JPS5864381A - 真空蒸着装置 - Google Patents

真空蒸着装置

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JPS5864381A
JPS5864381A JP16162281A JP16162281A JPS5864381A JP S5864381 A JPS5864381 A JP S5864381A JP 16162281 A JP16162281 A JP 16162281A JP 16162281 A JP16162281 A JP 16162281A JP S5864381 A JPS5864381 A JP S5864381A
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glow discharge
vapor
evaporation
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紘一 篠原
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/02Pretreatment of the material to be coated
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/56Apparatus specially adapted for continuous coating; Arrangements for maintaining the vacuum, e.g. vacuum locks
    • C23C14/562Apparatus specially adapted for continuous coating; Arrangements for maintaining the vacuum, e.g. vacuum locks for coating elongated substrates

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は高分子成形物基板を巻取りながら蒸着する装置
の改良にかかり、主として高速で、比較的高融点物質の
薄膜を得るのに適した装置の提供を目的としている。
巻取り蒸着は、これまで紙、プラスチックフィルム上に
主としてアルミニウムの薄膜を形成する秀 ことで、コンデンサ、装飾、包装、金銀+等の用途が主
であった。
しかし近年、高密度記録に適する磁気記録媒体として、
強伍性金属をプラスチックフィルム上に蒸着“して得た
蒸着テープの開発をはじめ、機能薄膜を連続してプラス
チックフィルム上に形成する技術の改良が各方面で活発
に進められている。
この際、問題となるのは、用いられる蒸着材料がAIに
比較して高融点であるため、プラスチックの受ける熱影
響が大きくなることである。
これはシワの発生、局部的な破れ等の欠陥となり、機能
薄膜の連続蒸着可能な装置が待たれているのが現状であ
る。
本発明はかかる要求に適合す゛る蒸着装置を提供それぞ
れ示し、第3図にその蒸発源装置の一例を示し、それら
について以下詳細に説明する。
真空槽1内部に回転支持体2と送り出し軸3、巻き取り
軸4と7リーローラ6とからなる巻き取り機構を配設す
る。ただし、巻き取り機構は、これに限定されるもので
はなく、エキスパンダゴムローラ、近接ローラ等の公知
の要素を適宜組み合わせて構成してもよいことは勿論で
ある。
高分子成形物基板6の蒸着される面に対向してグロー放
電発生機構7を、また前記蒸着面と反対側の面を蒸着後
にグロー放電処理するためのグロー放電発生機構8をそ
れぞれ配設する。ただし、グロー放電発生機構アは必ず
しも必要としないし、それぞれが両面を処理する機構で
あってもよいし、また、これらの放電発生機構7.8も
、交流グロー、直流グロー、高周波グロー、あるいはそ
れぞれと磁場との組合せにより、イオン化効率を高めた
グロー放電発生機構のいずれであってもいいのは当然で
ある。
ここで、簡単にグロー放電処理機構7.8の機能につい
て触れる。前者の機構7は周知の前処理をするためのも
ので、基板6の表面のクリーニング作用と、付着強度の
改良に有効であるとされる高分子成形物表面にOH基等
の極性基を形成する作用を有しているのに対して、後者
の機構8は全く異なる作用で主として、°後述する電子
注入にょオ る帯電した高分子成形基板6上にイ≠ンを吸着させてみ
かけ上中和させて、後の巻き取りにより発生するしわや
、フィー・間の強い接着に゛より発生するブロッキング
等を防止する重要な役目を有している。
回転支持体2は、第1図では内部にたとえば温度調整さ
れたナイブラインを循環させることで、表面温度を一定
に保持された回転円筒である。
蒸発源はたとえば電子ビーム蒸発源で、回転支持体2と
、得たい特性、蒸着効率等を勘案して、適切な相対位置
関係に配設される。この蒸発源は、蒸発容器部9と補給
材料予備溶解部10と溶融金属(蒸発材料)供給部11
とで構成されている。
この−例は、83図に示されているようK、溶融金属の
容器としては一体になっているものである。
蒸発容器部9は、同軸形の電子線発生装置12より放射
される電子ビーム13により、高温に保持され、一方予
備溶解部10は、同軸形の電子線発生装置14より放射
される電、子ビーム16たより溶解状態を保持するよう
に構成されている。そして、蒸発した材料を補給するた
めに、蒸発材料16をたとえば棒状にし、送り機構17
により連続的にまたは間欠的に送り出し、その先端部を
電子ビーム16によって溶解するよう構成されている。
この補給機構については前述のものにこだわる必要はな
いが、長尺のものを効率よく製造するのに適した構成と
する。
蒸発した金属は、遮蔽体18により、その一部の入射角
成分に限定される。無論、蒸発方式は之れに限られるも
のでなく、公知の方式を使用してもよい。
回、転支持体2に沿って移動する高分子成形物基板6を
蒸着に先立ち、電子線照射をするための機構は、たとえ
ば、電子線発生装置19と電子ビーム20で模式的に示
されている。
この機構は、本発明の装置の重要な要素であり、高分子
成形物基板6に加速電子を照射して帯電させ、静電引力
でたとえば接地電位に保持されている回転支持体2に前
記基板6を密着させて、前記基板eの熱劣化を防止する
役割を果すものである。
したがって、必要な条件は、幅方向に対して均一に照射
するように電子線を、電磁的に偏向走査すること、基板
の厚み釦より加速電子のエネルギーを適宜選択すること
である。また、基板6の移動速度が大きくなるに従って
比例的に電流値を増すことも必要となってくる。
上述したことは、経験的に充分求めうることであって、
装置の規模、具体的には回転支持体2の大きさ、フィル
ム状の基板60幅等に応じて、実験的に最適条件を設定
する。無論、簡単な演算回路を付加することによって、
条件設定により、電子線照射装置を自動的に制御するこ
とも容易になしうろことである。
21ば、真空槽1内部を所定の真空度に保持するための
排気機構である。
さらに外部よりたとえば酸化性の気体を一定量。
真空槽1内に導入する機構や、グロー放電処理機構によ
り、真空槽1内に積極的に差圧をもたせること、それに
必要な排気系の配設等は適宜実施できるもので本発明を
制約するものではない。
第2図に示す本発明の他の実施例は、回転支持体として
、回転円筒によらないものである。すなわち、高分子成
形物基板22は、回転円筒体23゜24により、冷却さ
れ、駆動される。たとえば5US30’4の薄板により
構成された金属ベルト25に沿って巻き取られるよう構
成されているものである。26.27はフリーローラで
ある。他の構成要素については第1図に示した実施例と
対応するものに同じ符号を付している。
第3図は、蒸発源装置の一例を示しており、この装置に
おいては、たとえばAl2O3を主体とした耐火物によ
り容器37が構成される。この容器37は、多くの場合
、複数に分罰された要素を突き合わせ、必要に応じて、
スタンプ剤で図示してない、これら容器を包含する外側
容器内に仮固定される。
溝34は蒸発部で、38は電子ビームの走査状況を模式
的に示すものである。溝35は、溝34の部分で蒸発に
より減少す乏溶融金属を補充するために、あらかじめ供
給機構(図示せず)により連続的にまたは間欠的に送り
出される棒状蒸発材料40を電子ビーム39により溶解
し、ため込むためのものである。勿論、電子ビーム39
は、この金属を溶融状態に保つよう作用するものでもあ
る。
溶融状態の金属は、溝36を通って溝34に送られて、
蒸発金属の減少分の補充に使用される。
なお、蒸発源装置はこれによらずともよく、補給金属は
棒状でなくてもよいが、溝36の部分で固化しないよう
に熱設計には注意すべきであることは勿論で、安全のた
めに、溝3°゛6の下部にたとえばシーズヒータを埋設
するなど、補助的な熱源を配することができるのも勿論
である。
本装置により、長尺の磁気記録媒体の製造を実施した場
合について次に説明する。
高分子成形物基板として、特殊な表面状態を有する(平
均粗さ200人)ポリエチレンテレフタレートフィルム
(9,6μm厚)を10000m準備する。
回転支持体2には直径1mのものを使用する。
電子線発生装置19として、加速電圧30KV。
ビーム電流が10/JA〜20 m Aの範囲で可変の
装置を使用し、回転支持体2の表面でビームスポット径
を55mmに設定し、0.1−走査する。電子線発生装
置12のビーム電流は最大5Aである。
電子線発生装置14としては、加速電圧20KV、ビー
ム電流3Aの装置を使用する。
蒸発源9と遮蔽体18との関係は入射角が400になる
よう設定した。
蒸発容器の寸法は第3図でWo =35w 、 L p
 =800rrrmとし、比較例として容器Wo =1
10wn 、 L o=809+mの供給なしの場合を
検討した。
蒸発材料として00100%を′石い、蒸着贋厚を0 
、1 prn 、保磁力800[Oe:]をうるべく、
真空槽1内に外部より0.33N−fi/分の酸素を導
入し、酸素分圧s 、3x10  To r rで蒸着
を行った。グロー放電発生機構7,8は同軸マグネトロ
ン放電を利用し、条件は圧力0.03Torr、500
V、1.3A一定とした。
まず基板6の初めの5000m分を電子線発生装、シ 置19により180μの電子ビームを照射しながら速度
60m/分で走行させ、その表面に磁性層を形成した。
蒸発容器9内への投入パワー51KW一定とした。その
間直径45〜50101のCO棒2本を毎分6〜1o■
で送り出しながら、20KV。
45KWで溶解補充を行った。
このようにして得られた磁気テープ用原反にはしわの存
在が認められなかった。これをHインチ巾にスリットし
て、特性を測定したところ、記録波長1.0μmでの出
力の変動は±0.5dB以内であった。
これに対して従来タイプの蒸着装置として、第1図に示
した装置の一部の機能を作用させずに使用し、蒸着を行
った。すなわち、電子線発生装置19を動作させずにル
ツボに35#のCo100%を入れて前述のルツボを用
いた。
0.1μmのCO層を形成するに要した電子線発生に劣
っている点は、蒸着開始後20’OOm付近でしわが急
激に発生し、さらに蒸着を続けたところ、2070mで
フィルムが熱ダメージにより溶融して切れてしまった点
である。基板をかえて、同様の蒸着を2回試みたが、9
00 m、2600mで同様な現象が起こった。これに
対して、本発明の装置は、Co80%−Ni20%、0
070%−Fe5%−Ni25%、Fe100チについ
て試みていずれもCo 100%と同様のテープ用原反
5000mをそれぞれ得ることができ、さらに、100
00mについても、確認し1本発明の工業的有価値性を
調べた。
上述したことは、第2図のように直径300tnmの回
転円筒2個を、中心間距離、1750o+に設定し、角
度θを600に設定した金属ベル) (S U 830
4゜0.5■厚を電子ビーム溶接してエンドレス化した
もの)に沿って移動させた高分子成形物上に、蒸着して
も同様であった。
基板については4.6〜26μmの厚さの範囲で確認し
たが、厚みにより蒸着に先立ち照射する電子ビームのエ
ネルギーを若干高めることが、しわの発生に有効である
こと等、多少の条件設定は検討を必要とするも・のの、
Co、Fe、Niあるいはそれらの合金のみの蒸着にと
どまらず、St、Ti、W。
Mo等の高融点材料の蒸着に有用性が大きく、基板につ
いてもポリエチレンテレフタレートフィルムに限らず、
他のプラスチックフィルムについても有用であり、広範
な用途に対応できる本装置の工業的有価値性はきわめて
大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明にかかる真空蒸着装置の一実施例の構成
を示す概念図、第2図は同じく他の実施例の構成を示す
概念図、第3図は本発明の真空蒸着装置において使用さ
れる蒸発源装置の一例の構成を示す平面図である。 1・・・・・・真空槽、2・・・・・・回転支持体、3
・・・・・・送り出し軸、4・・・・・・巻き取り軸、
6・・・・・・高分子成形物基板、7,8・・・・・・
グロー放電発生機構、9・・・・・・蒸発容器部、10
・・・・・・補給材料予備溶解部、11・・・・・・溶
融金属(蒸発材料)供給阜、12 、14−・…電子線
発生装置、13.16・・・・・・電子ビーム°、16
・・・・・・蒸発材料、17・・・・・・送り機構、1
8・−−−−−a画体、19・・・・・・電子線発生装
置、2o・・・・・・電子ビーム、21・・・・・・排
気機構、22・・・・・・高分子成形物基板、23゜2
4・・・・・・回転円筒体、25・・・・・・金属ベル
ト。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 真空槽内に、回転支持体と、前記回転支持体に沿って、
    高分子成形物基板を移動させる捲き取り機構と、前記回
    転支持体と対向した蒸発源装置と、前記回転支持体に沿
    って移動する高分子成形物基板を蒸着に先立ち電子線照
    射する機構、蒸着徒歩なくとも前記高分子成形物基板の
    蒸着面とは反対側の面をグロー放電処理する機構とを具
    備することを特徴とする真空蒸着装置。
JP16162281A 1981-10-09 1981-10-09 真空蒸着装置 Granted JPS5864381A (ja)

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