JPS583968A - Method of controlling chemical thermal treament of work piece in glow discharge and device for carrying out method - Google Patents
Method of controlling chemical thermal treament of work piece in glow discharge and device for carrying out methodInfo
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- JPS583968A JPS583968A JP9954881A JP9954881A JPS583968A JP S583968 A JPS583968 A JP S583968A JP 9954881 A JP9954881 A JP 9954881A JP 9954881 A JP9954881 A JP 9954881A JP S583968 A JPS583968 A JP S583968A
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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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は熱処理に係り、特に、グロー放電中での物品の
化学的−熱的処理を制御する方法及び装置に係る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to thermal processing, and more particularly to a method and apparatus for controlling chemical-thermal processing of articles in a glow discharge.
本発明の方法及び装置は、例えば機械建造及び航窒産業
において大きな被加工片強度を得るために用いられるイ
オンニトロ化装置で被加工片を処理する際にこの処理全
制御することに関連して適用される。The method and apparatus of the present invention are useful for controlling the entire process of processing workpieces in ion nitration equipment, which is used, for example, in the machine building and navigation industries to obtain high workpiece strength. Applicable.
グロー放電による被加工片の化学的−熱的処理、特にイ
オンニトロ化処理は、通常、陰極スパッタリング法によ
り被加工片表面全浄化する段階と、被加工片に拡散飽和
をほどこす段階、即ち被加工片を所定温度に維持する段
階の2段階knんで成る。被加工片の表面から色々な汚
れを迅速に除去するとともに、複雛な合金鋼処理におけ
る重要なに
ことである表面全体に亘って均!分布した層を硬化する
ためには陰極スパッタリング法に定められている電圧よ
り相当に高い電圧を用いるのがよいやり方とされている
。しかしこの方法では、この場合グロー放電が往々アー
ク放電に移行するため高電圧においては良好な結果が得
られず、特に処理段階の初期においては電圧が高い程こ
のように放電の移行が生じる頻度が高くなる。こうした
状況のもとでは、アーク発生頻度が許容限度を超えると
処理対象徘加工物表面に損傷が生じることがある。従っ
て、陰極スパッタリング実施電圧を高くするに際しては
、アーク発生tM度がこの許容限度ヲ超えないようにし
なければならない。Chemical-thermal treatment of a workpiece by glow discharge, especially ion nitration treatment, usually involves two steps: a step of completely cleaning the surface of the workpiece by cathode sputtering, and a step of applying diffusion saturation to the workpiece. It consists of two stages: maintaining the work piece at a predetermined temperature. It not only quickly removes various dirt from the surface of the workpiece, but also evens it out over the entire surface, which is important in processing complex alloy steels! It is considered good practice to use voltages considerably higher than those specified for cathodic sputtering methods to cure the distributed layer. However, this method does not give good results at high voltages, since in this case glow discharges often transition to arc discharges, and the higher the voltage, the more frequently this transition occurs, especially at the beginning of the treatment stage. It gets expensive. Under these circumstances, damage to the surface of the wandering workpiece being treated may occur if the arcing frequency exceeds an acceptable limit. Therefore, when increasing the cathode sputtering voltage, it is necessary to ensure that the degree of arc occurrence tM does not exceed this allowable limit.
洗浄中、被加工片が加熱されることが注目されねばなら
ない。従って、被加工片の温度とその発色率は一定限度
内に保たなければならず、そうでないと被加工片に変形
が生じ、ニトロ化層の特性が悪く力る。It must be noted that during cleaning the workpiece is heated. Therefore, the temperature of the workpiece and its color development rate must be kept within certain limits, otherwise the workpiece will be deformed and the properties of the nitrated layer will deteriorate.
グロー放電による被加工片の化学的−熱的処理法として
は、被加工片の温度とその変化率を測定する段階と、こ
のように測定された量を予ぬ定めた値と比較する段階と
、この比較によってエラー信号を生成する段階と、グロ
ー放電電圧を制御する信号金形放する段階とを含んで成
る処理法が公知テアル。(F’RG受!申1i書JPa
2.606,396゜cl、 HO5B 7/ 16参
照)。The chemical-thermal treatment method of a workpiece by glow discharge consists of two steps: measuring the temperature of the workpiece and its rate of change, and comparing the measured quantities with predetermined values. A processing method is known which comprises the steps of generating an error signal based on this comparison and releasing a signal to control the glow discharge voltage. (F'RG Uke! Shin 1i Book JPa
2.606,396°cl, see HO5B 7/16).
この方法の欠点は、多くの場合被加工片の加熱速度もし
、くけその温度の調節をグロー放電電圧を費えることに
よって行うため、強力な陰極スパッタリングとすること
ができないことである。調節可能なこれらの量の規定値
は強力な陰極スパッタリングが達成されるより低い電圧
で得ているため、処理の質が低下する。この方法のもう
一つの欠点は、化学的−熱的処理のあいだアーク発生頻
度は所定水準に保たれず、制御措置としてはアーク放電
の発生を伴う様なグロー放電電圧の上昇を抑制すること
しかできない点である。最後にこの方法では、被加工片
温度変化率とアーク発生頻度、もしくは被加工片温度と
アーク発生頻度と全規定水準に同時に維持することがで
きない。これはグロー放電電圧に対してしか制御作用を
とらないためで、その結果、化学的−熱的処理の所要時
間が長くなる。A disadvantage of this method is that in many cases the heating rate and temperature of the workpiece is controlled by applying a glow discharge voltage, which does not allow for powerful cathodic sputtering. The predetermined values of these adjustable quantities are obtained at lower voltages than intense cathodic sputtering is achieved, thereby reducing the quality of the process. Another disadvantage of this method is that the arcing frequency is not kept at a predetermined level during the chemical-thermal treatment, and the only control measures available are to suppress the rise in glow discharge voltage that would accompany the arcing. This is something that cannot be done. Finally, with this method, it is not possible to simultaneously maintain the workpiece temperature change rate and arcing frequency, or the workpiece temperature and arcing frequency, at all specified levels. This is because it only has a controlling effect on the glow discharge voltage, which results in a longer chemical-thermal treatment time.
以上の方法を実施するための装置として、電源を、被加
工片を収容する放電室のリードに接続した装置がある。As an apparatus for carrying out the above method, there is an apparatus in which a power source is connected to a lead of a discharge chamber that accommodates a workpiece.
この装置では、温度センサと温度変化率センナがそれぞ
れの比較素子金倉して制御ユニットに接続されており、
この制御ユニットは電源に接続されている。温度比較素
子の出力は温度変化率比較素子の設定入力に接続され、
温度変化率比較素子の出力は制御ユニットのオノの入力
に接続されている。これは大きな積分定数の比例積分レ
ギュレータであり、その第2の入力はアーク放電発生を
確認するセンサに接続されている。In this device, a temperature sensor and a temperature change rate sensor are connected to a control unit as respective comparison elements.
This control unit is connected to a power source. The output of the temperature comparison element is connected to the setting input of the temperature change rate comparison element,
The output of the temperature change rate comparison element is connected to the input of the control unit. This is a large integral constant proportional-integral regulator whose second input is connected to a sensor that confirms the occurrence of an arc.
既知の装置では、この比例積分レギュレータを被加工片
温度の制御とその変化率の制御とに使用する上、その電
源からは絶えず可変な電圧が供給されるので、その結果
、プロセスパラメータ全圧しく調節することができない
。In the known device, this proportional-integral regulator is used to control the workpiece temperature and its rate of change, and its power supply supplies a constantly variable voltage, so that the process parameter total pressure remains constant. cannot be adjusted.
本発明の基本的な目的は、グロー放電の化学的−熱的処
理を制御するに際して、被加工片温度とアーク発生頻度
全所望水準に維持しながら、同時にこれらの量の制御特
性を改善し、強力な陰極スパッタリングを実施すること
により、処理時間の短縮と処理の質の向上を達成できる
方法及び装置を実現することである。The basic object of the present invention is to maintain the work piece temperature and arcing frequency at desired levels while simultaneously improving the control characteristics of these quantities in controlling the chemical-thermal treatment of glow discharges. The object of the present invention is to realize a method and apparatus that can shorten processing time and improve processing quality by performing strong cathode sputtering.
この目的は、グロー放電における被加工片の化学的−熱
的処理の制御において、被加工片温度と該温度の変化率
を測定する段階と、これらの測定量をそれぞれの予め決
められた値と比較する段階と、この比較によるエラー信
号を生成する段階と、該エラー信号からグロー放at圧
を制御するための制御信号を生成する段階を含んで成る
方法によって達成されるが、この様な方法において本発
明による方法は、前記測定段階と同時にグロー放電にお
けるアーク発生頻度を測定する段階と、該測定頻it−
予め決められた値と比較する段階と、この比較によるエ
ラー信号を生成する段階と、該エラー信号からもう一つ
の制御信号を生成する段階と、該もう一つの制御信号を
用いてアーク発生頻度を制御する段階とを含んで成る。The purpose of this is to include a step of measuring the temperature of the workpiece and the rate of change of said temperature in the control of the chemical-thermal treatment of the workpiece in a glow discharge, and to set these measured quantities to their respective predetermined values. A method comprising the steps of: comparing, generating an error signal from the comparison, and generating a control signal for controlling the glow at pressure from the error signal; The method according to the present invention includes the steps of measuring the arc occurrence frequency in glow discharge simultaneously with the measuring step, and the measuring frequency it-
a step of comparing with a predetermined value, a step of generating an error signal based on this comparison, a step of generating another control signal from the error signal, and a step of calculating the arc occurrence frequency using the another control signal. and controlling.
本発明の方法においては、このほか、被加工片の処理開
始時点から陰極スパッタリング終了時点まで、グロー放
電電圧として、調節可能な振幅値と平均値を有するパル
ス電圧を使用し、該パルス電圧の平均値を用いて温度と
その変化率を制御し、該パルス電圧の振幅値を用いてア
ーク発生fM度を制御し、これにより強力な陰極スパッ
タリングを可能にすることが好ましい。In addition, in the method of the present invention, a pulsed voltage having an adjustable amplitude value and an average value is used as the glow discharge voltage from the start of processing of the work piece to the end of cathode sputtering, and the average value of the pulsed voltage is Preferably, the value is used to control the temperature and its rate of change, and the amplitude value of the pulse voltage is used to control the arcing fM degree, thereby enabling intense cathode sputtering.
本発明ではまた、グロー放電電圧の制御に適したアーク
発生頻度に基づく信号を、温間に基づく制御信号もしく
は温度変化率に基づく制御信号と比較し、これら比較さ
れた制御信号のうち低いグロー放tt圧に対応する信月
會用いてグロー放電電圧全制御し、こうして少なくとも
二種類の処理特性の同時制御の質を高めるのや・好まし
い。The present invention also compares a signal based on the arc occurrence frequency suitable for controlling the glow discharge voltage with a control signal based on the warm temperature or a control signal based on the rate of temperature change, and compares the signal based on the arc occurrence frequency, which is suitable for controlling the glow discharge voltage, with the control signal based on the temperature change rate. It is preferable to fully control the glow discharge voltage using the Shingetsu-kai corresponding to the tt pressure, thus improving the quality of simultaneous control of at least two types of processing characteristics.
本発明の方法では、また、被加工片温度が上昇したとき
にアーク発生頻度の所定直ヲ小さくするのが好ましい。In the method of the present invention, it is also preferable to reduce the arc occurrence frequency by a predetermined value when the temperature of the workpiece increases.
この目的は本発明の方法を実施するための装置において
達成されるが、その構成要素として具備されるのは、被
加工片を収容する放電室のリードに接続された電源と、
被加工片温度センサと、温度変化率センサと、測定され
た温度とその変化率とをそれぞれ予め決められた値と比
較する素子と、レギュレータユニットとであ)、上記セ
ンサの出力はそれぞれの比較素子を介して前記レギュレ
ータユニットに接続さし、該レギュレータユニットは前
記を源に接続されるが、この場合本発明による4&置で
は、以上のほか、アーク発生頻度センサと、アーク発生
頻度をその予め定められた値と比較する素子と、制御ユ
ニットと、グロー放電電圧伝送器とを含んで成り、前記
レギュレータユニットは被加工片温度とその変化率とア
ーク発生頻度とを調節するためのレギュレータを具備し
、前記アーク発生頻度センサはそれに対応する比較素子
を介して前記アーク発生頻度レギュレータに接続され、
アーク発生頻度レギュレータの出力は前記制御ユニット
の入力のうちこれに対応する入力に接続され、この制御
ユニットの他の二つの入力は温度レギュレータと温度変
化率レギュレータの出力に接続され、その更に一つの入
力は温度比較素子の出力に接続され、残り一つの入力は
グロー放電電圧伝送器を介して前記リードのうちのそれ
に対応するリードに接続され、その出力は電源に接続さ
れる。This object is achieved in an apparatus for carrying out the method of the invention, which comprises as its components a power supply connected to the lead of the discharge chamber containing the workpiece;
A workpiece temperature sensor, a temperature change rate sensor, an element that compares the measured temperature and its rate of change with predetermined values, and a regulator unit), and the output of the above sensor is determined by each comparison. The regulator unit is connected to the source through an element, and the regulator unit is connected to the source. In this case, in the 4& It comprises an element for comparing with a predetermined value, a control unit, and a glow discharge voltage transmitter, and the regulator unit is equipped with a regulator for regulating the temperature of the work piece, its rate of change, and the frequency of arc occurrence. and the arcing frequency sensor is connected to the arcing frequency regulator via a corresponding comparison element,
The output of the arcing frequency regulator is connected to a corresponding one of the inputs of the control unit, and the other two inputs of this control unit are connected to the outputs of a temperature regulator and a temperature rate of change regulator; The input is connected to the output of the temperature comparison element, the remaining input is connected to a corresponding one of the leads via a glow discharge voltage transmitter, and the output is connected to a power source.
本発明の装置の制御ユニットは、2個のスイッチと、ゼ
ロ検出器と、最小信号取出し器と、陰極スパッタリング
終了確認回路と全具備したものであることが好ましく、
ここでゼロ検出器の出力は前記2個のスイッチのうちの
オノのスイッチのオノの入力に接続され、該スイッチの
出力は第2のスイッチの第1の入力に接続され、該第2
のスイッチの第20入力は陰極スパッタリング終了確認
回路の出力に接続され、前記第2のスイッチのオノの出
力は最小信号取出し器のオノの入力に接続され、前記オ
ノのスイッチのそれぞれの入力と、ゼロ検出器の入力と
、最小信号取出し器の第2の入力と、陰極スパッタリン
グ終了確認回路の入力とはそれぞれ前記制御ユニットの
入力として使用され、前記第2のスイッチの第2の出力
と最小信号取出し器とはそれぞれ制御ユニットの出力と
して使用される。The control unit of the apparatus of the present invention preferably includes two switches, a zero detector, a minimum signal extractor, and a cathode sputtering completion confirmation circuit,
Here, the output of the zero detector is connected to the ono input of the ono switch of the two switches, the output of the switch is connected to the first input of the second switch, and the output of the zero detector is connected to the first input of the second switch, and
The 20th input of the switch is connected to the output of the cathode sputtering completion confirmation circuit, the ono output of the second switch is connected to the ono input of the minimum signal extractor, and the respective inputs of the ono switch, The input of the zero detector, the second input of the minimum signal extractor, and the input of the cathode sputtering completion confirmation circuit are respectively used as inputs of the control unit, and the second output of the second switch and the minimum signal The extractors are each used as an output of the control unit.
本発明の装置の陰極スパッタリング終了確認回路は、比
較器と、基準電源と、時間カウンタとを具備して成るこ
とが好ましく、ここにおいて比較器のオノの入力と出力
とはそれぞれ基準電源と時間カウンタの入力とに接続さ
れ、比較器の第2の入力と時間カウンタの出力とはそれ
ぞれ陰極スパッタリング終了確認回路の入力及び出力と
して使用される。Preferably, the cathode sputtering completion confirmation circuit of the apparatus of the present invention comprises a comparator, a reference power source, and a time counter, and here, the input and output of the comparator are the reference power source and the time counter, respectively. The second input of the comparator and the output of the time counter are used as the input and output of the cathode sputtering completion confirmation circuit, respectively.
以下に、図面を参照しながら本発明について詳細に記載
する。The present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
本発明の以下の詐明において、本発明の方法を実施する
装置を開示した図面を参照する。In the following elaboration of the invention, reference is made to the drawings which disclose an apparatus for carrying out the method of the invention.
第1図において、本発明の装置は電源1を含んで成り、
その出力は放電室3のリード2に接続され、この放電室
3の中で被加工片4に化学的−熱的処理が行われる。放
電;室3の中の被加工片4は懸垂部材5から懸垂される
。放電室3の壁は、リード2のうちの一つとして機能す
る。本発明の装置には温度センサ6が含まれており、そ
の入力は被加工片4と接続している。温度センサ6とし
ては増幅器付きの熱電対を用いることができ、温度セン
サ6の出力は温度変化率センサ7の入力と、温度比較素
子8の第1の入力とに接続される。温度センサ7の出力
は温度変化率比較素子9の第1の入力に接続される。ア
ーク発生頻度センサ10の入力はグロー放電電流伝送器
11の出力とグロー放電電圧伝送器12に接続される。In FIG. 1, the device of the invention comprises a power source 1;
Its output is connected to the lead 2 of the discharge chamber 3, in which the workpiece 4 is subjected to chemical-thermal treatment. Discharge: The work piece 4 in the chamber 3 is suspended from a suspension member 5. The wall of the discharge chamber 3 functions as one of the leads 2. The apparatus of the invention includes a temperature sensor 6, the input of which is connected to the workpiece 4. A thermocouple with an amplifier can be used as the temperature sensor 6, and the output of the temperature sensor 6 is connected to the input of the temperature change rate sensor 7 and the first input of the temperature comparison element 8. The output of temperature sensor 7 is connected to a first input of temperature change rate comparison element 9 . An input of the arc occurrence frequency sensor 10 is connected to an output of a glow discharge current transmitter 11 and a glow discharge voltage transmitter 12.
アーク発生頻度センサ10の出力はアーク発生tMv比
較素子13の第1の入力に接続される。比較素子8.9
、13の〕・2の入力は、被加工片温度とその変化率と
アーク発生頻度との予め定められた値に対応する信−Q
t受取るのに用いられる。比較素子8.9.13のff
l力は、レギュレータユニット17のそれぞれのレギュ
レータ14.15.16の入力に接続され、このレギュ
レータユニット17は、比較素子8,9.13の出力に
供給されるエラー係号に基づいて、被加工片温度とその
変化率とアーク発生頻度に関する制御信号全発生する設
計となっている。レギュレータ14,15.16の出力
と比較素子8の出力とけ、それぞれ制御ユニット22の
入力18.19.20.21に接続され、制御ユニット
22の入力23はグロー放[11圧伝送器12の出力に
接続される。制御ユニット22の出力24.25は電源
1の入力に接続される。The output of the arcing frequency sensor 10 is connected to a first input of the arcing tMv comparison element 13. Comparison element 8.9
, 13].2 is a signal Q corresponding to predetermined values of the workpiece temperature, its rate of change, and arc occurrence frequency.
Used to receive t. Comparison element 8.9.13 ff
l force is connected to the input of the respective regulator 14.15.16 of a regulator unit 17, which adjusts the workpiece on the basis of the error coefficient supplied to the output of the comparison element 8, 9.13. It is designed to generate all control signals related to the single temperature, its rate of change, and the frequency of arc occurrence. The outputs of the regulators 14, 15, 16 and the output of the comparator 8 are connected to the inputs 18, 19, 20, 21 of the control unit 22, respectively, and the input 23 of the control unit 22 is connected to the glow discharge [11 output of the pressure transmitter 12]. connected to. The outputs 24 , 25 of the control unit 22 are connected to the inputs of the power supply 1 .
制御ユニット22は電源電圧の振liQ値及び平均値を
制御する設計となっている。The control unit 22 is designed to control the fluctuation liQ value and average value of the power supply voltage.
ここで第2図を参照すると、制御ユニット22はスイッ
チ26を含んで成り、スイッチ26の出力はスイッチ2
7のオフの入力に接続される。スイッチ27の牙2の入
力は陰極スパッタリング終了確認回路29の出力28に
接続され、スイッチ270第1の出力は最小信号取出し
器300第1の入力に接続される。スイッチ260第1
の入力はゼロ検出器31の出力に接続される。スイッチ
26の他の二つの入力とゼロ検出器31の入力と最小信
号取出し器31の第2の入力と陰極スパッタリング終了
確認回路29の入力とは、それぞれ、制御ユニット22
の入力18.19.21.20.23として使用される
。最小信号取出し器30の出力とスイッチ27の第2の
出力とけ、それぞれ、制御ユニット22の出力25.2
4として使用される。スイッチ26は、第1図のレギュ
レータのうちの一つ14もしくは15の出力をスイッチ
27(第2図)の対応入力に接続するのに用いらし、ま
たスイッチ27は、レギュレータの一つ14もしくは1
5(オフ図)の出力を、陰極スパッタリング終了確認回
路29の出力28における信号の有無によって、最小信
号取出し器30の対応入力に接続するか、あるいは直接
制御ユニット22の入力25に接続するのに用いられる
。最小信号取出し器30はその二つの入力に供給された
信号を比較し、そのうち振幅の小さい方の信号全選択す
る機能を持つ。Referring now to FIG. 2, the control unit 22 comprises a switch 26 whose output is connected to the switch 2.
Connected to the off input of 7. The input of fang 2 of the switch 27 is connected to the output 28 of the cathode sputtering completion confirmation circuit 29, and the first output of the switch 270 is connected to the first input of the minimum signal extractor 300. switch 260 first
The input of is connected to the output of zero detector 31. The other two inputs of the switch 26, the input of the zero detector 31, the second input of the minimum signal extractor 31, and the input of the cathode sputtering completion confirmation circuit 29 are connected to the control unit 22, respectively.
used as input 18.19.21.20.23. The output of the minimum signal extractor 30 and the second output of the switch 27 respectively correspond to the output 25.2 of the control unit 22.
Used as 4. Switch 26 is used to connect the output of one of the regulators 14 or 15 of FIG. 1 to the corresponding input of switch 27 (FIG. 2), and switch 27 is used to connect the output of one of the regulators 14 or 15 of FIG.
5 (off diagram) is connected to the corresponding input of the minimum signal extractor 30 or directly to the input 25 of the control unit 22, depending on the presence or absence of a signal at the output 28 of the cathode sputtering completion confirmation circuit 29. used. The minimum signal extractor 30 has a function of comparing the signals supplied to its two inputs and selecting all the signals having the smaller amplitude.
第3図は陰極スパッタリング終了確認回路29の一つの
実施態様を示したものであり、これには比較器32が含
まれ、その出力は時間カウンタ33の入力に接続される
。比較器32の′17ノの入力は基準電源34に接続さ
れ、第2の入力は制御ユニット22の入力23として用
いられる。時間カウンタ33の出力は陰極スパッタリン
グ終了確認回路29の出力28として用いられる。比較
器32は、グロー放電電圧の所定値に応じて電源電圧全
基準電源34からの基準電圧と比較する機能を持つ。ま
た、比較器32は時間カウンタ33の動作信号全発生す
る。時間カウンタ33は、比較器32の出力における信
号の存在下において陰極スパッタリングが実施される時
間を計数し、陰極スパッタリング終了時にスイッチ27
(第2図)の出力に供給される信号を発生する。FIG. 3 shows one embodiment of the cathode sputtering completion confirmation circuit 29, which includes a comparator 32, the output of which is connected to the input of a time counter 33. The '17 input of comparator 32 is connected to reference power supply 34 and the second input is used as input 23 of control unit 22. The output of the time counter 33 is used as the output 28 of the cathode sputtering completion confirmation circuit 29. The comparator 32 has a function of comparing the power supply voltage with a reference voltage from the total reference power supply 34 according to a predetermined value of the glow discharge voltage. Further, the comparator 32 generates all operating signals for the time counter 33. A time counter 33 counts the time during which cathode sputtering is carried out in the presence of a signal at the output of comparator 32 and switches 27 at the end of cathode sputtering.
(FIG. 2).
第4図からオフ図までは、イオンニトロ出炉全制御する
制御装置の動作の経緯を示したグラフである。FIG. 4 to the off-line diagram are graphs showing the history of the operation of the control device that completely controls the ion nitro furnace.
第4図は、オフ図の被加工片4の温度T(実線)とアー
ク発生類1j[f(破線)とが経時的にどのように変化
するかを示したものである。横軸は時間tKおける電流
値であり、縦軸はT、f、’I’ の値である。縦軸
T は被加工片4(オフ図)の所定温度である。FIG. 4 shows how the temperature T (solid line) of the workpiece 4 and the arc generation type 1j[f (broken line) in the off-line diagram change over time. The horizontal axis is the current value at time tK, and the vertical axis is the values of T, f, and 'I'. The vertical axis T is the predetermined temperature of the work piece 4 (off view).
第5図は、アーク発生fR度レギュレーター6(第1図
)の出力における制御信号U□がどのように経時変fヒ
するかを示したものである。FIG. 5 shows how the control signal U□ at the output of the arc occurrence frequency regulator 6 (FIG. 1) changes over time.
第6図は、温度変fヒ率レギュレーター5の出力におけ
る制御信号U2(実線)と温度レギュレーター4の出力
における制御信号U3(破線)とが経時的にどのように
変イヒするかを示したものである。FIG. 6 shows how the control signal U2 (solid line) at the output of the temperature change rate regulator 5 and the control signal U3 (broken line) at the output of the temperature regulator 4 change over time. It is.
オフ図は、電源電圧U。が経時的にどのように変化する
か會示したものである。オフ図において実線は電圧の包
絡線波形を示し、破線は該当時間について平均し九電圧
を示したものである。縦軸U4は強力々陰極スパッタリ
ングの生じる電源電圧である。The off diagram is the power supply voltage U. This shows how the changes over time. In the off-graph, the solid line shows the envelope waveform of the voltage, and the broken line shows the nine voltages averaged over the corresponding time. The vertical axis U4 is the power supply voltage at which intense cathode sputtering occurs.
横軸のt工、t3、t3、t4、t5は次の値を示す。t work, t3, t3, t4, and t5 on the horizontal axis indicate the following values.
t□ は加熱温度が所定値に達する時間である。t□ is the time for the heating temperature to reach a predetermined value.
t、は電源電圧の振幅値がU4 に達する時間である
。t is the time when the amplitude value of the power supply voltage reaches U4.
t3 は連続する2個のパルス間の間隔の開始時間であ
る。t3 is the start time of the interval between two consecutive pulses.
t4 は陰極スパッタリング終了時間である。t4 is the end time of cathode sputtering.
t5 は次回アーク放電発生開始時間である。t5 is the start time of the next arc discharge occurrence.
オフ図においてτp5 τ0、τ0はそれぞれパルス間
隔、パルス幅、パルス周期全表わす。In the OFF diagram, τp5 τ0 and τ0 represent the pulse interval, pulse width, and pulse period, respectively.
本発明の方法はオフ図、第2図、第3図の装置により次
の様に実施される。The method of the present invention is carried out in the following manner using the apparatus of FIGS. 2 and 3.
開始時点1=0 (第4図からオフ図まで)において電
源1の電圧が放電室3のリード2(オフ図)に印加され
、その値は電源1の入力における制御信号の初期値に相
当する初期値U。(オフ図)である。処理開始時には、
一般にグロー放電がしげしげアーク放電に変わる。アー
ク放電の消滅は次の通りである。電源電圧は直ちにゼロ
に降下し、放電ギャップにより消イオン状態が達成され
る充分な時間が経過した後、新しく印加される。このた
めに、制御ユニット22の出力24に接続された電源1
の入力における制御信号はゼロになり、ある遅れ時間経
過後立上る。アーク放電発生により放電電流が増加し、
放電電圧が減少する。こうして、電流伝送器11(第1
図)によって発生した信号と電圧伝送器12によって発
生した信号が、アーク放電の発生を示す−アーク発生頻
度センサ10の出力に、アーク放電が発生する割合(ア
ーク発生頻回)に比例した信号が発生される。この信号
はアーク発生頻度比較素子13の入力に供給され、ここ
でこれは所定アーク発生頻度に比例する信号と比較され
る。こうして、アーク発生頻度比較素子13の出力に、
アーク発生頻度の所定値と測定値との間の差に比例する
信号が形成される。At the starting time 1=0 (from figure 4 to the off figure) the voltage of the power supply 1 is applied to the lead 2 of the discharge chamber 3 (off figure), the value of which corresponds to the initial value of the control signal at the input of the power supply 1. Initial value U. (off diagram). At the start of processing,
Generally, glow discharge changes to intense arc discharge. The extinction of arc discharge is as follows. The supply voltage immediately drops to zero and is reapplied after sufficient time has elapsed for the discharge gap to achieve a deionized state. For this purpose, a power supply 1 connected to the output 24 of the control unit 22
The control signal at the input of becomes zero and rises after a certain delay time. Due to the occurrence of arc discharge, the discharge current increases,
Discharge voltage decreases. In this way, the current transmitter 11 (first
The signal generated by the voltage transmitter 12 and the signal generated by the voltage transmitter 12 indicate the occurrence of arc discharge.The output of the arc frequency sensor 10 has a signal proportional to the rate at which arc discharge occurs (the frequency of arc occurrence). generated. This signal is fed to the input of an arcing frequency comparison element 13, where it is compared with a signal proportional to a predetermined arcing frequency. In this way, the output of the arc occurrence frequency comparison element 13 is
A signal is generated that is proportional to the difference between the predetermined value and the measured value of the arcing frequency.
この信号はアーク発生頻度レギュレータ16の入力に供
給され、その出力には、選定した調整法則にしたがって
、電源1(之・1図)を制御して電源電圧パルスの振幅
値Ua(オフ図)を変更するのに使用されるU□ (之
・5図)が形成する。レギュレータ16としては比例積
分レギュレータを使用することができる(第1図)。レ
ギュレータ16で形成された信号は制御ユニット22の
入力20に供給され、この入力は最小信号取出し器30
(1−2図)の入力の一つとして用いることかできる。This signal is fed to the input of an arcing frequency regulator 16, the output of which controls the power supply 1 (see Figure 1) to determine the amplitude value Ua (off diagram) of the supply voltage pulse according to the selected regulation law. The U□ (Fig. 5) used to change is formed. A proportional-integral regulator can be used as the regulator 16 (FIG. 1). The signal formed by the regulator 16 is fed to an input 20 of a control unit 22, which input is connected to a minimum signal extractor 30.
It can be used as one of the inputs (Figure 1-2).
最小信号取出し器30の他の入力はスイッチ27から信
号を受取るが、このスイッチ27はその基本機能のほか
基準電源としても機能する。Another input of the minimum signal extractor 30 receives a signal from a switch 27 which, in addition to its basic function, also serves as a reference power supply.
この信号は、制御ユニット22の入力20における信号
の値を大幅に上回る一定値を有する。最小信号取出し器
は、その二つの入力における信号を比較する機能を有し
、出力には比較したもののうち小さい方の信号が現われ
る。ここではこの小さい方の信号はアーク発生頻度レギ
ュレータ16の出力から得られる。この信号は電源1の
入力24に供給され、U2(電圧振幅、オフ図)の値を
変動させて、アーク発生頻度を所定水準に保つ。この場
合にUa は増大する。This signal has a constant value that significantly exceeds the value of the signal at input 20 of control unit 22. The minimum signal extractor has the function of comparing the signals at its two inputs, and the smaller of the compared signals appears at the output. This smaller signal is here obtained from the output of the arcing frequency regulator 16. This signal is applied to the input 24 of the power supply 1 and varies the value of U2 (voltage amplitude, off diagram) to keep the arcing frequency at a predetermined level. In this case, Ua increases.
この処理中、被加工片4(オフ図)は加熱されている。During this process, the work piece 4 (off view) is being heated.
そのため温度センサ6と温度変化率センサ7の出力には
、被加工片温度とその変化率の実際直に比例する信号が
現われる。比較素子8.9は、これらの信号を前記の計
の所定値に比例する信号と比較する機能を持つ。その後
、比較素子8.9の出力は、被加工片温度とその変化率
に関するエラー信号を形成する。Therefore, in the outputs of the temperature sensor 6 and the temperature change rate sensor 7, signals appear which are actually directly proportional to the temperature of the work piece and its rate of change. Comparison element 8.9 has the function of comparing these signals with a signal proportional to a predetermined value of said meter. The output of comparison element 8.9 then forms an error signal regarding the workpiece temperature and its rate of change.
これらのエラー信号と選定しfc調整法則とにしたがっ
て、レギュV−夕14.15は電源電圧の平均値を制御
するのに用いる信号U、とU3(第6図)?形成する。According to these error signals and the selected fc regulation law, the regulators V-14.15 are used to control the average value of the supply voltages U, and U3 (FIG. 6)? Form.
レギュレータ14.15としては比例積分レギュレータ
を用いることができる。A proportional-integral regulator can be used as the regulator 14,15.
形成された制御信号は制御ユニット22の入力18.1
9(第1図)に供給され、スイッチ26(第2図9のそ
れぞれの入力として用いられる。The generated control signal is sent to the input 18.1 of the control unit 22.
9 (FIG. 1) and are used as respective inputs of switches 26 (FIG. 2, 9).
スイッチ26が動作すると、時間tエ より前では温度
変化率に基づく制御信号U2 だけがスイッチ27の入
力に供給される。この信号はレギュレータ15の出力か
らスイッチ27全経て電源1の入力25に供給される。When switch 26 is activated, only a control signal U2 based on the rate of change of temperature is provided to the input of switch 27 before time te. This signal is supplied from the output of the regulator 15 through the switch 27 to the input 25 of the power supply 1.
こうして、電源電圧の平均値U5が変化する。それに伴
なって放電電圧の平均値が変化し、加熱率が所定水準に
保される。平均値U5ヲ変化させるには、たとえばパル
ス幅τ□ とパルス周期τ。全一定にしたまま、パルス
間隔τ、を変更すればよい。In this way, the average value U5 of the power supply voltage changes. Accordingly, the average value of the discharge voltage changes, and the heating rate is maintained at a predetermined level. To change the average value U5, for example, the pulse width τ□ and the pulse period τ. It is sufficient to change the pulse interval τ while keeping it completely constant.
時間tエ (第4図)において、被加工片温度Tは予め
定められた値T。に達する。その結果、ゼロ検出器31
(第2図)の出力には、スイッチ26を切換えてその出
力に温度レギュレータ14によって形成される制御信号
U3ヲ出現させる信号が現われる。At time t (Fig. 4), the temperature T of the work piece is a predetermined value T. reach. As a result, the zero detector 31
At the output of (FIG. 2) appears a signal which switches the switch 26 and causes the control signal U3 produced by the temperature regulator 14 to appear at its output.
制御信号U、から制御信号U3への移行は滑かに生じる
ことが望ましい。ということは、U3 の初期値が移行
時点におけるU2 の値に等しいこと全意味する。し
たがって、時間tよにおいては、温度レギュレータ14
からの制御信号U3(第6図)が電源1の入力25に供
給される条件が存在するっこれにより放電電圧の平均値
が変化して、被加工片温度が所定値T。K保たれる。It is desirable that the transition from control signal U to control signal U3 occurs smoothly. This means that the initial value of U3 is equal to the value of U2 at the time of transition. Therefore, at time t, temperature regulator 14
There exists a condition in which a control signal U3 (FIG. 6) from the source 1 is supplied to the input 25 of the power supply 1, whereby the average value of the discharge voltage changes and the temperature of the workpiece reaches a predetermined value T. K is maintained.
時間1.(之・7図)において電源電圧の振幅値Ua
はU4 に達]7、これにより強力な陰極スパッタリン
グ終了確認回路29の入力23、即ち比較器32(第3
図)の一つの入力における信号は、比較器の他の入力に
送られる信号に等しくなり、こうして比較器は時間カウ
ンタ33?駆動する信号全形成する。時間i3 (オ
フ図)において、比較器32(第3図)の出力信号は消
滅し、時間カウンタ33は計数を停止する。こうして時
間カウンタ33は、放電電圧がU4(オフ図)に保たれ
る時間全計数する、
時間t4 において、時間カウンタ33(第3図)が計
数する時間は予め定められた値に達し、陰極スパッタリ
ング終了確認回路29の出力28にはスイッチ27(第
2図)を切換える信号が形成される。これによりスイッ
チ27の出力において信号が切換わる。こうして、電源
1の入力25(オフ図〕は、放電電圧が事実上連続状と
なる一定信号を受取り、最小信号取出し器30のオノの
入力は温度レギュレータ14で形成された信号全受取る
。アーク発生頻度レギュレータ16によυ形成される信
号は常に最小信号取出し器30の第2の人力によって受
取られ、この取出し器の出力には両人力信号のうち振幅
の小さい方の信号が現われる。アーク放電が生じないと
きは、この小さい方の信号は温度に基づく制御信号U3
となる。連続波形状の電源電圧(2・7図)會変え
ることにより、被加工片温度は所定水準T。(第4図)
に保たれる。Time 1. (Figure 7), the amplitude value Ua of the power supply voltage
reaches U4]7, this causes the input 23 of the strong cathode sputtering completion confirmation circuit 29, that is, the comparator 32 (the third
The signal at one input of FIG. All driving signals are formed. At time i3 (off diagram), the output signal of comparator 32 (FIG. 3) disappears and time counter 33 stops counting. In this way, the time counter 33 counts the entire time during which the discharge voltage is maintained at U4 (off diagram). At time t4, the time counted by the time counter 33 (FIG. 3) reaches a predetermined value, and the cathode sputtering A signal for switching the switch 27 (FIG. 2) is formed at the output 28 of the termination confirmation circuit 29. This switches the signal at the output of switch 27. Thus, the input 25 (off diagram) of the power supply 1 receives a constant signal such that the discharge voltage is virtually continuous, and the on-line input of the minimum signal extractor 30 receives the full signal formed by the temperature regulator 14. The signal generated by the frequency regulator 16 is always received by a second output of the minimum signal extractor 30, at the output of which the smaller of the two output signals appears. If not, this smaller signal is the temperature-based control signal U3.
becomes. By changing the continuous wave power supply voltage (Figs. 2 and 7), the temperature of the work piece can be maintained at a predetermined level T. (Figure 4)
is maintained.
時間t5 においてアーク放電が再び生じると(第4図
、第5図、オフ図)、アーク発生頻度レギュレータ16
(第1図)の出力信号Uよ (第5図)が小さくなる。When arcing occurs again at time t5 (FIGS. 4, 5, and OFF diagrams), the arcing frequency regulator 16
The output signal U (Fig. 1) (Fig. 5) becomes smaller.
この信号が温度レギュレータ14によって形成される信
号U3(第6図)より小さな値になると、電源電圧か低
下し、アーク発生W4度も低下する。When this signal becomes smaller than the signal U3 (FIG. 6) produced by the temperature regulator 14, the power supply voltage decreases and the arc occurrence W4 degrees also decreases.
温度が上昇するとアーク放電の悪影響も強くなるため、
加熱中はアーク発生頻度を少なくするのが慣例であるっ
この場合、アーク発生頻度比較素子13の設定入力を温
度セッサ6の入力に接続する必要がある。(この接続は
第1図、第2図、第3図に図示されていない)。As the temperature rises, the negative effects of arc discharge become stronger.
In this case, where it is customary to reduce the arcing frequency during heating, it is necessary to connect the setting input of the arcing frequency comparison element 13 to the input of the temperature sensor 6. (This connection is not shown in FIGS. 1, 2, and 3).
本発明の方法及び装置では、2種類の制御パラメータを
同時に用いることにより、陰極スパッタリング終了前に
所要処理全体の制御を行うことが可能であり、ここで2
種類の制御パラメータはアーク発生頻度と被加工片4L
もしくはアーク発生頻度と被加工片温度変化率であり
、この場合電源電圧の振幅値と平均値が制御の対象とな
る。これ(でより高電圧で強力な陰極スパックリング¥
!−実施することができ、その結果処理時間が短縮され
、被加工片の質が向上する。In the method and apparatus of the present invention, by using two types of control parameters simultaneously, it is possible to control the entire required process before the end of cathode sputtering.
The type of control parameters are arc occurrence frequency and work piece 4L
Alternatively, it is the arc occurrence frequency and the rate of change in temperature of the work piece, and in this case, the amplitude value and average value of the power supply voltage are the objects of control. This (higher voltage and stronger cathode spackling)
! - can be carried out, resulting in reduced processing times and improved quality of the workpiece.
本発明の装置では制御パラメータごとに個別のレギュL
/−夕を使用し、これにより制御作用の向」二と被加工
片処理の質の向上が図られる。In the device of the present invention, individual regulation L is set for each control parameter.
/-2, thereby increasing the control effect and improving the quality of workpiece processing.
第1図は本発明によるグロー放電で被加工片の化学的−
熱的処理を行うための装置のブロック線図であり、
第2図は本発明の装置の制御ユニットのブロック線図で
あり、
第3図は本発明の装置の陰極スパッタリンク終了確認回
路の一つの実施態様全示した図であり、2・4図は本発
明による時間と被加工片温凹及び時間とアーク発生頻度
との関係を示した図であり、オ・5図は本発明による時
間とアーク発生頻度に基づく制御信号との関係會示した
図であり、訓・6(¥1は本発明による時間と温度によ
る制御イ呂刊及び時間と温度変化率による制御信号との
関係を示した図であり、
聞・7図は本発明による時間と電源電圧の関係を示した
図である。
1・・・電源 2・・・放電室3のリ−1
・3・・・放電室 4・・・被加工片6・・
・温度センサ 7・・・温度変化率センサ8・・
・温度比較素子 9・・・温度変化率比較素子10
・・・アーク発生細度センサ
12・・・グロー放電電圧伝送器
13・・・アーク発生頻度比較素子
14・・・温度レギュレータ
15・・・温度変化率レギュレータ
16・・・アーク発生頻度レギュレータ18.19,2
0.21・・・制御ユニット220入力22・・・制御
ユニット
23・・・制御ユニット22の入力
24.25・・・制御ユニット22の出力26・・・牙
1のスイッチ
27・・・牙2のスイッチ
28・・・陰極スパッタリング終了確認回路29の出力
29・・・陰極スパッタリング終了確認回路30・・・
最小信号取出し器
31・・・ゼロ検m器
32・・・比較器
33・・・時間カウンタ
34・・・基準電源
第1頁の続き
0発 明 者 ウラディミール・ヴアシリエヴイツチ・
キリチェンコ
ソヴイエト連邦イストラ・モス
コフスコイ・オブラスチ・ウリ
フサ9オーイ・グヴアルディス
コイ・デイヴイジイ43ケーヴイ
3
0発 明 者 イゴール・アファナシエヴイツチ・コズ
ロフスキ
ソヴイエト連邦イストラ・モス
コフスコイ・オブラスチ・ウリ
ツサ・ソヴエツツカヤ28ケーヴ
イ56
0発 明 者 ニナ・エメルヤノフナ・シゾヴア
ソヴイエト連邦イストラ・モス
コフスコイ・オブラスチ・ウリ
ツサ・ボウグア14ケーヴイ92
0発 明 者 ヴイクトール・ヴアシリエヴイツチ・ソ
ロマデイン
ソヴイエト連邦イストラ・モス
コフスコイ・オブラスチ・ウリ
フサ9オーイ・グヴアルディス
コイ・デイヴイジイ43ケーヴイ
0
0発 明 者 ヴイクトール・ニコラエヴイツチ・ブリ
ノフ
ソヴイエト連邦デドフスク・モ
スコフスコイ・オブラスチ・ウ
リツサ・コマロヴア2ケーヴイ
0
■出 願 人 エフゲニ・レイゼロヴイツチ・アブレス
ソヴイエト連邦イストラ・モス
コフスコイ・オブラスチ・ウリ
ツサ・ウリツツコゴ40ケーヴイ
■出 願 人 ウラディミール・ヴアシリエヴイツチ・
キリチェンコ
ソヴイエト連邦イストラ・モス
コフスコイ・オブラスチ・ウリ
フサ9オーイ・グヴアルディス
コイ・デイヴイジイ43ケーヴイ
3
■出 願 人 イゴール・アファナシエヴイツチ・コズ
ロフスキ
ソヴイエト連邦イストラ・モス
コフスコイ・オブラスチ・ウリ
ツサ・ソヴエツツカヤ28ケーヴ
イ56
■出 願 人 二す・エメルヤノフナ・シゾヴア
ソヴイエト連邦イストラ・モス
コフスコイ・オブラスチ・ウリ
ッサ・ボソヴア14ケーヴイ92
■出 願 人 ヴイクトール・ヴアシリエヴイツチ・ソ
ロマデーイン
ソヴイエト連邦イストラ・モス
コフスコイ・オブラスチ・ウリ
フサ9オーイ・グヴアルディス
コイ・デイヴイジイ43ケーヴイ
0
■出 願 人 ヴイクトール・ニコラエヴイツチ・ブリ
ノフ
ソヴイエト連邦デドフスク・モ
スコフスコイ・オブラスチ・ウ
リツサ・コマロヴア2ケーヴイFigure 1 shows the chemical effects of the work piece on the glow discharge according to the present invention.
2 is a block diagram of an apparatus for performing thermal processing; FIG. 2 is a block diagram of a control unit of the apparatus of the present invention; and FIG. 3 is a block diagram of a cathode sputter link completion confirmation circuit of the apparatus of the present invention. Figures 2 and 4 are diagrams showing the relationship between time and workpiece temperature depression according to the present invention, and time and arc occurrence frequency, and Figures E and 5 are diagrams showing the relationship between time and work piece temperature depression according to the present invention, and Figures E and 5 are diagrams showing the relationship between time and work piece temperature depression according to the present invention. It is a diagram showing the relationship between the control signal based on the arc occurrence frequency and the control signal based on the time and temperature change rate according to the present invention and the control signal based on the time and temperature change rate. Figure 7 is a diagram showing the relationship between time and power supply voltage according to the present invention. 1... Power source 2... Lee-1 of discharge chamber 3
・3...Discharge chamber 4...Work piece 6...
・Temperature sensor 7...Temperature change rate sensor 8...
・Temperature comparison element 9...Temperature change rate comparison element 10
... Arc occurrence fineness sensor 12 ... Glow discharge voltage transmitter 13 ... Arc occurrence frequency comparison element 14 ... Temperature regulator 15 ... Temperature change rate regulator 16 ... Arc occurrence frequency regulator 18. 19,2
0.21...Control unit 220 input 22...Control unit 23...Input 24 of control unit 22...Output 26 of control unit 22...Fang 1 switch 27...Fang 2 Switch 28...Output 29 of cathode sputtering completion confirmation circuit 29...Cathode sputtering completion confirmation circuit 30...
Minimum signal extractor 31...Zero detector 32...Comparator 33...Time counter 34...Reference power supply Continued from page 1 0 Inventor Vladimir Vasilyevich
Kirichenko Soviet Union Istra Moskovskoy Obrasti Ulitsa 9 Oi Gvardiscoy Deivyiy 43 Cavy 3 0 Inventor Igor Afanasyevich Kozlovsky Soviet Union Istra Moskovskoy Obrasti Ulitsa Soviet Union Istra Moskovskoy Obrasti Ulitsa Bougua 14 Cavey 92 0 Inventor Viktor Vasilyevich Solomadein Soviet Union Istra Moskovskoy Moskovskoy Obrasti Ulyvsa 9Oi Guvardiskoy Daveyzyi 43Kevy 0 0 Inventor Viktor Nikolaevitsch Blinovsovjet Federation Dedovsk Moskovskoy Obrasti Ulitsa Komalova 2Kevy 0 ■Applicant Evgeny Reizerovitsch・Abres Soviet Union Istra Moskovskoy Obrasti Ulitsa Ulitsutskogo 40 cavy ■Applicant Vladimir Vasilievitsi
Kirichenko Soviet Union Istra Moskovskoy Obrasti Ulitsa 9 Oi Gvardiscoy Deivyiy 43 Cavy 3 ■Applicant Igor Afanasyevich Kozlovsky Soviet Union Istra Moskovskoy Obrasti Ulitsa Soviet Union 28 K. 56 ■Applicant Two Emelyanovna Sizovya Soviet Union Istra Moskovskoy Obrasti Ulissa Vosovya 14 K. 92 Istra Moskovskoy Obrasti Ulivsa 9 Oi Guvardiskoy Daveysyi 43 Cavy 0 ■Applicant Viktor Nikolaevitchy Blinov Soviet Federation Dedovsk Moskovskoy Obrasti Ulitsa Komarovya 2 Cavi
Claims (1)
理を制御する方法において、被加工片(4)の温健、該
温度の変化率、及びグロー放電中にアークが発生する頻
度を測定し、これらの測定された量をその予め決められ
ている値と比較し、それに対応するエラー信号を発生し
、これらの工2−信号から、上記温度、その変化率及び
上記アーク発生頻度に関してグロー放電電圧を制御する
制御信号を得、そしてアーク発生頻度に基づいた制御信
号を用いてグロー放電中のアークの発生を制御すること
を特徴とする方法。 2、グロー放電中に保持された被加工片が加熱及び陰極
スパッタリングを同時に受ける様な特許請求の範囲第1
項に記載の被加工片を化学的−熱的に処理する方法にお
いて、被加工片(4)の処理の開始から陰極スパッタリ
ングの終了まで、調整可能な振巾及び平均値を有したパ
ルス電圧をグロー放電電圧として使用し、上記パルス電
圧の平均値を用いて温度及びその変化率を制御し、そし
てパルス電圧の振中値を用いてアーク発生頻変ヲ制御す
ることを特徴とする方法。 3、グロー放電電圧を制御するだめのアーク発生頻度に
基づく制御信号を温度に基づく制御信号と比較し7、そ
してこれらの比較される制御信号のうちで小さいグロー
放N電圧に対応する制御信号を用いてグロー放電電圧を
制御する特許請求の範囲′yf1項及び第2項に記載の
方法。 4、グロー放電電圧を制御するためのアーク発生頻度に
基づく制御信号を温度の変化率に基づく制御信号と比較
し、そしてこれらの比較される制御信号のうちで小さい
グロー放電電圧に対応する方の制御信号を用いてグロー
放電電圧を制御する特許請求の範囲オノ項及び第2項に
記載の方法。 5、被加工片(4)の温度が高くなるにつれてアーク発
生頻度の値を増加する特許請求の範囲オl項に記載の方
法。 6.特許請求の範囲オフ環、2項、3頂、4項及び5項
のいずれかに記載の方法全実施する装置において、被加
工片(4)全収容する放電、室(3)のリード(2)に
接続された電源(1)と、被加工片の温度センサ(6)
と、温度変化率のセンサ(7)と、アーク発生頻度のセ
ンサ(10)と、温度、その変化率、及びアーク発生頻
度を各々表わしている測定された量をそれらの予め決め
られている値と比較する素子(8,9,13)と、温度
、その変化率及びアーク発生頻度上各々調整するレギュ
レータ(14,15,16)と、制御ユニット(22)
と、グロー放電電圧伝送器(12)とを具備して成り、
上記センナ(6,7,10)の出力はそれらに対応する
比較素子(8,9,13)’(r経て各々のレギュレー
タ(14,15,16)に接続され、レギュレータ(1
6)の出力は制御二二ツ) (22)の入力(20)へ
接続され、該制御ユニットの入力(18,19)はレギ
ュレータ(14,15)の出力へ接続され、該制御ユニ
ットの入力(21)は比較素子(8)の出力に接続され
、該制御ユニットの入力(23)は伝送器(12)を経
てリード(2)の各々に接続され、そして該制御ユニッ
トの出力(24,25)は電源(1)に接続されること
を特徴とする装置。 7゜上記制御ユニット(22)はスイッチ(26゜27
)と、ゼロ検出器(31)と、最小信号取り出し器(3
0)と、陰極スパッタリング終了確認回路(29)とを
備えており、上記ゼロ検出器(31)の出力は上記スイ
ッチ(26)のオノ人力に接続され、該スイッチの出力
は上記スイッチ(27)のオノ人力で接続され、該スイ
ッチ(27)の第2人力は上記陰極スパッタリング終了
確認回路(29)の出力(28)[接続され、該スイッ
チ(27)のオノ出力は最小信号取り出し器(30)の
第1人力に接続され、上記スイッチ(26)の各入力、
上記ゼロ検出器(31)の入力、上記最小信号取り出し
器(30)の第2人力、及び上記陰極スパッタリング終
了確認回路(29〕の入力は各々制御ユニット(22)
の入力(18,19,21,20,23) として使
用され、そして上記スイッチ(27〕の第2出力及び最
小信号取り出し器(3o)の出方は各々制御ユニット(
22)の出力(25,24)として使用される特許請求
の範囲オ6項に記載の装置。 8、上記陰極スパッタリング終了確認回路(29)は、
比較器(32)と、基準電源(34)と、時間カウンタ
(33)とを備え、上記比較器(32)のオノ入力及び
出力は各々上記電源(34)及び時間カウンタ(33〕
の入力へ接続され、上記比較器(32)の第2人力及び
時間カウンタ(33)の出方は各々上記陰極スパッタリ
ング終了確認回路(29)の入力及び出力(28)とし
て用いられる特許請求の範囲オフ環に記載の装置。[Claims] 1. A method for controlling the chemical-thermal treatment of a work piece performed during glow discharge, the temperature of the work piece (4), the rate of change of the temperature, and the temperature during glow discharge. measure the frequency with which arcs occur, compare these measured quantities with their predetermined values, generate corresponding error signals, and from these signals determine the temperature, its change. A method comprising: obtaining a control signal for controlling a glow discharge voltage with respect to a rate of arcing and said arcing frequency; and controlling arcing during the glow discharge using a control signal based on the arcing frequency. 2. Claim 1 in which the work piece held during glow discharge is simultaneously subjected to heating and cathode sputtering.
In the method for chemically-thermal processing of a workpiece as described in paragraph 1, a pulse voltage with an adjustable amplitude and an average value is applied from the start of treatment of the workpiece (4) to the end of cathode sputtering. A method characterized by using the glow discharge voltage as a glow discharge voltage, controlling the temperature and its rate of change using the average value of the pulse voltage, and controlling the frequency of arc occurrence using the midpoint value of the pulse voltage. 3. Compare the control signal based on the arc occurrence frequency to control the glow discharge voltage with the control signal based on temperature 7, and select the control signal corresponding to the smaller glow discharge N voltage among these compared control signals. 2. The method according to claim 1 and 2, wherein the glow discharge voltage is controlled using the method of claim 1. 4. Compare a control signal based on the arcing frequency for controlling the glow discharge voltage with a control signal based on the rate of change of temperature, and determine which of these compared control signals corresponds to the smaller glow discharge voltage. A method according to claims 1 and 2, in which the glow discharge voltage is controlled using a control signal. 5. The method according to claim 1, wherein the value of the arc occurrence frequency is increased as the temperature of the work piece (4) becomes higher. 6. In an apparatus for carrying out the method according to any one of claims 2, 3, 4, and 5, the work piece (4) is entirely accommodating, and the lead (2) in the chamber (3) is provided. ) and a temperature sensor (6) for the workpiece.
, a temperature change rate sensor (7), an arcing frequency sensor (10), and measuring measured quantities representative of temperature, its rate of change, and arcing frequency, respectively, at their predetermined values. elements (8, 9, 13) for comparison, regulators (14, 15, 16) for adjusting the temperature, its rate of change, and arc occurrence frequency, and a control unit (22).
and a glow discharge voltage transmitter (12),
The outputs of the sensors (6, 7, 10) are connected to the respective regulators (14, 15, 16) via their corresponding comparison elements (8, 9, 13)' (r,
The output of 6) is connected to the input (20) of the control unit (22), the inputs (18, 19) of the control unit are connected to the outputs of the regulators (14, 15), the inputs of the control unit (21) is connected to the output of the comparison element (8), the input (23) of the control unit is connected to each of the leads (2) via the transmitter (12), and the output (24, 25) is a device characterized in that it is connected to the power source (1). 7゜The control unit (22) has a switch (26゜27
), zero detector (31), and minimum signal extractor (3
0) and a cathode sputtering completion confirmation circuit (29), the output of the zero detector (31) is connected to the ono power of the switch (26), and the output of the switch is connected to the switch (27). The second manual input of the switch (27) is connected to the output (28) of the cathode sputtering completion confirmation circuit (29), and the output of the switch (27) is connected to the minimum signal extractor (30). ), each input of the switch (26),
The input of the zero detector (31), the second manual input of the minimum signal extractor (30), and the input of the cathode sputtering completion confirmation circuit (29) are each connected to a control unit (22).
The second output of the switch (27) and the minimum signal extractor (3o) are used as inputs (18, 19, 21, 20, 23) of the control unit (
22) as an output (25, 24). 8. The cathode sputtering completion confirmation circuit (29) is as follows:
It is equipped with a comparator (32), a reference power source (34), and a time counter (33), and the input and output of the comparator (32) are connected to the power source (34) and the time counter (33), respectively.
The output of the second manual power of the comparator (32) and the time counter (33) are used as the input and output (28) of the cathode sputtering completion confirmation circuit (29), respectively. The device described in the off-ring.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9954881A JPS583968A (en) | 1981-06-26 | 1981-06-26 | Method of controlling chemical thermal treament of work piece in glow discharge and device for carrying out method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9954881A JPS583968A (en) | 1981-06-26 | 1981-06-26 | Method of controlling chemical thermal treament of work piece in glow discharge and device for carrying out method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS583968A true JPS583968A (en) | 1983-01-10 |
JPH021906B2 JPH021906B2 (en) | 1990-01-16 |
Family
ID=14250229
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9954881A Granted JPS583968A (en) | 1981-06-26 | 1981-06-26 | Method of controlling chemical thermal treament of work piece in glow discharge and device for carrying out method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS583968A (en) |
-
1981
- 1981-06-26 JP JP9954881A patent/JPS583968A/en active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH021906B2 (en) | 1990-01-16 |
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