JPH04254583A - イオンプレーティング装置における膜質制御装置 - Google Patents
イオンプレーティング装置における膜質制御装置Info
- Publication number
- JPH04254583A JPH04254583A JP2418541A JP41854190A JPH04254583A JP H04254583 A JPH04254583 A JP H04254583A JP 2418541 A JP2418541 A JP 2418541A JP 41854190 A JP41854190 A JP 41854190A JP H04254583 A JPH04254583 A JP H04254583A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hearth
- thermocouple
- ion plating
- feedback control
- continuous steel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000007733 ion plating Methods 0.000 title claims description 17
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 16
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 claims description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 abstract description 12
- 239000010959 steel Substances 0.000 abstract description 12
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 abstract description 2
- 239000012768 molten material Substances 0.000 abstract 2
- 239000010408 film Substances 0.000 description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 3
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 3
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 3
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 2
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 2
- 229910000809 Alumel Inorganic materials 0.000 description 1
- BGPVFRJUHWVFKM-UHFFFAOYSA-N N1=C2C=CC=CC2=[N+]([O-])C1(CC1)CCC21N=C1C=CC=CC1=[N+]2[O-] Chemical compound N1=C2C=CC=CC2=[N+]([O-])C1(CC1)CCC21N=C1C=CC=CC1=[N+]2[O-] BGPVFRJUHWVFKM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 argon ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000010406 cathode material Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
Landscapes
- Discharge Heating (AREA)
- 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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、連続鋼帯の蒸着膜質の
均一性を確保するためのイオンプレーティング装置にお
ける膜質制御装置に関するものである。
均一性を確保するためのイオンプレーティング装置にお
ける膜質制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図１はイオンプレーティング装置を示し
たものである。イオンプレーティング法は、ハース７で
金属を溶融して発生させた蒸着物質をイオン化させた後
、ハース７とメッキ試料１２の間に電位差を与えて蒸着
物質を加速させながら蒸着する方法である。
たものである。イオンプレーティング法は、ハース７で
金属を溶融して発生させた蒸着物質をイオン化させた後
、ハース７とメッキ試料１２の間に電位差を与えて蒸着
物質を加速させながら蒸着する方法である。
【０００３】イオンプレーティング法には各種の方式が
あるが、図１は例えばＨＣＤ（Ｈｏｌｌｏｗ Ｃａｔ
ｈｏｄｅ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ＝中空陰極放電）法に
よるプラズマ発生ガンを利用したイオンプレーティング
装置である。中空管状の陰極２と陽極（メッキ試料１２
側）の間に直流電圧をかけ、ガス導入口１からアルゴン
ガスを供給してアーク放電を起こすと、アーク放電中の
アルゴンイオンが中空陰極２に衝突して多くの熱電子を
発生させる。この熱電子とアーク放電の電子をハース７
上の蒸着物質に当てゝ、これを溶解する。ガス導入口１
、陰極２、環状永久磁石３及び空芯コイル４からなる電
子ビーム銃はＨＣＤガンと呼ばれ、低電圧（数ｅＶ）、
大電流（数１００Ａ）の電子ビームを引き出すことがで
き、それによって金属を加熱蒸発させると同時に、大量
の低エネルギー電子によりイオン化率も２０〜４０％に
高めることができる。
あるが、図１は例えばＨＣＤ（Ｈｏｌｌｏｗ Ｃａｔ
ｈｏｄｅ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ＝中空陰極放電）法に
よるプラズマ発生ガンを利用したイオンプレーティング
装置である。中空管状の陰極２と陽極（メッキ試料１２
側）の間に直流電圧をかけ、ガス導入口１からアルゴン
ガスを供給してアーク放電を起こすと、アーク放電中の
アルゴンイオンが中空陰極２に衝突して多くの熱電子を
発生させる。この熱電子とアーク放電の電子をハース７
上の蒸着物質に当てゝ、これを溶解する。ガス導入口１
、陰極２、環状永久磁石３及び空芯コイル４からなる電
子ビーム銃はＨＣＤガンと呼ばれ、低電圧（数ｅＶ）、
大電流（数１００Ａ）の電子ビームを引き出すことがで
き、それによって金属を加熱蒸発させると同時に、大量
の低エネルギー電子によりイオン化率も２０〜４０％に
高めることができる。
【０００４】実用のイオンプレーティング装置、溶解炉
等ではＨＣＤガンを水平に置いて、ハース７を真上に向
けて置く場合が多い。図１は、ＨＣＤガンからの放電プ
ラズマ流１３の曲げ方を実用の装置に対して示した構成
図である。原理は、収束用補助空芯コイル１４の磁場（
Ｂｈ）でハース７の真上まで放電プラズマ流１３を水平
に導き、次にハースの下に置いた強力な永久磁石８の磁
場（Ｂｖ）で真下に９０°曲げてハース７に放電プラズ
マ流１３を集中させる。ハース７の真上で、収束用補助
空芯コイル１４の磁場の強さＢｈとハース７の下の永久
磁石８の磁場の強さＢｖを一致させる（Ｂｈ＝Ｂｖ）と
、放電プラズマ流は９０°で曲げられる。真空容器６内
が広く使用でき、また陰極物質２の破片がハース７に落
下しないので、実用上この９０°曲げ型放電プラズマ流
は有益である。
等ではＨＣＤガンを水平に置いて、ハース７を真上に向
けて置く場合が多い。図１は、ＨＣＤガンからの放電プ
ラズマ流１３の曲げ方を実用の装置に対して示した構成
図である。原理は、収束用補助空芯コイル１４の磁場（
Ｂｈ）でハース７の真上まで放電プラズマ流１３を水平
に導き、次にハースの下に置いた強力な永久磁石８の磁
場（Ｂｖ）で真下に９０°曲げてハース７に放電プラズ
マ流１３を集中させる。ハース７の真上で、収束用補助
空芯コイル１４の磁場の強さＢｈとハース７の下の永久
磁石８の磁場の強さＢｖを一致させる（Ｂｈ＝Ｂｖ）と
、放電プラズマ流は９０°で曲げられる。真空容器６内
が広く使用でき、また陰極物質２の破片がハース７に落
下しないので、実用上この９０°曲げ型放電プラズマ流
は有益である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図１に示した
イオンプレーティング装置を用いて連続鋼板にセラミッ
クスや金属の各種薄膜をコーティングしたい場合、ハー
ス７で溶解されイオン化された蒸着物質は、ハース７を
円錐の頂点として、被メッキ材料たる連続鋼帯に向かっ
て円錐状に蒸発する。従って、連続鋼板の蒸着膜厚は、
板幅方向の中央部は厚くなるが端部は薄くなるので、蒸
着膜厚を均一化するのは困難であった。被蒸着物が連続
鋼帯でなければ、従来の装置は被蒸着物の近傍に膜厚セ
ンサーを設置し蒸着速度をモニターすることにより、蒸
着膜厚の均一化を実現していたが、連続鋼帯の場合は、
長時間連続して蒸着を行うため、膜厚センサーは使用で
きない。膜厚センサーの使用時間には制限があるからで
ある。
イオンプレーティング装置を用いて連続鋼板にセラミッ
クスや金属の各種薄膜をコーティングしたい場合、ハー
ス７で溶解されイオン化された蒸着物質は、ハース７を
円錐の頂点として、被メッキ材料たる連続鋼帯に向かっ
て円錐状に蒸発する。従って、連続鋼板の蒸着膜厚は、
板幅方向の中央部は厚くなるが端部は薄くなるので、蒸
着膜厚を均一化するのは困難であった。被蒸着物が連続
鋼帯でなければ、従来の装置は被蒸着物の近傍に膜厚セ
ンサーを設置し蒸着速度をモニターすることにより、蒸
着膜厚の均一化を実現していたが、連続鋼帯の場合は、
長時間連続して蒸着を行うため、膜厚センサーは使用で
きない。膜厚センサーの使用時間には制限があるからで
ある。
【０００６】本発明は、膜厚センサーを使用することな
く、イオンプレーティング法による蒸着において、連続
鋼帯の蒸着膜厚及び膜質の均一化を確保することを目的
とするものである。
く、イオンプレーティング法による蒸着において、連続
鋼帯の蒸着膜厚及び膜質の均一化を確保することを目的
とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】ハース内の蒸着物質の溶
湯の近傍に熱電対を取り付け、該熱電対をフィードバッ
ク制御系に接続し、溶解パワーサプライヤーを調節する
ことにより、溶湯表面温度が一定となるように制御する
。
湯の近傍に熱電対を取り付け、該熱電対をフィードバッ
ク制御系に接続し、溶解パワーサプライヤーを調節する
ことにより、溶湯表面温度が一定となるように制御する
。
【０００８】
【実施例】本発明に基づく一実施例を図２で説明する。
図２は本発明に係るイオンプレーティング装置における
膜質制御装置の構成を示すブロック図である。２１はハ
ース、２２は蒸着物質、２３は熱電対、２４は制御系、
２４は溶解パワーサプライヤー、２６は連続鋼帯、そし
て２７はチャンバー壁である。
膜質制御装置の構成を示すブロック図である。２１はハ
ース、２２は蒸着物質、２３は熱電対、２４は制御系、
２４は溶解パワーサプライヤー、２６は連続鋼帯、そし
て２７はチャンバー壁である。
【０００９】一般的なイオンプレーティング装置と同様
に、ハース２１はチャンバー壁２７上に置かれ、ハース
２１内の蒸着物質２２を溶解し、イオン化させた後、ハ
ース２１と被メッキ材料たる連続鋼帯２６の間に電位差
を与えて蒸着物質を加速させながらコーティングする。 なお本発明においては、イオンプレーティング方式は電
子ビ−ム方式、ＲＦ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｆｌａｓｈ
）方式及びＨＣＤ方式等、ハース２１を利用するイオン
プレーティング法であれば方式は問わない。
に、ハース２１はチャンバー壁２７上に置かれ、ハース
２１内の蒸着物質２２を溶解し、イオン化させた後、ハ
ース２１と被メッキ材料たる連続鋼帯２６の間に電位差
を与えて蒸着物質を加速させながらコーティングする。 なお本発明においては、イオンプレーティング方式は電
子ビ−ム方式、ＲＦ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｆｌａｓｈ
）方式及びＨＣＤ方式等、ハース２１を利用するイオン
プレーティング法であれば方式は問わない。
【００１０】ところで、蒸着物質２２の蒸発レートは、
ハース２１内で溶解された蒸着物質２２の溶湯の表面温
度に依存することが知られている。このことに着目し、
ハース２１内のなるべく溶湯に近い部分に熱電対２３を
取り付ける。熱電対２３の種類は、たとえばＣＡ（クロ
メル−アルメル）熱電対である。
ハース２１内で溶解された蒸着物質２２の溶湯の表面温
度に依存することが知られている。このことに着目し、
ハース２１内のなるべく溶湯に近い部分に熱電対２３を
取り付ける。熱電対２３の種類は、たとえばＣＡ（クロ
メル−アルメル）熱電対である。
【００１１】熱電対２３の端子はフィードバック制御系
２４に接続され、フィードバック制御系２４は溶解パワ
ーサプライヤー２５と接続されている。溶解パワーサプ
ライヤー２５は、図１のＨＣＤ方式によるイオンプレー
ティング装置にあっては放電電源５に相当する。図１で
説明すれば、放電電源５を制御することにより、放電プ
ラズマ流の強さを調節し、溶湯の表面温度が一定となる
ようにフィードバック制御系２４を組むことになる。
２４に接続され、フィードバック制御系２４は溶解パワ
ーサプライヤー２５と接続されている。溶解パワーサプ
ライヤー２５は、図１のＨＣＤ方式によるイオンプレー
ティング装置にあっては放電電源５に相当する。図１で
説明すれば、放電電源５を制御することにより、放電プ
ラズマ流の強さを調節し、溶湯の表面温度が一定となる
ようにフィードバック制御系２４を組むことになる。
【００１２】
【作用】フィードバック制御系２４の機能について説明
する。まず、ＨＣＤガン等の電子ビーム銃により溶解さ
れた蒸着物質２２の溶湯の表面温度を熱電対２３により
測定する。熱電対２３の熱起電力はフィードバック制御
系２４にとり込まれる。そして、このフィードバック制
御系２４で演算が行われ、偏差信号が溶解パワーサプラ
イヤー２５に送られる。これにより、ＨＣＤガンであれ
ば、放電プラズマ流の強さが調節され、溶湯表面温度を
一定とする制御が行われる。
する。まず、ＨＣＤガン等の電子ビーム銃により溶解さ
れた蒸着物質２２の溶湯の表面温度を熱電対２３により
測定する。熱電対２３の熱起電力はフィードバック制御
系２４にとり込まれる。そして、このフィードバック制
御系２４で演算が行われ、偏差信号が溶解パワーサプラ
イヤー２５に送られる。これにより、ＨＣＤガンであれ
ば、放電プラズマ流の強さが調節され、溶湯表面温度を
一定とする制御が行われる。
【００１３】溶湯表面温度が一定に制御されれば、既に
述べたように、蒸着物質２２の蒸発レートは溶湯表面温
度に依存するのであるから、蒸発レートも一定に制御さ
れることになる。
述べたように、蒸着物質２２の蒸発レートは溶湯表面温
度に依存するのであるから、蒸発レートも一定に制御さ
れることになる。
【００１４】
【発明の効果】ハース内に熱電対を設置し、溶湯表面温
度を一定となるようにフィードバック制御を行うことに
したので、高価な膜厚センサーを使用することなく、連
続鋼帯の蒸着膜厚及び膜質の均一化を確保することがで
きる。以上のように、簡単なフィードバック制御系を組
むことにより、高品質・高付加価値のステンレス鋼板の
製造が可能となる。
度を一定となるようにフィードバック制御を行うことに
したので、高価な膜厚センサーを使用することなく、連
続鋼帯の蒸着膜厚及び膜質の均一化を確保することがで
きる。以上のように、簡単なフィードバック制御系を組
むことにより、高品質・高付加価値のステンレス鋼板の
製造が可能となる。
【図１】ＨＣＤ方式イオンプレーティング装置の構成を
示した説明図。
示した説明図。
【図２】本発明に係るイオンプレーティング装置におけ
る膜質制御装置の構成を示すブロック図。
る膜質制御装置の構成を示すブロック図。
１ ガス導入口
２ 陰極
３ 環状永久磁石
４ 空芯コイル
５ 放電電源
６ 真空容器
７ ハース
８ 永久磁石
９ 真空排気
１０ 反応ガス導入口
１１ イオン集積電源
１２ メッキ試料
１３ 放電プラズマ流
１４ 収束用補助空芯コイル
２１ ハース
２２ 蒸着物質
２３ 熱電対
２４ フィードバック制御系
２５ 溶解パワーサプライヤー
２６ 連続鋼帯
２７ チャンバー壁
Claims (1)
- 【請求項１】 ハース内の蒸着物質の溶湯の近傍に熱
電対を取り付け、該熱電対をフィードバック制御系に接
続し、溶解パワーサプライヤーを調節することにより、
溶湯表面温度が一定となるように制御することを特徴と
するイオンプレーティング装置における膜質制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2418541A JPH04254583A (ja) | 1990-12-28 | 1990-12-28 | イオンプレーティング装置における膜質制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2418541A JPH04254583A (ja) | 1990-12-28 | 1990-12-28 | イオンプレーティング装置における膜質制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04254583A true JPH04254583A (ja) | 1992-09-09 |
Family
ID=18526369
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2418541A Pending JPH04254583A (ja) | 1990-12-28 | 1990-12-28 | イオンプレーティング装置における膜質制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04254583A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5677012A (en) * | 1994-12-28 | 1997-10-14 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | Plasma processing method and plasma processing apparatus |
| JP2004206997A (ja) * | 2002-12-25 | 2004-07-22 | Nippon Denshi Kogyo Kk | 物質の高温加熱処理方法および装置 |
-
1990
- 1990-12-28 JP JP2418541A patent/JPH04254583A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5677012A (en) * | 1994-12-28 | 1997-10-14 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | Plasma processing method and plasma processing apparatus |
| JP2004206997A (ja) * | 2002-12-25 | 2004-07-22 | Nippon Denshi Kogyo Kk | 物質の高温加熱処理方法および装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3562141A (en) | Vacuum vapor deposition utilizing low voltage electron beam | |
| US4448802A (en) | Method and apparatus for evaporating material under vacuum using both an arc discharge and electron beam | |
| US5078847A (en) | Ion plating method and apparatus | |
| US5288386A (en) | Sputtering apparatus and an ion source | |
| Vetter et al. | Advances in cathodic arc technology using electrons extracted from the vacuum arc | |
| US9139902B2 (en) | Method and apparatus for plasma ion implantation of solid element | |
| JP7160531B2 (ja) | 表面処理装置 | |
| JP3345009B2 (ja) | 加熱により製造された材料蒸気のイオン化方法及び該方法を実施する装置 | |
| US5250779A (en) | Method and apparatus for heating-up a substrate by means of a low voltage arc discharge and variable magnetic field | |
| JPS59208841A (ja) | 蒸気流及びイオン流発生装置 | |
| JPH04254583A (ja) | イオンプレーティング装置における膜質制御装置 | |
| JP2700280B2 (ja) | イオンビーム発生装置および成膜装置および成膜方法 | |
| CN114540779A (zh) | 复合阴极、磁控溅射镀膜设备及镀膜方法 | |
| JP3355869B2 (ja) | イオン源制御装置 | |
| JP3717655B2 (ja) | プラズマ発生装置及び薄膜形成装置 | |
| JPS6372875A (ja) | スパツタリング装置 | |
| JPH11335832A (ja) | イオン注入方法及びイオン注入装置 | |
| JP2824346B2 (ja) | イオンプレ−ティング装置用蒸着物質供給装置 | |
| JP4980866B2 (ja) | 膜形成装置 | |
| JPH07138743A (ja) | イオンプレーティング装置 | |
| JPH04224673A (ja) | イオンプレーティング装置 | |
| JPH02185966A (ja) | 幅方向に均一なシートプラズマ流の発生方法 | |
| JPH09256148A (ja) | イオンプレーティング装置 | |
| JPH04268073A (ja) | 圧力勾配型プラズマガンによるプラズマ発生装置 | |
| JP3330159B2 (ja) | ダイナミックミキシング装置 |