KR940004013Y1

KR940004013Y1 - Coating apparatus for using an arc-discharge

Info

Publication number: KR940004013Y1
Application number: KR92003332U
Authority: KR
Inventors: 홍준희; 구본웅
Original assignee: 홍준희
Priority date: 1992-03-03
Filing date: 1992-03-03
Publication date: 1994-06-17
Also published as: KR930021636U

Abstract

내용 없음.No content.

Description

Film forming apparatus using arc discharge

제1도는 가리개를 구비한 종래의 구조로서, a도는 수평식 고정 가리개, b도는 수직식 고정 가리개.1 is a conventional structure with a shade, wherein a is a horizontal fixed shade, b is a vertical fixed shade.

제2도는 본 고안의 요부 사시도.2 is a perspective view of main parts of the present invention.

제3도는 본 고안의 작동을 나타낸 상태도.3 is a state diagram showing the operation of the present invention.

제4도는 아크증발기의 작동을 나타낸 상태도.4 is a state diagram showing the operation of the arc evaporator.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 타아겟 2 : 모재1: target 2: base material

3 : 가리개 4 : 랙3: shade 4: rack

5 : 피니언 6 : 수평축5: pinion 6: horizontal axis

7 : 고정판7: fixed plate

본 고안은 아아크(Arc) 방전을 이용한 피막 성형 장치에 관한 것으로, 특히 타아겟으로부터 스퍼터 입자가 비산될 때 모재상에 균일하게 피막시키는 적합하도록 한 것이다.The present invention relates to a film forming apparatus using arc discharge, and is particularly suitable for uniform coating on a base material when sputter particles are scattered from a target.

일반적으로 아아크(Arc) 방전을 이용한 피막 성형 장치는 타아겟(target)으로 부터 분리된 스퍼터입자가 모재측으로 비산되어 피막층을 형성하게 된다.In general, in the film forming apparatus using arc discharge, sputter particles separated from a target are scattered to the base material to form a coating layer.

이때 모재측으로 비산되는 스퍼터입자는 고에너지를 갖음과 동시에 모재측으로 직선성을 갖고 빠르게 이동하여 피막하고자 하는 모재에 대해 거의 직각방향으로 피착될 때 우수한 피막층이 형성된다.At this time, the sputter particles scattered to the base material side have a high energy and at the same time linearly move quickly to the base material side to form an excellent coating layer when deposited in a direction substantially perpendicular to the base material to be coated.

그러나 일예로서 아르곤(Ar) 가스를 이용한 스퍼터링에 있어서 압력이 높으면 타아겟으로부터 스퍼터된 고에너지를 갖는 입자는 모재측으로 비산된 아르곤 분자와 충돌하게 되므로 스퍼터입자의 에너지가 저하되어 입자의 운동방향이 변환된다.However, as an example, in sputtering using argon (Ar) gas, when the pressure is high, particles with high energy sputtered from the target collide with argon molecules scattered to the base material side, so the energy of the sputter particles is lowered and the direction of motion of the particles is changed. do.

이 때문에 모재에는 저에너지의 스퍼터 입자가 여러 방향으로 입사(入射)되어 피막의 특성이 좋지 않게 된다.For this reason, low-energy sputtered particles enter the base material in various directions, resulting in poor film characteristics.

아아크 방전에 의해 타아겟에서 발생되는 기본적인 덩어리는 금속이온 및 전자와 마찬가지로 매우 작고(ø1-100㎛) 빠르게 움직이는 (10-100m/sec)아아크전에서 발생되어 타아겟의 표면으로부터 일정각도를 갖고 방출된다.The basic mass generated by the arc discharge in the target is generated in a very small (ø1-100 μm) and fast moving (10-100 m / sec) arc field like metal ions and electrons, and is emitted at a certain angle from the surface of the target. do.

이때 음극 스팔이 타아겟 표면의 한점에 고정되어 있다든지, 아니면 타아겟 표면을 아주 느리게 움직일 경우에는 타아겟 표면의 국부적인 과열로 인하여 덩어리 입자가 발생되어 모재 표면에 부착되므로 균일한 피막층의 형성이 어렵게 된다.At this time, if the negative electrode spar is fixed at one point of the target surface or if the target surface is moved very slowly, agglomerated particles are generated due to local overheating of the target surface and adhere to the base material surface, thus forming a uniform coating layer. Becomes difficult.

따라서 이런 문제점을 해결하기 위한 종래의 아아크(Arc) 스퍼터링 장치에 있어서는 제1a도와 같이 상, 하 타아겟(1) 사이의 근접부에 각각 수평식 고정거리개(3)를 설치하여 그 사이로 모재(2)를 통과시키면서 모재의 표면에 피막을 형성시키고 있다.Therefore, in the conventional arc sputtering apparatus for solving this problem, horizontal fixed distance stoppers 3 are respectively provided in the vicinity between the upper and lower targets 1 as shown in FIG. While passing through 2), a film is formed on the surface of the base material.

그러나 이런 장치에서는 박막 두께는 1㎛이하이며, 내마모성을 요하지 않는 장식용 코팅에 응용되고 있는 것으로서, 이 경우 수평식 고정 가리개는 발생되는 이온을 거의 대부분 차단하기 때문에 이온의 에너지 및 효율이 떨어져 두껍고(1-10㎛이상) 밀착력이 강한 피막을 형성하는데는 한계를 갖게 되므로 두꺼운 피막을 원하는 경우에는 적합치 않다.However, in such a device, the film thickness is less than 1 μm, and is applied to decorative coatings that do not require wear resistance. In this case, the horizontal fixing screen blocks most of the generated ions, and thus the energy and efficiency of the ions are low (1). -10㎛ or more) Since there is a limit to forming a strong adhesive film, it is not suitable when a thick film is desired.

또한 제1b도는 일본국 공개특허 공보 소61-243167호에 나타난 기술로서, 타아겟(1)과 모재(2) 사이에 수직식 고정 가리개(3)를 설치하여 모재에 대하여 스퍼터 입자를 직각방향으로 입사시켜 피막이 형성되도록 하고 있다.In addition, FIG. 1B is a technique shown in Japanese Patent Laid-Open No. 61-243167, and a vertical fixing shade 3 is provided between the target 1 and the base material 2 so that sputter particles are perpendicular to the base material. The film is incident to form a film.

그러나 이와 같이 수직식 가리개를 고정한 경우는 입자덩어리(droplet)는 타아겟(1)의 표면으로부터 일정한 각도인 θ를 갖고 입사되므로 각 가리개(3) 사이의 거리(d), 가리개의 수직방향 폭(d₂), 가리개(3)와 타아겟(1) 사이의 거리(d₁), 모재(2)와 가리개(3) 사이의 거리(d₃)를 구조적으로 정확히 설계하여야 되는 문제점이 있다.However, in the case where the vertical shade is fixed in this way, the droplets are incident with a constant angle θ from the surface of the target 1 so that the distance d between each shade 3, the vertical width of the shade ( d _2), there is a shield (3) and taah nuggets (1) the distance (d _1), the base material 2 and the shield 3, the distance (d ₃₎ a problem that should be structured exactly as designed between the between.

이에 본 고안은 수직식 가리개를 설치하되 가리개의 각도를 임의로 조절할 수 있게 함으로서 종래의 문제점을 개선하고자 하는데 그 목적이 있다.The present invention is to improve the conventional problems by installing a vertical shade, but by adjusting the angle of the shade arbitrarily.

이하, 제2도 및 제3도에 따라 본 고안을 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described according to FIGS. 2 and 3.

본 고안은 타아겟(1)과 모재(2) 사이에 수직 가리개를 설치한 것에 있어서, 가리개(3)를 피니언(5)과 일체로 된 복수개의 수평축(6)에 고정함과 함께 피니언(5)을 랙(4)에 맞물리게 하여, 랙(4)를 좌우로 이동시킴에 따라 피니언에 고정한 가리개(3)가 회동되도록 구성한 것이다.The present invention is to install a vertical shade between the target (1) and the base material (2), the pinion (5) while fixing the shade (3) to a plurality of horizontal shafts 6 integral with the pinion (5) ) Is engaged so that the rack (4) fixed to the pinion is rotated by moving the rack (4) from side to side.

이와같이 구성된 본 고안은 랙(4)을 좌우로 이동시키면 랙(4)에 맞물린 피니언(5)이 반복적으로 스퍼터입자의 비산을 방지하는 가리개(3)가 임의 각도로 조절된다.When the rack 4 is moved to the left and right, the present invention configured as described above allows the pinion 5 engaged with the rack 4 to repeatedly adjust the shade 3 to prevent scattering of the sputter particles.

이러한 상기 가리개(3)는 길이와 폭방향으로 위치되게 복수개 설치되고, 또한 수평축(6) 길이방향으로 구획되게 고정판(7)이 설치되어 있으므로서 비산되는 덩어리(droplet) 입자는 수직은 물론 임의 각도를 유지하는 가리개와 고정판에 의해 차단되어 모재에 피착되지 않고 원하는 스퍼터입자만이 상부의 모재에 피착된다.The shade 3 is provided in plurality in the length and width directions, and also provided with a fixed plate (7) to be partitioned in the longitudinal direction of the horizontal axis (6) droplet particles scattered as well as vertical and arbitrary angles Blocked by the shade and the fixing plate to keep the desired sputter particles are not deposited on the base material is deposited on the upper base material.

따라서 모재의 크기 및 형상에 따라 가리개의 각도를 적절히 조절함으로서 고정된 모재 또는 드럼에 감겨진 상태의 모재를 진공챔버내로 연속적으로 이송시키면서 피복하는 광폭 강판과 같은 소재의 피복에 특히 유용하게 적용될 수 있다.Therefore, by appropriately adjusting the angle of the shade according to the size and shape of the base material, it can be particularly useful for coating a material such as a wide steel sheet to be coated while continuously transferring the fixed base material or the base material wound on the drum into the vacuum chamber .

제4도는 아크(Arc) 증발기를 이용한 이온 플레이팅(Ion plating)의 한 실시예를 나타낸 상태도로서, 진공챔버(8) 내에 설치한 모재(2)와 타아겟(1) 사이에 상기와 같은 회동가능한 복수개의 가리개(3)를 구비하되 가리개에 음(-)의 전극을 인가하고 타아겟(1) 상부에는 아크전원과 연결된 양극(9)을 설치하며 타아겟 하면부의 아크 이온원의 지지체(10)에는 음(-)의 전극을 인가한다.FIG. 4 is a state diagram showing an embodiment of ion plating using an arc evaporator, and rotates as described above between the base material 2 and the target 1 installed in the vacuum chamber 8. It is provided with a plurality of shades (3) as possible, the negative electrode is applied to the shader and the target (1) is installed on the upper surface of the arc ion source of the arc ion source and the anode (9) connected to the arc power source ), A negative electrode is applied.

이 경우 가리개 자체에 모재에 부가된 음의 전기보다는 작거나 큰 음의 전기를 인가할 수 있는 구조로 되어 있어 가리개 자체는 이온들의 선속(flix)을 증가시키며 모재에 도달하는 이온의 에너지를 감소시키는 보조역할을 수행한다.In this case, the screen is designed to apply negative or small negative electricity to the screen itself, so that the screen itself increases the flux of ions and reduces the energy of ions reaching the substrate. Perform secondary roles.

상기 구조는 그리 크지 않은 고정된 모재를 나타냈으나, 진공챔버내를 연속적으로 이동하면서 피복되는 광폭강판의 경우는 임의 각도조절이 가능한 가리개를 길이방향과 폭방향으로 복수개 설치함에 따라 증발된 입자는 종방향과 횡방향에 걸쳐 입사각을 제한할 수 있어 폭이 큰 타아겟에 대하여도 유효하게 적용할 수 있다.The structure exhibited a fixed base material which was not very large. However, in the case of the wide steel sheet coated while continuously moving in the vacuum chamber, the particles evaporated by installing a plurality of shades in the longitudinal direction and the width direction that can be arbitrarily adjusted can be obtained. Since the angle of incidence can be limited in the longitudinal direction and the transverse direction, it can be effectively applied to a wide target.

Claims

In the case where a shade is provided between the target 1 and the base material 2 installed horizontally or vertically, the shade 3 is disposed in the horizontal and vertical directions on a plurality of horizontal shafts 6 integral with the pinion 5. And a plurality of pins 5 fixed to the horizontal shaft and the pinion 5 fixed to the rack 4 so as to move the rack 4 so that the shade 3 fixed to the pinion 5 is repeatedly rotated. A film forming apparatus using arc.