CN109937613B - 等离子体喷镀装置和喷镀控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种等离子体喷镀装置，其具有：供给部，其利用等离子体生成气体来运送喷镀材料的粉末，并从前端部的开口喷射该喷镀材料的粉末；等离子体生成部，其使用喷射出的所述等离子体生成气体来生成与所述供给部具有共同的芯轴的等离子体射流；磁场产生部，其在所述等离子体的生成空间中产生磁场；以及控制部，其控制所述磁场产生部，来控制所述生成的等离子体的偏转。
Description
技术领域
本发明涉及一种等离子体喷镀装置和喷镀控制方法。
背景技术
公知有如下的等离子体喷镀：使进行喷镀所使用的颗粒的粉末一边通过由高速的气体形成的等离子体射流的热而熔融一边朝向基材的表面被喷出，来在基材的表面形成覆膜(例如参照专利文献1～3)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平6-325895号公报
专利文献2：日本特开平8-225916号公报
专利文献3：日本专利第5799153号说明书
专利文献4：日本特开2014-172696号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，在以往的等离子体喷镀技术中，从与等离子体射流的行进方向垂直的方向供给进行喷镀所使用的颗粒的粉末。因此，当颗粒的粒径小时，颗粒在等离子体射流的边界处被弹开，无法进入等离子体射流的内部，因此使用粒径大到某种程度的约50μm的粉末。另一方面，为了通过等离子体使粒径约为50μm的粉末熔融，需要最大功率大的热源。
另外，在以往的等离子体喷镀技术中，熔融后的粉末以沿横向扩散了的状态朝向基板被喷出，因此膜的厚宽比为1或1以下，难以控制喷镀的指向性，难以进行具有高的指向性的喷镀。其结果是，有时进行喷镀所得到的膜在膜质、成膜速率方面无法得到充分的效果。虽然也可考虑使用以往的等离子体喷镀装置通过磁场来控制喷镀的指向性的方法，但生成的膜受到一定的干扰，难以对通过具有指向性的喷镀得到的形状、膜质进行控制。
针对上述问题，在一个方面中，本发明的目的在于控制喷镀的指向性。
用于解决问题的方案
为了解决上述问题，根据一个方式，提供一种等离子体喷镀装置，其具有：供给部，其利用等离子体生成气体来运送喷镀材料的粉末并从前端部的开口喷射该喷镀材料的粉末；等离子体生成部，其使用喷射出的所述等离子体生成气体来生成与所述供给部具有共同的芯轴等离子体；磁场产生部，其在所述等离子体的生成空间中产生磁场；以及控制部，其控制所述磁场产生部，来控制所生成的所述等离子体的偏转。
发明的效果
根据一个方面，能够控制喷镀的指向性。
附图说明
图1是示出一个实施方式所涉及的等离子体喷镀装置的整体结构的一例的图。
图2是示出一个实施方式所涉及的磁场产生部的一例的图。
图3是将一个实施方式所涉及的等离子体射流与比较例进行比较的图。
图4是将利用一个实施方式所涉及的等离子体射流得到的喷镀结果与比较例进行比较的图。
图5是将利用一个实施方式所涉及的等离子体射流得到的喷镀结果与比较例进行比较的图。
图6是示出一个实施方式所涉及的磁场的控制和等离子体的偏转的一例的图。
图7是示出一个实施方式所涉及的等离子体喷镀的特征文件的一例的图。
图8是示出一个实施方式所涉及的等离子体喷镀方法的一例的流程图。
图9是示出一个实施方式所涉及的等离子体喷镀方法的执行结果的一例的图。
图10是示出一个实施方式所涉及的等离子体喷镀方法的执行结果的一例的图。
具体实施方式
下面，参照附图来说明用于实施本发明的方式。此外，在本说明书和附图中，通过对实质上相同的结构标注相同的标记来省略重复的说明。
[等离子体喷镀装置]
首先，参照图1来说明本发明的一个实施方式所涉及的等离子体喷镀装置1的整体结构。等离子体喷镀装置1为如下的装置：从喷嘴11的前端部的开口11b喷射喷镀材料的粉末(powder)(以下称作“喷镀用粉末R1”。)，使喷镀材料的粉末一边通过由高速的气体形成的等离子体射流P的热而熔融一边朝向基材W的表面被喷出，来在基材W的表面形成覆膜F1。
等离子体喷镀装置1包括供给部10、控制部30、气体供给部40、等离子体生成部60以及磁场产生部80。供给部10具有喷嘴11和给料器20，利用等离子体生成气体来运送喷镀用粉末R1，并从前端部的开口喷射该喷镀用粉末R1。
喷镀用粉末R1收纳于给料器20内的容器21，给料器20将喷镀用粉末R1供给至喷嘴11。喷镀用粉末可以是铜(Cu)、锂(Li)、铁、铝、镍、钼等金属的微粉末、聚酯树脂等树脂的微粉末、氧化铝、氧化锆、莫来石、尖晶石等的陶瓷或这些陶瓷的复合材料的微粉末。
在给料器20设置有致动器22。喷嘴11为棒状的环形构件，在其内部形成有用于运送喷镀用粉末R1的流路11a。喷嘴11的流路11a与容器21内连通，通过致动器22的动力将喷镀用粉末R1从容器21投入流路11a内。
使等离子体生成气体与喷镀用粉末R1一同被供给至喷嘴11。等离子体生成气体是用于生成等离子体的气体，另外，也作为在流路11a中运送喷镀用粉末R1的载气发挥功能。气体供给部40从气体供给源41供给等离子体生成气体。利用阀46和质量流量控制器(MFC：mass flow controller)44对等离子体生成气体进行流量控制，并且使等离子体生成气体通过管42被供给至流路11a。作为等离子体生成气体，能够利用氩气、氮气(N2)、氢气(H2)等气体。在本实施方式中，列举供给氩气(Ar)来作为等离子体生成气体的情况为例进行说明。
喷嘴11具有将等离子体生成部60的主体部12贯通且该喷嘴11的前端部突出至等离子体生成空间U的构造。喷镀用粉末R1被等离子体生成气体搬运至喷嘴11的前端部，并且与等离子体生成气体一同从前端部的开口11b被喷射至等离子体生成空间U。
主体部12由树脂材料形成。主体部12在中央部具有贯通口12a。喷嘴11的前方部分11c被插入至主体部12的贯通口12a。喷嘴11的前方部分11c与直流电源50连接，也作为从直流电源50被施加电流的电极(阴极)发挥功能。喷嘴11由金属形成。
等离子体生成空间U为由主体部12的凹部12b和伸出部12d形成的空间，喷嘴11的前端部突出至等离子体生成空间U。伸出部12d的一端部与设置在主体部12的外壁的金属板12c连结。金属板12c与直流电源50连接。金属板12c和伸出部12d作为电极(阳极)发挥功能。
由此，喷嘴11的前端部和伸出部12d的另一端部作为阴极和阳极的电极发挥功能，产生放电，从喷嘴11喷射出的氩气发生电离，在等离子体生成空间U中生成等离子体。
另外，氩气呈涡流状地被供给至等离子体生成空间U。从气体供给源41供给氩气，通过阀46和质量流量控制器(MFC)45对氩气进行流量控制，氩气通过管43后在主体部12内流过，进而从横向供被给至等离子体生成空间U。
在图1中，仅图示出一个向等离子体生成空间U导入的氩气的供给流路，但在主体部12设置有多个供给流路。由此，从多个供给流路向等离子体生成空间U沿横向供给氩气，来防止呈涡流状地生成的等离子体的扩散，其结果是，等离子体射流P成为线性偏转。由此，等离子体生成部60使用从喷嘴11的前端部喷射出的等离子体生成气体来生成与喷嘴11具有共同的中心轴(芯轴O)的等离子体射流P。此外，在本实施方式中，所谓“具有共同的芯轴”是指供给部10(喷嘴11)的中心轴与等离子体射流的中心轴(吹送方向)一致或在大致相同的方向上一致。
通过该结构，供给部10使喷镀用粉末R1和氩气在形成于喷嘴11的内部的流路11a中直行，并从前端部的开口11b被喷射至等离子体生成空间U。使喷射出的喷镀用粉末R1一边通过由高速的氩气形成的等离子体射流P的热而熔融一边朝向基材W的表面被喷出，通过喷镀来在基材W的表面形成覆膜F1。
在主体部12的等离子体生成侧的外周部设置有使等离子体生成空间U产生磁场的磁场产生部80。磁场产生部80具有线圈13、铁芯14以及磁轭15。
铁芯14为强磁性体，例如由铁、钴、镍、钆等形成。铁芯14将线圈13贯通，被插入至主体部12的伸出部12d的内部，并被固定于主体部12。当线圈13中流动电流时，铁芯14被磁化。由此，能够使等离子体生成空间U产生规定的磁场。
在图2中示出磁场产生部80的立体图的一例。在本实施方式中，在伸出部12d的外周部呈辐射状地设置有八个线圈13。磁轭15呈环状地形成在八个线圈13的外周，以使所产生的磁力线不泄漏至外部的方式发挥功能。此外，在本实施方式中，磁场产生部80不旋转，但也能够通过设置旋转机构来使线圈13旋转，由此改变所产生的磁场。在本实施方式中，磁场产生部80具有八个电磁体，但电磁体可以是一个也可以是两个以上。另外，磁场产生部80也可以是永久磁体。
返回图1，电磁体控制器81与磁场产生部80连接，控制各线圈13中流动的电流。电磁体控制器81通过控制各线圈13中流动的电流的相位来控制各线圈13的磁极，由此改变所生成的磁场。
等离子体喷镀装置1具有控制部30。控制部30控制等离子体喷镀装置1。具体地说，控制部30控制气体供给源41、给料器20(致动器22)、直流电源50、电磁体控制器81以及冷却单元70。
控制部30具有CPU 31、ROM(Read Only Memory：只读存储器)32、RAM(RandomAccess Memory：随机存取存储器)33以及HDD(Hard Disk Drive：硬盘驱动器)34。在HDD 34中预先保存有将磁极的配置信息与等离子体射流P的偏转信息建立了对应的多个特征文件。
CPU 31从多个特征文件中选择用于形成具有期望的特性的膜的特征文件，并且设定到RAM 33。CPU 31基于RAM 33所存储的特征文件来向电磁体控制器81发送控制信号，以控制八个线圈13中流动的电流。由此，能够使磁场产生部80的各线圈13变化为期望的磁极。其结果是，能够控制等离子体射流P的偏转，从而能够利用被控制为期望的偏转的等离子体射流P在基板W喷镀具有期望的特性的覆膜F1。
此外，控制部30的功能既可以使用软件来实现，也可以使用硬件来实现。RAM 33和HDD 34是存储将多个电磁体的磁极的配置信息与等离子体的偏转信息建立了对应的特征文件的存储部的一例。
在主体部12的内部形成有制冷剂流路72。从冷却单元70供给的制冷剂通过阀74→制冷剂管71→制冷剂流路72→制冷剂管73→阀75进行循环且返回冷却单元70。由此，使主体部12被冷却，能够防止主体部12由于等离子体的热而成为高温。另外，通过设置在阀74与制冷剂管71之间的流量计(FM)76来将主体部12的温度控制为固定温度。
[芯轴构造]
在该结构的本实施方式所涉及的等离子体喷镀装置1中，如图3的(b)和图4的(b)所示那样设为使供给部10的喷嘴11与等离子体射流P具有共同的芯轴的构造，从而使喷镀用粉末R1的喷出方向与等离子体射流P的行进方向相同。在该构造中，沿着与等离子体射流P相同的轴供给喷镀用粉末R1。由此，能够提高喷镀的指向性，如图4的(b)的下部所示，能够通过喷镀来形成厚宽比高的膜F1。图4的(a)和图4的(b)所示的箭头G表示涡流的氩气的流动。
此外，在图4的(b)的下部示出供给约4kW的功率、供给氩气来作为等离子体生成气体并使用粒径为5μm的铜的细颗粒喷镀30秒时以及喷镀1分钟时的膜F1。
与此相对地，如图3的(a)和图4的(a)所示，在比较例的等离子体喷镀装置9中，从沿着与等离子体射流P垂直的方向设置的供给管91对等离子体射流P垂直地供给喷镀颗粒的粉末。因此，当喷镀用粉末R2的粒径小时，该粉末R2在等离子体射流P的边界处被弹开，无法进入等离子体内。因此，在比较例的等离子体喷镀装置9的情况下，如图3的左下方的表所示，喷镀用粉末R2的粒径为30μm～100μm。粉末R2的大小与图3的右下方的表所示的本实施方式所涉及的等离子体喷镀装置1的情况下的喷镀用粉末R1的粒径1μm～10μm相比，粒径变大约10倍，体积变大约1000倍。因而，在比较例的等离子体喷镀装置9的情况下，为了利用等离子体使喷镀材料的粉末R2熔融，必须使从直流电源供给的功率相比于本实施方式的等离子体喷镀装置1的情况为2倍以上。其结果是，需要最大功率大、价格更高的直流电源。在图4的(a)的下部示出供给33kW的功率、供给氩气和氢气来作为等离子体生成气体并使用粒径为45μm-90μm的铜的颗粒进行了喷镀时的膜F2。
与此相对地，在本实施方式的等离子体喷镀装置1的情况下，喷镀用粉末R1将粒径约为几μm的细颗粒的粉末R1以相比较例的约1/10的供给量逐步少量地供给。由此，不需要高价的热源，能够使用最大功率小的直流电源来进行等离子体喷镀。由此，能够减小等离子体喷镀时的电力消耗，从而能够降低成本。另外，由此，本实施方式的等离子体喷镀装置1为120kg，比较例的等离子体喷镀装置9为1000kg以上，相比较而言，能够使本实施方式的装置的总重量为比较例的装置的总重量约1/10。
另外，如图4的(a)的下部所示，在比较例的等离子体喷镀装置9的情况下，粉末R2的喷出方向与等离子体射流P的方向不是相同的方向，因此通过喷镀形成的覆膜F2的厚宽比为1或1以下。
在本实施方式的等离子体喷镀装置1的情况下，具备供给部10的喷嘴11与等离子体射流P具有共同的芯轴的构造，喷镀用粉末R1的喷出方向与等离子体射流P的行进方向为相同的方向。因此，能够使膜F1的厚宽比大于1。另外，根据本实施方式的等离子体喷镀装置1，能够通过控制磁场产生部80来改变在等离子体生成空间U中产生的磁场，从而能够控制等离子体的偏转。由此，能够控制喷镀的指向性。
[膜质]
图5示出使用比较例的等离子体喷镀装置9和本实施方式的等离子体喷镀装置1进行喷镀所得到的膜的膜质的一例。图5的(a)示出通过比较例所涉及的等离子体喷镀装置9进行喷镀所得到的膜F2的截面，图5的(b)示出通过本实施方式所涉及的等离子体喷镀装置1进行喷镀所得到的膜F1的截面。
在比较例中，喷镀用粉末R2为45μm～90μm的铜，在本实施方式中，喷镀用粉末R1为5μm的铜。另外，在比较例中，使用的功率为33kW，在本实施方式中，功率为4kW。另外，在比较例中，等离子体生成气体为氩气和氢气，在本实施方式中，等离子体生成气体为氩气。
图5的(b)的下部的右侧的利用电子显微镜得到的SEM(ScanningElectronMicroscope：扫描电子显微镜)图像(20μm)为将左侧的SEM图像(50μm)放大至2.5倍所得到的图。另外，图5的(a)的下部的右侧的利用电子显微镜得到的SEM图像(20μm)为将左侧的SEM图像(50μm)放大至2.5倍所得到的图。
在本实施方式的情况下，如图5的(b)的下部所示，在基板W上进行喷镀所得到的膜F1是致密的，在基板W与膜F1之间的边界没有产生间隙、孔。与此相对地，在比较例的情况下，如图5的(a)的下部所示可知：在基板W上进行喷镀所得到的膜F2不是致密的，在基板W与膜F2的边界产生了孔H。
另外，在本实施方式的情况下，图5的(b)的下部所示的膜F1的表面大致平坦。因此，在形成膜F1后对其表面进行切削的工序中，削除量为少量即可，因此能够提高生产率，从而能够提高生产性。与此相对地，在比较例的情况下，图5的(a)的下部所示的膜F2的表面不平坦，有凹凸。因此，在形成膜F2后对其表面进行切削的工序中切削量变多，因此，与本实施方式的情况相比，生产率低，生产性下降。
[喷镀的指向性]
在本实施方式所涉及的等离子体喷镀装置1中，能够通过改变等离子体生成空间U中的磁场来变更等离子体的偏转，由此能够提高对喷镀的指向性的控制性。图6示出利用本实施方式所涉及的等离子体喷镀装置1对磁场进行的控制和等离子体的偏转的一例。
电磁体控制器81根据来自控制部30的控制信号来控制磁场产生部80的各线圈13中流动的电流。其结果是，可知能够根据磁场产生部80中的各线圈13的磁极的配置(a)～(h)来控制等离子体射流P的偏转。例如，在磁极的配置(a)的情况下，纸面的左右方向的磁场最强，纸面的右侧为S极，左侧为N极。通过该情况下的等离子体的偏转，等离子体射流P呈细且长的形状。预先测定该磁极的配置和等离子体射流P的形状，将磁极的配置信息与等离子体的偏转信息以建立对应的方式设为一个特征文件，并存储于HDD 34。
另外，例如磁极的配置(b)为将磁极的配置(a)顺时针旋转45度所得到的配置。在该情况下，等离子体的偏转发生变化，等离子体射流P呈细且短的形状。另外，例如磁极的配置(c)为将磁极的配置(b)顺时针旋转45度所得到的配置。在该情况下，等离子体的偏转进一步发生变化，等离子体射流P呈短且宽的形状。
另外，例如磁极的配置(d)为将磁极的配置(c)顺时针旋转45度所得到的配置。在该情况下，等离子体的偏转进一步发生变化，等离子体射流P呈有些长且宽的形状。预先测量这些磁极的配置(a)～磁极的配置(d)和等离子体射流P的形状来作为磁极的配置信息和等离子体的偏转信息，设为各个特征文件并存储于HDD 34。同样地，预先测量与各个磁极的配置(e)～磁极的配置(h)对应的等离子体射流P的形状，设为各个特征文件并存储于HDD34。
由此，在本实施方式所涉及的等离子体喷镀装置1中，能够通过选择特征文件来进行等离子体的指向性的控制。例如，设为控制部30选择了表示与图6的(e)的磁极的配置对应的等离子体的偏转的特征文件A。在该情况下，电磁体控制器81基于特征文件A来向各线圈13供给电流。其结果是，利用图6的(e)所示的短且宽的等离子体射流P，通过喷镀来形成图7的(a)所示的厚宽比低的膜DR1。
另外，例如设为选择了表示与图6的(a)的磁极的配置对应的等离子体的偏转的特征文件B。在该情况下，电磁体控制器81基于特征文件B来向各线圈13供给电流。其结果是，利用图6的(a)所示的细且长的等离子体射流P，通过喷镀来形成图7的(b)所示的厚宽比高的膜DR2。通过以上那样，在本实施方式所涉及的等离子体喷镀装置1中，能够进行能够通过磁场来控制膜质、成膜形状以及成膜速率的喷镀。
本实施方式所涉及的等离子体喷镀装置1在想要形成致密的膜的情况下，优选在膜质的控制中设定使等离子体射流P的长度长的特征文件。若等离子体射流P的长度长，则喷镀用粉末R1在等离子体中滞留的时间长。在该情况下，喷镀用粉末R1的一部分熔融成液体，另一部分转变为气体而蒸发。由此，能够通过喷镀来形成致密的膜。
反之，本实施方式所涉及的等离子体喷镀装置1在想要形成不致密的膜的情况下，优选设定使等离子体射流P的长度短的特征文件。由此，由于等离子体射流P的长度短，因此喷镀用粉末R1在等离子体中滞留的时间短。由此，能够防止喷镀用粉末R1的一部分转变为气体后蒸发，能够通过喷镀来形成相比喷镀用粉末R1的一部分转变为气体后蒸发的情况而言不致密的膜。
通过这样，本实施方式所涉及的等离子体喷镀装置1能够通过选择能够得到预先设定的基材W与等离子体射流P之间的最佳喷镀距离的特征文件，来形成规定的膜质和成膜速率的膜，该最佳喷镀距离是用于得到规定的膜的性质的距离。
[喷镀控制方法]
最后，参照图8～图10来说明由本实施方式所涉及的等离子体喷镀装置1执行的喷镀控制方法的一例。图8是示出本实施方式所涉及的等离子体喷镀方法的一例的流程图。图9示出本实施方式所涉及的等离子体喷镀方法的执行结果的一例。图10示出本实施方式所涉及的等离子体喷镀方法的执行结果的另一例。图8的处理由控制部30的CPU 31来执行。
当图8的等离子体喷镀方法开始时，控制部30从HDD 34所存储的特征文件中选择用于形成具有期望的第一特性的第一膜的特征文件(第一特征文件)，并且设定到RAM 33中(步骤S10)。控制部30指示电磁体控制器81对磁极进行控制，以形成基于所设定的特征文件的磁极的配置(步骤S10)。接着，控制部30控制气体供给源41来向供给部10和等离子体生成空间U供给氩气(步骤S12)。
接着，控制部30控制直流电源50来向等离子体生成部60的电极施加直流电流，从而生成等离子体(步骤S14)。由此，在等离子体生成空间U中生成氩气的等离子体射流P。另外，控制部30从给料器20向喷嘴11供给喷镀用粉末R1(步骤S14)。接着，控制部30通过喷镀来执行成膜(步骤S16)。此时，使喷镀用粉末R1一边通过等离子体射流P的热而熔融一边朝向基材W的表面被喷出。由此，通过喷镀来在基材W的表面形成覆膜。
例如，电磁体控制器81参照将针对多个线圈13的各个线圈13的磁极的配置信息与等离子体的偏转信息建立了对应的第一特征文件，来控制多个线圈13中流动的电流。由此，能够通过喷镀来覆盖具有基于选择出的第一特征文件的膜质和成膜量的特性的第一膜。
接着，控制部30判定是否变更特征文件(步骤S18)。控制部30在不变更磁场的情况下判定为不变更特征文件，进入步骤S22。另一方面，在控制部30判定为变更特征文件的情况下，控制部30从HDD 34所存储的特征文件中选择用于形成具有期望的第二特性的第二膜的特征文件(第二特征文件)，并且重新设定到RAM 33中(步骤S20)。控制部30指示电磁体控制器81对磁场进行控制，以形成基于重新设定的特征文件的磁极的配置(步骤S20)。
接着，控制部30判定是否结束喷镀(步骤S22)。控制部30在判定为结束喷镀的情况下，结束本处理。另一方面，控制部30在判定为不结束喷镀的情况下，返回步骤S16，继续进行成膜。
例如，电磁体控制器81参照重新设定的第二特征文件来控制多个线圈13中流动的电流。由此，能够通过喷镀来覆盖具有基于选择出的第二特征文件的膜质和成膜量的特性的第二膜。
在步骤S22中判定为喷镀尚未结束的期间，重复进行步骤S16～S22的处理，在步骤S22中判定为喷镀结束了的情况下，结束本处理。
例如，设为首先参照图9的(a)的特征文件B来控制多个线圈13中流动的电流。在该情况下，形成特征文件B所示的磁极的配置(磁场为开启状态)，与此相应地控制等离子体射流P的偏转，通过喷镀来生成第一膜。作为所生成的第一膜的一例，在图9的(a)的A-A截面图中示出基材W上的膜F11。
接着，设为参照重新设定的图9的(b)的特征文件C来控制多个线圈13中流动的电流。在该情况下，在特征文件C中为不产生磁场的设定。因而，所有的线圈13均不被供给电流，磁场为关闭状态，与此相应地，利用不存在基于磁场产生的偏转的等离子体射流P，通过喷镀来生成第二膜。作为所生成的第二膜的一例，在图9的(b)的B-B截面图中示出基材W上的膜F12。据此可知：能够通过磁场的开启和关闭来变更成膜速率。同样地，在磁场开启的状态下，也能够通过基于特征文件改变多个线圈13中流动的电流来控制等离子体射流P的偏转，从而能够变更通过喷镀进行成膜的成膜速率、膜质。
据此，例如能够在基材W上连续地形成膜质不同的膜、成膜速率不同的膜。例如，不致密的膜的膜强度小，因此在不想对基材W施加弯曲应力时是优选的。致密的膜的膜强度大，因此优选在可以对基材W施加弯曲应力的情况下进行喷镀。
根据本实施方式所涉及的等离子体喷镀装置1，通过在利用喷镀进行的成膜中改变特征文件来变更喷镀的指向性的控制，由此能够从具有一个特性的第一膜向具有其它特性的第二膜连续地形成膜质、成膜量等特性不同的膜，从而能够提高形成性质不同的膜时的生产率。
以上，根据本实施方式所涉及的等离子体喷镀装置1，利用上述芯轴构造来抑制通过喷镀所得到的覆膜大范围地扩散，能够进行指向性高的喷镀。因此，能够控制喷镀的指向性，并且能够改变等离子体射流P的偏转来实现厚宽比大于1的、通过喷镀进行的成膜。
例如，根据本实施方式所涉及的等离子体喷镀装置1，通过控制喷镀的指向性以及进行厚宽比高的喷镀，能够如图10所示那样在气体喷淋头100中贯通的气体孔101的内壁通过喷镀来形成膜F。
据此，例如控制部30选择并设定用于生成向右偏转的等离子体射流P的特征文件，将喷镀用粉末R1喷镀于气体孔101的右侧面。之后，重新设定特征文件以变更等离子体射流P的偏转，将喷镀用粉末R1喷镀于气体孔101的另一个侧面。此时，进行喷镀所使用的喷镀用粉末R1以外的喷镀用粉末R1通过贯通的气体孔101后被排出。由此，不使用套筒就能够形成气体孔101的保护膜。
由此，在本实施方式中，能够进行10μm～100μm的喷镀，特别是，能够在形成孔径小的气体孔、有深度的孔时被利用。此外，气体孔101是使用本实施方式所涉及的喷镀控制方法的构件的一例，本实施方式所涉及的喷镀控制方法能够在其它各种构件的喷镀中使用。
并且，控制部30从HDD 34所存储的特征文件中选择并设定与等离子体喷镀装置1的清洁相应的特征文件(第三特征文件)，并基于所设定的特征文件来控制多个线圈13中流动的电流。由此，能够对等离子体喷镀装置1进行偏转清洁。在该情况下，使供给部10不喷出喷镀材料的粉末，仅仅喷射氩气。
也就是说，通过设定使氩气的等离子体射流P扩散的特征文件，能够在图1所示的喷嘴11的前端部扩大等离子体射流P的宽度。由此，能够对附着于喷嘴11的前端部附近的阴极电极和阳极电极的附着物进行清洁。由此，能够在对设置于本实施方式所涉及的等离子体喷镀装置1的电极进行清洗等、除喷镀以外的清洁中使用等离子体喷镀装置1。
此外，磁极的配置不限于图6的配置。产生最强的磁场的线圈13可以是一个也可以是两个以上。能够通过改变S极和N极的磁极的配置以及强度来增加特征文件的数量。由此，通过自由地操控对等离子体的指向性的控制，更容易通过喷镀对微细的部位进行成膜，能够扩大等离子体喷镀的应用范围。
如以上所说明的那样，根据本实施方式的等离子体喷镀装置1，通过设为使喷嘴11与等离子体射流P具有共同的芯轴的构造，能够沿着与等离子体射流P相同的轴向等离子体生成空间U供给喷镀用粉末R1。由此，能够提高喷镀的指向性。
另外，根据本实施方式的等离子体喷镀装置1，通过设为使上述芯轴为共同的构造，能够使用粒径为1μm～10μm的细颗粒来作为喷镀用粉末R1。由此，能够使用功率小的直流电源来进行等离子体喷镀。由此，能够减少等离子体喷镀时的电力消耗，能够降低装置的总重量。
并且，在本实施方式所涉及的等离子体喷镀装置1中，能够通过改变等离子体生成空间U中的磁场来变更等离子体的偏转，由此能够更可靠地控制喷镀的指向性，能够提高厚宽比。由此，能够在孔径小的气体孔、深孔的侧面等部位进行厚宽比高的成膜。
以上，通过上述实施方式说明了等离子体喷镀装置和喷镀控制方法，但本发明所涉及的等离子体喷镀装置和喷镀控制方法不限定于上述实施方式，能够在本发明的范围内进行各种变形和改进。上述多个实施方式中所记载的事项在不矛盾的范围内能够进行组合。
本国际申请主张在2016年11月10日提出申请的日本专利申请2016-220056号的优先权，将其全部内容引用到本国际申请中。
附图标记说明
1：等离子体喷镀装置；10：供给部；11：喷嘴；11a：流路；11b：开口；12：主体部；12b：凹部；12d：伸出部；13：线圈；14：铁芯；15：磁轭；20：给料器；21：容器；22：致动器；30：控制部；40：气体供给部；41：气体供给源；50：直流电源；60：等离子体生成部；70：冷却单元；80：磁场产生部；81：电磁体控制器；U：等离子体生成空间。
Claims (5)
1.一种等离子体喷镀装置，具有：
供给部，其利用等离子体生成气体来运送喷镀材料的粉末，并从前端部的开口喷射该喷镀材料的粉末；
等离子体生成部，其使用喷射出的所述等离子体生成气体来生成与所述供给部具有共同的芯轴的等离子体射流；
磁场产生部，其在所述等离子体的生成空间中产生磁场；以及
控制部，其控制所述磁场产生部，来控制所生成的所述等离子体的偏转，
其中，所述磁场产生部具有多个电磁体，
所述控制部从存储有将所述多个电磁体的磁极的配置信息与等离子体的偏转信息建立了对应的特征文件的存储部中参照与第一膜的特性相应的第一特征文件来控制所述多个电磁体中流动的电流，从而控制所述第一膜的形成，
所述等离子体喷镀装置还具备多个供给流路，所述多个供给流路向所述等离子体的生成空间沿横向供给所述等离子体生成气体。
2.根据权利要求1所述的等离子体喷镀装置，其特征在于，
所述控制部参照所述存储部所存储的特征文件中的与第二膜的特性相应的第二特征文件来控制所述多个电磁体中流动的电流，从而对所述第一膜与所述第二膜之间的连续的膜的形成进行控制。
3.根据权利要求1所述的等离子体喷镀装置，其特征在于，
所述控制部参照所述存储部所存储的特征文件中的用于进行所述等离子体喷镀装置内的清洁的第三特征文件来控制所述多个电磁体中流动的电流，使所述供给部不喷出喷镀材料的粉末以对所述等离子体喷镀装置内的规定的部位进行清洗。
4.根据权利要求1所述的等离子体喷镀装置，其特征在于，
所述供给部喷射粒径为1μm～10μm的喷镀用粉末。
5.一种喷镀控制方法，在该喷镀控制方法中，
由供给部利用等离子体生成气体来运送喷镀材料的粉末，并从所述供给部的前端部的开口喷射该喷镀材料的粉末，
使用喷射出的所述等离子体生成气体来生成与所述供给部具有共同的芯轴的等离子体射流，
利用磁场产生部在所述等离子体的生成空间中产生磁场，
控制所述磁场产生部产生的所述磁场来控制所生成的所述等离子体的偏转，
其中，所述磁场产生部具有多个电磁体，
从存储有将所述多个电磁体的磁极的配置信息与等离子体的偏转信息建立了对应的特征文件的存储部中参照与第一膜的特性相应的第一特征文件来控制所述多个电磁体中流动的电流，从而控制所述第一膜的形成，
其中，利用多个供给流路向所述等离子体的生成空间沿横向供给所述等离子体生成气体。
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