JPH0730442B2 - 蒸着用フィラメント - Google Patents

蒸着用フィラメント

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JPH0730442B2
JPH0730442B2 JP6201093A JP6201093A JPH0730442B2 JP H0730442 B2 JPH0730442 B2 JP H0730442B2 JP 6201093 A JP6201093 A JP 6201093A JP 6201093 A JP6201093 A JP 6201093A JP H0730442 B2 JPH0730442 B2 JP H0730442B2
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JP
Japan
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wire
filament
vapor deposition
sample
coil
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JP6201093A
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JPH06272024A (ja
Inventor
啓之 瀬戸
武雄 山本
禎一 宇田川
Original Assignee
東京タングステン株式会社
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、蒸着時に蒸発源ヒ−タ
として用いられる蒸着用フィラメントに関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】一般に、この種の蒸着用フィラメント
は、例えば半導体素子製造の際等において、アルミニウ
ムを熱蒸着させ、被蒸着体にアルミニウム蒸着するのに
使用されている。この場合、蒸着用フィラメントは、タ
ングステン、モリブデン、タンタルなどの耐熱金属によ
って形成されている。又、蒸着用フィラメントのタイプ
も図3に示す直棒タイプ、図4に示す横型コイルタイ
プ、図5に示すバスケット型タイプ、図6,図7に示す
吊し型コイルタイプとがある。
【0003】しかしながら、このいずれもがアルミニウ
ムの量が多くなると、アルミニウム溶湯との接触時間が
長くなる。通常、アルミニウム溶湯と蒸着用フィラメン
トとが接触した部分には腐食が発生するから、アルミニ
ウム溶湯とフィラメントとの接触時間が長くなるにした
がって腐食も多くなる。従って、従来の蒸着用フィラメ
ントでは、一回の蒸着量を0.5g以上とする繰り返し
使用に耐えるものが少なく、3〜4回の繰り返し使用が
限度とされていた。
【0004】更に、コイルに通電してコイル内に装填さ
れた蒸着材料を長時間加熱し、蒸発させた場合、コイル
に垂れ下がりが生じ、この垂れ下がりはコイル冷却後も
元に戻らず、繰り返し使用によって、更に垂れ下がりが
大きくなってしまうという現象が観察された。
【0005】上述したような垂れ下がりがあまり大きく
なると、アルミニウムの蒸発が不均一になり、その結果
被蒸着体への蒸着が不均一となるため使用不能となる。
又、コイルが変形すると、蒸発材料の装填作業がしにく
くなる。この点からもなるべく垂れ下がりの少ないコイ
ルが切望されている。
【0006】以上の点から蒸着用コイルについてこれま
で様々の添加物を耐熱合金に添加してコイルの垂れ下が
りを低減化する試みもなされ、特公昭54−15257
に示されるように結晶粒を粗大化することで、繰り返し
使用は最低5回、最大18回、平均11回まで延長する
ことが認められている。
【0007】又、図2に示すように、芯体(タングステ
ン撚り線)3に蒸発用金属線(Ni等)4と区画金属線
5(Mo等)を密巻きし、更にその上ににガード線(タ
ングステン等)6を巻回させたものもある。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】図2に示す蒸着コイル
に蒸発金属を装着すると、毛細管現象により二本の撚り
線3の隙間に前記蒸発金属が満たされるために蒸発金属
をより多く保留することができる。従って、1ショット
当たりの蒸発金属の蒸着量を多くすることができる。こ
のような理由により、芯体3には二本以上の撚り線を使
用することが多い。
【0009】しかし、撚り線タイプのフィラメントは、
撚り線加工にて発生する加工歪みにより、フィラメント
の通電中にねじれ変形や垂下現象が起こり、寿命を著し
く低下させるという問題があった。
【0010】一方、加工歪み等をなくすために、図3の
ような単線タイプの蒸着コイル7を使用する試みがなさ
れたが、いくら大量の蒸発金属を吊しても、保留する隙
間がないため大部分が溶融により垂れ落ちてしまい蒸発
効率が落ちてしまうという問題があった。
【0011】又、上述の特公昭54−15257には、
結晶を粗大化させて加工歪みを除去した材料は寿命に対
して効果がある旨記載されているが、この方法では、1
500℃以上の高温処理を行うためにランニングコスト
が上昇し、歪みが解放されたときに変形が生じるという
問題があった。
【0012】更に、図4に示す横型コイルタイプ,図5
に示すバスケットタイプ,図6並びに図7に示す吊し型
コイルタイプの蒸着コイルに前述した公報に記載された
方法を適用した場合、高温処理を行う際、フィラメント
材料である難融性金属が再結晶してもろくなり、異形状
になってしまう。
【0013】本発明の課題は、蒸着によるアルミニウム
の自然落下量を減少させることによってアルミニウムの
装荷重を増加させ、蒸着用フィラメントの垂れ下がりを
なくすことによって蒸着用フィラメントの寿命を延ばす
ことである。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、難融金
属性芯線を用いた蒸着用フィラメントにおいて、前記芯
線の外周面上に、難融金属性の補助コイル線がらせん状
に巻回されていることを特徴とする蒸着用フィラメント
が得られる。
【0015】さらに、本発明によれば、前記補助コイル
線の線径が0.1mm乃至1.5mmであり、該補助コイル
線のコイルピッチが5mm以下であることを特徴とする蒸
着用フィラメントが得られる。
【0016】
【実施例】図1を参照して本発明の一実施例に係わる蒸
着用フィラメントを説明する。図示された蒸着用フィラ
メントは、円柱状のタングステン単線1の外周面上に、
タングステンの補助コイル線2をらせん状に巻回するこ
とによって構成されている。
【0017】ここで、タングステン単線1の線形は2mm
以下であり、他方補助コイル線2の線径は0.1mm〜
1.5mmが望ましい。尚、補助コイル線2の線径の上限
を1.5mmとしたのは、それ以上にすると加工が難しい
からであり、下限を0.1mmとしたのは、それ以上小さ
くすると蒸発金属の保留量が著しく少なくなるためであ
る。又、補助コイル線2は5mm以下のコイルピッチでタ
ングステン単線1の外周面上に巻き付けられており、コ
イルピッチを5mm以下にすることにより、蒸発金属の保
留量を増加させることができる。
【0018】次に、本発明の蒸着用フィラメントを用い
たとき、フィラメントが溶断するまで繰り返し何回使用
できるのかその回数、及び10回繰り返した後の垂れ下
がり量を測定した。以下測定の手順を具体的に説明す
る。
【0019】従来の蒸着用フィラメントの例として試料
1を用意し、本発明に係わる蒸着用フィラメントの例と
して試料2を用意した。この内、試料1は線径1.0mm
のタングステン線を三本撚り線にしたフィラメント(図
3参照)であり、他方試料2は、線径1.732mmのタ
ングステンの単線を芯線1として、線径0.5mmのタン
グステンの補助コイル線2をらせん状にピッチ2mmで巻
回したものである(図1参照)。ここで、試料2の線径
を1.732mmとしたのは、比較実験のため試料1の撚
り線の総断面積と同じ断面積になるように試料2の線径
を設定するためである。即ち、線径1.0mmの断面積の
3倍と等しくなる試料2の線径は1.732mmとなる。
【0020】試料1、試料2のフィラメントの両端部を
それぞれ電極部(図示せず)にクランプし、1300℃
で60秒間保持するという動作を1回として数え、それ
を繰り返して行い、フィラメントが何回目で溶断するか
を測定した。尚、この測定は何回か行われそれぞれの溶
断までの回数を測定し、その回数の最小値、最大値、平
均値を求めた。
【0021】次に、試料1、試料2共に10回上記動作
を繰り返した後、それぞれの垂れ下がり量を測定した。
尚、測定ではその垂れ下がり量の最小値、最大値、平均
値を求める。以上の測定を第一の測定とする。
【0022】更に、上記測定とは別の第二の測定を行
う。試料3として、上記単線型蒸着用フィラメントの代
わりに、図4に示す横型コイルタイプの蒸着用フィラメ
ントを使用した。この場合、蒸着用フィラメントは、コ
イルピッチ2mm、線径1.0mmのタングステン線を三本
撚り線にしたものを用いた。試料4としては第一の測定
の場合と同様に線径1.732mmのタングステン単線を
芯線として、線径0.5mmのタングステンの補助コイル
線をらせん状にピッチ2mmで巻回したもの(図示せず)
を用いた。これら試料3及び4について、上記第一の測
定と同様な方法で溶断までの回数及び垂れ下がり量を測
定した。以下、第一の測定の結果を表1に、第二の測定
の結果を表2に示す。
【0023】
【表1】
【0024】
【表2】
【0025】表1,表2からわかるように、タングステ
ン単線に補助コイル線を巻回したもの(試料2,試料
4)は、従来の蒸着用フィラメント(試料1,試料3)
と比較して、溶断までの回数の最小値、最大値、平均値
共に約3〜4倍になり、垂れ下がり量も大幅に減少する
ことがわかる。従って、アルミニウムの装荷重を増やす
ことができる。
【0026】即ち、従来の場合、特に撚り線を用いた場
合(図3,図4参照)には、撚り線の加工歪によってア
ルミニウムがタングステンを腐食させるため、蒸着コイ
ルの寿命が短くなる。一方、単線の場合でもアルミニウ
ムを保留する隙間がないため、多量のアルミニウムが自
然落下し、蒸発量は少なくなる。
【0027】本発明の場合、試料1及び試料3の撚り線
の総断面積と同じ断面積になるように試料2及び試料4
の線径を設定するが、この場合、当然に試料2及び試料
4のの線径は試料1及び試料3の一本当たりの線径より
も大きくなるので、試料2及び試料4のほうは試料1及
び試料3に比べて変形に対して強いことがわかる。又、
試料2及び試料4はタングステン単線に補助コイル線を
巻回するので、アルミニウムの保持性及び濡れ性は撚り
線のそれと変わりはない。
【0028】尚、本発明において、補助コイル線は、単
に直棒タイプ(図1参照)又は横型コイルタイプ(図4
参照)だけでなく、図5〜図7のようなタイプの芯線に
巻回されてもよい。
【0029】更に、本発明の実施例で使用する被巻回芯
線の材料として、タングステンのみを上げたが、タング
ステンに限らず、モリブデン、タンタル、ニオブ、チタ
ン等の難融金属性の材料にも同様の効果を得ることがで
きる。
【0030】
【発明の効果】本発明によれば、芯線に補助コイル線を
らせん状に巻回することによって、蒸着によるアルミニ
ウムの自然落下量を減少させることができる。このよう
に、自然落下量を減少させることによって蒸着金属の装
荷重を増加させ、蒸着用フィラメントの垂下がりをなく
し、蒸着用フィラメントの寿命を延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明に使用される蒸着用フィラメント
の構造を示した図である。
【図2】従来の蒸着用フィラメントの構造を示した図で
ある。
【図3】従来の他の蒸着用フィラメントの構造を示した
図である。
【図4】従来の他の蒸着用フィラメントの構造を示した
図である。
【図5】従来の他の蒸着用フィラメントの構造を示した
図である。
【図6】従来の他の蒸着用フィラメントの構造を示した
図である。
【図7】従来の他の蒸着用フィラメントの構造を示した
図である。
【符号の説明】
1 芯線 2 補助コイル線

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 難融金属性芯線を用いた蒸着用フィラメ
    ントにおいて、前記芯線の外周面上に、難融金属性の補
    助コイル線がらせん状に巻回されていることを特徴とす
    る蒸着用フィラメント。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の蒸着用フィラメントにお
    いて、前記補助コイル線の線径が0.1mm乃至1.5mm
    であり、該補助コイル線のコイルピッチが5mm以下であ
    ることを特徴とする蒸着用フィラメント。
JP6201093A 1993-03-22 1993-03-22 蒸着用フィラメント Expired - Lifetime JPH0730442B2 (ja)

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JP6201093A JPH0730442B2 (ja) 1993-03-22 1993-03-22 蒸着用フィラメント

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JPH06272024A JPH06272024A (ja) 1994-09-27
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