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Composite thin film, its manufacture, and manufacturing device

阅读:445发布:2024-01-19

专利汇可以提供Composite thin film, its manufacture, and manufacturing device专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且PROBLEM TO BE SOLVED: To make sufficient an interlayer adhesion between a resin thin film and a metal thin film by increasing an oxygen concentration near a boundary between the resin thin film and the metal thin film compared to the oxygen concentration centered around the thickness of the resin thin film.
SOLUTION: At least, a resin thin film and a metal thin film are sequentially laminated on a support and an oxygen concentration near a boundary between the resin thin film and the metal thin film is increased compared to the oxygen concentration centered around the thickness of the resin thin film. Consequently, a base plate 2 on which the resin thin film is formed is conveyed through a guide roller 6b, passing through a discharge part 23. The discharge part 23 generates a glow discharge in an atmosphere composed mainly of oxygen, so that the part 23 is equipped with a gas introduction pipe 15 for introducing an oxygen gas and a flow rate control device 16 for adjusting the flow rate of the gas. The composite thin film made up of the resin thin film and the metal thin film increases the oxygen concentration in an interface between the resin thin film and the metal thin film through causing the base plate 2 to pass through the discharge part 23. Thus it is possible to obtain the composite thin film with a powerful adhesion between the resin thin film and the metal thin film.
COPYRIGHT: (C)1998,JPO,下面是Composite thin film, its manufacture, and manufacturing device专利的具体信息内容。

【特許請求の範囲】
  • 【請求項1】 支持体上に少なくとも樹脂薄膜と金属薄膜とが順次積層された複合薄膜において、前記樹脂薄膜と前記金属薄膜との境界近傍の酸素濃度が前記樹脂薄膜の厚み中心の酸素濃度よりも高い複合薄膜。
  • 【請求項2】 樹脂薄膜と金属薄膜との境界近傍の酸素濃度が前記樹脂薄膜の厚み中心の酸素濃度の1.3倍以上である請求項1記載の複合薄膜。
  • 【請求項3】 樹脂薄膜が少なくともアクリレートを主成分として含む請求項1または請求項2記載の複合薄膜。
  • 【請求項4】 樹脂薄膜と金属薄膜とを順次積層し、それを少なくとも2回以上繰り返した請求項1〜請求項3
    のいずれか1項記載の複合薄膜。
  • 【請求項5】 支持体上に樹脂薄膜と金属薄膜とが順次積層された複合薄膜を真空中で製造するに際し、支持体上に樹脂薄膜を形成した後に前記樹脂薄膜の表面を酸素を主成分として含む放電雰囲気下に晒し、その後に前記樹脂薄膜上に金属薄膜を形成する複合薄膜の製造方法。
  • 【請求項6】 樹脂薄膜を形成した後に、前記樹脂薄膜の表面を大気に晒すことなく酸素を主成分として含む放電雰囲気下に晒し、その後に前記樹脂薄膜上に金属薄膜を形成する請求項5記載の複合薄膜の製造方法。
  • 【請求項7】 支持体上に樹脂薄膜と金属薄膜とを順次積層する複合薄膜を製造するに際し、前記樹脂薄膜を酸素を含む雰囲気下で紫外線硬化させた後、前記樹脂薄膜上に金属薄膜を形成する複合薄膜の製造方法。
  • 【請求項8】 支持体上に樹脂薄膜と金属薄膜とを順次積層する複合薄膜を製造するに際し、前記樹脂薄膜の硬化が終了しない状態で金属薄膜を形成する複合薄膜の製造方法。
  • 【請求項9】 金属薄膜を電子ビーム蒸着法によって形成する請求項5〜請求項8のいずれか1項記載の複合薄膜の製造方法。
  • 【請求項10】 樹脂薄膜の表面に電子線を照射しながら金属薄膜を形成する請求項5〜請求項8のいずれか1
    項記載の複合薄膜の製造方法。
  • 【請求項11】 複合薄膜の形成を真空中で行うことを特徴とする請求項7〜請求項10のいずれか1項記載の複合薄膜の製造方法。
  • 【請求項12】 樹脂薄膜がアクリレートを主成分として含むことを特徴とする請求項5〜請求項11のいずれか1項記載の複合薄膜の製造方法。
  • 【請求項13】 樹脂薄膜と金属薄膜とを順次積層し、
    それを少なくとも2回繰り返した構造を有する請求項5
    〜請求項12のいずれか1項記載の複合薄膜の製造方法。
  • 【請求項14】 真空中において樹脂薄膜と金属薄膜の形成手段と、樹脂薄膜を形成した後に前記樹脂薄膜の表面を少なくとも酸素を主成分として含む放電雰囲気下に晒す放電手段とを備えた複合薄膜の製造装置。
  • 【請求項15】 真空中での樹脂薄膜と金属薄膜の形成手段と、樹脂薄膜を形成した後に前記樹脂薄膜を酸素を主成分とする雰囲気下で紫外線硬化する硬化手段とを備えた複合薄膜の製造装置。
  • 说明书全文

    【発明の詳細な説明】

    【0001】

    【発明の属する技術分野】本発明は支持体上に少なくとも樹脂薄膜と金属薄膜とが順次積層された複合薄膜とその製造方法及びその製造装置に関するものである。

    【0002】

    【従来の技術】現代社会に於て薄膜の果たす役割は非常に広範囲であり、包装紙、磁気テ−プ、コンデンサ、半導体などの日常生活の様々な部分において薄膜が利用されている。 これらの薄膜無しには、近年に於ける高性能化や小型化といった技術の基本トレンドを語ることは出来ない。

    【0003】同時に、工業的需要を満足する形で薄膜を形成する方法についても種々の開発がなされており、例えば包装紙、磁気テープ、コンデンサなどの用途においては、高速で大量生産に有利な連続巻取り真空蒸着が行われている。

    【0004】連続巻取り真空蒸着を行う際には、蒸発材料と基板材料とを形成する薄膜の目的に合わせて選ぶと同時に、必要に応じて真空槽内に反応ガスを導入することや、基板に電位を設けた状態で薄膜を形成することによって所望の特性を持った薄膜を形成することが出来る。

    【0005】例えば、磁気記録媒体の製造においてはC
    o、Ni、Feなどの磁性元素を含む蒸発材料を用い、
    真空槽中に酸素ガスを導入しながら反応蒸着を行うことによって長尺の磁気記録媒体を得ることが出来る。 また、半導体に於いては主にスパッタ法によって薄膜が形成されている。

    【0006】また、樹脂材料を用いた薄膜の形成には塗装による方法が用いられ、リバースコートやダイコートが工業的に用いられており、溶剤で希釈した材料を塗工後に乾燥硬化させることが一般的である。

    【0007】しかしながら、このような工法で形成される樹脂薄膜の膜厚の下限は、使用する材料によるが1μ
    m前後であることが多く、それ以下の膜厚は得られにくい場合が多い。

    【0008】一般的な塗工手段では、塗工直後の塗布厚が数μm以上となるために極薄の樹脂膜の形成には溶剤希釈が必要であるが、溶剤希釈しても1μm以下の樹脂薄膜が得られない場合も多く、また、溶剤希釈を行うと乾燥後の塗膜に欠陥が生じ易く、そのうえ環境保護の観点からも好ましくない。

    【0009】そこで、溶剤希釈を行わなくとも樹脂薄膜が形成できる方法や極薄の樹脂薄膜が安定に得られる方法が望まれている。 これを解決する方法として、真空中で樹脂薄膜を形成する方法が提案されている。 これは、
    真空中で樹脂材料を霧化した後に支持体に付着させる方法であり、この方法によれば空隙欠陥のない樹脂薄膜を形成する事が出来ると共に、溶剤希釈の必要もなくなる。

    【0010】この方法で得られた樹脂薄膜の上に更に異種の薄膜を積層することによって従来得られなかった様々な複合薄膜が得られ、その工業的利用分野は非常に多岐にわたる。

    【0011】

    【発明が解決しようとする課題】樹脂薄膜と金属薄膜を積層した複合薄膜の例としては、樹脂薄膜と金属薄膜とを順次積層し、樹脂薄膜の間にアルミや銅あるいは銀、
    または金の薄膜を配置したものが挙げられる。 このような複合薄膜は、高周波での損失の少ない導体であり、高周波化の技術の流れの上で非常に期待が大きいものである。

    【0012】また、長尺の基板上に樹脂薄膜をあらかじめ形成し、更にその上に金属薄膜を形成して積層薄膜付きの基板を作製し、前記積層薄膜付きの基板を積み重ねることで小型で大容量のフィルムコンデンサが形成できる。

    【0013】さらに、樹脂薄膜と金属薄膜とを繰り返し積層し、樹脂薄膜の間にアルミや、錫、亜鉛などの金属薄膜を配置し、金属薄膜を交互に電極として引き出すと超小型のコンデンサが形成できる。

    【0014】ところが、これらの樹脂薄膜と金属薄膜との積層薄膜においては、樹脂薄膜及び金属薄膜のそれぞれの性能もさることながら、樹脂薄膜と金属薄膜との層間の付着が重要になる。

    【0015】すなわち各層間に十分な付着力がない状態では、積層後の複合薄膜が後加工工程や実使用条件下において層間に微小な剥がれを発生し、微小な剥がれはやがて層間全体の剥離につながるためである。 特に樹脂薄膜上の金属薄膜の付着力には不足が生じやすいという問題があった。

    【0016】本発明は前記問題点を解決し、樹脂薄膜と金属薄膜との層間の付着力を十分なものにし、相関剥離のない複合薄膜とその製造方法を提供することを目的とする。

    【0017】

    【課題を解決するための手段】本発明の複合薄膜は、支持体上に少なくとも樹脂薄膜と金属薄膜とが順次積層された複合薄膜において、前記樹脂薄膜と前記金属薄膜との境界近傍の酸素濃度が前記樹脂薄膜の厚み中心の酸素濃度よりも高いことを特徴とする。

    【0018】また、複合薄膜の製造方法においては、真空中で支持体上に樹脂薄膜と金属薄膜とが順次積層された複合薄膜を製造するに際し、支持体上に樹脂薄膜を形成した後に前記樹脂薄膜の表面を酸素を主成分として含む放電雰囲気下に晒した後に、前記樹脂薄膜上に金属薄膜を形成することを特徴とする。

    【0019】この本発明によると、樹脂薄膜と金属薄膜との層間の付着力が強く、層間剥離のない積層薄膜とその製造方法が提供できる。

    【0020】

    【発明の実施の形態】本発明の複合薄膜は、支持体上に少なくとも樹脂薄膜と金属薄膜とが順次積層された複合薄膜において、前記樹脂薄膜と前記金属薄膜との境界近傍の酸素濃度が前記樹脂薄膜の厚み中心の酸素濃度よりも高いことを特徴とする。

    【0021】複合薄膜は、樹脂薄膜と金属薄膜との境界近傍の酸素濃度が樹脂薄膜の厚み中心の酸素濃度よりも小さいと樹脂薄膜の硬化度が小さくなり、薄膜形成後の内部あるいは外部応力に対して積層界面への力の集中が小さくなるため各層が剥離しやすくなる。

    【0022】従ってこの構成によると、樹脂薄膜層と金属薄膜層との付着強度が向上する。 好ましくは、樹脂薄膜と金属薄膜との境界近傍の酸素濃度が前記樹脂薄膜の厚み中心の酸素濃度の1.3倍以上であることが望ましい。

    【0023】また、複合薄膜を形成する樹脂薄膜としては、一般に用いられている樹脂薄膜用の樹脂であればどのようなものでも使用できるが、本発明においては、特にアクリレートを主成分として含む樹脂が好適に使用できる。

    【0024】また、本発明においては樹脂薄膜と金属薄膜とを順次積層し、それを少なくとも2回以上繰り返したものにおいても、樹脂薄膜と金属薄膜との層間の接着強力の強い複合薄膜を得ることができる。

    【0025】本発明の製造方法は、支持体上に樹脂薄膜と金属薄膜とが順次積層された複合薄膜を真空中で製造するに際し、支持体上に樹脂薄膜を形成した後に前記樹脂薄膜の表面を酸素を主成分として含む放電雰囲気下に晒し、その後に前記樹脂薄膜上に金属薄膜を形成することを特徴とする。

    【0026】この製造方法によると、樹脂薄膜を形成した後に樹脂薄膜の表面を酸素を主成分として含む放電雰囲気下に晒すことで、樹脂薄膜と金属薄膜との境界近傍に酸素の多い状態を形成できる。

    【0027】具体的には、樹脂薄膜の形成から酸素を主成分として含む放電雰囲気下に晒すまでの工程は、真空中で行うことが好ましい。 樹脂薄膜を形成した後で一旦樹脂薄膜の表面を大気に解放し、その後に放電処理を行ってもよいがこの場合は樹脂薄膜層と金属薄膜層との接着強度の向上度合いはやや小さくなる。

    【0028】また、本発明の別の複合薄膜の製造方法は、支持体上に樹脂薄膜と金属薄膜とを順次積層する複合薄膜を製造するに際し、前記樹脂薄膜を酸素を含む雰囲気下で紫外線硬化させた後、前記樹脂薄膜上に金属薄膜を形成することを特徴とする。

    【0029】この製造方法によっても、同様に樹脂薄膜と金属薄膜との境界近傍に酸素の多い状態を形成できる。 しかし、酸素の導入量が多すぎると硬化そのものが阻害されて、樹脂薄膜の硬化が不十分なまま金属薄膜の積層が行われるので、接着強度の向上に適した酸素量は使用する材料系によって適宜設定する必要がある。

    【0030】また、本発明のさらに別の製造方法は、支持体上に樹脂薄膜と金属薄膜とを順次積層する複合薄膜を製造するに際し、前記樹脂薄膜の硬化が終了しない状態で金属薄膜を形成することを特徴とする。

    【0031】この製造方法によると、金属薄膜の凝縮熱で樹脂薄膜の硬化の終盤が行われることにより、樹脂薄膜表面の清浄度が向上して樹脂薄膜と金属薄膜との接着強度が向上する。

    【0032】上記の各複合薄膜の製造方法において、金属薄膜は、具体的には電子ビーム蒸着法によって形成する。 あるいは、樹脂薄膜の表面に電子線を照射しながら金属薄膜を形成する。

    【0033】また、複合薄膜の形成は大気中で行ってもよいが、複合薄膜の形成を真空中で行うことで、樹脂薄膜と金属薄膜との接着強度は一層向上する。 また、本発明の複合薄膜を形成するに際し、樹脂薄膜の材料としてはアクリレートを主成分として含む樹脂組成物が好適に使用できる。

    【0034】また、上記の各製造方法においては、樹脂薄膜と金属薄膜とを順次積層し、それを少なくとも2回繰り返した構造を有する複合薄膜を容易に得ることができる。

    【0035】本発明の複合薄膜の製造装置は、真空中において樹脂薄膜と金属薄膜の形成手段と、樹脂薄膜を形成した後に前記樹脂薄膜の表面を少なくとも酸素を主成分として含む放電雰囲気下に晒す放電手段とを備えたことを特徴とする。

    【0036】このような製造装置であると、真空中で樹脂薄膜および金属薄膜の形成が行えるため、樹脂薄膜と金属薄膜との接着強力が向上する。 また、樹脂薄膜の形成後、その表面を酸素を含む放電囲気に晒すことによって接着強度はさらに向上するが、樹脂薄膜の表面を大気に解放した後に放電処理を行った場合には放電処理による接着強度の向上度合いはやや小さくなる。

    【0037】また、本発明の別の製造装置は、真空中での樹脂薄膜と金属薄膜の形成手段と、樹脂薄膜を形成した後に前記樹脂薄膜を酸素を主成分とする雰囲気下で紫外線硬化する硬化手段とを備えたことを特徴とする。

    【0038】このような製造装置であると、紫外線硬化時に酸素を微量導入することによって接着強度はさらに向上する。 ただし、酸素の導入量が多すぎると硬化そのものが阻害されて、樹脂薄膜の硬化が不充分なまま金属薄膜の積層が行われるので、接着強度の向上に適した酸素量は使用する材料系によって適宜設定する必要がある。

    【0039】以下、本発明の樹脂薄膜と金属薄膜とからなる複合薄膜の製造方法を具体的な実施の形態に基づいて説明する。 本発明の複合薄膜の製造方法を実現する製造装置は、例えば図1、図2あるいは図4に示されるものである。

    【0040】(実施の形態1)図1は本発明の(実施の形態1)に用いる複合薄膜の製造装置を示す。 複合薄膜は排気系19を備えた真空槽17の内部で形成される。
    真空槽17の内部は、基板2の上に樹脂薄膜を形成する樹脂薄膜形成部20と、樹脂表面を硬化させる硬化部2
    2と、硬化させた樹脂の表面の酸素濃度を上げる放電部23と、樹脂薄膜の上に金属薄膜を形成する金属薄膜形成部21で構成されている。

    【0041】巻き出しローラ1と巻き出しローラ5との間に掛け渡された基板2は、ガイドローラ6aを介して樹脂薄膜形成用キャン3の外周部の樹脂薄膜形成部20
    を通過し、ガイドローラ6bを経て放電部23を通過する。 放電部23を通過した基板2は、ガイドローラ6c
    を経て金属薄膜形成用キャン4の外周部の金属薄膜形成部21を通過し、ガイドローラ6dを介して巻き取りロール5に巻き取られる。

    【0042】詳しくは、巻き出しローラ1より基板2が引き出され、基板2はガイドローラ6aを介して樹脂薄膜形成用キャン3が矢印B方向に回転することにより樹脂薄膜形成部20へと搬送される。

    【0043】樹脂薄膜形成部20は、樹脂薄膜形成用キャン3と遮蔽板7a〜7cにより囲まれた部分とによって形成される。 遮蔽板7aの一部には、樹脂薄膜形成用の溶融された樹脂を供給されるための液供給管9が配設され、真空槽17の外部に設けられたバルブ8が開けられると、溶融された樹脂が一次霧化装置である超音波振動子10の表面に供給される。

    【0044】超音波振動によって微小粒子化された樹脂材料は、樹脂形成用キャン3と超音波振動子10との間に設けられた加熱ローラ11の周側面に到着した後、加熱ローラ11の表面から再び微粒子となって離脱し、基板2の表面に付着する。

    【0045】樹脂微粒子の付着した基板2は、樹脂形成用キャン3により硬化部22へと搬送され、紫外線硬化装置13によってその表面が硬化される。 このようにして樹脂薄膜の形成された基板2は、ガイドローラ6bを介してさらに搬送され、放電部23を通過する。 放電部23は、基板の表面にグロー放電を行うグロー放電装置14と、グロー放電を酸素を主成分とする雰囲気下で行うために酸素ガスを導入するためのガス導入管15と、
    ガスの流量を調整するための流量制御装置16からなる。

    【0046】放電部23を通過した基板2は、ガイドローラ6cを介して金属薄膜形成用キャン4から金属薄膜形成部21へと搬送され、樹脂薄膜形成部20で形成された樹脂薄膜の上に金属薄膜が形成される。

    【0047】金属薄膜形成部21は、基板2を搬送するために矢印C方向に回転する金属薄膜形成用キャン4
    と、金属薄膜形成用キャン4の周側面を両端から挾む遮蔽板7d、7eと、金属薄膜を形成する電子ビーム蒸着源12からなる。

    【0048】遮蔽板7d、7eによって挟まれた部分の金属薄膜形成用キャン4を通過する基板2は、電子ビーム蒸発源12から電子ビーム18が照射されて樹脂薄膜表面上に金属薄膜を形成する。

    【0049】このようにして形成された樹脂薄膜と金属薄膜との複合薄膜は、金属薄膜形成部21を通過した後にガイドローラ6dを介して巻き取りロール5に巻き取られる。

    【0050】上記のようにして得られた複合薄膜は、基板2が放電部23を通過することで、樹脂薄膜と金属薄膜との界面の酸素濃度を上げることができ、樹脂薄膜と金属薄膜との接着強力の強い複合薄膜を得ることができる。

    【0051】(実施例1)上記(実施の形態1)のように構成される複合薄膜の製造装置において、放電部23
    での放電条件および酸素濃度を変化させて以下に示す2
    種の複合薄膜を作製した。

    【0052】薄膜を形成する基板2としては、厚さ2μ
    mのポリエチレンテレフタレート基板上に厚さ200n
    mの銅を形成した銅蒸着基板3を用いた。 樹脂薄膜形成用キャン3の走行速度は50m/分とし、液供給菅9より供給される樹脂材料としては1.9ノナンジオールジアクリレートに光重合開始剤を10wt%混ぜたものを用いた。 加熱ローラ11の表面温度は130℃として、
    基板2の上に厚さ0.8μmの樹脂薄膜を形成した。

    【0053】そして、硬化部22では300Wの紫外線を照射して樹脂薄膜の表面を硬化し、放電部23ではグロー放電の条件を次の2通りとした。 条件(A)では、
    酸素ガスの流量を10sccmとし、放電は交流600
    Vの電圧で100mAの電流で行い、条件(B)では、
    酸素ガスの流量を20sccmとし、放電は直流100
    0Vの電圧で100mAの電流で行った。

    【0054】金属薄膜材料には純度99.95%の銅を用い、加速電圧15kVの電子ビーム蒸着を行って膜厚200nmの銅薄膜を形成した。 上記の条件によって得られた複合薄膜の樹脂薄膜と金属薄膜との境界近傍の酸素濃度と樹脂薄膜の厚み中心の酸素濃度との相対比(以下この比を「酸素強度の相対比」と称す。)を求めた。

    【0055】また、樹脂薄膜と金属薄膜との接着強力を調べるために、テープ剥離試験とアルミブロック荷重剥離試験とを行った。 テープ剥離試験は、剃刀で碁盤目状に傷つけた試料のセロハンテープを接着し、剥離した部分の試料面積に対する割合を%にて表示する。 また、アルミブロック荷重剥離試験は、薄膜の両面に5mm立方のアルミのブロックを接着剤で接着し、両ブロックを引き離す時の剥離荷重と、剥離が起きた場所を調べることによって行った。

    【0056】得られた複合薄膜の酸素強度の相対比と、
    テープ剥離試験とアルミブロック荷重剥離試験との結果を表1に示す。

    【0057】

    【表1】

    【0058】上記(実施例1)で得られた複合薄膜は、
    例えば高周波用導体として用いられ、基板の上に樹脂薄膜と金属薄膜とがそれぞれ1層ずつ積層したものや、樹脂薄膜と金属薄膜とを順次積層し、それを少なくとも2
    回以上繰り返し積層したものが使用できる。 さらに、基板の上に樹脂薄膜と金属薄膜とがそれぞれ1層ずつ積層したものを幾つか重ねたもの、すなわち、基板、樹脂薄膜、金属薄膜、基板、樹脂薄膜、金属薄膜…の順に積層されたものも使用できる。

    【0059】(比較例1)(実施例1)において樹脂薄膜の形成及び硬化を行った後、グロー放電処理及び金属薄膜の形成を行わずに、樹脂薄膜の形成された基板2の巻き取りを行なった。

    【0060】そして、真空槽を大気に解放した後に再び排気系19を用いて真空排気し、真空槽17内を真空状態にした後で樹脂薄膜の形成された基板2にグロー放電処理を行い、さらに金属薄膜を形成した。

    【0061】得られた複合薄膜の酸素強度の相対比と、
    テープ剥離試験とアルミブロック荷重剥離試験との結果を表1に示す。

    【0062】(比較例2)(実施例1)においてグロー放電処理を取りやめた他は(実施例1)と同様の構成で樹脂薄膜の形成を行った。

    【0063】得られた複合薄膜の酸素強度の相対比と、
    テープ剥離試験とアルミブロック荷重剥離試験との結果を表1に示す。

    【0064】(実施の形態2)図2は本発明の(実施の形態2)に用いられた複合薄膜の製造装置を示す。 上記(実施の形態1)においては、樹脂薄膜形成用のキャン3と金属形成用のキャン4を用いて樹脂薄膜と金属薄膜とを形成したが、(実施の形態2)においては、1つのキャン27を用いて複合薄膜を形成する。

    【0065】真空層17および樹脂薄膜形成部20、放電部23の構成は(実施の形態1)とほぼ同様の構成であるが、(実施の形態2)においては矢印D方向に回転するキャン27の上に直接樹脂薄膜及び金属薄膜が形成される。

    【0066】すなわち、樹脂薄膜形成部20において樹脂薄膜が形成されるとキャン27は矢印D方向に回転して放電部23に設けられた紫外線照射装置26によって紫外線照射によって樹脂薄膜の表面が硬化される。 さらに、キャン27は遮蔽板7fによって区切られた金属薄膜形成部21へと回転して樹脂薄膜上に金属薄膜が形成され、再び樹脂薄膜形成部20へと回転する。 そして、
    金属薄膜の上に樹脂薄膜が形成され、上記の動作を繰り返すことによって樹脂薄膜と金属薄膜とが何層にも積層された複合薄膜を形成する。

    【0067】樹脂薄膜形成部20では、(実施の形態1)と異なり、樹脂の一次気化装置として超音波振動子10の代わりに液蒸発源24が用いられている。 また、
    金属薄膜形成部21では誘導加熱蒸発源25によって金属薄膜が形成される。

    【0068】なお、このような製造装置を用いてなる複合薄膜を用いて、図3に示すような断面模式図のコンデンサ29を形成することができる。 具体的には、コンデンサ29は、樹脂薄膜30と金属薄膜31とが順次積層された複合薄膜が電極32aと32bの間に挟まれ、金属薄膜31a、31c、31e、31gは電極32aに接触し、金属薄膜31b、31d、31fは電極32b
    に接触して形成されている。 そしてその間を樹脂薄膜3
    0a〜30hが順次積層されている。

    【0069】このような積層構造とするためには、キャン27上に形成された樹脂薄膜が金属薄膜形成部21を通過する前に、矢印28の部分でパターニング装置によって樹脂薄膜上にオイル等をパターン塗布しておき、パターン上には金属薄膜が形成されない様にする。

    【0070】(実施例2)上記(実施の形態2)のように構成される複合薄膜の製造装置を用いて、放電部23
    における酸素濃度を3種類に変化させて以下のような複合薄膜を作製した。

    【0071】支持体として用いる円筒状のキャン27には、周面にクロムめっきが施され、研磨によって0.3
    sの表面性に仕上げられたものを用いた。 このキャン2
    7を周速60m/分で回転させ樹脂薄膜と金属薄膜とを交互に積層させた。

    【0072】樹脂材料としては、ジメチノールトリシクロデカンジアクリレートに光重合開始剤を0.5wt%
    混ぜたものを用い、液供給管9から蒸発源に供給された樹脂材料は、液蒸発源24に供給される。 液蒸発源24
    から蒸発した樹脂材料は、表面温度110℃の加熱ローラ11の周面に到着した後、加熱ローラ表面から再び微粒子となって離脱し、基板上に厚さ0.1μmの樹脂薄膜を形成する。

    【0073】硬化部22では300Wの紫外線を照射して樹脂薄膜の表面を硬化した。 なお、紫外線照射装置2
    6には酸素ガスを導入しながら樹脂薄膜を形成し、酸素ガスの導入量は2sccm、10sccm、100sc
    cmと変化させた。

    【0074】金属薄膜材料としては純度99.95%のアルミを用いて、誘導加熱蒸発源22によって厚さ30
    nmの金属薄膜を形成した。 上記の製造方法によって、
    樹脂薄膜とアルミ薄膜を500層程度交互に繰り返し積層した。 そして、複合薄膜に切り込みをいれてキャン2
    7から取りはずし、シート状の複合薄膜を得た。

    【0075】得られた複合薄膜の酸素強度の相対比と、
    テープ剥離試験とアルミブロック荷重剥離試験との結果を表1に示す。

    【0076】(比較例3)(実施例2)において紫外線照射装置26への酸素ガスの導入を行わなかった。 そして、それ以外は(実施例2)と同様の構成で樹脂薄膜の形成を行った。

    【0077】得られた複合薄膜の酸素強度の相対比と、
    テープ剥離試験とアルミブロック荷重剥離試験との結果を表1に示す。

    【0078】(実施の形態3)図4は本発明の(実施の形態3)に用いられた複合薄膜の製造装置を示す。 図4
    は(実施の形態1)で用いた図1とほぼ同様の構成であるが、硬化部22は樹脂形成用キャン3の周側部ではなく、樹脂形成用キャン3と金属薄膜形成用キャン4との間に設けられた硬化用キャン34の周側部に設けられている。

    【0079】硬化部22に設けられた紫外線照射装置1
    3では、樹脂薄膜に紫外線を照射し、紫外線照射装置の照射面を冷銅板35で一部遮蔽して遮蔽度を変えて樹脂薄膜の表面への紫外線の照射量を変化させる。

    【0080】また、硬化させた樹脂の表面の酸素濃度を上げる放電部23は設けられておらず、(実施の形態3)においては樹脂薄膜の表面を酸素雰囲気下にさらすことはしない。

    【0081】なお、金属薄膜形成部21においては、金属薄膜を形成する電子ビーム蒸着源12の代わりに抵抗加熱蒸発源33が設けられている。 (実施例3)上記(実施の形態2)のように構成される複合薄膜の製造装置を用いて、硬化部22での紫外線の遮蔽率を20%〜100%まで変化させて以下に示す5
    種類の複合薄膜を作製した。

    【0082】薄膜を形成する基板2としては、厚さ4μ
    mのポリエチレンナフタレート基板上に厚さ70nmのアルミニウムを形成したアルミニウム蒸着基板2を用いた。 樹脂薄膜形成用キャン3の走行速度は80m/分とした。

    【0083】樹脂材料としては、1.9ノナンジオールジアクリレートとジメチノールトリシクロデカンジアクリレートの1:1混合液からなるものを用いた。 加熱ローラ11の表面温度は120℃とし、金属薄膜材料には純度99.95%のアルミを用いた。

    【0084】紫外線照射装置13では樹脂薄膜に300
    Wの紫外線を照射し、紫外線照射装置の照射面を水冷銅板35で一部遮蔽して遮蔽度を変化させた。 上記の条件によって得られた複合薄膜の酸素強度の相対比と、テープ剥離試験とアルミブロック荷重剥離試験との結果を表2に示す。

    【0085】

    【表2】

    【0086】上記(実施例3)で得られた複合薄膜は(実施例1)と同様に、例えば高周波用導体として用いられる。

    【0087】(比較例4)(実施例3)において紫外線照射装置13に設けられた水冷銅板35を無くして照射面の一部遮蔽を取りやめた。 そしてそれ以外は、(実施例3)と同様の構成で複合薄膜の形成を行った。

    【0088】上記の条件によって得られた複合薄膜の酸素強度の相対比と、テープ剥離試験とアルミブロック荷重剥離試験との結果を表2に示す。

    【0089】(実施例1)は、放電部23においてグロー放電を酸素を主成分とする雰囲気下で行ったため、表1に示すように酸素強度の相対比が1.3以上と高くなった。 そのため、2つの剥離試験において樹脂薄膜と金属薄膜との剥離面積が小さく、しかも剥離荷重が100
    0g以上と十分な接着強力を有する複合薄膜が得られた。

    【0090】また、グロー放電時における印加電圧の交流、直流による優位差は特に認められないことが確認された。 また、(比較例1)においては、グロー放電を行う前に樹脂薄膜の表面を一旦大気に晒したため、酸素強度の相対比がやや小さくグロー放電処理による接着強度の向上度合いも小さいものとなった。

    【0091】(比較例2)は、グロー放電処理を行わなかったため、テープ剥離試験およびアルミブロック荷重剥離試験の結果はやや劣るものであった。 (実施例2)
    は、放電部23における酸素濃度を変化させたものであるが、表1からわかるように、紫外線硬化時には酸素を微量に導入することによって樹脂薄膜と金属薄膜との接着強力が向上することがわかる。 酸素の導入量が多すぎるときには硬化そのものが阻害されて、樹脂薄膜の硬化が不充分なまま金属薄膜の積層が行われるので、接着強度に劣るものとなった。

    【0092】また(比較例3)からもわかるように、紫外線硬化時に酸素が全く導入されない場合には、剥離面積がやや大きくなり、アルミブロック荷重剥離試験の結果はやや劣るものであった。

    【0093】なお、表には示していないが(実施例2)
    においては積層数を500としたが、この積層数を10
    00とした場合には、酸素を2sccm導入した場合には(実施例2)と同じ800gの接着強度が得られたのに対し、酸素を導入しない場合には(比較例3)よりも更に小さな120gの接着強度となった。 これは、積層数の増加による内部応力の増加に対し、本発明では更に有効に作用していることを示すものと思われる。

    【0094】(実施例1)および(実施例2)において接着強度が向上する理由は十分には明らかではないが、
    樹脂薄膜とその上に積層される金属薄膜の界面に酸素の多い状態が形成されることで、付着強度が向上していると思われる。 また、酸素を微量導入した場合には樹脂薄膜の硬化度がやや小さく、薄膜形成後の内部あるいは外部応力に対して、積層界面への力の集中が小さいことと、界面に酸素が多いこととの複合効果が考えられる。

    【0095】(実施例3)、紫外線照射時の遮蔽率による樹脂薄膜と金属薄膜との接着強度を調べたものである。 表2からわかるように、紫外線照射を一部遮蔽して樹脂薄膜の硬化度を多少下げた状態で金属薄膜を積層することによっても接着強度は幾分向上する。

    【0096】しかしながら、(実施例3)では樹脂薄膜の表面を酸素雰囲気下に晒していないため、界面の酸素増加は(実施例1)や(実施例2)ほど顕著ではない。
    また(比較例4)によると、紫外線の遮蔽を行わずに樹脂薄膜の表面を完全に硬化すると、接着強度はやや低くなることがわかる。

    【0097】従って(実施例3)での接着強度の向上は、紫外線を一部遮蔽することによって完全には硬化していない樹脂薄膜の表面が金属薄膜の凝縮熱によって硬化の終盤が行われ、その際に樹脂薄膜表面の清浄度向上などの酸素濃度の増加とは別の要因によって起こるものと推察される。

    【0098】なお、(実施例3)で紫外線照射を完全に遮蔽した場合には、蒸着金属の凝縮熱だけでは樹脂薄膜表面の硬化が完了しないので樹脂薄膜は未硬化となって満足な積層状態を得ることができない。 紫外線の適当な遮蔽度は金属の種類による凝縮熱の違いや、金属薄膜の形成手段、特に電子ビーム使用の有無によって大きく異なるので、紫外線の遮蔽度合いは形成する薄膜に応じて最適化する必要がある。

    【0099】未硬化樹脂を支障のない程度に硬化する方法としては、電子ビーム蒸着による反射電子することや、樹脂薄膜表面に電子線を照射して金属薄膜を形成する事もできる。

    【0100】以上の(実施例1)〜(実施例3)において、支持体としてロール状の高分子基板上に金属薄膜を形成したもの及びキャンを用いた場合についてのみ述べたが、本発明はこれらの支持体によって制限されるものではなく、ロール状以外の、平板状や曲面形状の基板も用いることが出来る他、支持体としては金属、絶縁体、
    ガラス、半導体等を用いることもできる。

    【0101】なお、各実施例において硬化装置として紫外線硬化について述べたが、ヒータ等を熱源とする熱硬化や電子線硬化を用いたり各種の硬化装置の組み合わせを用いてもよい。

    【0102】また、気化または霧化の方法として実施例に述べた方法の他、タービン翼形状などの高速可動翼を用いて機械的に霧化する事も出来る。 図5は、条件(A)で測定した(実施例1)と、(比較例2)とで金属薄膜の表面側から薄膜をエッチングしながら酸素信号強度を調べたオージェデプスプロファイルの測定結果である。 酸素信号強度は酸素濃度を表す指標となるものであり、酸素濃度が高いほど酸素信号強度が高くなる。

    【0103】図5に示されるように、樹脂薄膜と金属薄膜との界面では、接着強度の高い(実施例1)のほうが(比較例1)よりも酸素信号強度が強くなっている。 従って界面の酸素濃度が高いほど、接着強度が強くなることがわかる。

    【0104】図6は(実施例1)〜(実施例3)、(比較例1)〜(比較例4)についての、酸素強度の相対比とアルミブロック荷重剥離試験における剥離荷重との関係をプロットしたものである。

    【0105】図6から分かるように酸素強度の相対比と剥離荷重すなわち、界面の酸素濃度と接着強度には相関が認められる。 また、酸素強度の相対値が1.3以上になると接着強度の向上が顕著となり、酸素強度の相対値が1.6以上になると剥離荷重が1000g以上と極めて強い接着強度が得られる。

    【0106】また、(実施例3)と(比較例4)の比較から分かるように、紫外線照射を一部遮蔽して樹脂薄膜の硬化度を多少下げた状態で金属薄膜を積層することによっても接着強度は幾分向上する。

    【0107】しかしながら、(実施例3)では界面の酸素増加は(実施例1)や(実施例2)ほど顕著ではなく、(実施例3)での接着強度向上は金属薄膜の凝縮熱で硬化の終盤が行われることによる樹脂薄膜表面の清浄度向上など酸素増加とは別の要因によるところも大きい事が図6からも推察される。

    【0108】また、樹脂薄膜の厚さについては、(実施例1)、(実施例3)では0.8μmの膜厚とし、(実施例2)では0.8μmの膜厚としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば0.05μm程度の膜厚も作製することができ、少なくとも膜厚が0.05
    〜3μmの範囲であれば、本実施例の結果と同様の効果が得られることを確認した。

    【0109】さらに、本発明の実施例では3種のアクリレート樹脂を用いた場合についてのみ述べたが、他のアクリレート樹脂は言うまでもなく、アクリレート以外の樹脂を用いた場合にも本発明は広く適用できるものである。

    【0110】また、加熱ローラの温度については、使用材料や作成条件等によって適宜変えればよく、実施例に示した温度によって制限されるものではない。 また、
    (実施例1)〜(実施例3)において、加熱ローラの回転方向は基本的に正逆どちらの方向でもよい。

    【0111】また、これまでの実施例では加熱支持体として加熱ローラを用いたものについて述べたが、加熱支持体はローラ形状に限らず、例えばベルト状の加熱支持体を用いることもできる。 ベルトの材質はステンレス薄板、高分子帯等様々なものを用いることが出来る。

    【0112】なお、気化または霧化された粒子の基板上への入射についても、本発明の効果が実施例の図面に示した角度に限定されるものではなく、特に配向性の利用等の目的用途に応じては、適宜入射角を最適化する事も可能である事は言うまでもない。

    【0113】本発明で得られる樹脂薄膜の利用分野は極めて広いものであり、実施例で示した、高周波用導体・
    コンデンサ等にとどまらず、薄膜コイル等の電子部品、
    回路基板、保護膜、機能性フィルム等が挙げられる。

    【0114】また、金属薄膜層を一種類とせず、例えばアルミニウム層と銅層の混在とすることによって特性の補完がなされ、使用条件によっては高性能化が図れる場合もありうる。

    【0115】

    【発明の効果】以上のように本発明の複合薄膜によれば、樹脂薄膜層と金属薄膜層との付着強度を向上させ、
    各層間の剥離等を防止することができる。

    【0116】これは樹脂薄膜と金属薄膜との境界近傍の酸素濃度を前記樹脂薄膜の厚み中心の酸素濃度よりも高くすることで、実現できる。 また、真空中で支持体上に樹脂薄膜と金属薄膜を順次積層する複合薄膜を製造するに際し、前記樹脂薄膜を形成後その表面を少なくとも酸素を主成分として含む放電雰囲気下に晒した後に前記金属薄膜を形成する製造方法によると、樹脂薄膜と金属薄膜の界面付近の酸素濃度を高くすることができる。

    【0117】また、樹脂薄膜を酸素を含む雰囲気で紫外線硬化させた後に金属薄膜を形成する複合薄膜の製造方法においても、紫外線硬化時に酸素を微量に導入することによって酸素濃度を高くすることができる。

    【0118】従って、樹脂薄膜と金属薄膜との接着強度に優れた、電子部品等に好適に使用できる複合薄膜を得ることができる。

    【図面の簡単な説明】

    【図1】(実施の形態1)における複合薄膜の製造装置の構成図

    【図2】(実施の形態2)における複合薄膜の製造装置の構成図

    【図3】(実施の形態2)で形成された複合薄膜からなるコンデンサの断面図

    【図4】(実施の形態3)における複合薄膜の製造装置の構成図

    【図5】薄膜中の酸素のオージェデプスプロファイルの測定結果の説明図

    【図6】酸素強度の相対比と剥離荷重の関係図

    【符号の説明】

    2 基板 3 樹脂薄膜形成用キャン 4 金属薄膜形成用キャン 12 電子ビーム蒸発源 13 紫外線照射装置 14 グロー放電装置 20 樹脂薄膜形成部 21 金属薄膜形成部 22 硬化部 23 放電部 25 誘導加熱蒸発源 27 キャン 29 コンデンサ 30 樹脂薄膜 31 金属薄膜 32 電極 33 抵抗加熱蒸発源 34 硬化用キャン

    ───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl. 6識別記号 FI C23C 14/58 C23C 14/58 C

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