JP3588783B2 - 真空蒸着用材料供給装置 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は連続真空蒸着装置に係わり、更に詳しくは、フレーク状、棒状又は粒状の蒸着材料を真空蒸着装置内に連続的に供給するための真空蒸着用材料供給装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
真空室内に粒状物体を供給する装置として、例えば実公平2−26934号の「真空室内粒状物体導入装置」が開示されている。この装置は、図6に例示するように、真空室1に向かって傾斜し、先端が真空室に開口し、後端が作動するプラグ2を介して補給装置3と連通・遮断自在に連結され、真空室開口部先端近傍に磁石付板バネ4と電磁石5を設けたことを特徴とし、真空蒸着装置内に粒状の材料6を連続的に1つ1つルツボ内に供給するようになっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、▲1▼上述した従来技術では、粒状物体を1つ1つ供給するため、幅広の鋼板へ連続蒸着する場合には、幅方向に均等に供給することができず、かつ供給速度が遅く、幅広鋼板に必要な大量の蒸発量に対応できない問題点があった。
また、▲2▼モリブデン、クロム等の昇華性材料は、粒状に加工するのが困難であるため、上述した従来技術では材料コストがかかる問題点があった。すなわち、昇華性材料では、電解析出によりフレーク状材料が先ず成形され、次いで粒状に再加工するため、フレーク状材料は比較的安価であるが、粒状材料はコスト高になる問題点があった。
【0004】
本発明はかかる問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、真空蒸着装置内のルツボ内に蒸着材料を連続的に供給することができ、かつ幅広の鋼板の幅方向にほぼ均等に材料を供給することができ、材料の供給速度が大きい真空蒸着用材料供給装置を提供することにある。また、本発明の別の目的は、フレーク状、棒状又は粒状の材料をルツボ内に均等に供給することができる真空蒸着用材料供給装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、内部を真空に保持する真空チャンバーと、真空チャンバー内に水平に設置されたルツボと、ルツボ内の材料に電子ビームを照射して材料を蒸発させる電子銃とを備えた真空蒸着装置用の材料供給装置において、前記ルツボの長さ方向に真空チャンバーに隣接して設置されたパレット収納チャンバーと、真空チャンバーとパレット収納チャンバーとを連通しルツボの長さ方向に延びた直線状の連通ダクトと、該連通ダクトの中間に設けられ連通ダクトを気密に開閉する開閉弁と、パレット収納チャンバー内を真空に保持する真空装置とを備え、前記パレット収納チャンバーにはルツボとほぼ同一の長さを有し内部に材料ペレットを収容しかつ下面が下方に開閉可能なパレットが収納され、更に、パレットをパレット収納チャンバー内の挿入位置Bから連通ダクトを通して真空チャンバー内のルツボ隣接位置Cまでルツボに平行に挿入するパレット挿入装置と、パレットをルツボ隣接位置Cからルツボ上方のパレット開放位置Dまでルツボの幅方向に移動させるパレットスライド装置と、を備え、これにより、開閉弁を開いた状態でパレット収納チャンバーから連通ダクトを通してルツボ隣接位置Cまでパレットをルツボに平行に挿入し、次いでパレット開放位置Dまで幅方向に移動させ、パレットの下面を開いて内部の材料ペレットをルツボ内に落下させ、開閉弁を閉じた状態でパレット収納チャンバーを大気解放して内部のパレットに材料ペレットを補給する、ことを特徴とする真空蒸着用材料供給装置が提供される。
【0006】
本発明の好ましい実施例によれば、前記パレット収納チャンバーは、挿入位置Bのパレットとこれに幅方向に密着した複数のパレットを水平に支持する水平支持台と、これに隣接した傾斜支持台とを有し、更に水平支持台上の複数のパレットを挿入位置側に移動させるパレット押出装置を備える。また、前記材料ペレットは、フレーク状、棒状又は粒状である。
【0007】
【作用】
上記本発明の構成によれば、真空チャンバーとパレット収納チャンバーとが直線状の連通ダクトで連通され、この連通ダクトの中間に開閉弁が設けられ、開閉弁を開いた状態でパレット収納チャンバーから連通ダクトを通してルツボ隣接位置Cまでパレットをルツボに平行に挿入し、次いでパレット開放位置Dまで幅方向に移動させ、パレットの下面を開いて内部の材料ペレットをルツボ内に落下させ、開閉弁を閉じた状態でパレット収納チャンバーを大気解放して内部のパレットに材料ペレットを補給するので、真空チャンバー内の真空を保持したまま、パレット収納チャンバー内のパレットに材料ペレットを補給することができ、実質的に真空蒸着装置内のルツボ内に蒸着材料を連続的に供給することができる。
【0008】
また、材料ペレットは、ルツボとほぼ同一の長さを有し下面が下方に開閉可能なパレット内に充填され、連通ダクトを通してルツボ隣接位置Cまでパレットをルツボに平行に挿入し、次いでパレット開放位置Dまで幅方向に移動させ、パレットの下面を開いて内部の材料ペレットをルツボ内に落下させるので、幅広の鋼板の幅方向にほぼ均等に材料を供給することができ、かつ材料の供給速度が大きい。
【0009】
更に、材料ペレットは、パレットの下面を開いた際にルツボ内に自重で落下する形状であればよく、フレーク状、棒状又は粒状の材料をルツボ内に供給することができる。
【0010】
【実施例】
以下、本発明の好ましい実施例を図面を参照して説明する。なお、各図において、共通する部分には同一の符号を付して使用する。
図1は、本発明による真空蒸着用材料供給装置の全体構成図である。この図において、真空蒸着装置10は、内部を真空に保持する真空チャンバー11と、真空チャンバー11内に水平に設置された細長いルツボ12と、ルツボ12内の材料に電子ビーム13aを照射してルツボ内の材料を蒸発させる電子銃13とを備えており、電子銃13から発射された電子ビーム13aによりルツボ12内の蒸着材料を溶解し蒸発させ、上部を連続的に移動する鋼板7の表面上に薄膜を蒸着させるようになっている。
【0011】
本発明による真空蒸着用材料供給装置は、ルツボ12の長さ方向(Xの矢印で示す)に真空チャンバー11に隣接して設置されたパレット収納チャンバー14と、真空チャンバー11とパレット収納チャンバー14とを連通しルツボの長さ方向(X方向)に延びた直線状の連通ダクト15と、連通ダクト15の中間に設けられ連通ダクト15を気密に開閉する開閉弁16と、パレット収納チャンバー14内を真空に保持する真空装置17とを備えている。開閉弁16は、例えばゲート弁である。パレット収納チャンバー14内には、ルツボ12とほぼ同一の長さを有し内部に材料ペレット8を収容した複数のパレット18が収納されている。かかる構成により、真空チャンバー11内の真空を保持したまま、開閉弁16を閉じパレット収納チャンバー14を解放して、空のパレット18に材料ペレット8を充填することができる。
【0012】
本発明の材料供給装置は更に、パレット18をパレット収納チャンバー14内の挿入位置Bから連通ダクト15を通して真空チャンバー11内のルツボ隣接位置Cまでルツボ12に平行に挿入するパレット挿入装置20と、パレット18をルツボ隣接位置Cからルツボ上方のパレット開放位置Dまでルツボの幅方向(Yの矢印で示す)に移動させるパレットスライド装置22とを備えている。
【0013】
パレット挿入装置20は、挿入位置Bにあるパレット18の一端(図で右端)に係合し、このパレット18をルツボの長さ方向(X方向)に水平に押す細長い貫通ロッド20aとこの貫通ロッド20aを軸方向に移動させる駆動ユニット20bとからなる。また、パレットスライド装置22は、ルツボ隣接位置Cにあるパレット18の他端(図で左端)に係合し、このパレット18をルツボの幅方向(Y方向)に水平に移動させる細長い貫通ロッド22aとこの貫通ロッド22aを軸方向に移動させる駆動ユニット22bとからなる。貫通ロッド20a、22aは、適当な貫通シールにより気密を保持したままパレット収納チャンバー14、真空チャンバー11の側壁をそれぞれを貫通している。駆動ユニット20b、22bは、例えばモータとボールネジからなる。
【0014】
図2は、パレット18の移動手段を示す平面図(A)と側面図(B)である。パレット18は、図5に示すように下面が下方に開閉可能になった細長い矩形容器であり、パレット収納チャンバー14内の挿入位置Bにおいて、パレット台23の上に載るようになっている。パレット台23は、上面と幅方向(Y方向)が開いた箱状の支持台23aとその前後に設けられた係止部23b、23cとからなる。パレット収納チャンバー側(図で右側)の後係止部23cは、上方が開いた垂直板からなり、貫通ロッド20aの先端に設けられた下向きのフック部材20cと係合し、貫通ロッド20aの軸方向移動により、ルツボの長さ方向(X方向)にパレット18を移動させ、かつパレット18がルツボの幅方向(Y方向)に水平移動する際にはその係合が外れるようになっている。また、真空チャンバー側(図で左側)の前係止部23bは、前方(図で左側)が開いた2枚の垂直板からなり、貫通ロッド22aの先端に設けられた右向きのフック部材22cと係合し、貫通ロッド22aの軸方向移動により、ルツボの幅方向(Y方向)にパレット18を移動させ、かつパレット18がルツボの長さ方向(X方向)に図で右に移動する際にはその係合が外れるようになっている。
【0015】
上述した構成により、開閉弁16を開いた状態でパレット収納チャンバー14から連通ダクト15を通してルツボ隣接位置Cまでパレット18をルツボ12に平行に挿入し、次いでパレット開放位置Dまで幅方向に移動させることができる。
【0016】
図3は、図1のパレット収納チャンバー14の拡大平面図であり、図4は図3のA−A線における側面断面図である。これらの図に示すように、パレット収納チャンバー14は、挿入位置Bのパレット18とこれと幅方向に密着した複数のパレット18を水平に支持する水平支持台14aとこれに隣接した傾斜支持台14bを有する。パレット収納チャンバー14には更に、水平支持台14a上の複数のパレット18を挿入位置Bの側に移動させるパレット押出装置24を備えている。パレット押出装置24は、複数のパレット18を水平に押す貫通ロッド24aとこの貫通ロッド24aを軸方向に移動させる駆動ユニット24bとからなる。駆動ユニット24bは、例えばモータとボールネジからなる。かかる構成により、パレット収納チャンバー14内に材料ペレット8を充填した複数のパレット18を収容し、これを順次挿入位置Bに移動させることができ、かつ空になったパレット18を傾斜支持台14bを滑らせて下方に収容することができる。
【0017】
図5は、図1のE−E線における拡大側面図である。この図に示すように、パレット18の下面18aが下方に開閉可能になっており、前述したパレットスライド装置22により、パレット18をルツボ隣接位置Cからルツボ上方のパレット開放位置Dまでルツボの幅方向(Y方向)に支持台21上を移動させると、支持台21からパレット18が部分的にはみ出した位置で、下面18aが自重で下方に開き、内部の材料ペレット8が自重でルツボ12内に落下するようになっている。従って、幅広の鋼板7の幅方向にほぼ均等に材料を供給することができ、かつ材料の供給速度が大きい。また、材料ペレット8は、パレットの下面18aを開いた際にルツボ内に自重で落下する形状であればよく、フレーク状、棒状又は粒状の材料をルツボ内に供給することができる。
【0018】
以下、本発明の真空蒸着用材料供給装置の使用方法を説明する。
ルツボ12内の材料は、時間経過とともに減少する。ここで、連続蒸着を継続するために、材料供給装置により材料を供給する必要がある。あらかじめパレット収納チャンバー14内に材料を充填したパレット18を複数個セットしておく。
【0019】
連続蒸着が開始し、ルツボ内の材料が減少したところで、パレット挿入装置20によりパレット18をルツボ12の真横(ルツボ隣接位置C)まで挿入させ、次にパレットスライド装置22によりパレット18をルツボ12の上方(パレット開放位置D)までスライドさせ、パレット18の底部よりルツボ12内に材料を投入する。空になったパレット18は、元のパレット収納チャンバー14内に戻り、パレット押出装置24により押し出された次のパレット18が挿入位置Bに設置されると、空パレット18はパレット収納チャンバー下方で待機する。上記動作を1サイクルとして、パレット収納チャンバー14内にセットされた複数個のパレット18が全て空になるまで数サイクル動作可能である。
【0020】
全てのパレット18が空になった時点で、真空チャンバー11とパレット収納チャンバー14の中間にあるゲート弁16を閉にし、パレット収納チャンバーを大気解放し、空パレット18に再度材料を充填し、パレット収納チャンバー内にセットする。セット後、パレット収納チャンバー14の真空引きを行い、真空チャンバー11と同じ圧力に到着した時点でゲート弁16を開にして、材料供給動作を繰り返す。この際、ゲート弁16で真空チャンバー11内は真空保持されているため、収納チャンバー14内を大気解放しても影響なく連続真空蒸着が可能である。
【0021】
上述したように、本発明の構成によれば、真空チャンバー11内の真空を保持したまま、パレット収納チャンバー14内のパレット18に材料ペレットを補給することができ、実質的に真空蒸着装置内のルツボ内に蒸着材料を連続的に供給することができる。また、材料ペレットは、ルツボとほぼ同一の長さを有し下面が下方に開閉可能なパレット内に充填され、連通ダクト15を通してルツボ隣接位置Cまでパレット18をルツボ12に平行に挿入し、次いでパレット開放位置Dまで幅方向に移動させ、パレットの下面を開いて内部の材料ペレットをルツボ内に落下させるので、幅広の鋼板の幅方向にほぼ均等に材料を供給することができ、かつ材料の供給速度が大きい。更に、材料ペレットは、パレットの下面を開いた際にルツボ内に自重で落下する形状であればよく、フレーク状、棒状又は粒状の材料をルツボ内に供給することができる。
【0022】
なお、本発明は、上述した実施例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できることは勿論である。例えば、本発明は連続真空蒸着装置に限定されず、バッチ式にも適用でき、また、鋼板以外のフィルム、紙、へのコーティングにも適用できる。更に、上述した実施例ではルツボ12が1つの場合について述べているが、図1に仮想線で示すように複数ルツボの場合でも、パレット挿入装置を増やすことによって可能である。
【0023】
【発明の効果】
上述したように、本発明の真空蒸着用材料供給装置は、▲1▼アルミニウムのようにワイヤー状で供給することができない材料(マンガン、クロム等)でも、フレーク状、棒状、粒状等複雑形状でした供給できない材料でも連続供給が可能になり、多種の蒸着膜を連続成膜することができ、▲2▼真空チャンバー(蒸着室)内を大気解放することなく連続的に材料の供給が可能であるため、生産性の向上、ランニングコストの低減が可能であり、▲3▼パレット内の材料成分を調整することにより、ルツボ内材料の成分調整を自由に変化させることができ、このため、目的の合金比率の膜を形成することができる、等の優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による真空蒸着用材料供給装置の全体構成平面図である。
【図2】パレットの移動手段を示す平面図(A)と側面図(B)である。
【図3】図1のパレット収納チャンバーの拡大平面図である。
【図4】図3のA−A線における側面断面図である。
【図5】図1のE−E線における拡大側面図である。
【図6】従来の材料供給装置の構成図である。
【符号の説明】
1 真空室
2 プラグ
3 補給装置
4 磁石付板バネ
5 電磁石
6 粒状材料
7 鋼板
8 材料ペレット
10 真空蒸着装置
11 真空チャンバー
12 ルツボ
13 電子銃
14 パレット収納チャンバー
15 連通ダクト
16 開閉弁(ゲート弁)
17 真空装置
18 パレット
20 パレット挿入装置
22 パレットスライド装置
24 パレット押出装置
X ルツボの長さ方向
Y ルツボの幅方向
B 挿入位置
C ルツボ隣接位置
D パレット開放位置
Claims (3)
- 内部を真空に保持する真空チャンバーと、真空チャンバー内に水平に設置されたルツボと、ルツボ内の材料に電子ビームを照射して材料を蒸発させる電子銃とを備えた真空蒸着装置用の材料供給装置において、
前記ルツボの長さ方向に真空チャンバーに隣接して設置されたパレット収納チャンバーと、真空チャンバーとパレット収納チャンバーとを連通しルツボの長さ方向に延びた直線状の連通ダクトと、該連通ダクトの中間に設けられ連通ダクトを気密に開閉する開閉弁と、パレット収納チャンバー内を真空に保持する真空装置とを備え、
前記パレット収納チャンバーにはルツボとほぼ同一の長さを有し内部に材料ペレットを収容しかつ下面が下方に開閉可能なパレットが収納され、
更に、パレットをパレット収納チャンバー内の挿入位置Bから連通ダクトを通して真空チャンバー内のルツボ隣接位置Cまでルツボに平行に挿入するパレット挿入装置と、パレットをルツボ隣接位置Cからルツボ上方のパレット開放位置Dまでルツボの幅方向に移動させるパレットスライド装置と、を備え、
これにより、開閉弁を開いた状態でパレット収納チャンバーから連通ダクトを通してルツボ隣接位置Cまでパレットをルツボに平行に挿入し、次いでパレット開放位置Dまで幅方向に移動させ、パレットの下面を開いて内部の材料ペレットをルツボ内に落下させ、開閉弁を閉じた状態でパレット収納チャンバーを大気解放して内部のパレットに材料ペレットを補給する、ことを特徴とする真空蒸着用材料供給装置。 - 前記パレット収納チャンバーは、挿入位置Bのパレットとこれに幅方向に密着した複数のパレットを水平に支持する水平支持台と、これに隣接した傾斜支持台とを有し、更に水平支持台上の複数のパレットを挿入位置側に移動させるパレット押出装置を備える、ことを特徴とする請求項1に記載の真空蒸着用材料供給装置。
- 前記材料ペレットは、フレーク状、棒状又は粒状である、ことを特徴とする請求項1に記載の真空蒸着用材料供給装置。
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