真空電弧蒸鍍法及裝置、用該法制造的薄膜、物品及產(chǎn)品的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種真空電弧蒸鍍法及真空電弧蒸鍍裝置、用真空電弧蒸鍍法制造的薄膜、物品及產(chǎn)品，即便在使用了大口徑陰極的情況下，也能使陰極表面的陰極材料均勻地消耗而提升陰極利用效率，從而能夠降低涂布成本。本發(fā)明的真空電弧蒸鍍法利用電弧放電使陰極材料蒸發(fā)而在基材上進(jìn)行成膜，通過在多個部位配置用來對陰極導(dǎo)入電流的電流導(dǎo)入端子，并對陰極材料流通放電電流，而進(jìn)行電弧放電，從而在基材上形成蒸鍍膜。本發(fā)明的真空電弧蒸鍍裝置利用電弧放電使陰極材料蒸發(fā)而在基材上進(jìn)行成膜，且構(gòu)成為：通過在多個部位配置用來對陰極導(dǎo)入電流的電流導(dǎo)入端子，并對陰極材料流通放電電流，而進(jìn)行電弧放電，從而在基材上形成蒸鍍膜。
【專利說明】真空電弧蒸鍍法及裝置、用該法制造的薄膜、物品及產(chǎn)品

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種真空電弧蒸鍍法、真空電弧蒸鍍裝置及使用真空電弧蒸鍍法制造 的薄膜及物品。

【背景技術(shù)】
[0002] 等離子化學(xué)氣相沉積（Chemical Vapor Deposition, CVD)法、真空蒸鍍法、溉鍍 (sputtering)法、真空電弧蒸鍍法等使用等離子的表面處理方法被廣泛用作在工具、模具、 滑動材料等的表面形成耐磨性（abrasion resistance)皮膜的方法，且在機(jī)械零件及電子 零件等領(lǐng)域也被廣泛地利用。
[0003] 其中，真空電弧蒸鍍法是如下成膜方法，S卩，使陽極與陰極之間產(chǎn)生電弧放電（arc discharge)，使陰極材料蒸發(fā)并蒸鍍于基材，該方法不只等離子密度高，離子化率也遠(yuǎn)高于 其他濺鍍法，例如在其他濺鍍法等的情況下為1 %以下，相對于此，所述方法的離子化率為 60%?70%。
[0004] 因此，真空電弧蒸鍍法具有如下特征：容易控制膜應(yīng)力，而且可以在表面處理用基 材與所需的薄膜之間的界面有效地形成混合層而形成密接性（adhesion)極高的薄膜，此 夕卜，生產(chǎn)性也優(yōu)秀，所以多用于切削工具、滑動零件等（例如專利文獻(xiàn)1)。
[0005] 將真空電弧蒸鍍裝置的基本構(gòu)成示于圖5。如圖5所示，真空電弧蒸鍍裝置包括真 空室（vacuum chamber) 1、陰極2、基材3、電源4、電源7、墊板（packing plate) 6、電流導(dǎo)入 端子8、及基材架（hoIder) 9。于此，電源4是經(jīng)由基材架9對基材3施加負(fù)電位的電源，電 源7是經(jīng)由電流導(dǎo)入端子8對保持于墊板6的陰極2施加負(fù)電位的電源。另外，這些電源 使用的是直流電源或脈沖電源。此外，真空室1被保持為接地電位。
[0006] 使用所述構(gòu)成的真空電弧蒸鍍裝置的成膜以如下方式進(jìn)行。首先，在通過電源7 被賦予了負(fù)電位的陰極2與接地的真空室1之間產(chǎn)生電弧放電而形成等離子5,使陰極材料 從陰極2的表面蒸發(fā)而使陰極材料離子化。已離子化的陰極材料被投入加偏壓為負(fù)電位的 基材3的表面而在基材3上成膜。
[0007] [【背景技術(shù)】文獻(xiàn)]
[0008] [專利文獻(xiàn)]
[0009] [專利文獻(xiàn)1]日本專利特開2012-92380號公報


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 發(fā)明要解決的課題
[0011] 在如上所述的真空電弧蒸鍍法中，近年來，為了降低成本，嘗試將陰極設(shè)為更大口 徑進(jìn)行成膜，但因為在大口徑的陰極表面難以使陰極材料的消耗保持均勻，所以有如下?lián)?憂：陰極的利用效率降低反而導(dǎo)致涂布成本（coating cost)上升。
[0012] 因此，本發(fā)明的課題在于提供一種真空電弧蒸鍍技術(shù)，即便在使用大口徑的陰極 的情況下，也能使陰極表面的陰極材料均勻地消耗而提升陰極的利用效率，從而降低涂布 成本。
[0013] 解決課題的手段
[0014] 本發(fā)明人針對在以往的真空電弧蒸鍍技術(shù)中，使用大口徑的陰極的情況下，難以 在陰極表面使陰極材料的消耗保持均勻的原因，基于各種實(shí)驗，進(jìn)行了銳意研究。結(jié)果了解 到在以往的真空電弧蒸鍍技術(shù)中，使用大口徑的陰極的情況下，是由于無法準(zhǔn)確地控制電 弧斑點(diǎn)（arc spot)，才難以實(shí)現(xiàn)陰極材料的均勻消耗。
[0015] 也就是說，在使用大口徑的陰極的情況下，必須使用磁場更準(zhǔn)確地控制電弧斑點(diǎn)， 因此有在陰極的背面?zhèn)戎行奈恢酶浇渲么艌霎a(chǎn)生機(jī)構(gòu)的情況。圖6(a)、圖6(b)是說明 這種磁場產(chǎn)生機(jī)構(gòu)的配置的一例的圖，磁場產(chǎn)生機(jī)構(gòu)11配置在陰極2的背面?zhèn)戎行奈恢酶?近，且通過旋轉(zhuǎn)而準(zhǔn)確地控制電弧斑點(diǎn)。另外，在圖6中，圖6(a)是側(cè)視圖，圖6(b)是圖 6(a)的A-A ^箭視圖。
[0016] 然而，在以這種方式將磁場產(chǎn)生機(jī)構(gòu)11配置于陰極2的背面?zhèn)戎行奈恢酶浇那?況下，與圖5的情況不同，如圖7所示，無法在墊板6或陰極2的中央附近配置用來從電源 7對陰極2施加負(fù)電位的電流導(dǎo)入端子8。
[0017] 如所述那樣，在電流導(dǎo)入端子未配置在陰極的中央附近的情況下，放電電流流入 到電流導(dǎo)入端子時產(chǎn)生的磁場會漏出至陰極表面。而且，如果所述漏出的磁場強(qiáng)，便會給磁 場產(chǎn)生機(jī)構(gòu)形成的用來控制電弧斑點(diǎn)的磁場帶來影響，使得電流導(dǎo)入端子附近產(chǎn)生磁場的 局部變化。具體來說，因兩種磁場干擾，用來控制電弧斑點(diǎn)的磁場局部地變?nèi)酰娀“唿c(diǎn)的 速度比其他部位慢,所述部位的陰極材料的消耗加劇。
[0018] 結(jié)果，電弧斑點(diǎn)的控制變得不準(zhǔn)確，難以在陰極表面實(shí)現(xiàn)陰極材料的均勻的消耗， 陰極的利用效率降低。
[0019] 因此，本發(fā)明人通過各種實(shí)驗銳意研究了如下方法，即，利用放電電流，減弱在電 流導(dǎo)入端子的附近產(chǎn)生并漏出至陰極的表面?zhèn)鹊拇艌觯鴾p小對利用磁場產(chǎn)生機(jī)構(gòu)形成的 磁場的影響。
[0020] 結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過在多個部位配置作為電流導(dǎo)入位置的電流導(dǎo)入端子，可以減弱在 電流導(dǎo)入端子附近產(chǎn)生并漏出至陰極的表面?zhèn)鹊拇艌觯蓽p小對利用磁場產(chǎn)生機(jī)構(gòu)形成 的磁場的影響，從而能夠在電弧放電時準(zhǔn)確地控制電弧斑點(diǎn)。
[0021] 也就是說，通過在多個部位配置電流導(dǎo)入端子，與在一個部位配置電流導(dǎo)入端子 的情況相比，流入到每一部位的電流導(dǎo)入端子的放電電流變小。與此相應(yīng)地，因放電電流而 在電流導(dǎo)入端子附近產(chǎn)生的磁場也變?nèi)酰┏鲋陵帢O表面的磁場也變?nèi)酢＝Y(jié)果，對利用磁場 產(chǎn)生機(jī)構(gòu)形成的磁場的影響變小，用于控制電弧斑點(diǎn)的磁場產(chǎn)生的局部變化變小，因此，可 以大致準(zhǔn)確地控制電弧斑點(diǎn)，從而可以在陰極表面使陰極材料大致均勻地消耗。
[0022] 而且，可知電流導(dǎo)入端子配置得越多，便越能減小對利用磁場產(chǎn)生機(jī)構(gòu)形成的磁 場的影響，而可使陰極表面更均勻地消耗，從而能夠進(jìn)一步提升陰極的利用效率。
[0023] 此外，可知只要能夠減小漏出至陰極表面的磁場對利用磁場產(chǎn)生機(jī)構(gòu)形成的磁場 的影響，所述多個電流導(dǎo)入端子的配置并不限定為對稱性、非對稱性。
[0024] 其次，本發(fā)明人對所述多個電流導(dǎo)入端子的更優(yōu)選的配置部位進(jìn)行了研究。
[0025] 結(jié)果了解到，在并非只將電流導(dǎo)入端子配置在多個部位，而是配置在正四邊形或 正五邊形等正多邊形的頂點(diǎn)的情況下，在各電流導(dǎo)入端子附近產(chǎn)生并漏出至陰極的表面?zhèn)?的磁場在空間上變得均勻，能夠進(jìn)一步減小用于控制電弧斑點(diǎn)的磁場產(chǎn)生的局部變化，因 此，對于電弧斑點(diǎn)的控制來說更加優(yōu)選。
[0026] 具體來說，例如，在將電流導(dǎo)入端子配置在正四邊形的頂點(diǎn)的情況下，只要在相對 于穿過陰極中心且相互正交的兩條直線而對稱的位置配置電流導(dǎo)入端子即可。另外，所述 "正多邊形"并不限定于嚴(yán)格意義上的正多邊形，也可以為大致正多邊形。
[0027] 而且，在配置電流導(dǎo)入端子時，優(yōu)選的是并非將電流導(dǎo)入端子配置成點(diǎn)狀，而是配 置形成為具有圓狀或弧狀等固定大小的面積的面狀的電流導(dǎo)入端子。在配置有形成為面積 大的面狀的電流導(dǎo)入端子的情況下，可以增加電流導(dǎo)入端子與陰極的接觸面積，因此，電流 導(dǎo)入端子附近產(chǎn)生的磁場進(jìn)一步變?nèi)酰┏鲋陵帢O表面的磁場進(jìn)一步變?nèi)酢＝Y(jié)果，對利用磁 場產(chǎn)生機(jī)構(gòu)形成的磁場的影響進(jìn)一步變小。
[0028] 此外，在將電流導(dǎo)入端子形成為帶狀以進(jìn)一步擴(kuò)展電流導(dǎo)入端子的面積從而大面 積地覆蓋陰極表面的情況下，即便是一個電流導(dǎo)入端子，也可以增大電流導(dǎo)入端子與陰極 的接觸面積，因此，無須在多個部位配置電流導(dǎo)入端子，并且能夠減弱從電流導(dǎo)入端子漏出 至陰極表面的磁場。此外，通過以此種大面積形成電流導(dǎo)入端子，在陰極表面磁場均勻地漏 出，因此可以進(jìn)一步減小對利用磁場產(chǎn)生機(jī)構(gòu)形成的磁場的影響。作為這種形成為帶狀的 電流導(dǎo)入端子，可以列舉環(huán)狀的形狀或環(huán)狀的一部分欠缺的形狀的電流導(dǎo)入端子、或沿著 大致正多邊形狀的周緣部的形狀或沿著大致正多邊形狀的周緣部的形狀的一部分欠缺的 形狀的電流導(dǎo)入端子。
[0029] 本發(fā)明的第1項至第12項的實(shí)施方式是基于所述見解的實(shí)施方式。
[0030] 本發(fā)明的第1項的實(shí)施方式是一種真空電弧蒸鍍法，
[0031] 利用電弧放電使陰極材料蒸發(fā)而在基材上進(jìn)行成膜，
[0032] 通過在多個部位配置用來對陰極導(dǎo)入電流的電流導(dǎo)入端子，并對所述陰極材料流 通放電電流，而進(jìn)行電弧放電，在所述基材上形成蒸鍍膜。
[0033] 而且，本發(fā)明的第2項的實(shí)施方式是根據(jù)本發(fā)明的第1項所述的真空電弧蒸鍍法，
[0034] 以所述電流導(dǎo)入端子的中心與大致正多邊形的頂點(diǎn)一致的方式配置所述電流導(dǎo) 入端子。
[0035] 本發(fā)明的第3項的實(shí)施方式是根據(jù)本發(fā)明的第1項或第2項所述的真空電弧蒸鍍 法，
[0036] 所述電流導(dǎo)入端子是形成為面狀的電流導(dǎo)入端子。
[0037] 本發(fā)明的第4項的實(shí)施方式是一種真空電弧蒸鍍法，
[0038] 利用電弧放電使陰極材料蒸發(fā)而在基材上進(jìn)行成膜，
[0039] 通過配置一個電流導(dǎo)入端子作為用來對陰極導(dǎo)入電流的電流導(dǎo)入端子，并對所述 陰極材料流通放電電流，而進(jìn)行電弧放電，在所述基材上形成蒸鍍膜，所述一個電流導(dǎo)入端 子形成為具有環(huán)狀的形狀或環(huán)狀的一部分為欠缺的形狀的帶狀。
[0040] 本發(fā)明的第5項的實(shí)施方式是一種真空電弧蒸鍍法，
[0041] 利用電弧放電使陰極材料蒸發(fā)而在基材上進(jìn)行成膜，
[0042] 通過配置一個電流導(dǎo)入端子作為用來對陰極導(dǎo)入電流的電流導(dǎo)入端子，并對所述 陰極材料流通放電電流，而進(jìn)行電弧放電，在所述基材上形成蒸鍍膜，所述一個電流導(dǎo)入端 子形成為具有沿著大致正多邊形狀的周緣部的形狀或沿著大致正多邊形狀的周緣部的形 狀的一部分欠缺的形狀的帶狀。
[0043] 此外，本發(fā)明的第6項的實(shí)施方式是一種真空電弧蒸鍍裝置，
[0044] 利用電弧放電使陰極材料蒸發(fā)而在基材上進(jìn)行成膜，
[0045] 構(gòu)成為通過在多個部位配置用來對陰極導(dǎo)入電流的電流導(dǎo)入端子，并對所述陰極 材料流通放電電流，而進(jìn)行電弧放電，在所述基材上形成蒸鍍膜。
[0046] 而且，本發(fā)明的第7項的實(shí)施方式是根據(jù)本發(fā)明的第6項所述的真空電弧蒸鍍裝 置，
[0047] 所述電流導(dǎo)入端子以所述電流導(dǎo)入端子的中心與大致正多邊形的頂點(diǎn)一致的方 式配置。
[0048] 本發(fā)明的第8項的實(shí)施方式是根據(jù)本發(fā)明的第6項或第7項所述的真空電弧蒸鍍 裝置，
[0049] 所述電流導(dǎo)入端子是形成為面狀的電流導(dǎo)入端子。
[0050] 本發(fā)明的第9項的實(shí)施方式是一種真空電弧蒸鍍裝置，
[0051] 利用電弧放電使陰極材料蒸發(fā)而在基材上進(jìn)行成膜，
[0052] 構(gòu)成為通過配置一個電流導(dǎo)入端子作為用來對陰極導(dǎo)入電流的電流導(dǎo)入端子，并 對所述陰極材料流通放電電流，而進(jìn)行電弧放電，在所述基材上形成蒸鍍膜，所述一個電流 導(dǎo)入端子形成為具有環(huán)狀的形狀或環(huán)狀的一部分為欠缺的形狀的帶狀。
[0053] 本發(fā)明的第10項的實(shí)施方式是一種真空電弧蒸鍍裝置，
[0054] 利用電弧放電使陰極材料蒸發(fā)而在基材上進(jìn)行成膜，
[0055] 構(gòu)成為通過配置一個電流導(dǎo)入端子作為用來對陰極導(dǎo)入電流的電流導(dǎo)入端子，并 對所述陰極材料流通放電電流，而進(jìn)行電弧放電，在所述基材上形成蒸鍍膜，所述一個電流 導(dǎo)入端子形成為具有沿著大致正多邊形狀的周緣部的形狀或沿著大致正多邊形狀的周緣 部的形狀的一部分為欠缺的形狀的帶狀。
[0056] 其次，本發(fā)明的第11項的實(shí)施方式是一種薄膜，
[0057] 使用本發(fā)明的第1項至第5項中任一項所述的真空電弧蒸鍍法在基材上成膜。
[0058] 通過使用所述真空電弧蒸鍍法，如上所述，可以提升陰極的利用效率而極其廉價 地進(jìn)行涂布（coating)，因此可以提供涂布成本廉價的薄膜。
[0059] 其次，本發(fā)明的第12項所述的實(shí)施方式是一種物品，
[0060] 包括本發(fā)明的第11項所述的薄膜。
[0061] 因為在基材上形成涂布成本廉價的薄膜，所以可以廉價地提供機(jī)械零件、汽車零 件、模具等物品。
[0062] 其次，本發(fā)明的第13項的實(shí)施方式是一種產(chǎn)品，
[0063] 使用本發(fā)明的第12項所述的物品。
[0064]因為使用廉價的機(jī)械零件、汽車零件、模具等物品，所以可以廉價地提供機(jī)械、汽 車、及其他系統(tǒng)等的產(chǎn)品。
[0065] 發(fā)明的效果
[0066] 根據(jù)本發(fā)明，可以提供一種真空電弧蒸鍍技術(shù)，即便在使用大口徑的陰極的情況 下，也能使陰極表面的陰極材料均勻地消耗而提升陰極的利用效率，從而能夠降低涂布成 本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0067] 圖1是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式的真空電弧蒸鍍裝置的構(gòu)成的圖。
[0068] 圖2是以示意的方式表示本發(fā)明的一實(shí)施方式的真空電弧蒸鍍裝置的陰極的一 例的圖。
[0069] 圖3(a)、圖3(b)是以示意的方式表示本發(fā)明的另一實(shí)施方式的真空電弧蒸鍍裝 置的陰極的圖。
[0070] 圖4(a)、圖4(b)、圖4(c)、圖4(d)是以示意的方式表示本發(fā)明的又一實(shí)施方式的 真空電弧蒸鍍裝置的陰極的圖。
[0071] 圖5是表示真空電弧蒸鍍裝置的基本的構(gòu)成的圖。
[0072] 圖6 (a)、圖6 (b)是說明磁場產(chǎn)生機(jī)構(gòu)的配置的一例的圖。
[0073] 圖7是表示在以往的真空電弧蒸鍍裝置中配置著大口徑的陰極時的情況的圖。
[0074] [符號的說明]
[0075] 1 :真空室
[0076] 2:陰極
[0077] 3 :基材
[0078] 4、7:電源
[0079] 5 :等離子
[0080] 6 :墊板
[0081] 8:電流導(dǎo)入端子
[0082] 9 :基材架
[0083] 11 :磁場產(chǎn)生機(jī)構(gòu)

【具體實(shí)施方式】
[0084] 以下，基于實(shí)施方式對本發(fā)明進(jìn)行說明。
[0085] 1 ?真空電弧蒸鍍裝置
[0086] 首先，對本實(shí)施方式的真空電弧蒸鍍裝置進(jìn)行說明。圖1是表示本實(shí)施方式的真 空電弧蒸鍍裝置的構(gòu)成的圖，該真空電弧蒸鍍裝置包括真空室1、陰極2、基材3、電源4、 電源7、墊板6、電流導(dǎo)入端子8、及基材架9,在使用直流電源或脈沖電源作為電源4、電 源7這一方面，是與圖5所示的以往的真空電弧蒸鍍裝置的構(gòu)成基本上相同的構(gòu)成。另 夕卜，在圖1所示的真空電弧蒸鍍裝置中，為了進(jìn)行電弧斑點(diǎn)的速度及位置控制，將未圖示的 磁場產(chǎn)生機(jī)構(gòu)配置在陰極2的背面?zhèn)戎行奈恢酶浇４送猓€配置未圖示的渦輪分子泵 (turbo-molecular pump)、旋轉(zhuǎn)泵（rotary pump)等排氣系統(tǒng)及空氣導(dǎo)入系統(tǒng)。而且，也有 視需要配置有未圖示的觸發(fā)器（trigger)等的情況。
[0087] 本實(shí)施方式的真空電弧蒸鍍裝置與圖5所示的真空電弧蒸鍍裝置的不同點(diǎn)在于： 在陰極2上電流導(dǎo)入端子8被設(shè)于多個部位。
[0088] 具體來說，例如，如圖2所示，在端子編號1?4的四個部位配置著電流導(dǎo)入端子 8〇
[0089] 由此，如上所述，與將電流導(dǎo)入端子8配置于一部位的情況相比，流入至每一部位 的放電電流變小，電流導(dǎo)入端子8附近產(chǎn)生的磁場變?nèi)酢＝Y(jié)果，漏出至陰極2表面的磁場也 變?nèi)酰瑢τ谟脕砜刂齐娀“唿c(diǎn)的磁場的影響變小。
[0090] 此外，通過將電流導(dǎo)入端子8配置在正四邊形的頂點(diǎn)，因放電電流而漏出至陰極2 表面的磁場在空間上均勻化，從而可以充分地緩和電弧斑點(diǎn)的控制中的局部磁場變化。結(jié) 果，當(dāng)成膜時，陰極2的表面被均勻地消耗，陰極2的利用效率變高，從而可以實(shí)現(xiàn)極其廉價 的涂布。
[0091] 而且，并不限于將電流導(dǎo)入端子8配置成正四邊形的圖2,在將電流導(dǎo)入端子8配 置在正三邊形或正五邊形等正多邊形的頂點(diǎn)的情況下，因放電電流而漏出至陰極2表面的 磁場在空間上均勻化。此時，電流導(dǎo)入端子8的個數(shù)越多，空間上均勻化的程度越大，陰極 2的利用效率進(jìn)一步變高，從而可以實(shí)現(xiàn)極其廉價的涂布。
[0092] 另外，電流導(dǎo)入端子8的形狀并不限于圖2所示的圓形狀，也可以形成為圖3(a) 或圖3(b)所示的具有固定大小的面積的面狀。另外，在圖3(a)中，形成為圓弧狀的電流導(dǎo) 入端子8等間隔地配置，在圖3(b)中，形成為長方形狀的電流導(dǎo)入端子8呈放射狀地配置。
[0093] 通過以此方式配置面積大幅擴(kuò)展的形狀的電流導(dǎo)入端子8,可以增加電流導(dǎo)入端 子8與陰極2的接觸面積，因此，可以進(jìn)一步減弱漏出至陰極表面的磁場。結(jié)果，可以更充 分地緩和電弧斑點(diǎn)的控制中的局部磁場變化，而更確實(shí)地使陰極2的表面均勻地消耗，從 而能夠進(jìn)一步提升利用效率。
[0094] 而且，也可以進(jìn)一步擴(kuò)展電流導(dǎo)入端子的面積，例如形成為帶狀，所述帶狀為圖 4 (a)所示的環(huán)狀、圖4 (b)所示的沿著正四邊形狀的周緣部的形狀、圖4 (c)所示的環(huán)狀且一 部分欠缺的形狀、及圖4(d)所示的沿著正四邊形的周緣部的形狀的一部分欠缺的形狀等。 通過形成這種電流導(dǎo)入端子8,可以增加電流導(dǎo)入端子與陰極的接觸面積，從而可以減弱從 電流導(dǎo)入端子漏出至陰極表面的磁場。而且，無須在多個部位配置電流導(dǎo)入端子。
[0095] 另外，在圖1中，電流導(dǎo)入端子8是隔著墊板6而配置，但也可以隔著支撐墊板6 的法蘭（flange)等配置。
[0096] 2?真空電弧蒸鍍方法
[0097] 其次，基于圖1，對使用所述構(gòu)成的真空電弧蒸鍍裝置的真空電弧蒸鍍方法進(jìn)行說 明。
[0098] 首先，使用所述渦輪分子泵、旋轉(zhuǎn)泵等排氣系統(tǒng)將真空室1內(nèi)抽真空為規(guī)定的真 空度。然后，通過氣體導(dǎo)入系統(tǒng)導(dǎo)入氮?dú)饣蜓鯕獾龋⒃诒槐３智夜潭ㄓ趬|板6的陰極2與 真空室1之間，利用電源7開始電弧放電，形成等離子5,使陰極材料從陰極2蒸發(fā)，在通過 電源4而被加偏壓為負(fù)電位的基材3成膜。
[0099] 此時，因為通過電源7施加的負(fù)電位從配置在正四邊形的頂點(diǎn)的多個電流導(dǎo)入端 子8分散地被導(dǎo)入，所以，如上所述，電流導(dǎo)入端子8附近產(chǎn)生的磁場弱且在空間上變得均 勻，電弧斑點(diǎn)被適當(dāng)?shù)乜刂啤＝Y(jié)果，當(dāng)成膜時，陰極2的表面被均勻地消耗，陰極2的利用效 率變高，從而可以實(shí)現(xiàn)極其廉價的涂布。
[0100] 3.利用真空電弧蒸鍍方法形成的薄膜及利用薄膜形成而制造的物品
[0101] 在所述真空電弧蒸鍍方法中，根據(jù)陰極材料的種類、及成膜時導(dǎo)入的氣體的種類， 可以形成各種薄膜。具體來說，例如在陰極使用Ti,導(dǎo)入氣體使用氮?dú)狻⒀鯕獾那闆r下，分 別形成TiN、TiO2的薄膜，此外，在陰極使用Cr,導(dǎo)入氣體使用氮?dú)獾那闆r下，形成CrN的 薄膜。而且，在陰極使用C，且不導(dǎo)入氣體而進(jìn)行蒸鍍的情況下，可以形成類金剛石鍍膜 (Diamond-like carbon, DLC)〇
[0102] 通過應(yīng)用這種成膜技術(shù)，可以廉價地制造優(yōu)良品質(zhì)的機(jī)械零件、汽車零件、模具等 物品。此外，可以廉價地提供使用這些物品的機(jī)械、汽車、及其他系統(tǒng)。
[0103] [實(shí)施例]
[0104] 以下，基于實(shí)施例更具體地說明本發(fā)明。
[0105] 1 ?成膜
[0106] (比較例1)
[0107] 在圖1所示的真空電弧蒸鍍裝置中，使用直徑152 mm(p、厚度12mm的Ti制陰極 作為陰極2,并導(dǎo)入氮?dú)舛赟KH51制基材上形成TiN。
[0108] 另外，此時，氮?dú)獾膶?dǎo)入量為300CCM，成膜室的真空度為5. 2Pa，電弧電流（放電電 流）為150A、蒸發(fā)源的運(yùn)轉(zhuǎn)時間為800min，將電流導(dǎo)入端子僅設(shè)于圖2所示的端子編號2 的一部位而進(jìn)行成膜。
[0109] (比較例2)
[0110] 除了將電流導(dǎo)入端子僅設(shè)于圖2所示的端子編號4的一部位以外與比較例1同樣 地進(jìn)行成膜。
[0111] (實(shí)施例）
[0112] 除了將電流導(dǎo)入端子設(shè)于圖2所示的端子編號1?4的四部位以外，與比較例1 同樣地進(jìn)行成膜。另外，此時，流入至電流導(dǎo)入端子每一部位的電弧電流變?yōu)?50/4A。
[0113] 2.評價方法及評價結(jié)果
[0114] 在成膜結(jié)束后，在各比較例及實(shí)施例中，測定端子編號1?4的各電流導(dǎo)入端子附 近的陰極2的厚度，求出消耗量（厚度的減少量）。匯總評價結(jié)果并示于表1。
[0115] [表 1]
[0116]

【權(quán)利要求】
1. 一種真空電弧蒸鍍法，利用電弧放電使陰極材料蒸發(fā)，而在基材上進(jìn)行成膜，其特征 在于： 通過在多個部位配置用來對陰極導(dǎo)入電流的電流導(dǎo)入端子，并對所述陰極材料流通放 電電流，而進(jìn)行電弧放電，在所述基材上形成蒸鍍膜。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空電弧蒸鍍法，其特征在于： 以所述電流導(dǎo)入端子的中心與正多邊形的頂點(diǎn)一致的方式配置所述電流導(dǎo)入端子。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的真空電弧蒸鍍法，其特征在于： 所述電流導(dǎo)入端子是形成為面狀的電流導(dǎo)入端子。
4. 一種真空電弧蒸鍍法，利用電弧放電使陰極材料蒸發(fā)，而在基材上進(jìn)行成膜，其特征 在于： 通過配置一個電流導(dǎo)入端子作為用來對陰極導(dǎo)入電流的電流導(dǎo)入端子，并對所述陰極 材料流通放電電流，而進(jìn)行電弧放電，在所述基材上形成蒸鍍膜，所述一個電流導(dǎo)入端子形 成為具有環(huán)狀的形狀或環(huán)狀的一部分為欠缺的形狀的帶狀。
5. -種真空電弧蒸鍍法，利用電弧放電使陰極材料蒸發(fā)，而在基材上進(jìn)行成膜，其特征 在于： 通過配置一個電流導(dǎo)入端子作為用來對陰極導(dǎo)入電流的電流導(dǎo)入端子，并對所述陰 極材料流通放電電流而進(jìn)行電弧放電，在所述基材上形成蒸鍍膜，所述一個電流導(dǎo)入端子 形成帶狀，所述帶狀是沿著正多邊形的邊緣部或沿著有部分缺口的正多邊形的邊緣部而形 成。
6. -種真空電弧蒸鍍裝置，利用電弧放電使陰極材料蒸發(fā)，而在基材上進(jìn)行成膜，其特 征在于： 構(gòu)成為通過在多個部位配置用來對陰極導(dǎo)入電流的電流導(dǎo)入端子，并對所述陰極材料 流通放電電流，而進(jìn)行電弧放電，在所述基材上形成蒸鍍膜。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的真空電弧蒸鍍裝置，其特征在于： 以所述電流導(dǎo)入端子的中心與正多邊形的頂點(diǎn)一致的方式配置所述電流導(dǎo)入端子。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的真空電弧蒸鍍裝置，其特征在于： 所述電流導(dǎo)入端子是形成為面狀的電流導(dǎo)入端子。
9. 一種真空電弧蒸鍍裝置，利用電弧放電使陰極材料蒸發(fā)，而在基材上進(jìn)行成膜，其特 征在于： 構(gòu)成為通過配置一個電流導(dǎo)入端子作為用來對陰極導(dǎo)入電流的電流導(dǎo)入端子，并對所 述陰極材料流通放電電流，而進(jìn)行電弧放電，在所述基材上形成蒸鍍膜，所述一個電流導(dǎo)入 端子形成帶狀，所述帶狀是環(huán)狀或有部分缺口的環(huán)狀。
10. -種真空電弧蒸鍍裝置，利用電弧放電使陰極材料蒸發(fā)，而在基材上進(jìn)行成膜，其 特征在于： 構(gòu)成為通過配置一個電流導(dǎo)入端子作為用來對陰極導(dǎo)入電流的電流導(dǎo)入端子，并對所 述陰極材料流通放電電流，而進(jìn)行電弧放電，在所述基材上形成蒸鍍膜，所述一個電流導(dǎo)入 端子形成帶狀，所述帶狀是沿著正多邊形的邊緣部或沿著有部分缺口的正多邊形狀的邊緣 部而形成。
11. 一種薄膜，其特征在于： 使用權(quán)利要求1至5中任一項所述的真空電弧蒸鍍法在基材上成膜。
12. 一種物品，其特征在于： 包括權(quán)利要求11所述的薄膜。
13. -種產(chǎn)品，其特征在于： 使用權(quán)利要求12所述的物品。
【文檔編號】C23C14/32GK104451559SQ201410386906
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年8月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月24日
【發(fā)明者】高橋正人, 加藤健治, 岡崎尚登 申請人:日本Itf株式會社