JPH04198474A - イオンプレーティング方法および装置 - Google Patents
イオンプレーティング方法および装置Info
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- JPH04198474A JPH04198474A JP32568090A JP32568090A JPH04198474A JP H04198474 A JPH04198474 A JP H04198474A JP 32568090 A JP32568090 A JP 32568090A JP 32568090 A JP32568090 A JP 32568090A JP H04198474 A JPH04198474 A JP H04198474A
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Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、走行する帯板にイオンプレーティングする方
法および装置、とくに広幅の坩堝から昇華性材料を帯板
に高速かつ均一にイオンプレーティングする方法および
装置に関する。
法および装置、とくに広幅の坩堝から昇華性材料を帯板
に高速かつ均一にイオンプレーティングする方法および
装置に関する。
［従来技術］
近年、広幅の鋼板、例えば冷延鋼板にドライブロセス皮
膜を形成し、付加価値を高めることか試みられている。
膜を形成し、付加価値を高めることか試みられている。
なかでも皮膜の密着性、緻密性に優れ、かつ生産性の高
い方法としてイオンプレーティングが注目されている。
い方法としてイオンプレーティングが注目されている。
イオンプレーティングで生産性を上げるには皮膜月料を
高速で蒸発させる必要があり、材料の加熱源としては高
出力の電子銃が有利である。しかしながら、高速で蒸発
した材料を安定して高いイオン化率でイオン化するには
多くの技術的困難が伴ない、とくに蒸発材料が昇華性材
料の場合、広幅の帯板に膜厚を均一に形成する工業的規
模の方法は未だ確立されていない。
高速で蒸発させる必要があり、材料の加熱源としては高
出力の電子銃が有利である。しかしながら、高速で蒸発
した材料を安定して高いイオン化率でイオン化するには
多くの技術的困難が伴ない、とくに蒸発材料が昇華性材
料の場合、広幅の帯板に膜厚を均一に形成する工業的規
模の方法は未だ確立されていない。
特開昭５７−１５５３６９号では、蒸発粒子を坩堝上方
のフードにより集束した後、フード上部に配置された正
電極と熱電子放出用のフィラメントによりイオン化する
方法が提案されている。これによれば蒸発祠が昇華性材
料であっても高速成膜時に安定した放電が得られる。し
かし、この方法ではフィラメントの消耗が激しいため、
実生産用の連続装置には適用できない。
のフードにより集束した後、フード上部に配置された正
電極と熱電子放出用のフィラメントによりイオン化する
方法が提案されている。これによれば蒸発祠が昇華性材
料であっても高速成膜時に安定した放電が得られる。し
かし、この方法ではフィラメントの消耗が激しいため、
実生産用の連続装置には適用できない。
特開昭６３−４５３６５号は、坩堝全体を上部に開口部
を持つ内部室で覆い、電子銃からのビームにより加熱し
て蒸発材料の蒸気流を上記開口部から噴出させ、開口部
上方の正電極により蒸発材料から発生する熱電子を加速
することにより、蒸気流をイオン化し、イオン化した蒸
発材料の蒸気流を基板に付着させる方法を開示している
。この方法によれば、広幅の帯板についても高速で安定
してイオンプレーティング皮膜を形成することができる
。
を持つ内部室で覆い、電子銃からのビームにより加熱し
て蒸発材料の蒸気流を上記開口部から噴出させ、開口部
上方の正電極により蒸発材料から発生する熱電子を加速
することにより、蒸気流をイオン化し、イオン化した蒸
発材料の蒸気流を基板に付着させる方法を開示している
。この方法によれば、広幅の帯板についても高速で安定
してイオンプレーティング皮膜を形成することができる
。
［発明が解決しようとする技術的課題］しかしこれらの
方法では、イオンプレーティング可能な蒸発材料が、高
融点、低蒸気圧で、加熱時に溶融して湯面か高温になる
材料（例えばＮｉ。
方法では、イオンプレーティング可能な蒸発材料が、高
融点、低蒸気圧で、加熱時に溶融して湯面か高温になる
材料（例えばＮｉ。
Ｃｏ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｖ、Ｈｆ、Ｎｂ。
Ａｌ２Ｏ３なと）に限られ、Ｃｒ、ＣあるいはＡρＮな
どの昇華性材料を帯板Ｓに均一に付着させることはでき
ない。すなわち、これら昇華性材料は蒸発時における皮
膜材料の温度は前記材料に比べると低く、蒸発材からの
熱電子の放出が極めて少ない。このため、蒸発材料に電
子銃から電子ビームを帯板の幅方向に均一に放射しても
（第８図参照）、電極７と坩堝３の間で安定した放電が
維持されず、不可避的に点状のアーク放電に移行してし
まう（第６図参照）。この結果、月料の蒸発も点状のア
ーク放電が発生したところに集中し、帯板に付着する皮
膜の膜厚分布も蒸気流の発生分／ｌｉに対応して不均一
になる（第９図参照）。この傾向は広幅の帯板に適用し
た場合に顕著であり、従来方法では広幅帯板上に均一な
皮膜を形成させることが困難であった。
どの昇華性材料を帯板Ｓに均一に付着させることはでき
ない。すなわち、これら昇華性材料は蒸発時における皮
膜材料の温度は前記材料に比べると低く、蒸発材からの
熱電子の放出が極めて少ない。このため、蒸発材料に電
子銃から電子ビームを帯板の幅方向に均一に放射しても
（第８図参照）、電極７と坩堝３の間で安定した放電が
維持されず、不可避的に点状のアーク放電に移行してし
まう（第６図参照）。この結果、月料の蒸発も点状のア
ーク放電が発生したところに集中し、帯板に付着する皮
膜の膜厚分布も蒸気流の発生分／ｌｉに対応して不均一
になる（第９図参照）。この傾向は広幅の帯板に適用し
た場合に顕著であり、従来方法では広幅帯板上に均一な
皮膜を形成させることが困難であった。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的と
するところは、昇華性材料であっても帯板上に高速で、
安定して均一に皮膜を形成できるイオンプレーティング
方法および装置を提供するものである。
するところは、昇華性材料であっても帯板上に高速で、
安定して均一に皮膜を形成できるイオンプレーティング
方法および装置を提供するものである。
［課題を解決する手段および作用］
本発明者等は、上記目的に沿って鋭意研究した結果、電
子銃で坩堝内の蒸発材料、特に昇華性材料を加熱蒸発さ
せ、同蒸気流をフードで集束した後、正電極を印加した
電極でイオン化するに当って、坩堝の幅方向に複数の点
状のアーク放電を意識的に発生させ、かつ安定化するこ
とにより、広幅帯板に均一にイオンプレーティング皮膜
を形成できることを見出し、本発明を完成した。
子銃で坩堝内の蒸発材料、特に昇華性材料を加熱蒸発さ
せ、同蒸気流をフードで集束した後、正電極を印加した
電極でイオン化するに当って、坩堝の幅方向に複数の点
状のアーク放電を意識的に発生させ、かつ安定化するこ
とにより、広幅帯板に均一にイオンプレーティング皮膜
を形成できることを見出し、本発明を完成した。
すなわち本発明では、坩堝内の帯板幅方向の特定の複数
箇所に電子ビームを集中させて、積極的に、蒸発材料か
ら発生する蒸発流の密度を偏らせる。さらに電子ビーム
を集中した箇所の個数に対応した個数の電極にそれぞれ
別個の電源から正電圧を印加することにより、同時に複
数のアーク放電を誘起し、蒸発材料から発生した熱電子
により、蒸気流をイオン化する。電極及び電源は電子ビ
ームを集中させる箇所の個数に対応しており、複数のア
ーク放電は安定して同時に維持される。蒸気流の密度は
点状のアークを発生した箇所に集中するが、アーク放電
発生箇所を複数個としかつ発生箇所を適宜選択すること
により、全体として蒸気流の密度が均一化され、その結
果帯板に付着する皮膜の膜厚はほぼ均一になる。このよ
うに本発明は、坩堝内に発生する点状放電を意図的に同
時に複数箇所発生させることにより均一なイオンプレー
ティングを可能とする。このため、特に均一なイオンプ
レーティングが困難な広幅帯板に有効に適用される。
箇所に電子ビームを集中させて、積極的に、蒸発材料か
ら発生する蒸発流の密度を偏らせる。さらに電子ビーム
を集中した箇所の個数に対応した個数の電極にそれぞれ
別個の電源から正電圧を印加することにより、同時に複
数のアーク放電を誘起し、蒸発材料から発生した熱電子
により、蒸気流をイオン化する。電極及び電源は電子ビ
ームを集中させる箇所の個数に対応しており、複数のア
ーク放電は安定して同時に維持される。蒸気流の密度は
点状のアークを発生した箇所に集中するが、アーク放電
発生箇所を複数個としかつ発生箇所を適宜選択すること
により、全体として蒸気流の密度が均一化され、その結
果帯板に付着する皮膜の膜厚はほぼ均一になる。このよ
うに本発明は、坩堝内に発生する点状放電を意図的に同
時に複数箇所発生させることにより均一なイオンプレー
ティングを可能とする。このため、特に均一なイオンプ
レーティングが困難な広幅帯板に有効に適用される。
本発明は、Ｃｒ、Ｃ，ＡΩＮなどの昇華性飼料に対して
特に有効であるが、もちろんＮｉ。
特に有効であるが、もちろんＮｉ。
Ｃｏ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｖ、Ｈｆ、Ｎｂ。
Ａｌ２Ｏ３などの加熱時に溶融して湯面が高温になる旧
材を始め、Ａρ、Ｃｕなどの旧材にも適用可能であり、
昇華性飼料に限定するものではない。
材を始め、Ａρ、Ｃｕなどの旧材にも適用可能であり、
昇華性飼料に限定するものではない。
［実施例］
以下、本発明を図示する実施例を参照して説明する。第
１図は本発明に係るイオンプレーティング装置の概略図
である。この装置は真空槽１内の上方を通って走行する
帯板８をイオンプレーティング処理するもので、真空槽
１内下部に皮膜材料４を入れた坩堝３を配置している。
１図は本発明に係るイオンプレーティング装置の概略図
である。この装置は真空槽１内の上方を通って走行する
帯板８をイオンプレーティング処理するもので、真空槽
１内下部に皮膜材料４を入れた坩堝３を配置している。
真空槽］の側部には、電子銃９が取付けられ、この電子
銃９により上記坩堝３内の皮膜飼料４に電子ビーム］Ｏ
を照射して加熱し、蒸気流を発生させるようになってい
る。この電子銃９の電子ビームの分布を制御して坩堝上
の複数箇所に集中させることにより、蒸発材料４の表面
ａて複数箇所に偏った蒸発流か発生できるようになって
いる。上記坩堝３の上方には蒸発材料４の表面から発生
した蒸気流を集束するフード５か取付けられている。フ
ード５はその上部に開口部６を持ち、集束された蒸気流
が上昇、通過するようにし、また−側部を開口して電子
銃９からの電子ビーム１０が通過するようにしている。
銃９により上記坩堝３内の皮膜飼料４に電子ビーム］Ｏ
を照射して加熱し、蒸気流を発生させるようになってい
る。この電子銃９の電子ビームの分布を制御して坩堝上
の複数箇所に集中させることにより、蒸発材料４の表面
ａて複数箇所に偏った蒸発流か発生できるようになって
いる。上記坩堝３の上方には蒸発材料４の表面から発生
した蒸気流を集束するフード５か取付けられている。フ
ード５はその上部に開口部６を持ち、集束された蒸気流
が上昇、通過するようにし、また−側部を開口して電子
銃９からの電子ビーム１０が通過するようにしている。
続いて第２図は本発明の装置の要部を電子銃側から見た
断面図であるが、この図から分かるように、フード５の
上方には２つの蒸気流を個別にイオン化するための電極
７ａ、７ｂが帯板の幅方向（帯板の走行方向と直角方向
）に沿って配置されている。この電極７ａ、７ｂは、第
３図に示すように、逆コ字状とコ字状をなし、間隙を、
設けて対向している。各電極７ａ、７ｂはそれぞれ異な
る直流電源１１ａ、ｌｌｂの正極側に接続され、正電圧
が印加されるようになっている。これら電源の負極側は
上記坩堝３を通してアースに接続されている。
断面図であるが、この図から分かるように、フード５の
上方には２つの蒸気流を個別にイオン化するための電極
７ａ、７ｂが帯板の幅方向（帯板の走行方向と直角方向
）に沿って配置されている。この電極７ａ、７ｂは、第
３図に示すように、逆コ字状とコ字状をなし、間隙を、
設けて対向している。各電極７ａ、７ｂはそれぞれ異な
る直流電源１１ａ、ｌｌｂの正極側に接続され、正電圧
が印加されるようになっている。これら電源の負極側は
上記坩堝３を通してアースに接続されている。
この装置を用いて以下のようにしてイオンプレーティン
グをおこなった。第１図に示した真空槽１内を１×１０
−５まで排気した後、坩堝３内に蒸発材料としてＣｒを
装入し、電子銃９て加熱蒸発させた。この時電子銃の出
力は７０ＫＷで、ビーム走査は第４図に示したモードで
おこなった。
グをおこなった。第１図に示した真空槽１内を１×１０
−５まで排気した後、坩堝３内に蒸発材料としてＣｒを
装入し、電子銃９て加熱蒸発させた。この時電子銃の出
力は７０ＫＷで、ビーム走査は第４図に示したモードで
おこなった。
第２図に示したイオン化用の電極７ａ、７ｂにはそれぞ
れ＋４０Ｖの電圧を印加した。このとき流れた電流はそ
れぞれ４００Ａであった。またＣｒの成膜速度は６０μ
ｍ／分であった。帯板幅方向の膜厚分布を第５図に示す
。幅方向の膜厚分布は±７％以下となり、均一な皮膜を
形成することができた。
れ＋４０Ｖの電圧を印加した。このとき流れた電流はそ
れぞれ４００Ａであった。またＣｒの成膜速度は６０μ
ｍ／分であった。帯板幅方向の膜厚分布を第５図に示す
。幅方向の膜厚分布は±７％以下となり、均一な皮膜を
形成することができた。
［比較例１］
次に第６図に示す従来方法でイオンプレーティングをお
こなった結果を示す。実施例と同様に真空槽をｌＸｌ０
−５まで排気した後、蒸発材料としてＣｒを電子銃で加
熱して蒸発させた。電子銃の出力は７０ＫＷて、ビーム
走査は第８図に示した均一モードでおこなった。電極７
には＋４０Ｖの電圧を印加し、電極電流は６００Ａであ
った。
こなった結果を示す。実施例と同様に真空槽をｌＸｌ０
−５まで排気した後、蒸発材料としてＣｒを電子銃で加
熱して蒸発させた。電子銃の出力は７０ＫＷて、ビーム
走査は第８図に示した均一モードでおこなった。電極７
には＋４０Ｖの電圧を印加し、電極電流は６００Ａであ
った。
このとき、点状アーク放電は、第６図の１３の位置に発
生し、その結果膜厚分布は第９図に示す如く不均一であ
った。
生し、その結果膜厚分布は第９図に示す如く不均一であ
った。
［比較例２］
比較例１と同装置、同条件で、電子銃のビーム走査のみ
実施例と同様の第４図でイオンプレーティングをおこな
った。点状アーク放電は、電子ビームの照射位置のどち
らか一方のみに発生し、膜厚分布は第９図と同様であっ
た。
実施例と同様の第４図でイオンプレーティングをおこな
った。点状アーク放電は、電子ビームの照射位置のどち
らか一方のみに発生し、膜厚分布は第９図と同様であっ
た。
［発明の効果］
以上説明したように、本発明は坩堝内に発生ずる点状放
電を意図的に同時に複数箇所に発生させることにより、
帯板に皮膜を均一に被覆でき、特に点状放電か発生しや
すい昇華性材料のイオンプレーティング皮膜を広幅の帯
板に均一に形成するのに有効である。
電を意図的に同時に複数箇所に発生させることにより、
帯板に皮膜を均一に被覆でき、特に点状放電か発生しや
すい昇華性材料のイオンプレーティング皮膜を広幅の帯
板に均一に形成するのに有効である。
第１図は、本発明のイオンプレーティング装置の一例を
示す概略説明図、第２図は本発明の装置の要部の断面図
、第３図は第２図の装置の電極を上から見た図、第４図
は第２図の装置の帯板の幅方向の加熱モードを示す図、
第５図は第２図の装置を用いた帯板の幅方向の皮膜厚さ
の分布を示す図、第６図は従来の装置の要部の断面図、
第７図は第６図の装置の電極を上から見た図、第８図は
第６図の装置の帯板の幅方向の加熱モードを示す図、第
９図は第６図の装置を用いた帯板の幅方向の皮膜厚さの
分布を示す図である。 １・・真空槽、２・・υ１気系、３・坩堝、４・・蒸発
何科、５・・・フード、６・・・開口部、７・・電極、
８・・・帯板、９・・・電子銃、］０・・・電子ビーム
、１１゜１、ｌａ、］、］ｂ・・・直流電源、］２・・
・真空シール、１３ａ、１３ｂ・・点状放電 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 １Ｆ 第６Ａ 泥７区
示す概略説明図、第２図は本発明の装置の要部の断面図
、第３図は第２図の装置の電極を上から見た図、第４図
は第２図の装置の帯板の幅方向の加熱モードを示す図、
第５図は第２図の装置を用いた帯板の幅方向の皮膜厚さ
の分布を示す図、第６図は従来の装置の要部の断面図、
第７図は第６図の装置の電極を上から見た図、第８図は
第６図の装置の帯板の幅方向の加熱モードを示す図、第
９図は第６図の装置を用いた帯板の幅方向の皮膜厚さの
分布を示す図である。 １・・真空槽、２・・υ１気系、３・坩堝、４・・蒸発
何科、５・・・フード、６・・・開口部、７・・電極、
８・・・帯板、９・・・電子銃、］０・・・電子ビーム
、１１゜１、ｌａ、］、］ｂ・・・直流電源、］２・・
・真空シール、１３ａ、１３ｂ・・点状放電 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 １Ｆ 第６Ａ 泥７区
Claims (2)
- （１）走行する帯板にイオンプレーティングする方法に
おいて、 坩堝内に蒸発材料を入れ、坩堝と帯板との間に上記帯板
の幅方向に沿って複数の電極を配置し、各電極に対応し
た電源を用意してこれら電源の正極を上記各電極に、負
極を上記坩堝にそれぞれ接続してなり、 電子銃から蒸発材料に電子ビームを照射して加熱する工
程と、 電子銃からの電子ビームの走査を制御して、上記蒸発材
料の帯板の幅方向に沿う複数箇所に、密度分布が偏差し
た蒸気流を発生させる工程と、上記電極に正電圧を印加
することにより、帯板の幅方向に沿う複数箇所にアーク
放電を発生させる工程と、 上記アーク放電に伴い蒸発材料から発生する熱電子によ
り、上記蒸気流をイオン化して、上記帯板に付着せしめ
る工程と、 を具備したイオンプレーティング方法。 - （２）走行する帯板にイオンプレーティングする装置に
おいて、蒸発材料を入れた坩堝と、この坩堝内の蒸発材
料を加熱して蒸気流を形成する電子銃と、この電子銃の
照射ビームの照射分布を制御する手段と、前記坩堝と帯
板との間に、帯板の幅方向に沿って配置された複数の蒸
気流イオン化用電極と、各電極に対応して設けられ、正
極側に電極を接続し、負極側に上記坩堝を接続した複数
の電源とを具備してなるイオンプレーティング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32568090A JPH04198474A (ja) | 1990-11-29 | 1990-11-29 | イオンプレーティング方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32568090A JPH04198474A (ja) | 1990-11-29 | 1990-11-29 | イオンプレーティング方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04198474A true JPH04198474A (ja) | 1992-07-17 |
Family
ID=18179517
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32568090A Pending JPH04198474A (ja) | 1990-11-29 | 1990-11-29 | イオンプレーティング方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04198474A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0639994A (ja) * | 1992-07-22 | 1994-02-15 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | グラビア印刷用ロールの製造方法 |
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