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JP3068948B2 - Sputtering equipment for powder coating - Google Patents
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JP3068948B2 - Sputtering equipment for powder coating - Google Patents

Sputtering equipment for powder coating

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JP3068948B2
JP3068948B2 JP4097380A JP9738092A JP3068948B2 JP 3068948 B2 JP3068948 B2 JP 3068948B2 JP 4097380 A JP4097380 A JP 4097380A JP 9738092 A JP9738092 A JP 9738092A JP 3068948 B2 JP3068948 B2 JP 3068948B2
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target
powder
sputtering
casing
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鋭機 竹島
薫 五ノ井
貴史 城倉
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Nippon Steel Nisshin Co Ltd
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Nisshin Steel Co Ltd
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Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、回転ドラム内でスパッ
タリングにより粉末コーティングする際に使用されるス
パッタリング装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sputtering apparatus used for powder coating by sputtering in a rotating drum.

【0002】[0002]

【従来の技術】金属,セラミックス,プラスチックス等
の粉末粒子に金属皮膜,無機質皮膜等を形成すると、当
初の粉末粒子と異なる特性を与えることができる。たと
えば、タングステン粒子,ダイヤモンド粒子等に銅を被
覆すると、焼結性が向上し、熱伝導性に優れた焼結体が
得られる。また、銅被覆した粉末は、電磁シールド用の
フィラーとしても使用される。
2. Description of the Related Art When a metal film, an inorganic film or the like is formed on powder particles of metals, ceramics, plastics, etc., characteristics different from those of the original powder particles can be given. For example, when tungsten particles, diamond particles, and the like are coated with copper, sinterability is improved, and a sintered body having excellent thermal conductivity is obtained. The copper-coated powder is also used as a filler for electromagnetic shielding.

【0003】粉末粒子にコーティングを施す手段として
は、粉末を懸濁状態にして電気めっき又は無電解めっき
を行う方法,流動状態にした粉末に対しスパッタリング
によって所定の皮膜を形成する方法等が知られている。
本発明者等も、スパッタリングによって粉末をコーティ
ングする装置として、回転ドラムを使用したスパッタリ
ング装置を特開平2−153068号公報で紹介した。
As means for coating the powder particles, there are known a method of performing electroplating or electroless plating by suspending the powder, and a method of forming a predetermined film on the powder in a fluidized state by sputtering. ing.
The present inventors also introduced a sputtering apparatus using a rotating drum as an apparatus for coating powder by sputtering in JP-A-2-153068.

【0004】この粉末コーティング装置は、図1に示す
ように、コーティング前の粉末粒子Pが収容された減圧
加熱処理室1を、スパッタリング源3を内蔵した回転ド
ラム2に接続している。
[0004] In this powder coating apparatus, as shown in FIG. 1, a reduced-pressure heat treatment chamber 1 containing powder particles P before coating is connected to a rotary drum 2 having a sputtering source 3 built therein.

【0005】粉末粒子Pは、加熱コイル1aを備えた容
器1bに収容されており、モータ1cで駆動されるスク
リューフィーダ1dにより、供給導管1eを経て回転ド
ラム2の内部に供給される。供給導管1eは、回転ドラ
ム2の一側端面に設けた軸受け2fで支持されている。
また、回転ドラム2の内部に不活性ガスを送り込むた
め、供給導管1eと同心円状にガス導入管1gが設けら
れている。
[0005] The powder particles P are accommodated in a container 1b provided with a heating coil 1a, and are supplied to the inside of the rotary drum 2 via a supply conduit 1e by a screw feeder 1d driven by a motor 1c. The supply conduit 1e is supported by a bearing 2f provided on one end face of the rotary drum 2.
A gas introduction pipe 1g is provided concentrically with the supply pipe 1e so as to feed the inert gas into the inside of the rotary drum 2.

【0006】回転ドラム2は、駆動ロール2a及び従動
ロール2bで支持されている。駆動ロール2aは、モー
タ2cから動力を受け、回転ドラム2を水平軸回りに回
転させる。スパッタリング装置3は、供給導管1eが挿
入された端面とは反対側の端面(図1では右側)で軸受
け3aで気密支持されたアーム3bによって回転ドラム
2内に固定配置されており、回転ドラム2の軸方向長さ
より若干短いターゲットプレート3cを斜め下向きに配
置している。層を形成し、耐食性に優れた蒸着Zn系め
っき鋼帯や蒸着Zn−Mg系めっき鋼帯を提供すること
を目的とする。
[0006] The rotary drum 2 is supported by a driving roll 2a and a driven roll 2b. The drive roll 2a receives power from the motor 2c and rotates the rotary drum 2 around a horizontal axis. The sputtering device 3 is fixedly arranged in the rotary drum 2 by an arm 3b hermetically supported by a bearing 3a at an end surface (right side in FIG. 1) opposite to the end surface into which the supply conduit 1e is inserted. The target plate 3c, which is slightly shorter than the axial length, is arranged obliquely downward. It is an object of the present invention to provide a vapor-deposited Zn-based steel strip or a vapor-deposited Zn-Mg-plated steel strip having excellent corrosion resistance by forming a layer.

【0007】供給導管1eから回転ドラム2の軸方向端
部に供給された粉末粒子Pは、回転ドラム2の回転に伴
ってドラム軸全長に分配され、回転ドラム2の内側底面
上を流動する。Ar等のプラズマによる衝撃でターゲッ
トプレート3cからコーティング材料が叩き出され、回
転ドラム2内を飛翔して流動状態にある粉末粒子Pに被
着する。所定の被覆層が形成されたとき、回転ドラム2
を開放してコーティングされた粉末粒子Pを取り出す。
The powder particles P supplied to the axial end of the rotary drum 2 from the supply conduit 1 e are distributed over the entire length of the drum shaft as the rotary drum 2 rotates, and flow on the inner bottom surface of the rotary drum 2. The coating material is beaten out of the target plate 3c by the impact of the plasma of Ar or the like, flies in the rotary drum 2 and adheres to the powder particles P in a flowing state. When a predetermined coating layer is formed, the rotating drum 2
Is opened to take out the coated powder particles P.

【0008】また、生産能力を上げた粉末コーティング
装置として、図2に示すように真空チャンバー4の両側
にターゲットプレート駆動ユニット5及びドラム駆動ユ
ニット6をガイドレール5a,6aに沿って退避可能に
配置した装置を開発した。ターゲットプレート駆動ユニ
ット5は、図1に示したものと同様なスパッタリング装
置3を片持ち支持する。ドラム駆動ユニット6は、真空
チャンバー4内の駆動軸と噛み合い、真空チャンバー4
の内部で回転ドラム2を回転させる駆動軸を備えてい
る。
Further, as a powder coating apparatus having an increased production capacity, a target plate driving unit 5 and a drum driving unit 6 are arranged on both sides of a vacuum chamber 4 so as to be able to retreat along guide rails 5a, 6a as shown in FIG. Device was developed. The target plate drive unit 5 cantileverly supports a sputtering device 3 similar to that shown in FIG. The drum drive unit 6 meshes with a drive shaft in the vacuum chamber 4 and
Is provided with a drive shaft for rotating the rotary drum 2 inside.

【0009】ターゲットプレート駆動ユニット5及びド
ラム駆動ユニット6は、それぞれの前進位置で気密継ぎ
手5b,6bを介し真空チャンバー4に接続される。ガ
イドレール6aが移動架台6cの上面に設けられている
ため、ドラム駆動ユニット6は、真空チャンバー4から
後退するX方向、更に直交するY方向に移動する。
The target plate drive unit 5 and the drum drive unit 6 are connected to the vacuum chamber 4 via hermetic joints 5b, 6b at their respective forward positions. Since the guide rail 6a is provided on the upper surface of the movable base 6c, the drum drive unit 6 moves in the X direction retreating from the vacuum chamber 4 and further in the Y direction perpendicular to the vacuum chamber 4.

【0010】図2に示した初期位置Pで回転ドラム2
の内部を清浄化し、スパッタリングされる原料粉末を仕
込んだ後、移動架台6cの走行によって回転ドラム2及
びドラム駆動ユニット6を真空チャンバー4の軸線に一
致する待機位置Pまで移動させる。ターゲット駆動ユ
ニット5は、待機位置Pで清浄化、ターゲット材料の
仕込み等を行う。次いで、ターゲットプレート駆動ユニ
ット5及びドラム駆動ユニット6を作動位置Pに前進
させ、気密継ぎ手5b,6bを介して真空チャンバーに
接続する。
[0010] rotated at the initial position P 0 shown in FIG. 2 drum 2
Interior cleaned of, were charged raw material powder to be sputtered, to move the rotary drum 2 and the drum drive unit 6 by the traveling of the moving platform 6c to the standby position P 1 that matches the axis of the vacuum chamber 4. The target drive unit 5, the cleaning, the charge of the target material, such as carried out at the standby position P 1. Then, to advance the target plate driving unit 5 and the drum drive unit 6 in the operative position P 2, it is connected to the vacuum chamber through a gas-tight joint 5b, 6b.

【0011】真空チャンバー4の内部を真空系7のロー
タリポンプ7a及び拡散ポンプ7bによって真空引きし
た後、真空チャンバー4の内部で回転ドラム2を回転さ
せながら、スパッタリングによって原料粉末に所定のコ
ーティングを施す。そして、待機位置P1 を経て初期位
置P0 に送り、コーティングされた粉末を回転ドラム2
から取り出す。この方式によるとき、大径の回転ドラム
2が使用可能なため、生産能力が向上する。
After the inside of the vacuum chamber 4 is evacuated by the rotary pump 7a and the diffusion pump 7b of the vacuum system 7, a predetermined coating is applied to the raw material powder by sputtering while rotating the rotary drum 2 inside the vacuum chamber 4. . Then, the feed to the initial position P 0 via the standby position P 1, rotating the coated powder drum 2
Remove from According to this method, the rotary drum 2 having a large diameter can be used, so that the production capacity is improved.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】スパッタリング装置3
により回転ドラム2に装入された原料粉末をコーティン
グするとき、均一なコーティングを施すためにスパッタ
リング条件を安定させることが必要である。スパッタリ
ング条件の安定化には、スパッタリング装置3のターゲ
ットプレート3cから回転ドラム2の内側底部に形成さ
れた原料粉末の流動層までの距離が大きく影響する。
SUMMARY OF THE INVENTION Sputtering apparatus 3
When coating the raw material powder charged into the rotating drum 2 by the above, it is necessary to stabilize the sputtering conditions in order to apply a uniform coating. The stabilization of the sputtering conditions is greatly affected by the distance from the target plate 3c of the sputtering apparatus 3 to the fluidized bed of the raw material powder formed on the inner bottom of the rotating drum 2.

【0013】回転ドラム2内でスパッタリング装置3が
片持ち支持されている構造では、ドラム回転時の振動,
衝撃等がスパッタリング装置3に伝播し、ターゲットプ
レート3cから原料粉末の流動層までの距離が不規則に
変動し易い。また、スパッタリング時の昇温でスパッタ
リング装置3の構成部材が熱変形を起こし、回転ドラム
2の軸方向に関してターゲットプレート3cから原料粉
末の流動層までの距離が変化する。
In a structure in which the sputtering device 3 is supported in a cantilever manner in the rotating drum 2, vibration during rotation of the drum,
The impact or the like propagates to the sputtering device 3, and the distance from the target plate 3c to the fluidized bed of the raw material powder is likely to fluctuate irregularly. In addition, the components of the sputtering apparatus 3 undergo thermal deformation due to the temperature rise during sputtering, and the distance from the target plate 3c to the fluidized bed of the raw material powder changes in the axial direction of the rotating drum 2.

【0014】ターゲットプレート3cから原料粉末の流
動層までの距離が小さいと、局部的に多量のスパッタ粒
子が粉末粒子に被着し、厚いコーティング層が形成され
る。他方、比較的遠いターゲットプレート3cから飛翔
するスパッタ粒子は、飛翔距離に応じ広範囲に広がり、
個々の粉末粒子に対する被着量が少なくなる。その結
果、粉末粒子の表面に形成されるコーティング層にバラ
ツキが発生する。また、熱変形が極端な場合には異常放
電を生じ、操業継続が不可能になることもある。
When the distance from the target plate 3c to the fluidized bed of the raw material powder is small, a large amount of sputtered particles locally adhere to the powder particles, and a thick coating layer is formed. On the other hand, sputter particles flying from a relatively distant target plate 3c spread over a wide range according to the flying distance,
The amount applied to individual powder particles is reduced. As a result, the coating layer formed on the surface of the powder particles varies. In addition, when the thermal deformation is extreme, abnormal discharge may occur and the operation may not be able to be continued.

【0015】本発明は、このような問題を解消すべく案
出されたものであり、スパッタリング装置の構造強度を
向上させると共に、冷却機構を組み込み熱変形を抑制
し、一定した条件下でのスパッタリングを可能とし、粉
末粒子表面に均一なコーティング層を形成することを目
的とする。
The present invention has been devised in order to solve such a problem. In addition to improving the structural strength of a sputtering apparatus, incorporating a cooling mechanism, suppressing thermal deformation, and performing sputtering under a constant condition. And to form a uniform coating layer on the surface of the powder particles.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明の粉末コーティン
グ用スパッタリング装置は、その目的を達成するため、
内部が補強プレートにより分割された半円筒状のケーシ
ングと、該ケーシングに取り付けられたターゲットリン
グと、該ターゲットリングの内周面に取り付けられた水
冷パイプと、前記ターゲットリングにバッキングプレー
トを介して装着されたターゲットプレートと、前記半円
筒状ケーシングの内面に固着された水冷ジャケットとを
備え、上下の温度差を抑制した状態で回転ドラムの軸方
向に宙吊り状態で挿入されることを特徴とする。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The sputtering apparatus for powder coating of the present invention has the following objects.
A semi-cylindrical casing whose inside is divided by a reinforcing plate, a target ring attached to the casing, a water-cooled pipe attached to the inner peripheral surface of the target ring, and mounted on the target ring via a backing plate And a water cooling jacket fixed to the inner surface of the semi-cylindrical casing, and is inserted in a state of being suspended in the axial direction of the rotary drum in a state where a vertical temperature difference is suppressed.

【0017】[0017]

【実施例】以下、図面を参照しながら、実施例によって
本発明を具体的に説明する。本実施例のスパッタリング
装置は、図3に示すように、半円筒状のケーシング10
を備えている。ケーシング10の内部は、補強プレート
11で二分され、図4に示すようにケーシング10の長
手方向に関して複数の仕切り板13L1,13L2・・・,
13R1,13R2で更に分割され、空洞部12L1,12L2
・・・12Ln,12R1,12R2・・・12Rnとなってい
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail with reference to the drawings. As shown in FIG. 3, the sputtering apparatus of this embodiment has a semi-cylindrical casing 10.
It has. The interior of the casing 10 is divided into two by a reinforcing plate 11, and as shown in FIG. 4, a plurality of partition plates 13 L1 , 13 L2 ,.
13 R1 , 13 R2 , and the cavities 12 L1 , 12 L2
... 12 Ln , 12 R1 , 12 R2 ... 12 Rn .

【0018】それぞれの空洞部12L1,12L2・・
・12Ln,12R1,12R2・・・12Rnに臨む
ケーシング10の内壁には、水冷ジャケット20L1
20L2・・・20Ln,20R1,20R2・・・2
Rnが固着されている。水冷ジャケット20Lnの内
部空間20Lnに、給水管(図示せず)に接続される給
水口22Lnが開口している。また、内部空間20Ln
に開口した排水口23Lnは、隣接する水冷ジャケット
20Ln−1の給水口22Ln−1に接続されている。
そして、水冷ジャケット20L1の排水口23L1は、
水冷ジャケット20R1の給水口22R1に接続され、
水冷ジャケット20R1の排水口23R1は水冷ジャケ
ット20R2の給水口22R2に接続されている。この
ようにして、ケーシング10の内側に、水冷ジャケット
20Ln,20Ln−1,・・・20Rn−1,20
Rnを順次通過する冷却水通路が形成される。水冷ジャ
ケット20Rnの冷却水は、排水口23Rnに接続され
た排水管(図示せず)を介して系外に送り出される。
Each of the cavities 12 L1 , 12 L2.
・ 12 Ln , 12 R1 , 12 R2 ... The inner wall of the casing 10 facing the 12 Rn has a water cooling jacket 20 L1 ,
20 L2 ... 20 Ln , 20 R1 , 20 R2.
0 Rn is fixed. In the inner space 20 Ln of the water-cooled jacket 20 Ln, water inlet 22 Ln connected to the water supply pipe (not shown) is opened. In addition, the internal space 20 Ln
Opening the drain outlet 23 Ln is connected to the water supply port 22 Ln-1 of the water-cooled jacket 20 Ln-1 adjacent to.
Then, drain port 23 L1 of the water-cooled jacket 20 L1 is,
It is connected to the water supply port 22 R1 of the water cooling jacket 20 R1 ,
Drain outlet 23 R1 of the water-cooled jacket 20 R1 is connected to the water supply port 22 R2 of the water-cooled jacket 20 R2. In this manner, the inside of the casing 10, the water cooling jacket 20 Ln, 20 Ln-1, ··· 20 Rn-1, 20
A cooling water passage that sequentially passes through Rn is formed. The cooling water of the water cooling jacket 20 Rn is sent out of the system via a drain pipe (not shown) connected to the drain port 23 Rn .

【0019】ケーシング10の両端縁に、矩形状の内周
面31をもつフランジ30が固着されている。内周面3
1には、水冷パイプ32がろう付けされている。また、
フランジ30の下面には、シール材33が挿入される凹
溝が形成され、適宜の間隔でボルト孔34が刻設されて
いる。
A flange 30 having a rectangular inner peripheral surface 31 is fixed to both end edges of the casing 10. Inner circumference 3
1, a water cooling pipe 32 is brazed. Also,
A concave groove into which the sealing material 33 is inserted is formed on the lower surface of the flange 30, and bolt holes 34 are formed at appropriate intervals.

【0020】バッキングプレート40は、熱伝導性の良
好な銅製で、取付け部41を介してボルト42をボルト
孔34にねじ込むことによりフランジ30に固着され
る。バッキングプレート40の裏面には複数の凹凸が形
成されており、スパッタ粒子の飛翔方向を規制するマグ
ネット43a〜43cが配置されている。バッキングプ
レート40の裏面には、冷却水通路44が内部に形成さ
れた水冷ジャケット45が設けられている。
The backing plate 40 is made of copper having good heat conductivity, and is fixed to the flange 30 by screwing a bolt 42 into the bolt hole 34 via a mounting portion 41. A plurality of projections and depressions are formed on the back surface of the backing plate 40, and magnets 43a to 43c that regulate the flying direction of sputtered particles are arranged. A water cooling jacket 45 having a cooling water passage 44 formed therein is provided on the back surface of the backing plate 40.

【0021】バッキングプレート40の前面側に取付け
られるターゲットプレート50は、図5に示すように、
ケーシング10の長手方向及び幅方向に分割された分割
プレート501 ,502 ・・・50n となっており、ぞ
れぞれが固定金具51(図3参照)でバッキングプレー
ト40に固定されている。また、バッキングプレート4
0の裏面に、マグネット43a〜43cからの磁束が外
部に漏洩することを防止する磁気シールド52,53
(図3参照)が二重に設けられている。更に、フランジ
30の外周に、Arガスをターゲットプレート50に向
けて送り込む噴出管54が配置されている。ターゲット
プレート50の外周には、冷却水を通過させるジャケッ
ト59が設けられている。
The target plate 50 mounted on the front side of the backing plate 40 is, as shown in FIG.
The divided plates 50 1 , 50 2, ..., 50 n divided in the longitudinal direction and the width direction of the casing 10 are fixed to the backing plate 40 by fixing brackets 51 (see FIG. 3). I have. Also, backing plate 4
0, magnetic shields 52 and 53 for preventing magnetic fluxes from the magnets 43a to 43c from leaking outside.
(See FIG. 3) are provided in duplicate. Further, on the outer periphery of the flange 30, there is disposed a jet pipe 54 for feeding Ar gas toward the target plate 50. On the outer periphery of the target plate 50, a jacket 59 through which cooling water passes is provided.

【0022】このスパッタリング装置Aは、図2で説明
した粉末コーティング装置に組み込むとき、図6に示す
ようにターゲット駆動ユニット60で片持ち支持され
る。すなわち、スパッタリング装置Aの一端に接続金具
61を固定し、ターゲット駆動ユニット60に挿通した
アーム62に接続金具61を介しスパッタリング装置A
を接続する。アーム62は軸受け63〜64により回転
可能に支持されているので、スパッタリング装置Aのタ
ーゲットプレート50を適宜の傾斜角度で回転ドラム8
0内に配置することができる。
When this sputtering apparatus A is incorporated in the powder coating apparatus described with reference to FIG. 2, it is cantilevered by a target drive unit 60 as shown in FIG. That is, the connection fitting 61 is fixed to one end of the sputtering apparatus A, and the sputtering apparatus A is connected to the arm 62 inserted through the target drive unit 60 via the connection fitting 61.
Connect. Since the arm 62 is rotatably supported by the bearings 63 to 64, the target plate 50 of the sputtering apparatus A is rotated at an appropriate inclination angle by the rotating drum 8.
0.

【0023】ターゲット駆動ユニット60及びドラム駆
動ユニット70は、図2を使用して説明したように、図
6において左右方向に移動する。図2に示すターゲット
駆動ユニット5は真空チャンバー4に向けて前進した作
動位置にあり、ターゲット駆動ユニット5の前面に設け
たフランジ板5cが真空チャンバー4の端部に設けたフ
ランジ部4aに気密接続される。ドラム駆動ユニット6
のフランジ板6dも、真空チャンバー4の反対側端部に
あるフランジ部4bと気密接続される。
As described with reference to FIG. 2, the target drive unit 60 and the drum drive unit 70 move in the left-right direction in FIG. The target drive unit 5 shown in FIG. 2 is in the operating position advanced toward the vacuum chamber 4, and a flange plate 5 c provided on the front surface of the target drive unit 5 is hermetically connected to a flange 4 a provided at an end of the vacuum chamber 4. Is done. Drum drive unit 6
The flange plate 6d is also hermetically connected to the flange 4b at the opposite end of the vacuum chamber 4.

【0024】ドラム駆動ユニット70の駆動軸71に
は、モータ72からの動力が変速機73を介して伝達さ
れる。駆動軸71は、磁性シール等の気密継ぎ手74を
介して真空チャンバー10の内部に突出し、カップリン
グ75を介してチャンバー内駆動軸76に接続される。
チャンバー内駆動軸76は、真空チャンバー10の内面
に取り付けられた軸受け77a,77bで回転可能に支
持されている。チャンバー内駆動軸76に装着された駆
動歯車78a,78bは、回転ドラム80側の外歯歯車
82a及び82bとそれぞれ噛み合う。
Power from a motor 72 is transmitted to a drive shaft 71 of the drum drive unit 70 via a transmission 73. The drive shaft 71 projects into the vacuum chamber 10 via an airtight joint 74 such as a magnetic seal or the like, and is connected to a drive shaft 76 in the chamber via a coupling 75.
The in-chamber drive shaft 76 is rotatably supported by bearings 77a and 77b attached to the inner surface of the vacuum chamber 10. The drive gears 78a and 78b mounted on the in-chamber drive shaft 76 mesh with the external gears 82a and 82b on the rotary drum 80 side, respectively.

【0025】駆動軸71及びチャンバー内駆動軸76
は、モータ72からの動力を外歯歯車82a及び82b
に伝達し、ドラム本体81を回転させるものである。ま
た、ドラム本体81の内部に供給された原料粉末をスパ
ッタリング中に撹拌して均一な粉末被覆を行わせる粉末
撹拌機構,スパッタリング中にドラム本体81の昇温を
抑制する水冷機構等を、駆動軸71〜チャンバー内駆動
軸76の動力伝達系と同様に設けることもできる。
The drive shaft 71 and the drive shaft 76 in the chamber
Supplies the power from the motor 72 to the external gears 82a and 82b.
To rotate the drum main body 81. Also, a powder stirring mechanism that stirs the raw material powder supplied into the drum body 81 during sputtering to perform uniform powder coating, a water cooling mechanism that suppresses a temperature rise of the drum body 81 during sputtering, and the like, have a drive shaft. 71 to the power transmission system of the drive shaft 76 in the chamber may be provided in the same manner.

【0026】真空チャンバー4の内部を真空雰囲気にし
た後、ターゲットプレート50に400Vの高電圧を印
加しながら、噴出管54からプラズマ化したArガスを
ターゲットプレート50の表面に向けて送り出す。ター
ゲットプレート50の構成原子は、Arプラズマにより
励起され、回転ドラム2,80の底部にある原料粉末に
向けて飛翔し、個々の粉末粒子の表面に被着する。
After the inside of the vacuum chamber 4 is evacuated to a vacuum atmosphere, the Ar gas, which has been turned into plasma, is sent from the ejection pipe 54 toward the surface of the target plate 50 while applying a high voltage of 400 V to the target plate 50. The constituent atoms of the target plate 50 are excited by the Ar plasma, fly toward the raw material powder at the bottom of the rotating drums 2, 80, and adhere to the surfaces of the individual powder particles.

【0027】このとき、ターゲットプレート50は、バ
ッキングプレート40を介して抜熱され、500℃以下
の低温に保持される。また、バッキングプレート40と
ケーシング10との間にある空洞部12L1,12L2・・
・,12Ln,12R1,12R2・・・12Rnが断熱層とし
て働き、且つ水冷ジャケット20L1,20L2・・・,2
Ln,20R1,20R2・・・20Rnの水冷作用によっ
て、ケーシング10は常温に維持され、熱変形が生じな
い。また、ケーシング10の剛体強度は、ケーシング1
0の内側に配置されている補強プレート11及び仕切り
板13L1,13L2・・・,13Ln,13R1,13R2・・
・13Rnによって高くなっている。
At this time, the heat of the target plate 50 is removed through the backing plate 40, and is kept at a low temperature of 500 ° C. or less. Further, the hollow portions 12 L1 , 12 L2 ... Between the backing plate 40 and the casing 10.
.. , 12 Ln , 12 R1 , 12 R2 ... 12 Rn function as heat insulating layers, and water cooling jackets 20 L1 , 20 L2 .
Due to the water cooling action of 0 Ln , 20 R1 , 20 R2 ... 20 Rn , the casing 10 is maintained at room temperature, and no thermal deformation occurs. The rigid strength of the casing 10 is the same as that of the casing 1.
., 13 L1 , 13 L2 , 13 Ln , 13 R1 , 13 R2 ...
-Increased by 13 Rn .

【0028】このケーシング10によって支持されてい
るスパッタリング装置Aは、図6に示すように片持ち支
持された状態であっても、熱変形によってスパッタリン
グ装置Aの自由端側が垂れ下がることがなく、ターゲッ
トプレート50と回転ドラム80の底部内面との間の距
離は、回転ドラム80の軸方向に関して一定に保たれ
る。したがって、異常放電等のトラブルが発生せず、回
転ドラム80に装入された原料粉末が安定した条件下で
スパッタリングされ、個々の粉末粒子の表面に均一なコ
ーティング層が形成される。
The sputtering apparatus A supported by the casing 10 does not hang down the free end side of the sputtering apparatus A due to thermal deformation even in the state of being cantilevered as shown in FIG. The distance between 50 and the inner bottom surface of rotating drum 80 is kept constant in the axial direction of rotating drum 80. Therefore, trouble such as abnormal discharge does not occur, and the raw material powder charged in the rotating drum 80 is sputtered under stable conditions, and a uniform coating layer is formed on the surface of each powder particle.

【0029】なお、以上の実施例においては、スパッタ
リング装置Aを片持ち支持して回転ドラム2,80内に
配置した。しかし、本発明はこれに拘束されることな
く、スパッタリング装置Aの両端をターゲット駆動ユニ
ット5,60及びドラム駆動ユニット6,30の双方で
支持することも可能である。この場合、スパッタリング
装置Aの自重による変形が抑制され、ターゲットプレー
ト50から回転ドラム2,80の内面までの距離は一層
正確に保たれる。
In the above embodiment, the sputtering apparatus A is disposed in the rotary drums 2 and 80 in a cantilever manner. However, the present invention is not limited to this, and both ends of the sputtering apparatus A can be supported by both the target driving units 5 and 60 and the drum driving units 6 and 30. In this case, the deformation of the sputtering apparatus A due to its own weight is suppressed, and the distance from the target plate 50 to the inner surfaces of the rotating drums 2 and 80 is more accurately maintained.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上に説明したように、本発明において
は、ターゲットプレートを円筒状のケーシングで支持
し、ケーシング内面に水冷ジャケットを取り付けること
により、回転ドラムの内部で宙吊り状態に配置されるに
も拘らず、ターゲットプレートとドラム内面との距離が
一定に保たれる。そのため、スパッタリング条件が安定
化し、均一なコーティングが施された粉末を高い歩留り
で製造することが可能となる。
As described above, according to the present invention, the target plate is supported by the cylindrical casing, and the water cooling jacket is attached to the inner surface of the casing, so that the target plate is suspended in the rotating drum. Nevertheless, the distance between the target plate and the inner surface of the drum is kept constant. Therefore, the sputtering conditions are stabilized, and it becomes possible to produce a powder with a uniform coating at a high yield.

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

【図1】 本発明者等が先に提案した小型の粉末コーテ
ィング装置
FIG. 1 is a small powder coating apparatus proposed by the present inventors.

【図2】 本発明者等が開発した大型の粉末コーティン
グ装置
FIG. 2 is a large powder coating apparatus developed by the present inventors.

【図3】 本発明実施例のスパッタリング装置の軸方向
断面図
FIG. 3 is an axial sectional view of a sputtering apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図4】 ターゲットプレートを外して同スパッタリン
グ装置を下からみた図
FIG. 4 is a view of the sputtering apparatus viewed from below with a target plate removed.

【図5】 ターゲットプレートを装着して同スパッタリ
ング装置を下からみた図
FIG. 5 is a view of the sputtering apparatus viewed from below with a target plate attached.

【図6】 同スパッタリング装置を片持ち支持して回転
ドラム内に配置した状態
FIG. 6 shows a state in which the sputtering apparatus is cantilevered and arranged in a rotating drum.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

A スパッタリング装置 2 回転ドラム 10
ケーシング 11 補強プレート 20L1,20L2・・・20
Ln,20R1,20R2・・・20Rn 水冷ジャケット 3
0 ターゲットリング 32 水冷パイプ 40 バッキングプレート 50 ターゲットプレート
A sputtering apparatus 2 rotating drum 10
Casing 11 Reinforcement plate 20 L1 , 20 L2 ... 20
Ln , 20 R1 , 20 R2 ... 20 Rn water cooling jacket 3
0 Target ring 32 Water cooling pipe 40 Backing plate 50 Target plate

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特公 昭60−8303(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C23C 14/00 - 14/58 B22F 1/02 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References Japanese Patent Publication No. 60-8303 (JP, B1) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) C23C 14/00-14/58 B22F 1 / 02

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 内部が補強プレートにより分割された半
円筒状のケーシングと、該ケーシングに取り付けられた
ターゲットリングと、該ターゲットリングの内周面に取
り付けられた水冷パイプと、前記ターゲットリングにバ
ッキングプレートを介して装着されたターゲットプレー
トと、前記半円筒状ケーシングの内面に固着された水冷
ジャケットとを備え、上下の温度差を抑制した状態で
転ドラムの軸方向に宙吊り状態で挿入されることを特徴
とする粉末コーティング用スパッタリング装置。
1. A semi-cylindrical casing having an interior divided by a reinforcing plate, a target ring attached to the casing, a water-cooled pipe attached to an inner peripheral surface of the target ring, and a backing on the target ring. A target plate mounted via a plate, and a water-cooled jacket fixed to the inner surface of the semi-cylindrical casing, and suspended in the axial direction of the rotating drum in a state in which a vertical temperature difference is suppressed. A sputtering apparatus for powder coating characterized by being inserted by:
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