JPH07150351A - イオンプレーティング装置 - Google Patents

イオンプレーティング装置

Info

Publication number
JPH07150351A
JPH07150351A JP5321241A JP32124193A JPH07150351A JP H07150351 A JPH07150351 A JP H07150351A JP 5321241 A JP5321241 A JP 5321241A JP 32124193 A JP32124193 A JP 32124193A JP H07150351 A JPH07150351 A JP H07150351A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
evaporation source
work
bearing
ion plating
film formation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP5321241A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2895375B2 (ja
Inventor
Motonori Tamura
元紀 田村
Takuhiko Nishida
卓彦 西田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Priority to JP5321241A priority Critical patent/JP2895375B2/ja
Publication of JPH07150351A publication Critical patent/JPH07150351A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2895375B2 publication Critical patent/JP2895375B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 被処理物の被成膜面が2面以上あって、しか
もその被成膜面同士が同時に蒸発源に対向できない場合
でも1回のバッチで、全ての被成膜面に効率良く均質な
コーティングを行うことが可能なイオンプレーティング
装置を提供する。 【構成】 互いに直交する2つの回転軸を中心に被処理
物を回転可能な被処理物支持具を用いることで、被処理
物の被成膜面が2面以上あって、しかもその被成膜面同
士が、同時に蒸発源に対向できない場合でも1回のバッ
チで全ての被成膜面に効率良く均質なコーティングを行
うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、均質被膜を効率的に
得るために被処理物を回転させながらコーティングを行
うイオンプレーティング装置に関する。
【0002】
【従来の技術】イオンプレーティング法を用いると、5
00℃以下という比較的低温で基材の特性を損なわず高
硬度なセラミックス等を被膜できるので、装飾以外に耐
摩耗部材や耐食部材にも適用されている(表面技術Vo
l.44、No.9,1993,p.712)。
【0003】このイオンプレーティング法に於いては、
イオン化された蒸着粒子を被成膜面にバイアスをかけて
引き寄せるため、蒸着粒子の移動に方向性がある。蒸着
粒子は、バイアスのかかった被成膜物に向かって最短ル
ートで動くので、蒸発源に対向する蒸発源に最も近い成
膜面が厚く成膜され、密着性等の皮膜特性も優れてい
る。これは、蒸着粒子の持つ運動エネルギーの寄与が大
きい。反面、蒸発源に対向していない成膜面では、蒸発
源と成膜面とを結ぶ線上に障害物があり、ここで蒸着粒
子の運動エネルギーは大部分消費されてしまい、良質な
成膜は行われない。
【0004】そこで、従来のイオンプレーティング装置
は、被成膜面が蒸発面と一定の距離を保ちながら回転若
しくは公転する機構を有していた(例えば特願昭55−
71416号参照)。このようにすれば、蒸発面に対向
する被成膜面は均質に成膜される。
【0005】一方、イオンプレーティング法による被膜
特性が注目されるにつれ、様々な形状の部材、例えば被
成膜面が2面以上あって、しかも被成膜面同士が表と
裏、または上と下といったように、同時に蒸発源に対向
できないものに対してもイオンプレーティング法を適用
する要望が高まっている。
【0006】しかしながら、従来は1回のバッチで均質
で効率的な処理ができない等の問題があった。
【0007】また、被処理物を保持し、回転させる場合
には軸受が必要であるが、イオンプレーティング法では
真空中でしかも温度を上げて成膜することから、使用で
きる軸受が限定される。即ち、油やグリース、粉末系潤
滑材などは使用できず、ベヤリング鋼(SUJ2)やス
テンレス構成のものが一般的となる。ところが、通常の
ベヤリング鋼(SUJ2)では温度による硬度低下を招
き、ステンレス鋼では高荷重で焼き付く等の問題がある
ために交換頻度が多くなるという問題があった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】この発明の目的は、被
処理物の被成膜面が2面以上あって、しかもその被成膜
面同士が同時に蒸発源に対向できない場合でも1回のバ
ッチで、全ての被成膜面に効率良く均質なコーティング
を行うことが可能なイオンプレーティング装置を提供す
ることにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、真空槽と、この真空槽内に配置された電
子銃蒸発源と被処理物との間でプラズマを発生させる手
段と、反応ガス供給手段と、前記被処理物を保持するた
めの被処理物支持具とを有し、前記被処理物支持具が、
互いに直交する2つの回転軸を中心に前記被処理物を回
転可能となっていることを特徴とするイオンプレーティ
ング装置を提供する。特に、前記互いに直交する回転軸
の軸受に金属基自己潤滑性材料を使用すると良く、更に
前記蒸発源と該蒸発源に最も近い被成膜面との間の距離
が、前記蒸発源と前記被処理物支持具との間の距離より
も短くなっていると一層良い。
【0010】
【作用】本発明によれば、被成膜面が2面以上あって、
しかもその被成膜面同士が、同時に蒸発源に対向できな
い場合でも、回転方向を組み合わせることで被成膜面を
蒸発源に対向させ、1回のバッチで、効率良く均質なコ
ーティングを行うことができる。様々な被成膜面を蒸発
源に対向させるには、直交する回転を行うことが効率的
である。
【0011】
【実施例】本発明が適用された第1の実施例について図
1〜図4を参照して以下に説明する。
【0012】図1〜図4は、本発明の第1実施例を示し
ている。符号1は真空槽、符号18は排気口である。符
号15はプラズマを発生するためのプラズマ発生電極
で、陽極電源20に接続されている。また符号13は電
子銃蒸発源17と被処理物2との間で発生したプラズマ
を示し、符号14は反応ガス供給手段を示している。更
に、符号19は被処理物2へバイアスをかける陰極電源
を示している。
【0013】本実施例に於けるイオンプレーティング装
置は、円盤状被処理物2を合計2枚処理できるようにな
っている。また例えば被処理物2は、外径300mm〜
500mmφで厚さ20mm〜50mmの鋼板切断用の
サイドトリマーやスリッターカッターであり、両エッジ
部付近の両側面と円周面の3つの被成膜面があるものと
する。被処理物2は、以下に示すように、互いに直交す
る2つの回転軸を中心に回転を行うことができる被処理
物支持具に保持される。被処理物支持具は、被処理物回
転軸11、被処理物回転軸を支持するための軸受4、歯
車8を介して回転軸11から回転を伝達される回転軸2
3、回転軸23を支持するための軸受6、軸受6の支持
台3、被処理物支持台9、被処理物支持具基板7、被処
理物支持具基板7に回転を伝えるための治具10及び回
転軸12から構成されている。尚、本実施例では蒸発源
17から被処理物支持具基板7までの距離は図1の位置
関係で、45cmとなっている。
【0014】軸受4及び軸受6は、図2に示すような構
造となっている。符号22は金属基自己潤滑性材料であ
り、符号21は金属基自己潤滑性材料22を保持して強
度補強するためのスリーブである。金属基自己潤滑性材
料22とスリーブ21とは一体となっており、必要に応
じて軸受4から取り外して交換できるようになってい
る。軸受4本体(ケーシング)及びスリーブ21は、真
空中で使用されるのでガス放出の少ないステンレス製
(SUS304等)のものが望ましい。金属基自己潤滑
性材料22としては、二硫化タングステンにステンレス
粉末を混合し焼結した複合材を使用した。この金属基自
己潤滑性材料22の耐熱温度は真空中で1000℃、比
摩耗率は2.0×10-8mm3/kg・mm程度であ
る。自己潤滑材料の強度保持に、ステンレス粉末を使用
したが、銅やタングステンを入れたものも同様の特性を
示す。この金属基自己潤滑性材料22と回転軸11とが
接して回転が潤滑に行われる。回転軸23と軸受6とも
同様である。
【0015】ここで、軸受け4及び軸受け6は、通常の
SUJ2等のベヤリング鋼を使ったころ軸受や玉軸受を
使用せず、図2に示すように金属基自己潤滑性材料を使
用したスリーブ状の構造にした理由を説明する。イオン
プレーティング法は真空中でしかも温度を上げて成膜す
るので、油やグリース、粉末性潤滑材は真空室内を汚染
するので使用することができない。従って、軸受として
ベヤリング鋼(SUJ2)やステンレス鋼製のころ軸受
や玉軸受とすることが一般的であるが、通常のベヤリン
グ鋼では温度による硬度低下を招き、ステンレス鋼では
高荷重で焼き付く等の問題があるためである。また、接
触面積が少なく荷重が集中する構造(ころや玉での接
触)では上記問題は起こり易くなる。
【0016】本実施例に於いて、被処理物2は2つの互
いに直交する回転軸(回転軸23及び回転軸12)によ
り回転可能とした理由を説明する。これにより、被成膜
面が円盤状被処理物の両側面と円周面の3つあり、同時
に蒸発源に対向できない場合でも、互いに直交する2つ
の回転軸を中心とした回転を組み合わせることにより、
いずれの成膜面をも蒸発源に対向させることができるた
めである。
【0017】更に、回転を行った状態でも、蒸発源から
この蒸発源と対向した被成膜面までの距離が、蒸発源と
被処理物支持具との距離よりも短くすることができるこ
とにより、蒸発源と被成膜面とを結ぶ線上に障害物がな
いために被処理物の被成膜面が優先的にコーティングさ
れ、成膜効率が向上する。
【0018】図3及び図4に、回転を行ったときの図1
のI−I線方向からみた断面図を示す。ここで、被成膜
面は、符号25〜30である。図3に示す位置関係の場
合、被成膜面28、29、25、27が蒸発源17に対
向しているため良質な成膜が行われるが、被成膜面26
と30は、蒸発源17に対向していないため成膜が不十
分である。しかし、更に回転軸12を中心とする回転を
行った時(図4)、蒸発源17に対向するため良質な成
膜が行われる。例えば図3に於いて、蒸発源17と被処
理物支持具7との最短距離は45cmであり、蒸発源1
7と被成膜面25までの距離は35cmであるので、成
膜面25が優先的に成膜される。回転を行っても被成膜
面と蒸発源との距離は、被処理物支持具と蒸発源との距
離より短く効率の良い成膜ができる。
【0019】以下に本実施例の動作要領の一例を説明す
る。まず、排気口18から所定の圧力(多くの場合圧力
0.1Pa以下)まで排気する。次にイオンプレーティ
ングを行う前に、被処理物表面を清浄化するためのイオ
ンボンバードメントを行う場合は、アルゴンガスをガス
供給手段14から導入し、陰極電源19を動作させると
被処理物2表面にグロー放電が起こり被処理物表面が清
浄化される。この際、必要に応じてヒータ24により加
熱しても良い。そして、所定の時間イオンボンバードメ
ントした後、アルゴンガスの供給を止め、再び高真空
(圧力0.1Pa以下)を保つ。
【0020】次に、電子銃蒸発源17に置かれた蒸発物
質16を電子ビームにより溶解する。例えば、窒化チタ
ン成膜や炭窒化チタン成膜の場合は蒸発物質16にチタ
ンを使用する。陽極電源20を動作させると、プラズマ
発生電極15の周辺にプラズマ13が発生する。そして
ガス供給手段14より反応ガスを導入する。このとき、
例えば窒化チタン成膜の場合は窒素、炭窒化チタン成膜
の場合は窒素とアセチレンの混合ガスが導入される。
【0021】次に陰極電源19を動作させると、被処理
物2表面にバイアスがかかり被処理物がコーティングさ
れる。この際、必要に応じてヒーター24により加熱し
ても良い。コーティング中は、回転軸11と回転軸12
との回転を組み合わせて所定の動作をする。
【0022】これにより、両側面と円周面の3つの被成
膜面を持つ鋼板切断用のサイドトリマーやスリッターカ
ッター等の円盤状被処理物2枚を、一回のバッチで、効
率良く均質にコーティングすることができた。
【0023】次に、本発明が適用された第2の実施例に
ついて図5を参照して説明する。本実施例は、被処理物
の数が増えた場合にも第1実施例と同様の動作で効率良
く均質なコーテイングを行う装置である。本実施例に於
けるイオンプレーティング装置では、第1の実施例に示
したイオンプレーティング装置に、プラズマ発生電極1
5、電子銃蒸発源17が更にもう1台設置され、即ち2
台設置され、加えて軸受4、歯車8、回転軸23、軸受
6、保持板3及び基板9等を有する回転機構が上記各プ
ラズマ発生電極15、電子銃蒸発源17に対応して計2
組設けられている。尚、被処理物回転軸11による回転
は、歯車を介して回転伝達部5に伝えられ、更に他方の
歯車8を介して回転軸23に伝えられるようになってい
る。このようにして本実施例によれば円盤状被処理物2
を4枚処理できる。
【0024】上記各実施例は、単なる1実施例であり、
多量の処理物を扱うときは第2の実施例で示したように
回転伝達部5により回転を伝達する機構を更に設置すれ
ば良い。その際、プラズマ発生電極15、電子銃蒸発源
17及び陽極電源20については、水平方向の膜厚分布
が目的を満たす範囲内であれば必ずしも増設する必要は
ない。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
互いに直交する2つの回転軸を中心に被処理物を回転可
能な被処理物支持具を用いることで、被処理物の被成膜
面が2面以上あって、しかもその被成膜面同士が、同時
に蒸発源に対向できない場合でも1回のバッチで全ての
被成膜面に効率良く均質なコーティングを行うことがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示すイオンプレーティ
ング装置の概略図である。
【図2】図1の装置の要部斜視図である。
【図3】図1の装置の作動要領を説明するためのI−I
線について見た断面図である。
【図4】図1の装置の作動要領を説明するためのI−I
線について見た断面図である。
【図5】本発明の第2の実施例を示すイオンプレーティ
ング装置の概略図である。
【符号の説明】
1 真空槽 2 被処理物 3 軸受6の保持板 4 回転軸11を支持する軸受 5 回転軸11の回転を伝える回転軸 6 回転軸23の軸受 7 被処理物支持具の支持板 8 回転を垂直方向に伝える歯車 9 被処理物支持基板 10 回転軸12の回転を被処理物支持具に与える軸受 11 被処理物回転軸 12 被処理物支持具に回転を与える回転軸 13 プラズマ 14 反応ガス供給手段 15 プラズマ発生電極 16 被蒸発物質 17 電子銃蒸発源 18 排気口 19 陰極電極 20 陽極電極 21 スリーブ 22 金属基自己潤滑性材料 23 回転軸11より回転を伝えられる回転軸 24 被処理物加熱用ヒータ 25〜30 被処理物2の被成膜面

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 真空槽と、この真空槽内に配置された
    電子銃蒸発源と被処理物との間でプラズマを発生させる
    手段と、反応ガス供給手段と、前記被処理物を保持する
    ための被処理物支持具とを有するイオンプレーティング
    装置に於いて、 前記被処理物支持具が、互いに直交する2つの回転軸を
    中心に前記被処理物を回転可能となっていることを特徴
    とするイオンプレーティング装置。
  2. 【請求項2】 前記被処理物支持具の軸受に金属基自
    己潤滑性材料を使用したことを特徴とする請求項1に記
    載のイオンプレーティング装置。
  3. 【請求項3】 前記蒸発源と該蒸発源に最も近い被成
    膜面との間の距離が、前記蒸発源と前記被処理物支持具
    との間の距離よりも短くなっていることを特徴とする請
    求項1若しくは請求項2に記載のイオンプレーティング
    装置。
JP5321241A 1993-11-26 1993-11-26 イオンプレーティング装置 Expired - Lifetime JP2895375B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5321241A JP2895375B2 (ja) 1993-11-26 1993-11-26 イオンプレーティング装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5321241A JP2895375B2 (ja) 1993-11-26 1993-11-26 イオンプレーティング装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH07150351A true JPH07150351A (ja) 1995-06-13
JP2895375B2 JP2895375B2 (ja) 1999-05-24

Family

ID=18130390

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5321241A Expired - Lifetime JP2895375B2 (ja) 1993-11-26 1993-11-26 イオンプレーティング装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2895375B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2329906A (en) * 1997-10-04 1999-04-07 Deutsch Zentr Luft & Raumfahrt Zirconia heat-insulating layers on monocrystalline and polycrystalline metal substrates

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS536605A (en) * 1976-06-30 1978-01-21 Matsushita Electric Works Ltd Production of core paper for decorative board
JPS542982A (en) * 1977-06-09 1979-01-10 Yoichi Murayama Preparation of tool covered with aluminum oxide
JPS6378063U (ja) * 1986-11-12 1988-05-24
JPH0319280A (ja) * 1989-06-15 1991-01-28 Matsushita Electron Corp 半導体装置
JPH0413049U (ja) * 1990-05-14 1992-02-03
JPH0532651U (ja) * 1991-09-27 1993-04-30 ワイケイケイアーキテクチユラルプロダクツ株式会社 折れ戸の開き固定装置
JP3120555U (ja) * 2005-11-24 2006-04-13 泰子 上田 顔面たるみ防止マスク

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS536605A (en) * 1976-06-30 1978-01-21 Matsushita Electric Works Ltd Production of core paper for decorative board
JPS542982A (en) * 1977-06-09 1979-01-10 Yoichi Murayama Preparation of tool covered with aluminum oxide
JPS6378063U (ja) * 1986-11-12 1988-05-24
JPH0319280A (ja) * 1989-06-15 1991-01-28 Matsushita Electron Corp 半導体装置
JPH0413049U (ja) * 1990-05-14 1992-02-03
JPH0532651U (ja) * 1991-09-27 1993-04-30 ワイケイケイアーキテクチユラルプロダクツ株式会社 折れ戸の開き固定装置
JP3120555U (ja) * 2005-11-24 2006-04-13 泰子 上田 顔面たるみ防止マスク

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2329906A (en) * 1997-10-04 1999-04-07 Deutsch Zentr Luft & Raumfahrt Zirconia heat-insulating layers on monocrystalline and polycrystalline metal substrates
GB2329906B (en) * 1997-10-04 2000-03-01 Deutsch Zentr Luft & Raumfahrt Heat-insulating layers on monocrystalline and polycrystalline metal substrates having an improved crystallographic relationship between layer and substrate
US6127006A (en) * 1997-10-04 2000-10-03 Deutsches Zentrum Fur Luft-Und Raumfahrt E.V. Heat-insulating layers on monocrystalline and polycrystalline metal substrates having an improved crystallographic relationship between layer and substrate

Also Published As

Publication number Publication date
JP2895375B2 (ja) 1999-05-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4672442B2 (ja) 硬質積層被膜、および硬質積層被膜被覆工具
JP4555862B2 (ja) 硬質積層被膜、および硬質積層被膜被覆工具
US4877505A (en) Method and apparatus for application of coatings on substrates
Matthews Titanium nitride PVD coating technology
JP3910373B2 (ja) 回転切削工具用硬質積層被膜、および硬質積層被膜被覆回転切削工具
US7790003B2 (en) Method for magnetron sputter deposition
KR20070042086A (ko) 아크 이온 도금장치
US20020062791A1 (en) Table
JP4756434B2 (ja) 皮膜形成装置
KR20040034432A (ko) 성막 시스템 및 이를 이용한 성막 방법
JPH07150351A (ja) イオンプレーティング装置
Kiryukhantsev-Korneev et al. Healing effect in coatings deposited by hybrid technology of vacuum electro-spark alloying, pulsed cathodic arc evaporation, and magnetron sputtering using Cr3C2-NiAl electrodes
RU2379378C2 (ru) Способ ионно-плазменного нанесения многокомпонентных пленочных покрытий и установка для его осуществления
WO2008013469A1 (fr) Procédé d'application à plasma d'ions de revêtements de film à composants multiples et installation correspondante
CN108214958A (zh) 一种具有金刚石磨粒层的涂层刀轴及其制造方法
WO2020166167A1 (ja) 成膜品の製造方法及びスパッタリング装置
JP6845877B2 (ja) ワーク保持部回転ユニット及び真空処理装置
JP2007063650A (ja) 硬質積層被膜、および硬質積層被膜被覆工具
JP2004156139A (ja) 成膜装置及び成膜方法
JPH07300665A (ja) 金属基材のホウ素拡散浸透層・ホウ素膜形成方法
JP2590349B2 (ja) 耐摩耗性膜被覆方法
JP2006001004A (ja) 高硬度鋼の高速切削加工で硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を発揮する表面被覆超硬合金製切削工具
JP2007021649A (ja) 難削材の高速切削で硬質被覆層がすぐれた耐チッピング性を発揮する表面被覆超硬合金製切削工具
JPS6342362A (ja) 表面被覆鋼材の製造方法
JP2008049455A (ja) 硬質被覆層がすぐれた耐チッピング性と耐摩耗性を発揮する表面被覆切削工具

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 19990223

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080305

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090305

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090305

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100305

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110305

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120305

Year of fee payment: 13

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130305

Year of fee payment: 14