(57)【要約】      （修正有）【課題】金属箔に蒸着等の表面処理を施す場合に、通箔速度を落とさずシワの発生を容易に防止できる真空装置の冷却用ドラムを提供し、そのドラムを用いた金属箔の通箔方法を提供する。【解決手段】表面処理で熱の発生を伴う巻取式の真空処理装置において、被表面処理材の熱膨張率との差が−１×１０−６〜２０×１０−６／℃である熱膨張率を有する表面材質である金属箔用冷却ドラム、該ドラムを用いた巻取式真空処理装置と表面処理方法。表面材質が、Ｃｕ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ａｇ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｚｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ａｕ、Ｐｔのいずれか１種、またはそれらの元素を含んだ合金から成り、表面の算術平均粗さＲａが０．２μｍ以下である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面処理で熱の発生を伴う巻取式の真空処理装置において、被表面処理材の熱膨張率との差が−１×１０−６〜２０×１０−６／℃である熱膨張率を有する表面材質であることを特徴とする金属箔用冷却ドラム。
【請求項２】
表面材質が、Ｃｕ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ａｇ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｚｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ａｕ、Ｐｔのいずれか1種、またはそれらの元素を含んだ合金から成ることを特徴とした請求項1に記載の金属箔用冷却ドラム。
【請求項３】
表面の算術平均粗さRaが０．２μm以下であることを特徴とする請求項1〜2に記載の金属箔用冷却ドラム。
【請求項４】
冷却ドラムの主な材質がＣｕ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｎｉのいずれか１種、またはそれらの元素を含んだ合金から成ることを特徴とする請求項１〜３に記載の冷却用ドラム
【請求項５】
請求項１〜４に記載の冷却ドラムを用いたことを特徴とする巻取式真空処理装置。
【請求項６】
請求項５記載の巻取式真空処理装置を用いて真空中で表面処理をすることを特徴とする金属箔の表面処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空容器内で金属箔に蒸着やスパッタリング等の処理する際、用いる冷却ドラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
蒸着等の巻取式真空装置は、真空チャンバーとその内部にある送り出しロール、巻き取りロール、冷却ドラムから成る。さらに必要に応じて、グロー放電やイオンガンなどの前処理装置、中間ロール等が追加される。内部のロールはステンレスやアルミなどの材質で作製されることが多く、その表面は耐摩耗性を高めるためにＣｒめっきやＮｉめっきを施すことが多い。被表面処理材としては樹脂フィルムが多く利用されている。
連続して樹脂フィルムを通箔するときは蒸着等の処理を行なう際に生じる熱によってフィルムにシワが入るという問題があった。この問題に対し、特許文献１では樹脂フィルムを帯電させて冷却ドラムに密着させる方法、特許文献2では予備真空室と真空処理室との間で張力を制御する方法、特許文献3では冷却ドラムにフィルムが接触する直前にガスを吹き込んでフィルムを滑らせる方法が開示されている。
【０００３】
金属箔への表面処理においても同様の問題が起きることが想定されるが、金属箔への表面処理は確立された技術であることと、コストが安価であることから、通常、電気めっきで行なわれることが多く、金属箔への蒸着等の真空下の表面処理の例は少ない。金属表面への蒸着等は板厚の厚い金属条（例えば、０．１ｍｍ）で行われており、厚い場合にはシワの発生は見られず、これまで問題となっていなかった。
近年は電子機器の軽薄短小化の流れから、より厚みの薄い金属箔が要求されるようになり、電気めっきにおいて厚みによっては電気が流れずにめっきができないことが懸念されるようになった。また、電気めっきは蒸着等の乾式めっきと比較して一般的に搬送距離が長くなることから、搬送におけるシワの問題が大きくなると思われる。
【０００４】
このような背景から、発明者らは金属箔への蒸着等の表面処理の検討を行ってきた。従来の方法では金属箔の厚みではシワとはならない条件でも数μmの厚みになるとシワが著しく発生しやすいことがわかった。
【０００５】
【特許文献１】特許第３７９５５１８号
【特許文献２】特許第２６９１００７号
【特許文献３】特公平７−１８０１０号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この問題は従来の樹脂フィルムを使った場合と同様に、熱膨張が原因で起きると考えられる。大気中や水溶液中では材料が熱を受けて熱膨張しても、材料とドラムの間に空気や水が介在し、ドラムの表面で滑ってシワにならないが、真空中では箔とドラムとの間に介在するものがないため、ドラム表面では箔が滑らずに熱膨張した部分が凸部となってシワとなる。
【０００７】
特に金属箔の場合は樹脂フィルムと比較して弾性率が小さいため、一度シワになった部分には永久ひずみが残ってしまい、冷却してもシワが除去されない。金属箔が厚い場合は剛性が高いため凸部（シワ）を生じにくいが、薄くなると剛性が低くなって凸部（シワ）を生じやすくなると考えられる。この点で、金属箔は樹脂フィルムよりもシワの抑制が難しくなっている。
このような熱膨張によるシワの発生については、通箔速度を低下させることで表面処理における熱の発生を抑え、冷却ドラムによる抜熱効果を高めることで、シワのない材料ができるが、生産性を非常に悪くさせることとなる。
【０００８】
そこで、本発明は、上記問題に対し、金属箔に蒸着等の表面処理を施す場合に、通箔速度を落とさずシワの発生を容易に防止できる真空装置の冷却用ドラムを提供し、そのドラムを用いた金属箔の通箔方法を提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究した結果、冷却ドラムの表面を熱伝導率が高く、熱膨張率が金属箔と同程度である材質にすることで熱によるシワの発生を防止することを見出した。
【００１０】
すなわち、本発明は以下の通りである。
（１）表面処理で熱の発生を伴う巻取式の真空処理装置において、被表面処理材の熱膨張率との差が−１×１０−６〜２０×１０−６／℃である熱膨張率を有する表面材質であることを特徴とする金属箔用冷却ドラム。
【００１１】
（２）表面材質が、Ｃｕ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ａｇ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｚｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ａｕ、Ｐｔのいずれか1種、またはそれらの元素を含んだ合金から成ることを特徴とした上記（１）に記載の金属箔用冷却ドラム。
【００１２】
（３）表面の算術平均粗さＲａが０．２μｍ以下であることを特徴とする上記（１）〜（２）に記載の金属箔用冷却ドラム。
【００１３】
（４）冷却ドラムの主な材質がＣｕ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｎｉのいずれか１種、またはそれらの元素を含んだ合金から成ることを特徴とする上記（１）〜（３）に記載の冷却用ドラム。
（５）上記（１）〜（４）に記載の冷却ドラムを用いたことを特徴とする巻取
式真空処理装置。
【００１４】
（６）上記（５）記載の巻取式真空処理装置を用いて真空中で表面処理をすることを特徴とする金属箔の表面処理方法。
【発明の効果】
【００１５】
この発明は、冷却ドラムの表面を、熱伝達率が高く、熱膨張率が金属箔と同程度の材質にしているため、表面処理で金属箔に熱が加わり熱膨張しても、冷却ドラムの表面もまた同様に熱膨張するので、シワとなる凸部が発生せず、高速で通箔することができる。なお、ここで言う高速とは５ｍｍ／ｍｉｎ以上の通箔速度のことである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に、本発明の詳細を説明する。
冷却ドラム表面の材質及び通箔される材料
冷却ドラム表面の材質は、本発明においては通箔する材料に近い材質のものが好ましい。例えば、銅箔を通箔する場合は銅または銅合金、アルミ箔を通箔する場合はアルミまたはアルミ合金を冷却ドラム表面の材質に選択すると良い。なお、通箔する材料に近い材質のものが用意できない場合は、その材質に近い熱膨張率であり、かつ熱伝達率の高いものを選択すると良い。冷却ドラム表面の材質の熱膨張率は通箔する材料に対して−１〜＋２０×１０−６／℃、さらに好ましくは０〜＋１０×１０−６／℃である。
本発明においては、通箔する材料の種類は限定されないが、剛性の小さい銅合金箔、アルミニウム合金箔に有効である。また、厚みについても限定させるものではないが、３０μｍ以下の金属箔に有効である。
【００１７】
冷却ドラムの材質
本発明は、冷却用ドラムの表面層が通箔する材料の熱膨張率に近い材質であれば良く、表面層のみがそのような材質でも、あるいはドラム全体がそのような同じ材質でよい。したがって、表面層のみはいかなる材質でもよいが、その他の部分の材質は、コスト等からステンレス鋼などが一般的である。また、ドラム全体が表面層と同じである場合には、高い冷却能が得られるように、熱伝達率の高いアルミや銅、またはそれらを含む合金が望ましい。
【００１８】
冷却ドラムへの表面処理方法
ドラムやロールへの表面処理方法としては、一般的に電気めっき、溶射、蒸着、スパッタリング等の方法が知られているが、本発明における冷却用ドラムの表面処理はこれら従来の方法で行うことができる。
なお、ドラム表面の材質とドラム本体の材質が同一である場合は新たに表面処理を行う必要はない。
【００１９】
表面処理した材質の厚み
ドラム表面に表面処理する場合には、その材質の厚みは５μｍ以上、好ましくは１０〜５００μｍ、さらに好ましくは１０〜１００μｍである。
【００２０】
冷却ドラムの表面粗さ
冷却ドラムの表面は平坦なほうが通箔する材料との接触面積が増え、冷却能が向上する。冷却ドラムの表面粗さはＲａ（算術平均粗さ）≦０．２μｍが好ましく、さらに好ましくはＲａ≦０．１μｍである。冷却ドラムの表面粗さＲａは既知の方法、例えば鏡面研磨やバーチカル研磨等の方法で作り込みが可能である。
【実施例】
【００２１】
次に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
＜巻取式真空処理装置＞
真空チャンバーと、内部に巻取りローラ、送り出しローラ、中間ローラ、冷却ドラム、カソードから成る巻取式のＤＣマグネトロンスパッタリング装置を用意した。なお、冷却ドラムは表1に示したものを用いた。本発明の実施例で使用したスパッタリングターゲットは８０ｍａｓｓ％Ｎｉ−２０ｍａｓｓ％Ｃｒ、サイズは縦１３０ｍｍ、横４６０ｍｍである。
【００２２】
＜被表面処理材＞
被表面処理材は幅３００ｍｍ、厚み９μmの圧延銅箔を用いた。この圧延銅箔は圧延上がりの銅箔であり、表面処理を行なっていないものである。
冷却用ドラムは、表１に示す種類のドラム本体に溶射で厚さ１０μｍの表１の表面材質の表層を形成した。また、表面粗さはバーチカル研磨及び鏡面研磨にて調整を行った。
【００２３】
【表１】
2008248296.tif 000002
【００２４】
＜スパッタリング条件＞
前記のスパッタリング装置を用いて、１パスで銅箔上に１００Åの被膜ができるように、スパッタリング出力および通箔速度を調整した。スパッタリング時の真空度は５．０×１０−３Ｔｏｒｒ、冷却ドラムの温度は２５℃、張力は５０ＭＰａとした。使用したターゲットの枚数は1枚である。
【００２５】
＜シワの評価＞
スパッタリング後のシワの有無は、銅箔を装置から取り出した後、目視で行なった。通箔速度およびシワの有無を表２に示す。
【００２６】
【表２】
2008248296.tif 000003
【００２７】
表１および表２でわかるように、表面材質と銅箔との熱膨張率の差が−１×１０−６〜２０×１０−６／℃の範囲内にあったＡ、Ｂ、Ｅ、Ｆについてはスパッタリング出力を５ｋＷに上げてもシワが発生しなかった。
一方、Ｃ、Ｄ、Ｆでは、表面材質と銅箔との熱膨張率の差が表面材質の熱膨張が銅箔より小さく、差が大きいため、シワが発生した。
また、ドラム（表面材質）の表面粗さＲａが０．２μmを超える場合の例では表面材質と銅箔の熱膨張の差が小さくてもシワの発生が見られた。