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JPH1046324A - Arc ion plating apparatus - Google Patents

Arc ion plating apparatus

Info

Publication number
JPH1046324A
JPH1046324A JP19911296A JP19911296A JPH1046324A JP H1046324 A JPH1046324 A JP H1046324A JP 19911296 A JP19911296 A JP 19911296A JP 19911296 A JP19911296 A JP 19911296A JP H1046324 A JPH1046324 A JP H1046324A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vacuum chamber
arc
coated
arc discharge
bias power
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP19911296A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigeto Adachi
成人 足立
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kobe Steel Ltd filed Critical Kobe Steel Ltd
Priority to JP19911296A priority Critical patent/JPH1046324A/en
Publication of JPH1046324A publication Critical patent/JPH1046324A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To rapidly extinguish arc discharge with certainty even if arc discharge occurs between a material to be coated and a vacuum chamber and also to reduce the number of parts by obviating the necessity, e.g. of a device for tripping the high voltage generation part of bias power source. SOLUTION: In the arc ion plating apparatus, a material 8 to be coated in a vacuum chamber 1 is held at negative potential with respect to the vacuum chamber 1 by means of a bias power source 11 and a film of target material is formed on the surface of the material 8 to be coated. At this time, a capacitor 15 is connected in parallel between the output terminals of the bias power source 11, and a coil 16 is connected in series to the capacitor 15, on the opposite side of the bias power source 11.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、アークイオンプレ
ーティング装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an arc ion plating apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】アークイオンプレーティング装置には、
図5に示すように陰極31にターゲット32を装着し、
真空チャンバー33内で、バイアス電源34の出力端子
の+側を真空チャンバー33に接続すると共に、−側を
真空チャンバー33内の被コーティング物35に接続す
ることにより、真空チャンバー33に対して真空チャン
バー33内の被コーティング物35を負電位に保たせ、
真空チャンバー33内で、陽極36とターゲット32間
でアーク放電を発生させて、被コーティング物35の表
面にターゲット材料の皮膜を形成するようにしたものが
ある。
2. Description of the Related Art Arc ion plating devices include:
As shown in FIG. 5, the target 32 is mounted on the cathode 31 and
In the vacuum chamber 33, the + side of the output terminal of the bias power supply 34 is connected to the vacuum chamber 33 and the − side is connected to the object 35 to be coated in the vacuum chamber 33. 33, the object 35 to be coated is kept at a negative potential,
In some cases, an arc discharge is generated between an anode 36 and a target 32 in a vacuum chamber 33 to form a film of a target material on the surface of an object 35 to be coated.

【0003】ところが、この種のアークイオンプレーテ
ィング装置では、真空チャンバー33内において、バイ
アス電源34の電位が高くなると、被コーティング物3
5と真空チャンバー33間にて、アーク放電が発生し、
このアーク放電が発生すると、そのアーク放電時間に比
例して、被コーティング物35にアーク跡が残り(いわ
ゆるアークが走った跡)、品質的な問題(たとえば、プ
レーティング膜が剥がれやすくなる)が起こった。
However, in this type of arc ion plating apparatus, when the potential of a bias power supply 34 increases in the vacuum chamber 33,
5 and the vacuum chamber 33, an arc discharge occurs,
When this arc discharge occurs, an arc trace remains on the object 35 to be coated (so-called trace of running arc) in proportion to the arc discharge time, and a quality problem (for example, the plating film is easily peeled). Happened.

【0004】そこで、従来のアークイオンプレーティン
グ装置では、図5に示すようにバイアス電源34に、ス
イッチング素子39と昇圧トランス40と整流・平滑回
路41と制御部42とを設け、バイアス電源34の出力
端子を電流検出部43を介して被コーティング物35と
真空チャンバー33とに接続し、被コーティング物35
と真空チャンバー33間にアーク放電が発生すると、電
流値が急増することを利用して、電流検出部43にてア
ーク放電を検知し、制御部42を通じて、スイッチング
素子39により、昇圧部前段にて電源供給をカットし、
アーク放電を切る方法をとっていた。又は、図5に示す
ように.前記電流検出部43に代えて電圧検出部44を
設け、被コーティング物35と真空チャンバー33間に
アーク放電が発生すると、電圧値が急減することを利用
して、電圧検出部44にてアーク放電を検知し、制御部
42を通じて、スイッチング素子39により、昇圧部前
段にて電源供給をカットし、アーク放電を切る方法をと
っていた。
Therefore, in the conventional arc ion plating apparatus, a switching element 39, a step-up transformer 40, a rectifying / smoothing circuit 41 and a control section 42 are provided in a bias power supply 34 as shown in FIG. The output terminal is connected to the object to be coated 35 and the vacuum chamber 33 via the current detection unit 43, and the object to be coated 35
When an arc discharge occurs between the vacuum chamber 33 and the vacuum chamber 33, the arc current is detected by the current detection unit 43 by utilizing the rapid increase in the current value, and the switching element 39 passes through the control unit 42 by the switching element 39 at the preceding stage of the boosting unit. Cut the power supply,
The method of turning off the arc discharge was adopted. Or, as shown in FIG. A voltage detecting unit 44 is provided in place of the current detecting unit 43. When an arc discharge occurs between the object 35 to be coated and the vacuum chamber 33, the voltage detecting unit 44 utilizes the fact that the voltage value suddenly decreases. And the switching element 39 through the control unit 42 cuts off the power supply at the previous stage of the booster to cut off the arc discharge.

【0005】また、他の従来のアークイオンプレーティ
ング装置では、図6に示すようにバイアス電源34に、
昇圧トランス46と整流・平滑回路47とスイッチング
素子48と制御部49とを設け、バイアス電源34の出
力端子から電流検出部50又は電圧検出部51を介して
被コーティング物35と真空チャンバー33とに接続し
ている。そして、被コーティング物35と真空チャンバ
ー33間にアーク放電が発生すると、その電流又は電圧
を検知し、制御部49を通じて、昇圧部後段のスイッチ
ング素子48をオフにし、これにより電源供給をカット
してアーク放電を消弧する方法をとっていた。
In another conventional arc ion plating apparatus, as shown in FIG.
A step-up transformer 46, a rectifying / smoothing circuit 47, a switching element 48, and a control unit 49 are provided, and the object 35 and the vacuum chamber 33 are connected to the output terminal of the bias power supply 34 via the current detection unit 50 or the voltage detection unit 51. Connected. When an arc discharge occurs between the object to be coated 35 and the vacuum chamber 33, the current or the voltage is detected, and the control unit 49 turns off the switching element 48 at the subsequent stage of the boosting unit, thereby cutting off the power supply. The method of extinguishing arc discharge was adopted.

【0006】なお、負荷が短絡した場合の保護として、
上記従来例の場合と同様に直流電圧発生部の電圧センサ
にて、出力電圧の絶対値が時間に対して減少することを
検知して直流高圧発生部の高圧発生を停止させ、又は上
記従来例の場合と同様に直流電圧発生部の電流センサに
て、出力電流の絶対値が時間に対して増大することを検
知して直流高圧発生部の高圧発生を停止させるようにし
た従来の技術文献として、特開平4−133617号公
報がある。
[0006] As protection in the case of a load short circuit,
As in the case of the above-described conventional example, the voltage sensor of the DC voltage generating unit detects that the absolute value of the output voltage decreases with respect to time, and stops high-voltage generation of the DC high-voltage generating unit. As in the case of the related art, the current sensor of the DC voltage generating unit detects that the absolute value of the output current increases with respect to time and stops the high voltage generation of the DC high voltage generating unit. And JP-A-4-133617.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の場合、
次のような問題があった。即ち、図5の従来の場合は、
その電流、電圧を検知し、制御部42を通じて、昇圧部
前段のスイッチング素子41をオフにし、電源供給をカ
ット、アーク放電を消弧する方法をとっていたため、電
流、電圧検出時間+制御部42のフィードバック時間+
スイッチング素子41の反応時間+昇圧部後段の整流・
平滑に使われるコンデンサの放電時間がアーク放電発生
からの遅れ時間として、加算され、検出時間1μ秒、フ
ィードバック1μ秒、スイッチング素子反応時間20〜
40μ秒(50KHzの高速スイッチング素子を使用し
た場合)、整流コンデンサの放電時間が数μ秒かかり、
早くとも約25〜45μ秒以上かかった。
However, in the conventional case,
There were the following problems. That is, in the conventional case of FIG.
The current and the voltage are detected, and the switching element 41 in the preceding stage of the booster is turned off, the power supply is cut off, and the arc discharge is extinguished through the control unit 42. Therefore, the current and voltage detection time + the control unit 42 Feedback time +
Reaction time of the switching element 41 + rectification of the subsequent stage of the booster
The discharge time of the capacitor used for smoothing is added as the delay time from the occurrence of arc discharge, and the detection time is 1 μs, the feedback is 1 μs, the switching element reaction time is 20 to
40 μsec (when using a high-speed switching element of 50 KHz), the discharge time of the rectifying capacitor takes several μsec,
It took about 25 to 45 μsec or more at the earliest.

【0008】また、図6の従来の場合は、図5の従来の
場合に比べ昇圧部後段に電源供給カットのスイッチング
素子47が入ったため、昇圧部後段の整流・平滑に使わ
れるコンデンサの放電時間は考えなくて良いが、電流、
電圧検出時間+制御部49のフィードバック時間+スイ
ッチング素子47の反応時間がアーク放電発生からの遅
れ時間として、加算され、検出時間1μ秒、フィードバ
ック1μ秒、スイッチング素子反応時間20〜40μ秒
(50KHzの高速スイッチング素子を使用)、整流コ
ンデンサの放電時間が数μ秒かかり、早くとも約25〜
45μ秒以上かかった。
In the prior art shown in FIG. 6, since the switching element 47 for cutting off the power supply is provided in the latter stage of the booster as compared with the prior art in FIG. 5, the discharge time of the capacitor used for rectification and smoothing in the latter stage of the booster is increased. You don't need to think about the current,
The voltage detection time + the feedback time of the control unit 49 + the reaction time of the switching element 47 is added as a delay time from the occurrence of arc discharge, and the detection time is 1 microsecond, the feedback is 1 microsecond, and the switching element reaction time is 20 to 40 microseconds (50 kHz). High-speed switching element), the discharge time of the rectifying capacitor takes several microseconds,
It took more than 45 μs.

【0009】つまり、被コーティング物35と真空チャ
ンバー33間にて、アーク放電が発生すると、そのアー
ク放電時間に比例し、被コーティング物35にアーク跡
が残り(いわゆるアークが走った跡)、品質的な問題
(たとえば、プレーティング膜が剥がれやすい)が起こ
るが、従来の方法は、アーク放電を電流または電圧で検
知し、電源の供給をカットする方法であり、電流の検
知、スイッチング素子47の反応スピードなどアークが
発生してから、アークを消弧するのに、時間がかかるた
め、被コーティング物35にアーク跡が残るおそれがあ
り、品質的な問題が起こるし、電圧センサ、電流セン
サ、及び各々の演算部、直流高圧発生部をトリップする
装置が必要であり、装置部品点数が多くなるという問題
があった。
That is, when an arc discharge is generated between the object 35 and the vacuum chamber 33, an arc mark remains on the object 35 (so-called trace of the running arc) in proportion to the arc discharge time, and the quality is reduced. The conventional method (for example, the plating film is easily peeled off) occurs, but the conventional method is to detect the arc discharge by current or voltage and cut off the power supply. Since it takes a long time to extinguish the arc after the occurrence of an arc such as a reaction speed, an arc mark may be left on the object 35 to be coated, which causes a quality problem, and a voltage sensor, a current sensor, In addition, there is a need for a device that trips each of the operation units and the DC high-voltage generation unit, and there is a problem that the number of device parts increases.

【0010】本発明は上記問題点に鑑み、被コーティン
グ物と真空チャンバーとの間にアーク放電が発生して
も、そのアーク放電を迅速かつ確実に消弧することがで
き、しかもバイアス電源の高圧発生部をトリップする装
置等を不要にして部品点を少なくなし得るようにしたも
のである。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, the present invention can quickly and surely extinguish an arc discharge between an object to be coated and a vacuum chamber even when the arc discharge occurs, and furthermore, a high voltage of a bias power supply. The number of parts can be reduced by eliminating the need for a device for tripping the generator.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】この技術的課題を解決す
る本発明の第1の技術的手段は、陰極3にターゲット5
を装着し、真空チャンバー1内で、バイアス電源11の
出力端子の+側を真空チャンバー1に接続すると共に、
−側を真空チャンバー1内の被コーティング物8に接続
することにより、真空チャンバー1に対して真空チャン
バー1内の被コーティング物8を負電位に保たせ、真空
チャンバー1内で、陽極2とターゲット5間でアーク放
電を発生させて、被コーティング物8の表面にターゲッ
ト材料の皮膜を形成するようにしたアークイオンプレー
ティング装置において、前記バイアス電源11の出力端
子間に、コンデンサ15を並列に接続すると共に、コン
デンサ15のバイアス電源11とは反対側にコイル16
を直列に接続した点にある。
A first technical means of the present invention for solving this technical problem is that a target 5 is provided on a cathode 3.
And the + side of the output terminal of the bias power supply 11 is connected to the vacuum chamber 1 in the vacuum chamber 1.
By connecting the negative side to the coating object 8 in the vacuum chamber 1, the coating object 8 in the vacuum chamber 1 is maintained at a negative potential with respect to the vacuum chamber 1. In the arc ion plating apparatus in which an arc discharge is generated between the electrodes 5 and a target material film is formed on the surface of the object 8 to be coated, a capacitor 15 is connected in parallel between output terminals of the bias power supply 11. And the coil 16 is connected to the opposite side of the capacitor 15 from the bias power supply 11.
Are connected in series.

【0012】本発明の第2の技術的手段は、陰極3にタ
ーゲット5を装着し、真空チャンバー1内で、バイアス
電源11の出力端子の+側を真空チャンバー1に接続す
ると共に、−側を真空チャンバー1内の被コーティング
物8に接続することにより、真空チャンバー1に対して
真空チャンバー1内の被コーティング物8を負電位に保
たせ、真空チャンバー1内で、陽極2とターゲット5間
でアーク放電を発生させて、被コーティング物8の表面
にターゲット材料の皮膜を形成するようにしたアークイ
オンプレーティング装置において、前記バイアス電源1
1の出力端子間に、コンデンサ15を並列に接続すると
共に、コンデンサ15と被コーティング物8との間にコ
イル16を直列に接続した点にある。
A second technical means of the present invention is that a target 5 is mounted on the cathode 3, a positive terminal of the output terminal of the bias power supply 11 is connected to the vacuum chamber 1 and a negative terminal is connected in the vacuum chamber 1. By connecting to the coating object 8 in the vacuum chamber 1, the coating object 8 in the vacuum chamber 1 is maintained at a negative potential with respect to the vacuum chamber 1, and between the anode 2 and the target 5 in the vacuum chamber 1. In the arc ion plating apparatus which generates an arc discharge to form a film of a target material on the surface of the object to be coated 8, the bias power source 1
One point is that a capacitor 15 is connected in parallel between the output terminals of the first and second terminals, and a coil 16 is connected in series between the capacitor 15 and the object 8 to be coated.

【0013】本発明の第3の技術的手段は、陰極3にタ
ーゲット5を装着し、真空チャンバー1内で、バイアス
電源11の出力端子の+側を真空チャンバー1に接続す
ると共に、−側を真空チャンバー1内の被コーティング
物8に接続することにより、真空チャンバー1に対して
真空チャンバー1内の被コーティング物8を負電位に保
たせ、真空チャンバー1内で、陽極2とターゲット5間
でアーク放電を発生させて、被コーティング物8の表面
にターゲット材料の皮膜を形成するようにしたアークイ
オンプレーティング装置において、前記バイアス電源1
1の出力端子間に、コンデンサ15を並列に接続すると
共に、コンデンサ15と真空チャンバー1との間にコイ
ル16を直列に接続した点にある。
A third technical means of the present invention is to mount a target 5 on the cathode 3 and connect the + terminal of the output terminal of the bias power source 11 to the vacuum chamber 1 and the-terminal of the bias power supply 11 in the vacuum chamber 1. By connecting to the coating object 8 in the vacuum chamber 1, the coating object 8 in the vacuum chamber 1 is maintained at a negative potential with respect to the vacuum chamber 1, and between the anode 2 and the target 5 in the vacuum chamber 1. In the arc ion plating apparatus which generates an arc discharge to form a film of a target material on the surface of the object to be coated 8, the bias power source 1
1 in that a capacitor 15 is connected in parallel between the output terminals and a coil 16 is connected in series between the capacitor 15 and the vacuum chamber 1.

【0014】従って、真空チャンバー1内において、バ
イアス電位により被コーティング物8と真空チャンバー
1間にアーク放電が発生した場合、バイアス電源4の出
力と真空チャンバー1間に入れたコイル16とコンデン
サ15で共振を起こし、真空チャンバー1内で、アース
側と反対極側の電位−/+と入れ替えることにより、ア
ーク放電を消弧する。
Therefore, when an arc discharge occurs between the coating object 8 and the vacuum chamber 1 due to the bias potential in the vacuum chamber 1, the output of the bias power supply 4 and the coil 16 and the capacitor 15 inserted between the vacuum chamber 1 are used. Resonance occurs, and the arc discharge is extinguished in the vacuum chamber 1 by replacing the potential with − / + on the opposite pole side from the ground side.

【0015】これにより、被コーティング物8と真空チ
ャンバー1間にアーク放電が発生しても、コイル16と
コンデンサ15の共振周波数により、任意の時間でアー
ク消弧が可能となり、アーク放電の発生から消弧までの
時間も任意に短くできる。被コーティング物8と真空チ
ャンバー1間に発生するアーク放電を短い時間で消弧で
きるので、被コーティング物8のアーク跡は小さく、品
質的な問題(プレーティング膜が剥がれ易い)が緩和さ
れる。
Thus, even if an arc discharge occurs between the object to be coated 8 and the vacuum chamber 1, the arc can be extinguished at an arbitrary time due to the resonance frequency of the coil 16 and the capacitor 15, and the arc discharge can be prevented. The time until arc extinguishing can be shortened arbitrarily. Since the arc discharge generated between the object to be coated 8 and the vacuum chamber 1 can be extinguished in a short time, the arc mark of the object to be coated 8 is small, and the quality problem (the plating film is easily peeled off) is reduced.

【0016】また、アーク放電を検知するための電圧、
電流検知部やフィードバック回路、スイッチング素子が
不要となり、部品点数が少ない分、信頼性の向上が可能
となる。
A voltage for detecting arc discharge;
The current detector, the feedback circuit, and the switching element become unnecessary, and the reliability can be improved because the number of components is small.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき説明する。図1において、1は金属性の真空チ
ャンバーで、壁面に一対の陽極2と陰極3が設けられて
いる。陽極2はアーク電源4の+側に、陰極3はアーク
電源4の−側に夫々接続され、また陰極3にはターゲッ
ト5が取り付けられている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a metallic vacuum chamber having a pair of anodes 2 and cathodes 3 provided on a wall surface. The anode 2 is connected to the + side of the arc power supply 4, the cathode 3 is connected to the − side of the arc power supply 4, and a target 5 is attached to the cathode 3.

【0018】7は回転台で、真空チャンバー1内の底面
側に回転自在に設けられ、回転台7上に被コーティング
物8が載置されている。11はバイアス電源で、昇圧ト
ランス12と整流・平滑回路13とを備え、バイアス電
源11の出力端子の+側を真空チャンバー1に接続する
と共に、出力端子の−側を回転台7に接続することによ
り、真空チャンバー1に対して真空チャンバー1内の被
コーティング物8を負電位に保っており、真空チャンバ
ー1内で、陽極2とターゲット5間でアーク放電を発生
させて、被コーティング物8の表面にターゲット材料の
皮膜を形成するようになっている。
Reference numeral 7 denotes a turntable, which is rotatably provided on the bottom side in the vacuum chamber 1, and on which the object to be coated 8 is placed. Reference numeral 11 denotes a bias power supply, which includes a step-up transformer 12 and a rectifying / smoothing circuit 13. The output terminal of the bias power supply 11 has a positive terminal connected to the vacuum chamber 1 and a negative terminal connected to the turntable 7. Thus, the object 8 to be coated in the vacuum chamber 1 is maintained at a negative potential with respect to the vacuum chamber 1, and an arc discharge is generated between the anode 2 and the target 5 in the vacuum chamber 1, so that the object 8 to be coated is A film of the target material is formed on the surface.

【0019】そして、バイアス電源11の出力端子間
に、コンデンサ15を並列に接続すると共に、コンデン
サ15と被コーティング物8との間にコイル16を直列
に接続している。上記実施の形態によれば、真空チャン
バー1内において、バイアス電源11から印加された電
位により被コーティング物8と真空チャンバー1間にア
ーク放電が発生した場合、アーク放電発生時の前記チャ
ンバー1、被コーティング物8、コンデンサ15及びコ
イル16部分の等価回路は、図2に示すようになり、バ
イアス電源11と被コーティング物8に入れたコイル1
6とコンデンサ15とで、共振周波数f0 =1/2π√
(L・C)の共振を起こし、被コーティング物8と真空
チャンバー1間で、上述の共振により、電位が入れ替わ
る(被コーティング物8と真空チャンバー1の電位の−
/+が入れ替わる)。アーク放電中に、放電電極である
被コーティング物8と真空チャンバー1間の電位(+,
−)が入れ替わると、アーク放電電流が0となる点(図
3のP点)が存在し、アーク放電が切れる(アーク放電
消弧)。
A capacitor 15 is connected in parallel between the output terminals of the bias power supply 11, and a coil 16 is connected in series between the capacitor 15 and the object 8 to be coated. According to the above-described embodiment, when an arc discharge occurs between the object 8 to be coated and the vacuum chamber 1 in the vacuum chamber 1 due to the potential applied from the bias power supply 11, the chamber 1 and the object at the time of the arc discharge occur. The equivalent circuit of the coating 8, the capacitor 15 and the coil 16 is as shown in FIG.
6 and the capacitor 15, the resonance frequency f 0 = 1 / 2π√
(LC) resonance occurs, and the potential is switched between the coating object 8 and the vacuum chamber 1 by the above-described resonance (the potential of the coating object 8 and the vacuum chamber 1 −
/ + Is replaced). During the arc discharge, the electric potential (+,
When-is exchanged, there is a point where the arc discharge current becomes 0 (point P in FIG. 3), and the arc discharge is cut off (arc discharge extinguishing).

【0020】図3において、アーク放電発生のQ点から
アーク消弧のP点までの、いわゆるアーク放電時間t
arc は、 tarc =1/2f0 +f(i0 )、f0 =1/2πsp
rt(LC) となり、L、Cおよびi0 により任意にtarc を決める
ことができる。これにより、被コーティング物8と真空
チャンバー1間にアーク放電が発生した場合、コイル1
6とコンデンサ15の共振周波数により、任意の時間で
アーク消弧が可能となり、アーク発生から消弧までのア
ーク放電時間tarc も任意に短くできる。
In FIG. 3, a so-called arc discharge time t from point Q at which arc discharge occurs to point P at which arc extinction occurs.
arc is t arc = 1 / f 0 + f (i 0 ), f 0 = 1 / πsp
rt (LC), and t arc can be arbitrarily determined by L, C and i 0 . Thus, when an arc discharge occurs between the coating object 8 and the vacuum chamber 1, the coil 1
6 and the resonance frequency of the capacitor 15, the arc can be extinguished at an arbitrary time, and the arc discharge time t arc from arc generation to arc extinguishing can be arbitrarily shortened.

【0021】従って、被コーティング物8と真空チャン
バー1間に発生するアーク放電を短い時間で消弧できる
ので、被コーティング物8のアーク跡は小さく、品質的
な問題(プレーティング膜が剥がれ易い)が緩和され
る。実際には、真空チャンバー1の真空度とパーティク
ルの数に依存するが、アーク放電時と電極が逆電位とな
る時間(図4のtoff )が数μ秒必要である。このt
off が小さい場合は、R点で再度アーク放電が発生す
る。再度アーク放電が発生する理由は、アーク放電発生
時に印加していた方向に電極間で放電による電離が起こ
り、放電を瞬時停止しても、放電が起こりやすい電離状
態を保っており、再放電が起こる。
Therefore, the arc discharge generated between the object to be coated 8 and the vacuum chamber 1 can be extinguished in a short time, so that the trace of the arc of the object to be coated 8 is small and a quality problem (the plating film is easily peeled off). Is alleviated. Actually, although it depends on the degree of vacuum in the vacuum chamber 1 and the number of particles, a time (t off in FIG. 4) during which the electrode is at the opposite potential to that during the arc discharge requires several μsec. This t
When off is small, arc discharge occurs again at point R. The reason that arc discharge occurs again is that ionization occurs due to discharge between the electrodes in the direction that was applied when the arc discharge occurred, and even if the discharge was stopped momentarily, the ionization state where discharge easily occurs was maintained. Occur.

【0022】この再放電を防ぐには、真空チャンバー1
の真空度、パーティクルの数、種類、電極の形状により
違うが、数μ秒の間放電を停止させる必要がある。この
実施の形態のアークイオンプレーティング装置において
は、このtoff を5〜20μ秒に設定した。図4は他の
実施の形態を示し、バイアス電源11の出力端子間に、
コンデンサ15を並列に接続すると共に、コンデンサ1
5と被コーティング物8との間にコイル16を直列に接
続したものである。その他の点は前記実施の形態と同様
の構成であり、前記実施の形態の場合と同様に被コーテ
ィング物8と真空チャンバー1間に発生するアーク放電
を短い時間で消弧でき、被コーティング物8のアーク跡
を小さく、品質的な問題(プレーティング膜が剥がれ易
い)を緩和することができる。
To prevent this re-discharge, the vacuum chamber 1
Although it depends on the degree of vacuum, the number and type of particles, and the shape of the electrode, it is necessary to stop the discharge for several μsec. In the arc ion plating apparatus of the present embodiment, the time t off is set to 5 to 20 μsec. FIG. 4 shows another embodiment, in which the output terminal of the bias power supply 11
Capacitor 15 is connected in parallel and capacitor 1
A coil 16 is connected in series between an object 5 and an object 8 to be coated. The other points are the same as those of the above-described embodiment. As in the case of the above-described embodiment, the arc discharge generated between the object 8 and the vacuum chamber 1 can be extinguished in a short time. And the quality problem (the plating film is easily peeled off) can be mitigated.

【0023】[0023]

【発明の効果】本発明によれば、真空チャンバー1内に
おいて、バイアス電源11のバイアス電位により被コー
ティング物8と真空チャンバー1間にアーク放電が発生
した場合、バイアス電源11の出力と真空チャンバー1
間に入れたコイル16とコンデンサ15で共振を起こ
し、被コーティング物8と真空チャンバー1間で、極性
が入れ替わることにより、アーク放電が持続できなくな
り、アーク放電を迅速かつ確実に消弧することができ
る。
According to the present invention, when an arc discharge occurs between the workpiece 8 and the vacuum chamber 1 due to the bias potential of the bias power supply 11 in the vacuum chamber 1, the output of the bias power supply 11 and the vacuum chamber 1
Resonance occurs between the coil 16 and the capacitor 15 interposed therebetween, and the polarity is switched between the coating object 8 and the vacuum chamber 1, so that the arc discharge cannot be sustained, and the arc discharge can be quickly and reliably extinguished. it can.

【0024】これにより、負荷短絡およびアーク放電保
護のための電圧センサ、電流センサが不要となり、負荷
短絡(もしくはアーク放電)電流の検出、おのおのの演
算部、直流高圧発生部をトリップする装置が不要とな
り、装置部品点数が減り、演算に関わる時間がなくな
り、負荷短絡(もしくはアーク放電)してから直流高圧
発生部をトリップするまでの遅れがない。かつ、演算素
子、スイッチング素子が不要となり、ノイズによる誤動
作の可能性がなくなる。
This eliminates the need for a voltage sensor and a current sensor for load short-circuit and arc discharge protection, and eliminates the need for a device for detecting a load short-circuit (or arc discharge) current and for tripping each arithmetic unit and DC high voltage generating unit. Thus, the number of device parts is reduced, the time involved in the calculation is eliminated, and there is no delay from the load short-circuit (or arc discharge) to the trip of the DC high-voltage generator. Further, an arithmetic element and a switching element become unnecessary, and the possibility of malfunction due to noise is eliminated.

【0025】また、被コーティング物8と真空チャンバ
ー1間にアーク放電が発生しても、コイル16のインダ
クタンス値とコンデンサ15の容量を変えることにより
共振周波数を任意に変えることができ、任意の時間でア
ーク消弧が可能になり、アーク発生から消弧までの時間
も任意に短くできる。被コーティング物8と真空チャン
バー1間に発生するアーク放電を任意に設定できるの
で、短い時間で消弧が必要なアークイオンプレーティン
グでは、被コーティング物8のアーク跡は小さく、品質
的な問題(プレーティング膜が剥がれやすい)が緩和さ
れる。
Further, even if an arc discharge occurs between the coating object 8 and the vacuum chamber 1, the resonance frequency can be arbitrarily changed by changing the inductance value of the coil 16 and the capacity of the capacitor 15, so that an arbitrary time can be obtained. Can extinguish the arc, and the time from arc generation to arc extinguishing can be shortened arbitrarily. Since the arc discharge generated between the workpiece 8 and the vacuum chamber 1 can be set arbitrarily, in arc ion plating which requires extinction in a short time, the arc mark on the workpiece 8 is small, and quality problems ( (The plating film is easily peeled off).

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施の形態を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of the present invention.

【図2】同作用説明用の等価回路図である。FIG. 2 is an equivalent circuit diagram for explaining the operation.

【図3】同作用説明用に電流波形図である。FIG. 3 is a current waveform diagram for explaining the operation.

【図4】他の実施の形態を示す構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram showing another embodiment.

【図5】従来例を示す構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram showing a conventional example.

【図6】他の従来例を示す構成図である。FIG. 6 is a configuration diagram showing another conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 チャンバー 2 陽極 3 陰極 5 ターゲット 8 被コーティング物 11 バイアス電源 15 コンデンサ 16 コイル DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Chamber 2 Anode 3 Cathode 5 Target 8 Coating object 11 Bias power supply 15 Capacitor 16 Coil

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 陰極(3)にターゲット(5)を装着
し、真空チャンバー(1)内で、バイアス電源(11)
の出力端子の+側を真空チャンバー(1)に接続すると
共に、−側を真空チャンバー(1)内の被コーティング
物(8)に接続することにより、真空チャンバー(1)
に対して真空チャンバー(1)内の被コーティング物
(8)を負電位に保たせ、真空チャンバー(1)内で、
陽極(2)とターゲット(5)間でアーク放電を発生さ
せて、被コーティング物(8)の表面にターゲット材料
の皮膜を形成するようにしたアークイオンプレーティン
グ装置において、 前記バイアス電源(11)の出力端子間に、コンデンサ
(15)を並列に接続すると共に、コンデンサ(15)
のバイアス電源(11)とは反対側にコイル(16)を
直列に接続したことを特徴とするアークイオンプレーテ
ィング装置。
1. A target (5) is mounted on a cathode (3), and a bias power supply (11) is set in a vacuum chamber (1).
Is connected to the vacuum chamber (1) and the-side of the output terminal is connected to the coating object (8) in the vacuum chamber (1), so that the vacuum chamber (1) is connected.
The object to be coated (8) in the vacuum chamber (1) is maintained at a negative potential with respect to
An arc ion plating apparatus wherein an arc discharge is generated between an anode (2) and a target (5) to form a film of a target material on the surface of an object to be coated (8). A capacitor (15) is connected in parallel between the output terminals of the
An arc ion plating apparatus characterized in that a coil (16) is connected in series on the side opposite to the bias power supply (11).
【請求項2】 陰極(3)にターゲット(5)を装着
し、真空チャンバー(1)内で、バイアス電源(11)
の出力端子の+側を真空チャンバー(1)に接続すると
共に、−側を真空チャンバー(1)内の被コーティング
物(8)に接続することにより、真空チャンバー(1)
に対して真空チャンバー(1)内の被コーティング物
(8)を負電位に保たせ、真空チャンバー(1)内で、
陽極(2)とターゲット(5)間でアーク放電を発生さ
せて、被コーティング物(8)の表面にターゲット材料
の皮膜を形成するようにしたアークイオンプレーティン
グ装置において、 前記バイアス電源(11)の出力端子間に、コンデンサ
(15)を並列に接続すると共に、コンデンサ(15)
と被コーティング物(8)との間にコイル(16)を直
列に接続したことを特徴とするアークイオンプレーティ
ング装置。
2. A target (5) is mounted on a cathode (3), and a bias power supply (11) is set in a vacuum chamber (1).
Is connected to the vacuum chamber (1) and the-side of the output terminal is connected to the coating object (8) in the vacuum chamber (1), so that the vacuum chamber (1) is connected.
The object to be coated (8) in the vacuum chamber (1) is maintained at a negative potential with respect to
An arc ion plating apparatus wherein an arc discharge is generated between an anode (2) and a target (5) to form a film of a target material on the surface of an object to be coated (8). A capacitor (15) is connected in parallel between the output terminals of the
An arc ion plating apparatus comprising: a coil (16) connected in series between a coil and an object to be coated (8).
【請求項3】 陰極(3)にターゲット(5)を装着
し、真空チャンバー(1)内で、バイアス電源(11)
の出力端子の+側を真空チャンバー(1)に接続すると
共に、−側を真空チャンバー(1)内の被コーティング
物(8)に接続することにより、真空チャンバー(1)
に対して真空チャンバー(1)内の被コーティング物
(8)を負電位に保たせ、真空チャンバー(1)内で、
陽極(2)とターゲット(5)間でアーク放電を発生さ
せて、被コーティング物(8)の表面にターゲット材料
の皮膜を形成するようにしたアークイオンプレーティン
グ装置において、 前記バイアス電源(11)の出力端子間に、コンデンサ
(15)を並列に接続すると共に、コンデンサ(15)
と真空チャンバー(1)との間にコイル(16)を直列
に接続したことを特徴とするアークイオンプレーティン
グ装置。
3. A target (5) is mounted on a cathode (3), and a bias power supply (11) is set in a vacuum chamber (1).
Is connected to the vacuum chamber (1) and the-side of the output terminal is connected to the coating object (8) in the vacuum chamber (1), so that the vacuum chamber (1) is connected.
The object to be coated (8) in the vacuum chamber (1) is maintained at a negative potential with respect to
An arc ion plating apparatus wherein an arc discharge is generated between an anode (2) and a target (5) to form a film of a target material on the surface of an object to be coated (8). A capacitor (15) is connected in parallel between the output terminals of the
An arc ion plating apparatus comprising: a coil (16) connected in series between a vacuum chamber (1) and a vacuum chamber (1).
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