(57)【要約】  印刷ローラとバックアップローラ間の押圧力調整を容易かつ速やかに行うことができる巻取式真空成膜装置を提供する。本発明では、印刷ローラ（３３）とバックアップローラ（２１）間の押圧力調整を、印刷ローラ（３３）及び転写ローラ（３２）を含むマスク形成ユニット（２０）の真空チャンバ（１１）に対する相対移動によって行うことで、印刷ローラ（３３）及び転写ローラ（３２）の個別調整を廃止し、ユニット単位での押圧力調整を実現し、構成の簡素化と作業の容易化、高精度化、作業時間の短縮を図る。
2008018297.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空チャンバと、前記真空チャンバ内でフィルムを走行させる走行手段と、走行中の前記フィルムに成膜材料を成膜する成膜手段と、前記成膜手段の上流で前記フィルムに前記成膜材料の成膜領域を画定するマスクパターンを形成するマスク形成手段とを備えた巻取式真空成膜装置であって、
前記マスク形成手段は、
前記マスクパターンを形成するオイルの供給源と、前記供給源から供給されたオイルを外周に保持する第１ローラと、前記オイルを前記フィルムの成膜面へマスクパターンとして転写する第２ローラと、を含むマスク形成ユニットと、
前記第２ローラとの間で前記フィルムを挟み、前記第２ローラに前記フィルムを圧接させるバックアップローラと、
前記マスク形成ユニットを前記真空チャンバに対して移動させるユニット移動機構と、を有し、
前記ユニット移動機構は、前記バックアップローラに対する前記マスク形成ユニットの位置を移動させて、前記第２ローラと前記バックアップローラとの間のフィルム幅方向に関しての圧接力バランスを調整することを特徴とする巻取式真空成膜装置。
【請求項２】
前記マスク形成ユニットは、前記第１ローラの軸の両端と、前記第２ローラの軸の両端を支持するフレームを有し、
前記フレームは、前記真空チャンバに固定設定される台座に移動可能に設置され、
前記ユニット移動機構は、少なくとも前記フレームの一端を前記バックアップローラ方向に移動させることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の巻取式真空成膜装置。
【請求項３】
前記フレームは、前記台座の一点を中心に回転移動可能に設置されることを特徴とする請求の範囲第２項に記載の巻取式真空成膜装置。
【請求項４】
前記ユニット移動機構は、前記真空チャンバの外部から遠隔操作可能であることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の巻取式真空成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自己保安機能型のフィルムコンデンサの製造に好適に用いられる巻取式真空成膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、フィルムコンデンサの製造には、プラスチックフィルム等の絶縁性フィルムを巻出しローラから巻き出しながら、そのフィルムの一表面に金属膜を蒸着した後、当該フィルムを巻取りローラに巻き取る形式の巻取式真空蒸着装置が用いられている。【０００３】
ところで、この種のフィルムコンデンサには、フィルムの表面に形成される金属蒸着膜が複数のコンデンサ片に個片化され、隣接し合うコンデンサ片が同一蒸着膜でなる幅狭の連接部で相互に接続された、自己保安機能型と呼ばれるものがある。このタイプのフィルムコンデンサは、一部で絶縁破壊が生じた際に上記連接部を溶断させることにより（ヒューズ機能）、コンデンサの絶縁破壊領域が個片単位で最小限に抑えられるようになっている。【０００４】
このような自己保安型のフィルムコンデンサを上述の巻取式真空蒸着装置で製造する場合、巻出しローラと蒸発源との間に、フィルムの成膜面に対して金属膜の蒸着領域を画定するマスクパターンを形成するマスク形成手段が設置される（例えば下記特許文献１参照）。【０００５】
マスク形成手段としては、フィルムを印刷ローラ（版胴）とバックアップローラ（圧胴）との間に挟んで搬送しながら、オイル供給源から転写ローラを介して印刷ローラに転写されたマスクパターンの形成用オイルを、印刷ローラからフィルムの成膜面へ連続的に転写形成する。これにより、任意形状のコンデンサ片を有する自己保安機能型のフィルムコンデンサを連続的に製造するようにしている。【０００６】
一方、従来の巻取式真空蒸着装置は、印刷ローラや転写ローラは、真空チャンバに固定された部材に設置されていた。更に、これらのローラ群は、大気中で調整され、その後に真空チャンバ内が排気されていた。【０００７】
しかし、真空チャンバは内部が減圧になると多少の変形が生じる。特に最近では、真空チャンバが大型化しており、排気時の真空チャンバの歪量が大きくなる傾向にある。マスク形成ユニットの位置精度は、１／１００ｍｍ以下が要求されるのに対し、真空チャンバの歪は１ｍｍ程度のオーダーで生じる場合がある。このため、大気中でマスク形成ユニットのローラ群を調整しても、歪の影響を受けてパターン形成に影響が発生する場合がある。このため、歪量を考慮してローラ群を調整したり、大気中での調整と排気後の確認を繰り返したりする必要があったため、工数がかかる場合があった。【０００８】
【特許文献１】特開平１０−８１９５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述したマスク形成手段によるマスクパターンの形成では、印刷ローラとバックアップローラとの間のフィルム幅方向に関しての押圧力バランスが重要である。これらのローラ間の押圧力のバランスが悪いと、フィルムの幅方向に関して一端側と他端側とで転写精度が異なってしまい、パターン切れ等の転写不良を招く場合がある。【００１０】
そこで、上記特許文献１には、マスク形成手段を構成する印刷ローラ及び転写ローラに押圧駆動手段をそれぞれ設置し、転写ローラと印刷ローラ間、及び印刷ローラとバックアップローラ間の押圧力調整をそれぞれ個別に行う方法が開示されている。【００１１】
しかしながら、印刷ローラ及び転写ローラの押圧力調整を個別に行う方法では、作業が煩雑化するとともに作業時間も長くなるという問題がある。また、マスク形成手段の構成も複雑化するという問題がある。【００１２】
本発明は上述の問題に鑑みてなされ、印刷ローラとバックアップローラ間の押圧力バランスの調整を容易かつ速やかに行うことができる巻取式真空成膜装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
以上の課題を解決するに当たり、本発明に係る巻取式真空成膜装置においては、フィルムの成膜面に対して成膜材料の成膜領域を画定するマスクパターンを形成するマスク形成手段は、
マスクパターンを形成するオイルの供給源と、この供給源から供給されたオイルを外周に保持する第１ローラと、オイルをフィルムの成膜面へマスクパターンとして転写する第２ローラと、を含むマスク形成ユニットと、
上記第２ローラとの間でフィルムを挟み、第２ローラにフィルムを圧接させるバックアップローラと、
上記マスク形成ユニットを真空チャンバに対して移動させるユニット移動機構とを有しており、
上記ユニット移動機構は、バックアップローラに対するマスク形成ユニットの位置を移動させて、上記第２ローラとバックアップローラとの間のフィルム幅方向に関しての圧接力バランスを調整することを特徴とする。【００１４】
本発明では、第２ローラは印刷ローラに対応する。第２ローラとバックアップローラ間のフィルム幅方向に関しての押圧力バランス調整を、第１ローラ及び第２ローラを含むマスク形成ユニットの真空チャンバに対する相対移動によって行うことで、第１ローラ及び第２ローラの個別調整を廃止し、ユニット単位での押圧力バランス調整を実現し、作業の容易化と作業時間の短縮を図るようにしている。【００１５】
また、本発明において、上記マスク形成ユニットは、第１ローラの軸の両端と第２ローラの軸の両端を支持するフレームを有し、このフレームは、真空チャンバに固定設置される台座に移動可能に設置され、上記ユニット移動機構は、少なくとも上記フレームの一端をバックアップローラ方向に移動させる構成とされる。これにより、構成を簡素化できるとともに、バックアップローラに対する第２ローラの軸平行度を調整可能として、第２ローラとバックアップローラ間のフィルム幅方向に関しての押圧力バランスを容易かつ速やかに調整することが可能となる。好適には、上記フレームは、台座の一点を中心に回転移動可能に設置される。【００１６】
そして、上記ユニット移動機構を真空チャンバの外部から遠隔操作可能に構成することで、真空排気後におけるマスク形成ユニットの調整も容易に行えるようになる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の巻取式真空成膜装置によれば、印刷ローラとバックアップローラ間の押圧力バランスを容易かつ速やかに調整することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態による巻取式真空成膜装置としての巻取式真空蒸着装置の概略構成図である。
【図２】図１の巻取式真空蒸着装置におけるマスク形成ユニットによって形成されるマスクパターンの一例を示す図であり、Ａは金属膜の蒸着前、Ｂはその蒸着後を示している。
【図３】図１の巻取式真空蒸着装置におけるマスク形成ユニットの概略側面図である。
【図４】図３のマスク形成ユニットの構成を示す図であり、Ａは側面図、Ｂは平面図である。
【符号の説明】
【００１９】
１０  巻取式真空蒸着装置（巻取式真空成膜装置）
１１  真空チャンバ
１２  フィルム
１３  巻出しローラ
１４  キャンローラ
１５  巻取りローラ
１６  蒸発源（成膜手段）
１８  台座
２０  マスク形成ユニット
２１  バックアップローラ
２５  マスクパターン
２６  金属膜
３１  オイル供給ローラ
３２  転写ローラ
３３  印刷ローラ
３４  フレーム体
４１  付勢機構
５１  ユニット移動機構
５２  回動軸
５３  駆動源
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態では、巻取式真空成膜装置として、巻取式真空蒸着装置に本発明を適用した例について説明する。【００２１】
図１は、本発明の実施形態による巻取式真空蒸着装置１０の概略構成図である。本実施形態の巻取式真空蒸着装置１０は、真空チャンバ１１と、フィルム１２の巻出しローラ１３と、冷却用キャンローラ１４と、フィルム１２の巻取りローラ１５と、蒸着物質の蒸発源（本発明の「成膜手段」に対応）１６とを備えている。【００２２】
真空チャンバ１１は、配管接続部１１ａを介して図示しない真空ポンプ等の真空排気系に接続され、その内部が所定の真空度に減圧排気されている。真空チャンバ１１の内部空間は、仕切板１１ｂにより、巻出しローラ１３、巻取りローラ１５等が配置される室と、蒸発源１６が配置される室とに仕切られている。【００２３】
フィルム１２は、所定幅に裁断された長尺の絶縁性プラスチックフィルムでなり、例えば、ＯＰＰ（延伸ポリプロピレン）フィルム、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイト）フィルム等が用いられる。フィルム１２は、巻出しローラ１３から繰り出され、複数のガイドローラ及びキャンローラ１４を介して巻取りローラ１５に巻き取られるようになっている。なお、巻出しローラ１３及び巻取りローラ１５には、図示せずとも回転駆動部が設けられている。【００２４】
キャンローラ１４は筒状で鉄等の金属製とされ、内部には冷却媒体循環系等の冷却機構や、キャンローラ１４を回転駆動させる回転駆動機構等が備えられている。キャンローラ１４の周面には所定の抱き角でフィルム１２が巻回される。キャンローラ１４に巻き付けられたフィルム１２は、その外面側の成膜面が蒸発源１６からの蒸着物質で成膜されると同時に、キャンローラ１４によって冷却される。【００２５】
以上の巻取りローラ１３、キャンローラ１４、巻取りローラ１５及びその他のガイドローラにより、真空チャンバ１１内でフィルム１２を走行させる本発明に係る「走行手段」が構成されている。【００２６】
蒸発源１６は、蒸着物質を収容するとともに、蒸着物質を抵抗加熱、誘導加熱、電子ビーム加熱等の公知の手法で加熱蒸発させる機構を備えている。この蒸発源１６は、キャンローラ１４の下方に配置され、蒸着物質の蒸気を、対向するキャンローラ１４上のフィルム１２上へ付着させ被膜を形成させる。なお、この蒸発源１６は、走行中のフィルム１２に成膜材料を成膜する本発明に係る「成膜手段」に対応する。【００２７】
蒸着物質としては、Ａｌ（アルミニウム）、Ｃｏ（コバルト）、Ｃｕ（銅）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｔｉ（チタン）等の金属元素単体のほか、Ａｌ−Ｚｎ（亜鉛）、Ｃｕ−Ｚｎ、Ｆｅ（鉄）−Ｃｏ等の二種以上の金属あるは多元系合金が適用される。蒸発源１６は一つに限らず、複数設けられてもよい。【００２８】
本実施形態の巻取式真空蒸着装置１０は、更に、マスク形成ユニット２０を備えている。マスク形成ユニット２０は、蒸発源１６の上流側、即ち、巻出しローラ１３と蒸発源１６（キャンローラ１４）との間に設置されている。マスク形成ユニット２０は、後述するバックアップローラ２１とともに本発明の「マスク形成手段」を構成する。【００２９】
図２はフィルム１２の成膜面を示している。マスク形成ユニット２０は、例えば図２Ａにおいてハッチングで示す形状のマスクパターン（オイルパターン）２５をフィルム１２の成膜面のほぼ全面にわたって塗布するように構成されている。マスクパターン２５上には金属膜が成膜されないので、成膜後は、マスクパターン２５の開口部２５ａに蒸着物質が被着した略矩形状の金属パターンが連接部２６ａを介して所定ピッチで連接される形態の金属膜２６が成膜される。なお、金属膜２６の成膜形態は上記に限定されるものではない。【００３０】
なお、各金属層２６はそれぞれコンデンサ片を構成するとともに、連接部２６ａは、一部で絶縁破壊が生じた際に、発生した電流のジュール熱で溶断するように構成され、コンデンサの絶縁破壊領域を個片単位で最小限に抑える、自己保安機能型のフィルムコンデンサとして機能する。【００３１】
図３はマスク形成ユニット２０の概略構成図である。マスク形成ユニット２０は、オイル噴射源３１Ａと、アニロックスローラ等のオイル供給ローラ３１と、このオイル供給ローラ３１から供給されたオイルを外周に保持する転写ローラ（第１ローラ）３２と、この転写ローラ３２からオイルが転写され、このオイルをフィルム１２の成膜面へマスクパターン２５として転写する印刷ローラ（第２ローラ）３３とを有している。なお、オイル噴射源３１Ａ及びオイル供給ローラ３１は、本発明における「オイルの供給源」を構成する。なお、オイル噴射源３１Ａのみでオイル供給源を構成してもよい。【００３２】
転写ローラ３２は、オイル供給ローラ３１から所要量のオイルが供給され、供給されたオイルを印刷ローラ３３へ転写する。印刷ローラ３３の表面には、マスクパターン２５に対応する凸版が形成されており、その凸版に転写されたオイルがフィルム１２の成膜面に転写されてマスクパターン２５を形成する。印刷ローラ３３は、フィルム１２の幅寸法よりも大きな軸長を有している。【００３３】
オイル噴射源３１、並びに、オイル供給ローラ３１Ａ、転写ローラ３２及び印刷ローラ３３の各軸の両端は、共通のフレーム体３４に支持されている。また、フレーム体３４には、図示せずとも、オイル供給ローラ３１Ａ、転写ローラ３２及び印刷ローラ３３を回転駆動する駆動ユニットが設けられている。フレーム体３４は、マスク形成ユニット２０の底部及び両側壁部を構成しており、フレーム体３４の底部は、後述するユニット移動機構５１を介して、真空チャンバ１１の一部内壁面に取り付けられた台座１８の上に設置されている。【００３４】
一方、バックアップローラ２１は、印刷ローラ３３との間でフィルム１２を挟み、印刷ローラ３３にフィルム１２を圧接させる。バックアップローラ２１には、バックアップローラ２１を印刷ローラ３３へ向けて付勢する付勢機構４１が設けられている。付勢機構４１は、バックアップローラ２１の軸部両端を支持する付勢具４２と、この付勢具４２を印刷ローラ３３へ付勢する駆動モータ４３とを備えている。なお、バックアップローラ２１は、支持アーム４４を介して真空チャンバ１１の一部に揺動自在に取り付けられている。【００３５】
本実施形態の巻取式真空蒸着装置１０は、マスク形成ユニット２０を台座１８に対して相対移動させて、印刷ローラ３３とバックアップローラ２１間のフィルム１２の幅方向に関しての押圧力バランスを調整するユニット移動機構５１を備えている。【００３６】
図４は、ユニット移動機構５１の構成を示す図であり、Ａは概略側面図、Ｂはその平面図である。ユニット移動機構５１は、台座１８とマスク形成ユニット２０との間に設置された回動軸５２と、この回動軸５２の周りにマスク形成ユニット２０を回動させる駆動源５３と、台座１８に対するマスク形成ユニット２０の移動をガイドするガイド部５４とを備えている。図４Ｂに示すように、回動軸５２は、フレーム体３４の一端側（印刷ローラ３３の軸方向一端側）に設けられており、駆動源５３は、マスク形成ユニット２０の他端側を矢印Ｓで示す前後方向に駆動可能なように台座１８上に固定されている。【００３７】
駆動源５３は、例えばステッピングモータ、ボールネジユニット等の微細送り機構で構成され、台座１８の一点（回動軸５２）を中心にフレーム体３４を矢印Ｃで示す方向に回転移動させる。なお、回動軸５２の設置部位は上述の例に限られないが、回動軸５２（支点）と駆動源５３（作用点）との間の距離が長いほど高精度な回動制御が可能となる。【００３８】
次に、以上のように構成される本実施形態の巻取式真空蒸着装置１０の動作について説明する。【００３９】
所定の真空度に減圧された真空チャンバ１１の内部において、巻出しローラ１３から連続的に繰り出されたフィルム１２は、マスク形成工程と、蒸着工程とを経て、巻取りローラ１５に連続的に巻き取られる。【００４０】
マスク形成工程において、フィルム１２はマスク形成ユニット２０によって、成膜面に図２Ａに示した形態のマスクパターン２５が印刷される。マスクパターン２５が形成されたフィルム１２は、キャンローラ１４に巻回される。なお、必要に応じて、フィルム１２に電子線等の荷電粒子線を照射する等のキャンローラ１４に対する密着力を高める処理を施してもよい。そして、蒸発源１６から蒸発した蒸着物質がフィルム１２の成膜面に堆積することによって、図２Ｂに示す金属膜２６が形成される。金属膜２６が蒸着されたフィルム１２はガイドローラを介して巻取りローラ１５に巻き取られる。【００４１】
ここで、マスク形成ユニット２０によるマスクパターン２５の形成は、走行するフィルム１２を挟持する印刷ローラ３３とバックアップローラ２１との間のフィルム幅方向に関しての押圧力バランスが重要である。これらのローラ間の押圧力のバランスが悪いと、フィルム１２の幅方向に関して一端側と他端側とでオイルパターンの転写精度が異なってしまい、最悪の場合、パターン切れを生じさせる。このような問題は、印刷ローラ３３とバックアップローラ２１の軸間平行度の低下が原因で発生し、バックアップローラ２１に対する印刷ローラ３３の軸位置調整を高精度に行う必要がある。【００４２】
そこで、本実施形態では、真空チャンバ１１の一部を構成する台座１８に対してマスク形成ユニット２０が回動自在に構成されているので、駆動源５３の送り駆動により、バックアップローラ２１に対する印刷ローラ３３の軸位置を変化させて押圧力の調整を行うことができるとともに、これら両ロール２１，３３の軸間平行度を高精度に調整することができる。なお、バックアップローラ２１は付勢機構４１により常に印刷ローラ３３側に押圧されているので、印刷ローラ３３の軸位置調整時にフィルム１２の挟持力が変化することはない。【００４３】
また、本実施形態では、印刷ローラ３３とバックアップローラ２１間の押圧力調整を、印刷ローラ３３及び転写ローラ３２を含むマスク形成ユニット２０全体の真空チャンバ１１に対する相対移動によって行うようにしているので、印刷ローラ３３及び転写ローラ３２の個別調整が不要でユニット単位での押圧力調整を実現でき、構成の簡素化と作業の容易化、作業時間の短縮を図ることができる。【００４４】
また、駆動源５３を真空チャンバ１１の外部から遠隔操作可能に構成してもよい。この場合、真空排気後におけるマスク形成ユニット２０の調整が容易に行えるようになる。例えば、排気直後における印刷ローラ３３及びバックアップローラ２１間の押圧力バランスの再調整をも容易かつ迅速に行うことが可能となり、生産性の向上を図ることができる。【００４５】
なお、マスク形成ユニット２０のフレーム体３４は、台座１８に対して移動可能に設置されている、もしくは回動軸５２のみで固定されているため、真空チャンバ１１の歪の影響を受けにくい。このため、大気中でマスク形成ユニット２０の調整を行った後、真空チャンバ１１内を排気しても、印刷ローラ３３とバックアップローラ２１間の押圧力バランスの変動を生じにくくすることができる。【００４６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、勿論、本発明はこれに限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。【００４７】
例えば以上の実施形態では、ユニット移動機構５１をマスク形成ユニット２０の一端側に回動軸５２を設けるとともに、他端側に駆動源５３を接続する構成としたが、これに代えて、マスク形成ユニット２０の一端側及び他端側の双方に駆動源を配置し、これら各駆動源を駆動制御してマスク形成ユニット２０の位置調整を行い、バックアップローラ２１と印刷ローラ３３との間の押圧力バランスの最適化を図るようにしてもよい。【００４８】
また、フィルム１２のガイドパス上に、マスクパターン２５の検査工程を追加し、この検査結果をマスク形成ユニット２０のユニット駆動機構５１にフィードバックして印刷ローラ３３の軸位置の最適化を行うような制御形態を採用することも可能である。【００４９】
なお、以上の実施形態では、成膜手段として蒸発源１６を用いる真空蒸着法を適用して金属膜を成膜する例を説明したが、勿論これに限られず、スパッタ法や各種ＣＶＤ法等、金属膜あるいは非金属膜を成膜する他の成膜法も適用可能であり、これら成膜法に合わせてスパッタターゲット等の成膜手段を適宜採用することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
2008018297.tif 000007
2008018297.tif 000008
2008018297.tif 000009
2008018297.tif 000010