JPH06231708A - 長尺電子ビーム発生装置 - Google Patents
長尺電子ビーム発生装置Info
- Publication number
- JPH06231708A JPH06231708A JP1732393A JP1732393A JPH06231708A JP H06231708 A JPH06231708 A JP H06231708A JP 1732393 A JP1732393 A JP 1732393A JP 1732393 A JP1732393 A JP 1732393A JP H06231708 A JPH06231708 A JP H06231708A
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- Japan
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- cathode
- electron beam
- heater
- heaters
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 昇温速度を向上させ、運転開始の迅速，出力
の安定性向上，電子ビームの偏向防止及び更なる長尺化
を図った長尺電子ビーム発生装置を得る。 【構成】 セラミックス薄板３１の表面に熱分解黒鉛３
２を被覆し、この黒鉛３２をヒータ状とし、さらに絶縁
被覆層（ＢＮ）３３を設けてなる三層構造のヒータ１３
を２枚用い、カソード本体（ＬａＢ6 ）１２を挾持して
カソードを構成し、挾持したヒータ１３，１３に互いに
逆行する電流を流して、磁場を打ち消す。
の安定性向上，電子ビームの偏向防止及び更なる長尺化
を図った長尺電子ビーム発生装置を得る。 【構成】 セラミックス薄板３１の表面に熱分解黒鉛３
２を被覆し、この黒鉛３２をヒータ状とし、さらに絶縁
被覆層（ＢＮ）３３を設けてなる三層構造のヒータ１３
を２枚用い、カソード本体（ＬａＢ6 ）１２を挾持して
カソードを構成し、挾持したヒータ１３，１３に互いに
逆行する電流を流して、磁場を打ち消す。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、真空中で金属蒸気等を
発生させる熱源である長尺電子ビーム発生装置に関し、
例えば蒸着装置や電子線照射装置に用いて好適なもので
ある。
発生させる熱源である長尺電子ビーム発生装置に関し、
例えば蒸着装置や電子線照射装置に用いて好適なもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】例えば蒸着装置は、金属等を蒸気に変換
しこの蒸気を対象物表面に被着させる装置であり、金属
等を加熱、溶融、気化させるための手段として電子ビー
ムの照射が行なわれている。このため、電子ビーム発生
装置が必要となり、長尺なものが要求されている。
しこの蒸気を対象物表面に被着させる装置であり、金属
等を加熱、溶融、気化させるための手段として電子ビー
ムの照射が行なわれている。このため、電子ビーム発生
装置が必要となり、長尺なものが要求されている。
【０００３】このような、電子銃である電子ビーム発生
装置にあって電子を発生するカソードとしては、一例と
して、図５に示す構造のものが存在する。
装置にあって電子を発生するカソードとしては、一例と
して、図５に示す構造のものが存在する。
【０００４】図５に示すように、六ホウ化ランタン（Ｌ
ａＢ6 ），バリウム含浸タングステン（Ｂａ−Ｗ）等の
電子放出材料０１に対して加熱用タングステンヒータ０
２を有し、電源としてヒータ加熱電源０３を設けてお
り、さらにこのヒータ０２は熱分解黒鉛０４で囲まれて
いる。
ａＢ6 ），バリウム含浸タングステン（Ｂａ−Ｗ）等の
電子放出材料０１に対して加熱用タングステンヒータ０
２を有し、電源としてヒータ加熱電源０３を設けてお
り、さらにこのヒータ０２は熱分解黒鉛０４で囲まれて
いる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この図
５に示すカソードでは、次の問題が生じている。
５に示すカソードでは、次の問題が生じている。
【０００６】（１）昇温速度が低く、運転開始に時間を
要するという問題がある。 （２）熱応答性が悪く、カソード温度制御による出力安
定性の確保が困難であるという問題がある。 （３）カソード温度の均一性の確保が困難であるという
問題がある。 （４）タングステンヒータを流れる電流により作られる
磁場により、電子ビームが偏向されるという問題があ
る。 （５）長尺化へのフレキシビリティが良くないという問
題がある。
要するという問題がある。 （２）熱応答性が悪く、カソード温度制御による出力安
定性の確保が困難であるという問題がある。 （３）カソード温度の均一性の確保が困難であるという
問題がある。 （４）タングステンヒータを流れる電流により作られる
磁場により、電子ビームが偏向されるという問題があ
る。 （５）長尺化へのフレキシビリティが良くないという問
題がある。
【０００７】本発明は、上記問題に鑑み、昇温速度を向
上させ、運転開始の短縮化、出力の安定性の向上、電子
ビーム偏向の防止及び更なる長尺化を図ることができる
長尺電子ビーム発生装置を提供することを目的とする。
上させ、運転開始の短縮化、出力の安定性の向上、電子
ビーム偏向の防止及び更なる長尺化を図ることができる
長尺電子ビーム発生装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明に係る第１の長尺電子ビーム発生装置の構成は、真空
中で金属等の蒸気を得るためこの金属等に照射する電子
ビームを発生させる熱伝導式のカソードを具備してなる
長尺電子ビーム発生装置において、上記カソードが、耐
熱絶縁性セラミックス薄板の表面に熱分解黒鉛を被覆し
てなると共に当該黒鉛をヒータ状としさらに耐熱絶縁被
覆層を設けてなる２枚のヒータを用いて、２０００℃以
下で運転される長尺直方体状電子放出材料を挾持してな
り、該挾持したヒータには互いに逆行する電流を流すこ
とを特徴とする。
明に係る第１の長尺電子ビーム発生装置の構成は、真空
中で金属等の蒸気を得るためこの金属等に照射する電子
ビームを発生させる熱伝導式のカソードを具備してなる
長尺電子ビーム発生装置において、上記カソードが、耐
熱絶縁性セラミックス薄板の表面に熱分解黒鉛を被覆し
てなると共に当該黒鉛をヒータ状としさらに耐熱絶縁被
覆層を設けてなる２枚のヒータを用いて、２０００℃以
下で運転される長尺直方体状電子放出材料を挾持してな
り、該挾持したヒータには互いに逆行する電流を流すこ
とを特徴とする。
【０００９】また、第２の長尺化電子ビーム発生装置の
構成は、上記構成の第１の長尺電子ビーム発生装置にお
いて、上記長尺直方体状電子放出材料がグラファイト層
を介して上記２枚のヒータで挾持されてなることを特徴
とする。
構成は、上記構成の第１の長尺電子ビーム発生装置にお
いて、上記長尺直方体状電子放出材料がグラファイト層
を介して上記２枚のヒータで挾持されてなることを特徴
とする。
【００１０】
【作用】前記構成において、長尺直方体状電子材料に加
熱するに際し、耐熱絶縁性セラミックス薄板を介して一
対のヒータの熱が伝熱され、当該電子放出材料に熱が短
時間で伝熱される。この際、一対のヒータに流す電流の
方向を互いに逆行するようにしているので、磁束が打消
され、電子ビームは偏向されることなく放出される。さ
らに、グラファイト層を介することで、熱伝導性が更に
安定し、均一化を図ることができる。
熱するに際し、耐熱絶縁性セラミックス薄板を介して一
対のヒータの熱が伝熱され、当該電子放出材料に熱が短
時間で伝熱される。この際、一対のヒータに流す電流の
方向を互いに逆行するようにしているので、磁束が打消
され、電子ビームは偏向されることなく放出される。さ
らに、グラファイト層を介することで、熱伝導性が更に
安定し、均一化を図ることができる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明に係る長尺電子ビーム発生装置
の好適な実施例を図面を参照して説明する。
の好適な実施例を図面を参照して説明する。
【００１２】図１は真空蒸着装置の全体構成の概略図を
示し、図２は本実施例に係るカソードの斜視概略図を示
す。
示し、図２は本実施例に係るカソードの斜視概略図を示
す。
【００１３】図１において、同図中、１１はカソードケ
ース，１２は長尺直方体状の例えば六ホウ化ランタン
（ＬａＢ6 ）又はバリウム含浸タングステン（Ｂａ−
Ｗ）等からなる電子放出材料としてのカソード本体，１
３はカソード本体の両側に設けカソード本体１２を約１
０００〜１６００℃に加熱するヒータ，１４はカソード
本体１２を両側からヒータ１３により挾んだ状態でこれ
らをカソードケース内に保持固定する締結用ネジ，１５
はカソードケース内でカソード本体１２及びヒータ１
３，１３を支持する支持硝子であり、これら全体にて電
子を発生するカソードを構成する。
ース，１２は長尺直方体状の例えば六ホウ化ランタン
（ＬａＢ6 ）又はバリウム含浸タングステン（Ｂａ−
Ｗ）等からなる電子放出材料としてのカソード本体，１
３はカソード本体の両側に設けカソード本体１２を約１
０００〜１６００℃に加熱するヒータ，１４はカソード
本体１２を両側からヒータ１３により挾んだ状態でこれ
らをカソードケース内に保持固定する締結用ネジ，１５
はカソードケース内でカソード本体１２及びヒータ１
３，１３を支持する支持硝子であり、これら全体にて電
子を発生するカソードを構成する。
【００１４】このカソードには、ヒータ１３につながる
電流供給端子３４（図１では図示せず。図２参照。）を
その軸方向の両端部に形成しており、直流のヒータ電源
１６に接続されている。１７はグリッドであり、グリッ
ド電源１８によりカソード本体１２に対して負の電圧を
印加して電子ビーム量やビーム集光性を制御する。１９
は、アノードであり、加速電源２０にてカソード本体１
２に対して正の電圧を印加することでカソードから熱電
子を引き出し加速して電子ビーム２１を得る。２２は均
一磁場を示しており、電子ビーム２１は偏向されて２７
０°偏向位置に備えられた水冷るつぼ２３中のターゲッ
ト２４に照射され、ターゲット２４は加熱溶融気化され
金属等の蒸気２５を得る。なお、るつぼ２３にて２６は
冷却水穴である。
電流供給端子３４（図１では図示せず。図２参照。）を
その軸方向の両端部に形成しており、直流のヒータ電源
１６に接続されている。１７はグリッドであり、グリッ
ド電源１８によりカソード本体１２に対して負の電圧を
印加して電子ビーム量やビーム集光性を制御する。１９
は、アノードであり、加速電源２０にてカソード本体１
２に対して正の電圧を印加することでカソードから熱電
子を引き出し加速して電子ビーム２１を得る。２２は均
一磁場を示しており、電子ビーム２１は偏向されて２７
０°偏向位置に備えられた水冷るつぼ２３中のターゲッ
ト２４に照射され、ターゲット２４は加熱溶融気化され
金属等の蒸気２５を得る。なお、るつぼ２３にて２６は
冷却水穴である。
【００１５】かかる図１に示す全体構造にあって、一体
形カソードの詳細を製法と共に説明する。図２，図３に
あって、長尺直方体形状に形成された例えば六ホウ化ラ
ンタン（ＬａＢ6 ）焼結体がカソード本体１２としてま
ず形成される。このカソード本体１２の両側面には、ヒ
ータ１３，１３が各々設けられており、当該カソード本
体１２を挾持している。
形カソードの詳細を製法と共に説明する。図２，図３に
あって、長尺直方体形状に形成された例えば六ホウ化ラ
ンタン（ＬａＢ6 ）焼結体がカソード本体１２としてま
ず形成される。このカソード本体１２の両側面には、ヒ
ータ１３，１３が各々設けられており、当該カソード本
体１２を挾持している。
【００１６】上記カソード本体１２の両側で挾持するヒ
ータ１３，１３は、図３に示すように、例えば熱分解チ
ッ化ボロン等の耐熱絶縁性のセラミックス薄板３１の表
面に熱分解性黒鉛（Ｃ）３２を被覆してなり、この黒鉛
３２の被覆後に当該黒鉛の一側面を機械加工してヒータ
状に成形している。また、熱分解チッ化ボロン等の耐熱
絶縁性セラミックスの絶縁被覆層３３を形成して被覆絶
縁し、三層構造のヒータを形成している。尚、図２にお
いては手前側の絶縁被覆層３３は省略している。さら
に、図２に示すように、ヒータ１３，１３はカソード本
体１２の長手方向に形成されていると共に、ヒータ両端
部には電流供給用の給電端子３４が各々設けられてお
り、ヒータ電源１６からの電流をケーブル３５を介して
供給している。
ータ１３，１３は、図３に示すように、例えば熱分解チ
ッ化ボロン等の耐熱絶縁性のセラミックス薄板３１の表
面に熱分解性黒鉛（Ｃ）３２を被覆してなり、この黒鉛
３２の被覆後に当該黒鉛の一側面を機械加工してヒータ
状に成形している。また、熱分解チッ化ボロン等の耐熱
絶縁性セラミックスの絶縁被覆層３３を形成して被覆絶
縁し、三層構造のヒータを形成している。尚、図２にお
いては手前側の絶縁被覆層３３は省略している。さら
に、図２に示すように、ヒータ１３，１３はカソード本
体１２の長手方向に形成されていると共に、ヒータ両端
部には電流供給用の給電端子３４が各々設けられてお
り、ヒータ電源１６からの電流をケーブル３５を介して
供給している。
【００１７】また、一方図４に示すように、カソード本
体１２とヒータ１３との間にグラファイト層３６を設け
て両者の熱伝導性を高め、温度均一性を向上するように
してもよい。この場合において、電子放出材料としての
カソード本体１２に六ホウ化ランタン（ＬａＢ6 ）を用
いた場合には、グラファイト以外の材料と反応し易い
為、当該グラファイト層３６が防護層の作用をし、寿命
の向上につながる。
体１２とヒータ１３との間にグラファイト層３６を設け
て両者の熱伝導性を高め、温度均一性を向上するように
してもよい。この場合において、電子放出材料としての
カソード本体１２に六ホウ化ランタン（ＬａＢ6 ）を用
いた場合には、グラファイト以外の材料と反応し易い
為、当該グラファイト層３６が防護層の作用をし、寿命
の向上につながる。
【００１８】上記構成のカソードは、耐熱絶縁性セラミ
ックス薄板３１を介してヒータの発熱が伝熱するため、
熱反応性が良く、運転開始時間の短縮，出力安定性の向
上を図ることができる。
ックス薄板３１を介してヒータの発熱が伝熱するため、
熱反応性が良く、運転開始時間の短縮，出力安定性の向
上を図ることができる。
【００１９】また、ヒータ１３に形成した電流給電端子
３４を両端に設けたため、直列接続が可能で長尺可が容
易となる。
３４を両端に設けたため、直列接続が可能で長尺可が容
易となる。
【００２０】さらに、上述したように、ヒータ１３に供
給された電流Ｉは電子放出材料であるカソード本体１２
に対し、それぞれ逆方向に流すため、電子放出面では磁
場が打ち消され、電子ビームｅの偏向が生じることがな
い。
給された電流Ｉは電子放出材料であるカソード本体１２
に対し、それぞれ逆方向に流すため、電子放出面では磁
場が打ち消され、電子ビームｅの偏向が生じることがな
い。
【００２１】すなわち、図５（Ａ）に示すように、カソ
ード本体１２の軸方向の両側において、互いに逆行する
電流Ｉを流すことにより、図５（Ｂ）のように中央部の
カソード本体１２では、Ｘ方向の磁束が互いに打ち消さ
れ、電子ビームｅは偏向させずにＹ方向に放出される。
尚、従来においては図６に示すように、電流Ｉを一方向
とした場合、磁束が一方向に流れ、電子ビームｅがＺ方
向に偏向されることとなっていた。
ード本体１２の軸方向の両側において、互いに逆行する
電流Ｉを流すことにより、図５（Ｂ）のように中央部の
カソード本体１２では、Ｘ方向の磁束が互いに打ち消さ
れ、電子ビームｅは偏向させずにＹ方向に放出される。
尚、従来においては図６に示すように、電流Ｉを一方向
とした場合、磁束が一方向に流れ、電子ビームｅがＺ方
向に偏向されることとなっていた。
【００２２】
【発明の効果】以上実施例と共に具体的に説明したよう
に、本発明の長尺電子ビーム発生装置によれば、以下の
効果が得られる。 （１）加熱速度が速くなり、運転開始が迅速となる。 （２）カソード速度の応答性が速くなり、出力安定性が
向上し、その結果蒸気膜厚等の品質の均一性が向上す
る。 （３）ヒータのユニット化により、長尺カソードが容易
に製作することができ、長尺化，大出力化に対応するこ
とができる。 （４）カソード本体を挾持するヒータに流すヒータ電流
の方向を互いに逆行するように流すことにより、磁場が
打ち消され、電子ビームの偏向が防止され、出力の均一
性が向上する。
に、本発明の長尺電子ビーム発生装置によれば、以下の
効果が得られる。 （１）加熱速度が速くなり、運転開始が迅速となる。 （２）カソード速度の応答性が速くなり、出力安定性が
向上し、その結果蒸気膜厚等の品質の均一性が向上す
る。 （３）ヒータのユニット化により、長尺カソードが容易
に製作することができ、長尺化，大出力化に対応するこ
とができる。 （４）カソード本体を挾持するヒータに流すヒータ電流
の方向を互いに逆行するように流すことにより、磁場が
打ち消され、電子ビームの偏向が防止され、出力の均一
性が向上する。
【図１】蒸着装置の全体構成概略図である。
【図２】カソードの斜視概略図である。
【図３】カソードの断面概略図である。
【図４】他のカソードの断面概略図である。
【図５】本実施例に係るカソード本体と磁束との関係を
表す図である。
表す図である。
【図６】従来技術に係るカソード本体と磁束との関係を
表す図である。
表す図である。
【図７】従来のカソードの斜視概略図である。
１１ カソードケース １２ カソード本体 １３ ヒータ １６ ヒータ電源 ３１ セラミックス薄板 ３２ 熱分解性黒鉛 ３３ 絶縁被覆層 ３４ 給電端子 ３５ ケーブル ３６ グラファイト層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 今野 茂生 東京都昭島市武蔵野３丁目１番２号 日本 電子株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 真空中で金属等の蒸気を得るためこの金
属等に照射する電子ビームを発生させる熱伝導式のカソ
ードを具備してなる長尺電子ビーム発生装置において、 上記カソードが、耐熱絶縁性セラミックス薄板の表面に
熱分解黒鉛を被覆してなると共に当該黒鉛をヒータ状と
しさらに耐熱絶縁被覆層を設けてなる２枚のヒータを用
いて、２０００℃以下で運転される長尺直方体状電子放
出材料を挾持してなり、該挾持したヒータには互いに逆
行する電流を流すことを特徴とする長尺電子ビーム発生
装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の長尺電子ビーム発生装置
において、上記長尺直方体状電子放出材料がグラファイ
ト層を介して上記２枚のヒータで挾持されてなることを
特徴とする長尺電子ビーム発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1732393A JPH06231708A (ja) | 1993-02-04 | 1993-02-04 | 長尺電子ビーム発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1732393A JPH06231708A (ja) | 1993-02-04 | 1993-02-04 | 長尺電子ビーム発生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06231708A true JPH06231708A (ja) | 1994-08-19 |
Family
ID=11940834
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1732393A Withdrawn JPH06231708A (ja) | 1993-02-04 | 1993-02-04 | 長尺電子ビーム発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06231708A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008166265A (ja) * | 2006-12-04 | 2008-07-17 | Denki Kagaku Kogyo Kk | 電子放出源 |
-
1993
- 1993-02-04 JP JP1732393A patent/JPH06231708A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008166265A (ja) * | 2006-12-04 | 2008-07-17 | Denki Kagaku Kogyo Kk | 電子放出源 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000404 |