mmに設定し、角
度θを60゜に設定した金属ベルト（SUS304、0.5
mm厚を電子ビーム溶接してエンドレス化したも
の）に沿つて移動させた高分子成形物上に、蒸着
しても同様であつた。

基板については4.5〜26μｍの厚さの範囲で確認
したが、厚みにより蒸着に先立ち照射する電子ビ
ームのエネルギーを若干高めることが、しわの発
生に有効であること等、多少の条件設定は検討を
必要とするものの、Co、Fe、Niあるいはそれら
の合金のみの蒸着にとどまらず、Si、Ti、Ｗ、
Mo等の高融点材料の蒸着に有用性が大きく、基
板についてもポリエチレンテレフタレートフイル
ムに限らず、他のプラスチツクフイルムについて
も有用であり、広範な用途に対応できる本装置の
工業的有価値性はきわめて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる真空蒸着装置の一実施
例の構成を示す概念図、第２図は同じく他の実施
例の構成を示す概念図、第３図は本発明の真空蒸
着装置において使用される蒸発源装置の一例の構
成を示す平面図である。１……真空槽、２……回転支持体、３……送り
出し軸、４……巻き取り軸、６……高分子成形物
基板、７，８……グロー放電発生機構、９……蒸
発容器部、１０……補給材料予備溶解部、１１…
…溶融金属（蒸発材料）供給部、１２，１４……
電子線発生装置、１３，１５……電子ビーム、１
６……蒸発材料、１７……送り機構、１８……遮
蔽体、１９……電子線発生装置、２０……電子ビ
ーム、２１……排気機構、２２……高分子成形物
基板、２３，２４……回転円筒体、２５……金属
ベルト。

Claims

【特許請求の範囲】

１真空槽内に、回転支持体と、前記回転支持体
に沿つて、高分子成形物基板を移動させる捲き取
り機構と、前記回転支持体と対向した蒸発源装置
と、前記回転支持体に沿つて移動する高分子成形
物基板を蒸着に先立ち電子線照射する機構と、前
記高分子成形物基板の蒸着面とは反対側の面を前
記回転支持体に沿つてグロー放電処理する機構と
を具備することを特徴とする真空蒸着装置。