JPH0487633A - Manufacture of vacuum flange and vacuum sealing method - Google Patents
Manufacture of vacuum flange and vacuum sealing methodInfo
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- JPH0487633A JPH0487633A JP20252090A JP20252090A JPH0487633A JP H0487633 A JPH0487633 A JP H0487633A JP 20252090 A JP20252090 A JP 20252090A JP 20252090 A JP20252090 A JP 20252090A JP H0487633 A JPH0487633 A JP H0487633A
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- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J3/00—Processes of utilising sub-atmospheric or super-atmospheric pressure to effect chemical or physical change of matter; Apparatus therefor
- B01J3/002—Component parts of these vessels not mentioned in B01J3/004, B01J3/006, B01J3/02 - B01J3/08; Measures taken in conjunction with the process to be carried out, e.g. safety measures
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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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
〔概 要〕
真空装置における真空フランジの製造方法及び真空シー
ル方法に関し、
真空シールと電気的絶縁を両立させ、且つ信頼性を向上
することを目的とし、
２枚の金属フランジ間に金属ガスケットを挟み、セラミ
ックねじて締結する真空フランジにおいて、上記金属フ
ランジの金属ガスケットに接触する面にセラミック層を
爆発溶射法により形成するように構成する。[Detailed Description of the Invention] [Summary] Regarding the manufacturing method and vacuum sealing method of a vacuum flange in a vacuum device, the purpose of this invention is to achieve both vacuum sealing and electrical insulation, and to improve reliability. In a vacuum flange in which a metal gasket is sandwiched between the flanges and the flanges are fastened together with ceramic screws, a ceramic layer is formed by explosive spraying on the surface of the metal flange that contacts the metal gasket.
また２枚の金属フランジ間に、２個の金属ガスケットで
セラミック板を挟んで配置し、両金属フランジをセラミ
ックねじにて締結するように構成する。Further, a ceramic plate is placed between two metal flanges with two metal gaskets interposed therebetween, and both metal flanges are fastened together with ceramic screws.
本発明は真空装置における真空フランジの製造方法及び
真空シール方法に関する。The present invention relates to a method for manufacturing a vacuum flange and a method for vacuum sealing in a vacuum device.
真空雰囲気の利用分野は非常に広範囲にわたっているが
、特にＬＳＩ製造に関する半導体プロセス装置において
は、蒸着製蓋、スパッタ装置、ＣＶＤ装置、ＭＢＥ装置
等非常に多種の装置が真空（低圧）雰囲気を利用してい
る。真空度（圧力）は、利用する装置によって低真空（
数＋Ｔｏｒｒ〜数ミリＴｏｒｒ）から超高真空（１０−
９Ｔｏｒｒ以下）までいろいろあるが、最近ではプロセ
ス中での不純物ガスの混入を少なくするべく、バックグ
ラウンド圧力より低圧側にする傾向が強くなってきてい
る。Vacuum atmosphere is used in a very wide range of fields, and in particular in semiconductor process equipment related to LSI manufacturing, a wide variety of equipment such as evaporation lids, sputtering equipment, CVD equipment, MBE equipment, etc. utilize a vacuum (low pressure) atmosphere. ing. The degree of vacuum (pressure) may vary depending on the equipment used.
From several + Torr to several milli Torr) to ultra-high vacuum (10-
There are various pressure levels (up to 9 Torr or less), but recently there has been a strong tendency to set the pressure lower than the background pressure in order to reduce the incorporation of impurity gases during the process.
またスパッタ装置やＲＩＥ（反応性イオン・エツチング
）装置等、プロセス中に直流高電圧や高周波電圧をかけ
る場合も多くなってきている。In addition, it is becoming increasingly common for devices such as sputtering equipment and RIE (reactive ion etching) equipment to apply high DC voltage or high frequency voltage during the process.
従来、真空容器における真空シール方法には、第３図（
ａ）に示すようにゴム製Ｏリング等の有機系ガスケット
１と金属フランジ２０組み合わせか、又は第３図（ｂ）
に示すように無酸素銅ガスケット３と、ナイフェツジ４
を有する金属フランジ（コンラットフランジ）５等を用
いる金属ガスケットと金属フランジの組み合わせが用い
られている。Conventionally, the method of vacuum sealing in a vacuum container is as shown in Fig. 3 (
As shown in a), a combination of an organic gasket 1 such as a rubber O-ring and a metal flange 20, or as shown in Fig. 3(b).
As shown in the figure, the oxygen-free copper gasket 3 and the knife 4
A combination of a metal gasket and a metal flange is used, such as a metal flange (Conrat flange) 5 having a .
上記の有機系ガスケットと金属フランジの組み合わせは
要求圧力が比較的高い場合、又はフランジ間の電気的絶
縁性が要求される場合に用いられる。しかし真空装置内
に吸着したガスの除去を目的としたベーキングを行なう
場合には耐熱性が低い有機系ガスケットは使用できない
。また金属ガスケットと金属フランジの組み合わせは、
ベーキングを行なう装置に使用されるが電気絶縁性を要
求される場合には使用できない。The above combination of organic gasket and metal flange is used when the required pressure is relatively high or when electrical insulation between flanges is required. However, when baking is performed for the purpose of removing gases adsorbed within a vacuum device, organic gaskets with low heat resistance cannot be used. In addition, the combination of metal gasket and metal flange is
It is used in equipment that performs baking, but cannot be used when electrical insulation is required.
従って超高真空を利用するために、装置全体をベーキン
グする必要があり、且つ真空シール部に電気的絶縁性を
持たせる必要がある装置では上記何れの組み合わせも使
用することができない。Therefore, neither of the above combinations can be used in an apparatus in which the entire apparatus must be baked in order to utilize an ultra-high vacuum, and the vacuum seal portion must have electrical insulation properties.
このためベーキングが必要であり、且つ電気的絶縁性を
必要とする場合の真空シール方法としては第３図（Ｃ）
の如く金、銀等の軟質金属のガスケット６を用い、該ガ
スケット６をセラミック板７を接合した金属フランジ２
で押し潰してシール特性を得る方法が考えられている。For this reason, if baking is necessary and electrical insulation is required, the vacuum sealing method is shown in Figure 3 (C).
A gasket 6 made of soft metal such as gold or silver is used as shown in FIG.
A method is being considered to obtain sealing properties by crushing the material.
しかし軟質金属ガスケットに金、銀等を用いることはコ
ストアップとなるので第３図（ｄ）に示すように銅等の
母材８の上に厚さ数１０廊の金又は銀等の軟質金属９を
コーティングしたガスケットが用いられている。However, using gold, silver, etc. for the soft metal gasket increases the cost, so as shown in Figure 3(d), a soft metal such as gold or silver with a thickness of several tens of layers is placed on the base material 8 such as copper. A gasket coated with No. 9 is used.
上記セラミック板を接合したフランジと、軟質金属をコ
ーティングしたガスケットを組み合わせた真空シール方
法では、ガスケットの母材自体が硬いので、フランジ締
結時の圧力でセラミック面にクラックが発生し、真空シ
ール特性が劣化するという問題がある。またフランジと
セラミック板との接合部でのリーク、あるいは接合材料
からの真空雰囲気へのガス放出等の問題がある。In the vacuum sealing method that combines a flange bonded with ceramic plates and a gasket coated with soft metal, the base material of the gasket itself is hard, so the pressure when the flange is fastened causes cracks on the ceramic surface, impairing the vacuum sealing properties. There is a problem with deterioration. Further, there are problems such as leakage at the joint between the flange and the ceramic plate, or gas release from the joint material into the vacuum atmosphere.
本発明は上記従来の問題点に鑑み、真空シール性と電気
的絶縁性を両立させ、且つ信頼性を向上した真空フラン
ジの製造方法及び真空シール方法を提供することを目的
とする。In view of the above-mentioned conventional problems, an object of the present invention is to provide a vacuum flange manufacturing method and a vacuum sealing method that achieve both vacuum sealability and electrical insulation and improve reliability.
上記目的を達成するたぬに本発明の真空フランジの製造
方法では、２枚の金属フランジ１０．１０’間に金属ガ
スケット１１を挟み、セラミックねじ１３で締結する真
空フランジにおいて、上記金属フランジ１０．１０’の
金属ガスケット１１に対向する面にセラミック層１２．
１２’を爆発溶射法によって形成することを特徴とする
。In order to achieve the above object, the method for manufacturing a vacuum flange of the present invention includes a vacuum flange in which a metal gasket 11 is sandwiched between two metal flanges 10 and 10' and they are fastened with ceramic screws 13. A ceramic layer 12.10' is placed on the surface facing the metal gasket 11.
12' is formed by an explosive thermal spraying method.
また本発明の真空シール方法では、２枚の金属フランジ
１０．１０’の間に、２個の金属ガスケット１１・１１
′でセラミック板１４を挟んで配置し、両金属フランジ
１０．１０’をセラミックねじ１３にて締結することを
特徴とする。Further, in the vacuum sealing method of the present invention, two metal gaskets 11 and 11 are placed between the two metal flanges 10 and 10'.
' are arranged with a ceramic plate 14 in between, and both metal flanges 10 and 10' are fastened with ceramic screws 13.
本発明の真空フランジの製造方法では、金属７ランジに
爆発溶射法によってセラミック層１２．１２’を形成し
たことにより、充分な電気的絶縁耐圧を有し、緻密で強
度及び接着力の大きなセラミック層が得られ、フランジ
締結時の圧力に耐えクラックの発生を防止して真空シー
ルと電気的絶縁性を両立することができる。In the vacuum flange manufacturing method of the present invention, the ceramic layer 12.12' is formed on the metal 7 flange by explosive spraying, so that the ceramic layer 12, 12' has sufficient electrical withstand voltage, is dense, and has high strength and adhesive strength. It is possible to withstand the pressure when the flange is fastened, prevent the occurrence of cracks, and achieve both vacuum sealing and electrical insulation.
また本発明の真空シール方法では、２枚の金属フランジ
１０．１０’間に、２個の金属ガスケット１１１１′で
セラミック板１４を挟んで配置したことにより、セラミ
ック板１４を金属フランジ１０．１０’ に接着する必
要がなくなり、接着面からのリーク及び接合材料からの
真空雰囲気へのガスの放出を防止することができる。Further, in the vacuum sealing method of the present invention, the ceramic plate 14 is placed between the two metal flanges 10.10' with two metal gaskets 1111' sandwiching the ceramic plate 14 between the metal flanges 10.10'. This eliminates the need for bonding to the bonding surface, and prevents leakage from the bonding surface and the release of gas from the bonding material into the vacuum atmosphere.
第１図は本発明の真空フランジの製造方法の実施例を説
明するための図であり、（ａ）は真空フランジの断面図
、（ｂ）は爆発溶射法を説明するための図である。FIG. 1 is a diagram for explaining an embodiment of the vacuum flange manufacturing method of the present invention, in which (a) is a cross-sectional view of the vacuum flange, and (b) is a diagram for explaining the explosive thermal spraying method.
第１図の（ａ）図において、１０．１０’は金属フラン
ジ、１１は軟質金属をコーティングした金属ガスケット
、１２．１２’は金属フランジ１０．１０’のガスケッ
ト１１に対向する面に設けられたセラミック層、１３は
フランジ締結用のセラミックねじである。In FIG. 1(a), 10.10' is a metal flange, 11 is a metal gasket coated with a soft metal, and 12.12' is a metal flange 10.10' provided on the surface facing the gasket 11. The ceramic layer 13 is a ceramic screw for fastening the flange.
そして金属フランジ１０．１０’ に設けられたセラミ
ック層１２．１２’は爆発溶射法によって形成し、その
表面を平滑に研磨加工したものである。The ceramic layer 12.12' provided on the metal flange 10.10' is formed by explosive spraying, and its surface is polished to a smooth surface.
なお爆発溶射法とは、第１図（ｂ）に示すように、デト
ネーションガン２０を用いて素材２１にセラミックをコ
ーティングする方法であり、デトネーションガン２０は
、銃身２２の後部にコーテイング材供給口２３と、アセ
チレンガス、酸素ガス、窒素ガスを供給する弁室２４と
、点火プラグ２５とが設けられており、銃身２２内で燃
焼熱の高いアセチレンと酸素の混合ガスを爆発させ、こ
れによって生ずる高速燃焼エネルギーを利用して金属や
セラミックの粉末材料を半融状態とし、音速の約２倍の
速さで素材面に激突させ強固なコーティング層を形成す
るのである。粉末材料として＾１２０．を用いた場合の
コーティング層の特性は硬度： Ｈｖ３００で１０００
、接着カニ ６．３ ｋｇ／胚２、密度：３．３、曲げ
強度： １５．５ｋｇ／ａｕｎ” 、弾性係数： ９．
８ ＸＩＯ３、電気伝導度：１０−１４〜１０−１２１
／Ω’ Ｃｍが得られる。The explosive thermal spraying method is a method of coating a material 21 with ceramic using a detonation gun 20, as shown in FIG. 1(b). , a valve chamber 24 for supplying acetylene gas, oxygen gas, and nitrogen gas, and a spark plug 25 are provided, and a mixture gas of acetylene and oxygen with high combustion heat is exploded within the gun barrel 22, resulting in a high-speed explosion. Combustion energy is used to turn metal or ceramic powder materials into a semi-molten state, which then slams into the surface of the material at approximately twice the speed of sound, forming a strong coating layer. As a powder material ^120. The characteristics of the coating layer when using hardness: 1000 at Hv300
, adhesive crab 6.3 kg/2 embryos, density: 3.3, bending strength: 15.5 kg/aun'', elastic modulus: 9.
8 XIO3, electrical conductivity: 10-14 to 10-121
/Ω' Cm is obtained.
このように爆発溶射法でセラミック層を形成した本実施
例の真空フランジは、第１図（ａ）の如く金属ガスケッ
ト１１を挟んでねじ１３で締結しても爆発溶射で形成さ
れたセラミック層１２．１２’の強度が高いため、クラ
ックを生ずることはなく、優れた真空シール特性と電気
絶縁性を保持することができる。In the vacuum flange of this embodiment in which the ceramic layer is formed by the explosive thermal spraying method, as shown in FIG. Since the strength of .12' is high, cracks do not occur and excellent vacuum sealing properties and electrical insulation properties can be maintained.
第２図は本発明の真空シール方法の実施例を示す図であ
る。FIG. 2 is a diagram showing an embodiment of the vacuum sealing method of the present invention.
本実施例は、金属フランジ１０．１０’間に両面が平滑
なセラミック板１４を配置し、該セラミック板１４と金
属フランジ１０との間、及び金属フランジ１０′との間
にそれぞれ金、銀等の軟質な金属ガスケット１１・１１
′を挟み、両金属フランジ１０．１０’をセラミックね
じ１３で締結するのである。In this embodiment, a ceramic plate 14 having smooth surfaces on both sides is arranged between metal flanges 10 and 10', and gold, silver, etc. Soft metal gasket 11/11
Both metal flanges 10 and 10' are fastened together with ceramic screws 13, with the metal flanges 10 and 10' sandwiched in between.
本実施例によれば金属とセラミックの接合部がないため
、接合部からのガスの放出がなく、超高真空等の形成に
有利となる。またセラミック板１４はセラミックコーテ
ィング層より厚くできるためクラックの発生を防止する
ことができ、さらに電気的絶縁性を確保することができ
る。According to this embodiment, since there is no joint between metal and ceramic, no gas is released from the joint, which is advantageous for forming an ultra-high vacuum or the like. Furthermore, since the ceramic plate 14 can be made thicker than the ceramic coating layer, it is possible to prevent cracks from occurring and further ensure electrical insulation.
以上説明した様に、本発明によれば、真空フランジの真
空シール特性と電気絶縁性の両立を図ることができ、か
つセラミックに発生するクラックを防止可能として真空
装置の信頼性向上に寄与することができる。As explained above, according to the present invention, it is possible to achieve both vacuum sealing properties and electrical insulation properties of a vacuum flange, and it is also possible to prevent cracks occurring in ceramics, thereby contributing to improving the reliability of vacuum equipment. I can do it.
第１図は本発明の真空フランジの製造方法を説明するた
めの図、
第２図は本発明の真空シール方法を説明するための図、
第３図は従来の真空容器における真空シール方法を示す
図である。
図において
１０．１０’ は金属フランジ、
１１．１１’ は金属ガスケット、
１２．１２’ はセラミック層、
１３はセラミックねじ、
１４はセラミック板、
２０はデトネーションガン
を示す。
本発明の真空シール方法を説明するための図第２図
１０ 、１０ ’・・・金属フランジ
１１・・・金属ガスケット
１３・・・セラミックねし
１４・・・セラミック板
（Ｑ）
（ｂ）
従来の真空容器における真空シール方法を示す図第３図Fig. 1 is a diagram for explaining the vacuum flange manufacturing method of the present invention, Fig. 2 is a diagram for explaining the vacuum sealing method of the present invention, and Fig. 3 is a diagram for explaining the vacuum sealing method for a conventional vacuum container. It is a diagram. In the figure, 10.10' is a metal flange, 11.11' is a metal gasket, 12.12' is a ceramic layer, 13 is a ceramic screw, 14 is a ceramic plate, and 20 is a detonation gun. Figure 2 for explaining the vacuum sealing method of the present invention. Figure 3 shows the vacuum sealing method in a vacuum container.
Claims (1)
ケット（１１）を挟み、セラミックねじ（１３）で締結
する真空フランジにおいて、 上記金属フランジ（１０、１０′）の金属ガスケット（
１１）に対向する面にセラミック層（１２、１２′）を
爆発溶射法によって形成することを特徴とする真空フラ
ンジの製造方法。 ２、２枚の金属フランジ（１０、１０′）間に、２個の
金属ガスケット（１１、１１′）でセラミック板（１４
）を挟んで配置し、両金属フランジ（１０、１０′）を
セラミックねじ（１３）にて締結することを特徴とする
真空シール方法。[Scope of Claims] A vacuum flange in which a metal gasket (11) is sandwiched between one or two metal flanges (10, 10') and fastened with ceramic screws (13), the metal flanges (10, 10') metal gasket (
11) A method for manufacturing a vacuum flange, characterized in that a ceramic layer (12, 12') is formed on the surface facing the flange by explosive spraying. 2. Connect the ceramic plate (14) with two metal gaskets (11, 11') between the two metal flanges (10, 10').
), and both metal flanges (10, 10') are fastened with ceramic screws (13).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20252090A JPH0487633A (en) | 1990-08-01 | 1990-08-01 | Manufacture of vacuum flange and vacuum sealing method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20252090A JPH0487633A (en) | 1990-08-01 | 1990-08-01 | Manufacture of vacuum flange and vacuum sealing method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0487633A true JPH0487633A (en) | 1992-03-19 |
Family
ID=16458855
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20252090A Pending JPH0487633A (en) | 1990-08-01 | 1990-08-01 | Manufacture of vacuum flange and vacuum sealing method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0487633A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008201130A (en) * | 2007-01-25 | 2008-09-04 | Sumitomo Chemical Co Ltd | Molded body, method for producing the same, and extrusion molding machine |
-
1990
- 1990-08-01 JP JP20252090A patent/JPH0487633A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008201130A (en) * | 2007-01-25 | 2008-09-04 | Sumitomo Chemical Co Ltd | Molded body, method for producing the same, and extrusion molding machine |
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