JPH08246149A

JPH08246149A - 真空蒸着装置

Info

Publication number: JPH08246149A
Application number: JP7936495A
Authority: JP
Inventors: Shinobu Endo; 忍遠藤; Tatsuo Shimatani; 竜男島谷
Original assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority date: 1995-03-13
Filing date: 1995-03-13
Publication date: 1996-09-24

Abstract

(57)【要約】【目的】（１）蒸着用金属の原料価格を安価にでき
る、（２）長時間の連続蒸着が可能であるだけでなく、
（３）純度、成分並びに長さ方向および幅方向における
膜厚が極力均一で、かつ、（４）表面が極力平滑な蒸着
膜をテープに形成し得る真空蒸着装置を提供する。【構成】蒸着用金属の原料を溶解する溶解炉および第
１の排気設備を備えた溶解室と、溶湯を保温する保温炉
および第２の排気設備を備えた保温室と、溶湯を該溶解
室で受け該保温炉に供給する樋と、溶湯を蒸発させ被蒸
着物に蒸着する蒸着用るつぼおよび第３の排気設備を備
えた蒸着室と、溶湯を該保温炉で受け該蒸着室に供給す
る樋と、巻出しローラ、巻取りローラ、被蒸着物を巻付
けて該蒸着室で該被蒸着物に蒸着させるコーティングロ
ーラおよび第４の排気設備を備えた巻出し巻取り室とを
設けてなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、テープ状ないし長尺シ
ート状の被蒸着物に蒸着用金属を蒸着する真空蒸着装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４は、例えば、テープ状ないし長尺シ
ート状のプラスチックに高融点のＣｏ基合金などの磁性
材料を蒸着してＶＴＲ用磁気記録媒体を作製する、従来
の真空蒸着装置の縦断面図である（特開昭６３−５０４
７２号参照）。この真空蒸着装置には、蒸着用金属を電
子ビーム加熱により溶解する溶解用るつぼ１７および第
１の排気設備１２を備えた溶解室１０と、溶湯を蒸発さ
せ被蒸着物３１に蒸着する蒸着用るつぼ３２および第２
の排気設備３３を備えた蒸着室３０と、溶解室１０で溶
湯を溶解用るつぼ１７から受け、蒸着室３０の蒸着用る
つぼ３２に供給する樋６１と、巻出しローラ４１、巻取
りローラ４２、被蒸着物３１を巻付けて蒸着室３０で被
蒸着物３１に蒸着させるコーティングローラ４３および
第３の排気設備４４を備えた巻出し巻取り室４０とを設
けている。

【０００３】溶解室１０と蒸着室３０とは、隔壁７１で
仕切られ、蒸着室３０と巻出し巻取り室４０とは、隔壁
７２とコーティングローラ４３で仕切られている。ま
た、溶解室１０、蒸着室３０および巻出し巻取り室４０
の各々には、それぞれ第１、第２、第３の排気設備１
２、３３、４４を備えているので、溶解室１０、蒸着室
３０および巻出し巻取り室４０の各々の雰囲気調整は他
の室とは独立にできる。なお、樋６１は、溶解室１０と
蒸着室３０との隔壁７１に形成された開口７１ａを貫通
して設けられている。溶解室１０において、所望の組成
（例えば、Ｃｏ−１０重量％Ｎｉ、Ｃｏ−２０重量％Ｎ
ｉ、Ｃｏ−２０重量％Ｃｒ、純Ｃｏ）を有し円柱状に加
工した蒸着用金属の原料を溶解用るつぼ１７の下から押
上げ、電子銃１８から発せられる電子ビームＥ₁ によっ
て電子ビーム溶解する。溶解室１０で得られた溶湯を樋
６１を経て蒸着用るつぼ３２に供給する。蒸着室３０に
おいて電子銃３４から発せられる電子ビームＥ₂ によっ
て蒸着るつぼ３２内の溶湯は金属蒸気Ｖとなって蒸発し
被蒸着物３１に蒸着膜が形成される。

【０００４】また、巻出し巻取り室４０において、巻出
しロールテープ４５から巻出しローラ４１によってテー
プ４６が巻出され、巻出し案内ローラ４７を介して回転
するコーティングローラ４３の外周面に一定速度で導か
れる。コーティングローラ４３に導かれたテープ４６
は、蒸着室３０で被蒸着物３１としてその外面に金属蒸
気Ｖによる蒸着膜が形成され、蒸着テープ４８となる。
その後、蒸着テープ４８は、巻取り案内ローラ４９、テ
ンションローラ５０を経て巻取りローラ４２に巻取られ
て巻取りロールテープ５１となる。なお、上記特開昭６
３−５０４７２号公報には、（１）溶解室１０において
使用する溶解用の加熱源は、電子銃１８に限定すること
なく、作業条件によっては誘導加熱による熱源を採用す
ることが可能なことや、（２）蒸着用金属の原料を溶解
用るつぼ１７に装入するのに、溶解用るつぼ１７の下か
らでなく、上または横から連続的に供給することも可能
であることが記載されている。

【０００５】ところで、真空蒸着装置を運転して作製さ
れる蒸着テープには、（１）蒸着膜の純度、成分が均一
であること、（２）蒸着膜の表面が平滑であること、
（３）蒸着膜の長さ方向および幅方向における膜厚が均
一であることなどの条件が要求される。しかしながら、
前記従来の真空蒸着装置は、蒸着用金属の原料価格を安
価にできることや長時間の連続蒸着が可能であるなどの
長所をもっているものの、前記従来の真空蒸着装置によ
り作製された蒸着テープは、上記（１）、（２）、
（３）の条件をいずれも十分に満足するとはいい難い。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の目的
は、上記従来の真空蒸装置のもつ長所を失うことなく、
（１）純度、成分並びに長さ方向および幅方向における
膜厚が極力均一で、かつ（２）表面が極力平滑な蒸着膜
をテープに形成し得る真空蒸着装置を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的を
達成すべく鋭意研究した結果、（１）蒸着るつぼ内の溶
湯を、ガスや酸化物などの非金属介在物などの不純物が
極力少ない安定したものとし、かつ、（２）該溶湯の表
面レベルを極力一定に維持することが必要であり、その
ために、上記（１）、（２）を満足させる室を溶解室と
蒸着室との間に設ける必要があるという知見を得、本発
明に到達した。即ち、本発明の真空蒸着装置は、上記目
的を達成するものであり、前記従来の真空蒸着装置にお
いて、溶解室で溶湯を溶解炉から受け、蒸着室の蒸着用
るつぼに供給する樋を除き、該溶解室と該蒸着室との間
に溶湯を保温する保温炉および排気設備を備えた保温室
と、溶湯を該溶解室で受け該保温炉に供給する樋と、溶
湯を該保温炉で受け該蒸着室に供給する樋を設けたもの
である。上記保温室に、プラズマガンまたは電子銃を加
熱源として使用すると、該保温室内の溶湯を精製するこ
ともできて好ましい。

【０００８】図１は、本発明の真空蒸着装置の一実施例
の縦断面図である。この真空蒸着装置には、溶解室１０
と、保温室２０と、蒸着室３０と、巻出し巻取り室４０
とを設けている。溶解室１０には、蒸着用金属の原料を
真空溶解するライニングがマグネシアの１００ｋｇ高周
波誘導溶解炉１１、溶解炉１１用のマグネシア製炉蓋１
３、溶解炉１１を傾転させることにより流出する溶湯を
受けるタンディッシュ１４、レールに沿ってスライドし
て開閉する天井１５から蒸着用金属の原料を溶解炉１１
に装入するシュート１６を設けている。保温室２０に
は、溶湯を保温する、ライニングがマグネシアで舟型の
タンディッシュ２２、、タンディッシュ２２を載置した
ばね秤り２３、タンディッシュ２２内の溶湯を加熱する
加熱源２４としてプラズマガンを設けている。図２にタ
ンディッシュ２２の斜視図を示す。プラズマガン２４の
電極２４ａは、タングステン、タンタル、モリブデンな
どの高融点金属で作ることができ、プラズマガンの代わ
りに電子銃を用いてもよい。

【０００９】溶解室１０と保温室２０とを連絡するため
に、溶湯をタンディッシュ１４で受けタンディッシュ２
２に供給する樋６２が、溶解室１０と保温室２０とを仕
切る隔壁７３に形成された開口７３ａを貫通し、かつ開
口７３ａと嵌合して設けられている。この樋６２は、内
面がマグネシアでライニングされ、側壁内部に電熱ヒー
タが埋設されている。樋６２を経た溶湯は、タンディッ
シュ２２の流入案内溝２２ａからタンディッシュ２２に
流入する。蒸着室３０には、溶湯を蒸発させ被蒸着物３
１に蒸着する、マグネシア製で舟型の蒸着用るつぼ３２
ａ、蒸着用るつぼ３２ａを載置したばね秤り３５、蒸着
用るつぼ３２ａ内の溶湯を加熱し蒸発させる電子銃３４
を設けている。図３に蒸着用るつぼ３２ａの斜視図を示
す。保温室２０と蒸着室３０とを連絡するために、溶湯
をタンディッシュ２２で受け蒸着用るつぼ３２ａに供給
する樋６３が、保温室２０と蒸着室３０とを仕切る隔壁
７４に形成された開口７４ａを貫通し、かつ開口７４ａ
と嵌合して設けられている。この樋６３は、内面がマグ
ネシアでライニングされ、側壁内部に電熱ヒータが埋設
されている。保温室２０内のタンディッシュ２２を油圧
シリンダー２２ｂを上昇させて回転軸２２ｃの周りに傾
転させることにより、溶湯は、タンディッシュ２２の流
出案内溝２２ｄから流出する。流出した溶湯は、樋６３
で受け樋６３を経て、蒸着用るつぼ３２ａの流入案内溝
３２ａ１から蒸着用るつぼ３２ａに流入する。

【００１０】保温室２０のばね秤り２３は、タンディッ
シュ２２内の溶湯量を検出するので、ばね秤り２３によ
ってタンディッシュ２２から蒸着用るつぼ３２ａへ供給
する溶湯量を調整することができ、また、蒸着室３０の
ばね秤り３５は、蒸着用るつぼ３２ａ内の溶湯量を検出
するので、蒸着量を検知することができる。しかるに、
蒸着膜の膜厚を長さ方向および幅方向にわたって均一に
するために、被蒸着物３１と蒸着用るつぼ３２ａ内の溶
湯面との距離を一定に維持する、即ち、この溶湯面のレ
ベルを一定に維持することが必要である。そのために、
上記検知した蒸着量に対応するだけの溶湯を、保温室２
０のタンディッシュ２２から蒸着用るつぼ３２ａに適
宜、連続的または間欠的に供給することができる。巻出
し巻取り室４０は、前記従来の真空蒸着装置におけるも
のと同様である。蒸着室３０と巻出し巻取り室４０と
は、隔壁７２とコーティングローラ４３で仕切られてい
る。また、溶解室１０、保温室２０、蒸着室３０および
巻出し巻取り室４０の各々には、それぞれ第１、第２、
第３、第４の排気設備１２、２１、３３、４４を備えて
いるので、溶解室１０、保温室２０、蒸着室３０および
巻出し巻取り室４０の各々の雰囲気調整は他の室とは独
立にできる。従って、長時間の連続蒸着が可能である。

【００１１】

【作用】本発明の真空蒸着装置の溶解室１０では、シュ
ート１６から蒸着用金属の原料を溶解炉１１に装入して
溶解する。溶解して溶解炉１１内に保持された溶湯は、
必要の都度、溶解炉１１を傾転して流出し、タンディッ
シュ１４および樋６２を経てタンディッシュ２２に供給
される。上記原料の装入から溶湯のタンディッシュ２２
への供給までの間、（１）原料中に含まれるガス成分や
酸化物成分の量が一定しない、（２）天井１５を開放し
て溶解室１０の雰囲気を大気にして原料を装入する、
（３）溶解室１０内の雰囲気を第１の排気設備１２によ
り所望の真空度に減圧する、（４）溶湯からガスが不定
期的に放出し、時として噴出することがある、（５）上
記（１）〜（４）を数多く繰り返すなどのため、溶解室
１０の雰囲気は、常に大なり小なり変動する。特に、上
記（１）および（４）のため、必要の都度タンディッシ
ュ２２に供給される溶湯中のガス成分や酸化物成分の量
はばらつきの多いものとなる。

【００１２】保温室２０では、溶湯を加熱保温すること
により、ガス成分や酸化物成分の量を安定させる。ま
た、第２の排気設備２１により雰囲気を１０−４Ｔｏｒ
ｒ以下の高真空下とし、プラズマガンや電子銃を加熱源
２４として使用すると、タンディッシュ２２内の溶湯に
含まれる不純物をガス化して除去するので、該溶湯を精
製することもできる。従って、溶解室１０で使用する蒸
着用金属の原料としては、高純度のものは特に必要でな
く、安価なものを使用することができる。また、蒸着室
３０における蒸着用るつぼ３２内の溶湯面のレベルを一
定に維持するために、保温室２０におけるタンディッシ
ュ２２を適宜傾転して連続的または間欠的に溶湯を供給
することができる。蒸着室３０では、このように不純物
成分が安定し精製され、かつ、面レベルが一定に維持さ
れた溶湯を蒸発させるので、被蒸着物３１に形成される
蒸着膜は、純度および膜厚が均一で、表面が平滑なもの
となる。

【００１３】これに対して、前記従来の真空蒸着装置に
おいては、本発明の真空蒸着装置における保温室を設け
ていない。そのため、溶解室から供給される、不純物の
量のばらつきが多い溶湯を直接蒸着室３０で蒸発させる
ことになる。その結果、被蒸着物３１に形成される蒸着
膜は、純度および膜厚が不均一で、表面の平滑性が低下
する。膜厚が不均一になる原因は、蒸着時、（１）溶湯
表面に酸化物が浮上してその表面を覆うと蒸着速度が低
下する、（２）溶湯中のガス成分が噴出すると、溶湯の
巨大な飛沫が発生してその飛沫がテープに突起状に付着
するとともに、真空度が低下して蒸着速度が低下するこ
となどが考えられる。また、前記従来の真空蒸着装置に
おいて、蒸着室３０における蒸着用るつぼ３２内の溶湯
面のレベルを一定に維持するために、溶解室１０におけ
る溶解炉１１は適宜傾転して、連続的または間欠的に溶
湯を供給する必要がある。しかしながら、これは溶解炉
１１に本来の機能以外の機能を課すことになり、上記蒸
着用るつぼ３２内の溶湯面のレベルを十分一定に維持し
難い。

【００１４】

【実施例】

［実施例］図１に示す真空蒸着装置を運転して蒸着試験
を行った。試験条件は、次の通りとした。テープ材質：ポリエチレンテレフタレートテープ寸法：厚さ１０μｍ、幅５８０ｍｍ、長さ５０ｍ蒸着用金属：Ｃｏ−２０重量％Ｎｉ蒸着用金属の原料：電気Ｃｏおよび電気Ｎｉ溶解室真空度：１０^-3Ｔｏｒｒ蒸着用金属の原料装入回数：１回保温室のタンディッシュ内溶湯の加熱温度：１７００℃ 保温室真空度：１０^-4Ｔｏｒｒ蒸着室のタンディッシュ内溶湯の加熱温度：１５８０℃ 蒸着室真空度：１０^-6Ｔｏｒｒテープ巻出し巻取り速度：１５ｍ／ｍｉｎ上記試験の結果は、次の通りであった。保温室のタンディッシュ傾転回数：８回保温室のタンディッシュ傾転１回当りの流出溶湯量：２
０〜３０ｋｇ／回蒸着用るつぼ内溶湯の表面レベルの上下動：２０ｍｍ以
下蒸着膜の膜厚：１２００Ａ（オングストローム）テープ膜厚精度（長さ方向）：±６％テープ膜厚精度（幅方向）：±６％なお、試験中、蒸着用るつぼ内溶湯に含まれるガスが噴
出するスプラッシュ現象を目視で観察したが、その現象
は１回もみられなかった。

【００１５】［従来例］図４に示す真空蒸着装置を運転
して蒸着試験を行った。試験条件は、実施例における溶
解室の溶解炉は傾転せず、保温室の試験条件を使用しな
かった以外は実施例と同様とした。上記試験の結果は、
次の通りであった。蒸着用るつぼ内溶湯の表面レベルの上下動：２０ｍｍ以
下テープ膜厚精度（長さ方向）：±５％テープ膜厚精度（幅方向）：±９％なお、試験中、蒸着用るつぼ内溶湯に含まれるガスが噴
出するスプラッシュ現象を目視で観察したが、その現象
は８回みられた。

【００１６】

【発明の効果】以上から明らかなように、本発明の真空
蒸着装置は、従来の真空蒸着装置に比べて、（１）純
度、成分並びに長さ方向および幅方向における膜厚が極
めて均一であり、かつ、（２）表面が極めて平滑な蒸着
膜をテープに形成し得る。また、本発明の真空蒸着装置
は、従来の真空蒸着装置と同様、蒸着用金属原料価格を
安価にできることや長時間の連続蒸着が可能であるなど
の長所も合わせもっている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の真空蒸着装置の一実施例の縦断面図で
ある

【図２】本発明の真空蒸着装置の一実施例の保温室で用
いたタンディッシュの斜視図である。

【図３】本発明の真空蒸着装置の一実施例の蒸着室で用
いたタンディッシュの斜視図である。

【図４】従来例の真空蒸着装置の縦断面図である。

【符号の説明】

１０溶解室１１溶解炉１２第１の排気設備１３炉蓋１４溶解室タンディッシュ１５天井１６原料装入シュート１７溶解用るつぼ１８、３４電子銃２０保温室２１第２の排気設備２２保温室タンディッシュ２２ａタンディッシュ流入案内溝２２ｂ油圧シリンダー２２ｃ回転軸２２ｄタンディッシュ流出案内溝２３ばね秤り２４プラズマガン２４ａプラズマガン電極３０蒸着室３１、４６、４８テープ３２、３２ａ蒸着用るつぼ３２ａ１蒸着用るつぼ流入案内溝３３第３の排気設備３５ばね秤り４０巻出し巻取り室４１巻出しローラ４２巻取りローラ４３コーティングローラ４４第４の排気設備４５巻出しロールテープ４７巻出し案内ローラ４９巻取り案内ローラ５０テンションローラ５１巻取りロールテープ６１、６２、６３樋７１、７２、７３、７４隔壁７１ａ、７３ａ、７４ａ開口

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】蒸着用金属の原料を溶解する溶解炉およ
び第１の排気設備を備えた溶解室と、溶湯を保温する保
温炉および第２の排気設備を備えた保温室と、溶湯を該
溶解室で受け該保温炉に供給する樋と、溶湯を蒸発させ
被蒸着物に蒸着する蒸着用るつぼおよび第３の排気設備
を備えた蒸着室と、溶湯を該保温炉で受け該蒸着室に供
給する樋と、巻出しローラ、巻取りローラ、被蒸着物を
巻付けて該蒸着室で該被蒸着物に蒸着させるコーティン
グローラおよび第４の排気設備を備えた巻出し巻取り室
とを設けてなる真空蒸着装置。
【請求項２】保温室は、プラズマガンまたは電子銃を
備えた請求項１に記載の真空蒸着装置。