JPS62182271A - 管内面の被覆方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の：ｒ′ｔ、細な説ＩＪＪ （産業上の利用分野） この発明は管内面の被覆方法に関し、各種パイプ内面の
耐食、耐摩耗性等の改り、ダイス等各種工具の耐摩耗性
の改善、更にはマイクロ波導波管として用いられる各種
ギヤ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。然し乍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１０００℃）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。

この物理的蒸着法には、加熱により被覆膜を形成する金
属を蒸発させて行う加熱薄着法と、イオノスパッタによ
るコーティング法とがある。

前記加熱蒸着法の例としては第３図のような装置がある
（特開ＩＶ（５３−１１３９号）１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２１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。この装置では芯線２２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４図のよう
な装ごがある（米国特許Ｎｏ−４２９０８７５）、図中
３１がターゲットロッド３２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。

この装とではターゲットロー、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３
４．３５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３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、高融点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等の問題点である。

前記第４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、ターグー２トロツド３Ｘが１０００℃を超え
る為、ターゲットの軟化の問題点があった。

（問題点を解決する為の手段） 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、内側を高融点物質、外側をスパッタ
蒸着すべき物質の二重構造とした棒状ターゲットを配置
し、該棒状ターゲットを通電加熱すると共に、グロー放
電下でスパー、りし、被処理管の内面をスパッタ金属を
含む１模で被覆することを特徴としている。

前記棒状ターゲットの内側を構成する高融点物質として
はタングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、モリブテン
（Ｍｏ）、炭素（Ｃ）あるいはセラミ−、クスなどを使
用する。外側はスパッタ蒸着の目的に応じて決定するが
、その物質の蒸気圧が５Ｘ１０−３）−ル以上となる温
度が、その物質の融点以下である物質、例えばチタン（
Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）　、鉄（Ｆｅ）、コバル）（Ｇ
ｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、マンガン（Ｍ　ｎ　）等が望
ましい。

又、グロー放電は、前記棒状ターゲットに直流（Ｄ　Ｃ
）又は高周波（ＲＦ）を印加して成膜させ、いわゆるＤ
Ｃスパッタ又はＲＦスパッタを行う。

（作用） 上記の方法によるこの発明では、林状ターゲットが加熱
状′８Ｅでスパー２りされる為、蒸発とスパッタの相乗
効果により高速成膜が可能であるる、この為、管内面に
形成される膜中への残留ガス中の炭素（Ｃ）、醒素（０
）、窒素（Ｎ）等の不純物成分の混入も少なくでき。

純度の高い膜を形成することができる。

（実施例） 以下この発明の詳細な説明する。図はこの発明を実施す
る装置の概略を示し、ｌは真空檀、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は管取付は台、６は上蓋、７は加熱ヒータ、８は排気
口。

９はガス導入管、ｌＯは絶縁材、１１は整合回路、１２
はＲＦ主電源１３はターゲット加熱電源である。前記棒
状ターゲット２は第２図に示したように、内側の芯材２
ａをタングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデ
ン（Ｍｏ）、ｉ、３素（Ｃ）あるいはセラミックスなど
の高融点物質で形成する一方、外側をスパッタ材２ｂで
形成した二重構造とする。スパッタ材２ｂは］コ的に応
じて決定するが、この発明では蒸気圧が５×１０−３ト
一ル以上となる温度が、その物質の融点以下である物質
、即ちチタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）、
＝＋パル）（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、マンガン（Ｍ
　ｎ　）等を使用する。このような二重構造の棒状ター
ゲット２は機械加工により製作するが、機械加工が困難
な場合には、芯材２ａの表面にスパッタ材２ｂをメッキ
又は蒸着することにより製作することができる。

この実施例では、チタン（Ｔｉ）棒の中心にタンタル（
Ｔ　ａ）を埋め込んで二重構造とした棒状ターゲット２
を用いた。

はじめに真空槽１を排気した後、ガス導入管９を通して
アルゴン（Ａ　ｒ）・窒素（Ｎ２）混合ガスを導入して
、真空度を１０−２ト一ル台とした。次いでターゲット
加熱電源１３を介して棒状ターゲット２を１２００℃付
近まで加熱すると共に、ＲＦ電源１２の出力を棒状ター
ゲット２に印加して、該棒状ターゲット２と被処理管４
の間でグロー放電を起させた所、被処理管４の内面に、
従来のスハンタ法の５倍程ｌ■の成膜速度で、均一かつ
ｗ！１．密な窒化タチンＩＩＡ（ＴｉＮ膜）を得ること
ができた。

上記実施例では、窒、＋：ガスによる反応性スパッタを
行ったが、他のガスによる反応性スパッタは勿論、非反
応性のスパッタ（アルゴンガスのみ導入）も、同様の速
度でスパー７タできることは言うまでもない、又、ＲＦ
電源１２と整合回路１１に代えて、直流電源を接続し、
ＤＣスパッタで行うこともできる。

又２加熱ヒータ７を介して被処理管４を外部加熱し、前
記と同様のスパッタを行った所、スパッタ膜の密若性、
硬度等の膜特性を向上させることができた。

（発明の効果） 以上に説明した通り、この発明によれば棒状ターゲット
を通電加熱すると共にスパッタを行って、管の内面被膜
を行うので、恭発とスパッタによる相乗効果が得られ、
高速でかつ不純物の混入の少ない被膜を管内面に被覆で
きる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を実施する装置の概略図、第２図は実
施例の棒状ターゲットの断面図、第３図は従来の加熱蒸
若法を用いた装置の４！Ａｌ１８図、第４図は従来のス
パッタコーティング法を用いた装ごの断面図である。 １・・・真空槽　２・・・棒状ターゲット２ａｌ１１１
０芯材　２ｂφ争・スパッタ材４・・・被処理管　１２
・・・ＲＦ電源１３・・・ターゲット加熱電源 第１図 第２図 千お己ネ市正−７ 昭和６１年　８月１１１１

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）真空中に配置した被処理管の中心軸上に、内側を
   高融点物質、外側をスパッタ蒸着すべき物質の二重構造
   とした棒状ターゲットを配置し、該棒状ターゲットを通
   電加熱すると共に、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. （２）棒状ターゲットは、蒸気圧が５×１０＾−＾３ト
   ール（Ｔｏｒｒ）以上となる温度が、融点以下である物
   質で外側を構成した特許請求の範囲第（１）項記載の管
   内面の被覆方法。
3. （３）グロー放電は、棒状ターゲットに直流（ＤＣ）又
   は高周波（ＲＦ）を印加して行う特許請求の範囲第（１
   ）項記載の管内面の被覆方法。