蒸着装置
【課題】蒸着する微粒子の粒径を所望の大きさにコントロールするため、基材の高精度温度制御可能な蒸着装置を提供する。
【解決手段】温度制御ユニット３２は、温度制御された液体または固体の熱媒体が供給される伝熱ブロック３４と、この伝熱ブロックの基材との対向面側に保持された伝熱ローラー３６と、基材と伝熱ブロックの間の空間にガスを供給するガス導入路３７と、を備え、この伝熱ローラーは、降下移動して基材の裏面に当接し、基材の移送に連動してこの移送方向と交差する軸を中心に回転するとともに、基材からの力で上昇移動が可能であって、伝熱ローラーおよび伝熱ブロックは、基材と熱媒体との間を、ガス、伝熱ローラーおよび伝熱ブロックを介して熱が伝播することにより、基材の温度を制御する。
【解決手段】温度制御ユニット３２は、温度制御された液体または固体の熱媒体が供給される伝熱ブロック３４と、この伝熱ブロックの基材との対向面側に保持された伝熱ローラー３６と、基材と伝熱ブロックの間の空間にガスを供給するガス導入路３７と、を備え、この伝熱ローラーは、降下移動して基材の裏面に当接し、基材の移送に連動してこの移送方向と交差する軸を中心に回転するとともに、基材からの力で上昇移動が可能であって、伝熱ローラーおよび伝熱ブロックは、基材と熱媒体との間を、ガス、伝熱ローラーおよび伝熱ブロックを介して熱が伝播することにより、基材の温度を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はコンデンサや電池等の電極箔を製造するための蒸着装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コンデンサや電池に用いられる電極箔は、例えば金属箔上に金属の微粒子を蒸着することによって形成できる。
【０００３】
ここで図１３に示すように、従来の蒸着装置１は、真空ポンプ（図示せず）が連結された真空槽２を備え、真空槽２内には、基材３が巻かれ、この基材３を矢印Ａ方向に送り出す巻き出しロール４と、蒸着された基材３を巻き取る巻き取りロール５と、蒸着原材料を収容する容器６と、この容器６に蒸着材料を供給する供給管７とが配置されている。
【０００４】
容器６は例えば両端がそれぞれ抵抗加熱用電源の正負の電極に接続され、抵抗加熱によって容器６の内部が蒸着材料の沸点以上に加熱される。そして蒸着原材料が蒸発し、微粒子となって基材３の表面へと付着し、積層する。
【０００５】
ここで、基材３の温度によっては基材３の近傍の微粒子の活性が変わり、微粒子の粒径が変化し、コンデンサあるいは電池の特性に影響を与える。例えば基材３の温度が上昇すると、積層する微粒子が活性化され、複数の微粒子が合体して肥大化する。したがって、微粒子の機械的強度は増大するが、一方で電極箔の表面積は小さくなり、コンデンサの静電容量や電池の電池容量が低減する。
【０００６】
そこで基材３の温度を制御し、微粒子の粒径をコントロールするため、基材３の裏面側に、所定温度に制御されたスチールベルトやその他ドラムなどの温度制御ユニット８を配置することが挙げられる。このような蒸着装置１では、温度制御ユニット８に基材３を沿わせて移送させながら蒸着する。なお、図１３は温度制御ユニット８としてスチールベルトを用いたものである。
【０００７】
このように温度制御ユニット８に基材３を接触させると、温度制御ユニット８との熱交換によって、基材３の温度を調整することができる。
【０００８】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開昭５８−１１７８１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来の蒸着装置１を用いると、基材３の温度制御が不十分で、基材３に付着する微粒子の粒径をコントロールしにくいという課題がある。
【００１１】
その理由は、基材３と温度制御ユニット８との密着性が低いからである。すなわち従来は、基材３を定形の温度制御ユニット８に沿わせていたため、基材３にうねりがあると、基材３と温度制御ユニット８との間に隙間ができ、熱が効率よく伝播しないことがあった。そして基材３の温度制御が不十分となり、結果として基材３に蒸着する微粒子の粒径をコントロールできなくなるのであった。
【００１２】
このように微粒子の粒径が変わると、電極箔の表面積も変わり、コンデンサや電池の容量特性に影響を与える。さらに微粒子の粒径が不均一になると、コンデンサや電池の容量特性も不均一になり、量産時における製品バラツキの原因ともなる。
【００１３】
そこで本発明は、基材の温度制御を高精度に行い、蒸着する微粒子の粒径を、所望の大きさにコントロールすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
そしてこの目的を達成するために本発明は、基材の表面側に配置され、微粒子の原材料が供給される容器と、基材の裏面側に配置された温度制御ユニットとを備え、この温度制御ユニットは、温度制御された液体または固体の熱媒体が供給される伝熱ブロックと、この伝熱ブロックの基材との対向面側に保持された伝熱ローラーと、基材と伝熱ブロックとの間の空間にガスを供給するガス導入路と、を備え、伝熱ローラーは、降下移動して基材の裏面に当接し、基材の移送に連動してこの移送方向と交差する軸を中心に回転するとともに、基材からの力で上昇移動が可能であって、基材と熱媒体との間を、ガス、伝熱ローラーおよび伝熱ブロックを介して熱が伝播することにより、基材の温度が制御されるものとした。
【発明の効果】
【００１５】
これにより本発明は、基材の温度制御を高精度に行い、蒸着する微粒子の粒径を所望の大きさにコントロールすることができる。
【００１６】
その理由は、基材と温度制御ユニットとの接触面積が増えるとともに、ガスが熱を媒介するからである。すなわち本発明は、伝熱ローラーが基材に接触するように上下揺動しながら回転するため、基材にうねりがあっても基材と伝熱ローラーとが接触し、基材と熱媒体との間で効率よく熱交換することができる。
【００１７】
さらに伝熱ローラーと伝熱ブロックとの間や、基材と伝熱ローラーあるいは伝熱ブロックとの間の空間も、ガスが熱を媒介し、基材と熱媒体との間で効率よく熱交換できる。
【００１８】
したがって本発明は、基材の温度を高精度に制御でき、結果として蒸着する微粒子の粒径を所望の大きさにコントロールすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施例１における固体電解コンデンサの斜視図
【図２】本発明の実施例１におけるコンデンサ素子の断面図
【図３】本発明の実施例１における蒸着装置の模式図
【図４】本発明の実施例１における温度制御ユニットの平面図
【図５】図４のＸ−Ｘ断面を示す図
【図６】図５のＺ部拡大断面図
【図７】図４のＹ−Ｙ断面を示す図
【図８】本発明の実施例１における基材の温度を示す図
【図９】本発明の実施例１における電極箔を３万倍にしたＳＥＭ写真
【図１０】本発明の実施例２における温度制御ユニットの平面図
【図１１】図１０のＸ−Ｘ断面を示す図
【図１２】本発明の実施例２の別の例の温度制御ユニットの平面図
【図１３】従来の蒸着装置の模式図
【図１４】従来の蒸着装置で形成した電極箔を９千倍にしたＳＥＭ写真
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（実施例１）
以下、本実施例では、電極箔を製造する為の蒸着装置について説明する。この電極箔は、たとえば図１に示す固体電解コンデンサ９の陽極として用いられる。
【００２１】
この固体電解コンデンサ９は、例えば図１に示すように、複数枚積層されたコンデンサ素子１０と、これらのコンデンサ素子１０の陽極電極部１１、陰極電極部１２をそれぞれ取り出した陽極端子１３、陰極端子１４と、これらの陽極端子１３、陰極端子１４の一部を除き被覆した外装体１５とを備えている。
【００２２】
そして図２の断面図に示すように、コンデンサ素子１０は、本実施例の蒸着装置で形成された電極箔１６と、この電極箔１６上に形成された誘電膜１７と、誘電膜１７上において、電極箔１６を陽極電極部１１と陰極形成部（図番なし）とに分離させる絶縁部材１８と、陰極形成部の誘電膜１７上に形成された導電性ポリマーからなる固体電解質層１９と、この固体電解質層１９上に形成されたカーボン層および銀ペースト層とからなる陰極層２０とを有する。固体電解質層１９と陰極層２０とは、陰極電極部１２を構成する。
【００２３】
そして図３に示すように、本実施例の蒸着装置２１は、真空排気ポンプ（図示せず）が連結された真空槽２２と、この真空槽２２内に不活性ガスおよび活性ガスのそれぞれを導入するガス管（図示せず）と、基材２３となる帯状のアルミニウム箔が巻かれ、矢印Ｂ方向に送り出す巻き出しロール２４と、蒸着された基材２３を巻き取る巻き取りロール２５と、蒸着原材料となるアルミニウムを収容する容器２６と、この容器２６にアルミニウムを線状で供給する供給管２７とを備えている。
【００２４】
基材２３は本実施例では、幅１００〜２００ｍｍ、厚み３０〜５０μｍ程度のアルミニウム箔を用いたが、その他銅箔や種々金属の合金箔、樹脂フィルムなどを用いることができる。また蒸着材料はアルミニウム線を用いたが、その他リチウムやアルミニウム合金など、種々の金属材料を用いることができる。
【００２５】
容器２６は窒化ホウ素や窒化アルミ、タングステンなどの抵抗加熱材料からなり、真空槽２２の外部に配置された抵抗加熱用電源（図示せず）の正負の電極に接続され、抵抗加熱によって蒸着材料であるアルミニウムの沸点以上に加熱される。
【００２６】
このように容器２６が加熱されると、アルミニウム線が溶融し、沸騰してアルミニウムの微粒子となって蒸発する。そしてこの微粒子が、基材２３の表面へと付着し、積層して粗な粗膜層（図２の図番２８）を形成し、基材２３と組み合わさって電極箔１６となる。
【００２７】
ここで本実施例では、図３の巻き出しロール２４と巻き取りロール２５との間に、所定間隔をあけて二つの偏向ロール２９、３０を配置した。そしてこの偏向ロール２９、３０間で基材２３ができるだけ水平になるように保った。
【００２８】
本実施例では、この偏向ロール２９、３０間において、基材２３の表面側に、蒸着原材料を収容する容器２６を配置している。これにより本実施例では、基材２３の蒸着領域Ｃ（基材２３の表面に微粒子が蒸着する領域）において、基材２３が水平になり、微粒子が付着する面積を大きくすることができる。したがって、蒸着速度が遅くても蒸着時間を延ばすことができ、微粒子を厚く積み重ねていくことができる。
【００２９】
なお本実施例では、基材２３と容器２６との間にシャッター３１を配置し、このシャッター３１は、蒸着領域Ｃに対応する領域のみ開口させている。これにより、蒸着領域Ｃから外れた領域の基材２３や巻き出しロール２４、巻き取りロール２５に微粒子が付着するのを防ぐことができる。
【００３０】
そして本実施例では、この蒸着領域Ｃにおいて、水平になった基材２３の裏面側（蒸着面の反対側）に温度制御ユニット３２を配置している。すなわちこの温度制御ユニット３２と容器２６とは、基材２３を介して対向する位置に夫々配置されている。
【００３１】
ここで図４は、基材２３との対向面からみた温度制御ユニット３２の平面図であり、図５は図４のＸ−Ｘ断面を示す図である。また図６は図５のＺ部を拡大した断面図である。また図７は図４のＹ−Ｙ断面を示す図である。
【００３２】
本実施例の温度制御ユニット３２は、熱媒体として冷却水を用い、図５に示すように、この冷却水が供給される配管３３を備えた直方体形状の伝熱ブロック３４と、この伝熱ブロック３４の基材２３と対向する面側に接合された直方体形状の保持部３５と、この保持部３５で保持された複数の伝熱ローラー３６と、伝熱ブロック３４と保持部３５の内部に形成されたガス導入路３７とを有している。
【００３３】
本実施例では、このガス導入路３７から熱媒体としてのガスを導入し、ガスを基材２３と保持部３５や伝熱ブロック３４との間の空間に行き渡るように供給する。このガスは微粒子との化学反応を抑制するため、ヘリウムやアルゴンなどの不活性ガスを用いる。本実施例では、より熱伝導性に優れたヘリウムガスを用いた。ガスの温度は２０℃〜２５℃であり、ガスの流量は、基材２３が浮いてしまわないように適宜調整した。
【００３４】
本実施例の伝熱ローラー３６は、図６に示すように、自重により降下移動して基材２３の裏面に当接し、基材２３の移送に連動して矢印Ｄ方向に回転するとともに、基材２３からの力で上昇移動が可能である。
【００３５】
そして本実施例の蒸着装置２１は、基材２３から冷却水（熱媒体）までの間を、図５、図６の伝熱ローラー３６、保持部３５、および伝熱ブロック３４がそれぞれ互いに接触していることで順次熱が伝播し、基材２３の温度が制御される。また本実施例では基材２３は筒状の伝熱ローラー３６と線接触するため、ある時点においては基材２３と伝熱ローラー３６とが接触していない領域も存在するが、ガス導入路３７から供給されたガスが熱を媒介し、基材２３の熱を冷却水へと効率よく伝播できる。
【００３６】
ここで図５に示す伝熱ブロック３４と保持部３５は、それぞれ基材２３と対向する側の面が１５ｃｍ×２０ｃｍ程度の長方形であり、高さは２〜３ｃｍ程度である。
【００３７】
そして図４、図５に示すように、保持部３５の、基材２３と対向する面には、基材２３の移送方向（矢印Ｂ）とほぼ直角に交差する方向に伸びる溝３８が、基材２３の移送方向（矢印Ｂ）に複数個並んでいる。なお、溝３８は保持部３５を貫通させてもよい。
【００３８】
そしてこれらの溝３８の内部には、それぞれ伝熱ローラー３６が保持されている。すなわち伝熱ローラー３６は、基材２３の移送方向（矢印Ｂ）に複数個並んでいる。伝熱ローラー３６は一本でもよいが、複数本用いる方が、基材２３と伝熱ローラー３６との接触面積が増え、より効率よく温度制御できる。また一本あたりの伝熱ローラー３６の重さを低減でき、基材２３の応力負荷を分散できる。
【００３９】
これらの伝熱ローラー３６は、それぞれ直径φが５ｍｍ〜１５ｍｍ程度の円柱形である。溝３８の内部は、伝熱ローラー３６を収容するため、これらの直径よりも幅が広くなっているが、基材２３と対向する側の溝３８の開口部は、伝熱ローラー３６の直径よりも幅が狭くなっており、伝熱ローラー３６が脱落しないように設計されている。
【００４０】
そしてそれぞれの伝熱ローラー３６は、基材２３の移送方向（矢印Ｂ）とほぼ直交する軸Ｅを中心に回転可能である。回転中心となる軸Ｅは基材２３の移送方向（矢印Ｂ）と交差する方向であればよいが、移送方向とほぼ直交する方向に合わせることにより、基材２３の移送と連動して、効率よく伝熱ローラー３６を回転させることができる。
【００４１】
そして本実施例では、伝熱ローラー３６の回転中心となる軸Ｅ方向において、伝熱ローラー３６およびこの伝熱ローラー３６が収容されている溝３８の長さは、基材２３の幅よりも短くなっている。これにより基材２３の外方から溝３８の内壁や伝熱ローラー３６がはみ出さないため、蒸着プロセスにおいて、蒸着微粒子が伝熱ローラー３６や溝３８内部に付着し難くなり、蒸着装置２１の清掃が簡易になる。
【００４２】
また図４に示すように、本実施例における伝熱ローラー３６は、この回転中心となる軸Ｅ方向において、長さ１．５ｃｍ程度ずつ、複数個に分割されている。以下、分割された個々の伝熱ローラー３６を、小ローラー３９と記載する。なお、伝熱ローラー３６は分割しなくてもよいが、このように細かく分割させておくことで、基材２３のうねりやしわに合わせて個々の小ローラー３９が上下に揺動し、基材２３との接触面積をより増やすことができる。
【００４３】
また本実施例における伝熱ローラー３６は、図６に示すように、自重により下方に降下移動した時に、一部は溝３８の開口部から突出するが、途中で溝３８の開口部に引っ掛かり、溝３８の内壁と接触した状態で、溝３８の内部に保持される。伝熱ローラー３６は、溝３８の内壁と接触することによって、保持部３５と熱交換を行い、保持部３５は伝熱ブロック３４と熱交換を行う。
【００４４】
そして本実施例では、伝熱ローラー３６は基材２３との摩擦により、基材２３の移送に連動して回転する。なお、本実施例では、基材２３の移送方向は一方向（図３の矢印Ｂ）であるが、例えば図３の巻き取りロール２５側から巻き出しロール２４側へと逆方向に移送し、蒸着領域Ｃにおいて基材２３を往復させることもできる。この場合も伝熱ローラー３６は、図４の軸Ｅを中心に、実際の基材２３の移送方向に回転する。
【００４５】
また図６に示すように、伝熱ローラー３６は、自然状態では、自重によって溝３８の開口部から一部が露出した状態で維持されるが、下方から伝熱ローラー３６を押し上げると、溝３８の内部に押し込むことができる。したがって、基材２３にうねりがあると、このうねりに合わせて基材２３からの力を受け、伝熱ローラー３６は押し上げられて上方移動し、うねりがなくなると自重によって下方に戻ってくる。ここで伝熱ローラー３６が押し上げられて溝３８の内部に収容されると、伝熱ローラー３６が宙に浮いた状態となって保持部３５が接触しにくくなる。すなわち、伝熱ローラー３６と基材２３とは接触しているが、伝熱ローラー３６と保持部３５とが接触しなくなる場合がある。しかし本実施例では、伝熱ローラー３６と保持部３５や伝熱ブロック３４との間にはガスが充満しているため、ガスを介して効率よく熱を伝えることができる。
【００４６】
なお、本実施例では、伝熱ローラー３６を自重で上下揺動させたが、伝熱ローラー３６と溝３８の底面とをバネやゴムなどで連結させてもよい。この場合は、例えば基材２３からの力によってバネやゴムが縮み、伝熱ローラー３６が上昇移動する。そして応力負荷が無くなるとバネやゴムの反力によって伝熱ローラー３６が基の位置に降下移動する。ただし本実施例のように伝熱ローラー３６をバネやゴムなどの弾性部材を介さず自重で上下揺動させる方が、伝熱ローラー３６の揺動が緩やかとなり、基材２３への負荷を低減できる。また溝３８内部に複雑な機構を配置しなくてよいため、溝３８内部の清掃もしやすくなる。
【００４７】
また、本実施例では、各溝３８内で分割された複数の小ローラー３９は、それぞれ自由に独立した状態で上下揺動させるため、連結させていないが、各小ローラー３９を連結させることも可能である。この場合は、例えば各小ローラー３９の回転軸となる軸Ｅ部分に孔をあけ、これらの孔に、これらの孔よりも細い軸体をそれぞれ通して連結させればよい。このように軸体を孔より細くすることで、孔と軸体との間に隙間が空き、それぞれの伝熱ローラー３６は、ある程度独立した状態で上下に揺動できる。
【００４８】
さらに伝熱ブロック３４、保持部３５および伝熱ローラー３６の材料は、それぞれ熱伝導率の高い材料が好ましい。したがって、金属、高熱伝導性樹脂等種々挙げられるが、本実施例ではいずれもアルミニウムを用いた。アルミニウムは質量も軽いため、自重で基材２３に接触しても基材２３の応力負荷を低減できる。
【００４９】
なお、本実施例では、基材２３の幅あたりの張力を５００ｇとし、伝熱ローラー３６の総質量が１００ｇ〜２５０ｇとした。ここで伝熱ローラー３６の総質量とは、伝熱ローラー３６が単数の場合はその伝熱ローラー３６の質量、複数の場合は合計の質量を指す。そして上述の本実施例の場合、基材２３にしわや傷が生じることなく蒸着することができた。一方、比較用にＳＵＳで伝熱ローラー３６を形成し、この伝熱ローラー３６の総質量を５６０ｇとした場合、蒸着プロセスで基材２３にしわや傷が発生した。
【００５０】
このことから、伝熱ローラー３６からの応力負荷を低減することで、蒸着プロセスにおける基材２３のしわや傷を抑制できると考えられる。また実験により、伝熱ローラー３６の総質量を、基材２３の幅あたりの張力の二分の一以下とすることがより好ましいことが分かった。
【００５１】
また本実施例では、図５に示す冷却水の配管３３は、伝熱ブロック３４の一端側に熱媒体導入口４０があり、他端側に熱媒体導出口４１がある。熱媒体導入口４０から冷却水を導入し、熱媒体導出口４１側から冷却水を回収できる。なお、本実施例では、熱媒体として水を用いたが、その他エチレングリコールなど、沸点の低い溶媒を用いることで、冷却効果を高めることが出来る。また熱媒体は、液体に限らず、固体のペルチェ素子を用い、温度制御ユニット３２の裏面に貼り付けてもよい。これらの熱媒体は所定温度に制御されたものを用いる。
【００５２】
また熱を媒介させるためのガスは、伝熱ブロック３４の裏面側に設けられたガス導入口４２から注入され、ガス導入路３７を介して伝熱ブロック３４および保持部３５の内部を通り、保持部３５の表面側に設けられたガス導出口４３から噴出される。ガス導出口４３は、溝３８の内壁に設けてもよい。
【００５３】
なお、本実施例のようにガスを用いる場合は、図７に示すように、保持部３５の基材２３との対向面上であって、伝熱ローラー３６が設けられた領域の外周に壁４４を設けてもよい。図７は、基材２３の移送方向（図４の矢印Ｂ）と平行な、保持部３５の二辺上に形成した壁４４である。この壁４４で囲われた領域内、すなわち壁４４の内側では、ガスが充満しやすくなるため、この壁４４の内側で基材２３を移送させることで、より効率よく熱交換することができる。なお壁４４は、先端を内側へ傾けたり、あるいは内側へ折り曲げたりすることにより、ガスが外方へと拡散しにくくなる。
【００５４】
以下、本実施例の蒸着装置２１を用いた電極箔１６の製造方法について説明する。
【００５５】
（１）図３に示すように、基材２３を真空槽２２内に配置し、真空排気ポンプ（図示せず）から排気して０．０１〜０．００１Ｐａの真空に保つ。
【００５６】
（２）基材２３の周辺に、ガス管（図示せず）から不活性ガスとしてアルゴンガス、活性ガスとして酸素ガスを導入する。アルゴンガスの流量は、酸素ガスに対して２〜４倍にした。これにより基材２３周辺の圧力を２０〜３０Ｐａの状態にする。
【００５７】
（３）基材２３を、巻き出しロール２４から巻き取りロール２５へと矢印Ｂ方向へゆっくりと移送させる。移送の速度は０．０５ｍ／ｍｉｎ程度である。基材２３は蒸着領域Ｃでできるだけ水平になるように、偏向ロール２９、３０間で向きを調整する。
【００５８】
（４）供給管２７から容器２６へアルミニウム線を供給し、沸騰させて、真空蒸着により基材２３の表面に微粒子を蒸着させる。
【００５９】
ここで本実施例では、上述のように微粒子を基材２３の表面に蒸着させるプロセスにおいて、図５に示すように、温度制御ユニット３２の配管３３の熱媒体導入口４０から予め２０℃に制御した冷却水を導入した。そして基材２３の熱を伝熱ローラー３６、保持部３５、伝熱ブロック３４へと順次伝播させ、さらに伝熱ブロック３４に伝わった熱を冷却水（熱媒体）に伝播させることにより、基材２３と冷却水とで熱交換を行い、基材２３の温度を下げた。
【００６０】
また本実施例では、ガス導入路３７のガス導入口４２から予め２０℃〜２５℃程度に制御されたガスを導入した。そしてガス導出口４３からガスを導出し、基材２３と保持部３５との間の空間にガスを供給し、充満させることによって、基材２３が伝熱ローラー３６と接触していない領域においても、保持部３５や伝熱ブロック３４へと熱を伝播することができる。また伝熱ローラー３６が溝３８の内部へ押し上げられて、基材２３とは接触しているものの、保持部３５との間に空間ができてしまった場合も、ガスを介して伝熱ブロック３４へと熱を伝播することができる。ガス導入口４２やガス導出口４３の個数や場所は図４に限定されず、適当な場所に複数個あるいは一つ設ければよい。
【００６１】
図８は上記蒸着プロセスにおいて、蒸着領域Ｃにおける基材２３の温度を、基材２３の位置毎にプロットした結果である。グラフの横軸は、基材２３の測定箇所と偏向ロール２９からの距離（ｃｍ）を示している。なお、比較用として、図１３に示す従来例のスチールベルト８を用いた蒸着装置１における基材３の温度の測定結果（図８に示す従来例）と、ガスを用いず、冷却水のみで温度制御した場合の測定結果（図８に示す比較例）を示した。
【００６２】
スチールベルト８を用いた従来例では、微粒子の潜熱や容器６からの輻射熱を受け、基材３の温度はピーク値で約２２０℃であった。また比較例の冷却水を用いた場合は、伝熱ローラー３６との接触により温度が制御され、基材２３の温度ピークは１８０℃に下がった。そしてさらに本実施例の温度制御ユニット３２を用いると、基材２３の温度ピークは１２０〜１３０℃程度であり、従来例と比較して約１００℃、比較例と比較して約５０℃〜６０℃も温度上昇を抑えることができた。
【００６３】
以上のように本実施例の蒸着装置２１で形成した粗膜層（図２の図番２８）は、図９のＳＥＭ写真に示すように、平均粒子径が約０．０１μｍ〜０．１５μｍの微粒子が、基材２３の表面からランダムに積層し、複数に枝分かれした、粗な構造体である。本実施例の粗膜層２８の内部をＳＥＭで観察すると、空孔径の最頻値は、微粒子の平均粒子径とほぼ同じ０．０１〜０．１５μｍ程度であった。空孔径は、水銀圧入法を用いて計測することができ、これにより用いた空孔径分布のピーク値を空孔径の最頻値とした。また本実施例の粗膜層２８の空隙率は５０〜８０％であった。
【００６４】
そして厚みは粗膜層２８の部分のみで２０μｍから８０μｍであり、例えばフィルムコンデンサの電極箔として用いられるような一般的な蒸着膜と比較し、厚い膜である。
【００６５】
なお基材２３の両面に粗膜層２８を形成する場合は、上記プロセスで片面に粗膜層２８を形成した後、基材２３を裏返し、粗膜層２８の形成されていない他方の面を表面として同様のプロセスで粗膜層２８を形成すればよい。なお、本願明細書中では、微粒子が蒸着される面（すなわち、容器２６と対向する面）を基材２３の表面と表現する。
【００６６】
本実施例の効果を以下に説明する。
【００６７】
本実施例では、基材２３の温度上昇を抑制し、蒸着する微粒子の粒径を所望の粒径にコントロールして、電極箔１６を構成する粗膜層２８の均一性を高めることができる。
【００６８】
その理由は、温度制御ユニット３２の伝熱ローラー３６と基材２３との接触面積を大きくできるとともに、ガスが熱を媒介するからである。
【００６９】
すなわち図１３に示す従来の温度制御ユニット８の構成では、基材３自体を固定されたスチールベルト８に沿わせる構成であったため、基材３の一部にうねりがあった場合、このうねりの部分では、基材３とスチールベルト８との間に隙間が空いてしまうことがあった。このように隙間が空くと、基材３と熱媒体との間で熱交換が効率よく行われず、図８の従来例に示すように、基材３の温度が上昇して、うねりのあった部分では蒸着する微粒子の粒径が肥大化してしまう。
【００７０】
なお図１４は、従来の蒸着装置１で形成した電極箔のＳＥＭ写真である。蒸着プロセスの途中で基材３と温度制御ユニット８との熱交換が効率よく行われていないため、基材３の温度が上昇して一部の微粒子の粒径が肥大化し、図１４に示すように電極箔の微粒子の粒径が不均一となった。
【００７１】
特に蒸着プロセスにおいて、基材３を水平にし、またゆっくりと微粒子を蒸着させる場合は、それぞれの微粒子が粒子形状を維持しながら積層し、空孔の多い粗膜層を形成することができるが、その一方で、基材３と容器６とが対向する時間が長いため、微粒子の潜熱や容器６からの輻射熱を受けやすく、微粒子の粒径は不均一になりやすい。そして微粒子が不均一な粗膜層は、その表面積も大きく変動するため、コンデンサの電極箔として用いると静電容量特性を一定に維持できなくなる。
【００７２】
これに対し本実施例では、基材２３のうねりに合わせて図５、図６の伝熱ローラー３６が上下に揺動しながら回転する。したがってそれぞれの伝熱ローラー３６と基材２３との接触面積が増え、伝熱ローラー３６、保持部３５、伝熱ブロック３４を介して熱が伝播し、基材２３と熱媒体との熱交換を効率よくできる。
【００７３】
また基材２３は伝熱ローラー３６と線接触するため、ある時点においては伝熱ローラー３６と接触しない領域も存在するが、この領域においても、ガスを介して基材２３から保持部３５あるいは伝熱ローラー３６へと熱を伝播させることができる。また伝熱ローラー３６は、基材２３からの力を受けて溝３８の内部に押し上げられ、溝３８と接触しにくくなる場合があるが、この場合においても、ガスが熱を媒介し、伝熱ローラー３６の熱を効率よく保持部３５へと伝播させることができる。
【００７４】
よって基材２３にうねりがあってもその温度上昇を抑制でき、結果として基材２３に付着する微粒子を所望の粒径に制御することができる。
【００７５】
なお、本実施例における蒸着プロセスでは、基材２３をゆっくりと移送させたが、移送速度を上げた場合でも基材２３と熱媒体との熱交換効率を高めることができる。
【００７６】
また本実施例では、蒸着する微粒子の肥大化を抑制するため基材２３を冷却したが、逆に微粒子の機械的強度を高めるため、所望の大きさまで肥大化させたい場合もある。この場合は、熱媒体として所定温度に加熱されたオイルや溶媒を図５の配管３３に導入し、伝熱ブロック３４を加熱してもよい。また熱媒体を供給する代わりに、所定温度に発熱可能なニクロム線ヒーター、セラミックヒータ、ランプヒーターなどの熱源を伝熱ブロック３４に設け、伝熱ブロック３４を加熱してもよい。この場合は、冷却水を供給した場合と熱の伝わる向きが逆になり、熱媒体または熱源からの熱が伝熱ブロック３４、保持部３５、伝熱ローラー３６へと順次伝播し、基材２３を加熱することができる。またそれぞれ互いに接触しない領域では、ガスを介して熱が伝播される。
【００７７】
以上より本実施例の温度制御ユニット３２は、基材２３の温度制御を高精度にすることができ、これにより基材２３に蒸着する微粒子の粒径を所望の大きさにコントロールすることができる。また基材２３の温度ムラを低減できるため、蒸着する微粒子の粒径の均一性を高めることができる。
【００７８】
また本実施例では、基材２３にうねりがあっても伝熱ローラー３６が上下に揺動しながらうねりに追従するため、基材２３にしわができにくくなる。
【００７９】
なお、伝熱ローラー３６の形状は、例えば球状でもよいが、本実施例のように円柱状にすることによって、基材２３との接触面積を比較的大きくすることができ、熱交換を効率よく行えるとともに、基材２３への応力負荷を分散することができ、粗膜層２８の欠損を抑制できる。
【００８０】
なお伝熱ローラー３６の端部は、丸みを帯びるようにＲをつけておくことが好ましい。伝熱ローラー３６の端部が角ばっていると、回転するときに粗膜層（図２の図番２８）に傷をつける場合があるからである。
【００８１】
さらに伝熱ローラー３６の表面は、鏡面仕上げしておくことが好ましい。伝熱ローラー３６に凹凸があると、粗膜層２８に傷をつける場合があるからである。
【００８２】
なお、本実施例では、蒸着装置２１として、蒸着材料を容器２６の抵抗加熱によって蒸発させる抵抗加熱式の蒸着装置２１を例に挙げたが、例えば容器２６内の蒸着材料を電子ビームの照射によって蒸発させる電子ビーム式の蒸着装置にも応用可能である。
【００８３】
さらに本実施例では、電極箔１６を積層した固体電解コンデンサ９に用いたが、電極箔１６を巻回した固体電解コンデンサ９に用いることもでき、さらに電解質として電解液を用いた電解コンデンサにも利用できる。また例えば基材２３を銅とし、蒸着材料をリチウムとすることによって、電池の電極箔１６として用いることもできる。この場合は、微粒子の粒径を所望の大きさに制御することによって、電極箔１６の電池容量を効率よくコントロールすることができる。
【００８４】
なお、本実施例では、伝熱ブロック３４と保持部３５とはそれぞれ独立した部品であり、分解可能であるが、例えば伝熱ブロック３４を保持部３５と一体化させ、伝熱ブロック３４自体に溝３８を形成してもよい。この場合は、伝熱ブロック３４に形成した溝３８によって、伝熱ローラー３６を保持することになる。
【００８５】
そして伝熱ブロック３４に熱媒体を供給すると、基材２３と熱媒体との間を、伝熱ローラー３６および伝熱ブロック３４を介して熱が伝播することにより、基材２３の温度が制御される。また伝熱ブロック３４に熱源を配置すれば、熱源からの熱が、伝熱ブロック３４、伝熱ローラー３６へと順次伝播することにより、基材２３の温度が制御される。
【００８６】
また伝熱ブロック３４にガス導入路３７を設け、伝熱ブロック３４の基材２３との対向面側や溝３８の内壁からガスを導出させることにより、伝熱ブロック３４と基材２３との間の空間にガスを供給することができる。そして伝熱ブロック３４と基材２３との間や伝熱ローラー３６と伝熱ブロック３４との間において、ガスが熱を媒介し、基材２３を効率よく温度制御することができる。なお、この場合図７に示す壁４４は伝熱ブロック３４の基材２３との対向面上において、伝熱ローラー３６が形成された領域より外側に設ければよい。
【００８７】
以上のように、伝熱ブロック３４と保持部３５とは、一体型、分割型のいずれでもよいが、本実施例のように伝熱ブロック３４と保持部３５とを分けている方が、伝熱ローラー３６を溝３８の内部に保持するように配置しやすい。さらに温度制御ユニット３２を伝熱ブロック３４、保持部３５、伝熱ローラー３６に分解することで、清掃しやすい。
【００８８】
（実施例２）
本実施例と実施例１との主な違いは、図１０、図１１に示すように温度制御ユニット３２を分割した点である。温度制御ユニット３２以外の構成は図３に示す実施例１の蒸着装置２１と同様である。
【００８９】
本実施例では、温度制御ユニット３２を、伝熱ブロック３４と保持部３５ごと巻き出しロール（図３の図番２４）側の小ユニット４５Ａと、巻き取りロール（図３の図番２５）側の小ユニット４５Ｂに二分割した。そして巻き出しロール２４側の小ユニット４５Ａには、所定温度に発熱可能なヒーター（熱源４６）を配置するとともに、内部にガス導入路３７Ａを設けた。また巻き取りロール２５側の小ユニット４５Ｂには、所定温度に制御された冷却水を供給する配管３３を配置するとともに、内部にガス導入路３７Ｂを設けた。そして小ユニット４５Ａ、４５Ｂ間は、熱伝達を抑制するため、隙間をあけた。ガス導入路３７Ａ、ガス導入路３７Ｂは、それぞれ独立している。またガス導入路３７Ａ、３７Ｂの各ガス導出口４３は、保持部３５の基材２３との対向面側に設けられた。ガス導出口４３は、それぞれ一つでも複数でもよい。
【００９０】
これにより本実施例では、図３の蒸着領域Ｃにおいて、蒸着プロセスの前半は基材２３の温度を高くし、後半は基材２３の温度を低くすることができる。このように基材２３の温度を制御すると、前半に蒸着された粗膜層（図２の図番２８）の根元部分は微粒子の粒径が大きくなり、基材２３と接触面積が増え、基材２３と粗膜層２８との密着性を高めることができる。そして後半に蒸着された、粗膜層２８の表層部分は微粒子の粒径が小さくなり、表面積を大きくすることができる。
【００９１】
なお、本実施例では、蒸着プロセスの前半で基材２３の温度を３００℃程度まで上げると、微粒子の粒径を０．１〜０．３μｍ程度とすることができ、蒸着プロセスの後半で基材２３の温度を１５０℃程度まで下げると、微粒子の粒径を０．０１〜０．１５μｍ程度に制御することができた。
【００９２】
また本実施例でも、実施例１と同様に、基材２３のうねりの有無にかかわらず、高精度に基材２３の温度を制御することができるため、基材２３を移動させながら連続的に蒸着しても、基材２３全体の粒径を所望の粒径にコントロールすることができ、均質な膜質にすることができる。
【００９３】
なお、本実施例では温度制御ユニット３２を二分割したが、所望の膜質にあわせて種々分割数や分割位置を変えればよい。たとえば、図１２に示す温度制御ユニット３２は、基材２３の移送方向（矢印Ｂ）と、この移送方向と直交する方向にそれぞれ複数個の溝３８を並べ、それぞれの溝３８に伝熱ローラー３６を配置している。そしてこれらの伝熱ローラー３６が少なくとも一つは配置されるように、温度制御ユニット３２を、移送方向（矢印Ｂ）と、移送方向と直交する方向に分割し、小ユニット４７Ａ、４７Ｂ、４７Ｃを形成している。これにより、蒸着領域Ｃをより細分化して温度制御することができ、例えば容器２６からの潜熱を受けやすい部分のみを選択的に冷却する事も容易となる。
【００９４】
以下実施例１と同様の構成および効果については説明を省略する。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
本発明による蒸着装置は、蒸着する微粒子の粒径を、高精度な基材の温度制御によってコントロールでき、電極箔の膜質を均質にできる。したがって、量産性に適した蒸着装置を実現でき、特性の安定したコンデンサや電池の製造装置として応用可能である。
【符号の説明】
【００９６】
９ 固体電解コンデンサ
１０ コンデンサ素子
１１ 陽極電極部
１２ 陰極電極部
１３ 陽極端子
１４ 陰極端子
１５ 外装体
１６ 電極箔
１７ 誘電膜
１８ 絶縁部材
１９ 固体電解質層
２０ 陰極層
２１ 蒸着装置
２２ 真空槽
２３ 基材
２４ 巻き出しロール
２５ 巻き取りロール
２６ 容器
２７ 供給管
２８ 粗膜層
２９ 偏向ロール
３０ 偏向ロール
３１ シャッター
３２ 温度制御ユニット
３３ 配管
３４ 伝熱ブロック
３５ 保持部
３６ 伝熱ローラー
３７ ガス導入路
３７Ａ ガス導入路
３７Ｂ ガス導入路
３８ 溝
３９ 小ローラー
４０ 熱媒体導入口
４１ 熱媒体導出口
４２ ガス導入口
４３ ガス導出口
４４ 壁
４５Ａ 小ユニット
４５Ｂ 小ユニット
４６ 熱源
４７Ａ 小ユニット
４７Ｂ 小ユニット
４７Ｃ 小ユニット
【技術分野】
【０００１】
本発明はコンデンサや電池等の電極箔を製造するための蒸着装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コンデンサや電池に用いられる電極箔は、例えば金属箔上に金属の微粒子を蒸着することによって形成できる。
【０００３】
ここで図１３に示すように、従来の蒸着装置１は、真空ポンプ（図示せず）が連結された真空槽２を備え、真空槽２内には、基材３が巻かれ、この基材３を矢印Ａ方向に送り出す巻き出しロール４と、蒸着された基材３を巻き取る巻き取りロール５と、蒸着原材料を収容する容器６と、この容器６に蒸着材料を供給する供給管７とが配置されている。
【０００４】
容器６は例えば両端がそれぞれ抵抗加熱用電源の正負の電極に接続され、抵抗加熱によって容器６の内部が蒸着材料の沸点以上に加熱される。そして蒸着原材料が蒸発し、微粒子となって基材３の表面へと付着し、積層する。
【０００５】
ここで、基材３の温度によっては基材３の近傍の微粒子の活性が変わり、微粒子の粒径が変化し、コンデンサあるいは電池の特性に影響を与える。例えば基材３の温度が上昇すると、積層する微粒子が活性化され、複数の微粒子が合体して肥大化する。したがって、微粒子の機械的強度は増大するが、一方で電極箔の表面積は小さくなり、コンデンサの静電容量や電池の電池容量が低減する。
【０００６】
そこで基材３の温度を制御し、微粒子の粒径をコントロールするため、基材３の裏面側に、所定温度に制御されたスチールベルトやその他ドラムなどの温度制御ユニット８を配置することが挙げられる。このような蒸着装置１では、温度制御ユニット８に基材３を沿わせて移送させながら蒸着する。なお、図１３は温度制御ユニット８としてスチールベルトを用いたものである。
【０００７】
このように温度制御ユニット８に基材３を接触させると、温度制御ユニット８との熱交換によって、基材３の温度を調整することができる。
【０００８】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開昭５８−１１７８１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来の蒸着装置１を用いると、基材３の温度制御が不十分で、基材３に付着する微粒子の粒径をコントロールしにくいという課題がある。
【００１１】
その理由は、基材３と温度制御ユニット８との密着性が低いからである。すなわち従来は、基材３を定形の温度制御ユニット８に沿わせていたため、基材３にうねりがあると、基材３と温度制御ユニット８との間に隙間ができ、熱が効率よく伝播しないことがあった。そして基材３の温度制御が不十分となり、結果として基材３に蒸着する微粒子の粒径をコントロールできなくなるのであった。
【００１２】
このように微粒子の粒径が変わると、電極箔の表面積も変わり、コンデンサや電池の容量特性に影響を与える。さらに微粒子の粒径が不均一になると、コンデンサや電池の容量特性も不均一になり、量産時における製品バラツキの原因ともなる。
【００１３】
そこで本発明は、基材の温度制御を高精度に行い、蒸着する微粒子の粒径を、所望の大きさにコントロールすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
そしてこの目的を達成するために本発明は、基材の表面側に配置され、微粒子の原材料が供給される容器と、基材の裏面側に配置された温度制御ユニットとを備え、この温度制御ユニットは、温度制御された液体または固体の熱媒体が供給される伝熱ブロックと、この伝熱ブロックの基材との対向面側に保持された伝熱ローラーと、基材と伝熱ブロックとの間の空間にガスを供給するガス導入路と、を備え、伝熱ローラーは、降下移動して基材の裏面に当接し、基材の移送に連動してこの移送方向と交差する軸を中心に回転するとともに、基材からの力で上昇移動が可能であって、基材と熱媒体との間を、ガス、伝熱ローラーおよび伝熱ブロックを介して熱が伝播することにより、基材の温度が制御されるものとした。
【発明の効果】
【００１５】
これにより本発明は、基材の温度制御を高精度に行い、蒸着する微粒子の粒径を所望の大きさにコントロールすることができる。
【００１６】
その理由は、基材と温度制御ユニットとの接触面積が増えるとともに、ガスが熱を媒介するからである。すなわち本発明は、伝熱ローラーが基材に接触するように上下揺動しながら回転するため、基材にうねりがあっても基材と伝熱ローラーとが接触し、基材と熱媒体との間で効率よく熱交換することができる。
【００１７】
さらに伝熱ローラーと伝熱ブロックとの間や、基材と伝熱ローラーあるいは伝熱ブロックとの間の空間も、ガスが熱を媒介し、基材と熱媒体との間で効率よく熱交換できる。
【００１８】
したがって本発明は、基材の温度を高精度に制御でき、結果として蒸着する微粒子の粒径を所望の大きさにコントロールすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施例１における固体電解コンデンサの斜視図
【図２】本発明の実施例１におけるコンデンサ素子の断面図
【図３】本発明の実施例１における蒸着装置の模式図
【図４】本発明の実施例１における温度制御ユニットの平面図
【図５】図４のＸ−Ｘ断面を示す図
【図６】図５のＺ部拡大断面図
【図７】図４のＹ−Ｙ断面を示す図
【図８】本発明の実施例１における基材の温度を示す図
【図９】本発明の実施例１における電極箔を３万倍にしたＳＥＭ写真
【図１０】本発明の実施例２における温度制御ユニットの平面図
【図１１】図１０のＸ−Ｘ断面を示す図
【図１２】本発明の実施例２の別の例の温度制御ユニットの平面図
【図１３】従来の蒸着装置の模式図
【図１４】従来の蒸着装置で形成した電極箔を９千倍にしたＳＥＭ写真
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（実施例１）
以下、本実施例では、電極箔を製造する為の蒸着装置について説明する。この電極箔は、たとえば図１に示す固体電解コンデンサ９の陽極として用いられる。
【００２１】
この固体電解コンデンサ９は、例えば図１に示すように、複数枚積層されたコンデンサ素子１０と、これらのコンデンサ素子１０の陽極電極部１１、陰極電極部１２をそれぞれ取り出した陽極端子１３、陰極端子１４と、これらの陽極端子１３、陰極端子１４の一部を除き被覆した外装体１５とを備えている。
【００２２】
そして図２の断面図に示すように、コンデンサ素子１０は、本実施例の蒸着装置で形成された電極箔１６と、この電極箔１６上に形成された誘電膜１７と、誘電膜１７上において、電極箔１６を陽極電極部１１と陰極形成部（図番なし）とに分離させる絶縁部材１８と、陰極形成部の誘電膜１７上に形成された導電性ポリマーからなる固体電解質層１９と、この固体電解質層１９上に形成されたカーボン層および銀ペースト層とからなる陰極層２０とを有する。固体電解質層１９と陰極層２０とは、陰極電極部１２を構成する。
【００２３】
そして図３に示すように、本実施例の蒸着装置２１は、真空排気ポンプ（図示せず）が連結された真空槽２２と、この真空槽２２内に不活性ガスおよび活性ガスのそれぞれを導入するガス管（図示せず）と、基材２３となる帯状のアルミニウム箔が巻かれ、矢印Ｂ方向に送り出す巻き出しロール２４と、蒸着された基材２３を巻き取る巻き取りロール２５と、蒸着原材料となるアルミニウムを収容する容器２６と、この容器２６にアルミニウムを線状で供給する供給管２７とを備えている。
【００２４】
基材２３は本実施例では、幅１００〜２００ｍｍ、厚み３０〜５０μｍ程度のアルミニウム箔を用いたが、その他銅箔や種々金属の合金箔、樹脂フィルムなどを用いることができる。また蒸着材料はアルミニウム線を用いたが、その他リチウムやアルミニウム合金など、種々の金属材料を用いることができる。
【００２５】
容器２６は窒化ホウ素や窒化アルミ、タングステンなどの抵抗加熱材料からなり、真空槽２２の外部に配置された抵抗加熱用電源（図示せず）の正負の電極に接続され、抵抗加熱によって蒸着材料であるアルミニウムの沸点以上に加熱される。
【００２６】
このように容器２６が加熱されると、アルミニウム線が溶融し、沸騰してアルミニウムの微粒子となって蒸発する。そしてこの微粒子が、基材２３の表面へと付着し、積層して粗な粗膜層（図２の図番２８）を形成し、基材２３と組み合わさって電極箔１６となる。
【００２７】
ここで本実施例では、図３の巻き出しロール２４と巻き取りロール２５との間に、所定間隔をあけて二つの偏向ロール２９、３０を配置した。そしてこの偏向ロール２９、３０間で基材２３ができるだけ水平になるように保った。
【００２８】
本実施例では、この偏向ロール２９、３０間において、基材２３の表面側に、蒸着原材料を収容する容器２６を配置している。これにより本実施例では、基材２３の蒸着領域Ｃ（基材２３の表面に微粒子が蒸着する領域）において、基材２３が水平になり、微粒子が付着する面積を大きくすることができる。したがって、蒸着速度が遅くても蒸着時間を延ばすことができ、微粒子を厚く積み重ねていくことができる。
【００２９】
なお本実施例では、基材２３と容器２６との間にシャッター３１を配置し、このシャッター３１は、蒸着領域Ｃに対応する領域のみ開口させている。これにより、蒸着領域Ｃから外れた領域の基材２３や巻き出しロール２４、巻き取りロール２５に微粒子が付着するのを防ぐことができる。
【００３０】
そして本実施例では、この蒸着領域Ｃにおいて、水平になった基材２３の裏面側（蒸着面の反対側）に温度制御ユニット３２を配置している。すなわちこの温度制御ユニット３２と容器２６とは、基材２３を介して対向する位置に夫々配置されている。
【００３１】
ここで図４は、基材２３との対向面からみた温度制御ユニット３２の平面図であり、図５は図４のＸ−Ｘ断面を示す図である。また図６は図５のＺ部を拡大した断面図である。また図７は図４のＹ−Ｙ断面を示す図である。
【００３２】
本実施例の温度制御ユニット３２は、熱媒体として冷却水を用い、図５に示すように、この冷却水が供給される配管３３を備えた直方体形状の伝熱ブロック３４と、この伝熱ブロック３４の基材２３と対向する面側に接合された直方体形状の保持部３５と、この保持部３５で保持された複数の伝熱ローラー３６と、伝熱ブロック３４と保持部３５の内部に形成されたガス導入路３７とを有している。
【００３３】
本実施例では、このガス導入路３７から熱媒体としてのガスを導入し、ガスを基材２３と保持部３５や伝熱ブロック３４との間の空間に行き渡るように供給する。このガスは微粒子との化学反応を抑制するため、ヘリウムやアルゴンなどの不活性ガスを用いる。本実施例では、より熱伝導性に優れたヘリウムガスを用いた。ガスの温度は２０℃〜２５℃であり、ガスの流量は、基材２３が浮いてしまわないように適宜調整した。
【００３４】
本実施例の伝熱ローラー３６は、図６に示すように、自重により降下移動して基材２３の裏面に当接し、基材２３の移送に連動して矢印Ｄ方向に回転するとともに、基材２３からの力で上昇移動が可能である。
【００３５】
そして本実施例の蒸着装置２１は、基材２３から冷却水（熱媒体）までの間を、図５、図６の伝熱ローラー３６、保持部３５、および伝熱ブロック３４がそれぞれ互いに接触していることで順次熱が伝播し、基材２３の温度が制御される。また本実施例では基材２３は筒状の伝熱ローラー３６と線接触するため、ある時点においては基材２３と伝熱ローラー３６とが接触していない領域も存在するが、ガス導入路３７から供給されたガスが熱を媒介し、基材２３の熱を冷却水へと効率よく伝播できる。
【００３６】
ここで図５に示す伝熱ブロック３４と保持部３５は、それぞれ基材２３と対向する側の面が１５ｃｍ×２０ｃｍ程度の長方形であり、高さは２〜３ｃｍ程度である。
【００３７】
そして図４、図５に示すように、保持部３５の、基材２３と対向する面には、基材２３の移送方向（矢印Ｂ）とほぼ直角に交差する方向に伸びる溝３８が、基材２３の移送方向（矢印Ｂ）に複数個並んでいる。なお、溝３８は保持部３５を貫通させてもよい。
【００３８】
そしてこれらの溝３８の内部には、それぞれ伝熱ローラー３６が保持されている。すなわち伝熱ローラー３６は、基材２３の移送方向（矢印Ｂ）に複数個並んでいる。伝熱ローラー３６は一本でもよいが、複数本用いる方が、基材２３と伝熱ローラー３６との接触面積が増え、より効率よく温度制御できる。また一本あたりの伝熱ローラー３６の重さを低減でき、基材２３の応力負荷を分散できる。
【００３９】
これらの伝熱ローラー３６は、それぞれ直径φが５ｍｍ〜１５ｍｍ程度の円柱形である。溝３８の内部は、伝熱ローラー３６を収容するため、これらの直径よりも幅が広くなっているが、基材２３と対向する側の溝３８の開口部は、伝熱ローラー３６の直径よりも幅が狭くなっており、伝熱ローラー３６が脱落しないように設計されている。
【００４０】
そしてそれぞれの伝熱ローラー３６は、基材２３の移送方向（矢印Ｂ）とほぼ直交する軸Ｅを中心に回転可能である。回転中心となる軸Ｅは基材２３の移送方向（矢印Ｂ）と交差する方向であればよいが、移送方向とほぼ直交する方向に合わせることにより、基材２３の移送と連動して、効率よく伝熱ローラー３６を回転させることができる。
【００４１】
そして本実施例では、伝熱ローラー３６の回転中心となる軸Ｅ方向において、伝熱ローラー３６およびこの伝熱ローラー３６が収容されている溝３８の長さは、基材２３の幅よりも短くなっている。これにより基材２３の外方から溝３８の内壁や伝熱ローラー３６がはみ出さないため、蒸着プロセスにおいて、蒸着微粒子が伝熱ローラー３６や溝３８内部に付着し難くなり、蒸着装置２１の清掃が簡易になる。
【００４２】
また図４に示すように、本実施例における伝熱ローラー３６は、この回転中心となる軸Ｅ方向において、長さ１．５ｃｍ程度ずつ、複数個に分割されている。以下、分割された個々の伝熱ローラー３６を、小ローラー３９と記載する。なお、伝熱ローラー３６は分割しなくてもよいが、このように細かく分割させておくことで、基材２３のうねりやしわに合わせて個々の小ローラー３９が上下に揺動し、基材２３との接触面積をより増やすことができる。
【００４３】
また本実施例における伝熱ローラー３６は、図６に示すように、自重により下方に降下移動した時に、一部は溝３８の開口部から突出するが、途中で溝３８の開口部に引っ掛かり、溝３８の内壁と接触した状態で、溝３８の内部に保持される。伝熱ローラー３６は、溝３８の内壁と接触することによって、保持部３５と熱交換を行い、保持部３５は伝熱ブロック３４と熱交換を行う。
【００４４】
そして本実施例では、伝熱ローラー３６は基材２３との摩擦により、基材２３の移送に連動して回転する。なお、本実施例では、基材２３の移送方向は一方向（図３の矢印Ｂ）であるが、例えば図３の巻き取りロール２５側から巻き出しロール２４側へと逆方向に移送し、蒸着領域Ｃにおいて基材２３を往復させることもできる。この場合も伝熱ローラー３６は、図４の軸Ｅを中心に、実際の基材２３の移送方向に回転する。
【００４５】
また図６に示すように、伝熱ローラー３６は、自然状態では、自重によって溝３８の開口部から一部が露出した状態で維持されるが、下方から伝熱ローラー３６を押し上げると、溝３８の内部に押し込むことができる。したがって、基材２３にうねりがあると、このうねりに合わせて基材２３からの力を受け、伝熱ローラー３６は押し上げられて上方移動し、うねりがなくなると自重によって下方に戻ってくる。ここで伝熱ローラー３６が押し上げられて溝３８の内部に収容されると、伝熱ローラー３６が宙に浮いた状態となって保持部３５が接触しにくくなる。すなわち、伝熱ローラー３６と基材２３とは接触しているが、伝熱ローラー３６と保持部３５とが接触しなくなる場合がある。しかし本実施例では、伝熱ローラー３６と保持部３５や伝熱ブロック３４との間にはガスが充満しているため、ガスを介して効率よく熱を伝えることができる。
【００４６】
なお、本実施例では、伝熱ローラー３６を自重で上下揺動させたが、伝熱ローラー３６と溝３８の底面とをバネやゴムなどで連結させてもよい。この場合は、例えば基材２３からの力によってバネやゴムが縮み、伝熱ローラー３６が上昇移動する。そして応力負荷が無くなるとバネやゴムの反力によって伝熱ローラー３６が基の位置に降下移動する。ただし本実施例のように伝熱ローラー３６をバネやゴムなどの弾性部材を介さず自重で上下揺動させる方が、伝熱ローラー３６の揺動が緩やかとなり、基材２３への負荷を低減できる。また溝３８内部に複雑な機構を配置しなくてよいため、溝３８内部の清掃もしやすくなる。
【００４７】
また、本実施例では、各溝３８内で分割された複数の小ローラー３９は、それぞれ自由に独立した状態で上下揺動させるため、連結させていないが、各小ローラー３９を連結させることも可能である。この場合は、例えば各小ローラー３９の回転軸となる軸Ｅ部分に孔をあけ、これらの孔に、これらの孔よりも細い軸体をそれぞれ通して連結させればよい。このように軸体を孔より細くすることで、孔と軸体との間に隙間が空き、それぞれの伝熱ローラー３６は、ある程度独立した状態で上下に揺動できる。
【００４８】
さらに伝熱ブロック３４、保持部３５および伝熱ローラー３６の材料は、それぞれ熱伝導率の高い材料が好ましい。したがって、金属、高熱伝導性樹脂等種々挙げられるが、本実施例ではいずれもアルミニウムを用いた。アルミニウムは質量も軽いため、自重で基材２３に接触しても基材２３の応力負荷を低減できる。
【００４９】
なお、本実施例では、基材２３の幅あたりの張力を５００ｇとし、伝熱ローラー３６の総質量が１００ｇ〜２５０ｇとした。ここで伝熱ローラー３６の総質量とは、伝熱ローラー３６が単数の場合はその伝熱ローラー３６の質量、複数の場合は合計の質量を指す。そして上述の本実施例の場合、基材２３にしわや傷が生じることなく蒸着することができた。一方、比較用にＳＵＳで伝熱ローラー３６を形成し、この伝熱ローラー３６の総質量を５６０ｇとした場合、蒸着プロセスで基材２３にしわや傷が発生した。
【００５０】
このことから、伝熱ローラー３６からの応力負荷を低減することで、蒸着プロセスにおける基材２３のしわや傷を抑制できると考えられる。また実験により、伝熱ローラー３６の総質量を、基材２３の幅あたりの張力の二分の一以下とすることがより好ましいことが分かった。
【００５１】
また本実施例では、図５に示す冷却水の配管３３は、伝熱ブロック３４の一端側に熱媒体導入口４０があり、他端側に熱媒体導出口４１がある。熱媒体導入口４０から冷却水を導入し、熱媒体導出口４１側から冷却水を回収できる。なお、本実施例では、熱媒体として水を用いたが、その他エチレングリコールなど、沸点の低い溶媒を用いることで、冷却効果を高めることが出来る。また熱媒体は、液体に限らず、固体のペルチェ素子を用い、温度制御ユニット３２の裏面に貼り付けてもよい。これらの熱媒体は所定温度に制御されたものを用いる。
【００５２】
また熱を媒介させるためのガスは、伝熱ブロック３４の裏面側に設けられたガス導入口４２から注入され、ガス導入路３７を介して伝熱ブロック３４および保持部３５の内部を通り、保持部３５の表面側に設けられたガス導出口４３から噴出される。ガス導出口４３は、溝３８の内壁に設けてもよい。
【００５３】
なお、本実施例のようにガスを用いる場合は、図７に示すように、保持部３５の基材２３との対向面上であって、伝熱ローラー３６が設けられた領域の外周に壁４４を設けてもよい。図７は、基材２３の移送方向（図４の矢印Ｂ）と平行な、保持部３５の二辺上に形成した壁４４である。この壁４４で囲われた領域内、すなわち壁４４の内側では、ガスが充満しやすくなるため、この壁４４の内側で基材２３を移送させることで、より効率よく熱交換することができる。なお壁４４は、先端を内側へ傾けたり、あるいは内側へ折り曲げたりすることにより、ガスが外方へと拡散しにくくなる。
【００５４】
以下、本実施例の蒸着装置２１を用いた電極箔１６の製造方法について説明する。
【００５５】
（１）図３に示すように、基材２３を真空槽２２内に配置し、真空排気ポンプ（図示せず）から排気して０．０１〜０．００１Ｐａの真空に保つ。
【００５６】
（２）基材２３の周辺に、ガス管（図示せず）から不活性ガスとしてアルゴンガス、活性ガスとして酸素ガスを導入する。アルゴンガスの流量は、酸素ガスに対して２〜４倍にした。これにより基材２３周辺の圧力を２０〜３０Ｐａの状態にする。
【００５７】
（３）基材２３を、巻き出しロール２４から巻き取りロール２５へと矢印Ｂ方向へゆっくりと移送させる。移送の速度は０．０５ｍ／ｍｉｎ程度である。基材２３は蒸着領域Ｃでできるだけ水平になるように、偏向ロール２９、３０間で向きを調整する。
【００５８】
（４）供給管２７から容器２６へアルミニウム線を供給し、沸騰させて、真空蒸着により基材２３の表面に微粒子を蒸着させる。
【００５９】
ここで本実施例では、上述のように微粒子を基材２３の表面に蒸着させるプロセスにおいて、図５に示すように、温度制御ユニット３２の配管３３の熱媒体導入口４０から予め２０℃に制御した冷却水を導入した。そして基材２３の熱を伝熱ローラー３６、保持部３５、伝熱ブロック３４へと順次伝播させ、さらに伝熱ブロック３４に伝わった熱を冷却水（熱媒体）に伝播させることにより、基材２３と冷却水とで熱交換を行い、基材２３の温度を下げた。
【００６０】
また本実施例では、ガス導入路３７のガス導入口４２から予め２０℃〜２５℃程度に制御されたガスを導入した。そしてガス導出口４３からガスを導出し、基材２３と保持部３５との間の空間にガスを供給し、充満させることによって、基材２３が伝熱ローラー３６と接触していない領域においても、保持部３５や伝熱ブロック３４へと熱を伝播することができる。また伝熱ローラー３６が溝３８の内部へ押し上げられて、基材２３とは接触しているものの、保持部３５との間に空間ができてしまった場合も、ガスを介して伝熱ブロック３４へと熱を伝播することができる。ガス導入口４２やガス導出口４３の個数や場所は図４に限定されず、適当な場所に複数個あるいは一つ設ければよい。
【００６１】
図８は上記蒸着プロセスにおいて、蒸着領域Ｃにおける基材２３の温度を、基材２３の位置毎にプロットした結果である。グラフの横軸は、基材２３の測定箇所と偏向ロール２９からの距離（ｃｍ）を示している。なお、比較用として、図１３に示す従来例のスチールベルト８を用いた蒸着装置１における基材３の温度の測定結果（図８に示す従来例）と、ガスを用いず、冷却水のみで温度制御した場合の測定結果（図８に示す比較例）を示した。
【００６２】
スチールベルト８を用いた従来例では、微粒子の潜熱や容器６からの輻射熱を受け、基材３の温度はピーク値で約２２０℃であった。また比較例の冷却水を用いた場合は、伝熱ローラー３６との接触により温度が制御され、基材２３の温度ピークは１８０℃に下がった。そしてさらに本実施例の温度制御ユニット３２を用いると、基材２３の温度ピークは１２０〜１３０℃程度であり、従来例と比較して約１００℃、比較例と比較して約５０℃〜６０℃も温度上昇を抑えることができた。
【００６３】
以上のように本実施例の蒸着装置２１で形成した粗膜層（図２の図番２８）は、図９のＳＥＭ写真に示すように、平均粒子径が約０．０１μｍ〜０．１５μｍの微粒子が、基材２３の表面からランダムに積層し、複数に枝分かれした、粗な構造体である。本実施例の粗膜層２８の内部をＳＥＭで観察すると、空孔径の最頻値は、微粒子の平均粒子径とほぼ同じ０．０１〜０．１５μｍ程度であった。空孔径は、水銀圧入法を用いて計測することができ、これにより用いた空孔径分布のピーク値を空孔径の最頻値とした。また本実施例の粗膜層２８の空隙率は５０〜８０％であった。
【００６４】
そして厚みは粗膜層２８の部分のみで２０μｍから８０μｍであり、例えばフィルムコンデンサの電極箔として用いられるような一般的な蒸着膜と比較し、厚い膜である。
【００６５】
なお基材２３の両面に粗膜層２８を形成する場合は、上記プロセスで片面に粗膜層２８を形成した後、基材２３を裏返し、粗膜層２８の形成されていない他方の面を表面として同様のプロセスで粗膜層２８を形成すればよい。なお、本願明細書中では、微粒子が蒸着される面（すなわち、容器２６と対向する面）を基材２３の表面と表現する。
【００６６】
本実施例の効果を以下に説明する。
【００６７】
本実施例では、基材２３の温度上昇を抑制し、蒸着する微粒子の粒径を所望の粒径にコントロールして、電極箔１６を構成する粗膜層２８の均一性を高めることができる。
【００６８】
その理由は、温度制御ユニット３２の伝熱ローラー３６と基材２３との接触面積を大きくできるとともに、ガスが熱を媒介するからである。
【００６９】
すなわち図１３に示す従来の温度制御ユニット８の構成では、基材３自体を固定されたスチールベルト８に沿わせる構成であったため、基材３の一部にうねりがあった場合、このうねりの部分では、基材３とスチールベルト８との間に隙間が空いてしまうことがあった。このように隙間が空くと、基材３と熱媒体との間で熱交換が効率よく行われず、図８の従来例に示すように、基材３の温度が上昇して、うねりのあった部分では蒸着する微粒子の粒径が肥大化してしまう。
【００７０】
なお図１４は、従来の蒸着装置１で形成した電極箔のＳＥＭ写真である。蒸着プロセスの途中で基材３と温度制御ユニット８との熱交換が効率よく行われていないため、基材３の温度が上昇して一部の微粒子の粒径が肥大化し、図１４に示すように電極箔の微粒子の粒径が不均一となった。
【００７１】
特に蒸着プロセスにおいて、基材３を水平にし、またゆっくりと微粒子を蒸着させる場合は、それぞれの微粒子が粒子形状を維持しながら積層し、空孔の多い粗膜層を形成することができるが、その一方で、基材３と容器６とが対向する時間が長いため、微粒子の潜熱や容器６からの輻射熱を受けやすく、微粒子の粒径は不均一になりやすい。そして微粒子が不均一な粗膜層は、その表面積も大きく変動するため、コンデンサの電極箔として用いると静電容量特性を一定に維持できなくなる。
【００７２】
これに対し本実施例では、基材２３のうねりに合わせて図５、図６の伝熱ローラー３６が上下に揺動しながら回転する。したがってそれぞれの伝熱ローラー３６と基材２３との接触面積が増え、伝熱ローラー３６、保持部３５、伝熱ブロック３４を介して熱が伝播し、基材２３と熱媒体との熱交換を効率よくできる。
【００７３】
また基材２３は伝熱ローラー３６と線接触するため、ある時点においては伝熱ローラー３６と接触しない領域も存在するが、この領域においても、ガスを介して基材２３から保持部３５あるいは伝熱ローラー３６へと熱を伝播させることができる。また伝熱ローラー３６は、基材２３からの力を受けて溝３８の内部に押し上げられ、溝３８と接触しにくくなる場合があるが、この場合においても、ガスが熱を媒介し、伝熱ローラー３６の熱を効率よく保持部３５へと伝播させることができる。
【００７４】
よって基材２３にうねりがあってもその温度上昇を抑制でき、結果として基材２３に付着する微粒子を所望の粒径に制御することができる。
【００７５】
なお、本実施例における蒸着プロセスでは、基材２３をゆっくりと移送させたが、移送速度を上げた場合でも基材２３と熱媒体との熱交換効率を高めることができる。
【００７６】
また本実施例では、蒸着する微粒子の肥大化を抑制するため基材２３を冷却したが、逆に微粒子の機械的強度を高めるため、所望の大きさまで肥大化させたい場合もある。この場合は、熱媒体として所定温度に加熱されたオイルや溶媒を図５の配管３３に導入し、伝熱ブロック３４を加熱してもよい。また熱媒体を供給する代わりに、所定温度に発熱可能なニクロム線ヒーター、セラミックヒータ、ランプヒーターなどの熱源を伝熱ブロック３４に設け、伝熱ブロック３４を加熱してもよい。この場合は、冷却水を供給した場合と熱の伝わる向きが逆になり、熱媒体または熱源からの熱が伝熱ブロック３４、保持部３５、伝熱ローラー３６へと順次伝播し、基材２３を加熱することができる。またそれぞれ互いに接触しない領域では、ガスを介して熱が伝播される。
【００７７】
以上より本実施例の温度制御ユニット３２は、基材２３の温度制御を高精度にすることができ、これにより基材２３に蒸着する微粒子の粒径を所望の大きさにコントロールすることができる。また基材２３の温度ムラを低減できるため、蒸着する微粒子の粒径の均一性を高めることができる。
【００７８】
また本実施例では、基材２３にうねりがあっても伝熱ローラー３６が上下に揺動しながらうねりに追従するため、基材２３にしわができにくくなる。
【００７９】
なお、伝熱ローラー３６の形状は、例えば球状でもよいが、本実施例のように円柱状にすることによって、基材２３との接触面積を比較的大きくすることができ、熱交換を効率よく行えるとともに、基材２３への応力負荷を分散することができ、粗膜層２８の欠損を抑制できる。
【００８０】
なお伝熱ローラー３６の端部は、丸みを帯びるようにＲをつけておくことが好ましい。伝熱ローラー３６の端部が角ばっていると、回転するときに粗膜層（図２の図番２８）に傷をつける場合があるからである。
【００８１】
さらに伝熱ローラー３６の表面は、鏡面仕上げしておくことが好ましい。伝熱ローラー３６に凹凸があると、粗膜層２８に傷をつける場合があるからである。
【００８２】
なお、本実施例では、蒸着装置２１として、蒸着材料を容器２６の抵抗加熱によって蒸発させる抵抗加熱式の蒸着装置２１を例に挙げたが、例えば容器２６内の蒸着材料を電子ビームの照射によって蒸発させる電子ビーム式の蒸着装置にも応用可能である。
【００８３】
さらに本実施例では、電極箔１６を積層した固体電解コンデンサ９に用いたが、電極箔１６を巻回した固体電解コンデンサ９に用いることもでき、さらに電解質として電解液を用いた電解コンデンサにも利用できる。また例えば基材２３を銅とし、蒸着材料をリチウムとすることによって、電池の電極箔１６として用いることもできる。この場合は、微粒子の粒径を所望の大きさに制御することによって、電極箔１６の電池容量を効率よくコントロールすることができる。
【００８４】
なお、本実施例では、伝熱ブロック３４と保持部３５とはそれぞれ独立した部品であり、分解可能であるが、例えば伝熱ブロック３４を保持部３５と一体化させ、伝熱ブロック３４自体に溝３８を形成してもよい。この場合は、伝熱ブロック３４に形成した溝３８によって、伝熱ローラー３６を保持することになる。
【００８５】
そして伝熱ブロック３４に熱媒体を供給すると、基材２３と熱媒体との間を、伝熱ローラー３６および伝熱ブロック３４を介して熱が伝播することにより、基材２３の温度が制御される。また伝熱ブロック３４に熱源を配置すれば、熱源からの熱が、伝熱ブロック３４、伝熱ローラー３６へと順次伝播することにより、基材２３の温度が制御される。
【００８６】
また伝熱ブロック３４にガス導入路３７を設け、伝熱ブロック３４の基材２３との対向面側や溝３８の内壁からガスを導出させることにより、伝熱ブロック３４と基材２３との間の空間にガスを供給することができる。そして伝熱ブロック３４と基材２３との間や伝熱ローラー３６と伝熱ブロック３４との間において、ガスが熱を媒介し、基材２３を効率よく温度制御することができる。なお、この場合図７に示す壁４４は伝熱ブロック３４の基材２３との対向面上において、伝熱ローラー３６が形成された領域より外側に設ければよい。
【００８７】
以上のように、伝熱ブロック３４と保持部３５とは、一体型、分割型のいずれでもよいが、本実施例のように伝熱ブロック３４と保持部３５とを分けている方が、伝熱ローラー３６を溝３８の内部に保持するように配置しやすい。さらに温度制御ユニット３２を伝熱ブロック３４、保持部３５、伝熱ローラー３６に分解することで、清掃しやすい。
【００８８】
（実施例２）
本実施例と実施例１との主な違いは、図１０、図１１に示すように温度制御ユニット３２を分割した点である。温度制御ユニット３２以外の構成は図３に示す実施例１の蒸着装置２１と同様である。
【００８９】
本実施例では、温度制御ユニット３２を、伝熱ブロック３４と保持部３５ごと巻き出しロール（図３の図番２４）側の小ユニット４５Ａと、巻き取りロール（図３の図番２５）側の小ユニット４５Ｂに二分割した。そして巻き出しロール２４側の小ユニット４５Ａには、所定温度に発熱可能なヒーター（熱源４６）を配置するとともに、内部にガス導入路３７Ａを設けた。また巻き取りロール２５側の小ユニット４５Ｂには、所定温度に制御された冷却水を供給する配管３３を配置するとともに、内部にガス導入路３７Ｂを設けた。そして小ユニット４５Ａ、４５Ｂ間は、熱伝達を抑制するため、隙間をあけた。ガス導入路３７Ａ、ガス導入路３７Ｂは、それぞれ独立している。またガス導入路３７Ａ、３７Ｂの各ガス導出口４３は、保持部３５の基材２３との対向面側に設けられた。ガス導出口４３は、それぞれ一つでも複数でもよい。
【００９０】
これにより本実施例では、図３の蒸着領域Ｃにおいて、蒸着プロセスの前半は基材２３の温度を高くし、後半は基材２３の温度を低くすることができる。このように基材２３の温度を制御すると、前半に蒸着された粗膜層（図２の図番２８）の根元部分は微粒子の粒径が大きくなり、基材２３と接触面積が増え、基材２３と粗膜層２８との密着性を高めることができる。そして後半に蒸着された、粗膜層２８の表層部分は微粒子の粒径が小さくなり、表面積を大きくすることができる。
【００９１】
なお、本実施例では、蒸着プロセスの前半で基材２３の温度を３００℃程度まで上げると、微粒子の粒径を０．１〜０．３μｍ程度とすることができ、蒸着プロセスの後半で基材２３の温度を１５０℃程度まで下げると、微粒子の粒径を０．０１〜０．１５μｍ程度に制御することができた。
【００９２】
また本実施例でも、実施例１と同様に、基材２３のうねりの有無にかかわらず、高精度に基材２３の温度を制御することができるため、基材２３を移動させながら連続的に蒸着しても、基材２３全体の粒径を所望の粒径にコントロールすることができ、均質な膜質にすることができる。
【００９３】
なお、本実施例では温度制御ユニット３２を二分割したが、所望の膜質にあわせて種々分割数や分割位置を変えればよい。たとえば、図１２に示す温度制御ユニット３２は、基材２３の移送方向（矢印Ｂ）と、この移送方向と直交する方向にそれぞれ複数個の溝３８を並べ、それぞれの溝３８に伝熱ローラー３６を配置している。そしてこれらの伝熱ローラー３６が少なくとも一つは配置されるように、温度制御ユニット３２を、移送方向（矢印Ｂ）と、移送方向と直交する方向に分割し、小ユニット４７Ａ、４７Ｂ、４７Ｃを形成している。これにより、蒸着領域Ｃをより細分化して温度制御することができ、例えば容器２６からの潜熱を受けやすい部分のみを選択的に冷却する事も容易となる。
【００９４】
以下実施例１と同様の構成および効果については説明を省略する。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
本発明による蒸着装置は、蒸着する微粒子の粒径を、高精度な基材の温度制御によってコントロールでき、電極箔の膜質を均質にできる。したがって、量産性に適した蒸着装置を実現でき、特性の安定したコンデンサや電池の製造装置として応用可能である。
【符号の説明】
【００９６】
９ 固体電解コンデンサ
１０ コンデンサ素子
１１ 陽極電極部
１２ 陰極電極部
１３ 陽極端子
１４ 陰極端子
１５ 外装体
１６ 電極箔
１７ 誘電膜
１８ 絶縁部材
１９ 固体電解質層
２０ 陰極層
２１ 蒸着装置
２２ 真空槽
２３ 基材
２４ 巻き出しロール
２５ 巻き取りロール
２６ 容器
２７ 供給管
２８ 粗膜層
２９ 偏向ロール
３０ 偏向ロール
３１ シャッター
３２ 温度制御ユニット
３３ 配管
３４ 伝熱ブロック
３５ 保持部
３６ 伝熱ローラー
３７ ガス導入路
３７Ａ ガス導入路
３７Ｂ ガス導入路
３８ 溝
３９ 小ローラー
４０ 熱媒体導入口
４１ 熱媒体導出口
４２ ガス導入口
４３ ガス導出口
４４ 壁
４５Ａ 小ユニット
４５Ｂ 小ユニット
４６ 熱源
４７Ａ 小ユニット
４７Ｂ 小ユニット
４７Ｃ 小ユニット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空槽内で基材を所定方向に移送させながら、この基材の表面に微粒子を蒸着させる蒸着装置であって、
この蒸着装置は、
前記基材の表面側に配置され、前記微粒子の原材料が供給される容器と、
前記基材の裏面側に配置された温度制御ユニットとを備え、
この温度制御ユニットは、
温度制御された液体または固体の熱媒体が供給される伝熱ブロックと、
この伝熱ブロックの前記基材との対向面側に保持された伝熱ローラーと、
前記基材と前記伝熱ブロックの間の空間にガスを供給するガス導入路と、を備え、
前記伝熱ローラーは、
降下移動して前記基材の裏面に当接し、前記基材の移送に連動してこの移送方向と交差する軸を中心に回転するとともに、前記基材からの力で上昇移動が可能であって、
前記基材と前記熱媒体との間を、前記ガス、前記伝熱ローラーおよび前記伝熱ブロックを介して熱が伝播することにより、前記基材の温度が制御される蒸着装置。
【請求項２】
真空槽内で基材を所定方向に移送させながら、この基材の表面に微粒子を蒸着させる蒸着装置であって、
この蒸着装置は、
前記基材の表面側に配置され、前記微粒子の原材料が供給される容器と、
前記基材の裏面側に配置された温度制御ユニットとを備え、
この温度制御ユニットは、
温度制御された液体または固体の熱媒体が供給される伝熱ブロックと、
この伝熱ブロックの前記基材との対向面側に設けられた保持部と、
この保持部で保持された伝熱ローラーと、
前記基材と前記保持部との間の空間にガスを供給するガス導入路と、を備え、
前記伝熱ローラーは、
降下移動して前記基材の裏面に当接し、前記基材の移送に連動してこの移送方向と交差する軸を中心に回転するとともに、前記基材からの力で上昇移動が可能であって、
前記基材と前記熱媒体との間を、前記ガス、前記伝熱ローラー、前記保持部、および前記伝熱ブロックを介して熱が伝播することにより、前記基材の温度が制御される蒸着装置。
【請求項３】
真空槽内で基材を所定方向に移送させながら、この基材の表面に微粒子を蒸着させる蒸着装置であって、
この蒸着装置は、
前記基材の表面側に配置され、前記微粒子の原材料が供給される容器と、
前記基材の裏面側に配置された温度制御ユニットとを備え、
この温度制御ユニットは、
所定温度に発熱可能な熱源が設けられた伝熱ブロックと、
この伝熱ブロックの前記基材との対向面側に保持された伝熱ローラーと、
前記基材と前記伝熱ブロックの間の空間にガスを供給するガス導入路と、を備え、
前記伝熱ローラーは、
降下移動して前記基材の裏面に当接し、前記基材の移送に連動してこの移送方向と交差する軸を中心に回転するとともに、前記基材からの力で上昇移動が可能であって、
前記熱源からの熱が、前記伝熱ブロック、前記伝熱ローラーおよび前記ガスを介して前記基材へと伝播することにより、前記基材の温度が制御される蒸着装置。
【請求項４】
真空槽内で基材を所定方向に移送させながら、この基材の表面に微粒子を蒸着させる蒸着装置であって、
この蒸着装置は、
前記基材の表面側に配置され、前記微粒子の原材料が供給される容器と、
前記基材の裏面側に配置された温度制御ユニットとを備え、
この温度制御ユニットは、
所定温度に発熱可能な熱源が設けられた伝熱ブロックと、
この伝熱ブロックの前記基材との対向面側に設けられた保持部と、
この保持部で保持された伝熱ローラーと、
前記基材と前記保持部との間の空間にガスを供給するガス導入路と、を備え、
前記伝熱ローラーは、
降下移動して前記基材の裏面に当接し、前記基材の移送に連動してこの移送方向と交差する軸を中心に回転するとともに、前記基材からの力で上昇移動が可能であって、
前記熱源からの熱が、前記伝熱ブロック、前記保持部、前記伝熱ローラーおよび前記ガスを介して前記基材へ伝播することにより、前記基材の温度が制御される蒸着装置。
【請求項５】
前記伝熱ブロックの前記基材との対向面上には、前記基材の移送方向に沿って壁が設けられ、この壁で囲われた領域内を前記基材が移送される、請求項１または３に記載の蒸着装置。
【請求項６】
前記保持部の前記基材との対向面上には、前記基材の移送方向に沿って壁が設けられ、この壁で囲われた領域内を前記基材が移送される、請求項２または４に記載の蒸着装置。
【請求項１】
真空槽内で基材を所定方向に移送させながら、この基材の表面に微粒子を蒸着させる蒸着装置であって、
この蒸着装置は、
前記基材の表面側に配置され、前記微粒子の原材料が供給される容器と、
前記基材の裏面側に配置された温度制御ユニットとを備え、
この温度制御ユニットは、
温度制御された液体または固体の熱媒体が供給される伝熱ブロックと、
この伝熱ブロックの前記基材との対向面側に保持された伝熱ローラーと、
前記基材と前記伝熱ブロックの間の空間にガスを供給するガス導入路と、を備え、
前記伝熱ローラーは、
降下移動して前記基材の裏面に当接し、前記基材の移送に連動してこの移送方向と交差する軸を中心に回転するとともに、前記基材からの力で上昇移動が可能であって、
前記基材と前記熱媒体との間を、前記ガス、前記伝熱ローラーおよび前記伝熱ブロックを介して熱が伝播することにより、前記基材の温度が制御される蒸着装置。
【請求項２】
真空槽内で基材を所定方向に移送させながら、この基材の表面に微粒子を蒸着させる蒸着装置であって、
この蒸着装置は、
前記基材の表面側に配置され、前記微粒子の原材料が供給される容器と、
前記基材の裏面側に配置された温度制御ユニットとを備え、
この温度制御ユニットは、
温度制御された液体または固体の熱媒体が供給される伝熱ブロックと、
この伝熱ブロックの前記基材との対向面側に設けられた保持部と、
この保持部で保持された伝熱ローラーと、
前記基材と前記保持部との間の空間にガスを供給するガス導入路と、を備え、
前記伝熱ローラーは、
降下移動して前記基材の裏面に当接し、前記基材の移送に連動してこの移送方向と交差する軸を中心に回転するとともに、前記基材からの力で上昇移動が可能であって、
前記基材と前記熱媒体との間を、前記ガス、前記伝熱ローラー、前記保持部、および前記伝熱ブロックを介して熱が伝播することにより、前記基材の温度が制御される蒸着装置。
【請求項３】
真空槽内で基材を所定方向に移送させながら、この基材の表面に微粒子を蒸着させる蒸着装置であって、
この蒸着装置は、
前記基材の表面側に配置され、前記微粒子の原材料が供給される容器と、
前記基材の裏面側に配置された温度制御ユニットとを備え、
この温度制御ユニットは、
所定温度に発熱可能な熱源が設けられた伝熱ブロックと、
この伝熱ブロックの前記基材との対向面側に保持された伝熱ローラーと、
前記基材と前記伝熱ブロックの間の空間にガスを供給するガス導入路と、を備え、
前記伝熱ローラーは、
降下移動して前記基材の裏面に当接し、前記基材の移送に連動してこの移送方向と交差する軸を中心に回転するとともに、前記基材からの力で上昇移動が可能であって、
前記熱源からの熱が、前記伝熱ブロック、前記伝熱ローラーおよび前記ガスを介して前記基材へと伝播することにより、前記基材の温度が制御される蒸着装置。
【請求項４】
真空槽内で基材を所定方向に移送させながら、この基材の表面に微粒子を蒸着させる蒸着装置であって、
この蒸着装置は、
前記基材の表面側に配置され、前記微粒子の原材料が供給される容器と、
前記基材の裏面側に配置された温度制御ユニットとを備え、
この温度制御ユニットは、
所定温度に発熱可能な熱源が設けられた伝熱ブロックと、
この伝熱ブロックの前記基材との対向面側に設けられた保持部と、
この保持部で保持された伝熱ローラーと、
前記基材と前記保持部との間の空間にガスを供給するガス導入路と、を備え、
前記伝熱ローラーは、
降下移動して前記基材の裏面に当接し、前記基材の移送に連動してこの移送方向と交差する軸を中心に回転するとともに、前記基材からの力で上昇移動が可能であって、
前記熱源からの熱が、前記伝熱ブロック、前記保持部、前記伝熱ローラーおよび前記ガスを介して前記基材へ伝播することにより、前記基材の温度が制御される蒸着装置。
【請求項５】
前記伝熱ブロックの前記基材との対向面上には、前記基材の移送方向に沿って壁が設けられ、この壁で囲われた領域内を前記基材が移送される、請求項１または３に記載の蒸着装置。
【請求項６】
前記保持部の前記基材との対向面上には、前記基材の移送方向に沿って壁が設けられ、この壁で囲われた領域内を前記基材が移送される、請求項２または４に記載の蒸着装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図９】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図９】
【図１４】
【公開番号】特開２０１１−２３１３６１（Ｐ２０１１−２３１３６１Ａ）
【公開日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１０１７２５（Ｐ２０１０−１０１７２５）
【出願日】平成２２年４月２７日（２０１０．４．２７）
【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２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月２７日（２０１０．４．２７）
【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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