JPS6086271A - 電子ビ−ム蒸発器るつぼ用溶融金属供給トラフ - Google Patents

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】 発明の背景 本発明は、電子ビーム技術を使用する高真空被枠装置に
係り、より特定的には、該装置ポに用℃・られる電子ビ
ーム蒸発源の構成に係る。

一般にこのような装置には真空チャ７ノ（が含まれ、こ
の中には神覆処理すべき基体を提示するためのテバイス
と電子ビーム蒸発器が配着される。

これらに近接して、しかし真空チャフ）くの外側に、高
真空ポンプ装置と全装置の作例に必要なノ＜ルプ及び制
御機構がある。典型的な電子ビーム蒸発器は、蒸発すべ
き溶融物を収容するためのるつぼ、電子ビーム発生機、
及び電子ビーム発生機を出た電子ビームをるつぼ中の標
的領域に向けるための偏向システムを有する。加速電子
の運動エネルギーが熱に変換さｈ、るつぼ内の原料物質
が加熱され、蒸発温度に達して原料物質が蒸気として放
出される。電子ビーム自体は負の筒電位に維持された陰
極フィラメントを加熱することによって発生される。磁
場を使用して電子ビームを偏向するため、蒸発した原料
物質が陰極に付着することのないような位置に陰極を配
置することが可能である。

このような真空被覆装置は、７９ｇ３年Ｓ月２７日に出
願されたリフシン（Ｌｉ　ｆｓｈｉｎ　）等の係属中の
米国特許出願第グ９９，０７９号及び７９ｇ３年ｇ月に
出願されたグレイ二世（Ｇｒｅｙ　、　Ｊｒ　−）等の
係属中の米国特許出願第３７９２ｇ０号に開示され且つ
特許請求されている発明の実施に使用し得るような装置
の７つである。これらの出願は本発明の譲受人に譲渡さ
れている。これらの発明の各々の実施に際しては、桐と
化学的に清浄なアルミ箔担体表面との間の付着量を制御
しつつ蒸着により担体表面上に直接銅を付着させる。前
記発明の実施に際してアルミ箔担体上に付着した銅の被
膜は、最も普通の場合約／乙εクロノ未満の厚みであり
、−典型的には厚み約タミクロ７未満である。この銅被
膜は厚みが均一で、連続で、滑らかで且つほぼ７００％
のＩｌｌ！論密度でピノホールのないものか望ましい。

又、銅蒸着に使用される典型的な条件下で被膜は識別し
得る円柱状組織を有している。年１フィルム／アルミ担
体の組合せは、高分解能プリント配線基板の製造に特に
用途を有する銅被覆アセンブリの生産に於ける前駆体で
ある。

銅の蒸着工程に於いては、銅をバー速でるりｌけから蒸
発させｔ必四があり、イ斬＜低いガス含量の栖めて高純
度の鋼を使用すｈば蒸着工程には特別な問題は何ら生じ
ない。

銅／担体製品箔の４オ料費を低減するためには（ガス含
量に関して）より低純度の銅を使用するのが望ましい。

しかしながら、不純物（例えばかなりの量のガス含量）
を有する銅を使用する場合、るつぼ内で起こるガス放出
によりしばしばるつぼから少量の溶融銅塊が飛散する。

典型的には約ズ〜７０ミクロ／の直径の小球状の溶融塊
はアルミ箔１！、ｉ体の製造表面に衝突し、その結果得
られる薄り体にある種の欠陥が生じる。これらの欠陥は
次の２つのタイプのものである。すなわち、溶融鋼塊が
既に４＋υ段された担体箔の鋼面にぶつかると、冷却と
ともに収縮し銅フィルムが裂ける。＃蹄されていない箔
担体に溶融塊がぶつかる場合には、かなり太きいかたま
りとなり高分解能プリント配線基板上には受け入れられ
ないものとなる。このブリメト配線基板の製造にはりフ
ン７等及びグレイニｌ壮等の発明の銅／アルミ担体積層
前駆体が使用される。

本発明のデバイスに於いては、融解する銅のいかなるガ
ス放出及び溶削＋　＠ｌｎｌ　ｊ鬼のいかなる１１７″
Ｉ出をもある一定の囲いの中に限定することにより、前
記の如き溶融錫を捕獲し且つ箔担体への衝撃を回避する
。

発明の記述 電子ビーム蒸発器に使用される基本的なるつぼ構造体は
、るつぼ受人と流通しており育つ自動ワイヤ供給手段に
漕って配置された長手方向に伸びるトラフを嬰（＋ｉｉ
ｉ　ｌ、ている。該トラフの少なくとも外端は液体で冷
却されたシールド即ちフードに荀われでおり、該フード
は該トラフと共にトラフ内の謬融金属供給物に対して閉
じた囲いを形成する。

制御された速度でワイヤ供給手段を離れる固体金属緋供
給物は、フードの下を通過し、トラフ内の金ＦＡ（るつ
ぼから与えられる熱によって溶融状態に保たれている）
中に入り融解する。該ツー１−の断面寸法は、効率のよ
い融解を可能にすべく充分小さく、融１１１１６する金
属供給物のガス放出を可能にし且つ気体生成物を無害に
離脱させ得るべく充分大ぎい。供給金属のいかなる噴出
溶融塊もシールドの内壁に当たり凝結する。必要が生じ
たときはシールドを取り外し、洗浄して再度設置する。

本発明の特徴は特許請求の範囲に特筆したが、その構成
、実施方法並びに目的及び効果は、添付の図面を参照し
た以下の記載から最もよく理解できるであろう。図面中
いくつかの図で類似の要素は同じ番号で示す。

発明の実施及び使用の仕様及び方法 第１図の梨ｆｊ？ｔに於いて、蒸着被覆装ｆＦｊ１’ｌ
の真空チャツバ１１は、例えば米国特許出願第グ９り０
７９号の発明を笑施し得る７組の作例成分を含む。アル
ミ箔担体シート１３は配給ロール１４から出て、コーテ
ィングドラム１，６の表面に接触し、表面に銅の超薄フ
ィルムが（１４成された後、巻取りロール１７に受け取
られる。液体冷却材（図示せず）がコーティングドラム
１日内を循環し蒸着工程中ドラムとこれに接触している
箔１３の温度を制σ印する。作例システムに必安な他の
成分、例えば真空ポンプ、制御手段、電源、電子ビーム
蒸発器中に冷却材を循環させる手段、等は本発明の７部
ではないので記載しない。

電子ビーム蒸発器２０はその本質部分に電子源（り／ゲ
ステン陰極フイラメ７）２１）、永久磁石２２及びグラ
ファイト製るつぼ２３を含む。陰棲２１を加熱すると電
子が放出され、かくの如く生成した電子ビームは磁石２
２（及び図示していない補助永久研石と電磁石）により
プログラム的に偏向されて点、、＜’Ｎ　２４で規定さ
れる一般的経路を通ってるつ（・グツ３内に収容された
浴融金属２日の所定標的領域に衝突する。該るつぼ２３
は水冷式銅支持ブロック中に配置されたグラファイトラ
イナからなっている。電子ビームが衝喋した標的’ｉｊ
！’１域内のＫ（融金属、この場合は鋼、は蒸発し隣接
液体鋼によって補充される。

得られた蒸気は箔１３に接触し、所望の厚み及び所望の
結合強度で箔−ヒに付着する。ブール２６への銅の補充
は１打（制御された銅イ雫供給によって行なわれる。ス
プール３２から出た線：３１は、電Ｉｒ１Ｊ式ワイヤ１
１（給’％動機構３３によって、るつぼ２３と流通して
いるトラフ３４に含まれるブール２６の延伸部２６ａ中
の既に溶融している鋼と接解せしめられる。

第１図及び第２図に示されているように、ワイヤとして
供給される固体金属はある下向きの角度をもって液冷シ
ールド３６の下を通過し、溶融フ。

−ル延伸部２Ｒａへの衝突点はシールド３６で覆われる
領域の下になるようにされている。ワイヤ３１は溶融金
属と接触すると融ｊＱ１１′シ、融解に除して（・がな
るガス放出（即ち、醪解気体不純物例えば酸素、窒素及
び二酸化炭素の発生及び／又はある種の酸化物又は窒化
物汚染物の分解）が起こっても、′それはシールド３６
の下で起こる。従って、このガス放出によって引き起こ
さｈる溶融金属塊のいかなる噴出物も、シールド３６に
固定されたコイル３６ａに冷却材を循環させることによ
って冷却されているシールド３６の下１角を打つ。融解
が起こる場所からるつぼ２３内の蒸発が起こる標的領域
まで溶融錫が移動する時間まで、含有不純物のガス放出
による影響は天性的に完全に除去されるであろう。蒸発
器２０の所望の作動を確立する磁場を乱さないために、
シールド３日は磁化し得ない材料、例えばオーステナイ
トステンレス鋼で作ら牙する。

７つの構成で試験したところ、銅は２３ｊ、７／分とい
う高速度で９好に蒸発し蒸発器から溶融錫が１質量する
ときの問題も生じないことが判明した。

これらの試験では、るつぼとトラフはいずれも深さ３　
／　ｇ’ｃＩ’ｒグラファイト製であり、るつぼの内径
は／′／２“であり、トラフは（るっ６ヂと一体に作製
されており）長さ約３　／７．　ｕで幅３／グ〃であっ
た。シール１へは第３図に示すように、（Ｊ−状フード
であり、冷却した。シールドの内面に凝結した銅は、表
面が冷却されているために全屈間化合物の形１ｉ５が沖
１避されるので、容易に除去できた。

本発明の構１戊要素の眞型的な寸法は次のとおりである
。

トラフ幅　約／／、２（約／′４“ 深さ　約／／／ｌ−（約／〃 全長　約２“〜約汐” るつぼ内法半径　約３／ｇ〃〜約λ“ 深さ　約／／ψ′〜だ 壁厚　約／／ｇ〃〜約３／グ〃 上記寸法は、（ａ）均一の深さ、（１））はぼ直円柱状
のるつぼ、及び（Ｃ）矩形断面のトラフを有する単一る
つぼ一トラフ合体構造のものの寸法であるが、るつぼ容
積とトラフ容積との間の同等な容積関係が得られる限り
他の形状、断面積及び容積も使用し得る。とのようにす
ると、るつぼ内の溶融錫の熱容量によって、トラフ内の
銅が液体状態に維持される。

第９図に平板の冷却式シールド４０を示す。これは別に
支持手段（図示せず）を必要とし、史に、スラグバリヤ
４１を使用すると容器３４内で発生するスラブがるつぼ
２３内に入るのが防止される。

銅支持ブロック２３中に冷却材を循環させるための手段
４２を部分的に示した。シールド４０の寸法（即ち長さ
及び幅）は、溶融錫が浴２６ａから噴出してアルミ担体
１３に衝突する照準内のいかなるぶつかりをもブロック
するようになっている。

平板シールドを使用するのは、７個より多い蒸発器を用
いて並置しこれら梅一枚のシールドで覆う装置に於いて
好ましいことである。

るつぼライナはグラファイト製、又は溶融錫に対して不
活性な他の材料例えばマグネンア又はアルミナ製でよい
。オーステナイトステンレス鋼以外のノールミー利刺も
、非硲性であり目つ蒸着中の作動条件にさらされても有
害な影響を受けないものならば使用し得る。

スラグバリヤはトラフを横切って延伸し、トラフの頂部
と同じｇさ又は少しトラフ内に引っ込めて設置すべきで
ある。典型的な寸法は断面で約／／’ｌ″×／／グ〜約
／“×／〃の範囲である。

以上述べたように、本発明の装ｈ／−ｆは、供給金属の
ガス放出中に銅浴がら］１σ出して被ルすべき、、＋、
ｌ：体に突きあたる照準内での溶融錫のいがなる動きを
もさえぎるような構造で、供給金属の１７￥１１１リイ
及びカス放出を隔離することによって、製品の質は勿論
被接操作の実施を大巾に改良する。即ち、この手段によ
って、Ｍ解ガス含計と分解して気体生成物を放出する他
の不純物の含量との双方の童味でがなり低い純度の供給
金属材料の使用が可Ｖｉ目になる。

従って、材料費及び投資設備の利用の両市ｆで節約が実
現され得る。

本発明はグレイ二組（Ｇｒｅｙ　、　Ｊｒ　−）の７９
ｇ３年ｇ月、２′？日付米国特許出願第３２’ｌ乙７．
２号に開示された「電子ビーム蒸発器用溶融金属供給装
置」と題する発明に関わるものである。グレイ二組（Ｇ
ｒｅｙ・Ｊｒ、　）の該出１顧は本出騨Ｈと同時に出願
され本発明の該受入に譲渡されている。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のるつぼ一トラフ構成を示す貞空チャ
ツバ一部断面概略図であり、チャツバが移動基体に金属
蒸着するために配列された電子ビーム蒸発器の残部と共
に作動するように配置されている構成を示めす図である
。 ２Ｉ′Ｉ；ス図は、第１図に示したるつぼ一トラフの鉱
大断佃図である。 第３図は、第２図の線３−３での断面図である。 第グ図は、本発明の改良した構成を示す断面図である。 １１・・真空チャツバ、２・〔１電子ビーム蒸発器、２
３　・るつぼ、２６・・溶融金属、３１・・・金属線、
３３・・ワイヤ供給電動手段、３４・・トラフ、３６，
４０・・・シールド、３６ａ・・・冷却手段、４１　・
バリヤ手段。 一石か１″ｌ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）　真空チャツバ内に配置イｔされた電子ビーム蒸
   発器のるつほに金属を定年供給する装置であって、作動
   中、金属１腺がワイヤ供給駆動手段によって供給源から
   制ｆｄ１町仲な速１ビで供給され目つ＾ｆＩ記るつぼ内
   に収容された溶融金（・１４中に固体状態で導入される
   装置に於いて、 ／端で前記るつぼに接続し旧つ前記るつぼと流通してお
   り他端で閉じている長手方向に延伸するトラフ状容器で
   １佑って、前記るつぼの体積寸法に対してへ口肥るつぼ
   内の溶融胴の熱容）１１゛によって前記容器内の銅を液
   体状態に維持する。ｔ　５な体積寸法を有する前り己容
   器と、 前記容器に対して並置された非礎性シールド手段で／＋
   ６って、少なくとも、前記ワイヤ供給１．ソス・＋ｉｌ
   Ｊ　手段によって前記容器に誘導供給さ」する金属線が
   １１ｆ記シ一ルド手段の下を通過してｈｉｌ記芥器に入
   るのに充分な間隔で前記容器から離隔されている前記シ
   ールド手段と、 前記シールド手段の冷却手段との組合せを有し、これに
   より、前記容器の溶融鋼中に入って融解する金属線のガ
   ス放出によってｉｉｆ記料器から噴出させられる溶融鋼
   塊が、前記シールド手段の下面に衝突するようにしたこ
   と務特徴とする装置。
2. （２）るつ１升及び容器がグラファイト［裂であること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の装置。
3. （３）　史に、容器の上部でるつぼに近い位置に配置さ
   れ、前記容器内溶融鋼上に浮遊するスラグが前記るつぼ
   に入ることを防止するためのバリヤ手段を含有すること
   を特徴とする特許請求の範囲第１頂に記載の装置。
4. （４）　シールド手段がオーステナイトステ／シ／ス鋼
   製であることを特徴とする特許請求の帥、間第１項に記
   載の装置。
5. （５）　シールド手段が平板であることを特徴とする特
   許請求の範囲第グ項に記載の装置。
6. （６）　シールド手段が、ＩＪ−字形断面をしており、
   容器をまたいで−旨り目、つ容器から離隔して（・るこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第グ項に記載の装置。
7. （７）るつほと容器が一体に形成されて（・ることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項に記載の装置（８）るつ
   ぼの平面形状は円形であり、その内法半仔が約３／ｇ″
   〜約ス″の範囲であり、目つるつぼが幅約／／、２“〜
   約／′４″で１文さ約ス“〜約５′／のトラフと一体に
   形成されていることを特徴とする特許請求の範囲第７項
   に記載の装置。