JPH07278800A

JPH07278800A - 被膜形成装置及びその被膜形成方法

Info

Publication number: JPH07278800A
Application number: JP9370194A
Authority: JP
Inventors: Michio Minato; 道夫湊; Seiji Oishi; 政治大石; Masaru Sato; 勝佐藤
Original assignee: TAI GOLD KK; Vacuum Metallurgical Co Ltd
Current assignee: TAI GOLD KK; Vacuum Metallurgical Co Ltd
Priority date: 1994-04-06
Filing date: 1994-04-06
Publication date: 1995-10-24
Also published as: TW243470B

Abstract

(57)【要約】［目的］基材上のイオンプレーティングによるセラミ
ック被膜の上へ抵抗加熱によって密着性の良好な金属被
膜を形成させるための被膜形成装置及びその被膜形成方
法を提供すること。［構成］真空槽５１内において、バイアス電源１５に
接続された基材１４に対し、先ず、反応ガスとしてのＮ
₂ ガスの存在下にＨＣＤガン２１によってＴｉをイオン
プレーティングしてＴｉＮ被膜を形成させ、次いで抵抗
加熱によって蒸発したＡｕ合金蒸気を出力調整したＨＣ
Ｄガン２１からのＡｒイオンによってイオン化してＡｕ
合金被膜を形成させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はセラミック被膜の上へ金
属被膜を形成させる被膜形成装置及びその被膜形成方法
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術及びその問題点】チタン窒化物（ＴｉＮ）
は硬質であること、化学的に安定であることなどから、
多分野で応用されている。例えば装飾分野では、ＴｉＮ
は金色を有し、密着性が良好なため、時計のケースやバ
ンドにおいて、ステンレス鋼を基材としてその上へＴｉ
Ｎ被膜を形成させたものが多く製造されている。そし
て、このＴｉＮ被膜の形成には、イオンプレーティング
技術、中でも、イオン化率が４０％前後と他に比較して
１桁以上に大きいホローカソード放電（ＨＣＤ）による
イオンプレーティング技術が採用されており、緻密で密
着性の良好な被膜となっている。

【０００３】しかし、ＴｉＮの色調は金（Ａｕ）の色調
とは若干異なること、また反射率もやや低いことから、
ＴｉＮ被膜の上へ更にＡｕ合金被膜を形成させる試みが
ある。然るに、Ａｕ合金被膜が抵抗加熱によるものであ
る場合は勿論、それがＲＦイオンプレーティングによる
ものであっても、Ａｕ合金被膜のＴｉＮ被膜への密着性
は十分でなく、現在までのところ、実用に耐えるものは
得られない。

【０００４】すなわち、ＴｉＮ被膜上に抵抗加熱によっ
て、例えばＡｕやＡｕ合金等の金属を蒸発させて被膜を
形成させても、蒸発される金属蒸気は原子状または分子
状でありイオン化された状態ではない。従って、ＴｉＮ
被膜上に堆積され被膜化する際の密着力はファンデアワ
ールス力のみによるので大きい値を期待できない。

【０００５】そして、この金属蒸気をイオン化するには
別な装置や電源を必要とする。例えば、実公平２−３８
９２６号公報では、図３に示した被膜形成装置を使用す
る実施例において、ガス導入系２から窒素ガスを導入し
つつ直流イオンプレーティング装置としての電子ビーム
蒸発装置４によって金属チタン５を蒸発させ、直流イオ
ン化電源６によりイオン化を行なう活性反応蒸着によっ
て基板３上に窒化チタン被膜を形成させ、次いで、窒化
チタン被膜形成を継続しつつ、抵抗加熱によって金７を
蒸発させて窒化チタン−金の合金被膜を形成させ、更に
はチタン蒸発と窒素ガス導入とを停止しガス導入系２よ
りアルゴンガスを導入して、金蒸発を継続させつつ、高
周波電極コイル８に高周波電力を印加して金のみの高周
波イオンプレーティングを行ない、金の被膜を形成させ
る技術が開示されている（同公報第３欄第１２行〜第４
欄第１１行）。そして、その直流イオンプレーティング
機構には活性反応蒸着のほかに、ホローカソード型イオ
ンプレーティングや熱陰極型イオンプレーティングが含
まれる（同公報第２欄第１９行〜第２２行）、としてい
る。しかし、この方法によって得られるＡｕ膜の密着力
は未だ満足なものではない。

【０００６】また、積層膜の形成手段として、特公平４
−１４７９６８号公報には、ホローカソード電子銃（１
１）ではＡｌや酸化物を蒸発させることができないが、
トランスバース型電子銃（１２）ではこれが可能になる
ので、第２蒸発源（８）でこの種の材料を蒸発させ、第
１蒸発源（７）で他の材料を蒸発させて複合膜、積層膜
を形成できる（同公報第３頁右下欄第１９行〜第４頁左
上欄第４行）とし、ホローカソード電子銃（１１）によ
って第１蒸発源（７）内の蒸発材料（６）を蒸発させ、
これと同時に電子銃（１２）によって第２蒸発源（８）
内の蒸発材料（６）を蒸発させている（同公報第３頁左
下欄第１０行〜第２０行）。

【０００７】そして、イオンプレーティングの際に、第
１蒸発源（７）からＴｉを蒸発させると共に第２蒸発源
（８）からＳｉを蒸発させながら、反応ガスとしてＯ₂
を導入すれば、基板（４）にＴｉＯ＋ＳｉＯの複合膜を
形成できる（同公報第３頁右下欄第１２行〜第１６
行）、各蒸発材料を順次に蒸発させれば１工程のイオン
プレーティングで積層膜を形成出来る（同公報第３頁左
上欄第３行〜第５行）、としている。

【０００８】すなわち、ここにおいて開示されているの
は、ホローカソード電子銃（１１）と電子銃（１２）と
の組み合わせ、及び蒸着膜としてのＴｉＯ、ＳｉＯであ
るが、反応ガスとしてＯ₂ のほかＮ₂ も開示されている
ので（同公報第３頁右下欄第１０行）、ＴｉＮも含まれ
よう。しかし、セラミック被膜に対する金属被膜の密着
性の向上については何ら示唆するものではない。

【０００９】その他、特開平１−９６３７２号公報に
は、ＥＢガンとプラズマ銃とを併用する技術が開示され
ている。その実施例によれば、ＥＢガンは蒸発手段とし
て、またプラズマ銃はプラズマ発生機構に使用されてお
り（同公報第２頁右上欄第１３行〜左下欄第５行）、こ
れは成膜材料の蒸発とイオン化を別々に行なう（同公報
第２頁左上欄第２０行）ためのものであって、複数の成
膜材料を蒸発させるものではない。

【００１０】

【発明が解決しようとする問題点】本発明は上述の問題
に鑑みてなされ、基材上のセラミック被膜の上へ抵抗加
熱法によって密着性の良好な金属被膜を形成させるため
の被膜形成装置及びその被膜形成方法を提供することを
目的とする。なお、ここにおいてセラミックとは金属の
窒化物、酸化物、炭化物、硼化物であって、硬質で緻密
なものを指すものとする。

【００１１】

【問題点を解決するための手段】以上の目的は、真空槽
内において、バイアス電源に接続された基材と、該基材
上にセラミック被膜を形成させるための、ホローカソー
ド放電電子銃により蒸発原料を蒸発させる第１蒸発源
と、反応ガスの導入口と、前記ホローカソード放電電子
銃にアシストされて前記セラミック被膜の上へ金属被膜
を形成させるための、抵抗加熱により蒸発原料を蒸発さ
せる第２蒸発源とからなることを特徴とする被膜形成装
置、によって達成される。

【００１２】また以上の目的は、真空槽内において、バ
イアス電源に接続された基材に対し、反応ガスの共存下
にホローカソード放電電子銃により第１蒸発源の蒸発原
料を蒸発させてセラミック被膜を形成させ、次いで抵抗
加熱により第２蒸発源の蒸発原料を蒸発させつつ、前記
ホローカソード放電電子銃からのプラズマによって前記
第２蒸発源の蒸発原料の蒸気をイオン化させて、前記セ
ラミック被膜の上へ金属被膜を形成させることを特徴と
する被膜形成方法、によって達成される。

【００１３】また以上の目的は、真空槽内において、バ
イアス電源に接続された基材に対し、反応ガスの共存下
にホローカソード放電電子銃により第１蒸発源の蒸発原
料を蒸発させてセラミック被膜を形成させ、次いで前記
第１蒸発源からの蒸発を継続させつつ、抵抗加熱により
第２蒸発源の蒸発原料を蒸発させ、前記ホローカソード
放電電子銃からのプラズマによって前記第２蒸発源の蒸
気をイオン化させて、前記セラミック被膜の上へ前記第
１蒸発源の蒸発材料と前記第２蒸発源の蒸発材料との混
合被膜を形成させ、更に、前記第２蒸発源からの蒸発原
料の蒸発と前記イオン化のみを継続させて前記混合被膜
の上へ金属被膜を形成させることを特徴とする被膜形成
方法、によって達成される。

【００１４】

【作用】バイアス電圧のかけられている基材に対し、反
応ガスの共存下にホローカソード放電電子銃によって金
属のイオンプレーティングを行ないセラミック被膜が形
成される。次いで、抵抗加熱で蒸発される金属蒸気はホ
ローカソード放電電子銃からのプラズマと荷電交換され
てイオン化され、バイアス電圧のかかっているセラミッ
ク被膜上に金属被膜を形成する。すなわち、金属蒸気に
与えられたエネルギはセラミック被膜との密着性の向上
に使用されるので、セラミック被膜の上へ密着性の優れ
た金属被膜が形成される。

【００１５】更には、セラミック被膜と金属被膜との間
にセラミックと金属との混合被膜を介在させることによ
り、密着性の一層優れた金属被膜が形成される。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例による被膜形成装置及
びその被膜形成方法について、図面を参照して説明す
る。

【００１７】図１は本発明の実施例による被膜形成装置
の概略断面図である。すなわち、概しては、ホローカソ
ード放電（ＨＣＤ）によるイオンプレーティングと抵抗
加熱による蒸着とを行ない得る装置であり、これを詳述
すれば、真空槽５１はその上部に図示しない真空ポンプ
と接続される真空排気口５２を有し、かつ熱伝導真空計
５３が設けられている。そして真空槽５１の全体は接地
電極５４によってアース電位にある。

【００１８】真空槽５１の内部上方には外部のバイアス
電源１５と接続されて基材１４が矢印ｐの方向に回転可
能に取り付けられている。内部下方には真空槽５１の外
側から側壁を挿通してＨＣＤガン（ホローカソード放電
電子銃）２１が、ＨＣＤ用蒸発源としてのＨＣＤ用坩堝
２２と共に配設されており、ＨＣＤガン２１は外部にお
いてＨＣＤ用電源２３に接続され、更には直流電源２６
によって、ＨＣＤガン２１は負電位に、ＨＣＤ用坩堝２
２は正電位とされている。ＨＣＤ用坩堝２２にはＨＣＤ
用の蒸発原料２５が装填される。なお、ＨＣＤガン２１
にはプラズマ用のアルゴン（Ａｒ）ガス導入口２４が設
けられている。また同じく内部下方には、外部の抵抗加
熱用電源３３に接続された抵抗加熱用蒸発源としてのタ
ンタル（Ｔａ）製の抵抗加熱用ボート３２が配設され、
その中には抵抗加熱用の蒸発原料３５が装填される。

【００１９】更には、ＨＣＤ用坩堝２２の直上方には矢
印ｑ方向に開閉されるＨＣＤ用シャッタ２８が、また抵
抗加熱用ボート３２の直上方には矢印ｒ方向に開閉され
る抵抗加熱用シャッタ３８が設けられており、図１では
両シャッタ２８、３８は共に閉の状態にある。そして、
ＨＣＤ用シャッタ２８が閉の状態にあり抵抗加熱用シャ
ッタ３８が開の状態にある時には、ＨＣＤ用坩堝２２か
らは基材１４は見えないようになっているが、ＨＣＤ用
シャッタ２８にはＨＣＤガン２１から出てＨＣＤ用坩堝
２２上で反跳するプラズマ中のＡｒイオンが抵抗加熱用
ボート３２からの蒸発原料３５の蒸気を照射してイオン
化させるための開口部分が設けられている。図２はその
様子を概念的に示す図である。

【００２０】その他、真空槽５１の底部には反応ガス導
入口４４が設けられており、基材１４の直上方には余熱
用ヒータ１６が、またＨＣＤ用坩堝２２と抵抗加熱用ボ
ート３２の直下方には補助加熱用ヒータ１７が設けられ
ている。なお、ヒータ類の電源と接続の図示は省略され
ている。

【００２１】本実施例による被膜形成装置は以上のよう
に構成されるが、次にその作用を、セラミック被膜とし
てのチタン窒化物（ＴｉＮ）被膜の上へ金属被膜として
の金（Ａｕ）とパラジウム（Ｐｄ）とからなるＡｕ合金
被膜を形成させる場合の実施例１によって示す。

【００２２】（実施例１）基材１４としてステンレス鋼
で作製された時計ケースを用意した。ＨＣＤ用坩堝２２
にはＴｉ、抵抗加熱用ボート３２にはＡｕ合金を装填
し、基材１４を真空槽５１内に取り付けて１×１０^-3Ｐ
ａ以下に真空排気すると共に予熱ヒータ１６で基材１４
を予熱し、かつ補助加熱ヒータ１７にも通電を開始し
た。次いで真空槽５１内にＡｒガスを導入して１Ｐａの
圧力とし、基材１４に（−）３ＫＶの負電圧を印加して
Ａｒイオンによるスパッタクリーニングを行なった。

【００２３】次に基材１４にＴｉＮ被膜を形成させた。
すなわち、ＨＣＤ用シャッタ２８と抵抗加熱用シャッタ
３８は共に閉のまま、プラズマ用のＡｒガスをＡｒガス
導入口２４から２０ｃｃ／ｍｉｎの流量で流入させた。
この時、熱伝導真空計５３は真空槽５１内の圧力が０．
１Ｐａであることを示した。ＨＣＤガン２１を作動させ
て出力を３０Ｖ×１５０Ａより大にすると、ＨＣＤ用坩
堝２２中のＴｉは熔融して蒸発を開始する。出力を３０
Ｖ×２００ＡとしてＨＣＤ用シャッタ２８を開とした。
同時に窒素（Ｎ₂ ）ガスを反応ガス導入口４４から２０
０ｃｃ／ｍｉｎの流量で流入させ、基材１４に（−）３
０Ｖの負電圧を印加した。このようにして、基材１４上
にＴｉＮ被膜が０．３μｍ／ｍｉｎの成膜速度で堆積
し、１０分間で３μｍの厚さのＴｉＮ被膜が形成され
た。ここにおいてＨＣＤ用シャッタ２８を閉とし、ＨＣ
Ｄガン２１の出力を３０Ｖ×１４０Ａとした。また反応
ガスとしてのＮ₂ ガスの流入を停止した。

【００２４】次いで、Ａｕ合金被膜を形成させた。すな
わち、ＨＣＤ用シャッタ２８、抵抗加熱用シャッタ３８
を共に閉としたまま、抵抗加熱用ボート３２に通電し、
ジュール熱による加熱を開始した。３０Ｖの電圧で電流
の大きさが１００ＡにおいてＡｕ合金は熔融した。ここ
において、ＨＣＤガン２１の出力はＴｉを熔融させない
３０Ｖ×１４０Ａであり、ＨＣＤ用シャッタ２８は閉の
まま抵抗加熱用シャッタ３８を開とした。この時点で、
熱伝導真空計５３は圧力０．１Ｐａを示していた。抵抗
加熱用ボート３２から蒸発したＡｕ合金の蒸気はＴｉＮ
被覆された基材１４へ到達するまでに、ＨＣＤガン２１
からのプラズマ中のＡｒイオンと衝突し、荷電交換して
イオン化されるので、（−）３０Ｖのバイアス電圧を印
加されているＴｉＮ被覆された基材１４に到達して密着
性よく堆積する。こうして厚さ３μｍのＴｉＮ被膜上に
厚さ０．５μｍのＡｕ合金被膜が形成された。

【００２５】このＡｕ合金被膜のＴｉＮ被膜に対する密
着性をＪＩＳＨ８５０４、１５引きはがし試験方法、１
５．１テープ試験方法に拠って試験したが、セロハン粘
着テープの粘着面に剥がれて付着するものは認められ
ず、基材１４側のＡｕ合金被膜にも異常は認められなか
った。比較のために、ＴｉＮ被膜上にイオン化を行なわ
ず抵抗加熱のみによってＡｕ合金被膜を形成させたもの
について同じく密着性を調べたところ、セロハン粘着テ
ープの粘着面に剥がれが付着した。また、従来の技術と
して説明した実公平２−３８９２６号公報に記載の方
法、すなわちＴｉＮ被膜上に高周波イオンプレーティン
グで形成させたＡｕ合金被膜はセロハン粘着テープによ
る密着性試験で一部に剥離が認められた。

【００２６】（実施例２〜１０）実施例１と同様な手順
で基材１４上に厚さ３μｍのＴｉＮ膜を形成させ、その
上へ実施例１のＡｕ合金に代えて、金（Ａｕ）、銀（Ａ
ｇ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム
（Ｒｈ）、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、アルミ
ニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）をそれぞれ別個に厚さ０．
５μｍの金属被膜として形成させた。また、これらの金
属被膜を抵抗加熱のみによって形成させたもの、実公平
２−３８９２６号公報に記載の方法で形成させたものも
作成し、実施例１と同様に、セロハン粘着テープによる
密着性試験を行なった。その結果を表１に示した。

【００２７】

【表１】

【００２８】表１におけるコードは次の内容を表示す
る。 ×・・・・・剥離あり △・・・・・一部剥離あり ○・・・・・剥離せずなお、ＴｉＮ被膜上に、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒ
ｈ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｃｕから選んだ２〜３種の金属
からなる合金被膜を実施例１と同様の手順で作成した
が、何れも良好な密着性試験結果を与えた。

【００２９】（実施例１１）実施例１における反応ガス
としてのＮ₂ ガスに代えて、酸素（Ｏ₂ ）ガス、メタン
（ＣＨ₄ ）ガス、（Ｎ₂ ／Ｏ₂ ）混合ガス、（ＣＨ₄ ／
Ｎ₂）混合ガス、（ＣＨ₄ ／Ｎ₂ ／Ｏ₂ ）混合ガスをそ
れぞれ別個に導入して、実施例１におけるＴｉＮ被膜に
代わるＴｉＯ₂ 被膜（青色）、ＴｉＣ被膜（灰白色）、
ＴｉＣ_m Ｎ_n 被膜（金色、茶色）、ＴｉＣ_x Ｎ_y Ｏ_z 被
膜（青色から黄色、黒）のセラミック被膜を形成させ
た。なお、上記においてｍ＋ｎ＝１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１で
あり、以下の記述においても同様である。

【００３０】そして、これらのセラミック被膜上に、Ａ
ｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｃｕ
の中の１種単独、または２〜３種の合金からなる金属被
膜を形成させたものは良好な密着性を示した。

【００３１】（実施例１２）実施例１においてＨＣＤ用
坩堝２２に装填したＴｉに代えてＣｒを装填し、かつ反
応ガスはＮ₂ 、ＣＨ₄ 、（ＣＨ₄ ／Ｎ₂ ）、または（Ｃ
Ｈ₄／Ｎ₂ ／Ｏ₂ ）として実施例１におけるＴｉＮ被膜
に代わるＣｒＮ被膜（灰白色）、ＣｒＣ被被膜（灰白
色）、ＣｒＣ_m Ｎ_n 被膜（灰色）、またはＣｒＣ_x Ｎ_y
Ｏ_z 被膜を形成させた。

【００３２】そして、これらセラミック膜上に、Ａｕ、
Ａｇ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｃｕの中
の１種単独、または２〜３種の合金からなる金属被膜を
形成させたが、何れも良好な密着性を示した。

【００３３】（実施例１３）実施例１のＨＣＤ用坩堝２
２に装填したＴｉに代えてジルコニウム（Ｚｒ）を装填
し、反応ガスはＮ₂ として基材１４上にＺｒＮ被膜（薄
金色）を形成させ、その上へ実施例１と同様の手順でＡ
ｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｃｕ
の中の１種単独、または２〜３種の合金からなる金属被
膜を形成させたが、これら金属被膜は何れも良好な密着
性を示した。

【００３４】（実施例１４）実施例１のＴｉに代えてハ
フニウム（Ｈｆ）を装填し、反応ガスをＮ₂ としてＨｆ
Ｎ被膜（薄金色）を形成させ、その上へ実施例１と同様
の手順でＡｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｎｉ、Ｃｒ、
Ａｌ、Ｃｕ中の１種単独、または２〜３種の合金からな
る金属被膜を形成させたが、これらの金属被膜は何れも
良好な密着性を示した。

【００３５】以上の各種セラミック被膜と各種金属被膜
との組み合わせの中で、同系統の色調を示す好ましいも
のとして次の組み合わせがある。ＴｉＮ（金色）＋Ａｕ（金色）ＣｒＮ（灰白色）＋Ｐｔ（プラチナ色） CrC_mN_n（灰色）＋Ｒｈ（ロジウム色）ＺｒＮ（薄金色）＋Ａｕ・Ｐｄ合金（薄金色）

【００３６】（実施例１５）実施例１におけるＡｕ合金
被膜の形成プロセスにおいて、抵抗加熱用ボート３２に
３０Ｖの電圧で１００Ａの電流を流してＡｕ合金を熔融
させる迄は全く同様な操作を行なった。Ａｕ合金が熔融
した後、ＨＣＤガンの出力を３０Ｖ×１６０ＡとしてＨ
ＣＤ用シャッタ２８と抵抗加熱用シャッタ３８とを共に
開とした。この時、真空槽５１内の圧力は０．１Ｐａで
あった。

【００３７】ＨＣＤガン２１からのＡｒイオンとＨＣＤ
用坩堝２２からのＴｉイオンとが真空槽５１内に十分に
廻り込み、抵抗加熱用ボート３２からのＡｕ合金の蒸気
はＴｉＮ被覆された基材１４に到達する迄の間に、Ａｒ
イオン、Ｔｉイオンと衝突し荷電交換してイオン化さ
れ、イオン化されたＡｕ合金の蒸気とＴｉイオンとが
（−）３０Ｖのバイアス電圧をかけた基材１４に衝突し
て、密着性よく付着して混合層を形成した。この混合層
の厚さは０．１μｍ程度でよく、層形成の所要時間は約
１分間であった。

【００３８】この後、再度、実施例１と同じように、す
なわち、ＨＣＤ用シャッタ２８を閉とし、ＨＣＤガン２
１の出力を３０Ｖ×１４０Ａとして、Ａｕ合金の蒸気を
イオン化させ、基材１４に堆積させた。

【００３９】このようにして、厚さ３μｍのＴｉＮ被膜
の上へ厚さ０．１μｍの混合層を形成させ、更にその上
へ厚さ０．５μｍのＡｕ合金被膜を形成させた。このＡ
ｕ合金被膜の密着性は実施例１の場合と同等以上であっ
た。しかし、この方法によるものはＡｕ合金被膜が削り
取られると色調の異なる混合層が現出するという欠点が
あった。混合層中のＴｉの色調である。

【００４０】（実施例１６）実施例１におけると同様な
手順で、ＴｉＮ被膜上にＡｕ被膜を形成させる場合の、
抵抗加熱して発生したＡｕ蒸気をイオン化させる時の、
ＨＣＤガン２１の出力の大きさと形成されるＡｕ被膜の
耐摩擦性について調べたところ、出力の最適値は３０Ｖ
×１１０Ａ〜３０Ｖ×１５０Ａの範囲にあることが判明
した。その結果を表２に示した。なお、耐摩擦性はＡｕ
被膜の表面を綿棒で５００回以上こすってＴｉＮ被膜が
露出されるか否かを見た。

【００４１】

【表２】

【００４２】以上、本発明の各実施例について説明した
が、勿論、本発明はこれらに限定されることなく、本発
明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。

【００４３】例えば、実施例の被膜形成装置において
は、ＨＣＤガン２１からのプラズマの先端をＨＣＤ用坩
堝２２に向けたものとし、抵抗加熱によって生成される
Ａｕ合金の蒸気のイオン化に当ってはＨＣＤガン２１の
出力をＨＣＤ用坩堝２２中のＴｉが蒸発しない値に下げ
たが、ＨＣＤガン２１からのプラズマの先端の向きを変
化させ得るようにすれば、Ｔｉのイオンプレーティング
とＡｕ合金蒸気のイオン化とに応じて最適の向きとし
て、出力を調整しないで被膜形成を行なうことができ
る。

【００４４】また、被膜形成の各実施例においてはセラ
ミック被膜として金属の窒化物、炭化物、酸化物、ない
しはこれらの混合系を例示したが、反応ガスにボラン
（Ｂ₂Ｈ₆ ）ガスを使用してセラミック被膜を金属の硼
化物とすることも可能である。

【００４５】また、被膜形成の各実施例においては、基
材１４としてステンレス鋼の時計ケースを使用したが、
ステンレス鋼以外の各種金属やセラミックスも基材１４
として使用され得る。

【００４６】また、被膜形成の各実施例においては、セ
ラミック被膜の上へ金属被膜を形成させる２層の構造を
例示したが、これらを交互に積層した多層構造の被膜を
形成させることも可能である。

【００４７】更にまた、例えば被膜形成の実施例１にお
いては、Ｎ₂ ガスが共存下でのＴｉのイオンプレーティ
ングによってＴｉＮ被膜、すなわちセラミック被膜を形
成させ、その上へ抵抗加熱によるＡｕ合金蒸気をイオン
化してＡｕ合金被膜を形成させたが、Ｎ₂ ガスを導入せ
ずにＴｉのイオンプレーティングを行なってＴｉの金属
被膜を形成させ、その上へ抵抗加熱で蒸発させ、イオン
化させたＡｕ合金蒸気でＡｕ合金被膜を形成させるよう
な場合にも本発明の被膜形成装置は適用され得る。

【００４８】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の被膜形成装
置及びその被膜形成方法によれば、反応ガスの存在下の
ホローカソード放電法によるイオンプレーティングで形
成されるセラミック膜上に、抵抗加熱によって密着性の
良好な各種の金属被膜、合金被膜を形成させることがで
きるので装飾分野で多方面の応用が期待される。また、
同一真空槽内でホローカソード放電法によるイオンプレ
ーティングと抵抗加熱法による蒸着とを行なうので、生
産効率の高い被膜形成が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による被膜形成装置の概略縦断
面図である。

【図２】同装置の概略縦断面図であるが、抵抗加熱用シ
ャッタを開とした時の状況を示す。

【図３】第１従来例としての被膜形成装置の概略縦断面
図である。

【図４】第２従来例としての複合イオンプレーティング
装置の概略縦断面図である。

【符号の説明】

１４基材１５バイアス電源２１ＨＣＤガン２２ＨＣＤ用坩堝２４Ａｒガス導入口２８ＨＣＤ用シャッタ３２抵抗加熱用ボート３８抵抗加熱用シャッタ４４反応ガス導入口５１真空槽

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】真空槽内において、バイアス電源に接続
された基材と、該基材上にセラミック被膜を形成させる
ための、ホローカソード放電電子銃により蒸発原料を蒸
発させる第１蒸発源と、反応ガスの導入口と、前記ホロ
ーカソード放電電子銃にアシストされて前記セラミック
被膜の上へ金属被膜を形成させるための、抵抗加熱によ
り蒸発原料を蒸発させる第２蒸発源とからなることを特
徴とする被膜形成装置。
【請求項２】真空槽内において、バイアス電源に接続
された基材に対し、反応ガスの共存下にホローカソード
放電電子銃により第１蒸発源の蒸発原料を蒸発させてセ
ラミック被膜を形成させ、次いで抵抗加熱により第２蒸
発源の蒸発原料を蒸発させつつ、前記ホローカソード放
電電子銃からのプラズマによって前記第２蒸発源の蒸発
原料の蒸気をイオン化させて、前記セラミック被膜の上
へ金属被膜を形成させることを特徴とする被膜形成方
法。
【請求項３】前記第２蒸発源の蒸発原料の蒸気をイオ
ン化させる時の前記ホローカソード放電電子銃の出力を
前記第１蒸発源の蒸発原料が蒸発されないレベルの出力
とする請求項２に記載の被膜形成方法。
【請求項４】真空槽内において、バイアス電源に接続
された基材に対し、反応ガスの共存下にホローカソード
放電電子銃により第１蒸発源の蒸発原料を蒸発させてセ
ラミック被膜を形成させ、次いで前記第１蒸発源からの
蒸発を継続させつつ、抵抗加熱により第２蒸発源の蒸発
原料を蒸発させ、前記ホローカソード放電電子銃からの
プラズマによって前記第２蒸発源の蒸気をイオン化させ
て、前記セラミック被膜の上へ前記第１蒸発源の蒸発材
料と前記第２蒸発源の蒸発材料との混合被膜を形成さ
せ、更に、前記第２蒸発源からの蒸発原料の蒸発と前記
イオン化のみを継続させて前記混合被膜の上へ金属被膜
を形成させることを特徴とする被膜形成方法。
【請求項５】前記金属被膜の形成時の、前記イオン化
における前記ホローカソード放電電子銃の出力を前記第
１蒸発源の蒸発原料が蒸発されないレベルの出力とする
請求項４に記載の被膜形成方法。