JPH0788566B2 - イオンビーム照射前処理を施すことを特徴とする金属帯への連続真空蒸着またはイオンプレーテイング方法 - Google Patents
イオンビーム照射前処理を施すことを特徴とする金属帯への連続真空蒸着またはイオンプレーテイング方法Info
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- JPH0788566B2 JPH0788566B2 JP6626089A JP6626089A JPH0788566B2 JP H0788566 B2 JPH0788566 B2 JP H0788566B2 JP 6626089 A JP6626089 A JP 6626089A JP 6626089 A JP6626089 A JP 6626089A JP H0788566 B2 JPH0788566 B2 JP H0788566B2
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- vapor deposition
- ion beam
- metal strip
- ion
- metal
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は金属帯を加熱することなしに、連続的に金属帯
に金属または合合物を密着性よく真空蒸着またはイオン
プレーティングする方法に関する。
に金属または合合物を密着性よく真空蒸着またはイオン
プレーティングする方法に関する。
従来、走行する金属帯に金属または化合物を真空蒸着ま
たはイオンプレーティングする場合に、その良好な密着
性を得るためには、１）金属帯を蒸着前に電子ビーム、
光などで真空中で加熱し表面のH2Oなどの吸着分子を熱
脱離させ、さらにその熱によって金属帯の表面に存在す
る酸化層と蒸着層との間に拡散層をつくる、２）放電ク
リーニングなどのように放電室でプラズマによって金属
帯の表面の酸化層を除去した後、蒸着室まで真空中を搬
送し蒸着する、３）イオンビームの照射によって金属帯
の表面の酸化層を除去した後、蒸着室まで真空中を搬送
し蒸着する、ことを行っている。
たはイオンプレーティングする場合に、その良好な密着
性を得るためには、１）金属帯を蒸着前に電子ビーム、
光などで真空中で加熱し表面のH2Oなどの吸着分子を熱
脱離させ、さらにその熱によって金属帯の表面に存在す
る酸化層と蒸着層との間に拡散層をつくる、２）放電ク
リーニングなどのように放電室でプラズマによって金属
帯の表面の酸化層を除去した後、蒸着室まで真空中を搬
送し蒸着する、３）イオンビームの照射によって金属帯
の表面の酸化層を除去した後、蒸着室まで真空中を搬送
し蒸着する、ことを行っている。
電子ビーム、光などで金属帯を加熱することによって密
着性を得ようとする場合、蒸着中に蒸着粒子の凝縮熱、
ルツボからの輻射熱、イオンプレーティングの場合には
蒸着粒子の運動エネルギーなどによって金属帯の温度は
蒸着開始初期より上昇する。その金属帯の温度上昇によ
って金属帯と蒸着層界面の合金化、合金化による密着性
の悪化、金属帯および蒸着層の相互の拡散による不純物
元素の増加、金属帯および蒸着層の組織の変化などが生
じる。例えば鋼帯にAlを蒸着する場合、鋼帯を200℃以
上に加熱すると密着性は良好になるが、鋼帯が最終的に
500℃以上になると合金層の形成により密着性が低下す
る。Al帯にAlNを蒸着する場合、Al帯が高温になるとＮ
がAl帯中に拡散しその機械的特性が劣化する。
着性を得ようとする場合、蒸着中に蒸着粒子の凝縮熱、
ルツボからの輻射熱、イオンプレーティングの場合には
蒸着粒子の運動エネルギーなどによって金属帯の温度は
蒸着開始初期より上昇する。その金属帯の温度上昇によ
って金属帯と蒸着層界面の合金化、合金化による密着性
の悪化、金属帯および蒸着層の相互の拡散による不純物
元素の増加、金属帯および蒸着層の組織の変化などが生
じる。例えば鋼帯にAlを蒸着する場合、鋼帯を200℃以
上に加熱すると密着性は良好になるが、鋼帯が最終的に
500℃以上になると合金層の形成により密着性が低下す
る。Al帯にAlNを蒸着する場合、Al帯が高温になるとＮ
がAl帯中に拡散しその機械的特性が劣化する。
また、放電クリーニングまたはイオンビームのスパータ
リング効果によって金属帯の表面の酸化層および汚染層
を清浄化した後蒸着する場合においても、清浄化後、蒸
着室または蒸着部へ金属帯を搬送する間に真空中の残留
ガスの吸着および化合によって表面酸化および汚染され
るため、結局は密着性を得るために金属帯を加熱し蒸着
開始時の温度を上げなければならない。そのため、本質
的には上に述べた、金属帯を加熱した後に蒸着する場合
に生じる問題は解決されない。例えば鋼帯にCuを蒸着す
る場合、蒸着前に放電クリーニングを行っても鋼帯を35
0℃以上に加熱しないと良好な密着性は得られない。し
かし蒸着中に鋼帯の温度が450℃以上になると蒸着層のC
uの再結晶が生じ外観が悪化する。
リング効果によって金属帯の表面の酸化層および汚染層
を清浄化した後蒸着する場合においても、清浄化後、蒸
着室または蒸着部へ金属帯を搬送する間に真空中の残留
ガスの吸着および化合によって表面酸化および汚染され
るため、結局は密着性を得るために金属帯を加熱し蒸着
開始時の温度を上げなければならない。そのため、本質
的には上に述べた、金属帯を加熱した後に蒸着する場合
に生じる問題は解決されない。例えば鋼帯にCuを蒸着す
る場合、蒸着前に放電クリーニングを行っても鋼帯を35
0℃以上に加熱しないと良好な密着性は得られない。し
かし蒸着中に鋼帯の温度が450℃以上になると蒸着層のC
uの再結晶が生じ外観が悪化する。
蒸着中には上に述べたように必然的に金属帯の温度が上
昇することから、以上の問題を解決するためには蒸着開
始時の金属帯の温度を下げることが必要である。
昇することから、以上の問題を解決するためには蒸着開
始時の金属帯の温度を下げることが必要である。
本発明は走行する金属帯に金属または化合物を真空蒸着
またはイオンプレーティングする場合、金属帯を加熱す
ることなく良好な密着性を得る製造方法を提供すること
を目的としている。
またはイオンプレーティングする場合、金属帯を加熱す
ることなく良好な密着性を得る製造方法を提供すること
を目的としている。
発明者は、金属帯を真空蒸着またはイオンプレーティン
グする際、金属帯との良好な密着性を得るため高温にす
ると界面の合金化、不純物元素の拡散、金属帯および蒸
着層の組織変化が生ずる問題を解決すべく研究を重ねた
結果、前処理として使用するイオンビームのイオンビー
ム束の前方端部と蒸着蒸気流束の後方端部を重畳するこ
により、金属帯の表面の酸化層および汚染層がイオンビ
ームのスパッタリング効果によって除去され、蒸着時ま
でその清浄化された金属帯の表面に残留ガスが吸着また
は化合することがなく、清浄化されたまま蒸着粒子を蒸
着することが可能になり、金属帯表面と蒸着粒子すなわ
ち蒸着層とが直接反応することが可能になり、金属帯が
低温であっても蒸着層と金属帯の密着性が良好になるこ
とを知見した。
グする際、金属帯との良好な密着性を得るため高温にす
ると界面の合金化、不純物元素の拡散、金属帯および蒸
着層の組織変化が生ずる問題を解決すべく研究を重ねた
結果、前処理として使用するイオンビームのイオンビー
ム束の前方端部と蒸着蒸気流束の後方端部を重畳するこ
により、金属帯の表面の酸化層および汚染層がイオンビ
ームのスパッタリング効果によって除去され、蒸着時ま
でその清浄化された金属帯の表面に残留ガスが吸着また
は化合することがなく、清浄化されたまま蒸着粒子を蒸
着することが可能になり、金属帯表面と蒸着粒子すなわ
ち蒸着層とが直接反応することが可能になり、金属帯が
低温であっても蒸着層と金属帯の密着性が良好になるこ
とを知見した。
本明細書の記載において、前方とは金属帯の走行方向を
意味し、後方とはその反対方向を意味する。
意味し、後方とはその反対方向を意味する。
本発明は、連続して走行する金属帯に金属または化合物
を、真空蒸着またはイオンプレーティングによって被覆
する際に、前処理としてイオンビーム照射を用いる方法
において：被覆手段（蒸着手段またはイオンプレーティ
ング手段）の後方に近接してイオン源を配置し、被覆物
質流束の後端部とイオンビーム束の前端部とが重畳する
ようにイオンビームを照射する真空蒸着またはイオンプ
レーティング方法を提供する。
を、真空蒸着またはイオンプレーティングによって被覆
する際に、前処理としてイオンビーム照射を用いる方法
において：被覆手段（蒸着手段またはイオンプレーティ
ング手段）の後方に近接してイオン源を配置し、被覆物
質流束の後端部とイオンビーム束の前端部とが重畳する
ようにイオンビームを照射する真空蒸着またはイオンプ
レーティング方法を提供する。
イオンビームの入射角は任意でよいが、スパッタリング
によるクリーニング効果を高めるため、および、蒸着手
段との干渉を避けるため、入射角は金属帯に対して５゜
〜90゜で、45゜〜75゜が望ましい。イオンビームとして
は全ての元素および分子のイオンビームにスパッタリン
グによるクリーニング効果が期待できるのでイオンビー
ムの種類に制限はない。
によるクリーニング効果を高めるため、および、蒸着手
段との干渉を避けるため、入射角は金属帯に対して５゜
〜90゜で、45゜〜75゜が望ましい。イオンビームとして
は全ての元素および分子のイオンビームにスパッタリン
グによるクリーニング効果が期待できるのでイオンビー
ムの種類に制限はない。
金属帯の表面に酸化層および汚染層がイオンビームのス
パッタリング効果によって除去され、さらにイオンビー
ム束の前端部と被覆物質の流束の後端部が重畳している
ため、蒸着時までその清浄化された金属帯の表面に残留
ガスが吸着または化合することなく、清浄化されたまま
被覆物質を蒸着することが可能になる。このことによっ
て金属帯表面と蒸着物質すなわち蒸着層とが直接反応す
ることが可能になり金属帯が低温であっても蒸着層と金
属帯の密着性が良好になる。
パッタリング効果によって除去され、さらにイオンビー
ム束の前端部と被覆物質の流束の後端部が重畳している
ため、蒸着時までその清浄化された金属帯の表面に残留
ガスが吸着または化合することなく、清浄化されたまま
被覆物質を蒸着することが可能になる。このことによっ
て金属帯表面と蒸着物質すなわち蒸着層とが直接反応す
ることが可能になり金属帯が低温であっても蒸着層と金
属帯の密着性が良好になる。
イオンビーム束の端部と被覆物質流束の端部が重畳して
いるためイオンビームが蒸着粒子に衝突し金属帯表面に
蒸着粒子がミキシングされる場合がある。本発明ではそ
のようなミキシング効果は全く必要でない。ミキシング
効果が存在するような条件では真空中の残留ガスもミキ
シングされかえって密着性に悪影響を及ぼす場合があ
る。
いるためイオンビームが蒸着粒子に衝突し金属帯表面に
蒸着粒子がミキシングされる場合がある。本発明ではそ
のようなミキシング効果は全く必要でない。ミキシング
効果が存在するような条件では真空中の残留ガスもミキ
シングされかえって密着性に悪影響を及ぼす場合があ
る。
本発明を実施例について説明する。
実施例 第１図に本発明を実施するためのイオンビームガンを備
えた金属帯蒸着装置を示す。ペイオフリール（１）から
送り出された金属帯（２）は蒸着室（10）内に入り、イ
オンビームガン（５）よりのイオンビーム束（６）の照
射を受け表面の酸化層および汚染層が除去され、そして
イオンビーム束（６）とルツボ（８）からの被覆物質流
束（９）による蒸着粒子の重畳部（７）を経て蒸着さ
れ、その後テンションリール（３）に巻きとられる。必
要に応じて金属帯（２）を冷却ロール（４）で冷却す
る。蒸着としては、通常の真空蒸着または化合物を蒸着
のためのイオンプレーティングが適用できる。金属帯
（２）の温度は赤外線放射温度計（11）により測定す
る。
えた金属帯蒸着装置を示す。ペイオフリール（１）から
送り出された金属帯（２）は蒸着室（10）内に入り、イ
オンビームガン（５）よりのイオンビーム束（６）の照
射を受け表面の酸化層および汚染層が除去され、そして
イオンビーム束（６）とルツボ（８）からの被覆物質流
束（９）による蒸着粒子の重畳部（７）を経て蒸着さ
れ、その後テンションリール（３）に巻きとられる。必
要に応じて金属帯（２）を冷却ロール（４）で冷却す
る。蒸着としては、通常の真空蒸着または化合物を蒸着
のためのイオンプレーティングが適用できる。金属帯
（２）の温度は赤外線放射温度計（11）により測定す
る。
次に鋼帯にCuを真空蒸着することによってイオンビーム
束と蒸着粒子束の重量部の効果を調査した実施例を記
す。
束と蒸着粒子束の重量部の効果を調査した実施例を記
す。
第２図に示す装置によって、鋼帯として低炭素鋼を用
い、それを0.2〜6m/minの速度で走行させ、イオンビー
ムとしては10kevのArイオンビームを用い45゜の角度で
照射した。Cuは電子ビーム蒸着によって５×10-5Torrの
真空中で３μｍに蒸着した。重畳部にイオンビームおよ
び蒸着粒子を遮る遮蔽板（12）を20cmの間隔をあけて２
枚設けてイオンビーム照射と蒸着の間に全くイオンも蒸
着粒子を飛来しない領域をつくった。イオンおよび蒸着
粒子が全く飛来しない領域を通過する時間、すなわち表
面清浄化後蒸着まで真空中を走行する時間を走行速度を
変えることによって変化させ、その時間と密着性の関係
を調べた。第１表に遮蔽部走行時間、鋼帯の走行速度お
よび蒸着直前の鋼帯の温度を示す。０秒は遮蔽板を取り
外し重畳部をつくった状態を示す。第３図に結果を示
す。密着性は鋼板を180゜に折り曲げその折り曲げ部に
セロハンテープを貼りそれを折り曲げ部から剥して調
べ、第２表に示す５段階の基準で密着性を評価した。第
３図から重畳部が存在すると鋼帯温度が低温であるにも
かかわらず密着性が良好（密着性５）になることがわか
る。従来のイオンビームを用いない方法ではCuを鋼帯に
蒸着する場合、鋼帯の温度を第４図に示すように350℃
以上に加熱しないと良好な密着性は得られない。この場
合、鋼帯の走行速度を6m/minとし５×10-5Torrの真空中
で３μｍ蒸着した。
い、それを0.2〜6m/minの速度で走行させ、イオンビー
ムとしては10kevのArイオンビームを用い45゜の角度で
照射した。Cuは電子ビーム蒸着によって５×10-5Torrの
真空中で３μｍに蒸着した。重畳部にイオンビームおよ
び蒸着粒子を遮る遮蔽板（12）を20cmの間隔をあけて２
枚設けてイオンビーム照射と蒸着の間に全くイオンも蒸
着粒子を飛来しない領域をつくった。イオンおよび蒸着
粒子が全く飛来しない領域を通過する時間、すなわち表
面清浄化後蒸着まで真空中を走行する時間を走行速度を
変えることによって変化させ、その時間と密着性の関係
を調べた。第１表に遮蔽部走行時間、鋼帯の走行速度お
よび蒸着直前の鋼帯の温度を示す。０秒は遮蔽板を取り
外し重畳部をつくった状態を示す。第３図に結果を示
す。密着性は鋼板を180゜に折り曲げその折り曲げ部に
セロハンテープを貼りそれを折り曲げ部から剥して調
べ、第２表に示す５段階の基準で密着性を評価した。第
３図から重畳部が存在すると鋼帯温度が低温であるにも
かかわらず密着性が良好（密着性５）になることがわか
る。従来のイオンビームを用いない方法ではCuを鋼帯に
蒸着する場合、鋼帯の温度を第４図に示すように350℃
以上に加熱しないと良好な密着性は得られない。この場
合、鋼帯の走行速度を6m/minとし５×10-5Torrの真空中
で３μｍ蒸着した。
〔発明の効果〕 本発明は以下に記載される効果がある。
真空蒸着あるいはイオンプレーティングの前処理として
使用するイオンビームのイオンビーム束の前端部と蒸着
粒子束の後端部が重畳しているため、イオンビームによ
って清浄化された金属帯の表面は、真空中の残留ガスに
よって酸化あるいは汚染されることなく清浄化されたま
まで蒸着される。そのため密着性を得るために金属帯の
温度を上げる必要がなくなる。
使用するイオンビームのイオンビーム束の前端部と蒸着
粒子束の後端部が重畳しているため、イオンビームによ
って清浄化された金属帯の表面は、真空中の残留ガスに
よって酸化あるいは汚染されることなく清浄化されたま
まで蒸着される。そのため密着性を得るために金属帯の
温度を上げる必要がなくなる。
このことによって界面の合金化、不純物元素の拡散、金
属帯および蒸着層の組織変化など金属帯が高温となる場
合に生じる問題が解決される。
属帯および蒸着層の組織変化など金属帯が高温となる場
合に生じる問題が解決される。
第１図はイオンビームガンを備えた金属帯蒸着装置の構
成を示す図、第２図は第１図の装置に２枚の遮蔽板を取
り付けたことを示す図、第３図はイオンビームで清浄化
処理後、蒸着まで真空中を金属帯が走行する時間と蒸着
層と金属帯との間の密着性の関係を示す図、第４図は鋼
帯を加熱してCuを蒸着した場合の蒸着直前の鋼帯温度と
密着性の関係を示す図である。 １……ペイオフリール、２……金属帯、３……テンショ
ンリール、４……冷却ロール、５……イオンビームガ
ン、６……イオンビーム束、７……重畳部、８……ルツ
ボ、９……被覆物質束、10……蒸着室、11……赤外線放
射温度計、12……遮蔽板。
成を示す図、第２図は第１図の装置に２枚の遮蔽板を取
り付けたことを示す図、第３図はイオンビームで清浄化
処理後、蒸着まで真空中を金属帯が走行する時間と蒸着
層と金属帯との間の密着性の関係を示す図、第４図は鋼
帯を加熱してCuを蒸着した場合の蒸着直前の鋼帯温度と
密着性の関係を示す図である。 １……ペイオフリール、２……金属帯、３……テンショ
ンリール、４……冷却ロール、５……イオンビームガ
ン、６……イオンビーム束、７……重畳部、８……ルツ
ボ、９……被覆物質束、10……蒸着室、11……赤外線放
射温度計、12……遮蔽板。
Claims (1)
- 【請求項１】連続して走行する金属帯に金属または化合
物を真空蒸着またはイオンプレーティングによって被覆
する際に、前処理としてイオンビーム照射を用いる方法
において：被覆手段の後方に近接してイオン源を配置
し、被覆物質流束の後端部とイオンビーム束の前端部と
が重畳するようにイオンビームを照射することを特徴と
する真空蒸着またはイオンプレーティング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6626089A JPH0788566B2 (ja) | 1989-03-20 | 1989-03-20 | イオンビーム照射前処理を施すことを特徴とする金属帯への連続真空蒸着またはイオンプレーテイング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6626089A JPH0788566B2 (ja) | 1989-03-20 | 1989-03-20 | イオンビーム照射前処理を施すことを特徴とする金属帯への連続真空蒸着またはイオンプレーテイング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02247371A JPH02247371A (ja) | 1990-10-03 |
| JPH0788566B2 true JPH0788566B2 (ja) | 1995-09-27 |
Family
ID=13310712
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6626089A Expired - Lifetime JPH0788566B2 (ja) | 1989-03-20 | 1989-03-20 | イオンビーム照射前処理を施すことを特徴とする金属帯への連続真空蒸着またはイオンプレーテイング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0788566B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04143276A (ja) * | 1990-10-05 | 1992-05-18 | Kobe Steel Ltd | 蒸着Ｃｕ系めっき材の製造方法 |
| DE69220566T2 (de) * | 1991-11-21 | 1998-02-19 | Nisshin Steel Co Ltd | Verfahren zur bildung einer beschichtung mittels aufdampfen |
| US6294479B1 (en) * | 1992-05-21 | 2001-09-25 | Nissin Electric Co., Ltd | Film forming method and apparatus |
| JP2911102B2 (ja) * | 1995-02-28 | 1999-06-23 | 中外炉工業株式会社 | 銅、アルミニウムまたはその合金からなる薄板の成膜前処理方法 |
| JP2012201980A (ja) * | 2011-03-28 | 2012-10-22 | Jx Nippon Mining & Metals Corp | 電気抵抗層付き金属箔及びその製造方法 |
| KR102135219B1 (ko) * | 2020-04-14 | 2020-07-17 | (주)제이에스에스 | 수직형 로딩 구조와 이온 빔 전처리 모듈이 구비된 마스크 프레임용 코팅 시스템 |
-
1989
- 1989-03-20 JP JP6626089A patent/JPH0788566B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02247371A (ja) | 1990-10-03 |
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