JPS621226Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、ハース内の蒸着材料を電子ビームの
照射によつて溶解して蒸発させ蒸着を行なう方式
の電子ビーム形蒸着装置の改良に関するものであ
る。

この種の蒸着装置においては、蒸着室の内方底
部に蒸着材料の蒸発部が設置されているが、この
蒸発部は電子ビームを射出する電子ビーム射出部
いわゆるビームガン部と蒸着材料を収容するハー
ス部いわゆるるつぼ炉部分とで構成される。この
場合電子ビームがハース内の蒸着材料に照射され
るとハース本体部は蒸着作業の進行につれて加熱
され高温にされるからハース本体部の冷却を行な
う必要がある。

従来、この冷却のために、たとえば、実開昭49
−22144号〓陰極接地形蒸着装置における冷却装
置〓公報に代表的に示されるように、一定量の冷
却水をハース本体底部下方に垂設した供給パイプ
から噴出供給し巡回させる構造の冷却装置を使用
しているが、この方式はつぎのような欠点を有し
ている。すなわち、冷却効果が充分でなく特に給
水が停止されるとハース本体底部には冷却水がな
くなるので即座にハース本体部が過熱されてしま
う。他方蒸着作業開始時から多量の給水を行なう
と電子ビームによる加熱溶解が均一に行なわれる
までに時間を要し効率的でない。

本考案はこのような欠点を解決する電子ビーム
形蒸着装置を提供したものである。

本考案の電子ビーム形蒸着装置は、蒸着材料を
収容するハース（容器）の底部の冷却を効率よく
行なう冷却装置を備え、この冷却装置はハース本
体底部下方に設けた空洞の冷却室と、この冷却室
中心部でハースの底部近傍にオーバーフロー面を
有する排水筒と、前記冷却室内へ冷却水を供給循
環させる手段とからなるオーバーフロー式冷却水
循環系と、この循環冷却水量をハース底部温度に
応じて制御する制御手段とを有し、ハース底部が
昇温するまでは冷却水量を抑制して蒸着材料を均
一にかつ迅速に溶解せしめ、ハース底部が高温に
なると冷却水量を増やして過熱を防止し適正なハ
ース底部の温度調節を保証する。

以下図示実施例を説明する。

図において、１は蒸着材料２の収容部１Ｈが形
成されたハース本体で、円柱状の脚部１Ｆを介し
て基台３に垂設されている。このハース内の蒸着
材料２に対してフイラメント部（ビームガン）７
からの電子ビームが矢印に示すように照射されて
材料２の加熱溶解が行なわれ、被蒸着物（図示省
略）に対する蒸着が行なわれる。

電子ビームはそのフイラメント部７に一定の電
圧が印加されることによつて電子が発生すること
により生じるが、フイラメント部７に対設された
それぞれの負電位の磁極１１，１２によつてビー
ムが大きく曲折されてハース１内の材料２に照射
される。

８はフイラメント部７の保持具、９，１０はそ
れぞれ磁極１１，１２を構成するためのコイルで
ある。コイル１０はコイル９を挾持する状態で紙
面垂直方向に２個対置される。１１，１２は電磁
石の磁極を構成し、その磁力の大きさによつて電
子ビームの曲折度合が調整される。

既述のように、電子ビームが蒸着材料２に照射
されることにより材料２は表面部分から加熱され
溶解されそして全体が溶融されて蒸発される。こ
の電子ビームによる溶解が進行すると、ハース全
体が過熱されて破壊されるから、冷却を行なう必
要がある。

本考案はこの冷却をきわめて効率よく行なうよ
うにしたものである。以下、その構成について説
明すると、ハース本体１と一体の円柱状脚部１Ｆ
は内方に空洞１Ｃが形成されていて、その上方は
円錐面１Ｋをなしハース１Ｈの底部に近い位置で
ハース１Ｈの底面に平行な頂上面を有している。
この空洞１Ｃは冷却水が充満されてハースの冷却
を行なう冷却室を形成するが、冷却水が漏出しな
いよう脚部１Ｆはシール部材６を介して基台３に
固定設置される。

冷却室１Ｃには基台３に穿孔された供給口３Ｒ
より給水パイプ１６を介して冷却水が供給され
る。４はこの冷却室１Ｃの中央位置において基台
３上に垂設された排水筒であり、その上端面がオ
ーバーフロー面を構成し冷却室１Ｃの底部から供
給された冷却水がこのオーバーフロー面よりオー
バーフローして排水筒４より排水される。５はこ
の排水筒４の固定ねじである。排水筒４の高さは
オーバーフロー面をハースの底部に近接させるよ
う高く設定される。これは後述のように給水が断
たれた時における危険を最小限にするためであ
る。

排水筒４の下方は基台３に穿孔された排水口３
Ｐに接続され、オーバーフローした冷却水は排水
口３Ｐより排水パイプ１７へと排出される。１８
は圧力計、１９は流量計である。

このように冷却水はハースの底部下方にオーバ
ーフロー面を有する排水筒を有するオーバーフロ
ー式冷却水循環系によつてハース本体下方に循環
されハース底部の冷却を行なうのである。したが
つて、供給口３Ｒから供給された冷却水は冷却室
１Ｃの円錐面１Ｋ位置まで常時充填された状態が
形成され、ハース底部近傍位置まで冷却水が常時
充填されるのでハース底部の冷却が充分に行なえ
る。しかも冷却水循環系における送水ポンプ（図
示省略）等が停電などにより停止して供給が中止
されても冷却水はオーバーフローしないだけで一
応冷却室１Ｃ内に充填されているので、冷却効果
は一定時間維持され電子ビームによるハース底部
の溶解、破壊が即座に起る危険は阻止される。

また本考案においては、ハース本体１の外方よ
りハース底部位置に細孔１Ｓが穿設され熱電対１
５が挿入されており、ハース底面１Ｔにおけるハ
ースの温度が検出されるようになつている。ハー
ス底部温度に応じた熱電対１５の熱起動力（信
号）は信号整形回路１４に入力されハース底部温
度に応じたパルス幅制御または振幅制御された出
力が給水パイプ１６に介設した流量制御弁１３に
供給される。信号整形回路１４は電源回路に接続
されていてその電力により流量制御弁１３を駆動
するが、信号整形回路１４はその供給電力の大き
さをハース底部温度に応じるよう調整する機能を
有する。さらに図示は省略してあるが、フイラメ
ント部７へ一定の電圧を印加して電子ビームを発
生させるのと同時に信号整形回路１４に信号が入
力されて信号整形回路１４が動作を開始するよう
にしている。もちろん電子ビームの発生開始時は
ハース内の材料２はそれ程溶解されていないの
で、ハース底部温度は昇温しておらず、冷却水の
供給は少量に制御され経済的な冷却水の供給が行
なわれる。

本考案によれば、電子ビームによる材料の加熱
溶解開始時流量制御弁１３は信号整形回路１４か
らの信号が小さいため冷却水の供給量を少量に制
御する。そして電子ビームの発生継続によつて蒸
着材料２が溶解されはじめハース底部温度が上昇
してくると、それに応じて冷却水の供給量が徐々
に増大する。たゞしハース底部が破壊されない程
度に昇温するように冷却水が制御されるから材料
２が均一に溶解され、材料２の溶解・蒸発が効果
的に行なわれる。したがつて冷却水量も電力供給
も最少限ですみ経済的である。

本考案は図示実施例に限定されるものではな
い。例えばハースの形状は円形状に限定されず、
また冷却室の形状も図示例は冷却効果にすぐれて
いて好ましいがこの形状に限定されない。

冷却水供給量を制御する手段としての流量制御
弁の駆動方法も図示例のような信号整形回路から
の出力信号による方式に限定されるものではな
い。温度検出を行なう熱電対の設置方法、位置も
図示例には限定されない。流量制御弁の動作開始
を電子ビーム発生開始と同期させることは好まし
いが、この方法に限定されない。流量計、圧力計
の設置も必須要件ではない。

本考案の電子ビーム形蒸着装置は以上のような
ハース冷却構造を有するものであるから、冷却水
量および供給電力の消費を最少限にすることがで
き省エネルギー化を図ることができる。また蒸着
材料はハース底部が冷却しすぎて全体の均一な溶
解が困難な従来の欠点は完全に解消され、材料全
体が均一に溶解されて表面温度の変動が少なく、
したがつて平衡状態が安定し、しかも平衡状態に
達する時間を短縮することができる。ハース内の
蒸着材料の均一、安定した溶解が行なわれること
から均一な蒸着膜を得ることができ、またその再
現性も良好であるなどすぐれた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の一実施例の概略構成図である。 １……ハース本体、１Ｃ……冷却室、１Ｆ……
円筒状脚部、１Ｔ……ハース底面、１Ｋ……円錐
面、２……蒸着材料、３……基台、４……排水
筒、７……フイラメント部、８……保持具、９，
１０……コイル、１１，１２……磁極、１３……
流量制御弁、１４……信号整形回路、１５……熱
電対、１６……給水パイプ、１７……排水パイ
プ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 電子ビームによつてハースにおける蒸着材料を
   溶解し蒸着させるようにした電子ビーム形の蒸着
   装置において、ハース本体底部下方に設けた空洞
   の冷却室とこの冷却室中心部でハースの底部近傍
   にオーバーフロー面を有する排水筒と前記冷却室
   内へ冷却水を供給循環させる手段とからなるオー
   バーフロー式冷却水循環系と、ハース本体の底部
   位置の温度に応じて冷却水循環量を制御する制御
   手段とを設けたことを特徴とする電子ビーム形蒸
   着装置。