JPH04232243A - 粒状もしくは粉末状材料を基板表面にデポジットする装置 - Google Patents

粒状もしくは粉末状材料を基板表面にデポジットする装置

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JPH04232243A
JPH04232243A JP3189269A JP18926991A JPH04232243A JP H04232243 A JPH04232243 A JP H04232243A JP 3189269 A JP3189269 A JP 3189269A JP 18926991 A JP18926991 A JP 18926991A JP H04232243 A JPH04232243 A JP H04232243A
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induction coil
tubular member
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induction
induction coils
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JP3189269A
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Bernard Hansz
ベルナール・ハンス
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Plasma Tecknik AG
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    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
    • H01J37/32137—Radio frequency generated discharge controlling of the discharge by modulation of energy
    • H01J37/32155—Frequency modulation
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    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/12—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the method of spraying
    • C23C4/134—Plasma spraying
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
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    • H05H1/26—Plasma torches
    • H05H1/32—Plasma torches using an arc
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、粒状もしくは粉末状の
材料を基板の表面にデポジットする装置に係わり、この
装置は第１及び第２の端部を有する耐熱材製の中空管形
チャンバと、前記第１の端部において管形チャンバ内に
固体粒状もしくは粉末状材料を供給する手段と、前記第
１の端部において管形チャンバ内にプラズマガスを供給
する手段と、プラズマ発生用の点弧手段を具備した、中
空管形チャンバの内部にプラズマ炎を創出する手段とを
含む。
【０００２】
【従来の技術】基板の表面に粒状もしくは粉末状材料の
被膜を設ける装置として、いわゆるプラズマコーティン
グ装置が数年前から当業者に知られている。プラズマコ
ーティング装置では、金属またはセラミック粉末材料が
プラズマ炎中に吹き込まれ、そこで非常に高い温度まで
加熱される。粉末材料はプラズマ炎中で融解し、かつ加
速され、最終的に超高速で被覆されるべき基板表面に対
して吹き付けられる。
【０００３】工業用プラズマコーティング装置の第１の
カテゴリーに属する装置は直流で給電され、直流電源と
接続された１対の電極を有する。この装置においてプラ
ズマ炎は、２つの電極間のスペース内にプラズマガスの
ジェットが吹き込まれ、このジェットが初めの点弧過程
の後に両電極間でイオン化することによって創出される
。プラズマ炎内部の温度は非常に高く、即ちプラズマ炎
中に吹き込まれる粒状もしくは粉末状の金属またはセラ
ミック被覆材料が融解するのに十分な高温である。
【０００４】この種の直流プラズマコーティング装置に
共通の特徴は、粒状もしくは粉末状材料がプラズマ炎中
に吹き込まれて融解し、かつ被覆されるべき基板表面に
衝突する前に比較的高速に加速されることである。その
際、粒状もしくは粉末状被覆材料の最高速度及び最高温
度はプラズマ炎の特性に従属する。当業者に公知である
直流プラズマコーティング装置では、被覆材料のエスケ
ープ速度は約１００〜３００ｍ／ｓともなるが、出口横
断面が比較的小さい。従って、大型基板の表面を被覆し
ようとすると長い時間が必要となる。即ち、このような
装置は小型基板の被覆に比較的適する。
【０００５】プラズマ炎の創出は、当然ながら点弧過程
後のプラズマガスに誘導によってエネルギを付与しても
実現でき、その際高エネルギのプラズマ炎が得られる。 プラズマ炎のこのような創出のために、プラズマコーテ
ィング装置は第１及び第２の端部を有する耐熱材製の中
空管形チャンバと、前記第１の端部において管形チャン
バ内に固体粒状もしくは粉末状材料を供給する手段と、
前記第１の端部において管形チャンバ内にプラズマガス
を供給する手段と、中空管形チャンバ内部にプラズマ炎
を創出するべく前記第２の端部に配置された、高周波発
電機によって給電される誘導コイルとを含む。この装置
の場合、融解した粒状被覆材料のエスケープ速度はさほ
ど大きくならないが、有用な出口横断面は先に述べた直
流プラズマコーティング装置の場合に比べてはるかに大
きい。即ち、このような誘導結合プラズマコーティング
装置の方が大型基板の表面の被覆にははるかに適当であ
る。
【０００６】米国特許第４，８５３，２５０号に、粒状
材料を基板にデポジットする方法が開示されている。こ
の方法の実施に用いられる装置は通常の誘導結合プラズ
マコーティング装置を基本とする。しかし、上記特許の
開示は、プラズマ炎中で融解した粒状材料のエスケープ
速度を当業者に公知の類似装置でのエスケープ速度に比
較して高める方法を示す。普通の誘導結合プラズマコー
ティング装置において溶融材料のエスケープ速度は約１
０〜３０ｍ／ｓに達し得、一方上記特許に開示された装
置では、融解した被覆材料の速度は約１００ｍ／ｓかそ
れ以上にも達し得ることが知られている。
【０００７】しかし、通常の誘導結合プラズマコーティ
ング装置と上記特許に開示された装置とは共通する一大
欠点を有し、即ちいずれの装置においても装置内部、特
に誘導コイルによって創出及び維持されるプラズマ炎が
存在する中空管形チャンバ内部の横断方向での温度分布
があまり均一でない。換言すれば、中空管形チャンバの
壁の領域で実質的に高いプラズマ炎の温度はチャンバ中
央部に向かって連続的に低下し、前記中央部で最も低く
なる。
【０００８】このような特性は、基板被覆の均一性を損
ない、また大型基板の被覆に掛かる時間を長引かせるの
で望ましくないと理解される。
【０００９】先に述べたような装置、即ち誘導結合プラ
ズマコーティング装置は、誘導コイルへの給電に用いら
れる高周波発電機ユニットが所望の形状及び強度のプラ
ズマ炎の維持のために比較的大量のエネルギを提供しな
ければならないという欠点も有する。誘導結合プラズマ
コーティング装置が数メガヘルツの周波数を有する２５
〜１５０ｋＷのエネルギを提供し得る電源を必要とする
ことは、あらゆる当業者に公知である。従って実際上の
被覆装置、即ち誘導コイルを一体的に具備した耐熱管形
部材と高周波発電機とを単一のユニットとして設計する
か、または高周波発電機が実際上の被覆装置から離れす
ぎないようにすることが重要であり、なぜなら数メガヘ
ルツの周波数を有する数十キロワットの大きいエネルギ
の伝達は困難な問題を惹起するからである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、粒状もしく
は粉末状の材料を基板の表面にデポジットする装置であ
って上述の諸欠点を免れたものを提供することを目的と
する。
【００１１】本発明は特に、粒状もしくは粉末状材料を
基板表面にデポジットする装置であって、管形チャンバ
内部の横断方向での温度分布がきわめて均一な装置の提
供を目的とする。
【００１２】粒状もしくは粉末状材料を基板表面にデポ
ジットする装置であって、高周波発電機から誘導コイル
へのエネルギ伝達が比較的問題を生じない、即ち著しく
長い距離にわたるエネルギ伝達も可能である装置を提供
することも本発明の目的である。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記その他の目的を達成
するために、本発明は粒状もしくは粉末状の材料を基板
の表面にデポジットする装置を提供する。本発明の装置
は、第１及び第２の端部を有する耐熱材製の中空管形部
材を含む。
【００１４】本発明の装置は更に、上記第１の端部にお
いて管形部材内に固体粒状もしくは粉末状材料を供給す
る手段と、同じく第１の端部において管形部材内にプラ
ズマガスを供給する手段と、プラズマ炎発生用の点弧手
段を含む、中空管形部材内部にプラズマ炎を創出する手
段とを具備している。
【００１５】プラズマ炎創出手段は、上記第２の端部に
おいて中空管形部材の外側面に配置された少なくとも２
つの誘導コイルと、少なくとも２つの発電部を有する高
周波発電機とを含み、高周波発電機の少なくとも２つの
発電部のうち第１の発電部は比較的高い第１の周波数の
エネルギを発生し、第２の発電部は比較的低い第２の周
波数のエネルギを発生し、その際少なくとも２つの誘導
コイルのうち１つの誘導コイルは第１の発電部と接続さ
れており、別の誘導コイルは第２の発電部と接続されて
いる。
【００１６】誘導コイルは普通、中空管形部材の軸線方
向に並べて２つ配置すれば十分である。管形部材内部の
横断方向での温度分布を更に均一にするべく３つ以上の
誘導コイルを中空管形部材の軸線方向に並べて配置する
ことが本発明の範囲内で可能であることは明らかである
。
【００１７】本発明によれば、２つの誘導コイルのうち
第１の誘導コイルは管形部材内への固体粒状もしくは粉
末状材料供給手段の出口の領域に配置されており、第２
の誘導コイルは中空管形部材の第２の端部の領域で第１
の誘導コイルに隣接して配置されている。
【００１８】好ましくは、少なくとも２つの誘導コイル
のうち１つの誘導コイルは別の誘導コイルへの給電の周
波数の２倍以上の周波数で給電される。更に好ましくは
、少なくとも２つの誘導コイルのうち１つの誘導コイル
は１〜１０ＭＨｚ、好ましくは２〜５ＭＨｚの周波数で
給電されるべきであり、別の誘導コイルは２０〜５００
ｋＨｚ、好ましくは５０〜２００ｋＨｚの周波数で給電
されるべきであることが実験から判明した。
【００１９】本発明の装置が最適に機能するためには、
効率に関して次の点が留意されるべきである。
【００２０】２つの誘導コイルの耐熱管形部材上での物
理的配置が予め固定されており、また両コイルは互いに
類似するので、２つのコイルを高周波発電部と、特に該
発電部の出力周波数に関して最適に整合させる手段が講
じられるべきである。即ち、誘導コイルが該コイルと並
列に接続されたコンデンサを具備することが有利であり
、その際関連する誘導コイルと並列接続された各コンデ
ンサは、当該コンデンサの容量及び関連誘導コイルのイ
ンダクタンスによって決まる共振周波数とコンデンサ−
誘導コイル回路に接続された発電部の給電周波数とが等
しくなるような容量を有する。
【００２１】２つの誘導コイルのうち第１の誘導コイル
が管形部材内への固体粒状もしくは粉末状材料供給手段
の出口の領域に配置された、本発明の最も単純な例では
、上記第１のコイルは、中空管形部材の第２の端部の領
域で第１のコイルに隣接して配置された第２の誘導コイ
ルよりも小さいエネルギを供給される。好ましくは、第
１及び第２の誘導コイルに供給されるエネルギの比は０
．６：１から０．９：１であり、更に好ましくは０．８
：１から０．９：１である。
【００２２】驚くべきことに、所定の大きさ及びパワー
を有する所望のプラズマ炎を維持する際の２つの誘導コ
イルの消費電力の合計が従来技術によるただ１つの誘導
コイルの消費電力を下回ることが判明した。効率を最適
に調節するために、管形部材内に固体粒状もしくは粉末
状材料を供給する手段は管形部材と同軸に配置された、
実質的に管形部材より小さい直径を有する供給管を含む
ことが望ましく、この供給管は管形部材内部に、軸線方
向に変位可能に取付けられている。
【００２３】
【実施例】粒状材料を基板表面にデポジットする本発明
装置の一例を、添付図面を参照しつつ以下に詳述する。
【００２４】図１に、粒状材料を基板表面にデポジット
する従来装置を、その全体に参照符号１を付して示す。 装置１は粒状材料を基板２の表面にデポジットするべく
構成されている。粒状材料を基板２の表面にデポジット
する装置１は、例えば石英ガラスから成り得る耐熱管形
ボディ３を含む。管形ボディ３の内部に、粒状のデポジ
ット材料を供給する手段が設置されており、この手段は
粉末材料及びキャリヤガスを管形部材３内部に吹き込む
管４の形態を有し得る。管形部材３の内部にはまた、別
の管形部材５が同軸に配置されている。管形部材５は管
形部材３より僅かに小さい直径を有し、これらの部材３
と５との間に生じたスペースから装置にシースガスが吹
き込まれ得る。
【００２５】管形部材３は、粒状材料供給手段の出口の
領域に配置された誘導コイル６を具備している。誘導コ
イル６は導体７を介して高周波発電機８と接続されてい
る。
【００２６】高周波発電機８は、周波数２〜４ＭＨｚで
５０〜２５０ｋＷの大きさのエネルギを提供する。この
エネルギが導体７を介してコイル６に供給され、かつ粉
末供給管４と管形部材５との間のスペースに例えばアル
ゴンなど適当な不活性ガスが吹き込まれると、適当な点
弧過程の後、管形部材３の下方端部の領域にプラズマ炎
９が創出される。粒状材料もしくは粉末材料がキャリヤ
ガスに伴われて供給管４から管形部材３内に吹き込まれ
、それによってプラズマ炎９中に達する。
【００２７】粒状デポジット材料及びキャリヤガスを供
給する手段、プラズマガス供給手段及びプラズマ発生用
の点弧手段はあらゆる当業者に良く知られているので図
示せず、その詳細な説明も必要ない。
【００２８】プラズマ炎９内部の温度は非常に高いので
、管形部材３に吹き込まれた粒状材料もしくは粉末材料
は瞬間的に融解し、かつ超高速に加速される。融解した
粒状材料もしくは粉末材料は溶融状態のまま、被覆され
るべき基板２の表面に高速で吹き付けられる。
【００２９】図３のグラフで、破線（Ｆｉｇ．１）は図
１の管形部材３内部の横断方向Ｄ１−Ｄ２での温度分布
を示す。この破線から、管形部材３の壁の領域では著し
く高く、即ち約９０００℃ほどである温度が部材３中央
部に向かって連続的に低下し、管形部材３の中心軸線の
領域では約８０００℃となることが明らかに知見される
。この事態は通常望ましくなく、なぜならプラズマ炎９
中で融解するべき粒状材料もしくは粉末材料が一様に融
解せず、その結果基板２の表面に設けられる被膜が均質
とならないからである。
【００３０】図２に、本発明による装置を概略的に示す
。粒状材料を基板表面にデポジットするこの装置の全体
に参照符号１１を付し、被覆されるべき基板には参照符
号１２を付す。図２に示した本発明装置１１の全体的な
設計は、既に説明した図１の装置１のものに類似する。 装置１１は、例えば石英ガラスから成り得る耐熱管形ボ
ディ１３を含む。管形ボディ１３の内部に粒状デポジッ
ト材料供給手段が設置されており、この手段は管形部材
１３内部に粉末材料及びキャリヤガスを吹き込む管１４
の形態を有し得る。管形部材１３の内部にはまた、別の
管形部材１５が同軸に配置されている。管形部材１５は
管形部材１３より僅かに小さい直径を有し、これらの部
材１３と１５との間に生じたスペースから装置内にシー
スガスが吹き込まれ得る。
【００３１】既に説明した図１の装置１に異なり、図２
の装置１１は管形ボディ１３の軸線方向に並べて配置さ
れた２つの誘導コイル１６ａ及び１６ｂを含む。更に、
装置１１には双子型高周波発電機ユニット１８も設置さ
れている。高周波発電機ユニット１８の発電部１８ａは
導体１７ａを介して誘導コイル１６ａに接続されており
、高周波発電機ユニット１８の発電部１８ｂは導体１７
ｂを介して誘導コイル１６ｂに接続されている。発電部
１８ａの発するエネルギ及び周波数は発電部１８ｂの発
するエネルギ及び周波数に異なる。
【００３２】図２に示した例では２つの誘導コイル１６
ａ及び１６ｂが用いられ、これらのコイル１６ａ及び１
６ｂは管形部材１３の外側面に、該部材１３の軸線方向
に並べて配置されている。本発明によれば、少なくとも
２つの誘導コイルが用いられることが重要である。しか
し、必要であれば管形部材１３の軸線方向に並べて配置
された３つ以上の誘導コイルを用いることも本発明の範
囲内であることが指摘されるべきであり、そのような場
合用いられる誘導コイルのうちの少なくとも２つが、異
なる定格エネルギ及び周波数を有する高周波電源と接続
される。
【００３３】図２の例で、被覆材料送出管１４の出口の
領域に配置された第１の誘導コイル１６ａは、管形部材
１３の出口の領域に配置された第２の誘導コイル１６ｂ
より高い周波数で給電される。好ましくは、第１の誘導
コイル１６ａは１〜１０ＭＨｚ、好ましくは２〜５ＭＨ
ｚの周波数で給電され、第２の誘導コイル１６ｂは２０
〜５００ｋＨｚ、好ましくは５０〜２００ｋＨｚの周波
数で給電される。
【００３４】驚くべきことに、粉末供給管１４の出口の
領域に配置された、高い方の周波数で給電される第１の
誘導コイル１６ａは、該コイル１６ａに軸線方向におい
て隣接する、低い方の周波数で給電される第２の誘導コ
イル１６ｂより小さいエネルギしか供給されなくてよい
ことが判明した。２つの誘導コイル１６ａ及び１６ｂの
消費電力の比は０．６：１から０．９：１で、好ましく
はおよそ０．８５：１ほどである。
【００３５】更に驚くべきことには、誘導コイル１６ａ
と１６ｂとが上述のように異なる周波数で給電される場
合、これら２つのコイル１６ａ及び１６ｂが予め規定さ
れた所望のプラズマ炎の維持のために消費しなければな
らない電力の合計は２〜５ＭＨｚの周波数で給電される
、従来技術によるただ１つの誘導コイル（図１参照）の
消費電力に比べて著しく小さい。
【００３６】２つの誘導コイル１６ａと１６ｂとは通常
類似する物理的形態を具え、従って類似のインダクタン
スを有するので、これらのコイル１６ａと１６ｂとが全
く異なる周波数で給電されることを考慮して或る種の電
気的整合を実現し、それによって全体の電気的効率を改
善すれば有利である。そのために、本発明によれば、図
４に概略的に示したようにコイル１６ａには第１のコン
デンサ２０ａが並列に接続され、コンデンサ１６ｂには
第２のコンデンサ２０ｂが並列に接続される。その際、
第１のコンデンサ２０ａの容量は、コイル１６ａのイン
ダクタンス及び第１のコンデンサ２０ａの容量によって
決まる共振周波数と高周波給電ユニット１８の発電部１
８ａの出力周波数とが等しくなるように選択される。同
様に、第２のコンデンサ２０ｂの容量はコイル１６ｂの
インダクタンス及びコンデンサ２０ｂの容量によって決
まる共振周波数と発電部１８ｂの出力周波数とが等しく
なるように選択される。その結果、コイル１６ａ及び１
６ｂのいずれもが電源回路と最適に誘導結合される。
【００３７】図２に概略的に示した装置の設計は本発明
により、粒状材料もしくは粉末材料供給管１４を図２に
双方向矢印で示した軸線方向に変位可能にすることによ
って更に最適化される。その際、プラズマ炎１９は２つ
の誘導コイル１６ａと１６ｂとの間の最適位置にもたら
され得る。
【００３８】
【効果】本発明による装置の一大利点は、管形部材１３
内部の横断方向での温度分布が従来技術による装置での
分布よりはるかに均一であることである。特に図３のグ
ラフで図１の従来装置の場合と比較してみれば明らかで
あるが、管形部材１３の壁の領域ではやはり約９０００
℃ほどであるプラズマ炎１９の温度は管形部材１３中央
部においても約８８００℃にしか低下せず、このことは
図３のグラフで実線（Ｆｉｇ．２）によって示されてい
る。換言すれば、従来技術による装置では壁の領域と中
央の領域とで約１０００℃の温度差が有るが、本発明に
よる装置でのこの温度差は約２００℃にすぎない。その
結果、本発明による装置を用いれば基板表面に設けられ
る被膜は、従来技術による装置を用いた場合よりはるか
に均質となる。
【００３９】本発明による装置では、発電部１８ａとコ
イル１６ａとを接続する導体１７ａ、及び発電部１８ｂ
とコイル１６ｂとを接続する導体１７ｂを介して伝達さ
れるエネルギが図１に示した従来装置の高周波発電機８
とコイル６とを接続する導体７を介して伝達されるエネ
ルギよりはるかに少量であることも利点の１つである。 あらゆる当業者に公知であるように、高周波エネルギを
大量に、かつ長い距離にわたって伝達すると多大の問題
が生じ、本発明の装置はそのような問題を惹起すること
なく高周波発電機ユニット１８が被覆装置１１から離し
て配置され得、従って実際上の被覆装置の可動性がはる
かに高まることを利点とする。
【００４０】最後に、所与のプラズマ炎のための総エネ
ルギ消費が、例えば図１に示したような通常装置に比べ
て実質的に少ないことは本発明の装置の重要な利点であ
り、本発明装置の実用設計次第では４０％に達するエネ
ルギ節減が可能であることが実験により判明した。
【図面の簡単な説明】
【図１】プラズマ炎を維持するべくエネルギを供給する
誘導結合手段を具備した、粒状材料を基板表面にデポジ
ットする従来装置の主要部の概略的縦断面図である。
【図２】プラズマ炎を維持するべくエネルギを供給する
誘導結合手段を具備した、粒状材料を基板表面にデポジ
ットする本発明装置の主要部の概略的縦断面図である。
【図３】温度のグラフである。
【図４】図２の装置の電気回路の細部を示す説明図であ
る。
【符号の説明】
１１　　デポジット装置 １２　　基板 １３　　耐熱管形ボディ １６ａ，１６ｂ　　誘導コイル １８　　高周波発電機ユニット １８ａ，１８ｂ　　発電部 １９　　プラズマ炎

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　粒状もしくは粉末状の材料を基板の表
    面にデポジットする装置であって、第１及び第２の端部
    を有する耐熱材製の中空管形部材と、前記第１の端部に
    おいて管形部材内に固体粒状もしくは粉末状材料を供給
    する手段と、前記第１の端部において管形部材内にプラ
    ズマガスを供給する手段と、プラズマ炎発生用の点弧手
    段を具備した、中空管形部材の内部にプラズマ炎を創出
    する手段とを含み、プラズマ炎創出手段が前記第２の端
    部において中空管形部材の外側面に配置された少なくと
    も２つの誘導コイルと、少なくとも２つの発電部を有す
    る高周波発電機とを含み、高周波発電機の少なくとも２
    つの発電部のうち第１の発電部は比較的高い第１の周波
    数のエネルギを発生し、第２の発電部は比較的低い第２
    の周波数のエネルギを発生し、前記少なくとも２つの誘
    導コイルのうち１つの誘導コイルは高周波発電機の第１
    の発電部と接続されており、別の誘導コイルは第２の発
    電部と接続されていることを特徴とする、粒状もしくは
    粉末状材料を基板表面にデポジットする装置。
  2. 【請求項２】　　中空管形部材の軸線方向に並べて配置
    された２つの誘導コイルを含むことを特徴とする請求項
    １に記載の装置。
  3. 【請求項３】　　２つの誘導コイルのうち第１の誘導コ
    イルが管形部材内への固体粒状もしくは粉末状材料供給
    手段の出口の領域に配置されており、第２の誘導コイル
    は中空管形部材の第２の端部の領域で第１の誘導コイル
    に隣接して配置されていることを特徴とする請求項２に
    記載の装置。
  4. 【請求項４】　　少なくとも２つの誘導コイルのうち１
    つの誘導コイルが別の誘導コイルへの給電の周波数の２
    倍以上の周波数で給電されることを特徴とする請求項１
    に記載の装置。
  5. 【請求項５】　　少なくとも２つの誘導コイルのうち１
    つの誘導コイルが１〜１０ＭＨｚ、好ましくは２〜５Ｍ
    Ｈｚの周波数で給電され、別の誘導コイルは２０〜５０
    ０ｋＨｚ、好ましくは５０〜２００ｋＨｚの周波数で給
    電されることを特徴とする請求項４に記載の装置。
  6. 【請求項６】　　少なくとも２つの誘導コイルのうち、
    管形部材内への固体粒状もしくは粉末状材料供給手段の
    出口の領域に配置された１つの誘導コイルが別の誘導コ
    イルより高い周波数で給電されることを特徴とする請求
    項１に記載の装置。
  7. 【請求項７】　　各誘導コイルが当該誘導コイルと並列
    に接続されたコンデンサを具備していることを特徴とす
    る請求項１に記載の装置。
  8. 【請求項８】　　関連する誘導コイルと並列接続された
    各コンデンサが、当該コンデンサの容量及び関連誘導コ
    イルのインダクタンスによって決まる共振周波数とコン
    デンサ−誘導コイル回路に接続された発電部の給電周波
    数とが等しくなるような容量を有することを特徴とする
    請求項７に記載の装置。
  9. 【請求項９】　　２つの誘導コイルのうち管形部材内へ
    の固体粒状もしくは粉末状材料供給手段の出口の領域に
    配置された第１の誘導コイルが、中空管形部材の第２の
    端部の領域で第１の誘導コイルに隣接して配置された第
    ２の誘導コイルよりも小さいエネルギを供給されること
    を特徴とする請求項３に記載の装置。
  10. 【請求項１０】　　第１及び第２の誘導コイルに供給さ
    れるエネルギの比が０．６：１から０．９：１、好まし
    くは０．８：１から０．９：１であることを特徴とする
    請求項９に記載の装置。
  11. 【請求項１１】　　管形部材内に固体粒状もしくは粉末
    状材料を供給する手段が管形部材と同軸に配置された、
    実質的に管形部材より小さい直径を有する供給管を含み
    、この供給管は管形部材内部に、軸線方向に変位可能に
    取付けられていることを特徴とする請求項１に記載の装
    置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5897713A (en) * 1995-09-18 1999-04-27 Kabushiki Kaisha Toshiba Plasma generating apparatus

Families Citing this family (48)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NO174180C (no) * 1991-12-12 1994-03-23 Kvaerner Eng Innföringsrör for brenner for kjemiske prosesser
FR2690638B1 (fr) * 1992-05-04 1997-04-04 Plasma Technik Sa Procede et dispositif pour l'obtention de poudres a plusieurs composants et susceptibles d'etre projetees.
DE4307768A1 (de) * 1993-03-11 1994-09-15 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren zur Anregung von Gasentladungen
US5554415A (en) 1994-01-18 1996-09-10 Qqc, Inc. Substrate coating techniques, including fabricating materials on a surface of a substrate
US5731046A (en) 1994-01-18 1998-03-24 Qqc, Inc. Fabrication of diamond and diamond-like carbon coatings
US5620754A (en) 1994-01-21 1997-04-15 Qqc, Inc. Method of treating and coating substrates
JP3140934B2 (ja) * 1994-08-23 2001-03-05 東京エレクトロン株式会社 プラズマ装置
US5907221A (en) * 1995-08-16 1999-05-25 Applied Materials, Inc. Inductively coupled plasma reactor with an inductive coil antenna having independent loops
US5977715A (en) * 1995-12-14 1999-11-02 The Boeing Company Handheld atmospheric pressure glow discharge plasma source
WO1998033031A1 (de) * 1997-01-29 1998-07-30 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Wärmerohr und verfahren zur herstellung desselben
DE19717235B4 (de) * 1997-01-29 2006-04-13 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Verfahren zur Herstellung eines Wärmerohrs
FR2764163B1 (fr) * 1997-05-30 1999-08-13 Centre Nat Rech Scient Torche a plasma inductif a injecteur de reactif
US6178920B1 (en) 1997-06-05 2001-01-30 Applied Materials, Inc. Plasma reactor with internal inductive antenna capable of generating helicon wave
US6158384A (en) * 1997-06-05 2000-12-12 Applied Materials, Inc. Plasma reactor with multiple small internal inductive antennas
DE19835224A1 (de) * 1998-08-05 2000-02-10 Stefan Laure Plasmagenerator
US6204605B1 (en) 1999-03-24 2001-03-20 The University Of Tennessee Research Corporation Electrodeless discharge at atmospheric pressure
DE10140298B4 (de) * 2001-08-16 2005-02-24 Mtu Aero Engines Gmbh Verfahren zum Plasmaschweißen
US6693253B2 (en) * 2001-10-05 2004-02-17 Universite De Sherbrooke Multi-coil induction plasma torch for solid state power supply
ES2371022T3 (es) * 2001-10-05 2011-12-26 Tekna Plasma Systems, Inc. Antorcha de plasma de inducción de múltiples bobinas para una fuente de alimentación de estado sólido.
ITPD20020316A1 (it) * 2002-12-11 2004-06-12 Mauro Schiavon Dispositivo e metodo per la creazione di fullereni e/o nanotubi
US7511246B2 (en) * 2002-12-12 2009-03-31 Perkinelmer Las Inc. Induction device for generating a plasma
US7666522B2 (en) * 2003-12-03 2010-02-23 IMDS, Inc. Laser based metal deposition (LBMD) of implant structures
US7001672B2 (en) 2003-12-03 2006-02-21 Medicine Lodge, Inc. Laser based metal deposition of implant structures
US20050212694A1 (en) * 2004-03-26 2005-09-29 Chun-Ta Chen Data distribution method and system
US8471171B2 (en) * 2004-05-28 2013-06-25 Robert O. Price Cold air atmospheric pressure micro plasma jet application method and device
US7572998B2 (en) * 2004-05-28 2009-08-11 Mohamed Abdel-Aleam H Method and device for creating a micro plasma jet
US8502108B2 (en) * 2004-05-28 2013-08-06 Old Dominion University Research Foundation Method and device for creating a micro plasma jet
WO2006002429A2 (en) * 2004-06-24 2006-01-05 The Regents Of The University Of California Chamberless plasma deposition of coatings
DE102004046814B3 (de) * 2004-09-27 2006-03-09 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zur Beeinflussung von Verbrennungsvorgängen, insbesondere zum Betrieb einer Gasturbine
US20060156983A1 (en) * 2005-01-19 2006-07-20 Surfx Technologies Llc Low temperature, atmospheric pressure plasma generation and applications
US7742167B2 (en) 2005-06-17 2010-06-22 Perkinelmer Health Sciences, Inc. Optical emission device with boost device
US8622735B2 (en) * 2005-06-17 2014-01-07 Perkinelmer Health Sciences, Inc. Boost devices and methods of using them
US8328982B1 (en) 2005-09-16 2012-12-11 Surfx Technologies Llc Low-temperature, converging, reactive gas source and method of use
US8267884B1 (en) 2005-10-07 2012-09-18 Surfx Technologies Llc Wound treatment apparatus and method
US7951412B2 (en) * 2006-06-07 2011-05-31 Medicinelodge Inc. Laser based metal deposition (LBMD) of antimicrobials to implant surfaces
US8632651B1 (en) 2006-06-28 2014-01-21 Surfx Technologies Llc Plasma surface treatment of composites for bonding
DE102006029725B4 (de) * 2006-06-28 2008-08-28 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zum Einbringen von Stäuben in eine Metallschmelze einer pyrometallurgischen Anlage
DE102007044516A1 (de) * 2007-09-18 2009-03-19 Mtu Aero Engines Gmbh Verfahren zum Verbinden von metallischen Bauelementen und Vorrichtung zur Durchführung eines induktiven Nieder- oder Hochfrequenzpressschweißverfahrens
WO2011140168A1 (en) 2010-05-05 2011-11-10 Perkinelmer Health Sciences, Inc. Inductive devices and low flow plasmas using them
JP2013532349A (ja) 2010-05-05 2013-08-15 ペルキネルマー ヘルス サイエンシーズ， インコーポレイテッド 耐酸化性誘導装置
US9174296B2 (en) * 2010-10-20 2015-11-03 Lam Research Corporation Plasma ignition and sustaining methods and apparatuses
US10800092B1 (en) 2013-12-18 2020-10-13 Surfx Technologies Llc Low temperature atmospheric pressure plasma for cleaning and activating metals
US9406485B1 (en) 2013-12-18 2016-08-02 Surfx Technologies Llc Argon and helium plasma apparatus and methods
US10032609B1 (en) 2013-12-18 2018-07-24 Surfx Technologies Llc Low temperature atmospheric pressure plasma applications
CN104896509A (zh) * 2015-06-12 2015-09-09 胥丹 一种放空火炬点火系统
US10827601B1 (en) 2016-05-03 2020-11-03 Surfx Technologies Llc Handheld plasma device
CN106817833B (zh) * 2017-02-24 2020-04-10 中国航天空气动力技术研究院 双旋子高频感应等离子发生器
CN109590590A (zh) * 2018-12-29 2019-04-09 邢台子中电子科技有限公司 一种磁控等离子体的焊接方法及焊接装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2919370A (en) * 1958-10-28 1959-12-29 Plasmadyne Corp Electrodeless plasma torch and method
GB1033392A (en) * 1962-06-20 1966-06-22 Atomic Energy Authority Uk Improvements in or relating to induction coupled plasma generators
GB1164396A (en) * 1967-07-11 1969-09-17 British Titan Products Heating Particulate Material
DE3130908A1 (de) * 1981-08-05 1983-03-10 Horst Dipl.-Ing. 5100 Aachen Müller "plasma-reaktor"
US4766287A (en) * 1987-03-06 1988-08-23 The Perkin-Elmer Corporation Inductively coupled plasma torch with adjustable sample injector
US4818916A (en) * 1987-03-06 1989-04-04 The Perkin-Elmer Corporation Power system for inductively coupled plasma torch
US4853250A (en) * 1988-05-11 1989-08-01 Universite De Sherbrooke Process of depositing particulate material on a substrate
US5159173A (en) * 1990-09-26 1992-10-27 General Electric Company Apparatus for reducing plasma constriction by intermediate injection of hydrogen in RF plasma gun

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5897713A (en) * 1995-09-18 1999-04-27 Kabushiki Kaisha Toshiba Plasma generating apparatus

Also Published As

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DE4021182C2 (ja) 1993-04-01
DE4021182A1 (de) 1992-01-16
CA2046145A1 (en) 1992-01-04
US5285046A (en) 1994-02-08
EP0465422A3 (en) 1992-06-03

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