(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被蒸着体を収納配置可能な蒸着処理室に連通し、前記被蒸着体の蒸着面に樹脂蒸気を供給する樹脂蒸着ユニットにおいて、
外壁と加熱状態に維持された内壁とで構成したユニット容器と、
樹脂蒸発源から発生した樹脂蒸気を前記被蒸着体の蒸着面に導くため内壁内に形成された通路と、
前記通路の前記被蒸着体の蒸着面に近接する箇所に配され、前記内壁と同温の加熱状態に維持されたシャワープレートとを備え、
前記シャワープレートは、プレート本体とパイプ状貫通孔部とから構成され、
前記パイプ状貫通孔部が前記プレート本体に対し前記被蒸着体側に突出した構造としたことを特徴とする樹脂蒸着ユニット。
【請求項２】
被蒸着体を収納配置可能な蒸着処理室に連通し、前記被蒸着体の蒸着面に樹脂蒸気を供給する樹脂蒸着ユニットにおいて、
外壁と加熱状態に維持された内壁とで構成したユニット容器と、
樹脂蒸発源から発生した樹脂蒸気を前記被蒸着体の蒸着面に導くため内壁内に形成された通路と、
前記通路の前記被蒸着体の蒸着面に近接する箇所に配されて複数の貫通孔部を有するシャワープレートとを備え、
前記シャワープレートを前記内壁と同温の加熱状態に維持すると共に、
前記シャワープレートの前記被蒸着体側の面がセラミック材料で構成されていることを特徴とする樹脂蒸着ユニット。
【請求項３】
請求項１または２に記載された樹脂蒸着ユニットと、回転ドラムから構成された被蒸着体を収納配置した蒸着処理室とを備え、前記シャワープレートの各貫通孔部の先端位置が回転ドラムの側周面に一定距離をおいて沿うように配された成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子工業におけるコンデンサや誘電体膜形成のための成膜装置、およびこれに用いられる樹脂蒸着ユニットに主として利用されるものである。
【０００２】
【従来の技術】
蒸着は、真空中で被加熱物を熱板や電子ビーム等を用いて蒸発させ、被蒸着体上に膜を堆積させる技術である。樹脂の蒸着はアルミなどの蒸着と異なり、気化した樹脂は直線的な動きではなくどこにでも回り込むというガスに似た挙動を示す。樹脂蒸気は加熱された内壁の間を案内される間に内壁より樹脂蒸気に熱エネルギーが与えられ、壁面に近いところでは、蒸気が薄く中央に近いところは濃いという密度分布の差ができる。蒸気の周りの雰囲気温度は蒸気密度分布すなわち膜厚分布に多大な影響を与える。つまり、図３に示すように、樹脂蒸気を被蒸着体に蒸着させる樹脂蒸着ユニット３Ａの内面において樹脂密度に分布が生じる。コンデンサ等の製造においては樹脂すなわち誘電体の膜の厚みは容量や耐電圧に大きな影響を与えるため、樹脂膜厚は均一であることが望ましい。
【０００３】
そこで、従来では樹脂蒸気が被蒸着面に到達する前に、図３に示す、プレート本体２５に多数の貫通孔２６を均等配布して設けられたシャワープレート２４を設置したり、さらには膜厚分布に応じて各貫通孔２６の開口部の形状を調整したりして回転ドラム（被蒸着体）２上に付着する膜厚の補正を行う方法が採られてきた。
【０００４】
以下に、従来のドラム回転型のコンデンサ製造装置を図４、図５を用いて説明する。
【０００５】
図４にドラム回転型のコンデンサ製造装置の全体図を示す。図４においてチャンバ（蒸着処理室）１内には回転可能な円筒状のドラム２と、その周りに工程順に配置された樹脂蒸着ユニット３Ａ、オイルマスキングユニット３Ｂ、樹脂硬化ユニット３Ｃやアルミ蒸着ユニット３Ｄが配置されている。チャンバ１には排気系４が接続されている。
【０００６】
樹脂蒸着ユニット３Ａはヒータ等により加熱の行える傾斜板５が配置されている。傾斜板５の上方には連続的に樹脂６を送るための供給ユニット７が、また傾斜板５とドラム２の間には開閉手段８が取り付けられている。
【０００７】
排気系４によりチャンバ１内を所定の真空度まで排気しながら、傾斜板５の加熱を始めて樹脂蒸着ユニット３Ａを立ち上げる。加熱途中は蒸発が不安定で膜質がよくないため、回転や揺動といった動作を行う開閉手段８を閉じてドラム２に膜がつかないようにしておく。蒸発の状態が安定した後、開閉手段８を開けてドラム２表面に成膜を行う。この工程を所定の順で所定の層数まで行って製品が作製される。その後、チャンバ１を大気開放して完成した製品を取り出し、プレス、電極形成などの工程を経て最終的に製品となる。
【０００８】
図５（ａ）に樹脂蒸着ユニット３Ａの具体的構成を示す。樹脂蒸着ユニット３Ａは、人が作業を行うため常温の外壁９と加熱された内壁１０の大まかに二重管構造のユニット容器から構成されている。また樹脂蒸着ユニット３Ａは同時に、蒸発部１４と案内部１５から構成されている。蒸発部１４、案内部１５は、ともに内壁１０によって内側領域１６と外側領域１７とに分けられる。傾斜板５から発生した蒸気は他のユニットへ蒸気が回り込むのを防ぐため、内側領域１６を通じてドラム２まで案内される。案内部１５はさらに蒸気の整流区間である助走部１８、バルブ部１９、排気部２０という３つの領域に分かれる。加熱されたバルブ２１（開閉手段８）はバルブ部１９に配置されており、蒸気の流れ方向に対して平行にシリンダ１３によって摺動する。バルブ２１にはＯリング２２が取り付けられ、バルブの両側にあるシール面２３ａ、２３ｂに押し付けられることによって蒸気をシールする。つまり、図５（ａ）に示すように助走部１８側のシール面２３ａにバルブ２１が圧接する場合は蒸発部１４と助走部１８が遮断されドラム２には成膜されない待機状態となる。他方、図５（ｂ）に示すように、バルブ２１が排気部２０側のシール面２３ｂに圧接するときは蒸発部１４と助走部１８が連通され、ドラム２に成膜が行われる。なお、図５（ａ）に示す２９は内壁１０内の真空度を計る真空計であり、３０は外壁９内を所定の真空度まで排気する外側排気手段であり、３１は内壁１０内を所定の真空度まで排気する内側排気手段である。
【０００９】
ドラム２における膜厚分布を均一にするため、助走部１８にはシャワープレート２４が配置されている。このシャワープレート２４は図６に示すように、熱伝導の良好な材料例えばアルミからなるプレート本体２５に複数の貫通孔２６を設けたものであって、樹脂蒸気を各貫通孔２６に分散されて通過させることにより、膜厚分布を均一にしようとするものである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このシャワープレート２４は低温であると貫通孔２６内等に樹脂が膜として堆積してしまうため、内壁１０からの伝熱等により高温に維持される必要があった。そのため低温に維持しなければならないドラム面に積極的に近づけられず、ドラム面と離れたところに設置せざるを得ない。図５（ｂ）に示すように、シャワープレート２４をバルブ２１側に配設し、貫通孔２６とドラム面との間の区間、すなわち助走区間が長くならざるをえなかった。従って、シャワープレート２４による膜厚補正機能の効果が薄らぐことや、内壁面への膜付着による温度分布の不均一化の影響を敏感に受けて、被蒸着体に蒸着する樹脂膜厚を均一にすることが困難であるという問題点があった。
【００１１】
本発明は、上記問題点を解決し、被蒸着体に蒸着する樹脂膜厚を均一にすることができる樹脂蒸着ユニットおよび成膜装置を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するため、被蒸着体を収納配置可能な蒸着処理室に連通し、前記被蒸着体の蒸着面に樹脂蒸気を供給する樹脂蒸着ユニットにおいて、外壁と加熱状態に維持された内壁とで構成したユニット容器と、樹脂蒸発源から発生した樹脂蒸気を前記被蒸着体の蒸着面に導くため内壁内に形成された通路と、前記通路の前記被蒸着体の蒸着面に近接する箇所に配され、前記内壁と同温の加熱状態に維持されたシャワープレートとを備え、前記シャワープレートは、プレート本体とパイプ状貫通孔部とから構成され、前記パイプ状貫通孔部が前記プレート本体に対し前記被蒸着体側に突出した構造としたことを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、シャワープレートは、プレート本体とパイプ状貫通孔部とから構成され、前記パイプ状貫通孔部が前記プレート本体に対し前記被蒸着体側に突出した構造とすることで、被蒸着体の蒸着面に与える輻射熱を低減し、これにより高温に維持されたシャワープレートを蒸着面に積極的に近づけることができる。このように、シャワープレートを蒸着面に近接する箇所に配することで、貫通孔部と蒸着面との間の区間（助走区間）を短くすることができ、シャワープレートによる膜厚補正機能を効率よく発揮させ、内壁面への膜付着による温度分布の不均一化などの悪影響を防止することができ、被蒸着体に蒸着する樹脂膜厚を均一にすることができる。
【００１５】
また、被蒸着体が回転ドラムから構成され、シャワープレートの各貫通孔部の先端位置が回転ドラムの側周面に一定距離をおいて沿うように配することで、各貫通孔部の開口と回転ドラムとの距離が均一となり、より樹脂膜厚を均一にすることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図１、図２、図７〜図９を用いて説明する。
【００１７】
本実施形態の樹脂蒸着ユニットの基本的構成は、図４、図５に示す従来の樹脂蒸着ユニット３Ａと略同様であって、図２に示すような、外壁９、内壁１０からなる二重管構造でユニット容器を構成している。また内壁１０内の内側領域１６には、蒸発部１４と案内部１５を有し、前記蒸発部１４には、傾斜板５、供給ユニット７を備え、前記案内部１５には、助走部１８、バルブ部１９、排気部２０の３つの領域に分かれている。なおバルブ部１９にはバルブ２１が配されている。
【００１８】
本実施形態において、従来の樹脂蒸着ユニット３Ａと異なる点は、シャワープレート５０の構成及び配設位置にある。
【００１９】
本実施形態のシャワープレート５０を図１（ａ）、（ｂ）および図２に基づいて説明する。
【００２０】
図１（ａ）、（ｂ）に示すシャワープレート５０は、ドラム２における膜厚分布を均一にするため、助走部１８のドラム（被蒸着体）２の蒸着面に近接する箇所に配されている。このシャワープレート５０は、熱伝導の良好な材料、例えばアルミからなるプレート本体５１に複数のアルミ等の熱伝導の良好な材料からなるパイプ（パイプ状貫通孔部）５２を植設したものであって、樹脂蒸気を各パイプ５２に分散させて通過させることにより、膜厚分布を均一にしようとするものである。またシャワープレート５０は内壁１０からの伝熱により内壁１０とほぼ同温の高温に維持されている。
【００２１】
各パイプ５２はプレート本体５１に対しドラム２側に突出するように配設されているが、これによりシャワープレート５０のドラム２に近接した高温部分の面積をパイプ５２の先端面積に限定することができ、低熱輻射構造とすることができる。また低熱輻射構造であるため、ドラム２に与える輻射熱を低減することができることから、高温に維持されたシャワープレート５０をドラム２の蒸着面に近接する箇所に配することができるのである。
【００２２】
例えば、このシャワープレート５０の具体的な形状は、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、厚みＤ１が３ｍｍに形成された平板状のプレート本体５１に、長さＨが４０ｍｍ、開口直径がφ１０に形成されたパイプ５２を約２００本、プレート本体５１の貫通孔部に挿入しかつ溶接したものである。シャワープレート５０はパイプ５２の先端開口からドラム２表面までの最短距離Ｘを約４ｍｍとなるように配されている。
【００２３】
なお、シャワープレート５０のドラム２側の面に、ホトベールなどのセラミック材料からなる低熱輻射材料５３を塗布するとより好ましい形態となる。またパイプ５２にも低熱輻射材料５３を塗布してもよい。
【００２４】
シャワープレートの形態としては、他にも種々のものがあり、それを以下に説明する。
【００２５】
他の形態としては、図７に示すように、シャワープレート５０ａは、プレート本体５１ａ（プレート本体５１と同様）にパイプ５２ａ（パイプ５２と同様）を設け、各パイプ５２ａの先端位置がドラム２の側周面にほぼ一定距離（約４ｍｍ）をおいて沿うように、隣り合うパイプ５２ａそれぞれの長さが異なるように構成してもよい。このような構成にすることで、いずれのパイプ５２ａの先端開口からもドラム２との距離が均一となり、より樹脂膜厚を均一にすることができる。
【００２６】
別の形態としては、図８に示すものがある。このシャワープレート５５は、熱伝導の良好な材料、例えば、アルミからなるプレート本体５６に複数の貫通孔５７を設け、プレート本体５６のドラム２側の面に低熱輻射材料５３を塗布したものである。
【００２７】
このようにプレート本体５６のドラム２側の面が低熱輻射材料５３を塗布することにより、シャワープレート５５のドラム２側の面の構造が低熱輻射材料となっている。このため上記シャワープレート５０と同様にシャワープレート５５をドラム２の蒸着面に近接する箇所に配することができる。
【００２８】
このシャワープレート５５の具体的な形状は、図８に示すように、厚みＤ２が４０ｍｍに形成された平板状のプレート本体５６に開口直径がφ１０の貫通孔５７を約２００個設け、プレート本体５６のドラム２側の面にホトベールなどのセラミック材料からなる低熱輻射材料５３を塗布したものである。またこのシャワープレート５５は、プレート本体５６のドラム２側の面からドラム２表面までの最短距離を約４ｍｍとなるように配されている。
【００２９】
さらに別の形態としては、図９に示すように、シャワープレート５５ａは、上記プレート本体５６をドラム２の円周に沿うように湾曲させた形状のプレート本体５６ａに、複数の貫通孔５７ａを設け、プレート本体５６ａのドラム２側の面に低熱輻射材料５３を塗布するように構成したものであって、樹脂膜厚を均一にするのに適している。
【００３０】
なお、上記各実施形態において、シャワープレートをヒータ等により加熱して、内壁１０とほぼ同温に維持するようにしてもよい。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、シャワープレートを被蒸着体の近傍に備えて、被蒸着体への膜付着直前で蒸気整流補正をすることができるので、従来例の問題点を解決し、被蒸着体に蒸着する樹脂膜厚を均一にすることができる樹脂蒸着ユニットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態のシャワープレートを示し、（ａ）はその斜視図であり、（ｂ）はその配設関係を示す側面図である。
【図２】本発明の実施形態の樹脂蒸着ユニットを示す断面図である。
【図３】従来の樹脂蒸着ユニットを示す断面図である。
【図４】樹脂蒸着ユニットを備えた成膜装置を示す概念図である。
【図５】従来の樹脂蒸着ユニットを示し、（ａ）はその待機状態を示す断面図であり、（ｂ）はその成膜状態を示す断面図である。
【図６】従来のシャワープレートを示す斜視図である。
【図７】本発明の他の形態のシャワープレートを示す側面図である。
【図８】本発明の別の形態のシャワープレートを示す斜視図である。
【図９】本発明のさらに別の形態のシャワープレートを示す斜視図である。
【符号の説明】
１    チャンバ（蒸着処理室）
２    回転ドラム（被蒸着体）
３Ａ  樹脂蒸着ユニット
５    傾斜板
９    外壁
１０    内壁
１５    案内部（通路）
５０、５０ａ、５５、５５ａ    シャワープレート
５１、５１ａ、５６、５６ａ    プレート本体
５２、５２ａ    パイプ（貫通孔部）
５３    低熱輻射材料
５７、５７ａ    貫通孔（貫通孔部）
【図１】
0004965774.tif 000002
【図２】
0004965774.tif 000003
【図３】
0004965774.tif 000004
【図４】
0004965774.tif 000005
【図５】
0004965774.tif 000006
【図６】
0004965774.tif 000007
【図７】
0004965774.tif 000008
【図８】
0004965774.tif 000009
【図９】
0004965774.tif 000010