JPS60131964A - 膜被覆物の製造方法 - Google Patents
膜被覆物の製造方法Info
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- JPS60131964A JPS60131964A JP24148883A JP24148883A JPS60131964A JP S60131964 A JPS60131964 A JP S60131964A JP 24148883 A JP24148883 A JP 24148883A JP 24148883 A JP24148883 A JP 24148883A JP S60131964 A JPS60131964 A JP S60131964A
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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
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/0021—Reactive sputtering or evaporation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- 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
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/02—Pretreatment of the material to be coated
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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】
この発明は、膜被覆物の製造方法に関する。さらに詳し
くは、種々の原子や化合物の膜を表面に形成してなる膜
被覆物であって５１．基体と膜との密着性に優れた膜被
覆物の製造方法に関する。
くは、種々の原子や化合物の膜を表面に形成してなる膜
被覆物であって５１．基体と膜との密着性に優れた膜被
覆物の製造方法に関する。
従来から、種々の金属原子や化合物の膜を種々の基体（
例えば金属、セラミック、ガラス等）の表面に蒸着形成
してその表面を改質したり、特定の機能を付与させる方
法が行なわれている。
例えば金属、セラミック、ガラス等）の表面に蒸着形成
してその表面を改質したり、特定の機能を付与させる方
法が行なわれている。
そしく蒸着は真空中で行なわれ、その具体的な方法とし
ては、所望の原子又は化合物に対応する固体を蒸気化さ
せ、基板上に堆積させる真空蒸着法、蒸発物の一部をイ
オン化し、電界によりエネルギーを与えイオン化されな
かった他の蒸発物と共に試料にＨ＃積させるイオンブレ
ーティング法、エネルギーを持った粒子を固体に照射し
、スパッタリングにより飛び出した粒子を基板上に堆積
させるスパッタ法及びガス分子を分解し、その一部を基
板上に堆積させるＣＶＤ法がある。
ては、所望の原子又は化合物に対応する固体を蒸気化さ
せ、基板上に堆積させる真空蒸着法、蒸発物の一部をイ
オン化し、電界によりエネルギーを与えイオン化されな
かった他の蒸発物と共に試料にＨ＃積させるイオンブレ
ーティング法、エネルギーを持った粒子を固体に照射し
、スパッタリングにより飛び出した粒子を基板上に堆積
させるスパッタ法及びガス分子を分解し、その一部を基
板上に堆積させるＣＶＤ法がある。
しかし、、これらの従来の蒸＠方法において基体表面に
飛来して造膜する原子、イオン、化合物等の粒子のエネ
ルギーはｏ、 １Ｎ程度から数百１ｖ程度であり、この
範囲のエネルギーではこれらの粒子は基体表面に軟着陸
して堆積するかけいぜい基体表面を活性化させつつ堆積
するにすぎない。従つて基体とｍ膜形成された膜との密
着性（膜の付着強度）に問題があり、例えば長時間の機
械的摩擦力によって膜が剥離してしまうという恐れがあ
つｌこ 。
飛来して造膜する原子、イオン、化合物等の粒子のエネ
ルギーはｏ、 １Ｎ程度から数百１ｖ程度であり、この
範囲のエネルギーではこれらの粒子は基体表面に軟着陸
して堆積するかけいぜい基体表面を活性化させつつ堆積
するにすぎない。従つて基体とｍ膜形成された膜との密
着性（膜の付着強度）に問題があり、例えば長時間の機
械的摩擦力によって膜が剥離してしまうという恐れがあ
つｌこ 。
この発明は、かような従来の問題点に鑑みなされたもの
であり、密着性の改善された蒸着膜を有する膜被覆物を
提供することを目的とするものである。
であり、密着性の改善された蒸着膜を有する膜被覆物を
提供することを目的とするものである。
かくしてこの発明によれば、基体表面に所望原子又は化
合物の膜を蒸着によって形成させるに際し、膜形成の初
期段階に１０に＆以上の加速イオンを蒸着面に照射する
ことからなる密着性の優れた膜被覆物の製造方法が提供
される。
合物の膜を蒸着によって形成させるに際し、膜形成の初
期段階に１０に＆以上の加速イオンを蒸着面に照射する
ことからなる密着性の優れた膜被覆物の製造方法が提供
される。
この発明の最も特徴とする点は蒸着膜形成の初期の段階
において加速イオンを照射することにある。
において加速イオンを照射することにある。
この際に用いる加速イオンとしＣは、例えばアルゴン、
ヘリウムのような希ガス類、窒素、炭素、酸素等の加速
イオンが挙げられ、これ以外にもアルミニウムやクロム
も適用可能である。この際のイオンのエネルギーは、原
子当り、１０Ｋ ｍ以上とする。これは数百Ｎ〜数Ｋｃ
Ｖではスパッタリングが支配的で照射されたイオンが基
板あるいは膜中に入りこまず不適当である。さらに低い
エネルギーについては、従来例に記した通りである。通
常、イオンのエネルギーは１０ＫｅＶ〜１００に＃の範
囲内 、で選択するのが好ましい。
ヘリウムのような希ガス類、窒素、炭素、酸素等の加速
イオンが挙げられ、これ以外にもアルミニウムやクロム
も適用可能である。この際のイオンのエネルギーは、原
子当り、１０Ｋ ｍ以上とする。これは数百Ｎ〜数Ｋｃ
Ｖではスパッタリングが支配的で照射されたイオンが基
板あるいは膜中に入りこまず不適当である。さらに低い
エネルギーについては、従来例に記した通りである。通
常、イオンのエネルギーは１０ＫｅＶ〜１００に＃の範
囲内 、で選択するのが好ましい。
この発明における基体とは前記した蒸着の分野で被覆対
象となる種々の固体が挙げられる。通常、金属等の導体
が主たる対象であり、具体的には鉄鋼器材、工具等が挙
げられる。また、この発明における被覆とは、基体表面
全体のみならず基体表面の一部の被覆も示ずものである
。また、この発明において、蒸着せしめる原子又は化合
物としては、前記真空蒸着法、イオンブレーティング法
、スパッタ法、ＣＶＤ法等で適用しつる種々の原子及び
化合物が挙げられ金属が代表的である。
象となる種々の固体が挙げられる。通常、金属等の導体
が主たる対象であり、具体的には鉄鋼器材、工具等が挙
げられる。また、この発明における被覆とは、基体表面
全体のみならず基体表面の一部の被覆も示ずものである
。また、この発明において、蒸着せしめる原子又は化合
物としては、前記真空蒸着法、イオンブレーティング法
、スパッタ法、ＣＶＤ法等で適用しつる種々の原子及び
化合物が挙げられ金属が代表的である。
一方、膜形成の初期段階とは上記加速イオンが蒸着膜と
基体との界面付近に関与しつる観点から意味づけられる
ものである。すなわち、前記のごときエネルギーを有す
る加速イオンを固体に照射した場合、周知のごと＜ ｋ
ｎｏｃｋ −ｏｎ現象により、固体を構成する原子は元
の位置からはじき飛ばされある原子は表面より奥へまた
ある原子は表面の方向へ移動する。固体表面上に伺らか
の膜を堆積させ、その界面付近で上記ｋｎｏｃｋ −ｏ
ｎ現象を著しく発生させた場合、結果として界面で、元
の固体構成原子と堆積膜構成原子の混合を生じかつそれ
ら原子の分布は連続的に変化する。この発明は、このよ
うな状態を利用することにより堆積膜の付着強度を改善
するものである。しかしながら照射したイオンの固体内
での分布は、ガウス分布に近い形をしているが混合領域
を効果的に形成するにはイオンの分布を界面付近に位置
させることが望ましい。しかし、この分布の最大の位置
、即ちイオンの平均飛程Ｒｐはぜいぜい１１００ｎのオ
ーダーぐある。例えばＡ１に対し、１００に＃のＡｒを
照射した場合ＲＯ約１１００ｎ標準偏差３６ｎｍ程度の
分布をする。従って通常要求される膜厚の蒸着膜（例え
ば、鉄の耐食性改善には膜厚５００ｎｍ程度のＡ１が蒸
着被覆される）の形成後に１００ＫＩｖのＡｒを照射し
ても界面イリ近はほとんど影響を受けず密着性の改善に
は結びつかない。もちろん理論上は加速イオンのエネル
ギーを非常に増大すれば界面付近の改質も可能であるが
、装置構成やコスト等の点で実際上適用し得ない。その
ため本発明では、ある固体上に厚膜を堆積させる場合膜
の堆積とイオンの照射とで界面に混合状態を生じさせそ
の後必要な厚みまで堆積を行うことを意図して、「膜形
成の初期段階」に前記加速イオンの照射が行なわれる。
基体との界面付近に関与しつる観点から意味づけられる
ものである。すなわち、前記のごときエネルギーを有す
る加速イオンを固体に照射した場合、周知のごと＜ ｋ
ｎｏｃｋ −ｏｎ現象により、固体を構成する原子は元
の位置からはじき飛ばされある原子は表面より奥へまた
ある原子は表面の方向へ移動する。固体表面上に伺らか
の膜を堆積させ、その界面付近で上記ｋｎｏｃｋ −ｏ
ｎ現象を著しく発生させた場合、結果として界面で、元
の固体構成原子と堆積膜構成原子の混合を生じかつそれ
ら原子の分布は連続的に変化する。この発明は、このよ
うな状態を利用することにより堆積膜の付着強度を改善
するものである。しかしながら照射したイオンの固体内
での分布は、ガウス分布に近い形をしているが混合領域
を効果的に形成するにはイオンの分布を界面付近に位置
させることが望ましい。しかし、この分布の最大の位置
、即ちイオンの平均飛程Ｒｐはぜいぜい１１００ｎのオ
ーダーぐある。例えばＡ１に対し、１００に＃のＡｒを
照射した場合ＲＯ約１１００ｎ標準偏差３６ｎｍ程度の
分布をする。従って通常要求される膜厚の蒸着膜（例え
ば、鉄の耐食性改善には膜厚５００ｎｍ程度のＡ１が蒸
着被覆される）の形成後に１００ＫＩｖのＡｒを照射し
ても界面イリ近はほとんど影響を受けず密着性の改善に
は結びつかない。もちろん理論上は加速イオンのエネル
ギーを非常に増大すれば界面付近の改質も可能であるが
、装置構成やコスト等の点で実際上適用し得ない。その
ため本発明では、ある固体上に厚膜を堆積させる場合膜
の堆積とイオンの照射とで界面に混合状態を生じさせそ
の後必要な厚みまで堆積を行うことを意図して、「膜形
成の初期段階」に前記加速イオンの照射が行なわれる。
かような初期段階は後述するごとく加速イオンの平均飛
程に基づき設定される。
程に基づき設定される。
以下添付図面に基づきこの発明の態様について説明する
。
。
まずあらかじめ脱脂処理等の前処理を施された金属工具
のごとき基体（１）の表面（２）上に所望の金属原子が
過当な厚みまで（ωまで蒸着により堆積形成される。（
３）は初期蒸着膜である。上記適当な厚みとは、この後
照射する加速イオンの種類、エネルギー及び蒸着膜の材
質の組合せにより決定されるイオンの平均飛程Ｒｐ前後
とするのが適当である。
のごとき基体（１）の表面（２）上に所望の金属原子が
過当な厚みまで（ωまで蒸着により堆積形成される。（
３）は初期蒸着膜である。上記適当な厚みとは、この後
照射する加速イオンの種類、エネルギー及び蒸着膜の材
質の組合せにより決定されるイオンの平均飛程Ｒｐ前後
とするのが適当である。
例えば、Ｆｅの基体にＡ１を蒸着し、これに３０に＆の
アルゴン加速イオンを照射づる際のアルゴン加速イオン
のＡ１内での平均飛程は約３０ｍｍであるので、この前
後の厚みのＡ１の初期蒸着膜を形成させるのが適切であ
る。−最に、平均飛程Ｒｐは、加速イオンの原子番号及
びエネルギーの増加とともに増加し、かつ基体の原子番
号及び密度の増加とともに減少するため、−他の組合せ
の場合においても上記初期設定厚みに対応して、適宜初
期厚みを決定することができる。
アルゴン加速イオンを照射づる際のアルゴン加速イオン
のＡ１内での平均飛程は約３０ｍｍであるので、この前
後の厚みのＡ１の初期蒸着膜を形成させるのが適切であ
る。−最に、平均飛程Ｒｐは、加速イオンの原子番号及
びエネルギーの増加とともに増加し、かつ基体の原子番
号及び密度の増加とともに減少するため、−他の組合せ
の場合においても上記初期設定厚みに対応して、適宜初
期厚みを決定することができる。
次いで既述のごとくある種（Ａｒ等不活性ガスあるいは
窒素、炭素、酸素等）の加速イオンの照射を行なう。こ
れにより、Ｋｎｏｃｋ−ｏｎ現象に基づいて蒸着膜（３
）の構成原子と基体（１）の構成原子とが混合した混合
状！？！（４１が界面（２）付近に形成される。
窒素、炭素、酸素等）の加速イオンの照射を行なう。こ
れにより、Ｋｎｏｃｋ−ｏｎ現象に基づいて蒸着膜（３
）の構成原子と基体（１）の構成原子とが混合した混合
状！？！（４１が界面（２）付近に形成される。
この照射イオン団は特に限定されないが、通常１×１０
１６〜１×１０１７ｉ０ｎＳ／ｌｉ程度でよい。
１６〜１×１０１７ｉ０ｎＳ／ｌｉ程度でよい。
上記処理が終ｒした後、さらに蒸着を続けることにより
、第４図に示ずごとく所望厚み（例えば１点）の蒸着膜
（３′ｌを被覆してなる膜被覆物が得られる。
、第４図に示ずごとく所望厚み（例えば１点）の蒸着膜
（３′ｌを被覆してなる膜被覆物が得られる。
なお、加速イオンの照射は、必ずしも上述した手順で行
なわなくてもよい。例えば、蒸着（堆積）とイオン照射
をある蒸着厚みまで同時に行なうこともできる。この際
のある蒸着厚みとしてはＲ１）から２Ｒｐ程度の厚みの
範囲が適当である。そしてこの後必要な厚みまで蒸着を
行なえばよい。この際、Ｒｐ〜２Ｒｐ程度の膜厚で蒸着
を停止させて一旦停止させてもよく、連続的に行なって
イオン照射のみを停止さけてもよい。場合によってはＲ
１）以下のわずかな厚みで膜が蒸着した状態からイオン
照射を開始し、２Ｒｐ程度の膜が蒸着した状態でイオン
照射のみを停止させ、引続き蒸着を所定厚みまで行なっ
てもよい。すなわち、少なくとも蒸着膜形成の初期に照
射されていればよい。
なわなくてもよい。例えば、蒸着（堆積）とイオン照射
をある蒸着厚みまで同時に行なうこともできる。この際
のある蒸着厚みとしてはＲ１）から２Ｒｐ程度の厚みの
範囲が適当である。そしてこの後必要な厚みまで蒸着を
行なえばよい。この際、Ｒｐ〜２Ｒｐ程度の膜厚で蒸着
を停止させて一旦停止させてもよく、連続的に行なって
イオン照射のみを停止さけてもよい。場合によってはＲ
１）以下のわずかな厚みで膜が蒸着した状態からイオン
照射を開始し、２Ｒｐ程度の膜が蒸着した状態でイオン
照射のみを停止させ、引続き蒸着を所定厚みまで行なっ
てもよい。すなわち、少なくとも蒸着膜形成の初期に照
射されていればよい。
このようにして得られた膜被覆物の蒸着膜と基体との界
面付近はそれぞれの原子の混合状態を有しておりかつそ
の分布は連続的なものである。従ってこれら蒸着膜と基
体との密着性が向上するものと考えられる。
面付近はそれぞれの原子の混合状態を有しておりかつそ
の分布は連続的なものである。従ってこれら蒸着膜と基
体との密着性が向上するものと考えられる。
このようにして得られた膜被覆物はその優れた密着性に
より種々の用途に有用である。例えば、鋼板上にＡ１や
７ｎを蒸着形成してその耐食性を改善するに際し、この
発明の製造方法を適用することにより、その加工性、即
ち、プレス等の成型時のはがれの問題等をより改善する
ことができる。
より種々の用途に有用である。例えば、鋼板上にＡ１や
７ｎを蒸着形成してその耐食性を改善するに際し、この
発明の製造方法を適用することにより、その加工性、即
ち、プレス等の成型時のはがれの問題等をより改善する
ことができる。
第１〜３図は、この発明の製造方法を順次説明環るだめ
の断面を含む模式的構成説明図である。 （１）・・・・・・基体、（２）・・・・・・表面又は
界面、（３）・・・・・・初期蒸着膜、（４）・・・・
・・混合状態（相）、（′３）・・・・・・蒸着膜。
の断面を含む模式的構成説明図である。 （１）・・・・・・基体、（２）・・・・・・表面又は
界面、（３）・・・・・・初期蒸着膜、（４）・・・・
・・混合状態（相）、（′３）・・・・・・蒸着膜。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、基体表面に所望原子又は化合物の膜を蒸着によって
形成させるに際し、膜形成の初期段階に１０Ｋ（Ａ／以
上の加速イオンを蒸着面に照射することからなる密着性
の優れた膜被覆物の製造方法。 ２、加速イオンのエネルギーが１０に＊〜１００に４／
である特許請求の範囲第１項記載の製造方法。 ３、基体及び蒸着膜が金属である特許請求の範囲第１項
記載の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24148883A JPS60131964A (ja) | 1983-12-20 | 1983-12-20 | 膜被覆物の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24148883A JPS60131964A (ja) | 1983-12-20 | 1983-12-20 | 膜被覆物の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60131964A true JPS60131964A (ja) | 1985-07-13 |
Family
ID=17075059
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24148883A Pending JPS60131964A (ja) | 1983-12-20 | 1983-12-20 | 膜被覆物の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60131964A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6196721A (ja) * | 1984-10-17 | 1986-05-15 | Agency Of Ind Science & Technol | 被膜形成方法 |
| JPS62134909A (ja) * | 1985-12-07 | 1987-06-18 | Nissin Electric Co Ltd | 表面処理された磁性体の製造方法 |
| JPS62139865A (ja) * | 1985-12-12 | 1987-06-23 | Nissin Electric Co Ltd | ダイヤモンドのメタライジング法 |
| JPS62256648A (ja) * | 1986-04-30 | 1987-11-09 | 日新電機株式会社 | 配線基板とその製造方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50109818A (ja) * | 1974-02-08 | 1975-08-29 | ||
| JPS57174459A (en) * | 1981-04-21 | 1982-10-27 | Namiki Precision Jewel Co Ltd | Formation of thin film |
| JPS582022A (ja) * | 1981-06-27 | 1983-01-07 | Agency Of Ind Science & Technol | 薄膜形成方法 |
| JPS58171217A (ja) * | 1982-04-02 | 1983-10-07 | Inoue Japax Res Inc | 放電加工装置の加工条件選択設定装置 |
-
1983
- 1983-12-20 JP JP24148883A patent/JPS60131964A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50109818A (ja) * | 1974-02-08 | 1975-08-29 | ||
| JPS57174459A (en) * | 1981-04-21 | 1982-10-27 | Namiki Precision Jewel Co Ltd | Formation of thin film |
| JPS582022A (ja) * | 1981-06-27 | 1983-01-07 | Agency Of Ind Science & Technol | 薄膜形成方法 |
| JPS58171217A (ja) * | 1982-04-02 | 1983-10-07 | Inoue Japax Res Inc | 放電加工装置の加工条件選択設定装置 |
Cited By (5)
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|---|---|---|---|---|
| JPS6196721A (ja) * | 1984-10-17 | 1986-05-15 | Agency Of Ind Science & Technol | 被膜形成方法 |
| JPS62134909A (ja) * | 1985-12-07 | 1987-06-18 | Nissin Electric Co Ltd | 表面処理された磁性体の製造方法 |
| JPH0746646B2 (ja) * | 1985-12-07 | 1995-05-17 | 日新電機株式会社 | 表面処理された磁性体の製造方法 |
| JPS62139865A (ja) * | 1985-12-12 | 1987-06-23 | Nissin Electric Co Ltd | ダイヤモンドのメタライジング法 |
| JPS62256648A (ja) * | 1986-04-30 | 1987-11-09 | 日新電機株式会社 | 配線基板とその製造方法 |
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