JPS58117870A - 皮膜形成装置 - Google Patents
皮膜形成装置Info
- Publication number
- JPS58117870A JPS58117870A JP21490481A JP21490481A JPS58117870A JP S58117870 A JPS58117870 A JP S58117870A JP 21490481 A JP21490481 A JP 21490481A JP 21490481 A JP21490481 A JP 21490481A JP S58117870 A JPS58117870 A JP S58117870A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cathode
- samples
- vessel
- heater
- reaction vessel
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- 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
- C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C8/06—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
- C23C8/36—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases using ionised gases, e.g. ionitriding
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- 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
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/50—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
- C23C16/503—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using dc or ac discharges
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、直流のグ四−放電を利用して各種皮膜を高効
率で大規模に形成する皮膜形成装置に関する。
率で大規模に形成する皮膜形成装置に関する。
従来、基体表面を被覆する技術としては、一般に知られ
ているものとして、気相反応を利用した化学蒸着法（Ｃ
ＶＤ法）と物理蒸着法（ＰＶＤ法）がある。
ているものとして、気相反応を利用した化学蒸着法（Ｃ
ＶＤ法）と物理蒸着法（ＰＶＤ法）がある。
ＣＶＤ法は、加熱された基体表面に処理用原料ガスを導
入し、気相と固相との界面における化学反応によって基
体上に析出物を合成する方法であるが、基体温度が一般
に９００〜１４００℃という、かなシの高温で処理され
る。この方法は、熱的に原料ガスを活性化させるため、
エネルギー損失が大きく効率が悪く、又、高温で処理す
るため基体材料及び基体材料の形状等が種々制限される
。又、ガス導入口側と排出口側で濃度勾配が生じ、被膜
特性のばらつきが大きく品質管理上問題がある。
入し、気相と固相との界面における化学反応によって基
体上に析出物を合成する方法であるが、基体温度が一般
に９００〜１４００℃という、かなシの高温で処理され
る。この方法は、熱的に原料ガスを活性化させるため、
エネルギー損失が大きく効率が悪く、又、高温で処理す
るため基体材料及び基体材料の形状等が種々制限される
。又、ガス導入口側と排出口側で濃度勾配が生じ、被膜
特性のばらつきが大きく品質管理上問題がある。
一方、ＰＶＤ法は、ＣＶＤ法に比し処理温度を２００〜
６００℃と低くできることが％徴で夛・るが、反応容器
内圧力が通常１０−” Ｔｏｒｒ以下とかなり低圧であ
るため、平均自由性＠ （ｍｅａｎ ｆｒｅｅ ｐａｔ
ｈ ）が長く、粒子が他の粒子に衝突することなく直進
し、平板でも片側だけ被覆されたシ、さらに形状が複雑
になると、全面に均一に被覆するためには、何らかの手
段、例えば回転させるなどの工夫が必要となる。このた
め装置が複雑となシ、大量の処理を行なうには問題が多
い。
６００℃と低くできることが％徴で夛・るが、反応容器
内圧力が通常１０−” Ｔｏｒｒ以下とかなり低圧であ
るため、平均自由性＠ （ｍｅａｎ ｆｒｅｅ ｐａｔ
ｈ ）が長く、粒子が他の粒子に衝突することなく直進
し、平板でも片側だけ被覆されたシ、さらに形状が複雑
になると、全面に均一に被覆するためには、何らかの手
段、例えば回転させるなどの工夫が必要となる。このた
め装置が複雑となシ、大量の処理を行なうには問題が多
い。
さらに１直流のグロー放電による表面被覆法が提案され
ているが、仁の方法では、処理用原料ガスのイオンが基
体（陰極）近傍の急激な電位勾配により加速され基体表
面で化学反応が起シ、金属窒化物が形成され基体に＃に
積する。このとき、イオン衝撃によシ飛び出した電子（
２次電子）が陽極側へと加速され途中でカス分子と衝突
を繰シ返す。このとき、カス分子をイオンに電離させる
に充分なエネルギーをもった電子にょシ新九にイオンが
増殖され、これらの連続反応が放電を持続させるわけで
ある。熱的に解離された原子に比し、このように高エネ
ルギーのイオンを利用するためエネルギー効率がよい。
ているが、仁の方法では、処理用原料ガスのイオンが基
体（陰極）近傍の急激な電位勾配により加速され基体表
面で化学反応が起シ、金属窒化物が形成され基体に＃に
積する。このとき、イオン衝撃によシ飛び出した電子（
２次電子）が陽極側へと加速され途中でカス分子と衝突
を繰シ返す。このとき、カス分子をイオンに電離させる
に充分なエネルギーをもった電子にょシ新九にイオンが
増殖され、これらの連続反応が放電を持続させるわけで
ある。熱的に解離された原子に比し、このように高エネ
ルギーのイオンを利用するためエネルギー効率がよい。
このため、基体温度はＣＶＤ法に比し、低温で処理が可
能である。このとき、窒化物の堆積と同時にイオン衝撃
によるスパッタリングも生じており、堆積速度がスパッ
タリング速度よシも大きいときに堆積が進行し被覆層が
形成される。ただし、ＰＶＤ法よりも処理ガス圧力力Ｓ
高（＃ Ｔｏｒｒオーダーであるので粒子間の衝突頻度
も高く、基体全体にクローが形成され基体への被覆層の
つきまわりは、はるかに良い。又、高周波電源よりも直
流電源を１史ったグロー放電処理の方が、操作も簡単で
、大量に均一に処理するには適している。このように直
流のグロー放電被覆法では、種々の利点が多いが、低圧
雰囲気で処理を行なうためバッチ処理によっておシ、装
置面でより効率化、貴意性のめゐものが望まれているの
が現状である。
能である。このとき、窒化物の堆積と同時にイオン衝撃
によるスパッタリングも生じており、堆積速度がスパッ
タリング速度よシも大きいときに堆積が進行し被覆層が
形成される。ただし、ＰＶＤ法よりも処理ガス圧力力Ｓ
高（＃ Ｔｏｒｒオーダーであるので粒子間の衝突頻度
も高く、基体全体にクローが形成され基体への被覆層の
つきまわりは、はるかに良い。又、高周波電源よりも直
流電源を１史ったグロー放電処理の方が、操作も簡単で
、大量に均一に処理するには適している。このように直
流のグロー放電被覆法では、種々の利点が多いが、低圧
雰囲気で処理を行なうためバッチ処理によっておシ、装
置面でより効率化、貴意性のめゐものが望まれているの
が現状である。
本発明の目的は、直流グロー放亀被機法の長所に注目し
、よシ効率的処理を行なうことを可能にした直流のグロ
ー放を被覆装賃を提供するととにある。
、よシ効率的処理を行なうことを可能にした直流のグロ
ー放を被覆装賃を提供するととにある。
本発明は、すなわち、排気手段を有する反応容器と、仁
の容器内に収納された陰極と、この陰極上に配置した試
料と、この試料を加熱するヒーターと、前記陰極に間隔
を置いて配置した陽極と、前記容器内に連通した原料ガ
ス供給手段とを具備し、前記ヒーターが、所定皮膜形成
の終了と同時に＃去される構造を有することを特像とす
る皮膜形成装置に係るものである。
の容器内に収納された陰極と、この陰極上に配置した試
料と、この試料を加熱するヒーターと、前記陰極に間隔
を置いて配置した陽極と、前記容器内に連通した原料ガ
ス供給手段とを具備し、前記ヒーターが、所定皮膜形成
の終了と同時に＃去される構造を有することを特像とす
る皮膜形成装置に係るものである。
次に、図面によって本発明を説明−ｊ ｔｔば、第１図
は、本発明の奥施例を示す一部断面図で、排気口１１を
有する反応容器１２と、この容器内に垂直方向に延長し
て配置され九治具よりなる陰極１３と、仁の陰極上に配
置された複数の試料１４と、前記陰極の内部にあって略
筒状で容器の下壁に一端が開口し、且つ外部と気密に他
端が閉塞して配置されたヒーター導入管１５と、その内
部に配置ばれ外部に装脱自′在に堆層されて、前記試料
を加熱する筒状ヒーター１６と、このヒーターを加熱す
る外部電源１７と、前記陰極１３に接続され絶縁として
容器外に導出する陰極端子１８と、この陰極端子に一端
が接続され、他端は陽極端子１９となって容器内にグロ
ー放電を生成せしめる高圧ｗ１２１２０と、前記容器壁
の一部に設けたガス供給口２五に連通して原料ガスであ
る、例えば四塩化チタンを充填し九容器２４及びＮ、ガ
スを充填したボンベ２２．Ｈ，ガスを充填したボンベ２
３及び温度コントローラ２５よシなる原料ガス供給手段
２６によって、容器内に均質な原料ガスを供給する。
は、本発明の奥施例を示す一部断面図で、排気口１１を
有する反応容器１２と、この容器内に垂直方向に延長し
て配置され九治具よりなる陰極１３と、仁の陰極上に配
置された複数の試料１４と、前記陰極の内部にあって略
筒状で容器の下壁に一端が開口し、且つ外部と気密に他
端が閉塞して配置されたヒーター導入管１５と、その内
部に配置ばれ外部に装脱自′在に堆層されて、前記試料
を加熱する筒状ヒーター１６と、このヒーターを加熱す
る外部電源１７と、前記陰極１３に接続され絶縁として
容器外に導出する陰極端子１８と、この陰極端子に一端
が接続され、他端は陽極端子１９となって容器内にグロ
ー放電を生成せしめる高圧ｗ１２１２０と、前記容器壁
の一部に設けたガス供給口２五に連通して原料ガスであ
る、例えば四塩化チタンを充填し九容器２４及びＮ、ガ
スを充填したボンベ２２．Ｈ，ガスを充填したボンベ２
３及び温度コントローラ２５よシなる原料ガス供給手段
２６によって、容器内に均質な原料ガスを供給する。
か＼る皮膜形成装置において、本発明は前記試料を加熱
するヒーターｔ７試料上への所定の皮膜形成の完了と同
時にヒーター導入管外に取出して除去するようにしたも
のである。ヒータ一部は第１図の如く、着脱可能なこと
に加え、ヒータ一部が反応容器内側にあるので、外部か
ら容器全体を加熱する場合に比べ、次のような利点があ
る。１つは、容器全体を加熱するわけではないので熱ロ
ス妙！少ないことである。さらに、従来の装置では容器
全体を加熱する場合、被処理物の処理温度以上に外部容
器を加熱しなければ々らない。そこで、例えば、被処理
物温度６００℃（通常、放１１ＣＶＤでは５００〜６０
０℃での処理が一般）とすると、当然外部容器はその温
度以上に加熱されている。すると、外部容器内壁に皮膜
形成される。この反応は、いわゆるＣＶＤ、つま夛熱的
反応による皮膜形成である。従って、容器はアノード（
陽極）となっており、陽極と陰極との絶縁部にも皮膜は
次第に堆積する。皮膜が導体であると（例えば、ＴｉＮ
は良好な導体）、陽極と陰極が短絡してしまう危険性が
犬である。これを防止するために、濱極導入部の構造が
複雑に々つたシ、過熱防止のためのデッドスペースが広
くなりすぎたシして、装置全体が大きなわりに処理個数
が多くかいなどの欠点があった。又、外部容器内壁に皮
膜が徐々に堆積してくると、加熱冷却サイクル中に内壁
付着皮膜がはがれ落ちてきて被処理物の処理に支障を来
すととＫなシ、この現象は内壁上部からのはがれ落ちが
問題となる。ところが、本発明の皮膜形成装置では、試
料を所定のガス圧力で処理後、ヒータ一部１６を抜き出
され、必要に応じて冷却媒体をとの凹部に導入してもよ
い。このようにして処理時間の短縮や、場合によっては
、材質によシ急冷が必要なときには最適な装置となる。
するヒーターｔ７試料上への所定の皮膜形成の完了と同
時にヒーター導入管外に取出して除去するようにしたも
のである。ヒータ一部は第１図の如く、着脱可能なこと
に加え、ヒータ一部が反応容器内側にあるので、外部か
ら容器全体を加熱する場合に比べ、次のような利点があ
る。１つは、容器全体を加熱するわけではないので熱ロ
ス妙！少ないことである。さらに、従来の装置では容器
全体を加熱する場合、被処理物の処理温度以上に外部容
器を加熱しなければ々らない。そこで、例えば、被処理
物温度６００℃（通常、放１１ＣＶＤでは５００〜６０
０℃での処理が一般）とすると、当然外部容器はその温
度以上に加熱されている。すると、外部容器内壁に皮膜
形成される。この反応は、いわゆるＣＶＤ、つま夛熱的
反応による皮膜形成である。従って、容器はアノード（
陽極）となっており、陽極と陰極との絶縁部にも皮膜は
次第に堆積する。皮膜が導体であると（例えば、ＴｉＮ
は良好な導体）、陽極と陰極が短絡してしまう危険性が
犬である。これを防止するために、濱極導入部の構造が
複雑に々つたシ、過熱防止のためのデッドスペースが広
くなりすぎたシして、装置全体が大きなわりに処理個数
が多くかいなどの欠点があった。又、外部容器内壁に皮
膜が徐々に堆積してくると、加熱冷却サイクル中に内壁
付着皮膜がはがれ落ちてきて被処理物の処理に支障を来
すととＫなシ、この現象は内壁上部からのはがれ落ちが
問題となる。ところが、本発明の皮膜形成装置では、試
料を所定のガス圧力で処理後、ヒータ一部１６を抜き出
され、必要に応じて冷却媒体をとの凹部に導入してもよ
い。このようにして処理時間の短縮や、場合によっては
、材質によシ急冷が必要なときには最適な装置となる。
第２図は、複数の皮膜形成装置３１．３２．３３を設け
、共通の排気系３４によって共通に装置内の容器を排気
し、夫々に設けたヒーター導入管３５．３６．３７の反
応を希望する容器、例えば３１内にのみヒーター３８を
導入して試料を加熱してグロー放電を生成させて皮膜形
成を行なわせ、他は休止させ必要な準備作業をすること
ができる。この場用することができる。
、共通の排気系３４によって共通に装置内の容器を排気
し、夫々に設けたヒーター導入管３５．３６．３７の反
応を希望する容器、例えば３１内にのみヒーター３８を
導入して試料を加熱してグロー放電を生成させて皮膜形
成を行なわせ、他は休止させ必要な準備作業をすること
ができる。この場用することができる。
以上説明した如く、本発明の皮膜形成装置によれば、熱
ロス、時間ロスの少ない省エネルギー型の直流グロー放
電装置の提供が可能となり、さらには被処理品の健全な
ものが得られることが可能となった。
ロス、時間ロスの少ない省エネルギー型の直流グロー放
電装置の提供が可能となり、さらには被処理品の健全な
ものが得られることが可能となった。
第１図は、本発明装置の一実施例を示す構成図であり、
第２図は、本発明装置を複数価設けた実施例を示す構成
図である。 １１・・・排気口、１２・・・反応容器、１３・・・隙
極、１４・・・試料、１５・・・ヒーター導入管、１６
．３８・・・ヒーター、１７・・・外部電源、１８・・
・陰極端子、１９・・・陽極端子、２０・・・高圧電源
、２１・・・ガス供給口、２２．２３・・・ボンベ、２
４・・・密閉容器、２５・・・温度コントローラ、２６
，４０・・・原料ガス供給手段、３１．３２．３３・・
・皮膜形成装置、３４・・・排気系、３５．３６．３７
・・・ヒーター導入管、３９・・・直流電源。
第２図は、本発明装置を複数価設けた実施例を示す構成
図である。 １１・・・排気口、１２・・・反応容器、１３・・・隙
極、１４・・・試料、１５・・・ヒーター導入管、１６
．３８・・・ヒーター、１７・・・外部電源、１８・・
・陰極端子、１９・・・陽極端子、２０・・・高圧電源
、２１・・・ガス供給口、２２．２３・・・ボンベ、２
４・・・密閉容器、２５・・・温度コントローラ、２６
，４０・・・原料ガス供給手段、３１．３２．３３・・
・皮膜形成装置、３４・・・排気系、３５．３６．３７
・・・ヒーター導入管、３９・・・直流電源。
Claims (1)
- 排気手段を有する反応容器と、この容器内に収納されえ
陰極と、この陰極上に配置した試料と、この試料を加熱
するヒーターと、前記陰極に間隔を置いて配置した陽極
と、前記容器内に連通した原料ガス供給手段とを具備し
、前記ヒーターが、所定皮膜形成の終了と同時に除去さ
れる構造を有することを特徴とする皮膜形成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21490481A JPS58117870A (ja) | 1981-12-28 | 1981-12-28 | 皮膜形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21490481A JPS58117870A (ja) | 1981-12-28 | 1981-12-28 | 皮膜形成装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58117870A true JPS58117870A (ja) | 1983-07-13 |
| JPH0215633B2 JPH0215633B2 (ja) | 1990-04-12 |
Family
ID=16663481
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21490481A Granted JPS58117870A (ja) | 1981-12-28 | 1981-12-28 | 皮膜形成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58117870A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62172719A (ja) * | 1986-01-25 | 1987-07-29 | Toshiba Mach Co Ltd | 気相成長などの処理装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06335980A (ja) * | 1993-05-28 | 1994-12-06 | Daiichi Jitsugyo:Kk | 段ボールの折り目形成装置及び折り目形成方法 |
-
1981
- 1981-12-28 JP JP21490481A patent/JPS58117870A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62172719A (ja) * | 1986-01-25 | 1987-07-29 | Toshiba Mach Co Ltd | 気相成長などの処理装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0215633B2 (ja) | 1990-04-12 |
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