JPH04136154A - プラズマ処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はプラズマ処理装置に関し、特に、予め定められ
た方向に移動する薄銅帯等の材料を連続してプラズマ処
理する際に用いられるプラズマ処理装置に関する。

（従来の技術） 一般に、材料（ワーク材）をプラズマ処理する際には　
ワーク材を真空容器内に配置してワーク祠にプラズマ処
理を行っている。

ここで、第３図を参照して、従来のプラズマ処理装置の
一例について概説する。

第３図では、プラズマ処理装置の一例としてブラズマ窒
化炉が示されている。真空容器筺体３１内には複数のワ
ークテーブル３２が配置されており、これらワークテー
ブル３２は直流電源３３によって所定の負電位（例えば
、５００Ｖ乃至６００Ｖ）に保たれる。

真空容器筺体３１内は排気ポンプ（図示せず）によって
所定の真空レベルに排気される。ガス供給部３４からバ
ラストタンク３５等を介して１例えば、水素ガス、アル
ゴンガス、及び窒素ガスの混合ガスが導入され、この混
合ガスは動作ガスとしてプラズマ発生手段によってプラ
ズマ化される。

ワークテーブル３２にはワーク材３６が載置されており
、このワーク材３６は負電位に保たれているから、ワー
ク材３６には陽イオンが付着して。

ワーク材３６に対してプラズマ処理が実行される。

真空容器筐体３１内は監視窓３７ａを介して放射温度計
３７で監視されており、制御盤３８はこの監視結果に基
づいて直流電源３３を制御する。

第３図に示すプラズマ処理装置では、プラズマ処理の都
度、真空容器筺体内にワーク材を入れ。

つまり、バッチ処理であり、ワーク材に高い負電位を印
加しているから、高電圧部を保護カバー（図示せず）で
保護されている。

（発明が解決しようとする課題） 上述のように、従来のプラズマ発生装置では。

ワーク材をバッチ的にプラズマ処理できるだけで。

予め定められた方向に移動する薄銅帯等の材料を連続し
てプラズマ処理することは行われていない。

つまり、従来のプラズマ処理装置では、薄鋼帯等の材料
を高い負電位に保たなければならず、所定方向に移動す
る材料を連続してプラズマ処理ことば作業の面から極め
て危険であり、連続プラズマ処理ができないという問題
点がある。

本発明の目的は安全に薄鋼帯等の材料を連続してプラズ
マ処理することのできるプラズマ処理装置を提供するこ
とにある。

（課題を解決するための手段） 本発明によれば、予め定められた方向に移動する材料を
連続してプラズマ処理するためのプラズマ処理装置であ
って、上記の材料の移動ラインが規定されるとともに接
地され、所定の動作ガスが導入される真空容器と、この
真空容器内に設けられ、プラズマを発生するためのプラ
ズマ発生手段と、上記の移動ラインに面して配置され、
正電位に保たれた電極と、上記の材料を接地するための
接地手段と、移動ライン側が開口され、電極とプラズマ
発生手段とを真空容器に対して遮蔽する遮蔽体とを有す
ることを特徴とするプラズマ処理装置が得られる。

ここでは、プラズマ発生手段は、熱電子を発生するフィ
ラメント部と、このフィラメント部に対向して配置され
、複数の孔が形成されたアノード部と、このアノード部
に対向して配置され、複数の孔が形成されたカソード部
とが備えられ、電極がカソード部の上側に配置されてい
る。

（作用） 本発明では、薄鋼帯等の材料が真空容器中に規定された
通過路を通過し１通過路に面して、正電位に保たれた電
極が配置されている。従って、接地手段によって材料を
接地しても、材料は電極に対して負電位に保たれるから
、プラズマ発生手段で発生したプラズマによって材料を
プラズマ処理できる。つまり、薄銅帯等の材料を連続し
てプラズマ処理できる。

（実施例） 以下本発明について実施例によって説明する。

まず、第１図を参照して９本発明によるプラズマ処理装
置は図中左右に延びる真空容器部１１を備えており、こ
の真空容器部１１は接地されている。真空容器部１１内
には薄鋼帯１２が移動する移動ライン１２ａが規定され
ている。つまり、薄鋼帯１２はガイドロール１３にガイ
ドされて移動ライン１２ａに沿って移動する。ガイドロ
ール１３は接地線（図示せず）によって接地されており
。

これによって、薄鋼帯１２は実質的に接地されているこ
とになる。

真空容器部１１は図示のように複数の室に区画されてお
り、これら複数の室は薄鋼帯（コイル）供給室１４．プ
ラズマ処理室１５．冷却室１６゜及び薄鋼帯巻取室１７
とされる。薄銅帯供給室１４にはドラム１４ａが備えら
れ、このドラム１４ａには薄銅帯が巻かれている。一方
、薄鋼帯巻取室１７にはドラム１７ａが倫えられ、後述
するようにしてプラズマ処理された薄鋼帯１２がこのド
ラム１７　ａ　１．：巻き取られる。

薄鋼帯供給室１４．プラズマ処理室１５．冷却室１６．
及び薄鋼帯巻取室１７にはそれぞれ真空υト気装置１１
ｂ乃至１１．ｅが接続され、これら真空υＦ気装置１１
ｂ乃至１１ｅによって薄鋼帯供給室１４．プラズマ処理
室１５．冷却室１６．及び薄鋼帯巻取室１７が真空排気
される。

図示のようにプラズマ処理室１５には移動ラインを規定
するようにして一対の電極１．５　ａが備えられており
、また、プラズマ処理室１５はその上面にプラズマ発生
部１５ｂを有している。そして。

このプラズマ発生部１５ｂには第１及び第２の動作ガス
供給部１８ａ及び１８ｂが連結されている。

これら第１及び第２の動作ガス供給部１８ａ及び１８ｂ
にはそれぞれ水素ガス及び窒素ガスが蓄えられている。

ここで、第２図も参照して、プラズマ処理￥Ｃ″′ｌ構
成について詳説する。

プラズマ処理室１５は真空容器筐体１１ａによって区画
されており（以下この部分を単に筺体１１ａという）、
筐体１１ａの下壁内側には耐熱カバー２１が支持されて
いる。この耐熱カバー２１を貫通して上方に延びる複数
の支持部材２１ａが筺体１１ａの下壁に筐体１１ａと絶
縁されて取り付けられている（これら支持部材２１ａは
後述するようにフィラメント支持部材、アノード電極支
持部材、及びカソード電極支持部材のいずれか一つとし
て用いられる）。そして、筐体１１ａ下壁の外面には各
支持部材２１ａに対応して端子部（図示せず）が設けら
れている。

第２図に示すように、支持部材２１ａには複数のフィラ
メント２２が筺体１１ａの幅方向に延びて配設されてお
り、さらに、フィラメント２２の上側にはフィラメント
２２と刻面してアノード電極板２３が支持部キイ２１ａ
に支持されて配置されている。そして、このアノード電
極板２３にはメツシュ状に複数の孔が形成されている。

アノード電極板２３の上側にはカソード電極板２４が支
持部材２１ａに支持されて配置されており、このカソー
ド電極板２４には複数の孔が形成されている。

これらフィラメント２２．アノード電極板２３゜および
カソード電極板２４によってプラズマ発生手段が構成さ
れる。

カソード電極板２４と移動ライン１２ａとの間には電極
２５が配置されている（移動ライン１２ａの下側に設け
られた電極２５．プラズマ発生手段が示されている。移
動ライン１２ａの上側にも電極２５．プラズマ発生手段
、遮蔽体２６が対称に配置されているが、これらは省略
されている）。

上述のプラズマ発生手段と電極２５を覆うようにして遮
蔽体２６が筐体１１ａの下壁内側に取り付けられており
、この遮蔽体２６の上面は開口されている。電極２５は
遮蔽体２６及び筐体１］ａの側壁を貫通してその一端が
外部に導出されており、この際、電極２５と遮蔽体２６
及び筐体１１ａの側壁とは絶縁されている。

次に、第１図及び第２図を参照して　」一連したプラズ
マ処理装置の動作を説明すると、薄鋼帯供給室１４及び
薄鋼帯巻取室１７に薄銅帯をセットし、薄鋼帯巻取室１
７を薄鋼帯巻取可能状態とする。そして、真空排気装置
１１ａ乃至１１ｄによって薄鋼帯供給室１４．プラズマ
処理室】５．冷却室１６．及び薄鋼帯巻取室１７を真空
排気する。

第１及び第２の動作ガス供給部］、　８　ａ及び１８ｂ
からプラズマ発生部１６ｂにそれぞれ水素ガス及び窒素
ガスが混合ガスとして所定の圧力で送られる。この混合
ガスは所定の圧力でプラズマ処理￥１６に供給される。

ここで、フィラメント２２に所定の電圧が印加され、こ
れによって、フィラメン）・２２から熱電子が飛び出す
。一方、アノード電極板２３には正電圧が印加され、力
′ノード電極板２４には負電圧が印加される。

高速の熱電子はアノード電極板２３のメツシュ状孔を通
過してカソード電極板２４で反転する連動を行う。つま
り、熱電子は、アノード電極板２３とカソード電極板２
４とで規定される空間で振動運動を行う。従って、プラ
ズマ発生部１６ｂに導入された混合ガスは熱電子と衝突
して電離しプラズマ化される。このプラズマは熱電子の
衝突によって高速に運動しているから、カソード電極板
２４に形成された孔を通過して移動ライン１２ａが規定
された空間に達する。

前述のように、電極２５間には予め定められた正電位（
例えば、４００ボルト）が印加されているから、移動ラ
イン１２ａを移動する薄鋼帯１２は実質的に負電位に保
たれていることになり、この結果、電極２５と薄鋼帯１
２とのアーク放電によって陽イオン（窒素イオン）が薄
鋼帯１２に付着する。つまり、薄鋼帯１２がプラズマ処
理（プラズマ窒素化処理）される。

上述のようにして、プラズマ窒化処理された薄鋼帯１２
は冷却室１７を通過しつつ冷却され、薄鋼帯巻取室１８
のドラム１８ａに巻き取られる。

ところで、上述のように、真空容器＃１１は接地されて
いるから、電極２５に対して実質的に負電位になってい
るが、電極２５等は遮蔽体２６て筐体１１ａに対して遮
蔽されているから電極２５と筐体１１ａとの間でアーク
放電が発生することがない。つまり、筐体１１ｇがプラ
ズマ処理されることがない。

なお、上述のように遮蔽体２６で遮蔽することによって
、筐体１１ａの温度上昇を防止でき、さらに、電極２５
に印加される電圧の電源容量を小さくできる（７ｔ！極
２５に印加する電圧はプラズマ処理すべき面積に比例す
るから、遮蔽体２６を設けることによって筐体分だけプ
ラズマ処理面積が減ることになり、その結果、電源容量
を小さくできる）。

（発明の効果） 以上説明したように１本発明では薄鋼帯等の材料を接地
して、さらにこの材料を実質的に負電位に保つようにし
たから、安全に材料を連続してプラズマ処理できるとい
う効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるプラズマ処理装置の一実施例を示
す図、第２図は第１図に示すプラズマ処理装置のプラズ
マ処理至を破断して詳細に示す図。 第３図は従来のプラズマ処理装置の一例を示す図である
。 １１・・・真空容器部、１２・・・薄鋼帯、１２ａ・・
・移動ライン、１３・・・ガイドロール、１４・・・薄
鋼帯供給室、１５・・・プラズマ処理室、１６・・・冷
却室、１７・・・薄鋼帯巻取室、２１・・・耐熱カバー
　２２・・・フィラメント、２３・・・アノード屯極板
、２４・・・カソード電極板、２５・・・電極、２６・
・・遮蔽体。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．予め定められた方向に移動する材料を連続してプラ
   ズマ処理するためのプラズマ処理装置であって，前記材
   料の移動ラインが規定されるとともに接地され，所定の
   動作ガスが導入される真空容器と，該真空容器内に設け
   られ，プラズマを発生するためのプラズマ発生手段と，
   前記移動ラインに面して配置され，正電位に保たれた電
   極と，前記材料を接地するための接地手段と，前記移動
   ライン側が開口され，前記電極と前記プラズマ発生手段
   とを前記真空容器に対して遮蔽する遮蔽体とを有するこ
   とを特徴とするプラズマ処理装置。
2. ２．特許請求の範囲第１項に記載されたプラズマ処理装
   置において，前記プラズマ発生手段は，熱電子を発生す
   るフィラメント部と，該フィラメント部に対向して配置
   され，複数の孔が形成されたアノード部と，該アノード
   部に対向して配置され，複数の孔が形成されたカソード
   部とを有し，前記電極は前記カソード部と前記移動ライ
   ンとの間に配置されていることを特徴とするプラズマ処
   理装置。