JPH04301071A - 真空蒸着法 - Google Patents
真空蒸着法Info
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- JPH04301071A JPH04301071A JP9137091A JP9137091A JPH04301071A JP H04301071 A JPH04301071 A JP H04301071A JP 9137091 A JP9137091 A JP 9137091A JP 9137091 A JP9137091 A JP 9137091A JP H04301071 A JPH04301071 A JP H04301071A
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Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は真空蒸着法に関するもの
である。
である。
【０００２】
【従来の技術】真空蒸着法は蒸発原料の加熱方式により
抵抗加熱方式と電子ビーム加熱方式に大別される。図１
の（ａ） は抵抗加熱方式、（ｂ） は電子ビ−ム方式
の蒸発原料の加熱方法を示している。
抵抗加熱方式と電子ビーム加熱方式に大別される。図１
の（ａ） は抵抗加熱方式、（ｂ） は電子ビ−ム方式
の蒸発原料の加熱方法を示している。
【０００３】図１（ａ） に示す如く抵抗加熱方式は、
ニクロムヒータ，カンタルヒータ等のヒータ１をるつぼ
２の外側に配して該るつぼ２を介して蒸発原料３の加熱
を行うものであり、ヒータに用いる金属の耐熱温度以上
の高融点金属の蒸発には用いることができず、蒸着原料
に大きな制約を受けると共に、加熱効率が低いという問
題を有している。
ニクロムヒータ，カンタルヒータ等のヒータ１をるつぼ
２の外側に配して該るつぼ２を介して蒸発原料３の加熱
を行うものであり、ヒータに用いる金属の耐熱温度以上
の高融点金属の蒸発には用いることができず、蒸着原料
に大きな制約を受けると共に、加熱効率が低いという問
題を有している。
【０００４】一方図１（ｂ） に示す如く、電子ビーム
加熱方式は高エネルギー密度の電子ビーム４を溶融浴表
面に直接照射するものであり、原料の金属を直接加熱す
ることができるので、高融点金属でも蒸発が可能である
。上記電子ビーム加熱方式のるつぼとしては、るつぼ２
と蒸発原料３との反応が無視できる水冷式銅るつぼが汎
用されているが、加熱源から蒸発原料に与えられた熱エ
ネルギーの大半が、るつぼの冷却水によって奪われるの
で、蒸発原料の加熱効率は非常に悪い。従って水冷式銅
るつぼでは蒸発原料の蒸発速度を大きくすることは困難
であり、生産性が低いという問題点を有している。
加熱方式は高エネルギー密度の電子ビーム４を溶融浴表
面に直接照射するものであり、原料の金属を直接加熱す
ることができるので、高融点金属でも蒸発が可能である
。上記電子ビーム加熱方式のるつぼとしては、るつぼ２
と蒸発原料３との反応が無視できる水冷式銅るつぼが汎
用されているが、加熱源から蒸発原料に与えられた熱エ
ネルギーの大半が、るつぼの冷却水によって奪われるの
で、蒸発原料の加熱効率は非常に悪い。従って水冷式銅
るつぼでは蒸発原料の蒸発速度を大きくすることは困難
であり、生産性が低いという問題点を有している。
【０００５】上記水冷式銅るつぼの問題点に鑑みて、セ
ラミックスやグラファイト等のるつぼが開発されている
。これらの材料によるるつぼは熱伝導性が低くて加熱効
率に優れ、大型サイズのるつぼであっても比較的安価で
製作しやすい等の利点を有しており、蒸発原料の種類に
応じて様々な材質のるつぼが用いられている。
ラミックスやグラファイト等のるつぼが開発されている
。これらの材料によるるつぼは熱伝導性が低くて加熱効
率に優れ、大型サイズのるつぼであっても比較的安価で
製作しやすい等の利点を有しており、蒸発原料の種類に
応じて様々な材質のるつぼが用いられている。
【０００６】しかしながら高融点の蒸発金属を蒸発させ
る場合では、上記セラミックスるつぼと溶融金属が反応
してるつぼの侵食が進行しやすい。
る場合では、上記セラミックスるつぼと溶融金属が反応
してるつぼの侵食が進行しやすい。
【０００７】また蒸着室内に導入された帯状基板に連続
して長時間蒸着めっきを行う場合には、るつぼ内へ蒸発
原料を随時補給して連続的な蒸着めっきを行うものであ
るが、蒸発原料供給に起因した溶融浴浴面の変動により
るつぼの損傷を招きやすい。るつぼの損傷が進んだ場合
には、るつぼから原料へ不純物が混入してしまい、該不
純物の蒸気圧によっては得られる蒸着めっき層中に不純
物を混在させてしまうという問題を生じる。さらにるつ
ぼ寿命の低下によりるつぼの交換頻度も高くなり、結果
としてるつぼコストの上昇を招くと共に、連続生産性も
著しく低下させている。
して長時間蒸着めっきを行う場合には、るつぼ内へ蒸発
原料を随時補給して連続的な蒸着めっきを行うものであ
るが、蒸発原料供給に起因した溶融浴浴面の変動により
るつぼの損傷を招きやすい。るつぼの損傷が進んだ場合
には、るつぼから原料へ不純物が混入してしまい、該不
純物の蒸気圧によっては得られる蒸着めっき層中に不純
物を混在させてしまうという問題を生じる。さらにるつ
ぼ寿命の低下によりるつぼの交換頻度も高くなり、結果
としてるつぼコストの上昇を招くと共に、連続生産性も
著しく低下させている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事情に着
目してなされたものであって、蒸着室内に鋼帯を供給す
ると共に、セラミックスるつぼ内の蒸発原料を電子ビー
ムにより加熱して上記鋼帯に蒸着めっきを連続的に施す
真空蒸着法において、上記セラミックスるつぼの寿命を
可及的に延ばして交換頻度を少なくし、連続生産性の向
上を図ることのできる真空蒸着法を提供しようとするも
のである。
目してなされたものであって、蒸着室内に鋼帯を供給す
ると共に、セラミックスるつぼ内の蒸発原料を電子ビー
ムにより加熱して上記鋼帯に蒸着めっきを連続的に施す
真空蒸着法において、上記セラミックスるつぼの寿命を
可及的に延ばして交換頻度を少なくし、連続生産性の向
上を図ることのできる真空蒸着法を提供しようとするも
のである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成した本発
明とは、蒸着室内に鋼帯を供給すると共に、セラミック
スるつぼ内の蒸発原料を電子ビームにより加熱して上記
鋼帯に蒸着めっきを連続的に施す真空蒸着法において、
上記セラミックスるつぼ内の蒸発原料を一定量に保持す
ることを要旨とするものである。
明とは、蒸着室内に鋼帯を供給すると共に、セラミック
スるつぼ内の蒸発原料を電子ビームにより加熱して上記
鋼帯に蒸着めっきを連続的に施す真空蒸着法において、
上記セラミックスるつぼ内の蒸発原料を一定量に保持す
ることを要旨とするものである。
【００１０】
【作用】本発明者らは連続蒸着めっき法においてるつぼ
の損傷が多発する原因について鋭意研究を重ねた結果、
るつぼ内では蒸発原料の蒸発と供給が常に繰り返されて
おり、るつぼ内で溶融金属浴面が上下することによりる
つぼの熱応力分布が変化し、これに伴うるつぼの膨張・
収縮がるつぼの劣化を加速しているとの知見を得た。
の損傷が多発する原因について鋭意研究を重ねた結果、
るつぼ内では蒸発原料の蒸発と供給が常に繰り返されて
おり、るつぼ内で溶融金属浴面が上下することによりる
つぼの熱応力分布が変化し、これに伴うるつぼの膨張・
収縮がるつぼの劣化を加速しているとの知見を得た。
【００１１】またるつぼ内の溶融金属浴面の変動により
蒸発量が変化してめっき付着量が変動することをを防止
する為、蒸発原料に照射する電子ビームの出力を制御し
てめっき付着量を一定にする方法もとられるが、この方
法もるつぼの熱応力の変化を引きおこし、るつぼを損傷
させることが判明した。
蒸発量が変化してめっき付着量が変動することをを防止
する為、蒸発原料に照射する電子ビームの出力を制御し
てめっき付着量を一定にする方法もとられるが、この方
法もるつぼの熱応力の変化を引きおこし、るつぼを損傷
させることが判明した。
【００１２】そこで本発明者らはるつぼの熱応力を常に
一定な状態に保持すべく、るつぼ内の蒸発原料をほぼ一
定量に保持してるつぼ内の溶融金属浴面を一定に保つと
いう本発明の方法に想到した。
一定な状態に保持すべく、るつぼ内の蒸発原料をほぼ一
定量に保持してるつぼ内の溶融金属浴面を一定に保つと
いう本発明の方法に想到した。
【００１３】本発明はるつぼ内の溶融金属浴面を一定に
保持する方法を限定するものではないが、例えば図２に
示す様に、るつぼ２の下方に水冷式ロードセル７を配設
しこれにより溶融金属３とるつぼ２の合計重量を検知す
ると共に、るつぼ２の内部に熱電対温度計９を設けて溶
融金属の温度変化を検知し、得られたデータをＣＰＵ８
に送り、電子銃５から照射される電子ビーム４の量とワ
イヤ状原料供給装置１０から繰り出すワイヤ状原料１１
の量を制御する方法が挙げられる。
保持する方法を限定するものではないが、例えば図２に
示す様に、るつぼ２の下方に水冷式ロードセル７を配設
しこれにより溶融金属３とるつぼ２の合計重量を検知す
ると共に、るつぼ２の内部に熱電対温度計９を設けて溶
融金属の温度変化を検知し、得られたデータをＣＰＵ８
に送り、電子銃５から照射される電子ビーム４の量とワ
イヤ状原料供給装置１０から繰り出すワイヤ状原料１１
の量を制御する方法が挙げられる。
【００１４】また本発明は溶融金属浴面が大幅に変動す
る様な供給方法、例えば大きなブロックによる原料供給
、或は大きなインターバルを必要とする原料供給方法は
好ましくないが、小粒のブロックやワイヤ状の原料又は
溶融状態等で供給し、浴面をほぼ一定に保つことのでき
る方法であれば、るつぼへの原料供給方法を特に限定す
るものではない。
る様な供給方法、例えば大きなブロックによる原料供給
、或は大きなインターバルを必要とする原料供給方法は
好ましくないが、小粒のブロックやワイヤ状の原料又は
溶融状態等で供給し、浴面をほぼ一定に保つことのでき
る方法であれば、るつぼへの原料供給方法を特に限定す
るものではない。
【００１５】さらに、本発明は蒸着めっきを施す被めっ
き材についてもその材質や形状を特に限定するものでは
なく、各種鋼材やＣｕ，Ａｌ，Ｔｉ等の非鉄系金属材お
よびこれらの合金が例示できる。
き材についてもその材質や形状を特に限定するものでは
なく、各種鋼材やＣｕ，Ａｌ，Ｔｉ等の非鉄系金属材お
よびこれらの合金が例示できる。
【００１６】
【実施例】実施例１
図２に示す蒸着装置を用いてるつぼ２内に蒸発原料３を
連続的に供給しながら、一定の電子銃出力で電子ビーム
５により加熱蒸発を行ない、一定速度で導入される鋼帯
１５の表面に下記の条件により蒸着めっきを行った。 蒸着金属 ：アルミニウム めっき付着量：４０ ｇ／ｍ２ 鋼帯走行速度：１０ ｍ／ｍｉｎ るつぼ ：アルミナ系 蒸着室真空度：１０−２Ｐａ台
連続的に供給しながら、一定の電子銃出力で電子ビーム
５により加熱蒸発を行ない、一定速度で導入される鋼帯
１５の表面に下記の条件により蒸着めっきを行った。 蒸着金属 ：アルミニウム めっき付着量：４０ ｇ／ｍ２ 鋼帯走行速度：１０ ｍ／ｍｉｎ るつぼ ：アルミナ系 蒸着室真空度：１０−２Ｐａ台
【００１７】比較例１
断続的に蒸発原料を供給すること以外は実施例１と同様
にして蒸着めっきを行った。蒸発原料の供給方法として
は、るつぼ内の溶融金属浴面に基準面を設定しておき、
該基準面より最高２ｃｍ低下した時点で原料供給を開始
して上記基準面より最高２ｃｍ上昇した時点で原料供給
を中断するというサイクルを繰り返して、断続的な蒸発
原料の供給を行った。
にして蒸着めっきを行った。蒸発原料の供給方法として
は、るつぼ内の溶融金属浴面に基準面を設定しておき、
該基準面より最高２ｃｍ低下した時点で原料供給を開始
して上記基準面より最高２ｃｍ上昇した時点で原料供給
を中断するというサイクルを繰り返して、断続的な蒸発
原料の供給を行った。
【００１８】実施例２
下記の条件以外は実施例１と同様にして蒸着めっきを行
った。 蒸着金属 ：銅 めっき付着量：６０ ｇ／ｍ２ るつぼ ：アルミナ−シリカ系
った。 蒸着金属 ：銅 めっき付着量：６０ ｇ／ｍ２ るつぼ ：アルミナ−シリカ系
【００１９】
比較例２ 比較例１の方法により断続的に蒸発原料を供給すること
以外は実施例２と同様にして蒸着めっきを行った。
比較例２ 比較例１の方法により断続的に蒸発原料を供給すること
以外は実施例２と同様にして蒸着めっきを行った。
【００２０】実施例３
蒸着金属にＮｉを用いた以外は実施例１と同様にして蒸
着めっきを行った。
着めっきを行った。
【００２１】比較例３
断続的に蒸発原料を供給すること以外は実施例３と同様
にして蒸着めっきを行った。蒸発原料の供給方法として
は、るつぼ内の溶融浴浴面に基準面を設定しておき、該
基準面より最高３ｃｍ低下した時点で原料供給を開始し
て上記基準面より最高３ｃｍ上昇した時点で原料供給を
中断するというサイクルを繰り返して断続的な蒸発原料
の供給を行った。
にして蒸着めっきを行った。蒸発原料の供給方法として
は、るつぼ内の溶融浴浴面に基準面を設定しておき、該
基準面より最高３ｃｍ低下した時点で原料供給を開始し
て上記基準面より最高３ｃｍ上昇した時点で原料供給を
中断するというサイクルを繰り返して断続的な蒸発原料
の供給を行った。
【００２２】表１に上記各実施例及び比較例における溶
融浴面温度の変動量，浴面の変動量およびるつぼの寿命
を示す。
融浴面温度の変動量，浴面の変動量およびるつぼの寿命
を示す。
【００２３】尚溶融金属温度は、アルミナを主成分とす
る保護管で覆った熱電対温度計を直接溶融浴に挿入する
ことにより測定し、一方溶融金属浴面の変動量は、水冷
式のロードセルを用いてるつぼ内蒸発原料の重量変化を
測定することにより算出した。またるつぼ寿命を以下の
様に比較し評価した。 ○：優れる（るつぼ寿命長い） △：やや劣る ×：かなり劣る（るつぼ寿命短い）
る保護管で覆った熱電対温度計を直接溶融浴に挿入する
ことにより測定し、一方溶融金属浴面の変動量は、水冷
式のロードセルを用いてるつぼ内蒸発原料の重量変化を
測定することにより算出した。またるつぼ寿命を以下の
様に比較し評価した。 ○：優れる（るつぼ寿命長い） △：やや劣る ×：かなり劣る（るつぼ寿命短い）
【００２４】
【表１】
【００２５】Ｎｏ． １，４，７は本発明の真空蒸着法
の実施例であって溶融金属温度の変動量が±１５℃未満
でありるつぼ寿命が長い。
の実施例であって溶融金属温度の変動量が±１５℃未満
でありるつぼ寿命が長い。
【００２６】これに対してＮｏ． ２，３，５，６，８
，９は断続的に蒸発原料の供給を行った場合の比較例で
あって、溶融金属温度の変動量が±１００℃以上であり
、るつぼ寿命が短い。
，９は断続的に蒸発原料の供給を行った場合の比較例で
あって、溶融金属温度の変動量が±１００℃以上であり
、るつぼ寿命が短い。
【００２７】
【発明の効果】本発明は以上の様に構成されているので
、セラミックスるつぼの寿命を可及的に延ばして交換頻
度を少なくし、連続生産性の向上を図ることのできる真
空蒸着法が提供できることとなった。
、セラミックスるつぼの寿命を可及的に延ばして交換頻
度を少なくし、連続生産性の向上を図ることのできる真
空蒸着法が提供できることとなった。
【図１】従来の真空蒸着法を示す概略説明図であって、
（ａ） は抵抗加熱方式，（ｂ）は電子ビ−ム方式を示
す。
（ａ） は抵抗加熱方式，（ｂ）は電子ビ−ム方式を示
す。
【図２】本発明に係る真空蒸着法を示す概略説明図であ
る。
る。
１ ヒータ
２ るつぼ
３ 蒸発原料
４ 電子ビーム
５ 電子銃
６ 蒸着室チャンバー
７ ロードセル
８ ＣＰＵ
９ 熱電対温度計
１０ ワイヤ状原料送給装置
１１ ワイヤ状原料
１２ ドライブロール
１３ リール
１４ ドライブロール駆動部
１５ 帯状基板（鋼帯）
Claims (1)
- 【請求項１】 蒸着室内に鋼帯を供給すると共に、セ
ラミックスるつぼ内の蒸発原料を電子ビームにより加熱
して上記鋼帯に蒸着めっきを連続的に施す真空蒸着法に
おいて、上記セラミックスるつぼ内の蒸着原料を一定量
に保持することを特徴とする真空蒸着法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9137091A JPH04301071A (ja) | 1991-03-28 | 1991-03-28 | 真空蒸着法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9137091A JPH04301071A (ja) | 1991-03-28 | 1991-03-28 | 真空蒸着法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04301071A true JPH04301071A (ja) | 1992-10-23 |
Family
ID=14024493
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9137091A Withdrawn JPH04301071A (ja) | 1991-03-28 | 1991-03-28 | 真空蒸着法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04301071A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997030187A1 (de) * | 1996-02-14 | 1997-08-21 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren und einrichtung zur regelung eines vakuumbedampfungsprozesses |
| JP2009149968A (ja) * | 2007-12-21 | 2009-07-09 | Samsung Electro Mech Co Ltd | ソース量制御が可能な真空蒸着装置 |
| JP2014198859A (ja) * | 2013-03-29 | 2014-10-23 | 日立造船株式会社 | 電子ビーム蒸着装置 |
| DE102016121256A1 (de) | 2016-11-07 | 2018-05-09 | Carl Zeiss Vision International Gmbh | Vakuumverdampfungseinrichtung und Vakuumbeschichtungsverfahren |
-
1991
- 1991-03-28 JP JP9137091A patent/JPH04301071A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997030187A1 (de) * | 1996-02-14 | 1997-08-21 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren und einrichtung zur regelung eines vakuumbedampfungsprozesses |
| US6086963A (en) * | 1996-02-14 | 2000-07-11 | Fraunhofer-Gesellschaft Zur Forderung Der Angewandten Forschung E.V. | Method and device for control of a vacuum vaporization process |
| JP2009149968A (ja) * | 2007-12-21 | 2009-07-09 | Samsung Electro Mech Co Ltd | ソース量制御が可能な真空蒸着装置 |
| KR100984148B1 (ko) * | 2007-12-21 | 2010-09-28 | 삼성전기주식회사 | 소스량 제어가 가능한 진공증착장치 |
| JP2014198859A (ja) * | 2013-03-29 | 2014-10-23 | 日立造船株式会社 | 電子ビーム蒸着装置 |
| DE102016121256A1 (de) | 2016-11-07 | 2018-05-09 | Carl Zeiss Vision International Gmbh | Vakuumverdampfungseinrichtung und Vakuumbeschichtungsverfahren |
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