專利名稱：卷繞式真空成膜裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種較好地適用于例如薄膜電容器制造的巻繞式真空成膜裝置。
背景技術(shù)：
過去以來，在薄膜電容器的制造中，使用一邊從巻出輥巻出塑料薄膜等絕緣性薄膜， 一邊在該薄膜的一個表面蒸鍍金屬膜后，將該薄膜巻繞到巻繞輥上的形式的巻繞式真空蒸鍍裝置。
但是，這種薄膜電容器中，存在薄膜表面形成的金屬蒸鍍膜被分片為多個電容器片，相互毗鄰的電容器片在由同一蒸鍍膜構(gòu)成的寬度狹窄的連接部互相連接的所謂自保護(hù)功能型的電容器。這樣類型的薄膜電容器中，在局部產(chǎn)生擊穿時，通過使上述連接部熔斷(保險絲功能)，從而以單片單位最小限度地抑制電容器的擊穿區(qū)域。
在以上述巻繞式真空蒸鍍裝置制造這樣的自保護(hù)功能型薄膜電容器的情況下，在巻出輥和蒸發(fā)源之間設(shè)置有用于形成掩模圖案的掩模形成裝置，該掩模圖案對薄膜的成膜面劃定金屬膜的蒸鍍區(qū)域。作為
掩模形成單元，已知例如如圖6所示，將薄膜F夾在印刷輥(版體)P和支承輥(壓體)B之間運送，并將從油墨供給源S通過油墨凝結(jié)輥C供應(yīng)給印刷輥P的掩模圖案M形成用油墨，連續(xù)從印刷輥P向薄膜F的成膜面轉(zhuǎn)印形成(參照下述專利文獻(xiàn)1 )。
在此，油墨凝結(jié)輥C具有使從油墨供給源S噴出的油墨蒸氣在其周面凝結(jié)、并保持付著的油墨的功能。所以，油墨凝結(jié)輥C被油墨蒸氣的凝結(jié)熱所加熱，表面越是高溫則油墨的凝結(jié)效率越低，從而油墨付著量減少，所以需要將油墨凝結(jié)輥C冷卻到規(guī)定溫度以下。另外，根據(jù)掩模圖案M的圖案形狀，油墨凝結(jié)輥C與印刷輥P的接觸位置會被固定，相對于印刷輥P的油墨轉(zhuǎn)印精度下降，有可能劣化掩模圖
案M的圖案精度。
為解決這樣的問題，在圖6所示的現(xiàn)有的掩模形成單元中，在油墨凝結(jié)輥C上設(shè)置冷卻媒介的循環(huán)機構(gòu)以進(jìn)行強制冷卻，并且設(shè)置使油墨凝結(jié)輥C在其軸方向(箭頭A方向)周期性擺動的擺動機構(gòu)W。據(jù)此，可以防止向油墨凝結(jié)輥C的油墨凝結(jié)付著效率下降及相對印刷輥P的油墨轉(zhuǎn)印精度下降。
專利文獻(xiàn)1 (日本)特開2000-144375號公報但是，在圖6所示結(jié)構(gòu)的具有現(xiàn)有掩模形成單元的巻繞式真空蒸鍍裝置中，油墨凝結(jié)輥C具有強制冷卻機構(gòu)和擺動機構(gòu)，所以存在油墨凝結(jié)輥C的結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，組裝作業(yè)繁瑣的問題。另外，因為需要在真空下向可動部循環(huán)供給冷卻水，所以存在需要特殊的連接結(jié)構(gòu)，招致裝置成本上升的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問題而進(jìn)行的，其目的在于提供一種巻繞式真空成膜裝置，其能夠抑制油墨凝結(jié)效率的降低及相對印刷輥的油墨轉(zhuǎn)印效率的下降，并且實現(xiàn)油墨凝結(jié)輥的結(jié)構(gòu)簡單化及組裝作業(yè)性能提高。
為解決以上問題，本發(fā)明的巻繞式真空成膜裝置具備形成掩模圖案的掩模形成裝置，上述掩模圖案在薄膜上劃定成膜材料的成膜區(qū)域，其特征在于，該掩模形成裝置具有形成掩模圖案的油墨的供給源、將從供給源供給的油墨保持在外周的第 一輥、將油墨向薄膜的成膜面上作為掩模圖案進(jìn)行轉(zhuǎn)印的第二輥、及配置在第 一 輥和第二輥之間并將油墨從第一輥向第二輥轉(zhuǎn)印的第三輥，且包括冷卻第一輥的冷卻機構(gòu)、及使第三輥相對于第一、第二輥在軸方向上周期性擺動的擺動機構(gòu)。
本發(fā)明中，第一輥對應(yīng)于使油墨蒸氣凝結(jié)付著的油墨凝結(jié)輥，第二輥對應(yīng)于將油墨圖案印刷在薄膜的成膜面上的印刷輥。本發(fā)明中，
4在這些第一輥和第二輥之間配置將油墨從第一輥向第二輥轉(zhuǎn)印的轉(zhuǎn)印輥作為第三輥。于是，通過將上述冷卻機構(gòu)設(shè)置在第一輥，并將上述擺動機構(gòu)設(shè)置在第三輥，可以抑制第 一輥的油墨凝結(jié)付著效率的下降及相對第二輥的油墨轉(zhuǎn)印效率的下降。
所以，根據(jù)本發(fā)明，因為是不使油墨凝結(jié)輥在其軸方向上擺動的結(jié)構(gòu)，所以易于設(shè)置針對油墨凝結(jié)輥的冷卻機構(gòu)，使具有冷卻機能的油墨凝結(jié)輥的結(jié)構(gòu)簡單化，從而可實現(xiàn)組裝性能的提高和制造成本的降低。
另一方面，油墨凝結(jié)輥其表面層通常由陶瓷類的較硬質(zhì)的材料構(gòu)成，并且表面具有細(xì)微凹凸結(jié)構(gòu)。另一方面，印刷輥由橡膠、樹脂等塑料類材料形成表面的印刷版。所以，在上述現(xiàn)有的掩模形成單元中，通過油墨凝結(jié)輥在軸方向上擺動，從而與此接觸的印刷輥的表面層易于磨損。作為結(jié)果，對于薄膜的掩模圖案的轉(zhuǎn)印精度下降，印刷輥的更換頻率變高，不能長期穩(wěn)定維持掩模圖案的轉(zhuǎn)印精度。
于是，本發(fā)明中，在第一輥(油墨凝結(jié)輥)和第二輥(印刷輥)之間配置第三輥(轉(zhuǎn)印輥)的結(jié)構(gòu)中，通過使第三輥的表面層以比第一輥更軟質(zhì)的材料(例如聚氨酯橡膠等軟質(zhì)樹脂材料)來形成，降低起因于該第三輥和第二輥之間相對移動的第二輥的表面層磨損。據(jù)此，
可以提高第二輥的壽命，長期穩(wěn)定地進(jìn)行對薄膜的掩模圖案的高精度轉(zhuǎn)印形成。更加優(yōu)選的是，使第三輥的表面層以比第二輥的表面層更軟質(zhì)的材料來形成。據(jù)此，可以更加長期保護(hù)第二輥。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的巻繞式真空成膜裝置，在油墨凝結(jié)輥和印刷輥之間配置作為第三輥的轉(zhuǎn)印輥，并且具有冷卻油墨凝結(jié)輥的冷卻機構(gòu)和使轉(zhuǎn)印輥在軸方向上周期性擺動的擺動機構(gòu)，所以能夠抑制油墨凝結(jié)付著效率的降低及相對印刷輥的油墨轉(zhuǎn)印精度的下降，并且實現(xiàn)油墨凝結(jié)輥的結(jié)構(gòu)簡單化且組裝作業(yè)性能提高。另外，可以防止因印刷輥導(dǎo)致的向薄膜的掩模圖案的轉(zhuǎn)印精度下降。
另外，通過使轉(zhuǎn)印輥的表面層以比油墨凝結(jié)輥的表面層更軟質(zhì)的材料來形成，可以降低相對印刷輥的轉(zhuǎn)印輥的相對移動對印刷輥表面層的磨損，提高印刷輥的壽命，長期穩(wěn)定地進(jìn)行掩模圖案對薄膜的高精度轉(zhuǎn)印形成。


圖1是作為根據(jù)本發(fā)明的實施例的巻繞式真空成膜裝置的巻繞式真空蒸鍍裝置的簡要結(jié)構(gòu)圖。
圖2是顯示根據(jù)圖1的巻繞式真空蒸鍍裝置的掩模形成單元而形成的掩模圖案一例的圖，A是顯示金屬膜的蒸鍍前，B是顯示其蒸鍍后。
圖3是圖1的巻繞式真空蒸鍍裝置的掩模形成單元的簡要側(cè)面圖。圖4是圖3的掩模形成單元的簡要平面圖。
圖5是說明圖3的掩模形成單元的轉(zhuǎn)印輥的擺動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)例的圖。
圖6是顯示現(xiàn)有巻繞式真空成膜裝置的掩模形成單元的結(jié)構(gòu)的簡要立體圖。符號說明
10巻繞式真空蒸鍍裝置11真空室12原料薄膜
13 巻出.輥
14 罐輥(《氣；/ 口 一 ，)(冷卻用輥)
15 巻繞輥
16 蒸發(fā)源
20 掩模形成單元
21 支承輥
25 油墨圖案
26 金屬膜
31 油墨凝結(jié)輥
32 轉(zhuǎn)印輥33 印刷輥
具體實施例方式
下面，參照附圖對本發(fā)明的實施例進(jìn)行說明。本實施例中，作為 巻繞式真空成膜裝置，針對將本發(fā)明適用于巻繞式真空蒸鍍裝置的例 子進(jìn)行說明。
圖1是本發(fā)明的實施例的巻繞式真空蒸鍍裝置10的簡要結(jié)構(gòu)圖。 本發(fā)明的巻繞式真空蒸鍍裝置IO具有真空室ll、薄膜12的巻出輥 13、冷卻用罐輥14、薄膜12的巻繞輥15及蒸鍍物質(zhì)的蒸發(fā)源16。
真空室ll通過管路連接部lla與未圖示的真空泵等真空排氣系統(tǒng) 相連接，其內(nèi)部被減壓排氣至規(guī)定的真空度。真空室11的內(nèi)部空間由 分隔板lib分隔為配置有巻出輥13、巻繞輥15等的室和配置有蒸發(fā) 源16的室。
薄膜12是裁剪為規(guī)定寬度的長幅絕緣性塑料薄膜，例如使用OPP (拉伸聚丙烯)薄膜、PET (聚對苯二曱酸乙二酯)薄膜、PPS(聚苯 硫醚)薄膜等。薄膜12從巻出輥13被拉出，通過多個導(dǎo)向輥及罐輥 14被巻繞至巻繞輥15。另外，巻出輥13及巻繞輥15上設(shè)置有未圖示
的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部。
罐輥14為筒狀以鐵等金屬制成，內(nèi)部設(shè)有冷卻媒介循環(huán)系統(tǒng)等冷 卻機構(gòu)、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動罐輥14的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)等。罐輥14的外周表面上 以規(guī)定的抱角(抱S角)巻繞有薄膜12。巻繞在罐輥14上的薄膜12 的外表面?zhèn)鹊某赡っ嬗蓙碜哉舭l(fā)源16的蒸鍍物質(zhì)而成膜的同時，也被 罐輥14所冷卻。
通過以上的巻出輥13、罐輥14、巻繞輥15及其他導(dǎo)向輥，構(gòu)成 在真空室11內(nèi)使薄膜12移動的本發(fā)明的"移動裝置"。
蒸發(fā)源16在收容蒸鍍物質(zhì)的同時，具有以電阻加熱、感應(yīng)加熱、 電子束加熱等公知的方法加熱蒸發(fā)蒸鍍物質(zhì)的機構(gòu)。該蒸發(fā)源16配置 在罐輥14的下方，使蒸鍍物質(zhì)的蒸氣付著在相向的罐輥14上的薄膜 12上以形成覆蓋膜。另外，該蒸發(fā)源16相當(dāng)于在移動中的薄膜12上將成膜材料成膜的本發(fā)明的"成膜裝置"。
作為蒸鍍物質(zhì)，除Al (鋁)、Co (鈷)、Cu (銅)、Ni (鎳)、Ti (鈦)等金屬元素單質(zhì)外，可以使用Al-Zn(鋅)、Cu-Zn、 Fe (鐵)-Co 等兩種以上金屬或多元素合金。蒸發(fā)源16不限于一個，設(shè)置多個也可 以。
本實施例的巻繞式真空蒸鍍裝置10還具有掩模形成單元20。掩 模形成單元20設(shè)置在蒸發(fā)源16的上游側(cè)，即巻出輥13和蒸發(fā)源16 (罐輥14)之間。掩模形成單元20構(gòu)成本發(fā)明的"掩模形成裝置"。
圖2顯示薄膜12的成膜面。掩模形成單元20的結(jié)構(gòu)是將例如圖 2A中陰影線所示形狀的掩模圖案(油墨圖案)25涂布在薄膜12的成 膜面大致整個面上。由于掩模圖案25上不成膜金屬膜，因此成膜后， 在掩模圖案25的開口部25a,覆蓋有蒸鍍物質(zhì)的大致矩形的金屬圖案 通過連接部26a、以規(guī)定間隔連接形式的金屬膜26得以成膜。另外， 金屬膜26的成膜形式并不限于上述。
另外，各金屬膜26分別構(gòu)成電容器片的同時，在局部產(chǎn)生擊穿時， 連接部26a由所產(chǎn)生的電流的焦耳熱所熔斷，以單片單位最小限度地 抑制電容器的擊穿區(qū)域，作為自保護(hù)型的薄膜電容器發(fā)揮作用。
圖3是掩模形成單元20的簡要構(gòu)成圖。掩模形成單元20具有油 墨噴射源31A、油墨凝結(jié)輥(第一輥)31、轉(zhuǎn)印輥(第三輥)32、印 刷輥(第二輥)33及支承輥21。
油墨凝結(jié)輥31使從油墨噴射源31A噴出的油墨蒸氣在其周面凝 結(jié)、并保持付著的油墨。油墨凝結(jié)輥31的表面層由陶瓷類比較硬質(zhì)的 材料構(gòu)成，表面具有細(xì)微的凹凸結(jié)構(gòu)。
轉(zhuǎn)印輥32與油墨凝結(jié)輥31相轉(zhuǎn)接，將付著在油墨凝結(jié)輥31周面 的油墨轉(zhuǎn)印到印刷輥33。轉(zhuǎn)印輥32的表面層由比油墨凝結(jié)輥31的表 面層更加軟質(zhì)的材料、例如聚氨酯橡膠等軟質(zhì)樹脂來形成。
印刷輥33在其外周面上具備印刷版，該印刷版用于將從轉(zhuǎn)印輥 33供應(yīng)來的油墨向薄膜12的成膜面轉(zhuǎn)印形成為掩模圖案25。印刷版 由橡膠、樹脂等制成。支承輥21與印刷輥33之間夾有薄膜12，并將
8薄膜12壓接在印刷輥33上。
油墨噴射源31A、油墨凝結(jié)輥31、轉(zhuǎn)印輥32及印刷輥33的各軸 的兩端由共用的框體34所支撐?？蝮w34與真空室11的內(nèi)壁面一體固 定。油墨凝結(jié)輥31、轉(zhuǎn)印輥32及印刷輥33與薄膜12的移動同步地 連帶轉(zhuǎn)動，設(shè)置使得這些輥的一部分或全部轉(zhuǎn)動驅(qū)動的驅(qū)動單元。
圖4是掩模形成單元20的簡要平面圖。掩模形成單元20具備冷 卻油墨凝結(jié)輥31的冷卻機構(gòu)、和使轉(zhuǎn)印輥32相對于油墨凝結(jié)輥31 及印刷輥33在軸方向(箭頭H方向)上周期性擺動的擺動機構(gòu)。
油墨凝結(jié)機構(gòu)31的冷卻機構(gòu)由形成在油墨凝結(jié)輥31內(nèi)部的冷卻 媒介(冷卻油、冷卻水等)的循環(huán)管35、及向該循環(huán)管35輸送冷卻 媒介的循環(huán)泵(省略圖示)構(gòu)成。據(jù)此，油墨凝結(jié)輥31的周面溫度被 維持在規(guī)定溫度以下，防止油墨凝結(jié)付著效率的下降。具體而言，油 墨的蒸氣溫度為125。C-135。C的時候，冷卻媒介溫度設(shè)定為40'C-50°C。
另一方面，上述擺動機構(gòu)是為抑制從轉(zhuǎn)印輥32到印刷輥33的油 墨轉(zhuǎn)印精度下降而設(shè)置的。亦即，掩模圖案在薄膜12的移動方向(印 刷輥33的周方向)上具有連續(xù)圖案的時候，因為需要向印刷輥33的 該圖案部位連續(xù)且穩(wěn)定地供應(yīng)油墨，所以通過使轉(zhuǎn)印輥32在軸方向上 周期性擺動，在軸方向上轉(zhuǎn)印輥32相對于印刷輥33的接觸區(qū)域變寬， 從而可穩(wěn)定地向印刷輥33進(jìn)行必要量的油墨轉(zhuǎn)印。
圖5A、 B顯示轉(zhuǎn)印輥32的擺動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)例。
圖5A所示的結(jié)構(gòu)例中，在轉(zhuǎn)印輥32的軸部32A的一部分形成螺 紋部32B的同時，設(shè)置與螺紋部32B相螺合的笫一齒輪38、及與該 第一齒輪38的外周部相嚙合的第二齒輪39，通過由馬達(dá)40使第二齒 輪39在正反兩方向上周期性地轉(zhuǎn)動驅(qū)動，4吏轉(zhuǎn)印輥32在H方向上擺 動。
另外，在圖5B所示的結(jié)構(gòu)例中，在轉(zhuǎn)印輥32的軸部32A的一端 側(cè)配置凸輪41的同時，在轉(zhuǎn)印輥32的軸部32A的另一端側(cè)設(shè)置復(fù)位 彈簧42，通過由馬達(dá)43引起的凸輪41的轉(zhuǎn)動驅(qū)動，使轉(zhuǎn)印輥32在 H方向上周期性地擺動。
9下面，對如上構(gòu)成的本實施例的巻繞式真空蒸鍍裝置10的動作進(jìn)
行說明。
在被減壓至規(guī)定的真空度的真空室11內(nèi)部，從巻出輥13連續(xù)拉 出的薄膜12經(jīng)過掩模形成工序和蒸鍍工序，被連續(xù)地巻繞到巻繞輥 15上。
在掩模形成工序中，由掩模形成單元20在薄膜12的成膜面上印 刷如圖2A所示形式的掩模圖案25。形成有掩模圖案25的薄膜12被 罐輥14所巻繞。另外，根據(jù)需要，也可以對薄膜12施加照射電子束 等帶電粒子束等以提高對罐輥14緊貼力的處理。然后，通過使從蒸發(fā) 源16蒸發(fā)的蒸鍍物質(zhì)堆積在薄膜12的成膜面上，形成如圖2B所示 的金屬膜26。蒸鍍有金屬膜26的薄膜12通過導(dǎo)向輥被巻繞到巻繞輥 15上。
本實施例中，掩模形成單元20具有在油墨凝結(jié)輥31及印刷輥33 之間配置轉(zhuǎn)印輥32的結(jié)構(gòu)，并且具備冷卻油墨凝結(jié)輥31的冷卻機構(gòu)、 及使轉(zhuǎn)印輥32在軸方向上周期性擺動的擺動機構(gòu)。通過上述冷卻機 構(gòu)，可抑制在油墨凝結(jié)輥31的油墨蒸氣凝結(jié)效率的下降，穩(wěn)定確保所 需要量的油墨付著量。另外，通過上述擺動機構(gòu)，可以針對印刷輥33 轉(zhuǎn)印供給所需要量的油墨，可防止掩模圖案25對于薄膜12的轉(zhuǎn)印精 度的下降。
于是，根據(jù)本實施例，與圖6所示的現(xiàn)有掩模形成單元的結(jié)構(gòu)不 同，不使油墨凝結(jié)輥31在其軸方向上擺動，所以易于設(shè)置針對油墨凝 結(jié)輥31的冷卻機構(gòu)，使具有冷卻機能的油墨凝結(jié)輥結(jié)構(gòu)簡單化，從而 可實現(xiàn)組裝性能的提高。
并且，本實施例中，因為轉(zhuǎn)印輥32的表面層以比油墨凝結(jié)輥31 更軟質(zhì)的材料來形成，所以與圖6所示的現(xiàn)有掩模形成單元的結(jié)構(gòu)相 比，
可以降低印刷輥33表面層的磨損。據(jù)此，可以提高印刷輥33的 壽命，長期穩(wěn)定地進(jìn)行掩模圖案25對薄膜12的高精度轉(zhuǎn)印形成。更 加優(yōu)選的是，使轉(zhuǎn)印輥33的表面層以比印刷輥33的表面層更軟質(zhì)的材料來形成。據(jù)此，可以更長期保護(hù)印刷輥33。
以上針對本發(fā)明的實施例進(jìn)行了說明，當(dāng)然，本發(fā)明并不限于此， 根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思，可以進(jìn)行各種變形。
例如，在上述實施例中，雖然說明的是應(yīng)用利用蒸發(fā)源16的真空 蒸鍍法作為成膜裝置來成膜金屬膜的例子，但并不限于此，也可應(yīng)用 賊射法、各種CVD法等、成膜金屬膜或非金屬膜的其他成膜法，與 這些成膜法相配合，可以適當(dāng)采用濺射靶等成膜裝置。
另外，也可以由多個輥構(gòu)成轉(zhuǎn)印輥32,在這些多個輥中，至少使 一個擺動。另外，也可在這些多個輥中，使與印刷輥33接觸的輥為比 印刷輥33表面層軟質(zhì)的材料。
ii
權(quán)利要求
1. 一種卷繞式真空成膜裝置，其包括真空室；在上述真空室內(nèi)使薄膜移動的移動裝置；在移動中的上述薄膜上將成膜材料進(jìn)行成膜的成膜裝置；在上述成膜裝置的上游、在上述薄膜上形成掩模圖案的掩模形成裝置，上述掩模圖案劃定上述成膜材料的成膜區(qū)域，該卷繞式真空成膜裝置的特征在于，上述掩模形成裝置具有形成上述掩模圖案的油墨的供給源、將從上述供給源供給的油墨保持在外周的第一輥、將上述油墨向上述薄膜的成膜面上作為掩模圖案進(jìn)行轉(zhuǎn)印的第二輥、及配置在上述第一輥和上述第二輥之間并從上述第一輥向上述第二輥轉(zhuǎn)印上述油墨的第三輥，并且上述掩模形成裝置包括冷卻上述第一輥的冷卻機構(gòu)、及使上述第三輥相對于上述第一輥、第二輥在軸方向上周期性擺動的擺動機構(gòu)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的巻繞式真空成膜裝置，其特征在于，上 述第三輥的表面層以比上述第一輥的表面層更軟質(zhì)的材料形成。
全文摘要
抑制油墨凝結(jié)效率的降低及相對印刷輥的油墨轉(zhuǎn)印精度的下降，并且實現(xiàn)油墨凝結(jié)輥的結(jié)構(gòu)簡單化及組裝作業(yè)性能提高。本發(fā)明的卷繞式真空成膜裝置的掩模形成單元(20)具有將形成掩模圖案(25)的油墨保持在外周的油墨凝結(jié)輥(31)、在薄膜(12)的成膜面上將油墨作為掩模圖案(25)進(jìn)行轉(zhuǎn)印的印刷輥(33)、及配置在油墨凝結(jié)輥(31)和印刷輥(33)之間并從油墨凝結(jié)輥(31)向印刷輥(33)轉(zhuǎn)印油墨的轉(zhuǎn)印輥(32)，并且具備冷卻油墨凝結(jié)輥(31)的冷卻機構(gòu)、及使轉(zhuǎn)印輥相對于油墨凝結(jié)輥(31)、印刷輥(33)在軸方向上周期性擺動的擺動機構(gòu)。
文檔編號C23C14/24GK101501239SQ20078003003
公開日2009年8月5日 申請日期2007年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月6日
發(fā)明者中塚篤, 多田勛, 林信博, 藤井智晴 申請人:株式會社愛發(fā)科