PT1619265E - Processo e sistema para revestir, em campo, superfícies internas de tubagens prefabricadas - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO "PROCESSO E SISTEMA PARA REVESTIR, EM CAMPO, SUPERFÍCIES INTERNAS DE TUBAGENS PREFABRICADAS"

Campo Técnico 0 invento refere-se, em geral, a sistemas de deposição de vapor químico promovida por plasma e, mais especificamente, ao revestimento de sistemas de tubagens em campo.

Antecedentes da invenção

Frequentemente, a montagem dos vários componentes de um sistema de tubagens afecta adversamente as propriedades do material usado nas tubagens.

Por exemplo, a soldadura de tubagem em aço inoxidável 316L de elevada pureza usada para o processo de fornecimento de gás ao equipamento de fabrico de semicondutores pode alterar as propriedades do aço inoxidável. A alteração deve-se aos efeitos do aquecimento e da coluna de vapor, de modo que quando a linha de gás se encontra cheia com um gás corrosivo (por exemplo, SÍCI2H2), é normalmente a zona afectada pelo calor (área soldada) que mais provavelmente apresentará a falha por corrosão.

Isto também é verdade para as tubagens de descarga que formam o percurso até aos depuradores de gás.

Foi dispendido muito esforço no melhoramento da resistência à corrosão de ligas metálicas da especialidade, por exemplo, aço inoxidável, definindo com precisão os niveis químicos (por exemplo, 16 a 18% de Cr em 316L SS) e diminuindo os niveis de impurezas (por exemplo, inferior a 0,03% de S e C em 316L SS) que ficam após a fusão e o polimento.

Isso requer processos de fabrico de aço especializados, tal como descarburização por oxigénio em vácuo (VOD), fusão por indução em vácuo (VIM) e refusão por arco em vácuo (VAR), que adicionam custos significativos.

Um problema adicional com aço de baixas impurezas é que a maquinabilidade, dureza e outras propriedades relevantes podem ser afectadas negativamente.

Para ir de encontro aos requisitos de dureza e de rugosidade de superfície especificados pelas organizações, em particular a Semiconductor Equipment and Materials International (SEMI), têm de ser realizados, frequentemente, dispendiosos processamentos depois do trabalho mecânico, tais como polimento e electropolimento.

Uma solução para esses casos é revestir um material de base de grau inferior com um material de revestimento de elevada qualidade que possua as propriedades mecânicas, eléctricas ou ópticas desejadas (por exemplo, elevada dureza e resistência à corrosão).

Tipicamente, esses tipos de propriedades serão encontrados em revestimentos metálicos, cerâmicos ou do tipo diamante.

Para tubagens de descarga são vulgarmente utilizadas outras ligas da especialidade dispendiosas, tais como o Hastelloy e o Inconel (ambas marcas comerciais federalmente registadas da Huntington Alloys

Corporation), não só na indústria de semicondutores, mas em indústrias de processos químicos em geral.

Essas ligas exibem elevadas resistência à temperatura e resistência à corrosão.

De novo, pode ser utilizado um material de base menos dispendioso se um revestimento de superfície adequado for aplicado à superfície interior que ficar exposta ao meio corrosivo.

Uma preocupação fundamental na utilização de metais de grau elevado ou de revestimentos em metal para a resistência à corrosão é que a estrutura dos componentes metálicos de elevada pureza inclui, muitas vezes, a soldadura dos vários componentes.

Conforme foi previamente salientado, o calor associado ao processo de soldadura pode alterar a química do aço ou do revestimento.

Como consequência das diferenças nas pressões de vapor dos vários componentes, algum material vaporizará e depositar-se-á de novo a jusante sobre a superfície.

Esta alteração na química pode destruir o esforço dispendido no fabrico de aço resistente à corrosão e foi apresentado como sendo a maior fonte de falhas de corrosão que provocam problemas de partículas e de contaminação e finalmente podem causar o colapso do sistema e problemas de saúde e segurança como resultado de fugas.

Os processos de revestimento do estado da técnica incluem a deposição química de vapor (CVD), a deposição física de vapor (PVD), pulverização de plasma, electrogalvanização e sol gel.

Desses processos, a CVD e a PVD proporcionam as películas de maior qualidade no que diz respeito a pureza, aderência, uniformidade e outras propriedades.

As duas técnicas requerem a utilização de uma câmara de vácuo especializada, o que torna difícil revestir componentes completamente montados.

No caso de condutas ou tubagens para o transporte de material corrosivo, deve ser revestida a superfície interior que está em contacto com o material corrosivo.

Para técnicas com pressões muito baixas tais como a PVD, onde a pressão é inferior ou próxima da região de fluxo molecular, o revestimento das superfícies internas estava limitado apenas a tubos de grande diâmetro e pequeno comprimento (razão baixa de aspecto).

Similarmente, as técnicas de CVD estão limitadas a essas aplicações, devido à necessidade de fornecer calor para a reacção química, o que pode danificar substratos sensíveis ao calor. A CVD promovida por plasma (PECVD) pode ser utilizada para baixar a temperatura necessária à reacção, mas depois existe dificuldade em manter o plasma uniforme dentro do tubo e em evitar o esgotamento do gás da fonte à medida que este flúi ao longo do tubo. A técnica de deposição e implantação de iões por imersão em plasma (PIIID) mostrou ser útil para revestir as superfícies exteriores de formas complexas. A PIIID é realizada aplicando uma polarização negativa à peça, o que atrairá iões positivos para a peça, se o revestimento de plasma for conforme.

Existem também melhoramentos que podem ser efectuados nas propriedades da película, tais como aderência e densidade da película, através do bombardeamento da peça com iões.

Foram descritos processos de revestimento da superfície interior de tubos em que o material de fonte a aplicar é inserido no interior do tubo e depois submetido a pulverização catódica (sputtering) ou a formação de arco (arcing) no tubo.

Por exemplo, a Patente Norte-americana N.° US 5026466 de Wesemeyer et al. descreve um processo para inserir um cátodo num tubo e formar em arco o material catódico sobre o tubo. A Patente Norte-americana N.° US 4407712 de Henshaw et al. descreve um cátodo oco com uma fonte de metal de temperatura de evaporação elevada inserida num tubo, com um arco catódico que remove o material da fonte do cátodo oco e reveste a superfície interna do tubo.

Este tipo de disposição possui várias desvantagens que incluem o facto de estar limitado apenas a tubos de grandes diâmetros (por ter de se inserir nos tubos a revestir, o tubo de cátodo oco associado à protecção de calor e aos tubos de arrefecimento), de haver necessidade de dispositivos complicados para o movimento do ânodo e do cátodo oco através do tubo, e de haver formação de microparticulas pelo arco catódico.

Os tipos de métodos conhecidos possuem as desvantagens de terem de ser efectuados num local afastado numa câmara de vácuo especializada.

Isto impossibilita a capacidade de revestir todas as secções soldadas de um longo curso de linha de gás corrosivo ou conduta de descarga, depois da soldagem ter sido concluída. A Patente Norte-americana N.° US 4714589 de Auwerda et al. descreve o revestimento do interior de um tubo por deposição activada por plasma de uma mistura gasosa, mas este método está limitado a tubos e revestimentos electricamente isolantes, e envolve um sistema complicado para mover uma fonte de microondas ao longo do exterior do tubo. A presente invenção procura uma abordagem menos complexa.

RESUMO DO INVENTO 0 invento encontra-se definido nas reivindicações 1 e 18, respectivamente.

Os modos de realização particulares do invento estão dispostos nas reivindicações dependentes.

Um processo em conformidade com o presente invento permite que o revestimento de superfícies internas de uma tubagem ou tubo ("peça") seja realizado em campo (in situ), utilizando a própria peça como câmara de deposição.

Antes da aplicação do material de revestimento, a peça pode ser soldada e unida por outra forma a outros componentes (por exemplo, juntando condutas ou tubos) de um sistema de tubagem maior, no qual deve funcionar a peça. A expressão "em campo" é aqui definida como localização afastada do fabrico da peça a revestir e o próprio local para a montagem da peça com outros componentes de um sistema de tubagens. O processo inclui introduzir uma fonte gasosa a partir de um subsistema de fornecimento de gás ligado a um primeiro ânodo na entrada do sistema de tubagem completo.

Inclui, também, ligar um subsistema de bombagem a um segundo ânodo na extremidade de descarga do sistema de tubagem soldado e ligar um sistema de polarização por tensão de modo a que a peça seja polarizada negativamente e os ânodos estejam ligados à terra, estando os ânodos separados do tubo condutor por espaçadores isolantes. 0 fluxo de gás e a velocidade de bombagem são ajustados de modo a que a pressão na peça proporcione um cátodo oco na peça durante a aplicação de uma polarização de tensão.

Esta pressão é para que a trajectória livre média dos electrões seja ligeiramente inferior ao diâmetro do tubo, fazendo os electrões oscilar através do tubo e resultar em múltiplas colisões ionizantes e um plasma mais intenso.

Isto proporciona uma melhoria em relação à abordagem de PECVD do estado da técnica, na qual o plasma é produzido externamente a partir da peça, resultando numa perda de ionização à medida que o gás flúi através do tubo, de modo que ocorre menos deposição de película na direcção da saída da peça.

Em comparação, o invento atinge um plasma mais uniformemente ionizado ao longo do comprimento da peça, proporcionando assim uma deposição mais uniforme.

Nas conexões do ânodo na entrada de gás e extremidades da bomba são proporcionados detectores ópticos e sondas de Langmuir.

Esses detectores são utilizados para monitorizar a intensidade do plasma para que a informação referente ao nivel de intensidade do plasma do cátodo oco seja alimentada de volta a um sistema de controlo. 0 processo permite que o revestimento de superfícies interiores de condutas ou tubos seja realizado em campo ou num local de serviço de revestimento muito mais facilmente e a custos reduzidos, quando comparados a secções mais pequenas de revestimento, afastadas, numa câmara de deposição em vácuo.

Para além disso, o processo pode ser levado a cabo sem a necessidade de inserir eléctrodos de fonte de metal no interior da peça ou a necessidade de dispositivos complicados para o movimento do tubo ou do cátodo.

Num modo de realização preferido, o processo é conseguido utilizando a peça como câmara de deposição por PECVD.

Antes da realização do processo de revestimento, a peça deve ser soldada e montada de forma a juntar os componentes do sistema de tubagem pretendido, quando os componentes unidos forem também para revestir ou quando o processo de montagem exigir o aquecimento (por exemplo, soldadura) da peça.

Em principio, pode ser aplicado qualquer revestimento em metal, cerâmica ou DLC que possua as propriedades desejadas de dureza e resistência à corrosão (por exemplo, TiN, CrN, etc.).

No entanto, para os revestimentos aplicados em campo, é utilizado um gás não tóxico. N o modo de realização preferido é utilizado um percursor com carbono do tipo diamante (DLC) tal como o metano, o acetileno ou o tolueno, como fonte de gás. 0 DLC demonstrou proporcionar um revestimento duro, resistente à corrosão e de baixa fricção.

As propriedades desta película podem ser adaptadas ajustando as razões de hibridação das ligações sp3 (diamante), sp2 (grafite) e sp1 (linear) na película. 0 teor de hidrogénio afectará também as propriedades da película.

Tipicamente, a maior razão de sp3 (a maioria do tipo do diamante) é obtida pelo metano, mas tal produz também uma taxa de deposição mais baixa, quando comparado a moléculas de carbono maiores, e também uma tensão de compressão mais elevada, limitando a espessura da película a aproximadamente 5000 Á. A adição de determinados dopantes (por exemplo, sílica ou óxido de sílica) à matriz de DLC melhorará a estabilidade térmica e poderá reduzir a tensão de compressão.

Para introduzir esses dopantes, pode ser misturado um percursor de base orgânica, tal como o hexametildisiloxano (C6Hi8SÍ20), com o(s) percursor(es) de hidrocarbonetos.

As propriedades da película podem, deste modo, ser adaptadas seleccionando o gás percursor ou depositando películas em camadas.

Por exemplo, se para um determinado processo (por exemplo, soldaduras muito rugosas) for necessário ter uma camada espessa de revestimento, o processo anterior pode ser modificado através da deposição de uma camada fina à base de metano, seguida de utilização de uma taxa de deposição superior, de percursores de tensão inferior tal como o tolueno, ou pelo bombardeamento com iões de energia superior, para aumentar a aderência e reduzir a tensão.

Para um determinado processo, podem ser optimizados os compromissos entre as propriedades mecânicas, eléctricas ou ópticas desejadas da película e a velocidade de deposição e a tensão para determinados percursores e hibridações de ligação.

Uma vantagem deste invento é o facto de poder ser utilizado o benefício do bombardeamento com iões do método de PIIID anteriormente mencionado para melhorar a aderência e a densidade da película.

Isto é conseguido no modo de realização preferido, aplicando uma polarização negativa de DC pulsada à peça em relação ao ânodo ligado à terra.

Uma vez que o revestimento de DLC é um isolador, são utilizados impulsos curtos (1-20 microssegundos) para prevenir a formação excessiva de carga positiva no revestimento.

Esta carga é compensada quando a bainha de plasma entra em colapso durante o ciclo desligado. A peça ou superfície do revestimento é bombardeada por iões positivos energéticos gerados pelo cátodo oco no interior da peça. A energia dos iões pode ser controlada pela magnitude da tensão de corrente aplicada e pela pressão (pressões mais elevadas provocam mais colisões, resultando em menor energia para uma dada tensão de corrente).

Uma vantagem do invento é ainda o facto de poder ser utilizado um processo de vários passos para moldar as qualidades da película depositada sobre a superfície interna da peça soldada. A superfície da peça pode também ser previamente limpa pela introdução de um gás de pulverização catódica tal como o Ar na primeira fase do processo, depois da bombagem até à pressão de 0,133 Pa (lxlCT3 Torr) ou de preferência até 0,0133 Pa (lxlCT4 Torr).

Os contaminantes na superfície interior da peça sofrem pulverização catódica para fora quando é aplicado o impulso de DC negativo.

Pode ser então efectuado um segundo passo usando a implantação de carbono para formar uma camada de carbono de sub-superfície no aço.

Esta camada melhora a adesão da DLC e isto é conseguido aumentando a magnitude da polarização para valores superiores a 5 kv.

Deve-se ter cuidado neste passo para tubos de pequeno diâmetro, para que o tamanho da bainha de plasma não se torne superior ao raio do tubo. A fórmula para o menor raio de um cilindro para o qual as bainhas não se sobrepõem é a seguinte: d = 4ε V V en em que "V" é a magnitude da tensão de corrente, e "n" é a densidade do plasma. A seguir a este passo de implantação, são realizados os passos de deposição de DLC utilizando os percursores de metano, acetileno ou tolueno supra-mencionados. A tensão de DC pulsada é reduzida neste passo do processo para proporcionar a deposição de película fina em vez de implantação (por exemplo, 100V-10kV).

Durante esses passos de revestimento é também misturado árgon com os percursores que contêm carbono.

Num modo de realização do invento, para controlar a pulverização catódica versus velocidade de deposição e proporcionar assim um revestimento mais uniforme ao longo do tubo, o material de revestimento é continuamente submetido a pulverização catódica fora da parte de entrada do tubo, onde o material submetido a pulverização catódica é arrastado pela velocidade de fluxo para a extremidade do fundo do tubo. A uniformidade é também controlada pelo ciclo de actividade do impulso da DC, para que quando o impulso esteja "desligado", o gás da fonte possa reabastecer e fluir pelo tubo.

Um perito na especialidade reconhecerá que a uniformidade é também controlada pelas selecções do caudal de gás e da velocidade de bombagem.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DOS DESENHOS A FIG 1 é uma vista funcional de uma montagem de revestimento em campo em conformidade com um modo de realização do invento. A FIG 2 é uma vista funcional de um segundo modo de realização de uma montagem de revestimento em campo em conformidade com o invento. A FIG 3 mostra um fluxograma de passos do processo para a implementação do invento.

DESCRIÇÃO DETALHADA

Relativamente à FIG 1, é apresentada uma tubagem condutora, ou "peça" (10) ligada a um sistema que inclui um subsistema de fornecimento de gás (12) e um subsistema de controlo do processo (14). A peça é apresentada como uma peça única, mas pode ser também uma montagem de tubos ou condutas.

Antes do processo de revestimento a seguir descrito, deverão estar concluídos todos os passos de soldagem e de montagem da estrutura e esta deverá ser testada quanto a fugas.

Um gás de carbono, não tóxico, facilmente disponível, tal como o metano ou o acetileno, é fornecido por uma primeira botija de fornecimento de gás (16).

Este gás é utilizado para formar um revestimento de carbono do tipo diamante (DLC) no interior da peça. A partir de uma segunda botija de fornecimento de gás (18) é fornecido árgon (ou outro gás de pulverização catódica) para permitir a pré-limpeza de plasma da superfície do tubo, e a mistura de Ar e gás contendo carbono. É utilizada uma fonte de energia de DC pulsada (20) para aplicar uma polarização negativa à peça (10).

Esta polarização é utilizada para (a) produzir um plasma entre um cátodo e um ânodo ligado à terra, (b) arrastar um gás ionizado reactivo para as superfícies a revestir, (c) permitir o bombardeamento da película com iões para melhorar as propriedades da película, tais como densidade e níveis de tensão, e (d) permitir o controlo da uniformidade da película ajustando o ciclo de actividade de forma a permitir o reabastecimento do gás da fonte durante a porção "desligada" do ciclo.

Aqui, a peça funciona como cátodo e existem ânodos ligados à terra (22) e (24) nas extremidades opostas da peça.

Um isolador de entrada (26) separa o ânodo de entrada (22) da peça, enquanto que o isolador de saída (28) isola electricamente a peça do ânodo ligado à terra (24) na extremidade de saída.

Uma turbobomba (30) e uma bomba de vácuo (32) arrastam gás a partir do interior da peça (10), através da extremidade de saida.

Um controlador de pressão (34) recebe a informação de uma sonda óptica e de uma sonda de Langmuir, o qual está colocado de modo a que a sonda óptica possua uma linha de mira para o interior do plasma e a sonda de Langmuir contacte o plasma.

As duas sondas são sensíveis à intensidade do plasma e geram informação indicativa do nivel de intensidade.

Esta informação é utilizada pelo controlador para determinar uma regulação correcta para um membro de fluxo ajustável (40), que pode ser uma válvula. A regulação deve ser de modo a que a pressão no interior da peça (10) estabeleça uma condição na qual a trajectória livre média dos electrões seja ligeiramente inferior ao diâmetro interno da peça, provocando oscilação de electrões e mais colisões ionizantes pelo efeito do "cátodo oco".

Deste modo, é produzido um plasma mais intenso no interior da peça.

Uma vez que a trajectória livre média dos electrões aumenta à medida que a pressão diminui, é necessário diminuir a pressão à medida que o diâmetro do tubo aumenta.

Por exemplo, uma linha de qás com o diâmetro de um quarto de polegada (6,35 milímetros) produzirá um plasma de cátodo oco a uma pressão de aproximadamente 26,6 Pa (200 mTorr), ao passo que um tubo de descarga de bomba com diâmetro de quatro polegadas (101,6 milímetros) produzirá um plasma a uma pressão de aproximadamente 1,6 Pa (12 mTorr) .

Pretende-se que estes sejam valores aproximados para mostrar a tendência geral de pressão inferior com diâmetro maior, mas o intervalo de pressões pode variar significativamente desses valores e ainda manter um plasma de cátodo oco. O grau de ionização ou intensidade do plasma é importante para que a técnica de PIIID seja eficaz, uma vez que é apenas o gás ionizado que é acelerado através da bainha de plasma para o interior da peça. 0 efeito de cátodo oco proporciona um plasma mais intenso do que o disponível de outra forma em plasmas de DC ou RF.

Este aumento na intensidade está disponível sem as complicações de outros meios de produção de plasmas intensos, tais como magnetos ou fontes de plasma de microondas que seriam muito difíceis de implementar em superfícies internas, particularmente em aplicações "em campo". 0 processo elimina também a necessidade do aquecimento da peça (10) em separado.

As sondas óptica e de Langmuir encontram-se localizadas nas conexões da extremidade do ânodo para monitorizar quando está correctamente criado o cátodo oco intenso. O controlo com software de computador (42) é apresentado como estando ligado à fonte de energia de DC pulsada (20) e ao controlador de pressão (34).

Além disso, o controlo com software do computador é capaz de gerar e transmitir sinais de controlo via um cabo de interface (44) para o subsistema de fornecimento de gás (12) com o objectivo de comandar as operações.

Na FIG 2 é apresentado um outro modo de realização do invento.

Aqui, o sistema foi modificado para funcionar com energia de RF, estando a peça (10) contida no interior de uma manta isoladora (46) com protecção de RF (48).

Os algarismos de referência da FIG 1 estão aplicados ao sistema da FIG 2, onde os componentes são idênticos. A fonte de energia de impulsos da FIG 1 está substituída por uma fonte de RF (47) e a configuração do ânodo tem de ser modificada para que a área do ânodo seja maior do que a do cátodo.

Para além disso, tem de ser adicionado um condensador bloqueador (na rede de adaptação) para permitir uma tensão negativa induzida no cátodo.

Esta tensão é determinada pela fórmula

Vp/Vg = (Ag/Ap) q em que o índice "p" simboliza o eléctrodo de corrente (a peça (10)) e o índice "g" simboliza os ânodos ligados à terra (22) e (24), e em que "q" varia entre 1,25 e 2,5.

Em alternativa, podia ser sobreposto um impulso de DC à energia de RF, eliminando a necessidade da tensão de cátodo negativa induzida.

Será descrito um modo de realização em fluxograma do processo com referências às FIG 1 e FIG 3.

Na fase (50), a peça é montada com outros componentes de um sistema de tubagem, de modo a que a peça não tenha de ser aquecida após a finalização do processo de revestimento interior.

Deste modo, para aplicar um material de revestimento ao interior da peça todos os passos de soldagem que envolvem a peça estão concluídos.

Conforme foi anteriormente salientado, embora a peça seja apresentada como sendo um tubo único, a peça pode ter um conjunto de tubos ou partes.

Para além disso, mais do que a peça não complexa apresentando uma única entrada e uma única saída, podem existir várias trajectórias através da peça.

Na fase (52), ocorre a limpeza prévia. A limpeza prévia pode consistir na introdução de um gás de pulverização catódica, tal como o árgon, a partir de uma primeira botija de fornecimento de gás (16). A limpeza prévia pode ser iniciada após a bombagem até 0,133 Pa (1χ10~3 Torr) ou, de preferência, até menos de 0, 0133 Pa (1χ10~4 Torr) .

Os contaminantes sobre a superfície interior da peça são retirados por pulverização catódica quando é aplicado um impulso de DC negativo através da fonte de energia (20).

Em algumas aplicações pode ser utilizada uma fase opcional (54). A implantação de carbono forma uma camada de carbono sub-superficial no material da peça, que pode ser de aço inoxidável.

Esta camada melhora a aderência de DLC e de outros materiais . A implantação de carbono proporciona uma polarização de magnitude maior do que a experimentada nas outras fases do processo de revestimento.

Uma polarização correcta é uma que exceda os 5 kV.

Deve-se ter cuidado nesta fase para tubos de pequeno diâmetro, para que o tamanho da bainha de plasma não se torne maior do que o raio da peça.

Após a fase de implantação opcional (54), é introduzido pelo menos um percursor no interior da peça (10) na fase (56) .

Os percursores aceitáveis incluem o metano, o acetileno ou o tolueno. A tensão de DC pulsada é reduzida nesta fase do processo para proporcionar a deposição de uma película fina, em vez da implantação. A aplicação de uma tensão de DC pulsada é representada pela fase (58) na FIG 3.

Durante a fase de revestimento, pode ser misturado árgon com os percursores que contêm carbono, conforme é indicado na fase (60).

Na fase (62), os parâmetros do revestimento são ajustados dinamicamente durante o processo de revestimento.

As sondas proporcionam informação que pode ser utilizada pelo controlo de software do computador (42) e pelo controlador de pressão (34) para manter os vários parâmetros dentro dos seus intervalos de tolerância.

Assim, os factores que determinam a pressão no interior da peça podem ser corrigidos conforme a necessidade ou, se necessário, podem ser corrigidos a magnitude e o ciclo de actividade da polarização por impulsos. LISBOA, 22 de NOVEMBRO de 2007

Claims (25)

1. REIVINDICAÇÕES 1. Processo de revestimento de superfícies internas de peças condutoras, caracterizado por compreender: • a ligação dos ânodos (22), (24) às aberturas da referida peça condutora (10), ao mesmo tempo que se mantém o isolamento eléctrico dos referidos ânodos da referida peça condutora, incluindo as referidas aberturas pelo menos uma entrada e pelo menos uma saída; • a ligação a um sistema de polarização (20), (47) de modo a que a referida peça condutora (10) funcione como cátodo; • o acoplamento de uma fonte de vácuo (30), (32) a cada uma das referidas saídas da referida peça condutora (10); e • o acoplamento de uma fonte (12) de gás a cada uma das referidas entradas da referida peça condutora (10) para introduzir um gás que inclua um material de revestimento.
2. 2. Processo, de acordo com a reivindicação 1 caracterizado por o acoplamento da referida fonte de vácuo (30), (32) incluir a bombagem do interior da referida peça condutora (10) até uma pressão baixa, antes da introdução do referido gás, de forma a criar uma pressão estável no referido interior, estando o referido sistema de polarização (20), (47) configurado para aplicar uma polarização de tensão entre a referida peça condutora (10) e os referidos ânodos (22), (24) para que se produza um plasma no referido interior.
3. 3. Processo, de acordo com a reivindicação 2 caracterizado por compreender ainda a regulação da referida fonte (12) de gás e da referida fonte de vácuo (30), (32) para que a pressão no referido interior fique relacionada com o diâmetro interior da referida peça condutora (10), de forma a manter uma condição em que a intensidade do plasma no referido interior seja ajustável através de variações no referido sistema de polarização (20), (47), em que a referida condição estabelece um efeito de cátodo oco.
4. 4. Processo de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por compreender ainda a monitorização da referida condição usando detectores ópticos e de Langmuir para gerar informação de retorno para um sistema de controlo que inicia a introdução do referido material de revestimento nas referidas superfícies internas.
5. 5. Processo de acordo com a reivindicação 1 caracterizado por a ligação do referido sistema de polarização (20) incluir a aplicação de uma tensão de DC pulsada negativa que possui um ciclo de actividade que é seleccionado para que: • quando a referida tensão estiver "ligada", seja aplicada uma tensão negativa à referida peça condutora (10) para que os iões positivos da fonte de gás no interior de um plasma de cátodo oco, produzido no interior de uma referida peça condutora (10), sejam atraídos para as referidas superfícies internas e reajam quimicamente para revestir as referidas superfícies internas; e • quando a referida tensão estiver "desligada", os referidos iões positivos da fonte de gás sejam suficientemente reabastecidos no referido interior para proporcionar uniformidade no revestimento das referidas superfícies internas.
6. 6. Processo de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por o referido ciclo de actividade ser ainda seleccionado para permitir a dissipação de carga positiva ao longo das referidas superfícies internas, como consequência do revestimento das referidas superfícies internas, e por o referido material de revestimento ser um isolante.
7. 7. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o acoplamento da referida fonte (12) de gás incluir o fornecimento de uma fonte de gás de hidrocarbonetos que possuam o referido material de revestimento com carbono do tipo diamante.
8. 8. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o acoplamento da referida fonte de gás (12) incluir o fornecimento de um entre metano, acetileno e tolueno.
9. 9. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender ainda a limpeza prévia das referidas superfícies internas utilizando um gás que possui átomos de pulverização catódica e a aplicação de polarização negativa à referida peça condutora (10) para que os contaminantes sofram pulverização catódica das referidas superfícies internas.
10. 10. Processo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por o referido gás usado para a referida limpeza prévia ser árgon ou uma mistura de árgon/ hidrocarboneto.
11. 11. Processo de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por o referido gás ser também introduzido durante o revestimento das referidas superfícies internas para proporcionar de novo a pulverização catódica do referido revestimento, melhorando desse modo a uniformidade do referido revestimento ao longo do comprimento das referidas superfícies internas.
12. 12. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender ainda proporcionar uma camada de implantação de carbono preliminar aplicando uma polarização negativa à referida peça condutora (10) e introduzindo um gás de hidrocarbonetos, melhorando assim a aderência do referido material de revestimento com carbono do tipo diamante.
13. 13. Processo de acordo com a reivindicação 12, caracterizado por a ligação do referido sistema de polarização (20) incluir a aplicação de uma polarização por DC pulsada para estabelecer a energia de bombardeamento de iões e incluir o controlo de propriedades do referido revestimento com carbono do tipo diamante fazendo variar a magnitude da referida polarização por DC pulsada.
14. 14. Processo de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por o controlo das referidas propriedades incluir ainda a introdução de gases de fonte com diferentes niveis de teor de carbono, quer simultaneamente quer sucessivamente.
15. 15. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender ainda a montagem da referida peça condutora (10) antes do referido acoplamento da referida fonte (12) de gás, e por a referida montagem incluir a soldadura de vários componentes uns aos outros.
16. 16. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o referido sistema de polarização (47) ser uma fonte de tensão de radiofrequência (RF) com polarização negativa induzida na referida peça condutora (10).
17. 17. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o referido sistema de polarização ser uma fonte de RF com sobreposição de uma tensão negativa de DC pulsada na referida peça condutora (10) .
18. 18. Sistema para revestir superfícies internas de uma peça condutora caracterizado por compreender: • ânodos (22), (24) acoplados às aberturas da referida peça condutora (10) enquanto permanecem electricamente isolados da referida peça; • um sistema de polarização (20), (47) ligado à referida peça (10), estando o referido sistema de polarização configurado para aplicar uma polarização distinguível da aplicada aos referidos ânodos (22), (24), sendo, desse modo, a referida peça (10) um cátodo. • uma fonte de vácuo (30), (32) ligada a pelo menos uma das referidas aberturas, estando a referida fonte de vácuo configurada para evacuar o gás da referida peça (10); e • uma fonte (12) de gás ligada a pelo menos uma das referidas aberturas, diferente da referida, pelo menos uma abertura, ligada à referida fonte de vácuo (30, 32), estando a referida fonte (12) de gás configurada para introduzir um gás que inclui um material de revestimento.
19. 19. Sistema de acordo com a reivindicação 18 caracterizado por o referido sistema de polarização (20, 47) estar configurado para aplicar uma polarização de tensão para que seja produzido um plasma no interior da referida peça (10).
20. 20. Sistema de acordo com a reivindicação 18, caracterizado por compreender ainda um sistema de controlo (34) configurado para regular a referida fonte de vácuo (30), (32) e a referida fonte (12) de gás para que a pressão no interior da referida peça (10) seja determinada pelo referido sistema de controlo, estando o referido sistema de controlo (34) configurado para estabelecer uma condição, na qual uma trajectória livre média dos electrões no interior da peça esteja relacionada com uma medida da secção transversal no interior da referida peça ( 10), de modo a induzir oscilação electrónica, para que se alcance um efeito de cátodo oco e para que a intensidade do plasma seja regulável através de variações no referido sistema de polarização (20), (47) .
21. 21. Sistema de acordo com a reivindicação 20, caracterizado por compreender ainda detectores posicionados para monitorizar a referida intensidade do plasma e para gerar informação de retorno indicativa da referida intensidade do plasma.
22. 22. Sistema de acordo com a reivindicação 18, caracterizado por o referido sistema de polarização (20) estar configurado para aplicar uma tensão negativa de DC pulsada à referida peça (10), possuindo a referida tensão negativa de DC pulsada um ciclo de actividade que possui períodos "ligado" e períodos "desligado" para que: • seja aplicada uma polarização negativa à referida peça (10) durante os referidos períodos de "ligado" para que os iões positivos da fonte no interior de um plasma de cátodo oco possuam uma carga oposta à da referida peça (10); e • a referida peça esteja livre da referida polarização negativa durante os referidos períodos de "desligado", permitindo assim o reabastecimento de iões no interior da referida peça (10).
23. 23. Sistema de acordo com a reivindicação 22, caracterizado por a referida fonte (12) de gás estar configurada para fornecer um hidrocarboneto que possui o referido material de revestimento que é um carbono do tipo diamante.
24. 24. Sistema de acordo com a reivindicação 18, caracterizado por o referido sistema de polarização (47) incluir uma fonte de tensão de RF e um meio para aplicar uma polarização negativa à referida peça (10) .
25. 25. S istema de acordo com a reivindicação 18, caracterizado por o referido sistema de polarização incluir uma fonte de tensão de RF e um meio para sobrepor uma tensão negativa de DC pulsada na referida peça (10). LISBOA 22 de NOVEMBRO de 2007