JPH04191363A - イオンプレーティング方法および装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、イオンプレーティング方法および装置に係り
、特に広幅基板に高速で成膜するのに好適なイオンプレ
ーティング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プロセス皮
膜を形成し、付加価値を高めることが試みられている。

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。

イオンプレーティングで生産性を上げるには皮膜材料を
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、未だ広幅の鋼板に工業的規
模で適用し得る方法は確立していない。

特公昭５７−５７５５３号では、加熱源として電子銃を
用い、電極を坩堝近傍に配置してイオン化率を高め、膜
質の向上を図る方法を提案している。しかしこの方法は
、高速成膜時に放電が不安定になるため、小規模なバッ
チ処理にしが適用できず、広幅坩堝を使って大面積の帯
板に高速でイオンプレーティングすることは困難である
。

特開昭５７−１．５５３６９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。こレニヨれば高速成膜時にも
安定した放電が得られるが、フィラメントの消耗が激し
く、実生産用の連続装置には適用できない。

特開昭６３−４５３６５号は、第３図に概略を示すよう
に、坩堝３全体を上方に開口部８を持つ内部室６て覆い
、開口部８より噴出する蒸気流を開口部８上方にある正
電極９でイオン化する方法が提案されている。この方法
によれば、高速成膜時にも安定した放電か得られ、長時
間の操業にも耐え得る。ところか、内部室６上方の電極
９は坩堝３からの距離か遠いため、蒸発材４がら発生ず
る熱電子を十分に加速することができす、このため蒸発
粒子のイオン化率か不充分で、特に高速成膜時にイオン
化率か著しく低下してしまう問題があった。

［発明が解決しようとする技術的課題］本発明は上記従
来技術の問題点を解消するためになされたもので、その
目的とするところは、帯板、特に広幅帯板に高速かつ安
定して、しがも高いイオン化率でイオンプレーティング
して、優れた膜質を得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］ 本発明者等は、蒸気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を加熱蒸発させ、同蒸気流を正
電圧を印加した電極でイオン化するに当って、坩堝上方
に蒸気流を収束させるためのフードを置き、その内部に
上記電極を置くことにより、高速成膜時にも放電を安定
化し、かつイオン化率を向上させられることを見出たし
、本発明を完成したものである。

［作用］ すなわち、坩堝上方にフードを設置し、その内部に正電
極を設置することにより、蒸気流の拡散が防がれ、特に
高速蒸発時の蒸発材表面状態による蒸気の乱れが抑制さ
れるため放電が安定する。

さらに高速成膜時に蒸発材表面の蒸気圧が著しく向上し
、そのため蒸発材表面から発生する熱電子の平均自由行
程が短くなっても、電極が坩堝表面に近づけることが可
能なため、なお十分に熱電子を加速することが可能とな
り、高いイオン化率を維持することができる。

［実施例コ 以下、本発明を第１図に示す実施例を参照して説明する
。図示するイオンプレーティング装置は、真空雰囲気を
保持する真空槽１内に配置されており、その内部上方を
帯板１１か貫通して走行するようになっている。真空槽
１内の下部には坩堝３か配置され、この中に蒸発材料Ｍ
か入っている。

蒸発材料４には、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｚｒ。

Ｔａ、Ｖ、Ｈｆ、などとともにＣｒ、Ｍｎ、Ｍｇなどが
挙げられる。゛真空槽１の片側には電子銃１２が装着さ
れ、電子ビーム７を蒸気材料４の表面に照射するように
なっている。坩堝３と帯板１１との間にはフード５が配
置され、このフード５は電子ビーム７が通る側部を一部
開口し、かつ上部に開口部８を有している。フード５内
部には電極９が配置され、この電極９は四角枠形状に形
成されている。電極９は直流電源１３の正極側に、坩堝
３は直流電源１３の負極側に接続されている。

この装置では、中に配置された坩堝３内の蒸発材料４に
電子銃１２から電子ビーム７を照射して、この蒸発材料
４を加熱して蒸発させる。そして電極９に正電圧に印加
して、蒸発材料４がら発生した熱電子により、蒸気流を
イオン化する。イオン化された蒸気は、フード５で集束
され、フード５上部開口部８を通って、上方にある帯板
１１に付着する。

この装置では、坩堝３上方にフード５を設けているので
、蒸気流の拡散が防止され、特に高速蒸発時の蒸発材表
面状態による蒸気の乱れが抑制され、その結果、放電が
安定する。さらにフード５内部に電極９を設置している
ので、電極９を電子ビームの妨害にならない範囲で可能
なかぎり蒸発材料４に近付けることかできる。このため
、高速成膜時に、蒸発材料表面に発生する熱電子の平均
自由行程が短くなっても、なお十分に電子を加速するこ
とが可能になり、高いイオン化率を維持することができ
る。

第２図は第１図に示す装置を用いた場合の成膜速度とイ
オン化率の関係を、第３図に示す装置を用いた場合と比
較して示したグラフである。この場合、蒸発材料として
Ｔｉを用い、電子銃出力は４０〜１５０ＫＷの間で変化
させた。電極に印加した電圧は＋４０〜＋５０Ｖであっ
た。イオン化率は基板に流れた電流値から計算した。第
２図から、従来法は成膜速度が上がるに従って、急激に
イオン化率が低下するのに対し、本発明は高速成膜時に
も、従来法に比へ高いイオン化率を維持することができ
ることが分かる。

Ｅ発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、帯板、特に広幅
帯板にイオンプレーティングするに当って、高速成膜時
にも放電が安定し、かつ高いイオン化率で成膜が可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

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、第２図は第１図に示す本発明に係る装置を用いた場
合の成膜速度とイオン化率の関係を、従来の装置を用い
た場合と比較して示した図、第３図は従来のイオンプレ
ーティング装置の概略図である。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 １、真’Ｑ！ｑ１　　　８．ＭＩＩ詐 ２、１４デタＬ４　　　　　　　　９．　　ｔ＆３、　
　ｙｔ　　ｚＩｇＩ＋１１．　　帯１反４、　着ナト平
叉゛争７　　　　１２．　　電テ奪充５．７−ド　　　
　１３．直！え１漏 ７、電１ビーム　　　１４．真空シール第１図 第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （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、蒸発材料を電子銃のビームで加熱蒸発させて蒸
   気流を発生させる工程と、発生した蒸気流を上記フード
   で集束する工程と、上記フード内にある電極に正電圧を
   印加し、蒸発材料から発生した熱電子により上記蒸気流
   をイオン化する工程と、集束されイオン化した蒸気流を
   フードの上方を走行する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. （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
   料を加熱蒸発して蒸気流を形成する電子銃と、上記坩堝
   の上方に配置され、上記蒸気流を集束させるフードと、
   上記フード内に配置された電極と、この電極に正電圧を
   印加する電源とを具備して、フードの上方を走行する帯
   板にイオン化した蒸気流を付着させるようにしたイオン
   プレーティング装置。