等离子处理装置制造方法
【专利摘要】一种在真空炉（1）内部对由金属材料构成的被处理物（X）进行通过等离子的表面改性的等离子处理装置（S1），等离子处理装置（S1）具备能够在真空炉（1）内部移动的可动式供电装置（14、15）。
【专利说明】等离子处理装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及等离子处理装置。本申请基于2011年2月2日在日本提出申请的特愿2011 - 20665号主张优先权，这里援用其内容。
【背景技术】
[0002]以往，使用将由金属材料构成的被处理物的表面用等离子改性的等离子处理装置。该等离子处理装置例如如专利文献I所示那样具备真空炉，在上述真空炉的内部的低压环境中产生等离子，使用上述等离子进行渗碳处理等被处理物的表面改性。
[0003]专利文献1:日本特开2009 — 149961号公报。
【发明内容】
[0004]在上述那样的等离子处理装置中，通常将被处理物载置在导电性的托盘上而载置到真空炉的内部。并且，将真空炉的内壁接地，对上述托盘外加负电压。结果，在内壁与被处理物之间形成电场，处理气体等离子化，将被处理物的表面改性。
[0005]但是，由等离子处理装置进行等离子处理的被处理物是多种多样的。因此，根据被处理物，到真空炉的内壁的距离变化。从被处理物到真空炉的内壁的距离变化意味着形成在被处理物与真空炉的内壁之间的电场变化。 因此，等离子处理的环境变化，处理后的被处理物的表面特性不均匀。
[0006]此外，在处理相同形状的被处理物的情况下，也有为了使表面特性变化或使处理时间变化而有意想要使形成的电场变化的情况。
[0007]但是，在以往的等离子处理装置中，不能变更向托盘及真空炉的内壁的供电点。因此，结果不能任意地变更上述电场的变化，难以抑制被处理物的表面特性的不均匀、或有意使被处理物的表面特性变化。
[0008]本发明是鉴于上述问题而做出的，目的是在真空炉的内部使用等离子进行被处理物的表面改性的等离子处理装置中、使得能够任意地变更用于等离子生成的电场强度、由此使被处理物的表面改性的自由度提高。
[0009]本发明作为用来解决上述课题的手段，采用以下的结构。
[0010]第I发明是一种在真空炉内部对由金属材料构成的被处理物进行通过等离子的表面改性的等离子处理装置，采用以下的结构，具备:第I供电装置，对上述被处理物外加第I电压；和第2供电装置，对相对于上述被处理物对置配置的金属体外加与上述第I电压不同的第2电压；上述第I供电装置及上述第2供电装置的至少任一方由可动式供电装置构成，所述可动式供电装置能够在上述真空炉内部移动。
[0011]第2发明在上述第I发明中，采用以下的结构，上述可动式供电装置具备导电性的棒部件和导电性的绳部件，所述棒部件从真空炉外部插通在真空炉内部，所述绳部件连结在棒部件上。
[0012]第3发明在上述第2发明中，采用以下的结构，上述绳部件设置有多根。[0013]第4发明在上述第I-3中任一项发明中，采用以下的结构，上述可动式供电装置配置在比上述真空炉的中央靠开闭门附近。
[0014]第5发明在上述第I-4中任一项发明中，采用以下的结构，被上述第2供电装置外加第2电压的金属体是能够拆装的电极，所述电极能够向上述真空炉的内部取放。
[0015]第6发明在上述第I-5中任一项发明中，采用以下的结构，在上述真空炉内部载置上述被处理物的载置部被绝缘。
[0016]第7发明在上述第I-6中任一项发明中，采用以下的结构，具备:设置在上述真空炉内部的加热器、对上述真空炉内部供给渗碳气体的渗碳气体供给装置、和将上述真空炉内部冷却的冷却装置。
[0017]在本发明中，对被处理物外加第I电压的第I供电装置、和对相对于被处理物对置配置的金属体外加与第I电压不同的第2电压的第2供电装置的至少任一个由能够在真空炉内部移动的可动式供电装置构成。
[0018]根据本发明，通过使用可动式供电装置，能够变更向托盘及真空炉的内壁的供电点。此外，还能够将任意的形状的金属体对置于被处理物配置而向上述金属体供电。
[0019]因此，根据本发明，能够任意地变更用于等离子生成的电场强度，由此能够使被处理物的表面改性的自由度提高。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1是本发明的一实施方式的等离子处理装置的概略结构图。
[0021]图2是本发明的一实施方式的等离子处理装置具备的真空炉的侧剖视图。
[0022]图3A是本发明的一实施方式的等离子处理装置具备的真空炉的正剖视图。
[0023]图3B是本发明的一实施方式的等离子处理装置具备的真空炉的正剖视图。
[0024]图4是本发明的一实施方式的等离子处理装置具备的真空炉的包括第I供电部的主要部放大图。
[0025]图5A是本发明的一实施方式的等离子处理装置具备的真空炉的包括第2供电部的主要部放大图。
[0026]图5B是本发明的一实施方式的等离子处理装置具备的真空炉的包括第2供电部的主要部放大图。
【具体实施方式】
[0027]以下，参照附图对有关本发明的等离子处理装置的一实施方式进行说明。另外，在以下的说明中，为了使各部件成为可认识的大小，适当变更了各部件的缩尺。
[0028]图1是本实施方式的等离子处理装置SI的概略结构图。如图1所示，本实施方式的等离子处理装置SI具备真空炉1、真空泵2、处理气体供给装置3、冷却气体供给装置4、电源装置5和控制装置6。
[0029]真空炉I将在其内部载置在由金属材料形成的托盘上的被处理物X处理。
[0030]图2是真空炉I的侧剖视图。此外，图3A及图3B是真空炉I的正剖视图，图3A是图2的A — A线剖视图，图3B是图2的B — B线剖视图。
[0031]如图2到图3B所示，真空炉I具备容器11、侧面屏蔽板12、载置部13、第I供电部14 (第I供电装置)、第2供电部15 (第2供电装置)、加热器16和冷却装置17。
[0032]容器11为了形成真空炉I的外形形状而具有大致圆筒形状，在其内部收容有载置部13及加热器16等。作为容器11，例如优选的是使用水冷双层壁的结构。
[0033]如图2所示，容器11在水平方向的其一端上具备能够在水平方向上开闭的开闭门11a。并且，通过将开闭门Ila开放，能够对真空炉I进行被处理物X的取放。
[0034]侧面屏蔽板12在容器11的内部以包围将被处理物X等离子处理的区域(容器11的内部区域中的中央部的区域)的方式配置，推压抑制热等向容器11传递的绝热件12c。
[0035]另外，侧面屏蔽板12如图3A及图3B所示被内部面板12b经由绝热件12c支承，所述内部面板12b通过固定件12a相对于容器11固定。
[0036]此外，侧面屏蔽板12、内部面板12b及绝热件12c处理气体等气体可经过地具有贯通孔等通气区域。
[0037]另外，作为侧面屏蔽板12，例如可以使用厚度Imm左右的碳复合材料或厚度0.3mm左右的钥(Mo)板。
[0038]此外，作为内部面板12b，例如可以使用厚度为4.5mm-5m左右的SS材或SUS材。
[0039]此外，作为绝热件12c，例如可以使用由氧化铝(Al2O3)构成的陶瓷毯。
[0040]此外，在本实施方式的等离子处理装置SI中，容器11被接地，容器11及侧面屏蔽板12的电压为地电平。
[0041]载置部13在真空炉I的内部载置放置有被处理物X的托盘T，具有直接载置托盘T的载置用梁13a、和支承载置用梁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不成为过热状态的程度，通过粘贴在支承棒13b的周面上的陶瓷或粘贴在侧面屏蔽板12上的陶瓷，使支承棒13b相对于侧面屏蔽板12绝缘。通过使支承棒13b相对于侧面屏蔽板12绝缘，载置部13整体成为被绝缘的状态。
[0043]第I供电部14对被处理物X外加负电压(第I电压)，作为能够在真空炉I的内部移动的本发明的可动式供电装置发挥功能。
[0044]详细地讲，第I供电部14具备从真空炉I的外部插通在真空炉I的内部的导电性的棒部件14a、和连结在棒部件14a上的导电性的绳部件14b。第I供电部14能够将绳部件14b连接到被处理物X或载置有被处理物X的托盘T的任意的部位上而构成。
[0045]图4是包括第I供电部14的主要部放大图。
[0046]如图4所示,在内部面板12b、绝热件12c及侧板屏蔽板12上,贯通配置有陶瓷管12d。第I供电部14的棒部件14a经由陶瓷管12d插通到侧面屏蔽板12的内部。并且，在位于被侧面屏蔽板12包围的内部空间中的前端部14c，形成有多个(例如，在本实施方式中是3个)贯通孔14d。
[0047]绳部件14b经过形成在棒部件14a的前端部的贯通孔14d绑在棒部件14a上，由此连结在棒部件14a上。
[0048]一个绳部件14b经过一个贯通孔14d被绑上。即，在本实施方式的等离子处理装置SI中，对于棒部件14a能够连结3根绳部件14b。
[0049]绳部件14b例如可以使用石墨线形成。
[0050]另外，为了排除向真空炉I的内部的等离子处理环境的影响，优选的是尽可能抑制绳部件14b的发热。
[0051]绳部件14b的发热量依存于绳部件14b中的电流密度。例如，为了在真空炉I的内部将向等离子处理环境的影响排除，绳部件14b的电流密度优选的是1.2A/mm2以下。
[0052]表I表示石墨线的物理参数，表2表示使绳直径d为IOmm的情况下的各种值，表3表示使绳直径d为20mm的情况下的各种值，表4表示使绳直径d为30mm的情况下的各种值。另外，向绳部件14b供给的电力的电压为700V，电流为300A。
[0053][表1 ]
【权利要求】
1.一种等离子处理装置，在真空炉内部，对由金属材料构成的被处理物进行通过等离子的表面改性，其特征在于， 具备:第I供电装置，对上述被处理物外加第I电压；和第2供电装置，对相对于上述被处理物对置配置的金属体外加与上述第I电压不同的第2电压； 上述第I供电装置及上述第2供电装置的至少任一方由可动式供电装置构成，所述可动式供电装置能够在上述真空炉内部移动。
2.如权利要求1所述的等离子处理装置，其特征在于， 上述可动式供电装置具备导电性的棒部件和导电性的绳部件，所述棒部件从真空炉外部插通在真空炉内部，所述绳部件连结在棒部件上。
3.如权利要求2所述的等离子处理装置，其特征在于， 上述绳部件设 置有多根。
4.如权利要求1所述的等离子处理装置，其特征在于， 上述可动式供电装置配置在比上述真空炉的中央靠开闭门附近。
5.如权利要求1所述的等离子处理装置，其特征在于， 被上述第2供电装置外加第2电压的金属体是能够拆装的电极，所述电极能够向上述真空炉的内部取放。
6.如权利要求1所述的等离子处理装置，其特征在于， 在上述真空炉内部载置上述被处理物的载置部被绝缘。
7.如权利要求1所述的等离子处理装置，其特征在于， 具备:设置在上述真空炉内部的加热器、对上述真空炉内部供给渗碳气体的渗碳气体供给装置、和将上述真空炉内部冷却的冷却装置。
【文档编号】C23C8/36GK103459651SQ201280006986
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2012年2月2日 优先权日:2011年2月2日
【发明者】胜俣和彦 申请人:株式会社 Ihi, Ihi 机械系统股份有限公司