JPH01195276A - 線材用成膜装置 - 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、線材に対して効率よ（成膜を行うことので
きる線材用成膜装置に関するものである。

〔従来の技術〕

−Ｉｌｌに、基板等の平板にスパッタリング等により成
膜を行う場合、基板とターゲット等を対向して配置し、
その間に放電を生じさせてターゲットからのスパッタリ
ング粒子を前記基板上に付着させるようにしている。し
かし、線材に成膜を行う場合は、前記のような基板等の
平板に成膜を行う場合と異なり、あらゆる方向から線材
全周に均一に膜付着を行う必要があるため、種々の工夫
がなされている。

この種の従来装置を第３図〜第５図に簡単に示す、第３
図に示す装置は、線材ｌを往復させて該線材全周にスパ
ッタリングにより成膜を行う場合の模式図であり、線材
１の送り出しローラ２及び巻き取りローラ３を同じ側に
配置するとともに、それらと反対側にガイドローラ４ａ
、４ｂを設け、これらの各ローラの間に第１．第２の成
膜部５゜６を設けたものである。この各成膜部５，６は
、それぞれ高周波電源に接続されたターゲット５１゜６
１及び対向電極５２．６２から構成されている。

そして、送り出しローラ２から搬出された線材ｌは第１
の成膜部５でその略下半分に成膜が行われるとともに、
ガイドローラ４ａ、４ｂで反転され、前記第１の成膜部
５で成膜されていない上半分、即ちガイドローラ４ｂ以
降における下半分に、第２の成膜部６により成膜が行わ
れ、巻取りローラ３により巻き取られる。

また、第４図（ａ）、　（ｂ）に示す装置は、ターゲッ
トを円筒形に構成したものであり、送り出しローラ２と
巻き取りローラ３との間に、高周波電源の接続された円
筒形のターゲット７１を配置するとともに、その円筒形
ターゲット７１の内部に対向電極としてのメツシュア２
を配置する。そして線材１を、これらの中心部を通過さ
せることにより、一方向のみの搬送で線材全周に成膜を
行うようにしている。

第５図に示した装置は、第４図に示した装置とほぼ同様
の方式であり、線材ｌを囲むように３つのターゲット８
１ａ〜８１ｃを配置し、やはり一方向のみの搬送で線材
全周に成膜を行うようにしたものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかるに、第３図に示す装置では、線材ｌの下半分と上
半分とをそれぞれ別々の成膜部５，６で成膜するために
往復成膜を行う必要があり、装置が大きくなると同時に
処理能力が低く、しかも全面に均一な膜を形成すること
が困難であるという問題がある。また、第４図、第５図
に示す装置では、一方向の搬送で成膜が行えるものの、
ターゲット部分の構成が複雑になったり、さらに一種類
のターゲットしか用いることができず、合金膜を付着さ
せることができないという問題があった。

この発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、一方向
のみの搬送で、短時間に、しかも全周に均一に成膜を行
うことができるとともに、複数種類のターゲットを用い
て合金膜の形成も短時間で行うことのできる線材用成膜
装置を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る線材用成膜装置は、成膜部を挾んで相互
に対向して線材の送り出し機構及び巻き取り機構を設け
るとともに、この送り出し機構及び巻き取り機構によっ
て搬送される線材が、その軸線を中心として回転するよ
う前記送り出し機構及び巻き取り機構を同期して回転さ
せる回転機構を設け、前記線材が、回転しながら前記成
膜部を通過するようにしたものである。

〔作用〕

この発明においては、線材の送り出し機構及び巻き取り
機構を回転させて線材の送り出し及び巻き取りを行って
いるから、線材はその軸線を中心に回転しなから成膜部
を通過することとなり、−方向の搬送のみで短時間に、
線材全周に均一な膜を付着することができ、しかも例え
ばスパッタリング時においては、それぞれ異なる材質の
複数のターゲットを前記成膜部に配置しておけば、これ
らのターゲットの合金膜を前記同様の操作で短時間に、
かつ線材全周に付着することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。

第１図は本発明の一実施例による線材用成膜装置の断面
構成図であり、この実施例では、スパッタリング成膜の
場合を示している０図において、１０は真空室であり、
この真空室１０には該真空室１０内を所定の真空圧に排
気するための排気系１３が接続されるとともに、図示し
ないガス導入系が接続されている。真空室１０の中央部
には、ターゲットｌｌ及び対向電極１２からなる成膜部
が設けられ、前記ターゲット１１はマツチングボックス
１４を介してスパッタリング電源としての高周波電源１
５に接続されており、また前記対向電極１２はアースに
接続されている。

前記成膜部を挟んで、真空室１０両側の対向する位置に
、線材ｌの送り出し側ボビン２１及び巻き取り側ボビン
３１が配設されており、この各ボビン２１７ｉび３１は
、これらを回転するために設けられたかさ歯車対のうち
の、従動側かさ歯車２２．３２に固定されてい名。そし
てこの各ボビン２１．３１と従動側かさ歯車２２．３２
のそれぞれの組立体は、後述する回転体４００ａ、４０
０ｂに固定された軸２３．３３に回転自在に装着されて
いる。また、前記各従動側かさ歯車２２．３２はそれぞ
れ駆動側かさ歯車２４．３４と噛み合っており、該各駆
動側かさ歯車２４．３４は、前記真空室１０の外部に設
けられた線材搬送用モータ２５，３５に駆動軸２６．３
６を介して接続されている。なお、前記各モータ２５．
３５は、それらの回転数が同期するよう制御部１６によ
り制御されるようになっている。

前記真空室１０の両側部の対向する位置には、線材１を
その軸線を中心にして回転するための回転体４００ａ、
４００ｂが設けられている。この回転体４００ａ、４０
０ｂは、それぞれ前記各ボビン２１．３１を囲むように
形成された枠体４０ａ、４０ｂと、この枠体４０ａ、４
０ｂに連続して形成され、前記真空室１０の各側壁中央
部に軸支された回転軸部４１ａ、４１ｂとから構成され
ており、前記回転軸部４１ａ、４１ｂの中心部には、前
記ボビン回転用モータ２５．３５に接続された駆動軸２
６．３６が挿通している。また、前記回転体４００ａ、
４００ｂの枠体４０ａ、４０ｂ先端には、搬送される線
材１を第１図中、上下方向及び紙面垂直方向に案内する
ための２組のガイドローラ対４２ａ、４２ｂがそれぞれ
回転自在に装着されている。そして、前記回転軸部４１
ａ。

４１ｂの真空室１０から突出した部分の端部には、それ
ぞれプーリ４３が固定されている。これらの各プーリ４
３は、回転軸４６に固定されたプーリ４５にそれぞれベ
ルト４４を介して連結され、前記回転軸４６は回転体回
転用のモータ４７に接続されている。

以上のように、各ボビン２１，３１、がさ歯車対２２，
２４，３２，３４、ボビン用駆動軸２６゜３６、モータ
２５，３５、及び制御部１６により線材１の送り出し機
構及び巻き取り機構が構成され、また回転体４００ａ、
４００ｂ、プーリ４３゜４５、ベルト４４、回転軸４６
、及びモータ４７により、線材ｌをその軸線を中心に回
転するための回転機構が構成されている。

次に動作について説明する。

まず、線材１の送り出し側ボビン２１及び巻き取り側ボ
ビン３１を、それぞれ枠体４０ａ、４０ｂ内の従動側か
さ歯車２２．３２部分に装着し、第１図に示すような状
態にする。そして、ガス導入系（図示せず）及び排気系
１３の各パルプを制御して真空室１０内を所定の真空圧
にし、さらに前記真空室１０内にガスを導入して所定の
ガス圧に設定する。

次に高周波電源１５により、マツチングボックス１４を
介してターゲラ）１１に高周波電圧を印加し、プレスパ
ツタリング等を行った後、スパッタリングを行う。

そして、制御部１６により、線材が弛まないよう各モー
タ２５，３５の回転数を制御しながら線材ｌの送り出し
及び巻き取りを行う。即ち、モータ２５，３５を駆動す
ると、駆動軸２６．３６を介して駆動側かさ歯車２４．
３４が水平軸（以下、Ｘ軸と記す）回りに回転し、これ
と噛み合っている従動側かさ歯車２２．３２が水平軸に
直交する軸（以下、回転Ｙ軸と記す）回りに回転する。

これにより各ボビン２１．３１が回転Ｙ軸回りに回転し
て、巻き取り側ボビン３１に線材１が巻き取られると同
時に、送り出し側ボビン２１がら線材１が送り出される
。このとき、各ボビンに隣接して設けられているガイド
ローラ対４２ａ、４２ｂにより、線材１は各ボビン２１
．３１のセンターに位置するよう案内される。

このようにして線材ｌはターゲント１１及び対向電極１
２からなる成膜部を通過し、スパッタリング成膜が行わ
れるが、前述した回転機構により、前記線材ｌは搬送と
同時にその軸線を中心としてＸ軸回りに回転されること
となる。即ち、モータ４７が回転すると、回転軸４６及
びこれに固定されたプーリ４５が回転し、この回転力は
ベルト４４を介してプーリ４３及び各回転体４００ａ、
４００ｂに伝達される。従って各回転体４００ａ。

４００ｂは同期してＸ軸回りに回転することとなり、こ
の回転体４００ａ、４００ｂに、軸２３゜３３により装
着された各ボビン２１，３１も、前述のように回転Ｙ軸
回りに回転しながらＸ軸回りに回転し、線材ｌはＸ軸回
りに回転しなから成膜部を通過する。このため、線材ｌ
の全周に均一に膜（スパッタリング粒子）が付着し、こ
の膜形成が行われた線材１は巻き取り側ボビン３１に巻
き取られる。なお、線材ｌの送り出し１巻き取りの速度
、即ち搬送速度は、ターゲラ１−１１の長さ。

成膜厚さ等によって適宜調整し、また線材１のＸ軸回り
の回転数は、約１１００ｒｐ以下になるように、モータ
回転数、プーリ比を設定する。

このような本実施例では、線材ｌの送り出し側ボビン２
１及び巻き取り側ボビン３１を対向して設けるとともに
、搬送される線材ｌがその軸線回りに回転するよう前記
各ボビン２１．３１を回転するための回転機構を設けた
ので、線材ｌを回転させながら成膜部を通過させること
ができ、一方向の搬送のみで、短時間に線材１の全周に
均一に膜形成を行うことができ、従来に比較して、処理
能力を著しく向上することができる。

なお、前記実施例ではターゲットを１個（１種類）とし
たが、本発明によれば、合金膜をも短時間に能率よく形
成することが可能となる。

第２図は、本発明により合金膜を形成する場合の一実施
例を示し、この例では線材ｌの周囲に、それぞれ種類の
異なる３個のターゲットｌ　ｌａ〜１１ｃを設けている
。１５ａ〜１５ｃは各ターゲットｌｌａ〜ｌｌｃにスパ
ッタリング電圧を印加するための高周波電源、１７は対
向電極としてのメツシュである。

この第２図に示す実施例において、前記実施例と同様に
線材ｌを回転させながら成膜部を通過させることにより
、各ターゲット１ｌａ−１ｉｃの組成からなる合金膜を
、短時間にしかも均一に線材１表面に形成することがで
きる。

また、前記各実施例ではスパッタリングにより成膜する
場合について説明したが、本発明は蒸着。

ＣＶＤ等の他の成膜方式にも適用できるのは明らかであ
り、前記実施例と同様の効果を奏する。

さらに、前記各実施例では送り出し機構及び巻き取り機
構用のモータと、回転機構用のモータとを別々に設けた
が、これらのモータを兼用し、モータの出力軸に例えば
減速機構等の歯車装置を連結して各機構の回転力を得る
ようにしてもよく、前記図示した機構に限定されるもの
ではない。

〔発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、成膜部を挟んで相互
に対向して線材の送り出し機構及び巻き取り機構を設け
るとともに、これらの両機構を回転させる回転機構を設
け、前記送り出し機構及び巻き取り機構によって搬送さ
れる線材が、回転しながら前記成膜部を通過するように
したので、線材を一方向に搬送するだけで短時間に、し
かも線材全周に均一な膜を付着することができ、特に合
金膜を形成する際はその処理能力が向上する効果がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による線材用成膜装置の断面
構成図、第２図は本発明の他の実施例の成膜部を示す図
、第３図は往復成膜により線材に成１１りを行う従来装
置を示す図、第４図（ａ）　（ｂ）は円筒形ターゲット
により線材に成膜を行う従来装置を示す図、第５図は線
材周囲に複数のターゲットを配置して線材に成膜を行う
従来装置を示す図であ１・・・線材、Ｉ　Ｏ・・・真空
室、１１，１ｌａ−１１Ｃ・・・ターゲット、１２・・
・対向電極、１７・・・メツシュ、２１・・・送り出し
側ボビン、２２．２４・・・かさ歯車対、２５．３５・
・・線材搬送用モータ、３１・・・巻き取り側ボビン、
３２．３４・・・かさ歯車対、４００ａ、４００ｂ−・
・回転体、４３．４５−・・プーリ、４４・・・ベルト
、４７・・・回転機構用モータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）線材を、真空室内の成膜部を通過させてその表面
   に成膜を行うための線材用成膜装置であって、前記成膜
   部を挟んで相互に対向して設けられた線材の送り出し機
   構及び巻き取り機構と、これらの両機構によって搬送さ
   れる線材が、その軸線を中心として回転するよう前記送
   り出し機構及び巻き取り機構を同期して回転させるため
   の線材回転機構とを備え、前記線材を回転させながら成
   膜部を通過させて線材表面の全周に成膜を行うようにし
   たことを特徴とする線材用成膜装置。