TWI754620B

TWI754620B - 長條基板之捲取方法及捲取裝置、以及具備該捲取裝置的長條基板之表面處理裝置

Info

Publication number: TWI754620B
Application number: TW105134022A
Authority: TW
Inventors: 丹波裕規
Original assignee: 日商住友金屬礦山股份有限公司
Priority date: 2015-10-27
Filing date: 2016-10-21
Publication date: 2022-02-11
Also published as: JP2017081679A; CN108367873B; KR20180070572A; WO2017073411A1; CN108367873A; JP6979265B2; TW201722828A

Abstract

本發明提出一種於已捲取之長條基板之兩端部分不容易產生條紋狀花紋的長條基板之捲取方法。

本發明係將捲對捲地搬送之長條樹脂膜等長條基板捲取於圓筒狀之捲取芯的長條基板之捲取方法，其中，當將長條基板捲取於捲取芯時，係以長條基板之寬度方向兩端部位於較寬度方向中央部相對捲取芯之旋轉中心軸更遠之位置的方式進行捲取，較佳為，於接觸捲取芯之外周面被最先捲取的長條基板之前端部，以長條基板之寬度方向兩端部較寬度方向中央部相對距捲取芯之旋轉中心軸位於50~200μm遠處之方式進行捲取。

Description

長條基板之捲取方法及捲取裝置、以及具備該捲取裝置的長條基板之表面處理裝置

本發明係關於一種將捲對捲方式搬送之長條基板捲取於捲取芯的捲取方法及捲取裝置、以及具備該捲取裝置的捲對捲濺鍍裝置等長條基板之表面處理裝置。

液晶面板等顯示面板、筆記型電腦、數位相機、行動電話等中使用有於樹脂膜上設有配線電路之可撓配線基板。該可撓配線基板可藉由對於在樹脂膜之一面或雙面具有金屬膜之附金屬膜之樹脂膜進行圖案化加工而製作。近年來，上述可撓配線基板之配線圖案存在逐漸纖細化、高密度化之傾向，隨之，亦要求附金屬膜之樹脂膜平滑且外觀上無皺褶或條紋。

作為上述附金屬膜之樹脂膜之製造方法，先前，已知有如下方法：利用接著劑將金屬箔貼附於樹脂膜而進行製造的方法(3層基板之製造方法)；對金屬箔塗佈樹脂溶液後使其乾燥而進行製造的方法(澆鑄法)；單獨使用真空成膜法、或併用真空成膜法與濕式鍍敷法於樹脂膜成膜有金屬膜而進行製造的方法(金屬噴塗法)等。而且，作為金屬噴塗法中使用之真空成膜法，有真空蒸鍍法、濺鍍法、離子鍍法、離子束濺鍍法等。

關於金屬噴塗法，例如於專利文獻1中記載有於聚醯亞胺絕緣層上濺鍍成膜有鉻層後，濺鍍成膜有銅層，從而形成導體層的方法。關於該利用濺鍍進行之成膜，一般而言，密接力優良，但與真空蒸鍍法相比，賦予作為基材之樹脂膜的熱負載更大。此外，亦知若成膜時對樹脂膜施加較大的熱負載，則膜容易產生皺褶。

因此，於對聚醯亞胺膜等樹脂膜利用濺鍍進行成膜而製作附金屬膜之樹脂膜的步驟中，一般使用具備罐狀輥之濺射鍍膜機(sputtering web coater)。此裝置係如專利文獻2之記載所述，一面將捲對捲地搬送之長條之樹脂膜捲繞於內部有冷媒循環之罐狀輥一面進行濺鍍成膜，能立即將因樹脂膜之表面側之成膜而令該樹脂膜所產生之熱自其背面側除去，故而，能抑制濺鍍成膜時之熱負載之不良影響從而有效地防止皺褶產生。

然而，就顯示面板之觸控面板感測器中使用之導電性基板而言，為了實現大型化或應答之高速化，嘗試使用配置有微細之金屬配線之透明樹脂膜來代替先前之ITO電極。該導電性基板亦可與上述可撓配線基板同樣地由附金屬膜之樹脂膜製作，但當金屬配線使用銅時，銅具有金屬光澤，故而，有時會產生因反射而導致顯示之視認性下降的問題。因此，有時於金屬配線之表面設置黑色之黑化層。例如專利文獻3中揭示有一種具備黑化層之觸控感測器面板。

先前技術文獻專利文獻

專利文獻1：日本特開平2-98994號公報

專利文獻2：日本特開昭62-247073號公報

專利文獻3：日本特開2013-225276號公報

上述金屬噴塗法中，若於真空腔室內等減壓環境下將捲對捲地搬送之長條基板捲取於圓筒狀之捲取芯，則有時會令所捲取之長條基板之寬度方向之兩端部分產生條紋狀花紋。尤其是，就於銅層之表面設有由黑色之化學上不定比之金屬氧化物等構成的黑化層的附金屬膜之樹脂膜而言，若產生條紋狀花紋則外觀不良，從而有損產品價值。本發明係鑒於上述先前技術之問題而完成，其目的在於提供一種於捲取之長條基板之寬度方向之兩端部分不容易產生條紋狀花紋的捲取方法及捲取裝置。

為了達成上述目的，本發明提供之長條基板之捲取方法，係將以捲對捲方式搬送之長條基板捲取於圓筒狀之捲取芯，其特徵在於：當將長條基板捲取於該捲取芯時，以長條基板之寬度方向兩端部較寬度方向中央部相對該捲取芯之旋轉中心軸位於較遠處之方式進行捲取。

而且，本發明提供之長條基板之捲取裝置，係將以捲對捲方式搬送之長條基板捲取於圓筒狀之捲取芯，其特徵在於：於該捲取芯之外周面上捲繞有長條基板之寬度方向兩端部的部位，分別設有於周方向連續延伸的凸狀之高低差部。

根據本發明，幾乎不會出現當將經表面處理之長條基板捲取於捲取芯時容易產生於寬度方向兩端部分的條紋狀花紋，能提升長條基板之表面處理時之良率。

F‧‧‧長條基板

O‧‧‧旋轉中心軸

10‧‧‧真空成膜裝置

11‧‧‧捲出室

12‧‧‧成膜室

13‧‧‧捲取室

14‧‧‧捲出芯

16、17、23、24‧‧‧自由輥

15、18、22、25‧‧‧張力感測輥

19‧‧‧前送料輥

20‧‧‧罐狀輥

21‧‧‧後送料輥

26‧‧‧捲取芯

26a‧‧‧凸狀之高低差部

30、31、32、33‧‧‧磁控管濺鍍陰極

圖1係表示適宜採用本發明之捲取裝置的真空成膜裝置之一具體例之前視圖。

圖2係示意性表示當將長條基板捲取於捲取芯時產生的長度方向上之張力之立體圖。

圖3係表示本發明之捲取裝置之一具體例之立體圖。

圖4係表示本發明之實施例之捲取裝置的前視圖。

首先，作為適宜使用本發明之長條基板之捲取裝置的表面處理裝置之具體例，參照圖1，對於在真空環境下對以捲對捲方式搬送之長條基板可連續且高效地實施利用熱負載之成膜處理的真空成膜裝置進行說明。再者，以下之說明中，係以作為長條基板之一例而使用長條樹脂膜基板，作為施加熱負載之成膜處理之一例而進行濺鍍成膜處理的情況為例進行說明。

該圖1所示之長條樹脂膜基板F(以下，亦簡稱為長條基板F)之真空成膜裝置10亦稱為濺射鍍膜機，將自設於捲出室11內之作為捲出手段之捲出芯14捲出的長條基板F捲繞於設於成膜室12內之罐狀輥20之外周面，一面進行冷卻一面藉由施加熱負載之作為表面處理手段之濺鍍機構實施成膜處理後，利用設於捲取室13內之作為捲取手段之捲取芯26進行捲取。

若進行具體說明，則於捲出芯14至捲取芯26為止之長條基板F之捲對捲搬送路徑中的、自捲出芯14至罐狀輥20之間，依下述符號順序配置有導引長條基板F之自由輥16、17、對長條基板F之張力進行測量之張力感測輥15、18、及設於緊靠罐狀輥20上游側之馬達驅動之前送料輥19。

前送料輥19發揮相對於罐狀輥20之圓周速度而調整自張力感測輥18送向罐狀輥20的長條基板F之速度的作用，藉此，能使連續搬送之長條基板F確實地密接於內部循環有水等冷媒之罐狀輥20之外周面，從而能高效地進行冷卻。

自罐狀輥20至捲取芯26為止之搬送路徑亦與上述自捲出芯14至罐狀輥20為止之搬送路徑相同地，依下述符號順序配置有相對於罐狀輥20之圓周速度進行調整的馬達驅動之後送料輥21、測量長條基板F之張力的張力感測輥22、25、及對長條基板F進行導引之自由輥23、24。

於上述捲出芯14及捲取芯26，藉由各種利用粉末離合器等之扭矩控制而保持長條基板F之張力平衡。而且，利用與罐狀輥20之旋轉連動旋轉的馬達驅動之前送料輥19及後送料輥21，自捲出芯14捲出長條基板F且將其捲取於捲取芯26。

於罐狀輥20之周圍，沿罐狀輥20之外周面上所劃分之搬送路徑，以與捲繞於該罐狀輥20之外周面之長條基板F對向之方式設有板狀之4個磁控管濺鍍陰極30、31、32及33。再者，金屬膜之濺鍍成膜時，可使用板狀之靶材，但當使用板狀靶材時，有時靶材上會產生突起(異物成長)。當此成為問題時，較佳為使用不易產生突起、靶材之使用效率亦較高的圓筒形旋轉靶材。

於上述真空成膜裝置10，進而設有用於改變長條基板F之搬送方向之自由輥(未圖示)、或用於使真空腔室內減壓且維持該狀態的乾泵、渦輪分子泵、低溫線圈等真空排氣設備(未圖示)。利用該真空排氣設備，將真空成膜裝置10之成膜室12減壓至到達壓力10^-4Pa左右、且利用之後之濺鍍氣體之導入而進行0.1~10Pa左右之壓力調整，於該壓力條件下進行濺鍍成膜。濺鍍氣體可使用氬氣等公知氣體，可根據目的進而添加氧氣等氣體。再者，真空腔室之形狀或材質只要能適應上述減壓狀態則無特別限定，可使用多種類型。

利用使用有上述真空成膜裝置10之金屬噴塗法，例如能於長條樹脂膜之表面利用濺鍍而連續積層Ni系合金等之膜與Cu膜，此時，即便對濺鍍陰極投入大電力而對長條樹脂膜施加較高之熱負載，亦能利用罐狀輥20立即除熱，故而能高速成膜。因此，能以較高之生產性製造出無皺褶之高品質的附金屬膜之樹脂膜，且能降低成本。

上述由Ni合金等構成之膜稱為籽晶層，其組成可根據附金屬膜之樹脂膜之電絕緣性或耐遷移性等所需之特性而選擇。該籽晶層可使用Ni-Cr合金、鎳鉻合金、康銅、莫乃耳等各種公知合金，其膜厚一般為3~100nm。而且，當希望上述籽晶層之上所積層之Cu膜等金屬膜進一步變厚至50nm~12μm左右時，作為上述真空成膜處理之後續處理，亦可進行普通的濕式鍍敷處理。作為該後續處理之濕式鍍敷處理包括僅利用電性鍍敷處理使金屬膜變厚的情況、及利用鍍敷條件不同之複數種濕式鍍敷法之組合來使金屬膜變厚的情況。當為後者時，可列舉例如作為一次鍍敷進行無電解鍍敷處理，作為二次鍍敷進行電解鍍敷處理之方法。

再者，於上述長條樹脂膜基板，亦可代替Ni-Cr合金或Cu等金屬膜而成膜有氧化物膜或氮化物膜等、或除該金屬膜之外還成膜有氧化物膜或氮化物膜等。該等氧化物膜或氮化物膜之種類或膜厚可根據目的適當決定，亦包括化學不定比之膜。該等氧化物膜(亦包括化學不定比之情況)或氮化物膜(亦包括化學不定比之情況)之膜厚一般較佳為3~100nm之範圍內。

於由上述方法製作之附金屬膜之樹脂膜，繼而藉由利用減成法或半加成法對金屬膜進行圖案化加工而形成配線電路。此處，所謂減成法係指：利用光阻劑覆蓋附金屬膜之樹脂膜之表面，除去金屬膜(例如上述Cu膜)中希望作為配線而保留之部分以外的光阻劑而設置開口部，對自該開口部露出之金屬膜進行蝕刻處理而製作配線基板。

另一方面，所謂半加成法係指：利用光阻劑覆蓋附金屬膜之樹脂膜之表面，將金屬膜中希望作為配線而厚膜化之部分之光阻劑除去而設置開口部，於自該開口部露出之金屬膜之上，利用電性鍍敷而形成厚膜之配線，當除去光阻劑後對全體進行蝕刻而除去多餘部分之金屬膜，從而製作配線基板。因此，根據上述可撓配線基板之製造方法，附金屬膜之樹脂膜之金屬膜的膜厚有所不同。一般而言，當採用減成法時，金屬膜之膜厚為5~12μm，當採用半加成法時，金屬膜之膜厚為5μm以下。

作為上述附金屬膜之樹脂膜所使用之樹脂膜，可列舉例如聚醯亞胺系膜、聚醯胺系膜、聚酯系膜、聚四氟乙烯系膜、聚苯硫醚系膜、聚萘二甲酸乙二酯系膜或液晶聚合物系膜等樹脂膜。該等材料具有附金屬膜之樹脂膜所要求的作為可撓基板之柔軟性、實用中所需之強度、適宜作為配線材料之電絕緣性等，故而較佳。而且，只要樹脂膜之厚度為5~100μm、寬度為20~80cm左右，則容易處理，且能良好地進行濺鍍成膜處理，故而較為理想。

然而，於用作觸控面板感測器用構件之導電性基板中，為了使上述Cu膜等金屬膜之反射不明顯，有時於金屬膜之表面設置由化學不定比之金屬氧化物等構成的黑色之黑化層。黑化層係由銅、鎳、鎢等不定比之氧化物等構成，目視時為黑色。該等化學不定比之膜可藉由在上述濺鍍成膜時向濺鍍氣體中適當添加氧氣或氮氣而製作。

然而，若於金屬膜之表面成膜有黑化層後利用捲取芯進行捲取，則有時可目視發現於捲取之附金屬膜之樹脂膜之寬度方向兩端部產生條紋。尤其是當設有黑化層之金屬膜(例如Cu膜)之膜厚為5μm以下時，有時可目視發現於黑化層產生明顯的條紋。可推斷該條紋產生之原因在於：當長條基板捲取於捲取芯時，金屬膜於寬度方向之兩端部與中央部被不均勻地捲起而產生變質。當然，當於金屬膜(例如Cu膜)之表面未設黑化層時，雖目視時無法發現條紋，但認為亦會如上所述因不均勻地捲起而令金屬膜發生變質。

上述條紋之產生係於減壓環境下捲取長條基板時尤其顯著。其理由在於：若於大氣壓下將長條基板捲取於捲取芯，則於已被捲取之長條基板之間會混入大氣，故而於進行捲取時，混入之大氣會使作用於長條基板之其長度方向(搬送方向)上之張力緩和。另一方面，若於減壓環境下將長條基板捲取於捲取芯，則於已被捲取之長條基板之間幾乎不會混入氣體，故而，長條基板係藉由上述捲取時長度方向上之張力而捲起。此時，如圖2中之黑箭頭所示，長條基板F之寬度方向上之張力之分佈係於寬度方向中央部最強，而於寬度方向兩端部最弱。

因此，於本發明之一具體例中，如圖3所示，於捲取芯26之外周面上的供長條基板F之寬度方向兩端部捲繞的部位，分別設有於周方向連續延伸的凸狀之高低差部26a。藉此，能將長條基板F之寬度方向上之兩端部的長度方向上之張力調整得較高，能使利用捲取芯26進行捲取時之寬度方向中央部之張力與寬度方向兩端部之張力大致等同。結果，能抑制長條基板F之變質，故而，能幾乎避免於寬度方向兩端部產生條紋狀花紋。

即，藉由設置上述凸狀高低差部26a，使得捲取芯26之外周面上的、接觸於長條基板F之寬度方向兩端部的部分的外徑大於接觸於長條基板F之寬度方向中央部的部分的外徑，即，捲取芯26之外周面上的、接觸於長條基板F之寬度方向兩端部的部分的外周長於接觸於長條基板F之寬度方向中央部的部分的外徑，故而，以長條基板F之寬度方向兩端部位於較之寬度方向中央部距捲取芯26之旋轉中心軸O更遠之位置的方式進行捲取。結果，當長條基板F追隨捲取芯26之旋轉而捲取時，長條基板F之寬度方向之兩端部藉由凸狀高低差部26a而受到向長度方向拉伸的力，故而，會相應地於長度方向產生張力。藉此，可補充長條基板F之寬度方向之兩端部的不足的長度方向上之張力，故而，能防止局部捲起(捲起之偏差)，結果，能防止於附金屬膜之樹脂膜之寬度方向兩端部產生條紋。

本發明之一具體例之捲取芯26之外徑較佳為8~25cm左右，其長度只要長於捲取之長條基板F之寬度則無特別限制。設於該捲取芯26之外周面上的分別接觸於長條基板F之寬度方向兩端部的部位的、於圓周方向連續的一對凸狀高低差部26a之高低差較佳為50~200μm。若該高低差超過200μm，則容易因捲取於捲取芯26之長條基板F之鄰接之層彼此的摩擦而帶電，從而有因由帶電所致之電位差產生放電而產生有損產品之外觀的放電痕跡之虞。另一方面，當高低差未達50μm時，難以防止上述捲取時條紋之產生。

長條基板F於其寬度方向上與各凸狀高低差部26a重合之長度理想的為10mm以下。例如，當一對凸狀高低差部26a處於長條基板F之兩緣部之間時，較佳為各凸狀高低差部26a具有10mm以下之寬度。再者，各凸狀高低差部26a既可僅配置於與長條基板F重合之部分，亦可自與長條基板F重合之位置到達捲取芯26之緣部。而且，各凸狀高低差部26a既可以於捲取芯26之平坦之外周面產生高低差之方式貼附帶狀之樹脂膜或金屬箔，亦可以形成凸狀之高低差部之方式由圓筒構件削成。

再者，認為，即便並不如上所述於捲取芯26設置凸狀高低差部26a，而是於長條基板F之搬送路徑上，在最鄰接於捲取芯之導輥之外周面設置如上所述的凸狀之高低差部，亦能獲得同樣地效果。即，發現，當使用外周面具有凸狀高低差部之導輥時，雖亦能與上述之捲取芯26同樣地，提高長條基板F之寬度方向之兩端部的長度方向上之張力，但之後，當捲繞於捲取芯之外周面時，長條基板F之寬度方向之兩端部會受到向長度方向收縮之力，故而，長條基板F之寬度方向之兩端部容易發生摩擦而帶電，結果，會出現產生放電之問題。

以上，雖對本發明之一具體例之捲取芯及具有該捲取芯之捲取裝置進行了說明，但本發明並不限於該一具體例，可於不脫離本發明主旨之範圍內以各種形態實施。例如，圖1之真空成膜裝置10係實施濺鍍成膜處理作為施加熱負載之處理，故而，圖示有磁控管濺鍍陰極，而當施加熱負載之處理為CVD(化學蒸鍍)或蒸鍍處理等其他表面處理時，可設置其他真空成膜手段來代替板狀靶材。

而且，已列舉減壓環境下之長條樹脂膜之成膜裝置為例進行了說明，但並不限於減壓環境下，例如，於採用大氣壓中之加熱器之乾燥裝置中亦適宜使用本發明之捲取芯或捲取裝置。此時使用之長條基板除可使用聚對苯二甲酸乙二酯(PET)膜等樹脂膜或聚醯亞胺膜等樹脂膜之外，還可使用金屬箔或金屬帶。

實施例

[實施例1]

使用圖1所示之成膜裝置(濺射鍍膜機)，且使用氧氣作為反應性氣體而製作附金屬膜之樹脂膜。具體而言，作為罐狀輥20，係使用對外徑600mm、寬度750mm之不銹鋼製之輥本體表面實施鍍硬鉻後所得者，且使冷媒於其內部循環而將溫度控制為約0℃。於磁控管濺鍍陰極30、31安裝金屬層用之Cu靶材，於磁控管濺鍍陰極32、33安裝黑化層用之Cu-Ni靶材。

作為捲取芯26，使用圖4所示之外徑180mm、長度700mm之圓筒構件，於其兩端部分別遍及全周而貼附厚度75μm、寬度8mm之帶狀之樹脂膜，從而設置高低差75μm之一對凸狀高低差部26a。作為長條基板F，使用厚度50μm、寬度600mm且長度1200m之PET膜。藉此，各凸狀高低差部26a與PET膜之寬度方向之重合為8mm。

當利用複數台乾泵將真空腔室10排氣至5Pa後，進而使用複數台渦輪分子泵與低溫線圈排氣至3×10^-3Pa。並且，一面以搬送速度2m/分鐘搬送PET膜，一面對於陰極30與陰極31利用電力控制進行成膜以獲得膜厚80nm之Cu膜，且對於陰極32與陰極33，導入氬氣氣體500sccm與氧氣50sccm之混合氣體，利用電力控制進行成膜以獲得膜厚30nm且化學不定比之Ni-Cu氧化膜作為黑化層。該狀態下，成膜有1200m之PET膜。成膜後，目視確認捲取於捲取芯26之附金屬膜之樹脂膜，發現其兩端部未產生條紋。

[實施例2]

將凸狀高低差部26a之高低差設為180μm，除此以外皆與實施例1同樣地製作附金屬薄膜之樹脂膜。成膜有1200m之PET膜之後，目視確認捲取於捲取芯26之附金屬膜之樹脂膜，發現其兩端部未產生條紋。

[比較例1]

使用無凸狀高低差部26a之平坦的捲取芯，除此以外皆與實施例1等同地製作附金屬薄膜之樹脂膜。成膜有1200m之PET膜之後，目視確認捲取於捲取芯之附金屬膜之樹脂膜，發現兩端部產生條紋。

[參考例]

於緊靠捲取芯26之上游側設置導輥，且於其外周面之兩端部均以分別與PET膜重合8mm之方式設置高低差75μm之凸狀高低差部，除此以外皆與實施例1同樣地製作附金屬薄膜之樹脂膜。成膜有1200m之PET膜之後，目視確認捲取於捲取芯26之附金屬膜之樹脂膜，發現兩端部幾乎未產生條紋狀花紋，但產生可能因捲取芯26之兩端部之帶電所致的放電痕。

26‧‧‧捲取芯

26a‧‧‧凸狀之高低差部

O‧‧‧旋轉中心軸

Claims

一種長條基板之捲取方法，係將以捲對捲方式搬送之長條基板捲取於圓筒狀之捲取芯，其特徵在於：當將上述長條基板捲取於該捲取芯時，以上述長條基板之寬度方向兩端部較寬度方向中央部相對該捲取芯之旋轉中心軸位於50~200μm遠處之方式進行捲取，上述捲取芯之外徑為8~25cm，於減壓環境下將上述長條基板捲取，藉此抑制條紋狀花紋及放電痕跡之產生。
一種長條基板之捲取裝置，其抑制條紋狀花紋及放電痕跡之產生，其係將以捲對捲方式搬送之長條基板捲取於圓筒狀之捲取芯，其特徵在於：於該捲取芯之外周面上捲取長條基板之寬度方向兩端部的部位，分別設有於周方向連續延伸之高低差為50~200μm之凸狀之高低差部；上述捲取芯之外徑為8~25cm；於減壓環境下將上述長條基板捲取。
如申請專利範圍第2項之長條基板之捲取裝置，其中，除上述凸狀之高低差部外，上述捲取芯之外周面具有大致相同的外徑。
一種長條基板之表面處理裝置，具備用以對在真空腔室內以捲對捲方式搬送之長條基板施以表面處理的表面處理手段、及用以對經表面處理之上述長條基板進行捲取之由圓筒狀之芯構成的捲取手段，其特徵在於：上述捲取手段係申請專利範圍第2或3項之長條基板之捲取裝置。
一種捲對捲濺鍍裝置，其為用於申請專利範圍第4項之表面處理裝置之裝置，上述表面處理手段係濺鍍陰極。