JP3397835B2 - 硬質カーボン膜の被覆方法 - Google Patents
硬質カーボン膜の被覆方法Info
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は炭化水素を含むガス雰囲
気中におけるプラズマ化学気相成長法(以下プラズマC
VD法と記載する)を用いた硬質カーボン膜の形成方法
に関し、さらに詳しくは多数個の板状基材上に効率よく
硬質カーボン膜を形成するための被覆方法に関する。
気中におけるプラズマ化学気相成長法(以下プラズマC
VD法と記載する)を用いた硬質カーボン膜の形成方法
に関し、さらに詳しくは多数個の板状基材上に効率よく
硬質カーボン膜を形成するための被覆方法に関する。
【0002】
【従来の技術】硬質カーボン膜は1970年代後半から
英国で研究され始めたi−カーボンと俗称される超硬質
炭素膜であり、炭素原子の結合状態に長周期の結晶性が
見られず、アモルファスシリコンと類似の結合状態を有
するものである。
英国で研究され始めたi−カーボンと俗称される超硬質
炭素膜であり、炭素原子の結合状態に長周期の結晶性が
見られず、アモルファスシリコンと類似の結合状態を有
するものである。
【0003】また、その硬質カーボン膜の物性は、ダイ
ヤモンドの物性と類似点が多く、高硬度、耐摩耗性、潤
滑性、絶縁性、耐薬品性などの優れた特性から工具をは
じめとして、各種機械や、電子部品への保護コーティン
グや、あるいは機能性デバイスへの応用が図られてい
る。
ヤモンドの物性と類似点が多く、高硬度、耐摩耗性、潤
滑性、絶縁性、耐薬品性などの優れた特性から工具をは
じめとして、各種機械や、電子部品への保護コーティン
グや、あるいは機能性デバイスへの応用が図られてい
る。
【0004】この硬質カーボン膜の形成方法としては、
炭化水素ガスをプラズマ分解するプラズマCVD法が主
なものである。
炭化水素ガスをプラズマ分解するプラズマCVD法が主
なものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
プラズマCVD法を用いて、硬質カーボン膜を板状基材
の表面に形成する場合、板状基材の一番広い面積である
上面と、狭い面積の側面とで、硬質カーボン膜の形成速
度に差が発生する。このため、板状基材の側面の硬質カ
ーボン膜の膜厚が、上面の膜厚に比べて薄くなる問題が
ある。
プラズマCVD法を用いて、硬質カーボン膜を板状基材
の表面に形成する場合、板状基材の一番広い面積である
上面と、狭い面積の側面とで、硬質カーボン膜の形成速
度に差が発生する。このため、板状基材の側面の硬質カ
ーボン膜の膜厚が、上面の膜厚に比べて薄くなる問題が
ある。
【0006】この板状基材の側面と上面とで硬質カーボ
ン膜の膜厚が異なるのは、電圧を印加した板状基材が反
応室に対しカソード電位となるが、そのカソード電位が
均一でなく、板状基材の上面と側面で電位分布をもつこ
とによる。
ン膜の膜厚が異なるのは、電圧を印加した板状基材が反
応室に対しカソード電位となるが、そのカソード電位が
均一でなく、板状基材の上面と側面で電位分布をもつこ
とによる。
【0007】一般に、プラズマ中でカソード電位をもつ
基材の周辺には、イオンシースができる。このイオンシ
ースは、陰極暗部とも呼ばれる発光しない領域であるの
で、プラズマ中で容易に目視観察できる。
基材の周辺には、イオンシースができる。このイオンシ
ースは、陰極暗部とも呼ばれる発光しない領域であるの
で、プラズマ中で容易に目視観察できる。
【0008】このイオンシースは、基材のカソード電界
の及ぼす範囲に相当し、その厚さは基材のカソード電位
の大きさを反映している。
の及ぼす範囲に相当し、その厚さは基材のカソード電位
の大きさを反映している。
【0009】すなわち基材のカソード電位が高ければ、
イオンシースの厚さは大きく、電位が低ければイオンシ
ースの厚さは小さい。
イオンシースの厚さは大きく、電位が低ければイオンシ
ースの厚さは小さい。
【0010】硬質カーボン膜は、プラズマ中の炭素の正
イオンが、カソード電位の板状基材のつくるイオンシー
ス内で電界加速されて、高いエネルギー状態になり、板
状基材表面で反応して形成される。
イオンが、カソード電位の板状基材のつくるイオンシー
ス内で電界加速されて、高いエネルギー状態になり、板
状基材表面で反応して形成される。
【0011】板状基材の側面においては、上面に比べて
電位が集中しやすいために、非常に高いカソード電位と
なっており、側面のイオンシースの厚さも大きくなる。
電位が集中しやすいために、非常に高いカソード電位と
なっており、側面のイオンシースの厚さも大きくなる。
【0012】そのため、プラズマ中の炭素の正イオン
は、非常に高い電位のイオンシース内で加速され、高い
エネルギーで板状基材の側面に衝突して、板状基材の側
面に被着した炭素イオンをたたきだす、いわゆるスパッ
タリング効果を起こし、側面の硬質カーボン膜の形成速
度を低下させる。
は、非常に高い電位のイオンシース内で加速され、高い
エネルギーで板状基材の側面に衝突して、板状基材の側
面に被着した炭素イオンをたたきだす、いわゆるスパッ
タリング効果を起こし、側面の硬質カーボン膜の形成速
度を低下させる。
【0013】その結果、板状基材の側面の硬質カーボン
膜の膜厚は、上面の膜厚に比べ薄くなってしまう。
膜の膜厚は、上面の膜厚に比べ薄くなってしまう。
【0014】一般に膜の耐摩耗性に関しては、その膜厚
が薄いと、たとえ膜自身の硬度が硬くても、耐摩耗性に
劣ることが知られている。
が薄いと、たとえ膜自身の硬度が硬くても、耐摩耗性に
劣ることが知られている。
【0015】板状基材に硬質カーボン膜を形成する場
合、側面の膜厚が薄いことは、耐摩耗性に劣り好ましく
ない。
合、側面の膜厚が薄いことは、耐摩耗性に劣り好ましく
ない。
【0016】本発明の目的は、上記課題を解決して、プ
ラズマCVD法を用いた硬質カーボン膜の形成方法にあ
って、板状基材の上面と側面とに、膜厚差なく、均一に
硬質カーボン膜を形成することが可能な被覆方法を提供
することである。
ラズマCVD法を用いた硬質カーボン膜の形成方法にあ
って、板状基材の上面と側面とに、膜厚差なく、均一に
硬質カーボン膜を形成することが可能な被覆方法を提供
することである。
【0017】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の硬質カーボン膜の被覆方法においては、下
記記載の手段を採用する。
に、本発明の硬質カーボン膜の被覆方法においては、下
記記載の手段を採用する。
【0018】本発明の硬質カーボン膜の被覆方法は、炭
化水素を含有するガス雰囲気中に配置した板状基材に高
周波電源から高周波電力を印加し、高周波励起により発
生したプラズマにより炭化水素を含有するガスを分解し
て板状基材の表面に硬質カーボン膜を形成する方法にあ
って、複数個の板状基材を幅方向がそろうように一列に
並べ、かつその側面間距離を個々の板状基材の表面部の
つくるイオンシースの厚さの0.3〜2倍とすることに
より、隣接する複数個の板状基材を含む1つの連続的な
イオンシースを形成させ、板状基材に硬質カーボン膜を
形成することを特徴とする。
化水素を含有するガス雰囲気中に配置した板状基材に高
周波電源から高周波電力を印加し、高周波励起により発
生したプラズマにより炭化水素を含有するガスを分解し
て板状基材の表面に硬質カーボン膜を形成する方法にあ
って、複数個の板状基材を幅方向がそろうように一列に
並べ、かつその側面間距離を個々の板状基材の表面部の
つくるイオンシースの厚さの0.3〜2倍とすることに
より、隣接する複数個の板状基材を含む1つの連続的な
イオンシースを形成させ、板状基材に硬質カーボン膜を
形成することを特徴とする。
【0019】本発明の硬質カーボン膜の被覆方法は、炭
化水素を含有するガス雰囲気中に配置した板状基材に直
流電源から直流電圧を印加し、発生したプラズマにより
炭化水素を含有するガスを分解して板状基材表面に硬質
カーボン膜を形成する方法にあって、複数個の板状基材
を幅方向がそろうように一列に並べ、かつその側面間距
離を個々の板状基材の表面部のつくるイオンシースの厚
さの0.3〜2倍とすることにより、隣接する複数個の
板状基材を含む1つの連続的なイオンシースを形成さ
せ、板状基材に硬質カーボン膜を形成することを特徴と
する。
化水素を含有するガス雰囲気中に配置した板状基材に直
流電源から直流電圧を印加し、発生したプラズマにより
炭化水素を含有するガスを分解して板状基材表面に硬質
カーボン膜を形成する方法にあって、複数個の板状基材
を幅方向がそろうように一列に並べ、かつその側面間距
離を個々の板状基材の表面部のつくるイオンシースの厚
さの0.3〜2倍とすることにより、隣接する複数個の
板状基材を含む1つの連続的なイオンシースを形成さ
せ、板状基材に硬質カーボン膜を形成することを特徴と
する。
【0020】
【作用】複数個の板状基材を、幅方向がそろうように一
列に並べ、かつその側面間距離を個々の板状基材の上面
のつくるイオンシースの厚さの0.3〜2倍として、プ
ラズマCVD法により硬質カーボン膜を形成する。
列に並べ、かつその側面間距離を個々の板状基材の上面
のつくるイオンシースの厚さの0.3〜2倍として、プ
ラズマCVD法により硬質カーボン膜を形成する。
【0021】この手法によれば、板状基材の側面に高い
カソード電位が集中することがなくなり、個々の板状基
材の上面と側面との電位差が従来手法に比べてはるかに
軽減され、イオンシースの厚さも均一になる。
カソード電位が集中することがなくなり、個々の板状基
材の上面と側面との電位差が従来手法に比べてはるかに
軽減され、イオンシースの厚さも均一になる。
【0022】その結果、前述した板状基材の側面での正
イオンのスパッタリング効果が無くなるので、側面の硬
質カーボン膜の膜厚が薄くなることは発生しない。
イオンのスパッタリング効果が無くなるので、側面の硬
質カーボン膜の膜厚が薄くなることは発生しない。
【0023】また従来の硬質カーボン膜の形成方法で
は、イオンシースが個々の板状基材に分離して形成され
ていた。
は、イオンシースが個々の板状基材に分離して形成され
ていた。
【0024】しかしながら、本発明の硬質カーボン膜の
形成方法では、複数個の板状基材全体を覆う、連続した
1つの大きなイオンシースを形成している。
形成方法では、複数個の板状基材全体を覆う、連続した
1つの大きなイオンシースを形成している。
【0025】
【実施例】以下図面を用いて、本発明の実施例における
硬質カーボン膜の形成方法を説明する。本発明において
板状基材とは、厚さ寸法に対して幅寸法が数倍以上のも
のをいう。以下に説明する実施例においては、図1に示
すような幅wが20mm、長さlが80mm、厚さtが
2mmの寸法を有する板状基材11に硬質カーボン膜を
形成する例で説明する。
硬質カーボン膜の形成方法を説明する。本発明において
板状基材とは、厚さ寸法に対して幅寸法が数倍以上のも
のをいう。以下に説明する実施例においては、図1に示
すような幅wが20mm、長さlが80mm、厚さtが
2mmの寸法を有する板状基材11に硬質カーボン膜を
形成する例で説明する。
【0026】
【実施例1】本発明の第1の実施例における硬質カーボ
ン膜の被覆方法を、図1から図5を使用して説明する。
図1は硬質カーボン膜を形成する板状基材を示す斜視図
であり、図2と図3とは板状基材の周辺に形成されたイ
オンシースの状態を示す側面図であり、図4は複数の板
状基材の側面間距離と膜厚比との関係を示すグラフであ
り、図5はプラズマCVD装置を示す断面図である。以
下図1から図5を交互に参照して説明する。
ン膜の被覆方法を、図1から図5を使用して説明する。
図1は硬質カーボン膜を形成する板状基材を示す斜視図
であり、図2と図3とは板状基材の周辺に形成されたイ
オンシースの状態を示す側面図であり、図4は複数の板
状基材の側面間距離と膜厚比との関係を示すグラフであ
り、図5はプラズマCVD装置を示す断面図である。以
下図1から図5を交互に参照して説明する。
【0027】プラズマCVD装置は、図5に示すように
金属からなる反応室23内に配置した板状基材11に、
高周波電源25により高周波電圧を印加して、板状基材
11をカソード電極とする。
金属からなる反応室23内に配置した板状基材11に、
高周波電源25により高周波電圧を印加して、板状基材
11をカソード電極とする。
【0028】この反応室23は接地されており、カソー
ド電極に対してアノード電極として機能する。
ド電極に対してアノード電極として機能する。
【0029】この反応室23内を、排気手段27によっ
て真空度が10- 5 torr台まで真空排気する。その
後、ガス導入口29から炭化水素ガスとして、たとえば
メタン(CH4 )を導入し、反応室23内を0.1to
rrの真空度になるように、メタンガスの流量を調整す
る。
て真空度が10- 5 torr台まで真空排気する。その
後、ガス導入口29から炭化水素ガスとして、たとえば
メタン(CH4 )を導入し、反応室23内を0.1to
rrの真空度になるように、メタンガスの流量を調整す
る。
【0030】つぎに高周波電源25の周波数13.56
MHzの高周波電圧を、カソード電極である板状基材1
1に、300W程度の電力で印加して、反応室23内に
プラズマを発生させ、板状基材11に硬質カーボン膜を
たとえば膜厚1〜3μm形成させる。この硬質カーボン
膜の詳細な形成条件を以下に示す。
MHzの高周波電圧を、カソード電極である板状基材1
1に、300W程度の電力で印加して、反応室23内に
プラズマを発生させ、板状基材11に硬質カーボン膜を
たとえば膜厚1〜3μm形成させる。この硬質カーボン
膜の詳細な形成条件を以下に示す。
【0031】原料ガス:メタン(CH4 )
励起法 :高周波(13.56MHz)
励起出力:300W
ガス流量:300cm3 /分
ガス圧 :0.1torr
成膜速度:20nm/分
【0032】複数の板状基材11の側面間距離Lを30
mmと5mmとしたときのイオンシースの状態を、図2
および図3にそれぞれ示す。
mmと5mmとしたときのイオンシースの状態を、図2
および図3にそれぞれ示す。
【0033】図2に示すように、複数の板状基材11の
側面間距離Lが30mmでは、個々の板状基材11にイ
オンシース21が形成されている。
側面間距離Lが30mmでは、個々の板状基材11にイ
オンシース21が形成されている。
【0034】そして、そのイオンシース21の厚さは、
図2に示すように均一ではなく、側面12のイオンシー
スの厚さd1 が、上面13のイオンシースの厚さd2に
比べて大きい。
図2に示すように均一ではなく、側面12のイオンシー
スの厚さd1 が、上面13のイオンシースの厚さd2に
比べて大きい。
【0035】このことは、前述したように、側面12の
カソード電位が上面13のカソード電位に比べてはるか
に大きいことを意味している。
カソード電位が上面13のカソード電位に比べてはるか
に大きいことを意味している。
【0036】なお、前述の条件での上面13のイオンシ
ースの厚さd2 は、約5mmであった。
ースの厚さd2 は、約5mmであった。
【0037】これに対して側面間距離Lが5mmでは、
図3に示すように、複数個の板状基材11の全体を覆う
ような形で、1つの連続したイオンシース22が形成さ
れている。
図3に示すように、複数個の板状基材11の全体を覆う
ような形で、1つの連続したイオンシース22が形成さ
れている。
【0038】図2および図3に示すイオンシースの状態
で形成された、硬質カーボン膜の膜厚を断面SEM観察
法で測定した。側面間距離Lが30mmと5mmとした
ときのそれぞれの硬質カーボン膜について、上面の膜厚
と、側面の膜厚と、上面膜厚と側面膜厚との膜厚比を以
下に示す。
で形成された、硬質カーボン膜の膜厚を断面SEM観察
法で測定した。側面間距離Lが30mmと5mmとした
ときのそれぞれの硬質カーボン膜について、上面の膜厚
と、側面の膜厚と、上面膜厚と側面膜厚との膜厚比を以
下に示す。
【0039】複数個の板状基材11の側面間距離Lが3
0mmのとき 上面膜厚:1.1μm 側面膜厚:0.6μm 膜厚比 :0.55
0mmのとき 上面膜厚:1.1μm 側面膜厚:0.6μm 膜厚比 :0.55
【0040】複数個の板状基材11の側面間距離Lが5
mmのとき 上面膜厚:1.1μm 側面膜厚:1.05μm 膜厚比 :0.95
mmのとき 上面膜厚:1.1μm 側面膜厚:1.05μm 膜厚比 :0.95
【0041】上記のように側面間距離Lが5mmでは、
前述したように上面13と側面12との電位がほぼ等し
くなる。その結果、側面12への正イオンによるスパッ
タリングがなくなるので、従来のように板状基材11の
側面12の硬質カーボン膜の膜厚減少が発生しない。
前述したように上面13と側面12との電位がほぼ等し
くなる。その結果、側面12への正イオンによるスパッ
タリングがなくなるので、従来のように板状基材11の
側面12の硬質カーボン膜の膜厚減少が発生しない。
【0042】つぎに図3に示すような、1つの連続した
イオンシース22を形成する板状基材11の配置条件を
説明する。
イオンシース22を形成する板状基材11の配置条件を
説明する。
【0043】板状基材11に硬質カーボン膜を形成した
ときの、側面間距離Lによる上面と下面との膜厚比の変
化を測定した結果を図4のグラフに示す。
ときの、側面間距離Lによる上面と下面との膜厚比の変
化を測定した結果を図4のグラフに示す。
【0044】図4に示すグラフの横軸は、側面間距離L
とイオンシースの厚さd2との比率を示し、縦軸は上面
13と側面12の硬質カーボン膜の膜厚比を示す。
とイオンシースの厚さd2との比率を示し、縦軸は上面
13と側面12の硬質カーボン膜の膜厚比を示す。
【0045】ここで硬質カーボン膜の、摩耗試験の結
果、耐摩耗性が良好な上面と側面の膜厚比は、0.8以
上であった。すなわち図4に示す一点鎖線33より上側
が、耐摩耗性が良好となる領域である。
果、耐摩耗性が良好な上面と側面の膜厚比は、0.8以
上であった。すなわち図4に示す一点鎖線33より上側
が、耐摩耗性が良好となる領域である。
【0046】この図4の結果と摩耗試験との結果から、
個々の板状基材の上面13のイオンシースの厚さd2 の
0.3〜2倍に、板状基材11の側面間距離Lを設定す
れば、側面12にも上面13と同様に、充分な膜厚の硬
質カーボン膜が得られることが解る。
個々の板状基材の上面13のイオンシースの厚さd2 の
0.3〜2倍に、板状基材11の側面間距離Lを設定す
れば、側面12にも上面13と同様に、充分な膜厚の硬
質カーボン膜が得られることが解る。
【0047】イオンシースの大きさは、反応室23内の
ガス圧や、板状基材11に印加する高周波電圧などによ
って変動する。
ガス圧や、板状基材11に印加する高周波電圧などによ
って変動する。
【0048】しかしながら、そのときも複数の板状基材
11の側面間距離Lを、個々の板状基材11の上面13
のイオンシースの厚さd2 の0.3〜2倍にすることに
より、側面12に膜厚減少なく硬質カーボン膜を形成す
ることができる。
11の側面間距離Lを、個々の板状基材11の上面13
のイオンシースの厚さd2 の0.3〜2倍にすることに
より、側面12に膜厚減少なく硬質カーボン膜を形成す
ることができる。
【0049】
【実施例2】つぎにプラズマCVD装置として第1の実
施例と異なる装置を用いて、硬質カーボン膜を形成す
る、第2の実施例における硬質カーボン膜の被覆方法を
説明する。
施例と異なる装置を用いて、硬質カーボン膜を形成す
る、第2の実施例における硬質カーボン膜の被覆方法を
説明する。
【0050】図6は本発明の第2の実施例における硬質
カーボン膜を形成するためのプラズマCVD装置を示す
断面図である。
カーボン膜を形成するためのプラズマCVD装置を示す
断面図である。
【0051】図6に示すように、ガス導入口29と排気
手段27とを備える反応室23の壁面は、接地電位に接
続する。
手段27とを備える反応室23の壁面は、接地電位に接
続する。
【0052】そして反応室23内には、直流電源31に
よって、負電位を印加する板状基材11を配置する。す
なわち板状基材11は、反応室23に対してカソード電
位となる。
よって、負電位を印加する板状基材11を配置する。す
なわち板状基材11は、反応室23に対してカソード電
位となる。
【0053】この反応室23内を排気手段27によっ
て、真空度が10-5torr台まで真空排気する。その
後、ガス導入口29から、炭化水素ガスとしてたとえば
メタン(CH4 )を導入して、反応室23内を0.2t
orr程度の真空度になるようにメタンガスの流量を調
整する。
て、真空度が10-5torr台まで真空排気する。その
後、ガス導入口29から、炭化水素ガスとしてたとえば
メタン(CH4 )を導入して、反応室23内を0.2t
orr程度の真空度になるようにメタンガスの流量を調
整する。
【0054】板状基材11には直流電源31から、マイ
ナス1000V程度の負電位を印加する。この板状基材
11に印加する直流の負電位によって、板状基材11の
周辺にプラズマが発生し、前述のようにイオンシースが
発生する。すると、板状基材11の周辺部のプラズマに
よって、メタンは正イオンと電子と中性励起種とに分解
される。
ナス1000V程度の負電位を印加する。この板状基材
11に印加する直流の負電位によって、板状基材11の
周辺にプラズマが発生し、前述のようにイオンシースが
発生する。すると、板状基材11の周辺部のプラズマに
よって、メタンは正イオンと電子と中性励起種とに分解
される。
【0055】この直流電源31から板状基材11に負電
位を印加したときに、プラズマが発生する機構は、以下
に記載するように考えられる。
位を印加したときに、プラズマが発生する機構は、以下
に記載するように考えられる。
【0056】すなわち空間中の電子は、板状基材11の
高い負電圧によって、電界加速されて引っ張られ、高速
で板状基材11に向かって動きだす。ここで反応室23
内の圧力は0.2torrと、通常の直流スパッタリン
グなどと比べて2桁以上高いため、電子とメタンのガス
分子と衝突しやすいため、プラズマが発生する。
高い負電圧によって、電界加速されて引っ張られ、高速
で板状基材11に向かって動きだす。ここで反応室23
内の圧力は0.2torrと、通常の直流スパッタリン
グなどと比べて2桁以上高いため、電子とメタンのガス
分子と衝突しやすいため、プラズマが発生する。
【0057】ここで板状基材11には、印加する直流電
位がプラズマと独立に制御可能な直流電源31から負電
位が印加されている。このため直流電源31の印加電圧
により、板状基材11に衝突する正イオンのエネルギー
を、プラズマと独立に制御することができる。
位がプラズマと独立に制御可能な直流電源31から負電
位が印加されている。このため直流電源31の印加電圧
により、板状基材11に衝突する正イオンのエネルギー
を、プラズマと独立に制御することができる。
【0058】この図6に示すプラズマ装置を用いた硬質
カーボン膜の詳細な形成条件を以下に示す。
カーボン膜の詳細な形成条件を以下に示す。
【0059】原料ガス:メタン(CH4 )
励起法 :直流電圧の印加
印加電圧:マイナス1000V
ガス流量:300cm3 /分
ガス圧 :0.2torr
成膜速度:20nm/分
【0060】この図6に示すプラズマCVD装置を用い
たときも、第1の実施例と同じように、個々の板状基材
11の上面13がつくるイオンシースの厚さd2 の0.
3から2倍に、板状基材11の側面間距離Lを設定すれ
ば、図3に示すように、複数個の板状基材11の全体を
被覆するような形状で、1つのイオンシース22が形成
される。
たときも、第1の実施例と同じように、個々の板状基材
11の上面13がつくるイオンシースの厚さd2 の0.
3から2倍に、板状基材11の側面間距離Lを設定すれ
ば、図3に示すように、複数個の板状基材11の全体を
被覆するような形状で、1つのイオンシース22が形成
される。
【0061】この結果、板状基材11の上面13と側面
12とで膜厚差の発生がなく、硬質カーボン膜を形成す
ることができる。
12とで膜厚差の発生がなく、硬質カーボン膜を形成す
ることができる。
【0062】イオンシースの大きさは、反応室23内の
ガス圧や、直流電源31による板状基材11に印加する
負の高電圧によって変動するが、そのときも、複数の板
状基材11の上面13のイオンシースの厚さd2 の0.
3から2倍にすることにより、上面13と側面12とに
膜厚差が発生することなく、硬質カーボン膜を形成する
ことができる。
ガス圧や、直流電源31による板状基材11に印加する
負の高電圧によって変動するが、そのときも、複数の板
状基材11の上面13のイオンシースの厚さd2 の0.
3から2倍にすることにより、上面13と側面12とに
膜厚差が発生することなく、硬質カーボン膜を形成する
ことができる。
【0063】以上の説明では、一般的な板状基材11に
硬質カーボン膜を形成する例で説明したが、具体的な応
用例としては、時計用バンドや、織機部品などがある。
硬質カーボン膜を形成する例で説明したが、具体的な応
用例としては、時計用バンドや、織機部品などがある。
【0064】なお、以上の説明では、メタンガスを用い
て硬質カーボン膜を形成したが、エチレン(C2 H4 )
や、エタン(C2 H6 )や、ベンゼン(C6 H6 )など
の炭化水素系ガス、あるいは炭化フッ素系ガス、あるい
はそれらの混合ガスを用いても形成することができる。
て硬質カーボン膜を形成したが、エチレン(C2 H4 )
や、エタン(C2 H6 )や、ベンゼン(C6 H6 )など
の炭化水素系ガス、あるいは炭化フッ素系ガス、あるい
はそれらの混合ガスを用いても形成することができる。
【0065】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
硬質カーボン膜の被覆方法により、個々の板状基材の上
面と側面との電位差を小さくして、複数個の板状基材全
体を1つの連続した大きなイオンシースで覆うことがで
きるので、板状基材の上面と側面とに均一な膜厚で硬質
カーボン膜を形成することが可能となる。したがって、
本発明を用いて硬質カーボン膜を被覆した板状基材は、
従来技術で硬質カーボン膜を被覆した板状基材に比べ格
段に耐摩耗性が向上する。
硬質カーボン膜の被覆方法により、個々の板状基材の上
面と側面との電位差を小さくして、複数個の板状基材全
体を1つの連続した大きなイオンシースで覆うことがで
きるので、板状基材の上面と側面とに均一な膜厚で硬質
カーボン膜を形成することが可能となる。したがって、
本発明を用いて硬質カーボン膜を被覆した板状基材は、
従来技術で硬質カーボン膜を被覆した板状基材に比べ格
段に耐摩耗性が向上する。
【図1】本発明の実施例における硬質カーボン膜を形成
する板状基材を示す斜視図である。
する板状基材を示す斜視図である。
【図2】分離したイオンシースを示す側面図である。
【図3】本発明の硬質カーボン膜の被覆方法における連
続したイオンシースを示す側面図である。
続したイオンシースを示す側面図である。
【図4】複数の板状基材の側面間距離と、上面と側面と
の膜厚比との関係を示すグラフである。
の膜厚比との関係を示すグラフである。
【図5】本発明の第1の実施例における硬質カーボン膜
を形成するための装置を示す断面図である。
を形成するための装置を示す断面図である。
【図6】本発明の第2の実施例における硬質カーボン膜
を形成するための装置を示す断面図である。
を形成するための装置を示す断面図である。
11 板状基材
12 側面
13 上面
22 イオンシース
d1 側面12のイオンシースの厚さ
d2 上面13のイオンシースの厚さ
L 側面間距離
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名)
C23C 16/00 - 16/56
C23C 14/00 - 14/58
Claims (2)
- 【請求項1】 炭化水素を含有するガス雰囲気中に配置
した幅が20mm、長さが80mm、厚さが2mmの寸
法を有する板状基材に高周波電源から高周波電力を印加
し、高周波励起により発生したプラズマにより炭化水素
を含有するガスを分解して前記板状基材の表面に硬質カ
ーボン膜を形成する方法にあって、複数個の前記板状基
材を幅方向がそろうように一列に並べ、かつその側面間
距離を個々の前記板状基材の表面部のつくるイオンシー
スの厚さの0.3〜2倍とすることにより、隣接する複
数個の前記板状基材を含む1つの連続的なイオンシース
を形成させ、前記板状基材に硬質カーボン膜を形成する
ことを特徴とする硬質カーボン膜の被覆方法。 - 【請求項2】 炭化水素を含有するガス雰囲気中に配置
した幅が20mm、長さが80mm、厚さが2mmの寸
法を有する板状基材に直流電源から直流電圧を印加し、
発生したプラズマにより炭化水素を含有するガスを分解
して前記板状基材表面に硬質カーボン膜を形成する方法
にあって、複数個の前記板状基材を幅方向がそろうよう
に一列に並べ、かつその側面間距離を個々の前記板状基
材の表面部のつくるイオンシースの厚さの0.3〜2倍
とすることにより、隣接する複数個の前記板状基材を含
む1つの連続的なイオンシースを形成させ、前記板状基
材に硬質カーボン膜を形成することを特徴とする硬質カ
ーボン膜の被覆方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12321393A JP3397835B2 (ja) | 1992-05-12 | 1993-04-28 | 硬質カーボン膜の被覆方法 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14508092 | 1992-05-12 | ||
JP4-145080 | 1992-05-12 | ||
JP12321393A JP3397835B2 (ja) | 1992-05-12 | 1993-04-28 | 硬質カーボン膜の被覆方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0641749A JPH0641749A (ja) | 1994-02-15 |
JP3397835B2 true JP3397835B2 (ja) | 2003-04-21 |
Family
ID=26460202
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12321393A Expired - Fee Related JP3397835B2 (ja) | 1992-05-12 | 1993-04-28 | 硬質カーボン膜の被覆方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3397835B2 (ja) |
-
1993
- 1993-04-28 JP JP12321393A patent/JP3397835B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0641749A (ja) | 1994-02-15 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |