喷镀用粉末及喷镀膜的制作方法技术

本发明专利技术涉及喷镀用粉末及喷镀膜的制作方法。提供：维持适于喷镀的流动性、且在喷镀时可以供给更微细化的陶瓷颗粒的技术。此处公开的喷镀用粉末由陶瓷颗粒构成。该喷镀用粉末的特征在于，将该喷镀用粉末以下述条件在水中进行大气压等离子喷镀后与该喷镀前相比时，该喷镀用粉末的基于激光衍射散射法的平均粒径(D

【技术实现步骤摘要】
喷镀用粉末及喷镀膜的制作方法


[0001]本专利技术涉及喷镀用粉末。另外，本专利技术涉及使用该喷镀用粉末制作喷镀膜的方法。

技术介绍

[0002]通过用各种材料覆盖基材的表面而赋予新功能的技术一直以来被利用于各领域中。作为该表面覆盖技术的一例，已知有将由陶瓷形成的陶瓷颗粒以熔融状态吹送至基材的表面，由此形成由该陶瓷形成的喷镀膜的喷镀法。
[0003]例如，半导体装置等制造领域中，有时利用使用氟、氯、溴等卤素系气体的等离子的干蚀刻，对半导体基板的表面实施微细加工。干蚀刻后，使用氧气等离子对取出半导体基板的腔室的内部进行清洁。该腔室内，暴露于反应性高的氧气等离子、卤素气体等离子的构件会被腐蚀。因此，半导体装置制造装置中，以防止等离子导致的腐蚀为目的，在暴露于氧气、卤素气体等的等离子的构件上设置有陶瓷的喷镀膜。
[0004]专利文献1～3公开的喷镀法中，喷镀用的粉末材料(喷镀用粉末)以干燥状态供给于喷镀装置。为了稳定地进行喷镀用粉末对喷镀装置的供给，正在推进流动性得到改善的喷镀用粉末的开发。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1：日本专利第6811188号公报
[0008]专利文献2：日本专利第4630799号公报
[0009]专利文献3：日本专利第6262716号公报

技术实现思路

[0010]专利技术要解决的问题
[0011]另一方面，从改善喷镀膜的耐久性的观点来看，期望形成表面更光滑、致密性高的喷镀膜。作为改善喷镀膜的光滑性、致密性的手段，可举出例如更为减小构成喷镀用粉末的陶瓷颗粒的尺寸的方法。然而，若仅减小陶瓷颗粒的尺寸，则有喷镀用粉末的流动性降低的风险。因此，陶瓷颗粒的设计中尚有改善的余地。
[0012]鉴于这样的状况，本专利技术的目的在于，提供一种维持适于喷镀的流动性、且喷镀时可以将更微细化的陶瓷颗粒供给于被喷镀物(基材)的技术。
[0013]用于解决问题的方案
[0014]本专利技术人着眼于：在对造粒烧结颗粒进行喷镀时，构成造粒烧结颗粒的一次颗粒因喷镀时的热能熔融而进入间隙，由此颗粒尺寸变小。另外，本专利技术人确认了：在使用造粒烧结颗粒形成的喷镀膜中，经喷镀的造粒烧结颗粒的一部分会以未熔融的状态直接到达基材，并可能残留在喷镀膜中。并且，本专利技术人的深入研究的结果发现：通过有意地增加造粒烧结颗粒的间隙，可以使喷镀的造粒烧结颗粒完全熔融。进而，本专利技术人发现：可以以使颗粒尺寸为比以往更小的状态供给于基材而制作喷镀膜，从而完成了本专利技术。
[0015]此处公开的喷镀用粉末由陶瓷颗粒构成。该喷镀用粉末的特征在于，
[0016]将该喷镀用粉末以下述条件在水中进行大气压等离子喷镀后与该喷镀前相比时，该喷镀用粉末的基于激光衍射散射法的平均粒径(D
50
)的值至少减小25％，
[0017]所述条件为：
[0018]等离子工作气体：
[0019]氩(Ar)气：50psi；及
[0020]氦(He)气：50psi
[0021]等离子输出：36kW
[0022]喷镀用粉末的供给速度：20g/分钟
[0023]喷镀距离：400mm。
[0024]该构成的喷镀用粉末构成如下：通过喷镀时的热能，平均粒径(D
50
)比喷镀前至少减小25％。因此，喷镀时，可以将更微细化的喷镀用粉末供给于基材。另外，可以以能够实现适于喷镀的流动性的方式设定喷镀用粉末的颗粒尺寸。
[0025]优选的一方式中，此处公开的喷镀用粉末的静止角为40度以下。该构成的喷镀用粉末的静止角以实现适于喷镀的流动性的方式设定。
[0026]另外，此处公开的喷镀用粉末的另一优选方式由氧化物陶瓷颗粒构成。通过使用该构成的喷镀用粉末，可以制作氧化物陶瓷制的喷镀膜。
[0027]另外，此处公开的喷镀用粉末的另一优选方式中，上述陶瓷颗粒是由该陶瓷形成的一次颗粒的造粒烧结颗粒。优选上述陶瓷颗粒的表面的基于SEM观察的开孔的存在面积相对于该表面的总面积的比例的平均值为20％以上。该构成的喷镀用粉末中，开孔的存在面积的比例为上述范围，由此喷镀用粉末的热收缩程度提高。由此，喷镀时，可以将更微细化的喷镀用粉末供给于基材。
[0028]另外，此处公开的喷镀用粉末的另一优选方式中，上述陶瓷颗粒是由该陶瓷形成的一次颗粒的造粒烧结颗粒，并且在对该陶瓷颗粒的表面进行SEM观察时，该表面存在的开孔的最大直径Dmax与最小直径Dmin的比(Dmax/Dmin)为1～1.8。对于陶瓷颗粒的表面的SEM观察所观察到的开孔的形状为如上所述规定的喷镀用粉末，其热收缩程度提高。由此，喷镀时，可以将更微细化的喷镀用粉末供给于基材。
[0029]另外，此处公开的喷镀用粉末的另一优选方式中，上述一次颗粒的基于激光衍射散射法的平均粒径(D
50
)为0.5μm以上且5μm以下。基于该构成，可以抑制包含未熔融部分的喷镀用粉末向喷镀膜的混入、及喷镀膜中的缺陷产生，进一步，可以制作更致密的喷镀膜。
[0030]另外，此处公开的喷镀用粉末的另一优选方式中，堆密度为1.0以下。由于该构成，基于喷镀的喷镀用粉末的微细化效果更为提高。
[0031]另外，基于此处公开的技术，公开了一种制作喷镀膜的方法。即，提供一种对被喷镀物(基材)的表面喷镀此处公开的任意喷镀用粉末而制作喷镀膜的方法。该喷镀膜制作方法中，喷镀时，将更微细化的喷镀用粉末供给于基材，因此例如可以适宜地制作该喷镀膜的孔隙率为4％以下、表面粗糙度(算术平均粗糙度)Ra为3.5μm以下的致密且表面平坦的喷镀膜。
附图说明
[0032]图1为对使用一实施方式中的喷镀用粉末的喷镀膜的制作例进行说明的示意图。
[0033]图2为对使用以往的喷镀用粉末的喷镀膜的制作例进行说明的示意图。
[0034]图3为样品1的喷镀粉末的表面SEM观察图像。
[0035]图4为样品1的喷镀粉末的截面SEM观察图像。
[0036]图5为样品2的喷镀粉末的表面SEM观察图像。
[0037]图6为样品2的喷镀粉末的截面SEM观察图像。
[0038]图7为样品3的喷镀粉末的表面SEM观察图像。
[0039]图8为样品3的喷镀粉末的截面SEM观察图像。
[0040]图9为样品1的飞行颗粒的SEM观察图像。
[0041]图10为样品2的飞行颗粒的SEM观察图像。
[0042]图11为样品3的飞行颗粒的SEM观察图像。
[0043]图12为样品1的喷镀膜的截面SEM观察图像。
[0044]图13为样品2的喷镀膜的截面SEM观察图像。
[0045]图14为样品3的喷镀膜的截面SEM观察图像。
[0046]图15为示出样品1～3的喷镀膜的表面粗糙度Ra(μm)的图表。
[0047]附图标记说明
[0048]11、21 陶瓷颗粒<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种喷镀用粉末，其特征在于，由陶瓷颗粒构成，将该喷镀用粉末以下述条件在水中进行大气压等离子喷镀后与该喷镀前相比时，该喷镀用粉末的基于激光衍射散射法的平均粒径(D
50
)的值至少减小25％，所述条件为：等离子工作气体：氩(Ar)气：50psi；及氦(He)气：50psi等离子输出：36kW喷镀用粉末的供给速度：20g/分钟喷镀距离：400mm。2.根据权利要求1所述的喷镀用粉末，其静止角为40度以下。3.根据权利要求1或2所述的喷镀用粉末，其由氧化物陶瓷颗粒构成。4.根据权利要求1～3中任一项所述的喷镀用粉末，其中，所述陶瓷颗粒是由该陶瓷形成的一次颗粒的造粒烧结颗粒，所述陶瓷颗粒的表面的基于SEM观察的...

【专利技术属性】
技术研发人员：关康平，冈本直树，益田敬也，伊部博之，
申请(专利权)人：福吉米株式会社，
类型：发明
国别省市：