JP2012111984A - Apparatus for forming surface coat of resin substrate - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an apparatus for forming a surface coat of a resin substrate, which forms a coat on surfaces of a plurality of kinds of resin substrates that are different from each other in shapes or sizes thereof by a single apparatus, rapidly and efficiently.SOLUTION: In the apparatus for forming a surface coat of a resin substrate, a vacuum chamber 16 includes: exhausting means 46, 48 for making the inside of the vacuum chamber 16 be in a reduced pressure state; gas introduction means 50, 52 for introducing reactant gas into the vacuum chamber 16; and an induction field producing device 28 for producing an induction field inside the vacuum chamber 16 to generate inductive coupled plasma of the reactant gas introduced into the vacuum chamber 16. The gas introduction means 50, 52 include: an introduction head 54 with a gas introduction opening 56 opened inside the vacuum chamber 16; and an opening position changing mechanism 58 for changing the position of the opening of the gas introduction opening 56 in the vacuum chamber 16.

Description

本発明は、樹脂基材の表面被膜形成装置に係り、特に、誘導結合プラズマを利用して、樹脂基材の表面に被膜を形成するようにした樹脂基材の表面被膜形成装置の改良に関するものである。   The present invention relates to an apparatus for forming a surface coating on a resin substrate, and more particularly to an improvement in an apparatus for forming a surface coating on a resin substrate that uses inductively coupled plasma to form a coating on the surface of a resin substrate. It is.

従来から、優れた成形性と軽量性とを兼ね備えた樹脂成形品が、例えば、自動車等の車両の内装部品や、電気、電子部品、或いは建築用部品等の基材として、広く利用されてきている。また、そのような樹脂成形品からなる基材、所謂樹脂基材のうち、透明性を有するものについては、ガラスの代替品としての使用が検討され、一部で実用化されている。   Conventionally, resin molded products having both excellent moldability and light weight have been widely used as base materials for interior parts of vehicles such as automobiles, electrical, electronic parts, and building parts, for example. Yes. In addition, among the bases made of such resin molded products, so-called resin bases, those having transparency have been studied for use as substitutes for glass and have been put into practical use in part.

しかしながら、樹脂基材は、ガラス等と比べて耐摩傷性が低いといった欠点を有している。そこで、耐摩傷性等が要求される用途に用いられる樹脂基材は、一般に、保護用の被膜が表面に形成された上で、使用に供されている。例えば、ガラスの代替品として使用される透明な樹脂基材は、その表面に、SiO2 やSiON等からなる被膜が形成されて、使用されている。 However, the resin base material has a defect that the abrasion resistance is lower than that of glass or the like. Accordingly, resin substrates used for applications requiring abrasion resistance and the like are generally used after a protective coating is formed on the surface. For example, a transparent resin base material used as a substitute for glass is used with a film made of SiO 2 or SiON formed on the surface thereof.

そして、そのような表面被膜を樹脂基材に形成する装置の一種として、例えば、特開2009−120881号公報(特許文献1)等に開示されるように、平行平板方式のプラズマCVD法を採用してなる装置が、知られている。この装置は、真空チャンバと、真空チャンバ内を排気して、減圧状態とする真空ポンプと、減圧状態の真空チャンバ内に反応ガスを導入するノズルと、真空チャンバ内に、互いに所定距離を隔てて平行に配置された一対の平板状電極とを有している。そして、一対の平板状電極のうちの一方における対向面上に樹脂基板を配置して、減圧状態の真空チャンバ内に反応ガスを導入すると共に、一対の平板状電極に高周波電流を給電して、それらの電極間に反応ガスのプラズマを発生させることにより、樹脂基材の表面に被膜を形成するように構成されている。この装置によれば、樹脂基材の表面に対して、緻密で薄い皮膜を、十分に速い成膜速度で効率的に形成できる。   As a kind of apparatus for forming such a surface coating on a resin base material, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-120881 (Patent Document 1), a parallel plate type plasma CVD method is employed. Such a device is known. This apparatus includes a vacuum chamber, a vacuum pump that evacuates the vacuum chamber to a reduced pressure state, a nozzle that introduces a reactive gas into the reduced pressure vacuum chamber, and a predetermined distance from the vacuum chamber. And a pair of flat electrodes arranged in parallel. Then, a resin substrate is disposed on the opposing surface of one of the pair of flat electrodes, a reaction gas is introduced into a vacuum chamber in a reduced pressure state, and a high frequency current is supplied to the pair of flat electrodes, A film of a reactive gas is generated between the electrodes to form a film on the surface of the resin base material. According to this apparatus, a dense and thin film can be efficiently formed on the surface of the resin substrate at a sufficiently high film formation rate.

ところが、そのような従来の樹脂基材の表面被膜形成装置では、プラズマ発生時や成膜時に生ずる熱で、真空チャンバ内が高温となり、400℃以上の温度に達する場合がある。それ故、樹脂基材が熱可塑性樹脂製であると、そのような樹脂基材が熱変形したり、溶融したりする恐れがあった。なお、上記公報に開示の装置においては、一対の平板状電極を強制的に冷却するための機構が設けられて、樹脂基材の熱変形等の問題の解消が図られている。しかしながら、そのような樹脂基材の熱変形に対する対策を講じる際には、冷却機構の設置のために余分なコストが掛かり、それによって、樹脂基材の表面被膜の形成コストが高騰することとなる。   However, in such a conventional resin base material surface film forming apparatus, there are cases in which the inside of the vacuum chamber is heated to a temperature of 400 ° C. or higher due to heat generated during plasma generation or film formation. Therefore, if the resin base material is made of a thermoplastic resin, such a resin base material may be thermally deformed or melted. In the device disclosed in the above publication, a mechanism for forcibly cooling the pair of flat electrodes is provided to solve problems such as thermal deformation of the resin base material. However, when taking measures against such thermal deformation of the resin base material, an extra cost is required for the installation of the cooling mechanism, thereby increasing the cost of forming the surface coating on the resin base material. .

また、よく知られているように、平行平板方式のプラズマCVD法では、一対の平板状電極間にプラズマを効率的に発生させるためには、それらの電極間の距離を十分に小さくしなければならない(一般には、30mm以下)。それ故、そのような平行平板方式のプラズマCVD法を採用する従来装置では、ブロック状を呈する樹脂基材、或いは板状を呈するものの、厚さの大きな樹脂基材、更には三次元形状を呈する樹脂基材等に対して、表面被膜を形成することが、極めて困難であった。従って、かかる従来装置を用いる場合には、適用される樹脂基材が、薄肉の平板形状を呈するものに制限されていたのである。   As is well known, in the parallel plate type plasma CVD method, in order to efficiently generate plasma between a pair of plate electrodes, the distance between the electrodes must be sufficiently small. (Generally 30 mm or less). Therefore, in a conventional apparatus that employs such a parallel plate type plasma CVD method, a block-shaped resin base material or a plate shape is exhibited, but a thick resin base material or a three-dimensional shape is exhibited. It was extremely difficult to form a surface coating on a resin base material or the like. Therefore, when using such a conventional apparatus, the applied resin base material is limited to a thin flat plate shape.

なお、基材表面に被膜を形成するプラズマCVD装置としては、上記の如き平行平板方式のプラズマCVD法を採用してなるものの他に、例えば、特開2005−248327号公報(特許文献2)等に開示される如き誘導結合方式のプラズマCVD法を採用してなる装置も、知られている。この装置は、真空チャンバと、真空チャンバ内を排気して、減圧状態とする真空ポンプと、減圧状態の真空チャンバ内に反応ガスを導入するノズルと、真空チャンバの外部に配置されて、高周波電流の供給により、該真空チャンバ内に誘導電磁界を形成する誘導コイル等からなるアンテナとを有している。そして、アンテナにて誘導電磁界が形成された真空チャンバ内への反応ガスの導入により生成される反応ガスの誘導結合プラズマを利用して、真空チャンバ内に収容された基材の表面に被膜を形成するように構成されている。   In addition, as a plasma CVD apparatus for forming a film on the surface of a substrate, in addition to the one using the parallel plate type plasma CVD method as described above, for example, JP-A-2005-248327 (Patent Document 2), etc. An apparatus adopting an inductively coupled plasma CVD method as disclosed in US Pat. This device is disposed outside the vacuum chamber, a vacuum pump that evacuates the vacuum chamber and depressurizes the vacuum chamber, introduces a reaction gas into the vacuum chamber in a depressurized state, And an antenna made of an induction coil or the like for forming an induction electromagnetic field in the vacuum chamber. Then, using the reactive gas inductively coupled plasma generated by introducing the reactive gas into the vacuum chamber in which the induction electromagnetic field is formed by the antenna, a coating is applied to the surface of the substrate housed in the vacuum chamber. It is configured to form.

このような誘導結合プラズマCVD装置においては、成膜時における発熱量が小さく、そのため、真空チャンバ内を比較的に低い温度に維持したままで、基材表面に被膜を形成することができる。また、真空チャンバ内に誘導電磁界を発生させるためのアンテナが、真空チャンバの外部に設置されていることに加えて、真空チャンバ内に収容された基材とアンテナとの間隔に制限がない。それ故、このような誘導結合プラズマCVD装置を用いる場合には、平行平板方式のプラズマCVD装置を使用する場合とは異なって、ブロック形状や厚肉の板状を呈する基材の表面や、三次元形状を呈する基材の表面にも、被膜を容易に形成することができる。従って、かかる誘導結合プラズマCVD装置を樹脂基材の表面被膜形成装置として使用すれば、薄肉の平板状の樹脂基材は勿論、それ以外の様々な形状を呈する樹脂基材に対する表面被膜の形成が、樹脂基材の熱影響による品質低下を生じさせることなく、低コストに実現可能となると考えられる。   In such an inductively coupled plasma CVD apparatus, the amount of heat generated at the time of film formation is small, so that a film can be formed on the surface of the substrate while the inside of the vacuum chamber is maintained at a relatively low temperature. In addition to the fact that an antenna for generating an induction electromagnetic field in the vacuum chamber is installed outside the vacuum chamber, there is no restriction on the distance between the substrate housed in the vacuum chamber and the antenna. Therefore, in the case of using such an inductively coupled plasma CVD apparatus, unlike the case of using a parallel plate type plasma CVD apparatus, the surface of a substrate exhibiting a block shape or a thick plate shape, or a tertiary A film can be easily formed on the surface of the base material having the original shape. Therefore, if such an inductively coupled plasma CVD apparatus is used as a surface coating film forming device for a resin substrate, it is possible to form a surface coating on a resin substrate having various shapes other than a thin flat resin substrate. It is considered that it can be realized at low cost without causing quality deterioration due to the heat effect of the resin base material.

ところが、本発明者の研究によれば、1個の誘導結合プラズマCVD装置を用いて、形状や大きさが種々異なる樹脂基材の表面に被膜を形成する場合、樹脂基材の形状や大きさの違い等によって、樹脂基材表面への被膜の形成速度(成膜速度)に大きな差異を生ずることが明らかとなった。そして、そのため、従来の誘導結合プラズマCVD装置を樹脂基材の表面被膜形成装置として利用して、樹脂基材に表面被膜を迅速に形成するには、樹脂基材の形状や大きさ等に応じて、複数種類の装置を準備する必要があることが判明したのである。   However, according to the inventor's research, when a coating is formed on the surface of a resin base material having various shapes and sizes using one inductively coupled plasma CVD apparatus, the shape and size of the resin base material are used. It has been clarified that there is a large difference in the film formation speed (film formation speed) on the surface of the resin substrate due to the difference in the above. For this reason, in order to quickly form a surface coating on a resin substrate using a conventional inductively coupled plasma CVD apparatus as a resin substrate surface coating formation device, the shape and size of the resin substrate can be changed. Thus, it has been found that it is necessary to prepare a plurality of types of devices.

特開2009−120881号公報JP 2009-120881 A 特開2005−248327号公報JP 2005-248327 A

ここにおいて、本発明は、上述せる如き事情を背景にして為されたものであって、その解決課題とするところは、熱影響による樹脂基材の品質低下を惹起させることなく、しかも樹脂基材の形状や大きさ等に拘わらず、1個の装置で、樹脂基材の表面に、被膜を迅速且つ効率的に形成可能な樹脂基材の表面被膜形成装置を提供することにある。   Here, the present invention has been made in the background as described above, and the problem to be solved is that the resin base material does not cause deterioration of the quality of the resin base material due to thermal effects. It is an object of the present invention to provide an apparatus for forming a surface coating film on a resin base material, which can form a coating film on the surface of the resin base material quickly and efficiently with a single device.

そして、本発明者は、かかる課題を解決するに当たって、先ず、従来構造を有する誘導結合プラズマCVD装置の1個を用いて、複数種類の樹脂基材の表面に被膜を形成したときに、樹脂基材の形状や大きさの違い等によって成膜速度に大きな差異を生ずる原因を究明すべく、研究を重ねた。その結果、以下の結論を得た。   Then, in order to solve such a problem, the present inventor first used a single inductively coupled plasma CVD apparatus having a conventional structure to form a resin substrate on the surface of a plurality of types of resin base materials. Research was repeated to determine the cause of the large difference in film deposition rate due to differences in material shape and size. As a result, the following conclusions were obtained.

すなわち、従来の誘導結合プラズマCVD装置では、前記した公報(特許文献2)の図1等に示されるように、真空チャンバ内に反応ガスを導入するノズルが、真空チャンバ内に収容される基材と離間した位置に固定されている。そのため、真空チャンバ内に、形状や大きさ等が互いに異なる複数種類の樹脂基材を収容した場合、樹脂基材の表面とノズルの真空チャンバ内への開口位置との間の距離が、収容される樹脂基材の種類毎に、種々異なる大きさとなる。   That is, in the conventional inductively coupled plasma CVD apparatus, as shown in FIG. 1 and the like of the above-mentioned publication (Patent Document 2), a base material in which a nozzle for introducing a reactive gas into the vacuum chamber is accommodated in the vacuum chamber. And is fixed at a position separated from each other. Therefore, when a plurality of types of resin substrates having different shapes and sizes are accommodated in the vacuum chamber, the distance between the surface of the resin substrate and the position of the nozzle opening in the vacuum chamber is accommodated. Each type of resin substrate has a different size.

そして、樹脂基材の表面とノズルの開口位置との距離が小さいときには、ノズルから真空チャンバ内に導入されて、プラズマ化した複数種類の反応ガスの化合により生成された化合物の大部分が、樹脂基材の表面上に、迅速に且つ確実に到達し、堆積して、被膜を形成する。これに対して、樹脂基材の表面とノズルの開口位置との距離が大きいときには、プラズマ化した複数種類の反応ガスの化合により生成された化合物の少なくない量が、樹脂基材の表面に到達する前に、真空チャンバの排気系から外部に排出されてしまい、そのために、化合物の樹脂基材表面への付着効率が低下する。   When the distance between the surface of the resin base material and the opening position of the nozzle is small, most of the compounds that are introduced from the nozzle into the vacuum chamber and are generated by the combination of a plurality of types of reaction gases that have been converted into plasma Reach and deposit quickly and reliably on the surface of the substrate to form a coating. On the other hand, when the distance between the surface of the resin base material and the nozzle opening position is large, not a small amount of the compound generated by the combination of plural kinds of plasma reaction gases reaches the surface of the resin base material. Before being discharged from the exhaust system of the vacuum chamber, the adhesion efficiency of the compound to the surface of the resin substrate decreases.

従って、従来の誘導結合プラズマCVD装置を用いて、樹脂基材の表面に被膜を形成する際に、樹脂基材の形状や大きさの違いによって成膜速度に差異が生ずるのは、真空チャンバ内でのノズル開口部の位置が固定されているために、形状や大きさが互いに異なる樹脂基材の間で、樹脂基材の表面とノズルの真空チャンバ内への開口位置との間の距離に違いが生ずるためであるとの結論を得たのである。   Therefore, when a coating is formed on the surface of a resin substrate using a conventional inductively coupled plasma CVD apparatus, the difference in the film formation speed due to the difference in the shape and size of the resin substrate occurs in the vacuum chamber. Since the position of the nozzle opening in the nozzle is fixed, the distance between the surface of the resin substrate and the position of the nozzle opening in the vacuum chamber is different between resin substrates of different shapes and sizes. I got the conclusion that it was because of the difference.

そして、本発明は、上記の結論に基づいて、更に鋭意研究を重ねた結果、完成したものであって、その要旨とするところは、樹脂成形品からなる基材を収容可能な真空チャンバと、該真空チャンバ内を排気して、減圧状態とする排気手段と、減圧状態の該真空チャンバ内に反応ガスを導入するガス導入手段と、高周波電流の供給により、該真空チャンバ内に誘導電磁界を形成する誘導電磁界形成手段とを含み、誘導電磁界が形成された該真空チャンバ内への前記反応ガスの導入により生成される該反応ガスの誘導結合プラズマを利用して、該真空チャンバ内に収容された前記樹脂基材の表面に被膜を形成するように構成した樹脂基材の表面被膜形成装置であって、前記ガス導入手段が、前記真空チャンバ内に開口するガス導入口を備えた導入ヘッドと、該導入ヘッドのガス導入口の該真空チャンバ内での開口位置を変更させる開口位置変更機構とを有していることを特徴とする樹脂基材の表面被膜形成装置にある。   And this invention was completed as a result of repeating earnest research based on the above conclusion, and the gist of the present invention is a vacuum chamber capable of accommodating a substrate made of a resin molded product, By evacuating the vacuum chamber to bring it into a decompressed state, gas introducing means for introducing a reaction gas into the decompressed vacuum chamber, and supply of a high-frequency current, an induced electromagnetic field is introduced into the vacuum chamber. Using the inductively coupled plasma of the reaction gas generated by introduction of the reaction gas into the vacuum chamber in which the induction electromagnetic field is formed. A resin base material surface film forming apparatus configured to form a film on the surface of the accommodated resin base material, wherein the gas introduction means includes a gas introduction port that opens into the vacuum chamber. And head, lying on the surface film forming apparatus of the resin base material, characterized in that and an opening position changing mechanism for changing the opening position in the vacuum chamber of the gas inlet of the inlet head.

なお、本発明の好ましい態様の一つによれば、前記導入ヘッドが、前記真空チャンバ内に延出し、先端開口部が前記ガス導入口とされた管体にて構成されると共に、該管体の長さ方向中間部に、該管体の伸縮乃至曲げ変形を可能とし、且つかかる管体の変形状態を保持させ得る蛇腹部が形成されて、前記開口位置変更機構が、該蛇腹部にて構成されることとなる。   According to one of the preferred embodiments of the present invention, the introduction head is constituted by a tubular body extending into the vacuum chamber and having a distal end opening serving as the gas introduction port. A bellows part is formed in the middle part in the length direction of the bellows, which enables expansion and contraction or bending deformation of the pipe body and can maintain the deformation state of the pipe body, and the opening position changing mechanism is formed in the bellows part. Will be composed.

また、本発明の有利な態様の一つによれば、前記導入ヘッドを前記真空チャンバ内で移動させることにより、前記ガス導入口の該真空チャンバ内での開口位置を変更させる移動機構が設けられ、かかる移動機構を含んで、前記開口位置変更機構が構成される。   According to another advantageous aspect of the present invention, there is provided a moving mechanism for changing the opening position of the gas introduction port in the vacuum chamber by moving the introduction head in the vacuum chamber. The opening position changing mechanism is configured including such a moving mechanism.

さらに、本発明の望ましい態様の一つによれば、前記ガス導入口が、前記導入ヘッドに対して、前記真空チャンバ内で互いに異なる位置に配置されるように複数設けられる一方、それら複数のガス導入口を選択的に開閉させる開閉機構が、該導入ヘッドに設けられ、かかる開閉機構にて、該複数のガス導入口の何れかを選択的に開放することにより、該ガス導入口の該真空チャンバ内での開口位置が変更されるように構成されて、前記開口位置変更機構を含んで、該開閉機構が構成されることとなる。   Furthermore, according to one of the desirable aspects of the present invention, a plurality of the gas introduction ports are provided to the introduction head so as to be arranged at different positions in the vacuum chamber, while the plurality of gas introduction ports are provided. An opening / closing mechanism for selectively opening and closing the introduction port is provided in the introduction head, and by selectively opening one of the plurality of gas introduction ports with the opening / closing mechanism, the vacuum of the gas introduction port is provided. The opening position in the chamber is changed, and the opening / closing mechanism is configured including the opening position changing mechanism.

また、本発明の好適な態様の一つによれば、減圧状態の前記真空チャンバ内に収容された前記樹脂基材を加熱する加熱手段が、更に設けられることとなる。   Moreover, according to one of the suitable aspects of this invention, the heating means which heats the said resin base material accommodated in the said vacuum chamber of a pressure reduction state will be further provided.

さらに、本発明の有利な態様の一つによれば、前記加熱手段が、前記樹脂基材を非接触で加熱する非接触型加熱手段にて構成される。   Furthermore, according to one of the advantageous aspects of the present invention, the heating means is constituted by a non-contact type heating means for heating the resin base material in a non-contact manner.

更にまた、本発明の別の好ましい態様の一つによれば、前記非接触型加熱手段が、前記樹脂基材に赤外線を照射して、該樹脂基材を加熱する赤外線加熱装置にて構成される。   Furthermore, according to another preferred embodiment of the present invention, the non-contact type heating means is constituted by an infrared heating device that heats the resin substrate by irradiating the resin substrate with infrared rays. The

また、本発明の他の望ましい態様の一つによれば、減圧状態の前記真空チャンバ内に収容された前記樹脂基材の表面を帯電させる帯電手段が、更に設けられる。   According to another desirable aspect of the present invention, there is further provided charging means for charging the surface of the resin base material housed in the vacuum chamber in a reduced pressure state.

要するに、本発明に従う樹脂基材の表面被膜形成装置にあっては、誘導結合プラズマを利用して、樹脂基材の表面に被膜を形成するようになっている。それ故、樹脂基材の熱影響による品質低下を生じさせることなく、樹脂基材の表面に対する被膜の付着効率を高めて、生産性を向上させることができる。   In short, in the resin base material surface film forming apparatus according to the present invention, a film is formed on the surface of the resin base material using inductively coupled plasma. Therefore, productivity of the coating can be improved by increasing the adhesion efficiency of the coating to the surface of the resin substrate without causing a deterioration in quality due to the heat effect of the resin substrate.

そして、かかる本発明装置にあっては、特に、真空チャンバ内に反応ガスを導入するガス導入ヘッドのガス導入口の真空チャンバ内での開口位置が、開口位置変更機構によって可変とされている。このため、本発明装置の1個だけを用いて、形状や大きさが互いに異なる複数種類の樹脂基材の表面に被膜を形成する場合にあっても、真空チャンバ内に収容される樹脂基材の形状や大きさに応じて、ガス導入口の真空チャンバ内での開口位置を適宜に変更すれば、真空チャンバ内に収容される樹脂基材の交換に伴って生ずる、ガス導入口の開口位置と樹脂基材の表面との間の距離の変動量を、可及的に小さく為すことができる。   And in this invention apparatus, the opening position in the vacuum chamber of the gas introduction port of the gas introduction head which introduce | transduces reaction gas in a vacuum chamber especially is made variable by the opening position change mechanism. For this reason, even when only one of the devices of the present invention is used to form a coating on the surface of a plurality of types of resin substrates having different shapes and sizes, the resin substrate accommodated in the vacuum chamber If the opening position of the gas introduction port in the vacuum chamber is appropriately changed according to the shape and size of the gas, the opening position of the gas introduction port that occurs with the replacement of the resin substrate accommodated in the vacuum chamber The amount of fluctuation in the distance between the resin and the surface of the resin substrate can be made as small as possible.

それ故、本発明装置では、真空チャンバ内に収容される樹脂基材の形状や大きさの違いによる成膜速度の変動量を効果的に小さく為すことができ、そして、それにより、形状や大きさが互いに異なる複数種類の樹脂基材のそれぞれの表面に対して、被膜を、可及的に一定の成膜速度で形成することが可能となる。   Therefore, the apparatus of the present invention can effectively reduce the fluctuation amount of the film forming speed due to the difference in the shape and size of the resin base material accommodated in the vacuum chamber. It is possible to form a film on the surfaces of a plurality of types of resin bases having different thicknesses at a constant film formation rate as much as possible.

従って、かくの如き本発明に従う樹脂基材の表面被膜形成装置によれば、樹脂基材の表面への被膜の形成が、熱影響による樹脂基材の品質低下を惹起させることなく、しかも樹脂基材の形状や大きさ等に拘わらず、1個の装置を汎用的に使用しつつ、迅速且つ効率的に実施することができるのである。   Therefore, according to the resin base material surface film forming apparatus according to the present invention as described above, the formation of the film on the surface of the resin base material does not cause deterioration of the quality of the resin base material due to thermal effects, and the resin base material. Regardless of the shape, size, etc. of the material, it can be carried out quickly and efficiently while using one apparatus for general purposes.

本発明に従う樹脂基材の表面被膜形成装置が用いられて、樹脂基材の表面に被膜が形成された樹脂ガラスを示す部分断面拡大説明図である。It is the partial cross-section enlarged explanatory view which shows the resin glass by which the surface film forming apparatus of the resin base material according to this invention was used, and the film was formed in the surface of the resin base material. 本発明に従う樹脂基材の表面被膜形成装置の一実施形態を示す縦断面説明図であって、真空チャンバ内に樹脂基材を収容した状態を示している。It is longitudinal cross-sectional explanatory drawing which shows one Embodiment of the surface film formation apparatus of the resin base material according to this invention, Comprising: The state which accommodated the resin base material in the vacuum chamber is shown. 図2に示された表面被膜形成装置に対して、図1に示された樹脂基材とは別の樹脂基材を収容した状態を示す、図2の部分拡大説明図に相当する図である。FIG. 3 is a view corresponding to the partially enlarged explanatory view of FIG. 2, showing a state in which a resin base material different from the resin base material shown in FIG. 1 is accommodated in the surface film forming apparatus shown in FIG. 2. . 本発明に従う樹脂基材の表面被膜形成装置の別の実施形態を示す図2に対応する図である。It is a figure corresponding to FIG. 2 which shows another embodiment of the surface film formation apparatus of the resin base material according to this invention. 本発明に従う樹脂基材の表面被膜形成装置の更に別の実施形態を示す図2に対応する図である。It is a figure corresponding to FIG. 2 which shows another embodiment of the surface film formation apparatus of the resin base material according to this invention. 本発明に従う樹脂基材の表面被膜形成装置の他の実施形態を示す図2に対応する図である。It is a figure corresponding to FIG. 2 which shows other embodiment of the surface film formation apparatus of the resin base material according to this invention.

以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明することとする。   Hereinafter, in order to clarify the present invention more specifically, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

先ず、図1には、本発明に従う構造を有する樹脂基材の表面被膜形成装置により、表面に被膜が形成されてなる、自動車のリヤウインドウ用の樹脂ガラス10が、その部分断面形態において示されている。かかる図1から明らかなように、樹脂ガラス10は、透明な板材からなる樹脂基材12を有している。ここでは、かかる樹脂基材12が、ポリカーボネートを用いて射出成形された樹脂成形品からなっている。また、樹脂基材12は、全体が、厚さ方向一方側に向かって凸となるように湾曲する三次元形状を呈している。そして、この樹脂基材12の表面の全面に、SiO2 からなる、薄肉で透明な被膜14が、保護膜として形成されている。かくして、樹脂ガラス10では、透明性を十分に維持しつつ、その全表面での耐摩傷性の向上が図られている。 First, in FIG. 1, a resin glass 10 for a rear window of an automobile, in which a coating is formed on the surface by a resin substrate surface coating forming apparatus having a structure according to the present invention, is shown in a partial sectional form. ing. As is clear from FIG. 1, the resin glass 10 has a resin base 12 made of a transparent plate. Here, the resin substrate 12 is made of a resin molded product that is injection-molded using polycarbonate. Moreover, the resin base material 12 is exhibiting the three-dimensional shape which curves so that the whole may become convex toward the thickness direction one side. A thin and transparent film 14 made of SiO 2 is formed as a protective film on the entire surface of the resin substrate 12. Thus, in the resin glass 10, the abrasion resistance on the entire surface is improved while sufficiently maintaining transparency.

ところで、樹脂基材12の表面に被膜14を形成して、上記の如き樹脂ガラス10を得る際に用いられる表面被膜形成装置は、例えば、図2に示される如き構造を有している。この表面被膜形成装置の構造について、以下に説明する。   By the way, the surface film forming apparatus used when the film 14 is formed on the surface of the resin substrate 12 to obtain the resin glass 10 as described above has a structure as shown in FIG. 2, for example. The structure of this surface film forming apparatus will be described below.

図2から明らかなように、表面被膜形成装置は、真空チャンバ16を有している。この真空チャンバ16は、チャンバ本体18と蓋体20とを更に含んで構成されている。チャンバ本体18は、筒状の側壁部22と、かかる側壁部22の下側開口部を閉塞する下側底壁部24とを備えた有底筒状乃至は筐体状を呈している。蓋体20は、例えばセラミックス等の誘電体からなり、チャンバ本体18の上側開口部26の全体を覆蓋可能な大きさを有する平板にて構成されている。そして、かかる蓋体20が、チャンバ本体18の上側開口部26を覆蓋した状態で、図示しないロック機構にてロックされることにより、チャンバ本体18内が気密に密閉されるようになっている。   As is clear from FIG. 2, the surface film forming apparatus has a vacuum chamber 16. The vacuum chamber 16 further includes a chamber body 18 and a lid 20. The chamber body 18 has a bottomed cylindrical shape or a casing shape including a cylindrical side wall portion 22 and a lower bottom wall portion 24 that closes a lower opening of the side wall portion 22. The lid 20 is made of, for example, a dielectric material such as ceramics, and is configured by a flat plate having a size capable of covering the entire upper opening 26 of the chamber body 18. The lid body 20 covers the upper opening 26 of the chamber body 18 and is locked by a lock mechanism (not shown) so that the chamber body 18 is hermetically sealed.

そのような真空チャンバ16の蓋体20上には、誘導コイル28が設置されている。この誘導コイル28は、例えば銅製の線材が渦巻き状に巻回された平面型のコイルにて構成されている。そして、かかる誘導コイル28の渦巻きの中心側端部には、給電線30の一端が接続され、この給電線30の他端は高周波電源32に接続されている。一方、誘導コイル28の渦巻きの外周側端部は、接地されている。   On the lid 20 of such a vacuum chamber 16, an induction coil 28 is installed. The induction coil 28 is configured by a planar coil in which, for example, a copper wire is wound in a spiral shape. One end of the power supply line 30 is connected to the end of the spiral of the induction coil 28, and the other end of the power supply line 30 is connected to the high frequency power supply 32. On the other hand, the outer peripheral side end of the spiral of the induction coil 28 is grounded.

かくして、高周波電流が高周波電源32から誘導コイル28に供給されるようになっており、また、そのような誘導コイル28への高周波電流の供給によって、真空チャンバ16のチャンバ本体18内に誘導電磁界が形成されるようになっている。そして、かかるチャンバ本体18内に形成された誘導電磁界によって、真空チャンバ16内のガスがプラズマ化されるようになっている。このことから明らかなように、本実施形態では、誘導コイル28によって、誘導電磁界形成手段が構成されている。   Thus, a high-frequency current is supplied from the high-frequency power supply 32 to the induction coil 28, and the induction electromagnetic field is generated in the chamber body 18 of the vacuum chamber 16 by the supply of the high-frequency current to the induction coil 28. Is to be formed. The gas in the vacuum chamber 16 is turned into plasma by the induction electromagnetic field formed in the chamber body 18. As is clear from this, in this embodiment, the induction coil 28 constitutes an induction electromagnetic field forming means.

また、チャンバ本体18内には、絶縁体からなる支持ジグ34が、チャンバ本体18の下側側壁部24上に載置された状態で収容されている。この支持ジグ34は、上下方向に延び、且つその上端面が支持面36とされた棒状支持部38を、複数個、有している。また、それら各棒状支持部38の支持面36は、樹脂基材12の凹状湾曲面からなる一方の面に対応した形状を有している。   Further, a support jig 34 made of an insulator is accommodated in the chamber body 18 in a state of being placed on the lower side wall portion 24 of the chamber body 18. The support jig 34 has a plurality of rod-like support portions 38 that extend in the vertical direction and whose upper end surface is a support surface 36. In addition, the support surface 36 of each of the rod-shaped support portions 38 has a shape corresponding to one surface formed of the concave curved surface of the resin base material 12.

かくして、支持ジグ34は、各棒状支持部38の支持面36を樹脂基材12の一方の板面の複数箇所に接触させた状態で、樹脂基材12を、各棒状支持部38にて支持するようになっている。そして、そのようにして樹脂基材12を支持した支持ジグ34が、チャンバ本体180内に、樹脂基材12と共に収容されることにより、樹脂基材12が、チャンバ本体18内に、チャンバ本体14の下側底壁部24と電気的に絶縁された状態で収容されるようになっているのである。   Thus, the support jig 34 supports the resin base material 12 by the rod-shaped support portions 38 in a state where the support surface 36 of each rod-shaped support portion 38 is in contact with a plurality of locations on one plate surface of the resin base material 12. It is supposed to be. The support jig 34 that supports the resin base material 12 in this manner is accommodated in the chamber main body 180 together with the resin base material 12, so that the resin base material 12 is contained in the chamber main body 18 and the chamber main body 14. It is accommodated in a state in which it is electrically insulated from the lower bottom wall portion 24.

また、ここでは、湾曲面からなる両側板面の曲率の違い等により全体形状が互いに異なる形状とされるか、或いは全体の大きさが互いに異なる大きさとされる等して、相互に別個の種類とされた複数種類の樹脂基材12をそれぞれ支持させるために、支持ジグ34として、それら複数種類の樹脂基材12の板面にそれぞれ対応した湾曲面状の支持面36を有する複数種類のものが、準備されている。これにより、かかる複数種類の樹脂基材12をチャンバ本体18内に収容させる際に、複数種類の支持ジグ34の中から、支持すべき樹脂基材12の種類に対応した支持面36を有するものを選択して使用することで、複数種類の樹脂基材12のそれぞれを、支持ジグ34にて安定的に支持しつつ、チャンバ本体18内に収容させることが可能となっている。   In addition, here, the overall shapes are different from each other due to the difference in the curvature of both side plate surfaces made of curved surfaces, or the overall sizes are different from each other. In order to support the plurality of types of resin base materials 12 respectively, the support jig 34 has a plurality of types of curved support surfaces 36 corresponding to the plate surfaces of the plurality of types of resin base materials 12, respectively. Is being prepared. Accordingly, when the plurality of types of resin base materials 12 are accommodated in the chamber body 18, the support surface 36 corresponding to the type of the resin base material 12 to be supported is selected from the plurality of types of support jigs 34. By selecting and using, it is possible to accommodate each of the plurality of types of resin base materials 12 in the chamber body 18 while stably supporting the resin base materials 12 with the support jig 34.

なお、支持ジグ34として、棒状支持部38の支持面36が、樹脂基材12の形状に拘わらず、樹脂基材12に対して点接触で接触する、例えば円弧面形状とされたものを用いても良い。このような支持ジグ34を用いる場合には、形状や大きさ等が互いに異なる複数種類の樹脂基材12を支持するために、複数種類の支持ジグ34を、何等準備する必要がなく、1種類の支持ジグ34を汎用的に使用して、複数種類の樹脂基材12を支持することができる。また、支持ジグ34を、チャンバ本体18内に固定しても良い。その場合には、複数種類の樹脂基材12の表面に被膜14を形成するに際して、支持ジグ34が何等交換されずに、チャンバ本体18内に収容される樹脂基材12のみが交換されることとなる。   In addition, as the support jig 34, the support surface 36 of the rod-shaped support part 38 is in contact with the resin base material 12 by point contact regardless of the shape of the resin base material 12, for example, an arc surface shape is used. May be. When such a support jig 34 is used, it is not necessary to prepare a plurality of types of support jigs 34 in order to support a plurality of types of resin base materials 12 having different shapes, sizes, etc. A plurality of types of resin base materials 12 can be supported by using the support jig 34 for general purposes. Further, the support jig 34 may be fixed in the chamber body 18. In that case, when the coating 14 is formed on the surface of the plurality of types of resin base materials 12, only the resin base material 12 accommodated in the chamber body 18 is replaced without replacing the support jig 34 at all. It becomes.

また、チャンバ本体18の下側底壁部24の複数箇所と、側壁部22の下部側部分における周上の複数箇所とには、非接触型加熱手段としての遠赤外線ヒータ40が、それぞれ設けられている。それら各遠赤外線ヒータ40は、何れも、遠赤外線を照射可能な公知の構造を有し、チャンバ本体12内に向かって遠赤外線を照射するように配置されている。そうして、遠赤外線が、チャンバ本体18内に収容された樹脂基材12に対して、その下方や側方の複数方向から、複数の遠赤外線ヒータ40にて照射されるようになっており、それによって、チャンバ本体18内の樹脂基材12が、複数の遠赤外線ヒータ40とは非接触の状態で、それら複数の遠赤外線ヒータ40にて加熱されるようになっている。   Further, far-infrared heaters 40 as non-contact type heating means are respectively provided at a plurality of locations on the lower bottom wall portion 24 of the chamber body 18 and a plurality of locations on the periphery of the lower portion of the side wall portion 22. ing. Each of these far-infrared heaters 40 has a known structure capable of irradiating far-infrared rays, and is disposed so as to irradiate far-infrared rays into the chamber body 12. Thus, far infrared rays are irradiated on the resin base material 12 accommodated in the chamber main body 18 by a plurality of far infrared heaters 40 from a plurality of directions below and on the side. Thereby, the resin base material 12 in the chamber body 18 is heated by the plurality of far infrared heaters 40 in a non-contact state with the plurality of far infrared heaters 40.

さらに、チャンバ本体18外には、負のバイアス電圧を供給するバイアス電源42が配設されている。また、このバイアス電源42には給電線44が接続され、この給電線44が、下側底壁部24を貫通して、チャンバ本体18内に延び出している。そして、かかる給電線44のチャンバ本体18内への延出端が、チャンバ本体18内に収容された樹脂基材12に対して接続可能とされている。このような給電線44の樹脂基材12への接続により、負のバイアス電圧が、チャンバ本体18内の樹脂基材12に印加されるようになっている。そうして、バイアス電源42のON作動により、チャンバ本体18内の樹脂基材12が、負に帯電させられるようになっているのである。このことから明らかなように、本実施形態では、バイアス電源42と給電線44とにて、帯電手段が構成されている。   Further, a bias power source 42 for supplying a negative bias voltage is disposed outside the chamber body 18. In addition, a power supply line 44 is connected to the bias power source 42, and the power supply line 44 extends through the lower bottom wall portion 24 into the chamber body 18. An extension end of the power supply line 44 into the chamber main body 18 can be connected to the resin base material 12 accommodated in the chamber main body 18. By connecting the power supply line 44 to the resin base material 12, a negative bias voltage is applied to the resin base material 12 in the chamber body 18. Thus, the resin base material 12 in the chamber body 18 is negatively charged by the ON operation of the bias power source 42. As is clear from this, in this embodiment, the bias power source 42 and the power supply line 44 constitute a charging unit.

そして、チャンバ本体18の側壁部22の下端部における周上の一箇所には、排気パイプ46が、チャンバ本体18の内外を連通するように側壁部22を貫通して、設置されている。また、かかる排気パイプ46上には、真空ポンプ48が設けられている。そして、この真空ポンプ48の作動によって、チャンバ本体18内の気体が排気パイプ46を通じて外部に排出されて、チャンバ本体18が減圧されるようになっている。このことから明らかなように、本実施形態では、排気パイプ46と真空ポンプ48とにて、排気手段が構成されている。   An exhaust pipe 46 is provided at one location on the lower end of the side wall 22 of the chamber body 18 so as to penetrate the side wall 22 so as to communicate with the inside and outside of the chamber main body 18. A vacuum pump 48 is provided on the exhaust pipe 46. By the operation of the vacuum pump 48, the gas in the chamber body 18 is discharged to the outside through the exhaust pipe 46, and the chamber body 18 is decompressed. As is clear from this, in this embodiment, the exhaust pipe 46 and the vacuum pump 48 constitute exhaust means.

また、側壁部22の上端側部位における周上の複数箇所(ここでは、2箇所)には、チャンバ本体18の内外を連通する第一のガス導入パイプ50が、それぞれ1個ずつ設置されている。それら複数の第一のガス導入パイプ50は、何れも、側壁部22を貫通し、それぞれの一端側部分が、チャンバ本体18内に突入している。一方、各第一のガス導入パイプ50の、チャンバ本体18外に延び出した他端部には、モノシラン(SiH4 )ガスを収容したボンベ(図示せず)が接続されている。これにより、SiO2 からなる被膜14を形成する反応ガス(原料ガス)の一種としてのモノシランガスが、複数の第一のガス導入パイプ50を通じて、チャンバ本体18内に導入されるようになっている。 In addition, a plurality of first gas introduction pipes 50 communicating with the inside and the outside of the chamber body 18 are installed at a plurality of locations (here, two locations) on the upper end side portion of the side wall portion 22. . Each of the plurality of first gas introduction pipes 50 penetrates the side wall portion 22, and one end side portion of each of the first gas introduction pipes 50 enters the chamber main body 18. On the other hand, a cylinder (not shown) containing monosilane (SiH 4 ) gas is connected to the other end of each first gas introduction pipe 50 extending out of the chamber body 18. Thereby, monosilane gas as a kind of reaction gas (raw material gas) for forming the coating film 14 made of SiO 2 is introduced into the chamber body 18 through the plurality of first gas introduction pipes 50.

さらに、側壁部22の上端側部位における第一のガス導入パイプ50の設置個所とは別の周上の複数箇所(ここでは、2箇所)には、第二のガス導入パイプ52が、第一のガス導入パイプ50と同様な状態で、それぞれ1個ずつ、設置されている。それら複数の第二のガス導入パイプ52のチャンバ本体18外への延出側の端部には、酸素(O2 )ガスを収容したボンベ(図示せず)が接続されている。これによって、SiO2 からなる被膜14を形成する反応ガス(原料ガス)の別の一種としての酸素ガスが、複数の第二のガス導入パイプ52を通じて、チャンバ本体18内に導入されるようになっている。これらのことから明らかなように、ここでは、第一のガス導入パイプ50と第二のガス導入パイプ52とにて、ガス導入手段が構成されている。 Furthermore, a second gas introduction pipe 52 is provided at a plurality of locations (here, two locations) on the circumference different from the installation location of the first gas introduction pipe 50 at the upper end side portion of the side wall portion 22. Each of them is installed in the same state as the gas introduction pipe 50. A cylinder (not shown) containing oxygen (O 2 ) gas is connected to the ends of the plurality of second gas introduction pipes 52 extending to the outside of the chamber body 18. As a result, oxygen gas as another kind of reaction gas (raw material gas) for forming the coating film 14 made of SiO 2 is introduced into the chamber body 18 through the plurality of second gas introduction pipes 52. ing. As is clear from these facts, here, the first gas introduction pipe 50 and the second gas introduction pipe 52 constitute a gas introduction means.

そして、本実施形態では、特に、チャンバ本体18内に、2種類の反応ガスをそれぞれ別個に導入する第一のガス導入パイプ50と第二のガス導入パイプ52とが、互いに同一の構造を有し、しかも、従来装置に設けられる反応ガスの導入用部材とは全く別異の特別な構造とされているのである。   In the present embodiment, in particular, the first gas introduction pipe 50 and the second gas introduction pipe 52 for separately introducing two kinds of reaction gases into the chamber body 18 have the same structure. In addition, it has a special structure that is completely different from the reactant gas introduction member provided in the conventional apparatus.

すなわち、ここでは、第一のガス導入パイプ50と第二のガス導入パイプ52が、例えば、アルミニウム等の軽量性に富んだ金属材料や熱硬化性樹脂等の熱に対する変形強度の高い樹脂材料等を用いて形成されている。そして、それら第一及び第二のガス導入パイプ50,52のチャンバ本体18内に突入した一端側部分が、それぞれ、導入ヘッド54とされている。また、それら各導入ヘッド54は、その先端開口部が、チャンバ本体18内に開口するガス導入口56とされており、第一又は第二ガス導入パイプ50,52内を流通するモノシランガスや酸素ガスを、このガス導入口56からチャンバ本体18内に放出するようになっている。   That is, here, the first gas introduction pipe 50 and the second gas introduction pipe 52 are, for example, a metal material rich in lightness such as aluminum, a resin material having a high deformation strength against heat such as a thermosetting resin, or the like. It is formed using. The one end portions of the first and second gas introduction pipes 50 and 52 that have entered the chamber main body 18 serve as introduction heads 54, respectively. Further, each of the introduction heads 54 has a gas inlet 56 that opens in the chamber body 18 at the tip opening, and monosilane gas or oxygen gas that circulates in the first or second gas introduction pipes 50 and 52. From the gas inlet 56 into the chamber body 18.

そして、そのような各導入ヘッド54においては、ガス導入口56側の先端部を除く大部分が、蛇腹部58とされている。この蛇腹部58は、パイプ部材からなる導入ヘッド54の中心軸方向に伸縮可能とされていると共に、かかる中心軸に交差する全ての方向において、任意の角度で自由に曲げられ得るようになっている。そして、一旦、伸ばされたり、縮められたり、或いは曲げられたりして、変形させられると、外力を加えられない限り、そのような変形状態が保持されるようになっている。   In each of the introduction heads 54, most of the introduction head 54 excluding the tip on the gas introduction port 56 side is a bellows portion 58. The bellows portion 58 can be expanded and contracted in the direction of the central axis of the introduction head 54 made of a pipe member, and can be freely bent at an arbitrary angle in all directions intersecting the central axis. Yes. Once deformed by being stretched, contracted, or bent, such a deformed state is maintained unless an external force is applied.

かくして、第一及び第二のガス導入パイプ50,52では、蛇腹部58を伸縮させたり、曲げたりすることで、チャンバ本体18内での各ガス導入口56の位置、換言すれば、チャンバ本体18内での導入ヘッド54の開口位置を任意の位置に変更できるようになっているのである。このことから明らかなように、本実施形態では、蛇腹部58にて、開口位置変更機構が構成されている。   Thus, in the first and second gas introduction pipes 50 and 52, the position of each gas introduction port 56 in the chamber body 18, in other words, the chamber body can be obtained by expanding and contracting or bending the bellows portion 58. The opening position of the introduction head 54 in 18 can be changed to an arbitrary position. As is clear from this, in the present embodiment, the bellows portion 58 constitutes an opening position changing mechanism.

ところで、かくの如き構造を有する表面被膜形成装置を用いて、樹脂基材12の表面に被膜14を形成する際には、例えば、以下のようにして、その作業が進められる。   By the way, when the coating film 14 is formed on the surface of the resin base material 12 using the surface coating film forming apparatus having such a structure, for example, the operation is advanced as follows.

すなわち、先ず、樹脂基材12を、支持ジグ34に支持させた状態で、かかる支持ジグ34と共に、上側開口部26からチャンバ本体18内に収容する。その後、バイアス電源42から、チャンバ本体18の下側底壁部24を貫通して、チャンバ本体18内に延びる給電線44の延出端を、チャンバ本体18内に収容された樹脂基材12に接続する。   That is, first, the resin base material 12 is accommodated in the chamber main body 18 through the upper opening 26 together with the support jig 34 while being supported by the support jig 34. Thereafter, an extension end of the power supply line 44 extending from the bias power source 42 through the lower bottom wall portion 24 of the chamber body 18 and extending into the chamber body 18 is formed on the resin base material 12 accommodated in the chamber body 18. Connecting.

次に、第一のガス導入パイプ50と第二のガス導入パイプ52の各導入ヘッド54の蛇腹部58を、それぞれ、図2に二点鎖線で示される状態から、伸張させると共に下方に曲げ変形させる。そうして、第一及び第二の導入パイプ50,52の各ガス導入口56を樹脂基材12の表面に近付ける。これによって、第一及び第二の導入パイプ50,52を通じてチャンバ本体18内に導かれるモノシランガスと酸素ガスとを、樹脂基材12の表面の近くで、かかる表面に向かって放出させるように為す。   Next, the bellows portions 58 of the introduction heads 54 of the first gas introduction pipe 50 and the second gas introduction pipe 52 are respectively extended and bent downward from the state shown by the two-dot chain line in FIG. Let Then, the gas introduction ports 56 of the first and second introduction pipes 50 and 52 are brought close to the surface of the resin base material 12. As a result, the monosilane gas and the oxygen gas introduced into the chamber body 18 through the first and second introduction pipes 50 and 52 are released toward the surface near the surface of the resin base material 12.

その後、上側開口部26を蓋体20にて覆蓋した後、図示しないロック機構にて、蓋体20をチャンバ本体18にロックする。これにより、真空チャンバ16内を気密に密閉する。そして、その後、真空ポンプ48を作動させて、真空チャンバ16内を減圧する。この減圧操作によって、真空チャンバ16内の圧力を、例えば10-5〜50Pa程度とする。 Thereafter, the upper opening 26 is covered with the lid 20, and then the lid 20 is locked to the chamber body 18 by a lock mechanism (not shown). Thereby, the inside of the vacuum chamber 16 is hermetically sealed. Thereafter, the vacuum pump 48 is operated to reduce the pressure in the vacuum chamber 16. By this depressurization operation, the pressure in the vacuum chamber 16 is set to, for example, about 10 −5 to 50 Pa.

また、真空チャンバ16内を減圧する一方で、チャンバ本体18に設けられた遠赤外線ヒータ40をON作動させる。これにより、減圧乃至は真空状態とされた真空チャンバ169内において、樹脂基材12を、遠赤外線ヒータ40から放射される遠赤外線にて加熱する。   Further, while reducing the pressure in the vacuum chamber 16, the far-infrared heater 40 provided in the chamber body 18 is turned on. As a result, the resin base material 12 is heated by far infrared rays emitted from the far infrared heater 40 in the vacuum chamber 169 in a reduced pressure or vacuum state.

なお、このときの樹脂基材12の加熱温度は、樹脂基材12を構成する樹脂材料の種類や、真空チャンバ16内に導入される反応ガスの種類等によって、適宜に決定される。具体的には、樹脂基材12が熱変形する温度よりも低い温度(例えば、ガラス転移温度よりも低い温度)で、且つ後述する工程によりプラズマ化された反応ガス同士が、樹脂基材12の表面上で反応するのに適した温度において、樹脂基材12の加熱温度が設定されるのである。従って、本実施形態では、樹脂基材12の形成材料たるポリカーボネートの熱変形温度よりも低く、且つプラズマ化されたモノシランガスと酸素ガスとの反応を促進可能な温度である、例えば40〜150℃程度の温度にまで、樹脂基材12が加熱されることとなる。なお、樹脂基材12の加熱温度のコントロールは、例えば、複数の遠赤外線ヒータ40のうちでON作動させられる遠赤外線ヒータ40の個数や位置等を適宜に変更したり、各遠赤外線ヒータ40の遠赤外線の放射量を調節したりすること等によって実施される。   Note that the heating temperature of the resin base 12 at this time is appropriately determined depending on the type of resin material constituting the resin base 12, the type of reaction gas introduced into the vacuum chamber 16, and the like. Specifically, the reaction gas that has been converted into plasma at a temperature lower than the temperature at which the resin base material 12 is thermally deformed (for example, a temperature lower than the glass transition temperature) and is formed by the process described later is the resin base material 12. The heating temperature of the resin substrate 12 is set at a temperature suitable for reacting on the surface. Therefore, in this embodiment, the temperature is lower than the heat deformation temperature of the polycarbonate, which is the material for forming the resin base material 12, and can promote the reaction between the plasma monosilane gas and the oxygen gas, for example, about 40 to 150 ° C. The resin base material 12 is heated up to the temperature. In addition, the control of the heating temperature of the resin base material 12 may be performed by appropriately changing the number or position of the far-infrared heaters 40 that are turned ON among the plurality of far-infrared heaters 40, This is done by adjusting the amount of far-infrared radiation.

また、樹脂基材12を遠赤外線ヒータ40にて加熱する一方で、バイアス電源42をON作動させる。これにより、バイアス電源42から延びる給電線44に接続された樹脂基材12に対して負のバイアス電圧を掛けて、樹脂基材12の表面を負に帯電させる。なお、樹脂基材12の加熱開始と帯電開始のタイミングは、上記のタイミングに何等限定されるものではなく、樹脂基材12がチャンバ本体18内に収容された後であれば、何時でも良い。   Further, while the resin base 12 is heated by the far infrared heater 40, the bias power source 42 is turned on. As a result, a negative bias voltage is applied to the resin base material 12 connected to the power supply line 44 extending from the bias power source 42 to negatively charge the surface of the resin base material 12. The timing of starting heating and charging of the resin base material 12 is not limited to the above timing, and may be any time as long as the resin base material 12 is accommodated in the chamber body 18.

そして、真空チャンバ16内の圧力が所定の値となったら、真空ポンプ48を作動させたままで、第一の導入パイプ50と第二の導入パイプ52とにそれぞれ接続されたモノシランガスボンベと酸素ボンベとを開作動させる。これにより、第一の導入パイプ50と第二の導入パイプ52とを通じて、モノシランガスと酸素ガスとを、真空チャンバ16内に導入し、充満させる。   When the pressure in the vacuum chamber 16 reaches a predetermined value, the monosilane gas cylinder and the oxygen cylinder connected to the first introduction pipe 50 and the second introduction pipe 52, respectively, while the vacuum pump 48 is operated. Open. Thereby, the monosilane gas and the oxygen gas are introduced into the vacuum chamber 16 through the first introduction pipe 50 and the second introduction pipe 52 to be filled.

次いで、蓋体14上の誘導コイル28に給電線30を介して接続された高周波電源32をON作動して、誘導コイル28の高周波電流を供給する。これにより、真空チャンバ16内に誘導電磁界を形成する。また、真空チャンバ16内に形成された誘導電磁界によって、真空チャンバ16内のモノシランガスと酸素ガスとをそれぞれプラズマ化し、モノシランガスの誘導結合プラズマと酸素ガスの誘導結合プラズマとを、真空チャンバ16内に、比較的に低温の状態で発生させる。   Next, the high frequency power supply 32 connected to the induction coil 28 on the lid 14 via the power supply line 30 is turned on to supply the high frequency current of the induction coil 28. Thereby, an induction electromagnetic field is formed in the vacuum chamber 16. The monosilane gas and the oxygen gas in the vacuum chamber 16 are turned into plasma by the induction electromagnetic field formed in the vacuum chamber 16, and the monosilane gas inductively coupled plasma and the oxygen gas inductively coupled plasma are converted into the vacuum chamber 16. Generated in a relatively low temperature state.

そして、真空チャンバ16内の空間や、基材12の表面上において、モノシランガスの誘導結合プラズマと酸素ガスの誘導結合プラズマとの反応を生じさせて、SiO2 を生成させると共に、それを基材12の全表面に堆積させる。このとき、SiO2 の基材12への衝突等による発熱量が十分に低い量に抑えられる。これによって、基材12の全表面に、SiO2 からなる薄肉の被膜14を、比較的に低い温度下で形成するのである。 Then, the reaction between the inductively coupled plasma of monosilane gas and the inductively coupled plasma of oxygen gas is generated in the space in the vacuum chamber 16 or on the surface of the substrate 12 to generate SiO 2, and this is generated on the substrate 12. Deposit on the entire surface. At this time, the amount of heat generated by the collision of SiO 2 with the base material 12 is suppressed to a sufficiently low amount. As a result, a thin coating 14 made of SiO 2 is formed on the entire surface of the substrate 12 at a relatively low temperature.

ここにおいて、上記した一連の被膜14の形成工程では、第一及び第二のガス導入パイプ50,52の各ガス導入口56が樹脂基材12の表面に近づくように、各蛇腹部58が伸ばされて、曲げられることにより、モノシランガスと酸素ガスとが、樹脂基材12の表面の近くで、かかる表面に向かって放出される。そのため、モノシランガスの誘導結合プラズマと酸素ガスの誘導結合プラズマとが、樹脂基材12の表面の近くで、或いは樹脂基材12の表面上で発生し、それらの箇所で、モノシランガスの誘導結合プラズマと酸素ガスの誘導結合プラズマとが相互に反応する。   Here, in the above-described series of steps of forming the coating film 14, the bellows portions 58 are stretched so that the gas introduction ports 56 of the first and second gas introduction pipes 50 and 52 approach the surface of the resin base material 12. By being bent, the monosilane gas and the oxygen gas are released toward the surface near the surface of the resin substrate 12. Therefore, inductively coupled plasma of monosilane gas and inductively coupled plasma of oxygen gas are generated near the surface of the resin base material 12 or on the surface of the resin base material 12, and the inductively coupled plasma of monosilane gas is generated at those locations. It reacts with the inductively coupled plasma of oxygen gas.

それ故、モノシランガスと酸素ガスとが、真空チャンバ16内の樹脂基材12とは離間した箇所に導入され、そこで、モノシランガスの誘導結合プラズマと酸素ガスの誘導結合プラズマとが発生し、反応する場合とは異なって、真空チャンバ16内で、モノシランガスの誘導結合プラズマと酸素ガスの誘導結合プラズマとの反応によって生成されたSiO2 が、樹脂基材12の表面上に短い距離で短時間に到達して、堆積するようになる。しかも、そのように、真空チャンバ16内で生成されたSiO2 が、樹脂基材12の表面上に短い距離で短時間に到達するため、かかるSiO2 が、樹脂基材12の表面上に到達する前に、排気パイプ46を通じて排出されることが、効果的に抑制され得るようになる。そして、その結果として、SiO2 からなる被膜14の樹脂基材12の表面への付着効率が、十分に高められる。 Therefore, when the monosilane gas and the oxygen gas are introduced into the vacuum chamber 16 at a location apart from the resin base material 12, the inductively coupled plasma of the monosilane gas and the inductively coupled plasma of the oxygen gas are generated and reacted. Unlike SiO 2 , SiO 2 generated by the reaction between the inductively coupled plasma of monosilane gas and the inductively coupled plasma of oxygen gas reaches the surface of the resin substrate 12 at a short distance in a short time. It will be deposited. Moreover, since the SiO 2 generated in the vacuum chamber 16 reaches the surface of the resin base material 12 at a short distance in a short time, the SiO 2 reaches the surface of the resin base material 12. Before the exhaust pipe 46 is exhausted, the exhaust pipe 46 can be effectively suppressed. As a result, the adhesion efficiency of the coating 14 made of SiO 2 to the surface of the resin base 12 is sufficiently enhanced.

なお、第一のガス導入パイプ50のガス導入口56と樹脂基材12の表面との間の距離:L1 と、第二のガス導入パイプ52のガス導入口56と樹脂基材12の表面との間の距離:L2 の大きさは、特に限定されるものではなく、樹脂基材12の大きさや形状等に応じて、適宜に設定される。そして、それらの距離L1 ,L2 の具体的な値は、例えば、様々な条件で行われた試験の結果や経験等に基づいて、適宜に決定されることとなる。 The distance L 1 between the gas inlet 56 of the first gas inlet pipe 50 and the surface of the resin base 12, and the surface of the gas inlet 56 of the second gas inlet pipe 52 and the surface of the resin base 12 The size of the distance L between: and L 2 is not particularly limited, and is appropriately set according to the size and shape of the resin substrate 12. The specific values of the distances L 1 and L 2 are appropriately determined based on, for example, the results and experiences of tests performed under various conditions.

また、上記した一連の工程による樹脂基材12表面への被膜14の形成に際しては、樹脂基材12が、その形成材料たるポリカーボネートの熱変形温度よりも低く、且つプラズマ化されたモノシランガスと酸素ガスとの反応が促進される温度にまで加熱される。それ故、樹脂基材12表面上において、プラズマ化されたモノシランガスと酸素ガスとが、より効率的に反応する。そして、その結果、被膜14の樹脂基材12表面の付着効率が、更に有効に高められる。   Further, when the coating 14 is formed on the surface of the resin base material 12 by the above-described series of steps, the resin base material 12 is lower than the heat deformation temperature of the polycarbonate as the forming material, and is converted into plasma monosilane gas and oxygen gas. To a temperature at which the reaction with is promoted. Therefore, on the surface of the resin substrate 12, the plasma-ized monosilane gas and oxygen gas react more efficiently. As a result, the adhesion efficiency of the coating 14 on the surface of the resin substrate 12 is further effectively increased.

さらに、樹脂基材12は、加熱されると同時に、負に帯電させられる。このため、モノシランガスの誘導結合プラズマが、樹脂基材12表面に電気的に引き寄せられて、樹脂基材12表面の周囲の雰囲気が、モノシランガスの誘導結合プラズマがリッチな状態とされる。それにより、樹脂基材12の表面上やそれに近い周辺部において、モノシランガスの誘導結合プラズマと酸素ガスの誘導結合プラズマとの反応が、更に一層効果的に促進される。これによっても、被膜14の樹脂基材12表面の付着効率が、より有利に高められることとなる。   Furthermore, the resin substrate 12 is negatively charged simultaneously with being heated. For this reason, the inductively coupled plasma of the monosilane gas is electrically attracted to the surface of the resin base material 12, and the atmosphere around the surface of the resin base material 12 is made rich in the inductively coupled plasma of the monosilane gas. Thereby, the reaction between the inductively coupled plasma of the monosilane gas and the inductively coupled plasma of the oxygen gas is further effectively promoted on the surface of the resin substrate 12 or in the vicinity thereof. Also by this, the adhesion efficiency of the coating 14 on the surface of the resin base material 12 is more advantageously enhanced.

なお、樹脂基材12に掛けられる負のバイアス電圧の大きさは、特に限定されるものではないが、好ましくは−50〜−6000V程度とされる。何故なら、印加電圧が−50Vよりも小さい場合には、帯電量が小さいため、樹脂基材12を負に帯電させることによって得られる上記の如き効果が十分に得られない可能性があるからである。また、印加電圧が−6000Vを超えても、上記の効果を更に高めることはできず、電圧が高過ぎるために、却って、コスト負担や作業の危険性が増加することとなるからである。   The magnitude of the negative bias voltage applied to the resin base material 12 is not particularly limited, but is preferably about −50 to −6000V. This is because when the applied voltage is lower than −50 V, the charge amount is small, and thus the above-described effect obtained by negatively charging the resin substrate 12 may not be sufficiently obtained. is there. Further, even if the applied voltage exceeds −6000 V, the above effect cannot be further enhanced, and the voltage is too high. On the contrary, the cost burden and the risk of work increase.

そして、上記の如き構造とされた本実施形態の被膜形成装置を用いて、例えば、図3に二点差線と実線で示されるような大きさが互いに異なる2種類の樹脂基材12,13を、真空チャンバ16内に別個に且つ順番に収容して、それら各樹脂基材12,13の表面に被膜14を形成する場合には、樹脂基材12,13を真空チャンバ16内にそれぞれ収容したときに、収容された樹脂基材12,13の大きさに応じて、第一及び第二のガス導入パイプ50,52の各ガス導入口56の位置を変える操作を行う。   Then, using the film forming apparatus of the present embodiment having the structure as described above, for example, two types of resin base materials 12 and 13 having different sizes as shown by a two-dot chain line and a solid line in FIG. When the coating 14 is formed on the surfaces of the resin substrates 12 and 13 separately and sequentially in the vacuum chamber 16, the resin substrates 12 and 13 are accommodated in the vacuum chamber 16, respectively. Sometimes, the operation of changing the positions of the gas introduction ports 56 of the first and second gas introduction pipes 50 and 52 is performed according to the size of the accommodated resin base materials 12 and 13.

すなわち、例えば、大きな樹脂基材12の表面に被膜14を形成した後に、小さな樹脂基材13の表面に被膜14を形成する際には、第一及び第二のガス導入パイプ50,52の各導入ヘッド54の蛇腹部58を、大きな樹脂基材12の表面に被膜14を形成したときの、図3に二点鎖線で示される変形状態から、図3に実線で示されるように、更に伸張させると共に、下方への曲げ角度を大きくする。これによって、大きな樹脂基材12の表面への被膜14の形成時における第一のガス導入パイプ50のガス導入口56と樹脂基材12の表面との間の距離:L1 と、小さな樹脂基材13の表面への被膜14の形成時における第一のガス導入パイプ50のガス導入口56と樹脂基材13の表面との間の距離:M1 とを可及的に同じ大きさとする。また、大きな樹脂基材12の表面への被膜14の形成時における第二のガス導入パイプ52のガス導入口56と樹脂基材12の表面との間の距離:L2 と、小さな樹脂基材13の表面への被膜14の形成時における第二のガス導入パイプ50のガス導入口56と樹脂基材13の表面との間の距離:M2 も可及的に同じ大きさとする。 That is, for example, when the coating film 14 is formed on the surface of the small resin base material 13 after the coating film 14 is formed on the surface of the large resin base material 12, each of the first and second gas introduction pipes 50 and 52 is formed. The bellows portion 58 of the introduction head 54 is further expanded from the deformed state shown by the two-dot chain line in FIG. 3 when the coating 14 is formed on the surface of the large resin base material 12, as shown by the solid line in FIG. And increase the downward bending angle. As a result, the distance L 1 between the gas inlet 56 of the first gas inlet pipe 50 and the surface of the resin base 12 when the coating 14 is formed on the surface of the large resin base 12, and the small resin base The distance M 1 between the gas inlet 56 of the first gas inlet pipe 50 and the surface of the resin base material 13 when forming the coating 14 on the surface of the material 13 is made as large as possible. The distance between the large resin base material 12 second during formation of the coating 14 to the surface of the gas inlet gas inlet 56 and the resin base material 12 of the surface of the pipe 52: a L 2, small resin base The distance M 2 between the gas inlet 56 of the second gas inlet pipe 50 and the surface of the resin base material 13 when the coating 14 is formed on the surface 13 is made as large as possible.

一方、小さな樹脂基材13の表面に被膜14を形成した後に、大きな樹脂基材12の表面に被膜14を形成する際には、上記と反対の操作を行う。   On the other hand, when the coating film 14 is formed on the surface of the large resin substrate 12 after the coating film 14 is formed on the surface of the small resin substrate 13, the operation opposite to the above is performed.

かくして、大きさが互いに異なる2種類の樹脂基材12,13のそれぞれの表面に被膜14を形成する際において、樹脂基材12,13の大きさの違いによる第一及び第二のガス導入パイプ50,52の各ガス導入口56と樹脂基材12の表面との間の距離の変動を十分に小さくする。そして、それにより、第一及び第二のガス導入パイプ50,52の各ガス導入口56と樹脂基材12の表面との間の距離の変動に起因した被膜14の樹脂基材12表面への付着効率の変動を、解消乃至は十分に抑制するのである。   Thus, when the coating 14 is formed on the surfaces of the two types of resin base materials 12 and 13 having different sizes, the first and second gas introduction pipes due to the difference in size of the resin base materials 12 and 13 are used. Variations in the distance between the gas inlets 56 and 52 and the surface of the resin base 12 are made sufficiently small. And thereby, the coating film 14 to the surface of the resin base material 12 due to the variation in the distance between the gas inlets 56 of the first and second gas introduction pipes 50 and 52 and the surface of the resin base material 12. The fluctuation of the adhesion efficiency is eliminated or sufficiently suppressed.

また、図示されてはいないものの、形状の異なる複数種類の樹脂基材12を順番に真空チャンバ16内に収容して、それら各樹脂基材12の表面に被膜14を形成する際にも、収容される樹脂基材12の形状の違いに応じて、第一及び第二のガス導入パイプ50,52の各蛇腹部58の変形状態を変える。そうして、樹脂基材12,13の形状の違いによる第一及び第二のガス導入パイプ50,52の各ガス導入口56と樹脂基材12の表面との間の距離の変動を十分に小さくする。また、それにより、第一及び第二のガス導入パイプ50,52の各ガス導入口56と樹脂基材12の表面との間の距離の変動に起因した被膜14の樹脂基材12表面への付着効率の変動を、解消乃至は十分に抑制するのである。   Although not shown in the drawings, when a plurality of types of resin base materials 12 having different shapes are sequentially stored in the vacuum chamber 16 and the coating film 14 is formed on the surface of each of the resin base materials 12, they are also stored. The deformation state of each bellows part 58 of the first and second gas introduction pipes 50 and 52 is changed according to the difference in the shape of the resin base material 12 to be performed. Thus, the variation in the distance between each gas inlet 56 of the first and second gas introduction pipes 50 and 52 and the surface of the resin substrate 12 due to the difference in the shape of the resin substrates 12 and 13 is sufficiently obtained. Make it smaller. In addition, thereby, the coating 14 is applied to the surface of the resin base material 12 due to the variation in the distance between the gas inlets 56 of the first and second gas introduction pipes 50 and 52 and the surface of the resin base material 12. The fluctuation of the adhesion efficiency is eliminated or sufficiently suppressed.

このように、本実施形態の被膜形成装置を用いれば、真空チャンバ16内の温度を低温とするための特別な設備や機構を設けることなく、比較的に低い温度に維持された真空チャンバ16内で、モノシランガスの誘導結合プラズマと酸素ガスの誘導結合プラズマとを反応させて、SiO2 を生成することができる。従って、樹脂基材12の熱変形等による品質低下を生じさせることなしに、樹脂基材12の表面に対して、被膜14を高速に且つ均一に形成することができる。 Thus, if the film forming apparatus of this embodiment is used, the inside of the vacuum chamber 16 maintained at a relatively low temperature without providing any special equipment or mechanism for lowering the temperature in the vacuum chamber 16. Thus, SiO 2 can be generated by reacting inductively coupled plasma of monosilane gas and inductively coupled plasma of oxygen gas. Therefore, the coating film 14 can be uniformly formed at high speed on the surface of the resin base material 12 without causing quality degradation due to thermal deformation or the like of the resin base material 12.

また、かかる被膜形成装置によれば、形状や大きさ等が互いに異なるために、真空チャンバ内16内での表面の位置が相互に異なる位置となる複数種類の樹脂基材12,13を、真空チャンバ16内に、別個に且つ順番に収容して、それら各樹脂基材12,13の表面に被膜14を形成する際に、第一及び第二のガス導入パイプ50,52の各導入ヘッド54の蛇腹部58を伸縮させたり、様々な角度に曲げたりすることで、樹脂基材12,13の形状や大きさの違いに拘わらず、各導入ヘッド54のガス導入口56の真空チャンバ16内での位置を、樹脂基材12の表面に近い適正な位置に変更できる。そして、それによって、成膜速度の短縮化が図られると共に、樹脂基材12,13の形状や大きさの違いに起因した、被膜14の樹脂基材12表面への付着効率の変動を、解消乃至は十分に抑制可能となる。   In addition, according to such a film forming apparatus, since the shape, size, and the like are different from each other, a plurality of types of resin base materials 12 and 13 in which the positions of the surfaces in the vacuum chamber 16 are different from each other are evacuated. The introduction heads 54 of the first and second gas introduction pipes 50 and 52 are separately and sequentially accommodated in the chamber 16 and the coating 14 is formed on the surfaces of the resin base materials 12 and 13. The bellows portion 58 is expanded and contracted, or bent at various angles, so that the inside of the vacuum chamber 16 of the gas introduction port 56 of each introduction head 54 regardless of the shape and size of the resin base materials 12 and 13. Can be changed to an appropriate position close to the surface of the resin substrate 12. As a result, the deposition rate is shortened, and fluctuations in the adhesion efficiency of the coating 14 to the surface of the resin substrate 12 due to the difference in the shape and size of the resin substrates 12 and 13 are eliminated. Or it becomes possible to suppress sufficiently.

それ故、このような本実施形態の被膜形成装置では、真空チャンバ16内に収容される樹脂基材12の形状や大きさ等の違いに拘わらず、かかる樹脂基材12の表面への被膜14の形成速度が、十分に速く且つ可及的に一定の速度と為され得る。従って、かくの如き被膜形成装置によれば、1個の装置を汎用的に使用しつつ、互いに形状や大きさ等が異なる複数種類の樹脂基材12の表面に対して、被膜14を、極めて効率的且つ低コストに形成することができるのである。   Therefore, in such a coating film forming apparatus of this embodiment, the coating film 14 on the surface of the resin base material 12 regardless of the difference in the shape or size of the resin base material 12 accommodated in the vacuum chamber 16. The rate of formation of can be made sufficiently fast and as constant as possible. Therefore, according to such a film forming apparatus, the film 14 is extremely applied to the surfaces of a plurality of types of resin base materials 12 having different shapes and sizes while using one apparatus for general purposes. It can be formed efficiently and at low cost.

次に、図4には、本発明に従う構造を有する樹脂基材の被膜形成装置の別の実施形態が示されている。本実施形態は、前記した第一の実施形態とは、ガス導入手段の構造が異なるもの、それ以外の構造は、概ね、前記第一の実施形態と同様な構造とされている。それ故、以下には、ガス導入手段の構造を詳述し、それ以外の構造に関しては、図4に、図1と同一の符号を付すことにより、その詳細な説明を省略する。また、後述する図5及び図6に示される、更に別の実施形態についても同様とする。   Next, FIG. 4 shows another embodiment of a resin-based film-forming apparatus having a structure according to the present invention. This embodiment is different from the first embodiment described above in the structure of the gas introduction means, and the other structures are generally the same as those in the first embodiment. Therefore, in the following, the structure of the gas introduction means will be described in detail, and with regard to other structures, the same reference numerals as those in FIG. The same applies to other embodiments shown in FIGS. 5 and 6 to be described later.

すなわち、図4から明らかなように、本実施形態の被膜形成装置では、チャンバ本体18が、側壁部60と上側底壁部62とを有し、下側開口部64を通じて下方に開口する筒状乃至は筐体状を呈している。そして、このチャンバ本体18の下側開口部64が、下面に誘導コイル28が固設された蓋体20にて覆蓋されることにより、真空チャンバ16が形成されている。   That is, as is apparent from FIG. 4, in the coating film forming apparatus of this embodiment, the chamber body 18 has a side wall portion 60 and an upper bottom wall portion 62 and opens downward through the lower opening 64. Or it has a casing shape. The lower opening 64 of the chamber body 18 is covered with a lid body 20 having an induction coil 28 fixed on the lower surface thereof, whereby the vacuum chamber 16 is formed.

そのようなチャンバ本体18の上側底壁部62には、モノシランガスを外部から導く第一のガス導入パイプ50と、酸素ガスを外部から導く第二のガス導入パイプ52とが、チャンバ本体18の内外を連通するように、上側底壁部62を貫通して、設置されている。そして、それら第一及び第二のガス導入パイプ50,52は、真空チャンバ(チャンバ本体18)内への突入側端部において、真空チャンバ16内に収容された樹脂基材12の上方に移動可能に配置された導入ヘッド66に接続されている。   In the upper bottom wall portion 62 of the chamber body 18, a first gas introduction pipe 50 that introduces monosilane gas from the outside and a second gas introduction pipe 52 that introduces oxygen gas from the outside are provided inside and outside the chamber body 18. Is installed through the upper bottom wall 62 so as to communicate with each other. The first and second gas introduction pipes 50 and 52 are movable above the resin base material 12 accommodated in the vacuum chamber 16 at the end on the entry side into the vacuum chamber (chamber body 18). Are connected to an introduction head 66 arranged at the same position.

この導入ヘッド66は、第一のガス導入パイプ50にて導かれたモノシランガスを流通させるモノシランガス流通路(図示せず)と、第二のガス導入パイプ52に導かれた酸素ガスを流通させる酸素ガス流通路(図示せず)とが内部に形成された筐体にて構成されている。また、かかる導入ヘッド66の下面には、第一ノズル68と第二ノズル70とが、それぞれ、複数個ずつ設けられている。それら第一及び第二ノズル68,70は、何れも、導入ヘッド66の下方に位置する樹脂基材12に向かって開口するガス導入口56を有している。そして、第一ノズル68が、導入ヘッド66内のモノシランガス流通路に接続されている一方、第二ノズル70が、導入ヘッド66内の酸素ガス流通路に接続されている。   The introduction head 66 has a monosilane gas flow passage (not shown) through which the monosilane gas guided by the first gas introduction pipe 50 circulates and an oxygen gas through which the oxygen gas guided by the second gas introduction pipe 52 circulates. A flow passage (not shown) is constituted by a housing formed inside. A plurality of first nozzles 68 and a plurality of second nozzles 70 are provided on the lower surface of the introduction head 66. Each of the first and second nozzles 68 and 70 has a gas introduction port 56 that opens toward the resin base material 12 positioned below the introduction head 66. The first nozzle 68 is connected to the monosilane gas flow passage in the introduction head 66, while the second nozzle 70 is connected to the oxygen gas flow passage in the introduction head 66.

これによって、第一のガス導入パイプ50にて導かれたモノシランガスが、導入ヘッド66の第一ノズル68のガス導入口56を通じて、真空チャンバ16内に導入されるようになっている一方、第二のガス導入パイプ52にて導かれた酸素ガスが、導入ヘッド66の第二ノズル70のガス導入口56を通じて、真空チャンバ16内に導入されるようになっている。   As a result, the monosilane gas introduced by the first gas introduction pipe 50 is introduced into the vacuum chamber 16 through the gas introduction port 56 of the first nozzle 68 of the introduction head 66, while the second The oxygen gas introduced by the gas introduction pipe 52 is introduced into the vacuum chamber 16 through the gas introduction port 56 of the second nozzle 70 of the introduction head 66.

また、チャンバ本体18の上側底壁部62の中央部には、移動機構としての導入ヘッド66移動用ユニット72が設置されている。この導入ヘッド移動用ユニット72は、その下面が、チャンバ本体18(真空チャンバ16)内に露呈して配置されており、かかる下面から、移動ロッド74が、チャンバ本体18内に向かって下方に突出している。また、導入ヘッド移動用ユニット72の内部には、例えば、XYZ軸方向での位置決めを行う公知の三次元テーブルが有する、ピニオンとラックの組合せ等からなる歯車機構と同様な構造の歯車機構と、かかる歯車機構を構成する各歯車を回転駆動させる駆動モータとが設けられている(何れも図示せず)。この導入ヘッド移動用ユニット72に内蔵の駆動モータは、チャンバ本体18の上側底壁部62上に固設されたコントローラ76に対して、電気的に接続されている。そして、移動ロッド74が、導入ヘッド移動用ヘッド72側の上端部において、導入ヘッド移動用ユニット72に内蔵の歯車機構に連結されており、また、チャンバ本体18内に突入する下端部において、チャンバ本体18内に位置する導入ヘッド66に連結されている。   An introduction head 66 moving unit 72 as a moving mechanism is installed at the center of the upper bottom wall 62 of the chamber body 18. The lower surface of the introduction head moving unit 72 is disposed so as to be exposed in the chamber body 18 (vacuum chamber 16), and the moving rod 74 projects downward from the lower surface into the chamber body 18. ing. Further, inside the introduction head moving unit 72, for example, a known three-dimensional table for positioning in the XYZ axial directions has a gear mechanism having a structure similar to that of a combination of a pinion and a rack, etc. A drive motor that rotationally drives each gear constituting the gear mechanism is provided (none of which is shown). The drive motor built in the introduction head moving unit 72 is electrically connected to a controller 76 fixed on the upper bottom wall 62 of the chamber body 18. The moving rod 74 is connected to the gear mechanism built in the introducing head moving unit 72 at the upper end portion on the introducing head moving head 72 side, and at the lower end portion that enters the chamber main body 18, the chamber An introduction head 66 located in the main body 18 is connected.

かくして、本実施形態では、コントローラ76により作動制御された、導入ヘッド移動用ユニット72に内蔵の電動モータの駆動によって、移動ロッド74とそれに連結された導入ヘッド66とが、チャンバ本体18内を、三次元テーブルの移動軌跡と同様な軌跡を描きつつ、図4に二点鎖線で示されるように、水平方向と上下方向の任意の方向に自由に移動し得るようになっている。そして、そのような導入ヘッド66の移動に伴って、第一及び第二ノズル68,70の各ガス導入口56が、チャンバ本体18(真空チャンバ16)内を自由に移動し、以て、それら各ガス導入口56のチャンバ本体18内での開口位置が任意の位置に変更され得るようになっている。このことから明らかなように、本実施形態では、第一及び第二のガス導入パイプ50,52と導入ヘッド66と第一及び第二ノズル68,70とにて、ガス導入手段が構成されており、また、導入ヘッド66と第一及び第二ノズル68,70と導入ヘッド移動用ユニット72とにて、開口位置変更機構が構成されている。   Thus, in the present embodiment, the movement rod 74 and the introduction head 66 connected thereto are driven in the chamber main body 18 by the drive of the electric motor built in the introduction head moving unit 72, the operation of which is controlled by the controller 76. While drawing a trajectory similar to the movement trajectory of the three-dimensional table, as shown by a two-dot chain line in FIG. As the introduction head 66 moves, the gas introduction ports 56 of the first and second nozzles 68 and 70 freely move in the chamber body 18 (vacuum chamber 16), thereby The opening position of each gas introduction port 56 in the chamber body 18 can be changed to an arbitrary position. As is apparent from this, in this embodiment, the first and second gas introduction pipes 50 and 52, the introduction head 66, and the first and second nozzles 68 and 70 constitute gas introduction means. The introduction head 66, the first and second nozzles 68 and 70, and the introduction head moving unit 72 constitute an opening position changing mechanism.

そして、このような構造とされた本実施形態の被膜形成装置を用いて、樹脂基材12の表面に被膜14を形成する際には、先ず、真空チャンバ16内に樹脂基材12を収容した後、真空チャンバ16内を、真空ポンプ48にて減圧状態とする。このとき、前記第一の実施形態に係る被膜形成装置を用いる場合と同様に、複数の遠赤外線ヒータ40にて、樹脂基材12を加熱する一方、バイアス電源42にて、樹脂基材12を負に帯電させる。   Then, when the coating film 14 is formed on the surface of the resin substrate 12 using the coating film forming apparatus of this embodiment having such a structure, first, the resin substrate 12 is accommodated in the vacuum chamber 16. Thereafter, the vacuum chamber 16 is depressurized by the vacuum pump 48. At this time, as in the case of using the film forming apparatus according to the first embodiment, the resin base material 12 is heated by the plurality of far infrared heaters 40, while the resin base material 12 is supplied by the bias power source 42. Negatively charged.

そして、導入ヘッド66を、導入ヘッド移動用ユニット72により、コントローラ76の作動制御の下で移動させて、第一及び第二ノズル68,70の各ガス導入口56の開口位置を、樹脂基材12の表面に近い適正位置に位置させる。   Then, the introduction head 66 is moved by the introduction head moving unit 72 under the operation control of the controller 76 so that the opening positions of the gas introduction ports 56 of the first and second nozzles 68 and 70 are changed to the resin base material. 12 is positioned at an appropriate position close to the surface.

その後、前記第一の実施形態に係る被膜形成装置を用いる場合と同様に、第一及び第二ノズル68,70の各ガス導入口56から、モノシランガスと酸素ガスとを真空チャンバ16内に導入する一方、誘導コイル28に高周波電流を供給する。これにより、真空チャンバ16内に誘導電磁界を形成し、真空チャンバ16内に導入されたモノシランガスと酸素ガスとをプラズマ化して、モノシランガスの誘導結合プラズマと酸素ガスの誘導結合プラズマとを発生させる。そして、それらの誘導結合プラズマ同士を反応させて、SiO2 を生成し、それを樹脂基材12の表面に堆積させる。かくして、樹脂基材12の表面に、SiO2 からなる被膜14を形成するのである。 Thereafter, as in the case of using the film forming apparatus according to the first embodiment, monosilane gas and oxygen gas are introduced into the vacuum chamber 16 from the gas introduction ports 56 of the first and second nozzles 68 and 70. On the other hand, a high frequency current is supplied to the induction coil 28. As a result, an induction electromagnetic field is formed in the vacuum chamber 16, and the monosilane gas and oxygen gas introduced into the vacuum chamber 16 are turned into plasma to generate monosilane gas inductively coupled plasma and oxygen gas inductively coupled plasma. Then, these inductively coupled plasmas are reacted with each other to generate SiO 2 , which is deposited on the surface of the resin substrate 12. Thus, the coating film 14 made of SiO 2 is formed on the surface of the resin substrate 12.

そして、本実施形態の被膜形成装置を用いて、形状や大きさ等が互いに異なる複数種類の樹脂基材12の表面に被膜14を形成する際には、真空チャンバ16内に収容される樹脂基材12の形状や大きさが変わる毎に、導入ヘッド66を、コントローラ76による作動制御の下で移動させる。それにより、樹脂基材12の表面と第一及び第二ノズル68,70の各ガス導入口56との間の距離が可及的に一定となるように、第一及び第二ノズル68,70の各ガス導入口56の真空チャンバ16内での開口位置を変更するのである。   When the coating film 14 is formed on the surfaces of a plurality of types of resin base materials 12 having different shapes, sizes, etc. using the coating film forming apparatus of this embodiment, the resin substrate accommodated in the vacuum chamber 16 is used. Each time the shape or size of the material 12 changes, the introduction head 66 is moved under operation control by the controller 76. Thereby, the first and second nozzles 68 and 70 are set so that the distance between the surface of the resin base 12 and the gas inlets 56 of the first and second nozzles 68 and 70 is as constant as possible. The opening position of each gas inlet 56 in the vacuum chamber 16 is changed.

このように、本実施形態の被膜形成装置を用いれば、真空チャンバ16内に収容される樹脂基材12の形状や大きさの違いに拘わらず、第一及び第二ノズル68,70の各ガス導入口56の真空チャンバ16内での開口位置を、樹脂基材12の表面に近い適正な位置に変更できる。これによって、かかる樹脂基材12の表面への被膜14の成膜速度の短縮化が図られると共に、樹脂基材12,13の形状や大きさの違いに起因した、被膜14の樹脂基材12表面への付着効率の変動を、解消乃至は十分に抑制可能となる。   As described above, when the coating film forming apparatus of the present embodiment is used, the gases of the first and second nozzles 68 and 70 are irrespective of the difference in the shape and size of the resin base material 12 accommodated in the vacuum chamber 16. The opening position of the introduction port 56 in the vacuum chamber 16 can be changed to an appropriate position close to the surface of the resin base material 12. As a result, the film forming speed of the coating 14 on the surface of the resin substrate 12 is shortened, and the resin substrate 12 of the coating 14 is caused by the difference in shape and size of the resin substrates 12 and 13. Variations in the adhesion efficiency to the surface can be eliminated or sufficiently suppressed.

従って、本実施形態の被膜形成装置にあっても、前記第一の実施形態において奏される作用・効果と同様な作用・効果が有効に享受され得る。   Therefore, even in the film forming apparatus of the present embodiment, the same actions and effects as those obtained in the first embodiment can be enjoyed effectively.

そして、かかる被膜形成装置によれば、第一及び第二ノズル68,70の各ガス導入口56の真空チャンバ16内での開口位置を、コントローラ74の作動制御の下で、導入ヘッド移動用ユニット72にて自動的に変更することができる。これによって、真空チャンバ16内に収容される樹脂基材12の形状や大きさの違いに拘わらず、第一及び第二ノズル68,70の各ガス導入口56の真空チャンバ16内での開口位置を、樹脂基材12の表面に近い適正な位置に、より正確にコントロールできる。従って、互いに形状や大きさ等が異なる複数種類の樹脂基材12の表面に対して、被膜14を、十分に短いサイクルで、より一層効率的に形成することが可能となる。   According to the coating film forming apparatus, the opening position of the gas inlet 56 of each of the first and second nozzles 68 and 70 in the vacuum chamber 16 is controlled under the operation control of the controller 74. 72 can be automatically changed. As a result, regardless of the difference in the shape and size of the resin base material 12 accommodated in the vacuum chamber 16, the opening positions of the gas inlets 56 of the first and second nozzles 68 and 70 in the vacuum chamber 16. Can be more accurately controlled at an appropriate position close to the surface of the resin substrate 12. Therefore, the coating film 14 can be formed more efficiently in a sufficiently short cycle on the surfaces of a plurality of types of resin base materials 12 having different shapes and sizes.

また、図5には、本発明に従う構造を有する樹脂基材の被膜形成装置の更に別の実施形態が示されている。かかる図5から明らかなように、本実施形態の被膜形成装置においては、チャンバ本体18の側壁部22に、モノシランガスを外部から導く第一のガス導入パイプ50と、酸素ガスを外部から導く第二のガス導入パイプ52とが、チャンバ本体18の内外を連通するように、側壁部22を貫通して、設置されている。そして、それら第一及び第二のガス導入パイプ50,52は、真空チャンバ(チャンバ本体18)内への突入側端部において、真空チャンバ16内に収容された樹脂基材12の上方に配置された第一導入ヘッド78と第二導入ヘッド79とに対して、それぞれ接続されている。   FIG. 5 shows still another embodiment of a resin base film forming apparatus having a structure according to the present invention. As apparent from FIG. 5, in the film forming apparatus of the present embodiment, the first gas introduction pipe 50 for introducing the monosilane gas from the outside to the side wall portion 22 of the chamber body 18 and the second for introducing the oxygen gas from the outside. The gas introduction pipe 52 is installed through the side wall portion 22 so as to communicate with the inside and outside of the chamber body 18. The first and second gas introduction pipes 50 and 52 are disposed above the resin base material 12 accommodated in the vacuum chamber 16 at the end portion on the entry side into the vacuum chamber (chamber body 18). The first introduction head 78 and the second introduction head 79 are connected to each other.

第一導入ヘッド78の内部には、第一のガス導入パイプ50にて導かれたモノシランガスを流通させるモノシランガス流通路(図示せず)が設けられている。第二導入ヘッド79の内部には、第二のガス導入パイプ52に導かれた酸素ガスを流通させる酸素ガス流通路(図示せず)が設けられている。また、それら第一導入ヘッド78と第二導入ヘッド79には、第一ノズル80と第二ノズル84とが、それぞれ複数個ずつ設けられている。それら第一及び第二ノズル80,84は、何れも、第一及び第二導入ヘッド78,79の下方に位置する樹脂基材12に向かって開口するガス導入口56を有している。更に、第一ノズル80と第二ノズル84とには、それらのガス導入口56を開閉する、開閉機構としての電磁弁82が、それぞれ設けられている。そして、それらの電磁弁82は、図示しないコントローラに対して電気的に接続されて、開閉作動が、かかるコントローラにて制御されるようになっている。   Inside the first introduction head 78, a monosilane gas flow passage (not shown) through which the monosilane gas guided by the first gas introduction pipe 50 is circulated is provided. Inside the second introduction head 79, an oxygen gas flow passage (not shown) through which the oxygen gas guided to the second gas introduction pipe 52 is circulated is provided. The first introduction head 78 and the second introduction head 79 are provided with a plurality of first nozzles 80 and a plurality of second nozzles 84, respectively. Each of the first and second nozzles 80 and 84 has a gas introduction port 56 that opens toward the resin base material 12 positioned below the first and second introduction heads 78 and 79. Furthermore, the first nozzle 80 and the second nozzle 84 are each provided with an electromagnetic valve 82 as an opening / closing mechanism for opening / closing the gas inlet 56. These electromagnetic valves 82 are electrically connected to a controller (not shown), and the opening / closing operation is controlled by the controller.

これにより、第一導入ヘッド78の複数の第一ノズル80のうち、コントローラの制御の下で電磁弁82が開作動した第一ノズル80のガス導入口56のみを通じて、モノシランガスが、真空チャンバ16内に導入されるようになっている。また、第二導入ヘッド79の複数の第二ノズル84のうち、コントローラの制御の下で電磁弁82が開作動した第二ノズル84のガス導入口56のみを通じて、酸素ガスが、真空チャンバ16内に導入されるようになっている。   As a result, monosilane gas is introduced into the vacuum chamber 16 only through the gas inlet 56 of the first nozzle 80 in which the electromagnetic valve 82 is opened under the control of the controller among the plurality of first nozzles 80 of the first introduction head 78. To be introduced. Further, among the plurality of second nozzles 84 of the second introduction head 79, oxygen gas passes through the gas introduction port 56 of the second nozzle 84 whose electromagnetic valve 82 is opened under the control of the controller, and is supplied into the vacuum chamber 16. To be introduced.

かくして、本実施形態では、第一導入ヘッド78に設けられた複数の第一ノズル80のうちの何れかを選択し、そして、その選択された第一ノズル80に設けられた電磁弁82のみを開作動させることにより、モノシランガスを真空チャンバ16内に導入するガス導入口56の開口位置を、選択的に変更し得るようになっている。また、第二導入ヘッド79に設けられた複数の第二ノズル84のうちの何れかを選択し、そして、その選択された第二ノズル84に設けられた電磁弁82のみを開作動させることにより、酸素ガスを真空チャンバ16内に導入するガス導入口56の開口位置を、選択的に変更し得るようになっている。このことから明らかなように、ここでは、第一及び第二のガス導入パイプ50,52と第一及び第二導入ヘッド78,79と第一及び第二ノズル80,84とにて、ガス導入手段が構成され、また、電磁弁82にて、開口位置変更機構が構成されている。   Thus, in the present embodiment, any one of the plurality of first nozzles 80 provided in the first introduction head 78 is selected, and only the electromagnetic valve 82 provided in the selected first nozzle 80 is selected. By performing the opening operation, the opening position of the gas inlet 56 through which the monosilane gas is introduced into the vacuum chamber 16 can be selectively changed. Further, by selecting any one of the plurality of second nozzles 84 provided in the second introduction head 79 and opening only the electromagnetic valve 82 provided in the selected second nozzle 84. The opening position of the gas inlet 56 for introducing oxygen gas into the vacuum chamber 16 can be selectively changed. As is clear from this, here, the first and second gas introduction pipes 50 and 52, the first and second introduction heads 78 and 79, and the first and second nozzles 80 and 84 introduce gas. The solenoid valve 82 constitutes an opening position changing mechanism.

そして、このような構造とされた本実施形態の被膜形成装置を用いて、樹脂基材12の表面に被膜14を形成する際には、先ず、真空チャンバ16内に樹脂基材12を収容した後、真空チャンバ16内を、真空ポンプ48にて減圧状態とする。このとき、前記第一及び第二の実施形態に係る被膜形成装置を用いる場合と同様に、複数の遠赤外線ヒータ40にて、樹脂基材12を加熱する一方、バイアス電源42にて、樹脂基材12を負に帯電させる。   Then, when the coating film 14 is formed on the surface of the resin substrate 12 using the coating film forming apparatus of this embodiment having such a structure, first, the resin substrate 12 is accommodated in the vacuum chamber 16. Thereafter, the vacuum chamber 16 is depressurized by the vacuum pump 48. At this time, as in the case of using the film forming apparatus according to the first and second embodiments, the resin base material 12 is heated by the plurality of far infrared heaters 40, while the resin power source is The material 12 is negatively charged.

そして、第一導入ヘッド78の複数の第一ノズル80と、第二導入ヘッド79の複数の第二ノズル84のうち、それぞれ何れかのものを選択し、その選択された第一及び第二ノズル80,84の電磁弁82を開作動させて、選択された第一及び第二ノズル80,84の各ガス導入口56を真空チャンバ16内に開口させる。このとき、開口したガス導入口56の開口位置が、真空チャンバ16内に収容された樹脂基材12の形状や大きさに応じて、樹脂基材12の表面に近い適正な位置となるように、開口されるべきガス導入口56を有する第一及び第二ノズル80,84が、コントローラにて選択される。   Then, any one of the plurality of first nozzles 80 of the first introduction head 78 and the plurality of second nozzles 84 of the second introduction head 79 is selected, and the selected first and second nozzles are selected. The electromagnetic valves 82 and 84 are opened to open the gas inlets 56 of the selected first and second nozzles 80 and 84 into the vacuum chamber 16. At this time, the opening position of the opened gas introduction port 56 is set to an appropriate position close to the surface of the resin substrate 12 according to the shape and size of the resin substrate 12 accommodated in the vacuum chamber 16. The first and second nozzles 80, 84 having the gas inlet 56 to be opened are selected by the controller.

その後、前記第一及び第二の実施形態に係る被膜形成装置を用いる場合と同様に、第一及び第二ノズル80,84の各ガス導入口56から、モノシランガスと酸素ガスとを真空チャンバ16内に導入する一方、誘導コイル28に高周波電流を供給する。これにより、真空チャンバ16内に誘導電磁界を形成し、真空チャンバ16内に導入されたモノシランガスと酸素ガスとをプラズマ化して、モノシランガスの誘導結合プラズマと酸素ガスの誘導結合プラズマとを発生させる。そして、それらの誘導結合プラズマ同士を反応させて、SiO2 を生成し、それを樹脂基材12の表面に堆積させる。かくして、樹脂基材12の表面に、SiO2 からなる被膜14を形成するのである。 Thereafter, as in the case of using the film forming apparatus according to the first and second embodiments, monosilane gas and oxygen gas are supplied from the gas inlets 56 of the first and second nozzles 80 and 84 into the vacuum chamber 16. On the other hand, a high frequency current is supplied to the induction coil 28. As a result, an induction electromagnetic field is formed in the vacuum chamber 16, and the monosilane gas and oxygen gas introduced into the vacuum chamber 16 are turned into plasma to generate monosilane gas inductively coupled plasma and oxygen gas inductively coupled plasma. Then, these inductively coupled plasmas are reacted with each other to generate SiO 2 , which is deposited on the surface of the resin substrate 12. Thus, the coating film 14 made of SiO 2 is formed on the surface of the resin substrate 12.

そして、本実施形態の被膜形成装置を用いて、形状や大きさ等が互いに異なる複数種類の樹脂基材12の表面に被膜14を形成する際には、真空チャンバ16内に収容される樹脂基材12の形状や大きさが変わる毎に、電磁弁82が開作動される第一及び第二ノズル80,84を適宜に変更することによって、樹脂基材12の表面と第一及び第二ノズル68,70の各ガス導入口56との間の距離が可及的に一定となるように、第一及び第二ノズル80,84の各ガス導入口56の真空チャンバ16内での開口位置を変更するのである。   When the coating film 14 is formed on the surfaces of a plurality of types of resin base materials 12 having different shapes, sizes, etc. using the coating film forming apparatus of this embodiment, the resin substrate accommodated in the vacuum chamber 16 is used. Each time the shape or size of the material 12 changes, the surface of the resin base 12 and the first and second nozzles are changed by appropriately changing the first and second nozzles 80 and 84 for opening the electromagnetic valve 82. The opening positions of the gas inlets 56 of the first and second nozzles 80 and 84 in the vacuum chamber 16 are set so that the distances between the gas inlets 56 and 68 are as constant as possible. Change it.

このように、本実施形態の被膜形成装置にあっても、真空チャンバ16内に収容される樹脂基材12の形状や大きさの違いに拘わらず、第一及び第二ノズル68,70の各ガス導入口56の真空チャンバ16内での開口位置を、樹脂基材12の表面に近い適正な位置に変更できる。従って、前記第一及び第二の実施形態において奏される作用・効果と同様な作用・効果が有効に享受され得る。   As described above, even in the coating film forming apparatus of the present embodiment, each of the first and second nozzles 68 and 70 is independent of the shape and size of the resin base material 12 accommodated in the vacuum chamber 16. The opening position of the gas inlet 56 in the vacuum chamber 16 can be changed to an appropriate position close to the surface of the resin substrate 12. Therefore, the same actions and effects as those obtained in the first and second embodiments can be enjoyed effectively.

そして、かかる被膜形成装置においては、ガス導入口56の真空チャンバ16内での開口位置を変更させる機構の自動化が、第一及び第二ノズル80,84に設けられた電磁弁82にて、より容易に且つ低コストに実現され得る。   In such a film forming apparatus, the automation of the mechanism for changing the opening position of the gas introduction port 56 in the vacuum chamber 16 is performed by the electromagnetic valve 82 provided in the first and second nozzles 80 and 84. It can be realized easily and at low cost.

以上、本発明の具体的な構成について詳述してきたが、これはあくまでも例示に過ぎないのであって、本発明は、上記の記載によって、何等の制約をも受けるものではない。   The specific configuration of the present invention has been described in detail above. However, this is merely an example, and the present invention is not limited by the above description.

例えば、ガス導入口56の真空チャンバ16内での配置位置は、例示のものに何等限定されるものではなく、樹脂基材12を間に挟んだ両側に位置するように配置しても良い。   For example, the arrangement position of the gas introduction port 56 in the vacuum chamber 16 is not limited to the illustrated one, and may be arranged so as to be located on both sides of the resin base material 12 interposed therebetween.

また、その場合には、樹脂基材12を間に挟んだ一方の側に位置するガス導入口56を備えた導入ヘッドの構造と、それとは反対側に位置するガス導入口56を備えた導入ヘッドの構造とを、互いに同一の構造としても良いが、例えば、図6に示されるように、それらの導入ヘッドの構造を互い異なる構造としても良い。なお、図6には、前記第一の実施形態の被膜形成装置に設けられる導入ヘッド54と、前記第二の実施形態の被膜形成装置に設けられる導入ヘッド66とを、樹脂基材12を間に挟んで両側に配置した例を示したが、それらの導入ヘッドの組合せは自由である。また、図6において、88は、樹脂基材12を支持する、絶縁体からなる支持板であり、86は、かかる支持板88と樹脂基材12とを共に支持する支持突起である。   In that case, the structure of the introduction head provided with the gas introduction port 56 located on one side with the resin base material 12 interposed therebetween, and the introduction provided with the gas introduction port 56 located on the opposite side thereof. The structures of the heads may be the same as each other. For example, as shown in FIG. 6, the structures of the introduction heads may be different from each other. FIG. 6 shows an introduction head 54 provided in the film forming apparatus of the first embodiment and an introduction head 66 provided in the film forming apparatus of the second embodiment with the resin base material 12 interposed therebetween. Although the example which has been arranged on both sides is shown, the combination of these introduction heads is free. In FIG. 6, 88 is a support plate made of an insulator that supports the resin base material 12, and 86 is a support protrusion that supports both the support plate 88 and the resin base material 12.

さらに、誘導電磁界形成手段は、高周波電流の供給により、真空チャンバ16内に誘導電磁界を形成可能なものであれば、その構造が、特に限定されるものではない。従って、例えば、金属線材を蛇行させてなる構造のものや、金属製の管体を巻回したり蛇行させてなる構造のもの等、従来より公知の構造のものが、何れも採用可能である。   Further, the structure of the induction electromagnetic field forming means is not particularly limited as long as it can form an induction electromagnetic field in the vacuum chamber 16 by supplying a high frequency current. Therefore, for example, a conventionally known structure such as a structure in which a metal wire is meandered or a structure in which a metal tube is wound or meandered can be employed.

また、ガス導入手段を構成する第一及び第二のガス導入パイプ50,52の各導入ヘッド54を伸縮可能で且つ曲げ変形可能とする構造も、前記第一の実施形態に示されるものに、何等限定されるものではない。例えば、導入ヘッド54を、外管と内管とが互いに重ね合わされてなる二重管構造と為す。そして、外管の一部と内管の一部とを、円筒状部分同士にて、それぞれ摺動可能に重ね合わせて、かかる重ね合わせ部分において、伸縮可能な構造を実現する一方、外管の一部と内管の一部とを、内外面が球面とされた部分同士にて、それぞれ摺動可能に重ね合わせて、かかる重ね合わせ部分において、ボールジョイントの如く、自由に曲げ変形可能と為す構造を実現することもできる。   In addition, the structure in which the introduction heads 54 of the first and second gas introduction pipes 50 and 52 constituting the gas introduction means can be expanded and contracted is also shown in the first embodiment. It is not limited at all. For example, the introduction head 54 has a double tube structure in which an outer tube and an inner tube are overlapped with each other. Then, a part of the outer tube and a part of the inner tube are slidably overlapped with each other between the cylindrical portions, and a stretchable structure is realized in the overlapped portion, while the outer tube Part of the inner tube and part of the inner tube are slidably overlapped with each other with the inner and outer surfaces being spherical, and the overlapping part can be freely bent and deformed like a ball joint. A structure can also be realized.

真空チャンバ16内に収容された樹脂基材12を非接触で加熱する非接触型加熱手段も、例示された遠赤外線ヒータの他に、例えば、ハロゲンランプのような近赤外線を発する加熱装置や、樹脂基材12にマイクロ波を照射して、樹脂基材12をマイクロ波加熱する装置等(例えば、マグネトロン等)、公知の各種の装置を使用できる。   In addition to the illustrated far-infrared heater, the non-contact heating means for heating the resin base material 12 accommodated in the vacuum chamber 16 in a non-contact manner, for example, a heating device that emits near infrared rays such as a halogen lamp, Various known devices such as a device for irradiating the resin substrate 12 with microwaves to heat the resin substrate 12 with microwaves (for example, a magnetron) can be used.

また、樹脂基材12を加熱する場合には、非接触型の加熱装置以外に、電熱シート等の抵抗加熱方式を採用する公知の接触型の加熱装置を使用することもできる。このような加熱装置を用いる場合には、加熱装置を樹脂基材12に直に接触させる方法や、伝熱体を介して、加熱装置を樹脂基材12に接触させる方法が採用される。後者の方法を実施する場合にあっては、具体的には、例えば、樹脂基材12に絶縁体等からなる伝熱体を接触させ、更に、かかる伝熱体に加熱装置を接触させることにより、伝熱体を通じて、加熱装置の熱を、真空中で樹脂基材12に伝導する方法が実施される。   Moreover, when heating the resin base material 12, the well-known contact-type heating apparatus which employ | adopts resistance heating systems, such as an electrothermal sheet, can also be used besides a non-contact-type heating apparatus. When such a heating device is used, a method of bringing the heating device into direct contact with the resin base material 12 or a method of bringing the heating device into contact with the resin base material 12 through a heat transfer body is employed. In the case of carrying out the latter method, specifically, for example, by bringing a heat transfer body made of an insulator or the like into contact with the resin base material 12 and further bringing a heating device into contact with the heat transfer body. The method of conducting the heat of the heating device to the resin base material 12 in a vacuum through the heat transfer body is performed.

真空チャンバ16内に収容された樹脂基材12を耐電させる耐電手段も、例示されたバイアス電源42の他に、イオンビーム照射装置やコロナ帯電ガン等の公知の装置も採用され得る。   In addition to the illustrated bias power source 42, a known device such as an ion beam irradiation device or a corona charging gun can also be adopted as the withstand means for withstanding the resin substrate 12 accommodated in the vacuum chamber 16.

また、樹脂基材12を帯電させる場合には、必ずしも負に帯電させるとは限らず、例えば、反応ガスの種類によっては、樹脂基材12を正に帯電させることもある。樹脂基材12の帯電は、樹脂基材12の周辺の雰囲気中で、リッチ状態とされるべき反応ガスのイオン(誘導結合プラズマ)が引き寄せるために実施されるものである。従って、そのような反応ガスのイオンの種類に応じて、樹脂基材12を正や負に帯電するのである。なお、樹脂基材12を正に帯電させる場合にあっても、前記と同様な理由から、印加する電圧値が、+50〜+6000V程度の範囲内の値とされていることが、望ましい。   Moreover, when charging the resin base material 12, it does not necessarily charge negatively, For example, depending on the kind of reaction gas, the resin base material 12 may be charged positively. The charging of the resin base material 12 is performed in order to attract ions (inductively coupled plasma) of the reaction gas to be made rich in the atmosphere around the resin base material 12. Therefore, the resin substrate 12 is positively or negatively charged depending on the kind of ions of the reaction gas. Even when the resin substrate 12 is positively charged, it is desirable that the voltage value to be applied is set to a value within the range of about +50 to +6000 V for the same reason as described above.

さらに、樹脂基材12を構成する樹脂材料は、ポリカーボネート樹脂以外のアクリル樹脂等の透明な樹脂材料の他、例えば、車両用内装品の形成材料として一般に使用される不透明な樹脂材料や半透明な樹脂材料等も、採用可能である。即ち、被膜14が形成された樹脂基材12は、樹脂ガラス10に、何等限定されるものではない。   Furthermore, the resin material constituting the resin base 12 is not only a transparent resin material such as an acrylic resin other than polycarbonate resin, but also, for example, an opaque resin material or a semi-transparent material generally used as a vehicle interior product forming material. Resin materials can also be used. That is, the resin substrate 12 on which the coating 14 is formed is not limited to the resin glass 10.

不透明な樹脂材料からなる樹脂基材12を使用するときの適用品たる車両用内装品としては、センタクラスタ、コンソールアッパ、各種スイッチベース等、耐摩傷性等の様々な耐久性が要求される各種の意匠部品等が例示される。   As vehicle interior parts, which are applied products when using the resin base material 12 made of an opaque resin material, various types of durability such as a center cluster, a console upper, various switch bases, etc. that require various durability such as abrasion resistance are required. Examples of design parts are illustrated.

また、透明な樹脂材料からなる樹脂基材12を使用する場合にあっても、その適用部品としては、例示した車両のリヤウインドウの他に、車両のフロントウインドウ、サイドウインドウや、各種のディスプレイや表示部のカバー等がある。   Further, even when the resin base material 12 made of a transparent resin material is used, the applicable parts include, in addition to the illustrated vehicle rear window, a vehicle front window, a side window, various displays, There is a cover for the display unit.

さらに、本発明に従う被膜形成装置にて形成可能な被膜は、例示したSiO2 からなる被膜以外に、SiONからなる被膜、或いはDLC(ダイヤモンドライクカーボン)等の有機材料からなる被膜等も挙げられる。また、かかる被膜形成装置にて形成される被膜は、保護膜以外の用途にも、勿論使用可能である。 Further, examples of the film that can be formed by the film forming apparatus according to the present invention include a film made of SiON or a film made of an organic material such as DLC (diamond-like carbon) in addition to the film made of SiO 2 exemplified. Of course, the film formed by such a film forming apparatus can be used for applications other than the protective film.

その他、一々列挙はしないが、本発明は、当業者の知識に基づいて種々なる変更、修正、改良等を加えた態様において実施され得るものであり、また、そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限り、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであることは、言うまでもないところである。   In addition, although not enumerated one by one, the present invention can be carried out in a mode to which various changes, modifications, improvements, etc. are added based on the knowledge of those skilled in the art. It goes without saying that all are included in the scope of the present invention without departing from the spirit of the present invention.

10 樹脂ガラス 12,13 樹脂基材
14 被膜 16 真空チャンバ
28 誘導コイル 32 高周波電源
40 遠赤外線ヒータ 42 バイアス電源
46 排気パイプ 48 真空ポンプ
50 第一のガス導入パイプ 52 第二のガス導入パイプ
54,66 導入ヘッド 56 ガス導入口
58 蛇腹部 78 第一導入ヘッド
79 第二導入ヘッド 82 電磁弁
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Resin glass 12, 13 Resin base material 14 Coating 16 Vacuum chamber 28 Inductive coil 32 High frequency power supply 40 Far infrared heater 42 Bias power supply 46 Exhaust pipe 48 Vacuum pump 50 First gas introduction pipe 52 Second gas introduction pipe 54, 66 Introduction head 56 Gas introduction port 58 Bellows portion 78 First introduction head 79 Second introduction head 82 Solenoid valve

Claims (4)

樹脂成形品からなる基材を収容可能な真空チャンバと、該真空チャンバ内を排気して、減圧状態とする排気手段と、減圧状態の該真空チャンバ内に反応ガスを導入するガス導入手段と、高周波電流の供給により、該真空チャンバ内に誘導電磁界を形成する誘導電磁界形成手段とを含み、誘導電磁界が形成された該真空チャンバ内への前記反応ガスの導入により生成される該反応ガスの誘導結合プラズマを利用して、該真空チャンバ内に収容された前記樹脂基材の表面に被膜を形成するように構成した樹脂基材の表面被膜形成装置であって、
前記ガス導入手段が、前記真空チャンバ内に開口するガス導入口を備えた導入ヘッドと、該導入ヘッドのガス導入口の該真空チャンバ内での開口位置を変更させる開口位置変更機構とを有していることを特徴とする樹脂基材の表面被膜形成装置。
A vacuum chamber capable of accommodating a substrate made of a resin molded product, an exhaust means for exhausting the inside of the vacuum chamber so as to be in a reduced pressure state, a gas introducing means for introducing a reaction gas into the vacuum chamber in a reduced pressure state, The reaction generated by the introduction of the reaction gas into the vacuum chamber in which the induction electromagnetic field is formed, including induction electromagnetic field forming means for forming an induction electromagnetic field in the vacuum chamber by supplying a high frequency current A resin substrate surface film forming apparatus configured to form a film on the surface of the resin substrate housed in the vacuum chamber using inductively coupled plasma of gas,
The gas introduction means includes an introduction head having a gas introduction port that opens into the vacuum chamber, and an opening position changing mechanism that changes an opening position of the gas introduction port of the introduction head in the vacuum chamber. An apparatus for forming a surface coating film on a resin base material, wherein:
減圧状態の前記真空チャンバ内に収容された前記樹脂基材を加熱する加熱手段が、更に設けられている請求項1に記載の、樹脂基材の表面被膜形成装置。   The apparatus for forming a surface coating film on a resin substrate according to claim 1, further comprising heating means for heating the resin substrate housed in the vacuum chamber in a reduced pressure state. 前記加熱手段が、前記樹脂基材を非接触で加熱する非接触型加熱手段にて構成されている請求項2に記載の、樹脂基材の表面被膜形成装置。   The apparatus for forming a surface coating film on a resin base material according to claim 2, wherein the heating means comprises a non-contact type heating means for heating the resin base material in a non-contact manner. 減圧状態の前記真空チャンバ内に収容された前記樹脂基材の表面を帯電させる帯電手段が、更に設けられている請求項1乃至請求項3のうちの何れか1項に記載の、樹脂基材の表面被膜形成装置。
The resin substrate according to any one of claims 1 to 3, further comprising charging means for charging a surface of the resin substrate housed in the vacuum chamber in a reduced pressure state. Surface film forming apparatus.
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