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技術 プラズマCVD装置

出願人 トヨタ自動車株式会社
発明者 久野裕彦
出願日 2014年4月8日 (6年8ヶ月経過) 出願番号 2014-079776
公開日 2015年11月12日 (5年1ヶ月経過) 公開番号 2015-199991
状態 特許登録済
技術分野 CVD
主要キーワード いんろう 導電性炭素膜 受電電極 三重点 プラズマ放電空間 チャンバー壁 ラビリンス構造 プラズマCVD
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2015年11月12日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (5)

課題

電源を供給する導線役割を担う部品熱膨張により変形してしまうことに起因する異常放電の発生を抑止できるようにする。

解決手段

プラズマCVD装置1は、受電電極2と給電電極3とを接続する接続部材4であって、当該接続部材4に熱膨張が生じた際の変形を吸収する熱変形吸収部5を有する接続部材4と、受電電極2および給電電極3を電気的に絶縁するための第1の碍子6と、受電電極2および給電電極3のそれぞれの基端部2a,3aを支持するための支持部8を有し、第1の碍子6に対していんろう継ぎにて接続される第2の碍子7と、を備える。

概要

背景

真空容器成膜室)内において、炭素や金属等の膜材料をワーク(基板)表面に付着させる成膜方法が利用されている。このような成膜方法の一つとして、成膜室内にワークを配置して成膜室内を昇温させると共に真空とし、反応ガスを導入した後にプラズマを生成させて、基板に膜材料を付着させるプラズマCVD(plasmaCVD: plasma-enhanced chemical vapor deposition)法がある。このようなプラズマCVD法は、燃料電池用セパレータの表面に成膜する場面においても利用されている(例えば、特許文献1参照)。プラズマCVD法により、ワークに導電性炭素膜直流高電圧プラズマCVDで付着することにより、セパレータとしての導電性が確保される。

プラズマCVD法により成膜する場合の手法の一つとして、薄い金属板からなるワークをフックで吊り、その吊り具を電極として直流電流給電して放電をかけ、ワークの成膜を行うというものがある。

概要

電源を供給する導線役割を担う部品熱膨張により変形してしまうことに起因する異常放電の発生を抑止できるようにする。プラズマCVD装置1は、受電電極2と給電電極3とを接続する接続部材4であって、当該接続部材4に熱膨張が生じた際の変形を吸収する熱変形吸収部5を有する接続部材4と、受電電極2および給電電極3を電気的に絶縁するための第1の碍子6と、受電電極2および給電電極3のそれぞれの基端部2a,3aを支持するための支持部8を有し、第1の碍子6に対していんろう継ぎにて接続される第2の碍子7と、を備える。

目的

本発明は、電源を供給する導線の役割を担う部品が熱膨張により変形してしまうことに起因する異常放電の発生を抑止できるようにしたプラズマCVD装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

受電電極給電電極を利用してワークの表面に膜材料プラズマCVD法により付着させるプラズマCVD装置において、前記受電電極と前記給電電極とを接続する接続部材であって、当該接続部材に熱膨張が生じた際の変形を吸収する熱変形吸収部を有する接続部材と、前記受電電極および前記給電電極を電気的に絶縁するための第1の碍子と、前記受電電極および前記給電電極のそれぞれの基端部を支持するための支持部を有し、前記第1の碍子に対していんろう継ぎにて接続される第2の碍子と、を備えることを特徴とするプラズマCVD装置。

技術分野

0001

本発明は、プラズマCVD装置に関する。

背景技術

0002

真空容器成膜室)内において、炭素や金属等の膜材料をワーク(基板)表面に付着させる成膜方法が利用されている。このような成膜方法の一つとして、成膜室内にワークを配置して成膜室内を昇温させると共に真空とし、反応ガスを導入した後にプラズマを生成させて、基板に膜材料を付着させるプラズマCVD(plasmaCVD: plasma-enhanced chemical vapor deposition)法がある。このようなプラズマCVD法は、燃料電池用セパレータの表面に成膜する場面においても利用されている(例えば、特許文献1参照)。プラズマCVD法により、ワークに導電性炭素膜直流高電圧プラズマCVDで付着することにより、セパレータとしての導電性が確保される。

0003

プラズマCVD法により成膜する場合の手法の一つとして、薄い金属板からなるワークをフックで吊り、その吊り具を電極として直流電流給電して放電をかけ、ワークの成膜を行うというものがある。

先行技術

0004

特開2013−237886号公報

発明が解決しようとする課題

0005

しかしながら、このような手法を実施するためのプラズマCVD装置においては、成膜中処理室内が高温になることから、電源を供給する導線役割を担う部品受電電極給電電極)が熱膨張により変形して絶縁材に接触してしまうおそれがある。このようにして導線の役割を担う部品が絶縁材に接触してしまうと、異常放電が引き起こされる。

0006

そこで、本発明は、電源を供給する導線の役割を担う部品が熱膨張により変形してしまうことに起因する異常放電の発生を抑止できるようにしたプラズマCVD装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0007

かかる課決するべく本発明者は種々検討した。プラズマCVD装置における成膜中、異常な放電が発生して成膜が行われないという状況が生じることがあるのは上述したとおりだが、この状況に着目したところ、プラズマ放電空間付近で「三重点」と呼ばれる部位(高電圧印加されている金属と絶縁のための碍子とが接触している部位)に電界集中が生じ、そこから異常放電が発生するとの知見が得られた(図3図4参照)。これについてさらに検討と実験を重ねたところ、このような異常放電に対する対策の一つとして、三重点をラビリンス構造で放電空間から隔離し異常放電をなくすことはできるものの、受電電極と給電電極を接続する金属棒成膜処理中に高温になり熱膨張を起こして電極を傾かせてしまい、三重点が碍子の先端付近にできてしまうため異常放電が再発するとの知見を得るに至った(図3参照)。

0008

本発明はかかる知見に基づくもので、受電電極と給電電極を利用してワークの表面に膜材料をプラズマCVD法により付着させるプラズマCVD装置において、
前記受電電極と前記給電電極とを接続する接続部材であって、当該接続部材に熱膨張が生じた際の変形を吸収する熱変形吸収部を有する接続部材と、
前記受電電極および前記給電電極を電気的に絶縁するための第1の碍子と、
前記受電電極および前記給電電極のそれぞれの基端部を支持するための支持部を有し、前記第1の碍子に対していんろう継ぎにて接続される第2の碍子と、
を備えることを特徴とする。

0009

このプラズマCVD装置によれば、熱膨張によって接続部材が変形しようとしても熱変形吸収部が当該接続部材の熱変形を抑えるとともに、支持部が受電電極および給電電極のそれぞれを強固に支持している。このため、受電電極や給電電極が熱の影響で傾いてその先端部分が碍子(絶縁材)に接触するのを抑止することができる。したがって、異常放電が引き起こされるのを抑えることができる。

発明の効果

0010

本発明によれば、電源を供給する導線の役割を担う部品が熱膨張により変形してしまうことに起因する異常放電の発生を抑止することができる。

図面の簡単な説明

0011

プラズマCVD装置の一例を成膜対象であるワークとともに示す図である。
プラズマCVD装置の構成例を詳細に示す断面図である。
従来のプラズマCVD装置における問題を参考として示す図である。
三重点について説明するための図である。

実施例

0012

以下、本発明の構成を図面に示す実施の形態の一例に基づいて詳細に説明する。

0013

図1図2に、本発明に係るプラズマCVD装置の一実施形態を示す。このプラズマCVD装置1は、受電電極2と給電電極3を利用してワーク10の表面に膜材料をプラズマCVD法により付着させる装置である(図1等参照)。本実施形態のプラズマCVD装置1は、接続部材4、第1の碍子6、第2の碍子7等を備えている。

0014

受電電極2は、チャンバー壁(図示省略)から電源の供給を受ける電極である。給電電極3は、ワーク10に電源を供給する電極である。

0015

接続部材4は、受電電極2と給電電極3とを接続する部材である。この接続部材4は、熱変形吸収部5を有する(図2参照)。

0016

熱変形吸収部5は、接続部材4に熱膨張が生じた際の変形を吸収するべく形成されている。本実施形態では、接続部材4が熱膨張した場合に延伸するバネ部材を熱変形吸収部5として設けている(図2参照)。接続部材4が熱膨張するのに応じてバネ部材が延伸することにより、軸が傾斜してしまうほどの受電電極2や給電電極3の変形(図3参照)が引き起こされるのを抑止することができる。

0017

下部碍子(第1の碍子)6および上部碍子(第2の碍子)7は、受電電極2および給電電極3を電気的に絶縁する部材である。

0018

下部碍子6は、受電電極2または給電電極3が通る透孔6aを有する。受電電極2側の下部碍子6と給電電極3側の下部碍子6とは、例えば筒状の接続用碍子9によって接続されている。このプラズマCVD装置1において、上述の接続部材4は、この接続用碍子9の内部を通過するように配置される(図2参照)。

0019

上部碍子7は、下部碍子6の上側に配置される。上部碍子6には、受電電極2の基端部2aまたは給電電極3の基端部3aを支持するための支持部8が形成されている。また、この支持部8は、下部碍子6と接する上部碍子6の底面から突出し、下部碍子6の透孔6aに嵌まり込むボス状に形成されており、上部碍子6を下部碍子6の上側に配置すると、支持部8が透孔6aに嵌まり込み、いんろう継ぎされた状態となる(図2参照)。しかも、このとき、ボス状の支持部8によって支持した状態の受電電極2および給電電極3を、上部碍子6の透孔6aに対して芯出しした状態(受電電極2や給電電極3の中心軸を透孔6aの中心線に近づけ、あるいは一致させた状態)とすることができる。

0020

このように、本実施形態のプラズマCVD装置1では、受電電極2と給電電極3を接続するための部材を、従来のような棒状の一体物から別体の部材としたうえで、両部材の間にバネのような熱変形吸収部5を介在させた構成としているので、熱膨張の影響が受電電極2や給電電極3などに及ぶのが抑止される。加えて、いんろう継ぎされるボス状の支持部8を採用しているので、これによって支持される受電電極2や給電電極3の下部碍子6に対するガタツキ位置変動が抑えられ、これら受電電極2や給電電極3の傾きが抑えられる。したがって、受電電極2や給電電極3が下部碍子6に接触することに起因する異常放電の発生を抑止することができる。

0021

なお、上述の実施形態は本発明の好適な実施の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。

0022

本発明は、受電電極と給電電極を利用してワークの表面に膜材料を付着させるプラズマCVD装置に適用して好適である。

0023

1…プラズマCVD装置
2…受電電極
2a…受電電極の基端部
3…給電電極
3a…給電電極の基端部
4…接続部材
5…熱変形吸収部
6…下部碍子(第1の碍子)
6a…透孔
7…上部碍子(第2の碍子)
8…支持部
9…接続用碍子
10…ワーク

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