JPH10314934A

JPH10314934A - 表面処理方法

Info

Publication number: JPH10314934A
Application number: JP14580197A
Authority: JP
Inventors: Takuya Miyagawa; 拓也宮川
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1997-05-20
Filing date: 1997-05-20
Publication date: 1998-12-02
Anticipated expiration: 2017-05-20
Also published as: JP3772936B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】金属の濡れ性やメッキ特性を向上させるため
の表面処理方法。【解決手段】化学的に安定なＣＦ₄等のハロゲン化合
物を含む原料ガスを表面処理ユニツト３０内のプラズマ
発生部に導入し、そこにて、大気圧下で、原料ガスを０
〜５０ｋＨｚの低周波数の交流電圧または直流電圧が印
加される電極により励起して分解し、反応性の高いフッ
素Ｆ₂を生成し、フッ素を含む処理ガスをワーク１０に
接触させて、表面処理し、被処理体の表面を清浄にする
と同時に金属表面に安定な金属フッ化物の被膜を形成
し、ハロゲン化合物の分解を、水または酸素を含む雰囲
気にて実施すると、ハロゲン化水素またはハロゲンが効
率よく分解され、その後、被処理体を加熱あるいはメッ
キ液に浸すことによって、前記金属のフッ化物を除去す
る、ワーク１０の表面処理方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属部分を有する
被処理体（ワーク）を表面処理して、例えば金属の濡れ
性やメッキ特性を向上させるための表面処理方法に関す
る。

【０００２】

【背景技術および発明が解決しようとする課題】従来よ
り、真空プラズマにより生成される水素原子により金属
表面を清浄化させる方法（特開平２−１９０４８９号公
報）が提案されている。

【０００３】本願出願人は、従来の真空プラズマに代え
て、大気圧プラズマによりガスを活性化し、イオン、励
起種等の活性種により、半田付けされるワークの濡れ性
を向上させる技術を既に提案している（ＷＯ９４／２２
６２８、特願平７−２９５０）。

【０００４】ここで、上述した真空プラズマあるいは大
気圧プラズマを利用した処理では、いずれもプラズマに
より励起された活性種により表面処理を行っている。

【０００５】被処理体をプラズマに晒す直接放電処理方
式では、プラズマダメージに起因した被処理体の物理的
性質の破壊が生じやすく、好ましくない。特に、被処理
体の被処理面が金属であると、突起した部分に集中的に
強いプラズマが生成され、被処理面全体を均一に処理で
きなくなる。

【０００６】一方、プラズマ発生部にて生成された活性
種を、プラズマに晒されない位置に配置された被処理体
に導いて処理する間接放電処理方式も提案されている。
この場合には、上述したプラズマダメージは生じない。
しかし、この活性種には寿命があり、この寿命が比較的
短いため、被処理体をプラズマ発生部より離れた位置に
置くことで、表面処理が不能になるか、あるいは処理効
率が大幅に低下してしまう。従って、この間接放電処理
方式は、被処理体の設置場所に制約が生じて実用的でな
い。

【０００７】そこで、本発明の目的は、プラズマダメー
ジがない状態でかつ被処理体の設置場所の自由度が大き
い表面処理方法を提供することにある。

【０００８】本発明の他の目的は、化学的に安定な物質
から反応性の高い処理ガスを生成して、該処理ガスによ
り被処理体の表面に化学的に安定な保護膜を形成し、さ
らに簡易な加熱処理によって清浄な金属表面を得ると共
にロウ付けによる接合が可能な表面処理方法を提供する
ことにある。

【０００９】本発明のさらに他の目的は、化学的に安定
な物質から反応性の高い処理ガスを生成して、該処理ガ
スにより被処理体の表面に化学的に安定な保護膜を形成
し、さらにメッキ処理において清浄な金属表面を得ると
共に被膜の形成が可能な表面処理方法を提供することに
ある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明に係る表面処理方
法は、以下の工程（ａ），（ｂ）および（ｃ）を含むこ
とを特徴とする。

【００１１】（ａ）ハロゲン化合物（ハロゲン化水素を
除く）を分解してハロゲンまたはハロゲン化水素を含む
処理ガスを形成する工程、（ｂ）前記処理ガスを金属か
らなる被処理体の表面に接触させ、前記被処理体の金属
表面に金属のハロゲン化物からなる保護膜を形成する前
処理工程、および（ｃ）前記工程（ｂ）を経た被処理体
を加熱することによって、前記金属のハロゲン化物を蒸
発させて除去するとともに、合金を用いたロウ付けによ
って前記被処理体の金属の接合処理を行う加熱工程。

【００１２】また、本発明に係る他の表面処理方法は、
前記工程（ｃ）に代えて工程（ｄ）を含むこと、すなわ
ち以下の工程（ａ），（ｂ）および（ｄ）を含むこと特
徴とする。

【００１３】（ａ）ハロゲン化合物（ハロゲン化水素を
除く）を分解してハロゲンまたはハロゲン化水素を含む
処理ガスを形成する工程、（ｂ）前記処理ガスを金属か
らなる被処理体の表面に接触させ、前記被処理体の金属
表面に金属のハロゲン化物からなる保護膜を形成する前
処理工程、および（ｄ）前記工程（ｂ）を経た被処理体
をメッキ処理することによって、前記金属のハロゲン化
物を除去するとともに、前記被処理体の金属表面にメッ
キ被膜を形成する成膜工程。

【００１４】前記ハロゲン、ハロゲン化水素の代表的な
ものとして、フッ素Ｆ₂、フッ化水素ＨＦを挙げること
ができる。

【００１５】本発明の方法では、工程（ａ）で、安定な
ハロゲン化合物を原料とし、これを分解して処理ガスを
生成することにより、安全性が高く、かつ管理が容易な
処理を行うことができる。処理ガスを構成するハロゲン
またはハロゲン化水素は、それ自体反応性が高く腐食性
も強いので、これらを直接取り扱うことは、安全性の点
で問題がある。工程（ａ）で生成されたハロゲンまたは
ハロゲン化水素は、プラズマなどの活性種のように寿命
が短くないので、分解後被処理体に到達するまでの時間
に制約がない。従って、被処理体の処理位置の設定の自
由度が大きくなる。しかも、本発明の方法では、上記処
理ガスを用いることにより、被処理体をプラズマに晒す
ことがないので、プラズマダメージによる欠陥が被処理
体に生ずることもない。

【００１６】そして、工程（ｂ）で、フッ素ラジカル等
の寿命が短い活性種に頼らずに、反応性の高いハロゲン
またはハロゲン化水素を含む処理ガスにより、金属から
なる被処理体を化学反応により表面処理することができ
る。すなわち、被処理体と処理ガスとを接触させること
により、被処理体を構成する金属の表面の酸化膜や汚染
物質が除去されて金属表面が清浄化されると共に、清浄
化された金属表面に該金属のハロゲン化物が生成され
る。この金属のハロゲン化物は化学的に安定で、保護膜
として機能する。

【００１７】さらに、工程（ｃ）で、被処理体を該被処
理体の表面に形成された金属のハロゲン化物の沸点より
高い温度で加熱することにより、該金属のハロゲン化物
は蒸発によって除去され、再び被処理体の金属表面を清
浄な状態で露出させることができる。その結果、被処理
体の金属表面の濡れ性を高めることができる。従って、
例えば、銀ロウなどの合金を用いた接合工程における加
熱処理を利用して、前述した被処理体の加熱を実施する
ことにより、前記金属のハロゲン化物を蒸発させて除去
するとともに、合金を用いたロウ付けによって前記被処
理体の金属の接合処理を行うことができる。

【００１８】たとえば、被処理体としてチタンを用い、
処理ガスとしてフッ素あるいはフッ素化水素を用いたが
場合、フッ化チタンは常圧における沸点が約２８０℃で
あるので、工程（ｃ）における加熱温度を２８０℃より
高くすることにより被処理体の表面に形成されたフッ化
チタンの被膜を蒸発によって除去することができる。そ
して、たとえば銀ロウを用いたロウ付けは、常圧で５０
０〜１０００℃で行われるため、前記被処理体の加熱を
ロウ付け工程と同時に行うことにより、被処理体の表面
に形成された金属のハロゲン化物の除去とロウ付けとを
同一もしくは連続した工程で行うことができる。

【００１９】このようなロウ付けでは、本発明は、被処
理体の金属のハロゲン化物がロウ付け温度より低い沸点
を有する金属に適用でき、金属とロウとの組み合わせで
選択される。たとえば、銀ロウの場合、上述したチタン
の他にタンタル、パラジウム、クロムなどが挙げられ
る。

【００２０】また、工程（ｄ）では、前記工程（ｂ）を
経た被処理体をメッキ処理することによって、前記金属
のハロゲン化物を除去するとともに、前記被処理体の金
属表面に被膜を形成することができる。すなわち、工程
（ｂ）で形成された被処理体表面の金属のハロゲン化物
はメッキ液中で溶解あるいは分解することにより除去さ
れ、その結果、被処理体の金属表面が清浄な状態で露出
され、メッキによる被膜の密着性が向上する。

【００２１】本発明の方法では、処理ガスの原料となる
ハロゲン化合物は、熱分解、光分解、放電による分解ま
たは電気分解のうちの一または複数の組合せにより分解
されることが望ましい。ここで、原料となるハロゲン化
合物として有機ハロゲン化合物を用いると、これらは中
性でかつ化学的に安定であるため取り扱いが容易であ
る。また、熱分解、光分解および放電による分解に適す
る、原料となるハロゲン化合物としては、ＮＦ₃、Ｓ
Ｆ₆、ＣＦ₄またはＮＨ₄Ｆのいずれかを用いることが好
ましい。

【００２２】ハロゲン化合物を放電により分解する際に
は、大気圧またはその近傍の圧力下で、原料ガスを５０
ｋＨｚ以下の低周波数の交流電圧または直流電圧が印加
される一対の電極により励起して分解することが好まし
い。上述の低周波数の交流電圧または直流電圧を一対の
電極間に印加すると、放電電圧のピークツーピーク
電圧を比較的大きくでき、プラズマ生成用ガスとして一
般的に用いられるヘリウム等を供給しなくても、安定し
て放電を生成することができる。このような安定した大
気圧プラズマを生成するのに、必ずしもヘリウムを用い
る必要が無くなるので、ランニングコストを低減でき
る。

【００２３】熱分解、光分解または放電によるハロゲン
化合物の分解工程は、水および酸素の少なくとも一方を
含む雰囲気中にて実施されることが好ましい。水あるい
は酸素の存在により、ハロゲン化合物からハロゲンある
いはハロゲン化水素を効率よく生成させることができる
からである。

【００２４】電気分解に適するハロゲン化合物として
は、電気分解され易いハロゲン化塩の水溶液が適してい
る。

【００２５】熱分解、光分解、放電による分解または電
気分解のいずれの方式の場合でも、処理ガスをキャリア
ガスにより圧送して、被処理体に接触させることが好ま
しい。このとき、ハロゲン化合物の分解工程後に、処理
ガスにキャリアガスを混合するとさらに良い。このよう
にすることにより、キャリアガスとして大気などの多量
の酸素を含む気体を用いても、ハロゲン化合物の分解時
に、金属を酸化させるオゾンの発生を抑制できるからで
ある。

【００２６】本発明の方法では、上記の分解方式に代え
て、ハロゲンまたはハロゲン化水素の水溶液にキャリア
ガスを接触させて、処理ガスを生成することができる。
こうすると、ハロゲンまたはハロゲン化水素のガスある
いは細かい液滴を含む処理ガスが生成され、それにより
被処理体を処理できる。

【００２７】さらに、本発明の方法では、被処理体に向
けて供給された処理ガスおよび反応生成物を排気する工
程と、排気途中にて、少なくとも処理ガスをトラップす
る工程と、をさらに有することが好ましい。処理ガスは
腐食性に富むため、未反応の腐食性の高い処理ガスおよ
び反応生成物を強制排気途中でトラップすることで、大
気に散乱させずに回収できる。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の表面処理方法およ
びこの方法に好適に用いられる表面処理装置について、
図面を参照して具体的に説明する。

【００２９】＜処理ガスの生成方法（工程（ａ））につ
いて＞本発明では、ハロゲン例えばＦ₂、Ｃｌ₂、Ｂ
ｒ₂、Ｉ₂など、またはハロゲン化水素例えばＨＦ、ＨＣ
ｌ、ＨＢｒ、ＨＩなどを含む処理ガスを被処理体に接触
させ、この反応性の高い処理ガスにより、被処理体を表
面処理している。この反応性の高い処理ガスを生成する
ために、図１〜図５に示す５通りの方法のいずれかを採
用している。

【００３０】図１〜図５において、共通する構成とし
て、処理ガス生成用容器１と、生成された処理ガスを被
処理体に向けて導く処理ガス供給管２とを有する。

【００３１】図１では、原料ガスであるハロゲン化合物
例えばＮＦ₃を処理ガス生成用容器１に供給する原料ガ
ス供給管３と、処理ガス生成用容器１内を加熱する加熱
器４とを有する。そして、図１では、処理ガス生成用容
器１内にて、ハロゲン化合物を熱エネルギーにより熱分
解して、ハロゲンまたはハロゲン化水素を含む処理ガス
を生成している。

【００３２】原料ガスをＮＦ₃とした時、これを熱分解
するのに必要な温度は３００℃以上であり、本実施例に
て５００℃にて加熱したところ、次式の熱分解により、
フッ素Ｆ₂を約１０００ｐｐｍ含む処理ガスを生成でき
た。

【００３３】２ＮＦ₃→Ｎ₂＋３Ｆ₂図２の実施例では、
処理ガス供給管２および原料ガス供給管３が連結された
処理ガス生成用容器１内にて、原料ガスであるハロゲン
化合物を光分解して、処理ガスを生成している。このた
めに、処理ガス生成用容器１内に光例えば紫外線を照射
するＵＶランプ５を設けている。

【００３４】原料ガスをＮＦ₃とした時、ＵＶランプ５
のランプ出力を１００ｍＷ／ｃｍ²とし、出射される光
の波長を４００ｎｍとしたところ、図１の場合と同じ反
応式の光分解が生じて、フッ素を約１００ｐｐｍ含む処
理ガスを生成できた。

【００３５】図３の実施例では、処理ガス供給管２およ
び原料ガス供給管３が連結された処理ガス生成用容器１
内にて、原料ガスであるハロゲン化合物を、大気圧また
はその近傍の圧力下での放電により分解して、処理ガス
を生成している。このために、処理ガス生成用容器１内
に、一対の電極を備えたプラズマ発生部６を設けてい
る。

【００３６】図３の装置を用いて、原料ガスＣＦ₄を１
００ｃｃ／ｍｉｎで供給し、一対の電極に供給される電
源周波数を約１０ｋＨｚとし、放電電圧のピークツー
ピーク電圧がＡＣ１０ｋＶｐｐで放電を生じさせた。
このとき、原料ガスは、次式によって分解され、フッ素
を約８００ｐｐｍ含む処理ガスを生成できた。

【００３７】２ＣＦ4_→Ｃ₂Ｆ₆＋Ｆ₂ 図３の装置を用いて、原料ガスとしてＣＦ₄＋Ｈ₂Ｏ（体
積比でＣＦ₄：Ｈ₂Ｏ＝２０：１）を３００ｃｃ／ｍｉｎ
で供給し、他の条件を上記と同じに設定したところ、一
部のＣＦ₄が次式によって分解され、フッ化水素を約
７，２００ｐｐｍ含む処理ガスを生成できた。

【００３８】ＣＦ₄＋２Ｈ₂Ｏ→ＣＯ₂＋４ＨＦこのように、水の添加により、フッ化水素を効率よく生
成することができた。

【００３９】さらに、図３の装置を用いて、原料ガスと
してＣＦ₄＋Ｏ₂（体積比でＣＦ₄：Ｏ₂＝５：１）を３０
０ｃｃ／ｍｉｎで供給し、他の条件を上記と同じに設定
したところ、ＣＦ₄が次式によって分解され、フッ素を
約４２，０００ｐｐｍ含む処理ガスを生成できた。

【００４０】ＣＦ₄＋Ｏ₂→ＣＯ₂＋２Ｆ₂ このように、酸素の添加により、フッ素を効率よく生成
することができた。

【００４１】また、上記のように、電源周波数を１０ｋ
Ｈｚと低周波数を用いるいることで、ヘリウムを供給し
なくても安定して放電を起こすことができた。この結
果、ランニングコストを低減できる。なお、ヘリウムを
供給せずに放電を安定して起こすためには、低周波数を
用いて放電電圧のピークツーピーク電圧がある値以
上大きいことが必要である。本発明者等の実験によれ
ば、直流電圧、および１０ｋＨｚ、３０ｋＨｚ、４０ｋ
Ｈｚの各交流電圧で上述の放電が確認でき、放電電圧の
ピークツーピーク電圧を大きく確保できる観点か
ら、５０ｋＨｚ以下の低周波数の交流電圧または直流電
圧が有用であることが分かった。

【００４２】また、図１〜図３の装置により分解され
る、原料としてのハロゲン化合物として、ＣＦ₄、Ｃ_nＦ
_(2n+2)などのパーフルオロカーボン、Ｃ₂Ｆ₂Ｈ₄などの
ヒドロキシフルオロカーボン（ＨＦＣ）、Ｃ₂Ｆ₂Ｃｌ₄
などのフロン、Ｃ₂Ｈ₃Ｃｌ₃などの塩素系溶剤、Ｃ₂Ｆ₂
Ｂｒ₄などのハロン等の有機ハロゲン化合物を用いる
と、例えばハロゲン化水素などと異なり、それらが中性
のため取り扱い性の点で優れている。なお、環境問題な
どを考慮すれば、パーフルオロカーボンやＨＦＣが好ま
しい。

【００４３】図４の実施例は、処理ガス供給管２が連結
された処理ガス生成用容器１内にて、ハロゲン化合物の
水溶液を電気分解して、処理ガスを生成している。この
ために、処理ガス生成用容器１内に、ハロゲン化合物の
水溶液として、ハロゲン化塩例えば濃度２重量％のＮａ
Ｆの水溶液を収容し、仕切り板７にて仕切られた各領域
に電極８ａ，８ｂを配置した。この電極８ａ，８ｂに例
えばＤＣ２４Ｖを印加したところ、フッ素を約１，００
０ｐｐｍ含む処理ガスを生成できた。

【００４４】なお、電気分解に適するハロゲン化塩とし
ては、ＮａＦの他、ＫＦ、ＬｉＦ、ＣｓＦ、ＮａＣｌ、
ＫＣｌ、ＫＢｒ、ＮａＢｒ、ＮａＩなどを挙げることが
できる。

【００４５】図５の実施例は、キャリアガス供給管９お
よび処理ガス供給管２が連結された処理ガス生成用容器
１内にて、キャリアガスをハロゲンまたはハロゲン化水
素の水溶液と接触させ、ハロゲンまたはハロゲン化水素
の気体あるいは液体を含む処理ガスを生成している。例
えば、ＨＦ、ＨＣｌ、ＨＢｒ、ＨＩ、ＨＣｓなどの水溶
液にキャリアガスを接触させることで、これらハロゲン
化水素を含む処理ガスを生成できる。

【００４６】＜間接放電などを用いた表面処理方法（工
程（ｂ））について＞図６は、図３の間接放電方式の実
施例にかかる表面処理装置の全体構成を示す概略説明図
である。図６に示す実施例においては、被処理体（ワー
ク）である金属部品１０を表面処理するために、表面処
理ユニット３０と、該ユニット３０と処理室１００とを
連結する給気連結管２０および排気連結管２４が設けら
れている。

【００４７】給気連結管２０には、表面処理ユニット３
０内部にて生成された処理ガスが導入され、この給気連
結管２０を介して処理室１００内に処理ガスが供給さ
れ、その処理ガスを金属部品１０に曝露させている。排
気連結管２４は、処理室１００内の処理ガスおよび反応
生成物を吸引して、表面処理ユニット３０を介して強制
排気するためのものである。

【００４８】ワークである金属部品１０は、処理室１０
０内に図示しない固定手段あるいは載置手段によって設
置される。本実施例では、この金属部品１０の表面に形
成された金属の酸化膜を金属ハロゲン化物に置換するこ
とで、金属部品１０の表面に安定な保護膜を形成するこ
とができる。

【００４９】（表面処理ユニット３０の構造）この表面
処理ユニット３０は、図７に示すように、１つの筺体３
２内部に、処理ガス給気管４０，原料ガス給気管４１，
電源５０，プラズマ発生部６０，排気管７０およびトラ
ップ手段である除害装置８０を搭載している。

【００５０】原料ガス給気管４１は、図７に示すプラズ
マ発生部６０の上流側に連結され、この原料ガス給気管
４１の途中には流量計４２が配設されている。この原料
ガス給気管４１には、工場内の設備を利用して、ＣＦ₄
等のハロゲン化合物を含む原料ガスが導入される。ま
た、プラズマ発生部６０の下流側に連結され処理ガス給
気管４０の開口端は、図６に示す給気連結管２０に接続
されている。

【００５１】プラズマ発生部６０は、電源５０からの電
源供給を受けて、大気圧またはその近傍の圧力下にてプ
ラズマを生成するものである。このプラズマ発生部６０
は、図８に示すように、一対の電極６２ａおよび６２ｂ
の間に多孔質絶縁体６４が配置されることで、各電極６
２ａ，６２ｂが対向配置されてる。一方の電極６２ａに
は電源５０が接続され、他方の電極６２ｂは接地され
て、５０ｋＨｚ以下の比較的低周波数の交流電圧または
直流電圧が各電極間に印加される。

【００５２】電源５０は、０〜５０ｋＨｚの比較的低周
波数の交流電圧または直流電圧を、一対の電極６２ａ，
６２ｂに印加するもので、コンセントに差し込まれるプ
ラグ５２を有する。

【００５３】このように、電源５０にて比較的低周波数
の交流電圧を出力させている理由は下記の通りである。
すなわち、従来より大気圧プラズマを生成するために
は、比較的プラズマの立ち易いヘリウムガスを大量に必
要としていた。この場合には、一対の電極間に印加され
る交流電圧の周波数を、商用周波数である１３．５６Ｍ
Ｈｚとすることができた。しかしながら、比較的高価な
ヘリウムガスを要せずに、空気または窒素等の雰囲気で
は、商用周波数である１３．５６ＭＨｚの交流電圧では
大気圧プラズマを生成することができなかった。本実施
例では、０〜５０ｋＨｚの比較的低周波数の交流電圧ま
たは直流電圧を一対の電極に印加することで、大気圧プ
ラズマを安定して生成できた。この理由は、低周波数の
交流電圧の場合、そのｐｅａｋｔｏｐｅａｋ電圧を
大きくでき、結果としてプラズマの生成に寄与するエネ
ルギーを確保できたからと推測される。

【００５４】しかも、ワークを１ｃｍ²処理するための
処理ガスの供給量を、０．０１ｃｃ〜５０ｃｃとして処
理ガスの消費量を低減しながら、しかも高価なヘリウム
をキャリアガスとして使用せずに、プラズマ生成用電極
に印加される交流電圧の周波数を５０ｋＨｚ以下と低周
波数にすることで、大気圧またはその近傍の圧力下にて
安定してプラズマを生成することができた。

【００５５】また、本実施例では、プラズマ発生部６０
の下流側の処理ガス給気管４０途中に、キャリアガス給
気管９０を連結している。この給気管９０に導入される
キャリアガスとしては、窒素などの不活性ガスとしても
よいが、圧縮空気を導入することもできる。キャリアガ
スとして圧縮空気を用いた場合、この圧縮空気をプラズ
マ発生部６０内部に導入すると、この圧縮空気中の酸素
が励起されてオゾンが生成されてしまう。このオゾンが
金属部品１０に曝露されると、金属部品をかえって酸化
させてしまうことがある。そこで、本実施例では、プラ
ズマ発生部６０の下流側にて処理ガスにキャリアガスを
混合することで、このキャリアガスにより処理ガスを処
理室１００に向けて圧送している。

【００５６】さらに、表面処理ユニット３０の筺体３２
内部には、処理室１００内の処理済みのガスを強制排気
するための排気管７０が設けられている。この表面処理
ユニット３０内の排気管７０は、図６に示す排気連結管
２４と接続される。

【００５７】さらに、この排気管７０には、トラップ手
段の一例である除害装置８０が接続されている。ここ
で、原料ガスをＣＦ₄とした場合には、この原料ガスが
プラズマ発生部６０にて励起されると、下記の通り分解
する。

【００５８】２ＣＦ₄→Ｃ₂Ｆ₆＋Ｆ₂ この分解により生じたフッ素（Ｆ₂）を含む処理ガス
が、金属部品１０の表面処理に寄与することになるが、
その一部は化学反応に寄与せずに排気される。しかし、
フッ素は腐蝕ガスであるため、大気中に放出することは
できない。この除害装置８０は、排気管７０を介して導
入された処理ガス中の上記の腐蝕成分を、吸着あるいは
水に溶かすことで除去するものである。

【００５９】（図７の表面処理ユニットを用いた表面処
理方法）この第１実施例では、キャリアガスとして圧縮
空気を用い、原料ガスとしてハロゲン化合物例えばＣＦ
₄を用いている。これらキャリアガスおよび原料ガス
は、工場内に配置された設備を用いて、表面処理ユニッ
ト３０のキャリアガス給気管９０，原料ガス給気管４１
にそれぞれ導入される。原料ガスおよびキャリアガス
は、各給気管４１，９０途中に設けられた流量計４２、
９２により流量調整されている。本実施例では、キャリ
アガスである圧縮空気の流量が２０リットル／ｍｉｎで
あるのに対し、原料ガスであるＣＦ₄の流量が５０ｃｃ
／ｍｉｎとなっている。従って、キャリアガスに対する
原料ガスの濃度は、（５０ｃｃ／２０リットル）×１０
０＝０．２５体積％となっている。なお、原料ガスの濃
度は、０．５体積％未満、すなわち１００ｃｃ／ｍｉｎ
未満としてもよい。

【００６０】本実施例では、流量調整された原料ガスで
あるＣＦ₄のみがプラズマ発生部６０に導入される。プ
ラズマ発生部６０内に設けられた一対の電極６２ａ，６
２ｂには、１０〜５０ｋＨｚの比較的低周波数の交流電
圧が印加されている。従って、原料ガスであるＣＦ₄が
少量であったとしても、しかもプラズマを立ち易くする
ヘリウムガスが大量に存在しなくても、交流化電圧の周
期が長くなるため、大気圧またはその近傍の圧力下にて
安定してプラズマを生成することができる。

【００６１】プラズマ発生部６０内では、原料ガスであ
るＣＦ₄が励起されて分解され、反応性に富むハロゲン
であるフッ素を生成する。また、このプラズマ発生部６
０の下流側の処理ガス給気管４０にはキャリアガス給気
管９０が連結され、２０リットル／ｍｉｎの比較的大流
量のキャリアガスが、生成された処理ガスと混合させる
ことで、この処理ガスがキャリアガスにより圧送される
ことになる。

【００６２】表面処理ユニット３０の処理ガス給気管４
０より導出された処理ガスおよびキャリアガスは、図６
に示すように、このユニット３０に連結された給気連結
管２０を介して処理室１００に導入され、金属部品１０
の表面に曝露されることになる。これにより、金属部品
１０が、たとえばチタンの場合、下記の化学式により表
面処理されることになる。

【００６３】２ＴｉＯ₂＋４Ｆ₂→２ＴｉＦ₄＋２Ｏ₂ ここで、ＴｉＯ₂は、金属部品１０の表面に存在する酸
化物であり、これが処理ガスと接触することで、化学的
に安定な金属ハロゲン化物（ＴｉＦ₄）に置換される。
また、ワークである金属部品１０がプラズマに晒される
ことがないため、金属部品１０がプラズマによりダメー
ジを受けることもない。

【００６４】一方、金属部品１０に曝露された処理ガス
およびキャリアガスと、反応生成物とは、排気連結管２
４を介して表面ユニット３０内部に導入されることにな
る。表面処理ユニット３０では、排気管７０を介して上
記のガスを除害装置８０に導いている。

【００６５】この除害装置８０では、処理ガスが分解さ
れることで生じるフッ素を吸着または水に溶解してトラ
ップし、腐食性の強い成分を除去し、残りの安全なガス
のみを排気することになる。腐蝕成分を吸着して除去す
る除害装置としては、関東電化工業株式会社製の乾式排
ガス処理装置であるカンデンエフトール（登録商標）を
好適に用いることができる。腐蝕成分を水溶して除去す
る場合には、排気ガスを水中に通過させればよい。従っ
て、表面処理ユニット３０の除害装置８０を介して外部
に配置された処理ガスを、工場に備えられた設備を利用
して強制排気したとしても、腐蝕などの汚染を防止する
ことができる。

【００６６】（処理ガスの原料ガスについて）プラズマ
発生部６０に導入される原料ガスとしては、上述したＣ
Ｆ₄等に代表される安定なハロゲン化合物であればよ
い。ハロゲンあるいはハロゲン化水素は、それ自体反応
性が高く、腐食性を有するので、原料ガスとしては、上
記実施例のように、プラズマにより励起して初めて処理
ガスとなるフッ素等に分解され、それ以前では安全なＣ
Ｆ₄などのハロゲン化合物を用いる。

【００６７】原料ガスとして用いるハロゲン化合物とし
ては、ヘキサフルオロエタン、パーフルオロプロパン、
パーフロオロペンタン等のパーフルオロカーボン、オク
タフロオロシクロブタン、テトラフルオロエタン、トリ
フルオロメタン、モノブロモトリフルオロメタン、テト
ラクロロメタン、トリクロロモノフルオロメタン、ジク
ロロジフルオロメタン、クロロトリフルオロメタン、６
フッ化硫黄、３フッ化窒素、３塩化ホウ素などを挙げる
ことができる。原料ガスには、後述するように、ハロゲ
ン化合物に水あるいは酸素を添加することができる。

【００６８】（キャリアガスとして使用できるガスにつ
いて）上述の実施例では、キャリアガスとして圧縮空気
を用いた。圧縮空気を用いる場合は、工場内部の空気を
利用できる点で優れている。しかし、空気をキャリアガ
スとして用いた場合には、これをプラズマ発生部６０に
導入するとオゾンが発生し、金属部品１０の酸化現象が
問題となることがある。従って、図７に示すように、キ
ャリアガス給気管９０を、プラズマ発生部６０の下流側
の処理ガス給気管４０に接続することが望ましい。

【００６９】一方、キャリアガスとして、被処理体の表
面に対して不活性なガスであれば、このキャリアガスを
プラズマ発生部６０に導くことも可能である。これらの
不活性ガスとしては、特に限定されないが、比較的安価
なチッ素が好ましい。

【００７０】また、キャリアガスを用いれば、活性化さ
れた処理ガスをワークである金属部品１０に向けて圧送
できる点で好ましいが、必ずしもキャリアガスを用いな
くても良い。

【００７１】（水あるいは酸素の添加について）プラズ
マ発生部６０内部に、原料ガスとしてハロゲン化合物と
ともに水あるいは酸素を供給すると、処理ガスが効率よ
く生成する。

【００７２】添加物として水を加えない場合には、例え
ば原料ガスとしてＣＦ₄を用いた場合には、プラズマ発
生部６０中にて下記の反応が生ずる。

【００７３】２ＣＦ₄→Ｃ₂Ｆ₆＋Ｆ₂ （１）上記反応式中のフッ素が活性ガスとして表面処理機能を
有することになる。

【００７４】一方、原料ガスに水を加えた場合には、プ
ラズマ発生部６０中にて、前記式（１）とともに下記の
反応が生ずる。

【００７５】ＣＦ₄＋２Ｈ₂Ｏ→４ＨＦ＋ＣＯ₂ （２）このように、水を添加した場合には、ＨＦなどの酸の発
生を増やすことができ、これにより表面処理速度が向上
すると考えられる。水を供給するには、例えば原料ガス
を純水に通過させる、いわゆるバブリングや、水蒸気を
原料ガスに混合させる方法をとることができる。

【００７６】また、原料ガスに酸素を加えた場合には、
プラズマ発生部６０中にて、前記式（１）とともに下記
の反応が生ずる。

【００７７】ＣＦ₄＋Ｏ₂→２Ｆ₂＋ＣＯ₂ このように、酸素を添加した場合には、フッ素などのハ
ロゲンガスの発生を増やすことができ、これにより表面
処理速度が向上すると考えられる。

【００７８】また、原料ガスに水および酸素の両者を添
加しても良い。水および酸素の添加に関しては、図１，
２に示す熱分解、光分解の場合にも、上述の放電による
分解と同様に有効である。なお、原料ガスに水を加えた
場合には、たとえばキャリヤガスとして空気などの酸素
を多く含むガスを使用した場合でも、単に処理ガスの生
成効率を向上させることに限らず、プラズマ発生部６０
中でのオゾンの発生を抑制することができる。

【００７９】（プラズマ発生部を持たない表面処理ユニ
ット）次に、図５の方式による表面処理装置およびその
方法について、図９を参照して説明する。

【００８０】図９は、装置全体の構成を示すもので、表
面処理ユニット１１０は、図６の場合と同様に、給気連
結管２０、処理室１００および排気連結管２４を有す
る。この表面処理ユニット１１０は、１つの筺体１１２
の内部に、キャリアガス給気管１２０，液体収容部１３
０，排気管１４０および除害装置１５０を有している。

【００８１】キャリアガス給気管１２０として、液体収
容部１３０の上流側の第１のキャリアガス給気管１２０
ａと、液体収容部１３０の下流側の第２のキャリアガス
給気管１２０ｂと、第１，第２のキャリアガス給気管同
士を連結する第３のキャリアガス給気管１２０ｃを有し
ている。

【００８２】液体収容部１３０の内部には、ＨＦ、ＨＣ
ｌなどのハロゲン化水素の水溶液が収容されている。第
１のキャリアガス給気管１２０ａを介して液体収容部１
３０内部に導入された例えば窒素などのキャリアガス
は、その液体と接触することで、酸性に富んだ処理ガス
とされる。この処理ガスは、第２のキャリアガス給気管
１２０ｂを介して液体収容部１３０から排出されると共
に、第３のキャリアガス給気管１２０ｃからのキャリア
ガス自体の圧力により圧送され、表面処理ユニット１１
０の外部に導出されることになる。

【００８３】この酸性に富んだ処理ガスは、図９に示す
給気連結管２０を介して処理室１００に導入され、ワー
クである金属部品１０に曝露されることになる。これに
より、金属部品１０の表面は、下記の化学反応により表
面処理されることになる。

【００８４】たとえば、処理ガスとしてフッ化水素を用
い、金属部品１０としてチタンを用いた場合には、下記
の化学式に従い表面処理がなされる。

【００８５】ＴｉＯ₂＋４ＨＦ→ＴｉＦ₄＋２Ｈ₂Ｏ処理ガスとして、塩化水素ＨＣｌを用いた場合には、下
記の化学式に従い表面処理が成される。

【００８６】ＴｉＯ₂＋４ＨＣｌ→ＴｉＣｌ₄＋２Ｈ₂Ｏ一方、金属部品１０に曝露された処理ガスは、排気連結
管２４を介して表面処理ユニット１１０内部に導入され
ることになる。ここで、上述の酸性に富んだ処理ガス
は、それ自体が腐食性ガスであり、これを大気中に放出
することはできない。そこで、この表面処理ユニット１
１０内部では、排気管１４０を介して除害装置１５０に
処理ガスを導き、この除外装置１５０にて処理ガス中の
上記の腐蝕成分を除去することになる。

【００８７】（表面処理ユニットの各種タイプについ
て）次に、上述した表面処理ユニット３０および１１０
の形状もしくはそれらに連結される給気連結管２０、排
気連結管２４の形状を変更した各種タイプについて、図
１０〜図１８を参照して説明する。

【００８８】（１）ラインタイプ図１０および図１１に示すラインタイプの表面処理ユニ
ット１６０は、コンベアライン１４により搬送される例
えば板状のワーク５００と対向する上方位置に、設けら
れている。この表面処理ユニット１６０は、筺体１６１
の下部に給排気部１６２を備えている。この給排気部１
６２は、給気管１６４および排気管１６６にて二重管構
造を構成している。本実施例では、中心部に給気管１６
４を配置し、その周囲に排気管１６６を配置し、排気管
１６６の下端部は、傘状に広がる形状となっている。

【００８９】コンベアライン１４によりワーク５００が
間欠的にあるいは連続的に搬送されると、このワーク５
００が表面処理ユニットの給排気部１６２と対向するこ
とで、ワーク５００の表面が表面処理されることにな
る。これにより、表面処理ユニット１６０を固定しなが
らも、ワーク５００の全面について、多数のワーク５０
０を連続的に表面処理することが可能となる。

【００９０】（２）スタンドタイプ図１２に示すスタンドタイプの表面処理ユニット２００
は、載置可能な底面を有する筺体２０１を有している。
この筺体２０１内部には、上述した通り原料ガスおよび
／またはキャリアガスが導入され、除害装置を経由して
排気ガスが排気される。この筺体２０１には、上方に伸
びる給気連結管２１０および排気連結管２３０が設けら
れている。給気連結管２１０は屈曲され、下端にて開口
する給気部２２０を有する。この給気部２２０の周囲に
は、処理ガスの拡散を防止するための傘状の拡散防止板
２２２が設けられている。一方、排気連結管２３０は、
拡散防止板２２２と対向する位置に、上方に向かうに従
い開口面積の増大する傘状の排気吸引部２４０が形成さ
れている。

【００９１】そして、図１２に示すとおり、ワークとし
て例えば銀ロウ，ハンダなどの合金線材２５０の表面処
理に好適である。この線材２５０の先端部２５２を給気
部２２０の直下の位置に配置する。こうすると、給気部
２２０より導出される処理ガスにより線材２５０の先端
部２５２が表面処理され、その曝露された処理ガスは排
気吸引部２４０および排気連結管２３０を介して筺体２
０１内の除害装置に導かれることになる。

【００９２】このように、スタンドタイプの表面処理ユ
ニット２００を用いることで、空気中に局所的な処理ガ
スの雰囲気を作ることができ、線材２５０などのワーク
を容易に表面処理することが可能となる。

【００９３】（３）棒状タイプについて図１４および図１５に示す実施例は、表面処理ユニット
３００自体を、例えばハンダごてのような筒状の筺体３
０１にて構成したものである。この筺体３０１に連結さ
れた給気連結管３１０および排気連結管３２０は二重管
構造となっており、内側の給気連結管３１０により処理
ガスがワーク５００に向けて導出され、外側の排気連結
管３２０よりその曝露された処理ガスが筺体３０１内部
に導かれる。排気連結管３２０の先端部は、排気領域を
拡大する観点から、図１４および図１５に示すとおり、
傘状に広がる形状とすることが好ましい。

【００９４】このように、表面処理ユニット３００自体
を棒状タイプに構成すれば、この表面処理ユニット３０
０自体を手で操作して、各種ワークの表面処理を行うこ
とが可能となる。

【００９５】（４）トースタータイプ図１６および図１７に示す表面処理ユニット４００は、
筺体４０１の一面例えばその上面に、板状のワーク５０
０を挿入できるスリット状の挿入部４１０を有してい
る。このスリット状の挿入部４１０には排気管４２０が
連結されている。一方、スリット状の挿入部４１０の例
えば両側壁には、該側壁にて一端が開口する処理ガス給
気管４３０、キャリアガス給気管４４０がそれぞれ設け
られている。

【００９６】この構成によれば、板状のワーク５００
を、筺体４０１の上面に設けられたスリット状の挿入部
４１０内部に挿入することで、このワーク５００の両面
より処理ガスが吹き付けられ、板状のワーク５００の両
面を同時に表面処理することが可能となる。なお、ワー
ク５００の片面のみが表面処理されるものにあっては、
処理ガス給気管４３０をスリット状の挿入部４１０の一
方の側壁のみに開口させればよい。

【００９７】（５）バッチ処理タイプ図１８は、多数のワークをバッチ式で処理する装置を示
している。この装置は、上述の表面処理ユニット３０
（または１１０）に接続された給気連結管２０および排
気連結管２４を、バッチ処理ボックス４５０に連結して
いる。このバッチ処理ボックス４５０は、内部に多数の
ワーク５１０を収容するものである。バッチ処理される
ワーク５１０としては、上述の線状，板状あるいは特定
形状のワークなど、用途に応じて各種のものを用いるこ
とができる。

【００９８】このバッチ処理タイプによれば、一度に多
数のワーク５１０を表面処理することが可能となる。

【００９９】〈加熱工程（ｃ）による保護膜の除去とロ
ウ付けについて〉以上、化学的に安定なハロゲン化合物
を分解して、ハロゲンまたはハロゲン化水素を含む処理
ガスを形成し（工程（ａ））、その後、被処理体に前記
処理ガスを接触させて、前記被処理体の金属表面を清浄
にするとともに、該金属表面に金属ハロゲン化物からな
る保護膜を形成する前処理工程（工程（ｂ））について
述べた。次に、本発明の表面処理を、合金を用いたロウ
付けによる接合に適用した工程（工程（ｃ））について
述べる。

【０１００】工程（ｃ）においては、被処理体を加熱す
ることによって、被処理体の表面に形成された金属ハロ
ゲン化物を蒸発させて除去するとともに、ロウ付けを行
う。したがって、この加熱工程においては、被処理体の
表面の金属ハロゲン化物が蒸発するのに充分な温度や気
圧などの条件が設定される。また、前記加熱工程での雰
囲気は、金属の酸化によって被処理体の表面に金属酸化
物が再び生じないように、少なくとも酸素やオゾンなど
の酸化性物質を含まない不活性ガス、たとえば窒素ある
いはアルゴンなどの希ガス中で行うことが望ましい。

【０１０１】たとえば、被処理体がチタンで、処理ガス
がフッ素またはフッ化水素を含む場合には、被処理体の
表面にはフッ化チタンの被膜（保護膜）が形成されるの
で、熱処理の温度は、フッ化チタンが蒸発する温度（沸
点）以上、すなわち常圧で約２８０℃以上、好ましくは
３５０〜１２００℃とされることが望ましい。そして、
この温度範囲の上限は、主としてロウ付け工程の温度に
よって規定される。たとえば、銀ロウを用いたロウ付け
は、通常、５００〜１０００℃で行われるので、前記加
熱工程（ｃ）の温度の上限もこの温度を考慮して特定さ
れる。

【０１０２】この加熱およびロウ付け工程では、通常用
いられるロウ付け装置、たとえば連続無酸化電気炉を用
いることができる。

【０１０３】〈成膜工程（ｄ）における保護膜の除去と
メッキ処理について〉次に、本発明の表面処理をメッキ
による成膜工程（工程（ｄ））に適用した場合について
述べる。

【０１０４】工程（ｄ）においては、化学的に安定なハ
ロゲン化合物を分解して、ハロゲンまたはハロゲン化水
素を含む処理ガスを形成する工程（ａ）、および、被処
理体に前記処理ガスを接触させて、前記被処理体の金属
表面を清浄にするとともに、該金属表面に金属ハロゲン
化物からなる保護膜を形成する前処理工程（ｂ）を経た
被処理体をそのままの状態でメッキ処理に用いることに
より、前記保護膜を除去すると同時に、前記被処理体の
金属表面にメッキ被膜を形成することができる。すな
わち、工程（ｂ）で形成された被処理体表面の保護膜は
メッキ液中で容易に溶解あるいは分解することにより除
去され、その結果、被処理体の金属表面が清浄な状態で
露出され、さらにその露出面にメッキによる被膜が形成
される。

【０１０５】特に、電解メッキの場合には、被処理体
（被メッキ体）に陰極が接続されるため、電気陰性度の
大きいハロゲンは被処理体から容易に離脱する。したが
って、電解メッキの場合には、ほぼ全ての金属に適用で
きるといえる。

【０１０６】また、無電解メッキの場合には、金属のハ
ロゲン化物がメッキ液中で溶解あるいは分解する金属に
適用することができる。たとえば、メッキ液として水系
媒体を用いた場合には、金属のハロゲン化物がメッキ液
に溶解する金属としては、たとえばアルミニウム、銀、
スズ、セシウム、銅などを挙げることができ、また、金
属のハロゲン化物がメッキ液中で加水分解する金属とし
ては、たとえばタングステン、タンタル、チタン、モリ
ブデンなどを挙げることができる。

【０１０７】メッキに用いられるメッキ液、メッキ装置
などは、通常用いられるものを採用することができる。

【０１０８】このように、本発明によれば、被処理体の
表面にまず特定のハロゲン系ガスを接触させることによ
り被処理体の表面を清浄にすると同時に安定な保護膜を
形成することができる。したがって、この処理後におい
ては、被処理体をたとえば空気中に放置しておいても、
被処理体の金属表面が汚染されたり、あるいは酸化され
たりすることがない。そして、加熱工程やメッキ工程に
おいて前記金属ハロゲン化物を蒸発させて除去すること
により、再び被処理体の金属表面を露出させることがで
き、清浄で濡れ性やメッキ特性などに優れた金属表面を
得ることができる。そして、この金属表面が清浄な状態
で、所定の工程、たとえば、合金を用いたロウ付けやメ
ッキなどの処理を行えば、これらの処理を良好に実施す
ることができる。

【０１０９】そして、前記保護膜を除去する工程は、ロ
ウ付けでの加熱処理やメッキ処理と同時に行われるの
で、保護膜を除去するための別の工程を必要とせず、簡
易なプロセスとなる。

【０１１０】

【実験例】次に、本発明にかかる表面処理について行わ
れた実験について述べる。

【０１１１】（１）放電装置を用いた処理ガスの生成例一対の電極を有するプラズマ発生装置を用い、以下の条
件で各種原料ガスについて処理ガスの生成を行った。

【０１１２】ａ．処理ガスの生成条件電源周波数；１０ｋＨｚ放電電圧のピークツーピーク電圧；ＡＣ１０ｋＶ圧力；大気圧温度；常温ｂ．原料ガスの種類およびその流量、ならびに生成した
処理ガスの種類および濃度を表１に示す。

【０１１３】

【表１】ｃ．結果表１から、放電によって、原料ガスから処理ガスである
フッ素あるいはフッ化水素が生成されることが確認され
た。そして、ＣＦ₄に水あるいは酸素が混合されること
により、処理ガスの発生量が飛躍的に多くなることも確
認された。

【０１１４】（２）チタンの銀ロウによる接合に関する
実験ａ．実験条件被処理体；厚さ２ｍｍのチタン板（３０ｍｍ×３０ｍｍ
×２ｍｍ）、および直径０．３ｍｍの銀ロウ線材を外径
３ｍｍのリング状に成形したものを用いた。

【０１１５】前処理条件；上記（１）の条件と同様にし
て得られた処理ガスを用い、表２に示す条件で表面処理
を行った。

【０１１６】加熱処理；アルゴン雰囲気の電気炉を用
い、温度８２０℃で２０分間サンプルを加熱し、チタン
板の濡れ性を評価した。サンプルは、表面処理を行った
チタン板および表面処理を行わなかったチタン板のそれ
ぞれに、表面処理を行った銀ロウ線材および表面処理を
行わなかった銀ロウ線材をそれぞれ載置し、前記電気炉
内で熱処理を行った。

【０１１７】ｂ．評価方法評価は、サンプルの銀ロウが溶融して広がった領域の最
も大きいものの面積を基準として、これを１０点とし、
他のサンプルの濡れた領域の面積を比較して面積比で１
０段階で評価した。結果を表２に示す。

【０１１８】

【表２】ｃ．実験結果表２から、処理ガスによる表面処理を選択された条件で
行うことにより、この表面処理を行わない場合に比べて
飛躍的にサンプルの濡れ性が向上することが確認され
た。

【０１１９】（３）チタンおよびステンレススチール
（ＳＵＳ）のメッキ処理に関する実験ａ．実験条件被処理体；チタン板（３０ｍｍ×３０ｍｍ×２ｍｍ）お
よびＳＵＳ板（４０ｍｍ×３０ｍｍ×０．９ｍｍ）前処理条件；上記（１）の条件と同様にして得られた処
理ガスを用いた。

【０１２０】メッキ処理；通常の金メッキに用いられる
メッキ前処理、メッキ液、メッキ条件によって、上記サ
ンプル（被処理体）に金メッキを行った。メッキ処理の
一例を以下に示す。

【０１２１】（チタンのメッキ処理例）アルカリ洗浄
（８０℃）−電解脱脂−硫酸（５％）洗浄−エッチング
（２０％のＨＦ）−水洗−金の下地メッキ−熱処理（４
００℃，２０分）−本メッキ（ＳＵＳのメッキ処理例）アルカリ洗浄（８０℃）−電
解脱脂−硫酸水溶液による洗浄−電解研磨（リン酸）−
アルカリ洗浄−硫酸（５％）洗浄−活性処理（ＨＣｌ）
−金の下地メッキ−本メッキｂ．評価方法メッキ層の密着度をテープ剥離試験および９０゜折り曲
げ試験によって評価した。テープ剥離試験は、メッキ面
に市販の接着テープを接着させた後、テープを剥離して
メッキ層の剥離の有無を調べた。９０゜折り曲げ試験
は、サンプルを９０゜折り曲げ、その屈曲部におけるメ
ッキ層の剥離状態を調べた。

【０１２２】ｃ．実験結果処理ガスによる表面処理を行わない場合には、メッキ処
理を行ってもメッキ層が十分に付着せず、外観上からし
てもメッキが不完全であることが確認された。特に、Ｓ
ＵＳの場合は、メッキ層がほとんど形成されなかった。

【０１２３】これに対し、本発明の表面処理を行った場
合は、密着性のよいメッキが可能であることが確認され
た。

【０１２４】具体的には、サンプルがチタンの場合、Ｃ
Ｆ₄および水蒸気を含む処理ガスで３０分間処理を行う
と、テープ剥離試験および９０゜折り曲げ試験の両者と
も良好な結果が得られた。また、サンプルがＳＵＳの場
合、ＣＦ₄および水蒸気を含む処理ガスで１０分間処理
を行うと、テープ剥離試験および９０゜折り曲げ試験の
両者とも良好な結果が得られた。

【０１２５】以上のように、本発明の表面処理を行った
場合には、チタンの銀ロウによる接合およびチタンなら
びにＳＵＳの金メッキにおいて、いずれも良好な結果が
得られた。

【０１２６】

【図面の簡単な説明】

【図１】熱分解により処理ガスを生成する装置を模式的
に示す本発明の実施例の概略説明図である。

【図２】光分解により処理ガスを生成する装置を模式的
に示す本発明の実施例の概略説明図である。

【図３】放電による分解により処理ガスを生成する装置
を模式的に示す本発明の実施例の概略説明図である。

【図４】電気分解により処理ガスを生成する装置を模式
的に示す本発明の実施例の概略説明図である。

【図５】液体との接触により処理ガスを生成する装置を
模式的に示す本発明の実施例の概略説明図である。

【図６】本発明の実施例に係る表面処理装置の全体構成
を示す概略説明図である。

【図７】図６に示す表面処理ユニットの内部構成を示す
概略説明図である。

【図８】図７示すプラズマ発生部の構成を示す概略説明
図である。

【図９】表面処理ユニットのさらに他の実施例を示す概
略説明図である。

【図１０】表面処理ユニツトによりラインタイプの処理
装置を構成した実施例を示す概略説明図である。

【図１１】図１０に示す表面処理ユニットの給排気部を
示す概略断面図である。

【図１２】表面処理ユニツトによりスタンドタイプの処
理装置を構成した実施例を示す概略説明図である。

【図１３】図１２に示す表面処理ユニットの給排気部を
示す概略断面図である。

【図１４】表面処理ユニツトにより棒状タイプの処理装
置を構成した実施例を示す概略説明図である。

【図１５】図１４に示す表面処理ユニットの給排気部を
示す概略断面図である。

【図１６】表面処理ユニツトによりトースタータイプの
処理装置を構成した実施例を示す概略説明図である。

【図１７】図１６に示す表面処理ユニットの給排気部を
示す概略断面図である。

【図１８】表面処理ユニツトによりバッチ処理タイプの
処理装置を構成した実施例を示す概略説明図である。

【符号の説明】

１処理ガス生成用容器２処理ガス供給管３原料ガス供給管４加熱器５ＵＶランプ６プラズマ発生部７仕切板８ａ，８ｂ電極９キャリアガス供給管１０、２５０、５００、ワーク２０、２１０、３１０給気連結管２４、２３０、３２０排気連結管３０、１１０、１６０、２００、３００、４００表面
処理ユニット３２、１１２、１６１、２０１、３０１、４０１筺体４０、１６４、４３０処理ガス給気管４２、９２流量計４４ガスボンベ５０電源６０プラズマ発生部６２ａ、６２ｂ電極７０、１４０、１６６、４２０排気管８０、１５０除害装置８２排気ファン９０、１２０キャリアガス給気管９４給気ファン１００処理室１３０液体収容部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】以下の工程（ａ），（ｂ）および（ｃ）
を含むことを特徴とする表面処理方法。（ａ）ハロゲン化合物（ハロゲン化水素を除く）を分解
してハロゲンまたはハロゲン化水素を含む処理ガスを形
成する工程、（ｂ）前記処理ガスを金属からなる被処理体の表面に接
触させ、前記被処理体の金属表面に金属のハロゲン化物
からなる保護膜を形成する前処理工程、および（ｃ）前記工程（ｂ）を経た被処理体を加熱することに
よって、前記金属のハロゲン化物を蒸発させて除去する
とともに、合金を用いたロウ付けによって前記被処理体
の金属の接合処理を行う加熱工程。
【請求項２】以下の工程（ａ），（ｂ）および（ｄ）
を含むことを特徴とする表面処理方法。（ａ）ハロゲン化合物（ハロゲン化水素を除く）を分解
してハロゲンまたはハロゲン化水素を含む処理ガスを形
成する工程、（ｂ）前記処理ガスを金属からなる被処理体の表面に接
触させ、前記被処理体の金属表面に金属のハロゲン化物
からなる保護膜を形成する前処理工程、および（ｄ）前
記工程（ｂ）を経た被処理体をメッキ処理することによ
って、前記金属のハロゲン化物を除去するとともに、前
記被処理体の金属表面にメッキ被膜を形成する成膜工
程。
【請求項３】請求項１または２において、前記ハロゲンがフッ素であることを特徴とする表面処理
方法。
【請求項４】請求項１または２において、前記ハロゲン化水素がフッ化水素であることを特徴とす
る表面処理方法。
【請求項５】請求項１ないし４のいずれかにおいて、前記工程（ａ）は、ハロゲン化合物を熱分解して前記処
理ガスを生成する工程であることを特徴とする表面処理
方法。
【請求項６】請求項１ないし４のいずれかにおいて、前記工程（ａ）は、ハロゲン化合物を光分解して前記処
理ガスを生成する工程であることを特徴とする表面処理
方法。
【請求項７】請求項１ないし４のいずれかにおいて、前記工程（ａ）は、ハロゲン化合物を放電により分解し
て前記処理ガスを生成する工程であることを特徴とする
表面処理方法。
【請求項８】請求項７において、大気圧またはその近傍の圧力下で、前記原料ガスを５０
ｋＨｚ以下の低周波数の交流電圧または直流電圧が印加
される一対の電極により励起して分解することを特徴と
する表面処理方法。
【請求項９】請求項１ないし８のいずれかにおいて、前記ハロゲン化合物が有機ハロゲン化合物であることを
特徴とする表面処理方法。
【請求項１０】請求項１ないし８のいずれかにおい
て、前記ハロゲン化合物が、ＮＦ₃、ＳＦ₆、ＣＦ₄またはＮ
Ｈ₄Ｆのいずれかであることを特徴とする表面処理方
法。
【請求項１１】請求項１ないし１０のいずれかにおい
て、前記ハロゲン化合物の分解工程を、水および酸素の少な
くとも一方を含む雰囲気中にて実施することを特徴とす
る表面処理方法。
【請求項１２】請求項１ないし４のいずれかにおい
て、前記工程（ａ）は、ハロゲン化合物を電気分解して前記
処理ガスを生成する工程であることを特徴とする表面処
理方法。
【請求項１３】請求項１２において、前記ハロゲン化合物が、ハロゲン化塩の水溶液であるこ
とを特徴とする表面処理方法。
【請求項１４】請求項１ないし１３において、前記処理ガスを、キャリアガスにより圧送して、前記被
処理体に接触させることを特徴とする表面処理方法。
【請求項１５】請求項１４において、前記ハロゲン化合物の分解する工程（ａ）後に、前記処
理ガスに前記キャリアガスを混合することを特徴とする
表面処理方法。
【請求項１６】請求項１ないし１５のいずれかに記載
の表面処理方法において、前記工程（ａ）の代わりに、
ハロゲンまたはハロゲン化水素の水溶液にキャリアガス
を接触させて、前記ハロゲンまたはハロゲン化水素を含
む処理ガスを生成する工程を有することを特徴とする表
面処理方法。
【請求項１７】請求項１ないし１６のいずれかにおい
て、前記被処理体に向けて供給された前記処理ガスおよび反
応生成物を排気する工程と、排気途中にて、少なくとも前記処理ガスをトラップする
工程と、をさらに有することを特徴とする表面処理方法。