ロールツーロール式小型真空成膜装置の高機能化

同社は化学プラントの配管設計から始まり、現在は生産設備の設計・製作・据付、ソフト開発、電気回路設計・製作まで幅広く事業を展開している。機械と電子の設計・製作技術を併せ持ち、大手メーカーからの請負業務が多い。フレキシブルなプラスチックフィルム基板の機能性薄膜は、スマートフォン用ディスプレイやリチウムイオン電池などエネルギー関係の市場拡大により急成長している。小型のロールツーロール式成膜装置を商品化しているメーカーは存在せず、既に直流電源を搭載した小型機を開発して展示会に出展してきた。

スパッタ電源を高周波化し、絶縁物ターゲットの裏に金属電極を貼り付けて高周波電源を用い、整合回路を取り付けた。絶縁物ターゲットとしてSiO2を準備し、高周波電源で金属・半導体も成膜できるようAg、GZOを準備して成膜テストを行い、抵抗率を測定した。フィルム基板の密着力向上のため、成膜前に基板フィルムをアルゴンガス中でグロー放電処理する前処理装置を高周波電源と整合回路を用いて実装し、密着力はCu膜を付けたサンプルを粘着テープによる引きはがし法で評価した。多層膜化のため冷却ローラーの周囲にマグネトロンスパッタ源を1セット追加して設計製作した。ターゲット交換作業を短縮するため専用の昇降装置を設計製作して成膜装置に搭載した。

絶縁物であるSiO2の成膜に成功し、GZO、Ag、Tiなど導電性材料も成膜できることを確認した。フィルム基板とCu膜の付着強度が向上したことを粘着テープ試験で確認した。冷却ローラー周囲へのスパッタ源追加により多層膜の成膜が実現し、SiO2層を介するとGZO膜の抵抗率が一桁低くなった。ターゲット交換時間は半分に短縮され、フィルム交換作業も容易になった。

SiO2以外の絶縁物となるTiOxのデータ整備や、前処理と同時に成膜すると正常に動作しない課題の補完研究を継続する。多層膜はPETフィルム基板での評価と長尺サンプルでの評価を併せて実施する予定である。事業化の最終目標は、市場から要請のあるサンプル受託成膜を実費で請け負い、市場ニーズの情報収集を進めることである。