JP2003162999A - 真空成膜装置および真空成膜方法 - Google Patents
真空成膜装置および真空成膜方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】所定のパターン形状を有する薄膜を制御性良く
安定的に形成する技術を提供する。 【解決手段】蒸発源（６a、６ｂ）からの蒸発物をフレ
キシブル支持体１の目的の位置に真空成膜する際、シャ
ッター（８a、８ｂ）を開閉させ、遮蔽部材（９a、９
b）の開口部を経由する蒸発物の移動を遮断する。これ
により、所定の形状のパターンを有する薄膜をフレキシ
ブル支持体１上に形成する。
安定的に形成する技術を提供する。 【解決手段】蒸発源（６a、６ｂ）からの蒸発物をフレ
キシブル支持体１の目的の位置に真空成膜する際、シャ
ッター（８a、８ｂ）を開閉させ、遮蔽部材（９a、９
b）の開口部を経由する蒸発物の移動を遮断する。これ
により、所定の形状のパターンを有する薄膜をフレキシ
ブル支持体１上に形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、真空中で支持体を
走行させながら上記支持体に薄膜のパターニングを行う
ための、真空成膜装置および真空成膜方法に関するもの
である。
走行させながら上記支持体に薄膜のパターニングを行う
ための、真空成膜装置および真空成膜方法に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】携帯電話やノートパソコン等のモバイル
端末の普及により、その電力源となる二次電池の役割が
重要視されている。そして、大容量高速通信、カラー動
画の高速通信等の要求に伴って二次電池には、より小型
・軽量でかつ高容量であることが求められている。
端末の普及により、その電力源となる二次電池の役割が
重要視されている。そして、大容量高速通信、カラー動
画の高速通信等の要求に伴って二次電池には、より小型
・軽量でかつ高容量であることが求められている。
【０００３】これら二次電池の高容量化を実現する手段
として電極特に負極活物質の開発が重要である。負極活
物質として高エネルギー密度という観点から銅箔等の導
電性支持体上に真空成膜法により金属リチウム箔上に保
護膜を形成したリチウムイオン二次電池や、炭素を主成
分とする層の上にシリコンなど理論容量の大きい活物質
を真空成膜により形成した複合負極において高容量の二
次電池が試作されている。このように、高容量の二次電
池を得るために高容量化が可能な活物質層を、真空成膜
技術を用いて形成し、電極を作成する方法が試みられて
いる。
として電極特に負極活物質の開発が重要である。負極活
物質として高エネルギー密度という観点から銅箔等の導
電性支持体上に真空成膜法により金属リチウム箔上に保
護膜を形成したリチウムイオン二次電池や、炭素を主成
分とする層の上にシリコンなど理論容量の大きい活物質
を真空成膜により形成した複合負極において高容量の二
次電池が試作されている。このように、高容量の二次電
池を得るために高容量化が可能な活物質層を、真空成膜
技術を用いて形成し、電極を作成する方法が試みられて
いる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前述した真空成膜技術
を用いて大量の二次電池用電極を形成する場合、銅箔等
の導電性支持体を連続供給して連続真空成膜する必要が
ある。また、導電性支持体とタブとのコンタクトを確保
するためには、導電性基体のタブが形成される部分は非
蒸着部であることが望ましく、連続のパターニング成膜
技術が必要である。
を用いて大量の二次電池用電極を形成する場合、銅箔等
の導電性支持体を連続供給して連続真空成膜する必要が
ある。また、導電性支持体とタブとのコンタクトを確保
するためには、導電性基体のタブが形成される部分は非
蒸着部であることが望ましく、連続のパターニング成膜
技術が必要である。
【０００５】金属帯条に連続して薄膜パターンを形成す
る試みとして、開口部が長手方向に一定の間隔をおいて
形成された帯条マスクと金属帯条とを密着させて走行
し、前記マスクの開口部を通して目的の被着物を金属帯
条に形成し、この金属帯条と前記マスクをそれぞれ別個
に巻き取る方法が開示されている（特開昭59-6372号公
報、特開昭59-84516号公報、特開2000-183500号公
報）。しかし、特開昭59-6372号公報に示される方法で
は、重力やスプロケットによる張力の影響を受け、マス
クや金属帯条が弛みや撓みを生じる可能性が大きく金属
帯条の目的の位置に蒸発物を被着させることが難しい。
これらを避けるためにスプロケットによる引張りを強く
すると、マスクの開口部が変形したり、成膜中に金属帯
条が切れる可能性が高い。特に、巻き出し及び巻き取り
以外の金属帯条に成膜される過程（同公報（６）頁、第
６図の加熱ヒーターの上部）では、金属帯条とマスクを
適度に押さえる機構（例えばガイドロールやキャンロー
ル）がないので、前記影響を特に受け易い。特開2000-1
83500号公報に示される方法では、ガイドロール（蒸着
ロール）に沿うようにマスクと支持体を走行させパター
ニング成膜をしているものの、成膜を繰り返す過程で、
マスク上に蒸発物質が堆積し、この堆積した蒸着物質が
走行中に剥がれコンタミや汚染の原因となる場合があ
る。また、マスクが走行中に位置ずれを生じ易い、撓み
易いなど特開昭59-6372号公報に示された技術と同様の
問題がある。さらに、これらのマスクを通してパターニ
ングする場合、さらに、成膜後、マスクと金属帯条が離
れる段階において、薄膜の一部が剥離するという問題が
ある。これらのいずれの場合もマスクを巻き取るための
機構を真空槽内に設ける必要があるため装置容積が大き
くなる、装置の構造が複雑になるなどの問題があった。
また、大量に生産する際には、上記したようにマスク上
には蒸発物質が堆積するため、マスクを交換するか、あ
るいはマスクを洗浄して再利用する必要があり、作業性
が低下することが課題となっている。
る試みとして、開口部が長手方向に一定の間隔をおいて
形成された帯条マスクと金属帯条とを密着させて走行
し、前記マスクの開口部を通して目的の被着物を金属帯
条に形成し、この金属帯条と前記マスクをそれぞれ別個
に巻き取る方法が開示されている（特開昭59-6372号公
報、特開昭59-84516号公報、特開2000-183500号公
報）。しかし、特開昭59-6372号公報に示される方法で
は、重力やスプロケットによる張力の影響を受け、マス
クや金属帯条が弛みや撓みを生じる可能性が大きく金属
帯条の目的の位置に蒸発物を被着させることが難しい。
これらを避けるためにスプロケットによる引張りを強く
すると、マスクの開口部が変形したり、成膜中に金属帯
条が切れる可能性が高い。特に、巻き出し及び巻き取り
以外の金属帯条に成膜される過程（同公報（６）頁、第
６図の加熱ヒーターの上部）では、金属帯条とマスクを
適度に押さえる機構（例えばガイドロールやキャンロー
ル）がないので、前記影響を特に受け易い。特開2000-1
83500号公報に示される方法では、ガイドロール（蒸着
ロール）に沿うようにマスクと支持体を走行させパター
ニング成膜をしているものの、成膜を繰り返す過程で、
マスク上に蒸発物質が堆積し、この堆積した蒸着物質が
走行中に剥がれコンタミや汚染の原因となる場合があ
る。また、マスクが走行中に位置ずれを生じ易い、撓み
易いなど特開昭59-6372号公報に示された技術と同様の
問題がある。さらに、これらのマスクを通してパターニ
ングする場合、さらに、成膜後、マスクと金属帯条が離
れる段階において、薄膜の一部が剥離するという問題が
ある。これらのいずれの場合もマスクを巻き取るための
機構を真空槽内に設ける必要があるため装置容積が大き
くなる、装置の構造が複雑になるなどの問題があった。
また、大量に生産する際には、上記したようにマスク上
には蒸発物質が堆積するため、マスクを交換するか、あ
るいはマスクを洗浄して再利用する必要があり、作業性
が低下することが課題となっている。
【０００６】以上のように、従来の真空成膜装置及び成
膜方法を用いて銅箔等の導電性支持体に二次電池用の電
極活物質を連続してパターン形成し、二次電池用の電極
を大量に製造することは、きわめて困難であった。
膜方法を用いて銅箔等の導電性支持体に二次電池用の電
極活物質を連続してパターン形成し、二次電池用の電極
を大量に製造することは、きわめて困難であった。
【０００７】こうした状況に鑑み、本発明は、所定のパ
ターン形状を有する薄膜を制御性良く安定的に形成する
技術を提供することを目的とする。
ターン形状を有する薄膜を制御性良く安定的に形成する
技術を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、支持体
上に所定のパターン形状を有する薄膜を形成する真空成
膜装置であって、支持体を走行せしめる走行手段と、薄
膜を構成する蒸発物質を含む蒸発源と、前記蒸発源から
前記支持体への前記蒸発物質の移動を間歇的に遮断する
遮断手段とを備え、前記遮断手段は、前記蒸発源と前記
支持体との間に介在し、前記支持体と離間して設けられ
たことを特徴とする真空成膜装置が提供される。
上に所定のパターン形状を有する薄膜を形成する真空成
膜装置であって、支持体を走行せしめる走行手段と、薄
膜を構成する蒸発物質を含む蒸発源と、前記蒸発源から
前記支持体への前記蒸発物質の移動を間歇的に遮断する
遮断手段とを備え、前記遮断手段は、前記蒸発源と前記
支持体との間に介在し、前記支持体と離間して設けられ
たことを特徴とする真空成膜装置が提供される。
【０００９】本発明においては、遮断手段が、蒸発源か
ら支持体への蒸発物質の移動を間歇的に遮断する。この
結果、所定のパターン形状を有する薄膜が制御性良く安
定的に形成される。本発明においては、従来技術におい
て利用されていたマスクに代え、支持体と離間して設け
られた遮断手段を用いる。これにより、従来技術におい
て生じていた、膜の位置ずれ、マスクに付着した蒸着物
質が走行中に剥がれることにより生じる汚染を防止する
ことができる。また、マスクの交換や洗浄の必要がなく
なる。さらに、マスクを巻き取るための機構を設ける必
要がないため、装置の構造を簡便なものとすることがで
きる。
ら支持体への蒸発物質の移動を間歇的に遮断する。この
結果、所定のパターン形状を有する薄膜が制御性良く安
定的に形成される。本発明においては、従来技術におい
て利用されていたマスクに代え、支持体と離間して設け
られた遮断手段を用いる。これにより、従来技術におい
て生じていた、膜の位置ずれ、マスクに付着した蒸着物
質が走行中に剥がれることにより生じる汚染を防止する
ことができる。また、マスクの交換や洗浄の必要がなく
なる。さらに、マスクを巻き取るための機構を設ける必
要がないため、装置の構造を簡便なものとすることがで
きる。
【００１０】さらに、遮断手段が支持体と離間して設け
られていることにより、従来技術で問題であった、薄膜
の剥離を有効に防止できる。
られていることにより、従来技術で問題であった、薄膜
の剥離を有効に防止できる。
【００１１】また、従来技術においては、マスクを密着
させるため支持体に対して大きな張力を与えることが必
要であったが、本発明においては、遮断手段が支持体と
離間して設けられているため、そのような必要がなくな
る。この結果、成膜中の支持体の切断等の問題を解消で
きる。
させるため支持体に対して大きな張力を与えることが必
要であったが、本発明においては、遮断手段が支持体と
離間して設けられているため、そのような必要がなくな
る。この結果、成膜中の支持体の切断等の問題を解消で
きる。
【００１２】本発明において、蒸発源と支持体との間に
蒸発物質を支持体に導く蒸発物質供給部を設けてもよ
い。この場合、遮断手段は、蒸発物質供給部の一部に配
設され、蒸発源から支持体への蒸発物質の移動を間歇的
に遮断する構成とする。このようにすれば、遮断手段が
支持体から確実に離間して配設されることとなり、薄膜
の一部の剥離や成膜中の支持体の切断をより確実に防止
できる。蒸発物質供給部は、支持体側に所定の形状の開
口部を有し、この開口部の形状にしたがって支持体への
蒸発物質の供給量および供給範囲が規制される構成とす
ることができる。開口部の形状は、たとえばスリット状
とすることが好ましい。支持体への蒸発物質の供給をよ
り精密に制御でき、所望のパターンの薄膜を制御性良く
形成することができるからである。
蒸発物質を支持体に導く蒸発物質供給部を設けてもよ
い。この場合、遮断手段は、蒸発物質供給部の一部に配
設され、蒸発源から支持体への蒸発物質の移動を間歇的
に遮断する構成とする。このようにすれば、遮断手段が
支持体から確実に離間して配設されることとなり、薄膜
の一部の剥離や成膜中の支持体の切断をより確実に防止
できる。蒸発物質供給部は、支持体側に所定の形状の開
口部を有し、この開口部の形状にしたがって支持体への
蒸発物質の供給量および供給範囲が規制される構成とす
ることができる。開口部の形状は、たとえばスリット状
とすることが好ましい。支持体への蒸発物質の供給をよ
り精密に制御でき、所望のパターンの薄膜を制御性良く
形成することができるからである。
【００１３】上記真空成膜装置において、遮断手段を複
数備えた構成とすることができる。このようにすれば、
同種または異種の材料からなる積層構造を、高い生産性
で製造することができる。また、上記真空成膜装置にお
いて、異なる蒸発物質を含む複数種類の蒸発源を備えた
構成とすることができる。このようにすれば、連続工程
により支持体上に複数の材料を蒸着させることができ、
多層構造の薄膜を高い生産性で製造することができる。
数備えた構成とすることができる。このようにすれば、
同種または異種の材料からなる積層構造を、高い生産性
で製造することができる。また、上記真空成膜装置にお
いて、異なる蒸発物質を含む複数種類の蒸発源を備えた
構成とすることができる。このようにすれば、連続工程
により支持体上に複数の材料を蒸着させることができ、
多層構造の薄膜を高い生産性で製造することができる。
【００１４】また、本発明によれば、支持体を巻き出す
ための巻き出しローラーと、前記巻き出しローラーから
送り出される前記支持体を巻き取るための巻き取りロー
ラーと、前記支持体上に真空成膜を施すための蒸発物質
を含む蒸発源と、前記蒸発源と前記支持体との間に設け
られた、スリット状開口部を有する遮蔽部材と、前記遮
蔽部材と前記蒸発源との間に設けられ、前記蒸発源から
前記支持体上への前記蒸発物質の移動を間歇的に遮断す
るシャッター機構と、を備えたことを特徴とする真空成
膜装置が提供される。
ための巻き出しローラーと、前記巻き出しローラーから
送り出される前記支持体を巻き取るための巻き取りロー
ラーと、前記支持体上に真空成膜を施すための蒸発物質
を含む蒸発源と、前記蒸発源と前記支持体との間に設け
られた、スリット状開口部を有する遮蔽部材と、前記遮
蔽部材と前記蒸発源との間に設けられ、前記蒸発源から
前記支持体上への前記蒸発物質の移動を間歇的に遮断す
るシャッター機構と、を備えたことを特徴とする真空成
膜装置が提供される。
【００１５】本発明においては、蒸発源から発生した蒸
発物質がスリット状開口部を経由して支持体上に導か
れ、成膜が行われる。蒸発物質の供給がスリット状開口
部により規制され、かつ、シャッター機構が蒸発源から
支持体への蒸発物質の移動を間歇的に遮断するように構
成されているため、所定のパターン形状を有する薄膜が
制御性良く形成される。本発明においては、従来技術に
おいて利用されていたマスクに代え、シャッター機構を
用いる。このシャッター機構は支持体と離間して設けら
れているため、従来技術において生じていた、膜の位置
ずれ、マスクに付着した蒸着物質が走行中に剥がれるこ
とにより生じる汚染を防止することができる。また、マ
スクの交換や洗浄の必要がなくなる。さらに、マスクを
巻き取るための機構を設ける必要がないため、装置の構
造を簡便なものとすることができる。また、薄膜の剥離
や、成膜中における支持体の切断等の問題を有効に解消
できる。
発物質がスリット状開口部を経由して支持体上に導か
れ、成膜が行われる。蒸発物質の供給がスリット状開口
部により規制され、かつ、シャッター機構が蒸発源から
支持体への蒸発物質の移動を間歇的に遮断するように構
成されているため、所定のパターン形状を有する薄膜が
制御性良く形成される。本発明においては、従来技術に
おいて利用されていたマスクに代え、シャッター機構を
用いる。このシャッター機構は支持体と離間して設けら
れているため、従来技術において生じていた、膜の位置
ずれ、マスクに付着した蒸着物質が走行中に剥がれるこ
とにより生じる汚染を防止することができる。また、マ
スクの交換や洗浄の必要がなくなる。さらに、マスクを
巻き取るための機構を設ける必要がないため、装置の構
造を簡便なものとすることができる。また、薄膜の剥離
や、成膜中における支持体の切断等の問題を有効に解消
できる。
【００１６】本発明において、遮蔽部材またはシャッタ
ー機構に加熱手段を設けても良い。加熱手段としては、
ヒーター機構等を用いることができる。こうすることに
より、遮蔽部材またはシャッター機構に付着した蒸発物
質を加温し、液体とすることができる。その結果、上記
付着した蒸発物質を回収し、再利用することが可能とな
る。
ー機構に加熱手段を設けても良い。加熱手段としては、
ヒーター機構等を用いることができる。こうすることに
より、遮蔽部材またはシャッター機構に付着した蒸発物
質を加温し、液体とすることができる。その結果、上記
付着した蒸発物質を回収し、再利用することが可能とな
る。
【００１７】また、上記の真空成膜装置において、上記
巻き出しローラーと上記巻き取りローラーとの間に、目
的の位置に正確に成膜することを可能にするためのガイ
ドローラーを具備することができる。
巻き出しローラーと上記巻き取りローラーとの間に、目
的の位置に正確に成膜することを可能にするためのガイ
ドローラーを具備することができる。
【００１８】また、上記の真空成膜装置において、上記
巻き出しローラーと上記巻き取りローラーとの間に、ダ
ンサローラーを具備することができる。ダンサローラー
を具備することにより、同一工程で、最初に成膜した面
のもう一方の面の目的の位置に正確に成膜することが可
能となり、生産効率が上昇する。
巻き出しローラーと上記巻き取りローラーとの間に、ダ
ンサローラーを具備することができる。ダンサローラー
を具備することにより、同一工程で、最初に成膜した面
のもう一方の面の目的の位置に正確に成膜することが可
能となり、生産効率が上昇する。
【００１９】また、上記の真空成膜装置において、上記
巻き出しローラーと上記巻き取りローラーとの間に、上
記支持体の位置を決定する位置検出器を具備することが
できる。位置検出器を具備することにより、支持体上の
成膜すべき位置を正確に検出することが可能となる。そ
の結果、高精度で成膜することができる。
巻き出しローラーと上記巻き取りローラーとの間に、上
記支持体の位置を決定する位置検出器を具備することが
できる。位置検出器を具備することにより、支持体上の
成膜すべき位置を正確に検出することが可能となる。そ
の結果、高精度で成膜することができる。
【００２０】本発明において、遮蔽部材が複数のスリッ
ト状開口部を有し、各スリット状開口部に対応してシャ
ッター機構を設けた構成とすることができる。この構成
においては、スリット状開口部を経由する蒸発物質の供
給が、各スリット状開口部に対応して設けられたシャッ
ター機構により規制される。各スリット状開口部から供
給された蒸発物質により、同種または異種の材料からな
る積層構造を、高い生産性で製造することができる。
ト状開口部を有し、各スリット状開口部に対応してシャ
ッター機構を設けた構成とすることができる。この構成
においては、スリット状開口部を経由する蒸発物質の供
給が、各スリット状開口部に対応して設けられたシャッ
ター機構により規制される。各スリット状開口部から供
給された蒸発物質により、同種または異種の材料からな
る積層構造を、高い生産性で製造することができる。
【００２１】また本発明において、異なる蒸発物質を含
む複数種類の蒸発源を備えた構成とすることができる。
このようにすれば、連続工程により支持体上に複数の材
料を蒸着させることができ、多層構造の薄膜を高い生産
性で製造することができる。
む複数種類の蒸発源を備えた構成とすることができる。
このようにすれば、連続工程により支持体上に複数の材
料を蒸着させることができ、多層構造の薄膜を高い生産
性で製造することができる。
【００２２】本発明によれば、走行させた状態の支持体
上に、蒸発源から発生した蒸発物質を導くことにより成
膜を行う真空成膜方法であって、前記成膜の際、前記支
持体と離間して設けられた遮断手段により、前記蒸発源
から前記支持体への前記蒸発物質の移動を間歇的に遮断
することで所定のパターン形状を有する薄膜を形成する
ことを特徴とする真空成膜方法が提供される。
上に、蒸発源から発生した蒸発物質を導くことにより成
膜を行う真空成膜方法であって、前記成膜の際、前記支
持体と離間して設けられた遮断手段により、前記蒸発源
から前記支持体への前記蒸発物質の移動を間歇的に遮断
することで所定のパターン形状を有する薄膜を形成する
ことを特徴とする真空成膜方法が提供される。
【００２３】本発明においては、遮断手段が、蒸発源か
ら支持体への蒸発物質の移動を間歇的に遮断する。この
結果、所定のパターン形状を有する薄膜が制御性良く安
定的に形成される。本発明においては、従来技術におい
て利用されていたマスクに代え、支持体と離間して設け
られた遮断手段を用いる。これにより、従来技術におい
て生じていた、膜の位置ずれ、マスクに付着した蒸着物
質が走行中に剥がれることにより生じる汚染、成膜中の
支持体の切断等の問題を解消することができる。また、
マスクの交換や洗浄の必要がなくなる。さらに、マスク
を巻き取るための機構を設ける必要がないため、装置の
構造を簡便なものとすることができる。
ら支持体への蒸発物質の移動を間歇的に遮断する。この
結果、所定のパターン形状を有する薄膜が制御性良く安
定的に形成される。本発明においては、従来技術におい
て利用されていたマスクに代え、支持体と離間して設け
られた遮断手段を用いる。これにより、従来技術におい
て生じていた、膜の位置ずれ、マスクに付着した蒸着物
質が走行中に剥がれることにより生じる汚染、成膜中の
支持体の切断等の問題を解消することができる。また、
マスクの交換や洗浄の必要がなくなる。さらに、マスク
を巻き取るための機構を設ける必要がないため、装置の
構造を簡便なものとすることができる。
【００２４】この真空成膜方法において、遮断手段とし
ては、たとえばシャッター機構を用いることができる。
また、遮断手段を複数設け、一の遮断手段を用いて成膜
した後、連続的に他の遮断手段を用いて重ねて成膜する
ことにより、上記薄膜を形成するようにすることもでき
る。このようにすれば、同種または異種の材料からなる
積層構造を、高い生産性で製造することができる。
ては、たとえばシャッター機構を用いることができる。
また、遮断手段を複数設け、一の遮断手段を用いて成膜
した後、連続的に他の遮断手段を用いて重ねて成膜する
ことにより、上記薄膜を形成するようにすることもでき
る。このようにすれば、同種または異種の材料からなる
積層構造を、高い生産性で製造することができる。
【００２５】本発明によれば、走行させた状態の導電性
支持体上に、蒸発源から発生した活物質を導くことによ
り活物質層を形成する電池用電極の製造方法であって、
前記活物質層を形成する際、前記支持体と離間して設け
られた遮断手段により、前記蒸発源から前記支持体への
前記活物質の移動を間歇的に遮断することで所定のパタ
ーン形状を有する活物質層を形成することを特徴とする
電池用電極の製造方法が提供される。
支持体上に、蒸発源から発生した活物質を導くことによ
り活物質層を形成する電池用電極の製造方法であって、
前記活物質層を形成する際、前記支持体と離間して設け
られた遮断手段により、前記蒸発源から前記支持体への
前記活物質の移動を間歇的に遮断することで所定のパタ
ーン形状を有する活物質層を形成することを特徴とする
電池用電極の製造方法が提供される。
【００２６】本発明においては、遮断手段が、蒸発源か
ら支持体への蒸発物質の移動を間歇的に遮断する。この
結果、所定のパターン形状を有する活物質層が制御性良
く安定的に形成される。本発明においては、従来技術に
おいて利用されていたマスクに代え、支持体と離間して
設けられた遮断手段を用いる。これにより、従来技術に
おいて生じていた、膜の位置ずれ、マスクに付着した蒸
着物質が走行中に剥がれることにより生じる汚染、成膜
中の支持体の切断等の問題を解消することができる。ま
た、マスクの交換や洗浄の必要がなくなる。さらに、マ
スクを巻き取るための機構を設ける必要がないため、装
置の構造を簡便なものとすることができる。
ら支持体への蒸発物質の移動を間歇的に遮断する。この
結果、所定のパターン形状を有する活物質層が制御性良
く安定的に形成される。本発明においては、従来技術に
おいて利用されていたマスクに代え、支持体と離間して
設けられた遮断手段を用いる。これにより、従来技術に
おいて生じていた、膜の位置ずれ、マスクに付着した蒸
着物質が走行中に剥がれることにより生じる汚染、成膜
中の支持体の切断等の問題を解消することができる。ま
た、マスクの交換や洗浄の必要がなくなる。さらに、マ
スクを巻き取るための機構を設ける必要がないため、装
置の構造を簡便なものとすることができる。
【００２７】この電池用電極の製造方法において、遮断
手段としては、たとえばシャッター機構を用いることが
できる。また、遮断手段を複数設け、一の遮断手段を用
いて層形成した後、連続的に他の遮断手段を用いて重ね
て層形成することにより、前記活物質層を形成するよう
にすることもできる。このようにすれば、同種または異
種の材料からなる積層構造を、高い生産性で製造するこ
とができる。
手段としては、たとえばシャッター機構を用いることが
できる。また、遮断手段を複数設け、一の遮断手段を用
いて層形成した後、連続的に他の遮断手段を用いて重ね
て層形成することにより、前記活物質層を形成するよう
にすることもできる。このようにすれば、同種または異
種の材料からなる積層構造を、高い生産性で製造するこ
とができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。この実施の形態は、本発明に係る
真空成膜装置の構成と薄膜製造方法を説明するものであ
る。
を参照して説明する。この実施の形態は、本発明に係る
真空成膜装置の構成と薄膜製造方法を説明するものであ
る。
【００２９】図1は、フレキシブル支持体に薄膜をパタ
ーニングするための真空成膜装置の内部構成を示した概
略図である。蒸発源（６a、６ｂ）からの蒸発物をフレ
キシブル支持体１の目的の位置に真空成膜する際、シャ
ッター（８a、８ｂ）を開閉させ、遮蔽部材（９a、９
b）の開口部を経由する蒸発物の移動を遮断する。これ
により、所定の形状のパターンを有する薄膜をフレキシ
ブル支持体１上に形成するように構成されている。
ーニングするための真空成膜装置の内部構成を示した概
略図である。蒸発源（６a、６ｂ）からの蒸発物をフレ
キシブル支持体１の目的の位置に真空成膜する際、シャ
ッター（８a、８ｂ）を開閉させ、遮蔽部材（９a、９
b）の開口部を経由する蒸発物の移動を遮断する。これ
により、所定の形状のパターンを有する薄膜をフレキシ
ブル支持体１上に形成するように構成されている。
【００３０】フレキシブル支持体１の巻き出しから巻き
取りまでは、フレキシブル支持体１を巻き出すための巻
き出しローラー２ａ、フレキシブル支持体１を高精度に
移動させ、蒸発源（６a、６ｂ）からの蒸発物をフレキ
シブル支持体１の目的の位置に成膜するために設けられ
た二つのガイドローラー３ａ、ガイドローラー３aから
送られてくる薄膜がパターニングされたフレキシブル支
持体１を巻き取るための巻き取りローラー２ｂから構成
されている。また、フレキシブル支持体１の所定の位置
に正確に成膜するために、成膜前の工程において位置検
出器７aを使ってフレキシブル支持体１の位置を把握し
ておく必要がある。
取りまでは、フレキシブル支持体１を巻き出すための巻
き出しローラー２ａ、フレキシブル支持体１を高精度に
移動させ、蒸発源（６a、６ｂ）からの蒸発物をフレキ
シブル支持体１の目的の位置に成膜するために設けられ
た二つのガイドローラー３ａ、ガイドローラー３aから
送られてくる薄膜がパターニングされたフレキシブル支
持体１を巻き取るための巻き取りローラー２ｂから構成
されている。また、フレキシブル支持体１の所定の位置
に正確に成膜するために、成膜前の工程において位置検
出器７aを使ってフレキシブル支持体１の位置を把握し
ておく必要がある。
【００３１】次に、本発明の薄膜のパターニング方法を
説明する。図２は図１のガイドローラー３aを介し、シ
ャッター（８a、８ｂ）を開閉させ、遮蔽部材（９a、９
b）を通して行われるパターニングの原理を示した説明
図である。図中の実線（例えば線ａ−ｂ）はフレキシブ
ル支持体1の断面であり薄膜を形成する部分を示す（薄
膜が形成される長さは全て同じ）。また、実線が途切れ
ている部分（例えばｂ−ｃ間）は薄膜を形成しない部分
（スペース）を示すものである（スペースの長さは全て
同じ）。尚、ａ−ｃ間の長さをピッチと呼ぶことにす
る。ここでは、一例として二つの蒸発源６ａ、６ｂ（二
回の蒸着）を用いて目的とする膜厚まで成膜するように
設計されており、その上部にある二つの遮蔽部材（９
ａ、９ｂ）のピッチは、フレキシブル支持体1の薄膜を
形成する長さ（例えば線ａ−ｂ）と等しい。遮蔽部材9a
の上部は開状態であり、蒸発物が通る領域である。高精
度パターニングを達成するためには、遮蔽部材9aとフレ
キシブル支持体１間の距離は小さい方が好ましく、例え
ば数ｍｍ以下とすることが効果的である。フレキシブル
支持体１がの状態（a点が遮蔽部材開口部の左端）に
なると、第１シャッター８ａが開状態になる。ここで、
位置検出器7aによるフレキシブル支持体上のａ点の検出
とフレキシブル支持体１の走行速度の関係が分かってい
れば、正確にシャッターの開閉が可能となる。フレキシ
ブル支持体１は制御された速度で移動（図中右から左）
しているための状態に示すように蒸発物が遮蔽部材の
開口部を通して支持体のａ−ｂ上に順次成膜される。b
点が遮蔽部材の右端に移動した時（の状態）に第１シ
ャッター８ａを閉じる。次に、c点が遮蔽部材開口部の
左端に移動した時（の状態）に第一シャッター８ａを
開にする。この時、第二シャッター８ｂも開にすると
に示すようにa―b間に二回目の成膜が、同時にｃ−ｄ間
にも一回目の成膜が実行される。更にb点とd点がそれぞ
れの遮蔽部材（9a、9b）の開口部の右端に移動した時
（）にa―b上には目的の膜厚で成膜が完了する。二つ
のシャッター（8a、8b）を閉め、c点とe点が各々の遮蔽
部材開口部の左端部に移動した時に二つのシャッター
（8a、8b）を開にすることでｃ―ｄ上（二回目）、e―f
上（一回目）への成膜が実行される。この工程を繰り返
すことでフレキシブル支持体１上への高精度マスクレス
パターニングが達成される。ヒーターにより、遮蔽部材
（9ａ、９ｂ）、チャンバー内の防着版10、シャッター
（8a、8b）などを所望の温度に設定しておくことで、付
着物を溶かし回収容器１１への回収も可能となる。
説明する。図２は図１のガイドローラー３aを介し、シ
ャッター（８a、８ｂ）を開閉させ、遮蔽部材（９a、９
b）を通して行われるパターニングの原理を示した説明
図である。図中の実線（例えば線ａ−ｂ）はフレキシブ
ル支持体1の断面であり薄膜を形成する部分を示す（薄
膜が形成される長さは全て同じ）。また、実線が途切れ
ている部分（例えばｂ−ｃ間）は薄膜を形成しない部分
（スペース）を示すものである（スペースの長さは全て
同じ）。尚、ａ−ｃ間の長さをピッチと呼ぶことにす
る。ここでは、一例として二つの蒸発源６ａ、６ｂ（二
回の蒸着）を用いて目的とする膜厚まで成膜するように
設計されており、その上部にある二つの遮蔽部材（９
ａ、９ｂ）のピッチは、フレキシブル支持体1の薄膜を
形成する長さ（例えば線ａ−ｂ）と等しい。遮蔽部材9a
の上部は開状態であり、蒸発物が通る領域である。高精
度パターニングを達成するためには、遮蔽部材9aとフレ
キシブル支持体１間の距離は小さい方が好ましく、例え
ば数ｍｍ以下とすることが効果的である。フレキシブル
支持体１がの状態（a点が遮蔽部材開口部の左端）に
なると、第１シャッター８ａが開状態になる。ここで、
位置検出器7aによるフレキシブル支持体上のａ点の検出
とフレキシブル支持体１の走行速度の関係が分かってい
れば、正確にシャッターの開閉が可能となる。フレキシ
ブル支持体１は制御された速度で移動（図中右から左）
しているための状態に示すように蒸発物が遮蔽部材の
開口部を通して支持体のａ−ｂ上に順次成膜される。b
点が遮蔽部材の右端に移動した時（の状態）に第１シ
ャッター８ａを閉じる。次に、c点が遮蔽部材開口部の
左端に移動した時（の状態）に第一シャッター８ａを
開にする。この時、第二シャッター８ｂも開にすると
に示すようにa―b間に二回目の成膜が、同時にｃ−ｄ間
にも一回目の成膜が実行される。更にb点とd点がそれぞ
れの遮蔽部材（9a、9b）の開口部の右端に移動した時
（）にa―b上には目的の膜厚で成膜が完了する。二つ
のシャッター（8a、8b）を閉め、c点とe点が各々の遮蔽
部材開口部の左端部に移動した時に二つのシャッター
（8a、8b）を開にすることでｃ―ｄ上（二回目）、e―f
上（一回目）への成膜が実行される。この工程を繰り返
すことでフレキシブル支持体１上への高精度マスクレス
パターニングが達成される。ヒーターにより、遮蔽部材
（9ａ、９ｂ）、チャンバー内の防着版10、シャッター
（8a、8b）などを所望の温度に設定しておくことで、付
着物を溶かし回収容器１１への回収も可能となる。
【００３２】上記のようにフレキシブル支持体１に真空
成膜する際、二つのガイドローラー3aを使ってフレキシ
ブル支持体１を直線上（平面上）に張って成膜を施した
が、本発明はこれに限定されるものではない。例えば図
３に示すように、ガイドローラー3aの曲面に沿うように
フレキシブル支持体１をガイドローラー3aと共に移動さ
せ、遮蔽板の長さが異なる遮蔽部材（9a、9b）をガイド
ローラー3a下の所定の位置に配置することで同様のパタ
ーニングが達成できる。
成膜する際、二つのガイドローラー3aを使ってフレキシ
ブル支持体１を直線上（平面上）に張って成膜を施した
が、本発明はこれに限定されるものではない。例えば図
３に示すように、ガイドローラー3aの曲面に沿うように
フレキシブル支持体１をガイドローラー3aと共に移動さ
せ、遮蔽板の長さが異なる遮蔽部材（9a、9b）をガイド
ローラー3a下の所定の位置に配置することで同様のパタ
ーニングが達成できる。
【００３３】本発明の実施の形態においては、蒸発物質
の移動を間歇的に遮断する機構として、シャッター機構
を備えた例を示したが、シャッター機構に限られるもの
ではなく、他の機構でも本発明の実施が可能である。例
えば、蒸発源の加熱を間歇的に停止させる機構を採用す
ることにより、蒸発物質の移動を間歇的に遮断すること
が可能となる。
の移動を間歇的に遮断する機構として、シャッター機構
を備えた例を示したが、シャッター機構に限られるもの
ではなく、他の機構でも本発明の実施が可能である。例
えば、蒸発源の加熱を間歇的に停止させる機構を採用す
ることにより、蒸発物質の移動を間歇的に遮断すること
が可能となる。
【００３４】また、本発明の実施の形態においては、二
つのスリット開口部を設けた例で説明したが、一つの開
口部でも同様なパターニングが達成できる。スリット開
口部を二つ以上設けることにより、目的とする膜厚まで
の成膜時間が短くなる、フレキシブル支持体の走行速度
を下げることが可能となりフレキシブル支持体が破れに
くくなる、一つあたりの蒸発源からの蒸発速度を小さく
することができるので蒸発源からの輻射熱を減らすこと
ができる。この結果、支持体や支持体にあらかじめ形成
された薄膜への悪影響を抑えられる、などの効果が得ら
れる。
つのスリット開口部を設けた例で説明したが、一つの開
口部でも同様なパターニングが達成できる。スリット開
口部を二つ以上設けることにより、目的とする膜厚まで
の成膜時間が短くなる、フレキシブル支持体の走行速度
を下げることが可能となりフレキシブル支持体が破れに
くくなる、一つあたりの蒸発源からの蒸発速度を小さく
することができるので蒸発源からの輻射熱を減らすこと
ができる。この結果、支持体や支持体にあらかじめ形成
された薄膜への悪影響を抑えられる、などの効果が得ら
れる。
【００３５】さらに、二種以上の薄膜を積層する場合に
は、スリット開口部を二つ以上設け、かつ、各々のスリ
ット開口部に対応する蒸発源からの蒸発物質を二種以上
とすることにより、薄膜の積層が一工程で可能となり、
生産効率の上昇効果が得られる。また、従来のマスクを
用いる方法で二種以上の薄膜を積層する場合には、マス
ク上に付着した蒸発物質が、他の蒸発物質の積層中に当
該他の蒸発物質の蒸発源に混入してしまうおそれがある
が、本発明においては、マスクを使用しないため、上記
した不具合がないという利点を有する。
は、スリット開口部を二つ以上設け、かつ、各々のスリ
ット開口部に対応する蒸発源からの蒸発物質を二種以上
とすることにより、薄膜の積層が一工程で可能となり、
生産効率の上昇効果が得られる。また、従来のマスクを
用いる方法で二種以上の薄膜を積層する場合には、マス
ク上に付着した蒸発物質が、他の蒸発物質の積層中に当
該他の蒸発物質の蒸発源に混入してしまうおそれがある
が、本発明においては、マスクを使用しないため、上記
した不具合がないという利点を有する。
【００３６】尚、遮蔽部材の形状は図１のような凸状に
限らず、平面状に開口部を設けた形状など適宜選択でき
る。
限らず、平面状に開口部を設けた形状など適宜選択でき
る。
【００３７】本発明の実施の形態においては、支持体と
してフレキシブル支持体の例を示して説明したが、本発
明はフレキシブル支持体に限るものではなく、支持体は
ガラス板、金属板、プラスチック板などを用いてもよ
い。また、本発明の実施の形態においては、支持体走行
手段として、巻き出し機構および巻き取り機構を備えた
例を示して説明したが、巻き出し機構または巻き取り機
構は必ずしも必要とされるものではなく、他の手段、例
えばベルトコンベヤー等によっても本発明の実施が可能
である。
してフレキシブル支持体の例を示して説明したが、本発
明はフレキシブル支持体に限るものではなく、支持体は
ガラス板、金属板、プラスチック板などを用いてもよ
い。また、本発明の実施の形態においては、支持体走行
手段として、巻き出し機構および巻き取り機構を備えた
例を示して説明したが、巻き出し機構または巻き取り機
構は必ずしも必要とされるものではなく、他の手段、例
えばベルトコンベヤー等によっても本発明の実施が可能
である。
【００３８】以上のような真空成膜装置と薄膜製造方法
は、電池、二次電池、各種包装フィルム、各種封止用フ
ィルム、コーティングガラス、磁気記録媒体、有機ＥＬ
デバイス、無機薄膜ＥＬデバイス、薄膜コンデンサーな
どの製造装置や製造方法の一部として活用できる。
は、電池、二次電池、各種包装フィルム、各種封止用フ
ィルム、コーティングガラス、磁気記録媒体、有機ＥＬ
デバイス、無機薄膜ＥＬデバイス、薄膜コンデンサーな
どの製造装置や製造方法の一部として活用できる。
【００３９】
【実施例】（実施例１）本実施例１においては非水電解
液二次電池用の負極として、パターニングされたグラフ
ァイト上にシリコン−リチウム合金（ＳｉＬｉ）からな
る薄膜層を図１の真空成膜装置を用いて負極集電体（銅
箔）の片面ずつパターニングする方法を説明する。な
お、以下に示す実施例および比較例では、シリコン−リ
チウム合金（ＳｉＬｉ）を含有する蒸発源（６ａ〜６
ｄ）を用いた。
液二次電池用の負極として、パターニングされたグラフ
ァイト上にシリコン−リチウム合金（ＳｉＬｉ）からな
る薄膜層を図１の真空成膜装置を用いて負極集電体（銅
箔）の片面ずつパターニングする方法を説明する。な
お、以下に示す実施例および比較例では、シリコン−リ
チウム合金（ＳｉＬｉ）を含有する蒸発源（６ａ〜６
ｄ）を用いた。
【００４０】図４に示すようにフレキシブル支持体であ
る負極集電体には長さ約2000ｍ、厚み10μｍの銅箔２０
を用い、この上にグラファイトからなる層21ａを堆積さ
せた。このグラファイトからなる層21ａは、黒鉛粉末に
結着材としてN-メチル-2-ピロリドンに溶解したポリフ
ッ化ビニリデンと導電付与材を混合しペースト状にした
ものを銅箔２０の両面に塗布し、乾燥させたものであ
る。乾燥後、グラファイトが塗布された銅箔２０を、圧
縮しながら巻き取った。グラファイト層２１aの厚さは
７０μｍである。図４に示すように、銅箔２０の表面側
には左端部７ｍ、右端部６．４２ｍの未塗布部がある。
グラファイト層２１aは左端部７ｍの位置から０．４３
ｍピッチ（塗布部：０．４１ｍ、スペース：０．０２
ｍ）で形成されており、４６２０個存在する。一方、裏
面側には左端部７ｍ、右端部６．４８ｍの未塗布部があ
る。グラファイト塗布部は左端部７ｍの位置から０．４
３ｍピッチ（塗布部：０．３５ｍ、スペース：０．０８
ｍ）で形成されており、４６２０個存在する。
る負極集電体には長さ約2000ｍ、厚み10μｍの銅箔２０
を用い、この上にグラファイトからなる層21ａを堆積さ
せた。このグラファイトからなる層21ａは、黒鉛粉末に
結着材としてN-メチル-2-ピロリドンに溶解したポリフ
ッ化ビニリデンと導電付与材を混合しペースト状にした
ものを銅箔２０の両面に塗布し、乾燥させたものであ
る。乾燥後、グラファイトが塗布された銅箔２０を、圧
縮しながら巻き取った。グラファイト層２１aの厚さは
７０μｍである。図４に示すように、銅箔２０の表面側
には左端部７ｍ、右端部６．４２ｍの未塗布部がある。
グラファイト層２１aは左端部７ｍの位置から０．４３
ｍピッチ（塗布部：０．４１ｍ、スペース：０．０２
ｍ）で形成されており、４６２０個存在する。一方、裏
面側には左端部７ｍ、右端部６．４８ｍの未塗布部があ
る。グラファイト塗布部は左端部７ｍの位置から０．４
３ｍピッチ（塗布部：０．３５ｍ、スペース：０．０８
ｍ）で形成されており、４６２０個存在する。
【００４１】銅箔２０の表面側をパターニングするた
め、図１の遮蔽部材（9aと9b）のピッチを０．４３ｍ、
スリット（開口部）は銅箔の進行方向に５ｃｍ幅、進行
方向に対し垂直方向に０．１６ｍ幅になるように構成し
た。
め、図１の遮蔽部材（9aと9b）のピッチを０．４３ｍ、
スリット（開口部）は銅箔の進行方向に５ｃｍ幅、進行
方向に対し垂直方向に０．１６ｍ幅になるように構成し
た。
【００４２】上記パターニングされたグラファイト層２
１ａの上に、真空蒸着法によりＳｉＬｉ層（厚さ３μ
ｍ）２１ｂをパターニング成膜する。銅箔２０の初期設
置状態として、図１に示す真空成膜装置の巻き出しロー
ラー２ａに先に作成した銅箔２０を取り付け、同時に銅
箔２０をガイドローラー３ａに沿って銅箔２０を移動さ
せ、銅箔２０の先端を巻き取りローラー２ｂに取り付
け、全部又は一部のローラーを駆動させて銅箔２０に適
度なテンションを与え、銅箔２０を弛みや撓みを生じる
ことなく蒸発源（６ａ、６ｂ）上に平面状に設置した。
遮蔽部材（9a、9b）と銅箔２０の隙間は０．５ｍｍとし
た。蒸発源（６ａ、６ｂ）と銅箔２０との距離は、25cm
とした。
１ａの上に、真空蒸着法によりＳｉＬｉ層（厚さ３μ
ｍ）２１ｂをパターニング成膜する。銅箔２０の初期設
置状態として、図１に示す真空成膜装置の巻き出しロー
ラー２ａに先に作成した銅箔２０を取り付け、同時に銅
箔２０をガイドローラー３ａに沿って銅箔２０を移動さ
せ、銅箔２０の先端を巻き取りローラー２ｂに取り付
け、全部又は一部のローラーを駆動させて銅箔２０に適
度なテンションを与え、銅箔２０を弛みや撓みを生じる
ことなく蒸発源（６ａ、６ｂ）上に平面状に設置した。
遮蔽部材（9a、9b）と銅箔２０の隙間は０．５ｍｍとし
た。蒸発源（６ａ、６ｂ）と銅箔２０との距離は、25cm
とした。
【００４３】真空排気装置18を作動させ、真空チャンバ
ー内を1ｘ10-４Paの真空度まで排気した後、成膜を行っ
た。
ー内を1ｘ10-４Paの真空度まで排気した後、成膜を行っ
た。
【００４４】全てのローラーを駆動させることで、任意
の速度で銅箔２０を走行させた。銅箔２０の表面側のグ
ラファイト層２１ａ上へのＳｉＬｉ層（厚さ３μｍ）２
１ｂの正確な成膜は、銅箔２０の走行に伴い、銅箔２０
の表面上のグラファイト層２１ａの端部を位置検出器７
ａで認識し走行スピードを制御し、先に説明したシャッ
ター（８ａ、８ｂ）を開閉する成膜方法にて行った。成
膜後、ガス導入バルブ19を用いてArガスをチャンバー内
に導入しチャンバーを開け、巻き取りローラー２ｂに巻
き取られた銅箔２０を取り出した。
の速度で銅箔２０を走行させた。銅箔２０の表面側のグ
ラファイト層２１ａ上へのＳｉＬｉ層（厚さ３μｍ）２
１ｂの正確な成膜は、銅箔２０の走行に伴い、銅箔２０
の表面上のグラファイト層２１ａの端部を位置検出器７
ａで認識し走行スピードを制御し、先に説明したシャッ
ター（８ａ、８ｂ）を開閉する成膜方法にて行った。成
膜後、ガス導入バルブ19を用いてArガスをチャンバー内
に導入しチャンバーを開け、巻き取りローラー２ｂに巻
き取られた銅箔２０を取り出した。
【００４５】次に上記取り出した銅箔２０の裏面側にパ
ターニングを行う。銅箔２０の裏面側をパターニングす
るために遮蔽部材（9cと9d）のピッチを０．４３ｍ、ス
リット（開口部）は銅箔の進行方向に５ｃｍ幅、進行方
向に対し垂直方向に０．１６ｍ幅になるように構成し
た。
ターニングを行う。銅箔２０の裏面側をパターニングす
るために遮蔽部材（9cと9d）のピッチを０．４３ｍ、ス
リット（開口部）は銅箔の進行方向に５ｃｍ幅、進行方
向に対し垂直方向に０．１６ｍ幅になるように構成し
た。
【００４６】真空排気装置18を作動させ、真空チャンバ
ー内を1ｘ10-４Paの真空度まで排気した後、成膜を行っ
た。
ー内を1ｘ10-４Paの真空度まで排気した後、成膜を行っ
た。
【００４７】銅箔２０の裏面側のグラファイト層２１ａ
へのＳｉＬｉ層（厚さ３μｍ）２１ｂの正確な成膜は銅
箔２０の走行に伴い、銅箔２０の裏面上のグラファイト
層２１ａの端部を位置検出器７ｂで認識し走行スピード
を制御し、先に説明したシャッター（８ａ、８ｂ）を開
閉する成膜方法にてＳｉＬｉ合金層（厚さ３μｍ）２１
ｂをグラファイト層２１ａの上にパターニング成膜し、
巻き取りローラー２ｂを使って銅箔20を巻き取った。成
膜後、ガス導入バルブ19を用いてArガスをチャンバー内
に導入しチャンバーを開け、巻き取りローラー２ｂに巻
き取られた銅箔２０を取り出した。
へのＳｉＬｉ層（厚さ３μｍ）２１ｂの正確な成膜は銅
箔２０の走行に伴い、銅箔２０の裏面上のグラファイト
層２１ａの端部を位置検出器７ｂで認識し走行スピード
を制御し、先に説明したシャッター（８ａ、８ｂ）を開
閉する成膜方法にてＳｉＬｉ合金層（厚さ３μｍ）２１
ｂをグラファイト層２１ａの上にパターニング成膜し、
巻き取りローラー２ｂを使って銅箔20を巻き取った。成
膜後、ガス導入バルブ19を用いてArガスをチャンバー内
に導入しチャンバーを開け、巻き取りローラー２ｂに巻
き取られた銅箔２０を取り出した。
【００４８】上記のように作製した銅箔上の負極パター
ンの状態を図５に示す。銅箔20の表面側には設計通り左
端部７ｍ、右端部６．４２ｍの未蒸着部を確認した。Ｓ
ｉＬｉ層（厚さ３μｍ）21ｂはグラファイト層21a上に
正確に形成され、左端部７ｍの位置から０．４３ｍピッ
チ（塗布部：０．４１ｍ、スペース：０．０２ｍ）であ
り、全ての負極のパターニング（４６２０個）が達成で
きたことを確認した。一方、裏面側には設計通り左端部
７ｍ、右端部６．４８ｍの未蒸着部を確認した。ＳｉＬ
ｉ層（厚さ３μｍ）21ｂはグラファイト層21a上に正確
に形成され左端部７ｍの位置から０．４３ｍピッチ（塗
布部：０．３５ｍ、スペース：０．０８ｍ）で形成され
ており、全ての負極のパターニング（４６２０個）が達
成できたことを確認した。
ンの状態を図５に示す。銅箔20の表面側には設計通り左
端部７ｍ、右端部６．４２ｍの未蒸着部を確認した。Ｓ
ｉＬｉ層（厚さ３μｍ）21ｂはグラファイト層21a上に
正確に形成され、左端部７ｍの位置から０．４３ｍピッ
チ（塗布部：０．４１ｍ、スペース：０．０２ｍ）であ
り、全ての負極のパターニング（４６２０個）が達成で
きたことを確認した。一方、裏面側には設計通り左端部
７ｍ、右端部６．４８ｍの未蒸着部を確認した。ＳｉＬ
ｉ層（厚さ３μｍ）21ｂはグラファイト層21a上に正確
に形成され左端部７ｍの位置から０．４３ｍピッチ（塗
布部：０．３５ｍ、スペース：０．０８ｍ）で形成され
ており、全ての負極のパターニング（４６２０個）が達
成できたことを確認した。
【００４９】（比較例１）比較例１では、パターンマス
クと銅箔を重ね同期させながら走行させ、パターンマス
クの開口部を通して銅箔上に電極のパターニングを試み
た。グラファイトが形成された銅箔20は、実施例１に用
いたものを適用した。尚、パターンマスクとの位置合わ
せを行うために合マーク22（穴）が適宜設けられてい
る。また、パターンマスクは厚さ約２０ミクロン、幅
０．２４ｍ、長さ約２０００ｍの銅箔から開口部22を作
成し、表面にニッケルメッキしたNiメッキ銅箔２４を用
いた。図６（ａ）に銅箔表面側のグラファイト層のパタ
ーン及び図６（ｂ）に銅箔の表面側にパターニングする
ためのパターンマスクの概略を示す。パターンマスクに
も銅箔２０との位置合わせ用の合マーク２２が設けられ
ている。図７（ａ）に銅箔２０の裏面側のグラファイト
層２１ａのパターン及び図７（ｂ）に銅箔２０の裏面側
にパターニングするためのパターンマスクの概略を示
す。パターンマスクにも銅箔２０との位置合わせ用の合
マーク２２が設けられている。
クと銅箔を重ね同期させながら走行させ、パターンマス
クの開口部を通して銅箔上に電極のパターニングを試み
た。グラファイトが形成された銅箔20は、実施例１に用
いたものを適用した。尚、パターンマスクとの位置合わ
せを行うために合マーク22（穴）が適宜設けられてい
る。また、パターンマスクは厚さ約２０ミクロン、幅
０．２４ｍ、長さ約２０００ｍの銅箔から開口部22を作
成し、表面にニッケルメッキしたNiメッキ銅箔２４を用
いた。図６（ａ）に銅箔表面側のグラファイト層のパタ
ーン及び図６（ｂ）に銅箔の表面側にパターニングする
ためのパターンマスクの概略を示す。パターンマスクに
も銅箔２０との位置合わせ用の合マーク２２が設けられ
ている。図７（ａ）に銅箔２０の裏面側のグラファイト
層２１ａのパターン及び図７（ｂ）に銅箔２０の裏面側
にパターニングするためのパターンマスクの概略を示
す。パターンマスクにも銅箔２０との位置合わせ用の合
マーク２２が設けられている。
【００５０】図８に比較例１に用いた真空成膜装置の内
部構成を示す。基本的には銅箔２０の走行機構と上記銅
箔と同期させ走行させるマスク移動機構からなる。銅箔
２０の巻き出しから巻き取りまでは、銅箔２０を巻き出
すための巻き出しローラー２ａ、銅箔２０のキャンロー
ラー１７ａへの誘導のために設けられたガイドローラー
１４ａ、銅箔２０とパターンマスク（１２ａ又は１２
ｂ）との密着と同期させながら行う成膜精度を上げるた
めのキャンローラー１７ａ、キャンローラー１７ａから
送られる銅箔２０を巻き取りローラーに精度よく走行さ
せるためのガイドローラー１４ｂ、ガイドローラー１４
ｂから送られてくる銅箔２０を巻き取るための巻き取り
ローラー２ｂから構成されている。パターンマスク（１
２ａ又は１２ｂ）の巻き出しから巻き取りまでは、上記
パターンマスクを巻き出すための巻き出しりローラー１
３ａ、上記パターンマスク（１２ａ又は１２ｂ）のキャ
ンローラー１７ａへの誘導のために設けられたガイドロ
ーラー１５ａ、ガイドローラー１５aから送られてくる
上記パターンマスク（１２ａ又は１２ｂ）を巻き取るた
めの巻き取りローラー１３ｂから構成されている。ま
た、蒸発源6aとキャンローラー17aの最下部との距離は2
5ｃｍとした。
部構成を示す。基本的には銅箔２０の走行機構と上記銅
箔と同期させ走行させるマスク移動機構からなる。銅箔
２０の巻き出しから巻き取りまでは、銅箔２０を巻き出
すための巻き出しローラー２ａ、銅箔２０のキャンロー
ラー１７ａへの誘導のために設けられたガイドローラー
１４ａ、銅箔２０とパターンマスク（１２ａ又は１２
ｂ）との密着と同期させながら行う成膜精度を上げるた
めのキャンローラー１７ａ、キャンローラー１７ａから
送られる銅箔２０を巻き取りローラーに精度よく走行さ
せるためのガイドローラー１４ｂ、ガイドローラー１４
ｂから送られてくる銅箔２０を巻き取るための巻き取り
ローラー２ｂから構成されている。パターンマスク（１
２ａ又は１２ｂ）の巻き出しから巻き取りまでは、上記
パターンマスクを巻き出すための巻き出しりローラー１
３ａ、上記パターンマスク（１２ａ又は１２ｂ）のキャ
ンローラー１７ａへの誘導のために設けられたガイドロ
ーラー１５ａ、ガイドローラー１５aから送られてくる
上記パターンマスク（１２ａ又は１２ｂ）を巻き取るた
めの巻き取りローラー１３ｂから構成されている。ま
た、蒸発源6aとキャンローラー17aの最下部との距離は2
5ｃｍとした。
【００５１】先ず、上記銅箔の表面側のパターニングさ
れたグラファイト層２１ａの上に、真空蒸着法によりＳ
ｉＬｉ層２１ｂ（厚さ３μｍ）をパターニング成膜す
る。銅箔２０の初期設置状態として、図８に示す巻き出
しローラー２ａに先に作製した銅箔２０の巻心を、パタ
ーンマスク巻き出しローラー１３ａに先に作製したパタ
ーンマスク１２ａ（表面側用：図６（ｂ））を取り付け
た。銅箔２０とパターンマスク１２ａとを合マーク２２
を合わせ密着させながらキャンローラー１７ａに沿って
移動させ、それぞれガイドローラー（１４ｂ、１５ｂ）
を使って、それぞれの巻き取りローラー（２ｂ，１３
ｂ）に銅箔２０とパターンマスク１２ａの先端を取り付
けた。全部又は一部のローラーを駆動させて銅箔２０と
パターンマスク１２ａに適度なテンションを与え、銅箔
２０とパターンマスクとを弛みや撓みを生じさせること
なく蒸発源６ａ上のキャンローラー１７ａに密着させ
た。
れたグラファイト層２１ａの上に、真空蒸着法によりＳ
ｉＬｉ層２１ｂ（厚さ３μｍ）をパターニング成膜す
る。銅箔２０の初期設置状態として、図８に示す巻き出
しローラー２ａに先に作製した銅箔２０の巻心を、パタ
ーンマスク巻き出しローラー１３ａに先に作製したパタ
ーンマスク１２ａ（表面側用：図６（ｂ））を取り付け
た。銅箔２０とパターンマスク１２ａとを合マーク２２
を合わせ密着させながらキャンローラー１７ａに沿って
移動させ、それぞれガイドローラー（１４ｂ、１５ｂ）
を使って、それぞれの巻き取りローラー（２ｂ，１３
ｂ）に銅箔２０とパターンマスク１２ａの先端を取り付
けた。全部又は一部のローラーを駆動させて銅箔２０と
パターンマスク１２ａに適度なテンションを与え、銅箔
２０とパターンマスクとを弛みや撓みを生じさせること
なく蒸発源６ａ上のキャンローラー１７ａに密着させ
た。
【００５２】全てのローラーを駆動させることで、任意
の速度で銅箔２０とパターンマスク１２ａとを同期させ
ながら走行させ、シャッター機構を用いることなく蒸発
源から連続的にＳｉＬｉを蒸発させた。約１２００ｍ成
膜したところで、パターンマスク12aが切れてしまっ
た。成膜後、ガス導入バルブ19を用いてArガスをチャン
バー内に導入しチャンバーを開け、巻き取りローラー２
ｂに巻き取られた銅箔２０を取り出した。成膜できた部
分の銅箔２０上のパターンを観察したところ、グラファ
イト上の一部分にＳｉＬｉ層のない部分があり、グラフ
ァイト上以外の領域にもＳｉＬｉ層が形成されたことが
分かった。これは、走行中に銅箔２０とパターンマスク
１２ａとがずれを起こしたためである。また、銅箔２０
の薄膜層の表面の一部に傷や剥がれが観察された。これ
は、銅箔２０とパターンマスク１２ａを密着させて走行
させているため、ずれを起こした時に薄膜を削っている
ためである。次に、上記銅箔の裏面側のパターニングさ
れたグラファイト層２１ａの上に、真空蒸着法によりＳ
ｉＬｉからなる活物質をパターニング成膜した。銅箔２
０の初期設置状態として、図８に示す巻き出しローラー
２ａに先に作製した銅箔２０の巻心を、パターンマスク
巻き出しローラー１３ａに先に作製したパターンマスク
１２ｂ（裏面側用：図７（ａ））を取り付けた。銅箔２
０とパターンマスク１２ａとを合マークを合わせ密着さ
せながらキャンローラー17ａに沿って移動させ、それぞ
れガイドローラー（１４ｂ、１５ｂ）を使って、それぞ
れの巻き取りローラー（２ｂ，１３ｂ）に銅箔２０とパ
ターンマスク１２ｂの先端を取り付けた。全部又は一部
のローラーを駆動させて銅箔２０とパターンマスク１２
ｂに適度なテンションを与え、銅箔２０とパターンマス
クとを弛みや撓みを生じさせることなく蒸発源６ａ上の
キャンローラー１７ａに密着させた。
の速度で銅箔２０とパターンマスク１２ａとを同期させ
ながら走行させ、シャッター機構を用いることなく蒸発
源から連続的にＳｉＬｉを蒸発させた。約１２００ｍ成
膜したところで、パターンマスク12aが切れてしまっ
た。成膜後、ガス導入バルブ19を用いてArガスをチャン
バー内に導入しチャンバーを開け、巻き取りローラー２
ｂに巻き取られた銅箔２０を取り出した。成膜できた部
分の銅箔２０上のパターンを観察したところ、グラファ
イト上の一部分にＳｉＬｉ層のない部分があり、グラフ
ァイト上以外の領域にもＳｉＬｉ層が形成されたことが
分かった。これは、走行中に銅箔２０とパターンマスク
１２ａとがずれを起こしたためである。また、銅箔２０
の薄膜層の表面の一部に傷や剥がれが観察された。これ
は、銅箔２０とパターンマスク１２ａを密着させて走行
させているため、ずれを起こした時に薄膜を削っている
ためである。次に、上記銅箔の裏面側のパターニングさ
れたグラファイト層２１ａの上に、真空蒸着法によりＳ
ｉＬｉからなる活物質をパターニング成膜した。銅箔２
０の初期設置状態として、図８に示す巻き出しローラー
２ａに先に作製した銅箔２０の巻心を、パターンマスク
巻き出しローラー１３ａに先に作製したパターンマスク
１２ｂ（裏面側用：図７（ａ））を取り付けた。銅箔２
０とパターンマスク１２ａとを合マークを合わせ密着さ
せながらキャンローラー17ａに沿って移動させ、それぞ
れガイドローラー（１４ｂ、１５ｂ）を使って、それぞ
れの巻き取りローラー（２ｂ，１３ｂ）に銅箔２０とパ
ターンマスク１２ｂの先端を取り付けた。全部又は一部
のローラーを駆動させて銅箔２０とパターンマスク１２
ｂに適度なテンションを与え、銅箔２０とパターンマス
クとを弛みや撓みを生じさせることなく蒸発源６ａ上の
キャンローラー１７ａに密着させた。
【００５３】真空排気装置18を作動させ、真空チャンバ
ー内を1ｘ10-４Paの真空度まで排気した後、成膜を行っ
た。
ー内を1ｘ10-４Paの真空度まで排気した後、成膜を行っ
た。
【００５４】全てのローラーを駆動させることで、任意
の速度で銅箔２０とパターンマスク１２ａとを同期させ
ながら走行させ、シャッター機構を用いることなく蒸発
源から連続的にＳｉＬｉを蒸発させた。約５００メート
ル成膜したところで、パターンマスクが切れてしまっ
た。成膜後、ガス導入バルブ19を用いてArガスをチャン
バー内に導入しチャンバーを開け、巻き取りローラー２
ｂに巻き取られた銅箔２０を取り出した。成膜できた部
分の銅箔２０上のパターンを観察したところ、グラファ
イト上の一部分にＳｉＬｉ層のない部分があり、グラフ
ァイト上以外の領域にもＳｉＬｉ層が形成されたことが
分かった。これは、走行中に銅箔２０とパターンマスク
１２ｂとがずれを起こしたためである。また、銅箔２０
の薄膜層の膜面の一部に傷や剥がれが観察された。これ
は、銅箔２０とパターンマスク１２ｂを密着させて走行
させているため、ずれを起こした時に薄膜を削っている
ためである。
の速度で銅箔２０とパターンマスク１２ａとを同期させ
ながら走行させ、シャッター機構を用いることなく蒸発
源から連続的にＳｉＬｉを蒸発させた。約５００メート
ル成膜したところで、パターンマスクが切れてしまっ
た。成膜後、ガス導入バルブ19を用いてArガスをチャン
バー内に導入しチャンバーを開け、巻き取りローラー２
ｂに巻き取られた銅箔２０を取り出した。成膜できた部
分の銅箔２０上のパターンを観察したところ、グラファ
イト上の一部分にＳｉＬｉ層のない部分があり、グラフ
ァイト上以外の領域にもＳｉＬｉ層が形成されたことが
分かった。これは、走行中に銅箔２０とパターンマスク
１２ｂとがずれを起こしたためである。また、銅箔２０
の薄膜層の膜面の一部に傷や剥がれが観察された。これ
は、銅箔２０とパターンマスク１２ｂを密着させて走行
させているため、ずれを起こした時に薄膜を削っている
ためである。
【００５５】以上のように、従来のパターンマスクと銅
箔とを同期（走行）させて行う成膜方法では、二次電池
用の電極のパターニングは達成できなかった。
箔とを同期（走行）させて行う成膜方法では、二次電池
用の電極のパターニングは達成できなかった。
【００５６】従来のパターンマスクと銅箔とを同期（走
行）させて行う成膜方法では、支持体用の走行手段に加
えて、パターンマスク用の走行手段も真空成膜装置に備
える必要があり、装置の構成が煩雑であった。一方、実
施例１に係る真空成膜装置においては、パターンマスク
を用いないため、パターンマスク用の走行手段を備える
必要がなく、装置の構成をより単純化させることが可能
となる。
行）させて行う成膜方法では、支持体用の走行手段に加
えて、パターンマスク用の走行手段も真空成膜装置に備
える必要があり、装置の構成が煩雑であった。一方、実
施例１に係る真空成膜装置においては、パターンマスク
を用いないため、パターンマスク用の走行手段を備える
必要がなく、装置の構成をより単純化させることが可能
となる。
【００５７】また、従来のパターンマスクと銅箔とを同
期（走行）させて行う成膜方法では、支持体およびパタ
ーンマスク双方の走行の制御が必要となる。さらに、走
行している支持体に対するパターンマスクの位置を確認
する必要もある。そのため、所望の位置に精確に成膜す
ることは困難である。一方、実施例１にかかる真空成膜
装置においては、遮蔽部材は固定されており、走行する
構成要素は支持体のみである。また、支持体上の成膜す
べき位置は位置検出器により精確に認識され、その情報
に基づいてシャッター機構は制御される。その結果、支
持体に精度良く成膜することができる。
期（走行）させて行う成膜方法では、支持体およびパタ
ーンマスク双方の走行の制御が必要となる。さらに、走
行している支持体に対するパターンマスクの位置を確認
する必要もある。そのため、所望の位置に精確に成膜す
ることは困難である。一方、実施例１にかかる真空成膜
装置においては、遮蔽部材は固定されており、走行する
構成要素は支持体のみである。また、支持体上の成膜す
べき位置は位置検出器により精確に認識され、その情報
に基づいてシャッター機構は制御される。その結果、支
持体に精度良く成膜することができる。
【００５８】（実施例２）本実施例２においては、非水
電解液二次電池用の負極としてパターニングされたグラ
ファイト上にシリコン−リチウム合金（ＳｉＬｉ）から
なる薄膜層を真空一貫で両面にパターニングするための
真空成膜装置とそれを使ったパターニング方法を説明す
る。
電解液二次電池用の負極としてパターニングされたグラ
ファイト上にシリコン−リチウム合金（ＳｉＬｉ）から
なる薄膜層を真空一貫で両面にパターニングするための
真空成膜装置とそれを使ったパターニング方法を説明す
る。
【００５９】グラファイトが付いた銅箔は、実施例1と
同様のものを用いた。図９は、図４の銅箔20の両面の所
定の位置（グラファイト層21a）にＳｉＬｉ層21bを形成
するための真空蒸着装置の内部構成を示す概略図であ
る。銅箔20の巻き出しから巻き取りまでは、銅箔20を巻
き出すための巻き出しローラー２ａ、銅箔20を高精度に
移動させ、蒸発源（6a、6b）からの蒸発物を銅箔20の表
面側の銅箔20上に正確に成膜するために設けられた二つ
のガイドローラー３ａ、ガイドローラー３ａから送られ
てきた銅箔20を高精度に移動させ、銅箔20の裏面側を蒸
発源（6c、6d）に向けるために設けた二つのガイドロー
ラー４ａ、ガイドローラー４ａから送られる銅箔20のス
ピードを変えることが可能で、裏面側の目的の位置に成
膜するために設けられたダンサローラー５、ダンサロー
ラー５への銅箔20の送りを担うガイドローラー４ｂ、ダ
ンサローラー５から送られてくる銅箔20をガイドローラ
ー３ｂに正確に送ることを目的とするガイドローラー４
ｃ、ダンサローラー５から送られる動箔20の裏面側の目
的の位置に成膜するために設けられた二つのガイドロー
ラー３ｂ、ガイドローラー３ｂから送られてくる両面に
シリコン薄膜がパターニングされた銅箔20を巻き取るた
めの巻き取りローラー２ｂから構成されている。また、
銅箔２０上のグラファイト層２１ａの位置を正確に把握
し、グラファイト上に正確に成膜するために、銅箔面と
グラファイト塗布面の光の反射率を利用した位置検出器
（7a、7b）を成膜前の工程に設置した。銅箔２０の表面
側をパターニングするための遮蔽部材（9aと9b）のピッ
チは０．４３ｍ、スリット幅（開口部）はそれぞれ進行
方向に５ｃｍ幅、進行方向に対し垂直方向に0.16ｍ幅に
なるように構成した。一方、銅箔２０の裏面側をパター
ニングするための遮蔽部材（9cと9d）のピッチは０．４
３ｍ、スリット幅（開口部）はそれぞれ５ｃｍ幅、進行
方向に対し垂直方向に0.16ｍ幅になるように設置した。
同様のものを用いた。図９は、図４の銅箔20の両面の所
定の位置（グラファイト層21a）にＳｉＬｉ層21bを形成
するための真空蒸着装置の内部構成を示す概略図であ
る。銅箔20の巻き出しから巻き取りまでは、銅箔20を巻
き出すための巻き出しローラー２ａ、銅箔20を高精度に
移動させ、蒸発源（6a、6b）からの蒸発物を銅箔20の表
面側の銅箔20上に正確に成膜するために設けられた二つ
のガイドローラー３ａ、ガイドローラー３ａから送られ
てきた銅箔20を高精度に移動させ、銅箔20の裏面側を蒸
発源（6c、6d）に向けるために設けた二つのガイドロー
ラー４ａ、ガイドローラー４ａから送られる銅箔20のス
ピードを変えることが可能で、裏面側の目的の位置に成
膜するために設けられたダンサローラー５、ダンサロー
ラー５への銅箔20の送りを担うガイドローラー４ｂ、ダ
ンサローラー５から送られてくる銅箔20をガイドローラ
ー３ｂに正確に送ることを目的とするガイドローラー４
ｃ、ダンサローラー５から送られる動箔20の裏面側の目
的の位置に成膜するために設けられた二つのガイドロー
ラー３ｂ、ガイドローラー３ｂから送られてくる両面に
シリコン薄膜がパターニングされた銅箔20を巻き取るた
めの巻き取りローラー２ｂから構成されている。また、
銅箔２０上のグラファイト層２１ａの位置を正確に把握
し、グラファイト上に正確に成膜するために、銅箔面と
グラファイト塗布面の光の反射率を利用した位置検出器
（7a、7b）を成膜前の工程に設置した。銅箔２０の表面
側をパターニングするための遮蔽部材（9aと9b）のピッ
チは０．４３ｍ、スリット幅（開口部）はそれぞれ進行
方向に５ｃｍ幅、進行方向に対し垂直方向に0.16ｍ幅に
なるように構成した。一方、銅箔２０の裏面側をパター
ニングするための遮蔽部材（9cと9d）のピッチは０．４
３ｍ、スリット幅（開口部）はそれぞれ５ｃｍ幅、進行
方向に対し垂直方向に0.16ｍ幅になるように設置した。
【００６０】上記パターニングされたグラファイト層２
１ａの上に、真空蒸着法によりＳｉＬｉ層（厚さ３μ
ｍ）21bをパターニング成膜する。銅箔20の初期設置状
態として、図９に示す真空成膜装置の巻き出しローラー
２ａに先に作成した銅箔２０の巻心を取り付け、同時に
銅箔２０をガイドローラー３ａ→ガイドローラー４ａ→
ガイドローラー４ｂ→ダンサローラー５→ガイドローラ
ー４ｃ →ガイドローラー３ｂに沿って銅箔２０を移動
させ、銅箔２０の先端を巻き取りローラー２ｂに取り付
け、全部又は一部のローラーを駆動させて銅箔２０に適
度なテンションを与え、銅箔２０を弛みや撓みを生じる
ことなく蒸発源上に平面状に設置した。遮蔽部材（9a、
9b、9c、9d）と銅箔２０の隙間は０．５ｍｍとした。ま
た、蒸発源（6a、6b、6c、6d）と銅箔20間の距離は25cm
とした。
１ａの上に、真空蒸着法によりＳｉＬｉ層（厚さ３μ
ｍ）21bをパターニング成膜する。銅箔20の初期設置状
態として、図９に示す真空成膜装置の巻き出しローラー
２ａに先に作成した銅箔２０の巻心を取り付け、同時に
銅箔２０をガイドローラー３ａ→ガイドローラー４ａ→
ガイドローラー４ｂ→ダンサローラー５→ガイドローラ
ー４ｃ →ガイドローラー３ｂに沿って銅箔２０を移動
させ、銅箔２０の先端を巻き取りローラー２ｂに取り付
け、全部又は一部のローラーを駆動させて銅箔２０に適
度なテンションを与え、銅箔２０を弛みや撓みを生じる
ことなく蒸発源上に平面状に設置した。遮蔽部材（9a、
9b、9c、9d）と銅箔２０の隙間は０．５ｍｍとした。ま
た、蒸発源（6a、6b、6c、6d）と銅箔20間の距離は25cm
とした。
【００６１】真空排気装置18を作動させ、真空チャンバ
ー内を1ｘ10-４Paの真空度まで排気した後、成膜を行っ
た。
ー内を1ｘ10-４Paの真空度まで排気した後、成膜を行っ
た。
【００６２】全てのローラーを駆動させることで、任意
の速度で銅箔２０を走行させた。銅箔２０の表面側のグ
ラファイト層２１ａ上へのＳｉＬｉ層（厚さ３μｍ）２
１ｂの正確な成膜は、銅箔２０の走行に伴い、銅箔２０
の表面上のグラファイト層２１ａの端部を位置検出器７
ａで認識し走行スピードを制御し、先に説明したシャッ
ター（８ａ、８ｂ）を開閉する成膜方法にて行った。銅
箔２０の裏面側のグラファイト層２１ａへのＳｉＬｉ層
２１ｂの正確な成膜は銅箔２０の走行に伴い、銅箔２０
の裏面上のグラファイト層２１ａの端部を位置検出器７
ｂで認識し走行スピードを制御し、先に説明したシャッ
ター（８ｃ、８ｄ）を開閉する成膜方法にてＳｉＬｉ層
２１ｂをグラファイト層２１ａの上にパターニング成膜
し、巻き取りローラー２ｂを使って銅箔20を巻き取っ
た。成膜後、ガス導入バルブ19を用いてArガスをチャン
バー内に導入しチャンバーを開け、巻き取りローラー２
ｂに巻き取られた銅箔２０を取り出した。
の速度で銅箔２０を走行させた。銅箔２０の表面側のグ
ラファイト層２１ａ上へのＳｉＬｉ層（厚さ３μｍ）２
１ｂの正確な成膜は、銅箔２０の走行に伴い、銅箔２０
の表面上のグラファイト層２１ａの端部を位置検出器７
ａで認識し走行スピードを制御し、先に説明したシャッ
ター（８ａ、８ｂ）を開閉する成膜方法にて行った。銅
箔２０の裏面側のグラファイト層２１ａへのＳｉＬｉ層
２１ｂの正確な成膜は銅箔２０の走行に伴い、銅箔２０
の裏面上のグラファイト層２１ａの端部を位置検出器７
ｂで認識し走行スピードを制御し、先に説明したシャッ
ター（８ｃ、８ｄ）を開閉する成膜方法にてＳｉＬｉ層
２１ｂをグラファイト層２１ａの上にパターニング成膜
し、巻き取りローラー２ｂを使って銅箔20を巻き取っ
た。成膜後、ガス導入バルブ19を用いてArガスをチャン
バー内に導入しチャンバーを開け、巻き取りローラー２
ｂに巻き取られた銅箔２０を取り出した。
【００６３】上記のように作製した銅箔上の負極パター
ンの状態を図6に示す。銅箔の表面側には設計通り左端
部７ｍ、右端部６．４２ｍの未蒸着部を確認した。Ｓｉ
Ｌｉ層（３μｍ）21ｂはグラファイト層21a上に正確に
形成され、左端部７ｍの位置から０．４３ｍピッチ（塗
布部：０．４１ｍ、スペース：０．０２ｍ）であり、４
６２０個のSiLi層２１ｂが形成された負極の存在を確認
した。一方、裏面側には設計通り左端部７ｍ、右端部
６．４８ｍの未蒸着部を確認した。ＳｉＬｉ層21ｂはグ
ラファイト層２１ａ上に正確に形成され左端部７ｍの位
置から０．４３ｍピッチ（塗布部：０．３５ｍ、スペー
ス：０．０８ｍ）で形成されており、４６２０個のSiLi
層２１ｂが形成された負極の存在を確認した。
ンの状態を図6に示す。銅箔の表面側には設計通り左端
部７ｍ、右端部６．４２ｍの未蒸着部を確認した。Ｓｉ
Ｌｉ層（３μｍ）21ｂはグラファイト層21a上に正確に
形成され、左端部７ｍの位置から０．４３ｍピッチ（塗
布部：０．４１ｍ、スペース：０．０２ｍ）であり、４
６２０個のSiLi層２１ｂが形成された負極の存在を確認
した。一方、裏面側には設計通り左端部７ｍ、右端部
６．４８ｍの未蒸着部を確認した。ＳｉＬｉ層21ｂはグ
ラファイト層２１ａ上に正確に形成され左端部７ｍの位
置から０．４３ｍピッチ（塗布部：０．３５ｍ、スペー
ス：０．０８ｍ）で形成されており、４６２０個のSiLi
層２１ｂが形成された負極の存在を確認した。
【００６４】（比較例２）比較例２においては、比較例
１に示パターンマスクと銅箔とを同期させ走行し、真空
一貫で銅箔の両面に負極をパターニングすることを試み
た。
１に示パターンマスクと銅箔とを同期させ走行し、真空
一貫で銅箔の両面に負極をパターニングすることを試み
た。
【００６５】グラファイトが形成された銅箔とパターン
マスクは、比較例１に用いたものを用いた。
マスクは、比較例１に用いたものを用いた。
【００６６】図１０に比較例２に用いた真空一貫で銅箔
の両面に負極を形成するための真空成膜装置の内部構成
を示す。銅箔２０の巻き出しから巻き取りまでは、銅箔
２０の巻き出しローラー２ａ、銅箔２０とパターンマス
ク（１２ａ又は１２ｂ）との密着を保ちながら蒸発源
（６ａ、６ｂ）からの蒸発物を成膜するためのキャンロ
ーラー１７ａ、キャンローラー１７ａから送られる銅箔
２０を高精度に移動させ、銅箔２０の裏面側を蒸発源
（6c、6d）に向けるために設けた二つのガイドローラー
４ａ、ガイドローラー４ａから送られる銅箔２０のスピ
ードを変えることが可能で、裏面側の目的の位置に成膜
するために設けられたダンサローラー５、ダンサローラ
ー５への銅箔２０の送りを担うガイドローラー４ｂ、ダ
ンサローラー５から送られてくる銅箔２０をキャンロー
ラー17bに正確に送ることを目的とするガイドローラー
４ｃ、ダンサローラー５から送られる銅箔２０とパター
ンマスク１２ｂとの密着を保ちながら蒸発源（６ｃ、６
ｄ）からの蒸発物を銅箔２０の裏面側に成膜するための
キャンローラー１７ｂ、キャンローラー１７ｂから送ら
れてくる両面にＳｉＬｉ薄膜がパターニングされた銅箔
２０を巻き取るための巻き取りローラー２ｂから構成さ
れている。
の両面に負極を形成するための真空成膜装置の内部構成
を示す。銅箔２０の巻き出しから巻き取りまでは、銅箔
２０の巻き出しローラー２ａ、銅箔２０とパターンマス
ク（１２ａ又は１２ｂ）との密着を保ちながら蒸発源
（６ａ、６ｂ）からの蒸発物を成膜するためのキャンロ
ーラー１７ａ、キャンローラー１７ａから送られる銅箔
２０を高精度に移動させ、銅箔２０の裏面側を蒸発源
（6c、6d）に向けるために設けた二つのガイドローラー
４ａ、ガイドローラー４ａから送られる銅箔２０のスピ
ードを変えることが可能で、裏面側の目的の位置に成膜
するために設けられたダンサローラー５、ダンサローラ
ー５への銅箔２０の送りを担うガイドローラー４ｂ、ダ
ンサローラー５から送られてくる銅箔２０をキャンロー
ラー17bに正確に送ることを目的とするガイドローラー
４ｃ、ダンサローラー５から送られる銅箔２０とパター
ンマスク１２ｂとの密着を保ちながら蒸発源（６ｃ、６
ｄ）からの蒸発物を銅箔２０の裏面側に成膜するための
キャンローラー１７ｂ、キャンローラー１７ｂから送ら
れてくる両面にＳｉＬｉ薄膜がパターニングされた銅箔
２０を巻き取るための巻き取りローラー２ｂから構成さ
れている。
【００６７】銅箔２０の表面側にパターニングするため
のパターンマスク１２ａの巻き出しから巻き取りまで
は、上記パターンマスクを巻き出すための巻き出しロー
ラー１３ａ、上記パターンマスクのキャンローラー１７
ａへの誘導のために設けられたガイドローラー１５ａ、
ガイドローラー１５aから送られてくる上記パターンマ
スク１２ａを巻き取りローラー１３ｂへ誘導するための
ガイドローラー１５ｂ、ガイドローラー１５ｂから送ら
れてくるパターンマスクを巻き取るための巻き取りロー
ラー１３ｂから構成されている。銅箔２０の裏面側にパ
ターニングするためのパターンマスク１２ｂの巻き出し
から巻き取りまでは、上記パターンマスクを巻き出すた
めの巻き出しローラー１３ｃ、上記パターンマスクのキ
ャンローラー１７ｂへの誘導のために設けられたガイド
ローラー１６ａ、キャンローラー１７ｂから送られてく
る上記パターンマスクを巻き取りローラー１３ｄへ誘導
するためのガイドローラー１６ｂ、ガイドローラー１６
ｂから送られてくる上記パターンマスクを巻き取るため
の巻き取りローラー１３ｄから構成されている。
のパターンマスク１２ａの巻き出しから巻き取りまで
は、上記パターンマスクを巻き出すための巻き出しロー
ラー１３ａ、上記パターンマスクのキャンローラー１７
ａへの誘導のために設けられたガイドローラー１５ａ、
ガイドローラー１５aから送られてくる上記パターンマ
スク１２ａを巻き取りローラー１３ｂへ誘導するための
ガイドローラー１５ｂ、ガイドローラー１５ｂから送ら
れてくるパターンマスクを巻き取るための巻き取りロー
ラー１３ｂから構成されている。銅箔２０の裏面側にパ
ターニングするためのパターンマスク１２ｂの巻き出し
から巻き取りまでは、上記パターンマスクを巻き出すた
めの巻き出しローラー１３ｃ、上記パターンマスクのキ
ャンローラー１７ｂへの誘導のために設けられたガイド
ローラー１６ａ、キャンローラー１７ｂから送られてく
る上記パターンマスクを巻き取りローラー１３ｄへ誘導
するためのガイドローラー１６ｂ、ガイドローラー１６
ｂから送られてくる上記パターンマスクを巻き取るため
の巻き取りローラー１３ｄから構成されている。
【００６８】銅箔の両面にパターニングされたグラファ
イト層２１ａの上に、真空蒸着法によりＳｉＬｉからな
る活物質をパターニング成膜した。銅箔２０の初期設置
状態として、図１０に示す巻き出しローラー２ａに先に
作製した銅箔２０の巻心を取り付け、同時に銅箔２０を
キャンローラー１７ａ→ガイドローラー４ａ→ガイドロ
ーラー４ｂ→ダンサローラー５→キャンローラー１７ｂ
に沿って銅箔２０を移動させ、銅箔２０の先端を巻き取
りローラー２ｂに取り付けた。
イト層２１ａの上に、真空蒸着法によりＳｉＬｉからな
る活物質をパターニング成膜した。銅箔２０の初期設置
状態として、図１０に示す巻き出しローラー２ａに先に
作製した銅箔２０の巻心を取り付け、同時に銅箔２０を
キャンローラー１７ａ→ガイドローラー４ａ→ガイドロ
ーラー４ｂ→ダンサローラー５→キャンローラー１７ｂ
に沿って銅箔２０を移動させ、銅箔２０の先端を巻き取
りローラー２ｂに取り付けた。
【００６９】パターンマスク（１２ａ、１２ｂ）の初期
状態として、パターンマスク（１２ａ、１２ｂ）をガイ
ドローラー（１５ａ、１６ａ）→キャンローラー（１７
ａ、１７ｂ）→ガイドローラー（１５ｂ、１６ｂ）に沿
って移動させ、巻き取りローラー（１３ｂ、１３ｄ）に
取り付ける。そして、パターンマスク（１２ａ、１２
ｂ）の合マーク２２を銅箔２０の合マーク２２に合わ
せ、テンションをかけ初期状態となる。
状態として、パターンマスク（１２ａ、１２ｂ）をガイ
ドローラー（１５ａ、１６ａ）→キャンローラー（１７
ａ、１７ｂ）→ガイドローラー（１５ｂ、１６ｂ）に沿
って移動させ、巻き取りローラー（１３ｂ、１３ｄ）に
取り付ける。そして、パターンマスク（１２ａ、１２
ｂ）の合マーク２２を銅箔２０の合マーク２２に合わ
せ、テンションをかけ初期状態となる。
【００７０】真空排気装置18を作動させ、真空チャンバ
ー内を1ｘ10-４Paの真空度まで排気した後、成膜を行っ
た。
ー内を1ｘ10-４Paの真空度まで排気した後、成膜を行っ
た。
【００７１】全てのローラーを駆動させることで、任意
の速度で銅箔２０とパターンマスク１２ａとを同期させ
ながら走行させ、シャッター機構を用いることなく蒸発
源から連続的にＳｉＬｉを蒸発させた。銅箔２０の表面
側の成膜では約１２００メートル成膜したところで、裏
面側の成膜では約１１００ｍ走行させたところでパター
ンマスクが切れてしまった。成膜後、ガス導入バルブ19
を用いてArガスをチャンバー内に導入しチャンバーを開
け、巻き取りローラー２ｂに巻き取られた銅箔２０を取
り出した。
の速度で銅箔２０とパターンマスク１２ａとを同期させ
ながら走行させ、シャッター機構を用いることなく蒸発
源から連続的にＳｉＬｉを蒸発させた。銅箔２０の表面
側の成膜では約１２００メートル成膜したところで、裏
面側の成膜では約１１００ｍ走行させたところでパター
ンマスクが切れてしまった。成膜後、ガス導入バルブ19
を用いてArガスをチャンバー内に導入しチャンバーを開
け、巻き取りローラー２ｂに巻き取られた銅箔２０を取
り出した。
【００７２】成膜できた部分の銅箔２０上のパターンを
観察したところ、グラファイト上の一部分にＳｉＬｉ層
のない部分があり、グラファイト上以外の領域にもＳｉ
Ｌｉ層が形成されたことが分かった。これは、走行中に
銅箔２０とパターンマスク１２ａとがずれを起こしたた
めである。また、銅箔２０の薄膜層の膜面の一部に傷や
剥がれが観察された。これは、銅箔２０とパターンマス
ク１２ａを密着させて走行させているため、ずれを起こ
した時に薄膜を削っているためである。上記５００ｍが
成膜され巻き取りローラー２ｂに巻き取られた銅箔２０
を取り出した。
観察したところ、グラファイト上の一部分にＳｉＬｉ層
のない部分があり、グラファイト上以外の領域にもＳｉ
Ｌｉ層が形成されたことが分かった。これは、走行中に
銅箔２０とパターンマスク１２ａとがずれを起こしたた
めである。また、銅箔２０の薄膜層の膜面の一部に傷や
剥がれが観察された。これは、銅箔２０とパターンマス
ク１２ａを密着させて走行させているため、ずれを起こ
した時に薄膜を削っているためである。上記５００ｍが
成膜され巻き取りローラー２ｂに巻き取られた銅箔２０
を取り出した。
【００７３】以上のように、従来のパターンマスクと銅
箔とを同期（走行）させて行う成膜方法では、二次電池
用の電極のパターニングは達成できなかった。
箔とを同期（走行）させて行う成膜方法では、二次電池
用の電極のパターニングは達成できなかった。
【００７４】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、蒸発源
から支持体への蒸発物質の移動をシャッター機構等の遮
断手段が間歇的に遮断することにより成膜が行われる。
この結果、所定のパターン形状を有する薄膜が制御性良
く安定的に形成される。遮断手段は支持体と離間して設
けられるため、マスクを用いる従来技術において生じて
いた、膜の位置ずれ、マスクに付着した蒸着物質が走行
中に剥がれることにより生じる汚染、成膜中における支
持体の切断等の問題を有効に解消することができる。
から支持体への蒸発物質の移動をシャッター機構等の遮
断手段が間歇的に遮断することにより成膜が行われる。
この結果、所定のパターン形状を有する薄膜が制御性良
く安定的に形成される。遮断手段は支持体と離間して設
けられるため、マスクを用いる従来技術において生じて
いた、膜の位置ずれ、マスクに付着した蒸着物質が走行
中に剥がれることにより生じる汚染、成膜中における支
持体の切断等の問題を有効に解消することができる。
【００７５】本発明を電池用電極の製造方法に適用すれ
ば、所望の形状にパターニングされた活物質層を安定的
に作製することができる。
ば、所望の形状にパターニングされた活物質層を安定的
に作製することができる。
【図１】実施例１で用いた真空成膜装置の内部構成の一
例を示す概略図である。
例を示す概略図である。
【図２】本発明の薄膜のパターニング工程の一例を説明
する概念図である。
する概念図である。
【図３】ガイドローラーの曲面を介して薄膜のパターニ
ング工程を行うための真空成膜装置の内部構成の一部を
示す概略図である。
ング工程を行うための真空成膜装置の内部構成の一部を
示す概略図である。
【図４】実施例１〜２及び比較例１〜２に用いた塗布に
よりグラファイトがパターニングされた銅箔の概略図で
ある。
よりグラファイトがパターニングされた銅箔の概略図で
ある。
【図５】実施例１〜２で得られたグラファイト上に蒸着
によりＳｉＬｉがパターニングされた負極の概略図であ
る。
によりＳｉＬｉがパターニングされた負極の概略図であ
る。
【図６】比較例１〜２に用いた銅箔（表面側）と対応す
るパターンマスクの概略図である。
るパターンマスクの概略図である。
【図７】比較例１〜２に用いた銅箔（裏面側）と対応す
るパターンマスクの概略図である。
るパターンマスクの概略図である。
【図８】比較例１に用いた真空成膜装置の内部構成の一
部を示す概略図である。
部を示す概略図である。
【図９】実施例２に用いた真空成膜装置の内部構成の一
部を示す概略図である。
部を示す概略図である。
【図１０】比較例２に用いた真空成膜装置の内部構成の
一部を示す概略図である。
一部を示す概略図である。
1 フレキシブル支持体
2a 巻き出しローラー
2b 巻き取りローラー
3ａ、3b ガイドローラー
4a、4b、4c ガイドローラー
5 ダンサローラー
6a、6b、6c、6d 蒸発源
7a、7b 位置検出器
8a 第１シャッター
8b 第２シャッター
8c 第３シャッター
8d 第４シャッター
9a、9b、9c、9d 遮蔽部材
10 防着板
11 回収容器
12a、12b パターンマスク
13a、13c パターンマスク巻き出しローラー
13b、13d パターンマスク巻き取りローラー
14a、14b ガイドローラー
15a、15b ガイドローラー
16a、16ｂ ガイドローラー
17a、17ｂ キャンローラー
18 真空排気装置
19 ガス導入バルブ
20 銅箔
21a グラファイト層
21b SiLi層
22 合マーク
23 パターンマスク開口部
24 Ｎｉメッキ銅箔
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 宮地 麻里子
東京都港区芝５丁目７番１号 日本電気株
式会社内
(72)発明者 三浦 環
東京都港区芝５丁目７番１号 日本電気株
式会社内
(72)発明者 森 満博
東京都港区芝５丁目７番１号 日本電気株
式会社内
(72)発明者 坂内 裕
東京都港区芝５丁目７番１号 日本電気株
式会社内
(72)発明者 山崎 伊紀子
東京都港区芝５丁目７番１号 日本電気株
式会社内
Ｆターム(参考） 4K029 AA02 AA25 BA21 BC03 BD00
CA01 DA13 DB04 DB14 FA07
HA00 JA10 KA01
5H050 AA19 BA08 FA02 GA00 GA24
GA26 GA29 HA12
Claims (16)
- 【請求項１】 支持体上に所定のパターン形状を有する
薄膜を形成する真空成膜装置であって、支持体を走行せ
しめる走行手段と、薄膜を構成する蒸発物質を含む蒸発
源と、前記蒸発源から前記支持体への前記蒸発物質の移
動を間歇的に遮断する遮断手段とを備え、前記遮断手段
は、前記蒸発源と前記支持体との間に介在し、前記支持
体と離間して設けられたことを特徴とする真空成膜装
置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の真空成膜装置におい
て、前記遮断手段を複数備えたことを特徴とする真空成
膜装置。 - 【請求項３】 請求項１または２に記載の真空成膜装置
において、異なる蒸発物質を含む複数種類の蒸発源を備
えたことを特徴とする真空成膜装置。 - 【請求項４】 支持体を巻き出すための巻き出しローラ
ーと、 前記巻き出しローラーから送り出される前記支持体を巻
き取るための巻き取りローラーと、 前記支持体上に真空成膜を施すための蒸発物質を含む蒸
発源と、 前記蒸発源と前記支持体との間に設けられた、スリット
状開口部を有する遮蔽部材と、 前記遮蔽部材と前記蒸発源との間に設けられ、前記蒸発
源から前記支持体上への前記蒸発物質の移動を間歇的に
遮断するシャッター機構と、を備えたことを特徴とする
真空成膜装置。 - 【請求項５】 請求項４に記載の真空成膜装置におい
て、前記遮蔽部材または前記シャッター機構に加熱手段
が設けられたことを特徴とする真空成膜装置。 - 【請求項６】 請求項４または５に記載の真空成膜装置
において、前記巻き出しローラーと前記巻き取りローラ
ーとの間に、ガイドローラーを備えたことを特徴とする
真空成膜装置。 - 【請求項７】 請求項４乃至６いずれかに記載の真空成
膜装置において、前記巻き出しローラーと前記巻き取り
ローラーとの間に、ダンサローラーを備えたことを特徴
とする真空成膜装置。 - 【請求項８】 請求項４乃至７いずれかに記載の真空成
膜装置において、前記巻き出しローラーと前記巻き取り
ローラーとの間に、前記支持体の位置を決定する位置検
出器を備えたことを特徴とする真空成膜装置。 - 【請求項９】 請求項４乃至８いずれかに記載の真空成
膜装置において、前記遮蔽部材が複数のスリット状開口
部を有し、各スリット状開口部に対応してシャッター機
構を設けたことを特徴とする真空成膜装置。 - 【請求項１０】 請求項４乃至９いずれかに記載の真空
成膜装置において、異なる蒸発物質を含む複数種類の蒸
発源を備えたことを特徴とする真空成膜装置。 - 【請求項１１】 走行させた状態の支持体上に、蒸発源
から発生した蒸発物質を導くことにより成膜を行う真空
成膜方法であって、前記成膜の際、前記支持体と離間し
て設けられた遮断手段により、前記蒸発源から前記支持
体への前記蒸発物質の移動を間歇的に遮断することで所
定のパターン形状を有する薄膜を形成することを特徴と
する真空成膜方法。 - 【請求項１２】 請求項１１に記載の真空成膜方法にお
いて、前記遮断手段がシャッター機構であることを特徴
とする真空成膜方法。 - 【請求項１３】 請求項１１または１２に記載の真空成
膜方法において、遮断手段を複数設け、一の遮断手段を
用いて成膜した後、連続的に他の遮断手段を用いて重ね
て成膜することにより、前記薄膜を形成することを特徴
とする真空成膜方法。 - 【請求項１４】 走行させた状態の導電性支持体上に、
蒸発源から発生した活物質を導くことにより活物質層を
形成する電池用電極の製造方法であって、前記活物質層
を形成する際、前記支持体と離間して設けられた遮断手
段により、前記蒸発源から前記支持体への前記活物質の
移動を間歇的に遮断することで所定のパターン形状を有
する活物質層を形成することを特徴とする電池用電極の
製造方法。 - 【請求項１５】 請求項１４に記載の電池用電極の製造
方法において、前記遮断手段がシャッター機構であるこ
とを特徴とする電池用電極の製造方法。 - 【請求項１６】 請求項１４または１５に記載の電池用
電極の製造方法において、遮断手段を複数設け、一の遮
断手段を用いて層形成した後、連続的に他の遮断手段を
用いて重ねて層形成することにより、前記活物質層を形
成することを特徴とする電池用電極の製造方法。
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