JPS63255369A

JPS63255369A - 細物への膜被覆方法

Info

Publication number: JPS63255369A
Application number: JP8958487A
Authority: JP
Inventors: Masayasu Tanjiyou; 正安丹上; Yoshiaki Yamazaki; 山崎　嘉明; Koji Okamoto; 康治岡本
Original assignee: Nissin Electric Co Ltd
Current assignee: Nissin Electric Co Ltd
Priority date: 1987-04-10
Filing date: 1987-04-10
Publication date: 1988-10-21
Anticipated expiration: 2010-04-05
Also published as: JPH0730446B2

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】〔産業上の利用分野〕この発明は、例えばマイクロドリル、ポンチ、マイクロ
カッター、ピン、針等のような絹物への膜被覆方法に関
する。

〔従来の技術〕

上記のような細物以外の一般の工具類に、切削性向上、
耐摩耗性向上、耐蝕性向上等のために、真空蒸着、スパ
ッタリング、イオンブレーティング、真空蒸着とイオン
照射の併用等のＰＶＤ法（物理気相成長法）によって、
例えばＴ　ｓ　Ｎ　％　Ｔ　１Ｃ１ＡＩＮ、ＺｒＮ等の
高硬度膜を被覆する方法が従来から採られている。

その場合に通常は、被覆されるもの、即ちこの例では工
具類に対する加熱が併用される。これは、加熱によって
被覆前の工具類のクリーニングを行って被覆する膜の密
着性向上を図ったり、工具類の温度制御を行うことによ
って膜の密着性や膜質の向上を図ったり等するためであ
る。

そのような工具類の加熱は、通常、真空中で効率良く加
熱が行えるようにするため、輻射式のヒータを工具類の
周囲に配置し、主にそれからの輻射熱で行われている。

そして加熱の際の工具類の温度測定には、対象物からの
赤外線の輻射を測定するパイロメータや、対象物に取り
付けて測温する熱電対が通常用いられている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが従来は、マイクロドリル（ここではドリル径が
数ｍｍφ程度以下のものを言う）等のような絹物に対す
る膜の被覆は、他の工具類に対する程には工業的な規模
で行われていない。その理　”由は、従来の方法では、
細物に対する被覆の効果が、他の工具類に対する程には
顕著に得られないからであると考えられる。

この原因には、大別すれば次の二つが考えられる。

■　一つは、細物の加熱に上述したような輻射式の加熱
方法を用いると、刃先部のように特に細くなっている先
端部が集中して過度に加熱されることによる。

これは、従来の方法では細物全体に輻射熱を供給するた
め、表面積が体積の割に大きい先端部に対する熱入力が
過大になるからである。

■　もう一つは、細物の免端部の温度測定が極めて困難
であるため温度制御が難しいことによる。

これは、パイロメータの場合はある程度以上の視野が必
要なのに細物ではそれが得られないからであり、また熱
電対の場合は大きさに制約があってそれを細物に取付け
られないからである。

例えばマイクロドリルを例に取ると、細い刃先部に均一
に膜を被覆することが要求されており、そのためには加
熱温度が一様でしかも精密な温度制御が必要である。ま
たマイクロドリルの材質は例えばタングステンカーバイ
ド（ＷＣ）であり、加熱温度が低すぎると膜の密着性等
が悪く、逆に高過ぎると脱炭現象を起こして脆くなって
しまう。

また回路基板の穴あけ用のものの場合には、被削材がＦ
ＲＰ等のような高硬度で粘着性の高い複合材料であるの
で、膜質をそのようなものに対して最適にするための精
密な温度制御が必要である。

そこでこの発明は、膜を被覆する際の細物の加熱に当り
、当該細物の先端部の過度の加熱を防ぐと共に当該先端
部の温度測定が容易に行えるようにした膜被覆方法を提
供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明の膜被覆方法は、絹物にＰＶＤ法によって膜を
被覆する際に、絹物をその柄部で治具に取付け、当該治
具を加熱することによってそれからの熱伝導で絹物を加
熱すると共に当該治具の温度を測定することを特徴とす
る。

〔作用〕

細物をその柄部で治具に取り付けて当該治具を加熱する
と、それからの熱伝導で細物の柄部が加熱されると共に
柄部からの熱伝導で先端部が加熱される。そのため、細
物の先端部に対する熱入力が過大になることはなく、当
該先端部の過度の加熱が防止される。

また、治具の温度測定はパイロメータや熱電対等によっ
て容易に行うことができ、しかも治具の温度と細物の先
端部の温度との間にはほぼ一義的に定まる関係があるた
め、治具の測温によって絹物の先端部の温度を容易にし
かも大きな誤差無しに測定することができる。

〔実施例〕

第１図は、この発明に係る方法を実施する装置の一例を
示す概略断面図である。

真空排気装置４によって真空排気される真空容器２内に
、円筒状の治具１０ａが収納されている。

この治具１０ａは、上下の真空シール部６．６を介して
真空容器２を貫通する回転軸８の中間に取り付けられて
おり、この回転軸８および治具１０ａは、真空容器２外
の回転駆動装置２６によって例えば矢印Ａのように回転
させられる。

治具１０ａの外周面側には、膜を被覆しようとするマイ
クロドリル等の細物１２の柄部（シャンク部）１３を挿
入・保持することができる複数の穴１１があけられてい
る。ちなみにこの治具１０ａの厚さは、取り付ける細物
１２の柄部１３の長さく例えば約２５ｍｍ）より厚くし
ている。

治具１０ａの細物１２を取り付ける面と反対側には、即
ちこの例では治具１０ａの内側には、複数本のヒータ１
４ａが収納されており、加熱電源２０からの電力を、こ
の例では絶縁トランス１８およびブラシ１６を介してか
つ回転軸８内の導体を通して、このヒータ１４ａに供給
してそれを加熱するようにしている。

一方、真空容器２の壁面には、治具１０ａの外周面に向
けて、この例では複数台のアーク式の蒸発源２８ａが取
り付けられている。この蒸発源２８ａは、細物１２に対
して被覆しようとする物質から成るカソード３０を有し
ており、それと真空容器２間にアーク電源３２から例え
ば数十Ｖ〜数百Ｖ程度の電圧を印加して両者間に真空直
流アーク放電を行わせることによって、カソード物質３
１を蒸発させることができる。その場合、カソード３０
は放電点のみが局部的に溶融されるため、蒸発源２８ａ
をこの例のように横向きにしても、溶融物がこぼれ落ち
る恐れはない、尚、アーク放電起動用のトリガ等は図示
を省略している。

また、真空容器２の壁面にこの例ではパイロメータ３４
ａを取り付けており、それによって治具１０ａの外周面
の温度を測定するようにしている。

またこの例では、治具１０ａ、回転軸８、ヒータ１４ａ
等はアースから電気的に絶縁しており、バイアス電源２
４からブラシ２２および回転軸８を介して治具１０ａ、
ひいてはそこに装着された細物１２に、例えば数百Ｖ〜
１００ＯＶ程度の負のバイアス電圧を印加できるように
している。これによって、加熱と共に細物１２の放電洗
浄を行ったり、細物１２にバイアス電圧を印加した状態
で膜の被覆を行ったりすることができる。

膜の被覆に際しては、被覆しようとする複数の細物１２
の柄部１３を治具１０ａの各穴１１にそれぞれ差し込み
、真空容器２内を所定の真空度（例えば１０−’〜１０
−’Ｔ　ｏ　ｒ　ｒ程度）に排気し、ヒータ１４ａによ
って治具１０ａをその内側から加熱する。そして各蒸発
源２８ａを動作させて、それからのカソード物質３１を
各細物１２の先端部等の所望領域に蒸着させて膜を被覆
する。その際、処理の均一性を高める等のために、治具
１０ａを回転させる。また化合物膜を被覆する場合は、
真空容器２内にカソード物質３１と反応する反応ガスを
導入しても良い。

上記の場合、各細物１２は、従来のようにヒータからの
輻射熱で直接加熱するのと違って、治具１０ａからの熱
伝導で柄部１３が加熱されると共に、柄部１３からの熱
伝導で先端部が加熱される。

そのため、細物１２の先端部に対する熱入力が過大にな
ることはなく、当該先端部の過度の加熱が防止される。

また、被覆の際は、パイロメータ３４ａによって治具１
０ａの外周面の温度を測定するが、この場合はパイロメ
ータ３４ａに必要な視野を十分に確保することができる
ため、容易にかつ正確に測温することができる。しかも
、治具１０ａの温度と細物１２の先端部の温度との間に
は、はぼ一義的に定まる関係があるため、予めその関係
を把握しておけば、パイロメータ３４ａによって細物１
２の先端部の温度を容易にしかも大きな誤差無しに測定
することができる。その結果、細物１２の先端部の温度
管理（温度制御）が容易にかつ正確に行える。

以上の結果、従来困難とされていたマイクロドリル等の
細物１２に対して、膜の被覆を良好に行うことができる
。即ち、複数の細物１２の先端部等に、密着性や膜質等
の良好な膜を工業的規模で被覆することができる。

またこの例では、ヒータ１４ａによって治具１０ａを加
熱すれば良いため、ヒータ１４ａを治具１０ａの内側や
内部に組み込むことができ、また従来の輻射式ヒータの
場合のようなりフレフタ−が不要となるため、それによ
ってヒータ取付けに伴うスペースが削減でき、真空容器
２の小形化を図ることもできる。

またこの例では、ヒータ１４ａが治具１０ａによって、
蒸発源２８ａによる被覆雰囲気から隔離されるため、ヒ
ータ１４ａにカソード物質３１が付着しに＜＜、従って
ヒータ４ａの頻繁な清掃を必要としない。

尚、ヒータ１４ａは、摺動部を設ける等して、治具１０
ａの回転に拘らず回転しないようにしても良く、そのよ
うにすればヒータ１４ａへの給電がより行い易くなる。

また、真空シール部６、特に上側の真空シール部６は、
ヒータ１４ａによる熱から内部の０リング等を保護する
ために、冷却水等によって冷却するようにしても良い。

また、治具１０ａは、それへの細物１２の着脱を容易に
する等のために、円周方向および／または軸方向に複数
分割できるような構造にしても良い。

第２図は、この発明に係る方法を実施する装置の他の例
を示す概略断面図である。第１図の例との相違点を主に
説明すると、この例では、真空容器２内に円筒状の治具
１０ｂを収納して絶縁物から成る台５２の上に固定して
いる。この治具１０ｂと真空容器２間には、上記例の場
合と同様にバイアス電源２４が接続されている。

そして治具ｆｏｂの内周面側に、前述したような細物１
２の柄部１３を挿入・保持することができる複数の穴１
１をあけている。

また治具１０ｂの内側であってそのほぼ中心軸上に、電
子ビーム式の蒸発源２８ｂを設けている。

この蒸発源２８ｂは、るつぼ３６内に、細物１２に対し
て被覆しようとする物質から成る蒸発材料３８を有して
おり、それに電子銃４０から電子ビーム４２を照射する
ことによって当該蒸発材料３８を蒸発させることができ
る。しかも複数の細物１２に対する処理の均一性を高め
るために、直線駆動装置５０によって軸４６を介して、
るつぼ３６を矢印Ｂのように上下動させることができる
ようにしている。４８は軸４６のための真空シール部で
ある。

一方、治具１０ｂの外周面内には、コイル状のヒータ１
４ｂを巻いており、加熱電源２０からの電力を絶縁トラ
ンスＩ８を介して当該ヒータ１４ｂに供給するようにし
ている。５４は給電のための真空シール部である。

またこの例では、治具１０ｂ内に、その温度測定のため
の熱電対３４ｂを埋め込んでいる。

膜の被覆に際しては、細物１２をその柄部１３で治具１
０ｂに取付け、ヒータ１４ｂによって治具１０ｂを加熱
し、それからの熱伝導によって各細物１２の加熱を行う
、また熱電対３４ｂによって、その際の治具１０ｂの温
度を測定する。

従ってこの例の場合も、上記例の場合と同様に、細物１
２の加熱を均一に行えると共にその温度管理も容易に行
えるため、マイクロドリル等の細物１２に対して膜の被
覆を良好に行うことができる。

また、真空容器２の小形化を図ることができることやヒ
ータ１４ｂの頻繁な清掃を必要としないことも上記例の
場合と同様である。

またこの例の場合も、治具１０ｂを円周方向および／ま
たは軸方向に複数分割できる構造にしても良い。また真
空シール部５４を、ヒータ１４ｂによる熱から保護する
ために冷却しても良い。

尚、上記２例はいずれも真空蒸着によって細物１２に膜
を被覆する場合を説明したが、それ以外の前述したよう
なＰＶＤ法によって膜を被覆しても良い。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれば、膜を被覆する際の絹物
の加熱に当り、当該細物の先端部の過度の加熱を防ぐこ
とができると共に当該先端部の温度測定が容易に行える
ため、従来困難とされていたマイクロドリル等の細物に
対して、膜の被覆を良好に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明に係る方法を実施する装置の一例を
示す概略断面図である。第２図は、この発明に係る方法
を実施する装置の他の例を示す概略断面図である。２・・・真空容器、１０ａ、１０ｂ−−−治具、１２・
・・細物、１３・・・柄部、１４ａ、１４ｂ・・・ヒー
タ、２８ａ、２８ｂ・・・蒸発源、３４ａ・・・パイロ
メータ、３４ｂ・・・熱電対。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）細物にＰＶＤ法によって膜を被覆する際に、細物
をその柄部で治具に取付け、当該治具を加熱することに
よってそれからの熱伝導で細物を加熱すると共に当該治
具の温度を測定することを特徴とする細物への膜被覆方
法。