等離子處理裝置制造方法
【專利摘要】一種在真空爐（1）內(nèi)部對由金屬材料構(gòu)成的被處理物（X）進(jìn)行通過等離子的表面改性的等離子處理裝置（S1），等離子處理裝置（S1）具備能夠在真空爐（1）內(nèi)部移動(dòng)的可動(dòng)式供電裝置（14、15）。
【專利說明】等離子處理裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及等離子處理裝置。本申請基于2011年2月2日在日本提出申請的特愿2011 - 20665號主張優(yōu)先權(quán)，這里援用其內(nèi)容。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，使用將由金屬材料構(gòu)成的被處理物的表面用等離子改性的等離子處理裝置。該等離子處理裝置例如如專利文獻(xiàn)I所示那樣具備真空爐，在上述真空爐的內(nèi)部的低壓環(huán)境中產(chǎn)生等離子，使用上述等離子進(jìn)行滲碳處理等被處理物的表面改性。
[0003]專利文獻(xiàn)1:日本特開2009 — 149961號公報(bào)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]在上述那樣的等離子處理裝置中，通常將被處理物載置在導(dǎo)電性的托盤上而載置到真空爐的內(nèi)部。并且，將真空爐的內(nèi)壁接地，對上述托盤外加負(fù)電壓。結(jié)果，在內(nèi)壁與被處理物之間形成電場，處理氣體等離子化，將被處理物的表面改性。
[0005]但是，由等離子處理裝置進(jìn)行等離子處理的被處理物是多種多樣的。因此，根據(jù)被處理物，到真空爐的內(nèi)壁的距離變化。從被處理物到真空爐的內(nèi)壁的距離變化意味著形成在被處理物與真空爐的內(nèi)壁之間的電場變化。 因此，等離子處理的環(huán)境變化，處理后的被處理物的表面特性不均勻。
[0006]此外，在處理相同形狀的被處理物的情況下，也有為了使表面特性變化或使處理時(shí)間變化而有意想要使形成的電場變化的情況。
[0007]但是，在以往的等離子處理裝置中，不能變更向托盤及真空爐的內(nèi)壁的供電點(diǎn)。因此，結(jié)果不能任意地變更上述電場的變化，難以抑制被處理物的表面特性的不均勻、或有意使被處理物的表面特性變化。
[0008]本發(fā)明是鑒于上述問題而做出的，目的是在真空爐的內(nèi)部使用等離子進(jìn)行被處理物的表面改性的等離子處理裝置中、使得能夠任意地變更用于等離子生成的電場強(qiáng)度、由此使被處理物的表面改性的自由度提高。
[0009]本發(fā)明作為用來解決上述課題的手段，采用以下的結(jié)構(gòu)。
[0010]第I發(fā)明是一種在真空爐內(nèi)部對由金屬材料構(gòu)成的被處理物進(jìn)行通過等離子的表面改性的等離子處理裝置，采用以下的結(jié)構(gòu)，具備:第I供電裝置，對上述被處理物外加第I電壓；和第2供電裝置，對相對于上述被處理物對置配置的金屬體外加與上述第I電壓不同的第2電壓；上述第I供電裝置及上述第2供電裝置的至少任一方由可動(dòng)式供電裝置構(gòu)成，所述可動(dòng)式供電裝置能夠在上述真空爐內(nèi)部移動(dòng)。
[0011]第2發(fā)明在上述第I發(fā)明中，采用以下的結(jié)構(gòu)，上述可動(dòng)式供電裝置具備導(dǎo)電性的棒部件和導(dǎo)電性的繩部件，所述棒部件從真空爐外部插通在真空爐內(nèi)部，所述繩部件連結(jié)在棒部件上。
[0012]第3發(fā)明在上述第2發(fā)明中，采用以下的結(jié)構(gòu)，上述繩部件設(shè)置有多根。[0013]第4發(fā)明在上述第I-3中任一項(xiàng)發(fā)明中，采用以下的結(jié)構(gòu)，上述可動(dòng)式供電裝置配置在比上述真空爐的中央靠開閉門附近。
[0014]第5發(fā)明在上述第I-4中任一項(xiàng)發(fā)明中，采用以下的結(jié)構(gòu)，被上述第2供電裝置外加第2電壓的金屬體是能夠拆裝的電極，所述電極能夠向上述真空爐的內(nèi)部取放。
[0015]第6發(fā)明在上述第I-5中任一項(xiàng)發(fā)明中，采用以下的結(jié)構(gòu)，在上述真空爐內(nèi)部載置上述被處理物的載置部被絕緣。
[0016]第7發(fā)明在上述第I-6中任一項(xiàng)發(fā)明中，采用以下的結(jié)構(gòu)，具備:設(shè)置在上述真空爐內(nèi)部的加熱器、對上述真空爐內(nèi)部供給滲碳?xì)怏w的滲碳?xì)怏w供給裝置、和將上述真空爐內(nèi)部冷卻的冷卻裝置。
[0017]在本發(fā)明中，對被處理物外加第I電壓的第I供電裝置、和對相對于被處理物對置配置的金屬體外加與第I電壓不同的第2電壓的第2供電裝置的至少任一個(gè)由能夠在真空爐內(nèi)部移動(dòng)的可動(dòng)式供電裝置構(gòu)成。
[0018]根據(jù)本發(fā)明，通過使用可動(dòng)式供電裝置，能夠變更向托盤及真空爐的內(nèi)壁的供電點(diǎn)。此外，還能夠?qū)⑷我獾男螤畹慕饘袤w對置于被處理物配置而向上述金屬體供電。
[0019]因此，根據(jù)本發(fā)明，能夠任意地變更用于等離子生成的電場強(qiáng)度，由此能夠使被處理物的表面改性的自由度提高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明的一實(shí)施方式的等離子處理裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。
[0021]圖2是本發(fā)明的一實(shí)施方式的等離子處理裝置具備的真空爐的側(cè)剖視圖。
[0022]圖3A是本發(fā)明的一實(shí)施方式的等離子處理裝置具備的真空爐的正剖視圖。
[0023]圖3B是本發(fā)明的一實(shí)施方式的等離子處理裝置具備的真空爐的正剖視圖。
[0024]圖4是本發(fā)明的一實(shí)施方式的等離子處理裝置具備的真空爐的包括第I供電部的主要部放大圖。
[0025]圖5A是本發(fā)明的一實(shí)施方式的等離子處理裝置具備的真空爐的包括第2供電部的主要部放大圖。
[0026]圖5B是本發(fā)明的一實(shí)施方式的等離子處理裝置具備的真空爐的包括第2供電部的主要部放大圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]以下，參照附圖對有關(guān)本發(fā)明的等離子處理裝置的一實(shí)施方式進(jìn)行說明。另外，在以下的說明中，為了使各部件成為可認(rèn)識的大小，適當(dāng)變更了各部件的縮尺。
[0028]圖1是本實(shí)施方式的等離子處理裝置SI的概略結(jié)構(gòu)圖。如圖1所示，本實(shí)施方式的等離子處理裝置SI具備真空爐1、真空泵2、處理氣體供給裝置3、冷卻氣體供給裝置4、電源裝置5和控制裝置6。
[0029]真空爐I將在其內(nèi)部載置在由金屬材料形成的托盤上的被處理物X處理。
[0030]圖2是真空爐I的側(cè)剖視圖。此外，圖3A及圖3B是真空爐I的正剖視圖，圖3A是圖2的A — A線剖視圖，圖3B是圖2的B — B線剖視圖。
[0031]如圖2到圖3B所示，真空爐I具備容器11、側(cè)面屏蔽板12、載置部13、第I供電部14 (第I供電裝置)、第2供電部15 (第2供電裝置)、加熱器16和冷卻裝置17。
[0032]容器11為了形成真空爐I的外形形狀而具有大致圓筒形狀，在其內(nèi)部收容有載置部13及加熱器16等。作為容器11，例如優(yōu)選的是使用水冷雙層壁的結(jié)構(gòu)。
[0033]如圖2所示，容器11在水平方向的其一端上具備能夠在水平方向上開閉的開閉門11a。并且，通過將開閉門Ila開放，能夠?qū)φ婵諣tI進(jìn)行被處理物X的取放。
[0034]側(cè)面屏蔽板12在容器11的內(nèi)部以包圍將被處理物X等離子處理的區(qū)域(容器11的內(nèi)部區(qū)域中的中央部的區(qū)域)的方式配置，推壓抑制熱等向容器11傳遞的絕熱件12c。
[0035]另外，側(cè)面屏蔽板12如圖3A及圖3B所示被內(nèi)部面板12b經(jīng)由絕熱件12c支承，所述內(nèi)部面板12b通過固定件12a相對于容器11固定。
[0036]此外，側(cè)面屏蔽板12、內(nèi)部面板12b及絕熱件12c處理氣體等氣體可經(jīng)過地具有貫通孔等通氣區(qū)域。
[0037]另外，作為側(cè)面屏蔽板12，例如可以使用厚度Imm左右的碳復(fù)合材料或厚度0.3mm左右的鑰(Mo)板。
[0038]此外，作為內(nèi)部面板12b，例如可以使用厚度為4.5mm-5m左右的SS材或SUS材。
[0039]此外，作為絕熱件12c，例如可以使用由氧化鋁(Al2O3)構(gòu)成的陶瓷毯。
[0040]此外，在本實(shí)施方式的等離子處理裝置SI中，容器11被接地，容器11及側(cè)面屏蔽板12的電壓為地電平。
[0041]載置部13在真空爐I的內(nèi)部載置放置有被處理物X的托盤T，具有直接載置托盤T的載置用梁13a、和支承載置用梁13a的支承棒13b。
[0042]另外，支承棒13b例如由石墨等形成。并且，以支承棒13b不成為過熱狀態(tài)的程度，通過粘貼在支承棒13b的周面上的陶瓷或粘貼在側(cè)面屏蔽板12上的陶瓷，使支承棒13b相對于側(cè)面屏蔽板12絕緣。通過使支承棒13b相對于側(cè)面屏蔽板12絕緣，載置部13整體成為被絕緣的狀態(tài)。
[0043]第I供電部14對被處理物X外加負(fù)電壓(第I電壓)，作為能夠在真空爐I的內(nèi)部移動(dòng)的本發(fā)明的可動(dòng)式供電裝置發(fā)揮功能。
[0044]詳細(xì)地講，第I供電部14具備從真空爐I的外部插通在真空爐I的內(nèi)部的導(dǎo)電性的棒部件14a、和連結(jié)在棒部件14a上的導(dǎo)電性的繩部件14b。第I供電部14能夠?qū)⒗K部件14b連接到被處理物X或載置有被處理物X的托盤T的任意的部位上而構(gòu)成。
[0045]圖4是包括第I供電部14的主要部放大圖。
[0046]如圖4所示,在內(nèi)部面板12b、絕熱件12c及側(cè)板屏蔽板12上,貫通配置有陶瓷管12d。第I供電部14的棒部件14a經(jīng)由陶瓷管12d插通到側(cè)面屏蔽板12的內(nèi)部。并且，在位于被側(cè)面屏蔽板12包圍的內(nèi)部空間中的前端部14c，形成有多個(gè)(例如，在本實(shí)施方式中是3個(gè))貫通孔14d。
[0047]繩部件14b經(jīng)過形成在棒部件14a的前端部的貫通孔14d綁在棒部件14a上，由此連結(jié)在棒部件14a上。
[0048]一個(gè)繩部件14b經(jīng)過一個(gè)貫通孔14d被綁上。即，在本實(shí)施方式的等離子處理裝置SI中，對于棒部件14a能夠連結(jié)3根繩部件14b。
[0049]繩部件14b例如可以使用石墨線形成。
[0050]另外，為了排除向真空爐I的內(nèi)部的等離子處理環(huán)境的影響，優(yōu)選的是盡可能抑制繩部件14b的發(fā)熱。
[0051]繩部件14b的發(fā)熱量依存于繩部件14b中的電流密度。例如，為了在真空爐I的內(nèi)部將向等離子處理環(huán)境的影響排除，繩部件14b的電流密度優(yōu)選的是1.2A/mm2以下。
[0052]表I表示石墨線的物理參數(shù)，表2表示使繩直徑d為IOmm的情況下的各種值，表3表示使繩直徑d為20mm的情況下的各種值，表4表示使繩直徑d為30mm的情況下的各種值。另外，向繩部件14b供給的電力的電壓為700V，電流為300A。
[0053][表1 ]
【權(quán)利要求】
1.一種等離子處理裝置，在真空爐內(nèi)部，對由金屬材料構(gòu)成的被處理物進(jìn)行通過等離子的表面改性，其特征在于， 具備:第I供電裝置，對上述被處理物外加第I電壓；和第2供電裝置，對相對于上述被處理物對置配置的金屬體外加與上述第I電壓不同的第2電壓； 上述第I供電裝置及上述第2供電裝置的至少任一方由可動(dòng)式供電裝置構(gòu)成，所述可動(dòng)式供電裝置能夠在上述真空爐內(nèi)部移動(dòng)。
2.如權(quán)利要求1所述的等離子處理裝置，其特征在于， 上述可動(dòng)式供電裝置具備導(dǎo)電性的棒部件和導(dǎo)電性的繩部件，所述棒部件從真空爐外部插通在真空爐內(nèi)部，所述繩部件連結(jié)在棒部件上。
3.如權(quán)利要求2所述的等離子處理裝置，其特征在于， 上述繩部件設(shè) 置有多根。
4.如權(quán)利要求1所述的等離子處理裝置，其特征在于， 上述可動(dòng)式供電裝置配置在比上述真空爐的中央靠開閉門附近。
5.如權(quán)利要求1所述的等離子處理裝置，其特征在于， 被上述第2供電裝置外加第2電壓的金屬體是能夠拆裝的電極，所述電極能夠向上述真空爐的內(nèi)部取放。
6.如權(quán)利要求1所述的等離子處理裝置，其特征在于， 在上述真空爐內(nèi)部載置上述被處理物的載置部被絕緣。
7.如權(quán)利要求1所述的等離子處理裝置，其特征在于， 具備:設(shè)置在上述真空爐內(nèi)部的加熱器、對上述真空爐內(nèi)部供給滲碳?xì)怏w的滲碳?xì)怏w供給裝置、和將上述真空爐內(nèi)部冷卻的冷卻裝置。
【文檔編號】C23C8/36GK103459651SQ201280006986
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2012年2月2日 優(yōu)先權(quán)日:2011年2月2日
【發(fā)明者】勝俁和彥 申請人:株式會社 Ihi, Ihi 機(jī)械系統(tǒng)股份有限公司