JPH0419950A - 電子銃 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は照射加熱用の電子ビームを発生する電子銃に係
り、特に金属原料の加熱・蒸発用電子ビームの発生に好
適な電子銃に関する。

（従来の技術） 一般に金属原料を高分子樹脂フィルムや半導体ペレット
に蒸着させる装置では、金属原料の加熱・蒸発装置とし
て電子銃を用いている。従来、この用途にはスポット状
の電子ビームを発生する電子銃か用いられていたか、近
年ではより効率よく金属原料の加熱・蒸発か行える線状
の電子ビムを発生する電子銃か使用され始めている。

第５図は金属原料の加熱・蒸発装置を概略的に示した模
式図である。同図おいて、加熱・蒸発装置（１）は、装
置本体を気密に収容する真空容器（２）と、装置全体を
構成する各機器とからなる。

加熱・蒸発させる金属原料（３）は、熱化学的耐性を有
する蒸発用るつぼ（４）に収容される。

蒸発用るつは（４）は金属原料（３）の温度調節するた
めの冷却管（５）か埋設される。蒸発用るつは（４）内
に収容された金属原料（３）に対して電子銃（６）から
発射された電子ビーム（７）は、偏向磁場（８）により
偏向され、金属原料（３）の液面（９）に照射される。

電子ビーム（７）の照射を受けた金属原料（３）は高温
に加熱され溶融状態を経て蒸発し、気体金属の蒸気流（
］０）を連続的に生成する。

生成した蒸気流（１０）は、蒸発用るつぼ（４）の上部
空間に囲むように形成された蒸発封入容器（１１）内に
封入され、さらに上方に案内される。そして、蒸気流（
１０）に対して、蒸着を目的とする高分子樹脂フィルム
や半導体ペレット等の被蒸着物（１２）が配設される。

第６図は従来の線状の電子ビームを発生する電子銃（６
）の−例を示すもので、フィラメント状の陰極（６１）
か支持装置（６２）により凹形のウェーネルト電極（６
３）の谷部（６４）に数ｍｍのギャップを保ち固定され
る。陽極（６５）は陽極支持装置（６６〉により同図水
平方向に２個一定の間隔で平行に台座（６７）に固定さ
れる。ウェーネルト電極（６３）と陽極（６５〉の間隔
はウェーネルト固定台（６８）および絶縁碍子（６９）
により調整可能となっている。そしてフィラメント状の
陰極（６１）を通電加熱し、陰極（６１）、ウェーネル
ト電極（６３〉に負の電位を与えることにより、陰極（
６１）から放出された熱電子は陽極（Ｂ５）の方向へ引
張られ、さらに陽極間を通り越して台座（６７）の開口
部から電子ビームとなって空間へ飛び出していく。また
、ウェーネルト電極（６３）は凹形になっていて、陰極
（６１）から放まされる熱電子を効率よく陽極方向へ導
く。陰極（６１）は熱電子放出可能な温度まで通電加熱
されるか、同時に熱膨張により延びるためテンンヨンボ
ルト（７０）により生じるフィラメント支持装置（６２
）の板バネ効果を利用して熱膨張時の変形によりフィラ
メント状の陰極（６１）とウェーネルト電極（６３）の
ギャップか変わらないようにしである。フィラメント状
の陰極（６１）は一般に高融点金属であるタングステン
系の材料が用いられている。

（発明が解決しようとする課題） 上述した様な金属原料の加熱・蒸発装置において、蒸発
用るつは（４）内に収容した金属原料（３）に強力な電
子ビーム（７）を照射して、その保有エネルギーによっ
て金属原料り３）を加熱溶解し、さらに蒸発させている
。しかしなから電子ビーム（７）を陰極（６１）から発
射する際に陰極（６１）軸方向端部から支持装置（６２
）への伝導による熱逃げにより陰極り６１）軸方向端部
の温度か低くなる。すると、この部分での熱電子の放出
回か減少し、発射される電子ビームか少なくなり、陰極
（６１）からるっは（４）へ照射する電子ビーム（７）
か不均一となり、るつは（４）内の金属原料（３）を均
一に加熱溶融するに当たって不都合を生していた。すな
わち、金属原料（３）の溶融か不均一になると蒸気流（
１０）か不均一になり、被蒸着物（１２）への金属の蒸
発量か不均一となる。そのため、蒸気流の均一な部分の
みしか利用できず蒸着システム全体の効率か悪くなって
いた。

本発明は上記の課題を解決するためになされたものであ
り、帯状の電子ビームを均一に発生させ、金属原料の加
熱溶融を均一にして蒸着システム効率を向上させる電子
銃を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明においては、直接通
電加熱され線状の照射用電子ビームを発生する陰極と、
二の陰極より正電位に保持されて前記照射用電子ビーム
を加速する陽極とを有する電子銃において、前記陰極の
軸方向端部と二の陰極端部を支持する支持装置との間に
断熱層を介在させる。

（作　用） 前記手段における作用は次の通りである。

陰極の軸方向両端部は断熱材にて覆われているため、両
端部か金属膜となっている場合に比へ、陰極端部から陰
極支持装置への熱逃げか少なくなり、陰極端部の温度か
下かりにくくなり、陰極から均一に熱電子か放出され均
一な電子ビームか得られる。従って、るっは内の金属原
料を均一に加熱溶融することかでき金属蒸気流か均一に
なり被蒸着物への金属の蒸着量が均一となり、蒸着シス
テムの効率を向上させることか可能となる。

（実施例） 実施例１ 以下本発明の第１の実施例において第１図および第２図
を参照して説明する。

なお、第１図および第２図において従来例の第６図と同
一部分には同一符号を付して説明を省略する。

第１図および第２図において陰極（６１）の軸方向両端
部は、例えばセラミックスを溶射した断熱層（１５）を
設ける。第２図にて断熱層（１５）と支持装置（６２）
の間には隙間かあるように誇張して図示したか、断熱層
（１５）は陰極（６１）に設けたことを示したもので、
実際には隙間はない。陰極（６１）は、支持装置（６２
）にて固定され、かつ、一般的にセラミックス等の断熱
層（１５〉を用いた場合、断熱層（１５）は絶縁性をも
つため、別途、支持装置（６２）と陰極（６１）は電流
リード（１６）を介して加熱電流を通電する。

次に第３図を参照して前記実施例の作用を説明する。

第３図は陰極（６１）からの熱電子放出分布を示す。

横軸は電子銃の陰極（６１）の長手方向位置を示し、縦
軸は陰極の単位時間当りの熱電子放マ量を示している。

この第３図において、実線は本実施例による陰極の温度
の分布を示すものであり、破線は比較のために示した従
来の分布である。本実施例では、前記のように陰極（６
１）端部から陰極支持装置（６２）への熱逃げの回か少
なくなり陰極端部の温度か下かりにくくなることにより
、従来、陰極端部からの伝導による熱逃げに起因して陰
極端部での熱電子放出か低下していたのが防がれ、破線
で示す従来例に比へ平坦で均一な分布となる。さらにこ
の実施例１は、放射による熱逃げに対し、端部からの伝
導による熱逃げか問題となる比較的低い温度で使用され
る陰極材に対し、断熱層（１５）が熱逃げを防止するか
ら、特に有効である。

実施例２ 次に第２の実施例について第４図を参照して説明する。

第４図に示す如く、本発明の効果を第１の実施例と同様
に得るために陰極（６１）の軸端部と支持装置（６２）
の断熱を与えれば良いため、第２の実施例として支持装
置（６２）の陰極と接する部分に断熱層を設けてもよい
。

［発明の効果］ 以上説明した様に本発明によれは、電子銃の陰極の熱電
子放出分布を均一にすることができ、均一な電子ビーム
か得られる。従って、るつは内の金属原材を均一に加熱
溶融することかでき、金属蒸気流か均一になり、被蒸着
物への金属の蒸着量か均一となり、蒸着システムの性能
と効率を向上させることか可能となる効果を生じる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電子銃の第１の実施例を示す要部破断
立面図、第２図は第１図の要部拡大図、第３図は本発明
の各実施例による陰極の長手方向位置に対する熱電子放
出分布を従来例と比較して示す曲線図、第４図は第２の
実施例における陰極と支持装置との部分拡大図、第５図
は金属原料の加熱・蒸発装置の一例を示す模式図、第６
図は従来の電子銃を示す要部破断立面図である。 ６　電子銃、　　　　　　７・電子ビーム、１５・断熱
層、　　　　　１６・・電流リート、６１・陰極、　　
　　　　６２・・支持装置、６５・・陽極。 代理人　弁理士　大　胡　典　夫 第 図 第 図 第 図 第 図 １７７０瞥・係、４ロ１（Ｉ［ 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　直接通電加熱され線状の照射用電子ビームを発生する
   陰極と、この陰極より正電位に保持されて前記照射用電
   子ビームを加速する陽極とを有する電子銃において、前
   記陰極の軸方向端部とこの陰極端部を支持する支持装置
   との間に断熱層を介在させたことを特徴とする電子銃。