JP2015200005A - 成膜装置 - Google Patents

Abstract

【課題】磁石粒子を吐出して皮膜を形成する成膜工法において、磁石粉末の磁化の方向を揃えつつ、成膜を妨げる要因となる磁石粒子（皮膜として構成されなかった磁石粒子）の成膜領域上への堆積を阻止する成膜装置を提供する。【解決手段】本発明の成膜装置１は、基板１４の表面に成膜するために、粒子を基板１４に向かって吐出する吐出部１３と、成膜がなされる基板１４上の成膜領域に位置する弱磁場領域と、弱磁場領域よりも磁場強度が相対的に高い強磁場領域とを、基板１４の背面側から形成する磁場形成部１６と、を有し、強磁場領域は、少なくとも磁場強度のピークが、成膜領域の外側に位置する。【選択図】図３

Description

本発明は、成膜装置に関する。

近年、電気モーター等の高性能化に伴い、磁気特性の高い磁石成形体の開発が望まれている。磁気特性の高い磁石成形体としては、希土類磁石が知られている。希土類磁石は、飽和磁化が高く、磁気異方性が高いといった特性を有する。希土類磁石の中でも、特に、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ合金系の磁石粉末は、優れた磁気特性を有するため注目されている。

しかし、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ合金系の磁石粉末は、５００℃以上の高温に晒されると、熱分解によって窒素が脱離する反応が生じ、磁力を喪失してしまう。そのため、樹脂等のバインダーにより磁石粉末を固めたボンド磁石として使用される。ボンド磁石は、バインダーを使用するため、得られる磁石の形状の自由度が高く、寸法精度も高い。しかしながら、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ合金系の磁石粉末にバインダーを混合する場合には、バインダーの体積が全体の約３割を占める場合もあり、十分な磁力を得ることができない。

そこで、磁石粉末以外の物質をなるべく含有させない磁石成形体を成形する方法が要求されるようになった。この要求に応えるべく、エアロゾルデポジッション（ＡＤ法）やコールドスプレイ等の、磁石粉末（粒子）の融点未満で成膜する固化成形方法が開発された。たとえば、特許文献１に開示された固化成形方法（コールドスプレイ）によれば、磁石粉末を基板の表面に向かって吐出して成膜することで、高密度な磁石成形体が容易に得られる。

しかし、特許文献１の固化成形方法を採用した場合には、各々の磁石粉末はランダムな方位を向いて飛行する。そのため、磁化の方向が等方的に分布した状態で基板上に磁石粉末が堆積し、十分に強い磁力を得ることができない。

これに対して、基板の背面側に永久磁石を設置し、基板の表面に向かって吐出された磁石粉末に磁場をかけて、各々の磁石粉末の磁化の方向を揃える、といった試みがなされた（たとえば、非特許文献１）。

特開２０１３−１２０７９８号公報 ＣｉＮｉｉ Ｊ．Ｍａｇｎ．Ｍａｇｎ．Ｍａｔｅｒ．２９０−２９１，１２０２−１２０５，２００５

しかし、非特許文献１に開示された成膜工法を用いると、基板上に皮膜として構成されずに単に堆積するだけの磁石粒子が発生する。このような成膜に供しない磁石粒子の堆積によって、ダンパ作用が生じ、磁石粒子同士の接合に必要なエネルギーが吸収されてしまう。この状態で磁石粒子が吐出され続けても、成膜に供しない磁石粒子がよりいっそう堆積されるだけで、磁力の強い磁石成形体は得られないという問題がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものである。すなわち、磁石粒子を吐出して皮膜を形成する成膜工法において、磁石粉末の磁化の方向を揃えつつ、成膜を妨げる要因となる磁石粒子（皮膜として構成されなかった磁石粒子）の成膜領域への堆積を阻止する成膜装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明は、成膜装置である。成膜装置は、基板の表面に成膜するために、粒子を当該基板に向かって吐出する吐出部と、前記成膜がなされる前記基板上の成膜領域に位置する弱磁場領域と前記弱磁場領域よりも磁場強度が相対的に高い強磁場領域とを当該基板の背面側から形成する磁場形成部と、を有し、前記強磁場領域は、少なくとも磁場強度のピークが、前記成膜領域の外側に位置する。

本発明によれば、成膜がなされる成膜領域には弱磁場領域が形成され、その成膜領域の外側に強磁場領域が形成される。これにより、成膜領域には磁化の方向が揃った磁石粒子が堆積され、皮膜として構成されなかった磁石粒子は成膜領域の外側の強磁場領域に堆積される。そのため、成膜領域が常に清浄に保たれた状態で成膜可能となり、磁力が強く、密着強度の優れた磁石成形体が得られる。

第１実施形態に係る成膜装置の概略構成例を示す図である。 磁場形成部の詳細な構成例および成膜領域を示す図である。 基板の表面に形成される磁場分布について説明するための図である。 （Ａ）直径２０ｍｍの電磁石を用いたときの磁場分布の例を示す図である。（Ｂ）直径５０ｍｍの電磁石を用いたときの磁場分布の例を示す図である。 第１実施形態に係る実施例および比較例について評価結果を示す図である。 第２実施形態に係る成膜装置の概略構成例を示す図である。 第２実施形態に係る成膜装置の詳細な構成例を示す図である。 第２実施形態に係る実施例および比較例について評価結果を示す図である。 磁場形成部の変形例を示す図である。 成膜領域の位置についての変形例１を示す図である。 成膜領域の位置についての変形例２を示す図である。 強磁場領域よりも外側の３箇所の領域で残留磁束密度を計測する方法を説明するための図である。 可動装置の変形例を示す図である。

以下、添付した図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。

＜第１実施形態＞
［成膜装置１］
第１実施形態の成膜装置１は、コールドスプレイ法を用いて磁石成形体を製造する装置である。コールドスプレイ法とは、所定の原料粉末を、溶融またはガス化させることなく、キャリアガスとともに超高速で固相状態のまま基板に衝突させて皮膜（磁石成形体）を形成する方法である。ここで、原料粉末には、磁石粒子（たとえば、Ｓｍ_２Ｆｅ_１４Ｎ_ｎ、ｎ＝２．５〜３．５））とバインダー（たとえば、Ｓｍ_２Ｆｅ_１４Ｎ_ｎの質量に対して３質量％のＣｕ粒子）を混合した粉末を用いる。また、キャリアガスには、Ｈｅガスを用いる。ただし、本発明の成膜装置１に適用される成膜工法は、上記のコールドスプレイ法に限定されず、本発明の作用効果を有効に発現し得るものであれば、いかなる成膜工法が適用されてもよい。

図１は、第１実施形態に係る成膜装置の概略構成例を示す図である。図２は、磁場形成部の詳細な構成例および成膜領域を示す図である。以下、図１、図２を参照して、第１実施形態に係る成膜装置１について説明する。

図１に示すとおり、成膜装置１は、ガス発生部１０と、ガス加熱部１１と、粉末供給部１２と、吐出部１３と、基板１４と、基板保持部１５と、磁場形成部１６とを有する。

（１）ガス発生部１０
ガス発生部１０は、低温（たとえば、室温）の高圧ガス（以下では「低温ガス」と称する）を、所定の配管を介してガス加熱部１１および粉末供給部１２へ圧送する。ガス発生部１０は、低温ガスを封入した高圧ガスボンベ、高圧ガスタンクであってもよいし、低温ガスを高圧下で液化して封入した高圧液化ボンベ、高圧液化タンク、ガスコンプレッサであってもよい。

（２）ガス加熱部１１
ガス加熱部１１は、ガス発生部１０から圧送された低温ガスを、原料粉末の融点未満に設定された所定温度（たとえば、２８０℃）に達するまで加熱する。ガス加熱部１１において加熱されたガスを一次キャリアガスと称する。ガス加熱部１１は、所定温度まで加熱された一次キャリアガスを、所定の配管を介して吐出部１３へ圧送する。具体的には、ガス加熱部１１は、ガス発生部１０から圧送された低温ガスを通すコイル状の内部配管を有する。ガス加熱部１１は、内部配管のコイル状の部分に電流を流すことにより、内部配管内の低温ガスを加熱する。なお、内部配管の材料には、耐圧性、耐腐食性、耐候性、耐熱性等に優れた炭素鋼、ステンレス鋼等の鋼鉄が用いられる。あるいは、高強度Ｎｉ合金、高強度Ｆｅ合金、Ｔｉ合金等の超硬合金が用いられてもよい。なお、ガス加熱部１１は、この形態に限定されず、低温ガスを所定温度まで加熱できれば、どのような形態、名称、構造のものであってもよい。

（３）粉末供給部１２
粉末供給部１２は、原料粉末（磁石粒子、バインダー）を、ガス発生部１０から圧送された低温ガスと所定の混合比率で混合し、原料投入ガスとして、所定の配管を介して吐出部１３へ圧送する。具体的には、粉末供給部１２は、原料粉末を収容し、撹拌するための粉末収容室を有する。粉末収容室は、ガス発生部１０から圧送された低温ガスが供給されて、加圧状態に維持されている。収容室内では、原料粉末と低温ガスが混合されて、原料投入ガスが生成される。粉末収容室の底部には開口部が設けられており、その開口部から原料投入ガスが排出される。なお、粉末供給部１２は、この形態に限定されず、原料粉末が含まれている原料投入ガスを吐出部１３へ供給できれば、どのような形態、名称、構造のものであってもよい。

（４）吐出部１３
吐出部１３は、基板１４の表面に成膜するために、原料粉末（磁石粒子、バインダー）を基板１４に向かって吐出（噴射）する。具体的には、吐出部１３は、ガス加熱部１１から供給された一次キャリアガスと、粉末供給部１２から供給された原料投入ガスとを混合する。吐出部１３において混合されてできたガスを、二次キャリアガスと称する。二次キャリアガスは、磁石粒子の融点よりも低温であり、原料粉末を基板１４の表面に向かって吐出（噴射）するための媒体となる。また、図１に示すように、吐出部１３は、アスピレーター式のノズル１７を有しており、ノズル１７の細い部分で二次キャリアガスの流速を加速させて、吐出口１８から基板１４の表面へ向けて噴射する。したがって、吐出部１３は、キャリアガス加速部とも称される。また、吐出部１３は、図１、図２に示すように、吐出口１８が基板１４から所定の距離（たとえば、１０ｍｍ）だけ離れた位置に設けられ、基板１４の表面に対して水平な方向および垂直な方向に移動可能なよう、ロボットアームに設置されている。たとえば、吐出部１３は、原料粉末を吐出（噴射）しながら、主走査方向（図２の紙面の左方向、右方向）および副走査方向（図２の紙面の手前方向、奥行き方向）に移動して、所望の形状（たとえば、正方形）の皮膜Ｎを基板１４上に形成する。なお、皮膜Ｎが形成される（すなわち、成膜がなされる）基板１４上の領域を、成膜領域と称する。

（５）基板１４
基板１４は、図１、図２に示すように、吐出部１３の吐出口１８と、後述する磁場形成部１６との間に配置される平板状の部材である。たとえば、基板１４は、Ｃｕ、ステンレス鋼、Ａｌ、炭素鋼等の金属基板であってもよいし、シリカ、マグネシア、ジルコニア、アルミナなどのセラミック基板であってもよい。

（６）基板保持部１５
基板保持部１５は、基板１４の表面に原料粉末が衝突して成膜可能なように、基板１４を保持する。これとともに、基板保持部１５は、後述する磁場形成部１６に原料粉末が成膜しないように磁場形成部１６を保護する。たとえば、基板保持部１５は、板厚１ｍｍのＡｌ板を加工することによって、磁場形成部１６を覆う形状に形成される。

（７）磁場形成部１６
磁場形成部１６は、鉄芯コイルまたは空芯コイルに電流を流して磁場を発生させる電磁石を含み、基板１４の背面側から磁場を形成する。たとえば、図２には、磁場形成部１６に鉄芯コイルを採用した例が示されている。鉄芯コイルは、ＦｅＣｏ合金棒、炭素棒などの鉄芯１６ａに、銅などの導線１６ｂが巻かれて作製される。磁場形成部１６が発生した磁場の影響を受けて、吐出部１３の吐出口１８から二次キャリアガスとともに吐出（噴射）された原料粉末に含まれる各磁石粒子は、磁化の方向が揃った状態で基板１４に堆積し、皮膜Ｎを形成する。また、磁場形成部１６は、磁場強度の異なる少なくとも２種類の磁場領域（たとえば、後述する強磁場領域、弱磁場領域）を形成する。

［磁場分布の詳細］
続いて、磁場形成部１６が形成する磁場分布の詳細について説明する。

図３は、基板の表面に形成される磁場分布について説明するための図である。図３の下部には、図２と同様の基板１４、基板保持部１５、磁場形成部１６が示され、図３の上部には、磁場形成部１６によって基板１４の表面に形成される磁場分布を示すグラフが示されている。グラフの横軸Ｘは、磁場形成部１６（図示する例では、鉄芯コイル）の中心からの距離（ｍｍ）を示し、縦軸Ｈは、磁場強度（Ｔ）を示す。

図３に示されるように、磁場形成部１６として鉄芯コイルを用いる場合、コイルに流す電流を制御することで、鉄芯コイルの中心領域（コア領域）の直上よりもその周辺領域（導線１６ｂ上）の方を、相対的に磁場強度を高くすることができる。これは、電流が流れる導線１６ｂに近いほど、強い磁場が発生するためである。第１実施形態では、磁場強度が相対的に低い領域を弱磁場領域と称し、磁場強度が相対的に高い領域を強磁場領域と称する。図３に示す例では、鉄芯コイルの中心領域に相当するＢからＤの範囲（横軸Ｘ方向）に弱磁場領域が形成され、その周辺領域に相当するＡからＢの範囲（横軸Ｘ方向）およびＤからＥの範囲（横軸Ｘ方向）に強磁場領域が形成される。なお、図３のＰ１、Ｐ２は、磁場強度がピーク値となる位置（「ピーク位置」と称する）を示しており、Ｃは、ピーク位置Ｐ１、Ｐ２の間において磁場強度がボトム値となる位置（「ボトム位置」と称する）を示している。そして、Ａ、Ｂは、磁場分布のグラフ上において、ピーク位置Ｐ１とボトム位置Ｃの中点（ただし、縦軸Ｈ方向の中点）となる位置に定義される。また、Ｄ、Ｅは、磁場分布のグラフ上において、ピーク位置Ｐ２とボトム位置Ｃの中点（ただし、縦軸Ｈ方向の中点）となる位置に定義される。

そして、成膜領域は、少なくとも弱磁場領域に重なる位置となるように設定される。このとき、強磁場領域は、少なくとも磁場強度のピークが、成膜領域の外側に位置するように形成される。たとえば、図３の例では、成膜領域の全領域が弱磁場領域に重なるように設定されており、強磁場領域内の磁場強度のピーク（位置）Ｐ１、Ｐ２は成膜領域の外側に位置している。また、成膜領域は、弱磁場領域に加えて、強磁場領域の一部に重なるように設定してもよい。この場合においても、強磁場領域のピーク（位置）Ｐ１、Ｐ２を成膜領域の外側に位置させる。

以上のように、第１実施形態では、成膜領域に弱磁場領域の少なくとも一部が重なるように形成され、強磁場領域のピークがその成膜領域の外側に位置するように磁場分布が形成されている。弱磁場領域の磁場の影響によって、吐出部１３から吐出（噴射）された各磁石粒子は磁化の方向が揃った状態で基板１４に堆積され、皮膜Ｎを形成する。これにより、成膜領域では、磁力が十分に強い磁石成形体が得られる。さらに、弱磁場領域の周囲に形成された強磁場領域の磁場の影響によって、成膜領域で皮膜Ｎとして構成されなかった磁石粒子は、成膜領域外の強磁場領域に引き寄せられ、そのほとんどが強磁場領域に堆積する。そのため、成膜領域が常に清浄に保たれた状態で成膜可能になる。これにより、磁力が強いだけでなく、密着強度も優れた磁石成形体が得られる。

また、第１実施形態では、磁場形成部１６として上述のような鉄芯コイルまたは空芯コイルを用いることにより、永久磁石を組み合わせたり、複雑な磁気回路を設計したりしなくても、容易に好適な磁場分布が得られる。また、鉄芯コイルまたは空芯コイルへの通電を止めることで、発生する磁場強度を容易にゼロにすることができるため、基板１４に残留している成膜に供しない磁石粒子を比較的容易に除去クリーニングできる。

また、第１実施形態では、吐出部１３の吐出口１８から基板１４までの距離を１０ｍｍ程度としている。このような距離に設定しているのは、吐出部１３の吐出口１８から基板１４までの距離が、近すぎるとエロージョンが発生し、遠すぎると磁石粒子の速度が減速して成膜しないためである。但し、最適距離は、用いる粒子によって異なるため、通常は５〜２０ｍｍの範囲で、粒子径と粒子重量に応じて、成膜効率が最大になるように調整が必要である。

従来では、このような数ｍｍ程度の距離しかない吐出部１３と基板１４の間に磁場形成部１６を配置していた。そのため、磁場形成部１６は小さい永久磁石やコイルに限られ、第１実施形態の磁場形成部１６のような十分に強い磁場（強磁場領域）を形成できなかった。これに対し、第１実施形態では、磁場形成部１６と、吐出部１３の吐出口１８との間に、基板１４が配置される構成となっているため、磁場形成部１６のサイズが限定されず、磁石粒子の配向に要するトルクを発生するのに十分な強度の磁場を発生させることができる。そのため、磁力が強く、密着強度の優れた磁石成形体が得られる。

また、第１実施形態では、磁石粒子の融点よりも低温のキャリアガスによって磁石粒子を基板１４に向かって吐出（噴射）しているため、磁石粒子のキューリ点以下の温度で成膜可能である。そのため、磁石粒子の強磁性の性質は失われず、各磁石粒子は磁場形成部１６から発生した磁場の影響を受けて、磁化の方向が揃うようになる。

［実施例］
以下、第１実施形態に係る発明の実施例および比較例を示し、第１実施形態に係る発明をさらに詳細に説明する。図４（Ａ）は、直径２０ｍｍの電磁石を用いたときの磁場分布の例を示す図である。図４（Ｂ）は、直径５０ｍｍの電磁石を用いたときの磁場分布の例を示す図である。図５は、第１実施形態に係る発明の実施例および比較例について評価結果を示す図である。以下、図４、５を参照して、実施例１〜５および比較例１〜４について説明する。

以下の実施例１〜５および比較例１〜４では、図１、２に示す成膜装置１を用いたコールドスプレイ法により、磁石成形体の形成を行った。実施例１〜５および比較例１〜４において共通して用いられる原材料と、実施例１〜５および比較例１〜４において共通する磁石成形体の製造方法は下記のとおりである。

（１）原材料
吐出部１３から吐出（噴射）する原料粉末には、磁石粒子とバインダー効果を有する金属粒子を混合した粉末を用いた。

磁石粒子には、希土類磁石粒子に分類される日亜化学工業株式会社製のＳｍ_２Ｆｅ_１４Ｎ_ｎ（ｎ＝２．５〜３．５）を用いた。Ｓｍ_２Ｆｅ_１４Ｎ_ｎの平均粒径は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）電子線表面イメージング顕微鏡装置（カールツァイス株式会社製）で解析したところ３μｍであり、形状は球状であった。なお、分解温度を示差走査熱量測定（ＤＳＣ）装置（ティー・エイ・インスツルメント社製）で解析したところ、４５０℃以上であった。

金属粒子には、非磁性金属粒子に分類される日本アトマイズ加工株式会社製の銅（Ｃｕ）粒子を用いた。Ｃｕ粒子の平均粒径は、ＳＥＭで解析したところ２μｍであり、形状は球状であった。

基板１４には、幅５０ｍｍ、長さ８０ｍｍ、厚さ１ｍｍの平板状のＣｕ基板（市中流通品、卸売りは白銅）を用いた。

基板保持部１５には、板厚１ｍｍのＡｌ板を加工して製造されたカバーを用いた。

（２）磁石成形体の製造方法
磁石成形体の製造装置（すなわち、成膜装置１）としては、ＫＭ装置ＩＮＯＶＡＴＩ社製）を用いた。磁石粒子と金属粒子は、Ｃｕ粒子がＳｍ_２Ｆｅ_１４Ｎ_ｎの質量に対して３質量％となるように混合した。次いで、原料投入ガスには、Ｈｅガスを用いて、２５℃、０．８ＭＰａで原料粉末を吐出部（キャリアガス加速部）１３に投入した。吐出部１３には、一次キャリアガスであるＨｅガスが６００℃、０．８ＭＰａで供給されており、投入した原料投入ガスと混合された。このように混合されたガスは、Ｓｍ_２Ｆｅ_１４Ｎ_ｎ（ｎ＝２．５〜３．５）およびＣｕ粒子を含むＨｅガスからなる二次キャリアガスである。二次キャリアガスは、原料投入ガスおよび一次キャリアガスの温度および供給圧力によって温度が調節され、吐出部１３で加速して噴射された。二次キャリアガスのガス温度は２８０℃であり、ガス圧力は０．８ＭＰａであった。吐出部１３の吐出口１８から１０ｍｍの距離で設置したＣｕ基板１４に二次キャリアガスを噴射しながら、主走査方向に１００ｍｍ／ｓの走査速度でＬ１ｍｍ走査したら副走査方向に０．５ｍｍずらすといった走査を繰り返した。最終的に、Ｌ１ｍｍ×Ｌ２ｍｍの成膜領域に６層分の原料粉末を堆積させた。一回の積層ごとに０．０５ｍｍノズルの高さを上昇させた。その後、得られた堆積物の表面を研磨して磁石成形体を得た。膜厚をマイクロメーター（株式会社ミツトヨ製）で測定したところ２５０μｍであった。

（実施例１）
磁場形成部１６として、直径２０ｍｍ、高さ１５０ｍｍの円柱状の鉄芯１６ａに銅の導線１６ｂを巻きつけた鉄芯コイルを作製した。この鉄芯コイルの導線１６ｂに電流を流し、鉄芯１６ａの中心磁場が０．６Ｔとなる磁場を発生させた。このとき基板１４の表面上に形成される磁場分布は、図４（Ａ）に示すとおり、中心位置Ｏで約０．６Ｔ程度の磁場（弱磁場領域）が形成され、ピーク位置Ｐ１、Ｐ２で約０．８Ｔ程度の磁場（強磁場領域）が形成された。このとき、吐出部１３からは、二次キャリアガスを基板１４に向かって吐出（噴射）した。成膜領域は、鉄芯コイルの中心領域に設定し、サイズ（Ｌ１×Ｌ２）を１０ｍｍ×１０ｍｍとした。

（実施例２）
成膜領域のサイズを１２ｍｍ×１２ｍｍとした点以外は、実施例１と同様の方法で磁石成形体を製造した。

（実施例３）
磁場形成部１６として、直径５０ｍｍ、高さ１５０ｍｍの円柱状の鉄芯１６ａに銅の導線１６ｂを巻きつけた鉄芯コイルを作製した。この鉄芯コイルの導線１６ｂに電流を流し、鉄芯１６ａの中心磁場が０．６Ｔとなる磁場を発生させた。このとき基板１４の表面上に形成される磁場分布は、図４（Ｂ）に示すとおり、中心位置Ｏで約０．６Ｔ程度の磁場（弱磁場領域）が形成され、ピーク位置Ｐ１、Ｐ２で約１．６Ｔ程度の磁場（強磁場領域）が形成された。このとき、吐出部１３からは、二次キャリアガスを基板１４に向かって吐出（噴射）した。成膜領域は、鉄芯コイルの中心領域に設定し、サイズ（Ｌ１×Ｌ２）を３０ｍｍ×３０ｍとした。

（実施例４）
成膜領域のサイズを２５ｍｍ×３０ｍｍとした点以外は、実施例３と同様の方法で磁石成形体を製造した。

（実施例５：参考）
磁場形成部１６として、直径５０ｍｍ、高さ１５０ｍｍの円柱状の鉄芯１６ａに銅の導線１６ｂを巻きつけた鉄芯コイルを作製した。この鉄芯コイルの導線１６ｂに電流を流し、鉄芯１６ａの中心磁場が０．６Ｔとなる磁場を発生させた。このとき基板１４の表面上に形成される磁場分布は、図４（Ｂ）に示すとおり、中心位置Ｏで約０．６Ｔ程度の磁場（弱磁場領域）が形成され、ピーク位置Ｐ１、Ｐ２で約１．６Ｔ程度の磁場（強磁場領域）が形成された。このとき、吐出部１３からは、二次キャリアガスを基板１４に向かって吐出（噴射）した。成膜領域は、鉄芯コイルの中心位置Ｏから２５ｍｍ離れた位置を中心とする領域（周囲領域）に設定し、サイズを１５ｍｍ×３０ｍｍとした。したがって、実施例５では、上記の実施例１〜４とは異なり、成膜領域内に強磁場領域のピーク位置Ｐ１、Ｐ２がくる。その代わりに、実施例５に限り、成膜工程において、成膜を１層ごとに中断し、磁場形成部１６から発生する磁場を止めた状態で、エアガンにて表面に残留した磁石粒子を除去し、さらにワイプでふき取った。つまり、実施例５では、１層分の成膜が形成されるごとに、基板１４および皮膜Ｎの表面に残留した磁石粒子をユーザーの手作業によってふき取る作業が加えられた。

（比較例１）
鉄芯コイルに通電しないで成膜した点、および、成膜領域のサイズを２５ｍｍ×２５ｍｍとした点以外は、実施例１と同様の方法で磁石成形体を製造した。

（比較例２）
成膜領域のサイズを２５ｍｍ×２５ｍｍとした点以外は、実施例１と同様の方法で磁石成形体を製造した。

（比較例３）
成膜領域のサイズを６０ｍｍ×６０ｍｍとした点以外は、実施例３と同様の方法で磁石成形体を製造した。

（比較例４）
実施例５との比較のため、１層分の成膜ごとにワイプで拭き取ることなく、成膜を１層ごとに中断せずに６層連続して成膜した点以外は、実施例５と同様の方法で磁石成形体を製造した。

（磁石成形体の評価方法）
第１の評価方法として、得られた磁石成形体について目視で剥離の有無を観測した。第２の評価方法として、得られた磁石成形体の表面を研磨した後、６ｍｍ×８ｍｍ角に試料を切りだし、残留磁束密度を評価した。ここで、残留磁束密度とは、磁気特性の指標となるものである。残留磁束密度は、磁石成形体と接着しているＣｕ基板１４とともに、４．８ＭＡ／ｍのパルス着磁を行った後に、東英工業社製振動試料型磁力計（ＶＳＭ）を用いて常温で測定した。残留磁束密度の算出のため、反磁界補正は、得られた膜厚から基板１４の厚さを除くことにより、磁石成形体の厚さ（形状）を算出して実施した。また、残留磁束密度は、基板１４から剥がした皮膜小片を用いてアルキメデス法によって測定した。

図５には、実施例１〜５と比較例１〜４について、目視で観測した剥離の有無と、残留磁束密度の測定値とが示されている。なお、残留磁束密度の測定値は、比較例１の測定値を１として、その相対値を示した。

（実施例１〜４の評価結果）
図５に示すように、実施例１〜４のいずれの場合でも、剥離は無く、残留磁束密度の値が大きい。このように、実施例１〜４の成膜方法によって、磁力が強く、密着強度の優れた磁石成形体が得られたのは、成膜領域が少なくとも弱磁場領域に重なり、強磁場領域における磁場強度のピークが成膜領域の外側に位置していることに起因すると考えられる。すなわち、実施例１〜４の成膜方法によれば、成膜領域には磁化の方向が揃った磁石粒子が堆積され、皮膜として構成されなかった磁石粒子は成膜領域外の強磁場領域に堆積される。そのため、成膜領域が常に清浄に保たれた状態で成膜可能となり、磁力が強く、密着強度の優れた磁石成形体が得られたと考えられる。

（実施例５の評価結果）
図５に示すように、実施例５の場合でも、剥離は無く、残留磁束密度の値が大きい。このように、実施例５の成膜方法によって、磁力が強く、密着強度の優れた磁石成形体が得られたのは、ユーザーのふき取り作業により成膜領域が常に清浄に保たれた状態で成膜されたことに起因すると考えられる。

（比較例１の評価結果）
実施例１〜５に対し、比較例１の場合には、剥離は無いが、残留磁束密度の値が比較的小さい。このように、比較例１の成膜方法によって、磁力の弱い磁石成形体しか得られなかったのは、基板１４の表面上に磁場が形成されず、各々の磁石粉末の磁化の方向が揃っていなかったことに起因すると考えられる。

（比較例２〜４の評価結果）
実施例１〜５に対し、比較例２〜４の場合には、剥離が観測され、残留磁束密度を測定できなかった。このように、比較例２〜４の成膜方法によって、密着強度の低い磁石成形体しか得られなかったのは、強磁場領域における磁場強度のピークが成膜領域内に位置していることに起因すると考えられる。すなわち、比較例２の成膜方法によれば、成膜領域には磁化の方向が揃った磁石粒子だけでなく、皮膜として構成されなかった磁石粒子も堆積される。このような成膜に供しない磁石粒子の堆積によって、成膜領域でダンパ作用が生じ、密着強度の低い磁石成形体しか得られなかったと考えられる。

（総合評価結果）
以上のことから、成膜領域が少なくとも弱磁場領域に重なり、強磁場領域における磁場強度のピークが成膜領域の外側に位置してさえいれば、磁力が強く、密着強度の優れた磁石成形体が得られることがわかった。また、実施例５と比較例４を比べることにより、成膜領域が清浄に保たれた状態で成膜することが、密着強度の優れた磁石成形体を得るために重要であることもわかった。

＜第２実施形態＞
図６は、第２実施形態に係る成膜装置の概略構成例を示す図である。図７は、第２実施形態に係る成膜装置の詳細な構成例を示す図である。以下、図６、図７を参照して、第２実施形態に係る成膜装置１について説明する。なお、第２実施形態については、第１実施形態と異なる点を中心に説明する。

第２実施形態に係る成膜装置１は、吐出部１３を固定して、基板１４を移動（可搬）させる点が、第１実施形態とは異なる。基板１４の移動方向は、水平方向（２次元方向）であり、たとえば、主走査方向（図６、図７の紙面の左方向、右方向）および副走査方向（図６、図７の紙面の手前方向、奥行き方向）である。このとき、基板１４は、磁場形成部１６に密着（接触）するように、磁場形成部１６と一定の距離を保ちながら平行移動する。

基板１４の移動制御には、基板１４に連結された可動装置２０が用いられる。第２実施形態では、可動装置２０として、図６、図７に示すようなロボットアーム２０ａ、すなわち、数値制御によって可動する多軸制御のロボットが用いられる。可動装置２０の先端には、基板１４を安定かつ正確に移動させるための治具２１が連結されてもよい。この場合、可動装置２０は、治具２１を介して、基板１４を移動させることができる。また、可動装置２０の先端に基板１４や治具２１などを把持できるハンド等を設けてもよい。

なお、可動装置２０は、不図示の成膜制御部を有している。成膜制御部は、吐出部１３および磁場形成部１６に対して、基板１４を相対移動させながら、吐出部１３から原料粉末を吐出させる制御を行う。これにより、基板１４上には、所望の形状（たとえば、正方形）の磁石成形体（皮膜Ｎ）が形成される。基板１４の可動範囲は予め設定されており、設定された可動範囲によって、形成される磁石成形体の形状が決まる。たとえば、成膜制御部は、磁場形成部１６（鉄芯コイル、空芯コイルなど）の直径より大きな範囲において、基板１４を相対移動可能である。なお、成膜制御部は、たとえば、ＣＰＵ（不図示）がストレージ（不図示）に予め格納されている所定の制御プログラムをメモリー（不図示）に読み出して実行することにより実現される。

また、可動装置２０は、図６に示すようなチャンバー２５内に収納される。

形成する磁石成形体（皮膜Ｎ）のサイズについては、特に制限されない。ただし、上記の第１実施形態に係る成膜装置１を用いる場合には、形成する磁石成形体のサイズに応じて、磁場形成部（鉄芯コイル、空芯コイルなど）１６の直径を変更する必要があった。磁力が強く、密着強度の優れた磁石成形体を得るためには、第１実施形態に係る成膜装置１では、図３に示す強磁場領域のピーク位置Ｐ１、Ｐ２を、成膜領域の範囲外に位置させる必要があるからである。

しかし、一般的に、磁場形成部（鉄芯コイル、空芯コイルなど）１６の直径が大きくなると、巻き幅や通電電流の大きさを変えない限り、磁場形成部１６から発生する磁場の強度は低下する。特に、磁場形成部１６の中心磁場の強度が著しく低下する。そのため、直径が大きい磁場形成部１６を用いると、磁力が弱く、密着強度の低い磁石成形体しか得ることができない。結果的に、磁場形成部１６の直径を小さくせざるを得ず、小型の磁石成形体しか得られない。

一方、第２実施形態に係る成膜装置１は、吐出部１３と磁場形成部１６が、図７に示すように同軸Ｚ上に固定配置されている。そのため、基板１４がどの位置に移動しても、吐出部１３から吐出された原料粉末は、常に、磁場形成部１６の中心位置付近（ただし、基板１４上）に衝突する。磁場形成部１６の中心位置（「成膜位置」とも称する）付近には、磁場形成部１６の中心磁場によって弱磁場領域が形成されるため、原料粉末は、その弱磁場領域の影響を受けて、磁化の方向が揃った状態で基板１４に堆積され、磁石形成体（皮膜Ｎ）を形成する。このとき、弱磁場領域の周辺には、第１実施形態と同様に、磁場強度が弱磁場領域よりも相対的に高い強磁場領域が形成される。強磁場領域は、磁石形成体（皮膜Ｎ）として構成されなかった磁石粒子（浮遊粒子）を引き寄せる。そのため、基板１４がどの位置に移動しても、原料粉末が基板１４に衝突する成膜位置においては、常に清浄に保たれた状態で成膜可能になる。そして、基板１４を移動させながら、成膜領域全体に亘って成膜すれば、成膜を妨げる要因となる磁石粒子（皮膜として構成されなかった磁石粒子）の成膜領域への堆積を阻止しつつ成膜可能である。その結果、磁力が強く、密着強度の優れた磁石成形体が得られる。

以上の第２実施形態に係る成膜装置１を用いれば、固定配置された吐出部１３および磁場形成部１６に対して基板１４を相対移動させているため、磁場形成部（鉄芯コイル、空芯コイルなど）１６の直径を大きくしなくても、大型の磁石成形体が得られる。ただし、大型とは、磁場形成部１６の直径より長尺のものを指す。

また、吐出部１３と磁場形成部１６を同軸Ｚ上に固定配置するとともに、基板１４を磁場形成部１６に密着させながら平行移動するだけの単純な構造および制御によって、磁石成形体が得られるため、大型の磁石成形体を簡易かつ安価に製造できる。

また、基板１４に可動装置２０を連結し、数値制御により移動（可動）させることにより、任意の形状の磁石成形体を、容易に製造できる。また、可動装置２０として、多軸制御のロボットを用い、数値制御により移動（可動）させることにより、任意の形状の磁石成形体を、容易かつ安価に製造できる。また、基板１４の可動範囲を、磁場形成部（鉄芯コイル、空芯コイルなど）１６の直径より大きくすることにより、大型かつ一体構造の磁石成形体を、極めて容易かつ安価に製造できる。

［実施例］
以下、第２実施形態に係る発明の実施例を示し、第２実施形態に係る発明をさらに詳細に説明する。図８は、第２実施形態に係る発明の実施例について評価結果を示す図である。以下、図８を参照して、実施例６〜８について説明する。

以下の実施例６〜８では、図６、７に示す成膜装置１を用いたコールドスプレイ法により、磁石成形体の形成を行った。実施例６〜８において用いられる原材料、および磁石成形体の基本的な製造方法は、上記の実施例１〜５と共通するので、説明を省略する。

（実施例６）
磁場形成部１６として、直径Φが２０ｍｍ、高さが１５０ｍｍの円柱状の鉄芯１６ａに銅の導線１６ｂを巻きつけた鉄芯コイルを作製した。この鉄芯コイルの導線１６ｂに電流を流し、鉄芯１６ａの中心磁場が０．６Ｔとなる磁場を発生させた。このとき基板１４の表面上に形成される磁場分布は、図４（Ａ）に示すとおり、磁場形成部１６の中心位置Ｏで約０．６Ｔ程度の磁場（弱磁場領域）が形成され、ピーク位置Ｐ１、Ｐ２で約０．８Ｔ程度の磁場（強磁場領域）が形成された。このとき、基板１４をロボットアーム２０ａにより移動させながら、吐出部１３から二次キャリアガスを基板１４に向かって吐出（噴射）した。成膜領域（すなわち、基板１４の可動範囲）は、鉄芯コイルの中心領域に設定し、サイズ（Ｌ１×Ｌ２）を１０ｍｍ×６０ｍｍとした。つまり、実施例６では、Φ＜Ｌ２となるようにした。

（実施例７）
成膜領域のサイズ（Ｌ１）×（Ｌ２）を２５ｍｍ×６０ｍｍとした点以外は、実施例６と同様の方法で磁石成形体を製造した。つまり、実施例７では、Φ＜Ｌ１、かつ、Φ＜Ｌ２となるようにした。

（実施例８）
成膜領域のサイズ（Ｌ１）×（Ｌ２）を６０ｍｍ×６０ｍｍとした点以外は、実施例６と同様の方法で磁石成形体を製造した。つまり、実施例８では、Φ＜Ｌ１、かつ、Φ＜Ｌ２となるようにした。

（磁石成形体の評価方法）
第１の評価方法として、得られた磁石成形体について目視で剥離の有無を観測した。第２の評価方法として、得られた磁石成形体の表面を研磨した後、６ｍｍ×８ｍｍ角に試料を切りだし、残留磁束密度を評価した。ここで、残留磁束密度とは、磁気特性の指標となるものである。残留磁束密度は、磁石成形体と接着しているＣｕ基板１４とともに、４．８ＭＡ／ｍのパルス着磁を行った後に、東英工業社製振動試料型磁力計（ＶＳＭ）を用いて常温で測定した。残留磁束密度の算出のため、反磁界補正は、得られた膜厚から基板１４の厚さを除くことにより、磁石成形体の厚さ（形状）を算出して実施した。また、残留磁束密度は、基板１４から剥がした皮膜小片を用いてアルキメデス法によって測定した。

図８には、実施例６〜８について、目視で観測した剥離の有無と、残留磁束密度の測定値とが示されている。なお、残留磁束密度の測定値は、上述の比較例１の測定値を１として、その相対値を示した。

（実施例６〜８の評価結果）
図８に示すように、実施例６〜８のいずれの場合でも、剥離は無く、残留磁束密度の値が大きい。このように、実施例６〜８の成膜方法によって、磁力が強く、密着強度の優れた、大型の磁石成形体が得られたのは、固定配置した吐出部１３および磁場形成部１６に対して、基板１４を相対移動させたことに起因すると考えられる。すなわち、実施例６〜８の成膜方法によれば、磁場形成部１６の中心位置付近（弱磁場領域）には磁化の方向が揃った磁石粒子が堆積され、皮膜として構成されなかった磁石粒子は周辺部の強磁場領域へと引き寄せられる。そのため、基板１４がどの位置に移動しても、原料粉末が基板１４に衝突する位置においては、常に清浄に保たれた状態で成膜可能となる。その結果、磁力が強く、密着強度の優れた、大型の磁石成形体が得られるものと考えられる。

＜変形例＞
上記各実施形態は、本発明の要旨を例示することを意図し、本発明を限定するものではない。多くの代替物、修正、変形例は当業者にとって明らかである。変形例としては、以下のようなものがある。

たとえば、上記各実施形態では、磁場形成部１６として鉄芯コイルや空芯コイルを用いる例について説明した。しかし、本発明は、これに限定されず、磁場強度の異なる少なくとも２種類の磁場領域（強磁場領域、弱磁場領域）を形成できれば、永久磁石を用いてもよい。

図９は、磁場形成部の変形例を示す図である。図９に示すように、磁場形成部１６として永久磁石を用いる場合には、円柱状の永久磁石の中心部分に、相対的に弱い磁場強度を発生する第１永久磁石１６ｃを配置し、永久磁石の外周部分に、相対的に強い磁場強度を発生する第２永久磁石１６ｄを配置する。このような永久磁石を上述した鉄芯コイルと同位置に設置することによって、上記の鉄芯コイルを用いる場合と同様の理由によって、磁力が強く、密着強度の優れた磁石成形体が得られる。

また、上記第１実施形態では、図３に示したように、成膜領域の全領域が弱磁場領域に重なっている。しかし、本発明は、これに限定されない。図１０は、成膜領域の位置についての変形例１を示す図である。図１０に示すように、成膜領域は、弱磁場領域に加えて、強磁場領域の一部に重なるように設定してもよい。この場合においても、強磁場領域のピーク（位置）Ｐ１、Ｐ２を成膜領域の範囲外に位置させる。そうすれば、上記第１実施形態と同様に、磁力が強く、密着強度の優れた磁石成形体が得られる。

また、上記第１実施形態では、図３に示したように、成膜領域は強磁場領域の内側に位置している。しかし、本発明は、これに限定されない。図１１は、成膜領域の位置についての変形例２を示す図である。図１１に示すように、強磁場領域のさらに外側も弱磁場領域と定義し、成膜領域を、強磁場領域の外側の弱磁場領域に重なるようにしてもよい。この場合でも、強磁場領域のピーク位置Ｐ１、Ｐ２が成膜領域の範囲外に位置するようにすれば、磁力が強く、密着強度の優れた磁石成形体が得られる。

ただし、強磁場領域の外側といっても、あまりに磁場形成部１６の中心から離れた位置で成膜すると、磁場が弱すぎて磁化の方向が揃っていない磁石粉末も存在し、磁力の弱い磁石成形体しか得られない。そこで、磁力が強く、密着強度の優れた磁石成形体を得るためには、磁場形成部１６の中心からどの程度まで離れた位置で成膜する必要があるのか検証した。具体的には、成膜領域のサイズを１００ｍｍ×１００ｍｍとした点以外は、実施例５と同様の方法で磁石成形体を製造し、強磁場領域よりも外側の３箇所の領域で残留磁束密度を計測した。

図１２は、強磁場領域よりも外側の３箇所の領域で作製した磁石の残留磁束密度を計測する方法を説明するための図である。図１２に示すＡ領域、Ｂ領域、Ｃ領域から６ｍｍ×８ｍｍ角に試料を切りだし、それぞれの残留磁束密度を評価した。Ａ領域は、磁場形成部１６の中心位置Ｏから４８ｍｍ〜５４ｍｍ（Ｘ軸方向）の範囲の領域であり、計測された残留磁束密度の相対値は１．４であった。Ｂ領域は、磁場形成部１６の中心位置Ｏから６８ｍｍ〜７４ｍｍ（Ｘ軸方向）の範囲の領域であり、計測された残留磁束密度の相対値は１．１であった。Ｃ領域は、磁場形成部１６の中心位置Ｏから８８ｍｍ〜９４ｍｍ（Ｘ軸方向）の範囲の領域であり、計測された残留磁束密度の相対値は１．０であった。以上の結果から、Ａ領域、Ｂ領域で成膜すれば、磁力が強く、密着強度の優れた磁石成形体が得られることがわかった。ただし、強磁場領域のピーク位置Ｐ１、Ｐ２が成膜領域の範囲外に位置するようにするためには、強磁場領域のピーク位置Ｐ１、Ｐ２からＢ領域の間（すなわち、磁場形成部１６の中心から約５０ｍｍ〜７４ｍｍ程度離れた領域）で成膜するとよい。

また、磁場形成部１６の中心から５０ｍｍ〜７４ｍｍ程度離れた領域では、磁場強度が傾斜しているため、得られる厚膜中で配向度が傾斜した磁石成形体を製造できる。

また、上記第２実施形態では、可動装置２０としてロボットアーム２０ａを用いる例について説明した。しかし、本発明は、これに限定されない。

図１３は、可動装置の変形例を示す図である。図１３に示すように、可動装置２０として、ロボットアーム２０ａの代わりに、ＸＹステージ２０ｂを用いてもよい。

ＸＹステージ２０ｂは、基板１４を、治具２１により両端から挟み込んで移動させる。ＸＹステージ２０ｂにより基板１４を移動させることにより、上記第２実施形態と同様に、吐出部１３および磁場形成部１６に対して、基板１４を相対移動させることができる。その結果、上記第２実施形態と同様に、磁力が強く、密着強度の優れた、大型の磁石成形体が得られる。

また、図６、７、１３には示していないが、磁場形成部１６の周囲に冷却孔を設け、磁場形成部１６において生じた熱を外部へ逃がすようにしてもよい。また、磁場形成部１６を支持するための架台を設けてもよい。

また、上記各実施形態では、磁石粒子としてＳｍ_２Ｆｅ_１４Ｎ_ｎ（ｎ＝２．５〜３．５）を用いる例について説明したが、これに限定されない。磁石粒子は、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎを主成分とする粒子が配向した状態で堆積して形成される希土類磁石相を含有するものあればよい。そうすれば、従来のプロセスでは得られなかった配向度の高い磁石成形体が得られ、モーター等の小型化されたシステムにも適用できる点で優れている。Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎを主成分とする粒子としては、たとえば、Ｓｍ_２Ｆｅ_１７Ｎ_ｘ（ここで、ｘは、好ましくは１．５〜４．０、より好ましくは２．０〜３．５、更に好ましくは２．５〜３．３、特に好ましくは２.８〜３．２）、Ｓｍ_２Ｆｅ_１７Ｎ_３、（Ｓｍ_０．７５Ｚｒ_０．２５）（Ｆｅ_０．７Ｃｏ_０．３）Ｎ_ｘ（ここで、ｘは、好ましくは１．５〜４．０である）、ＳｍＦｅ_１１ＴｉＮ_ｘ（ここで、ｘは好ましくは１．５〜４．０である）、（Ｓｍ_８Ｚｒ_３Ｆｅ_８４）_８５Ｎ_１５、Ｓｍ_７Ｆｅ_９３Ｎ_ｘ（ここで、ｘは、好ましくは１〜２０である）などが挙げられるが、これらに何ら制限されるものではない。より好ましくは、Ｓｍ_２Ｆｅ_１４Ｎ_ｘ（ｘ＝２．５〜３．３）、特に好ましくは、Ｓｍ_２Ｆｅ_１４Ｎ_ｘ（ｘ＝２.８〜３．２）が望ましい。これは、ＳｍＦｅＮ_ｘは、ｘ＝２.８〜３．２で異方性磁界と飽和磁化が最大になり、磁気特性に優れるためである。これらＳｍ−Ｆｅ−Ｎは１種単独でもよいし、２種以上を有する磁石成形体でもよい。更に、異なる種類のＳｍ−Ｆｅ−Ｎの希土類磁石相が積層されてなる多層構造の磁石成形体であってもよい。この場合、多層構造の各層のＳｍ−Ｆｅ−Ｎに関しても１種単独でもよいし、２種以上を有する磁石成形体でもよい。

また、上記各実施形態では、バインダー効果を有する金属粒子としてＣｕ粒子を用いる例について説明したが、これに限定されない。たとえば、バインダーはとして、粒子の塑性変形に伴うエネルギーの弾塑性比が５０％以下の非磁性金属粒子が好ましい。弾塑性比が５０％以下の変形しやすい粒子が、皮膜の厚膜化に伴う応力を緩和するため、厚膜化しても剥離しにくい、保磁力の高い磁石成形体を得ることができる。弾塑性比が５０％以下の変形しやすい非磁性金属粒子としては、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ以外の金属元素などが挙げられる。具体的には、実施例で用いているような、ＣｕやＡｌといった軟質の合金などが好適に用いられる。ただし、本発明は、これらに何ら制限されるものではない。

また、上記各実施形態では、キャリアガスとしてＨｅガスを用いる例について説明したが、これに限定されない。たとえば、キャリアガスとしては、より優れた磁気特性を得るために、希ガス（Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ、Ｒｎ）、窒素ガス（Ｎ_２）などの不活性ガスが挙げられるが、Ａｒ、Ｈｅ、Ｎ_２などの入手が容易で安価であり、磁気特性を劣化させない不活性ガスを用いることが好ましい。キャリアガスとして、こうした不活性ガスを使用することによって、より磁石粉末の磁気特性を損なうことなく、高密度な磁石成形体（バルク成形体）を得ることができる。Ｎ_２ガスは窒化物の分解が生じにくく、Ｎ_２を用いることで耐熱性特性を高めることができる利点があり、Ｈｅガスは分子量が小さく、ガス速度が得やすい利点がある。特に、酸化防止のために水素を含有させてもよい。Ｎ_２−Ｈ_２ガスであれば、アンモニア分解ガスとして安価に入手できる利点がある。

１ 成膜装置、
１０ ガス発生部、
１１ ガス加熱部、
１２ 粉末供給部、
１３ 吐出部、
１４ 基板、
１５ 基板保持部
１６ 磁場形成部、
１７ ノズル、
１８ 吐出口、
２０ 可動装置。

Claims (11)

1. 基板の表面に成膜するために、粒子を当該基板に向かって吐出する吐出部と、
   前記成膜がなされる前記基板上の成膜領域に位置する弱磁場領域と、前記弱磁場領域よりも磁場強度が相対的に高い強磁場領域とを、当該基板の背面側から形成する磁場形成部と、を有し、
   前記強磁場領域は、少なくとも磁場強度のピークが、前記成膜領域の外側に位置する成膜装置。
2. 前記磁場形成部は、鉄芯コイルまたは空芯コイルに電流を流して磁場を発生させる電磁石を含む請求項１に記載の成膜装置。
3. 前記磁場形成部と、前記吐出部の粒子の吐出口との間に、前記基板が配置される請求項１または２に記載の成膜装置。
4. 前記強磁場領域が前記弱磁場領域の周囲に形成され、前記成膜領域は、少なくとも前記弱磁場領域に重なる請求項１〜３のいずれかに記載の成膜装置。
5. 前記成膜領域は、前記弱磁場領域に加えて、前記強磁場領域の一部に重なる請求項１〜４のいずれかに記載の成膜装置。
6. 前記吐出部は、前記粒子の融点よりも低温のキャリアガスによって前記粒子を加速して、前記基板に向かって吐出する請求項１〜５のいずれかに記載の成膜装置。
7. 基板の表面に成膜するために、粒子を当該基板に向かって吐出する吐出部と、
   中心に位置する弱磁場領域と、当該弱磁場領域の周辺に位置して磁場強度が当該弱磁場領域よりも相対的に高い強磁場領域とを、前記基板の背面側から形成する磁場形成部と、
   固定配置した前記吐出部および前記磁場形成部に対して、前記基板を相対移動させながら、前記吐出部から前記粒子を吐出させて成膜する成膜制御部と、を有する成膜装置。
8. 前記吐出部および前記磁場形成部は、同軸上に固定配置されており、
   前記成膜制御部は、前記基板を前記磁場形成部に密着させながら平行移動させる、請求項７に記載の成膜装置。
9. 前記成膜制御部は、前記基板に連結された可動装置であって、数値制御によって前記基板を移動させる、請求項７または８に記載の成膜装置。
10. 前記可動装置は、多軸制御のロボットである、請求項９に記載の成膜装置。
11. 前記磁場形成部は、鉄芯コイルまたは空芯コイルに電流を流して磁場を発生させる電磁石を含み、
    前記成膜制御部は、前記鉄芯コイルまたは前記空芯コイルの直径より大きな範囲において、前記基板を相対移動可能である、請求項７〜１０のいずれか一項に記載の成膜装置。