JPS59116373A - レ−ザ蒸着装置 - Google Patents
レ−ザ蒸着装置Info
- Publication number
- JPS59116373A JPS59116373A JP22558782A JP22558782A JPS59116373A JP S59116373 A JPS59116373 A JP S59116373A JP 22558782 A JP22558782 A JP 22558782A JP 22558782 A JP22558782 A JP 22558782A JP S59116373 A JPS59116373 A JP S59116373A
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- JP
- Japan
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- sample
- irradiated
- vacuum chamber
- laser
- irradiated sample
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING 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
- C23C—COATING 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
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/24—Vacuum evaporation
- C23C14/28—Vacuum evaporation by wave energy or particle radiation
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
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- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、大出力レーザを用いてセラミック等を金属
基板等に蒸着するレーザ蒸着装置に関するものである。
基板等に蒸着するレーザ蒸着装置に関するものである。
真空中に設置した被照射試料にレーザ光を集光照射する
ことにより被照射試料を法発させ、法発粒子を金属基板
等の上に堆積させるレーザ蒸着装卸に一ついては若干の
報告例がある。しかしながら、従来のレーザ蒸着装置は
、いずれも平板−Ｈの被照射試料の上面からレーザ光を
照射し、レーザ光をスキャンニングさせるか、被照射試
料を平板の法線軸のまわりに回転させるかすることによ
り照射点位置を移動させる方式のものであり、照射パワ
ーもｃｏ２レーザで１００Ｗ以下のものしが利用されて
いなかった。上記のような従来のレーザ蒸着装置では蒸
発粒子の基板」−への堆積速度が小さく、膜強度もあま
り強いものを期待できないため、その利用も光学部品用
あるいは電子部品用の薄膜作成に限られていた。
ことにより被照射試料を法発させ、法発粒子を金属基板
等の上に堆積させるレーザ蒸着装卸に一ついては若干の
報告例がある。しかしながら、従来のレーザ蒸着装置は
、いずれも平板−Ｈの被照射試料の上面からレーザ光を
照射し、レーザ光をスキャンニングさせるか、被照射試
料を平板の法線軸のまわりに回転させるかすることによ
り照射点位置を移動させる方式のものであり、照射パワ
ーもｃｏ２レーザで１００Ｗ以下のものしが利用されて
いなかった。上記のような従来のレーザ蒸着装置では蒸
発粒子の基板」−への堆積速度が小さく、膜強度もあま
り強いものを期待できないため、その利用も光学部品用
あるいは電子部品用の薄膜作成に限られていた。
この発明は、４−述の点にがんがみてなされたもので、
リンク状に形成された被照射試料を回転させると同１１
１＋′にり〉′グ中心軸方１ｊｉｌ ＋こもこのリング
状に形成された被］！６射試月の幅の範囲で揺動させ、
リング外周面上の接線方向がらレーザ光を集光照射させ
、さらに必要に１ｔ、：じてリング状の被照射試料周辺
に設置したヒータによりリング状の被照射試料全体を加
熱できる構造とし、堆積速度が大きく、しかも密着力に
優れた乃着膜を形成、できるレーザ防着装置を提供する
ことを目的とする。以下この発明を図面に基づいて説明
する。
リンク状に形成された被照射試料を回転させると同１１
１＋′にり〉′グ中心軸方１ｊｉｌ ＋こもこのリング
状に形成された被］！６射試月の幅の範囲で揺動させ、
リング外周面上の接線方向がらレーザ光を集光照射させ
、さらに必要に１ｔ、：じてリング状の被照射試料周辺
に設置したヒータによりリング状の被照射試料全体を加
熱できる構造とし、堆積速度が大きく、しかも密着力に
優れた乃着膜を形成、できるレーザ防着装置を提供する
ことを目的とする。以下この発明を図面に基づいて説明
する。
図面は、この発明の一実施例としてのレーザ蒸着装置の
概略構成図である。同図において、■はレーザ発振器（
図示せず）がら放射される平行なレーザ光て、このレー
ザ光１は平面鏡２て水平方向に光路転換され、集光レン
ス３を通過した後、透過窓４を通して真空チャンバ５内
に導き、平面鏡６により再υ′光路転換された後に、リ
ング状に形成された被照射試料７にリング外周面の接線
方向から！１０１される。集光レンズ３は、被１１Ｑ射
試料７上の照躬点伺近て焦点が結ばれるように、その焦
点距離および配置位置を選定する。また、リング状の被
照射試料７は任意速度てリング中心軸を中心に回転し、
さらにリング中心軸方向に被照射試料７の厚みだけ揺動
運動が可能な構造にしておけば、レーザ光ｌの照射時に
は試料外周全体が均一に加熱されるので被照射試料７の
熱割れを防ぐことができるとともに、被り」１試料７の
外周全体を一様に法発させることができる。レーザ光１
の照射により、被パ照射試料７の外周上の被ｊｊＱ、射
領域が法発し、蒸発粒子が基板８の方向へ飛び出し、基
板８上に基若し、堆積する。基板８の前面には可動シャ
ッタ９を設置し、この可動シャッタ９の作動により基板
８への７５着時間を任意に調整できるようにする。なお
、被照射試料７が極めて熱割れの生じやすい材質のもの
である場合には、被照射試料７の外周部近傍に予熱ヒー
タ１０を設け、この予熱ヒータｌＯにて被照射試料７の
予熱を行なうことにより被照射試料７の破損を防ぐこと
ができる。
概略構成図である。同図において、■はレーザ発振器（
図示せず）がら放射される平行なレーザ光て、このレー
ザ光１は平面鏡２て水平方向に光路転換され、集光レン
ス３を通過した後、透過窓４を通して真空チャンバ５内
に導き、平面鏡６により再υ′光路転換された後に、リ
ング状に形成された被照射試料７にリング外周面の接線
方向から！１０１される。集光レンズ３は、被１１Ｑ射
試料７上の照躬点伺近て焦点が結ばれるように、その焦
点距離および配置位置を選定する。また、リング状の被
照射試料７は任意速度てリング中心軸を中心に回転し、
さらにリング中心軸方向に被照射試料７の厚みだけ揺動
運動が可能な構造にしておけば、レーザ光ｌの照射時に
は試料外周全体が均一に加熱されるので被照射試料７の
熱割れを防ぐことができるとともに、被り」１試料７の
外周全体を一様に法発させることができる。レーザ光１
の照射により、被パ照射試料７の外周上の被ｊｊＱ、射
領域が法発し、蒸発粒子が基板８の方向へ飛び出し、基
板８上に基若し、堆積する。基板８の前面には可動シャ
ッタ９を設置し、この可動シャッタ９の作動により基板
８への７５着時間を任意に調整できるようにする。なお
、被照射試料７が極めて熱割れの生じやすい材質のもの
である場合には、被照射試料７の外周部近傍に予熱ヒー
タ１０を設け、この予熱ヒータｌＯにて被照射試料７の
予熱を行なうことにより被照射試料７の破損を防ぐこと
ができる。
以１−がこの発明の一実施例をなすレーザ蒸着装置の構
成およびその動作であるが、次に上記実施例における具
体例を以下に述べる。
成およびその動作であるが、次に上記実施例における具
体例を以下に述べる。
真空チャンバ５をＩ Ｘ １０ ’ Ｔｏｒｒ以下の真
空度に排気しておき、基板８としてＭ ｏ 、 Ｃｕ
。
空度に排気しておき、基板８としてＭ ｏ 、 Ｃｕ
。
Ｆｅ、Ｔｉ、Ｗなとの金属を用いて、また、リング状に
形成された被照射試料７として、アルミナ、ムライト、
六方晶窒化はう素、窒化珪素。
形成された被照射試料７として、アルミナ、ムライト、
六方晶窒化はう素、窒化珪素。
炭化珪素、サイアロンなどのセラミックスを用いた。リ
ング状に形成された被照射試料７を、数ｒｐｍ〜３ Ｏ
ｒｐｍ程度で回転させながら、予熱ヒータ１０により数
１００°Ｃ程度に予熱し、基板８と被照射試料７との距
離を５０〜１００ｍｍ程度として数１００ＷのＣＷＣ０
２レーザ光１を７皮照身４試ｔｅｌ ７の外周面に接線
方向から照射１〜だ場合、基板８１．へのノに発粒子の
堆積速度は、披見」１試才４７の制置によっても異なる
が、はぼ′ｌ〜Ｏ，１ｇｍ／ｍｉｎ稈度てあり、他のへ
着法と比較し回等もしくはそれ以上の高能率を示した。
ング状に形成された被照射試料７を、数ｒｐｍ〜３ Ｏ
ｒｐｍ程度で回転させながら、予熱ヒータ１０により数
１００°Ｃ程度に予熱し、基板８と被照射試料７との距
離を５０〜１００ｍｍ程度として数１００ＷのＣＷＣ０
２レーザ光１を７皮照身４試ｔｅｌ ７の外周面に接線
方向から照射１〜だ場合、基板８１．へのノに発粒子の
堆積速度は、披見」１試才４７の制置によっても異なる
が、はぼ′ｌ〜Ｏ，１ｇｍ／ｍｉｎ稈度てあり、他のへ
着法と比較し回等もしくはそれ以上の高能率を示した。
また、九着膜はｋＰ１密で硬く、ＭＯの基板８上の法着
膜のマイクロウ゛イッカースの硬さは、アルミナ膜が１
５００ｋｇ／ｍｍ２以上、ムライト膜が１０００ｋｇ／
ｍｍ２以」−を示した。特に、非常に軟質な六方晶窒化
はう素を被照用試料７とした場合、法着脱の厚さがＩｇ
ｍ程度の薄膜でも１５００ｋｇ／ｍｍ２以ヒの高硬度値
が測定されており、母材よりも高強度の膜形成が可能な
場合もあることが確認された。因みに、電子ビーム蒸着
法やイオンブレーティング法でＭ”ｏの基板８」二に蒸
着したアルミナやムライト膜の硬さは水沈による場合の
１／２〜１／１０程度であり、水沈着法は硬質ＩＱ影形
成法して極めて優れている。
膜のマイクロウ゛イッカースの硬さは、アルミナ膜が１
５００ｋｇ／ｍｍ２以上、ムライト膜が１０００ｋｇ／
ｍｍ２以」−を示した。特に、非常に軟質な六方晶窒化
はう素を被照用試料７とした場合、法着脱の厚さがＩｇ
ｍ程度の薄膜でも１５００ｋｇ／ｍｍ２以ヒの高硬度値
が測定されており、母材よりも高強度の膜形成が可能な
場合もあることが確認された。因みに、電子ビーム蒸着
法やイオンブレーティング法でＭ”ｏの基板８」二に蒸
着したアルミナやムライト膜の硬さは水沈による場合の
１／２〜１／１０程度であり、水沈着法は硬質ＩＱ影形
成法して極めて優れている。
」二記のように構成されたこの発明の一実施例をなすレ
ーザ蒸着装置を用いて蒸着膜を作成すれば、基板８との
密着力の極めて高く、また、繰り返しの熱履歴に対して
も膜剥離を生じない耐熱性の良い九着膜が得られる。さ
らに大出力ＣＯ２レーザ用の吸収体としても利用が可能
で、例えばＳｉ３Ｎ、膜をＭｏの基板８に形成させたも
のは６００Ｗ／ｃｍ２以上の照射パワー密度にも十分銅
えることかてきることが確認された。従って、このレー
ザＩＪＱ着装置７′１を用いれば王具をはじめ、制摩耗
、面４熱、酎光−１’ｌ材料の作成に極めて優れた効果
を発揮することが期待される。
ーザ蒸着装置を用いて蒸着膜を作成すれば、基板８との
密着力の極めて高く、また、繰り返しの熱履歴に対して
も膜剥離を生じない耐熱性の良い九着膜が得られる。さ
らに大出力ＣＯ２レーザ用の吸収体としても利用が可能
で、例えばＳｉ３Ｎ、膜をＭｏの基板８に形成させたも
のは６００Ｗ／ｃｍ２以上の照射パワー密度にも十分銅
えることかてきることが確認された。従って、このレー
ザＩＪＱ着装置７′１を用いれば王具をはじめ、制摩耗
、面４熱、酎光−１’ｌ材料の作成に極めて優れた効果
を発揮することが期待される。
なお、この発明はノル板８および被１１α用試料７とし
て金属、セラミックスのいずれをも用いることが可能で
ある。また、複数本のレーザビーム光を導入することに
より多種材料の同時コーテングめ積層膜の作成も可能て
あり、新しい機能材料などのＮ’Ａ形成にも利用てきる
。
て金属、セラミックスのいずれをも用いることが可能で
ある。また、複数本のレーザビーム光を導入することに
より多種材料の同時コーテングめ積層膜の作成も可能て
あり、新しい機能材料などのＮ’Ａ形成にも利用てきる
。
以１−説明したようにこの発明に係るレーザ法肩装置は
、真空チャンバと、この真空チャン／へ中で軸を中心に
回転するリング状に形成された被照射試料と、真空チャ
ンバ内て被照射試料の照射匍域から出射する蒸発粒子が
蒸着される位置に配設された基板と、レーザ光を真空チ
ャンバ中の被照射試料の照射領域に導く光７′系とから
構成したので、このレーザＭ蓋装置を用いれは、従来の
レーザノ人着装置に比較し、緻害て硬くさらに基板との
電着性のよいセラミックス膜を高能率に形成することが
でき、また、被照射試料の周辺に予熱ヒータを設けたの
て、被照射試料が極めて熱割れの生じやすい材質のもの
である場合にも被照射試料の破損を防ぐことができる等
の極めて優れた効果を有する。
、真空チャンバと、この真空チャン／へ中で軸を中心に
回転するリング状に形成された被照射試料と、真空チャ
ンバ内て被照射試料の照射匍域から出射する蒸発粒子が
蒸着される位置に配設された基板と、レーザ光を真空チ
ャンバ中の被照射試料の照射領域に導く光７′系とから
構成したので、このレーザＭ蓋装置を用いれは、従来の
レーザノ人着装置に比較し、緻害て硬くさらに基板との
電着性のよいセラミックス膜を高能率に形成することが
でき、また、被照射試料の周辺に予熱ヒータを設けたの
て、被照射試料が極めて熱割れの生じやすい材質のもの
である場合にも被照射試料の破損を防ぐことができる等
の極めて優れた効果を有する。
図面はこの発明の一実施例を示すレーザハ着装置の概略
構成図である。
構成図である。
Claims (2)
- （１）真空チャン／久と、この真空チャンバ中で軸を中
心に回転するリング状に形成された被照射試料と、前記
真空チャンバ内で前記被照射試料のり６躬領域から出射
する蒸発粒子が蒸着される位置に配設された基板と、レ
ーザ発振器からのレーザ光を収束させて前記真空チャン
バ中の前記被呼用試料の照射領域に導く光学系とからな
ることを特徴とするレーザノ３，１装詔。 - （２） 真空チャンバと、この真空チャンバ中で軸を
中心に回転するリング状に形成された被照射試料と、前
記真空チャンバ内で１ｆｉｊ記被照射試料の照射領域か
ら出射する蒸発粒子が蒸着される位置に配設された基板
と、Ｄｉｊ記リング状に形成された被１１Ｑ射試料の周
辺に設けた予熱ヒータと、レーザ発振器からのレーザ光
を収束させて前記真空チャンバ中の前記被照射試料の照
射領域に導く光学系とからなることを特徴とするレーザ
蒸着装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22558782A JPS59116373A (ja) | 1982-12-22 | 1982-12-22 | レ−ザ蒸着装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22558782A JPS59116373A (ja) | 1982-12-22 | 1982-12-22 | レ−ザ蒸着装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59116373A true JPS59116373A (ja) | 1984-07-05 |
| JPS62230B2 JPS62230B2 (ja) | 1987-01-06 |
Family
ID=16831647
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22558782A Granted JPS59116373A (ja) | 1982-12-22 | 1982-12-22 | レ−ザ蒸着装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59116373A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62170474A (ja) * | 1986-01-23 | 1987-07-27 | Agency Of Ind Science & Technol | レ−ザ蒸着装置 |
| EP0265886A2 (en) * | 1986-10-27 | 1988-05-04 | Hitachi, Ltd. | Process for forming an ultrafine-particle film |
| JPS63137162A (ja) * | 1986-11-28 | 1988-06-09 | Mitsubishi Electric Corp | レ−ザ蒸着式多層膜形成装置 |
| JPS63264819A (ja) * | 1987-04-22 | 1988-11-01 | Hitachi Ltd | 酸化物超伝導体薄膜の形成方法 |
| US4816293A (en) * | 1986-03-27 | 1989-03-28 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Process for coating a workpiece with a ceramic material |
| JPH01172216A (ja) * | 1987-12-26 | 1989-07-07 | Tokai Univ | 超電導材の製造方法 |
| US5126165A (en) * | 1989-07-06 | 1992-06-30 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Laser deposition method and apparatus |
| FR2689315A1 (fr) * | 1992-03-27 | 1993-10-01 | Alsthom Cge Alcatel | Procédé de fabrication d'un substrat pour l'électronique de puissance et substrat obtenu par ce procédé. |
| JPH06192821A (ja) * | 1991-03-26 | 1994-07-12 | Toyo Eng Corp | レーザｐｖｄ装置 |
| WO2016102757A1 (en) * | 2014-12-23 | 2016-06-30 | Picodeon Ltd Oy | Lighthouse scanner with a rotating mirror and a circular ring target |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02146496A (ja) * | 1988-11-29 | 1990-06-05 | Toshiba Corp | 金属溶融用るつぼ |
-
1982
- 1982-12-22 JP JP22558782A patent/JPS59116373A/ja active Granted
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62170474A (ja) * | 1986-01-23 | 1987-07-27 | Agency Of Ind Science & Technol | レ−ザ蒸着装置 |
| JPH0480113B2 (ja) * | 1986-01-23 | 1992-12-17 | Kogyo Gijutsu Incho | |
| US4816293A (en) * | 1986-03-27 | 1989-03-28 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Process for coating a workpiece with a ceramic material |
| EP0265886A2 (en) * | 1986-10-27 | 1988-05-04 | Hitachi, Ltd. | Process for forming an ultrafine-particle film |
| JPH0575825B2 (ja) * | 1986-11-28 | 1993-10-21 | Mitsubishi Electric Corp | |
| JPS63137162A (ja) * | 1986-11-28 | 1988-06-09 | Mitsubishi Electric Corp | レ−ザ蒸着式多層膜形成装置 |
| JPS63264819A (ja) * | 1987-04-22 | 1988-11-01 | Hitachi Ltd | 酸化物超伝導体薄膜の形成方法 |
| JPH01172216A (ja) * | 1987-12-26 | 1989-07-07 | Tokai Univ | 超電導材の製造方法 |
| JPH0455132B2 (ja) * | 1987-12-26 | 1992-09-02 | Tokai Daigaku | |
| US5126165A (en) * | 1989-07-06 | 1992-06-30 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Laser deposition method and apparatus |
| JPH06192821A (ja) * | 1991-03-26 | 1994-07-12 | Toyo Eng Corp | レーザｐｖｄ装置 |
| FR2689315A1 (fr) * | 1992-03-27 | 1993-10-01 | Alsthom Cge Alcatel | Procédé de fabrication d'un substrat pour l'électronique de puissance et substrat obtenu par ce procédé. |
| WO2016102757A1 (en) * | 2014-12-23 | 2016-06-30 | Picodeon Ltd Oy | Lighthouse scanner with a rotating mirror and a circular ring target |
| US10927447B2 (en) | 2014-12-23 | 2021-02-23 | Pulsedeon Oy | Lighthouse scanner with a rotating mirror and a circular ring target |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62230B2 (ja) | 1987-01-06 |
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