JPS62180069A - 管内面の被覆方法 - Google Patents
管内面の被覆方法Info
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- JPS62180069A JPS62180069A JP2202386A JP2202386A JPS62180069A JP S62180069 A JPS62180069 A JP S62180069A JP 2202386 A JP2202386 A JP 2202386A JP 2202386 A JP2202386 A JP 2202386A JP S62180069 A JPS62180069 A JP S62180069A
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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】
[産業上の利用分野]
パイプ内面の耐食、耐摩耗性等の改善、ダイス等各種工
具の耐摩耗性の改善、更にはマイクロ彼等波管として用
いられる各種キャビティーの電磁シールドの形成の際に
利用される。
具の耐摩耗性の改善、更にはマイクロ彼等波管として用
いられる各種キャビティーの電磁シールドの形成の際に
利用される。
[従来の技術]
従来、管の内面を被覆する方法として、第1には、電気
化学メッキ法や化学的蒸着法(CvD)が知られている
。然しながら電気化学メッキ法においては廃液処理や有
害ガス対策などが必要であり、又化学的蒸着法では、反
応ガスの熱分解反応を利用する為、未反応ガスや反応に
より生成したガスの処理が必要であり、かつ基材の温度
が高温(約tooo″C)となり、劣化が生じるなどの
問題があった。
化学メッキ法や化学的蒸着法(CvD)が知られている
。然しながら電気化学メッキ法においては廃液処理や有
害ガス対策などが必要であり、又化学的蒸着法では、反
応ガスの熱分解反応を利用する為、未反応ガスや反応に
より生成したガスの処理が必要であり、かつ基材の温度
が高温(約tooo″C)となり、劣化が生じるなどの
問題があった。
このような問題を解決する方法として、第2に物理的蒸
着法(PVD)が知られている。
着法(PVD)が知られている。
この物理的蒸着法には、加熱により、被覆膜を形成する
金属を蒸発させて行なう加熱蒸着法と、イオンスパッタ
によるコーティング法とが前記加熱蒸着法の例としては
第2図のような装置がある(特開昭53−1139号)
。図中21が内面を被覆される管、22が被覆膜の蒸発
源となる芯線、23が磁界発生用コイル、24が芯線2
1を加熱する為の電源、25が芯線22と管21の間に
電界を付与する為の電源である。この装置では芯11!
a22を加熱することにより蒸発した金属をイオン化し
、イオン化金属を前記電界を介して管内面に強力に被着
するようにしている。
金属を蒸発させて行なう加熱蒸着法と、イオンスパッタ
によるコーティング法とが前記加熱蒸着法の例としては
第2図のような装置がある(特開昭53−1139号)
。図中21が内面を被覆される管、22が被覆膜の蒸発
源となる芯線、23が磁界発生用コイル、24が芯線2
1を加熱する為の電源、25が芯線22と管21の間に
電界を付与する為の電源である。この装置では芯11!
a22を加熱することにより蒸発した金属をイオン化し
、イオン化金属を前記電界を介して管内面に強力に被着
するようにしている。
又、スパッタコーティング法の例としては第3図のよう
な装置がある(米国特許No。
な装置がある(米国特許No。
4290875)、図中31がターグー2トロツド32
がアノード33がサポートプレート。
がアノード33がサポートプレート。
34.35がコーティングの対象物である。
この装置ではターゲットロッド31とアノード32間で
グロー放電を越すことにより、ターゲットロッド31を
スパッタし、スパッタ物質をコーティングの対象物34
.35の表面に被着するようにしている。
グロー放電を越すことにより、ターゲットロッド31を
スパッタし、スパッタ物質をコーティングの対象物34
.35の表面に被着するようにしている。
[発明が解決しようとする問題点]
第2図に示した如くの加熱蒸着法では均一な蒸着速度を
得ることが難しいと共に、高融への金属膜を形成するの
に不向きであった。
得ることが難しいと共に、高融への金属膜を形成するの
に不向きであった。
又、スパッタコーティング法では■蒸着速度(成膜速度
)が遅い、■この為、被膜形成時に雰囲気からの不純物
の取り込みによる汚染が起り易い、■比較的高い圧力(
低真空)でのグロー放電を利用する為、基材(管内面)
と被膜との密着性などコーテイング膜の特性が悪い、■
グロー放電がアーク放電に移行した場合(放電距離など
のスパッタ条件による。)に被膜にピンホールが発生す
る等の問題点である。
)が遅い、■この為、被膜形成時に雰囲気からの不純物
の取り込みによる汚染が起り易い、■比較的高い圧力(
低真空)でのグロー放電を利用する為、基材(管内面)
と被膜との密着性などコーテイング膜の特性が悪い、■
グロー放電がアーク放電に移行した場合(放電距離など
のスパッタ条件による。)に被膜にピンホールが発生す
る等の問題点である。
前記第3図のスパッタ装置では高速成膜を可能としてあ
り、前記■■の問題点を解決する手段となり得るもので
あるが、ターゲットロッド31が100OCを超える為
、ターゲットの軟化、輻射熱によるスパッタ膜への影響
等の問題点があった。
り、前記■■の問題点を解決する手段となり得るもので
あるが、ターゲットロッド31が100OCを超える為
、ターゲットの軟化、輻射熱によるスパッタ膜への影響
等の問題点があった。
[問題点を解決するための手段]
この発明の管内面の被覆方法は、真空中に配置した被処
理管の中心軸上に棒状ターゲットを配置し、被処理管内
に平行磁場を発生させた雰囲気で、棒状ターゲットをグ
ロー放電下でスパッタし、被処理管の内面をスパッタ金
属を含む膜で被覆することを特徴としている。
理管の中心軸上に棒状ターゲットを配置し、被処理管内
に平行磁場を発生させた雰囲気で、棒状ターゲットをグ
ロー放電下でスパッタし、被処理管の内面をスパッタ金
属を含む膜で被覆することを特徴としている。
前記被処理管を配置する真空はl X l O−2トー
ル(T o r r)以下の高真空領域とする。
ル(T o r r)以下の高真空領域とする。
又グロ!放電rま棒状ターゲットに直流(D C)又は
高周波(RF)を印加して成起させ、いわゆるDCスパ
ッタ又はRFスパッタを行なう。
高周波(RF)を印加して成起させ、いわゆるDCスパ
ッタ又はRFスパッタを行なう。
[作用]
上記の方法によるこの発明では、被処理管、内に発生さ
せた平行磁場によって放電雰囲気の電子はマグネトロン
圧動をし、イオン化効率を増大させる結果I X 10
−2 トール以下の高真空中でもグロー放電を持続する
ことができる。そしてグロー放電下では、棒状ターゲッ
ト周囲の陰のスパッタ率が上昇する。
せた平行磁場によって放電雰囲気の電子はマグネトロン
圧動をし、イオン化効率を増大させる結果I X 10
−2 トール以下の高真空中でもグロー放電を持続する
ことができる。そしてグロー放電下では、棒状ターゲッ
ト周囲の陰のスパッタ率が上昇する。
この結果、前記従来の問題点はことごとく解決され、■
成膜速度を向上する、■高真空中でのスー2バタと相俊
って、不純物の取り込みによる汚染を回避する、■被膜
の密着性などの膜特性を向上する、■グロー放電が安定
しピンホールが発生しない等の利点を得ることができる
。
成膜速度を向上する、■高真空中でのスー2バタと相俊
って、不純物の取り込みによる汚染を回避する、■被膜
の密着性などの膜特性を向上する、■グロー放電が安定
しピンホールが発生しない等の利点を得ることができる
。
[実施例]
以下この発明の詳細な説明する。第1図はこの発明を実
施する装置の概略を示し、■は真空槽、2は棒状ターゲ
ット、3は棒状ターゲット2に接する電極、4は被処理
管、5は管取付台、6は上蓋、7は加熱ヒータ、8は磁
場発生コイル、9は排気口、10はガス導入管、11は
絶縁材、12は整合回路、13はRF主電源ある。
施する装置の概略を示し、■は真空槽、2は棒状ターゲ
ット、3は棒状ターゲット2に接する電極、4は被処理
管、5は管取付台、6は上蓋、7は加熱ヒータ、8は磁
場発生コイル、9は排気口、10はガス導入管、11は
絶縁材、12は整合回路、13はRF主電源ある。
上記において、棒状ターゲット2の直径は、RFt源1
3などの使用する電源の出力と棒状して決定する。例え
ばRF電源13を使用する場合、安定したグロー放電が
起こる為の条件(D −d) / 2> 10 mm
[D :被処理管の直径、d:棒状ターゲットの直径]
を満足させ、かつスパッタ率に関係すパワー密度が5
w / cm′以上となるように決定する。
3などの使用する電源の出力と棒状して決定する。例え
ばRF電源13を使用する場合、安定したグロー放電が
起こる為の条件(D −d) / 2> 10 mm
[D :被処理管の直径、d:棒状ターゲットの直径]
を満足させ、かつスパッタ率に関係すパワー密度が5
w / cm′以上となるように決定する。
この実施例では、直径20mmのチタン棒状ターゲット
を棒状ターゲット2として用い、直径60mm、長さ3
00mmの金属管を被処理管4として用い、被処理管4
の内面に窒化チタン(T i N)のコーティングを行
なった。
を棒状ターゲット2として用い、直径60mm、長さ3
00mmの金属管を被処理管4として用い、被処理管4
の内面に窒化チタン(T i N)のコーティングを行
なった。
はじめに、真空槽lを排気した後、ガス導入管10より
アルゴンと窒素の混合ガスを導入し、真空度をlXl0
−1トールに調整して、グロー放電を開始させて、磁場
発生コイル8を介して被処理管4の内側に平行磁場をか
けた所。
アルゴンと窒素の混合ガスを導入し、真空度をlXl0
−1トールに調整して、グロー放電を開始させて、磁場
発生コイル8を介して被処理管4の内側に平行磁場をか
けた所。
棒状ターゲット2の付近に高密度プラズマが得られた。
次に混合ガスの導入量を調整して真空度をI X 10
−2トール以上としたがグロー放電はそのまま持続した
。即ち高真空下でグロー放電を利用したスパッタ成膜が
可能であった。
−2トール以上としたがグロー放電はそのまま持続した
。即ち高真空下でグロー放電を利用したスパッタ成膜が
可能であった。
1×1O−lトール程度の真空雰囲気での反応性スパッ
タは磁場の印加をしなくても安定な成11りが可能であ
るが、窒素分圧が高い為棒状ターゲット2であるチタン
棒の表面の窒化が進行し、スパッタ率の低下(Tiに比
べてTiNのスパッタ率は低い)によって、成11り速
度が極端に下がるが、実施例では窒素分圧が低い為チタ
ン棒の表面の窒化が最小限にでき、この結果、成++q
速度も速くすることができた。
タは磁場の印加をしなくても安定な成11りが可能であ
るが、窒素分圧が高い為棒状ターゲット2であるチタン
棒の表面の窒化が進行し、スパッタ率の低下(Tiに比
べてTiNのスパッタ率は低い)によって、成11り速
度が極端に下がるが、実施例では窒素分圧が低い為チタ
ン棒の表面の窒化が最小限にでき、この結果、成++q
速度も速くすることができた。
更に、高真空下でのスパッタができるので、棒状ターゲ
ット2の周囲に形成される陰極暗部の電解強度が強くな
り、この結果スパッタ率が向上して速い成膜速度を得る
ことができた。
ット2の周囲に形成される陰極暗部の電解強度が強くな
り、この結果スパッタ率が向上して速い成膜速度を得る
ことができた。
このように高真空の雰囲気で、かつ速い成膜速度で被処
理管4の内面をコーティングしたので、不純物の少ない
高純度の窒化チタン膜を被処理管4の内面に密着性良く
被覆することができた。窒化チタン膜はゴールデン・イ
エロー色を呈し、膜厚分布は±5%以下であった。
理管4の内面をコーティングしたので、不純物の少ない
高純度の窒化チタン膜を被処理管4の内面に密着性良く
被覆することができた。窒化チタン膜はゴールデン・イ
エロー色を呈し、膜厚分布は±5%以下であった。
又、加熱ヒータ7を介して被処理管4を外部加熱し、前
記と同様のコーティングをした所、更に密着性、硬度等
の膜特性を向上させることもできた。
記と同様のコーティングをした所、更に密着性、硬度等
の膜特性を向上させることもできた。
[発明の効果]
以上に説明した通り、この発明によれば高真空雰囲気(
I X 10−2 トール以下)でグロー放電によるス
パッタをこおなうので、高純度な被膜を管内面に、密着
性良く、かつ速い速度で形成できる効果がある。
I X 10−2 トール以下)でグロー放電によるス
パッタをこおなうので、高純度な被膜を管内面に、密着
性良く、かつ速い速度で形成できる効果がある。
第1図はこの発明を実施する装置の概略図、第2図は従
来の加熱蒸着法を用いた装置の概略図、第3図は従来の
スパッタコーティング法を用いた装置の断面図である。 lee・真空槽、2・・・棒状ターゲット。 4・・・被処理管、8・・・磁場発生コイル、13・・
・RF主電源 第1図 手続補正書 昭和61年 8月11日
来の加熱蒸着法を用いた装置の概略図、第3図は従来の
スパッタコーティング法を用いた装置の断面図である。 lee・真空槽、2・・・棒状ターゲット。 4・・・被処理管、8・・・磁場発生コイル、13・・
・RF主電源 第1図 手続補正書 昭和61年 8月11日
Claims (3)
- (1)真空中に配置した被処理管の中心軸上に棒状ター
ゲットを配置し、被処理管内に平行磁場を発生させた雰
囲気で、棒状ターゲットをグロー放電下でスパッタし、
被処理管の内面をスパッタ金属を含む膜で被覆すること
を特徴とする管内面の被覆方法。 - (2)真空は1×10^−^2トール(Torr)以下
の圧力とした特許請求の範囲第(1)項記載の管内面の
被覆方法。 - (3)グロー放電は棒状ターゲットに直流(DC)又は
高周波(RF)を印加して行なう特許請求の範囲第(1
)項記載の管内面の被覆方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2202386A JPS62180069A (ja) | 1986-02-05 | 1986-02-05 | 管内面の被覆方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2202386A JPS62180069A (ja) | 1986-02-05 | 1986-02-05 | 管内面の被覆方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62180069A true JPS62180069A (ja) | 1987-08-07 |
Family
ID=12071384
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2202386A Pending JPS62180069A (ja) | 1986-02-05 | 1986-02-05 | 管内面の被覆方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62180069A (ja) |
Cited By (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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1986
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