JPH0369990B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (a) 発明の技術分野 本発明はルツボへの蒸発材料供給を順次行ない
連続蒸着が可能な蒸着装置の構造に関する。

(b) 技術の背景 金属被膜を所望部に被着させる方法として真空
蒸着や減圧中で金属被膜を被着させる方法が広く
用いられるようになつてきており、最近ではバツ
チ式の他に一定量の被処理物を連続的に順次送り
込んで金属被覆を被着させる大量の生産ができる
装置も製作されている。

これらの装置で蒸発源から被着する材料を蒸発
させて金属被膜を得る方式においては、順次連続
的に送り込んだ被処理物に均一で均質な被膜を得
るために蒸発源からは一定の蒸発速度で連続して
蒸発させ、しかも能率を向上させるには蒸発速度
を早くする必要があり、このため品質の良い蒸発
物を安定して長時間大量に供給することができる
蒸発機構が要望されている。

(c) 従来技術と問題点 真空蒸着法を含む減圧中における金属被膜の被
着方法において、蒸発源から金属を蒸発させて製
品へ被着させる方法があり、蒸発源は固体の被着
材料を溶融して溶湯とし更に気化させて蒸発物と
して製品へ被着させる。そして蒸発源からの蒸発
量を大量に必要とする場合にはルツボ内に一定量
の材料を入れておき加熱して材料を蒸発させなが
ら蒸発量に見合つてルツボ内に設けたワイヤーを
供給するワイヤーフイード方式で行うか又は複数
のルツボを設けて順次加熱して必要量を確保する
ようにしている。

蒸発物を目的の製品に被着させる場合に蒸発源
となる材料を固体→液体→気体として蒸気で被着
させるがこの溶融過程が急激に行なわれた場合に
は材料に含まれる成分や含有ガス又は付着成分の
ガス化の状態によつてこれに起因して材料の溶融
時に突沸が起こり液体の飛沫を飛散させるのでそ
れが製品に被着した場合に突出した粒となるので
被膜としての目的が達せられないなどの欠点とな
る。

この防止方法として加熱した金属網を蒸発源と
処理物（製品）の中間に設けて飛沫が製品に被着
しないようにする方法が提案されている。しかし
この方法では長時間にわたつて使用する場合には
網の材質と蒸発物が合金をつくりついてにはけて
しまつたりするので交換して使用する必要があり
網の維持か困難であるという欠点がある。

又ルツボを用いて蒸発源をルツボ中で溶融し更
に蒸発させる場合に溶融初期に起こる飛沫の被着
を防ぐため製品の蒸発部との中間にカバーを設け
て一定に溶融してからカバーをはずして蒸発させ
ている。

しかし以降の蒸発源の補充をワイヤ材を連続的
に挿入する方法にあつてはワイヤ材の溶融が連続
的に行なわれるため突沸による飛沫の被着に留意
するため溶解速度をゆつくり行うので高速度の蒸
発を連続的に行う場合に不向きであり、また材料
の厳選が必要となり経済的でない。

又複数のルツボから順次加熱部へ送り込んで蒸
発させる方式は材料の溶融初期にカバーをするこ
とが必要で蒸発が断続的になり一定の連続蒸発を
行うのに不向きである。

(d) 発明の目的 本発明は蒸発源からの蒸発量を多くするため一
定量の容積のルツボ内に蒸発させる材料を入れ熱
源で加熱蒸発させる方式においてルツボ内に順次
材料を補給する場合に蒸発状態を中断せずに又製
品への被着物が蒸発源から完全に気化したものだ
けが到達するようにするための材料を連続供給に
おける構造及び方式を提供することを目的とす
る。

(e) 発明の目的 本発明の上記目的は、ルツボ内に蒸発源となる
固形体を蒸発源の蒸発量に見合つて材料補給部か
ら順次供給し且つそれを順次溶解、蒸発させて処
理物に被膜を被着させる蒸発装置において、前記
ルツボは、堰によつて溶湯の液面部が仕切られ
て、前記材料供給部から固形体が順次供給され、
且つ順次溶解されるルツボ部位と、前記堰下方の
通路を通じて前記ルツボ部位に溶湯の液面下で連
通して溶湯が導入され、溶湯を蒸発させて処理物
に被膜を被着させるルツボ部位とを有し、前記固
形体が順次供給され、且つ順次溶融されるルツボ
部位からの蒸発物が処理物に被着しないように、
下端において前記堰に接続され、上部側が固形体
が順次供給される前記ルツボ部位の上方にのびて
該ルツボ部位の溶湯液面と処理物との間を遮断す
る遮断板を設けたことを特徴とする蒸発装置によ
り達成できる。

(f) 発明の実施例 以下本発明の実施例を図面に沿つて説明する。

第１図はAl被膜を被着する真空蒸着の装置内
部を図示したもので本発明を説明する模式図であ
る。図において、１は矢印ａ方向に連続供給され
る処理物（例えば金属板材４２アロイの帯状）、
２はCuからなるルツボで水冷却２ａで冷却され
る。３は加熱源からの局部加熱する電子ビーム、
４は電子ビームで加熱され溶湯となつたAl蒸発
源、５は可動シヤツタ、６は材料補給装置、７は
蒸発材料Alの補給用ホツパー、８は補給材の固
形状Alチツプ、９は送り込み用のロータ、１０
は移送用のガイドである。

また１１は本発明の特徴である材料補給部から
の飛散物が直接製品へ被着しないようにする遮蔽
板である。

尚、上記のものは真空装置の容器内に設けられ
る（真空度１×10^-5Toor程度）。第１図の装置で
真空容器内に処理物１を送り込んでAlの真空蒸
着を行う場合に、処理物供給は帯条の送り込み及
びこれに連動する巻き取り装置により蒸着領域へ
連続的に送り込むようにし送り込み前段部では必
要に応じて予備加熱300〜500℃を行う。

蒸発機構はその処理する帯条の下方位置にルツ
ボ２を設け、これにAlチツプ８を投入しておき
これを電子ビーム３で加熱して溶湯部分ができる
ようにし、更に溶湯部からAlが蒸発するに必要
なエネルギーを供給して蒸発させる。又金属ルツ
ボが溶けたAlと合金を作らないよいにするため
に水冷却２ａに冷却水を流しておきルツボに接す
る部分のAlが溶けない状態に保つておく。そし
てAlの溶湯ができる初期にはシヤツタ５を蒸発
源４と処理物１の間に設けて蒸発物が被着しない
ように配慮るが、Alの蒸発を定常状態にした後
はシヤツタ５を開けておくようにする。

ルツボへのAlの供給は材料補給用のホツパ７
内にAlのチツプ８を入れておき、ロータ９を回
転させて、移送ガイド１０へ送り込み、Alの溶
湯部分へAlチツプ８を送り込むようにする。

そしてこのような連続装置の補給したAlチツ
プ８が溶融する部所の付近を遮蔽板１１でおおい
この付近からの蒸発物やAlの飛沫などが処理物
１に被着しないようにしておく。

ルツボ２は具体的には第２図に示すように、チ
ツプ８を溶融する部所２０ａとこれをつなげて蒸
発を行う部所２０ｂとし、この中間で両方の溶湯
が液面下の通路を通じて連通するように堰１２を
設け、さらにチツプ８を溶融する部所からの蒸発
物や飛沫などが処理物へ被着しないようにする前
記遮蔽板１１をその下端で堰１２と接続して設け
る。遮蔽板１１はその上部がチツプ８を溶融する
部所２０ａの上方にのびて部所２０ａの溶湯液面
と処理物との間を遮断する。ルツボ２の材質は用
いられる溶融金属と合金を作りにくいもので耐熱
性の良好なものを用いる加熱源は上記では電子ビ
ームを用いたが、他の加熱源であつてもよい。

このような装置では処理物１の送り込みと電子
ビーム３でのAlの加熱とAlの蒸発分と補給する
補給装置６とが一定状態でバランスして運転させ
ることにより連続作業を続けることができる。

そして処理物１に被着するAl被膜は蒸発した
Alより蒸着されるので均質な表面を得ることが
できる。

即ち、本装置では蒸発材料を補給する際にチツ
プ８をルツボ２におけるAlの蒸発する部所とつ
ながつた溶湯部へ挿入し電子ビーム３によりAl
を溶かす部所は処理物１に蒸発物や飛沫が達しな
い様に遮蔽板１１カバーするので、溶かしたAl
を蒸発させるべき部所へ送り込むことができる。
このため溶融及び蒸発が連続した状態で行なわれ
ても処理物１へはAlの溶ゆう時に起こる不純な
物質の被着や突沸による飛沫の被着が全くない均
質な表面が得られる。

特に溶湯液面が堰１２によつて仕切られ、この
堰に接続して遮断板１１が設けられているので、
部所２０ａと処理物との間が完全に遮断さ、処理
物へ不純な物質等が被着するのを完全に防止でき
る。また部所２０ａと部所２０ｂとは液面下の通
路を通じて連通しているので、溶融部の部所２０
ａで不純物等がガス化して飛散し、蒸発部の部所
２０ｂへは不純物が流入せず、したがつて膜質の
優れた被膜を形成できる。

上記の実施例で蒸発する材料をAlとしたがAl
に限らず例えばAlの合金、Au、Ag、Cuその他
の蒸発可能な金属を用いる場合にも適用できる
し、加熱源にあつても電子ビームからのエネルギ
供給の他に抵抗加熱や誘導加熱方式の場合にも又
その他の溶融蒸発方法にも適用できる。蒸発材料
の供給方法はチツプとして補給する場合の他のワ
イヤーで補給することもできる。

又真空蒸着法に限らず蒸発源を溶湯とする方式
である限り補給する材料を溶解する部所からの蒸
発物又は飛散する飛沫が処理物に被着しないよう
にカバーを設ければ処理物へはこれら影響のない
被膜を被着できることは明らかである。

(g) 発明の効果 以上の本発明によれば、蒸発源への蒸発材料の
補給を行つても製品への被膜の被着に悪影響を及
ぼさなく、しかも連続長時間使用できるルツボ容
量より大量の蒸発源を容易に得られ安価で且つ良
好な品質の連続被着が可能となる。

また溶湯液面が堰によつて仕切られ、この堰に
連続して遮断板が設けられているので、蒸発材料
が溶融するルツボ部位の溶湯液面と処理物との間
が完全に遮断され、処理物への不純な物質等が被
着するのを完全に防止できる。さらに溶融部と蒸
発部の両ルツボ部位は溶湯液面下の通路を通じて
連通しているので、溶融部のルツボ部位で不純物
等がガス化して飛散し、蒸発部へは不純物が流入
せず、したがつて膜質の優れた被膜を形成でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図と第２図は蒸着装置を部分的に示す断面
図である。 １……処理物、２，２０……ルツボ、６……補
給装置、８……チツプ、１１……遮蔽板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ルツボ内に蒸発源となる固形体を蒸発源の蒸
   発量に見合つて材料補給部から順次供給し且つそ
   れを順次溶解、蒸発させて処理物に被膜を被着さ
   せる蒸発装置において、 前記ルツボは、堰によつて溶湯の液面部が仕切
   られて、前記材料供給部から固形体が順次供給さ
   れ、且つ順次溶解されるルツボ部位と、前記堰下
   方の通路を通じて前記ルツボ部位に溶湯の液面下
   で連通して溶湯が導入され、溶湯を蒸発させて処
   理物に被膜を被着させるルツボ部位とを有し、 前記固形体が順次供給され、且つ順次溶解され
   るルツボ部位からの蒸発物が処理物に被着しない
   ように、下端において前記堰に接続され、上部側
   が固形体が順次供給される前記ルツボ部位の上方
   にのびて該ルツボ部位の溶湯液面と処理物との間
   を遮断する遮断板を設けたことを特徴とする蒸発
   装置。 ２ 前記固形体がチツプであることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の蒸発装置。