CN102395691A - 等离子表面处理装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及表面处理方法及装置，更详细地讲，涉及利用等离子体离子处理导电性对象物的表面的方法及装置。本发明的目的是提供一种利用等离子体离子能够处理如金属板材或线材那样的连续供给的对象物的表面的处理装置及方法。根据本发明，提供如下等离子表面处理装置。该装置利用等离子处理导电性对象物的被处理部表面，其特征是，包括：连接装置，与所述对象物的被处理部电连接以便对所述对象物的被处理部施加负的脉冲电压；脉冲电压发生装置，与所述连接装置电连接；以及磁芯(magnetic core)，配置在所述对象物的被处理部的边界周围，阻断因施加到所述对象物的被处理部的负的脉冲电压而流经所述对象物的被处理部的电流脱出所述对象物的被处理部的边界流动。根据本发明的等离子表面处理装置及方法利用负的高电压脉冲和磁芯可限定电压所施加的区域。因此，可限定等离子表面处理部位。

Description

等离子表面处理装置及方法
技术领域
本发明涉及表面处理方法及装置，更详细地讲，涉及利用等离子体离子(plasma ion)处理导电性对象物的表面的方法及装置。
背景技术
在需要对金属板材或线材进行热处理时，如不去除如在冷轧那样的前序工序中所使用的轧制用油、工序中的粉尘等异物，则轧制用油、粉尘等异物在1050～1100℃的热处理温度下被碳化，从而带来金属板材表面的污染，导致表面缺陷。另外，在对如金属板材或线材那样的导电性对象物的表面蒸镀、涂敷或接合另一坯料时，可通过洗涤或重整的表面处理来提高粘结力和贴紧度。
因此，需要有处理如金属板材或线材那样的导电性对象物的表面的方法。作为这种方法一直使用了利用各种化学药品的方法、利用等离子的方法等。
使用化学药品的方法是将对象物浸渍在碱或TCE等有机溶剂中而去除有机物的方法。但这种方法需要装碱槽、电解洗涤槽、温水洗涤槽、干燥工序等，因而存在其工序繁杂的问题。另外，需要用于维持反应性的适当的浓度以及温度，因而存在消耗大量的能量的问题。另外，由于长时间使用化学药品因而在表面形成油层，因此，存在洗涤状态不良导致洗涤质量低下，不可能洗涤微小间隙的问题。另外，还存在对环境带来不良影响的问题。
利用等离子的方法是使通过发生等离子而产生的离子或自由基(radical)等与材料的表面接触而去除材料表面的杂质或污染物的方法。其中，主要利用离子的方法利用的是如下原理。即、在填满了等离子的腔内放置准备进行表面处理的对象物，将负的高电压施加到对象物，并在生成于对象物的表面周围的跃迁性等离子体鞘层(Transition plasma sheath)加速离子，则所加速的离子自发地与施加有负的高电压的对象物的表面冲撞。该方法由于利用通过负的高电压而加速的离子处理表面，因而具有洗涤及表面重整效果良好且表面处理速度非常快的优点。另外，具有也能去除如金属氧化物之类的无机物的优点。
发明内容
技术课题
虽然如上所述的利用等离子体离子的表面处理方法具有诸多优点，但也存在如下问题。表面处理对象物为导电性物质，在需要仅对于对象物的一部分进行表面处理的情况下，施加到对象物的负的高电压超出所要进行处理的区域而施加到对象物整体上，从而在所希望进行处理的部分之外也进行表面处理。
另外，在对如金属板材或线材那样的连续的对象物进行表面处理的情况下，由于对象物被接地，因而无法将负的高电压施加到对象物上，其结果，存在因离子未被加速导致无法进行利用了等离子体离子的表面处理的问题。
本发明是为了解决如上所述的现有技术的问题而提出的，其目的是提供一种利用等离子体离子能够仅对导电性对象物的表面的一部分进行处理的处理装置及方法。另一目的是提供一种利用等离子体离子能够处理如金属板材或线材那样的连续供给的对象物的表面的处理装置及方法。
课题的解决方法
根据本发明，提供如下等离子表面处理装置。该装置利用等离子处理导电性对象物的被处理部表面，其特征是，包括：连接装置，与所述对象物的被处理部电连接以便对所述对象物的被处理部施加负的脉冲电压；脉冲电压发生装置，与所述连接装置电连接；以及磁芯(magnetic core)，配置在所述对象物的被处理部的边界周围，阻断因施加到所述对象物的被处理部的负的脉冲电压而流经所述对象物的被处理部的电流脱出所述对象物的被处理部的边界流动。
另外，提供如下等离子表面处理方法。该方法在包括：供给工艺气体的步骤；在导电性对象物的周围形成等离子体离子的步骤；以及将所述等离子体离子加速而对所述导电性对象物的被处理部进行冲撞的步骤的导电性对象物的表面处理方法中，其特征是，包括：在所述对象物的被处理部的边界周围配置磁芯的步骤，以阻断流经所述对象物的被处理部的电流脱出对象物的被处理部的边界流动；以及为了加速所述等离子体离子而在所述对象物的被处理部施加负的脉冲电压的步骤。
另外，提供如下等离子表面处理装置。该装置利用等离子处理导电性对象物的被处理部表面，其特征是，包括：至少一对变压器磁芯，配置在所述对象物的被处理部的边界周围，以在所述对象物的被处理部感应负的脉冲电压；一次线圈，卷绕在各所述变压器磁芯；以及脉冲电压发生装置，与所述各一次线圈电连接。
另外，提供如下等离子表面处理装置。该装置的特征是，包括：变压器磁芯，配置在所述对象物的被处理部的边界周围，以对所述对象物的被处理部施加负的脉冲电压；一次线圈，卷绕在所述变压器磁芯；脉冲电压发生装置，与所述一次线圈电连接；以及磁芯(magnetic core)，配置在所述对象物的被处理部的边界周围，阻断因在所述对象物的被处理部感应的负的脉冲电压而流经所述对象物的被处理部的电流脱出所述对象物的被处理部的边界流动。
另外，提供如下等离子表面处理方法。该方法在包括：供给工艺气体的步骤；在导电性对象物的周围形成等离子体离子的步骤；以及将所述等离子体离子加速而对所述导电性对象物的被处理部进行冲撞的步骤的导电性对象物的表面处理方法中，其特征是，包括：在所述对象物的被处理部的边界周围配置至少一对变压器磁芯的步骤，以对所述对象物的被处理部施加用于加速所述等离子体离子的负的脉冲电压。
另外，提供如下等离子表面处理方法。该方法的特征是，包括：在所述对象物的被处理部的边界周围配置变压器磁芯的步骤，以对所述对象物的被处理部施加用于加速所述等离子体离子的负的脉冲电压；以及在所述对象物的被处理部的边界周围配置磁芯的步骤，以阻断流经所述对象物的被处理部的电流脱出对象物的被处理部的边界流动。
发明效果
根据本发明的等离子表面处理装置及方法具有如下效果。
第一，利用负的高电压脉冲和磁芯可限定施加电压的区域。因此，可限定等离子表面处理部位。另外，对于如金属板材或线材那样的以接地的状态供给的对象物的表面上也可施加负的电压，因而亦可处理这种对象物的表面。
第二，由于利用由负的高电压脉冲加速的离子处理表面，因而处理速度快。因此，适于以较快的速度连续供给的对象物的表面处理。
第三，由于利用由负的高电压脉冲加速的离子处理表面，因而能够均匀稳定地处理表面而不受处理对象物的大小或形状的限制。
第四，不使用化学药品。因此，不会发生化学药品处理费用问题、环境污染问题等。
附图说明
图1是根据本发明的等离子表面处理装置的第一实施例的简图。
图2是在本发明中表示负的高电压脉冲的形态的说明图。
图3是表示了设置在图1所示等离子表面处理装置上的磁芯的配置状态的立体图。
图4是图3所示部分的等效电路。
图5是根据本发明的等离子表面处理装置的第二实施例的简图。
图6是表示了设置在图5所示等离子表面处理装置上的脉冲变压器的配置状态的立体图。
图7是由图6所示脉冲变压器而在金属板材上感应的电位分布图。
图8是表示了设置在根据本发明的等离子表面处理装置的第三实施例的脉冲变压器的配置状态的立体图。
图9是根据本发明的等离子表面处理装置的第四实施例的简图。
图10是表示了设置在图9所示等离子表面处理装置上的脉冲变压器和磁芯的配置状态的立体图。
图11是图10所示部分的等效电路。
符号说明
110、210、310-真空腔，120、220、320-真空泵，130、230、330-气体供给装置，140、240、340-等离子发生装置，150、250、350-脉冲电压发生装置，160-集电用辊，170、370-磁芯，180、280、380-放卷机，190、290、390-卷绕机，260、270-脉冲变压器。
具体实施方式
下面参照附图说明根据本发明的各一实施例的等离子表面处理装置。
<第一实施例>
图1是根据本发明的等离子表面处理装置的第一实施例的简图。本实施例的等离子表面处理装置是用于处理连续供给的金属板材的表面的装置。参照图1，本实施例的等离子表面处理装置包括真空腔110、真空泵120、气体供给装置130、等离子发生装置140、脉冲电压发生装置150、集电用辊160、以及磁芯170。
真空腔110用于对金属板材w的被处理部A提供真空环境，包括形成于真空腔110的上游侧的入口112和形成于下游侧的出口114。金属板材w通过入口112供给到真空腔110内部，并在真空腔110内结束等离子表面处理后，通过真空腔110的出口114排出。在真空腔110的入口112和出口114分别设有真空维持单元116。为了在维持真空腔110的真空的同时将金属板材w向真空腔110供给并从真空腔110排出而设置真空维持单元116。本实施例的等离子表面处理装置100还包括用于将以辊的形态卷绕着的金属板材w向真空腔110内即上述真空腔110内部连续供给的放卷机180和用于连续收卷在真空腔110内部被表面处理后排出的金属板材w的卷绕机190。
真空泵120用于排出真空腔110内的气体而形成真空。真空泵120通过真空阀122而排出真空腔110内的气体。
气体供给装置130是用于向真空腔110内部供给用来生成等离子的气体的装置。气体供给装置130具备气体注入阀132，通过气体注入阀132向真空腔110内部供给气体。通过气体供给装置130供给的气体可以是氮(N2)、氢(H2)、氧(O2)、氖(Ne)、氩(Ar)等多种气体，当然，不仅可以择一使用还可以组合使用上述气体。
等离子发生装置140在腔内形成等离子气氛。等离子发生装置140由用于形成等离子的等离子电极142和用于向等离子电极供给电源的等离子电源144构成。等离子电源144通过馈通(Feed through)向真空腔110内的等离子电极142供给电源。若对等离子电极142施加电源则等离子电极142周围的气体分子被离子化，从而在真空腔110内部形成氧离子和电子电离并混合在一起的等离子状态。
脉冲电压发生装置150发生对金属板材w施加用负脉冲电压。若在金属板材w上施加负脉冲电压则在金属板材w的周围生成跃迁性等离子体鞘层(Transition plasma sheath)，等离子体鞘层内的离子被加速而与施加有负的高电压的金属板材w的表面冲撞从而实现表面处理。参照图2，对在脉冲电压发生装置150发生的高电压脉冲而言，以脉冲宽度(Pulse duration，Tp)为50nS至500mS，脉冲大小(Pulse magnitude，Vp)为-10V至-100kV，脉冲宽度对脉冲终了时间(Pulse stop time，t1)与脉冲开始(Pulse start time，t2)之间的间距(Tm)的比例为1∶5至1∶50,000的负脉冲电压为宜。
集电用辊160可旋转地设置在真空腔110的内部。集电用辊160紧贴在所供给的金属板材w的被处理部A的下表面而旋转，同时，引导并支撑金属板材w的移动。而且，向金属板材w的被处理部A施加在脉冲电压发生装置150所发生的负高电压脉冲。脉冲电压发生装置150通过馈通152向真空腔110内的集电用辊160供给电源。由于集电用辊160设置成可旋转，因而不仅减少与接触集电用辊160的外周面的金属板材w之间的摩擦，还改进金属板材w与集电用辊160之间的贴紧度，从而顺利地实现电接触。
磁芯170分别设置在金属板材w的被处理部A的上游侧及下游侧，阻断由施加在金属板材w的被处理部A上的负脉冲电压而流经金属板材w的被处理部A的电流脱出金属板材w的被处理部A边界流动。图3是表示了设置在图1所示等离子表面处理装置100上的磁芯170的配置状态的立体图，图4是图3所示部分的等效电路。参照图3，磁芯170呈离金属板材w的表面有一定间距并围绕该金属板材的闭环形，以便连续供给的金属板材w能够通过并继续进行。
下面参照图3、图4说明磁芯170阻断电流脱出被处理部A的边界流动的原理。磁芯170由相对磁导率较大的物质做成，具有较大的电感L1值。从离开磁芯170之处延伸到接地的部分的金属板材w的部分(B部分)也具有电感Lq值。金属板材w由于卷绕在放卷机180和卷绕机190上，因而与放卷机180和卷绕机190物理、电连接。由于放卷机180和卷绕机190处于接地状态，因而金属板材w也处于接地状态。
施加在被处理部A上的负高电压脉冲等于在磁芯170的降压和在B部分的降压之和。虽然存在因金属板材w的电阻值而导致的降压，但因施加频率较高的负高电压脉冲，因而由磁芯170和B部分的电感值所引起的电抗值大得多。因此，可忽略因电阻而导致的降压，可构成仅以电感组成的等效电路。磁芯170上的降压与L1成比例，在A部分的降压与Lq成比例。因此，若L1值远大于Lq值，则大部分降压在磁芯170完成。即、就被处理部A而言，为了使所施加的负高电压脉冲毫无损失地全部施加到被处理部A，要求磁芯170的电感L1足够大于B部分电感Lq。用于提高磁芯170的方法，有增加匝数的方法和提高相对磁导率的方法。
下面参照附图说明等离子表面处理装置100的工作。
首先，使真空泵120动作而在真空腔110内部形成真空，并向气体供给装置130供给用于形成等离子的气体。根据表面处理目的，所供给的气体除了氮(N2)、氢(H2)、氧(O2)、氖(Ne)、氩(Ar)等之外还可以是多种气体，当然，不仅可以择一使用还可以组合使用上述气体。若真空腔110的内部达到适于发生等离子的条件，则使等离子发生装置140动作而在真空腔110的内部生成等离子。由于本领域技术人员清楚生成等离子的方法，因而这里不再赘述。
接着，通过真空腔110的入口112供给以辊的形态卷绕在放卷机180上的金属板材w。由于在真空腔110的入口112设有真空用唇形密封件116，因而能够以维持真空的状态供给金属板材w。所供给的金属板材w通过设置在真空腔110的入口112与集电用辊160之间的上游侧磁芯170，并通过设置在集电用辊160与真空腔110的出口114之间的下游侧磁芯170后，通过真空腔110的出口114排出。由于在真空腔110的出口114也设有真空用唇形密封件116，因而能够以维持真空的状态排出金属板材w。在这过程中，集电用辊160维持旋转的同时紧贴金属板材w的下表面的状态。
若金属板材w通过下游侧磁芯170则在脉冲电压发生装置150发生负高电压脉冲，所发生的负高电压脉冲通过与脉冲电压发生装置150电连接的集电用辊160施加到金属板材w的被处理部A。由所施加的负高电压脉冲而流经金属板材w的电流由分别设置在被处理部A的边界上游侧和下游侧的磁芯170所阻断。由此，表面处理部位限制在被处理部A。若不利用磁芯170来限制处理部位则由所施加的负高电压脉冲而产生的电流沿金属板材w流向接地，因而不会施加到金属板材w上。
接着，利用施加到被处理部A的负高电压脉冲在金属板材w的被处理部A的周围形成等离子体鞘层，等离子体鞘层内的阳离子被加速而与金属板材w的被处理部A冲撞。所冲撞的离子去除金属板材w表面的异物。如上所述，所被表面处理的金属板材w通过真空腔110的出口114排出，并卷绕在卷绕机190上。通过这种过程，可对辊形态的金属板材w连续进行表面处理。
<第二实施例>
图5是根据本发明的等离子表面处理装置的第二实施例的简图。本实施例的等离子表面处理装置是用于处理连续供给的金属板材的表面的装置。参照图5，本实施例的等离子表面处理装置包括真空腔210、真空泵220、气体供给装置230、等离子发生装置240、脉冲电压发生装置250、以及脉冲变压器260、270。除了代替集电用辊160和磁芯170使用脉冲变压器260、270来施加负高电压脉冲，并阻断流经金属板材w的被处理部A的电流脱出金属板材w的被处理部A边界流动之外，与第一实施例相同，因而对相同的部分不再赘述。
脉冲变压器260、270分别设置在金属板材w的被处理部A的上游侧和下游侧。脉冲变压器260、270包括变压器磁芯262、272、一次线圈264、274以及二次线圈，金属板材起二次线圈作用。变压器磁芯262、272上卷绕有一次线圈264、274从而能够对金属板材w施加负的脉冲电压，这一点上与第一实施例的磁芯170有区别。
图6是表示了设置在图5所示等离子表面处理装置上的脉冲变压器的配置状态的立体图。参照图6，变压器磁芯262、272呈离金属板材w的表面有一定间距并围绕该金属板材的闭环形，以便连续供给的金属板材w能够通过并继续进行。用于变压器磁芯262、272上的材质、设计磁感应强度、芯的形状参数等考虑施加到一次线圈264、274的脉冲电压的大小、在二次线圈A上感应的脉冲电压的大小、频率等而决定。
一次线圈264、274由铜线等金属线构成。由于一次线圈264、274与脉冲电压发生装置250电连接，因而在脉冲电压发生装置250所发生的电压脉冲施加到脉冲变压器260、270的一次线圈264、274上。脉冲电压发生装置250通过馈通252向真空腔210内的脉冲变压器260、270供给电源。若在一次线圈264、274上施加脉冲电压则在一次线圈264、274周围产生磁场，磁场的磁力线通过磁力线易通过的变压器磁芯262、272。通过了变压器磁芯262、272的磁力线由法拉弟定律在起二次线圈的作用的金属板材w上感应二次电压。即、在脉冲电压发生装置250发生的电压脉冲通过脉冲变压器260、270在金属板材w的被处理部A以负的脉冲电压感应。
两对相对脉冲变压器260、270分别设置在金属板材w的被处理部A的上游侧及下游侧，上游侧和下游侧脉冲变压器260、270的一次线圈264、274沿彼此相反的方向卷绕以便均在金属板材w的被处理部A的方向上感应负电压。因此，由脉冲变压器260、270感应的电压在金属板材w上感应大小相等方向相反的脉冲电压，且在金属板材w上感应的电压一旦脱出金属板材w的被处理部A边界就会相互抵消，从而起将等离子处理部位限定在金属板材w的被处理部A的作用。
图7是由图6所示脉冲变压器而在金属板材上感应的电位分布图。参照图7进一步详细说明在金属板材w上感应的电压一旦脱出金属板材w的被处理部A边界就会相互抵消的原理。
若在设于金属板材w被处理部A的上游侧的脉冲变压器260的一次线圈264上施加负脉冲电压，则在一次线圈264的周围产生磁场，由此在相当于二次线圈的金属板材w上感应负的二次电压。即、在上游侧设有脉冲变压器260的金属板材w部分B产生降压。虽然在金属板材w的被处理部A也会存在因电阻而引起的降压，但由于施加频率较高的负脉冲，因此可忽略。接着，若在设于金属板材w被处理部A的下游侧的脉冲变压器270的一次线圈274上施加负脉冲电压，则与上游侧相同地在金属板材w上感应二次电压。如上所述，由于下游侧的一次线圈274的方向与上游侧的一次线圈264的方向相反，因而在设有下游侧脉冲变压器270的金属板材w部分C发生与设有上游侧脉冲变压器260的部分C所发生的降压相同的大小的升压。其结果，一旦脱出金属板材w的被处理部A边界，则由上游侧和下游侧脉冲变压器260、270感应的电压相互抵消，使得电位变为零。
下面参照附图说明等离子表面处理装置200的工作。
首先，使真空泵220动作而在真空腔210内部形成真空，并向气体供给装置230供给用于形成等离子的气体。根据表面处理目的，所供给的气体除了氮(N2)、氢(H2)、氧(O2)、氖(Ne)、氩(Ar)等之外还可以是多种气体，当然，不仅可以择一使用还可以组合使用上述气体。若真空腔210的内部达到适于发生等离子的条件，则使等离子发生装置240动作而在真空腔210的内部生成等离子。由于本领域技术人员清楚生成等离子的方法，因而这里不再赘述。
接着，通过真空腔210的入口212供给以辊的形态卷绕在放卷机280上的金属板材w。由于在真空腔210的入口212设有真空用唇形密封件216，因而能够以维持真空的状态供给金属板材w。所供给的金属板材w通过设置在真空腔210的入口212侧的上游侧脉冲变压器260，并通过设置在真空腔210的出口214侧的下游侧脉冲变压器270后，通过真空腔210的出口214排出。由于在真空腔210的出口214也设有真空用唇形密封件216，因而能够以维持真空的状态排出金属板材w。
若金属板材w通过下游侧脉冲变压器270则在脉冲电压发生装置250发生电压脉冲，所发生的电压脉冲通过与脉冲电压发生装置250电连接的脉冲变压器260、270在金属板材w的被处理部A感应负的脉冲电压。设于上游侧和下游侧的脉冲变压器260、270具有相同的特性，各自在被处理部A感应具有相同大小的负的脉冲电压，因此，虽然在被处理部A施加负的脉冲电压但一旦脱出被处理部A，则分别感应的电压相互抵消从而具有接地电压。因此，表面处理部限制在被处理部A。
接着，通过在被处理部A感应的负的电压脉冲在金属板材w的被处理部A周围形成等离子体鞘层，等离子体鞘层内的阳离子被加速而与金属板材w的被处理部A冲撞。所冲撞的离子去除金属板材w表面的异物。如上所述，所被表面处理的金属板材w通过真空腔210的出口214排出，并卷绕在卷绕机290上。通过这种过程，可对辊形态的金属板材w连续进行表面处理。
<第三实施例>
图8是表示了设置在根据本发明的等离子表面处理装置第三实施例的脉冲变压器的配置状态的立体图。本实施例中串联连接使用多个变压器，从而能够提高在金属板材w的被处理部A感应的电压。
<第四实施例>
图9是根据本发明的等离子表面处理装置的第四实施例的简图。在本实施例中代替下游侧脉冲变压器270设置磁芯370，除此之外，与第二实施例无区别，因而省略其他部分的说明。
磁芯370在未卷绕有一次线圈264、274这一点上区别于变压器磁芯262、272。
磁芯370设置在金属板材w的被处理部A的下游侧，阻断因在金属板材w的被处理部A感应的脉冲电压而流经金属板材w的被处理部A的电流脱出金属板材w的被处理部A边界流动。图10是表示了设置在图9所示等离子表面处理装置上的脉冲变压器和磁芯的配置状态的立体图。参照图10，磁芯370呈离金属板材w的表面有一定间距并围绕该金属板材的闭环形，以便连续供给的金属板材w能够通过并继续进行。
下面参照图10和图10的等效电路即图11说明磁芯370阻断电流脱出被处理部A的边界流动的原理。磁芯370由相对磁导率较大的物质做成，具有较大的电感L1值。从离开磁芯370之处延伸到接地的部分的金属板材w的部分(D部分)也具有电感Lq值。金属板材w由于卷绕在放卷机380和卷绕机390上，因而与放卷机380和卷绕机390物理、电连接。由于放卷机380和卷绕机390处于接地状态，因而金属板材w也处于接地状态。
由设置在上游侧的脉冲变压器360在被处理部A感应的负高电压脉冲等于在磁芯370的降压和在B部分的降压之和。虽然存在因金属板材w的电阻值而导致的降压，但因施加频率较高的负高电压脉冲，因而由磁芯370和D部分的电感值所引起的电抗值大得多。因此，可忽略因电阻而导致的降压，可构成仅以电感组成的等效电路。磁芯370上的降压与电感L1成比例，在D部分的降压与电感Lq成比例。因此，若L1值远大于Lq值，则大部分降压在磁芯370完成。即、为了使在被处理部A感应的负高电压脉冲毫无损失地全部施加到被处理部A，要求磁芯370的电感L1足够大于D部分的电感Lq。用于提高磁芯370的方法，有增加匝数的方法和提高相对磁导率的方法。
上面所说明且图示在附图上的本发明的实施例不得解释为限定本发明的技术思想。本发明的保护范围仅由权利要求书所记载的内容所限定，本领域技术人员可以多种方式变形、变更本发明的技术思想。因此，本领域的技术人员清楚，这种变形、变更属于本发明的保护范围。
例如，虽然以在真空腔内进行表面处理来进行了说明，但也可以在大气压下进行表面处理。
另外，在第一实施例中，作为用于对连续供给的金属板材w施加负高电压脉冲的接触单元，以使用集电用辊160来进行了说明，但也可以使用碳刷、碳集电棒等。
另外，作为连续供给金属板材w的单元，以使用放卷机和卷绕机来进行了说明，但也可以使用装载宽度一定长度较长的金属板材并将它连续供给的方法。
另外，虽然以处理对象物为金属板材w来进行了说明，但很清楚只要变更用于施加负高电压脉冲的连接单元就能处理金属线材的表面。而且，虽然处理对象物说明为金属，但很清楚根据本发明的等离子表面处理装置及方法还可以应用到具有导电性的其它对象物上。
另外，脉冲变压器以设置在腔内来进行了说明，但必要时可设置在真空腔外部，还可以分别设置在外部和内部。

Claims (20)

1.一种等离子表面处理装置，利用等离子处理导电性对象物的被处理部表面，其特征在于，包括：
连接装置，与所述对象物的被处理部电连接以便对所述对象物的被处理部施加负的脉冲电压；
脉冲电压发生装置，与所述连接装置电连接；以及
磁芯(magnetic core)，配置在所述对象物的被处理部的边界周围，阻断因施加到所述对象物的被处理部的负的脉冲电压而流经所述对象物的被处理部的电流脱出所述对象物的被处理部的边界流动。
2.根据权利要求1所述的等离子表面处理装置，其特征在于，
进一步包括用于容纳所述对象物的真空腔。
3.根据权利要求1或2所述的等离子表面处理装置，其特征在于，
所述对象物连续供给，
所述连接装置为与所述对象物的被处理部电连接的集电装置，以对连续供给的所述对象物的被处理部施加负的脉冲电压。
4.根据权利要求3所述的等离子表面处理装置，其特征在于，
所述集电装置为外周面与对象物接触且可旋转地设置的集电用辊。
5.根据权利要求3所述的等离子表面处理装置，其特征在于，
所述真空腔进一步包括：
供给所述对象物的入口；
已被等离子表面处理的所述对象物排出的出口；以及
一对真空维持单元，分别设置在所述入口和出口，以维持所述真空腔的真空的同时将所述对象物向所述真空腔内供给并从真空腔排出。
6.根据权利要求1或2所述的等离子表面处理装置，其特征在于，
所述磁芯呈离所述对象物的表面有一定间距并围绕该对象物的闭环形，以便连续供给的所述对象物能够通过并继续进行。
7.根据权利要求3所述的等离子表面处理装置，其特征在于，进一步包括：
放卷机，设置在所述真空腔入口的上游侧，以连续供给所述对象物；以及
卷绕机，设置在所述真空腔出口的下游侧，以连续收卷被连续表面处理的所述对象物。
8.一种等离子表面处理方法，在包括：供给工艺气体的步骤；在导电性对象物的周围形成等离子体离子的步骤；以及将所述等离子体离子加速而对所述导电性对象物的被处理部进行冲撞的步骤的导电性对象物的表面处理方法中，其特征在于，包括：
在所述对象物的被处理部的边界周围配置磁芯的步骤，以阻断流经所述对象物的被处理部的电流脱出对象物的被处理部的边界流动；以及
为了加速所述等离子体离子而在所述对象物的被处理部施加负的脉冲电压的步骤。
9.根据权利要求7所述的等离子表面处理方法，其特征在于，进一步包括：
将所述对象物的被处理部周围的压力维持在大气压以下的步骤。
10.根据权利要求8所述的等离子表面处理方法，其特征在于，进一步包括：
连续供给所述对象物的步骤。
11.一种等离子表面处理装置，利用等离子处理导电性对象物的被处理部表面，其特征在于，包括：
至少一对变压器磁芯，配置在所述对象物的被处理部的边界周围，以在所述对象物的被处理部感应负的脉冲电压；
一次线圈，卷绕在各所述变压器磁芯；以及
脉冲电压发生装置，与所述各一次线圈电连接。
12.一种等离子表面处理装置，利用等离子处理导电性对象物的被处理部表面，其特征在于，包括：
变压器磁芯，配置在所述对象物的被处理部的边界周围，以对所述对象物的被处理部施加负的脉冲电压；
一次线圈，卷绕在所述变压器磁芯；
脉冲电压发生装置，与所述一次线圈电连接；以及
磁芯(magnetic core)，配置在所述对象物的被处理部的边界周围，阻断因在所述对象物的被处理部感应的负的脉冲电压而流经所述对象物的被处理部的电流脱出所述对象物的被处理部的边界流动。
13.根据权利要求11或12所述的等离子表面处理装置，其特征在于，
进一步包括用于容纳所述对象物的真空腔。
14.根据权利要求13所述的等离子表面处理装置，其特征在于，
所述真空腔进一步包括：
供给所述对象物的入口；
已被等离子表面处理的所述对象物排出的出口；以及
一对真空维持单元，分别设置在所述入口和出口，以维持所述真空腔的真空的同时将所述对象物向所述真空腔内供给并从真空腔排出。
15.根据权利要求11或12所述的等离子表面处理装置，其特征在于，
所述变压器磁芯呈离所述对象物的表面有一定间距并围绕该对象物的闭环形，以便连续供给的所述对象物能够通过并继续进行。
16.根据权利要求13所述的等离子表面处理装置，其特征在于，进一步包括：
放卷机，设置在所述真空腔入口的上游侧，以连续供给所述对象物；以及
卷绕机，设置在所述真空腔出口的下游侧，以连续收卷被连续表面处理的所述对象物。
17.一种等离子表面处理方法，在包括：供给工艺气体的步骤；在导电性对象物的周围形成等离子体离子的步骤；以及将所述等离子体离子加速而对所述导电性对象物的被处理部进行冲撞的步骤的导电性对象物的表面处理方法中，其特征在于，包括：
在所述对象物的被处理部的边界周围配置至少一对变压器磁芯的步骤，以对所述对象物的被处理部施加用于加速所述等离子体离子的负的脉冲电压。
18.一种等离子表面处理方法，在包括：供给工艺气体的步骤；在导电性对象物的周围形成等离子体离子的步骤；以及将所述等离子体离子加速而对所述导电性对象物的被处理部进行冲撞的步骤的导电性对象物的表面处理方法中，其特征在于，包括：
在所述对象物的被处理部的边界周围配置变压器磁芯的步骤，以对所述对象物的被处理部施加用于加速所述等离子体离子的负的脉冲电压；以及
在所述对象物的被处理部的边界周围配置磁芯的步骤，以阻断流经所述对象物的被处理部的电流脱出对象物的被处理部的边界流动。
19.根据权利要求17或18所述的等离子表面处理方法，其特征在于，进一步包括：
将所述对象物的被处理部周围的压力维持在大气压以下的步骤。
20.根据权利要求19所述的等离子表面处理方法，其特征在于，进一步包括：
连续供给所述对象物的步骤。
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