JP2017502162A - 電荷散逸性の表面層の作製方法 - Google Patents

Abstract

（電荷散逸性の表面層を作製する方法）本発明は、宇宙空間及び他の極端な環境において使用されるように意図された誘電性のポリマーを主体にした材料、若しくはポリマーを主体にした複合材料から製造された、又は、構成された部材に電荷散逸性の表面層を製作する方法に関係している。その部材は少なくとも１つの表面、特には、２つの向かい合う表面を有し、該表面の各々は平坦又は３次元の形状を有している。その方法は、電荷散逸性の範囲内の均一な表面抵抗率を備える、処理され炭化された表面層を実現するために、希ガスのガス直線大電流技術によるイオンビーム源内に形成されたイオンビームのガス混合物内に、所定量の炭素を含むガスを添加し、該イオンビームで少なくとも１つの表面に衝撃を与えることによって、動的な方法で同時に起こる表面の再生を伴うイオン衝撃を通して、真空環境で、部材の少なくとも１つの表面を炭化する工程を有している。【選択図】図１

Description

本発明は、宇宙空間において使用されるように意図された誘電性のポリマーを主体にした材料から製造され、又は、構成された部材に電荷散逸性の表面層を作製する方法及びそのような部材に関する。

特に、本発明は、成形された、及び／若しくは、溝を刻まれたポリマー表面を有する誘電性のポリマー材料の表面処理、埋め込まれた無機粒子を有する表面の処理、又は、無機の微粒子若しくは繊維のフィラーを有する誘電性のポリマー複合材料の処理の分野に関する。電荷散逸性表面特性は、例えば、ＧＥＯ宇宙空間において、この電荷散逸性及び他の機能的な特性についての長期の耐久性を有するフラットケーブルコンダクター（ＦＣＣｓ）、又は、ＧＥＯ宇宙空間及び他の極端な環境において、この電荷散逸性の長期の耐久性を有する、ポリマー複合材料を主体とする材料及びデバイスといった、外部宇宙船部品又は太陽電池部品のようなポリマー由来のデバイスのために必要とされる。

ポリマーへのイオン衝撃は、主に、マイクロエレクトロニクスにおけるフォトレジスト剥離、光導波路形成のためのポリマーへのイオン注入、ポリマー上に堆積された金属の接着性を増すため及び印刷適性の改善のためのプラズマ表面処理、及び、ポリマーの微小硬度の増加等のために、電子及び他のデバイス製造産業において広く用いられている。多くの場合において、誘電性のポリマーへの中又は高線量のイオン衝撃は、表面の炭化とともに、原子の衝突によるエネルギー移動による表面の架橋結合又は鎖の破壊を引き起こす。多くの表面特性の変化が、真空におけるイオン衝撃とポリマー表面の選択的なスパッタリングによる、組成的、構造的、及び、非常に頻繁には、形態的な表面変態に関係付けられることが見出された。イオンビームスパッタリング、揮発性の最終生成物の形成に伴うガス質の原子の移動、及び、真空におけるポリマーの表面からのそれらの放出によるいくらかの表面の減少、すなわち、最終的なガス質の生成物による表面の消耗、及び最終的な（衝撃を与えられた領域における）表面炭素含有量の増加は、同時に起こる、かつ、連続する表面の構造的な再構成とともに、「表面の炭化（ｓｕｒｆａｃｅ ｃａｒｂｏｎｉｚａｔｉｏｎ）」と呼ばれる。例えば、広い数値範囲及び温度範囲において規定された、表面硬度、摩耗耐性、酸化耐性、及び電気的表面導電性のような、機械的及び光学的又は電気的特性の重要な変化が、ポリマーへのイオン衝撃によって実現され得る（文献１〜５）。

イオンビーム処理によって提供された、誘電性のポリマーの表面導電性又は表面電荷散逸性の研究の全ては、処理実験のために特別に合成された、又は、工業的に製造された、平坦な、すなわち、換言すれば、平らなポリマーフィルムに対して実施されたことに言及することは重要である。

様々な宇宙空間の応用における、先進の宇宙空間用のポリマーフィルムのみならず、例えば、対地静止（ＧＥＯ）軌道における太陽電池のパネル間の接続に用いられるフラットケーブル導線（ＦＣＣｓ）のような、高分子を主体とする製品は、両方の外側表面に電荷散逸性を提供することにより、特に、今日の長期の宇宙空間における任務に使用される時に、放射線環境下における電荷の収集、アーク放電、及び、関連する損傷を防ぐように、大きな利益を得るであろう。しかしながら、電荷散逸性の表面諸特性を備える、そのような応用に対応する製品を作製することには、困難があったかもしれない。

ＦＣＣは、例えば、ＤｕＰｏｎｔ社製のＰｙｒａｌｕｘ ＬＦ１０１０に基づいて、様々な大きさと形状に作製される（文献６）。それらは、基本的にＰｙｒａｌｕｘ ＬＦ１０１０の銅の被覆金属板を積層したもの及び同じタイプのカバーレイ、すなわち、加工段階でＫａｐｔｏｎ１００ＨＮフィルムの間でプレスされた薄い銅の細片に特別な温度感応型のアクリルの接着剤によって接合されたＫａｐｔｏｎ１００ＨＮ（１ミル）フィルム、及び、製造された構造の外側で電気的な接触が終端されているＣｕホイルの細片から構成される。従って、（図１及び２の）ＦＣＣにおいては、誘電性のポリマーによる前面及び背面のフィルムは、平坦で平らな表面を表しておらず、むしろ、繰り返し形を与えられ、すなわち、換言すれば、前面の表面１０１について図１に、背面の表面２０１について図２に示されるように、「溝を刻まれた」表面１０２、２０２を有している。イオンビーム処理は、スパッタリング速度についてのかなり強い角度依存性を有する高低線特性（ｌｉｎｅ−ｏｆ−ｓｉｔｅ ｎａｔｕｒｅ）を有するので、この表面のレリーフはイオンビーム処理の均一性と効率に影響を与えることがあり、形成された溝の側壁によるイオンビームのシャドーイングを生ずる。

実際のＦＣＣ構造の処理における別の重大な差異は、背面の表面の状態である。光沢があり、滑らかな前面のＦＣＣ表面と比較して、背面の表面は粗く、ＦＣＣ作製の特別な技術的プロセスの結果としてもたらされる、表面を通して無作為に埋め込まれた小さな無機物の粒子を備えることが分かっている。複数のＦＣＣユニットの表面が、ＳＥＭ／ＥＤＳ（走査型電子顕微鏡検査／エネルギー分散型Ｘ線分析）法によって、広く特性を明らかにされた。ＥＤＳによる元素組成調査と組み合わせて、様々なレベルの倍率での前面（図３ａ及び図３ｂ）及び背面（図４ａ）の表面のＳＥＭ画像３００、４００が、幾つかの作製したＦＣＣセットからのＦＣＣの前面及び背面の表面の形態及び組成の比較研究のために使用された。Ｃｕ細片の上部のＦＣＣの前面側の部分は、光沢のある平坦な表面を有していた（図１参照）。前面のＦＣＣ表面の平らな部分は、ＳＥＭとＥＤＳの両方によって分析されたＫａｐｔｏｎ ＨＮの表面に良く似ていた。高倍率のもとでのみ検出される小さな含有物粒子は、リン酸カルシウム（Ｃａ_３（ＰＯ_４）_２）粒子である。それらは、静電気の相互作用による取扱いの問題を低減するために、Ｋａｐｔｏｎ ＨＮの製造プロセスにおいて、必須添加物である。

高度に発達した表面の形態が、高倍率の下での「背面側」の表面を表す図４ａに示されるように、背面の検査に際して明らかになった。背面の表面は、強く損傷を受けているように見え、かなりの数のごく小さい、主としてサブミクロンサイズの粒子がポリマーの表面に存在していることが、図４ａから明確に理解され得る。これらの粒子の元素の組成は、ＥＤＳによって評価できる。これらの粒子の詳細な元素の組成は、概して、軽石の粒子の組成に一致する。この軽石の微粉は、ＦＣＣ作製において使用される特別なアクリル接着剤への銅の接着性を増すために、高圧下で水スラリーとして製造プロセスにおいて使用されるものである。（軽石はインドの花崗岩による、以下の酸化物から成る（文献８）：７０〜７７％のシリカ、１１〜１４％のアルミナ、３〜５％の酸化カリウム、３〜５％のソーダ、１〜３％の第１鉄酸化物、１〜２％の第２鉄酸化物、０．５〜１％のマグネシア、０．３８％未満のチタニウム酸化物、これらの成分のほとんど全てが、ＥＤＳによって背面の表面に認められた。）

本発明の目的は、誘電性のポリマーを主体にした材料から製造された、又は、構成された部材が、ＧＥＯ宇宙空間において使用されるための要件を満たすように、その部材に電荷散逸性の表面層を作製する方法を提供することである。さらに、本発明の目的は、それに対応する部材を提供することである。

これらの目的は、独立請求項によって達成される。好ましい実施態様が、従属請求項において述べられる。

本発明の第１の側面によれば、宇宙空間又は他の極端な環境において使用されるように意図された誘電性のポリマーを主体にした材料若しくは複合材料から製造され、又は、構成された部材に電荷散逸性の表面層を製作する方法が提供される。その部材は、例えば、ＦＣＣ又は太陽電池部品又は膜状部材のような、どのような製品でもよい。その部材は少なくとも１つの表面、特には、２つの向かい合う表面を有し、該表面の各々は平坦又は３次元の形状を有している。その少なくとも１つの表面は、成形された、又は、溝を刻まれた表面、及び表面に埋め込まれた無機物の誘電性の粒子を含む粗い表面、又は、無機物の誘電性のフィラーを有する誘電性のポリマーを主体にした複合材料を有するものを含んでよい。３次元形状とは、成形された、又は、溝を刻まれた表面のことであってよい。

この方法は、電荷散逸性の範囲内の均一な表面抵抗率を備える、処理され炭化された表面層を実現するために、希ガスのガス直線大電流技術によるイオンビーム源内に形成されたイオンビームのガス混合物内に、所定量の炭素を含むガスを同時に添加し、該イオンビームで少なくとも１つの表面に衝撃を与えることによって、動的な方法で、同時に起こる表面の再生を伴うイオン衝撃を通して、真空環境で、部材の少なくとも１つの表面を制御可能に炭化する工程を有している。

制御可能に炭化すること、及び、同時に、すなわち、常に、表面（単数又は複数）を再生することにより、部材（すなわち、材料又は製品）の電荷散逸性の表面に耐久性を持たせることができ、処理後少なくとも１年の保管寿命保証を規定する実験環境において、少なくとも１年間、これらの特性を維持することができる。

さらに、ポリマー又は複合材料を主体にした材料の表面を制御可能に炭化し再生することにより、それらの機械的な及びバルクの特性を変えることなく、電荷散逸特性を実現することができる。

この方法のさらなる実施態様によれば、イオンビームは２．５〜３ｋｅＶのエネルギーを有してよい。

さらなる実施態様によれば、表面層は、室温で数十ＭΩ／□の電荷散逸性の範囲を有することができる。

さらなる実施態様によれば、炭素を含むガスとして、アセチレンガスを用いてよい。

さらなる実施態様によれば、部材のポリマーを主体にした材料の脱ガスが、処理時間を減少させ、炭化の品質を向上させるように、少なくとも１つの表面への衝撃の間に、真空環境において、５０℃から７５℃の間の範囲の、特には、６５℃の温度までの追加の加熱で引き起こされてよい。

さらなる実施態様によれば、部材のポリマーを主体にした材料又は複合材料を主体にした材料の少なくとも１つの表面を制御可能に同時に炭化し再生することにより、不活性ガスとポリマーを主体にした表面に既に存在する元素のみを用いる電荷散逸諸特性を実現することができる。その利点として、金属又は金属不純物が必要とされない。

さらなる実施態様によれば、この方法は、例えば、フレックスプリント又はフラットケーブルコンダクターのような電気的及び電子的応用に使用されることを意図された、例えば、ＰｙｒａｌｕｘカバーレイＬＦ０１１０のようなポリイミドを主体とする自己接着ホイルの間でラミネートされた銅の細片からなる部材に適用され、これらの標準製品の機械的及び電気的なバルク特性が維持される一方で、電荷散逸性の表面を作製する。

本発明の第２の側面によれば、宇宙空間又は他の極端な環境において使用されるように意図された誘電性のポリマーを主体にした材料から製造され、又は、構成された部材が提案される。その部材は、少なくとも１つの表面、特には、２つの向かい合う表面を有しており、表面の各々は平坦又は３次元の形状を備え、かつ、均一な表面抵抗率を有する少なくとも１つの表面に電荷散逸性の炭化された表面層を備えたものである。

利点として、上述した方法により、表面を制御可能に炭化すること、及び、再生することにより、近頃のＧＥＯ宇宙空間の任務に対する要求に応じて、耐久性を有し、ＧＥＯ環境において、少なくとも１５年間は電荷散逸特性を維持することができる電荷散逸性の表面を有する部材を実現できる。

さらなる実施態様によれば、処理され炭化された表面層（単数又は複数）を備える誘電性のポリマーを主体にした材料が、熱的なサイクルにおいて耐久性があり、少なくとも＋／−１５０℃の宇宙空間に関係した温度範囲（すなわち、−１５０℃から＋１５０℃の温度範囲）において、電荷散逸性の表面特性を維持する。

さらなる実施態様によれば、炭化されたポリマーを主体とする表面、又は、複合材料の表面は、炭化された表面を有していない未処理の最新式の部材と比較して、わずかに黒ずんだ視覚上の外観を備えた電荷散逸性の材料の表面であり、かつ、表面形態にはどのような変化もない。

さらなる実施態様によれば、炭化されたポリマーを主体とする表面、又は、複合材料の表面は、ＧＥＯ宇宙空間で暴露された少なくとも１５等価年の間の、地上に置かれたＧＥＯ模擬実験設備内での試験の後に、未処理のものの熱的光学的特性と比較して、最終的な熱的光学的特性に重大な相違を生じないような方法において、熱放射率にはどのような変化もなく、かつ、太陽光の吸収率にはいくらかの変化がある電荷散逸性の材料の表面である。

本発明は、例えば、ＦＣＣのような部材の両方の（又はすべての）表面に電荷散逸性を持たせることのみならず、適用された表面処理（単数又は複数）により、銅の導体のような機能的な部分の電気特性を少しも改変することがなく、かつ、ポリマーのフィルムの厚さや他の機能的な特性も変えることがないことを確実にすることが必要であるとの考察に基づいている。銅のホイル導体の端部とＦＣＣのポリマー母体との間のリーク電流の形成を回避するために、ＦＣＣの全ての自由なＣｕ細片の終端部は、本発明を用いる時に、イオンビーム処理の間に覆われねばならない。

本発明が無機物の粒子又は繊維のフィラーを有する誘電性のポリマーの複合材料、又は、それらから成る様々な製品の表面処理に対して使用される時に、静電気の帯電問題が、まず第１に本発明によって、解決されることができ、排除されることさえできる。これらの複合材料について、誘電性の粒子フィラーが表面に存在している、又は、その中に埋め込まれているだけでなく、材料の体積内にほとんど均一に分布している。

換言すれば、本発明では、他の機能的な諸特性を変えることなく、成形された／溝を刻まれた表面を有するポリマーの材料、フィルム又は製品に炭化された表面を形成する間に、及び、表面に埋め込まれた無機物の粒子を有する粗い表面に炭化された表面を形成する間に、又は、無機物の粒子又は繊維のフィラーを有する誘電性のポリマーの複合材料の粗い表面に炭化された表面を形成する間に、動的な表面再生を伴うイオンビーム処理によって、材料、フィルム、又は製品の片側又は両側の誘電性のポリマーを主体にした表面に電荷散逸特性を提供する。そして、特には、本発明の方法は、要求された数値の範囲内で選択された製品特有の表面導電率を、片側又は両側の電荷散逸性の表面に提供し、ＧＥＯ宇宙空間の環境における長期間の任務の間に、及び、他の極端な環境において作動するときに、この及び他の機能的な特性についての長期の耐久性があり、例えば、ポリマー製のフラットケーブルコンダクター（ＦＣＣｓ）又は誘電性のポリマーの複合材料を主体にする外部宇宙船の部品に対して必要とされる表面特性のような、広い温度範囲における電荷散逸性を提供する。

本発明は、以下の複数の利点を有する。

本発明の利点は、ポリマー製の製品及びポリマー（埋め込まれた無機物粒子を備え、又は、無機物の微粒子又は繊維のフィラーを有する誘電性のポリマーを主体にする複合材料が含まれる）の成形された／溝を刻まれた又は粗い誘電性の表面に対して、電荷散逸性を提供する方法が確立されたことである。この提供された表面電荷散逸性は、例えば、少なくとも、（宇宙空間に関係した）＋／−１５０℃の範囲のような広い温度範囲において、多数回の温度サイクルで耐久性を有しており、かつ、ＧＥＯ宇宙空間の放射線の下で、及び、他の極端な環境において、〜１５年の長期間の耐久性を有している。これらの利点は、イオン源の混合物内に必要量の炭素を含むガス添加しながら、技術的な直線ガスイオンビーム源からの同時的な希ガスイオンビーム表面衝撃と調整された動的手法による同じ源からの表面再生とを結びつけるイオンビーム表面処理によって実現される。これは、選択的な有機物のスパッタリングを埋め合わせ、かつ、溝の端と側壁のシャドーイング効果を防ぎ、そして、ポリマーのイオンビーム処理に対して強くシャドーイングを与える、イオン衝撃の間の埋め込まれた無機物の粒子のだんだんと増す「突き出し」の効果により、表面への炭化の提供が困難になり、ひいては、表面の薄い外層に電荷散逸特性を持たせることが困難になることを防ぐために行われる。この表面処理は、真空において、イオンビーム源の混合物内に選択された量の炭素を含むガス、特には、アセチレンガスを加えながら、希ガス、好ましくはＡｒのイオンビームによって、かつ、特別に規定された処理条件で行われる。

本発明の別の利点は、この方法がポリマーを主体にする材料、フィルム、又は製品の片側又は両側表面に電荷散逸性の範囲内の選択された表面抵抗率を提供し、処理されたターゲットのどのような寸法も変えないことである。

本発明のさらなる重要な利点は、上述した、ポリマーを主体にした溝を刻まれた、あるいは、溝を刻まれた／「汚染された」かつ損傷を受けた表面に、又は、ポリマーの複合材料の表面を電荷散逸性にする方法により、室温で数十ＭΩ／□の電荷散逸性の範囲における、特に所望の表面抵抗率を提供することができることである。

本発明のさらに別の利点は、電荷散逸性の片側又は両側を有するポリマーを主体とする製品又は複合材料を作製する方法が、例えば、両面処理されたＦＣＣの他の機能的な特性のような、材料／製品の他の機能的な特性に、本質的には影響を与えないように維持することを可能にすることである。

この発明の別の利点は、本発明に従って処理された、例えば、ＦＣＣのような片側又は両側を有する材料又は製品について、表面の抵抗率が広い温度間隔において、特には、宇宙空間に関係した＋／−１５０℃の温度範囲において、電荷散逸性の範囲内に維持され、かつ、少なくとも１５年のＧＥＯ宇宙空間での等価な時間において、模擬されたＧＥＯ環境に耐え、耐久性を有することが示され、従って、本発明により処理された、処理済のＦＣＣ及び他の製品が、近頃の長期の、少なくとも１５年の長いＧＥＯ宇宙空間での任務に良好に使用されることができることである。

この発明の別の利点は、本発明に従って処理された、例えば、ＦＣＣのような片側又は両側を有する材料又は製品について、試料の温度が十分に１００℃未満の温度に保たれることができることである。

上述した、ポリマーを主体にした、又は、複合材料の表面を制御可能に炭化することにより、ＧＥＯ宇宙空間暴露の１５等価年の間の、地上に置かれたＧＥＯ模擬実験設備内での熱的光学的特性の試験の後に、未処理のものの熱的光学的特性と比較して、処理されたＦＣＣの最終的な熱的光学的特性に重大な相違を生じないような方法において、表面形態と熱放射率にはどのような変化もなく、かつ、太陽光の吸収率にはいくらかの変化がある、わずかに黒ずんだ視覚上の外観を備えた電荷散逸性の材料の表面を実現することを可能にする。

本発明のさらなる利点は、電荷散逸層の深さが、希ガスイオンのエネルギーによって制御され、処理された品目のバルク諸特性を変化させることがなく、数十ナノメートル範囲内に保たれていることである。設けられた層は、熱サイクルの下で安定であり、不活性雰囲気又は真空において、少なくとも−／＋１５０℃の温度範囲においてその電荷散逸特性を維持する。

本発明において見出された最も成功した処理のアプローチと条件が、代表的な量である５０個の短い及び長いＦＣＣの両側の処理に使用され、全ての検査結果により、開発された表面処理の十分な再現性と安定性とを評価することができ、加えて、少なくとも１年間の保管寿命保証を意味する、通例の実験環境における少なくとも１年間の処理された表面のＳＲの安定性を示すことができた。

本発明のさらなる側面と利点が、以下の図に関連した記載を参照して、より理解されるようになるであろう。異なる図面において使用された同様の参照符号は、同様な構成要素を示している。

無作為に選択されたフラットケーブルコンダクター（ＦＣＣｓ）の前面の表面の光学画像である。 無作為に選択された短い、及び、長いＦＣＣの背面の表面の光学画像である。 異なる倍率での試料の前面側の表面形態を示す二次電子ＳＥＭ画像としての、「受け取ったまま」のＦＣＣの前面側の二次元走査型電子顕微鏡法（ＳＥＭ）分析の結果である。 背面側の表面形態を示す、拡大された二次電子ＳＥＭ画像としての、「受け取ったままの」状態におけるＦＣＣ試料の二次元走査型電子顕微鏡法分析の結果である。 ２つのレベルの倍率での表面形態を示す二次電子ＳＥＭ画像としての、イオンビーム処理後のＦＣＣ試料の前面側の二次元走査型電子顕微鏡法分析である。 ２つのレベルの倍率での表面形態を示す二次電子ＳＥＭ画像としての、イオンビーム処理後のＦＣＣ試料の背面側の二次元走査型電子顕微鏡法分析である。 未処理のＫａｐｔｏｎ １００ＨＮフィルムのＸ線光電子分光法（ＸＰＳ）のサーベイスキャンである。 ＦＣＣの前面の表面（スポット１）の（Ａｒ＋Ｃ_２Ｈ_２）イオンビーム処理されたＫａｐｔｏｎ １００ＮＨのＸＰＳのサーベイスキャンである。 ＦＣＣの前面の表面（スポット２）の（Ａｒ＋Ｃ_２Ｈ_２）イオンビーム処理されたＫａｐｔｏｎ １００ＮＨのＸＰＳのサーベイスキャンである。 図７のＸＰＳサーベイからの未処理のＫａｐｔｏｎ １００ＨＮ表面の元素の組成を示す第１の表である。 （図８及び図９の）ＸＰＳサーベイによるＦＣＣの（Ａｒ＋Ｃ_２Ｈ_２）イオンビーム処理された２つの前面の表面の元素の組成を示す第２の表である。 ＦＣＣが（Ａｒ＋Ｃ_２Ｈ_２）イオンビーム表面処理された場合の、炭素Ｃ１ｓ状態についての高分解能の定量化での元素ＩＤを示す第３の表である。 標準ＦＣＣ及び本発明の方法により両側が処理された電荷散逸性のＦＣＣの抵抗トルクの値である。 方法Ａ及びＢによる、イオンビーム処理されたＦＣＣの前面の表面及びまれな表面に対する表面抵抗率測定結果の比較を示す第４の表である。 方法Ｂで得られた、５０個の両側をイオンビーム処理されたＦＣＣの表面の抵抗率値の概要を示す第５の表である。 方法Ａで測定された湿度検査（６０℃、９０−９８％の相対湿度）の前後の表面の抵抗率を示す第６の表である。 方法Ａで測定された、折り曲げられた状態で、クリーンルーム環境で長期保管した間の表面の抵抗率である。 方法Ａで得られた、熱サイクルの前後でのＦＣＣの表面抵抗率を示す第７の表である。 乾燥窒素内での熱サイクルの間のＦＣＣの表面抵抗率である。 オーダーメイド試料ホルダー内の選択されたＦＣＣ試料（第１のセット）であり、そのセットは〜４年のＧＥＯ宇宙空間での暴露と同等な模擬ＧＥＯ等価検査の後に写真を撮られたものであり、その後、さらなる検査のために元に戻されたものである。 １５年のＧＥＯ宇宙空間での暴露と同等な模擬ＧＥＯ検査が終了した後での、オーダーメイド試料ホルダー内のＦＣＣ試料（第１のセット）である。 模擬された４及び１５年のＧＥＯでの暴露の前後での、イオンビーム処理されたＦＣＣの表面抵抗率を示す第８の表である。 熱的光学的特性が測定された全てのＦＣＣ試料である。 図２の未処理のＦＣＣ試料の光沢のある前面（２Ｂ）及び光沢のない背面（２Ｍ）側についての太陽光反射率スペクトルと太陽光吸収値である。 イオンビーム処理されたＦＣＣ（試料＃１）の光沢のある前面（１Ｂ）及び光沢のない背面（１Ｍ）の表面についての太陽光反射率スペクトルと太陽光吸収値である。 ＧＥＯ模擬検査の前のイオンビーム処理された（試料＃１）及び未処理の（試料＃２）ＦＣＣの熱的光学的特性を示す第９の表である。 第１のセットから選択された、未処理の、イオンビーム処理された、及びＧＥＯ検査されたＦＣＣ試料の熱的光学的特性を示す第１０の表である。 第２のセットから選択された試料に対しての１５年のＧＥＯ模擬検査の前後での、イオンビーム処理されたＦＣＣの熱的光学的特性を示す第１１の表である。 ＥＳＤ検査されたＦＣＣの表面抵抗率を示す第１２の表である。 −１４５℃での帯電検査の間の測定された表面電位である。

いくつかの製造セットからの全てのＦＣＣについて、重大な差が、光沢のある前面の表面と、粗く、光沢がなく、かつ、「灰色がかった」、「汚染された」背面の表面との間に見られることが分かった（図１及び図２）。それに加えて、背面側の表面粗さと黒ずんだ色は、１つの製造されたセットの試料と他のものでは違っており、それぞれのＦＣＣ試料に沿ってでさえ非一様であった（図２参照）。従って、Ｃｕ接点の被覆問題のみならず、両側に形成された「溝」、埋め込まれた無機物の粒子の「汚染」の存在（以下で理解されるように、軽石の粉末粒子）及び背面側の大きな粗さのような特徴を含むＦＣＣの実際の表面と、通常の平らなＫａｐｔｏｎ １００ＨＮフィルムの表面との間の違い、及び、ＦＣＣ製造に用いられる接着剤の温度感応性が考慮されねばならなかった。

最新のＦＣＣ製造技術は、接着剤による接合において、後続の工程のための銅の表面の良好な接着特性を得るために必要とされる２つの研磨クリーニング工程を含んでいる。これは、プリント回路基板（ＰＣＢ）製造技術の製造ラインにおけるのと同様に、ＦＣＣサブアセンブリー上に高圧下で（両側から）吹きかけられた軽石「粉末」粒子の水スラリーを用いて行われる。背面側のポリマーフィルムは、この処理に２回さらされるので、このことにより、含まれた軽石粒子の存在のみならず、背面の表面における外観と粗さの差異が説明される。

イオンビーム処理の間の、軽石粒子に比べて強いポリマー母体の選択スパッタリングにより、表面／表面下の層の軽石粒子が暴露されるようになり、処理された前面の表面に匹敵するＳＲ（表面抵抗率）を実現できなくなる。

従って、イオンビーム処理の結果として生じる表面抵抗率の均一性へのＦＣＣの両側の溝の影響が低減又は除去までされることだけでなく、表面粗さの問題と本発明のイオンビーム表面処理技術プロセスの前又は処置中に、背面側に「埋め込まれた」軽石粒子の存在の問題が取り組まれることが重要である。機械的、化学的、及び、複合した機械的／化学的処理を含む、背面の表面をクリーニングする試みは、軽石粒子を取り除くことにおいて上手くいっていない。このことにより、この表面を処理するための最新の手段を続けて使用することが妨げられる。以下に記載する本発明の方法では、すべてのＦＣＣの元のポリマーフィルムの厚さがイオンビーム処理後も損なわれないままであり、ＦＣＣの両表面に所望のＳＲ値と均一性を実現し、同時に、全ての他のＦＣＣの機能的な要求を満足する。

本発明による表面処理は、イオンビーム処理と、有機物表面の選択スパッタリングを動的な方法で、すなわち、その処理の間に、埋め合わせることができる「絶え間なく再生された炭化された表面」という精巧なアプローチとの組み合わせによって実行される。このことは、同じガス質のイオンビーム源を使用することによって達成されるが、源に供給される希ガスＡｒに、炭素を含むガス−この特別な場合では、アセチレンガス−を常に添加することによって、ガスの組成を変えることでも達成される。イオンビーム源の内部のプラズマにおける炭素を含むガスの解離により、角度依存性のある表面スパッタリングとシャドーイング効果を防ぐように、溝を刻まれた表面、又は、埋め込まれた無機物の（軽石の）粒子を有する溝を刻まれた表面の動的な再生のための、加速されたＣ含有イオンが提供され、同時に、絶えず再生された表面の下の薄い表面下層の有機ポリマー部分の中に表面炭化プロセスが起こることを可能にする。

表面炭化は、ポリマーのイオンビーム処理に関して、非常に広く関連する用語である。それは、様々なイオンビーム衝撃条件に依存し、ポリマーの表面と表面下領域において、例えば、ｓｐ^２からｓｐ^３への炭素の結合状態のような、大きく可変な量の化学結合の再構成を伴い、数パーセントを超える炭素の含有率（濃度）からほとんど完全な「黒鉛化」までの広い範囲にわたる。最終的な処理された表面層は、組成、構造上の詳細、及び最終的な諸特性において異なり得る。さらに、炭化の可変な程度、イオンビームのエネルギーにより改質された表面下層の様々な厚さ、及び、ガス質の拡散過程により、元素的な化学的組成の最終的な変化と化学結合の再構成は衝撃の間の温度に敏感でもある。従って、例えば、表面抵抗率、熱的光学的諸特性、耐久性及び放射線耐性のようなポリマーを主体にする処理された表面の最終的な機能的特性が、大きく変わり得る。

以下では、本発明によるイオンビーム表面処理方法が説明される。

技術的なイオンビーム表面処理処置の間に、処理時間を短縮するために、試料は大きな表面スパッタリングと、昇温につながる大電流エネルギーのイオンビームに晒されることが知られている。加えて、多くのイオンビーム処理設備では、プロセス中のある段階で使用される加熱源を有している。例えば、昇温された、ある処理段階が用いられてよい。しかしながら、厳密な温度の限定が、すなわち、カプトンポリイミドが真空中で３００℃を超えるまで安定である高温ポリマーであったとしても、ＦＣＣ製造において使用される特別な接着剤によって規定される、１１０℃を超えない、温度の限定が、本発明においては従われねばならない。従って、特別な熱制御センサーが組み込まれ、イオンビームの「高低線」から、真空チャンバー内で使用される。

カプトンポリイミドは通常多量の吸収された水蒸気を含んでいるので、特別な注意が脱ガス処置に払われねばならない。表面再生を伴う高真空イオンビーム処理は、試料の脱水と真空チャンバー内にトラップされた空気の気泡の脱ガスによる、少量の水蒸気の存在によって容易に乱され得る。従って、各々の処理は、適時の、標準的には２時間の、高真空脱ガス段階に続いて実行され、その際、ＦＣＣの温度は約３５℃に保持される。次に、高真空を破ることなく、回転するドラム（円筒形部）に取り付けられたＦＣＣは、８％（体積％）の量のアセチレンガス（Ｃ２Ｈ２）を添加したＡｒのイオンビームによって処理される。

ａ）
回転する幅が０．５ｍあるステンレス鋼製のドラム、低から中イオンエネルギー大電流技術による直線ガスイオンビーム源、及び独立した加熱器を備えたＫＶＡＲＣ−７００高真空設備が、本発明によるプロセスにおいて使用され得る。

シリコーン接着剤を有する、指定の、ポリイミド圧力感応テープ（ＣＧＳＴＡＰＥ−８３５８、１インチ）が、ＦＣＣをドラムにテープで付けるために使用され得る。Ｃｕホイルの接点が、そのＣｕ接点に取り付けられた、上（ポリマー）表面の２．５ｍｍ＋／−１ｍｍを含むテープで覆われる。

次に、設備のドアが閉じられ、真空ポンプが作動し、所望の真空である〜３×１０^−３Ｐａに到達した後で、ＦＣＣの予備加熱が回転ドラムの方へ向けられた加熱器を稼働させることによって実行される。高真空における３５℃までの処理前の加熱が実行され、真空設備内にある、特別に較正された熱感応センサーによって実行される温度制御を伴って、ＦＣＣの脱ガスを促進するために約２時間継続される。続いてのイオンビーム処理が、プロセスパラメーターの下で、以下に示す持続期間の間、Ａｒと炭素を含むガス（アセチレン）の調整された混合物で作動する直線型ガスイオン源により実行される。処理が完了（実験的に〜１６分間実行することが最良であると分かった）した後で、真空とともにイオンビームが止められ、処理の終了後にドアが自動的に開き、最終的な温度制御確認のためのＦＣＣとドラムの温度測定が可能になる。６２−６５℃を超えるべきではない温度を測定した後で、ＦＣＣは約〜３０分間、冷却のためにドラム上に放置されねばならず、次に、炭化された最表面層のＳＲの測定を実施するために、ドラムから取り去られる。一方で、Ａｒイオンビーム衝撃が次の処理工程のための準備として、ドラムをクリーニングするために使用され得る。

ｂ）
本発明を使用して処理することによって実現された、前面の約〜１０ＭΩ／□の表面抵抗率の値は、ＦＣＣをひっくり返し、再びドラムに取り付け、処理された前面の表面を既にクリーニングされたドラムに対向させ、背面を同様に処理した後でも変わらずに維持された。そのような方法で、宇宙空間の太陽電池の応用に使用されるＦＣＣの必要とされる両側の処理が、本発明によって首尾よく実現されることができる。

公称の最善のＦＣＣ処理結果から、以下の処理パラメーターに到達した。
設備：ＫＶＡＲＣ−７００；
Ａｒ（９２体積％）＋アセチレンガス（８体積％）のイオンビームガス混合物；
イオンビームエネルギー ２．５〜３（ｋｅＶ）；
イオンビーム電流 １９５（ｍＡ）； ドラムのバイアス １５０（Ｖ）
温度：＜６５℃； イオンビーム処理持続期間 約１６（分）

以下では、処理後のＳＲ測定が詳述される。

ドラムからの処理されたＦＣＣの各々の取り外しは、それらへの損傷を回避するために、極めて注意深く行われねばならない。それらのユニットは、柔らかい（厚い樹脂）布地とクリーンペーパーシートで覆われた、ＳＲ測定テーブルの上に置かれる。全てのＳＲ測定は、多年に渡り、ポリマーフィルム又は最上部にポリマーフィルムを有する比較的小さい試料／製品に首尾よく用いられた特別なプローブユニットを用いて実行される。そのユニットは、文献９に記載されたものと同様とすることができる。作製後のＳＲ測定は、テーブル上にＦＣＣユニットを置いた後すぐに行われ、調整されたＳＲ測定ユニットと、オーダーメイドの表面抵抗率測定探針を備えるデジタルマルチメーター（Ｕｎｉ−Ｔｒｅｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ社製、モデルＵＴ５５）又は同じオーダーメイドの表面抵抗率探針を備える、電圧Ｖ＝１００Ｖでのヒューレットパッカード社製４３２９Ａ高抵抗測定器が使用される。

同じ処理手順が背面側に適用されねばならず、次に、処理後のＳＲ測定が１０ＭΩ／□から２０ＭΩ／□の範囲内の典型的なＳＲについて行われる。もし、視覚による欠陥が両表面になく、かつ、全ての処理されたＦＣＣの前面と背面の表面のどこでもＳＲの値が８０ＭΩ／□未満であるならば、ＦＣＣは両側が首尾よく処理されたと考えられる。

引き続いてのＳＲ測定によって、処理されたＦＣＣの両側の表面抵抗率が、通常の実験室環境において少なくとも１年以上変化しないことを確かめることができる。これは、本発明によって提供された、処理されたＦＣＣの電荷散逸表面特性に対する少なくとも１年間の保管寿命保証についての確認である。

イオンビーム処理は、様々な表面改質の選択に用いられる極めて多目的な技術であり、応用に依存して、所望の効果又は取り除かれるべき副作用の両方となり得る、表面形態を時に劇的に変えるような能力を持っている。いくらか黒ずむことは、処理されたＦＣＣの両側に発生し得る。そのような視覚的な効果は、処理による形態又は表面組成の変化のいずれかに関連付けられてよい。

本発明の別の重要な部分は、開発された、表面再生を伴うイオンビーム処理により、両方の処理されたＦＣＣ表面の表面形態にどのような影響もないことを、引き続いての表面分析によって示すことができることである。処理されたＦＣＣについて実施されたＳＥＭ分析の結果が、前面の表面に対して図５ａ及び５ｂに、背面の表面に対して図６ａ及び６ｂに示されており、それらによって、回転ドラム上のＦＣＣ処理の後で表面形態の変化がないことが十分に確認された。従って、処理後の黒ずみの効果は、表面炭化での、主に元素の組成変化（軽いガス質の最終生成物の遊離及び起こり得る化学結合の再構成）、すなわち、表面の炭化によるものであり得る。

以下で、一般的な調査と高度の分析結果に関連した表面改質層のＸＰＳ分析の結果が示される。

ＦＣＣの表面処理についての上述した方法を用いた後に予期される炭化効果を評価するために、ＸＰＳ（Ｘ線光電子分光法）分析が、軽石の汚染効果が処理された表面の分析に影響を与えるのを回避するために、主に前面の表面に対して実行され得る。数十オングストローム（及びポリマー中の５０−１００オングストローム）の最表面層の元素の組成分析に用いられるＸＰＳ技術は、Ｔｈｅｒｍｏ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｔｈｅｔａ Ｐｒｏｂｅ ＸＰＳ分光器（ＴｈｅｒｍｏＦｉｓｈｅｒ製、Ｅ．Ｇｒｉｎｓｔｅａｄ、英国）で実施され得る。試料は、標準の方法で評価され、単色のＡｌ Ｋ_α Ｘ線源が、必要に応じて、４００μｍ以下のスポット領域で使用される。必要であれば、電荷の補償が、一体となったｅ⁻／Ａｒ^＋フラッドガンを用いて提供される。エネルギースケールの位置が、主要なＣ １ｓの特徴（Ｃ−Ｃ）が２８５．０ｅＶになるように調整された。全てのデータ処理は、設備に設けられたソフトウエア（「Ａｄｖａｎｔａｇｅ」）を用いて行われる。

（比較用の基準として）未処理のＫａｐｔｏｎ１００ＨＮと処理されたＦＣＣの前面の表面からのイオンビームで改質されたＫａｐｔｏｎ１００ＨＮのサーベイスキャンが、図７から９に示されており、ＸＰＳサーベイからの元素の組成が、図９ａと図９ｂに示した表の中に示されている。

未処理のＫａｐｔｏｎ１００ＨＮのサーベイスキャンが図７に示される。次のサーベイスキャンは、Ｃｕ細片の最上部の処理された平らな領域の中央部において取られた、（Ａｒ＋Ｃ２Ｈ２）イオンビーム表面処理されたＦＣＣの前面の表面についてのものであり、図８に示される。比較すると、処理後に、表面において、ＮとＳｉが全くなくなったこと、酸素の低下、及びＣの大きな増加が見られる。別の無作為に選択された（Ａｒ＋Ｃ２Ｈ２）イオンビーム表面処理されたＦＣＣから取られた、別のスポットでの追加のＸＰＳサーベイスキャンの結果が、図９に示され、図８の結果と良好に一致し、ＸＰＳによって明らかにされたように、本発明によって処理されたＦＣＣの表面組成変化を引き起こす、強い炭化効果が十分に確認された。

これは、処理の間に動的に堆積及びスパッタ除去される非常に薄い「仮想の」カーボンリッチ層が、その下でイオン衝撃の間に表面下のポリマー層内で、炭化効果が起こることを妨げないということを意味する。上記のサーベイスキャンとそれらから導かれた定量的な結果から、ＦＣＣの最上部に位置している、イオンビーム処理されたＫａｐｔｏｎ１００ＨＮについて、実行された処理による表面炭化の結果として、表面の主な元素が炭素（９１−９２ａｔ％）であることは明らかである。いくらかの酸素が、〜７ａｔ％から〜１０ａｔ％まで表面になお存在しており、このことは、得られた組成がＫａｐｔｏｎＨＮ材料の変化によるものであり、表面への炭素層の堆積によるものではないことを示している。

高分解能ＸＰＳスペクトルにおける個々のピークのデコンボルーションは、通常、結合エネルギーの変化によって示される、特定の元素についての化学結合の異なる型の量を示す。例えば、図９ｃに示す表に列挙された、炭素のピークのデコンボルーションは、改質された最表面層における、高い量の「乱された」Ｃ−Ｃ結合（〜８５％）、約〜１０−１２％の酸素とのカルボニル結合、及び、約〜２％の酸素とのカルボキシル基結合の存在を示している。

表面下層の厚さを特定するために、ＴｏＦ−ＳＩＭＳ（飛行時間型二次イオン質量分析法）による深さプロファイリング技術が使用され得る。炭素のプロファイリングはまっすぐに進むものであるが、未処理のポリマーへの炭化された層のゆるやかな変化は、明瞭な区別についての問題を提起している。この場合Ａｒである、イオン源からの元素の深さ分布を使用するアプローチは、真空において、ＦＣＣ処理の間のＡｒの脱ガスにつながるガス質の状態のために実行できない。従って、ＴｏＦ−ＳＩＭＳ深さプロファイル分析用の専用のＦＣＣ試料のイオンビーム処理の間に、追跡のための少量のシラン（ＳｉＨ４）をイオンビーム源の運転ガスに混ぜることによって注入されることができる追跡子元素として、シリコンが使用される。最後に、ＴｏＦ−ＳＩＭＳ深さプロファイルが、スパッタリングの時間−深さの相関関係を導くのと同じ条件の下で、ＫａｐｔｏｎＨＮのＡｒイオンでのスパッタリングのために、文献値（文献１０）と関連づけられる。ＦＣＣ製品に適用される絶えず続く表面再生を伴うイオンビーム処理の深さが、約５０ｎｍかそれ未満であることが決定された。シリコンの注入についてのＴＲＩＭコード（物質におけるイオンの遷移（文献９））を用いることによる理論的な計算により、比較用の値がもたらされ、それによって、実験結果が確証される。

以下では、ＦＣＣへの電荷散逸層の製作についての評価が、より詳細に示される。

本発明による方法の記載において、ＦＣＣは、表面に埋め込まれた無機物の粒子を有する、成形された／溝を刻まれた誘電性のポリマーの表面の例として、又は、誘電性のポリマーの複合材料として、既に特徴付けられている。この部分の目的は、実際の製品ＦＣＣへの提案されたプロセスの適用によって得られる特徴を明らかに示すことである。

ＦＣＣの目的は、太陽電池の翼部のくびきとパネルの間にある信号配線と、出力とをつなぐことである。その結果として、ＦＣＣは宇宙空間における太陽電池の翼部の展開動作に貢献する。従って、標準的なＦＣＣの鍵となる特性は、電気的及び機械的特性につながっている。宇宙空間、例えば、対地静止の軌道における帯電する環境とＫａｐｔｏｎ（ポリイミド）の誘電性の特性により、標準的なＦＣＣでは、軌道上寿命の間に帯電電位が上昇する。このことは、静電気の放電（ＥＳＤ）、又は、光起電性の組み立て品と近接している電力コネクター方向へのアーク放電のリスクを意味している。この後、本発明のプロセスによって得られた、電荷散逸性の表面を備える５０個のＦＣＣのセット（革新的実施例 ＩＥ）が、そのバルク特性において特性を明らかにされ、標準的なＦＣＣ（比較例 ＣＥ）と比較される。電荷散逸性の表面の安定性と性能が、さらに検査された。

比較例と、本発明により処理された実施例が以下のようにして準備された。

ａ）比較例 ＣＥ
例えば対地静止の電気通信衛星の太陽電池に使用される標準的なフラットケーブルコンダクター（ＦＣＣ）を入手した。
コンダクター： ＳＥ−Ｃｕ、未加工、巻かれたまま
（ドイツ工業規格 １７８７／１７９１／１７６７０）、厚さ１２７μｍ±４μｍ
カバーホイル： ＤｕＰｏｎｔ Ｐｒｙａｌｕｘ Ｃｏｖｅｒｌａｙ ＬＦ ０１１０
２５／２５、アクリルの接着剤付のポリイミドフィルム、２５μｍのＫａｐｔｏｎ
ＨＮ＋２５μｍの接着剤、５０μｍ±３μｍ

ｂ）本発明の実施例 ＩＥ
異なるサイズ（１０５ｍｍ、２０５ｍｍ）のＣＥと同じ５０個の標準的なＦＣＣが、以下のイオンビームプロセスで処理された。
設備： 回転ドラム（０．５ｍ幅、ステンレス鋼）を備えた高真空ＫＶＡＲＣ−７００
プロセス条件：
・開始真空度 約３×１０^−３Ｐａ、処理前に３５℃で２時間の真空ベーク
・アルゴン（９２体積％）とアセチレン（Ｃ_２Ｈ_２、８体積％）の混合物を有する直線型イオンビーム源
・イオンビームエネルギー ２．５−３ｋｅＶ、イオンビーム電流 １９５ｍＡ、ドラ
ムへのバイアス １５０Ｖ
・温度＜６５℃、処理の持続時間 １６分
・同じプロセス条件での別のプロセスの実施により処理された第２の表面
・シリコーン接着剤を有するポリイミド圧力感応テープ（ＣＧＳＴＡＰＥ−８３５８、１インチ）での、ＦＣＣのドラムへの固定と、銅の端部及びＫａｐｔｏｎ表面の隣接する縁の被覆

５０個のＦＣＣが、いくつかのプロセスを実施することにより、両側を表面処理された。

ＩＥとＣＥは、展開できる太陽電池のパネルの間の接続部として、その応用に関係したバルクと表面の特性の点で比較された。

機械的及び電気的バルク特性
イオンビーム処理されたＦＣＣの抵抗トルクが、異なる温度（−９０℃、２３℃、及び１５０℃、図１０）で測定され、標準的なＦＣＣの結果と比較された。（異なる長さを有する）異なった構成についての結果として生じる小さな値は、標準的なＦＣＣの値に近いものであり、概して、展開することについて影響がない。

イオンビーム処理されたＦＣＣの抵抗トルクも、−１７５℃と１５０℃の間の１０回の熱サイクルの後で決定された。それらは、測定精度内で不変のままであった。折りたたみ動作の間の頑丈さを表すＦＣＣに対する標準的な検査は、曲げ耐久力検査（４０回の折りたたみ動作の５サイクル）と呼ばれる。それは、特定の直径、この場合は３ｍｍの直径を有する心棒の周囲に繰り返し折りたたまれることから成る。処理された検査試料は、この検査に首尾よく合格した。標準的なＦＣＣに適用された本発明では、その機械的なバルク特性に影響がないことが示された。

ＦＣＣの関係する電気バルク特性は、銅導線の導通、銅導線から銅導線の間の絶縁抵抗、及び、銅導線とＫａｐｔｏｎカバーホイルの間の絶縁抵抗から成る。

これらの特性は、いずれの検査行為を経た、全てのイオンビーム処理されたＦＣＣについて決定された。全ての処理されたＦＣＣは、導通検査（個々の銅線の測定、１００ｍＡでの電圧降下）に合格した。銅導線から銅導線の間の絶縁抵抗は、５００Ｖのバイアス電圧で、個々の銅線の接続を陽及び陰極に変えることによって、測定された。得られた値は、標準的なＦＣＣの特性に一致して、全て２０ＧΩを超えた。銅導線とＫａｐｔｏｎホイルの間の抵抗は、湿式スポンジ法によって測定された。この検査において、銅線が一方の電極に接続され、Ｋａｐｔｏｎホイルが、水とエタノールの混合物に浸漬されたスポンジ電極に適用された他方の電極に接続されている。印加されたバイアス電圧は５００Ｖであった。得られた抵抗値は、２０ＧΩを超え、これもまた、標準的なＦＣＣについてのものであった。異なる検査を行った電荷散逸性のＦＣＣの導通と抵抗（銅から銅、銅からＫａｐｔｏｎ）が、以下の検査の後に、再び決定された。
・−１７５℃から１５０℃の間の熱サイクル
・曲げ耐久性（４０回の折りたたみ動作の５サイクル）
・湿度検査 ６０℃、９０−９５％の相対湿度、９６時間
・折りたたまれた太陽電池の翼部を代表する折りたたまれた条件で、１８０日間、気候の制御を行ったクリーンルーム環境における保管

これらの暴露検査後に得られた結果は、標準的なＦＣＣ（断絶無し、２０ＧΩを超える抵抗値）に一致したままであった。従って、標準的なＦＣＣの電気的なバルク特性は、電荷散逸表面を得るための本発明のプロセスによって、影響されなかった。

表面特性
表面抵抗率は、２つの先が尖った探針と１００Ｖのバイアス電圧によって決定された。平坦でなく、顕微鏡で見て粗い表面（ＦＣＣの背面側）に対して良好な接触を得るために、電極は柔らかい導電性のシリコーンフォーム（方法Ａ）の中から選択された。金属電極と電荷散逸性のＦＣＣの下の柔らかい非導電性のクッションとを用いた第２の方法（方法Ｂ）は、図１０Ａの表中に示されたように、第１の方法と比べて、数値の良好な一致を示した。

表面抵抗率が、小さなＦＣＣ（１０５ｍｍ）の中央部で測定された。２０５ｍｍのＦＣＣに沿って３回の測定が行われた。図１０Ｂの表は、５０個のＦＣＣについて得られた表面抵抗率を列挙したものである（注：長いＦＣＣについての３つの値の平均値が示され、最大値と最小値は全ての数値を含む）。表面抵抗率の求められる上限は、理論的考察から導かれ、８０ＭΩ／□に設定される。目的とすることは、１０ＭΩ／□により近い値で、この要求の十分下に維持されることである。本発明の方法では、平坦でない表面と顕微鏡のスケールでの相違（粗さ及び無機物の汚染）にも関わらず、ＦＣＣの両側に対してこの目的を達成することができた。滑らかな前面の表面と、様々な程度に汚染された背面の表面の相違は、完全には取り除くことができないものであるが、発明者らは処理結果に与えるそれらの影響をうまく最小化した。この実現は、開発した革新的な処理技術についての格別に良好な結果として考慮され得る。

比較すると、未処理のＫａｐｔｏｎの表面を有する未処理のＦＣＣ（ＣＥ）の表面抵抗率は、１０^１５−１０^１６Ω／□の絶縁性の範囲であった。

表面抵抗率の安定性と性能が、地上と軌道上の寿命期間の間に最も関連付けられる環境条件に対して、検査された。すなわち、
・湿度（加速された保管）
・代表的な地上における環境での長期保管
・熱サイクル
・対地静止軌道を代表する粒子（陽子、電子）及びＵＶの照射
・電気通信衛星プロジェクトにおける外部表面についての適格性諸要求にわたる、最悪ケースの条件を含む対地静止軌道における帯電環境が選択された。

表面抵抗率は、湿度検査に対して安定したままだった。図１０ｃの表のデータは、いくらかの測定に関連した幅を示している。これは、特に、ＦＣＣの粗い側について当てはまる（例えば、７ｒの湿度検査後のより低い値を参照）。

検査された第２の側面は、気候の制御が行われ、折り曲げられた条件での典型的なクリーンルーム環境における長期間の保管での表面抵抗率の安定性であった。表面の抵抗率は、１、２、４、８、１４、２５、６６、１２０、及び、１８０日後に測定された（図１１）。この期間にわたって安定的な挙動が、確認されている。

同様の測定結果が、１２カ月間実験室の状態で保存された、無作為に選択されたＦＣＣ試料において、並行して得られた。上述したポリマーを主体にした、又は、複合材料の表面を制御可能に炭化することによって、抵抗率が典型的な地上での検査の下で、及び、ＦＣＣに関係する環境条件の下で安定である電荷散逸性の材料表面を実現することが可能になる。

熱サイクル下でのＳＲ安定性
図１１Ａにおける表は、熱サイクルの前後での方法Ａで測定された表面の抵抗率を列挙するものである。測定値は不変である（測定の幅による小さな差のみ。注：その値は、異なる測定方法Ａ及びＢにより、図１０ｂの表に対してある程度はずれているが、表面抵抗率の範囲について非常に良い一致を示している）。

（乾燥窒素中の）熱サイクルの間に、表面抵抗率は、その場で測定された。図１２は、表面抵抗率の温度に対する依存性を示している。これらの結果から、処理されたＦＣＣの表面は、全温度範囲を通して、その電荷散逸性特性を保っていることが十分に確認された。これらのデータから、文献１６及び１７のアプローチを用いて表面導電性メカニズムを特定することができた。１／ＳＲ（Ｔ）曲線の数値的な近似により、表面の導電性メカニズムは、最も可能性が高いのは、文献１８のイオンビーム処理された薄いポリマーフィルムについて確認されたものと同様に、３次元可変レートホッピング導電性メカニズムであるとの結論に至った。

ＧＥＯ模擬実験条件におけるＳＲ安定性
宇宙空間のシステム部品の地上における検査について、宇宙空間環境を正確に再現することは、その環境の多様性と複雑性、及び、材料に与える影響により、不可能である。これらの検査の信頼性は、特定の任務についての宇宙空間環境の重要な影響を模擬実験することに依存する。模擬実験の主要な目的は、存在する放射源と検査実験室内で利用可能な方法を用いて、宇宙空間環境における材料の挙動に対して適切な検査結果を得ることである。

宇宙空間システムを設計する間に、合理的な地上での時間において、長期の任務時間を模擬実験することが必要とされる。この理由により、加速試験を行うことが必要とされる。しばしば、自然の宇宙空間環境よりも高い次数の大きさの線量率を用いることが必要とされる。放射線検査の正確な模擬実験における主な要求は、タイプ、スペクトル（エネルギー）、及び放射線の吸収される線量率を考慮することによって、宇宙空間における材料への正しい影響を模擬実験することを含んでいる。

処理された、及び、未処理のＦＣＣユニットが、特別な検査設備を用いて、文献１２に従って、ＧＥＯ模擬環境にさらされた。それらの試料とここに記載されたそれらについての結果は、図１０ｂの表に示されたＦＣＣに加え、検査キャンペーンに含まれたものである。従って、この部分における試料の表示は、５０個の試料のセットとは独立したものである。ＧＥＯ模擬実験設備は、ＧＥＯにおいて材料に影響を与え得る宇宙空間要因の分離された、又は、結合されたふるまいの下での、材料及びコーティングの物理化学的特性を研究するために設計されたものである。考慮されるべきこれらの要因は、１０^−５Ｐａくらいの低真空、５０ｋｅＶまでのエネルギーを有する電子及び陽子、１０ＳＥＥ（ｓｏｌａｒ ｅｘｐｏｓｕｒｅ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ、等価太陽光暴露）までの太陽光の電磁気放射線、及び、±１５０℃の範囲内の温度である。

無作為に選択された短いＦＣＣユニットの各々が、特別にオーダーメイドされた試料ホルダー内に載置され、陽子、電子、及び紫外光から成る合成された放射線を受けた。ＦＣＣユニットの第１のセットは、陽子のエネルギーＥ_ｐ＝２０ｋｅＶ、Ｊ_ｐ＝５×１０^１１ｓ^−１ｃｍ^−２に等しい電流密度、電子のエネルギーＥ_ｅ＝４０ｋｅＶ、Ｊ_ｅ＝５×１０^１１ｓ^−１ｃｍ^−２に等しい電流密度、及び、同時にＵＶ露光を有する、組み合わされた（ｐ^＋＋ｅ⁻＋ＵＶ）照射を３３時間受けた。その選択された条件は、１５年の等価のＧＥＯ宇宙空間での暴露におおよそ相当する、Ｆ_ｐ＝６×１０^１６ｃｍ^−２に等しい全陽子フルエンスに対応する。周知の制限により、ＵＶ露光は太陽光の強度の２倍に選択された。試料の温度は、検査実験の間、約５２℃に保たれた。

試料の検査された第１のセットの光学画像写真が撮られ、〜４年の中間的なタイミングの後と、その後、最終的な１５年の宇宙空間での等価なＧＥＯ暴露の後で、表面抵抗率の測定が実行された。図１３と図１４は、試料１３０１、１３０２、１３０３、及び、１４０１、１４０２、１４０３の中間的な、及び、最終的な外観の結果を示している。明らかな視覚的な相違（黒ずみの程度）は、検査されたＦＣＣユニットの表面について模擬実験されたＧＥＯ放射線の増加する効果を示している。（第１のセットを含む）未処理の、試料の第１及び第２のセットに含まれるイオンビーム処理されたＦＣＣの、及び、ＧＥＯ模擬実験環境にさらされた両側は、等価ＧＥＯ暴露における、４年の後には黒ずみ、最終的に１５年の後で強く黒化したことが明らかである。図１４の画像には、処理されたＦＣＣユニット１４０１、１４０２、１４０３の前面及び背面の表面の間の視覚的な相違、すなわち、暴露されたＦＣＣの前側（１４０１）はほとんど黒色であるが光沢があり、一方、背面の表面は黒ずんだ灰黒色であり、光沢が無いままである（１４０２、１４０３）ことが明瞭に示されている。

ＧＥＯ検査されたＦＣＣユニットの第２のセットは、上述したように、同じ１５年のＧＥＯ模擬実験宇宙空間での等価な暴露まで検査された、３つのイオンビーム処理された試料を含んでいる。２つの短いイオンビーム処理されたＦＣＣユニット（図１５の試料＃５１と＃５２）が、背面及び前面の表面を暴露され、それに対応して、イオンビーム処理された長いＦＣＣの一片の背面の表面が同様に暴露され、この試料は後に表面分析のために使用される。第１のセットで観察されたのと同様に、試料の第２のＧＥＯ検査されたセットにおいても、同様に、強い黒ずみが観察され得る。表面抵抗率及び熱的光学的特性のような、イオンビーム処理され、及び、ＧＥＯ検査されたユニットの定量的な特性の変化が、評価された。

表面抵抗率の値は、両方のＧＥＯ検査された、全てのＦＣＣ試料について測定された。イオンビーム処理され放射線にさらされたＦＣＣと（検査結果の比較及び評価のための基準値とするために）未処理の試料の前面及び背面の表面が、測定された。

検査された未処理のＦＣＣについて、等価な４年及び１５年のＧＥＯ宇宙空間での暴露の後に、前面及び背面の表面のＳＲ値は、１０^３ＭΩ／□（１０^９Ω／□）より高い、すなわち、要求される８０ＭΩ／□よりはるかに高いままであった。第２の検査されたセットについて、測定されたＳＲ値の減少が、１５年のＧＥＯ宇宙空間に等価な地上での検査の後でイオンビーム処理された試料について示され、これらの結果が図１４ａの表中に示されている。

１５年のＧＥＯと等価な検査の後で、イオンビーム処理されたＦＣＣの全ての検査された前面及び背面の表面は、十分に電荷散逸性のままであった。表面抵抗率は、その上、ＧＥＯと等価な検査の時間の間に、全ての検査されたイオンビーム処理されたＦＣＣについて減少し、１５年のＧＥＯ宇宙空間に等価な検査の後で、ＳＲ値は（３−７）ＭΩ／□の狭い範囲内に入った。それは、いわゆる放射線誘起表面伝導という現象（文献１３）が、検査の間に全てのイオンビーム処理されたＦＣＣ試料において観察されたことを意味している。

ＧＥＯ模擬実験条件での熱的光学的諸特性
太陽電池におけるＦＣＣの実際的な稼働の間に、ＦＣＣはＧＥＯ宇宙空間環境に暴露される、すなわち、それらは外部の機能的な構造の一部を代表しているので、本研究の別の非常に重要な部分は、ＧＥＯを模擬した条件で暴露された試料のみならず、未処理の及びイオンビーム処理されたＦＣＣ試料の前面又は背面の側の熱的光学的特性の特徴付けを行うことである。図１５は、熱的光学的特性測定について、この評価に用いられた全ての試料を示している。

図１５の左から右にかけて、第１及び第２の検査されたセット（１５１０及び１５２０）に加え、未検査の参照用セット（１５３０）の試料が、提示され、分けて記号が付けられている（左から右へ、第１の検査されたセット、＃５、＃１、＃６、 第２の検査されたセット、＃５１、＃５２、Ｌｏｎｇ、 未処理の及びイオンビーム処理された（しかし検査されていない）ＦＣＣ、＃２、＃３）。全てのＧＥＯ模擬実験検査された前面及び背面の表面は、ほとんど黒っぽく（前面）、又は濃い灰色であり（背面）、前面は光沢があり、背面は光沢が無く、容易に区別することができる。右手側の最後の２つの未検査試料について、＃２は未処理のものであり、＃３はイオンビーム処理されたものであり、両方とも未検査のＦＣＣ試料である。それらについて、熱的光学的諸特性が、比較の基準を得るために測定された。

太陽光の反射率スペクトルが、図１５に示された全てのＦＣＣについて測定され、太陽光吸収率値αがそれらの測定値に基づいて、以下のＡＳＴＭ標準Ｅ９０３（文献１４）に従って計算された。熱放射率εが、以下のＡＳＴＭ標準Ｅ４０８（文献１５）に従って測定された。

前面の光沢のある側について２Ｂと名付けられ、及び、背面の光沢のない側について２Ｍと名付けられた、未処理のＦＣＣ試料＃２についての結果が、図１６に示され、また、イオンビーム処理された試料＃１の光沢のある前面（１Ｂ）と光沢のない背面（１Ｍ）の表面の両方についてのスペクトルと太陽光吸収率αの値が図１７に示されている。

イオンビーム処理により、可視と近赤外スペクトル領域の両方において反射率が減少することが明瞭に理解される（図１６と図１７の比較）。熱放射率の測定結果は、イオンビーム処理による両表面のεの微々たる変化を示しており、すべてのこれらの熱的光学的結果は、図１７ａの表に示されている。

実行されたイオンビーム処理による、前面のＦＣＣ表面についての太陽光吸収率の変化は、およそΔα_ｓ＝０．０９であり、背面の表面については、それはおよそΔα_ｓ＝０．１２である。熱放射率の測定では、イオンビーム処理後にどのような測定可能な変化も示されなかった。

ＧＥＯ宇宙空間環境における１５年後の潜在的な耐用寿命の終わり（ＥＯＬ）での諸特性の予測を提供するために、２つの未処理の（試料＃５及び＃６）及び１つのイオンビーム処理された（＃１）ＦＣＣの太陽光反射率スペクトルと太陽光吸収率の値が、完全なＧＥＯ模擬検査の後で測定された。暴露された未処理のものと処理された表面の太陽光吸収率は、可視と赤外の両方の領域において増加し、未処理の試料（試料＃５）の前面についてα_{ｆｒｏｎｔ}≒０．７９になり、未処理の試料（試料＃６）の背面についてα_ｂａｃｋ≒０．８２になり、長期のＧＥＯ模擬実験での暴露によるイオンビーム処理されたＦＣＣ（試料＃１）の背面の表面については、α_ｂａｃｋ≒０．８２となった。熱放射率測定は、熱放射率がおよそε＝０．８０±０．０２のままであり、微々たる変化を示した。

加えて、ＧＥＯ模擬検査の前後での４つのイオンビーム処理されたＦＣＣについての検査前太陽光反射率スペクトルと太陽光吸収率の値が、測定された。太陽光反射率の強い減少が全ての検査されたＦＣＣについてスペクトルの可視部に発生しており、それは検査により観察された黒ずみの効果に定性的には一致する。これらの熱的光学的特性は、まとめられ、図１７ｂ及び１７ｃの表に提示されている。開発されたイオンビーム処理は、処理されたＦＣＣ表面の太陽光吸収率を増加させるが、それは、実際にはＧＥＯ宇宙空間環境での１５年の後に、ＦＣＣの最終的な熱的光学的特性にほとんど影響を与えないということを結論付けることができる。未処理のものとイオンビーム処理された表面の黒ずみ効果及び両方の熱的光学的特性の変化が、未処理のものとイオンビーム処理されたＦＣＣの両側について、ほとんど等しく強く言明される。

ＥＳＤ検査によって確かめられた電荷散逸諸特性
表面が十分に電荷散逸性であることが、対地静止軌道における外部表面に関連した帯電環境を模擬実験した、最悪の場合の温度である−１４５℃で、専用のＥＳＤ検査で確認された。そのＥＳＤ検査において、以前、対地静止環境を代表する粒子と紫外線放射に同時にさらされた（図１５の試料＃５１及び＃５２）、第２のセットの試料が検査された。

ＥＳＤ検査は以下の条件で実施された。
・２０ｃｍの直径の試料上で、宇宙空間と同様なエネルギー分布とフラックス均一性のためにエネルギーと角度を分散させた２０と４００ｋｅＶの電子ビーム。
・フラックス： ２０ｋｅＶ ２５０ｐＡ^＊ｃｍ^−２（≒１．５６^＊１０^９ｓ^−１＊ｃｍ^−２）、 ０−４００ｋｅＶ ５０ｐＡ^＊ｃｍ^−２（≒３．１２^＊１０^８ｓ^−１＊ｃｍ^−２）、 及び、４×（２０ｋｅＶと０−４００ｋｅＶのフラックス）（電気通信衛星の外部表面についての顧客要求の最悪の環境）
・検査温度： 室温、−１４５℃
・真空度： １０^−６ｈＰａ

以下の２セットのＦＣＣが検査された。
ｉ）処理されたままを意味する寿命の最初
ｉｉ）ＧＥＯ検査後
一方は滑らかでもう一方は粗いＦＣＣの側を備える両方のセットの試料が、帯電環境にさらされた。電位がその減衰と共に測定された。アーク放電の検出が設備の構成により確実にされた。

処理されたままのＦＣＣとＧＥＯで年を経たＦＣＣが、最悪の場合（−１４５℃、４×標準的な対地静止軌道）の帯電環境で検査された。アーク放電は観察されなかった。暴露された粗い表面を有する処理されたままの試料について観察された最も高い電位は、１５０Ｖ未満であり、従って、例えば１０００Ｖのような、どの臨界的な電位に対してもはるかに下であった。電位の緩和は、電子源のスイッチが切られた後、極めて速かった。これは、接地接続を経由した急速な電荷消耗によるものである。加えて、低い電子エネルギーと−１４５℃での単一エネルギーでの帯電が行われ、再び、同様な挙動が示された。この場合、検査により、例え帯電が上側の層に限定されていたとしても、電位の緩和は再び、急速に接地された表面を経由して効率的に行われた（図１８）。

同じ条件が、ＧＥＯで年を経たＦＣＣに適用された。処理されたままのＦＣＣと対照的に、それらについてはほとんど電位が上昇しなかった。このことは、電子及び陽子の放射への暴露後に得られる、より低い表面抵抗率によって説明されることができる（図１４ａと１７ａの表を参照）。

対照的に、同じＥＳＤ検査にさらされた、未処理のＦＣＣ（ＣＥ）は、臨界的な電圧を超える表面の帯電とそれに続く静電気放電を示した。

１００…フラットケーブルコンダクター（ＦＣＣ）、
１０１…前面の表面、
１０２…ＦＣＣ１００の前面の表面１０１の溝を刻まれた表面、
２０１…背面の表面、
２０２…ＦＣＣ１００の背面の表面２０１の溝を刻まれた表面、
３００…最新式のＦＣＣ１００の前面の表面の拡大されたＳＥＭ画像、
４００…最新式のＦＣＣ１００の背面の表面の拡大されたＳＥＭ画像、
１３０１…ＦＣＣ、
１３０２…ＦＣＣ、
１３０３…ＦＣＣ、
１４０１…ＦＣＣ、
１４０２…ＦＣＣ、
１４０３…ＦＣＣ、
１４０４…ＦＣＣ、
１５１０…ＧＥＯ模擬実験されたＦＣＣの第１のセット、
１５２０…ＧＥＯ模擬実験されたＦＣＣの第２のセット、
１５３０…未検査の参照用試料。

文献
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１２． 国際標準（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｔａｎｄａｒｄ）ＩＳＯ １５８５６：２０１０（Ｅ）：宇宙空間システム−宇宙空間環境−非金属材料の照射暴露のためのシミュレーションガイドライン（Ｓｐａｃｅ ｓｙｓｔｅｍｓ − ｓｐａｃｅ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ − ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｇｕｉｄｅｌｉｎｅｓ ｆｏｒ ｒａｄｉａｔｉｏｎ ｅｘｐｏｓｕｒｅ ｏｆ ｎｏｎ−ｍｅｔａｌｌｉｃ ｍａｔｅｒｉａｌｓ）
１３． Ｓｍｉｒｎｏｖ Ｉ．Ａ．、長期の照射暴露による照射誘起導電率（Ｒａｄｉａｔｉｏｎ−ｉｎｄｕｃｅｄ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ｐｏｌｙｍｅｒｓ ａｔ ｌｏｎｇ−ｔｉｍｅ ｒａｄｉａｔｉｏｎ ｅｘｐｏｓｕｒｅ）、ＰｈＤ論文、ロシア、２００６
１４． ＡＳＴＭ Ｅ９０３ −積算用の球面を用いた、材料の太陽光吸収率、反射率、及び、透過率の標準的検査方法（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｓｏｌａｒ Ａｂｓｏｒｐｔａｎｃｅ， Ｒｅｆｌｅｃｔａｎｃｅ， ａｎｄ Ｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｕｓｉｎｇ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｎｇ Ｓｐｈｅｒｅｓ）
１５． ＡＳＴＭ Ｅ４０８−１３ 検査−計量器技術を用いた、表面の全正規発散度（ｅｍｉｔｔａｎｃｅ）の標準的検査方法（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｔｏｔａｌ Ｎｏｒｍａｌ Ｅｍｉｔｔａｎｃｅ ｏｆ Ｓｕｒｆａｃｅｓ Ｕｓｉｎｇ Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ−Ｍｅｔｅｒ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ）
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Claims (13)

1. 宇宙空間又は他の極端な環境において使用されるように意図された誘電性のポリマーを主体にした材料、若しくは複合材料から製造され、又は、構成された部材上に電荷散逸性の表面層を作製する方法であって、
   前記部材は少なくとも１つの表面、特には、２つの向かい合う表面を有し、該表面の各々は平坦又は３次元の形状を有しており、
   電荷散逸性の範囲内の均一な表面抵抗率を備える、処理され炭化された表面層を実現するために、希ガスのガス直線大電流技術によるイオンビーム源内に形成されたイオンビームのガス混合物内に、所定量の炭素を含むガスを常に添加し、該イオンビームで前記少なくとも１つの表面に衝撃を与えることによって、同時に起こる表面の再生を伴うイオン衝撃を通して、真空環境で、前記部材の少なくとも１つの表面を炭化する工程を有することを特徴とする方法。
2. 前記イオンビームは２．５〜３ｋｅＶのエネルギーを有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記表面層は、室温で数十ＭΩ／□の電荷散逸性の範囲を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の方法。
4. 炭素を含むガスとして、アセチレンガスを用いることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記部材のポリマーを主体にした材料の脱ガスが、処理時間を減少させ、炭化の品質を向上させるように、前記少なくとも１つの表面への前記衝撃の間に、真空環境において、５０℃から７５℃の間の範囲の、特には、６５℃の温度までの追加の加熱で引き起こされることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の方法。
6. ポリマー又は複合材料を主体とした材料からなる前記少なくとも１つの表面を制御可能に炭化すること、及び、同時に再生することが、不活性ガスと前記ポリマーを主体とする表面に既に存在する元素のみを用いて電荷散逸特性を実現できることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の方法。
7. 電気的及び電子的応用に使用されることを意図された、ポリイミドを主体とする自己接着ホイルの間でラミネートされた銅の細片からなる部材に適用され、これらの標準製品の機械的及び電気的なバルク特性を維持する一方で電荷散逸性の表面を作製することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の方法。
8. 宇宙空間又は他の極端な環境において使用されるように意図された誘電性のポリマーを主体にした材料から製造され、又は、構成された部材であって、
   少なくとも１つの表面、特には、２つの向かい合う表面を有しており、
   前記表面の各々は平坦又は３次元の形状を備え、かつ、均一な表面抵抗率を有する前記少なくとも１つの表面に電荷散逸性の炭化された表面層を備えたものであることを特徴とする部材。
9. 前記処理され炭化された表面層を備える誘電性のポリマーを主体にした材料が、熱的なサイクルに耐久性があり、少なくとも−１５０℃から＋１５０℃の温度範囲において、電荷散逸性についての表面特性を維持することを特徴とする請求項８に記載の部材。
10. 前記炭化されたポリマーを主体とする表面、又は、複合材料の表面は、未処理の最新式の部材と比較して、わずかに黒ずんだ視覚上の外観を備えた電荷散逸性の材料の表面であり、かつ、表面形態のどのような変化もないことを特徴とする請求項８又は請求項９に記載の部材。
11. 前記炭化されたポリマーを主体とする表面、又は、複合材料の表面は、ＧＥＯ宇宙空間で暴露された少なくとも１５等価年の間の、地上に置かれたＧＥＯ模擬実験設備内で試験の後に、未処理のものの熱的光学的特性と比較して、最終的な熱的光学的特性に重大な相違を生じないような方法において、熱放射率にはどのような変化もなく、かつ、太陽光の吸収率にはいくらかの変化がある電荷散逸性の材料の表面であることを特徴とする請求項８から請求項１０のいずれか一項に記載の部材。
12. 前記炭化されたポリマーを主体とする表面、又は、複合材料の表面は、ＧＥＯ環境において、少なくとも１５年間、電荷散逸特性を維持できることを特徴とする請求項８から請求項１１のいずれか一項に記載の部材。
13. 前記少なくとも１つの表面は、前記複合材料内に埋め込まれた無機の粒子、又は、微粒子／繊維のフィラーを有する粗い表面であることを特徴とする請求項８から請求項１２のいずれか一項に記載の部材。