真空蒸着装置
【課題】金属層の剥離が発生する可能性が低く、信頼性の高い真空蒸着装置を提供する。
【解決手段】本発明の真空蒸着装置では、冷却機構を有し、ボート１１からの金属蒸気の基材方向以外への飛散を防止する第１の防着板１６と、第１の防着板１６よりもボート１１側に防着面を有し、ボート１１からの金属蒸気の基材方向以外への飛散を防止するとともに脱着自在に配設された第２の防着板１９とを備えた構成とした。この構成により、蒸着時に第２の防着板１９はボート１１からの輻射熱にて十分に熱を帯びた状態となっているため、金属蒸気は第２の防着板１９の表面上では固化しにくく、第２の防着板１９に蒸着金属が付着することはほとんどないものとなる。この結果、金属層の剥離の可能性が低減され、本発明の真空蒸着装置は信頼性の高いものとなっている。
【解決手段】本発明の真空蒸着装置では、冷却機構を有し、ボート１１からの金属蒸気の基材方向以外への飛散を防止する第１の防着板１６と、第１の防着板１６よりもボート１１側に防着面を有し、ボート１１からの金属蒸気の基材方向以外への飛散を防止するとともに脱着自在に配設された第２の防着板１９とを備えた構成とした。この構成により、蒸着時に第２の防着板１９はボート１１からの輻射熱にて十分に熱を帯びた状態となっているため、金属蒸気は第２の防着板１９の表面上では固化しにくく、第２の防着板１９に蒸着金属が付着することはほとんどないものとなる。この結果、金属層の剥離の可能性が低減され、本発明の真空蒸着装置は信頼性の高いものとなっている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属化フィルムコンデンサ等の金属化フィルムの製造に用いられる、金属材料を加熱し蒸発させて基材上に蒸着を行う真空蒸着装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境保護の観点から、あらゆる電気機器がインバータ回路で制御され、省エネルギー化、高効率化が進められている。中でも自動車業界においては、電気モータとエンジンで走行するハイブリッド車（以下、ＨＥＶと呼ぶ）が市場導入される等、地球環境に優しく、省エネルギー化、高効率化に関する技術の開発が活発化している。
【０００３】
このようなＨＥＶ用の電気モータは使用電圧領域が数百ボルトと高いため、電気モータに関連して使用されるコンデンサとして高耐電圧で低損失の電気特性を有する金属化フィルムコンデンサが注目されており、更に市場におけるメンテナンスフリー化の要望からも極めて寿命が長い金属化フィルムコンデンサを採用する傾向が目立っている。
【０００４】
そして、このような金属化フィルムコンデンサは、金属箔を電極に用いるものと、誘電体フィルム上に設けた蒸着金属を電極に用いるものとに大別される。中でも、蒸着金属を電極（以下、金属蒸着電極と呼ぶ）とする金属化フィルムコンデンサは、金属箔のものに比べて電極の占める体積が小さく小型軽量化が図れることと、金属蒸着電極特有の自己回復機能（絶縁欠陥部で短絡が生じた場合に、短絡のエネルギーで欠陥部周辺の金属蒸着電極が蒸発・飛散して絶縁化し、コンデンサの機能が回復する性能）により絶縁破壊に対する信頼性が高いことから、従来から広く用いられているものである。
【０００５】
この種の金属化フィルムコンデンサの製造において、誘電体フィルムへの金属の蒸着は真空蒸着装置を用いて行われる。この真空蒸着装置では、一般的に金属材料を蒸発源にて加熱し、発生した金属蒸気を誘電体フィルムに付着させることにより誘電体フィルム上に金属材料の膜を形成する。
【０００６】
図８を用いて特許文献１に記載の真空蒸着装置１００について説明する。
【０００７】
図８に示すように、特許文献１に記載の真空蒸着装置１００は真空槽１０１の内底面中央に蒸発源１０２を備え、この蒸発源１０２にて金属材料１０３を加熱して金属蒸気を発生させている。そして、この金属蒸気を蒸発源１０２の上部に設置された蒸着対象物である誘電体フィルム１０４方向に飛ばし、微粒子となった金属材料１０３を誘電体フィルム１０４の表面に付着させることで蒸着が行われる。
【０００８】
ところで、蒸発源１０２から発生した金属蒸気は誘電体フィルム１０４方向に向かい誘電体フィルム１０４に金属材料１０３の膜を形成するものであるが、その一方で誘電体フィルム１０４方向以外に飛ぶ金属蒸気も存在し、このような金属蒸気は真空槽１０１の内壁等に付着し、そこに金属材料１０３の金属層を形成してしまう。このように真空槽１０１の内壁等に付着して形成された金属層は、蒸発源１０２の加熱終了後に冷却固化されて除去されるものであるが、この作業には非常に手間がかかっていた。
【０００９】
そこで、真空蒸着装置１００では図８に示すように、蒸発源１０２を取り囲むように防着板１０５を設け、誘電体フィルム１０４以外の方向に飛んだ金属蒸気をこの防着板１０５に付着させるようにしている。そして、加熱終了後には、この防着板１０５を真空蒸着装置１００から取り外し、防着板１０５に形成された金属層を除去することで除去作業の効率を高めている。
【００１０】
さらに、この真空蒸着装置１００においては、防着板１０５を実際に金属材料１０３の金属層がその表面に形成される板材１０６と、この板材１０６の背面に配置され、内部に液冷用配管１０７を備えた金属体１０８とで構成している。
【００１１】
このような構成とすることで真空蒸着装置１００では、板材１０６の表面に形成された蒸発温度の低い特性を有する金属層の再蒸発を防いでいる。
【００１２】
すなわち、板材１０６の表面に形成された金属層は、蒸発源１０２からの輻射熱により再度加熱されて再蒸発することになるが、このような板材１０６の表面に付着した金属材料１０３は、蒸発源１０２から直接蒸発された金属材料１０３とは性質が異なり、これら板材１０６の表面からの金属材料１０３と蒸発源１０２からの金属材料１０３の両方が誘電体フィルム１０４に蒸着すると、膜質が不均一である不純な膜が形成されてしまう。
【００１３】
このため、真空蒸着装置１００では液冷用配管１０７にて防着板１０５を冷却し、板材１０６の表面に形成された金属層の再蒸発を防いでいる。そしてこの結果、誘電体フィルム１０４に均一な膜質を有する膜を形成することを可能としていた。
【００１４】
加えて、この構成によると防着板１０５を冷却することで蒸発源１０２からの輻射熱によるダメージを軽減し、防着板１０５を長寿命化できるという効果も奏していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】国際公開第２００７／０６９２９１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
確かに、上述したように特許文献１に記載の真空蒸着装置１００の構成によると誘電体フィルム１０４に形成する膜の膜質を均一化でき、さらには防着板１０５の寿命を長期化させることが可能であった。
【００１７】
しかしながら、この構成によると、例えば金属材料１０３として物性が異なる複数の金属からなる合金を用いた場合に新たな課題が生じていた。
【００１８】
この課題について以下に説明する。
【００１９】
まず、真空蒸着装置１００を用いて蒸着を行った場合、防着板１０５の板材１０６の表面に金属材料１０３の金属層が逐次厚みを増して形成されていくわけであるが、金属層の厚みが厚くなるにしたがって金属層表面付近の金属材料１０３が液冷用配管１０７から受ける冷却効果は薄まってしまう。さらに、この金属層表面付近の金属材料１０３は蒸発源１０２からの輻射熱にさらされるため、金属材料１０３として２種類以上の金属からなる合金を用いた場合、各金属が有する蒸発温度によっては、再蒸発してしまう金属とそうでない金属が発生する可能性がある。
【００２０】
このため板材１０６の表面に形成される金属層は、その部位によって各金属の含有濃度が異なる状態となり、この結果、局部的に応力が発生してしまう。そして、発生した応力が金属層を防着板１０５から剥離させてしまうのであった。
【００２１】
したがって、真空蒸着装置１００では１種類の金属のみを金属材料１０３として用いた
場合には金属層を剥離させずに問題なく蒸着を行えたにも関わらず、２種類以上の金属からなる合金を金属材料１０３として用いた場合には上述のような原因により金属層が剥離してしまうという課題が生じていた。さらに、この剥離した金属層が蒸発源１０２に落下して再度加熱された際には、スプラッシュと呼ばれる金属塊の飛散が発生することがある。スプラッシュが発生した場合、飛散した金属塊が誘電体フィルムに付着、あるいは誘電体フィルムを傷つけることによって完成品としての金属化フィルムコンデンサの品質を著しく低下させてしまう恐れがあった。
【００２２】
すなわち、１種類の金属にて形成された金属材料１０３を蒸着させるために用いていた真空蒸着装置１００を、そのままの態様にて２種類以上の金属からなる合金の蒸着に併用することは難しいものであった。
【００２３】
そこで、本発明ではこのような問題点を鑑みて２種類以上の金属からなる合金を蒸着させる場合においても防着板からの金属層の剥離が発生する可能性が低く、信頼性の高い真空蒸着装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
そして、この課題を解決するために本発明の真空蒸着装置は、基材を所定の速度で搬送しながら、この基材の表面に金属微粒子を蒸着させる蒸着装置であり、金属材料を加熱して金属蒸気を発生させる蒸発源と、冷却機構を有し、前記蒸発源からの金属蒸気の前記基材方向以外への飛散を防止する第１の防着板と、前記第１の防着板よりも前記蒸発源側に防着面を有し、前記蒸発源からの金属蒸気の前記基材方向以外への飛散を防止するとともに脱着自在に配設された第２の防着板と、前記蒸発源、前記第１の防着板、および前記第２の防着板を内部に収容した真空槽を備えた構成とした。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の構成の真空蒸着装置は、物性が異なる複数の金属からなる合金を蒸着させる場合であっても防着板から金属層が剥離する可能性が低く、信頼性の高いものとなっている。
【００２６】
これは、本発明の真空蒸着装置が脱着自在の第２の防着板を備えていることによる。
【００２７】
すなわち、本発明の第２の防着板は第１の防着板と別体として設けているため、実際に蒸着を行う際には第２の防着板は第１の防着板に設けられた冷却機構の影響を受けにくく、蒸着源からの輻射熱にて十分に熱を帯びた状態となっている。
【００２８】
したがって、蒸着源からの金属蒸気は第２の防着板の表面上では固化しにくく、第２の防着板に蒸着金属が付着することはほとんどないため、第２の防着板上において金属層が形成される可能性は低いものとなっている。
【００２９】
あるいは、金属層が形成されたとしても、金属層内の各金属の含有濃度はどの部位においても同等の状態であり、金属層内部では応力が発生しにくい状態となっているため、剥離の可能性は低いものとなっている。
【００３０】
これらより本発明の真空蒸着装置では防着板から金属層が剥離する可能性は低く、信頼性の高いものとなっている。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】実施例１の真空蒸着装置の構成を示した概略正面図
【図２】実施例１の蒸着室内の構成を示す概略正面図
【図３】実施例１の第２の防着板の透視斜視図
【図４】実施例１の第１、第２の防着板の断面図
【図５】実施例２の第１、第２の防着板の斜視図
【図６】実施例２の第２の防着板の透視斜視図
【図７】実施例２の第１、第２の防着板の断面図
【図８】従来の真空蒸着装置の構成を示した概略正面図
【発明を実施するための形態】
【００３２】
（実施例１）
まず、本実施例の真空蒸着装置１の全体の構成とその動作について図１を用いて説明する。図１は真空蒸着装置１の構成を示した概略正面図である。
【００３３】
真空槽２は真空蒸着装置１の本体部であり、この真空槽２は図示しない真空ポンプにより真空排気され、内部が真空状態となっている。
【００３４】
この真空槽２内でターゲットの基材となる誘電体フィルム３への蒸着が行われる。本実施例では誘電体フィルムとして幅６５０ｍｍ、厚さ３μｍのポリプロピレンフィルムを用いている。ただし、ターゲットとなる誘電体フィルム３はこの態様に限られることなく、他の幅、厚さ、材質のものを用いてもよい。
【００３５】
この誘電体フィルム３は原反ロール４を所定の方向（図１の矢印の向き）に回転させることで巻き出される。巻き出された誘電体フィルム３は所定の速度で連続搬送され、回転ローラ５にてその進行方向を変えてメインキャン６へと到達する。
【００３６】
メインキャン６は内部に不凍液を添加した−１５℃〜０℃の冷媒を循環させており、メインキャン６に到達した誘電体フィルム３は冷却されながらメインキャン６の表面に沿って矢印方向に搬送される。
【００３７】
そして、まず誘電体フィルム３はパターンロール７に到達し、ここでは誘電体フィルム３の所定の部分にオイルが転写される。
【００３８】
メインキャン６の下方には蒸着室８が配設されている。ここで、金属蒸着材料の誘電体フィルム３への蒸着が行われる。本実施例では金属蒸着材料としてアルミニウムとマグネシウムが９９．５：０．５〜５５：４５ｗｔ％の比率で配合された合金にて形成された線材９を用いている。線材９は線材供給ロール１０を回転させることで蒸着室８内に供給され、蒸着室８内に設けられた蒸発源であるボート１１により加熱される。ここで、本実施例においてボート１１の温度は１２００℃前後に設定している。アルミニウムとマグネシウムの真空蒸着装置１内における蒸発温度は夫々９００℃、３５０℃程度であるので、蒸着時のボート１１は線材９を十分に溶融させることができる。
【００３９】
そして、線材９が溶融、気化することでアルミニウムとマグネシウムの夫々の蒸気が入り混じった金属蒸気が誘電体フィルム３方向へ上昇し、誘電体フィルム３の表面に合金の状態にて付着する。ただし、上述したパターンロール７にてオイルが転写された箇所には蒸着が行われない。この非蒸着部は、蒸着終了後の誘電体フィルム３において絶縁マージン部や分割電極どうしの間のスリット部となる。
【００４０】
なお、蒸着室８内部の構成については後に詳しく説明する。
【００４１】
蒸着室８にて蒸着が行われた誘電体フィルム３はさらに亜鉛蒸着部１２にて亜鉛が蒸着される。この亜鉛蒸着部１２には蒸着室８と同様にボート（図示せず）が設けられており、このボートにて亜鉛の固体を溶融、気化させることで亜鉛の金属蒸気を発生させている。そして、誘電体フィルム３の表面に形成されたアルミニウムとマグネシウムの合金からなる膜の一部にさらに亜鉛の膜を形成する。この亜鉛からなる膜はアルミニウムとマグネ
シウムの合金からなる膜よりも厚みを厚く形成することで抵抗値を低くしたものであり、この低抵抗部は金属化フィルムコンデンサとして誘電体フィルム３を巻回した際にメタリコン電極と接続するようにしている。
【００４２】
なお、これらアルミニウムとマグネシウムの蒸着や、亜鉛の蒸着は、誘電体フィルム３がメインキャン６にて冷却されながら行われているため、各金属蒸気は瞬時に誘電体フィルム３上で固化し、付着する。
【００４３】
また、蒸着室８および亜鉛蒸着部１２とメインキャンの間には蒸着のタイミングを制御するためのシャッター（図示せず）が設けられている。
【００４４】
そして、蒸着が行われた誘電体フィルム３は回転ローラ１３にて搬送方向を変え、最後に巻き取りロール１４を矢印方向に回転させることで巻き取られ金属化フィルムが完成する。
【００４５】
なお、図１に示されるように真空槽１内には金属蒸気と反応しない金属にて形成された仕切り板１５が設けられている。本実施例では仕切り板１５を形成する金属としてＳｔａｉｎｌｅｓｓ Ｕｓｅｄ Ｓｔｅｅｌ（以下、ＳＵＳと表記）を用いている。この仕切り板１５は蒸着室８や亜鉛蒸着部１２で発生させた金属蒸気が目的方向以外に飛散し、例えば完成体である金属化フィルムや真空槽２の内壁に付着してしまうことを防ぐものである。
【００４６】
次に、蒸着室８内の構成について図２を用いて説明する。図２は蒸着室８内の構成を示す概略正面図である。
【００４７】
まず、蒸着室８は、蒸着室の底面をなす底板８ａと、蒸着室８の側壁をなす２枚の第１の防着板１６にて形成され、上部が開放している。ただし、実際には上述したようにこの蒸着室８の上部にはシャッター（図示せず）が備えられ、蒸着のタイミングを制御している。なお、この蒸着室８は図２の奥行き方向に延在した形状となっている。
【００４８】
第１の防着板１６は、金属蒸気が目的方向である蒸着室８上部の誘電体フィルム３の蒸着面以外の方向、すなわち真空槽２の内壁や真空槽２内の器具へ飛散し、付着することを防止するものであり、金属蒸気と反応しないＳＵＳを用いて形成している。ＳＵＳ以外にも耐熱性やコストの観点からニッケルや銅、鉄等の金属またはこれらの合金を用いてもよい。
【００４９】
この第１の防着板１６には冷却機構が設けられており、第１の防着板１６の熱を吸収することで冷却している。本実施例では冷却機構として、第１の防着板１６内に液冷用配管（図示せず）を設け、この液冷用配管に２０℃前後の水を循環させている。この冷却機構を設けたことによる効果は背景技術の項で説明したものと同様であり、金属蒸着材料の再蒸発や第１の防着板１６の長寿命化の低減が挙げられる。
【００５０】
この２枚の第１の防着板１６のうち、一方の第１の防着板１６には孔（図示せず）が穿設されており、この孔を貫通した状態でフィーダ管１７が挿着されている。本実施例においてはフィーダ管１７をＳＵＳにて形成している。線材供給ロール１０から巻き出された線材９はこのフィーダ管１７を通って蒸着室８内に供給される。
【００５１】
蒸着室８内に供給された線材９はボート１１にて加熱、溶融する。ボート１１は２枚の第１の防着板１６に夫々固定された２つの電極１８と電気的に接続されており、これら電極１８に通電することで絶縁体からなるボート１１が発熱し、線材９を加熱する構成となっている。なお、実際に蒸着を行う際にはボート１１にて加熱された線材９が溶融し、液状となってボート１１上に溜まり、さらに熱せられ気化することで金属蒸気が発生している。
【００５２】
なお、図２では蒸着室８の構成を簡便に示すため、一本の線材９が蒸着室８内に供給されている状態を図示したが、実際には上述したように蒸着室８は図２の奥行き方向に延在した形状となっており、複数の線材９が同時に蒸着室８内に供給される態様となっている。また、ボート１１も供給される線材９の数に応じて複数設けられている。かかる構成により、本実施例の真空蒸着装置１では広幅の誘電体フィルム３に対して蒸着を行うことが可能なものとなっている。
【００５３】
このような構成の蒸着室８において、例えばアルミニウム等の単体の金属にて構成された線材を供給した場合、第１の防着板１６が冷却機構を備えているため、第１の防着板１６の表面に付着した金属蒸着材料の再蒸発を防ぐことができ、また第１の防着板１６の表面に形成される金属層が第１の防着板１６から剥離することもなかった。しかしながら、本実施例のごとく物性が異なる複数の金属からなる合金にて形成された線材９を金属蒸着材料として用いた場合、第１の防着板１６の表面に形成される金属層内に各金属の含有濃度が異なる部位が生じ、このため金属層を第１の防着板１６から剥離させる方向へ応力が発生してしまうことがあった。
【００５４】
そこで、本実施例では図２に示されるように第２の防着板１９をさらに備えた構成としている。
【００５５】
この第２の防着板１９の構成について図３、図４を用いて詳しく説明する。ここで、図３は第２の防着板１９の透視斜視図であり、図４は第２の防着板１９を第１の防着板１６に装着させた状態の断面図である。
【００５６】
図３に示されるように、第２の防着板１９は一枚のＳＵＳ板を適宜折り曲げることによって形成され、防着面２０、折り曲げ端２１、折り返し片２２の３つの部位によって構成される。なお、本実施例では第２の防着板１９の材料としてＳＵＳを用いて形成したが、これ以外にもニッケルや銅、鉄等の金属を用いてもよい。特に、本実施例で用いたＳＵＳ以外の金属であれば、上記で挙げた金属のうち、鉄を用いて第２の防着板１９を形成することが望ましい。これは、鉄は線膨張係数が低く、ボート１１からの輻射熱による変形の可能性が低いためである。チタンも鉄と同様に線膨張係数が低い金属であるが、チタンは比較的熱伝導性が低い金属であり、ボート１１からの熱による第２の防着板１９の加熱が困難となるため適さない。すなわち、鉄は輻射熱による変形防止とボート１１による加熱のいずれにおいても優れており、第２の防着板１９を形成する材料として適している。また、コスト面に関しても鉄は優れている。このように、線膨張率および熱伝導率の観点からすると、線膨張率が２０．０（×１０-6／Ｋ）以下かつ熱伝導率が１５．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上である金属を第２の防着板１９の材料として用いることが望ましい。
【００５７】
具体的な形成方法としては、矩形状のＳＵＳ板の短辺側を所定の折り曲げ位置にて折り曲げて折り曲げ端２１を形成する。この時点で、折り曲げられたＳＵＳ板の断面は略Ｌ字状となっている。さらにこの折り曲げ端２１の防着面２０とは逆側の一端をさらに折返し、折り返し片２２を形成する。これらの作業によって図３で示されるような第２の防着板１９を形成している。
【００５８】
この第２の防着板１９の内側には補強柱２３が所定の間隔で複数付設されている。これら補強柱２３は防着面２０と折り返し片２２の内面側に設けられており、防着面２０、折り返し片２２に設けられた夫々の補強柱２３どうしが一対で対向するように配置されている。補強柱２３は防着面２０、折り返し片２２の下端から上端にかけて設けられ、防着面２０、折り返し片２２がボート１１から受ける輻射熱により反り返り、変形してしまうことを防止している。なお、この補強柱２３は第２の防着板１９と同種の金属（本実施例ではＳＵＳ）にて形成された柱状体を溶接することで配設している。
【００５９】
また、折り返し片２２には、ボルト孔２４が所定の間隔ごとに複数穿設されている。本実施例ではこのボルト孔２４を用いて第２の防着板１９を第１の防着板１６に固定している。第２の防着板１９を第１の防着板１６に固定した状態を図４に示す。
【００６０】
図４に示されるように、ボルト孔２４にボルト２５を貫挿し第１の防着板１６に設けられた固定穴２６に固定することで、第２の防着板１９は第１の防着板１６に掛止された状
態となっている。このとき、防着面２０は第１の防着板１６よりもボート１１側に位置することになる。
【００６１】
ここで、第２の防着板１９と第１の防着板１６の間には断熱材２７が介在した状態となっている。本実施例ではこの断熱材２７としてシリカを用いているが、これ以外にもシリカを主成分とし、アルミナ、酸化カルシウム、酸化マグネシウム等を混合させた部材を用いてもよい。この断熱材２７は、ボルト２５にて第２の防着板１９を第１の防着板１６に固定した際の圧力により第２の防着板１９と第１の防着板１６の間に圧着固定されている。なお、上述した補強柱２３は図４の状態においては断熱材２７に食い込んだ状態となっている。
【００６２】
このように第２の防着板１９は第１の防着板１６にボルト２５にて固定され、その脱着はボルト２５により容易に行うことが可能である。
【００６３】
以上、説明した脱着自在の第２の防着板１９を備えることにより本実施例の真空蒸着装置１が奏する効果について述べる。
【００６４】
本実施例の真空蒸着装置１は、物性が異なる２種類以上の金属蒸着材料からなる線材９を蒸着させる場合であっても、第２の防着板１９の防着面２０から金属層が剥離する可能性が低く、信頼性の高いものとなっている。
【００６５】
これは第２の防着板１９が第１の防着板１６とは別体で設けられており、実際に蒸着を行う際には第２の防着板１９は第１の防着板１６に設けられた冷却機構の影響を受けにくいためである。
【００６６】
すなわち、蒸着時には、第２の防着板１９は冷却機構の影響を受けにくく、また第２の防着板１９の防着面２０は第１の防着板１６よりもボート１１側に位置するため、第２の防着板１９はボート１１からの輻射熱にて十分に熱を帯びた状態となっている。
【００６７】
したがって、ボート１１の加熱により発生する金属蒸気は防着面２０上では固化しにくく、防着面２０上に金属層が形成される可能性は低いものとなっている。特に、アルミニウムに比べマグネシウムは蒸発温度が低いため、より固化しにくい。
【００６８】
あるいは、防着面２０上に金属層が形成されたとしても、上述のようにマグネシウムは比較的蒸発しやすいので、金属層内のマグネシウムの含有濃度は小さく、金属層内の各金属の含有濃度はどの部位においても同等の状態となっている。
【００６９】
これらより本発明の真空蒸着装置１では防着面２０から金属層が剥離する可能性は低く、信頼性の高いものとなっている。
【００７０】
なお、より剥離の可能性を低減させるためには予め蒸着前にボート１１を加熱し、第２の防着板１９の防着面２０を金属蒸着材料の蒸発温度以上の温度に加熱しておくとよい。本実施例においては少なくともマグネシウムの蒸発温度である３５０℃以上に予め加熱するとよい。
【００７１】
また、金属蒸着材料が単体の金属にて形成されたものであるならば、この第２の防着板１９を第１の防着板１６から取り外し、従来通り第１の防着板１６を冷却させながら蒸着を行うとよい。
【００７２】
このように、本実施例の真空蒸着装置１では第２の防着板１９が容易に脱着できるため、様々な金属蒸着材料の蒸着に対応することが可能である。
【００７３】
なお、第２の防着板１９は第１の防着板１６に断熱材２７を介して掛止されていることが望ましい。
【００７４】
このように断熱材２７を介して掛止されていることにより、第１の防着板１６に配設された冷却機構の冷却効果はより第２の防着板１９に伝わりにくくなる。したがって、第２の防着板１９はボート１１からの輻射熱にてより効率的に加熱することが可能となり、金属層の剥離が発生する可能性をさらに低減することができる。
【００７５】
また、第２の防着板１９を略Ｌ字状とし、この折り曲げ端２１を第１の防着板１６の上端に引っ掛けることによって第２の防着板１９を第１の防着板１６に掛止させることができる。
【００７６】
このように、折り曲げ端２１を第１の防着板１６の上端に引っ掛けることによって第２の防着板１９は第１の防着板１６に容易に取り付けることが可能であるが、特に本実施例では、上述したように折り返し片２２にボルト２５を貫挿して第２の防着板１９を第１の防着板１６により強固に固定している。したがって本実施例では、第２の防着板１９は第１の防着板１６に強固に固定されているため、蒸着中に第２の防着板１９が第１の防着板１６から外れることはなく信頼性の高いものとなっている。
【００７７】
なお、固定の方法として上述した折り返し片２２にボルト２５を貫挿する以外の方法では、例えば折り返し片２２を設けることなく折り曲げ端２１にボルト２５を貫挿させ、さらに第１の防着板１６の上端面に固定用の穴を設けることで、第１の防着板１６の上端面と折り曲げ端２１を固定する方法等が挙げられる。
【００７８】
以上、説明したように本実施例の真空蒸着装置１は剥離が発生する可能性が低く、信頼性の高いものとなっている。
【００７９】
実際にアルミニウムとマグネシウムの合金にて形成された線材を用いて検証を行った結果、第２の防着板１９を装着させずに蒸着させた場合は金属層の剥離が生じたことに対し、第２の防着板１９を装着して蒸着させた場合は５００００ｍの誘電体フィルムに対して連続蒸着を行ったとしても金属層の剥離は生じないことを確認した。そしてこの結果、膜質が均一な金属化フィルムを作製することができた。
【００８０】
（実施例２）
本実施例の真空蒸着装置は、実施例１の真空蒸着装置１で用いた第２の防着板１９の構成が異なる。この他の点に関しては実施例１と同様の構成であるのでその説明を省略する。なお、本実施例では実施例１の第２の防着板１９と区別するため、「第２の防着板２８」と記載する。
【００８１】
第２の防着板２８の構成について、図５、図６、図７を用いて詳しく説明する。ここで、図５は第２の防着板２８を第１の防着板１６に装着させた状態の斜視図、図６は第２の防着板２８の透視斜視図、図７は第２の防着板２８を第１の防着板１６に装着させた状態の断面図である。
【００８２】
実施例１において、第２の防着板１９が第１の防着板１６の一方の端部から他方の端部にかけて装着されたことに対し、第２の防着板２８は図５に示されるように、いわば実施例１の第２の防着板１９を個片化したような構成となっており、フィーダ管１７を蒸着室８の外部から内部へと通すために第１の防着板１６に設けられた貫通孔２９どうしの間に配設されている。また、第１の防着板１６に第２の防着板２８を装着した状態において、第２の防着板２８の下端部は貫通孔２９の上端部よりも下方に位置する。すなわち、第２の防着板２８の下端部は、実施例１の第２の防着板１９の下端部よりも下方に位置することになる。すなわち、本実施例の第２の防着板２８は実施例１の第２の防着板１９よりも第１の防着板１６を覆う面積が大きく、より効果的に金属層の剥離を防止することができる。
【００８３】
図６に示されるように、第２の防着板２８も実施例１の第２の防着板１９と同様に一枚のＳＵＳ板を適宜折り曲げることによって形成され、防着面３０、折り曲げ端３１、折り返し片３２の３つの部位によって構成される。なお、本実施例では第２の防着板２８の材料としてＳＵＳを用いて形成したが、これ以外にもニッケルや銅、鉄等の金属を用いてもよい。
【００８４】
ただし、図６で示されるように、第２の防着板２８の防着面３０は、屈曲部３３から上方が僅かに屈曲している。すなわち、この屈曲部３３から上方を防着面上部３４、下方を防着面下部３５とすると、防着面下部３５が折り返し片３２と略平行となるように形成されていることに対し、防着面上部３４は防着面下部３５から僅かに外側（ボート１１側）に屈曲した構成となっている。このように、防着面上部３４を僅かに外側に屈曲した構成としたことにより、図５のように第２の防着板２８を第１の防着板１６に装着させ、防着面下部３５と折り返し片３２により第１の防着板１６を挟んだ際に、防着面下部３５に第１の防着板１６方向へ応力が発生し、第２の防着板２８を第１の防着板１６に強固に固定することが可能となる。なお、この防着面上部３４の防着面下部３５に対する屈曲角は約５度となっている。
【００８５】
また、第２の防着板２８の折り返し片３２にはボルト孔３６が設けられている。
【００８６】
図７に示されるように、このボルト孔３６にボルト３７を貫挿し第１の防着板１６に設けられた固定穴２６に固定することによって、さらに強固に第２の防着板２８は第１の防着板１６に固定される。ただし、上述したように第２の防着板２８は防着面下部３５と折り返し片３２にて第１の防着板１６を挟むことだけでも第１の防着板１６に強固に固定され得るものであるので、ボルト孔３６およびボルト３７による固定は必ずしも必要としない。
【００８７】
また、第２の防着板２８と第１の防着板１６の間には断熱材２７が介在している。断熱材２７は第２の防着板２８を固定した際の圧力により第２の防着板２８と第１の防着板１６の間に圧着固定されており、断熱材２７の形状は、第２の防着板２８との接触箇所の形状に沿って変形している。このため、断熱材２７は第２の防着板２８に密着した状態となっている。なお、この断熱材２７は実施例１と同様にシリカを用いている。
【００８８】
以上、説明した第２の防着板２８を備えることにより本実施例の真空蒸着装置が奏する効果について述べる。
【００８９】
まず、本実施例の第２の防着板２８によると、実施例１の第２の防着板１９と同様に、物性が異なる２種類以上の金属蒸着材料からなる線材９を蒸着させる場合であっても、第２の防着板１９の防着面２０から金属層が剥離する可能性が低く、信頼性の高いものとなっている。この原理は実施例１と同様であるので説明を省略する。
【００９０】
さらに、第２の防着板２８はいわば第２の防着板１９を個片化した態様となっているため、第２の防着板１９と比較してボート１１からの輻射熱によって反り返り、変形してしまう可能性が低減されている。このため、第２の防着板１９では反り返りの対策として補強柱２３を設けていたが、第２の防着板２８ではこの補強柱２３を必要とせず、コスト面においても優れている。
【００９１】
また、第２の防着板２８では、防着面上部３４を防着面下部３５から僅かに外側に屈曲した構成としているため、防着面下部３５と折り返し片３２にて第１の防着板１６を挟みこむことにより、第１の防着板１６に強固に固定することが可能となっている。この構成により、ボルト３７を用いずとも第１の防着板１６に固定できる。このように第１の防着板１６にボルト３７を用いずに第１の防着板１６に固定させる態様によると、脱着がさらに容易となる。
【００９２】
以上、説明したように本実施例の第２の防着板２８を用いた真空蒸着装置は剥離が発生する可能性が低く、信頼性の高いものとなっている。
【００９３】
なお、実施例１と同様に、実際にアルミニウムとマグネシウムの合金にて形成された線材を用いて検証を行った結果、第２の防着板２８を装着させずに蒸着させた場合は金属層の剥離が生じたことに対し、第２の防着板２８を装着して蒸着させた場合は５００００ｍの誘電体フィルムに対して連続蒸着を行ったとしても金属層の剥離は生じないことを確認した。そしてこの結果、膜質が均一な金属化フィルムを作製することができた。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
本発明による真空蒸着装置は、金属層の剥離が発生する可能性が低く、信頼性の高いものとなっている。したがって、本発明の真空蒸着装置は各種電子機器、電気機器、産業機器、自動車等に用いられる金属化フィルムコンデンサの金属化フィルムを製造する際に好適に採用することができる。
【符号の説明】
【００９５】
１ 真空蒸着装置
２ 真空槽
３ 誘電体フィルム
４ 原反ロール
５ 回転ローラ
６ メインキャン
７ パターンロール
８ 蒸着室
８ａ 底板
９ 線材
１０ 線材供給ロール
１１ ボート
１２ 亜鉛蒸着部
１３ 回転ローラ
１４ 巻き取りロール
１５ 仕切り板
１６ 第１の防着板
１７ フィーダ管
１８ 電極
１９、２８ 第２の防着板
２０、３０ 防着面
２１、３１ 折り曲げ端
２２、３２ 折り返し片
２３ 補強柱
２４、３６ ボルト孔
２５、３７ ボルト
２６ 固定穴
２７ 断熱材
２９ 貫通孔
３３ 屈曲部
３４ 防着面上部
３５ 防着面下部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属化フィルムコンデンサ等の金属化フィルムの製造に用いられる、金属材料を加熱し蒸発させて基材上に蒸着を行う真空蒸着装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境保護の観点から、あらゆる電気機器がインバータ回路で制御され、省エネルギー化、高効率化が進められている。中でも自動車業界においては、電気モータとエンジンで走行するハイブリッド車（以下、ＨＥＶと呼ぶ）が市場導入される等、地球環境に優しく、省エネルギー化、高効率化に関する技術の開発が活発化している。
【０００３】
このようなＨＥＶ用の電気モータは使用電圧領域が数百ボルトと高いため、電気モータに関連して使用されるコンデンサとして高耐電圧で低損失の電気特性を有する金属化フィルムコンデンサが注目されており、更に市場におけるメンテナンスフリー化の要望からも極めて寿命が長い金属化フィルムコンデンサを採用する傾向が目立っている。
【０００４】
そして、このような金属化フィルムコンデンサは、金属箔を電極に用いるものと、誘電体フィルム上に設けた蒸着金属を電極に用いるものとに大別される。中でも、蒸着金属を電極（以下、金属蒸着電極と呼ぶ）とする金属化フィルムコンデンサは、金属箔のものに比べて電極の占める体積が小さく小型軽量化が図れることと、金属蒸着電極特有の自己回復機能（絶縁欠陥部で短絡が生じた場合に、短絡のエネルギーで欠陥部周辺の金属蒸着電極が蒸発・飛散して絶縁化し、コンデンサの機能が回復する性能）により絶縁破壊に対する信頼性が高いことから、従来から広く用いられているものである。
【０００５】
この種の金属化フィルムコンデンサの製造において、誘電体フィルムへの金属の蒸着は真空蒸着装置を用いて行われる。この真空蒸着装置では、一般的に金属材料を蒸発源にて加熱し、発生した金属蒸気を誘電体フィルムに付着させることにより誘電体フィルム上に金属材料の膜を形成する。
【０００６】
図８を用いて特許文献１に記載の真空蒸着装置１００について説明する。
【０００７】
図８に示すように、特許文献１に記載の真空蒸着装置１００は真空槽１０１の内底面中央に蒸発源１０２を備え、この蒸発源１０２にて金属材料１０３を加熱して金属蒸気を発生させている。そして、この金属蒸気を蒸発源１０２の上部に設置された蒸着対象物である誘電体フィルム１０４方向に飛ばし、微粒子となった金属材料１０３を誘電体フィルム１０４の表面に付着させることで蒸着が行われる。
【０００８】
ところで、蒸発源１０２から発生した金属蒸気は誘電体フィルム１０４方向に向かい誘電体フィルム１０４に金属材料１０３の膜を形成するものであるが、その一方で誘電体フィルム１０４方向以外に飛ぶ金属蒸気も存在し、このような金属蒸気は真空槽１０１の内壁等に付着し、そこに金属材料１０３の金属層を形成してしまう。このように真空槽１０１の内壁等に付着して形成された金属層は、蒸発源１０２の加熱終了後に冷却固化されて除去されるものであるが、この作業には非常に手間がかかっていた。
【０００９】
そこで、真空蒸着装置１００では図８に示すように、蒸発源１０２を取り囲むように防着板１０５を設け、誘電体フィルム１０４以外の方向に飛んだ金属蒸気をこの防着板１０５に付着させるようにしている。そして、加熱終了後には、この防着板１０５を真空蒸着装置１００から取り外し、防着板１０５に形成された金属層を除去することで除去作業の効率を高めている。
【００１０】
さらに、この真空蒸着装置１００においては、防着板１０５を実際に金属材料１０３の金属層がその表面に形成される板材１０６と、この板材１０６の背面に配置され、内部に液冷用配管１０７を備えた金属体１０８とで構成している。
【００１１】
このような構成とすることで真空蒸着装置１００では、板材１０６の表面に形成された蒸発温度の低い特性を有する金属層の再蒸発を防いでいる。
【００１２】
すなわち、板材１０６の表面に形成された金属層は、蒸発源１０２からの輻射熱により再度加熱されて再蒸発することになるが、このような板材１０６の表面に付着した金属材料１０３は、蒸発源１０２から直接蒸発された金属材料１０３とは性質が異なり、これら板材１０６の表面からの金属材料１０３と蒸発源１０２からの金属材料１０３の両方が誘電体フィルム１０４に蒸着すると、膜質が不均一である不純な膜が形成されてしまう。
【００１３】
このため、真空蒸着装置１００では液冷用配管１０７にて防着板１０５を冷却し、板材１０６の表面に形成された金属層の再蒸発を防いでいる。そしてこの結果、誘電体フィルム１０４に均一な膜質を有する膜を形成することを可能としていた。
【００１４】
加えて、この構成によると防着板１０５を冷却することで蒸発源１０２からの輻射熱によるダメージを軽減し、防着板１０５を長寿命化できるという効果も奏していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】国際公開第２００７／０６９２９１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
確かに、上述したように特許文献１に記載の真空蒸着装置１００の構成によると誘電体フィルム１０４に形成する膜の膜質を均一化でき、さらには防着板１０５の寿命を長期化させることが可能であった。
【００１７】
しかしながら、この構成によると、例えば金属材料１０３として物性が異なる複数の金属からなる合金を用いた場合に新たな課題が生じていた。
【００１８】
この課題について以下に説明する。
【００１９】
まず、真空蒸着装置１００を用いて蒸着を行った場合、防着板１０５の板材１０６の表面に金属材料１０３の金属層が逐次厚みを増して形成されていくわけであるが、金属層の厚みが厚くなるにしたがって金属層表面付近の金属材料１０３が液冷用配管１０７から受ける冷却効果は薄まってしまう。さらに、この金属層表面付近の金属材料１０３は蒸発源１０２からの輻射熱にさらされるため、金属材料１０３として２種類以上の金属からなる合金を用いた場合、各金属が有する蒸発温度によっては、再蒸発してしまう金属とそうでない金属が発生する可能性がある。
【００２０】
このため板材１０６の表面に形成される金属層は、その部位によって各金属の含有濃度が異なる状態となり、この結果、局部的に応力が発生してしまう。そして、発生した応力が金属層を防着板１０５から剥離させてしまうのであった。
【００２１】
したがって、真空蒸着装置１００では１種類の金属のみを金属材料１０３として用いた
場合には金属層を剥離させずに問題なく蒸着を行えたにも関わらず、２種類以上の金属からなる合金を金属材料１０３として用いた場合には上述のような原因により金属層が剥離してしまうという課題が生じていた。さらに、この剥離した金属層が蒸発源１０２に落下して再度加熱された際には、スプラッシュと呼ばれる金属塊の飛散が発生することがある。スプラッシュが発生した場合、飛散した金属塊が誘電体フィルムに付着、あるいは誘電体フィルムを傷つけることによって完成品としての金属化フィルムコンデンサの品質を著しく低下させてしまう恐れがあった。
【００２２】
すなわち、１種類の金属にて形成された金属材料１０３を蒸着させるために用いていた真空蒸着装置１００を、そのままの態様にて２種類以上の金属からなる合金の蒸着に併用することは難しいものであった。
【００２３】
そこで、本発明ではこのような問題点を鑑みて２種類以上の金属からなる合金を蒸着させる場合においても防着板からの金属層の剥離が発生する可能性が低く、信頼性の高い真空蒸着装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
そして、この課題を解決するために本発明の真空蒸着装置は、基材を所定の速度で搬送しながら、この基材の表面に金属微粒子を蒸着させる蒸着装置であり、金属材料を加熱して金属蒸気を発生させる蒸発源と、冷却機構を有し、前記蒸発源からの金属蒸気の前記基材方向以外への飛散を防止する第１の防着板と、前記第１の防着板よりも前記蒸発源側に防着面を有し、前記蒸発源からの金属蒸気の前記基材方向以外への飛散を防止するとともに脱着自在に配設された第２の防着板と、前記蒸発源、前記第１の防着板、および前記第２の防着板を内部に収容した真空槽を備えた構成とした。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の構成の真空蒸着装置は、物性が異なる複数の金属からなる合金を蒸着させる場合であっても防着板から金属層が剥離する可能性が低く、信頼性の高いものとなっている。
【００２６】
これは、本発明の真空蒸着装置が脱着自在の第２の防着板を備えていることによる。
【００２７】
すなわち、本発明の第２の防着板は第１の防着板と別体として設けているため、実際に蒸着を行う際には第２の防着板は第１の防着板に設けられた冷却機構の影響を受けにくく、蒸着源からの輻射熱にて十分に熱を帯びた状態となっている。
【００２８】
したがって、蒸着源からの金属蒸気は第２の防着板の表面上では固化しにくく、第２の防着板に蒸着金属が付着することはほとんどないため、第２の防着板上において金属層が形成される可能性は低いものとなっている。
【００２９】
あるいは、金属層が形成されたとしても、金属層内の各金属の含有濃度はどの部位においても同等の状態であり、金属層内部では応力が発生しにくい状態となっているため、剥離の可能性は低いものとなっている。
【００３０】
これらより本発明の真空蒸着装置では防着板から金属層が剥離する可能性は低く、信頼性の高いものとなっている。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】実施例１の真空蒸着装置の構成を示した概略正面図
【図２】実施例１の蒸着室内の構成を示す概略正面図
【図３】実施例１の第２の防着板の透視斜視図
【図４】実施例１の第１、第２の防着板の断面図
【図５】実施例２の第１、第２の防着板の斜視図
【図６】実施例２の第２の防着板の透視斜視図
【図７】実施例２の第１、第２の防着板の断面図
【図８】従来の真空蒸着装置の構成を示した概略正面図
【発明を実施するための形態】
【００３２】
（実施例１）
まず、本実施例の真空蒸着装置１の全体の構成とその動作について図１を用いて説明する。図１は真空蒸着装置１の構成を示した概略正面図である。
【００３３】
真空槽２は真空蒸着装置１の本体部であり、この真空槽２は図示しない真空ポンプにより真空排気され、内部が真空状態となっている。
【００３４】
この真空槽２内でターゲットの基材となる誘電体フィルム３への蒸着が行われる。本実施例では誘電体フィルムとして幅６５０ｍｍ、厚さ３μｍのポリプロピレンフィルムを用いている。ただし、ターゲットとなる誘電体フィルム３はこの態様に限られることなく、他の幅、厚さ、材質のものを用いてもよい。
【００３５】
この誘電体フィルム３は原反ロール４を所定の方向（図１の矢印の向き）に回転させることで巻き出される。巻き出された誘電体フィルム３は所定の速度で連続搬送され、回転ローラ５にてその進行方向を変えてメインキャン６へと到達する。
【００３６】
メインキャン６は内部に不凍液を添加した−１５℃〜０℃の冷媒を循環させており、メインキャン６に到達した誘電体フィルム３は冷却されながらメインキャン６の表面に沿って矢印方向に搬送される。
【００３７】
そして、まず誘電体フィルム３はパターンロール７に到達し、ここでは誘電体フィルム３の所定の部分にオイルが転写される。
【００３８】
メインキャン６の下方には蒸着室８が配設されている。ここで、金属蒸着材料の誘電体フィルム３への蒸着が行われる。本実施例では金属蒸着材料としてアルミニウムとマグネシウムが９９．５：０．５〜５５：４５ｗｔ％の比率で配合された合金にて形成された線材９を用いている。線材９は線材供給ロール１０を回転させることで蒸着室８内に供給され、蒸着室８内に設けられた蒸発源であるボート１１により加熱される。ここで、本実施例においてボート１１の温度は１２００℃前後に設定している。アルミニウムとマグネシウムの真空蒸着装置１内における蒸発温度は夫々９００℃、３５０℃程度であるので、蒸着時のボート１１は線材９を十分に溶融させることができる。
【００３９】
そして、線材９が溶融、気化することでアルミニウムとマグネシウムの夫々の蒸気が入り混じった金属蒸気が誘電体フィルム３方向へ上昇し、誘電体フィルム３の表面に合金の状態にて付着する。ただし、上述したパターンロール７にてオイルが転写された箇所には蒸着が行われない。この非蒸着部は、蒸着終了後の誘電体フィルム３において絶縁マージン部や分割電極どうしの間のスリット部となる。
【００４０】
なお、蒸着室８内部の構成については後に詳しく説明する。
【００４１】
蒸着室８にて蒸着が行われた誘電体フィルム３はさらに亜鉛蒸着部１２にて亜鉛が蒸着される。この亜鉛蒸着部１２には蒸着室８と同様にボート（図示せず）が設けられており、このボートにて亜鉛の固体を溶融、気化させることで亜鉛の金属蒸気を発生させている。そして、誘電体フィルム３の表面に形成されたアルミニウムとマグネシウムの合金からなる膜の一部にさらに亜鉛の膜を形成する。この亜鉛からなる膜はアルミニウムとマグネ
シウムの合金からなる膜よりも厚みを厚く形成することで抵抗値を低くしたものであり、この低抵抗部は金属化フィルムコンデンサとして誘電体フィルム３を巻回した際にメタリコン電極と接続するようにしている。
【００４２】
なお、これらアルミニウムとマグネシウムの蒸着や、亜鉛の蒸着は、誘電体フィルム３がメインキャン６にて冷却されながら行われているため、各金属蒸気は瞬時に誘電体フィルム３上で固化し、付着する。
【００４３】
また、蒸着室８および亜鉛蒸着部１２とメインキャンの間には蒸着のタイミングを制御するためのシャッター（図示せず）が設けられている。
【００４４】
そして、蒸着が行われた誘電体フィルム３は回転ローラ１３にて搬送方向を変え、最後に巻き取りロール１４を矢印方向に回転させることで巻き取られ金属化フィルムが完成する。
【００４５】
なお、図１に示されるように真空槽１内には金属蒸気と反応しない金属にて形成された仕切り板１５が設けられている。本実施例では仕切り板１５を形成する金属としてＳｔａｉｎｌｅｓｓ Ｕｓｅｄ Ｓｔｅｅｌ（以下、ＳＵＳと表記）を用いている。この仕切り板１５は蒸着室８や亜鉛蒸着部１２で発生させた金属蒸気が目的方向以外に飛散し、例えば完成体である金属化フィルムや真空槽２の内壁に付着してしまうことを防ぐものである。
【００４６】
次に、蒸着室８内の構成について図２を用いて説明する。図２は蒸着室８内の構成を示す概略正面図である。
【００４７】
まず、蒸着室８は、蒸着室の底面をなす底板８ａと、蒸着室８の側壁をなす２枚の第１の防着板１６にて形成され、上部が開放している。ただし、実際には上述したようにこの蒸着室８の上部にはシャッター（図示せず）が備えられ、蒸着のタイミングを制御している。なお、この蒸着室８は図２の奥行き方向に延在した形状となっている。
【００４８】
第１の防着板１６は、金属蒸気が目的方向である蒸着室８上部の誘電体フィルム３の蒸着面以外の方向、すなわち真空槽２の内壁や真空槽２内の器具へ飛散し、付着することを防止するものであり、金属蒸気と反応しないＳＵＳを用いて形成している。ＳＵＳ以外にも耐熱性やコストの観点からニッケルや銅、鉄等の金属またはこれらの合金を用いてもよい。
【００４９】
この第１の防着板１６には冷却機構が設けられており、第１の防着板１６の熱を吸収することで冷却している。本実施例では冷却機構として、第１の防着板１６内に液冷用配管（図示せず）を設け、この液冷用配管に２０℃前後の水を循環させている。この冷却機構を設けたことによる効果は背景技術の項で説明したものと同様であり、金属蒸着材料の再蒸発や第１の防着板１６の長寿命化の低減が挙げられる。
【００５０】
この２枚の第１の防着板１６のうち、一方の第１の防着板１６には孔（図示せず）が穿設されており、この孔を貫通した状態でフィーダ管１７が挿着されている。本実施例においてはフィーダ管１７をＳＵＳにて形成している。線材供給ロール１０から巻き出された線材９はこのフィーダ管１７を通って蒸着室８内に供給される。
【００５１】
蒸着室８内に供給された線材９はボート１１にて加熱、溶融する。ボート１１は２枚の第１の防着板１６に夫々固定された２つの電極１８と電気的に接続されており、これら電極１８に通電することで絶縁体からなるボート１１が発熱し、線材９を加熱する構成となっている。なお、実際に蒸着を行う際にはボート１１にて加熱された線材９が溶融し、液状となってボート１１上に溜まり、さらに熱せられ気化することで金属蒸気が発生している。
【００５２】
なお、図２では蒸着室８の構成を簡便に示すため、一本の線材９が蒸着室８内に供給されている状態を図示したが、実際には上述したように蒸着室８は図２の奥行き方向に延在した形状となっており、複数の線材９が同時に蒸着室８内に供給される態様となっている。また、ボート１１も供給される線材９の数に応じて複数設けられている。かかる構成により、本実施例の真空蒸着装置１では広幅の誘電体フィルム３に対して蒸着を行うことが可能なものとなっている。
【００５３】
このような構成の蒸着室８において、例えばアルミニウム等の単体の金属にて構成された線材を供給した場合、第１の防着板１６が冷却機構を備えているため、第１の防着板１６の表面に付着した金属蒸着材料の再蒸発を防ぐことができ、また第１の防着板１６の表面に形成される金属層が第１の防着板１６から剥離することもなかった。しかしながら、本実施例のごとく物性が異なる複数の金属からなる合金にて形成された線材９を金属蒸着材料として用いた場合、第１の防着板１６の表面に形成される金属層内に各金属の含有濃度が異なる部位が生じ、このため金属層を第１の防着板１６から剥離させる方向へ応力が発生してしまうことがあった。
【００５４】
そこで、本実施例では図２に示されるように第２の防着板１９をさらに備えた構成としている。
【００５５】
この第２の防着板１９の構成について図３、図４を用いて詳しく説明する。ここで、図３は第２の防着板１９の透視斜視図であり、図４は第２の防着板１９を第１の防着板１６に装着させた状態の断面図である。
【００５６】
図３に示されるように、第２の防着板１９は一枚のＳＵＳ板を適宜折り曲げることによって形成され、防着面２０、折り曲げ端２１、折り返し片２２の３つの部位によって構成される。なお、本実施例では第２の防着板１９の材料としてＳＵＳを用いて形成したが、これ以外にもニッケルや銅、鉄等の金属を用いてもよい。特に、本実施例で用いたＳＵＳ以外の金属であれば、上記で挙げた金属のうち、鉄を用いて第２の防着板１９を形成することが望ましい。これは、鉄は線膨張係数が低く、ボート１１からの輻射熱による変形の可能性が低いためである。チタンも鉄と同様に線膨張係数が低い金属であるが、チタンは比較的熱伝導性が低い金属であり、ボート１１からの熱による第２の防着板１９の加熱が困難となるため適さない。すなわち、鉄は輻射熱による変形防止とボート１１による加熱のいずれにおいても優れており、第２の防着板１９を形成する材料として適している。また、コスト面に関しても鉄は優れている。このように、線膨張率および熱伝導率の観点からすると、線膨張率が２０．０（×１０-6／Ｋ）以下かつ熱伝導率が１５．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上である金属を第２の防着板１９の材料として用いることが望ましい。
【００５７】
具体的な形成方法としては、矩形状のＳＵＳ板の短辺側を所定の折り曲げ位置にて折り曲げて折り曲げ端２１を形成する。この時点で、折り曲げられたＳＵＳ板の断面は略Ｌ字状となっている。さらにこの折り曲げ端２１の防着面２０とは逆側の一端をさらに折返し、折り返し片２２を形成する。これらの作業によって図３で示されるような第２の防着板１９を形成している。
【００５８】
この第２の防着板１９の内側には補強柱２３が所定の間隔で複数付設されている。これら補強柱２３は防着面２０と折り返し片２２の内面側に設けられており、防着面２０、折り返し片２２に設けられた夫々の補強柱２３どうしが一対で対向するように配置されている。補強柱２３は防着面２０、折り返し片２２の下端から上端にかけて設けられ、防着面２０、折り返し片２２がボート１１から受ける輻射熱により反り返り、変形してしまうことを防止している。なお、この補強柱２３は第２の防着板１９と同種の金属（本実施例ではＳＵＳ）にて形成された柱状体を溶接することで配設している。
【００５９】
また、折り返し片２２には、ボルト孔２４が所定の間隔ごとに複数穿設されている。本実施例ではこのボルト孔２４を用いて第２の防着板１９を第１の防着板１６に固定している。第２の防着板１９を第１の防着板１６に固定した状態を図４に示す。
【００６０】
図４に示されるように、ボルト孔２４にボルト２５を貫挿し第１の防着板１６に設けられた固定穴２６に固定することで、第２の防着板１９は第１の防着板１６に掛止された状
態となっている。このとき、防着面２０は第１の防着板１６よりもボート１１側に位置することになる。
【００６１】
ここで、第２の防着板１９と第１の防着板１６の間には断熱材２７が介在した状態となっている。本実施例ではこの断熱材２７としてシリカを用いているが、これ以外にもシリカを主成分とし、アルミナ、酸化カルシウム、酸化マグネシウム等を混合させた部材を用いてもよい。この断熱材２７は、ボルト２５にて第２の防着板１９を第１の防着板１６に固定した際の圧力により第２の防着板１９と第１の防着板１６の間に圧着固定されている。なお、上述した補強柱２３は図４の状態においては断熱材２７に食い込んだ状態となっている。
【００６２】
このように第２の防着板１９は第１の防着板１６にボルト２５にて固定され、その脱着はボルト２５により容易に行うことが可能である。
【００６３】
以上、説明した脱着自在の第２の防着板１９を備えることにより本実施例の真空蒸着装置１が奏する効果について述べる。
【００６４】
本実施例の真空蒸着装置１は、物性が異なる２種類以上の金属蒸着材料からなる線材９を蒸着させる場合であっても、第２の防着板１９の防着面２０から金属層が剥離する可能性が低く、信頼性の高いものとなっている。
【００６５】
これは第２の防着板１９が第１の防着板１６とは別体で設けられており、実際に蒸着を行う際には第２の防着板１９は第１の防着板１６に設けられた冷却機構の影響を受けにくいためである。
【００６６】
すなわち、蒸着時には、第２の防着板１９は冷却機構の影響を受けにくく、また第２の防着板１９の防着面２０は第１の防着板１６よりもボート１１側に位置するため、第２の防着板１９はボート１１からの輻射熱にて十分に熱を帯びた状態となっている。
【００６７】
したがって、ボート１１の加熱により発生する金属蒸気は防着面２０上では固化しにくく、防着面２０上に金属層が形成される可能性は低いものとなっている。特に、アルミニウムに比べマグネシウムは蒸発温度が低いため、より固化しにくい。
【００６８】
あるいは、防着面２０上に金属層が形成されたとしても、上述のようにマグネシウムは比較的蒸発しやすいので、金属層内のマグネシウムの含有濃度は小さく、金属層内の各金属の含有濃度はどの部位においても同等の状態となっている。
【００６９】
これらより本発明の真空蒸着装置１では防着面２０から金属層が剥離する可能性は低く、信頼性の高いものとなっている。
【００７０】
なお、より剥離の可能性を低減させるためには予め蒸着前にボート１１を加熱し、第２の防着板１９の防着面２０を金属蒸着材料の蒸発温度以上の温度に加熱しておくとよい。本実施例においては少なくともマグネシウムの蒸発温度である３５０℃以上に予め加熱するとよい。
【００７１】
また、金属蒸着材料が単体の金属にて形成されたものであるならば、この第２の防着板１９を第１の防着板１６から取り外し、従来通り第１の防着板１６を冷却させながら蒸着を行うとよい。
【００７２】
このように、本実施例の真空蒸着装置１では第２の防着板１９が容易に脱着できるため、様々な金属蒸着材料の蒸着に対応することが可能である。
【００７３】
なお、第２の防着板１９は第１の防着板１６に断熱材２７を介して掛止されていることが望ましい。
【００７４】
このように断熱材２７を介して掛止されていることにより、第１の防着板１６に配設された冷却機構の冷却効果はより第２の防着板１９に伝わりにくくなる。したがって、第２の防着板１９はボート１１からの輻射熱にてより効率的に加熱することが可能となり、金属層の剥離が発生する可能性をさらに低減することができる。
【００７５】
また、第２の防着板１９を略Ｌ字状とし、この折り曲げ端２１を第１の防着板１６の上端に引っ掛けることによって第２の防着板１９を第１の防着板１６に掛止させることができる。
【００７６】
このように、折り曲げ端２１を第１の防着板１６の上端に引っ掛けることによって第２の防着板１９は第１の防着板１６に容易に取り付けることが可能であるが、特に本実施例では、上述したように折り返し片２２にボルト２５を貫挿して第２の防着板１９を第１の防着板１６により強固に固定している。したがって本実施例では、第２の防着板１９は第１の防着板１６に強固に固定されているため、蒸着中に第２の防着板１９が第１の防着板１６から外れることはなく信頼性の高いものとなっている。
【００７７】
なお、固定の方法として上述した折り返し片２２にボルト２５を貫挿する以外の方法では、例えば折り返し片２２を設けることなく折り曲げ端２１にボルト２５を貫挿させ、さらに第１の防着板１６の上端面に固定用の穴を設けることで、第１の防着板１６の上端面と折り曲げ端２１を固定する方法等が挙げられる。
【００７８】
以上、説明したように本実施例の真空蒸着装置１は剥離が発生する可能性が低く、信頼性の高いものとなっている。
【００７９】
実際にアルミニウムとマグネシウムの合金にて形成された線材を用いて検証を行った結果、第２の防着板１９を装着させずに蒸着させた場合は金属層の剥離が生じたことに対し、第２の防着板１９を装着して蒸着させた場合は５００００ｍの誘電体フィルムに対して連続蒸着を行ったとしても金属層の剥離は生じないことを確認した。そしてこの結果、膜質が均一な金属化フィルムを作製することができた。
【００８０】
（実施例２）
本実施例の真空蒸着装置は、実施例１の真空蒸着装置１で用いた第２の防着板１９の構成が異なる。この他の点に関しては実施例１と同様の構成であるのでその説明を省略する。なお、本実施例では実施例１の第２の防着板１９と区別するため、「第２の防着板２８」と記載する。
【００８１】
第２の防着板２８の構成について、図５、図６、図７を用いて詳しく説明する。ここで、図５は第２の防着板２８を第１の防着板１６に装着させた状態の斜視図、図６は第２の防着板２８の透視斜視図、図７は第２の防着板２８を第１の防着板１６に装着させた状態の断面図である。
【００８２】
実施例１において、第２の防着板１９が第１の防着板１６の一方の端部から他方の端部にかけて装着されたことに対し、第２の防着板２８は図５に示されるように、いわば実施例１の第２の防着板１９を個片化したような構成となっており、フィーダ管１７を蒸着室８の外部から内部へと通すために第１の防着板１６に設けられた貫通孔２９どうしの間に配設されている。また、第１の防着板１６に第２の防着板２８を装着した状態において、第２の防着板２８の下端部は貫通孔２９の上端部よりも下方に位置する。すなわち、第２の防着板２８の下端部は、実施例１の第２の防着板１９の下端部よりも下方に位置することになる。すなわち、本実施例の第２の防着板２８は実施例１の第２の防着板１９よりも第１の防着板１６を覆う面積が大きく、より効果的に金属層の剥離を防止することができる。
【００８３】
図６に示されるように、第２の防着板２８も実施例１の第２の防着板１９と同様に一枚のＳＵＳ板を適宜折り曲げることによって形成され、防着面３０、折り曲げ端３１、折り返し片３２の３つの部位によって構成される。なお、本実施例では第２の防着板２８の材料としてＳＵＳを用いて形成したが、これ以外にもニッケルや銅、鉄等の金属を用いてもよい。
【００８４】
ただし、図６で示されるように、第２の防着板２８の防着面３０は、屈曲部３３から上方が僅かに屈曲している。すなわち、この屈曲部３３から上方を防着面上部３４、下方を防着面下部３５とすると、防着面下部３５が折り返し片３２と略平行となるように形成されていることに対し、防着面上部３４は防着面下部３５から僅かに外側（ボート１１側）に屈曲した構成となっている。このように、防着面上部３４を僅かに外側に屈曲した構成としたことにより、図５のように第２の防着板２８を第１の防着板１６に装着させ、防着面下部３５と折り返し片３２により第１の防着板１６を挟んだ際に、防着面下部３５に第１の防着板１６方向へ応力が発生し、第２の防着板２８を第１の防着板１６に強固に固定することが可能となる。なお、この防着面上部３４の防着面下部３５に対する屈曲角は約５度となっている。
【００８５】
また、第２の防着板２８の折り返し片３２にはボルト孔３６が設けられている。
【００８６】
図７に示されるように、このボルト孔３６にボルト３７を貫挿し第１の防着板１６に設けられた固定穴２６に固定することによって、さらに強固に第２の防着板２８は第１の防着板１６に固定される。ただし、上述したように第２の防着板２８は防着面下部３５と折り返し片３２にて第１の防着板１６を挟むことだけでも第１の防着板１６に強固に固定され得るものであるので、ボルト孔３６およびボルト３７による固定は必ずしも必要としない。
【００８７】
また、第２の防着板２８と第１の防着板１６の間には断熱材２７が介在している。断熱材２７は第２の防着板２８を固定した際の圧力により第２の防着板２８と第１の防着板１６の間に圧着固定されており、断熱材２７の形状は、第２の防着板２８との接触箇所の形状に沿って変形している。このため、断熱材２７は第２の防着板２８に密着した状態となっている。なお、この断熱材２７は実施例１と同様にシリカを用いている。
【００８８】
以上、説明した第２の防着板２８を備えることにより本実施例の真空蒸着装置が奏する効果について述べる。
【００８９】
まず、本実施例の第２の防着板２８によると、実施例１の第２の防着板１９と同様に、物性が異なる２種類以上の金属蒸着材料からなる線材９を蒸着させる場合であっても、第２の防着板１９の防着面２０から金属層が剥離する可能性が低く、信頼性の高いものとなっている。この原理は実施例１と同様であるので説明を省略する。
【００９０】
さらに、第２の防着板２８はいわば第２の防着板１９を個片化した態様となっているため、第２の防着板１９と比較してボート１１からの輻射熱によって反り返り、変形してしまう可能性が低減されている。このため、第２の防着板１９では反り返りの対策として補強柱２３を設けていたが、第２の防着板２８ではこの補強柱２３を必要とせず、コスト面においても優れている。
【００９１】
また、第２の防着板２８では、防着面上部３４を防着面下部３５から僅かに外側に屈曲した構成としているため、防着面下部３５と折り返し片３２にて第１の防着板１６を挟みこむことにより、第１の防着板１６に強固に固定することが可能となっている。この構成により、ボルト３７を用いずとも第１の防着板１６に固定できる。このように第１の防着板１６にボルト３７を用いずに第１の防着板１６に固定させる態様によると、脱着がさらに容易となる。
【００９２】
以上、説明したように本実施例の第２の防着板２８を用いた真空蒸着装置は剥離が発生する可能性が低く、信頼性の高いものとなっている。
【００９３】
なお、実施例１と同様に、実際にアルミニウムとマグネシウムの合金にて形成された線材を用いて検証を行った結果、第２の防着板２８を装着させずに蒸着させた場合は金属層の剥離が生じたことに対し、第２の防着板２８を装着して蒸着させた場合は５００００ｍの誘電体フィルムに対して連続蒸着を行ったとしても金属層の剥離は生じないことを確認した。そしてこの結果、膜質が均一な金属化フィルムを作製することができた。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
本発明による真空蒸着装置は、金属層の剥離が発生する可能性が低く、信頼性の高いものとなっている。したがって、本発明の真空蒸着装置は各種電子機器、電気機器、産業機器、自動車等に用いられる金属化フィルムコンデンサの金属化フィルムを製造する際に好適に採用することができる。
【符号の説明】
【００９５】
１ 真空蒸着装置
２ 真空槽
３ 誘電体フィルム
４ 原反ロール
５ 回転ローラ
６ メインキャン
７ パターンロール
８ 蒸着室
８ａ 底板
９ 線材
１０ 線材供給ロール
１１ ボート
１２ 亜鉛蒸着部
１３ 回転ローラ
１４ 巻き取りロール
１５ 仕切り板
１６ 第１の防着板
１７ フィーダ管
１８ 電極
１９、２８ 第２の防着板
２０、３０ 防着面
２１、３１ 折り曲げ端
２２、３２ 折り返し片
２３ 補強柱
２４、３６ ボルト孔
２５、３７ ボルト
２６ 固定穴
２７ 断熱材
２９ 貫通孔
３３ 屈曲部
３４ 防着面上部
３５ 防着面下部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材を所定の速度で搬送しながら、この基材の表面に金属微粒子を蒸着させる真空蒸着装置であり、
前記基材の下方に配設され、金属材料を加熱して金属蒸気を発生させる蒸発源と、
冷却機構を有し、前記蒸発源からの金属蒸気の前記基材方向以外への飛散を防止する第１の防着板と、
前記第１の防着板よりも前記蒸発源側に防着面を有し、前記蒸発源からの金属蒸気の前記基材方向以外への飛散を防止するとともに脱着自在に配設された第２の防着板と、
前記蒸発源、前記第１の防着板、および前記第２の防着板を内部に収容した真空槽を備えた真空蒸着装置。
【請求項２】
基材を所定の速度で搬送しながら、この基材の表面に金属微粒子を蒸着させる真空蒸着装置であり、
前記基材の下方に配設され、所定の位置に設けられた複数のフィード管から供給された金属材料を加熱して金属蒸気を発生させる蒸発源と、
冷却機構を有し、前記蒸発源からの金属蒸気の前記基材方向以外への飛散を防止する第１の防着板と、
前記第１の防着板よりも前記蒸発源側に防着面を有し、前記蒸発源からの金属蒸気の前記基材方向以外への飛散を防止するとともに前記複数のフィード管どうしの間に脱着自在に配設された複数の第２の防着板と、
前記蒸発源、前記第１の防着板、および前記複数の第２の防着板を内部に収容した真空槽を備えた真空蒸着装置。
【請求項３】
前記第２の防着板は、前記第１の防着板に断熱材を介して掛止された請求項１または２に記載の真空蒸着装置。
【請求項４】
前記第２の防着板は、金属板を折り曲げることで形成されるとともに断面が略Ｌ字状を呈し、
前記第２の防着板を前記第１の防着板上部に断熱材を介して掛止した請求項１または２に記載の真空蒸着装置。
【請求項５】
前記第２の防着板は金属板を折り曲げることで形成された折り曲げ端をさらに折り返すことで形成された折り返し片を有し、
前記折り返し片にボルトを貫挿し、前記折り返し片を前記第１の防着板上部と断熱材を介した状態で固定することで、前記第２の防着板を前記第１の防着板に掛止した請求項４に記載の真空蒸着装置。
【請求項６】
前記第２の防着板は、ステンレス、銅、ニッケル、コバルト、鉄、チタンのいずれか、またはこれらの金属のうちの複数の金属の合金からなる請求項１または２に記載の真空蒸着装置。
【請求項７】
前記第２の防着板は、前記防着面上部が前記蒸発源側に屈曲した請求項２に記載の真空蒸着装置。
【請求項１】
基材を所定の速度で搬送しながら、この基材の表面に金属微粒子を蒸着させる真空蒸着装置であり、
前記基材の下方に配設され、金属材料を加熱して金属蒸気を発生させる蒸発源と、
冷却機構を有し、前記蒸発源からの金属蒸気の前記基材方向以外への飛散を防止する第１の防着板と、
前記第１の防着板よりも前記蒸発源側に防着面を有し、前記蒸発源からの金属蒸気の前記基材方向以外への飛散を防止するとともに脱着自在に配設された第２の防着板と、
前記蒸発源、前記第１の防着板、および前記第２の防着板を内部に収容した真空槽を備えた真空蒸着装置。
【請求項２】
基材を所定の速度で搬送しながら、この基材の表面に金属微粒子を蒸着させる真空蒸着装置であり、
前記基材の下方に配設され、所定の位置に設けられた複数のフィード管から供給された金属材料を加熱して金属蒸気を発生させる蒸発源と、
冷却機構を有し、前記蒸発源からの金属蒸気の前記基材方向以外への飛散を防止する第１の防着板と、
前記第１の防着板よりも前記蒸発源側に防着面を有し、前記蒸発源からの金属蒸気の前記基材方向以外への飛散を防止するとともに前記複数のフィード管どうしの間に脱着自在に配設された複数の第２の防着板と、
前記蒸発源、前記第１の防着板、および前記複数の第２の防着板を内部に収容した真空槽を備えた真空蒸着装置。
【請求項３】
前記第２の防着板は、前記第１の防着板に断熱材を介して掛止された請求項１または２に記載の真空蒸着装置。
【請求項４】
前記第２の防着板は、金属板を折り曲げることで形成されるとともに断面が略Ｌ字状を呈し、
前記第２の防着板を前記第１の防着板上部に断熱材を介して掛止した請求項１または２に記載の真空蒸着装置。
【請求項５】
前記第２の防着板は金属板を折り曲げることで形成された折り曲げ端をさらに折り返すことで形成された折り返し片を有し、
前記折り返し片にボルトを貫挿し、前記折り返し片を前記第１の防着板上部と断熱材を介した状態で固定することで、前記第２の防着板を前記第１の防着板に掛止した請求項４に記載の真空蒸着装置。
【請求項６】
前記第２の防着板は、ステンレス、銅、ニッケル、コバルト、鉄、チタンのいずれか、またはこれらの金属のうちの複数の金属の合金からなる請求項１または２に記載の真空蒸着装置。
【請求項７】
前記第２の防着板は、前記防着面上部が前記蒸発源側に屈曲した請求項２に記載の真空蒸着装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−７７３７５（Ｐ２０１２−７７３７５Ａ）
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４１３５０（Ｐ２０１１−４１３５０）
【出願日】平成２３年２月２８日（２０１１．２．２８）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２８日（２０１１．２．２８）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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