(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空槽内で基材を所定方向に移送させながら、この基材の表面に微粒子を蒸着させる蒸着装置であって、
この蒸着装置は、
前記基材の表面側に配置され、前記微粒子の原材料が供給される容器と、
この容器と前記基材を介して対向する側に配置された温度制御ユニットとを備え、
この温度制御ユニットは、
温度制御された液体または固体の熱媒体が供給される伝熱ブロックと、
この伝熱ブロックの前記基材との対向面側に保持された伝熱ローラーとを備え、
この伝熱ローラーは、
降下移動して前記基材の裏面に当接し、前記基材の移送に連動してこの移送方向と交差する軸を中心に回転するとともに、前記基材からの力で上昇移動が可能であって、
前記基材と前記熱媒体との間を、前記伝熱ローラーおよび前記伝熱ブロックを介して熱が伝播することにより、前記基材の温度が制御される蒸着装置。
【請求項２】
真空槽内で基材を所定方向に移送させながら、この基材の表面に微粒子を蒸着させる蒸着装置であって、
この蒸着装置は、
前記基材の表面側に配置され、前記微粒子の原材料が供給される容器と、
この容器と前記基材を介して対向する側に配置された温度制御ユニットとを備え、
この温度制御ユニットは、
温度制御された液体または固体の熱媒体が供給される伝熱ブロックと、
この伝熱ブロックの前記基材との対向面側に設けられた保持部と、
この保持部で保持された伝熱ローラーとを備え、
この伝熱ローラーは、
降下移動して前記基材の裏面に当接し、前記基材の移送に連動してこの移送方向と交差する軸を中心に回転するとともに、前記基材からの力で上昇移動が可能であって、
前記基材と前記熱媒体との間を、前記伝熱ローラー、前記保持部、および前記伝熱ブロックを介して熱が伝播することにより、前記基材の温度が制御される蒸着装置。
【請求項３】
真空槽内で基材を所定方向に移送させながら、この基材の表面に微粒子を蒸着させる蒸着装置であって、
この蒸着装置は、
前記基材の表面側に配置され、前記微粒子の原材料が供給される容器と、
この容器と前記基材を介して対向する側に配置された温度制御ユニットとを備え、
この温度制御ユニットは、
所定温度に発熱可能な熱源が設けられた伝熱ブロックと、
この伝熱ブロックの前記基材との対向面側に保持された伝熱ローラーとを備え、
この伝熱ローラーは、
降下移動して前記基材の裏面に当接し、前記基材の移送に連動してこの移送方向と交差する軸を中心に回転するとともに、前記基材からの力で上昇移動が可能であって、
前記熱源からの熱が、前記伝熱ブロック、前記伝熱ローラーへと順次伝播することにより、前記基材の温度が制御される蒸着装置。
【請求項４】
真空槽内で基材を所定方向に移送させながら、この基材の表面に微粒子を蒸着させる蒸着装置であって、
この蒸着装置は、
前記基材の表面側に配置され、前記微粒子の原材料が供給される容器と、
この容器と前記基材を介して対向する側に配置された温度制御ユニットとを備え、
この温度制御ユニットは、
所定温度に発熱可能な熱源が設けられた伝熱ブロックと、
この伝熱ブロックの前記基材との対向面側に設けられた保持部と、
この保持部で保持された伝熱ローラーとを備え、
この伝熱ローラーは、
降下移動して前記基材の裏面に当接し、前記基材の移送に連動してこの移送方向と交差する軸を中心に回転するとともに、前記基材からの力で上昇移動が可能であって、
前記熱源からの熱が、前記伝熱ブロック、前記保持部、前記伝熱ローラーへと順次伝播することにより、前記基材の温度が制御される蒸着装置。
【請求項５】
前記伝熱ローラーは、
自重により降下移動して前記基材の裏面に当接する、請求項１から４のいずれか一つに記載の蒸着装置。
【請求項６】
前記伝熱ローラーの総質量は、
前記基材の幅あたりの張力の二分の一以下である、請求項１から４のいずれか一つに記載の蒸着装置。
【請求項７】
前記伝熱ローラーは、
回転中心となる前記軸方向の長さが前記基材の幅よりも短く、この基材より外方にはみ出さないように配設された、請求項１から４のいずれか一つに記載の蒸着装置。
【請求項８】
前記伝熱ローラーは、前記基材の移送方向に複数個並んでいる、請求項１から４のいずれか一つに記載の蒸着装置。
【請求項９】
前記伝熱ローラーは、回転中心となる前記軸方向において、複数個に分割されている、請求項１から４のいずれか一つに記載の蒸着装置。
【請求項１０】
前記伝熱ローラーは、前記基材の移送方向に複数個並んでいるとともに、
少なくとも一つの前記伝熱ローラーは、その回転中心となる軸方向において、複数個に分割されている、請求項１から４のいずれか一つに記載の蒸着装置。
【請求項１１】
前記温度制御ユニットは、それぞれ少なくとも一つの伝熱ローラーを有するように、複数個に分割されている、請求項８から１０のいずれか一つに記載の蒸着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はコンデンサや電池等の電極箔を製造するための蒸着装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コンデンサや電池に用いられる電極箔は、例えば金属箔上に金属の微粒子を蒸着することによって形成できる。
【０００３】
ここで図１２に示すように、従来の蒸着装置１は、真空ポンプ（図示せず）が連結された真空槽２を備え、真空槽２内には、基材３が巻かれ、この基材３を矢印Ａ方向に送り出す巻き出しロール４と、蒸着された基材３を巻き取る巻き取りロール５と、蒸着原材料を収容する容器６と、この容器６に蒸着材料を供給する供給管７とが配置されている。
【０００４】
容器６は例えば正負の電極に接続され、抵抗加熱によって容器６の内部が蒸着材料の沸点以上に加熱される。そして蒸着原材料が蒸発し、微粒子となって基材３の表面へと付着し、積層する。
【０００５】
ここで、基材３の温度によっては基材３の近傍の微粒子の活性が変わり、微粒子の粒径が変化し、コンデンサあるいは電池の特性に影響を与える。例えば基材３の温度が上昇すると、積層する微粒子が活性化され、複数の微粒子が合体して肥大化する。したがって、微粒子の機械的強度は増大するが、一方で電極箔の表面積は小さくなり、コンデンサの静電容量や電池の電池容量が低減する。
【０００６】
そこで基材３の温度を制御し、微粒子の粒径をコントロールするため、基材３の裏面側に、所定温度に制御されたスチールベルトやその他ドラムなどの温度制御ユニット８を配置することが挙げられる。このような蒸着装置１では、温度制御ユニット８に基材３を沿わせて移送させながら蒸着する。なお、図１２は温度制御ユニット８としてスチールベルトを用いたものである。
【０００７】
このように温度制御ユニット８に基材３を接触させると、温度制御ユニット８との熱交換によって、基材３の温度を調整することができる。
【０００８】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開昭５８−１１７８１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来の蒸着装置１を用いると、基材３の温度制御が不十分で、基材３に付着する微粒子の粒径をコントロールしにくいという課題がある。
【００１１】
その理由は、基材３と温度制御ユニット８との密着性が低いからである。すなわち従来は、基材３を定形の温度制御ユニット８に沿わせていたため、基材３にうねりがあると、基材３と温度制御ユニット８との間に隙間ができ、温度が効率よく伝播しないことがあった。そして基材３の温度制御が不十分となり、結果として基材３に蒸着する微粒子の粒径をコントロールできなくなるのであった。
【００１２】
このように微粒子の粒径が変わると、電極箔の表面積も変わり、コンデンサや電池の容量特性に影響を与える。さらに微粒子の粒径が不均一になると、コンデンサや電池の容量特性も不均一になり、量産時における製品バラツキの原因ともなる。
【００１３】
そこで本発明は、基材の温度制御を高精度に行い、蒸着する微粒子の粒径を、所望の大きさにコントロールすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
そしてこの目的を達成するため請求項１の本発明は、基材の表面側に配置され、微粒子の原材料が供給される容器と、この容器と基材を介して対向する側に配置された温度制御ユニットとを備え、この温度制御ユニットは、温度制御された液体または固体の熱媒体が供給される伝熱ブロックと、この伝熱ブロックの基材との対向面側に保持された伝熱ローラーとを備え、この伝熱ローラーは、降下移動して基材の裏面に当接し、基材の移送に連動してこの移送方向と交差する軸を中心に回転するとともに、基材からの力で上昇移動が可能であって、伝熱ローラーおよび伝熱ブロックは、基材と熱媒体との間で熱を伝播し、基材の温度を制御するものとした。
【発明の効果】
【００１５】
これにより本発明は、基材の温度制御を高精度に行い、蒸着する微粒子の粒径を所望の大きさにコントロールすることができる。
【００１６】
その理由は、基材と温度制御ユニットとの接触面積が増えるからである。すなわち本発明は、それぞれの伝熱ローラーが基材に接触するように上下揺動しながら回転するため、基材にうねりがあっても基材と伝熱ローラーとが接触し、基材と熱媒体あるいは熱源との間で効率よく熱交換することができる。
【００１７】
したがって本発明は、基材の温度を高精度に制御でき、結果として蒸着する微粒子の粒径を所望の大きさにコントロールすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施例１における固体電解コンデンサの斜視図
【図２】本発明の実施例１におけるコンデンサ素子の断面図
【図３】本発明の実施例１における蒸着装置の模式図
【図４】本発明の実施例１における温度制御ユニットの平面図
【図５】本発明の実施例１における温度制御ユニットの断面図（図４のＸ−Ｘ断面）
【図６】本発明の実施例１における温度制御ユニットの要部拡大断面図（図５のＺ部）
【図７】本発明の実施例１における基材の温度を示す図
【図８】本発明の実施例１における電極箔を３万倍にしたＳＥＭ写真
【図９】本発明の実施例２における温度制御ユニットの平面図
【図１０】本発明の実施例２における温度制御ユニットの断面図（図９のＸ−Ｘ断面）
【図１１】本発明の実施例２の別の例の温度制御ユニットの上面図
【図１２】従来の蒸着装置の模式図
【図１３】従来の蒸着装置で形成した電極箔を９千倍にしたＳＥＭ写真
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（実施例１）
以下、本実施例では、電極箔を製造する為の蒸着装置について説明する。この電極箔は、たとえば図１に示す固体電解コンデンサ９の陽極として用いられる。
【００２０】
この固体電解コンデンサ９は、例えば図１に示すように、複数枚積層されたコンデンサ素子１０と、これらのコンデンサ素子１０の陽極電極部１１、陰極電極部１２をそれぞれ取り出した陽極端子１３、陰極端子１４と、これらの陽極端子１３、陰極端子１４の一部を除き被覆した外装体１５とを備えている。
【００２１】
そして図２に示すように、コンデンサ素子１０は、本実施例の蒸着装置で形成された電極箔１６と、この電極箔１６上に形成された誘電膜１７と、誘電膜１７上において、電極箔１６を陽極電極部１１と陰極形成部（図番なし）とに分離させる絶縁部材１８と、陰極形成部の誘電膜１７上に形成された導電性ポリマーからなる固体電解質層１９と、この固体電解質層１９上に形成されたカーボン層および銀ペースト層とからなる陰極層２０とを有する。固体電解質層１９と陰極層２０とは、陰極電極部１２を構成する。
【００２２】
そして図３に示すように、本実施例の蒸着装置２１は、真空排気ポンプ（図示せず）が連結された真空槽２２と、この真空槽２２内に不活性ガスおよび活性ガスのそれぞれを導入するガス管（図示せず）と、基材２３となる帯状のアルミニウム箔が巻かれ、矢印Ｂ方向に送り出す巻き出しロール２４と、蒸着された基材２３を巻き取る巻き取りロール２５と、蒸着原材料となるアルミニウムを収容する容器２６と、この容器２６にアルミニウムを線状で供給する供給管２７とを備えている。
【００２３】
基材２３は本実施例では、幅１００〜２００ｍｍ、厚み３０〜５０μｍ程度のアルミニウム箔を用いたが、その他銅箔や種々金属の合金箔、樹脂フィルムなどを用いることができる。また蒸着材料はアルミニウム線を用いたが、その他リチウムやアルミニウム合金など、種々の金属材料を用いることができる。
【００２４】
容器２６は窒化ホウ素や窒化アルミ、タングステンなどの抵抗加熱材料からなり、正負の電極に接続され、抵抗加熱によって蒸着材料であるアルミニウムの沸点以上に加熱される。
【００２５】
このように容器２６が加熱されると、アルミニウム線が溶融し、沸騰してアルミニウムの微粒子となって蒸発する。そしてこの微粒子が、基材２３の表面へと付着し、積層して粗な粗膜層（図２の図番２８）を形成し、基材２３と組み合わさって電極箔１６となる。
【００２６】
ここで本実施例では、図３の巻き出しロール２４と巻き取りロール２５との間に、所定間隔をあけて二つの偏向ロール２９、３０を配置した。そしてこの偏向ロール２９、３０間で基材２３ができるだけ水平になるように保った。
【００２７】
本実施例では、この偏向ロール２９、３０間において、基材２３の表面側に、蒸着原材料を収容する容器２６を配置している。これにより本実施例では、基材２３の蒸着領域Ｃ（基材２３の表面に微粒子が蒸着する領域）において、基材２３が水平になり、微粒子が付着する面積を大きくすることができる。したがって、蒸着速度が遅くても蒸着時間を延ばすことができ、微粒子を厚く積層できる。
【００２８】
なお本実施例では、基材２３と容器２６との間にシャッター３１を配置し、このシャッターは、蒸着領域Ｃに対応する領域のみ開口させている。これにより、蒸着領域Ｃから外れた領域の基材２３や巻き出しロール２４、巻き取りロール２５に微粒子が付着するのを防ぐことができる。
【００２９】
そして本実施例では、この蒸着領域Ｃにおいて、水平になった基材２３の裏面側に温度制御ユニット３２を配置している。すなわちこの温度制御ユニット３２と容器２６とは、基材２３を介して対向する位置に夫々配置されている。
【００３０】
ここで図４は、基材２３との対向面からみた温度制御ユニット３２の平面図であり、図５は図４のＸ−Ｘ断面である。また図６は図５のＺ部を拡大した断面図である。
【００３１】
本実施例の温度制御ユニット３２は、熱媒体として冷却水を用い、図５に示すように、この冷却水が供給される配管３３を備えた直方体形状の伝熱ブロック３４と、この伝熱ブロック３４の基材２３と対向する面側に接合された直方体形状の保持部３５と、この保持部３５で保持された複数の伝熱ローラー３６とを有している。
【００３２】
本実施例の伝熱ローラー３６は、図６に示すように、自重により降下移動して基材２３の裏面に当接し、基材２３の移送に連動して矢印Ｄ方向に回転するとともに、基材２３からの力で上昇移動が可能である。
【００３３】
そして本実施例の蒸着装置２１は、基材２３から冷却水（熱媒体）までの間を、図５、図６の伝熱ローラー３６、保持部３５、および伝熱ブロック３４を介して順次熱が伝播することにより、基材２３の温度が制御される。
【００３４】
ここで図５に示す伝熱ブロック３４と保持部３５は、それぞれ基材２３と対向する側の面が１５ｃｍ×２０ｃｍ程度の長方形であり、高さは２〜３ｃｍ程度である。
【００３５】
そして図４、図５に示すように、保持部３５の、基材２３と対向する面には、基材２３の移送方向（矢印Ｂ）とほぼ直交する方向に伸びる溝３７が、基材２３の移送方向（矢印Ｂ）に複数個並んでいる。なお、本実施例では、溝３７は保持部３５を貫通させている。
【００３６】
そしてこれらの溝３７の内部には、それぞれ伝熱ローラー３６が保持されている。すなわち伝熱ローラー３６は、基材２３の移送方向（矢印Ｂ）に複数個並んでいる。伝熱ローラー３６は一本でもよいが、複数本用いる方が、基材２３と伝熱ローラー３６との接触面積が増え、より効率よく温度制御できる。また一本あたりの伝熱ローラー３６の重さを低減でき、基材２３の応力負荷を低減できる。
【００３７】
これらの伝熱ローラー３６は、それぞれ直径φが５ｍｍ〜１５ｍｍ程度の円柱形である。溝３７の内部は、伝熱ローラー３６を収容するため、これらの直径よりも幅が広くなっているが、基材２３と対向する側の溝３７の開口部は、伝熱ローラー３６の直径よりも幅が狭くなっており、伝熱ローラー３６が脱落しないように設計されている。
【００３８】
そしてそれぞれの伝熱ローラー３６は、基材２３の移送方向（矢印Ｂ）とほぼ直交する軸Ｅを中心に回転可能である。回転中心となる軸Ｅは基材２３の移送方向（矢印Ｂ）と交差する方向であればよいが、移送方向とほぼ直交する方向に合わせることにより、基材２３の移送と連動して、効率よく伝熱ローラー３６を回転させることができる。
【００３９】
そして本実施例では、伝熱ローラー３６の回転中心となる軸Ｅ方向において、伝熱ローラー３６およびこの伝熱ローラー３６が収容されている溝３７の長さは、基材２３の幅よりも短くなっている。これにより基材２３の外方から溝３７の内壁や伝熱ローラー３６がはみ出さないため、蒸着プロセスにおいて、蒸着微粒子が伝熱ローラー３６や溝３７内部に付着し難くなり、蒸着装置２１の清掃が簡易になる。
【００４０】
また図４に示すように、本実施例における伝熱ローラー３６は、この回転中心となる軸Ｅ方向において、長さ１．５ｃｍ程度ずつ、複数個に分割されている。以下、分割された個々の伝熱ローラー３６を、小ローラー３８と記載する。なお、伝熱ローラー３６は分割しなくてもよいが、このように細かく分割させておくことで、基材２３のうねりやしわに合わせて個々の小ローラー３８が上下に揺動し、基材２３との接触面積をより増やすことができる。
【００４１】
また本実施例における伝熱ローラー３６は、図６に示すように、自重により下方に降下移動した時に、一部は溝３７の開口部から突出するが、途中で溝３７の開口部に引っ掛かり、溝３７の内壁と接触した状態で、溝３７の内部に保持される。伝熱ローラー３６は、溝３７の内壁と接触することによって、保持部３５と熱交換を行い、保持部３５は伝熱ブロック３４と熱交換を行う。
【００４２】
そして本実施例では、伝熱ローラー３６は基材２３との摩擦により、基材２３の移送に連動して回転する。なお、本実施例では、基材２３の移送方向は一方向（図３の矢印Ｂ）であるが、例えば図３の巻き取りロール２５側から巻き出しロール２４側へと逆方向に移送し、蒸着領域Ｃにおいて基材２３を往復させることもできる。この場合も伝熱ローラー３６は、図４の軸Ｅを中心に、実際の基材２３の移送方向に回転する。
【００４３】
また図６に示すように、伝熱ローラー３６は、自然状態では、自重によって溝３７の開口部から一部が露出した状態で維持されるが、下方から伝熱ローラー３６を押し上げると、溝３７の内部に押し込むことができる。したがって、基材２３にうねりがあると、このうねりに合わせて基材２３からの力を受け、伝熱ローラー３６は押し上げられて上方移動し、うねりがなくなると自重によって下方に戻ってくる。
【００４４】
なお、本実施例では、伝熱ローラー３６を自重で上下揺動させたが、伝熱ローラー３６と溝３７の底面とをバネやゴムなどで連結させてもよい。この場合は、例えば基材２３からの力によってバネやゴムが縮み、伝熱ローラー３６が上昇移動する。そして応力負荷が無くなるとバネやゴムの反力によって伝熱ローラー３６が基の位置に降下移動する。ただし本実施例のように伝熱ローラー３６をバネやゴムなどの弾性部材を介さず自重で上下揺動させる方が、伝熱ローラー３６の揺動が緩やかとなり、基材２３への負荷を低減できる。また溝３７内部に複雑な機構を配置しなくてよいため、溝３７内部の清掃もしやすくなる。
【００４５】
また、本実施例では、各溝３７内で分割された複数の小ローラー３８は、それぞれ自由に独立した状態で上下揺動させるため、連結させていないが、各小ローラー３８を連結させることも可能である。この場合は、例えば各小ローラー３８の回転軸となる軸Ｅ部分に孔をあけ、これらの孔に、これらの孔よりも細い軸体をそれぞれ通して連結させればよい。このように軸体を孔より細くすることで、孔と軸体との間に隙間が空き、それぞれの伝熱ローラー３６は、ある程度独立した状態で上下に揺動できる。
【００４６】
さらに伝熱ブロック３４、保持部３５および伝熱ローラー３６の材料は、それぞれ熱伝導率の高い材料が好ましい。したがって、金属、高熱伝導性樹脂等種々挙げられるが、本実施例ではいずれもアルミニウムを用いた。アルミニウムは質量も軽いため、自重で基材２３に接触しても基材２３の応力負荷を低減できる。
【００４７】
なお、本実施例では、基材２３の幅あたりの張力を５００ｇとし、伝熱ローラー３６の総質量が１００ｇ〜２５０ｇとした。ここで伝熱ローラー３６の総質量とは、伝熱ローラー３６が単数の場合はその伝熱ローラー３６の質量、複数の場合は合計の質量を指す。そして上述の本実施例の場合、基材２３にしわや傷が生じることなく蒸着することができた。一方、比較用にＳＵＳで伝熱ローラー３６を形成し、この伝熱ローラー３６の総質量を５６０ｇとした場合、蒸着プロセスで基材２３にしわや傷が発生した。
【００４８】
このことから、伝熱ローラー３６からの応力負荷を低減することで、蒸着プロセスにおける基材２３のしわや傷を抑制できると考えられる。また実験により、伝熱ローラー３６の総質量を、基材２３の幅あたりの張力の二分の一以下とすることがより好ましいことが分かった。
【００４９】
また本実施例では、図５に示す配管３３は、伝熱ブロック３４の一端側に導入口３９があり、他端側に導出口４０がある。導入口３９から冷却水を導入し、導出口４０側から冷却水を回収できる。なお、本実施例では、熱媒体として水を用いたが、その他エチレングリコールなど、沸点の低い溶媒を用いることで、冷却効果を高めることが出来る。また熱媒体は、液体に限らず、固体のペルチェ素子を用い、温度制御ユニット３２の裏面に貼り付けてもよい。これらの熱媒体は所定温度に制御されたものを用いる。
【００５０】
以下、本実施例の蒸着装置２１を用いた電極箔１６の製造方法について説明する。
【００５１】
（１）図３に示すように、基材２３を真空槽２２内に配置し、真空排気ポンプ（図示せず）から排気して０．０１〜０．００１Ｐａの真空に保つ。
【００５２】
（２）基材２３の周辺に、ガス管（図示せず）から不活性ガスとしてアルゴンガス、活性ガスとして酸素ガスを導入する。アルゴンガスの流量は、酸素ガスに対して２〜４倍にした。これにより基材２３周辺の圧力を２０〜３０Ｐａの状態にする。
【００５３】
（３）基材２３を、巻き出しロール２４から巻き取りロール２５へと矢印Ｂ方向へゆっくりと移送させる。移送の速度は０．０５ｍ／ｍｉｎ程度である。基材２３は蒸着領域Ｃでできるだけ水平になるように、偏向ロール２９、３０間で向きを調整する。
【００５４】
（４）供給管２７から容器２６へアルミニウム線を供給し、沸騰させて、真空蒸着により基材２３の表面に微粒子を蒸着させる。
【００５５】
ここで本実施例では、上述のように微粒子を基材２３の表面に蒸着させるプロセスにおいて、図５に示すように、温度制御ユニット３２の配管３３の導入口３９から予め２０℃に制御した冷却水を導入した。そして基材２３の熱を伝熱ローラー３６、保持部３５、伝熱ブロック３４へと順次伝播させ、さらに伝熱ブロック３４に伝わった熱を冷却水（熱媒体）に伝播させることにより、基材２３と冷却水とで熱交換を行い、基材２３の温度を下げた。
【００５６】
図７は上記蒸着プロセスにおいて、蒸着領域Ｃにおける基材２３の温度を、基材２３の位置毎にプロットした結果である。グラフの横軸は、基材２３の測定箇所と偏向ロール２９からの距離（ｃｍ）を示している。なお、比較用として、図１２に示す従来例のスチールベルト８を用いた蒸着装置１における基材３の温度の測定結果を示した。
【００５７】
スチールベルト８を用いた従来例では、微粒子の潜熱や容器６からの輻射熱を受け、基材３の温度が約２２０℃まで上昇したのに対し、本実施例の温度制御ユニット３２を用いた場合（実施例）は、基材２３の温度ピークは１８０℃となり、４０℃も温度上昇を抑えることができた。
【００５８】
以上のように本実施例の蒸着装置２１で形成した粗膜層（図２の図番２８）は、図８のＳＥＭ写真に示すように、粒径が約０．０３μｍの微粒子が、基材２３の表面からランダムに積層し、複数に枝分かれした、粗な構造体である。本実施例の粗膜層２８の内部をＳＥＭで観察すると、空孔径の最頻値が粒径とほぼ同じ０．０３μｍ程度であった。
【００５９】
そして厚みは粗膜層２８の部分のみで２０μｍから８０μｍであり、例えばフィルムコンデンサの電極箔として用いられるような一般的な蒸着膜と比較し、厚い膜である。
【００６０】
なお基材２３の両面に粗膜層２８を形成する場合は、上記プロセスで片面に粗膜層２８を形成した後、基材２３を裏返し、粗膜層２８の形成されていない他方の面を表面として同様のプロセスで粗膜層２８を形成すればよい。なお、本願明細書中では、微粒子が蒸着される面（すなわち、容器２６と対向する面）を基材２３の表面と表現する。
【００６１】
本実施例の効果を以下に説明する。
【００６２】
本実施例では、基材２３の温度上昇を抑制し、蒸着する微粒子の粒径を所望の粒径にコントロールし、電極箔１６を構成する粗膜層２８の均一性を高めることができた。
【００６３】
その理由は、温度制御ユニット３２の伝熱ローラー３６と基材２３との接触面積を大きくできるからである。
【００６４】
すなわち図１２に示す従来の温度制御ユニット８の構成では、基材３自体を固定されたスチールベルト８に沿わせる構成であったため、基材３の一部にうねりがあった場合、このうねりの部分では、基材３とスチールベルト８との間に隙間が空いてしまうことがあった。このように隙間が空くと、基材３と熱媒体との間で熱交換が効率よく行われず、図７の従来例に示すように、基材３の温度が上昇して、うねりのあった部分では蒸着する微粒子の粒径が肥大化してしまう。
【００６５】
なお図１３は、従来の蒸着装置１で形成した電極箔のＳＥＭ写真である。蒸着プロセスの途中で基材３と温度制御ユニット８との密着性が低下しているため、基材３の温度が上昇して一部の微粒子の粒径が肥大化し、図１３に示すように電極箔の微粒子の粒径が不均一となった。
【００６６】
特に蒸着プロセスにおいて、基材３を水平にし、またゆっくりと微粒子を蒸着させる場合は、それぞれの微粒子が原型をとどめながら積層し、空孔の多い粗膜層を形成することができるが、その一方で、基材３と容器６とが対向する時間が長いため、微粒子の潜熱や容器６からの輻射熱を受けやすく、微粒子の粒径は不均一になりやすい。そして微粒子が不均一な粗膜層は、その表面積も大きく変動するため、コンデンサの電極箔として用いると静電容量特性を一定に維持できなくなる。
【００６７】
これに対し本実施例では、基材２３のうねりに合わせて図５、図６の伝熱ローラー３６が上下に揺動しながら回転する。したがってそれぞれの伝熱ローラー３６と基材２３との接触面積が増え、伝熱ローラー３６、保持部３５、伝熱ブロック３４を介して熱が伝播し、基材２３と熱媒体との熱交換を効率よくできる。
【００６８】
よって基材２３にうねりがあってもその温度上昇を抑制でき、結果として基材２３に付着する微粒子を所望の粒径に制御することができる。
【００６９】
なお、本実施例における蒸着プロセスでは、基材２３をゆっくりと移送させたが、移送速度を上げた場合でも基材２３と熱媒体との熱交換効率を高めることができる。
【００７０】
ここで、本実施例では、蒸着する微粒子の肥大化を抑制するため基材２３を冷却したが、逆に微粒子の機械的強度を高めるため、所望の大きさまで肥大化させたい場合もある。この場合は、熱媒体として所定温度に加熱されたオイルや溶媒を図５の配管３３に導入し、伝熱ブロックを加熱してもよい。また熱媒体を供給する代わりに、所定温度に発熱可能なニクロム線ヒーター、セラミックヒータ、ランプヒーターなどの熱源を伝熱ブロック３４に設け、伝熱ブロック３４を加熱してもよい。この場合は、冷却水を供給した場合と熱の伝わる向きが逆になり、熱媒体または熱源からの熱が伝熱ブロック３４、保持部３５、伝熱ローラー３６へと順次伝播し、基材２３を加熱することができる。
【００７１】
以上より本実施例の温度制御ユニット３２は、基材２３の温度制御を高精度にすることができ、これにより基材２３に蒸着する微粒子の粒径を所望の大きさにコントロールすることができる。また基材２３の温度ムラを低減できるため、蒸着する微粒子の粒径の均一性を高めることができる。
【００７２】
また本実施例では、基材２３にうねりがあっても伝熱ローラー３６が上下に揺動しながらうねりに追従するため、基材２３にしわができにくくなる。
【００７３】
なお、伝熱ローラー３６の形状は、例えば球状でもよいが、本実施例のように円柱状にすることによって、基材２３との接触面積を比較的大きくすることができ、熱交換を効率よく行えるとともに、基材２３への応力負荷を分散することができ、粗膜層２８の欠損を抑制できる。
【００７４】
なお伝熱ローラー３６の端部は、丸みを帯びるようにＲをつけておくことが好ましい。伝熱ローラー３６の端部が角ばっていると、回転するときに粗膜層（図２の図番２８）に傷をつける場合があるからである。
【００７５】
さらに伝熱ローラー３６の表面は、鏡面仕上げしておくことが好ましい。伝熱ローラー３６に凹凸があると、粗膜層２８に傷をつける場合があるからである。
【００７６】
なお、本実施例では、蒸着装置２１として、蒸着材料を容器２６の抵抗加熱によって蒸発させる抵抗加熱式蒸着装置を例に挙げたが、例えば容器２６内の蒸着材料を電子ビームの照射によって蒸発させる電子ビーム式蒸着装置にも応用可能である。
【００７７】
さらに本実施例では、電極箔１６を積層した固体電解コンデンサ９に用いたが、電極箔１６を巻回した固体電解コンデンサに用いることもでき、さらに電解質として電解液を用いた電解コンデンサにも利用できる。また例えば基材２３を銅とし、蒸着材料をリチウムとすることによって、電池の電極箔１６として用いることもできる。この場合は、微粒子の粒径を所望の大きさに制御することによって、電極箔１６の電池容量を効率よくコントロールすることができる。
【００７８】
なお、本実施例では、伝熱ブロック３４と保持部３５とはそれぞれ独立した部品であり、分解可能であるが、例えば伝熱ブロック３４自体に溝３７を形成し、伝熱ブロック３４を保持部３５と一体化させてもよい。この場合は、伝熱ブロック３４に形成した溝によって、伝熱ローラー３６を保持することになる。
【００７９】
そして伝熱ブロックに熱媒体を供給すると、基材２３と熱媒体との間を、伝熱ローラー３６および伝熱ブロック３４を介して熱が伝播することにより、基材２３の温度が制御される。また伝熱ブロック３４に熱源を配置すれば、熱源からの熱が、伝熱ブロック３４、伝熱ローラー３６へと順次伝播することにより、基材２３の温度が制御される。
【００８０】
以上のように、伝熱ブロック３４と保持部３５とは、一体型、分割型のいずれでもよいが、本実施例のように伝熱ブロック３４と保持部３５とを分けている方が、伝熱ローラー３６を溝３７の内部に保持するように配置しやすい。さらに温度制御ユニット３２を伝熱ブロック３４、保持部３５、伝熱ローラー３６に分解することで、清掃しやすい。
【００８１】
（実施例２）
本実施例と実施例１との主な違いは、図９、図１０に示すように温度制御ユニット３２を分割した点である。温度制御ユニット３２以外の構成は図３に示す実施例１の蒸着装置２１と同様である。
【００８２】
本実施例では、温度制御ユニット３２を、伝熱ブロック３４と保持部３５ごと巻き出しロール（図３の図番２４）側の小ユニット４１Ａと、巻き取りロール（図３の図番２５）側の小ユニット４１Ｂに二分割した。そして巻き出しロール２４側の小ユニット４１Ａには、所定温度に発熱可能なヒーター（熱源４２）を配置した。また巻取りロール側の小ユニット４１Ｂには、所定温度に制御された冷却水を供給する配管３３を配置した。そして小ユニット４１Ａ、４１Ｂ間は、熱伝達を抑制するため、隙間をあけた。
【００８３】
これにより本実施例では、図３の蒸着領域Ｃにおいて、蒸着プロセスの前半は基材２３の温度を高くし、後半は基材２３の温度を低くすることができる。このように基材２３の温度を制御すると、前半に蒸着された粗膜層（図２の図番２８）の根元部分は微粒子の粒径が大きくなり、基材２３と接触面積が増え、基材２３と粗膜層２８との密着性を高めることができる。そして後半に蒸着された、粗膜層２８の表層部分は微粒子の粒径が小さくなり、表面積を大きくすることができる。
【００８４】
なお、本実施例では、蒸着プロセスの前半で基材２３の温度を３００℃程度まで上げると、微粒子の粒径を０．１μｍ程度とすることができ、蒸着プロセスの後半で基材２３の温度を１５０℃程度まで下げると、微粒子の粒径を０．０３μｍ程度に制御することができた。
【００８５】
また本実施例でも、実施例１と同様に、基材２３のうねりの有無にかかわらず、高精度に基材２３の温度を制御することができるため、基材２３を移動させながら連続的に蒸着しても、基材２３全体の粒径を所望の粒径にコントロールすることができ、均質な膜質にすることができる。
【００８６】
なお、本実施例では温度制御ユニット３２を二分割したが、所望の膜質にあわせて種々分割数や分割位置を変えればよい。たとえば、図１１に示す温度制御ユニット３２は、基材２３の移送方向（矢印Ｂ）と、この移送方向と直交する方向にそれぞれ複数個の溝３７を並べ、それぞれの溝３７に伝熱ローラー３６を配置している。そしてこれらの伝熱ローラー３６が少なくとも一つは配置されるように、温度制御ユニット３２を、移送方向（矢印Ｂ）と、移送方向と直交する方向に分割し、小ユニット４３Ａ、４３Ｂ、４３Ｃを形成している。これにより、蒸着領域Ｃをより細分化して温度制御することができ、例えば容器２６からの潜熱を受けやすい部分のみを選択的に冷却する事も容易となる。
【００８７】
以下実施例１と同様の構成および効果については説明を省略する。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明による蒸着装置は、蒸着する微粒子の粒径を、高精度な基材の温度制御によってコントロールでき、電極箔の膜質を均質にできる。したがって、量産性に適した蒸着装置を実現でき、特性の安定したコンデンサや電池の製造装置として応用可能である。
【符号の説明】
【００８９】
９ 固体電解コンデンサ
１０ コンデンサ素子
１１  陽極電極部
１２  陰極電極部
１３  陽極端子
１４  陰極端子
１５  外装体
１６  電極箔
１７  誘電膜
１８  絶縁部材
１９  固体電解質層
２０  陰極層
２１  蒸着装置
２２  真空槽
２３  基材
２４  巻き出しロール
２５  巻き取りロール
２６  容器
２７  供給管
２８  粗膜層
２９  偏向ロール
３０  偏向ロール
３１  シャッター
３２  温度制御ユニット
３３  配管
３４  伝熱ブロック
３５  保持部
３６  伝熱ローラー
３７  溝
３８  小ローラー
３９  導入口
４０  導出口
４１Ａ  小ユニット
４１Ｂ  小ユニット
４２  熱源
４３Ａ  小ユニット
４３Ｂ  小ユニット
４３Ｃ  小ユニット
【図１】
0005413172.tif 000002
【図２】
0005413172.tif 000003
【図３】
0005413172.tif 000004
【図４】
0005413172.tif 000005
【図５】
0005413172.tif 000006
【図６】
0005413172.tif 000007
【図７】
0005413172.tif 000008
【図９】
0005413172.tif 000009
【図１０】
0005413172.tif 000010
【図１１】
0005413172.tif 000011
【図１２】
0005413172.tif 000012
【図８】
0005413172.tif 000013
【図１３】
0005413172.tif 000014