JP2014099246A - Plasma processing apparatus and plasma processing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被処理材から被覆を除去するためのプラズマ処理装置及びプラズマ処理方法に関する。 The present invention relates to a plasma processing apparatus and a plasma processing method for removing a coating from a material to be processed.
線材のポリイミド被覆除去方法としては、刃物やリユータにより物理的に削り落とす方法が知られている。しかし、この方法は被覆除去に長時間を要し効率的でない。また、燃焼ガスや放電で炭化されることでポリイミド被覆を除去する方法も知られている(特許文献1参照)。しかし、この方法では、線材の芯材が銅等の場合に表面の酸化を生じやすい。被覆除去時に銅等の芯材の表面が酸化していると、はんだ接合時の不具合の原因となる。芯材表面の酸化を防止するには、被覆除去に十分な時間をかける必要があり、高速での被覆除去が困難となる。 As a method for removing a polyimide coating on a wire, a method of physically scraping off with a blade or a reuter is known. However, this method takes a long time to remove the coating and is not efficient. Also known is a method of removing the polyimide coating by carbonization with combustion gas or electric discharge (see Patent Document 1). However, this method tends to cause surface oxidation when the core material of the wire is copper or the like. If the surface of the core material such as copper is oxidized at the time of removing the coating, it causes a problem at the time of soldering. In order to prevent oxidation of the surface of the core material, it is necessary to take a sufficient time for removing the coating, which makes it difficult to remove the coating at a high speed.
特許文献2には、絶縁チャンバ内にガスを供給しつつ上下電極で高周波電力を供給して大気圧プラズマを発生させ、この大気圧プラズマに近接して被処理物を配置することで被覆を化学分解して除去する方法が記載されている。しかし、この方法では狭いチャンバ内に被処理物を配置する必要があり、被処理物の所望の箇所の被覆を選択的に除去することはできない。
In
線材を電子回路や部品に接合する際には、一般に、はんだ漕に線材を直接浸漬させて被覆を剥離している。しかし、被覆が除去された部分の線材のはんだ漕内への溶出や、被覆残渣による接合不良等の不具合がある。 When joining a wire to an electronic circuit or a component, generally, the wire is directly immersed in a soldering iron to peel off the coating. However, there are problems such as elution of the wire from the part where the coating has been removed into the soldering iron and poor bonding due to the coating residue.
本発明は、プラズマ処理により、被処理物を覆う被覆を被処理物表面の酸化を抑制しつつ選択的かつ高速で除去することを課題とする。 An object of the present invention is to selectively and rapidly remove a coating covering a workpiece by plasma treatment while suppressing oxidation of the surface of the workpiece.
本発明の第1の態様は、有機材料からなる被覆を有する被処理物を保持する保持部と、第1の不活性ガスの誘導結合型プラズマからなる一次プラズマを吹き出す誘導結合型プラズマ発生部と、第2の不活性ガスとO2ガスの混合ガス領域と前記一次プラズマとが衝突されることによりプラズマ化した混合ガスから成る第1の二次プラズマを発生するプラズマ展開部とを有し、前記第1の二次プラズマを前記被処理物に照射する第1の大気圧プラズマ照射部と、前記被処理物を保持する保持部と、前記第1の不活性ガスの誘導結合型プラズマからなる一次プラズマを吹き出す誘導結合型プラズマ発生部と、前記第2の不活性ガスとH2ガスの混合ガス領域と前記一次プラズマとが衝突されることによりプラズマ化した混合ガスから成る第2の二次プラズマを発生するプラズマ展開部とを有し、前記第2の二次プラズマを前記被処理物に照射する第2の大気圧プラズマ照射部とを備えるプラズマ処理装置を提供する。 According to a first aspect of the present invention, a holding unit that holds an object to be processed having a coating made of an organic material, an inductively coupled plasma generating unit that blows out a primary plasma made of an inductively coupled plasma of a first inert gas, A plasma expanding section for generating a first secondary plasma composed of a mixed gas formed into a plasma by colliding the mixed gas region of the second inert gas and O 2 gas and the primary plasma, A first atmospheric pressure plasma irradiation unit for irradiating the object to be processed with the first secondary plasma, a holding part for holding the object to be processed, and an inductively coupled plasma of the first inert gas. An inductively coupled plasma generating section for blowing out primary plasma; and a second secondary comprising a mixed gas that is converted into plasma by colliding the mixed gas region of the second inert gas and H 2 gas with the primary plasma. The And a plasma expansion unit which generates a Zuma, to provide a plasma processing apparatus and a second atmospheric pressure plasma irradiation unit that irradiates the second secondary plasma in the processing object.
第1の大気圧プラズマ照射部では誘導結合プラズマ発生部からの一次プラズマ(Arプラズマ)がプラズマ展開部中の第2の不活性ガスと反応性ガス(ArガスとO2ガス)の混合ガス領域に導入され、混合ガス中の第2の不活性ガス(Arガス)を励起して拡大した第1の二次プラズマ(Arプラズマ)とする。そして、この第1の二次プラズマ(Arプラズマ)が反応性ガスを構成する元素(酸素)を活性化する。活性化された酸素は保持部に保持され被処理物表面に被覆で化学反応を行い、被覆を分解除去する。 In the first atmospheric pressure plasma irradiation part, the primary plasma (Ar plasma) from the inductively coupled plasma generation part is a mixed gas region of the second inert gas and the reactive gas (Ar gas and O 2 gas) in the plasma development part. The first secondary plasma (Ar plasma) expanded by exciting the second inert gas (Ar gas) in the mixed gas. The first secondary plasma (Ar plasma) activates an element (oxygen) constituting the reactive gas. The activated oxygen is held in the holding unit, and a chemical reaction is performed on the surface of the object to be processed by the coating to decompose and remove the coating.
第2の大気圧プラズマ照射部では誘導結合プラズマ発生部からの一次プラズマ(Arプラズマ)がプラズマ展開部中の第2の不活性ガスと反応性ガス(ArガスとH2ガス)の混合ガス領域に導入され、混合ガス中の第2の不活性ガス(Arガス)を励起して拡大した第1の二次プラズマ(Arプラズマ)とする。そして、この第1の二次プラズマ(Arプラズマ)が反応性ガスを構成する元素(水素)を活性化する。活性化された水素は第1の大気圧プラズマ処理部での被覆除去時に酸化した被処理物表面で化学反応を行い、酸化膜を還元除去する。 In the second atmospheric pressure plasma irradiation part, the primary plasma (Ar plasma) from the inductively coupled plasma generating part is a mixed gas region of the second inert gas and the reactive gas (Ar gas and H 2 gas) in the plasma developing part. The first secondary plasma (Ar plasma) expanded by exciting the second inert gas (Ar gas) in the mixed gas. The first secondary plasma (Ar plasma) activates the element (hydrogen) constituting the reactive gas. The activated hydrogen undergoes a chemical reaction on the surface of the object to be oxidized when the coating is removed in the first atmospheric pressure plasma processing unit, and the oxide film is reduced and removed.
好ましくは、前記第1及び第2の大気圧プラズマ照射部毎に、前記大気圧プラズマ照射部との間に配置されて前記二次プラズマの前記被処理物に対する照射領域を制限するマスクと、前記被処理物に対して前記大気圧プラズマ照射部及び前記マスクとは反対側に配置された接地電極とを備える。 Preferably, for each of the first and second atmospheric pressure plasma irradiation units, a mask disposed between the atmospheric pressure plasma irradiation unit and limiting an irradiation region of the secondary plasma to the object to be processed; A ground electrode disposed on a side opposite to the atmospheric pressure plasma irradiation unit and the mask with respect to the object to be processed;
さらに好ましくは、前記被処理物は線材であり、前記保持部に保持される線材に対して張力を付与する張力付与部をさらに備える。 More preferably, the object to be processed is a wire, and further includes a tension applying unit that applies tension to the wire held by the holding unit.
本発明の第2の態様は、第1の不活性ガスの誘導結合型プラズマからなる一次プラズマを発生させ、発生した一次プラズマを第2の不活性ガスとO2ガスの混合ガスに衝突させることによりプラズマ化した混合ガスから成る第1の二次プラズマを発生させ、前記第1の二次プラズマを有機材料からなる被覆を有する被処理物に照射し、前記第1の不活性ガスの誘導結合型プラズマからなる一次プラズマを発生させ、発生した一次プラズマを前記第2の不活性ガスとH2ガスの混合ガスに衝突させることによりプラズマ化した混合ガスから成る第2の二次プラズマを発生させ、前記第2の二次プラズマを前記被処理物の前記第1の二次プラズマが照射された領域に照射する、プラズマ処理方法を提供する。 According to a second aspect of the present invention, a primary plasma composed of inductively coupled plasma of a first inert gas is generated, and the generated primary plasma collides with a mixed gas of the second inert gas and O 2 gas. Generating a first secondary plasma made of a mixed gas that has been made into plasma by irradiating the workpiece having a coating made of an organic material with the first secondary plasma, and inductively coupling the first inert gas A primary plasma composed of a type plasma is generated, and the generated secondary plasma collides with the mixed gas of the second inert gas and H 2 gas, thereby generating a second secondary plasma composed of a plasma mixture. A plasma processing method is provided in which the second secondary plasma is irradiated onto a region of the workpiece that has been irradiated with the first secondary plasma.
本発明のプラズマ処理装置及びプラズマ処理方法によれば、不活性ガスとO2ガスの混合ガスをプラズマ化した第1の二次プラズマを被処理物のうちマスクで規定された部分の被覆に対して接地電極とは反対側から照射し、その後に不活性ガスとH2ガスの混合ガスをプラズマ化した第2の二次プラズマを照射するので、被処理物表面の酸化を抑制しつつ被覆を選択的かつ高速で除去することができる。 According to the plasma processing apparatus and the plasma processing method of the present invention, the first secondary plasma obtained by converting the mixed gas of the inert gas and the O 2 gas into plasma is applied to the portion of the object to be processed that is defined by the mask. Irradiation from the opposite side of the ground electrode, followed by irradiation with a second secondary plasma that is a plasma of a mixed gas of inert gas and H 2 gas. It can be removed selectively and at high speed.
図1は本発明の実施形態に係る被覆除去装置(プラズマ処理装置)1を示す。この被覆除去装置1はプラズマ処理により被処理物の表面に被覆を除去するものである。本実施形態において、被覆除去の対象となる被処理物は図6に模式的に示す線材2である。この線材2は、本実施形態で銅製である2本の芯材3,3と、これらの芯材3,3を覆うポリイミド樹脂からなる被覆4を備える。芯材3,3の直径は例えば0.03mm以上0.1以下mm程度である。また、被覆4の厚みは例えば15μ以上30μm以下である。芯材3,3の材質は銅に限定されず、例えばニッケル等の他の金属でもよい。また、被覆4の材質はポリイミド等のイミド系樹脂に限定されず、他の有機材料でもよい。本実施形態では2本の芯材3,3を並設して配置し、その外周を被覆4で覆っているが、芯材は2本に限定されず1本あるいは3本以上の複数本であってもよい。また、本実施形態では芯材3自体は単体の線材であるが、芯材は複数の芯線で構成されるものでもよい。
FIG. 1 shows a coating removal apparatus (plasma processing apparatus) 1 according to an embodiment of the present invention. This
線材2は供給部11から巻き出され、被覆が除去された後に回収部12に巻き取られる。供給部11は、被覆除去処理前の線材2を巻き付けたドラム11aと、このドラム11aを線材2を巻き出す方向に回転駆動する駆動機構11bを備える。回収部12は被覆除去済みの線材を巻き付けるためのドラム12aと、このドラム12aを線材2を巻き取る方向に回転駆動する駆動機構12bを備える。
The
供給部11に対して線材2の送り方向下流側に隣接する位置と、回収部12に対して線材2の送り方向上流側に隣接する位置には、線材2に張力を付与するための張力付与部13A,13Bが設けられている。これらの張力付与部13A,13Bは、それぞれ固定の支持軸13aに回転自在に支持された一対の固定ローラ13b,13bと、鉛直方向に延びるガイドレール13c上を移動自在な可動の支軸13dに回転自在に支持された可動ローラ13eを備える。可動ローラ13eは一対の固定ローラ13b,13b間に配置されている。固定ローラ13b,13bと可動ローラ13eに巻掛けられた線材2には、可動ローラ13eが昇降することで張力が付与される。線材2に適切な張力を付与できる限り、張力付与部13A,13Bの具体的な構成は特定に限定されない。
Applying tension to apply tension to the
供給部11側の張力付与部13Aから回収部12側の張力付与部13Bに到る線材2の経路には、冷却部14A、大気圧プラズマ照射部15A,15B、大気圧プラズマ照射部16A,16B、及び冷却部14Bが順に設けられている。
In the path of the
図4を併せて参照すると、冷却部14A,Bは台座14aの上に、例えばペルチエ素子で冷却される冷却部材14bを備える。冷却部材14bには貫通孔14cが形成れており、線材2は冷却部材14bからの直接又は間接的な熱伝達により冷却される。線材2を適切に冷却できる限り冷却部14の具体的な構成は特に限定されない。
Referring also to FIG. 4, the
後述するように、大気圧プラズマ照射部15A,15Bでは線材2のマスク22の開口22aから露出する部分にプラズマが照射される。線材2のプラズマが照射された部分の熱は、線材2内に残る。大気圧プラズマ照射部15A,Bよりも線材2の送り方向上流側に配置された冷却部14Aは、大気圧プラズマ照射部15A,Bで線材2のプラズマが照射される部分からの熱が線材2の上流側へ伝わるのを抑制ないし低減する。その結果、大気圧プラズマ照射部15A,Bで線材2のプラズマが照射される部分から伝わる熱によって、プラズマが照射される部分よりも上流側の線材2において被覆4の炭化、被覆4の溶融ないし軟化による形状の不安定な部分の拡大を抑制できる。
As will be described later, in the atmospheric pressure
後述するように、大気圧プラズマ照射部16A,16Bでは線材2のマスク22の開口22aから露出する部分にプラズマが照射される。線材2のプラズマが照射された部分の熱は、線材2内に残る。大気圧プラズマ照射部16A,16Bよりも線材2の送り方向下流側に配置された冷却部14Bは、大気圧プラズマ照射部16A,16Bで線材2のプラズマが照射される部分からの熱が線材2の下流側へ伝わるのを抑制ないし低減する。その結果、大気圧プラズマ照射部16A,16Bで線材2のプラズマが照射される部分から伝わる熱によって、プラズマが照射される部分よりも下流側の線材2において被覆4の炭化、被覆4の溶融ないし軟化による形状の不安定な部分の拡大を抑制できる。また、冷却部14Bは、後述するように大気圧プラズマ照射部16A,16Bでのプラズマの照射により線材2のうち芯材3の表面の酸化膜が還元除去された部分を冷却し、この部分の再酸化を防止している。なお、プラズマ照射による線材2の温度上昇を適切に抑制できるのであれば、上流側の冷却部14Aと下流側の冷却部14Bのうちのいずれか一方のみを設けてもよい。逆に、冷却部14A,14Bに加え、大気圧プラズマ照射部15A,15Bと大気圧プラズマ照射部16A,16Bとの間にさらに別の冷却部を設けてもよい。
As will be described later, in the atmospheric pressure
大気圧プラズマ照射部15A,15Bは、前者が後述する二次プラズマ47を線材2の上側に対して上方から照射するのに対し、後者は二次プラズマ47を線材2の下側に対して下方から照射する点でのみことなる。言い換えれば、大気圧プラズマ照射部15A,15Bは、上下方向の配置姿勢が天地逆である点のみが異なる。同様に、大気圧プラズマ照射部16A,16Bは、上下方向の配置姿勢が天地逆である点のみが異なる。大気圧プラズマ照射部15A,15Bと大気圧プラズマ照射部16A,16Bは、前者が混合ガスとしてAr/O2を使用するのに対し、後者は混合ガスとしてAr/H2を使用する点が異なるがその他の構成は同様である。以下、大気圧プラズマ照射部15Aについて説明し、残りの3個の大気圧プラズマ照射部15B,16A,16Bについても必要に応じて言及する。
In the atmospheric pressure
大気圧プラズマ照射部15Aは、プラズマ照射装置20、保持部21、及びマスク22を備える。
The atmospheric pressure
図3及び図5を参照すると、保持部21は、底壁21aと、この底壁21aから上方に延びる互いに対向する一対の側壁21b,21bを備える。個々の側壁21b,21bの上端には線材2を通過させるための切欠21cが形成されている。底壁21aには接地電極23が配置されている。接地電極23と保持部21を通過する線材2との隙間は0.5mm以上1mm以下程度に設定される。側壁21b,21bの上端にマスク22が取り付けられている。マスク22は絶縁性と耐熱性を有し、例えばセラミック材料からなる。マスク22の中央には線材2のうちプラズマ照射装置20からのプラズマが照射される領域を規定するための開口22aが設けられている。開口22aの幅は例えば2mm以上5mm以下程度に設定される。保持部21、マスク22、及び接地電極23の具体的な構造は図示のものに限定されない。なお、プラズマ照射時に図示しないクランプ機構等で線材2を保持して位置決めしてもよい。
3 and 5, the holding
プラズマ照射装置20は保持部21の上方に配置され保持部21を通過する線材2のうちマスク22の開口22aを介して露出する部分にプラズマ(後述する二次プラズマ47)を照射する。
The
図2及び図3を参照して、大気圧プラズマ照射部15Aのプラズマ照射装置20を説明する。
With reference to FIG.2 and FIG.3, the
プラズマ照射装置20は、固定のプラズマヘッド31に収容され、断面円形の反応空間32を形成する誘電体からなる円筒状の放電管(誘導結合型プラズマ発生部)33を備える。放電管33の外側には波線形状で平板型のアンテナ34が設けられている。アンテナ34には整合回路35を介して高周波電源36が接続されている。放電管33の上端側には、不活性ガスであるArガスを放電管33に供給する第1ガス源17Aが接続されている。
The
プラズマヘッド31の下端側には混合器(プラズマ展開部)41が装着されている。混合器41は下端に開口(プラズマ噴出口42a)が形成された混合室42を備える。プラズマ噴出口42aが保持部21を通過する線材2の対象物2の上方に間隔をあけて位置している。この間隔は例えば0.5mm以上5mm以下に設定される。放電管33の下端は混合器41の混合室42内に進入している。また、混合室42の周壁部には、1個あるいは複数のガス供給口43が設けられている。これらのガス供給口43は、第2ガス源37Bに接続されている。第2ガス源37Bは、不活性ガスとしてのArガスと反応性ガスとしてのO2ガスとの混合ガス(Ar/O2ガス)を供給する。
A mixer (plasma developing section) 41 is attached to the lower end side of the
アンテナ34に対して整合回路35を介して高周波電源36から高周波電圧を印加され、それによって放電管33に高周波電界が印加される。放電管33の上端から反応空間32へ第1ガス源37Aが流量制御装置38Aを介してArガスを供給する。点火装置(図示せず)で高電圧を印加して点火することで、放電管33の下端から、Arガスがプラズマ化されたものであり、プラズマ密度が高く、高温の誘導結合型プラズマ(熱プラズマ)である一次プラズマ46が混合器41の混合室42へ吹き出される。
A high frequency voltage is applied to the
第2ガス源37Bから流量制御装置38Bを経てAr/O2ガスがガス供給口43を介して混合室42に供給される。放電管33からの一次プラズマ46(Arプラズマ)が混合室42中のAr/O2ガス領域に導入され、混合ガス中の特にArガスを励起して混合ガスの二次プラズマ47(Arプラズマ)を発生させる。二次プラズマ47は、混合室42の全領域に展開し、プラズマ噴出口42aから下方に吹き出して線材2に照射される。
Ar / O 2 gas is supplied from the
前述のように大気圧プラズマ照射部15Bは大気圧プラズマ15Aを天地逆の姿勢としているので、プラズマ照射装置20は保持部21の下方に配置され保持部21を通過する線材2のうちマスク22の開口22aを介して露出する部分にプラズマ(後述する二次プラズマ47)を照射する。
As described above, since the atmospheric pressure
大気圧プラズマ照射部16A,16Bのプラズマ照射装置20が備える第2ガス源37Bは、不活性ガスとしてのArガスと反応性ガスとしてのH2ガスとの混合ガス(Ar/H2ガス)を供給する。従って、放電管33からの一次プラズマ46(Arプラズマ)が混合室42中のAr/H2ガス領域に導入され、混合ガス中の特にArガスを励起して混合ガスの二次プラズマ47(Arプラズマ)を発生させる。二次プラズマ47は、混合室42の全領域に展開し、プラズマ噴出口42aから吹き出して線材2に照射される。
The
図1及び図2に概念的に示す制御装置25は、大気圧プラズマ照射部15(特にプラズマ照射装置20)を含む、被覆除去装置1全体の動作を制御する。
The
次に、本実施形態の被覆除去装置1の動作を説明する。
Next, operation | movement of the
供給部11から回収部12に向けて線材2が間欠的に送られる。線材2には張力付与部13A,13Bにより安定した張力が付与され、しかも冷却部14で冷却されることで線材2の温度上昇が抑制されている。
The
大気圧プラズマ照射部15Aに到達した線材2にはプラズマ照射装置20により上方から二次プラズマ47が照射される。具体的に、線材2のうちマスク22の開口22aを介して露出している部分の上側に対して選択的に二次プラズマ47が照射される。二次プラズマ47(Arプラズマ)が反応性ガスを構成する酸素を活性化する。活性化された酸素は保持部21に保持された線材2の被覆4の上側で化学反応を行い、この部分の被覆4の上を分解除去する。
The
続いて、大気圧プラズマ照射部15Bに到達した線材2にはプラズマ照射装置20により下方から二次プラズマ47が照射される。二次プラズマ47で活性化された酸素は保持部21に保持された線材2の被覆4の下側で化学反応を行い、この部分の被覆4の下側を分解除去する。
Subsequently, the
以上のように大気圧プラズマ照射部15A,15Bでの大気圧プラズマ照射によって被覆4が選択的に除去され、被覆4が除去された部分では芯材3,3が露出している。
As described above, the coating 4 is selectively removed by the atmospheric pressure plasma irradiation in the atmospheric pressure
次に、大気圧プラズマ照射部16Aに到達した線材2にはプラズマ照射装置20により上方から二次プラズマ47が照射される。具体的に、線材2のうちマスク22の開口22aを介して露出している部分の上側に対して選択的に二次プラズマ47が照射される。二次プラズマ47(Arプラズマ)が反応性ガスを構成する水素を活性化する。活性化された水素は大気圧プラズマ照射部15Aでの被覆除去時に酸化した芯材3,3の表面のうち上側部分で化学反応を行い、この部分の酸化膜を還元除去する。
Next, the
続いて、大気圧プラズマ照射部16Bに到達した線材2にはプラズマ照射装置20により下方から二次プラズマ47が照射される。二次プラズマ47で活性化された水素は大気圧プラズマ照射部15Bでの被覆除去時に酸化した芯材3,3の表面のうち下側部分で化学反応を行い、この部分の酸化膜を還元除去する。
Subsequently, the
以上のように大気圧プラズマ照射部16A,16Bでの大気圧プラズマ照射により芯材3,3の表面が還元され酸化膜を除去される。
As described above, the surfaces of the
大気圧プラズマ照射部15A,15Bのプラズマ照射装置20は例えば以下のような条件で動作する。まず、高周波電源36の電力は20W以上50W以下程度に設定される。また、第1ガス源37AのAr流量は50sccm以上100sccm以下程度に設定される。第2ガス源37BのAr/O2流量は100sccm以上400sccm以下程度に設定される。また、第2ガス源37BでのO2濃度は1%以上2%以下程度の範囲に設定される。さらに、プラズマ照射時間は5秒以上15秒以下程度の範囲に設定される。
For example, the
大気圧プラズマ照射部16A,16Bのプラズマ照射装置20は例えば以下のような条件で動作する。まず、高周波電源36の電力は20W以上50W以下程度に設定される。また、第1ガス源37AのAr流量は50sccm以上100sccm以下程度に設定される。第2ガス源37BのAr/H2流量は100sccm以上400sccm以下程度に設定される。また、第2ガス源37BでのH2濃度は1%以上2%以下程度の範囲に設定される。さらに、プラズマ照射時間は5秒以上15秒以下程度の範囲に設定される。
The
大気圧プラズマ照射部15A,15Bにおいて反応性ガスとしてO2を含む混合ガス(Ar/O2)のプラズマで被覆4をより高速に分解し、その後に大気圧プラズマ照射部16A,16Bにおいて反応性ガスとしてH2を含む混合ガス(Ar/H2)のプラズマで芯材3,3の表面を還元して酸化膜を除去することで、芯材3の酸化を抑制ししつ高速で被覆4を除去できる。
In the atmospheric pressure
また、線材2のうちマスク22の開口22aから露出している部分にのみ大気圧プラズマ照射部15A〜16Bにおいてプラズマが照射されるので、線材2の所望の位置の被覆4を選択的に除去できる。
Moreover, since the plasma is irradiated in the atmospheric pressure
前述のように、大気圧プラズマ照射部15A,15Bよりも線材2の送り方向上流側の冷却部14Aで大気圧プラズマ照射部15A,15Bよりも上流側の線材2への熱伝達を低減することで、大気圧プラズマ照射部15A,15Bよりも上流側の線材2において被覆4の炭化、被覆4の溶融ないし軟化による形状の不安定な部分の拡大を抑制できる。また、前述のように、大気圧プラズマ照射部16A,16Bよりも線材2の送り方向下流側の冷却部14Bで大気圧プラズマ照射部16A,16Bよりも下流側の線材2への熱伝達を抑制することで、大気圧プラズマ照射部16A,16Bよりも下流側の線材2において被覆4の炭化、被覆4の溶融ないし軟化による形状の不安定な部分の拡大を抑制できる。さらに、前述のように、線材2のうち酸化膜が大気圧プラズマ照射部16A,16Bでプラズマ照射により還元除去された部分は、冷却部14Bにより冷却されて温度が低下するので、再酸化を防止できる。
As described above, heat transfer to the
以上のように、本実施形態の被覆除去装置1により、芯材3,3の酸化を抑制しつつ被覆4を選択的かつ高速で除去することができる。
As described above, the
本発明は前記実施形態に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、反応性ガスとしてO2を含む混合ガス(Ar/O2)のプラズマを照射するための単一の大気圧プラズマ照射部を設け、この大気圧プラズマ照射部の上下姿勢を上向きと下向きに切換可能としてもよい。同様に、反応性ガスとしてH2を含む混合ガス(Ar/H2)のプラズマを照射するための単一の大気圧プラズマ照射部を設け、この大気圧プラズマ照射部の上下姿勢を上向きと下向きに切換可能としてもよい。 The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made. For example, a single atmospheric pressure plasma irradiation unit for irradiating plasma of mixed gas (Ar / O 2 ) containing O 2 as a reactive gas is provided, and the vertical position of this atmospheric pressure plasma irradiation unit is set upward and downward Switching may be possible. Similarly, a single atmospheric pressure plasma irradiation unit is provided to irradiate plasma of a mixed gas (Ar / H 2 ) containing H 2 as a reactive gas, and the vertical position of this atmospheric pressure plasma irradiation unit is upward and downward It may be possible to switch to.
1 被覆除去装置(プラズマ処理装置)
2 線材
3 芯材
4 被覆
11 供給部
11a ドラム
11b 駆動機構
12 回収部
12a ドラム
12b 駆動機構
13A,13B 張力付与部
13a 支軸
13b 固定ローラ
13c ガイドレール
13d 支軸
13e 可動ローラ
14 冷却部
14a 台座
14b 冷却部材
14c 貫通孔
15A,15B,16A,16B 大気圧プラズマ照射部
20 プラズマ照射装置
21 保持部
21a 底壁
21b 側壁
21c 切欠
22 マスク
22a 開口
23 接地電極
24 回収機構
25 制御装置
31 プラズマヘッド
32 反応空間
33 放電管
34 アンテナ(誘導結合型プラズマ発生部)
35 整合回路
36 高周波電源
37A 第1ガス源
37B 第2ガス源
38A,38B 流量制御装置
41 混合器(プラズマ展開部)
42 混合室
42a プラズマ噴射口
43 ガス供給口
46 一次プラズマ
47 二次プラズマ
1 Coating removal equipment (plasma processing equipment)
2
35
42
Claims (4)
前記被処理物を保持する保持部と、前記第1の不活性ガスの誘導結合型プラズマからなる一次プラズマを吹き出す誘導結合型プラズマ発生部と、前記第2の不活性ガスとH2ガスの混合ガス領域と前記一次プラズマとが衝突されることによりプラズマ化した混合ガスから成る第2の二次プラズマを発生するプラズマ展開部とを有し、前記第2の二次プラズマを前記被処理物に照射する第2の大気圧プラズマ照射部と
を備えるプラズマ処理装置。 A holding unit for holding an object to be processed having a coating made of an organic material, an inductively coupled plasma generating unit for blowing a primary plasma composed of an inductively coupled plasma of a first inert gas, a second inert gas and O A plasma expanding section for generating a first secondary plasma composed of a mixed gas that has been made into plasma by collision of a mixed gas region of two gases with the primary plasma, and the first secondary plasma is A first atmospheric pressure plasma irradiation unit for irradiating a workpiece;
A holding unit for holding the object to be processed, an inductively coupled plasma generating unit for blowing out primary plasma composed of inductively coupled plasma of the first inert gas, and a mixture of the second inert gas and H 2 gas A plasma developing section for generating a second secondary plasma composed of a mixed gas that has been made into a plasma by collision of the gas region with the primary plasma, and the second secondary plasma is applied to the object to be processed. A plasma processing apparatus comprising: a second atmospheric pressure plasma irradiation unit for irradiation.
前記大気圧プラズマ照射部との間に配置されて前記二次プラズマの前記被処理物に対する照射領域を制限するマスクと、
前記被処理物に対して前記大気圧プラズマ照射部及び前記マスクとは反対側に配置された接地電極と
をさらに備える請求項1に記載のプラズマ処理装置。 For each of the first and second atmospheric pressure plasma irradiation units,
A mask that is disposed between the atmospheric pressure plasma irradiation unit and restricts an irradiation region of the secondary plasma to the object to be processed;
The plasma processing apparatus according to claim 1, further comprising: a ground electrode disposed on a side opposite to the atmospheric pressure plasma irradiation unit and the mask with respect to the object to be processed.
前記保持部に保持される線材に対して張力を付与する張力付与部をさらに備える、請求項1から請求項2に記載のプラズマ処理装置。 The object to be treated is a wire,
The plasma processing apparatus according to claim 1, further comprising a tension applying unit that applies tension to the wire held by the holding unit.
前記第1の二次プラズマを有機材料からなる被覆を有する被処理物に照射し、
前記第1の不活性ガスの誘導結合型プラズマからなる一次プラズマを発生させ、発生した一次プラズマを前記第2の不活性ガスとH2ガスの混合ガスに衝突させることによりプラズマ化した混合ガスから成る第2の二次プラズマを発生させ、
前記第2の二次プラズマを前記被処理物の前記第1の二次プラズマが照射された領域に照射する、プラズマ処理方法。 A primary plasma composed of inductively coupled plasma of the first inert gas is generated, and the generated primary plasma collides with a mixed gas of the second inert gas and O 2 gas to form a plasma mixed gas. 1 secondary plasma is generated,
Irradiating an object to be processed having a coating made of an organic material with the first secondary plasma,
A primary plasma composed of inductively coupled plasma of the first inert gas is generated, and the generated primary plasma is made to collide with the mixed gas of the second inert gas and H 2 gas to generate plasma. Generating a second secondary plasma comprising:
A plasma processing method of irradiating a region of the workpiece to which the first secondary plasma is irradiated with the second secondary plasma.
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