JPH07330490A - 硬質炭素被膜基板及びその形成方法 - Google Patents
硬質炭素被膜基板及びその形成方法Info
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- JPH07330490A JPH07330490A JP11922394A JP11922394A JPH07330490A JP H07330490 A JPH07330490 A JP H07330490A JP 11922394 A JP11922394 A JP 11922394A JP 11922394 A JP11922394 A JP 11922394A JP H07330490 A JPH07330490 A JP H07330490A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＮｉまたはＡｌを主成分とする金属もしくは
合金、またはステンレス鋼からなる基板の上に硬質炭素
被膜を形成した硬質炭素被膜基板であって、基板と硬質
炭素被膜との密着性に優れた硬質炭素被膜基板を得る。 【構成】 真空チャンバ８内に設けられた基板ホルダ１
２に基板１３を装着し、シールドカバー１４の第２開口
部４３において、イオンガン４７及びターゲット４６か
らなる中間層形成手段により基板上に炭素薄膜からなる
中間層を形成し、第１開口部１５において反応ガス導入
管１６から導入される炭素を含む反応ガスをプラズマ化
し、中間層の上にダイヤモンド状被膜を形成する。これ
によって基板とダイヤモンド状被膜との間に炭素薄膜か
らなる中間層を形成する。
合金、またはステンレス鋼からなる基板の上に硬質炭素
被膜を形成した硬質炭素被膜基板であって、基板と硬質
炭素被膜との密着性に優れた硬質炭素被膜基板を得る。 【構成】 真空チャンバ８内に設けられた基板ホルダ１
２に基板１３を装着し、シールドカバー１４の第２開口
部４３において、イオンガン４７及びターゲット４６か
らなる中間層形成手段により基板上に炭素薄膜からなる
中間層を形成し、第１開口部１５において反応ガス導入
管１６から導入される炭素を含む反応ガスをプラズマ化
し、中間層の上にダイヤモンド状被膜を形成する。これ
によって基板とダイヤモンド状被膜との間に炭素薄膜か
らなる中間層を形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電気かみそり等の刃物
などに用いることができる、硬質炭素被膜を有した基板
及びその形成方法に関するものである。
などに用いることができる、硬質炭素被膜を有した基板
及びその形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
セラミック基板やシリコン基板などの基板とダイヤモン
ド状被膜との密着性を向上させるため、基板とダイヤモ
ンド状被膜との間に中間層を形成させることが提案され
ている。特開平１−３１７１９７号公報では、プラズマ
ＣＶＤ法により基板上にシリコンを主成分とする中間層
を形成し、この中間層の上にダイヤモンド状被膜を形成
する技術が開示されている。このような中間層を設ける
ことにより、基板上に直接ダイヤモンド状被膜を形成し
た場合に比べ、基板に対するダイヤモンド状被膜の密着
性を向上させることができる。
セラミック基板やシリコン基板などの基板とダイヤモン
ド状被膜との密着性を向上させるため、基板とダイヤモ
ンド状被膜との間に中間層を形成させることが提案され
ている。特開平１−３１７１９７号公報では、プラズマ
ＣＶＤ法により基板上にシリコンを主成分とする中間層
を形成し、この中間層の上にダイヤモンド状被膜を形成
する技術が開示されている。このような中間層を設ける
ことにより、基板上に直接ダイヤモンド状被膜を形成し
た場合に比べ、基板に対するダイヤモンド状被膜の密着
性を向上させることができる。
【０００３】しかしながら、電気かみそり等の刃物とし
て用いられるニッケル（Ｎｉ）、アルミニウム（Ａ
ｌ）、及びステンレス鋼などの基板上にダイヤモンド状
被膜を形成する場合については中間層の形成が検討され
ていない。
て用いられるニッケル（Ｎｉ）、アルミニウム（Ａ
ｌ）、及びステンレス鋼などの基板上にダイヤモンド状
被膜を形成する場合については中間層の形成が検討され
ていない。
【０００４】本発明の目的は、ＮｉまたはＡｌを主成分
とする金属もしくは合金、またはステンレス鋼からなる
基板の上に硬質炭素被膜を形成した硬質炭素被膜基板で
あって、基板と硬質炭素被膜との密着性に優れた硬質炭
素被膜基板を提供することにある。
とする金属もしくは合金、またはステンレス鋼からなる
基板の上に硬質炭素被膜を形成した硬質炭素被膜基板で
あって、基板と硬質炭素被膜との密着性に優れた硬質炭
素被膜基板を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明における硬質炭素
被膜の概念は、結晶質のダイヤモンド及び非晶質のダイ
ヤモンド状被膜を含むものである。
被膜の概念は、結晶質のダイヤモンド及び非晶質のダイ
ヤモンド状被膜を含むものである。
【０００６】本発明に従う硬質炭素被膜基板は、Ｎｉま
たはＡｌを主成分とする金属もしくは合金、またはステ
ンレス鋼からなる基板と、基板上に形成される炭素を主
成分とする中間層と、中間層上に形成される硬質炭素被
膜とを備えている。
たはＡｌを主成分とする金属もしくは合金、またはステ
ンレス鋼からなる基板と、基板上に形成される炭素を主
成分とする中間層と、中間層上に形成される硬質炭素被
膜とを備えている。
【０００７】本発明に従えば、基板とダイヤモンド状被
膜の間に炭素を主成分とする中間層が設けられる。この
ような中間層により、基板とダイヤモンド状被膜の密着
性が高められる。
膜の間に炭素を主成分とする中間層が設けられる。この
ような中間層により、基板とダイヤモンド状被膜の密着
性が高められる。
【０００８】また、本発明の硬質炭素被膜基板を電気シ
ェーバーの内刃として用いる場合には、中間層の膜厚が
５０〜８０００Åの範囲内であることが好ましい。ま
た、本発明の硬質炭素被膜基板を電気シェーバーの外刃
として用いる場合には、中間層の膜厚が５０〜４０００
Åの範囲内であることが好ましい。中間層の膜厚が薄す
ぎると密着性向上の効果が少なく、上記範囲より厚くし
てもそれ以上の効果は認められない。
ェーバーの内刃として用いる場合には、中間層の膜厚が
５０〜８０００Åの範囲内であることが好ましい。ま
た、本発明の硬質炭素被膜基板を電気シェーバーの外刃
として用いる場合には、中間層の膜厚が５０〜４０００
Åの範囲内であることが好ましい。中間層の膜厚が薄す
ぎると密着性向上の効果が少なく、上記範囲より厚くし
てもそれ以上の効果は認められない。
【０００９】本発明に従う硬質炭素被膜基板の形成方法
は、不活性ガスのイオン照射により、中間層を構成する
炭素原子をスパッタリングすることにより、真空チャン
バ内に配置された基板上に中間層を形成する工程と、炭
素を含む反応ガスを真空チャンバ内に供給してプラズマ
化し、該プラズマを前記中間層に向けて放射することに
よって、該中間層上に硬質炭素被膜を形成する工程とを
備えている。
は、不活性ガスのイオン照射により、中間層を構成する
炭素原子をスパッタリングすることにより、真空チャン
バ内に配置された基板上に中間層を形成する工程と、炭
素を含む反応ガスを真空チャンバ内に供給してプラズマ
化し、該プラズマを前記中間層に向けて放射することに
よって、該中間層上に硬質炭素被膜を形成する工程とを
備えている。
【００１０】本発明に従う硬質炭素被膜基板の他の形成
方法は、炭素を含むガスを真空チャンバー内に供給して
プラズマ化し、該プラズマを基板上に向けて放射するこ
とによって、基板上に中間層を形成する工程と、炭素を
含む反応ガスを真空チャンバー内に供給してプラズマ化
し、該プラズマを中間層に向けて放射することによっ
て、該中間層上に硬質炭素被膜を形成する工程とを備え
ている。
方法は、炭素を含むガスを真空チャンバー内に供給して
プラズマ化し、該プラズマを基板上に向けて放射するこ
とによって、基板上に中間層を形成する工程と、炭素を
含む反応ガスを真空チャンバー内に供給してプラズマ化
し、該プラズマを中間層に向けて放射することによっ
て、該中間層上に硬質炭素被膜を形成する工程とを備え
ている。
【００１１】
【作用】本発明に従い、炭素を主成分とする中間層を基
板と硬質炭素被膜の間に形成することにより、硬質炭素
被膜中の応力を緩和することができ、基板と硬質炭素被
膜の密着性を高めることができる。中間層の存在によ
り、基板と硬質炭素被膜との熱膨張係数の差により生じ
ていた熱応力を緩和させることができるため、硬質炭素
被膜中の応力を緩和させることができる。
板と硬質炭素被膜の間に形成することにより、硬質炭素
被膜中の応力を緩和することができ、基板と硬質炭素被
膜の密着性を高めることができる。中間層の存在によ
り、基板と硬質炭素被膜との熱膨張係数の差により生じ
ていた熱応力を緩和させることができるため、硬質炭素
被膜中の応力を緩和させることができる。
【００１２】
【実施例】図１は、本発明における硬質炭素被膜形成の
ための装置の一例を示す概略断面図である。図１を参照
して、真空チャンバ８には、プラズマ発生室４が設けら
れている。プラズマ発生室４には、導波管２の一端が取
り付けられており、導波管２の他端には、マイクロ波供
給手段１が設けられている。マイクロ波供給手段１で発
生したマイクロ波は、導波管２及びマイクロ波導入窓３
を通って、プラズマ発生室４に導かれる。プラズマ発生
室４には、プラズマ発生室４内にアルゴン（Ａｒ）ガス
などの放電ガスを導入させるための放電ガス導入管５が
設けられている。またプラズマ発生室４の周囲には、プ
ラズマ磁界発生装置６が設けられている。マイクロ波に
よる高周波磁界と、プラズマ磁界発生装置６からの磁界
を作用させることにより、プラズマ発生室４内に高密度
のプラズマが形成される。
ための装置の一例を示す概略断面図である。図１を参照
して、真空チャンバ８には、プラズマ発生室４が設けら
れている。プラズマ発生室４には、導波管２の一端が取
り付けられており、導波管２の他端には、マイクロ波供
給手段１が設けられている。マイクロ波供給手段１で発
生したマイクロ波は、導波管２及びマイクロ波導入窓３
を通って、プラズマ発生室４に導かれる。プラズマ発生
室４には、プラズマ発生室４内にアルゴン（Ａｒ）ガス
などの放電ガスを導入させるための放電ガス導入管５が
設けられている。またプラズマ発生室４の周囲には、プ
ラズマ磁界発生装置６が設けられている。マイクロ波に
よる高周波磁界と、プラズマ磁界発生装置６からの磁界
を作用させることにより、プラズマ発生室４内に高密度
のプラズマが形成される。
【００１３】真空チャンバ８内には筒状の基板ホルダ１
２が設けられている。この筒状の基板ホルダ１２は、真
空チャンバ８の壁面に対し垂直に設けられた軸（図示せ
ず）のまわりに回転自在に設けられている。基板ホルダ
１２の周面には、複数の基板１３が等しい間隔で装着さ
れている。なお、本実施例では、基板１３として、ニッ
ケル（Ｎｉ）基板を用いており、基板ホルダ１２の周面
に２４個装着している。基板ホルダ１２には、高周波電
源１０が接続されている。
２が設けられている。この筒状の基板ホルダ１２は、真
空チャンバ８の壁面に対し垂直に設けられた軸（図示せ
ず）のまわりに回転自在に設けられている。基板ホルダ
１２の周面には、複数の基板１３が等しい間隔で装着さ
れている。なお、本実施例では、基板１３として、ニッ
ケル（Ｎｉ）基板を用いており、基板ホルダ１２の周面
に２４個装着している。基板ホルダ１２には、高周波電
源１０が接続されている。
【００１４】基板ホルダ１２の周囲には、金属製の筒状
のシールドカバー１４が所定の距離隔てて設けられてい
る。このシールドカバー１４は、接地電極に接続されて
いる。このシールドカバー１４は、被膜を形成するとき
に、基板ホルダ１２に印加されるＲＦ電圧によって被膜
形成箇所以外の基板ホルダ１２と真空チャンバ８との間
で放電が発生するのを防止するために設けられている。
基板ホルダ１２とシールドカバー１４との間の間隙は、
気体分子の平均自由行程以下の距離となるように配置さ
れている。気体分子の平均自由行程は、何らかの原因で
発生したイオン及び電子が電界により加速され、衝突せ
ずに移動できる平均距離と同じあるいはそれ以下の距離
である。従って、基板ホルダ１２とシールドカバー１４
との間隙を気体分子の平均自由行程以下にすることによ
り、イオン及び電子が気体分子と衝突する確率を小さく
し、連鎖的に電離が進行するのを防止している。
のシールドカバー１４が所定の距離隔てて設けられてい
る。このシールドカバー１４は、接地電極に接続されて
いる。このシールドカバー１４は、被膜を形成するとき
に、基板ホルダ１２に印加されるＲＦ電圧によって被膜
形成箇所以外の基板ホルダ１２と真空チャンバ８との間
で放電が発生するのを防止するために設けられている。
基板ホルダ１２とシールドカバー１４との間の間隙は、
気体分子の平均自由行程以下の距離となるように配置さ
れている。気体分子の平均自由行程は、何らかの原因で
発生したイオン及び電子が電界により加速され、衝突せ
ずに移動できる平均距離と同じあるいはそれ以下の距離
である。従って、基板ホルダ１２とシールドカバー１４
との間隙を気体分子の平均自由行程以下にすることによ
り、イオン及び電子が気体分子と衝突する確率を小さく
し、連鎖的に電離が進行するのを防止している。
【００１５】基板ホルダ１２とシールドカバー１４との
間隙は、特に気体分子の平均自由行程の１／１０以下の
距離にすることが好ましい。本実施例では、基板ホルダ
１２とシールドカバー１４との間隙を気体分子の平均自
由行程の１／１０以下である約５ｍｍとしている。
間隙は、特に気体分子の平均自由行程の１／１０以下の
距離にすることが好ましい。本実施例では、基板ホルダ
１２とシールドカバー１４との間隙を気体分子の平均自
由行程の１／１０以下である約５ｍｍとしている。
【００１６】シールドカバー１４には、開口部１５が形
成されている。この開口部１５を通って、プラズマ発生
室４から引き出されたプラズマが基板ホルダ１２に装着
された基板１３に放射されるようになっている。真空チ
ャンバ８内には、反応ガス導入管１６が設けられてい
る。この反応ガス導入管１６の先端は、開口部１５の上
方に位置する。図２は、この反応ガス導入管１６の先端
部分近傍を示す平面図である。図２を参照して、反応ガ
ス導入管１６は、外部から真空チャンバ内にＣＨ 4 ガス
を導入するガス導入部１６ａと、このガス導入部１６ａ
と垂直方向に接続されたガス放出部１６ｂとから構成さ
れている。ガス放出部１６ｂは、基板ホルダ１２の回転
方向Ａに対して垂直方向に配置され、かつ開口部１５の
上方の回転方向の上流側に位置するように設けられてい
る。ガス放出部１６ｂには、下方に向けて約４５度の方
向に複数の孔２１が形成されている。本実施例では、８
個の孔２１が形成されている。孔２１の間隔は、中央か
ら両側に向かうに従い徐々に狭くなるように形成されて
いる。このような間隔で孔２１を形成することにより、
ガス導入部１６ａから導入されたＣＨ4 ガスがそれぞれ
の孔２１からほぼ均等に放出される。
成されている。この開口部１５を通って、プラズマ発生
室４から引き出されたプラズマが基板ホルダ１２に装着
された基板１３に放射されるようになっている。真空チ
ャンバ８内には、反応ガス導入管１６が設けられてい
る。この反応ガス導入管１６の先端は、開口部１５の上
方に位置する。図２は、この反応ガス導入管１６の先端
部分近傍を示す平面図である。図２を参照して、反応ガ
ス導入管１６は、外部から真空チャンバ内にＣＨ 4 ガス
を導入するガス導入部１６ａと、このガス導入部１６ａ
と垂直方向に接続されたガス放出部１６ｂとから構成さ
れている。ガス放出部１６ｂは、基板ホルダ１２の回転
方向Ａに対して垂直方向に配置され、かつ開口部１５の
上方の回転方向の上流側に位置するように設けられてい
る。ガス放出部１６ｂには、下方に向けて約４５度の方
向に複数の孔２１が形成されている。本実施例では、８
個の孔２１が形成されている。孔２１の間隔は、中央か
ら両側に向かうに従い徐々に狭くなるように形成されて
いる。このような間隔で孔２１を形成することにより、
ガス導入部１６ａから導入されたＣＨ4 ガスがそれぞれ
の孔２１からほぼ均等に放出される。
【００１７】第１開口部１５の反対側には、第２開口部
４３が形成されている。第２開口部４３の下方には、中
間層を構成する材料原子からなるターゲット４６が設け
られている。またターゲット４６の近傍には、ターゲッ
ト４６をスパッタするため、不活性ガスのイオンをター
ゲット４６に放射するイオンガン４７が設けられてい
る。本実施例では、不活性ガスとしてＡｒガスを用いて
いる。本実施例においては、ターゲット４６及びイオン
ガン４７により、中間層形成手段が構成されている。タ
ーゲット４６及びイオンガン４７により第２開口部４３
を介して、基板１３上に中間層を構成する材料原子が放
射される。
４３が形成されている。第２開口部４３の下方には、中
間層を構成する材料原子からなるターゲット４６が設け
られている。またターゲット４６の近傍には、ターゲッ
ト４６をスパッタするため、不活性ガスのイオンをター
ゲット４６に放射するイオンガン４７が設けられてい
る。本実施例では、不活性ガスとしてＡｒガスを用いて
いる。本実施例においては、ターゲット４６及びイオン
ガン４７により、中間層形成手段が構成されている。タ
ーゲット４６及びイオンガン４７により第２開口部４３
を介して、基板１３上に中間層を構成する材料原子が放
射される。
【００１８】以下、炭素を主成分とする中間層を形成
し、その中間層の上にダイヤモンド状被膜を形成する実
施例について説明する。
し、その中間層の上にダイヤモンド状被膜を形成する実
施例について説明する。
【００１９】まず、真空チャンバ８内を１０-5〜１０-7
Ｔｏｒｒに排気して、基板ホルダ１２を約１０ｒｐｍの
速度で回転させる。次に、イオンガン４７にＡｒガスを
供給して、Ａｒイオンを取り出し、これを炭素からなる
ターゲット４６の表面に放射する。このときのＡｒイオ
ンの加速電圧は９００ｅＶ、イオン電流密度は０．３ｍ
Ａ／ｃｍ2 に設定した。以上の工程を約２０分間行い、
基板１３の表面に膜厚２００Åの炭素を主成分とする中
間層を形成した。
Ｔｏｒｒに排気して、基板ホルダ１２を約１０ｒｐｍの
速度で回転させる。次に、イオンガン４７にＡｒガスを
供給して、Ａｒイオンを取り出し、これを炭素からなる
ターゲット４６の表面に放射する。このときのＡｒイオ
ンの加速電圧は９００ｅＶ、イオン電流密度は０．３ｍ
Ａ／ｃｍ2 に設定した。以上の工程を約２０分間行い、
基板１３の表面に膜厚２００Åの炭素を主成分とする中
間層を形成した。
【００２０】次に、イオンガン４７からのＡｒイオンの
放射を止めた後、ＥＣＲプラズマ発生装置の放電ガス導
入管５からＡｒガスを５．７×１０-4Ｔｏｒｒで供給す
るとともに、マイクロ波供給手段１から２．４５ＧＨ
ｚ、１００Ｗのマイクロ波を供給して、プラズマ発生室
４内に形成されたＡｒプラズマを基板１３の表面に放射
する。これと同時に、基板１３に発生する自己バイアス
が−５０Ｖとなるように、高周波電源１０から１３．５
６ＭＨｚのＲＦ電圧を基板ホルダ１２に印加し、反応ガ
ス導入管１６からＣＨ4 ガスを１．３×１０-3Ｔｏｒｒ
で供給する。
放射を止めた後、ＥＣＲプラズマ発生装置の放電ガス導
入管５からＡｒガスを５．７×１０-4Ｔｏｒｒで供給す
るとともに、マイクロ波供給手段１から２．４５ＧＨ
ｚ、１００Ｗのマイクロ波を供給して、プラズマ発生室
４内に形成されたＡｒプラズマを基板１３の表面に放射
する。これと同時に、基板１３に発生する自己バイアス
が−５０Ｖとなるように、高周波電源１０から１３．５
６ＭＨｚのＲＦ電圧を基板ホルダ１２に印加し、反応ガ
ス導入管１６からＣＨ4 ガスを１．３×１０-3Ｔｏｒｒ
で供給する。
【００２１】以上の工程を約１５分間行い、基板１３上
に形成した中間層の上に膜厚１２００Åのダイヤモンド
状被膜を形成した。
に形成した中間層の上に膜厚１２００Åのダイヤモンド
状被膜を形成した。
【００２２】以上の２つの工程の結果、基板１３の表面
に炭素を主成分とする中間層を形成し、この中間層上に
ダイヤモンド状被膜を形成した積層薄膜が得られた。こ
のような中間層の形成により、ダイヤモンド状被膜中の
応力を緩和させることができ、基板とダイヤモンド被膜
の密着性を高めることができる。中間層の存在により、
基板とダイヤモンド状被膜との熱膨張係数の差により生
じていた熱応力を緩和させることができるため、ダイヤ
モンド状被膜中の応力を緩和させることができるものと
考えられる。また、中間層形成の際、Ａｒイオンがター
ゲットのみならず基板１３にも照射されるため、より密
着性の高い中間層が形成される。
に炭素を主成分とする中間層を形成し、この中間層上に
ダイヤモンド状被膜を形成した積層薄膜が得られた。こ
のような中間層の形成により、ダイヤモンド状被膜中の
応力を緩和させることができ、基板とダイヤモンド被膜
の密着性を高めることができる。中間層の存在により、
基板とダイヤモンド状被膜との熱膨張係数の差により生
じていた熱応力を緩和させることができるため、ダイヤ
モンド状被膜中の応力を緩和させることができるものと
考えられる。また、中間層形成の際、Ａｒイオンがター
ゲットのみならず基板１３にも照射されるため、より密
着性の高い中間層が形成される。
【００２３】次に、炭素を主成分とする中間層の膜厚を
変化させてＮｉ基板上に形成しダイヤモンド状被膜を形
成する実施例について説明する。真空チャンバ内を１０
-5〜１０-7Ｔｏｒｒに配置し、基板ホルダを約１０ｒｐ
ｍの速度で回転させる。基板ホルダには２４個のＮｉ基
板を等しい間隔で装着した。イオンガンにＡｒガスを供
給して、Ａｒイオンをターゲットの表面に放射する。こ
のときのＡｒイオンの加速電圧は９００ｅＶとし、イオ
ン電流密度は０．３Ａ／ｃｍ2 に設定した。このときの
スパッタリングされた炭素の基板上への蒸着速度は１０
Å／分であった。
変化させてＮｉ基板上に形成しダイヤモンド状被膜を形
成する実施例について説明する。真空チャンバ内を１０
-5〜１０-7Ｔｏｒｒに配置し、基板ホルダを約１０ｒｐ
ｍの速度で回転させる。基板ホルダには２４個のＮｉ基
板を等しい間隔で装着した。イオンガンにＡｒガスを供
給して、Ａｒイオンをターゲットの表面に放射する。こ
のときのＡｒイオンの加速電圧は９００ｅＶとし、イオ
ン電流密度は０．３Ａ／ｃｍ2 に設定した。このときの
スパッタリングされた炭素の基板上への蒸着速度は１０
Å／分であった。
【００２４】スパッタリングの工程の時間を変化させ
て、中間層の膜厚を、３０Å、５０Å、１００Å、及び
５００Åと変化させた（実施例１）。以上のようにして
得られた膜厚の異なる中間層の上に、上記実施例と同様
にして、膜厚１２００Åのダイヤモンド状被膜を形成し
た。
て、中間層の膜厚を、３０Å、５０Å、１００Å、及び
５００Åと変化させた（実施例１）。以上のようにして
得られた膜厚の異なる中間層の上に、上記実施例と同様
にして、膜厚１２００Åのダイヤモンド状被膜を形成し
た。
【００２５】以上のようにして得られたダイヤモンド状
被膜について、密着性の評価試験を行った。密着性の評
価は、ビッカース圧子を用いた一定荷重（荷重＝１ｋ
ｇ）の押し込み試験により行った。サンプル数を５０個
とし、Ｎｉ基板上のダイヤモンド状被膜に剥離が発生し
た個数を数えて評価した。
被膜について、密着性の評価試験を行った。密着性の評
価は、ビッカース圧子を用いた一定荷重（荷重＝１ｋ
ｇ）の押し込み試験により行った。サンプル数を５０個
とし、Ｎｉ基板上のダイヤモンド状被膜に剥離が発生し
た個数を数えて評価した。
【００２６】また比較として、中間層を形成せずＮｉ基
板上に直接ダイヤモンド状被膜を形成した（比較例）。
この比較例についても同様に密着性を評価した。表１
は、これらの結果を示す。
板上に直接ダイヤモンド状被膜を形成した（比較例）。
この比較例についても同様に密着性を評価した。表１
は、これらの結果を示す。
【００２７】
【表１】
【００２８】表１から明らかなように、中間層の膜厚が
５０Åより薄い場合には剥離が発生するのに対し、膜厚
が５０Å以上になると剥離が認められなかった。
５０Åより薄い場合には剥離が発生するのに対し、膜厚
が５０Å以上になると剥離が認められなかった。
【００２９】本発明の硬質炭素被膜基板を電気シェーバ
ーの外刃として用いる場合には、中間層の膜厚は５００
０Å程度までで充分であると考えられる。それ以上の膜
厚にしても密着性の向上は変化しない。従って、本発明
において中間層として炭素を主成分とする中間層を用い
る場合には、４０００Å程度で充分であると考えられ
る。またダイヤモンド状薄膜の膜厚も、５０００Å程度
で充分であると考えられる。ダイヤモンド状薄膜の膜厚
が５０００Å以上になると、内部応力が発生し易くなり
基板が変形するおそれがある。
ーの外刃として用いる場合には、中間層の膜厚は５００
０Å程度までで充分であると考えられる。それ以上の膜
厚にしても密着性の向上は変化しない。従って、本発明
において中間層として炭素を主成分とする中間層を用い
る場合には、４０００Å程度で充分であると考えられ
る。またダイヤモンド状薄膜の膜厚も、５０００Å程度
で充分であると考えられる。ダイヤモンド状薄膜の膜厚
が５０００Å以上になると、内部応力が発生し易くなり
基板が変形するおそれがある。
【００３０】上記実施例では、中間層をスパッタリング
により形成しているが、本発明では中間層をプラズマＣ
ＶＤ法により形成してもよい。このような場合、反応ガ
ス導入管１６からＣＨ4 ガスなどの炭素を含むガスを真
空チャンバー８内に供給して、プラズマ化し、このプラ
ズマを基板１３上に向けて放射することによって基板上
に炭素を主成分とする中間層を形成する。
により形成しているが、本発明では中間層をプラズマＣ
ＶＤ法により形成してもよい。このような場合、反応ガ
ス導入管１６からＣＨ4 ガスなどの炭素を含むガスを真
空チャンバー８内に供給して、プラズマ化し、このプラ
ズマを基板１３上に向けて放射することによって基板上
に炭素を主成分とする中間層を形成する。
【００３１】上記実施例では、プラズマ発生手段として
ＥＣＲプラズマ発生装置を例にして説明したが、本発明
はこれに限定されるものではなく、例えば高周波プラズ
マＣＶＤ装置、ＤＣプラズマＣＶＤ装置などその他のプ
ラズマＣＶＤ装置を用いることができる。
ＥＣＲプラズマ発生装置を例にして説明したが、本発明
はこれに限定されるものではなく、例えば高周波プラズ
マＣＶＤ装置、ＤＣプラズマＣＶＤ装置などその他のプ
ラズマＣＶＤ装置を用いることができる。
【００３２】
【発明の効果】本発明に従い、基板と硬質炭素被膜との
間に炭素を主成分とする中間層を形成することにより、
基板と硬質炭素被膜の密着性を向上させることができ
る。従って、硬質炭素被膜の剥離発生を低減させた硬質
炭素被膜基板を得ることができる。
間に炭素を主成分とする中間層を形成することにより、
基板と硬質炭素被膜の密着性を向上させることができ
る。従って、硬質炭素被膜の剥離発生を低減させた硬質
炭素被膜基板を得ることができる。
【００３３】また、中間層として組成比率を傾斜構造と
した中間層を形成することにより、基板と硬質炭素被膜
との密着性をさらに向上させることが可能となる。
した中間層を形成することにより、基板と硬質炭素被膜
との密着性をさらに向上させることが可能となる。
【図１】本発明に従う一実施例における硬質炭素被膜形
成装置を示す概略断面図。
成装置を示す概略断面図。
【図２】図１に示す装置における反応ガス導入管の先端
部分近傍を示す平面図。
部分近傍を示す平面図。
１…マイクロ波供給手段 ２…導波管 ３…マイクロ波導入窓 ４…プラズマ発生室 ５…放電ガス導入管 ６…磁界発生手段 ８…真空チャンバ １０…高周波電源 １２…基板ホルダ １３…基板 １４…シールドカバー １５…第１開口部 １６…反応ガス導入管 ４３…第２開口部 ４６…ターゲット ４７…イオンガン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ２３Ｃ 28/04 (72)発明者 木山 精一 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内
Claims (5)
- 【請求項１】 ＮｉまたはＡｌを主成分とする金属もし
くは合金、またはステンレス鋼からなる基板と、 前記基板上に形成される炭素を主成分とする中間層と、 前記中間層上に形成される硬質炭素被膜とを備える硬質
炭素被膜基板。 - 【請求項２】 前記中間層の膜厚が５０〜８０００Åで
ある請求項１に記載の硬質炭素被膜基板。 - 【請求項３】 前記中間層の膜厚が５０〜４０００Åで
ある請求項１に記載の硬質炭素被膜基板。 - 【請求項４】 不活性ガスのイオン照射により、中間層
を構成する炭素原子をスパッタリングすることにより、
真空チャンバ内に配置された基板上に中間層を形成する
工程と、 炭素を含む反応ガスを真空チャンバ内に供給してプラズ
マ化し、該プラズマを前記中間層に向けて放射すること
によって、該中間層上に硬質炭素被膜を形成する工程と
を備える硬質炭素被膜基板の形成方法。 - 【請求項５】 炭素を含むガスを真空チャンバー内に供
給してプラズマ化し、該プラズマを基板上に向けて放射
することによって、基板上に中間層を形成する工程と、 炭素を含むガスを真空チャンバー内に供給してプラズマ
化し、該プラズマを前記中間層に向けて放射することに
よって、該中間層上に硬質炭素被膜を形成する工程とを
備える硬質炭素被膜基板の形成方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11922394A JP3162906B2 (ja) | 1994-05-31 | 1994-05-31 | 非晶質ダイヤモンド状被膜基板の形成方法 |
| KR1019940016062A KR100325560B1 (ko) | 1993-07-07 | 1994-07-06 | 경질탄소피막기판및그형성방법및장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11922394A JP3162906B2 (ja) | 1994-05-31 | 1994-05-31 | 非晶質ダイヤモンド状被膜基板の形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07330490A true JPH07330490A (ja) | 1995-12-19 |
| JP3162906B2 JP3162906B2 (ja) | 2001-05-08 |
Family
ID=14756009
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11922394A Expired - Fee Related JP3162906B2 (ja) | 1993-07-07 | 1994-05-31 | 非晶質ダイヤモンド状被膜基板の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3162906B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10130865A (ja) * | 1996-09-06 | 1998-05-19 | Sanyo Electric Co Ltd | 硬質炭素被膜基板及びその形成方法 |
| JP2002357262A (ja) * | 2001-06-01 | 2002-12-13 | Tdk Corp | Ｄｌｃを施したカムおよびカムシャフト |
| JP2002372127A (ja) * | 2001-06-12 | 2002-12-26 | Tdk Corp | Ｄｌｃを施したシム |
| US6572936B1 (en) | 1996-06-09 | 2003-06-03 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Hard carbon film-coated substrate and method for fabricating the same |
| US6821624B2 (en) * | 2000-02-25 | 2004-11-23 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Amorphous carbon covered member |
-
1994
- 1994-05-31 JP JP11922394A patent/JP3162906B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6572936B1 (en) | 1996-06-09 | 2003-06-03 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Hard carbon film-coated substrate and method for fabricating the same |
| JPH10130865A (ja) * | 1996-09-06 | 1998-05-19 | Sanyo Electric Co Ltd | 硬質炭素被膜基板及びその形成方法 |
| US6821624B2 (en) * | 2000-02-25 | 2004-11-23 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Amorphous carbon covered member |
| JP2002357262A (ja) * | 2001-06-01 | 2002-12-13 | Tdk Corp | Ｄｌｃを施したカムおよびカムシャフト |
| JP2002372127A (ja) * | 2001-06-12 | 2002-12-26 | Tdk Corp | Ｄｌｃを施したシム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3162906B2 (ja) | 2001-05-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |