JPS647155B2 - - Google Patents
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- JPS647155B2 JPS647155B2 JP4730879A JP4730879A JPS647155B2 JP S647155 B2 JPS647155 B2 JP S647155B2 JP 4730879 A JP4730879 A JP 4730879A JP 4730879 A JP4730879 A JP 4730879A JP S647155 B2 JPS647155 B2 JP S647155B2
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- workpiece
- gas
- halogen
- processing
- halogenated
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- Expired
Links
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Landscapes
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明はビーム加工方法に係り、特にハロゲン
乃至はハロゲン化ガスのグロー放電による活性化
雰囲気中でレザービームのような電磁波、イオン
ビーム、電子ビーム等の粒子線により被加工物表
面、乃至は加工領域を走査して表面処理を行う改
良せるビーム加工方法である。
乃至はハロゲン化ガスのグロー放電による活性化
雰囲気中でレザービームのような電磁波、イオン
ビーム、電子ビーム等の粒子線により被加工物表
面、乃至は加工領域を走査して表面処理を行う改
良せるビーム加工方法である。
電子銃から発射した電子ビームを150KV程度
の電圧で加速し、これを電磁レンズによつて
106W／cm2以上のエネルギー密度が得られるよう
に絞つて被加工物に射突させる電子ビーム加工、
加速イオンを被加工物に射突させるイオンビーム
加工、若しくはイオンビームエツチング、または
レザーを被加工物に照射して行なうレザービーム
加工その他表面浄化及び調質処理など、被加工物
に荷電粒子線または電磁波を射突させて、これを
加工する方法は一般に行なわれている。これらの
加工原理は、極めて大きな運動エネルギー、また
は光エネルギーが微小部分に集束射突することに
よつてこれらのエネルギーが熱エネルギーに変換
し、微小部分を溶融、沸騰、蒸発させるためであ
るが、被加工物の微小部分が瞬間的に高温度に加
熱されると、上記のように局部が溶融、沸騰し、
被加工物の分子およびイオンのプラズマが発生
し、これらの極めて不安定な蒸気およびイオンが
空間電荷格子として被加工物表面領域を漂うよう
になるので、後続の照射荷電粒子線、または電磁
波は、被加工物に射突する前に空間電荷格子と衝
突し、電気的結合または機械的衝突等によつてエ
ネルギーが失われ、その分だけ被加工物に与える
エネルギーが減少するのでエネルギー損失が多
く、加工量が少ない欠点があつた。
の電圧で加速し、これを電磁レンズによつて
106W／cm2以上のエネルギー密度が得られるよう
に絞つて被加工物に射突させる電子ビーム加工、
加速イオンを被加工物に射突させるイオンビーム
加工、若しくはイオンビームエツチング、または
レザーを被加工物に照射して行なうレザービーム
加工その他表面浄化及び調質処理など、被加工物
に荷電粒子線または電磁波を射突させて、これを
加工する方法は一般に行なわれている。これらの
加工原理は、極めて大きな運動エネルギー、また
は光エネルギーが微小部分に集束射突することに
よつてこれらのエネルギーが熱エネルギーに変換
し、微小部分を溶融、沸騰、蒸発させるためであ
るが、被加工物の微小部分が瞬間的に高温度に加
熱されると、上記のように局部が溶融、沸騰し、
被加工物の分子およびイオンのプラズマが発生
し、これらの極めて不安定な蒸気およびイオンが
空間電荷格子として被加工物表面領域を漂うよう
になるので、後続の照射荷電粒子線、または電磁
波は、被加工物に射突する前に空間電荷格子と衝
突し、電気的結合または機械的衝突等によつてエ
ネルギーが失われ、その分だけ被加工物に与える
エネルギーが減少するのでエネルギー損失が多
く、加工量が少ない欠点があつた。
このような点からハロゲン乃至はハロゲン化ガ
スを密閉容器内に供給し、この容器内の被加工物
に対して前述のようなレザービーム等のビーム加
工を行うことが提案された。この場合被加工物の
レザービームによる照射部分が瞬間的に高温に加
熱され、溶融沸騰して蒸気およびイオンが発生す
るが、ハロゲン乃至はハロゲン化ガスはきわめて
不安定で活性状態にあるから、同様に不安定な被
加工物の蒸気およびイオンときわめて化学反応を
生じやすく、被加工物がFe系のものであれば、
Fecl2、FeF2、FeI2、FeBr2等のハロゲン化ガス
よりも高比重の安定化合物となり、空間格子の生
成を防止するからレザーは照射経路途中でエネル
ギーの損失なく、被加工物に達することができ、
加工能率の向上をはかることができる。
スを密閉容器内に供給し、この容器内の被加工物
に対して前述のようなレザービーム等のビーム加
工を行うことが提案された。この場合被加工物の
レザービームによる照射部分が瞬間的に高温に加
熱され、溶融沸騰して蒸気およびイオンが発生す
るが、ハロゲン乃至はハロゲン化ガスはきわめて
不安定で活性状態にあるから、同様に不安定な被
加工物の蒸気およびイオンときわめて化学反応を
生じやすく、被加工物がFe系のものであれば、
Fecl2、FeF2、FeI2、FeBr2等のハロゲン化ガス
よりも高比重の安定化合物となり、空間格子の生
成を防止するからレザーは照射経路途中でエネル
ギーの損失なく、被加工物に達することができ、
加工能率の向上をはかることができる。
しかして、ハロゲン乃至はハロゲン化ガスの作
用は、上記レザー照射の場合に限らず、電子ビー
ム、イオンビーム照射加工の場合も同様で、又被
加工物の材質にも影響されない。
用は、上記レザー照射の場合に限らず、電子ビー
ム、イオンビーム照射加工の場合も同様で、又被
加工物の材質にも影響されない。
しかして本出願人は、更に種々検討してこれに
改良を加えた結果、更に加工処理速度をあげて、
加工能率をあげる加工方法を発明したものであ
る。
改良を加えた結果、更に加工処理速度をあげて、
加工能率をあげる加工方法を発明したものであ
る。
即ち、本発明はグロー放電中でハロゲン乃至は
ハロゲン化ガスを活性化しておき、前記ハロゲン
乃至はハロゲン化ガス領域中に被加工物を配置し
て表面をレザービームのような電磁波、イオンビ
ーム、電子ビーム等の荷電粒子線により前記被加
工物表面、乃至は加工領域、若しくは輪かく線状
に走査して処理することを特徴とするものであ
る。
ハロゲン化ガスを活性化しておき、前記ハロゲン
乃至はハロゲン化ガス領域中に被加工物を配置し
て表面をレザービームのような電磁波、イオンビ
ーム、電子ビーム等の荷電粒子線により前記被加
工物表面、乃至は加工領域、若しくは輪かく線状
に走査して処理することを特徴とするものであ
る。
本発明加工方法を実施例装置について図で説明
する。
する。
図で１ａ〜１ｎは被加工物で、密閉処理室２内
に設けられた多数の被加工物１ａ〜１ｎがエンド
レス状に設けられた搬送チエーン４により吊り下
げられ、順次モータ等を用いてチエーン４を移動
せしめ、ビーム装置３の照射位置にもたらす。尚
密閉処理室２は、ポンプ５で管路２ｂを介して常
時連続して低圧または低真空に引かれて、他方の
管路２ａからCCl2F2等の低圧のフロンガスを引
き入れて室内をフロンの低圧ガス状態で使用する
ものである。
に設けられた多数の被加工物１ａ〜１ｎがエンド
レス状に設けられた搬送チエーン４により吊り下
げられ、順次モータ等を用いてチエーン４を移動
せしめ、ビーム装置３の照射位置にもたらす。尚
密閉処理室２は、ポンプ５で管路２ｂを介して常
時連続して低圧または低真空に引かれて、他方の
管路２ａからCCl2F2等の低圧のフロンガスを引
き入れて室内をフロンの低圧ガス状態で使用する
ものである。
更に本発明では処理室２の周囲に線輪６ａを巻
回し、該線輪６ａに高周波電源６より高周波電圧
を印加し処理室２内のフロンガスにグロー放電状
態を与えて活性化状態におく。更にビームの照射
位置に移動してきた被加工物１ａは一時停止せし
められ、ビーム装置３よりビームを照射すれば、
照射部分は瞬間的に高温に加熱され、溶融沸騰し
て蒸気およびイオンが発生するが、低圧のフロン
ガスはグロー放電によりイオン化、解離等して極
めて不安定な活性化状態におかれており、被加工
物から発生する蒸気及びイオンとたちまちに化学
反応を生じ、前記フロンガスよりも高比重の安定
化合物となつて落下し、ビームの走査照射の邪魔
にはならなくなり、加工能率が上つて処理速度を
著しく増す。又ビーム装置３にはビーム焦点調整
装置を設けて被加工物１ａの表面の一部ずつを順
次に走査スキヤンを行うことにより、その表面を
均等に処理することができる。尚処理済みの被加
工物はチエーン４を間けつ的に動かし、次に待機
せる被加工物を照射位置にもたらし、予め吊下げ
られた被加工物１ａ〜１ｎが全部処理し終つたら
装置を停止せしめ、密閉処理室内から被加工物を
とりだし、次のと交換してやればよい。
回し、該線輪６ａに高周波電源６より高周波電圧
を印加し処理室２内のフロンガスにグロー放電状
態を与えて活性化状態におく。更にビームの照射
位置に移動してきた被加工物１ａは一時停止せし
められ、ビーム装置３よりビームを照射すれば、
照射部分は瞬間的に高温に加熱され、溶融沸騰し
て蒸気およびイオンが発生するが、低圧のフロン
ガスはグロー放電によりイオン化、解離等して極
めて不安定な活性化状態におかれており、被加工
物から発生する蒸気及びイオンとたちまちに化学
反応を生じ、前記フロンガスよりも高比重の安定
化合物となつて落下し、ビームの走査照射の邪魔
にはならなくなり、加工能率が上つて処理速度を
著しく増す。又ビーム装置３にはビーム焦点調整
装置を設けて被加工物１ａの表面の一部ずつを順
次に走査スキヤンを行うことにより、その表面を
均等に処理することができる。尚処理済みの被加
工物はチエーン４を間けつ的に動かし、次に待機
せる被加工物を照射位置にもたらし、予め吊下げ
られた被加工物１ａ〜１ｎが全部処理し終つたら
装置を停止せしめ、密閉処理室内から被加工物を
とりだし、次のと交換してやればよい。
以上の処理操作は、電子ビーム、及びイオンビ
ームの荷電粒子線加工の場合は、走査は同様な電
子レンズ装置等で行えるが、レザービームの場合
は光学的走査制御手段が使えないではないが、複
雑となるので、レザー発生装置の台を移動調整し
てレザービームの被加工物に対する走査を行えば
よい。
ームの荷電粒子線加工の場合は、走査は同様な電
子レンズ装置等で行えるが、レザービームの場合
は光学的走査制御手段が使えないではないが、複
雑となるので、レザー発生装置の台を移動調整し
てレザービームの被加工物に対する走査を行えば
よい。
１実施例によれば、最近の新しい非常にかたく
難加工材料として注目され、核融合炉向けの構造
材等として将来を期待されている窒化珪素Si3N4
を被加工物として表面浄化又は表面調質処理を行
なう場合、フロンガスとしてCCl2F2をほぼ0.7〜
1T0rrとし、1356MHz、400Wの高周波電源６で
線輪６ａを励磁してCCl2F2のグロー放電を起さ
せたとき約280Å／minの速度で表面処理ができ
るが、本発明によりさらにYAG100Wのレザービ
ームを照射せしめ、その表面をレザービームで走
査するようにした所、3800Å／minの速度で表面
処理加工することができた。
難加工材料として注目され、核融合炉向けの構造
材等として将来を期待されている窒化珪素Si3N4
を被加工物として表面浄化又は表面調質処理を行
なう場合、フロンガスとしてCCl2F2をほぼ0.7〜
1T0rrとし、1356MHz、400Wの高周波電源６で
線輪６ａを励磁してCCl2F2のグロー放電を起さ
せたとき約280Å／minの速度で表面処理ができ
るが、本発明によりさらにYAG100Wのレザービ
ームを照射せしめ、その表面をレザービームで走
査するようにした所、3800Å／minの速度で表面
処理加工することができた。
このように本発明では従来に比してきわめて加
工能率よく表面処理速度の大なる加工方法がえら
れるのである。
工能率よく表面処理速度の大なる加工方法がえら
れるのである。
なお本発明加工方法の実施に於て、フロンガス
が低圧状態で充填された状態となつている処理室
内にグロー放電を発生させるには、上記の如く高
周波電源や線輪を用いることなく、一対の電極を
離隔挿設し、該電極に直流高電圧を印加するよう
にしても良い。又、被加工物としては金属、合
金、金属酸化物、その他各種セラミツクスを用い
ることができる。
が低圧状態で充填された状態となつている処理室
内にグロー放電を発生させるには、上記の如く高
周波電源や線輪を用いることなく、一対の電極を
離隔挿設し、該電極に直流高電圧を印加するよう
にしても良い。又、被加工物としては金属、合
金、金属酸化物、その他各種セラミツクスを用い
ることができる。
図は本発明方法を実施する実施例装置の簡略構
成図である。 １ａ〜１ｎは被加工物、２は密閉処理室、３は
ビーム装置、６ａは高周波用線輪、６は高周波電
源、７はフレオンガス。
成図である。 １ａ〜１ｎは被加工物、２は密閉処理室、３は
ビーム装置、６ａは高周波用線輪、６は高周波電
源、７はフレオンガス。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ハロゲン乃至ハロゲン化ガスを低圧状態とし
て密閉処理室内に充填すると共にグロー放電中で
活性化せしめ、前記ハロゲンガス領域中に被加工
物を存せしめて、該被加工物の表面を、電磁波又
は荷電粒子線により走査照射した際に発生する前
記被加工物蒸気及びイオンと前記活性化ハロゲン
との化学反応によりハロゲン化ガスより高比重の
安定化合物を生成せしめながら処理して成ること
を特徴とするビーム加工方法。 ２ ハロゲンガスとしてフロンガスを低圧で使用
することを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
載のビーム加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4730879A JPS55141568A (en) | 1979-04-19 | 1979-04-19 | Processing method with beam |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4730879A JPS55141568A (en) | 1979-04-19 | 1979-04-19 | Processing method with beam |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55141568A JPS55141568A (en) | 1980-11-05 |
| JPS647155B2 true JPS647155B2 (ja) | 1989-02-07 |
Family
ID=12771654
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4730879A Granted JPS55141568A (en) | 1979-04-19 | 1979-04-19 | Processing method with beam |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS55141568A (ja) |
-
1979
- 1979-04-19 JP JP4730879A patent/JPS55141568A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55141568A (en) | 1980-11-05 |
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