[發明專利]電弧蒸發源及真空蒸鍍裝置

無效

• 申請號: 200680054700.2
• 申請日: 2006-06-22
• 公開（公告）號: CN101448969A
• 公開（公告）日: 2009-06-03
• 發明（設計）人: 小泉康浩;能勢功一
• 申請（專利權）人: 新明和工業株式會社
• 主分類號: C23C14/24
• 分類號: C23C14/24
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司
• 代理人: 衷誠宣

技術領域

本發明涉及電弧蒸發源和真空蒸鍍裝置，更詳細地說，涉及改良真空電弧蒸鍍法的蒸發材料的回收性能的電弧蒸發源和真空蒸鍍裝置。

背景技術

真空電弧放電的情況下，通常在陰極(cathode、靶)上形成高溫而且活性的小陰極點，從該陰極點向高真空中放出高能的電極材料(例如陰極材料離子)。利用這樣的電極材料在工件表面上形成被覆膜的方法，被稱為真空電弧蒸鍍方法。而且，該真空電弧蒸鍍方法由于從固態金屬直接得到高能電極材料，具備與工件的緊貼性能優異的優點和可以不使用坩堝、舟皿(boat)等盛電極材料的容器的優點等各種有利條件。

但是，真空電弧蒸鍍方法的最大缺點是，從真空電弧放電的陰極的陰極點生成被稱為小滴的粒子(粒子的直徑為20微米～100微米)，由于這樣的小滴在工件表面上的附著，工件表面上的被覆膜的均勻性的劣化令人擔心。

因此，向來就有抑制小滴的發生本身的方法(例如脈沖放電方法)、利用去除小滴的真空空間的方法(例如密封法)、以及利用本來小滴少的真空空間的方法等各種小滴處理技術提出。

作為這樣的小滴應對技術的一個例子，有在真空氣氛中對相互接近對置的第1電極和第2電極之間施加放電電力的方法。借助于此，對第1電極和第2電極的表面相互加熱，同時使從第1和第2電極的熱電子發射活性化，這些電極的表面進一步得到加熱。這樣一來，有使作為陰極的第1和第2電極的陰極點變大，第1和第2電極上的小滴極少發生的效果(參照專利文獻1)。

專利文獻1：特開2002—69664號公報

發明內容

在上述狀況下，本發明人等離開已有的小滴應對技術的構架，致力于將真空電弧放電的陰極上發生的小滴和能夠使用于工件表面的蒸鍍的陰極離子被覆材料等電極材料(以下將這些總稱為“蒸發物質”)積極回收再利用的技術開發。

還有，即使是具備相互對置的第1和第2電極的，專利文獻1記載的等離子體加工技術，也是一看就知道，第1和第2電極放出的小滴通過兩個電極之間的間隙移動，相互附著，宛如能夠回收小滴。

但是，該專利文獻1所記載的等離子體加工技術只著眼于抑制小滴的發生本身，作為其結果，對蒸發物質的回收和再利用這樣的課題缺乏認識，與將蒸發物質盡可能調整到容易發射的條件，對其進行回收和再利用的本發明的課題完全相反。

又，特別是專利文獻1記載的等離子體加工技術中，第1和第2電極中的一個電極為陰極的情況下，其另一電極為陽極。這樣一來，即使是陽極回收了小滴，回收從陰極發射的陰極離子(正離子)是困難的。因此，專利文獻1記載的技術從蒸發物質的回收和再利用這樣的本發明的課題看來，可以說是半途而廢的。

本發明是鑒于這樣的情況而作出的，其目的在于，提供能夠適當回收真空電弧放電的陰極放出的蒸鍍物質的電弧蒸發源和真空蒸鍍裝置。

為了實現上述目的，本發明的電弧蒸發源形成如下所述結構，即具備保持間隙相互對置的第1和第2電極，以所述第1和第2電極中的至少任意一個電極作為陰極，基于所述陰極與陽極之間發生的真空電弧放電，所述第1和第2電極中的另一個電極能夠回收從所述陰極放出的蒸發物質。

在這里，本發明的真空蒸鍍裝置，具備將上述電弧蒸發源配置于能夠減壓的內部的真空槽、以及對所述陰極和所述陽極提供使所述陰極與所述陽極之間能夠發生真空電弧放電的電力的電力供給手段。

如果采用這樣的電弧蒸發源和真空蒸鍍裝置的結構，則適于使真空電弧放電時從陰極釋放出的蒸發物質附著于上述另一電極得以回收。

還有，如果上述陽極是所述真空槽，則能夠簡化真空電弧放電的電路結構。

又，上述蒸發物質是所述陰極的材料構成的小滴和離子。

又可以具備在所述真空槽內部配置的工件，所述第1和第2電極是棒材，所述第1和第2電極利用它們的端面夾著所述間隙地，使所述第1和第2電極的長邊方向一致地加以配置，所述工件配置于能夠從所述間隙看到的位置上。

還可以具備配置于所述真空槽內部，回收所述蒸發物質的回收構件，所述回收構件的面，除了所述工件與所述間隙之間的區域外，形成圍著所述間隙彎曲的結構。

利用這樣的回收構件的配置結構，對于能夠看到除了配置工件的區域外的間隙的各方向，第1和第2電極放出的電極材料幾乎都附著于回收構件的內表面上。

在這里，也可以真空蒸鍍裝置具有第1電極為所述陰極的第1使用狀態、以及所述第2電極為所述陰極的第2使用狀態。而且，也可以具備在所述第1使用狀態與所述第2使用狀態之間進行切換的切換手段。