JPH06256974A - マグネトロン放電式清浄処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 マグネトロン放電式清浄処理装置において、
可撓性材料、磁性材料を処理した場合においても、低電
圧放電を実現する。 【構成】 放電ガスを流気または封入したケーシング１
内の２つの回転ロール５Ａ，５Ｂで支持された処理材料
７に、所定の間隔をもって対向させた冷却構造を有し、
複数の永久磁石４を内蔵したカソード電極部３を対向配
置し、処理材料７とカソード電極部３の対向部を除い
て、カソード電極部３及びロール５Ａ，５Ｂの周囲を覆
うシールド６を設け、カソード電極部３および処理材料
７はマイナス極１１に接続し直流を印加するか、もしく
は交流電圧を印加し、シールド６及びケーシング１はア
ース１０に接続している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、マグネトロン放電によ
って処理材料の表面を清浄化するマグネトロン放電式清
浄処理装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、処理材料の表面に物理蒸着処理、
あるいは化学蒸着処理を行うに際し、成膜の処理材料と
の密着性を向上させるため、アノードマグネトロン放電
により処理材料表面を清浄化するアノードマグネトロン
放電式清浄処理装置が用いられている。前記アノードマ
グネトロン放電式清浄処理装置は、図６に示すように、
放電ガスを流気または封入し、所定真空度としたケーシ
ング３０内に、プラス極３３に接続したアノード電極部
３２とマイナス極３４に接続した処理材料７の処理面７
ａとを対向配置し、アノード電極部３２と処理材料７の
間でグロー放電を発生させてプラズマ状態をつくり、ア
ノード電極部３２に設置された磁石３１によって、アノ
ード電極部３２と処理材料７の間の空間に磁場Ｂ’を発
生させて、プラズマＰ’を封じ込めている。そして、プ
ラズマ状態において、放電ガスから電離したイオンを、
アノード電極部３２と処理材料７との電位差により、処
理材料７のアノード電極部３２と対向する処理面７ａに
加速衝突させることにより、処理材料７の表面を清浄化
している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記アノー
ドマグネトロン放電式清浄処理装置では、磁石３１から
発生した磁場Ｂ’が、アノード電極部３２に対して閉じ
ている（アノード電極部３２側から出た磁力線がアノー
ド電極部３２側に戻ることをいう。）。つまり、処理材
料７に対して磁場Ｂ’は開いており、処理材料７の処理
面７ａから飛び出した電子を磁場Ｂ’が効率良く捕捉す
ることができないため、処理面７ａ近傍のプラズマの密
度を高くすることができず、低インピーダンスにならな
いため、低電圧放電を行うことができなかった。

【０００４】また、前記問題に対し、処理材料７と同様
にアノード電極部３２をマイナス極３４に接続してカソ
ード電極部３２とし（図示せず）、前記カソード電極部
３２の磁石３１から発生する磁場Ｂ’をカソード電極部
３２および処理材料７の処理面７ａに対して閉じるよう
にして、処理材料７から飛び出した電子をこの磁場Ｂ’
で捕捉することで、プラズマＰ’密度を上げて、低電圧
放電を実現する方法が考えられる。しかし、処理面７ａ
近傍での磁場を適性に保ち、低電圧放電を安定して行う
には、マイナス極３４に接続されたカソード電極部３２
と処理材料７との距離を近接して一定に保持する必要が
あるが、処理材料７が磁性材料である場合にはカソード
電極部３２に設けられた磁石３１に吸引され、また、特
に可撓性を有する処理材料７においては、その処理面７
ａをカソード電極部３２に対して常時平行に保持でき
ず、カソード電極部３２と処理材料７との距離を近接し
て一定に保持できないため、カソード電極部３２に放電
清浄処理に必要なマイナス電圧を安定して印加すること
ができなかった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は、処理
材料の表面をマグネトロン放電により清浄化するマグネ
トロン放電式清浄処理装置において、ケーシング内に平
行に配置された、少なくとも２つの回転ロールで処理材
料を支持し、この処理材料に所定の間隔をもって冷却構
造を有する電極部を対向配置し、前記電極部内には、複
数の磁石を配置して前記処理材料の近傍に磁場を形成
し、前記処理材料と前記電極部の対向部を除いて、前記
電極部及び前記ロールの周囲を覆うシールドを設け、前
記電極部および前記処理材料にマイナスの直流電圧、も
しくは交流電圧を印加し、前記シールド及び前記ケーシ
ングをアース電位とすることを特徴とする。

【０００６】

【作用】マイナスの直流電圧、もしくは交流電圧を印加
した前記電極部に設けられた複数の磁石は、処理材料の
非放電処理面に対して対向しているため、前記磁石によ
って発生した磁場は、処理材料の放電処理面に対して閉
じている。このため、処理材料から飛び出した電子は前
記磁場に有効に捕捉され、処理材料の放電処理面のプラ
ズマはその密度が高まり、放電は低インピーダンスとな
り、低電圧放電を可能にする。また、アース電位のシー
ルドで、電極部およびロールを覆うことによって、処理
材料の処理面近傍に限定的にプラズマを発生させること
ができ、さらなる低インピーダンスが図れる。そして、
少なくとも２つの回転ロールで処理材料を支持している
ため、処理材料の移動とともに前記ロールが回転し、処
理材料のロールとの接触による表面傷の発生を防止する
ことができ、可撓性材料を処理した場合においても、処
理材料に変形を発生させずに、電極部に対して処理材料
を平行に保持し、電極部と処理材料との距離を近接して
一定に保持し得ることができ、安定した放電処理を行う
ことができる。また、電極部を冷却することによって、
放電処理によって上昇した処理材料の輻射熱により、電
極部内の磁石が加熱され、磁場強度が低下することを防
止する。

【０００７】

【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の実施例に
ついて説明する。図１は本発明にかかるマグネトロン放
電式清浄処理装置の断面図を示す。図１において、１は
内部に放電ガスを供給するとともに、所定真空度に排気
したケーシングで、このケーシング１の両側には通路２
Ａ，２Ｂにより連通した副ケーシング１Ａ，１Ｂが配置
されている。また、前記ケーシング１内には冷却構造の
カソード電極部３が設けられ、かつ、その内部には隣接
する磁極が互いに異なるように配置した複数の永久磁石
４を内蔵している。

【０００８】５Ａ，５Ｂは前記カソード電極部３の両側
に配置された支持ロールで、この支持ロール５Ａ，５Ｂ
およびカソード電極部３の下記する処理材料７との対向
部を除いて、シールド６で覆われ、かつ、シールド６の
端部８は処理材料７に対し巻き返されている。また前記
副ケーシング１Ａ内には巻出リール９Ａ、副ケーシング
１Ｂ内には巻取リール９Ｂが配置され、可撓性の処理材
料７は前記支持ロール５Ａ，５Ｂと所定角度θ（実施例
では３度）で接触するようになっている。

【０００９】次に、前記構成のマグネトロン放電式清浄
処理装置において、処理材料７が導電材料である場合の
清浄処理方法について説明する。巻出リール９Ａから送
り出された処理材料７は、通路２Ａを通過して、接触角
度（θ）が３度以下でロール５Ａに接し、矢印ｃ方向に
搬送され、処理材料７の移動とともに矢印ｄ方向に回転
するロール５Ａ，５Ｂに一定長さが支持され、放電処理
を行った後、ロール５Ｂに接触角度が３度以下で接し、
通路２Ｂを通過し、巻取リール９Ｂに至る。

【００１０】ところで、ロール５Ａ，５Ｂの間に支持さ
れた処理材料７には、複数の永久磁石４から発生した磁
力線によって形成された磁場Ｂが透過される。そして、
マイナス極１１に接続されたカソード電極部３（ロール
５Ａ，処理材料７）とケーシング１との電位差により発
生したプラズマＰ状態において、放電ガスから電離した
イオンを、処理材料７の処理面７ａに加速衝突させるこ
とにより、処理面７ａを清浄化する。この際、処理面７
ａから電子が飛び出す。前記電子は、処理面近傍に処理
面７ａに対して閉じている磁場Ｂに補捉されて処理面近
傍のプラズマＰ密度を増加させ放電インピーダンスを低
下させることができ、低電圧放電を可能にしている。

【００１１】また、カソード電極部３とロール５Ａ，５
Ｂを覆うシールド６はアース１０に接続されているの
で、カソード電極部３内に設置された永久磁石４が処理
材料７の処理面７ａ表面で閉じた磁場を形成する放電処
理領域以外での不必要なプラズマＰの発生を防止し、処
理材料７の前面部近傍にプラズマＰを収束させ、処理材
料７の処理面７ａを清浄化する。この際、シールド６は
前記カソード電極部３と一定距離を保持して設置されて
おり、処理面７ａ以外の箇所での放電を防止する。さら
に、シールド端部８が処理材料７に対して折り返され、
一定距離だけ離れているため、異常放電の発生しやすい
シールド端部８においても、異常放電を防止できる。

【００１２】次に、前記構成のマグネトロン放電式清浄
処理装置において、処理材料７が絶縁材料である場合の
清浄処理方法について説明する。処理材料７が絶縁材料
である場合は、図２に示すように、カソード電極部３に
は交流電源１１’より交流電圧を印加し、ロール５Ａ，
５Ｂ、ケーシング１およびシールド６にはアース１０を
接続する以外は、処理材料が導電材料である場合と同様
である。

【００１３】また、処理材料７を支持する方法として
は、図３に示すように、ロール５Ａ，５Ｂの近傍に補助
ロール２０Ａ，２０Ｂを設けるとともに、これらロール
間にベルト２１を巻回し、ロール５Ａをモータ２２で駆
動することにより処理材料７を移動させてもよい。ま
た、図４に示すように、複数のロール２５，２６，２
７，２８の間にそれぞれカソード電極部３Ａ，３Ｂ，３
Ｃを設けて、処理材料７の処理面積を広くすることによ
り、一度に広範囲にわたって処理するようにしてもよ
い。なお、これらカソード電極部に使用した永久磁石４
にかえて電磁石を使用しても同様の効果が得られること
は言うまでもない。

【００１４】さらに、図５に示すように、カソード電極
部３内に複数の永久磁石４’をその両端部に隣接する磁
極が異なるように配置する。そして、カソード電極部３
左側に配置された巻出リール９Ａから処理材料７をカソ
ード電極部３下方に搬送し、カソード電極部３下方両端
部に設けられた支持ロール５Ａと５Ｂとの間で発生する
プラズマＰにより清浄化し、さらに、処理材料７はカソ
ード電極部３右側に設置されたリバースロール５Ｃによ
ってその搬送方向を反転し、カソード電極部３上方に搬
送される。そして、処理材料７は、カソード電極部３上
方両端部に設けられたロール５Ｄとロール５Ｅとの間で
発生するプラズマＰによって再度清浄化され、前記巻出
リール９Ａ上方に設けられた巻取リール９Ｂに巻回する
ようにしても良い。これによりさらに優れた清浄処理面
を得ることができる。

【００１５】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
かかるマグネトロン放電式清浄処理装置では、マイナス
の直流電圧、もしくは交流電圧を印加した電極部に設け
られた複数の磁石は、処理材料の非放電処理面に対して
磁極を対向させていることから、前記磁石によって発生
した磁場が、処理材料の放電処理面に対して閉じてい
る。このため、処理材料から飛び出した電子は前記磁場
に捕捉され、処理材料の放電処理面のプラズマは密度が
高まり、放電は低インピーダンスとなり、低電圧放電を
可能にしている。

【００１６】また、アースに接続したシールドで、電極
部とロールを覆うことによって、処理材料の処理面近傍
に限定的にプラズマを発生させることができ、さらなる
低インピーダンスが図れる。そして、処理材料が導電材
料の場合は電極と同電圧が印加され、処理材料が絶縁材
料の場合はアースに接続された少なくとも２つのロール
で支持しているため、電極部に対して処理材料を平行に
保持することができ、安定した放電処理を処理材料に施
すことができる。さらに、電極部は冷却構造となってい
るため放電処理によって上昇した処理材料の輻射熱によ
り、電極部内の磁石が加熱され、磁場強度が低下するこ
ともない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明にかかるマグネトロン放電式清浄処理
装置の断面図である。

【図２】 図１の電源を交流とした場合の本発明にかか
るマグネトロン放電式清浄処理装置の断面図である。

【図３】 ベルトを使用した本発明にかかるマグネトロ
ン放電式清浄処理装置の内部省略断面図である。

【図４】 複数の電極部と複数のローラを有する本発明
にかかるマグネトロン放電式清浄処理装置の内部省略断
面図である。

【図５】 カソード電極部上下で放電清浄処理可能な本
発明にかかるマグネトロン放電式清浄処理装置の断面図
である。

【図６】 従来のアノードマグネトロン放電式清浄処理
装置の内部省略断面図である。

【符号の説明】

１…ケーシング、３…カソード電極部、４…永久磁石、
５Ａ，５Ｂ…ロール、６…シールド、７…処理材料、Ｂ
…磁場、Ｐ…プラズマ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 処理材料の表面をマグネトロン放電によ
   り清浄化するマグネトロン放電式清浄処理装置におい
   て、ケーシング内に平行に配置された、少なくとも２つ
   の回転ロールで処理材料を支持し、この処理材料に所定
   の間隔をもって冷却構造を有する電極部を対向配置し、
   前記電極部内には、複数の磁石を配置して前記処理材料
   の近傍に磁場を形成し、前記処理材料と前記電極部の対
   向部を除いて、前記電極部及び前記ロールの周囲を覆う
   シールドを設け、前記電極部および前記処理材料にマイ
   ナスの直流電圧を印加し前記シールド及び前記ケーシン
   グをアース電位とすることを特徴とするマグネトロン放
   電式清浄処理装置。
2. 【請求項２】 前記電極部および前記処理材料に交流電
   圧を印加し、前記シールドおよび前記ケーシングはアー
   ス電位とすることを特徴とする請求項１のマグネトロン
   放電式清浄処理装置。