JPH0754147A - Dynamic mixing device - Google Patents

Dynamic mixing device

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JPH0754147A
JPH0754147A JP19952593A JP19952593A JPH0754147A JP H0754147 A JPH0754147 A JP H0754147A JP 19952593 A JP19952593 A JP 19952593A JP 19952593 A JP19952593 A JP 19952593A JP H0754147 A JPH0754147 A JP H0754147A
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JP
Japan
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metal
dynamic mixing
coated
target
source
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP19952593A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tadashi Kumakiri
正 熊切
Kouichirou Akari
孝一郎 赤理
Atsushi Munemasa
淳 宗政
Noriyuki Inuishi
典之 犬石
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0754147A publication Critical patent/JPH0754147A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To provide the dynamic mixing device for which a metal evaporating source of an arc discharge system is used as a metal evaporating source and which easily forms films having excellent wear resistance, corrosion resistance, etc. CONSTITUTION:This dynamic mixing device has an ion source for irradiating the surface of an object to be coated with ions and the metal evaporating source 31 for producing metal vapor from a target (cathode) 36 by an arc discharge and depositing the metal vapor by evaporation on the surface of the object to be coated in a vacuum vessel. The device is provided, in an electrically floating state, with a diaphragm member 50 having an aperture 56 for partially passing the metal vapor produced from the target 36 between the target 36 and the object to be coated. As a result, increasing of an I/A value up to about 0.2-0.5 is possible.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ダイナミックミキシン
グ装置に関し、詳細には、被コーティング物の表面に金
属蒸着しつつ、同時にイオンを照射するダイナミックミ
キシング処理に適用するダイナミックミキシング装置に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a dynamic mixing apparatus, and more particularly to a dynamic mixing apparatus applied to a dynamic mixing process in which metal is vapor-deposited on a surface of an object to be coated and at the same time, ions are irradiated.

【0002】[0002]

【従来の技術】ダイナミックミキシング装置としては、
基本的には、図4に例示する如く、被コーティング物2
の表面にイオンを照射するイオン源(イオン発生・照射
手段)5と、金属蒸気を発生させ、被コーティング物2
の表面に蒸着させる金属蒸発源(金属蒸気発生・蒸着手
段)6とを、真空容器1内に備えたものが使用される。
2. Description of the Related Art As a dynamic mixing device,
Basically, as shown in FIG.
Source 5 for irradiating the surface of the substrate with ions (ion generation / irradiation means) 5 and metal vapor to generate an object to be coated 2
What is provided in the vacuum container 1 with a metal evaporation source (metal vapor generation / deposition means) 6 for vapor deposition on the surface of the is used.

【0003】ここで、金属蒸発源6としては電子ビーム
発生器8を接続したルツボ9に収容された金属10に電子
ビームをあてて金属10を溶融し蒸発させる電子ビーム加
熱式蒸発源が用いられている。一方、イオン源5として
は、図5に示すようなフリーマン型金属イオンビーム源
が用いられている。これは、ヒータ16を備えた電気炉15
内に配された金属17を加熱して金属蒸気を発生させ、放
電室19に集めてイオン化し、放電室19にて加速して大電
流のイオンビームとして引き出すものである。
Here, as the metal evaporation source 6, an electron beam heating evaporation source is used which applies an electron beam to the metal 10 housed in the crucible 9 connected to the electron beam generator 8 to melt and evaporate the metal 10. ing. On the other hand, as the ion source 5, a Freeman type metal ion beam source as shown in FIG. 5 is used. This is an electric furnace 15 with a heater 16.
The metal 17 disposed inside is heated to generate metal vapor, which is collected in the discharge chamber 19 and ionized, and accelerated in the discharge chamber 19 to be extracted as a high-current ion beam.

【0004】かかる装置によれば、金属イオンビーム12
と金属蒸気11とが、被コーティング物2の表面で混合さ
れ、該表面に注入又は蒸着し、金属イオンビームの金属
と金属蒸気の金属とからなる合金(例えばTiAl)薄膜が
形成される。このようなダイナミックミキシング装置に
より形成される薄膜は、被コーティング物との密着性に
優れると共に緻密である。尚、図4において、3は回転
台、7は排気口、11は金属蒸気、13は電子ビームを示す
ものであり、図5において、12はイオンビーム、18は金
属蒸気、21はアノード、22は外部磁界の方向を示すもの
である。
According to such an apparatus, the metal ion beam 12
And the metal vapor 11 are mixed on the surface of the object to be coated 2 and injected or vapor-deposited on the surface to form an alloy (for example, TiAl) thin film composed of the metal of the metal ion beam and the metal of the metal vapor. The thin film formed by such a dynamic mixing device has excellent adhesion to the object to be coated and is dense. In FIG. 4, 3 is a turntable, 7 is an exhaust port, 11 is a metal vapor, 13 is an electron beam, and in FIG. 5, 12 is an ion beam, 18 is a metal vapor, 21 is an anode, 22 Indicates the direction of the external magnetic field.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記電子ビ
ーム加熱式蒸発源は、高融点金属を蒸発させる場合に大
電流を要するため効率が悪く、又、蒸発源の金属10は溶
融状態でルツボ9に収容されているので、真空容器1内
の下方に配置させる必要がある。
However, the electron beam heating type evaporation source is inefficient because it requires a large current when evaporating a refractory metal, and the evaporation source metal 10 is in a molten state in the crucible 9 Since it is housed in the vacuum container 1, it is necessary to arrange the vacuum container 1 in the lower part.

【0006】一方、フリーマン型金属イオンビーム源
は、イオン源として、電気炉15の特性に見合った蒸発温
度の塩化物を挿入して金属蒸気を発生させるか、又は、
金属板等を電気炉15内に挿入し、塩素ガス等を流入さ
せ、化学的蒸発を利用して金属蒸気を発生させ、これを
放電室19に送り込むため、放電室19内のフィラメント20
が塩素ガス等により侵されて寿命が短くなるという問題
点がある。又、金属イオンビーム源より引き出されたイ
オンビームには、数種類のイオンが混在していることが
あるので、目的のイオンを選択するための質量分離用磁
場を付設することが多く、かかる場合には装置が大型に
なったり、真空容器1への取り付け位置が制約され、引
いてはダイナミックミキシング装置の設計の自由度が極
端に狭まったり、被コーティング物の配置位置が限定さ
れるために複雑な形状の被コーティング物では均一コー
ティングが困難となるという問題点がある。
On the other hand, the Freeman type metal ion beam source, as an ion source, inserts chloride having an evaporation temperature suitable for the characteristics of the electric furnace 15 to generate metal vapor, or
A metal plate or the like is inserted into the electric furnace 15, chlorine gas or the like is flowed in, metal vapor is generated by utilizing chemical vaporization, and the metal vapor is sent to the discharge chamber 19.
However, there is a problem that the service life is shortened by being attacked by chlorine gas or the like. In addition, since several types of ions may be mixed in the ion beam extracted from the metal ion beam source, a mass separation magnetic field for selecting the target ions is often attached. Is complicated because the device becomes large, the mounting position on the vacuum container 1 is restricted, the degree of freedom in designing the dynamic mixing device is extremely narrowed, and the arrangement position of the object to be coated is limited. There is a problem that it is difficult to perform uniform coating on an object to be coated.

【0007】そこで、種々検討がなされ、上記問題点を
解決し得るダイナミックミキシング装置が開発されてい
る(特願平4−157065号)。この装置は、図3に
例示する如く、前記従来のダイナミックミキシング装置
での電子ビーム加熱式蒸発源6に代えて、アノード37と
カソードにされたターゲット36との間のアーク放電によ
りターゲット36から金属蒸気を発生させ、被コーティン
グ物27の表面に蒸着させるアーク放電式の金属蒸発源31
を用いたものであり、更に、イオン源5(フリーマン型
金属イオンビーム源)に代えて、アーク放電により金属
(カソード42)から金属イオンを発生させ、引出し電極
系44にて加速し、高エネルギーのイオンビームとして発
射するイオン源33を用いたものである。尚、図3におい
て、28は回転台、29はバイアス電源、30は金属イオンビ
ーム源、32は排気口、35はアーク電源、40はアノード、
41はアーク電源、42はカソード、43はトリガ電極、44は
引出し電極系を示すものである。
Therefore, various studies have been made, and a dynamic mixing apparatus capable of solving the above problems has been developed (Japanese Patent Application No. 4-157065). As shown in FIG. 3, this device replaces the electron beam heating type evaporation source 6 in the conventional dynamic mixing device with the arc discharge between the anode 37 and the target 36 made into a cathode, and the metal is removed from the target 36. Arc discharge type metal evaporation source 31 for generating vapor and depositing it on the surface of the object to be coated 27
Further, in place of the ion source 5 (Freeman type metal ion beam source), metal ions are generated from the metal (cathode 42) by arc discharge, accelerated by the extraction electrode system 44, and high energy The ion source 33 which emits as an ion beam is used. In FIG. 3, 28 is a rotary table, 29 is a bias power source, 30 is a metal ion beam source, 32 is an exhaust port, 35 is an arc power source, 40 is an anode,
Reference numeral 41 is an arc power source, 42 is a cathode, 43 is a trigger electrode, and 44 is an extraction electrode system.

【0008】ところが、上記の如く金属蒸発源としてア
ーク放電式の金属蒸発源を用いたダイナミックミキシン
グ装置においては、金属蒸発源からの金属の蒸発量(即
ち蒸発原子数:A)とイオン源からの金属イオンのビーム
量(即ちイオン数:I)との比:I/Aが小さく、又、このI/
A を変化させ難く、そのため耐磨耗性、耐食性等に優れ
た膜を得難いという問題点がある。即ち、ダイナミック
ミキシング処理において、I/A は形成する膜の性質を左
右するので重要であり、耐磨耗性、耐食性等に優れた膜
を得るためには、I/A を形成する膜の種類等に応じて可
変にでき、又、0.2 〜0.5 程度までの値にし得ることが
必要である。しかし、アーク放電式の金属蒸発源は、基
本的に金属の蒸発量(即ち蒸発原子数:A)が多いという
特徴があり、そのためI/A 値が小さくて上記所要値(0.2
〜0.5 程度) を満たし得ず、又、I/A 値を変化させ難
い。例えば、従来の成膜速度は約3.3nm/sec 程度であ
り、ビーム電流密度を18μA/cm2 程度とすると、前記従
来のダイナミックミキシング装置での電子ビーム加熱式
蒸発源6に代えて、アーク放電式の金属蒸発源を用いた
場合、I/A は略0.003 となり、上記所要値より極めて小
さく、又、このI/A 値を変えることはできない。従っ
て、耐磨耗性、耐食性等に優れた膜を得難く、その改善
が望まれる。
However, in the dynamic mixing apparatus using the arc discharge type metal evaporation source as the metal evaporation source as described above, the evaporation amount of the metal from the metal evaporation source (that is, the number of evaporated atoms: A) and the amount from the ion source are The ratio of the metal ion beam quantity (that is, the number of ions: I): I / A is small, and this I / A
It is difficult to change A, and therefore it is difficult to obtain a film having excellent wear resistance and corrosion resistance. That is, in the dynamic mixing process, the I / A is important because it affects the properties of the film to be formed, and in order to obtain a film with excellent abrasion resistance and corrosion resistance, the type of film that forms the I / A is important. It is necessary to be variable according to the above, and to be able to set the value to about 0.2 to 0.5. However, the arc discharge type metal evaporation source is basically characterized by a large amount of metal evaporation (that is, the number of evaporated atoms: A). Therefore, the I / A value is small and the above required value (0.2
It is difficult to change the I / A value. For example, when the conventional film forming rate is about 3.3 nm / sec and the beam current density is about 18 μA / cm 2 , instead of the electron beam heating evaporation source 6 in the conventional dynamic mixing apparatus, arc discharge is performed. When the metal evaporation source of the formula is used, the I / A is about 0.003, which is extremely smaller than the above required value, and this I / A value cannot be changed. Therefore, it is difficult to obtain a film having excellent wear resistance and corrosion resistance, and its improvement is desired.

【0009】本発明はこの様な事情に着目してなされた
ものであって、その目的は金属蒸発源としてアーク放電
式の金属蒸発源を用いたダイナミックミキシング装置で
あって、I/A を大きくでき0.2 〜0.5 程度までの値にし
得ると共に可変にし得、引いては耐磨耗性、耐食性等に
優れた膜を形成し易くなるダイナミックミキシング装置
を提供しようとするものである。
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is a dynamic mixing device using an arc discharge type metal evaporation source as a metal evaporation source, which has a large I / A. It is an object of the present invention to provide a dynamic mixing device which can be made variable to a value of about 0.2 to 0.5 and can be made variable, and by which a film excellent in abrasion resistance, corrosion resistance and the like can be easily formed.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明に係るダイナミックミキシング装置は、次
のような構成としている。即ち、請求項1に記載のダイ
ナミックミキシング装置は、被コーティング物の表面に
イオンを照射するイオン源と、アーク放電によりターゲ
ットから金属蒸気を発生させ、前記被コーティング物の
表面に蒸着させる金属蒸発源とを、真空容器内に備えた
ダイナミックミキシング装置であって、前記ターゲット
と被コーティング物との間に、ターゲットから発生した
金属蒸気を部分的に通過させる開口部を有する絞り部材
を、ターゲット及び真空容器と電気的に絶縁させて設け
たことを特徴とするダイナミックミキシング装置であ
る。
In order to achieve the above object, the dynamic mixing apparatus according to the present invention has the following structure. That is, the dynamic mixing apparatus according to claim 1 is an ion source for irradiating the surface of an object to be coated with ions, and a metal evaporation source for generating metal vapor from a target by arc discharge and depositing it on the surface of the object to be coated. In the dynamic mixing device provided in a vacuum container, between the target and the object to be coated, a diaphragm member having an opening for partially passing the metal vapor generated from the target, the target and the vacuum. The dynamic mixing device is characterized by being provided so as to be electrically insulated from the container.

【0011】請求項2に記載のダイナミックミキシング
装置は、前記絞り部材の開口部面積を真空容器の外部か
ら調整する絞り量調整機構を有する請求項1記載のダイ
ナミックミキシング装置である。
According to a second aspect of the present invention, there is provided the dynamic mixing device according to the first aspect, further comprising a diaphragm amount adjusting mechanism for adjusting the opening area of the diaphragm member from the outside of the vacuum container.

【0012】[0012]

【実施例】【Example】

(実施例1)実施例1に係るダイナミックミキシング装
置の要部(金属蒸発源及び絞り部材の部分)を図1に示
す。この装置は、アーク放電式の金属蒸発源31のターゲ
ット36に対し、円形の開口部56を有する絞り部材50をボ
ルト51により接続し、固定して設けている。ここで、ボ
ルト51はターゲット36と電気的に絶縁されており、絞り
部材50の配置位置はターゲット36の前面より50mmの位置
である。従って、ターゲット36から発生する金属蒸気を
部分的に通過させる開口部56を有する絞り部材50を、タ
ーゲット36と被コーティング物との間に、電気的にフロ
ーティングの状態で設けていることになる。かかる点を
除き、前記図3に例示のダイナミックミキシング装置と
同様の構成を有するものである。
(Embodiment 1) FIG. 1 shows a main part (a portion of a metal evaporation source and a diaphragm member) of a dynamic mixing apparatus according to Embodiment 1. In this apparatus, a diaphragm member 50 having a circular opening 56 is connected and fixed to a target 36 of an arc discharge type metal evaporation source 31 by a bolt 51. Here, the bolt 51 is electrically insulated from the target 36, and the position of the diaphragm member 50 is 50 mm from the front surface of the target 36. Therefore, the diaphragm member 50 having the opening 56 for partially passing the metal vapor generated from the target 36 is provided between the target 36 and the object to be coated in an electrically floating state. Except for this point, it has the same structure as the dynamic mixing device illustrated in FIG.

【0013】上記装置によれば、ターゲット36(カソー
ド)表面のアークスポットから発生する金属蒸気(蒸発
する金属原子)の一部が絞り部材50により捕捉され、残
部が開口部56を通過し、被コーティング物表面に導かれ
る。従って、この絞り部材50により被コーティング物表
面に到達する金属蒸気量が減少して蒸着する原子数が減
少し、そのためI/A を大きくできる。ここで、ビーム電
流密度を20μA/cm2 とした条件下で、絞り部材50の開口
部56(円形)の直径Dを変化させ、I/A 値を測定したと
ころ、D:44, 20, 14, 10mmのとき、この順にI/A 値:
0.005, 0.029,0.067, 0.108であった。又、絞り部材50
無しの場合もI/A 値を測定したところ、I/A 値:0.003
であった。従って、開口部56の直径Dを変えることによ
り、開口部56の面積が変わり、I/A 値を変化させること
が可能である。又、かかるI/A 値の変化に対応してミキ
シング効果が変化し、形成される膜質を変えられること
が確認された。
According to the above apparatus, part of the metal vapor (vaporized metal atoms) generated from the arc spot on the surface of the target 36 (cathode) is captured by the diaphragm member 50, and the remaining part passes through the opening 56 and is Guided to the surface of the coating. Therefore, the throttle member 50 reduces the amount of metal vapor reaching the surface of the object to be coated and reduces the number of atoms to be deposited, and thus the I / A can be increased. Under the condition that the beam current density is 20 μA / cm 2 , the diameter D of the aperture 56 (circle) of the diaphragm member 50 is changed and the I / A value is measured. D: 44, 20, 14 , 10 mm, I / A value in this order:
It was 0.005, 0.029, 0.067, 0.108. Also, the diaphragm member 50
The I / A value was 0.003 when measured without the use.
Met. Therefore, by changing the diameter D of the opening 56, the area of the opening 56 changes and the I / A value can be changed. It was also confirmed that the mixing effect was changed in response to the change in the I / A value and the quality of the formed film could be changed.

【0014】(実施例2)実施例2に係るダイナミック
ミキシング装置の要部(絞り部材及び絞り量調整機構の
部分)を図2に示す。この装置は、絞り部材として絞り
部材の開口部面積が可変である可変絞り52を有すると共
に、該可変絞り52の開口部面積を真空容器26の外部から
調整する絞り量調整機構を有するものであり、かかる点
を除き、実施例1に係るダイナミックミキシング装置と
同様である。
(Embodiment 2) FIG. 2 shows a main part (a portion of a diaphragm member and a diaphragm amount adjusting mechanism) of a dynamic mixing apparatus according to a second embodiment. This device has, as a diaphragm member, a variable diaphragm 52 in which the opening area of the diaphragm member is variable, and a diaphragm amount adjusting mechanism for adjusting the opening area of the variable diaphragm 52 from the outside of the vacuum container 26. Except for this point, the dynamic mixing apparatus according to the first embodiment is similar to the above.

【0015】上記絞り量調整機構は、可変絞り52に駆動
ネジ53(片方は逆ネジ)を取付け、それにフレキシブル
ワイヤ54を介して回転導入端子55を接続してなり、この
回転導入端子55は真空容器26の外部から回転することが
できる。この回転導入端子55を回転すると、可変絞り52
の開口部面積が変化し、絞り量が変化する。尚、可変絞
り52は電気的にフローティングの状態となっている。
In the above-mentioned diaphragm amount adjusting mechanism, a drive screw 53 (one of which is a reverse screw) is attached to a variable diaphragm 52, and a rotation introducing terminal 55 is connected thereto via a flexible wire 54. This rotation introducing terminal 55 is a vacuum. It can be rotated from outside the container 26. When the rotation introduction terminal 55 is rotated, the variable diaphragm 52
The area of the opening changes, and the aperture amount changes. The variable diaphragm 52 is in an electrically floating state.

【0016】かかる装置によれば、実施例1に係る装置
と同様の効果が得られ、更に、成膜中に絞り量を変化し
得るので、被コーティング物表面への蒸着原子数を変化
させ、それに伴ってI/A を変化させることができ、その
ため膜質の連続的又は断続的な制御が可能となる等の利
点があることが確認された。
According to such an apparatus, the same effect as that of the apparatus according to the first embodiment can be obtained, and further, since the diaphragm amount can be changed during film formation, the number of vapor-deposited atoms on the surface of the object to be coated can be changed, It was confirmed that the I / A can be changed accordingly, and therefore there is an advantage that the film quality can be controlled continuously or intermittently.

【0017】本実施例に係るダイナミックミキシング装
置は、前記の如く、金属蒸発源としてアーク放電式の金
属蒸発源を用いたダイナミックミキシング装置であっ
て、ターゲットと被コーティング物との間に、ターゲッ
トから発生した金属蒸気を部分的に通過させる開口部を
有する絞り部材を設けているので、この絞り部材により
被コーティング物表面に到達する金属蒸気量が減少し、
蒸着する原子数(A1)が減少する。このA1と前記A とは異
なるが、A1の減少は絞り部材無しの場合のA の減少と同
様の効果があり、A の減少もA1の減少も蒸着原子数を減
少させることには違いがないので、A1の減少は実質的に
はA の減少を意味している。従って、実質的にはI/A を
大きくでき、それを0.2 〜0.5 程度までの値にし得る。
As described above, the dynamic mixing apparatus according to the present embodiment is a dynamic mixing apparatus using an arc discharge type metal evaporation source as a metal evaporation source, which is provided between the target and the object to be coated. Since the throttling member having an opening for partially passing the generated metal vapor is provided, the amount of metal vapor reaching the surface of the object to be coated is reduced by this throttling member,
The number of vapor-deposited atoms (A 1 ) is reduced. Although this A 1 is different from the above A, the reduction of A 1 has the same effect as the reduction of A without a diaphragm member, and neither reduction of A nor reduction of A 1 can reduce the number of vapor-deposited atoms. Since there is no difference, decreasing A 1 effectively means decreasing A. Therefore, the I / A can be substantially increased, and can be set to a value of about 0.2 to 0.5.

【0018】又、上記絞り部材の開口部の面積を増減す
ること等により、絞り量を容易に増減できるので、被コ
ーティング物表面に蒸着する原子数:A1 を加減でき、従
って、I/A を可変にし得る。
Further, since the aperture amount can be easily increased or decreased by increasing or decreasing the area of the opening of the aperture member, the number of atoms deposited on the surface of the object to be coated: A 1 can be adjusted, and thus the I / A Can be variable.

【0019】このようにI/A を大きくできるし、又、I/
A を可変にし得るため、引いては耐磨耗性、耐食性等に
優れた膜を形成し易くなる。
In this way, I / A can be increased, and I / A can be increased.
Since A can be made variable, it is easy to form a film having excellent wear resistance and corrosion resistance.

【0020】しかも、絞り部材をターゲット及び真空容
器と電気的に絶縁させているので、絞り部材は電気的に
フローティングの状態にあり、そのためプラズマから絞
り部材への電子の流入を防止し得る。従って、絞り部材
の発熱を抑制し得、そのため絞り部材を冷却する手段が
不要である。
Moreover, since the diaphragm member is electrically insulated from the target and the vacuum vessel, the diaphragm member is in an electrically floating state, and therefore electrons can be prevented from flowing from the plasma to the diaphragm member. Therefore, heat generation of the diaphragm member can be suppressed, and therefore, a means for cooling the diaphragm member is unnecessary.

【0021】前記絞り部材の開口部面積を真空容器の外
部から調整する絞り量調整機構を設けることができる。
かかる絞り量調整機構を設けると、成膜中に被コーティ
ング物表面への蒸着原子数を変化させ、それに伴ってI/
A を変化させることができるので、膜質の連続的又は断
続的な制御が可能となる等の利点がある。
A diaphragm amount adjusting mechanism for adjusting the opening area of the diaphragm member from the outside of the vacuum container can be provided.
When such a diaphragm amount adjusting mechanism is provided, the number of vapor-deposited atoms on the surface of an object to be coated is changed during film formation, and I /
Since A can be changed, there is an advantage that the film quality can be controlled continuously or intermittently.

【0022】前記絞り部材の開口部に関し、その形状、
位置、数は特に限定されるものではなく、又、絞り部材
の数についても特に限定されるものではない。但し、タ
ーゲットと被コーティング物との間の方向での位置につ
いては、イオン源からのイオンビームを遮ることがない
位置にすることが望ましい。又、絞り量(ターゲットか
ら発生した金属蒸気の開口部通過量)の調整は、一つの
開口部の形状や開口部面積により行ってもよいし、絞り
部材を2段にして、2以上の開口部を用いて行ってもよ
い。
The shape of the aperture of the diaphragm member,
The position and the number are not particularly limited, and the number of diaphragm members is also not particularly limited. However, the position in the direction between the target and the object to be coated is preferably a position that does not block the ion beam from the ion source. Further, the amount of throttling (the amount of metal vapor generated from the target that passes through the opening) may be adjusted by the shape of one opening or the area of the opening. You may carry out using a part.

【0023】本実施例に係るダイナミックミキシング装
置において、イオン源としては特に限定されるものでは
なく、前記のフリーマン型金属イオンビーム源や、図3
に例示のイオン源33の如くアーク放電により金属イオン
を発生させ、加速し、照射する方式のイオン源等を使用
することができる。ここで、前者のフリーマン型金属イ
オンビーム源は、後者の図3に例示のイオン源33の如き
イオン源に比し、イオン源からの金属イオンのビーム量
(即ちイオン数:I)が少ないので、アーク放電式金属蒸
発源から被コーティング物表面に到達する金属蒸気量を
減少させる絞り部材が無い場合にはI/A 値が小さくて前
記所要値(0.2〜0.5 程度) を満たし得ない程度が大き
く、従って、イオン源として前者のフリーマン型金属イ
オンビーム源を使用した場合の方がより効果的である。
しかし、イオン源として後者のイオン源を使用した場合
であっても、I/A を向上させ前記所要値を満たすことが
できる。
In the dynamic mixing apparatus according to this embodiment, the ion source is not particularly limited, and the above Freeman-type metal ion beam source or FIG.
An ion source of the type in which metal ions are generated by arc discharge, accelerated, and irradiated, such as the ion source 33 illustrated in FIG. Here, the former Freeman-type metal ion beam source has a smaller beam amount of metal ions (that is, the number of ions: I) from the ion source than the ion source such as the ion source 33 illustrated in FIG. 3 of the latter. , If there is no throttling member that reduces the amount of metal vapor that reaches the surface of the object to be coated from the arc discharge type metal evaporation source, the I / A value may be too small to satisfy the required value (about 0.2 to 0.5). It is large and therefore more effective when the former Freeman-type metal ion beam source is used as the ion source.
However, even when the latter ion source is used as the ion source, the I / A can be improved and the required value can be satisfied.

【0024】[0024]

【発明の効果】本発明に係るダイナミックミキシング装
置は、以上のような構成を有し作用をなすものであり、
アーク放電式の金属蒸発源を用いた場合の問題点(I/A
値が小さく且つI/A 値を変化させ難い)を解決すること
ができ、I/A 値を大きくでき、所要値(0.2〜0.5 程度ま
でのI/A 値) にし得ると共にI/A 値を可変にし得、引い
ては耐磨耗性、耐食性等に優れた膜を形成し易くなると
いう効果を奏する。
The dynamic mixing apparatus according to the present invention has the above-described structure and operates.
Problems when using arc discharge type metal evaporation source (I / A
The value is small and it is difficult to change the I / A value), the I / A value can be increased, and the required value (I / A value of about 0.2 to 0.5) can be achieved and the I / A value can be reduced. The effect is that it can be made variable, and it is easy to form a film excellent in abrasion resistance, corrosion resistance, etc.

【0025】又、金属蒸発源としてアーク放電式の金属
蒸発源を用いたダイナミックミキシング装置が奏する効
果(金属蒸発の所要エネルギの低減による効率の向上、
金属蒸発源の配置位置の制限の撤廃等)も同時に有して
いる。
Further, the effect of the dynamic mixing device using the arc discharge type metal evaporation source as the metal evaporation source (improvement of efficiency by reduction of required energy for metal evaporation,
At the same time, the removal of restrictions on the location of metal evaporation sources).

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】実施例1に係るダイナミックミキシング装置の
要部の概要を示す側断面図である。
FIG. 1 is a side sectional view showing an outline of a main part of a dynamic mixing device according to a first embodiment.

【図2】実施例2に係るダイナミックミキシング装置の
要部の概要を示す側断面図である。
FIG. 2 is a side sectional view showing an outline of a main part of a dynamic mixing device according to a second embodiment.

【図3】金属蒸発源としてアーク放電式の金属蒸発源を
用いた開発型ダイナミックミキシング装置の概要を示す
側断面図である。
FIG. 3 is a side sectional view showing an outline of a developed dynamic mixing apparatus using an arc discharge type metal evaporation source as a metal evaporation source.

【図4】従来のダイナミックミキシング装置の概要を示
す側断面図である。
FIG. 4 is a side sectional view showing an outline of a conventional dynamic mixing device.

【図5】従来のダイナミックミキシング装置のイオン源
5として使用されるフリーマン型金属イオンビーム源の
概要を示す側断面図である。
FIG. 5 is a side sectional view showing an outline of a Freeman type metal ion beam source used as an ion source 5 of a conventional dynamic mixing apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1--真空容器、2--被コーティング物、 5--イオン
源、 6--金属蒸発源、8--電子ビーム発生器、 9--
ルツボ、10--金属、 15--電気炉、16--ヒータ、17--金
属、 19--放電室、20--フィラメント、 26--真空容
器、27--被コーティング物、 30--イオン源、31--金属
蒸発源、 36--ターゲット、37--アノード、50--絞り部
材、51--ボルト、52--可変絞り、53--駆動ネジ、54--フ
レキシブルワイヤ、 55--回転導入端子、56--開口部。
1--vacuum container, 2--coated object, 5--ion source, 6--metal evaporation source, 8--electron beam generator, 9--
Crucible, 10--metal, 15--electric furnace, 16--heater, 17--metal, 19--discharge chamber, 20--filament, 26--vacuum container, 27--coated object, 30-- Ion source, 31--Metal evaporation source, 36--Target, 37--Anode, 50--Throttle member, 51--Volt, 52--Variable diaphragm, 53--Drive screw, 54--Flexible wire, 55 --Rotation lead-in terminal, 56--Opening.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 犬石 典之 兵庫県神戸市西区高塚台1丁目5番5号 株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Noriyuki Inuishi 1-5-5 Takatsukadai, Nishi-ku, Kobe-shi, Hyogo Kobe Steel Works, Ltd. Kobe Research Institute

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被コーティング物の表面にイオンを照射
するイオン源と、アーク放電によりターゲットから金属
蒸気を発生させ、前記被コーティング物の表面に蒸着さ
せる金属蒸発源とを、真空容器内に備えたダイナミック
ミキシング装置であって、前記ターゲットと被コーティ
ング物との間に、ターゲットから発生した金属蒸気を部
分的に通過させる開口部を有する絞り部材を、ターゲッ
ト及び真空容器と電気的に絶縁させて設けたことを特徴
とするダイナミックミキシング装置。
1. A vacuum container is provided with an ion source for irradiating the surface of an object to be coated with ions and a metal evaporation source for generating metal vapor from a target by arc discharge and depositing it on the surface of the object to be coated. In the dynamic mixing device, a diaphragm member having an opening for partially passing metal vapor generated from the target between the target and the object to be coated is electrically insulated from the target and the vacuum container. A dynamic mixing device characterized by being provided.
【請求項2】 前記絞り部材の開口部面積を真空容器の
外部から調整する絞り量調整機構を有する請求項1記載
のダイナミックミキシング装置。
2. The dynamic mixing apparatus according to claim 1, further comprising a diaphragm amount adjusting mechanism for adjusting an opening area of the diaphragm member from the outside of the vacuum container.
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