JP2011132598A - 導電性基材及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基材2と、基材2上に設けられた、ニッケル及びクロムを合計成分割合で30〜76モル%含有するダイヤモンドライクカーボン膜3とを有する導電性基材1により上記課題を解決する。ニッケルとクロムがモル比で1:1〜3:1であることが好ましい。このダイヤモンドライクカーボン膜3は、プラズマ化した昇華ガスをニッケル及びクロム原料に照射してニッケル及びクロムをイオン化し、且つ、前記昇華ガスに炭化水素ガスを接触させて該炭化水素ガスをイオン化し、イオン化したニッケル及びクロムと炭化水素ガスとを基材2上に堆積させて成膜する。
【選択図】図1
Description
本発明に係る導電性基材1は、基材2と、基材2上に設けられたダイヤモンドライクカーボン膜3とを有し、そのダイヤモンドライクカーボン膜3は、ニッケル及びクロムを合計成分割合で30〜76モル%含有する。以下、導電性基材1の構成要素について詳しく説明する。
基材2は特に限定されず、金属材料基材、無機材料基材、有機材料基材のいずれであってもよい。本発明を構成するダイヤモンドライクカーボン膜3は導電性と耐食性を有するので、ダイヤモンドライクカーボン膜3を設けることにより導電性と耐食性を付与できる基材2であることが特に望ましい。
ダイヤモンドライクカーボン膜3は、ニッケル及びクロムを合計成分割合で30〜76モル%含有するアモルファス膜である。ニッケル及びクロムの合計成分割合をこの範囲内とすることにより、ダイヤモンドライクカーボン膜3に導電性と耐食性を付与することができる。合計成分割合が30モル%未満では、所望の導電性(例えば表面抵抗で103Ω/□以下)を付与することができない場合があり、合計成分割合が76モル%を超えると、酸やヨウ素液に対する耐食性が不十分になることがある。なお、ここでの耐食性とは、酸やヨウ素液に接触させた後の導電性が実質的に変化しないことをいい、その実質的に変化しないとは、表面抵抗値の変化が±2%以内を維持できることをいうものとする。
本発明に係る導電性基材1の製造方法は、プラズマ化した昇華ガスをニッケル及びクロム原料に照射してニッケル及びクロムをイオン化し、且つ、前記昇華ガスに炭化水素ガスを接触させて該炭化水素ガスをイオン化し、イオン化したニッケル及びクロムと炭化水素ガスとを基材2上に堆積させて、ニッケル及びクロムを合計成分割合で30〜76モル%含有するダイヤモンドライクカーボン膜3を成膜する。
図2は、本発明に係る製造方法を実施できる装置の一例である。以下、図2に示す装置を用いて行う導電性基材の製造方法について説明する。なお、当該装置は、イオンプレーティング装置である。
次に、上記装置10で導電性基材1を製造する方法について詳しく説明する。
図2に示す形態のバッチ式イオンプレーティング装置10を使用した。厚さ100μmPENフィルム(帝人デュポンフィルム株式会社製、品番:Q65F)を基材2として真空チャンバ内に設置し、Niが80モル%でCrが20モル%のNiCr合金粉末(粒径45μm)を蒸着材料20として真空チャンバ内のるつぼ19に入れた。真空チャンバ12を減圧して真空度を1×10-4Paまで到達させた後、真空チャンバ内に、昇華ガス25としてアルゴンガスを流量15sccmで導入した。その後、収束型プラズマガン11に放電電力を投入し、90Aの放電電流を発生させ、昇華ガス25をプラズマ化した。なお、sccmとは、standard cubic per minuteの略である。
実施例1において、Niが60モル%でCrが40モル%のNiCr合金粉末(粒径45μm)を蒸着材料20とした他は、実施例1と同様にして膜厚160nmのダイヤモンドライクカーボン膜3を形成し、実施例2に係る導電性基材1を作製した。
実施例1において、エチレンガス流量を60sccmとした他は、実施例1と同様にして膜厚100nmのダイヤモンドライクカーボン膜3を形成し、実施例3に係る導電性基材1を作製した。
実施例1において、るつぼ19内に蒸着原料20が無い状態で成膜を行った他は、実施例1と同様にしてダイヤモンドライクカーボン膜を形成し、比較例1に係る基材を作製した。
実施例1において、エチレンガス流量を120sccmとした他は、実施例1と同様にしてダイヤモンドライクカーボン膜3を形成し、比較例2に係る導電性基材1を作製した。
実施例1において、炭化水素ガス36を供給しない状態で成膜を行った他は、実施例1と同様にしてNiCr膜を形成し、比較例3に係る基材を作製した。
実施例1において、Alを蒸着材料20とした他は、実施例1と同様にしてダイヤモンドライクカーボン膜3を形成し、比較例4に係る基材を作製した。
実施例1において、Tiを蒸着材料20とした他は、実施例1と同様にしてダイヤモンドライクカーボン膜3を形成し、比較例5に係る基材を作製した。
実施例1において、Cuを蒸着材料20とした他は、実施例1と同様にしてダイヤモンドライクカーボン膜3を形成し、比較例6に係る基材を作製した。
実施例1において、Niを蒸着材料20とした他は、実施例1と同様にしてダイヤモンドライクカーボン膜3を形成し、比較例7に係る基材を作製した。
膜厚は、sloan社製のDektakIIAで測定した。ダイヤモンドライクカーボン膜中の合計金属成分割合及びNiとCrの組成比は、KRATOS社製のX線光電子分光装置(型名:ESCA−3400)を使用し、X線源:非単色Al Kα 300W(15KV/20mA)、測定面積:800μmφ、Take Off Angle:45度、の条件で測定した。また、金属成分割合(モル%)は、XPSのピーク面積から求めたNi、Cr、C(炭素原子)、O(酸素原子)の量に基づいて、(Ni+Cr)÷(Ni+Cr+C+O)、で求めた。NiとCrの組成比(モル比)は、Ni:Cr、で求めた。
実施例1において、放電電流とエチレン流量を表2に示す条件とし、基材2上にダイヤモンドライクカーボン膜を成膜して試料A1〜A8を作製した。なお、「金属成分」欄の「−」は未測定を示している。得られた結果を表2に示した。
実施例1において、放電電流とエチレン流量を表3に示す条件とし、基材2上にダイヤモンドライクカーボン膜を成膜して試料B1〜B8を作製した。得られた結果を表3に示した。
2 基材
3 ダイヤモンドライクカーボン膜
10 イオンプレーティング装置
11 プラズマガン
12 真空チャンバ
12A 短管部
14 放電電源
15 陰極
16 第1中間電極
17 第2中間電極
18 収束コイル
19 るつぼ
20 蒸着材料
21 るつぼ用磁石
22 プラズマ化昇華ガス流
23 電子帰還電極水冷用ジャケット
24 ガス導入部
25 昇華ガス
25a 昇華ガス導入管
25b 昇華ガス導入バルブ
28 圧力調整ガス
28a 圧力調整ガス導入管
28b 圧力調整ガス導入バルブ
31 絶縁管
32 電子帰還電極
33 反射電子流
35 磁場機構
36 炭化水素ガス
37 炭化水素ガス導入バルブ
38 炭化水素ガス導入管
40 防着板
41 成膜速度計
42 真空計
43 酸素供給管
44 測定値収集ユニット
45 放電電流計
46 放電電圧計
47 電子帰還電極電流計
48 接地電流計
49 排気管
50 排気ポンプ
51 演算部
55 アース
60 制御装置
61 検出機構
Claims (5)
- 基材と、該基材上に設けられた、ニッケル及びクロムを合計成分割合で30〜76モル%含有するダイヤモンドライクカーボン膜と、を有することを特徴とする導電性基材。
- 前記ニッケルとクロムがモル比で1:1〜3:1である、請求項1に記載の導電性基材。
- 前記ダイヤモンドライクカーボン膜が、ヨウ素溶液への浸漬前後で表面抵抗の変化が起こらない耐ヨウ素液性を有する、請求項1又は2に記載の導電性基材。
- プラズマ化した昇華ガスをニッケル及びクロム原料に照射してニッケル及びクロムをイオン化し、且つ、前記昇華ガスに炭化水素ガスを接触させて該炭化水素ガスをイオン化し、イオン化したニッケル及びクロムと炭化水素ガスとを基材上に堆積させて、ニッケル及びクロムを合計成分割合で30〜76モル%含有するダイヤモンドライクカーボン膜を成膜することを特徴とする導電性基材の製造方法。
- 前記炭化水素ガスのイオン化量と前記ニッケル及びクロムのイオン化量とを制御して、前記ニッケルとクロムをモル比で1:1〜3:1とする、請求項4に記載の導電性基材の製造方法。
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