(57)【要約】【課題】  本発明はメタライズされたウェブ（３）、特にホイルキャパシタのためのメタライズされたプラスチックェブを生成するためのプロセス及びデバイスに関する。【解決手段】金属層（１７）は蒸気若しくはガス層により堆積され、前記金属層の堆積の前に、プラズマにより活性化された蒸気又はガス層による金属シード層の堆積が生じ、その厚さは数個の原子の層の範囲のものである。さらに、本発明は金属層とプラスチックホイルとの間に数個の原子の層の厚さのシード層を伴ったプラスチックホイルに関する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
メタライズされたウェブ、特に金属層（１７）がウェブ（３）上に、蒸気若しくはガス層により、堆積されるホイルキャパシタのためのメタライズされたプラスチックェブを生成するプロセスであって、プラズマにより活性化された蒸気若しくはガス層の堆積による金属層の堆積の前に、金属シード層（１６）が前記ウェブ（３）上に堆積されるプロセスであって、
前記シード層はスティール若しくはステンレス鋼を含むことを特徴とするプロセス。
【請求項２】
前記シード層（１６）は、全体層の５％未満、特に３％未満、好ましくは１％以下の比率を占めることを特徴とする請求項１又は請求項１の前提部分によるプロセス。
【請求項３】
前記金属シード層のプラズマにより活性化された蒸気若しくはガス層の堆積は、カソードスパッタリングにより行われることを特徴とする前出の請求項のいずれか１項記載のプロセス。
【請求項４】
前記シード層は低い堆積レートにより堆積されることを特徴とする前出の請求項のいずれか１項記載のプロセス。
【請求項５】
１０００ボルト未満、好ましくは５００ボルト未満、最も好ましくは、約４００ボルトで、前記シード層の堆積の間、低いカソード電圧により前記プラズマが動作していることを特徴とする前出の請求項のいずれか１項記載のプロセス。
【請求項６】
１５キロワット未満、特に１０キロワット以下の電力で電気プラズマは生成されることを特徴とする前出の請求項のいずれか１項記載のプロセス。
【請求項７】
前記シード層の堆積の間の圧力は、１０-１ｈＰａ未満、特に５×１０-２ｈＰａ未満、好ましくは１０−２ｈＰａの範囲である前出の請求項のいずれか１項記載のプロセス。
【請求項８】
前記シード層の堆積は、アルゴンの雰囲気中において行われることを特徴とする前出の請求項のいずれか１項記載のプロセス。
【請求項９】
前記シード層の堆積は、雰囲気への酸素の添加の下に行われる前出の請求項のいずれか１項記載のプロセス。
【請求項１０】
前記金属層は、亜鉛を含むことを特徴とする前出の請求項のいずれか１項記載のプロセス。
【請求項１１】
前記シード層及び前記金属層は、異なる成分を有することを特徴とする前出の請求項のいずれか１項記載のプロセス。
【請求項１２】
被覆されるべき前記バンド材料は、２０ｍ／ｓまでのスピード、好ましくは２５ｍ／ｓまでのスピードで走行し、前記シード層のプラズマにより活性化された蒸気若しくはガス層の堆積のプラズマソース若しくはスパッタターゲットを通過することを特徴とする前出の請求項のいずれか１項記載のプロセス。
【請求項１３】
前記金属層の堆積は、熱蒸発により行われることを特徴とする前出の請求項のいずれか１項記載のプロセス。
【請求項１４】
好ましくは、前出の請求項によるプロセスによって生成されるメタライズされたプラスチックホイル、特にホイルキャパシタであって、少なくとも１つのプラスチックホイルを含み、その上に金属層とプラスチックホイルとの間に少なくとも１つの金属層及びシード層が設けられるメタライズされたプラスチックホイルであって、前記シード層はスティール若しくはステンレス鋼を含むことを特徴とするメタライズされたプラスチックホイル。
【請求項１５】
前記プラスチックホイルは、ポリエステル若しくはポリプロピレンで形成されていることを特徴とする請求項１４のプラスチックホイル。
【請求項１６】
前記金属層は、亜鉛を含むことを特徴とする請求項１４若しくは１５によるプラスチックホイル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、メタライズされたウェブを生成するためのプロセス及び装置に係り、特に、金属層が蒸気又はガス相により堆積されるホイルキャパシタのためのメタライズされたプラスチックェブ、又は、メタライズされたプラスチックホイルを生成するためのプロセス及び装置に関する。
【先行技術】
【０００２】
メタライズされたプラスチックホイルは、例えば、キャパシタホイルなどの技術分野に応用されている。そのようなキャパシタホイルは、その上に亜鉛の金属層が電極を形成するために堆積される、例えば、ポリエステル若しくはポリプロピレンなどからの非導電性のプラスチックホイルから成っている。これは典型的には、その上に堆積が行われるプラスチック材料がロールから取り出され、堆積ステーションを通過し、再び第２のロールに巻きとられるようなウェブ堆積装置において行われる。
【０００３】
一般に、堆積ステーションは熱蒸気ユニットにより形成され、そこにおいて、プラスチックホイル上に堆積されるべき材料はぞれぞれの熱処理プロセスにより蒸発し、その結果プラスチックホイルが金属蒸気雲を通過するときに材料が堆積される。
典型的には、亜鉛が電極材料として用いられる。
【０００４】
平らで十分に密着性のある金属又は亜鉛の層とするために、実際の金属層が堆積される前に、周知の方法により、好ましくはアルミからなるシード若しくは核形成層が周知の方法によりプラスチックホイルの上に堆積される。又、このシード若しくは核形成層は熱蒸発により堆積されうる。典型的には、全体の層若しくは厚い層におけるシード若しくは核形成層の比率は５〜１０％である。
【０００５】
しかしながら、このことは、特にホイルキャパシタの亜鉛層の特性をセルフヒーリングするためには欠点となる。なぜなら、厚いシード又は核形成層により、これらのセルフヒーリング特性に悪い影響が及ぶからである。セルフヒーリング特性は亜鉛層の低い蒸発エネルギーに基づくものであり、例えば、アルミなどの高い凝縮エネルギーを有する金属からできているシード若しくは核形成層を用いる場合、それはボイドがある場合、その金属の蒸発若しくは溶融を悪くし、これにより回路のショートが生じる。従って、シード又は核形成層を設けなければ、セルフヒーリング特性にとっては効果的である。
【０００６】
これは、例えば、金属堆積の前にプラズマにより前処理されたプラスチックホイルにより達成されうる。なぜなら、金属層の密着性をより確かなものとすることができるからである。
【０００７】
シード層なしに密着性を達成する別の可能性がＤＥ１９９４３３７９Ａ−１に提案されており、金属の蒸発の間に密度の高いプラズマが点火され、これにより、よりよい密着性及び改善されたセルフヒーリング及び低減された表面抵抗が達成され得る。  
【０００８】
ＫＲ０１４１５０９には、フィルムキャパシタのための亜鉛金属層を製造するためのプロセスが記述されており、アルミからなる典型的なシード又は核形成層が、追加的に反酸化特性を改善するために、スパッタープロセスによりプラスチックホイル上に堆積される。
【技術上の目的】
【０００９】
本発明の目的は、効率的な、特に高速の生産により、良好なセルフヒーリング特性及び表面抵抗性を有する、平らで均一な金属層を特に良好に密着せしめるプロセス及びそのプロセスにより生成されるメタライズされたプラスチックホイルを提供することである。  
【技術的解決方法】
【００１０】
この目的はクレーム１の特徴を備えたプロセス及びクレーム１６の特徴を備えたプラスチックホイルにより達成される。従属クレームは効果的な具体例を対象としている。
【００１１】
良好な結果は、上述した既知の先端技術により、すでに成し遂げられているが、本発明者は、薄いシード若しくは核形成層、特にとても薄いシード層若しくは核形成層の堆積と共に、プラズマの前処理の組み合わせが実際の金属膜を堆積する前に行われると、良好にバランスのとれた効果のある、特性プロファイルの最適化が可能であることを発見した。
【００１２】
厚さに関して相応の厚さを有する典型的なシード層が堆積されるのではなく、ナノメートルの範囲のいくつかの原子の層の厚さを有する、とても薄いシード層のみであることが特に重要である。
【００１３】
これ点に関し、シード層は層の合計の５％未満、特に３％未満、好ましくは、１％未満である。
【００１４】
好ましくは、シード層は蒸発（スパッタリング）により堆積される。なぜなら、このプロセスはプラズマの処理と、とても薄い層の堆積との組み合わせに関して最も好適であるからである。
【００１５】
これらのとても薄い層を堆積するために、低い堆積レートでシード層を堆積することが効果的である。なぜなら、その上に堆積が行われるべきウェブのそれぞれの搬送スピードと組み合わされて、多くの隔絶部位のみからなる非連続的な層への、とても薄いシード層の堆積が適宜な方法により可能となるからである。
【００１６】
従って、数百ボルトの範囲、特に１０００ボルト以下、より好ましくは５００ボルト未満、最も好ましくは約４００ボルトの範囲内で、スパッタリングプロセスのためのカソード電圧を選択することが効果的である。
【００１７】
従って、プラズマのパワーは１５ｋW若しくは１０ｋW未満の範囲において選択されうる。
【００１８】
シード層の堆積の間の圧力は、好ましくは１０-1ｈＰａ以下であり、特に５×１０-２ｈＰａ以下であり、より好ましくは１０-２ｈＰａの範囲である。又、これにより、それぞれの低い堆積又はスパッタの割合が達成されうる。
【００１９】
シード層の堆積の間は、雰囲気は、より好ましくは希ガスにより充填され、特にアルゴンにより充填されるが、基板表面上の不純物と化学反応するプラズマ中の酸素イオンに起因するプラズマ処理による表面のクリーニング効果が可能となるように、雰囲気中に数％の酸素が添加されることが効果的である。それぞれの圧力条件を作り出すために、真空ポンプにより反応チャンバからそれぞれの反応生成物が取り除かれうる。
【００２０】
本プロセスによる本発明によれば、低いスパッタの割合の材料、すなわち、スティール又はステンレス鋼が用いられる。これにより、長い寿命のスパッターターゲットが提供され、金属層、若しくは、特にプラスチック表面上の亜鉛層の密着性及び均一なる形成が、低い材料の使用により確実なものとされうる。
【００２１】
本発明のプロセスにおいて、被覆されるべきウェブ材料は、とても薄いシード層のみが堆積されるべきであるので、シード層の蒸気、若しくは、ガス相による堆積の間、１秒に２０メーター、特に好ましくは、２５メーターの速度でプラズマソース若しくはスパッタターゲットを通過しうる。これによりプロセスの効率が向上する。
【００２２】
現実の金属層、特に亜鉛層の堆積は、引き続き既知の好適なプロセス、特に亜鉛溶融物からの亜鉛の熱蒸発物により引き続き成されうる。
【００２３】
本発明によるプロセスにより生成されるメタライズされたプラスチックホイルは、それはまた独立の特許方法が更なる特徴に従い請求されるが、プラスチックホイルと金属層との間に数個の原子層の範囲のとても薄い厚さのシード層がもたらされることに特徴付けられる。そのシード層はスティール若しくはステンレス鋼から作られる。
プラスチックホイルは、特にポリエステル若しくはポリプロピレンから作られうる。
【本発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図面は各部分の配置が本基本原理を強調するための目的のためのみに選択されているが、その実際の条件は変わるかもしれないという点で純粋な概略図である。
【００２５】
堆積装置は２つのロール１、２を備えている。その上に堆積が行われるべきプラスチック材料はホイル３として提供され、ロール１の次に示されている矢印に沿って第１のロール１から取り出され、ホイル３が再び巻き上げられるロール２の方向に走行する。
【００２６】
ロール１、２の２つの間に、２つの堆積又は処理ステーションが設けられ、それらは好ましくはチャンバ隔壁４に介してそれぞれ分離され、スロット５若しくはゲートアセンブリがチャンバ隔壁４に設けられ、それを介してホイルのウェブ３が通過する。
【００２７】
第１の堆積又は処理ステーションはカソード７、アノード８、及び直流電源、若しくは電圧供給源６を備え、その電源の負極はカソードに接続され、正極はアノード８に接続されている。数百ボルトの範囲、特に、４００ボルトの直流電源をアノード８及びカソード７との間に接続することにより、１０−２ｈＰａのセット圧力を伴う較正されたアルゴン雰囲気中で電磁気の支援を受け、プラズマ９が点火される。
【００２８】
本技術分野の当業者であれば、図に示されたアセンブリを取り囲む適宜な筺体若しくは真空チャンバ（図示せず）が設けられることを理解するだろう。
【００２９】
ロール１のワインダアセンブリ、アノード８、カソード７は第１の真空チャンバに位置し、その中でカソード７及びアノード８を含む電極アセンブリを有する第１の堆積ステーションの領域において、１０-２ｈＰａの範囲の圧力がセットされる。プロセスガスとして、アルゴンが第１の真空チャンバに導入され、プラズマ９が点火されたときに、正の電荷に帯電したアルゴンイオン１１が生成され、それはカソード７の方向に加速される。
【００３０】
カソード７はスパッタリング材料を有し、そのような材料から製造され、特にステンレス鋼から製造される。スパッタリング材料（スパッタリングターゲット）は衝突アルゴンイオンによりスパッタされ、スパッタリング材料１０はそこに堆積されるためにホイル３にたどり着く。
【００３１】
負に帯電した電子１２は同時にアノード８の方向に動き、それらもホイル３の上に部分的に堆積する。非導電性のプラスチックェブから作られるホイル３は、これによりある程度帯電し、プラズマ９からのイオンはホイルの表面に衝突し、イオンの衝突によりプラスチックホイル表面のクリーニング及び活性化に貢献する。雰囲気への数％の酸素の添加より、クリーニング効果が向上されうる。
【００３２】
このように、核形成層としても指定されうる、シード層１６は第１の堆積ステーション内でホイル３の上に堆積され、それはスパッターターゲット若しくはカソード７の材料から作られ、好ましくはステンレス鋼である。
【００３３】
しかしながら、ステンレス鋼はとても低いスパッターレートの材料であるので、プラスチックホイルのウェブ３がワインダアセンブリ１、２及びプラズマ９及びスパッターターゲットを通過する速度は速い。
【００３４】
数個の原子の層か、数ナノメートルの範囲のとても薄いシード層１６のみが堆積される。電力供給源６の電圧が、数１００ボルトと比較的低い値に選択されているという事実によりこれが強調される。
【００３５】
しかしながら、プラズマの同時衝突のもとで被覆されたホイルにおいて検出され得ない非常に薄いシード層の堆積により、第２の堆積ステーション若しくは反応チャンバにおける次のメタライゼーションがより良好な密着性により堆積されるという効果がもたらされる。特に、堆積されるべき基板上への材料の基板が簡単な方法によりなされうる、同時のプラズマ衝突を伴うカソードスパッタリングにより、別のプラズマ前処理及び引き続くシード若しくは核形成層の堆積、及びシード若しくは核形成層自身のための努力が大きく削減されうる。
【００３６】
被覆されるべきプラスチックホイルのウェブ３上に、とても薄いシード若しくは核形成層１６がスパッタリングされ、プラスチックホイルのウェブは、第１の堆積ステーションを通過した後、第２の堆積ステーションを通過する。そこにおいて堆積されるべき材料層、好ましくは、亜鉛からなる材料層は、熱蒸発により堆積される。このために蒸発用るつぼ１３が設けられ、それは例えば亜鉛材料を蒸発させるため電気熱抵抗になど適宜な方法により加熱される。これにより生成された亜鉛の蒸気雲１５の中をプラスチックホイルのウェブ３が通過し、プラスチックホイル３の上に形成されたシード若しくは核形成層１６の上に形成される所要の金属層１７となる。
【００３７】
薄いシード若しくは核形成層の堆積及びプラズマの処理により、シード若しくは核形成層はとても薄い薄さとなり、プラスチックホイル上の亜鉛材料の密着性はとても良好なものとなる。しかしながら、先端技術によるものより、このシード若しくは核形成層１６により、亜鉛のセルフヒーリング特性は劣化せず、又は、少なくともより劣化しにくくなる。同時に、例えば、亜鉛層などの金属層の最適な堆積が、１秒あたり数メートル、例えば、１秒あたり６メーター、及び/若しくは、１秒あたり２５メーターの範囲のプラスチックホイルのウェブ３の搬送速度などの、高い堆積スピードによる、高均一な堆積を可能とする簡単な手段により達成されうる。
【００３８】
本発明は、より好ましい実施形態に基づいて説明されてきたが、本発明の範囲を逸脱することなく本発明の範囲を規定する特許請求の範囲内において、変形例若しくは応用例が可能であることが、本技術分野の当業者であれば理解される。特に、いくつかの特徴は省略され、他のものと組合されうる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
本発明の更なる効果特性及び特徴は添付の図面に基づいた実施形態の詳細な説明により明白となる。
【図１】プラスチックホイルのメタライゼーションのための堆積装置の純粋な概略図であり、特にキャパシターホイルを生成するための装置が純粋に概略的な態様により単一の添付図面に示されている図である。
【図１】
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【外国語明細書】
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