JP2003165970A

JP2003165970A - 封止材

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Publication number: JP2003165970A
Application number: JP2001368187A
Authority: JP
Inventors: Takehisa Kida; 健久気田; Kazunori Hayashida; 一徳林田; Kazutoshi Yamamoto; 和俊山本; Tomotaka Nakagawa; 智喬中川; Takahiro Yamagishi; 高弘山岸; Masanobu Kato; 雅信加藤
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd; Koyo Sealing Techno Co Ltd
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd; Koyo Sealing Techno Co Ltd
Priority date: 2001-12-03
Filing date: 2001-12-03
Publication date: 2003-06-10
Anticipated expiration: 2021-12-03
Also published as: JP4177984B2

Abstract

(57)【要約】【課題】表面が非粘着性に優れるとともに、過酷な雰
囲気に対する耐性にも優れており、耐用寿命の長い新規
な封止材を提供する。【解決手段】架橋可能な含フッ素エラストマーを含む
組成物を成形し、架橋反応させて形成した封止材基体の
表面の少なくとも一部を、ダイヤモンドライクカーボン
膜によって被覆した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体デバ
イスなどの製造装置において、Ｏリングや周辺シール材
などとして使用される封止材に関するものである。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】例えば半
導体デバイスなどの製造装置のうち真空装置において、
チャンバ内の真空度を維持したり、あるいは真空装置や
その他の装置においてチャンバ内の雰囲気を外部から遮
断したりする際などに、Ｏリングや周辺シール材などの
封止材が使用される。かかる封止材としては、装置の使
用温度が高温になる場合や、あるいは低温プラズマやエ
ッチングガスなどの、装置内の特殊な雰囲気にさらされ
る場合などを想定して、例えばニトリルゴム、シリコー
ンゴム、フッ素ゴムなどの、耐熱性や上記の特殊な雰囲
気に対する耐性などにある程度、すぐれていると考えら
れているゴムにて形成したものが使用される。

【０００３】しかし、これらのゴムからなる封止材で
は、より高度でかつ過酷な環境に対する耐性が求められ
る傾向にある半導体デバイスなどの製造装置の封止材と
して、性能的に満足できなくなりつつあるのが現状であ
る。例えば従来のゴムからなる封止材は、とくに２００
℃以上の高温に長時間にわたってさらされることで表面
が粘着性を生じて、(A) 例えばチャンバなどの封止で
は、チャンバを開く際に、自身の粘着力によって封止材
が所定の位置から外れるなどして作業性が低下したり、
あるいはチャンバを開いて封止材を露出させた際に、当
該封止材に微小な塵芥などが付着するとそれを取り除く
のが困難になったりする、(B) 摺動部分の封止などで
は、封止を維持した状態での摺動が容易でなくなる、と
いった問題を生じるおそれがある。

【０００４】また上記の封止材は、例えば酸素プラズマ
などの分解性の雰囲気に対する耐性が不十分であり、か
かる過酷な雰囲気に長時間にわたってさらされると分解
反応して、重量が著しく減少するおそれもある。このた
め、とくに上記のような過酷な条件下では封止材の耐用
寿命が短くなってしまい、確実な封止を維持するために
は封止材を頻繁に交換しなければならないという問題を
生じる。

【０００５】本発明の目的は、その表面が非粘着性に優
れるとともに、これまでよりもさらに過酷な雰囲気に対
する耐性にも優れており、耐用寿命の長い新規な封止材
を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段および発明の効果】上記課
題を解決するため、発明者は、(1) 前記従来のゴムの
中でも耐熱性や特殊な雰囲気に対する耐性に優れる上、
半導体を汚染する原因となる金属や、あるいは導体回路
を変質させるおそれのある硫黄などを含まないため半導
体デバイスなどの製造装置の封止用として好適と考えら
れるフッ素ゴム、すなわち架橋性を有する含フッ素エラ
ストマーにて、通常の、未被覆の封止材に相当する封止
材基体を形成するとともに、(2) 当該封止材基体の表
面の一部または全面を、耐熱性や特殊な雰囲気に対する
耐性に優れるとともに、表面エネルギーが小さいため非
粘着性に優れ、しかも金属等の不純物の少ない被膜で被
覆することを検討した。

【０００７】そして種々の被膜の中から、上記の特性に
優れるとともに、下地である封止材基体との密着性に優
れ、しかも封止材基体が柔軟なゴムであるためこれに柔
軟に追従して、簡単に剥落したりせずに上記の特性を維
持しうる被膜を得るべくさらに検討した。その結果、炭
素原子がダイヤモンド構造をとり、炭素−炭素間がｓｐ
³混成軌道によって結合されたダイヤモンドライクカー
ボンの構造によれば、これら全ての特性を満足しうる被
膜を形成できることを見出し、本発明を完成するに至っ
た。

【０００８】したがって本発明の封止材は、架橋可能な
含フッ素エラストマーを含む組成物を成形するとともに
架橋反応させて形成した封止材基体の表面の少なくとも
一部を、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）膜によ
って被覆したことを特徴とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下に、本発明を説明する。本発
明の封止材は、上記のように含フッ素エラストマーから
なる封止材基体の表面の一部または全面を、ＤＬＣ膜に
よって被覆したものである。かかる本発明の封止材は、
前述したように半導体デバイスの製造装置などに好適に
使用される。そのうち真空装置の真空シール用として本
発明の封止材を使用する場合には、その封止性能を規定
するリークレートが１０^-6Ｐａ・ｍ³／ｓ以下であるの
が好ましい。リークレートが１０^-6Ｐａ・ｍ³／ｓを超
えるものは、とくに高真空ないし超高真空の真空装置に
使用することができない。リークレートを上記の範囲に
調整するには、以下に述べるようにＤＬＣ膜の膜厚など
を調整すればよい。

【００１０】〔ＤＬＣ膜〕ＤＬＣ膜は、封止材の形状や
構造、あるいは封止材を組み込む装置における封止の状
態等に応じて、封止材基体のうち、例えば封止時に前記
の雰囲気にさらされる部分や、あるいは粘着を生じては
問題となる部分など、その表面の一部に選択的に形成し
てもよいし、封止材基体の表面の全面に形成してもよ
い。ＤＬＣ膜は、プラズマＣＶＤ法、イオンプレーティ
ング法などの、従来公知の種々の気相成長法によって成
膜することができる。

【００１１】その際、前述したように下地である封止材
基体との密着性に優れ、しかも封止材基体が柔軟なゴム
であるためこれに柔軟に追従して、簡単に剥落したりせ
ずに、非粘着性や過酷な環境に対する耐性を維持しうる
ＤＬＣ膜を形成するためには、例えば下記いずれかの対
策の１種または２種以上を施すことが好ましい。 (1) 封止材基体の表面をフッ素含有ガス、水素含有ガ
ス、および酸素含有ガスのうちの少なくとも１種のガス
の低温プラズマにさらしたのち、ＤＬＣ膜を気相成長さ
せる。

【００１２】(2) 封止材基体の表面に紫外線および／
または電子線を照射して表面に未結合炭素原子を生成し
たのち、ＤＬＣ膜を気相成長させる。 (3) 紫外線および／または電子線を照射した後の表面
をフッ素含有ガス、水素含有ガス、および酸素含有ガス
のうちの少なくとも１種のガスの低温プラズマにさらし
たのち、ＤＬＣ膜を気相成長させる。 (4) とくにプラズマＣＶＤ法において使用する成膜ガ
スとして、Ｃ₆Ｈ₆などの、より炭素数の大きい炭化水素
化合物のガスを用いる。

【００１３】(5) 封止材基体を冷却して温度上昇を抑
えながら、ＤＬＣ膜を気相成長させる。これらの対策を
施すことにより、前述したように下地である封止材基体
との密着性に優れ、しかも封止材基体に柔軟に追従し
て、簡単に剥落したりせずに、非粘着性や過酷な環境に
対する耐性を維持しうるＤＬＣ膜が形成される。その理
由は明らかでないが、発明者は、(a) 上記(4)のように
成膜材料を選択し、かつ(5)のように封止材基体の表面
温度を、均一な膜成長に適した温度より低めに抑えるこ
とで、ＤＬＣ膜を、剛直な１枚ものの膜でなく、例えば
膜の微小片が多数、タイル状に敷き詰められたり、ある
いはうろこ状に折り重なったりした柔軟な構造に形成で
きること、(b) 前記(1)〜(3)の前処理を行い、かつ(5)
のように封止材基体を熱から保護することで、封止材基
体と、ＤＬＣ膜を形成する上記微小片とを強固に結合で
きること、などを考えている〔特開平９−９５７８４号
公報、特開平１０−５３８７０号公報等参照〕。

【００１４】ＤＬＣ膜の膜厚は、封止材を真空装置の真
空シール用として使用した際に、リークレートを前記の
範囲内に抑えるために、１μｍ以下であるのが好まし
い。またＤＬＣ膜を形成したことによる、前述した効果
を十分に発揮させることを考慮すると、ＤＬＣ膜の膜厚
は、封止材の用途に拘らず０．１μｍ以上であるのが好
ましい。〔封止材基体〕封止材基体は、架橋可能な含フ
ッ素エラストマーを含む組成物を所定の形状に成形する
とともに、加熱して架橋反応させることで形成される。
架橋反応は１段階の加熱で行うこともできるし、異なっ
た温度で２段階以上の多段階に分けて行うこともでき
る。

【００１５】（含フッ素エラストマー）封止材基体のも
とになる含フッ素エラストマーとしては、前記のように
耐熱性や特殊な雰囲気に対する耐性にすぐれている上、
金属や硫黄などを含まない、架橋可能な種々の、フッ素
を含むエラストマーが、何れも使用可能である。かかる
含フッ素エラストマーとしては、これに限定されない
が、たとえば第１群として、エラストマーの主鎖を構成
するためのテトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）、フッ化
ビニリデン（ＶＤＦ）およびエチレン（Ｅ）からなる群
より選ばれた少なくとも１種と、第２群として、上記主
鎖に架橋点を導入するためのヘキサフルオロプロピレン
（ＨＦＰ）、パーフルオロアルキルビニルエーテル（Ｐ
ＦＶＥ、具体例としてはパーフルオロメチルビニルエー
テルなど）およびプロピレン（Ｐ）からなる群より選ば
れた少なくとも１種とを共重合させた２元ないしは３元
共重合体〔但し、ともにフッ素を含有しないエチレン
（Ｅ）とプロピレン（Ｐ）の２元共重合体は除く〕があ
げられる。

【００１６】より詳しくは、ＶＤＦとＨＦＰとの２元共
重合体、ＴＦＥとＰＦＶＥとの２元共重合体、ＴＦＥと
Ｐとの２元共重合体、ＶＤＦとＴＦＥとＨＦＰとの３元
共重合体、ＶＤＦとＴＦＥとＰＦＶＥとの３元共重合
体、ＶＤＦとＴＦＥとＰとの３元共重合体、ＥとＴＦＥ
とＰＦＶＥとの３元共重合体などが、含フッ素エラスト
マーとしてあげられる。また上記の各成分と、その他の
含フッ素モノマーとの２元ないしは多元共重合体や、こ
れら共重合体の２種以上の混合物なども、含フッ素エラ
ストマーとして使用可能である。

【００１７】中でもとくにＶＤＦとＴＦＥとＰＦＶＥと
の３元共重合体が、金属や硫黄などを含まない、多価ア
リル化合物と有機過酸化物との併用系の架橋剤によって
架橋することが可能である上、後述する補強剤としての
樹脂粉末などの混合、分散性にすぐれ、かつ安価で、し
かも低温特性にもすぐれるため好適に使用される。なお
上記の２元あるいは３元共重合体は、前記例示の第１群
および第２群のモノマーを実際に共重合させて形成して
もよいし、あらかじめ形成した主鎖に、後処理によって
側鎖などを導入することで、実質的に上記２元あるいは
３元共重合体に相当する構造を形成してもよい。

【００１８】（架橋剤）上記含フッ素エラストマーを架
橋させるための架橋剤としては、前記のように多価アリ
ル化合物と有機過酸化物とが併用される。かかる併用系
の架橋剤は、先に述べたように金属や硫黄などを含まな
いという利点がある上、より硬い封止材を形成できると
いう利点もある。上記のうち多価アリル化合物として
は、例えばトリアリルイソシアヌレート、トリアリルシ
アヌレート、トリアリルトリメリテート、ジアリルフタ
レートなどがあげられ、とくにトリアリルイソシアヌレ
ートが好適に使用される。

【００１９】また有機過酸化物としては、例えばベンゾ
イルパーオキサイド、ｐ−クロロベンゾイルパーオキサ
イド、ビス（２，４−ジクロロベンゾイル）パーオキサ
イドなどのジアシルパーオキサイド類；ジ−α−クミル
パーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ビス（ｔ
−ブチルパーオキシ）ヘキサン、２，５−ジメチル−
２，５−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）−３−ヘキシ
ン、１，３−ビス−〔（ｔ−ブチルジオキシ）イソプロ
ピルベンゼン〕、１，４−ビス−〔（ｔ−ブチルジオキ
シ）イソプロピルベンゼン〕、ジ−ｔ−ブチルパーオキ
サイド、ｔ−ブチル−α−クミルパーオキサイドなどの
ジアルキルパーオキサイド類；２，５−ジメチル−２，
５−ビス（ベンゾイルパーオキシ）ヘキサン、ｔ−ブチ
ルパーオキシベンゾエートなどのアルキルパーエステル
類；１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）−３，５，
５−トリメチルシクロヘキサンなどのパーオキシケター
ル類；ＯＯ−ｔ−ブチル−Ｏ−イソプロピルパーオキシ
カーボネートなどのパーオキシカーボネート類；などが
あげられ、とくにジアルキルパーオキサイド類、および
アルキルパーエステル類が好適に使用される。

【００２０】架橋剤のうち多価アリル化合物の配合割合
は、含フッ素エラストマー１００重量部に対して２〜１
０重量部であるのが好ましく、３〜７重量部であるのが
さらに好ましい。また有機過酸化物の配合割合は、含フ
ッ素エラストマー１００重量部に対して０．５〜５重量
部であるのが好ましく、１〜３重量部であるのがさらに
好ましい。（補強剤）封止材基体は、組成物中に分散さ
せた補強剤によって補強されているのが好ましい。

【００２１】補強剤としては樹脂粉末が好ましく、かか
る樹脂粉末としては、例えばポリエチレンテレフタレー
ト（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）
等のポリエステル系樹脂の粉末、ポリカーボネート（Ｐ
Ｃ）粉末、フッ素系樹脂粉末、ポリエーテルエーテルケ
トン（ＰＥＥＫ）粉末、ポリフェニレンスルフィド（Ｐ
ＰＳ）粉末、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）粉末、ポリベ
ンゾイミダゾール（ＰＢＩ）粉末、ポリイミド系樹脂粉
末、全芳香族ポリアミド（アラミド）粉末等があげられ
る。

【００２２】中でもポリイミド系樹脂粉末は、(a) そ
の耐熱温度が２００℃以上という高い耐熱性を有する
上、低温プラズマやエッチングガスなどの、半導体デバ
イスの製造装置内で起こりうる種々の特殊な雰囲気に対
する耐性にすぐれており、しかも金属や硫黄などを含ま
ないこと、(b) 含フッ素エラストマーとの親和性にす
ぐれる上、含フッ素エラストマーを補強する効果にすぐ
れているため、他の樹脂粉末よりも少量の添加で、所定
の硬度を有する封止材を形成できること、(c) したが
って、所定の硬度を有する封止材を形成するために必要
な量のポリイミド系樹脂粉末を、封止材用組成物中に均
一に分散させるのが容易であり、封止材を、１つの封止
材内、あるいは２つ以上の封止材間での物性のばらつき
を生じることなしに形成できること、(d) ポリイミド
系樹脂粉末の量を少なくできる分、同じ硬度での圧縮永
久ひずみ率を小さくして、使用時の圧縮によって永久変
形しにくく耐用寿命の長い補強材を形成できること、と
いった利点を有するため、補強剤として好適に使用でき
る。

【００２３】ポリイミド系樹脂粉末としては、分子内に
繰り返し構造単位としてイミド基を含み、ポリイミド系
樹脂と総称される種々の樹脂の粉末が、何れも使用可能
である。すなわちイミド基以外の部分の構造や、それに
よってもたらされる特性の違いによって分類される、全
芳香族ポリイミド樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、熱硬
化性ビスマレイミド型ポリイミド樹脂、および熱硬化性
芳香族ポリイミド樹脂のうちの少なくとも１種からなる
粉末が、ポリイミド系樹脂粉末として使用可能である。

【００２４】中でもとくに、粉末の製造のしやすさや入
手のしやすさなどを考慮すると、熱可塑性ポリイミド樹
脂の粉末が好適に使用される。ポリイミド系樹脂粉末の
粒径は、より少量の添加でより高い補強効果を得ること
と、圧縮永久ひずみ率が大きくなって、使用時の圧縮に
よって永久変形しやすくなるのを防止することとを考慮
すると、平均粒径で表して１００μｍ以下であるのが好
ましく、１０μｍ以下であるのがさらに好ましい。但
し、平均粒径があまりに小さいものは製造が困難である
上、凝集しやすくなって、封止材用組成物中に均一に分
散させるのが容易でなくなるおそれがある。したがっ
て、ポリイミド系樹脂粉末の平均粒径は１μｍ以上であ
るのが好ましく、３μｍ以上であるのがさらに好まし
い。

【００２５】またポリイミド系樹脂粉末の充てん率（架
橋剤などを含めた組成物の全量に占める重量％）は、１
〜３５重量％であるのが好ましい。充てん率が１重量％
未満では、当該ポリイミド系樹脂粉末を添加したことに
よる補強効果が十分に得られないため、必要な硬度を有
する封止材を形成できないおそれがある。また逆に、充
てん率が３５重量％を超えた場合には、封止材の硬度が
高くなりすぎる上、圧縮永久ひずみ率が大きくなりすぎ
て、使用時の圧縮によって永久変形しやすくなる。

【００２６】なお、封止材としてより適切な硬度を有
し、しかも使用時の圧縮によってさらに永久変形しにく
い封止材を形成することを考慮すると、ポリイミド系樹
脂粉末の充てん率は、上記の範囲内でもとくに１０〜３
５重量％であるのが好ましい。またポリイミド系樹脂粉
末とともに、他の樹脂粉末を併用してもよい。併用して
もよい他の樹脂粉末としては、耐熱性や前記特殊な特殊
な雰囲気に対する耐性にすぐれ、かつ金属や硫黄を含ま
ない封止材を形成することを考慮すると、フッ素系樹脂
粉末があげられる。フッ素系樹脂粉末としては、例えば
ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフル
オロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（Ｆ
ＥＰ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキ
ルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、エチレン−テト
ラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、エチレン−
クロロトリフルオロエチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）、
ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリフッ化ビニル
（ＰＶＦ）等のフッ素系樹脂からなる粉末があげられ
る。

【００２７】（その他の成分）封止材基体を形成するた
めの組成物には、上記の各成分に加えて、さらに必要に
応じて、軟化剤、可塑剤、粘着付与剤などの加工助剤を
配合することもできる。加工助剤としては、とくに耐熱
性や前記特殊な特殊な雰囲気に対する耐性にすぐれ、か
つ金属や硫黄を含まない封止材を形成することを考慮す
ると、液状フッ素ゴムが好ましい。液状フッ素ゴムとし
ては、前記と同様の２元あるいは３元共重合体からな
り、なおかつ１００℃での粘度が５００〜３０００ｃｐ
ｓ程度の液状のフッ素ゴムがあげられる。

【００２８】〔封止材〕封止材基体の表面の一部または
全面をＤＬＣ膜で被覆した本発明の封止材の具体例とし
ては、Ｏリング、角リング、異径リング、シールパッキ
ンなどがあげられる。本発明の封止材は、前述した半導
体デバイスなどの製造装置に好適に使用される。

【００２９】かかる製造装置としては、例えば薄膜形成
装置（スパッタリング装置、ＣＶＤ装置、真空蒸着装
置、イオンプレーティング装置）、エピタキシャル成長
装置、酸化装置（熱酸化装置、ブラズマ陽極酸化装
置）、ドーピング装置（レーザドーピング装置、プラズ
マドービング装置、イオン注入装置、熱拡散装置）、ア
ニール装置（レーザアニール装置、電子ビームアニール
装置、赤外線アニール装置、電気炉アニール装置）、レ
ジスト処理装置（塗布装置、現像装置、ベーキング装
置、レジスト剥離装置）、露光装置（Ｘ線露光装置、光
露光装置、ＳＲ露光装置、電子ビーム露光装置、両面露
光装置）、エッチング装置（ウエットエッチング装置、
ドライエッチング装置）、洗浄乾燥装置（湿式洗浄装
置、乾式洗浄装置、乾燥装置）、検査装置（テスティン
グ装置、ハンドリング装置、レーザリペア装置、エージ
ング装置、信頼性検査装置）などがあげられる。

【００３０】

【実施例】以下に本発明を、実施例、比較例に基づいて
説明する。実施例１〜３（封止材基体の作製）架橋可能な含フッ素エラストマー
としての、ＶＤＦとＴＦＥとＰＦＶＥとの３元共重合体
〔ダイキン工業(株)製の商品名ダイエルＬＴ−３０２〕
１００重量部、多価アリル化合物としてのトリアリルイ
ソシアヌレート（ＴＡＩＣ）６重量部、有機過酸化物と
してのジ−ｔ−ブチルパーオキサイド（ＤＢＰＯ）２．
５重量部、および補強剤としての平均粒径６μｍのポリ
イミド系樹脂粉末〔三井化学(株)製の商品名オーラム〕
２０重量部を配合し、ロールミルを用いてシート状の未
架橋ゴムコンパウンドを作製した。未架橋ゴムコンパウ
ンドにおける、ポリイミド系樹脂粉末の充てん率は１６
重量％であった。

【００３１】（成分）（重量部）含フッ素エラストマー１００トリアリルイソシアヌレート６ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド２．５ポリイミド系樹脂粉末（６μｍ）２０次にこの未加硫ゴムコンパウンドを、Ｏリング（型番Ｐ
２０）の形状に対応した加硫型内に充てんし、熱プレス
によって加圧下で加熱して架橋反応させ、さらにノーマ
ルオーブン中で加熱して２次架橋させたのち、表面を研
磨して、上記Ｏリング（型番Ｐ２０）の形状を有する封
止材基体を作製した。熱プレスの条件は１６０℃、１０
分間とした。また２次架橋の条件は２００℃、４時間と
した。

【００３２】（ＤＬＣ膜の形成）上記封止材基体を、プ
ラズマＣＶＤ装置の真空チャンバ内の保持具にセットし
て真空引きした。なお保持具には冷却装置を組み込ん
で、封止材基体の温度が常に８０℃以下となるように冷
却した。そして１０^-5Ｐａの到達真空度まで達した段階
で、水素含有ガスを導入して低温プラズマを発生させ
て、封止材基体の表面をこの低温プラズマにさらす前処
理を行った。

【００３３】次に前処理用のガスの供給を停止して、再
び１０^-5Ｐａの到達真空度まで達した段階で、チャンバ
内に、成膜ガスとしてベンゼン（Ｃ₆Ｈ₆）の導入を開始
した。ベンゼンの導入によるチャンバ内の真空度は５Ｐ
ａとした。次にこの状態のチャンバ内に、１ｋＷの高周
波電圧（周波数１３．５６ＭＨｚ）を導入して低温プラ
ズマを発生させて、前処理された封止材基体の表面に、
プラズマＣＶＤ法によって、ＤＬＣ膜を気相成長させ
た。この際のバイアスは、セルフバイアスで−１００Ｖ
とした。また封止材基体の温度は前記のように８０℃以
下とした。

【００３４】そして上記の気相成長により、封止材基体
の表面に膜厚０．１μｍ（実施例１）、０．５μｍ（実
施例２）および１μｍ（実施例３）のＤＬＣ膜を形成し
て、封止材を製造した。比較例１〜３プラズマＣＶＤ法によるＤＬＣ膜の形成条件のうち、封
止材基体の温度を１５０℃とし、かつ成膜ガスとしてメ
タン（ＣＨ₄）を用いたこと以外は実施例１〜３と同様
にして封止材を製造した。

【００３５】従来例１ＤＬＣ膜を形成していない封止材基体を、従来例１の封
止材とした。上記各実施例、比較例、従来例で製造した
封止材について、下記の各試験を行って、その特性を評
価した。リークレートの測定実施例、比較例、従来例の封止材のリークレートを、リ
ークデテクタ〔アネルバ(株)製の商品名ＨＥＬＥＮＡ
−２１０Ｍ−ＬＤ〕を用いて測定した。具体的には、図
１に示すようにリークデテクタＬのポート部Ｌ１を、試
料としての封止材１０を挟んで蓋体Ｌ２で閉じ、クラン
プＬ３によって挟んで固定した状態で、排気系Ｌ４を動
作させて、図中白矢印で示すように真空排気した際の、
真空ゲージＬ５が表示した真空度をもとにして、リーク
レートを算出した。

【００３６】結果を表１に示す。

【００３７】

【表１】

【００３８】表より、比較例１〜３の封止材はいずれ
も、実施例１〜３および従来例１に比べてリークレート
が著しく大きく、このことから真空装置の封止用として
は適さないことが確認された。この理由としては、実施
例１〜３におけるＤＬＣ膜が、前記のように封基材基体
に対して強固に密着した柔軟な膜であるのに対し、比較
例１〜３におけるＤＬＣ膜は剛直な１枚ものの膜であっ
て、それがリークレート測定のために封止材を変形させ
た際に大きなクラックを生じたり剥落したりしたことが
考えられた。そこで以下の試験は実施例、従来例につい
てのみ行った。

【００３９】粘着力測定実施例、従来例の封止材を、それぞれ長さ１０ｍｍにカ
ットして試料を作製した。次にこの試料１を、図２(a)
に黒矢印で示すように、一対のステンレス鋼ＳＵＳ３０
４製のブロック２、３のうち下側のブロック３に形成し
た凹部３１に嵌合したのち、同図中に白矢印で示すよう
に上側のブロック２を閉じて、図２(b)に示すように両
ブロック２、３を完全に密着させた状態とした。

【００４０】なお凹部３１の幅および深さは、それぞれ
図２(b)に示す状態において、試料１が径方向に２５％
圧縮されるように設定した。次に、上記図２(b)の状態
の両ブロック２、３と試料１とを、２００℃に加熱した
オーブン中で７０時間、加熱したのちオーブンから取り
出して４時間、放冷させた。そして図２(b)に白矢印で
示すように、両ブロック２、３をその合わせ面と直交す
る方向に開く際に生じた抵抗力を、オートグラフを用い
て測定して、試料に生じた粘着力とした。

【００４１】抵抗力の測定は、両ブロック２、３の開き
速度であるC.H.S.を５ｍｍ／ｍｉｎとして行った。また
試料の作製、加熱処理および測定は、各実施例、比較例
および従来例について、それぞれ３回ずつ行い、測定結
果の平均値を求めた。そして従来例における測定結果の
平均値を粘着力の基準値（＝１）として、各実施例にお
ける粘着力の比を求めた。

【００４２】重量減少量の測定各実施例、従来例で製造した封止材の重量を測定したの
ち、真空チャンバ内の保持具にセットして真空引きし
た。そして１０^-5Ｐａの到達真空度まで達した段階で、
チャンバ内に酸素の導入を開始した。酸素の導入流量は
１６ｓｃｃｍ、チャンバ内の真空度は０．４Ｐａとし
た。次にこの状態のチャンバ内に、２００Ｗの高周波電
圧（周波数１３．５６ＭＨｚ）を導入して酸素の低温プ
ラズマ（酸素プラズマ）を発生させて、封止材を、２時
間にわたってこの低温プラズマにさらしたのち、チャン
バ内から取り出して再び重量を測定した。

【００４３】そして、低温プラズマにさらす前の重量か
ら、低温プラズマにさらした後の重量を減算して重量の
減少量を求め、従来例における減少量を基準値（＝１）
として、各実施例における減少量の比を求めた。以上の
結果を表２にまとめた。

【００４４】

【表２】

【００４５】表より、各実施例の封止材は、ＤＬＣ膜を
形成しなかった従来例１の封止材に比べて粘着力比、減
少量比をともに小さくできることがわかった。また各実
施例を比較すると、ＤＬＣ膜の膜厚を０．１〜１μｍの
範囲内、とくに０．５〜１μｍの範囲内とすることで、
粘着力比、減少量比がさらに小さく、しかもリークレー
トも十分に小さい、真空装置用として適した封止材を形
成できることが確認された。

【図面の簡単な説明】

【図１】封止材としてのＯリングのリークレートを測定
するための、装置の構成を説明する概略図である。

【図２】同図(a)(b)は、封止材としてのＯリングの粘着
力を測定するために用いたブロックの正面図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０８Ｋ 5/00 Ｃ０８Ｋ 5/00 Ｃ０８Ｌ 27/12 Ｃ０８Ｌ 27/12 79/08 79/08 ＺＦ１６Ｊ 15/10 Ｆ１６Ｊ 15/10 ＣＧ (72)発明者林田一徳大阪府大阪市中央区南船場三丁目５番８号光洋精工株式会社内 (72)発明者山本和俊大阪府大阪市中央区南船場三丁目５番８号光洋精工株式会社内 (72)発明者中川智喬大阪府大阪市中央区南船場三丁目５番８号光洋精工株式会社内 (72)発明者山岸高弘徳島県板野郡藍住町笠木字西野39番地光洋シーリングテクノ株式会社内 (72)発明者加藤雅信徳島県板野郡藍住町笠木字西野39番地光洋シーリングテクノ株式会社内Ｆターム(参考） 3J040 BA02 EA16 FA06 HA06 4F006 AA18 AB72 BA04 BA16 CA08 DA01 EA03 4H017 AA03 AA04 AA29 AA31 AA39 AB15 AB17 AD03 AE02 AE05 4J002 BB021 BB111 BD121 BD141 BD151 BD161 CF062 CF072 CG012 CH092 CL062 CM022 CM042 CN012 EH146 EK037 EK047 EK057 EK067 EK087 EU186 EU196 FD012 FD020 FD146 FD157 FD310 GJ02 GQ00 GQ02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】架橋可能な含フッ素エラストマーを含む組
成物を成形するとともに架橋反応させて形成した封止材
基体の表面の少なくとも一部を、ダイヤモンドライクカ
ーボン膜によって被覆したことを特徴とする封止材。
【請求項２】真空シール用である請求項１記載の封止
材。
【請求項３】リークレートが１０^-6Ｐａ・ｍ³／ｓ以下
である請求項２記載の封止材。
【請求項４】ダイヤモンドライクカーボン膜の膜厚が１
μｍ以下である請求項３記載の封止材。
【請求項５】ダイヤモンドライクカーボン膜の膜厚が
０．１μｍ以上である請求項１記載の封止材。
【請求項６】封止材基体を、架橋可能な含フッ素エラス
トマーと、当該含フッ素エラストマーを架橋させるため
の架橋剤としての、多価アリル化合物および有機過酸化
物とを含有する組成物にて形成した請求項１記載の封止
材。
【請求項７】封止材基体を、組成物中に分散させたポリ
イミド系樹脂粉末によって補強した請求項６記載の封止
材。