JPS63255366A - 絶縁性基体への導電性膜の被覆方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、アーク式蒸発源を用いて絶縁性基体の表面
に導電性膜を被覆する方法に関する。

〔従来の技術〕

真空アーク放電によってカソード物質を蒸発させるアー
ク式蒸発源を用いて、導電性のシート、ワイヤー等の導
電性基体の表面に各種膜を被覆する方法が従来から行わ
れている。

これは、アーク式蒸発源によれば、■他の蒸発源（例え
ば電子ビーム蒸発源等）に比べて大きな成膜速度を得る
ことができ生産性が良い、■アーク放電によってカソー
ドを局部的に溶融させて蒸発させるため、溶融物がこぼ
れ落ちる恐°れは無く、蒸発源の向きを任意に選べる、
■蒸発されたカソード物質は一部イオン化されているた
め、基体にバイアス電圧を印加して当該イオンを加速す
ることによって、即ちいわゆるイオンブレーティングを
行うことによって、密着性の良い膜を形成することがで
きる、等の理由による。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが近年は、ガラス、セラミックス、絶縁性フィル
ム等の絶縁性基体の表面に、金属等の導電性膜を被覆す
る要望が出て来ているが、このような要望に対して、上
記のようなアーク式蒸発源を有効に活用することができ
ないという問題がある。

これは、絶縁性基体に対しては、バイアス電圧を印加す
ることができないため、イオン化されたカソード物質を
基体に向けて加速することができず、そのため膜の密着
性が良くないからである。

そこでこの発明は、アーク式蒸発源を用いて、絶縁性基
体の表面に密着性の良好な導電性膜を被覆することがで
きる方法を提供することを目的とする。

Ｃ問題点を解決するための手段〕 この発明の被覆方法は、真空雰囲気中における工程であ
って、導電性物質の被着とイオンビーム照射とを併用し
て絶縁性基体の表面に第１の導電性膜を形成する第１の
工程と、当該第１の導電性膜に負のバイアス電圧を印加
した状態で、真空アーク放電によってカソード物質を蒸
発させるアーク式蒸発源を用いて、第１の導電性膜の表
面に導電性物質を更に蒸着させて第２の導電性膜を形成
する第２の工程とを備えることを特徴とする。

〔作用〕

第″ｌの工程によって、絶縁性基体の表面に第１の導電
性膜が形成される。その際、イオンビーム照射を併用す
るため、イオンの押し込み作用によって、絶縁性基体と
第１の導電性膜との界面付近に両゛者の構成物質から成
る混合層が形成される。

この混合層は言わば模のような作用をするので、絶縁性
基体に対する第１の導電性膜の密着性は良い。

そして第２の工程によって、前記第１の導電性膜の表面
に、アーク式蒸発源を用いて、第２の導電性膜が形成さ
れる。その際、第１の導電性膜に負のバイアス電圧を印
加しているため、アーク放電によって蒸発かつイオン化
された導電性物質が第１の導電性膜に向けて加速される
。そのため、第１の導電性膜に対する第２の導電性膜の
密着性も良くなる。

従って、絶縁性基体の表面に、密着性の良好な導電性膜
を生産性良く被覆することができる。

〔実施例〕

第１図は、この発明に係る方法を実施する装置の一例を
示す概略断面図である。第２図は、この発明に係る方法
によって導電性膜が被覆された絶縁性基体の一例を拡大
して部分的に示す概略断面図である。

金属等の導電性材料から成り、図示しない真空排気装置
によって真空排気される真空容器２内に、例えばシード
状の絶縁性基体６を収納している。

また当該真空容器２内に、絶縁性基体６を例えば矢印Ａ
方向に搬送するためのローラ４ａ〜４ｆを収納している
。

このローラ４ａ〜４ｆの内、少な（ともこの例ではロー
ラ４ｅは金属等の導電性材料から成り、それにバイアス
電源２４から負のバイアス電圧を印加するようにしてい
る。

そして真空容器２の天井部であって絶縁性基体６の上方
には、当該絶縁性基体６に向けて、絶縁性基体６の搬送
方向上手側から順に、第１のアーク式蒸発源１０　ａ　
ｓイオン源１８および第２のアーク式蒸発源１０ｂを配
置している。

アーク式蒸発源１０ａは、導電性物質から成るカソード
１２ａを有しており、それと真空容器２間にアーク電源
１６ａから例えば数十Ｖ〜数百Ｖ程度の電圧を印加して
両者間に真空直流アーク放電を行わせることによって、
カソード物質、即ち導電性物質１４ａを蒸発させること
ができる。このとき導電性物質１４ａの一部はアーク放
電によってイオン化されている。アーク式藩発源１０ｂ
側もこれと同様であり、１２ｂは導電性物質から成るカ
ソード、１６ｂはアーク電源、１４ｂは蒸発された導電
性物質である。向いずれも、アーク放電起動用のトリガ
等は図示を省略している。

各アーク式蒸発源１０ａ、１０ｂにおけるカソード１２
ａ、、１２ｂの種類、即ちそこから蒸発させる導電性物
質１４ａ、１４ｂの種類としては、目的に応じて、例え
ばＴｉ　％　Ｚｒ　ｓ　Ｈｆ　ＳＶ％　Ｎｂ、Ｔａ　％
　Ｃｒ　％　Ｍｏ　ＳＷ、、ＡＩ　、、Ｃ５Ｓｉ等の種
々のものが採り得る。この場合、導電性物質１４ａと１
４ｂとは互いに同種であっても良いし別種であっても良
い。

イオン源１８からは、加速されたイオンビーム２２を引
き出すことができる。２０はそのための引出し電極系で
ある。このイオンビーム２２のエネルギーは、例えば、
後述する混合層を効果的に形成するためには、照射する
イオンの飛程（平均射影飛程）が、アーク式蒸発源１０
ａによって絶縁性基体６上に形成する膜厚程度になるよ
うなものとすればよい。

このイオンビーム２２を構成するイオンの種類は、Ｈｅ
　、Ｎｅ　ｓ　Ａｒ等の不活性ガスイオンでも良いし、
導電性物質１４ａとの間で化合物膜（例えばＴｉＮ）を
形成する場合はそれを構成するイオン（例えばＮイオン
）でも良い。

成膜に際しては、真空容器２内を所定の真空度（例えば
１０−’〜１０−’Ｔ　ｏ　ｒ　ｒ程度）に排気し、絶
縁性基体６を矢印Ａ方向に例えば連続的に搬送しながら
、アーク式蒸発源１０ａ、１０ｂおよびイオン源１８を
動作させる。それによって絶縁性基体６の表面に、第２
図に示すような第１の導電性膜８ａおよび第２の導電性
膜８ｂから成る導電性膜８が連続的に被覆される。

その際の工程には、大別すれば次の二つの工程が含まれ
ている。

■　第１は、絶縁性基体６の表面にアーク式蒸発源１０
ａからの導電性物質１４ａを蒸着し、それと同時に、あ
るいは第１図のような配置の場合はその後に、イオン源
１８からのイオンビーム２２を照射して、絶縁性基体６
のすぐ表面にまず第１の導電性膜８ａを形成する工程で
ある。

この場合、イオンビーム２２の照射を併用するため、イ
オンの押し込み（ノックオン）作用によって、絶縁性基
体６と導電性膜８ａとの界面付近に両者の構成物質から
は混合層（ミキシング層）が形成される。この混合層は
言わば模のような作用をするので、絶縁性基体６に対す
る導電性膜８ａの密着性は良い。

■　第２は、上記絶縁性基体６が搬送されることによっ
て導電性膜８ａがσ−ラ４ｅにまで達すると、当該導電
性膜８ａに、バイアス電源２４からローラ４ｅを介して
例えば数百ｖ程度の負のバイアス電圧が印加された状態
となり、その状態でアーク式蒸発１１０ｂから導電性膜
８ａの表面に導電性物質１４ｂを更に蒸着させて第２の
導電性膜８ｂを形成する工程である。

この場合、導電性膜８ａには負のバイアス電圧を印加し
ているため、アーク放電によって一部イオン化された導
電性物質１４ｂが導電性膜８ａに向けて加速される。そ
のため、導電性膜８ａに対する導電性膜８ｂの密着性も
良い。またこの場合はいわゆるイオンブレーティングと
なるため、イオンの運動エネルギーによって導電性膜８
ｂの結晶性が向上すると共に、絶縁性基体６に対する導
電性物質１４ｂの回り込みが良くなる等の利点もある。

従って上記のような方法によれば、絶縁性基体６０表面
に、密着性等の良好な導電性膜８を被覆することができ
ると共に、第１の工程はともかく第２の工程にアーク式
蒸発源１０ｂを用いているため、その成膜速度が大きく
　（例えば０．０５〜０．５μｍ／ｓｅＣ程度が可能で
ある）、従って生産性も良い。

尚、被覆する導電性膜８の均一性をより良くするために
、アーク式蒸発源１０ａ、１０ｂやイオン源１８を複数
台ずつ用いたり、あるいはそれらに横長のもの（即ち絶
縁性基体６の幅方向に長いもの）を用いても良い。

また、上手側の蒸発源は、バイアス電圧印加用の導電性
膜８ａを形成するのが主目的であるため、必ずしも大き
な成膜速度のものは必要では無く、従って上記のような
アーク式蒸発源１０ａの代わりに、ターゲットを不活性
ガスイオンの照射やマグネトロン放電によってスパツク
させる方式のもの、あるいは取付は方向が許せば、るつ
ぼ内の蒸発材料を電子ビームによって加熱蒸発させる方
式のもの等を用いても良い。

また導電性膜８ａにバイアス電圧を印加するためには、
導電性のローラ４ｅの代わりに、ブラシ、接触子等を用
いても良い。

また、初めの導電性膜８ａを形成する時に、衝突イオン
によって絶縁性基体６の表面が帯電（チャージアップ）
される問題がある場合は、第１図中に２点鎖線で示すよ
うなフィラメント２６を用いる等して、電子を絶縁性基
体６に向けて供給して当該帯電を中和させるようにして
も良い。

また必要に応じて、上記と同様の方法で絶縁性基体６の
下側の面等に′も、上側の面と同時に導電性膜８を被覆
しても良い。

また、以上においてはシート状の絶縁性基体６を例に説
明したが、絶縁性基体はそれに限られるものではなく、
テープ状、フィルム状、板状、ワイヤー状、ケーブル状
等のものであっても良い。

その材質としては、例えばガラス、セラミックス、その
他の絶縁物等が採り得る。

また、上記例と違って、絶縁性基体は、断続的に搬送し
ても良いし、円板状のものであればそれを回転させるこ
とによって上記第１および第２の工程のような処理を施
しても良いし、あるいは大きさが限定されているもので
あれば、アーム等の移送手段によって上記のような第１
の工程を行う場所から第２の工程を行う場所へ移送して
も良い。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれば、アーク式蒸発源を用い
て、しかもバイアス電圧を印加しながら導電性膜を形成
することができるので、絶縁性基体の表面に密着性の良
好な導電性膜を生産性良く被覆することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明に係る方法を実施する装置の一例を
示す概略断面図である。第２図は、この発明に係る方法
によって導電性膜が被覆された絶縁性基体の一例を拡大
して部分的に示す概略断面図である。 ２・・・真空容器、４ａ〜４ｆ・・・ローラ、６・・・
絶縁性基体、８・・・導電性膜、８ａ・・・第１の導電
性膜、８ｂ・・・第２の導電性膜、１０ａ、１０ｂ・・
・アーク式蒸発源、１４ａ、１４ｂ・・・導電性物質、
１８・・・イオン源、２２・・・イオンビーム、２４・
・・バイアス電源。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）真空雰囲気中における工程であって、導電性物質
   の被着とイオンビーム照射とを併用して絶縁性基体の表
   面に第１の導電性膜を形成する第１の工程と、当該第１
   の導電性膜に負のバイアス電圧を印加した状態で、真空
   アーク放電によってカソード物質を蒸発させるアーク式
   蒸発源を用いて、第１の導電性膜の表面に導電性物質を
   更に蒸着させて第２の導電性膜を形成する第２の工程と
   を備えることを特徴とする絶縁性基体への導電性膜の被
   覆方法。