JP3489299B2 - Surface modification equipment - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、疎水性の表面を
有し且つ化学的に安定な有機物質からなる被改質材料の
表面を親水性に改質する表面改質装置に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to surface-modified equipment to modify the surface of the modifying material consisting of and chemically stable organic substances having a hydrophobic surface hydrophilic.
【0002】[0002]
【従来の技術】有機物質、特に耐腐食性の極めて高いフ
ッ素樹脂は、腐食性の強い溶液などの容器材料や、腐食
性ガス或いは腐食性溶液中で動作させるセンサ若しくは
構造物の保護層材料として多く用いられている。2. Description of the Related Art Organic substances, particularly fluororesins with extremely high corrosion resistance, are used as container materials such as highly corrosive solutions and as protective layer materials for sensors or structures operated in corrosive gases or corrosive solutions. Many are used.
【0003】しかし、これらのフッ素樹脂製品はその表
面の疎水性が非常に高く、成型後、任意の部位に蒸着や
メッキによって薄膜を堆積させ、装飾を施したり、或い
は表面熱伝導性や光反射性、表面導電性、等々を付与し
たりすることが極めて困難であった。However, these fluororesin products have a very high surface hydrophobicity, and after molding, a thin film is deposited on any part by vapor deposition or plating for decoration, or surface heat conductivity or light reflection. It was extremely difficult to impart properties, surface conductivity, and the like.
【0004】そこで従来より、テフロンなどの表面への
薄膜堆積を目的として、その疎水性表面を改質する各種
の方法が提案され、試みられている。例えば、特開平4
−365875号公報にはナトリウム(Na)とアンモ
ニア水を用いて化学的にフッ素樹脂の表面を改質する方
法が記載されている。Therefore, conventionally, various methods for modifying the hydrophobic surface have been proposed and tried for the purpose of depositing a thin film on the surface of Teflon or the like. For example, JP-A-4
JP-A-365875 discloses a method of chemically modifying the surface of a fluororesin using sodium (Na) and aqueous ammonia.
【0005】しかし、被改質材料を溶液中に浸漬するこ
うした方法においては、それら溶液の濃度や汚染の管理
等が極めて煩雑である上、被改質材料が微小な突起や梁
等の微細構造を有している場合には、溶液の表面張力で
これら微細構造が破壊されてしまう懸念がある。また、
被改質材料の形状が複雑である場合には、溶液の流れに
依存した処理むらが発生する恐れもある。However, in such a method of immersing the material to be modified in a solution, the concentration of the solution and the control of contamination are extremely complicated, and the material to be modified has a fine structure such as minute projections and beams. When it has, there is a concern that these fine structures will be destroyed by the surface tension of the solution. Also,
When the shape of the material to be modified is complicated, there is a possibility that process unevenness depending on the flow of the solution may occur.
【0006】一方、溶液を使わない表面改質方法として
はプラズマ法なども提案されている(例えば特開昭63
−308920号公報参照)。この方法は、プラズマの
エネルギを利用して、有機物質表面層を物理的、且つ化
学的に改質しようとするものであり、プラズマの生成ガ
スとしては、アルゴンなどの不活性ガスが用いられる。On the other hand, a plasma method or the like has been proposed as a surface modification method which does not use a solution (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 63-63).
-308920 gazette). In this method, the energy of plasma is used to physically and chemically modify the surface layer of the organic material, and an inert gas such as argon is used as a gas for plasma generation.
【0007】こうした方法によれば、物理的には、被改
質材料表面がプラズマ中に存在するイオンによりエッチ
ングされて清浄化されるとともに、その清浄化過程で同
材料表面に微小凹凸が形成され、結果として、堆積され
る薄膜の密着面積が増大され、付着力の向上が図られる
ようになる。According to such a method, the surface of the material to be modified is physically etched and cleaned by the ions existing in the plasma, and minute irregularities are formed on the surface of the material during the cleaning process. As a result, the adhesion area of the deposited thin film is increased, and the adhesive force is improved.
【0008】もっともこの方法では、薄膜の付着力発現
の元となる原子間結合がファンデルワールス力(結合エ
ネルギ;約0.leV)であるので、その付着力増大効
果は小さい。In this method, however, the interatomic bond which is the origin of the adhesive force of the thin film is the van der Waals force (bonding energy; about 0.1 eV), so that the effect of increasing the adhesive force is small.
【0009】また、酸素プラズマによるテフロンの化学
的改質効果としては、その表面層が酸化によって親水化
するとの報告がなされている。また、アルゴンプラズマ
処理によってテフロン表面の親水性が向上し、結果とし
て、薄膜の付着力が増大したとの報告もある。この付着
力は基本的に、表面酸素原子に誘起される極性に依存す
ると考えられる。As a chemical modification effect of Teflon by oxygen plasma, it has been reported that the surface layer thereof becomes hydrophilic by oxidation. It has also been reported that the argon plasma treatment improves the hydrophilicity of the Teflon surface, resulting in an increase in the adhesive force of the thin film. It is considered that this adhesive force basically depends on the polarity induced by surface oxygen atoms.
【0010】しかしこの場合、酸素原子と薄膜原子との
電子の共有はあり得ない。したがってこの方法では、化
学的にも、結合力の増大効果は小さいと考えられる。ま
たさらに、プラズマの形状は、プラズマを発生させる電
極形状及び位置関係に左右されるものの、球形や楕円体
が一般的である。そして、該プラズマ形状を厳密にコン
トロールすることは困難である。このため、被改質材料
が微小であったり複雑な形状を有している場合には、プ
ラズマがその材料形状に追従できず、上述した溶液中処
理の場合と同様、処理むらが発生する恐れもある。However, in this case, there is no sharing of electrons between oxygen atoms and thin film atoms. Therefore, this method is considered to have a small effect of increasing the binding force chemically. Further, the shape of the plasma is generally spherical or ellipsoidal, though it depends on the shape of the electrode for generating the plasma and the positional relationship. And it is difficult to strictly control the plasma shape. Therefore, when the material to be modified is minute or has a complicated shape, the plasma cannot follow the shape of the material and, as in the case of the in-solution processing described above, there is a possibility that processing unevenness occurs. There is also.
【0011】また一方、レーザを用いて、酸素よりも親
水化効果(分子極性)の大きい水酸(OH)基を被改質
材料の表面に選択的に吸着させ、これによってメッキな
どの薄膜を強固に付着させる方法も提案されている(例
えば特開平2−196834号公報参照)。On the other hand, a laser is used to selectively adsorb hydroxyl (OH) groups, which have a greater hydrophilic effect (molecular polarity) than oxygen, to the surface of the material to be modified, thereby forming a thin film such as plating. A method of firmly adhering is also proposed (for example, see Japanese Patent Laid-Open No. 2-196834).
【0012】これは、水酸基または親油基を含むガス中
で、被改質材料表面の改質しようとする部分のみにレー
ザを照射し、その光化学反応を利用して同材料表面に水
酸基を吸着させるとともに、その親水効果によって選択
的にメッキ膜等を付着させる方法である。This is because in a gas containing a hydroxyl group or a lipophilic group, only the portion of the surface of the material to be modified which is to be modified is irradiated with a laser, and the photochemical reaction is utilized to adsorb the hydroxyl group on the surface of the material. In addition to the above, the hydrophilic effect selectively deposits a plating film or the like.
【0013】ただしこの方法では、処理のために特別な
ガスや溶液を用いる必要があることから、その流量や純
度の管理が煩雑である上、前処理としての材料の洗浄等
は別途に行う必要があるなど、処理プロセスも複雑にな
らざるを得ない。However, in this method, since it is necessary to use a special gas or solution for the treatment, the control of the flow rate and the purity thereof is complicated, and the washing of the material as the pretreatment needs to be performed separately. There is no choice but to complicate the processing process.
【0014】また、レーザを照射する都合上、例えば被
改質材料が複雑な形状を有している場合には、焦点をあ
る特定の一点に合わせるとそれ以外の部位は焦点から外
れてしまう。このため、同材料表面の複数の部位にレー
ザを照射しようとすると、それら複数の部位毎に逐次、
こうした焦点合わせが必要になり、その操作も極めて煩
雑なものとなる。Further, in the case where the material to be modified has a complicated shape for the purpose of irradiating with a laser, if the focal point is focused on a specific point, the other portions will be out of focus. Therefore, if you try to irradiate a plurality of sites on the surface of the same material with laser,
Such focus adjustment is necessary, and its operation becomes extremely complicated.
【0015】しかもこの方法では、こうした処理を実現
するための装置設備も非常に高価なものとなる。Moreover, in this method, the equipment for implementing such processing is also very expensive.
【0016】[0016]
【発明が解決しようとする課題】このように、従来よ
り、テフロンなどの表面への薄膜堆積を目的として、そ
の疎水性表面を改質する各種の方法が提案され、試みら
れてはいるものの、
(i)管理や処理プロセスが極めて煩雑である。
(ii)薄膜の十分な付着力が得られない。
(iii)被改質材料が微細若しくは複雑な構造を有し
ている場合には破壊若しくは処理むらが発生する懸念も
ある。
(iv)設備が高価である。
等々、実用上は、尚多くの問題を抱えている。As described above, various methods for modifying the hydrophobic surface have been proposed and attempted for the purpose of depositing a thin film on the surface of Teflon or the like. (I) Management and processing processes are extremely complicated. (Ii) Sufficient adhesion of the thin film cannot be obtained. (Iii) When the material to be modified has a fine or complex structure, there is a concern that breakage or uneven processing may occur. (Iv) Equipment is expensive. And so on, there are still many problems in practice.
【0017】この発明は、こうした実情に鑑みてなされ
たものであり、管理や処理プロセスが容易であるととも
に、フッ素樹脂等の疎水性表面であっても薄膜の強固な
付着を得るための十分な親水性を呈し、しかも被改質材
料の如何なる形状に対してもその表面を安定且つ容易に
改質することができて設備的にも安価な表面改質装置を
提供することを目的とする。The present invention has been made in view of these circumstances, and is easy to manage and process, and is sufficient for obtaining a strong adhesion of a thin film even on a hydrophobic surface such as a fluororesin. An object of the present invention is to provide a surface reforming device which exhibits hydrophilicity and can stably and easily reform the surface of any shape of the material to be reformed, and which is inexpensive in terms of equipment.
【0018】[0018]
【0019】[0019]
【0020】[0020]
【課題を解決するための手段】表面改質装置として、請
求項1記載の発明によるように、(a)被改質材料が装
着される真空容器、(b)被改質材料の装着された真空
容器内に親水基を含むガス若しくは水蒸気を導入する親
水基導入手段、(c)真空容器内に配設され、該導入さ
れた親水基を含むガス若しくは水蒸気をイオン化するイ
オン源、(d)該イオン化された親水基のイオンを被改
質材料の表面に照射するイオン照射手段、をそれぞれ具
える構成によれば、上記親水基を含むガス若しくは水蒸
気のイオンが被改質材料表面に直接照射されるのみで、
その物理的なエネルギによる表面原子と水酸(OH)基
との置換或いは表面の酸素原子に水素が結合されること
に基づく同水酸基の吸着が起こるようになる。すなわ
ち、前記レーザや特殊なガス等を用いなくとも、被改質
材料の表面は水酸基が置換或いは吸着された状態(親水
性の向上された状態)に改質されることとなる。そして
このため、その後メッキや蒸着等によって薄膜材料が堆
積される場合には、該薄膜材料の原子と上記被改質材料
の原子とが水素結合によって結合される極めて強固な付
着が得られるようにもなる。As a surface modification device, according to the invention of claim 1, (a) a vacuum container in which the material to be modified is mounted, (b) a material to be modified is mounted. A hydrophilic group introducing means for introducing a gas or water vapor containing a hydrophilic group into the vacuum container, (c) an ion source disposed in the vacuum container for ionizing the gas or water vapor containing the introduced hydrophilic group, (d) According to the configuration including ion irradiation means for irradiating the surface of the material to be modified with the ions of the ionized hydrophilic group, the surface of the material to be modified is directly irradiated with the ions of gas or water vapor containing the hydrophilic group. Is only done,
The physical energy causes substitution of the surface atoms with hydroxyl (OH) groups or adsorption of the hydroxyl groups based on the bonding of hydrogen to oxygen atoms on the surface. That is, the surface of the material to be modified is modified to have hydroxyl groups substituted or adsorbed (improved hydrophilicity) without using the laser or special gas. Therefore, when a thin film material is subsequently deposited by plating, vapor deposition or the like, it is possible to obtain a very strong bond in which the atoms of the thin film material and the atoms of the material to be modified are bonded by hydrogen bonds. Also becomes.
【0021】また、表面改質装置としての同構成によれ
ば、広がり具合や収束態様等が容易に制御されるイオン
によって被改質材料の表面が改質される(水酸基が置換
或いは吸着された状態となる)ことから、該被改質材料
がたとえ複雑な形状を有している場合でも、それら形状
に応じた均一な表面改質が実現されることとなる。Further, according to the same construction as the surface reforming apparatus, the surface of the material to be reformed is reformed by the ions whose spreading degree and convergence state are easily controlled (hydroxyl group is substituted or adsorbed). Therefore, even if the material to be modified has a complicated shape, uniform surface modification according to the shape can be realized.
【0022】しかも、こうしたイオン照射によれば、同
被改質材料の表面に損傷等を与える懸念もない。そし
て、表面改質装置としての同構成は、管理や処理プロセ
スが簡易であるとともに、前述したレーザ等を用いる装
置に比べて設備的に安価でもある。Moreover, with such ion irradiation, there is no fear of damaging the surface of the material to be modified. Further, the same structure as the surface modification device is simple in management and treatment process, and is inexpensive in terms of equipment as compared with the above-mentioned device using a laser or the like.
【0023】 また、上記イオン照射手段を、
・前記被改質材料の表面に照射されるイオンを中性化す
る熱電子放出用フィラメント(ニュートラライザ)を具
えるもの。として構成すれば、上記イオンは中性イオン
として被改質材料表面に照射されるようになり、同被改
質材料がフッ素樹脂等の絶縁物からなる場合であって
も、その表面がチャージアップされることはなくなる。
すなわち、上述した被改質材料表面での水酸基の置換或
いは吸着が安定して実行されるようになる。 Further, the upper Symbol ion irradiation unit, - the one comprising a thermionic emission filament to neutralize the ions irradiated to the surface of the modifying material (neutralizer). With this configuration, the above-mentioned ions are irradiated as neutral ions on the surface of the material to be modified, and even when the material to be modified is made of an insulator such as fluororesin, the surface is charged up. It will not be done.
That is, the substitution or adsorption of the hydroxyl group on the surface of the material to be modified can be stably performed.
【0024】 また、請求項2記載の発明によるよう
に、上記イオン照射手段を、
・前記被改質材料の3次元形状に沿うように配設された
イオン引き出しグリッドを具えるもの。として構成すれ
ば、上記広がり具合や収束態様等を容易に制御すること
のできるイオンの照射を、被改質材料の3次元形状に応
じて更に好適に制御することができるようになる。すな
わち、3次元的に複雑な形状を有する被改質材料であ
れ、その表面改質が更に均一に行われるようになる。According to the second aspect of the present invention, the ion irradiation means includes: an ion extraction grid arranged along the three-dimensional shape of the material to be modified. With such a configuration, it becomes possible to more suitably control the irradiation of ions, which can easily control the extent of spread and the manner of convergence, according to the three-dimensional shape of the material to be modified. That is, even if the material to be modified has a three-dimensionally complicated shape, the surface modification can be performed more uniformly.
【0025】 また、請求項3記載の発明によるよう
に、上記イオン照射手段を、
・前記被改質材料の表面を部分的にマスク(遮蔽)し、
このマスクした領域以外の領域に前記親水基の(親水基
を含むガス若しくは水蒸気の)イオンを選択的に照射せ
しめるマスク手段を具えるもの。として構成すれば、被
改質材料の表面の所望の部分のみを選択的に親水性に改
質し、ひいては該改質した部分に堆積される薄膜のみを
同被改質材料表面に対して強固に付着させることができ
るようになる。換言すれば、同被改質材料が例えばフッ
素樹脂等である場合、その表面の上記改質した部分以外
に堆積される薄膜は、殆ど付着力が与えられず、粘着テ
ープや適宜の治具を用いて引き剥がすことで同材料表面
から容易に剥離されるようになる。このため、例えば該
フッ素樹脂等の疎水性表面に薄膜による装飾や配線パタ
ーンを施すことも容易となる。Further, according to the invention of claim 3 , the ion irradiating means includes: -a surface of the material to be modified is partially masked (shielded);
A mask means for selectively irradiating the area other than the masked area with the ions of the hydrophilic group (gas or water vapor containing the hydrophilic group). With this configuration, only a desired portion of the surface of the material to be modified is selectively modified to be hydrophilic, and thus only the thin film deposited on the modified portion is firmly adhered to the surface of the material to be modified. Will be able to be attached to. In other words, when the material to be modified is, for example, a fluororesin, a thin film deposited on a portion other than the modified portion of the surface is hardly provided with adhesive force, and an adhesive tape or an appropriate jig is used. When it is peeled off by using it, it can be easily peeled off from the surface of the same material. Therefore, for example, it becomes easy to apply a decoration by a thin film or a wiring pattern on the hydrophobic surface of the fluororesin or the like.
【0026】 また、特に請求項4記載の発明によるよ
うに、マスク手段を具える場合、これをアース電位に保
持された導電性マスクとして構成するようにすれば、必
ずしも上述した熱電子放出用フィラメント(ニュートラ
ライザ)を具えずとも、イオンの中性化が実現されるよ
うになる。すなわち、被改質材料が絶縁物からなる場合
であってもその表面がチャージアップされることはな
く、同材料表面での水酸基の置換或いは吸着が安定して
実行されるようになる。また、請求項5記載の発明によ
るように、 (e)前記真空容器内に装着された被改質材料に任意の
運動を付与する運動付与手段。を具える構成とすれば、
上記被改質材料の如何なる形状に対しても均一なイオン
照射が実現されるようになる。すなわち、同被改質材料
が、例えば瓶状の形状を有するものであったとしても、
該運動付与手段を通じてこれに回転等の運動を与えるよ
うにすれば、上記イオン源やイオン照射手段を何ら操作
せずとも、この被改質材料の全面に亘り均一にイオンを
照射することができるようになる。 Further, in particular, when the mask means is provided as in the invention according to claim 4 , if the mask means is constituted as a conductive mask held at the ground potential, the filament for thermionic emission is not always required. Neutralization of ions can be realized without using a (neutralizer). That is, even when the material to be modified is made of an insulating material, the surface thereof is not charged up, and the substitution or adsorption of hydroxyl groups on the surface of the material can be stably performed. According to the invention of claim 5,
In so that, (e) any to-be-reformed material disposed in the vacuum container
Exercise imparting means for imparting exercise. If it is configured to include
Uniform ions for any shape of the material to be modified
Irradiation comes to be realized. That is, the material to be modified
However, even if it has a bottle-like shape,
I will give it a motion such as rotation through the motion imparting means.
By doing so, there is no need to operate the above ion source or ion irradiation means.
Even without doing so, ions can be uniformly distributed over the entire surface of the material to be modified.
You will be able to irradiate.
【0027】 また、請求項6記載の発明によるよう
に、表面改質装置としてのこれらの構成において、
(f)前記真空容器内に装着された被改質材料の表面に
高エネルギビームを照射してこれを清浄化する清浄化手
段。を具える構成とすれば、上記被改質材料の表面に塵
や不純物が付着している場合であってもこれを好適に除
去することができ、その後、上述した親水基を含むガス
若しくは水蒸気のイオンの照射を行うものとすれば、同
材料表面での上記水酸基の置換或いは吸着も好適に行わ
れるようになる。Further, according to the sixth aspect of the present invention, in these configurations as the surface reforming apparatus, ( f ) irradiating the surface of the material to be modified mounted in the vacuum container with a high energy beam. Cleaning means to clean this. If it is configured such that even if dust or impurities are attached to the surface of the material to be modified, it can be suitably removed, then the gas or steam containing the hydrophilic group described above. If the ion irradiation is performed, the substitution or adsorption of the above hydroxyl group on the surface of the same material can be suitably performed.
【0028】なおこの場合、該清浄化手段は、請求項7
記載の発明によるように、
・不活性ガス若しくは前記水蒸気をイオン化したイオン
エッチングにて前記被改質材料の表面を清浄化するも
の。として構成することができる。In this case, the cleaning means may be the same as in claim 7.
According to the invention as described above, the surface of the material to be modified is cleaned by ion etching in which an inert gas or the water vapor is ionized. Can be configured as.
【0029】特に、親水基を含むガス若しくは水蒸気を
イオン化したイオンエッチングにて被改質材料の表面を
清浄化する構成の場合には、請求項1〜5記載の発明に
かかる上記構成をそのまま用いて該清浄化にかかる処理
を併せ実行することができるようになる。Particularly, in the case of a structure for cleaning the surface of the material to be modified by ion etching in which a gas containing a hydrophilic group or water vapor is ionized, the above structure according to the invention of claims 1 to 5 is used as it is. Thus, the processing for the cleaning can be performed together.
【0030】また、不活性ガスをイオン化したイオンエ
ッチングにて被改質材料の表面を清浄化する構成の場合
には、請求項8記載の発明によるように、
・前記被改質材料の装着された真空容器内に不活性ガス
を導入する不活性ガス導入手段と、同真空容器内に配設
されてこの導入された不活性ガスをイオン化するイオン
源と、このイオン化された不活性イオンを前記被改質材
料の表面に照射するイオン照射手段とを具えるもの。と
して、同清浄化手段を構成することができる。When the surface of the material to be modified is cleaned by ion etching in which an inert gas is ionized, according to the invention of claim 8, the material to be modified is mounted. An inert gas introducing means for introducing an inert gas into the vacuum container, an ion source disposed in the vacuum container for ionizing the introduced inert gas, and the ionized inert ion An ion irradiation means for irradiating the surface of the material to be modified. As the above, the cleaning means can be configured.
【0031】この場合も、上述した被改質材料の表面に
対する水蒸気イオン照射の前処理として、同一の装置内
で該清浄化にかかる処理を行うことができるようにな
る。そして、この場合には更に、これら処理が同時に実
行されることはないことに鑑みて、請求項9記載の発明
によるように、
・前記不活性ガスをイオン化するイオン源は前記親水基
を含むガス若しくは水蒸気をイオン化するイオン源が流
用され、前記不活性イオンを前記被改質材料の表面に照
射するイオン照射手段は前記親水基のイオンを前記被改
質材料の表面に照射するイオン照射手段が流用される。
といった構成を採用すれば、こうした不活性イオンによ
る清浄化を併せ実行する装置でありながら、極めて簡素
な装置として同表面改質装置を実現することができるよ
うにもなる。なお、上記不活性ガスとしてはアルゴン
(Ar)ガス等が用いられる。Also in this case, as a pretreatment for the above-mentioned irradiation of water vapor ions on the surface of the material to be modified, the cleaning treatment can be performed in the same apparatus. Further, in this case, further, in view of the fact that these treatments are not performed simultaneously, as in the invention according to claim 9, the ion source for ionizing the inert gas is a gas containing the hydrophilic group. Alternatively, an ion source for ionizing water vapor is diverted, and the ion irradiation means for irradiating the surface of the material to be modified with the inert ions is an ion irradiation means for irradiating the surface of the material to be modified with the ions of the hydrophilic group. It is diverted.
If such a configuration is adopted, it is possible to realize the surface reforming apparatus as an extremely simple apparatus, while it is an apparatus that also performs such cleaning with inert ions. Argon (Ar) gas or the like is used as the inert gas.
【0032】また、同清浄化手段は他に、請求項10記
載の発明によるように、
・前記被改質材料をターゲットとするスパッタエッチン
グにて同被改質材料の表面を清浄化するもの。として構
成することもできる。この場合、上記ターゲットとなる
被改質材料に対して外部から直流若しくは高周波電力を
供給する必要はあるものの、やはり同一の装置内で、上
記被改質材料表面に対する水蒸気イオン照射の前処理と
して、該清浄化にかかる処理を行うことはできる。Further, the cleaning means may further include: a cleaning means for cleaning the surface of the material to be modified by sputter etching targeting the material to be modified. Can also be configured as. In this case, although it is necessary to supply direct current or high frequency power from the outside to the target material to be modified, also in the same apparatus, as a pretreatment of the steam ion irradiation to the surface of the material to be modified, The cleaning process can be performed.
【0033】一方、上記水蒸気イオンの照射によって被
改質材料の表面に付着した水分子は、上記水素結合によ
って結合される薄膜材料の被改質材料に対する付着力を
低減させるように作用する。On the other hand, the water molecules attached to the surface of the material to be modified by the irradiation of the steam ions act to reduce the adhesive force of the thin film material bonded by the hydrogen bond to the material to be modified.
【0034】 そこで、請求項11記載の発明によるよ
うに、表面改質装置としてのこれらの構成において、
(g)前記イオン照射された被改質材料の表面から水分
子を除去する水分子除去手段。を更に具える構成とすれ
ば、上記水素結合によって結合される薄膜材料の被改質
材料に対する付着を更に強固なものとすることができる
ようになる。Therefore, according to the invention as set forth in claim 11, in these configurations as the surface reforming apparatus, ( g ) water molecule removing means for removing water molecules from the surface of the ion-irradiated modified material. . If the configuration further includes, the adhesion of the thin film material bonded by the hydrogen bond to the material to be modified can be further strengthened.
【0035】なお、この水分子除去手段は、例えば請求
項12記載の発明によるように、
・被改質材料の表面を加熱する加熱手段。或いは、請求
項13記載の発明によるように、
・被改質材料の表面にプラズマビーム若しくはマイクロ
波若しくは超音波を照射するもの。或いは、請求項14
記載の発明によるように、
・被改質材料に高周波電力若しくは直流電力を供給する
もの。として構成することができる。これら何れの構成
であれ、水分子を好適に蒸発若しくは分解して、水酸基
のみを、上記イオン照射された被改質材料の表面に残留
させることができるようになる。The water molecule removing means is, for example, as in the invention according to claim 12, heating means for heating the surface of the material to be modified. Alternatively, according to the invention of claim 13, the surface of the material to be modified is irradiated with a plasma beam, a microwave, or an ultrasonic wave. Alternatively, claim 14
As in the invention described above, • supplying high-frequency power or DC power to the material to be modified. Can be configured as. With any of these configurations, it becomes possible to suitably evaporate or decompose water molecules and leave only the hydroxyl groups on the surface of the material to be modified that has been subjected to the ion irradiation.
【0036】[0036]
【0037】 他方、疎水性の表面を有し且つ化学的に
安定な有機物質からなる被改質材料の表面を親水性に改
質する表面改質装置として、請求項15記載の発明によ
るように、
(A)被改質材料が装着される真空容器、(B)被改質材料の装着された真空容器内に親水基を含
むガス若しくは水蒸気を導入する親水基導入手段、 (C)真空容器内に配設され、該導入された親水基を含
むガス若しくは水蒸気をイオン化するイオン源、 (D)該イオン化された親水基のイオンを被改質材料の
表面に照射するイオン照射手段、
(E)このイオン照射された有機物質材料の表面に所望
の薄膜を形成する薄膜形成手段、をそれぞれ具える方法
によれば、上述した親水基を含むガス若しくは水蒸気の
イオンの照射に基づいて、有機物質材料(被改質材料)
表面は、水酸基が置換或いは吸着された状態に改質され
ることとなる。そしてこのため、その後この有機物質材
料表面に堆積形成される薄膜は、その原子と同有機物質
材料表面の原子(水酸基)との水素結合に基づき極めて
強固に付着されるようになる。On the other hand, the surface of the material to be modified, which has a hydrophobic surface and is made of a chemically stable organic substance , is modified to be hydrophilic.
As a surface reforming apparatus for quality , according to the invention of claim 15 , (A) a vacuum container in which the material to be modified is mounted , and (B) a hydrophilic group in the vacuum container in which the material to be modified is mounted. Including
Hydrophilic group introducing means for introducing gas or water vapor, (C) the hydrophilic group is disposed in a vacuum container and contains the introduced hydrophilic group.
An ion source for ionizing the gas or water vapor, (D) the ionized hydrophilic group ions of the material to be modified
According to the method, each of which comprises an ion irradiation means for irradiating the surface, and ( E ) a thin film forming means for forming a desired thin film on the surface of the organic material irradiated with the ions, the above-mentioned gas or water vapor containing a hydrophilic group. and had the based on the irradiation of the ion, organic material material (reformed material)
Surface is reformed to a state in which hydroxyl groups are substituted or adsorbed
The Rukoto. For this reason , the thin film deposited and formed on the surface of the organic material after that becomes extremely firmly attached based on the hydrogen bond between the atom and the atom (hydroxyl group) on the surface of the organic material.
【0038】[0038]
【0039】[0039]
【0040】 なお、請求項16記載の発明によるよう
に、これらの表面改質装置において、その薄膜形成手段
としては、蒸着、若しくはメッキ、若しくは塗布による
薄膜の堆積手法を採用することができる。It should be noted, as by the invention of claim 1 6, wherein, in these surface modification apparatus, a thin film formation means <br/> of that, deposition, or plating, or the deposition method of a thin film by coating Can be adopted.
【0041】 また、特に請求項17記載の発明による
ように、上記(D)のイオン照射手段が、
(D−1)前記有機物質材料の表面を部分的にマスクす
るとともに、
(D−2)該マスクした領域以外の領域に前記親水基を
含むガス若しくは水蒸気のイオンを選択的に照射せしめ
るものであり、また上記(E)の前記薄膜形成工程が、
(E−1)蒸着若しくはメッキ若しくは塗布によって前
記有機物質材料の表面全体に薄膜を形成する手段、
(E−2)該形成した薄膜の表面に粘着テープを貼り付
ける手段、
(E−3)該張り付けた粘着テープを引き剥がす手段、
をそれぞれ有してなるものとすれば、上記有機物質材料
が例えばフッ素樹脂等の疎水性材料からなる場合であ
れ、その表面への薄膜による装飾や配線パターンの敷設
が確実且つ簡単に実現されるようになる。Further, particularly as by the invention of claim 17 wherein, the ion irradiation unit (D) above, together with partially masked surface of the (D -1) the organic substance material, (D -2) Areas other than the masked area are selectively irradiated with ions of the gas or water vapor containing the hydrophilic group , and the thin film forming step of the above ( E ) is ( E- 1) vapor deposition or plating or coating. Means for forming a thin film on the entire surface of the organic material by ( E- 2) means for attaching an adhesive tape to the surface of the formed thin film, ( E- 3) means for peeling off the adhered adhesive tape,
If the organic substance material is made of a hydrophobic material such as fluororesin, the decoration and wiring laying with a thin film on the surface can be surely and easily realized. Like
【0042】すなわち、上記マスク(遮蔽板)を通じて
例えばフッ素樹脂表面へのイオン照射が選択的になされ
る場合、該イオン照射された部分のみは親水性に改質さ
れるが、マスクされたその他の部分は疎水性に維持され
る。このため、同フッ素樹脂の表面に堆積形成された薄
膜に上記粘着テープを貼り付けるとともに、これを引き
剥がした場合には、上記親水性に改質された部分に堆積
されている薄膜のみが樹脂表面に残り、その他の部分
は、該粘着テープに貼り付いたまま、同樹脂表面から剥
離されるようになる。That is, when the surface of the fluororesin is selectively ion-irradiated through the mask (shielding plate), only the ion-irradiated portion is modified to be hydrophilic, but the other masked portions are masked. The part remains hydrophobic. For this reason, when the adhesive tape is attached to the thin film deposited and formed on the surface of the fluororesin and peeled off, only the thin film deposited on the hydrophilically modified portion is the resin. The remaining portion, which remains on the surface, is peeled off from the resin surface while being attached to the adhesive tape.
【0043】 また、請求項18記載の発明によるよう
に、上記(E)の薄膜形成手段としては他に、
・前記有機物質材料の表面を部分的にマスクする手段
と、該マスクした領域以外の領域に蒸着若しくはメッキ
若しくは塗布によって薄膜を形成する手段とを有してな
るもの。であってもよく、こうした薄膜形成手段によっ
ても、有機物質材料表面に強固に付着される薄膜を選択
的に形成することはできる。Further, the claims18As according to the described invention
And above (E) Thin film formationmeansAs for the other,
.Partially masking the surface of the organic materialmeans
And vapor deposition or plating on the area other than the masked area
Or form a thin film by coatingmeansDo not have
Things. May be such a thin film formationmeansBy
However, select a thin film that adheres strongly to the surface of the organic material
Can be formed as desired.
【0044】[0044]
【0045】[0045]
【0046】[0046]
【0047】[0047]
【0048】[0048]
【0049】[0049]
【0050】[0050]
【0051】[0051]
【0052】[0052]
【0053】[0053]
【発明の実施の形態】はじめに、この発明の原理につい
て説明する。被改質材料を溶液中に浸漬する方法、或い
はプラズマのエネルギを利用して同被改質材料の表面層
を物理的且つ化学的に改質する方法、また或いはレーザ
照射により被改質材料の表面に水酸基を選択的に吸着さ
せてその表面を改質する方法など、従来の表面改質方法
にあっては、
(i)管理や処理プロセスが極めて煩雑である。
(ii)薄膜の十分な付着力が得られない。
(iii)被改質材料が微細若しくは複雑な構造を有し
ている場合には破壊若しくは処理むらが発生する懸念も
ある。
(iv)設備が高価である。
等々の問題が残ることは前述した通りである。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION First, the principle of the present invention will be described. A method of immersing the material to be modified in a solution, a method of physically and chemically modifying the surface layer of the material to be modified using the energy of plasma, or a method of modifying the material to be modified by laser irradiation. In a conventional surface modification method such as a method of selectively adsorbing a hydroxyl group on the surface to modify the surface, (i) management and treatment processes are extremely complicated. (Ii) Sufficient adhesion of the thin film cannot be obtained. (Iii) When the material to be modified has a fine or complex structure, there is a concern that breakage or uneven processing may occur. (Iv) Equipment is expensive. As mentioned above, problems such as the above remain.
【0054】そこで発明者等は、真空槽中に親水基を含
むガス好ましくは水蒸気を導入してこれをイオン化する
とともに、真空雰囲気中でこの水蒸気イオンを被改質材
料の表面に照射することによって該材料表面を親水性に
改質する方法を検討した。Therefore, the inventors of the present invention introduced a gas containing a hydrophilic group, preferably steam, into a vacuum chamber to ionize it, and irradiate the surface of the material to be modified with the steam ions in a vacuum atmosphere. A method of modifying the surface of the material to be hydrophilic was examined.
【0055】こうした方法によれば、上記水蒸気イオン
が被改質材料表面に直接照射されるのみで、その物理的
なエネルギによる表面原子と水酸(OH)基との置換或
いは表面の酸素原子に水素が結合されることに基づく同
水酸基の吸着が起こるようになる。すなわち、前記レー
ザや特殊なガス等を用いなくとも、被改質材料の表面は
水酸基が置換或いは吸着された状態に改質されることと
なる。そしてこのため、その後メッキや蒸着等によって
薄膜材料が堆積される場合には、該薄膜材料の原子と上
記被改質材料の原子とが水素結合によって結合される極
めて強固な付着が得られるようにもなる。According to such a method, only by directly irradiating the surface of the material to be modified with the above-mentioned water vapor ions, the physical energy of the surface atoms is used to replace the surface atoms with hydroxyl (OH) groups or to generate oxygen atoms on the surface. Adsorption of the same hydroxyl group will occur due to the bonding of hydrogen. That is, the surface of the material to be modified is modified to have hydroxyl groups substituted or adsorbed, without using the laser or special gas. Therefore, when a thin film material is subsequently deposited by plating, vapor deposition or the like, it is possible to obtain a very strong bond in which the atoms of the thin film material and the atoms of the material to be modified are bonded by hydrogen bonds. Also becomes.
【0056】また、同方法によれば、広がり具合や収束
態様等が容易に制御されるイオンによって被改質材料の
表面が改質されることから、被改質材料がたとえ複雑な
形状を有している場合でも、それら形状に応じた均一な
表面改質が実現されることとなる。Further, according to this method, since the surface of the material to be modified is modified by the ions whose degree of spread and convergence are easily controlled, the material to be modified has a complicated shape. Even if it is, the uniform surface modification according to the shape is realized.
【0057】しかも、こうしたイオン照射によれば、同
被改質材料の表面に損傷等を与える懸念もない。そし
て、こうした態様にて表面改質或いは薄膜形成を実現す
るための装置は、管理や処理プロセスが簡易であるとと
もに、前述したレーザ等を用いる装置に比べて設備的に
安価でもある。Moreover, with such ion irradiation, there is no fear of damaging the surface of the material to be modified. An apparatus for realizing surface modification or thin film formation in such an aspect has simple management and treatment processes, and is inexpensive in terms of equipment as compared with the above-described apparatus using a laser or the like.
【0058】(第1実施形態)図1に、こうした原理に
基づいて構成したこの発明にかかる表面改質装置の第1
の実施形態を示す。(First Embodiment) FIG. 1 shows a first surface modifying apparatus according to the present invention constructed on the basis of such a principle.
2 shows an embodiment of the present invention.
【0059】この第1の実施形態の装置は、任意の形状
を有するフッ素樹脂容器の疎水性表面全面を親水性に改
質する装置として構成されている。併せて同装置では、
該親水性に改質したフッ素樹脂容器の表面全面に光反射
膜としてのアルミニウム蒸着膜をコーティングし、光化
学的に活性で且つ冷所保存が必要な腐食性薬品等の保存
容器を安価に提供する。The apparatus of the first embodiment is configured as an apparatus for modifying the entire hydrophobic surface of a fluororesin container having an arbitrary shape to hydrophilic. In addition, in the same device,
An aluminum vapor deposition film as a light reflecting film is coated on the entire surface of the hydrophilically modified fluororesin container to provide a storage container for photochemically active and corrosive chemicals that need to be stored in a cool place at low cost. .
【0060】まず、同図1を参照して、この実施形態の
装置の構成について説明する。この第1の実施形態の装
置において、真空容器1は、例えば真空ポンプを具える
排気装置2によって、その内部が所望の真空度に設定さ
れる容器である。この真空容器1の内部にはイオンビー
ムを発生加速するイオン源3が設けられるとともに、そ
の発生されるイオンビームが照射される位置に被改質材
料としてのフッ素樹脂容器基板4が基板固定治具5によ
り装着固定されている。なおこの基板固定治具5は、真
空容器1の外部に設けられた回転機構6に連結されてお
り、該回転機構6の駆動に基づき、図中矢印にて示され
る態様で、上記フッ素樹脂容器基板4を等速回転させる
よう機能する。First, the configuration of the apparatus of this embodiment will be described with reference to FIG. In the apparatus according to the first embodiment, the vacuum container 1 is a container whose inside is set to a desired degree of vacuum by an exhaust device 2 including a vacuum pump, for example. An ion source 3 for generating and accelerating an ion beam is provided inside the vacuum container 1, and a fluororesin container substrate 4 as a material to be modified is provided at a position where the generated ion beam is irradiated. It is mounted and fixed by 5. The substrate fixing jig 5 is connected to a rotating mechanism 6 provided outside the vacuum container 1, and based on the drive of the rotating mechanism 6, in the mode shown by the arrow in the figure, the fluororesin container is used. It functions to rotate the substrate 4 at a constant speed.
【0061】一方、同実施形態の装置において、上記真
空容器1の外部には、アルゴン(Ar)ガス等の不活性
ガスを該真空容器1内に導入するための不活性ガス導入
口7、水蒸気を発生する水蒸気発生器8、及び該発生さ
れる水蒸気を同真空容器1内に導入するための水蒸気導
入口9が設けられている。これら導入される不活性ガス
及び水蒸気は何れも、上記イオン源3を通じてイオン化
され、それら各イオンが上記フッ素樹脂容器基板4の表
面に対して照射される。On the other hand, in the apparatus of the same embodiment, an inert gas introducing port 7 for introducing an inert gas such as argon (Ar) gas into the vacuum container 1 and water vapor are provided outside the vacuum container 1. A steam generator 8 for generating the steam and a steam inlet 9 for introducing the generated steam into the vacuum container 1 are provided. Both the introduced inert gas and water vapor are ionized through the ion source 3 and the surface of the fluororesin container substrate 4 is irradiated with the respective ions.
【0062】なお、イオン源3におけるイオンの出口近
傍には、フッ素樹脂容器基板4に対するイオン照射手段
の一部として、イオン引き出しグリッド10及び熱電子
放出用フィラメント(ニュートラライザ)11が設けら
れている。これら要素の給電手段についてはその図示を
割愛するが、特に上記熱電子放出用フィラメント11に
よれば、その発生される熱電子によってイオンが中性化
され、上記フッ素樹脂容器基板4がイオン照射によって
チャージアップされるといったような不都合は好適に回
避されるようになる。An ion extraction grid 10 and a thermoelectron emission filament (neutralizer) 11 are provided near the ion outlet of the ion source 3 as part of the ion irradiation means for the fluororesin container substrate 4. . Although the power supply means for these elements is not shown in the drawings, particularly with the thermionic emission filament 11, the generated thermoelectrons neutralize the ions, and the fluororesin container substrate 4 is irradiated with the ions. Inconveniences such as being charged up can be preferably avoided.
【0063】また、真空容器1の内部において、このイ
オン照射されるフッ素樹脂容器基板4の近傍には、同基
板4の表面に付着された水分子を蒸発させてこれを除去
するための加熱機構12が設けられており、さらにイオ
ン源3の反対側には、改質され且つ水分子の除去された
フッ素樹脂容器基板4の表面全面に光反射膜としてのア
ルミニウム薄膜を蒸着するための蒸着器13が設けられ
ている。Inside the vacuum container 1, in the vicinity of the fluororesin container substrate 4 irradiated with ions, a heating mechanism for evaporating and removing water molecules attached to the surface of the substrate 4 is removed. 12 is provided, and on the opposite side of the ion source 3, a vapor deposition device for vapor-depositing an aluminum thin film as a light reflecting film on the entire surface of the fluororesin container substrate 4 which has been modified and has water molecules removed. 13 are provided.
【0064】次に、この第1の実施形態の装置を用いた
上記フッ素樹脂容器基板4の表面改質方法、並びに該改
質されたフッ素樹脂容器基板4表面へのアルミニウム薄
膜蒸着方法について説明する。Next, a method of modifying the surface of the fluororesin container substrate 4 using the apparatus of the first embodiment and a method of depositing an aluminum thin film on the surface of the modified fluororesin container substrate 4 will be described. .
【0065】同第1の実施形態の装置を用いての表面改
質並びに薄膜形成は、以下に列記する手順に従って実行
される。
(1)まず、上記フッ素樹脂容器基板4を真空容器1内
の基板固定治具5に取り付け、排気装置2によって真空
度5×10∧ (-6)Torr(ここで、「∧ 」はべき乗
を表すものとする)程度まで排気する。なお上述の如
く、基板固定治具5はこれ以降、容器基板4の全面が一
様にイオン照射されるように、回転機構5の駆動に基づ
き、同容器基板4を一定の速度で回転せしめるようにな
る。Surface modification and thin film formation using the apparatus of the first embodiment are carried out according to the procedures listed below. (1) First, the fluororesin container substrate 4 is attached to the substrate fixing jig 5 in the vacuum container 1, and the vacuum degree 5 × 10 ∧ (−6) Torr (where “∧” is a power Exhaust to the extent shown. As described above, the substrate fixing jig 5 is adapted to rotate the container substrate 4 at a constant speed based on the drive of the rotating mechanism 5 so that the entire surface of the container substrate 4 is uniformly irradiated with ions. become.
【0066】(2)こうして、フッ素樹脂容器基板4を
回転させながら、イオン源2から不活性イオンを極短時
間(30秒程度)、表面の不純物が除去でき、且つ材料
表面に損傷を与えないような照射条件を選んで清浄化を
行う。好ましくは、不活性ガス導入口7からアルゴンガ
スを2×10∧ (-4)Torr程度導入し、これをイオ
ン源2内でイオン化し、100〜300Vの加速電圧で
約30秒程、フッ素樹脂容器基板4の表面に照射する。(2) Thus, while rotating the fluororesin container substrate 4, the inert ions can be removed from the ion source 2 for an extremely short time (about 30 seconds), and the material surface is not damaged. Cleaning is performed by selecting such irradiation conditions. Preferably, about 2 × 10 ∧ (−4) Torr of argon gas is introduced from the inert gas inlet 7, this is ionized in the ion source 2, and the fluororesin is applied at an accelerating voltage of 100 to 300 V for about 30 seconds. The surface of the container substrate 4 is irradiated.
【0067】(3)その後、同容器基板4の表面改質
(親水化)のために水蒸気をイオン源2内に導入する。
この水蒸気は、真空容器1の外部に設けた上記水蒸気発
生器8において水を蒸発させることによって得る。ま
た、該水蒸気の導入においては、高密度のイオン照射が
可能となる条件で行う。このときの圧力は3×10∧
(-4)Torr程度である。この水蒸気をイオン源2を通
じてイオン化し、フッ素樹脂容器基板4に照射する。ま
たこのとき、容器基板4がイオン照射によってチャージ
アッブしないように、上述した熱電子放出用フィラメン
ト11に通電を行って熱電子を発生させ、これによって
該照射されるイオンを中性化する。なお、このときのイ
オンの加速電圧は、被改質材料である上記フッ素樹脂容
器基板4の表面にダメージを与えない程度の電圧、好ま
しくは100〜300Vである。また、照射時間は10
数秒(約15秒)〜10分程度とする。このように、フ
ッ素樹脂容器基板4の表面に直接水酸(OH)基を照射
することで、その物理的なエネルギーにより、同表面の
フッ素原子(F)が水酸基と置換されるようになる。(3) After that, water vapor is introduced into the ion source 2 for surface modification (hydrophilization) of the container substrate 4.
This steam is obtained by evaporating water in the steam generator 8 provided outside the vacuum container 1. Further, the introduction of the water vapor is performed under the condition that high-density ion irradiation is possible. The pressure at this time is 3 × 10∧
(-4) Torr level. This water vapor is ionized through the ion source 2 and irradiated onto the fluororesin container substrate 4. At this time, the above-mentioned filament for thermoelectron emission 11 is energized to generate thermoelectrons so that the container substrate 4 is not charged up by ion irradiation, thereby neutralizing the irradiated ions. The accelerating voltage of the ions at this time is a voltage that does not damage the surface of the fluororesin container substrate 4, which is the material to be modified, and is preferably 100 to 300V. The irradiation time is 10
It is about several seconds (about 15 seconds) to 10 minutes. In this way, by directly irradiating the surface of the fluororesin container substrate 4 with the hydroxyl (OH) group, the fluorine atom (F) on the surface is replaced with the hydroxyl group by its physical energy.
【0068】(4)そしてその後、蒸着器13によっ
て、この親水化されたフッ素樹脂容器基板4の表面にア
ルミニウム薄膜を所定の膜厚だけ堆積させる。なおこの
とき、該薄膜の蒸着前に、加熱機構12を通じて上記親
水化されたフッ素樹脂容器基板4を120℃程度に加熱
し、水酸基に吸着した水分子を除去しておくことで、そ
の後堆積される薄膜の極めて強固な付着を得ることがで
きるようになる。(4) Then, an aluminum thin film is deposited by a predetermined thickness on the surface of the hydrophilized fluororesin container substrate 4 by the vapor deposition device 13. At this time, before the vapor deposition of the thin film, the hydrophilized fluororesin container substrate 4 is heated to about 120 ° C. through the heating mechanism 12 to remove water molecules adsorbed on the hydroxyl groups, so that the film is deposited thereafter. It becomes possible to obtain extremely strong adhesion of the thin film.
【0069】図2は、こうして得られるフッ素樹脂容器
の断面構造を模式的に示したものであり、このうち図2
(a)は、上記実施形態の装置に装着される前の該容器
基板4の構造を示し、図2(b)は、同実施形態の装置
を通じて上記アルミニウム薄膜が薄膜14として堆積形
成された後の同容器の構造を示している。FIG. 2 schematically shows the cross-sectional structure of the fluororesin container thus obtained, of which FIG.
2A shows the structure of the container substrate 4 before being mounted in the apparatus of the above embodiment, and FIG. 2B shows after the aluminum thin film is deposited and formed as a thin film 14 through the apparatus of the same embodiment. 2 shows the structure of the same container.
【0070】図2(a)に示されるように、3次元的に
複雑な形状に加工されているフッ素樹脂容器基板4であ
れ、上記処理を通じて親水性表面に改質され、水素結合
にて同表面に薄膜14が被着されることにより、極めて
密着性が高く、化学的にも安定した光反射膜が得られる
ようになる。As shown in FIG. 2 (a), even the fluororesin container substrate 4 which is three-dimensionally processed into a complicated shape is modified to have a hydrophilic surface through the above-mentioned treatment, and the fluorine-containing resin substrate substrate 4 has the same hydrogen bond. By depositing the thin film 14 on the surface, it is possible to obtain a chemically stable light reflecting film having extremely high adhesion.
【0071】しかも、同第1の実施形態の装置の上記構
成によれば、こうした薄膜を形成するための処理プロセ
スや管理が簡易であり、また装置設備も安価であるた
め、上述した光化学的に活性で且つ冷所保存が必要な腐
食性薬品等の保存容器自体も安価に提供することができ
るようになる。Moreover, according to the above-mentioned configuration of the apparatus of the first embodiment, since the treatment process and management for forming such a thin film are simple and the equipment is inexpensive, it is possible to use the above-mentioned photochemical method. It becomes possible to provide the storage container itself of the corrosive chemical, which is active and needs to be stored in a cold place, at low cost.
【0072】以上説明したように、同第1の実施形態に
かかる表面改質装置によれば、
(イ)レーザや特殊なガス等を用いなくとも、被改質材
料の表面は水酸基が置換或いは吸着された状態(親水性
の向上された状態)に改質されることとなる。
(ロ)そしてこのため、その後メッキや蒸着等によって
薄膜材料が堆積される場合には、該薄膜材料の原子と上
記被改質材料の原子とが水素結合によって結合される極
めて強固な付着が得られるようにもなる。
(ハ)また、広がり具合や収束態様等が容易に制御され
るイオンによって被改質材料の表面が改質される(水酸
基が置換或いは吸着された状態となる)ことから、該被
改質材料がたとえ複雑な形状を有している場合でも、そ
れら形状に応じた均一な表面改質が実現されることとな
る。
(ニ)しかも、こうしたイオン照射によれば、同被改質
材料の表面に損傷等を与える懸念もない。
(ホ)そして同表面改質装置は、管理や処理プロセスが
簡易であるとともに、レーザ等を用いる装置に比べて設
備的に安価でもある。等々、多くの優れた効果が奏せら
れるようになる。As described above, according to the surface modification apparatus of the first embodiment, (a) the surface of the material to be modified is substituted with hydroxyl groups or It will be modified to an adsorbed state (state with improved hydrophilicity). (B) Therefore, when a thin film material is subsequently deposited by plating, vapor deposition, or the like, an extremely strong adhesion is obtained in which the atoms of the thin film material and the atoms of the material to be modified are bonded by hydrogen bonds. You will also be able to. (C) Further, since the surface of the material to be modified is modified (becomes a state in which hydroxyl groups are substituted or adsorbed) by the ions whose degree of spread and convergence are easily controlled, the material to be modified Even if has a complicated shape, uniform surface modification according to those shapes will be realized. (D) Moreover, such ion irradiation does not cause any damage to the surface of the material to be modified. (E) The surface reforming apparatus is simple in management and treatment process, and is inexpensive in terms of equipment as compared with an apparatus using a laser or the like. And so on, many excellent effects can be achieved.
【0073】(第2実施形態)図3に、上記原理に基づ
いて構成したこの発明にかかる表面改質装置の第2の実
施形態を示す。(Second Embodiment) FIG. 3 shows a second embodiment of the surface reforming apparatus according to the present invention, which is constructed based on the above principle.
【0074】この第2の実施形態の装置は、例えば上記
フッ素樹脂からなる基板が3次元的に更に複雑な形状を
有している場合でも、その表面全面をより均一にイオン
照射してこれを親水性に改質する装置として構成されて
いる。In the apparatus of the second embodiment, even if the substrate made of the fluororesin has a three-dimensionally more complicated shape, for example, the entire surface of the substrate is ion-irradiated more uniformly and is irradiated. It is configured as a device that modifies hydrophilicity.
【0075】なお同図3において、先の図1に示した要
素と同一若しくは対応する要素にはそれぞれ同一の符号
を付して示しており、それら要素についての重複する説
明は割愛する。In FIG. 3, elements that are the same as or correspond to the elements shown in FIG. 1 above are denoted by the same reference numerals, and duplicate description of those elements is omitted.
【0076】さてこの第2の実施形態の装置は、基本的
には図3に示されるように、イオン源3に配されるイオ
ン引き出しグリッド10の形状を上記基板4の被改質面
を覆うようにアレンジしたものである。In the apparatus of the second embodiment, basically, as shown in FIG. 3, the shape of the ion extraction grid 10 arranged in the ion source 3 covers the surface to be modified of the substrate 4. It was arranged as follows.
【0077】同第2の実施形態の装置としてのこうした
構成により、治具5に固定されている基板4を再配置す
ることなく、その表面全面に均一にイオン照射を施して
これを改質することができるようになる。With such a configuration as the apparatus of the second embodiment, the substrate 4 fixed to the jig 5 is not rearranged, and the entire surface thereof is uniformly irradiated with ions to modify it. Will be able to.
【0078】なお、こうして表面改質された基板4に対
するその後の薄膜形成処理は、例えば同図3に併せ示さ
れるように、
・図示しない適宜の移動機構により矢印F1の如く基板
固定治具5を移動せしめて、基板4の表面に付着してい
る水分子を加熱機構12によって除去する。
・該水分子の除去された基板4の表面に、蒸着器13に
よって上記アルミニウム等の薄膜14を堆積形成する。
なおこの際、矢印F2として示すように、上記移動機構
を通じて、基板4の固定されている治具5を小刻みに移
動せしめるようにしてもよい。といった態様で実行され
ることとなる。Incidentally, the subsequent thin film forming process for the substrate 4 thus surface-modified is, for example, as also shown in FIG. 3, as follows: The substrate fixing jig 5 is moved as shown by an arrow F1 by an appropriate moving mechanism (not shown). The water molecules attached to the surface of the substrate 4 are moved and removed by the heating mechanism 12. The thin film 14 of aluminum or the like is deposited and formed on the surface of the substrate 4 from which the water molecules have been removed by the vapor deposition device 13.
At this time, as shown by arrow F2, the jig 5 to which the substrate 4 is fixed may be moved in small steps through the moving mechanism. Will be executed in such a mode.
【0079】このように、第2の実施形態の装置によっ
ても、第1の実施形態の装置による前記(イ)〜(ホ)
と同様、極めて簡易なプロセスや管理を通じて例えばフ
ッ素樹脂からなる基板4の表面を親水性に均一に改質す
ることができ、更には該改質に基づき同基板4表面への
強固な薄膜形成を行うことができるようになる。As described above, also in the apparatus of the second embodiment, the above (a) to (e) in the apparatus of the first embodiment are used.
Similarly to the above, the surface of the substrate 4 made of, for example, a fluororesin can be uniformly modified to be hydrophilic through an extremely simple process and management, and a strong thin film can be formed on the surface of the substrate 4 based on the modification. You will be able to do it.
【0080】しかも、同第2の実施形態の装置によれ
ば、
(ヘ)上記基板4が3次元的に如何に複雑な形状を有し
ていようとも、これに極めて容易に対応することができ
る。
といった効果が併せ奏せられることともなる。Moreover, according to the apparatus of the second embodiment, (f) no matter how complicated the substrate 4 is in three dimensions, it is possible to cope with this extremely easily. . Such effects can also be played together.
【0081】なお、同第2の実施形態の装置の図3に例
示した構成では、熱電子放出用フィラメント11が基板
4の形状に拘わりなく平面状に配設されるものとしてい
るが、該熱電子放出用フィラメント11についても上記
イオン引き出しグリッド10と同様、基板4の被改質面
を覆う形状にアレンジするようにしてもよい。In the configuration of the apparatus of the second embodiment shown in FIG. 3, the thermoelectron emitting filaments 11 are arranged in a plane regardless of the shape of the substrate 4. Similarly to the ion extraction grid 10, the electron emission filament 11 may be arranged so as to cover the surface to be modified of the substrate 4.
【0082】また、同図3に例示した構成では、基板固
定治具5を矢印F1の如く移動して基板4の表面に薄膜
を形成するようにしたが、この態様も任意である。他に
例えば、蒸着器13を上記治具5を挟んでイオン源3と
対向する位置に配設し、上記改質処理の後、同治具5を
180°だけ回転せしめて上記薄膜形成にかかる処理を
行う構成とすることもできる。Further, in the configuration illustrated in FIG. 3, the substrate fixing jig 5 is moved as shown by the arrow F1 to form the thin film on the surface of the substrate 4, but this mode is also optional. In addition, for example, the vapor deposition device 13 is disposed at a position facing the ion source 3 with the jig 5 interposed therebetween, and after the reforming process, the jig 5 is rotated by 180 ° to perform the thin film formation process. It is also possible to adopt a configuration for performing.
【0083】(第3実施形態)図4に、上記原理に基づ
いて構成したこの発明にかかる表面改質装置の第3の実
施形態を示す。(Third Embodiment) FIG. 4 shows a third embodiment of the surface modifying apparatus according to the present invention, which is constructed based on the above principle.
【0084】この第3の実施形態の装置は、テフロンな
どのフッ素樹脂からなる基板の表面に例えば電気配線を
目的とした導電性の薄膜を選択的に形成するのに適した
装置として構成されている。The apparatus of the third embodiment is configured as an apparatus suitable for selectively forming, for example, a conductive thin film for electric wiring on the surface of a substrate made of fluororesin such as Teflon. There is.
【0085】前述の如く耐腐食性の極めて高いフッ素樹
脂を、このような配線基板とすると同時に保護層として
利用すれば、各種の半導体センサやIC回路を極めてコ
ンパクトに実装できるとともに、強酸雰囲気や各種腐食
性ガス雰囲気中でもこれらのデバイスを安定に動作させ
ることが可能となる。またこうしたフッ素樹脂は、その
誘電率等の特性から、高周波回路の基板材料としても優
れている。As described above, when a fluororesin having extremely high corrosion resistance is used as such a wiring board and at the same time as a protective layer, various semiconductor sensors and IC circuits can be mounted extremely compactly, and a strong acid atmosphere and various These devices can be stably operated even in a corrosive gas atmosphere. Further, such a fluororesin is excellent as a substrate material for a high frequency circuit because of its dielectric constant and other characteristics.
【0086】なお、同図4においても、先の図1或いは
図3に示した要素と同一若しくは対応する要素にはそれ
ぞれ同一の符号を付して示しており、それら要素につい
ての重複する説明は割愛する。In FIG. 4 as well, elements that are the same as or correspond to the elements shown in FIG. 1 or FIG. 3 above are given the same reference numerals, and a duplicate description of those elements is omitted. Omit.
【0087】さて、この第3の実施形態の装置は、その
イオン照射手段の一部として、被改質材料であるフッ素
樹脂基板4の表面を部分的にマスクし、このマスクした
領域以外の領域にイオン源3から発せられるイオンを選
択的に照射せしめる金属マスク15を具えて構成されて
いる。In the device of the third embodiment, as a part of the ion irradiation means, the surface of the fluororesin substrate 4 which is the material to be modified is partially masked, and the region other than the masked region is covered. And a metal mask 15 for selectively irradiating the ions emitted from the ion source 3.
【0088】なおこの金属マスク15は、イオン照射時
にチャージアッブがあると水酸基の置換・吸着が妨げら
れて基板4の表面を親水性に改質できないため、真空容
器1と電気的に接続されてアース電位に保持されてい
る。これにより同第3の実施形態の装置にあっては、前
記熱電子放出用フィラメント(ニュートラライザ)11
の配設は割愛される。The metal mask 15 is electrically connected to the vacuum container 1 because the surface of the substrate 4 cannot be modified to be hydrophilic because the substitution / adsorption of hydroxyl groups is hindered by the charge up during ion irradiation. Holds at ground potential. Accordingly, in the device of the third embodiment, the thermionic emission filament (neutralizer) 11
The arrangement of is omitted.
【0089】以下、同第3の実施形態の装置を用いて行
われる配線材料を成膜するための表面親水化処理、並び
に配線のパターニング処理についてその手順を列記す
る。
(1)金属マスク15によってフッ素樹脂基板4の表面
近傍を覆った状態で、前述した第1の実施形態の装置を
通じて行った処理と基本的に同様の処理を行って同基板
4の表面を選択的に清浄化し、また親水化する。このと
き、所望とされる配線パターンに対応して、同パターン
に対応した部分のみが選択的に清浄化され且つ親水化さ
れるよう、上記金属マスク15のマスク形状が設定され
ていることはいうまでもない。図4においては、上記基
板4の表面の該所望の配線パターンに対応して親水化さ
れた部分に符号16を付して示している。The procedure of the surface hydrophilization process for forming the wiring material and the patterning process of the wiring, which are performed by using the apparatus of the third embodiment, will be listed below. (1) With the metal mask 15 covering the vicinity of the surface of the fluororesin substrate 4, the same process as the process performed by the apparatus of the first embodiment described above is basically performed to select the surface of the substrate 4. To be clean and hydrophilic. At this time, it is said that the mask shape of the metal mask 15 is set so that only the portion corresponding to the desired wiring pattern is selectively cleaned and made hydrophilic, corresponding to the desired wiring pattern. There is no end. In FIG. 4, reference numeral 16 is given to the portion of the surface of the substrate 4 which is made hydrophilic corresponding to the desired wiring pattern.
【0090】(2)こうしてフッ素樹脂基板4の表面に
対する選択的な改質処理を終えると、図示しない適宜の
移動機構により矢印Fの如く基板固定治具5を移動せし
めて、同基板4の表面に付着している水分子を加熱機構
12によって除去する。そして該水分子の除去された基
板4の表面に、蒸着器13によってアルミニウム等の導
電性薄膜14を成膜する。(2) After the selective modification of the surface of the fluororesin substrate 4 is completed in this manner, the substrate fixing jig 5 is moved by an appropriate moving mechanism (not shown) as shown by arrow F, and the surface of the substrate 4 is removed. The water molecules adhering to the are removed by the heating mechanism 12. Then, a conductive thin film 14 such as aluminum is formed on the surface of the substrate 4 from which the water molecules have been removed by the vapor deposition device 13.
【0091】(3)次いで、この成膜されたフッ素樹脂
基板4を真空容器1から取り出し、同基板4の成膜面全
面に、図5(a)に示される態様で、粘着テープ17を
貼り付ける。(3) Next, the film-formed fluororesin substrate 4 is taken out from the vacuum container 1, and the adhesive tape 17 is attached to the entire film-forming surface of the substrate 4 in the mode shown in FIG. 5 (a). wear.
【0092】(4)その後、この貼り付けた粘着テープ
17を引き剥がす。これにより図5(b)に示されるよ
うに、フッ素樹脂基板4の表面の上記選択的に親水化さ
れた部分、すなわち選択改質面16に対応する薄膜14
のみが同基板4上に残り、該選択改質面16に対応した
配線パターンの敷設が実現されるようになる。すなわ
ち、上記マスク15を通じてフッ素樹脂基板4へのイオ
ン照射が選択的になされる場合、該イオン照射された部
分のみは親水性に改質されるが、マスクされたその他の
部分は疎水性に維持される。このため、同基板4の表面
に成膜された薄膜14に上記粘着テープ17を貼り付け
るとともに、これを引き剥がした場合には、上記親水性
に改質された部分に成膜されている薄膜のみが基板4の
表面に残り、その他の部分は、該粘着テープに貼り付い
たまま、同基板4の表面から剥離されるようになる。(4) Then, the attached adhesive tape 17 is peeled off. As a result, as shown in FIG. 5B, the selectively hydrophilized portion of the surface of the fluororesin substrate 4, that is, the thin film 14 corresponding to the selectively modified surface 16.
Only this remains on the same substrate 4, and the laying of the wiring pattern corresponding to the selective reforming surface 16 is realized. That is, when the fluorine resin substrate 4 is selectively ion-irradiated through the mask 15, only the ion-irradiated portion is modified to be hydrophilic, while the other masked portion is kept hydrophobic. To be done. Therefore, when the adhesive tape 17 is attached to the thin film 14 formed on the surface of the substrate 4 and is peeled off, the thin film formed on the hydrophilically modified portion. Only the part remains on the surface of the substrate 4, and the other part is peeled from the surface of the substrate 4 while being attached to the adhesive tape.
【0093】図6に、上記表面改質に必要とされる水蒸
気(H2 O)イオンの照射量を評価した結果を示す。こ
の図6によれば、水蒸気イオンを6×10∧(15) io
ns/cm∧(2)(加速電圧300Vで約15秒のイオ
ン照射量)ほど照射することで、十分に親水性に改質で
きるようになることがわかる。FIG. 6 shows the results of evaluating the irradiation dose of water vapor (H2 O) ions required for the above surface modification. According to this FIG. 6, 6 × 10∧ (15) io
It can be seen that by irradiating about ns / cm 2 (2) (accelerating voltage of 300 V and ion irradiation amount of about 15 seconds), the hydrophilic property can be sufficiently modified.
【0094】因みに図6中、水の接触角が0度になって
いない領域では、薄膜を堆積しても付着力が弱く、その
引っ張り強度は約4MPa(メガパスカル)程度であっ
た。このとき、該薄膜は上記粘着テープによって容易に
剥離した。Incidentally, in FIG. 6, in the region where the contact angle of water is not 0 degree, the adhesion is weak even if the thin film is deposited, and the tensile strength is about 4 MPa (megapascal). At this time, the thin film was easily peeled off by the adhesive tape.
【0095】これに対し、図6中の水の接触角が0度に
なっている領域では、上記堆積した薄膜の付着力も向上
しており、その引っ張り強度は8.2MPaに達してい
た。そしてこのとき、該薄膜が上記粘着テープによって
剥離することはなかった。On the other hand, in the region where the contact angle of water is 0 degree in FIG. 6, the adhesive force of the deposited thin film is also improved, and the tensile strength thereof reaches 8.2 MPa. At this time, the thin film was not peeled off by the adhesive tape.
【0096】このように、第3の実施形態の装置並びに
上記パターニング方法によれば、
(ト)耐腐食性の極めて高いフッ素樹脂を配線基板とす
ると同時に保護層とする電気回路若しくは半導体センサ
等を容易に、しかも能率的に生産することができる。と
いった効果が更に奏せられることとなる。As described above, according to the apparatus and the patterning method of the third embodiment, (g) an electric circuit or a semiconductor sensor, etc., which uses a fluorocarbon resin having an extremely high corrosion resistance as a wiring board and at the same time as a protective layer, is provided. It can be produced easily and efficiently. Such an effect will be further exerted.
【0097】なお、上記第3の実施形態の装置では、真
空容器1に電気的に接続されてアース電位に保持される
金属マスク15を使用したが、先の第1或いは第2の実
施形態の装置のような熱電子放出用フィラメント11を
用いて照射イオンを中性化することもできる。そしてこ
の場合には、金属のような導電性のマスクではなく、樹
脂製のマスクであっても、基板14のチャージアッブを
防ぎ、その表面を選択的に改質することができるように
なる。Although the apparatus of the third embodiment uses the metal mask 15 which is electrically connected to the vacuum container 1 and held at the ground potential, the apparatus of the first or second embodiment described above is used. Irradiated ions can be neutralized by using a thermionic emission filament 11 such as a device. In this case, even if the mask is made of resin instead of a conductive mask such as metal, it is possible to prevent charge up of the substrate 14 and selectively modify the surface thereof.
【0098】また、上述した配線パターンに限らず、フ
ッ素樹脂基板等に薄膜による装飾を施すような場合に
も、同第3の実施形態の装置、並びに上述したパターニ
ング処理は有効である。The device of the third embodiment and the patterning process described above are also effective not only for the wiring pattern described above but also for decorating a fluororesin substrate or the like with a thin film.
【0099】また、上記第3の実施形態では、フッ素樹
脂等の有機物質材料の表面に選択的に薄膜を形成するの
に、その表面改質の段階でマスク処理を施すようにした
が、他に例えば、表面改質は上記材料表面の全面に行
い、上記蒸着等の成膜の段階で、上記に準じたマスク処
理を施すようにすることもできる。こうした薄膜形成手
法によっても、有機物質材料表面に強固に付着される薄
膜を選択的に形成することはできる。Further, in the third embodiment described above, in order to selectively form a thin film on the surface of an organic material such as a fluororesin, a mask treatment is applied at the stage of surface modification. In addition, for example, the surface modification may be performed on the entire surface of the material, and a mask treatment according to the above may be performed at the stage of film formation such as the vapor deposition. By such a thin film forming method, it is possible to selectively form a thin film firmly attached to the surface of the organic material.
【0100】(第4実施形態)図7に、この発明の第4
の実施形態として、例えば先の図1に例示した装置を通
じて薄膜形成されるフッ素樹脂ケーブルについてその一
例を示す。(Fourth Embodiment) FIG. 7 shows a fourth embodiment of the present invention.
As an embodiment of the present invention, an example of a fluororesin cable formed into a thin film through the apparatus illustrated in FIG. 1 will be shown as an example.
【0101】フッ素樹脂は前述のように、その誘電率等
の特性から、高周波用材料として特に優れており、従来
より、高周波用ケーブルとして該フッ素樹脂をその同軸
線のセパレータとして用いたフッ素樹脂ケーブルが多く
用いられている。As described above, the fluororesin is particularly excellent as a high-frequency material because of its dielectric constant and other properties. Conventionally, a fluororesin cable using the fluororesin as a coaxial cable separator for a high-frequency cable has been used. Is often used.
【0102】ところで、こうした高周波用ケーブルにあ
っては一般に、高周波の伝搬損失を少なくする必要があ
り、そのためには同フッ素樹脂ケーブルとしても径の大
きなケーブルを用いることが有利となる。例えば、数G
(ギガ)〜数10GHz程度の高周波を伝送するケーブ
ルを考えた場合、直径3mm程度のケーブルを用いるこ
とで、長さ150mmの線路長に対し、0.1dB程度
の損失に抑えることが可能となる。By the way, in such a high-frequency cable, it is generally necessary to reduce high-frequency propagation loss, and for that purpose, it is advantageous to use a large-diameter cable as the fluororesin cable. For example, the number G
When considering a cable that transmits a high frequency of about (giga) to several tens GHz, it is possible to suppress the loss to about 0.1 dB for a line length of 150 mm by using a cable having a diameter of about 3 mm. .
【0103】一方、こうしたケーブルの接続によって熱
の流入が問題となる場合には、上記セパレータであるフ
ッ素樹脂の外周並びに中心の導体が熱の伝搬路となるた
め、その断面積を小さくする必要が生じる。On the other hand, when heat inflow becomes a problem due to such a cable connection, the outer circumference of the fluororesin as the separator and the conductor in the center serve as heat propagation paths, so that it is necessary to reduce the cross-sectional area. Occurs.
【0104】しかし従来、こうしたフッ素樹脂ケーブル
は、中心導体としての適宜の金属線材料を円筒形のフッ
素樹脂材料にて被ったものを、外導体としての金属パイ
プに挿入する構造となっている。そしてこの場合、外導
体としての金属パイプはその厚さが数10μm〜数10
0μmと厚いため、その流入熱量も自ずと多いものとな
っている。因みに、上記円筒形のフッ素樹脂材料の直径
が3mm程度のケーブルの場合、この流入熱量は2Wに
も及んでいる。Conventionally, however, such a fluororesin cable has a structure in which an appropriate metal wire material as a central conductor is covered with a cylindrical fluororesin material and is inserted into a metal pipe as an outer conductor. In this case, the metal pipe as the outer conductor has a thickness of several tens of μm to several tens.
Since it is as thick as 0 μm, the amount of inflow heat is naturally large. By the way, in the case of a cable in which the diameter of the cylindrical fluororesin material is about 3 mm, the inflowing heat amount reaches 2 W.
【0105】そこで、この第4の実施形態としてのフッ
素樹脂ケーブルでは、例えば図1に例示した装置を用い
て上記円筒形のフッ素樹脂材料の表面(外周)を改質す
るとともに、該改質したフッ素樹脂材料表面(外周)に
銅等からなる金属薄膜を例えば6μmほど蒸着形成する
ことで、同ケーブルとしての断面積を小さくし、ひいて
はその流入熱量を大幅に軽減するようにしている。Therefore, in the fluororesin cable according to the fourth embodiment, the surface (outer circumference) of the cylindrical fluororesin material is modified by using the apparatus illustrated in FIG. 1, for example. By depositing a metal thin film made of copper or the like on the surface (outer periphery) of the fluororesin material by, for example, about 6 μm, the cross-sectional area of the cable is reduced, and the amount of heat flowing into the cable is greatly reduced.
【0106】以下、図7に基づき、同第4の実施形態と
してのフッ素樹脂ケーブルの構造を更に詳述する。同図
7に示されるように、このフッ素樹脂ケーブルは、上記
セパレータとして円筒形状を有する例えばテフロン等の
フッ素樹脂18、その円筒内部に配される中心導体1
9、同円筒の外周部に配される外導体20、及び該外導
体20を保護するポリイミド等の樹脂材料からなる保護
材21を有して構成されている。The structure of the fluororesin cable as the fourth embodiment will be described in more detail below with reference to FIG. As shown in FIG. 7, the fluororesin cable includes a fluororesin 18 such as Teflon having a cylindrical shape as the separator, and a central conductor 1 arranged inside the cylinder.
9, an outer conductor 20 arranged on the outer peripheral portion of the cylinder, and a protective member 21 made of a resin material such as polyimide for protecting the outer conductor 20.
【0107】ここで、上記フッ素樹脂18の外径は2.
98mmであり、内径は0.912mmである。上述し
た高周波の伝搬損失を低減するためには該フッ素樹脂1
8の表皮面積を大きくする必要があり、この程度の外径
並びに内径が好ましいものとなっている。なお、利用す
る周波数域やデバイスによっては、数mm〜数10mm
の外径を選ぶことも可能である。The outer diameter of the fluororesin 18 is 2.
It is 98 mm and the inner diameter is 0.912 mm. In order to reduce the above-mentioned high frequency propagation loss, the fluororesin 1
It is necessary to increase the skin area of No. 8, and the outer diameter and the inner diameter of this level are preferable. In addition, depending on the frequency range and device used, several mm to several tens mm
It is also possible to select the outer diameter of.
【0108】また同フッ素樹脂ケーブルにおいて、上記
中心導体19としては、銅で覆った鋼線に銀メッキを施
したものが用いられている。このような線材は、フッ素
樹脂ケーブルの中心導体材料として、従来からよく使用
されている。In the same fluororesin cable, as the central conductor 19, a steel wire covered with copper plated with silver is used. Such a wire rod has been conventionally often used as a center conductor material of a fluororesin cable.
【0109】一方、上記外導体20は、例えば図1に例
示した装置を通じて表面(外周)が親水性に改質された
フッ素樹脂18に対し、同じく例えば図1に例示した装
置を通じて蒸着された銅薄膜からなり、その膜厚は約6
μmとなっている。因みに、上記約3mm程度の外径を
有するフッ素樹脂ケーブルにて例えば1.5GHzの高
周波信号を伝送するものとすると、該外導体20が銅か
らなる場合には、その膜厚としても最低2μm程度の膜
厚が必要である。そして、通常利用する場合には、高周
波の漏洩を防ぐために、その3倍の6μm程度の膜厚が
必要となる。該外導体20として、このような6μm程
度の膜厚であれば、上記流入熱量も、従来の金属パイプ
が用いられる場合に比べて大幅に軽減されるようにな
る。なお、外導体20としての最低膜厚は、その利用さ
れる周波数域に応じて異なったものとなる。On the other hand, the outer conductor 20 is copper vapor-deposited on the fluororesin 18 whose surface (outer periphery) is hydrophilically modified by the apparatus illustrated in FIG. 1, for example, also by the apparatus illustrated in FIG. It consists of a thin film and its thickness is about 6
μm. Incidentally, if it is assumed that a high frequency signal of 1.5 GHz is transmitted by the fluororesin cable having the outer diameter of about 3 mm, when the outer conductor 20 is made of copper, the film thickness is at least about 2 μm. Film thickness is required. In normal use, a film thickness of about 6 μm, which is three times that of the film thickness, is required to prevent high frequency leakage. If the outer conductor 20 has a film thickness of about 6 μm, the inflow heat quantity can be significantly reduced as compared with the case where a conventional metal pipe is used. The minimum film thickness of the outer conductor 20 varies depending on the frequency range used.
【0110】また、上記保護材21は、上記外導体20
としての銅薄膜形成後、上記ポリイミド等の樹脂材料溶
液に浸漬し、加熱処理することで着膜され、その膜厚は
数10μmとなっている。このような保護材21が設け
られることで、当該フッ素樹脂ケーブルとしての耐腐食
性、耐環境性が大幅に向上されることとなる。The protective material 21 is the same as the outer conductor 20.
After the copper thin film is formed, it is immersed in a resin material solution such as the polyimide and heat-treated to form a film, and the film thickness is several tens of μm. By providing such a protective material 21, the corrosion resistance and environment resistance of the fluororesin cable can be significantly improved.
【0111】図8に、従来のフッ素樹脂ケーブルとこの
第4の実施形態にかかるフッ素樹脂ケーブルとにおけ
る、主に伝搬損失と流入熱量との関係について示す。こ
の図8において、図8(a)〜(c)は、従来の各種フ
ッ素樹脂ケーブルにおける寸法や導体材料とともにそれ
らケーブルの伝搬損失と流入熱量との関係を示し、また
図8(d)は、上記第4の実施形態にかかるフッ素樹脂
ケーブルにおける寸法や導体材料とともに同ケーブルの
伝搬損失と流入熱量との関係を示している。FIG. 8 mainly shows the relationship between the propagation loss and the inflowing heat amount in the conventional fluororesin cable and the fluororesin cable according to the fourth embodiment. In this FIG. 8, FIGS. 8 (a) to 8 (c) show the relationship between the propagation loss and the inflowing heat amount of the various fluororesin cables together with their dimensions and conductor materials, and FIG. 8 (d) shows The relationship between the propagation loss and the inflow heat amount of the fluororesin cable according to the fourth embodiment as well as the dimensions and the conductor material thereof are shown.
【0112】この図8からも明らかなように、同実施形
態にかかるフッ素樹脂ケーブルによれば、同程度の伝搬
損失を有する従来のケーブル(例えば図8(a))に比
べ、その流入熱量を、例えば「1.98W→0.066
W」と大幅に軽減することができるようになる。なお、
従来のケーブルにあって、流入熱量が該「0.066
W」より少ないものもあるが(例えば図8(c))、そ
の場合には高周波の伝搬損失が極めて大きなものとなっ
ている。As is apparent from FIG. 8, the fluororesin cable according to the same embodiment has a larger amount of inflow heat than a conventional cable (for example, FIG. 8A) having a similar propagation loss. , "1.98W → 0.066
It will be possible to significantly reduce it to "W". In addition,
In a conventional cable, the amount of heat flowing in is "0.066".
There are some that are smaller than "W" (for example, FIG. 8C), but in that case, the high frequency propagation loss is extremely large.
【0113】以上説明したように、同第4の実施形態に
よれば、
(チ)高周波用のフッ素樹脂ケーブルとして、流入熱量
が少なく且つ、伝搬損失も少ない、従来にない高性能な
ケーブルが得られる。といった極めて意義ある効果が更
に奏せられることとなる。As described above, according to the fourth embodiment, (h) as a high-frequency fluororesin cable, an unprecedented high-performance cable having a small amount of inflowing heat and a small propagation loss is obtained. To be Such an extremely significant effect will be further exerted.
【0114】なお、同実施形態にあっては、上記約3m
m程度の外径を有するフッ素樹脂ケーブルにて例えば
1.5GHzの高周波信号を伝送するものとして、その
外導体20の膜厚を約6μmに設定したが、例えば0.
5GHz等、より低い周波数域で用いられる場合には、
同外導体20の膜厚としても例えば50μm程度必要と
されることもある。In the same embodiment, the above-mentioned about 3 m
The film thickness of the outer conductor 20 was set to about 6 μm, assuming that a high-frequency signal of 1.5 GHz, for example, is transmitted by a fluororesin cable having an outer diameter of about 0.
When used in a lower frequency range such as 5 GHz,
The film thickness of the outer conductor 20 may be about 50 μm, for example.
【0115】そしてそのような場合には、同フッ素樹脂
ケーブルとしても、
・円筒形フッ素樹脂18の表面に水素結合にて被着され
た銅蒸着膜の更に表面に銅メッキ膜若しくは銅塗布膜が
更に被着される。といった構造が有効となる。このよう
な構造によれば、上記外導体20としての銅膜の膜厚を
50μm程度に増大せしめることも容易となる。In such a case, the same fluororesin cable may also be used: -The copper vapor deposition film formed by hydrogen bonding on the surface of the cylindrical fluororesin 18 is further provided with a copper plating film or a copper coating film. It is further applied. Such a structure is effective. With such a structure, it is easy to increase the film thickness of the copper film as the outer conductor 20 to about 50 μm.
【0116】そして、薄膜形成物としても、一般的に
は、
・前記有機物質材料の表面の一部若しくは全部に水素結
合にて被着された任意の蒸着膜の更に表面に、該蒸着膜
と同一材料からなるメッキ膜若しくは塗布膜が更に被着
されてなる。といった構造によって、その被着せしめる
膜の膜厚を増大せしめることが容易となる。Also, as the thin film formed product, in general, a vapor deposition film is formed on the surface of any vapor deposition film formed by hydrogen bonding on a part or all of the surface of the organic material. A plating film or coating film made of the same material is further applied. With such a structure, it becomes easy to increase the film thickness of the film to be deposited.
【0117】また、同第4の実施形態にあっては、上記
保護材21を設けることで、当該ケーブルとしての耐腐
食性、耐環境性の向上を図ることとしたが、このように
金属薄膜形成部分が露出していると問題となる薄膜形成
物であれば、一般に
・前記有機物質材料の表面の一部若しくは全部に水素結
合にて被着された任意の蒸着膜若しくはメッキ膜若しく
は塗布膜の更に表面に、その保護膜としての有機物質材
料からなる膜が積層形成されてなる。といった構造によ
って、それら薄膜形成物としての耐腐食性、耐環境性の
向上を図ることができるようになる。In addition, in the fourth embodiment, the protection material 21 is provided to improve the corrosion resistance and environment resistance of the cable. In general, if it is a thin film formation that causes a problem when the formation part is exposed, then: -any vapor deposition film or plating film or coating film formed by hydrogen bonding on part or all of the surface of the organic substance material. Further, a film made of an organic material as a protective film is laminated on the surface of the. With such a structure, it is possible to improve the corrosion resistance and environment resistance of the thin film-formed product.
【0118】またこの場合、同薄膜形成物としての更
に、
・前記有機物質材料の表面の一部若しくは全部に水素結
合にて被着された任意の蒸着膜若しくはメッキ膜若しく
は塗布膜、及び前記保護膜としてその表面に積層形成さ
れる有機物質材料膜が、それら膜を対として多層形成さ
れてなる。といった構造によれば、例えば回路基板等に
あってはその制御回路層と配線層とを同時に備えたり、
或いは上記高周波用ケーブル等にあってもその多数の配
線層を同時に備えるなど、より複雑な構造体を容易且つ
高精度に実現することができるようにもなる。In this case, further, as the thin film-forming material, any vapor deposition film or plating film or coating film formed by hydrogen bonding on a part or all of the surface of the organic substance material, and the protection The organic substance material film laminated on the surface as a film is formed in multiple layers with the films as a pair. According to such a structure, for example, in a circuit board or the like, the control circuit layer and the wiring layer are provided at the same time,
Alternatively, even in the above high-frequency cable or the like, a large number of wiring layers are provided at the same time, so that a more complicated structure can be easily realized with high accuracy.
【0119】ところで、上記各実施形態では、フッ素樹
脂からなる容器若しくは基板若しくはケーブル材料に対
してアルミニウム薄膜や銅薄膜を蒸着する場合について
述べた。しかし、その他の容器、基板、ケーブル材料、
等々においてもその表面に水酸基を形成することは可能
であり、またそれら材料に堆積させる薄膜の種類(材
料)も、目的に応じて適宜選択することができる。By the way, in each of the above embodiments, the case where the aluminum thin film or the copper thin film is vapor-deposited on the container or the substrate or the cable material made of the fluororesin has been described. But other containers, substrates, cable materials,
It is possible to form a hydroxyl group on the surface of each of these materials, and the kind (material) of the thin film to be deposited on these materials can be appropriately selected according to the purpose.
【0120】すなわち、この発明の水素結合を利用した
薄膜形成方法は、ここで述べたフッ素樹脂からなる容器
若しくは基板若しくはケーブル材料へのアルミニウムや
銅薄膜コーティングに限らず、従来、成膜が極めて困難
であった材料で、しかも複雑な形状を有する材料に対す
る装飾、或いは表面伝熱特性や光反射特性の改善、更に
は表面導電性の付与等を目的とした各種材料への薄膜形
成にも有効である。That is, the thin film forming method utilizing hydrogen bonding of the present invention is not limited to the aluminum or copper thin film coating on the container or the substrate or the cable material made of the fluororesin described heretofore, but it is extremely difficult to form a film conventionally. It is also effective for decoration of materials with complicated shapes, improvement of surface heat transfer characteristics and light reflection characteristics, and thin film formation on various materials for the purpose of imparting surface conductivity. is there.
【0121】また、薄膜の堆積手法も上述した蒸着法に
限られることはなく、スパッタ法等も適宜採用すること
ができる。これら蒸着法やスバッタ法などのいわゆるド
ライプロセスでの成膜法には、表面親水化処理と同じ真
空雰囲気中で成膜を実施することができる利点がある。The method of depositing a thin film is not limited to the vapor deposition method described above, and a sputtering method or the like can be appropriately adopted. The film formation method by a so-called dry process such as the vapor deposition method or the scutter method has an advantage that the film formation can be performed in the same vacuum atmosphere as the surface hydrophilization treatment.
【0122】また、同薄膜の堆積手法としては他に、メ
ッキ法などのウエットプロセスによる成膜法も採用可能
である。もっともこの場合には、上記親水化処理の後、
基板4を一旦真空容器1から取り出してメッキ槽へ移す
必要がある。Further, as a method of depositing the same thin film, a film forming method by a wet process such as a plating method can be adopted. However, in this case, after the hydrophilic treatment,
It is necessary to remove the substrate 4 from the vacuum container 1 once and transfer it to the plating tank.
【0123】また、上記実施形態においては何れも、熱
電子放出用フィラメント11等によりイオンを中性化し
て被改質材料基板に照射するようにしたが、同被改質材
料基板がイオンビームに対して十分に小さい場合には、
このような中性化を実施しなくとも表面改質が可能であ
る。Further, in each of the above-mentioned embodiments, the ion is neutralized by the thermionic emission filament 11 and the like, and the material to be modified is irradiated with the ion beam. If it is small enough,
Surface modification is possible without carrying out such neutralization.
【0124】またさらに、上記の各実施形態では、不活
性イオンによる清浄化を行った後、表面改質のためのイ
オン照射を行うこととしたが、上記被改質材料基板表面
の清浄が十分に保たれる環境等にあっては、同清浄化を
割愛することもできる。また、水蒸気イオンの照射によ
っても、ある程度の清浄化は実現される。Furthermore, in each of the above-mentioned embodiments, the ion irradiation for the surface modification is performed after the cleaning with the inert ion, but the surface of the material to be modified is sufficiently cleaned. The cleaning can be omitted if the environment is maintained. Irradiation with water vapor ions also realizes some cleaning.
【0125】また、上記不活性イオンによる清浄化を行
う場合には、そのためのイオン源やイオン照射手段を同
一真空容器内に別途に設ける構成とすることもできる。
もっとも、装置の簡素化、低価格化を考慮する場合に
は、上記実施形態のように、それらを兼用する構成が望
ましいことはいうまでもない。In the case of performing cleaning with the above-mentioned inert ions, an ion source and ion irradiation means therefor may be separately provided in the same vacuum container.
Needless to say, however, when considering simplification and cost reduction of the device, it is desirable to use a configuration that also serves as those as in the above embodiment.
【0126】また、こうした被改質材料基板の清浄化
は、同被改質材料をターゲットとするスパッタエッチン
グにて行うこともできる。この場合、該ターゲットとな
る被改質材料に対して外部から直流若しくは高周波電力
を供給する必要はあるものの、やはり同一の装置内で、
当該被改質材料表面に対する水蒸気イオン照射の前処理
として、該清浄化にかかる処理を行うことはできる。Further, such cleaning of the substrate to be modified can be carried out by sputter etching using the same material to be modified as a target. In this case, although it is necessary to externally supply DC or high-frequency power to the target material to be modified, in the same device,
As the pretreatment of the steam ion irradiation on the surface of the material to be modified, a treatment relating to the cleaning can be performed.
【0127】また上記各実施形態では、被改質材料の改
質面に付着する水分子を加熱機構12によって除去した
後、薄膜の堆積を行うこととしたが、こうした水分子が
付着が少ない場合、若しくはその存在が無視できる環境
にあっては、該水分子除去処理を割愛することもでき
る。In each of the above-described embodiments, the thin film is deposited after the water molecules adhering to the modified surface of the material to be modified are removed by the heating mechanism 12. Alternatively, in an environment in which its presence can be ignored, the water molecule removal treatment can be omitted.
【0128】また、同水分子除去処理を実行する場合で
あれ、その手段は上記加熱機構12には限られない。す
なわち、該水分子除去手段としては他に、
・被改質材料の表面にプラズマビーム若しくはマイクロ
波若しくは超音波を照射するもの。
・被改質材料に高周波電力若しくは直流電力を供給する
もの。等々も適宜採用することができる。これら何れの
構成であれ、水分子を好適に分解して、水酸基のみを上
記イオン照射された被改質材料の表面に残留させること
ができるようになる。The means for removing the water molecule is not limited to the heating mechanism 12 described above. That is, other than the water molecule removing means, a means for irradiating the surface of the material to be modified with a plasma beam, a microwave, or an ultrasonic wave. -A device that supplies high-frequency power or DC power to the material to be modified. Etc. can be appropriately adopted. With any of these configurations, it becomes possible to suitably decompose water molecules and leave only the hydroxyl groups on the surface of the ion-irradiated modified material.
【図1】この発明にかかる表面改質装置の第1実施形態
の構成を示す略図。FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a first embodiment of a surface modification device according to the present invention.
【図2】フッ素樹脂容器基板とその表面への薄膜形成態
様を示す断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a fluororesin container substrate and a mode of forming a thin film on the surface thereof.
【図3】この発明にかかる表面改質装置の第2実施形態
の構成を示す略図。FIG. 3 is a schematic diagram showing the configuration of a second embodiment of the surface modification device according to the present invention.
【図4】この発明にかかる表面改質装置の第3実施形態
の構成を示す略図。FIG. 4 is a schematic diagram showing the configuration of a third embodiment of the surface modification device according to the present invention.
【図5】第3実施形態による薄膜配線基板の形成プロセ
スを示す断面図。FIG. 5 is a sectional view showing a process of forming a thin film wiring substrate according to a third embodiment.
【図6】照射イオン量による表面改質特性を示すグラ
フ。FIG. 6 is a graph showing surface modification characteristics according to the amount of irradiated ions.
【図7】この発明にかかる薄膜形成物の他の例を示す断
面斜視図。FIG. 7 is a sectional perspective view showing another example of the thin film formed article according to the present invention.
【図8】各種高周波ケーブルの主に伝搬損失−流入熱量
特性を示す略図。FIG. 8 is a schematic diagram mainly showing propagation loss-inflow heat quantity characteristics of various high frequency cables.
1…真空容器、2…排気装置、3…イオン源、4…フッ
素樹脂容器基板(フッ素樹脂基板)、5…基板固定治
具、6…回転機構、7…不活性ガス導入口、8…水蒸気
発生器、9…水蒸気導入口、10…イオン引き出しグリ
ッド、11…熱電子放出用フィラメント(ニュートララ
イザ)、12…加熱機構、13…蒸着器、14…薄膜
(蒸着膜)、15…金属マスク、16…選択改質面、1
7…粘着テープ、18…円筒形フッ素樹脂、19…中心
導体、20…外導体、21…外導体保護材。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Vacuum container, 2 ... Exhaust device, 3 ... Ion source, 4 ... Fluororesin container substrate (fluorine resin substrate), 5 ... Substrate fixing jig, 6 ... Rotation mechanism, 7 ... Inert gas introduction port, 8 ... Steam Generator, 9 ... Steam inlet port, 10 ... Ion extraction grid, 11 ... Thermoelectron emitting filament (neutralizer), 12 ... Heating mechanism, 13 ... Evaporator, 14 ... Thin film (evaporated film), 15 ... Metal mask, 16 ... Selective modification surface, 1
7 ... Adhesive tape, 18 ... Cylindrical fluororesin, 19 ... Central conductor, 20 ... Outer conductor, 21 ... Outer conductor protection material.
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−302486(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08J 7/00 C08J 7/04 - 7/06 Continuation of front page (56) Reference JP-A-6-302486 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) C08J 7/00 C08J 7/ 04-7/06
Claims (18)
機物質からなる被改質材料の表面を親水性に改質する表
面改質装置であって、 前記被改質材料が装着される真空容器と、この被改質材
料の装着された真空容器内に親水基を含むガス若しくは
水蒸気を導入する親水基導入手段と、同真空容器内に配
設され、この導入された親水基を含むガス若しくは水蒸
気をイオン化するイオン源と、このイオン化された親水
基のイオンを前記被改質材料の表面に照射するイオン照
射手段とを有し、 前記イオン照射手段は、前記被改質材料の表面に照射さ
れるイオンを中性化する熱電子放出用フィラメントを具
えて構成され ることを特徴とする表面改質装置。1. A surface modification device for modifying a surface of a material to be modified, which has a hydrophobic surface and is made of a chemically stable organic substance, to be hydrophilic, wherein the material to be modified is mounted. And a hydrophilic group introducing means for introducing a gas or steam containing a hydrophilic group into the vacuum container in which the material to be modified is mounted, and the introduced hydrophilic group is disposed in the vacuum container. An ion source for ionizing a gas or water vapor containing hydrogen, and an ion irradiation unit for irradiating the surface of the material to be modified with the ions of the ionized hydrophilic group , wherein the ion irradiation unit is the material to be modified. Illuminated on the surface of
With a filament for thermionic emission that neutralizes the generated ions
The surface modification device is characterized by being configured as follows.
機物質からなる被改質材料の表面を親水性に改質する表
面改質装置であって、 前記被改質材料が装着される真空容器と、この被改質材
料の装着された真空容器内に親水基を含むガス若しくは
水蒸気を導入する親水基導入手段と、同真空容器内に配
設され、この導入された親水基を含むガス若しくは水蒸
気をイオン化するイオン源と、このイオン化された親水
基のイオンを前記被改質材料の表面に照射するイオン照
射手段とを有し、 前記イオン照射手段は、前記被改質材料の3次元形状に
沿うように配設されたイオン引き出しグリッドを具えて
構成されることを特徴とする表面改質装置。 2. It has a hydrophobic surface and is chemically stable.
Table for modifying the surface of the material to be modified consisting of organic substances to make it hydrophilic
A surface reforming apparatus, comprising a vacuum container in which the material to be modified is mounted, and the material to be modified.
Gas containing a hydrophilic group in the vacuum container equipped with
A hydrophilic group introducing means for introducing water vapor and a vacuum chamber
The gas or water vapor containing the introduced hydrophilic group is installed.
An ion source that ionizes gas and this ionized hydrophilicity
Ion irradiation for irradiating the surface of the material to be modified with basic ions
And an ion irradiation means for changing the three-dimensional shape of the material to be modified.
A surface reforming device comprising an ion extraction grid arranged along the surface.
機物質からなる被改質材料の表面を親水性に改質する表
面改質装置であって、 前記被改質材料が装着される真空容器と、この被改質材
料の装着された真空容器内に親水基を含むガス若しくは
水蒸気を導入する親水基導入手段と、同真空容器内に配
設され、この導入された親水基を含むガス若しくは水蒸
気をイオン化するイオン源と、このイオン化された親水
基のイオンを前記被改質材料の表面に照射するイオン照
射手段とを有し、 前記イオン照射手段は、前記被改質材料の表面を部分的
にマスクし、このマスクした領域以外の領域に前記親水
基のイオンを選択的に照射せしめるマスク手段を具えて
構成されることを特徴とする表面改質装置。 3. It has a hydrophobic surface and is chemically stable.
Table for modifying the surface of the material to be modified consisting of organic substances to make it hydrophilic
A surface reforming apparatus, comprising a vacuum container in which the material to be modified is mounted, and the material to be modified.
Gas containing a hydrophilic group in the vacuum container equipped with
A hydrophilic group introducing means for introducing water vapor and a vacuum chamber
The gas or water vapor containing the introduced hydrophilic group is installed.
An ion source that ionizes gas and this ionized hydrophilicity
Ion irradiation for irradiating the surface of the material to be modified with basic ions
Means for irradiating the surface of the material to be modified with the ion irradiation means.
Mask the area and apply the hydrophilic property to the area other than the masked area.
A surface reforming device comprising mask means for selectively irradiating basic ions .
た導電性マスクである請求項3記載の表面改質装置。 4. The mask means is held at ground potential.
The surface modification device according to claim 3, which is a conductive mask .
機物質からなる被改質材料の表面を親水性に改質する表
面改質装置であって、 前記被改質材料が装着される真空容器と、この被改質材
料の装着された真空容器内に親水基を含むガス若しくは
水蒸気を導入する親水基導入手段と、同真空容器内に配
設され、この導入された親水基を含むガス若しくは水蒸
気をイオン化するイオン源と、このイオン化された親水
基のイオンを前記被改質材料の表面に照射するイオン照
射手段と、前記真空容器内に装着された被改質材料に任
意の運動を付与する運動付与手段とを具えることを特徴
とする 表面改質装置。5. It has a hydrophobic surface and is chemically stable.
Table for modifying the surface of the material to be modified consisting of organic substances to make it hydrophilic
A surface reforming apparatus, comprising a vacuum container in which the material to be modified is mounted, and the material to be modified.
Gas containing a hydrophilic group in the vacuum container equipped with
A hydrophilic group introducing means for introducing water vapor and a vacuum chamber
The gas or water vapor containing the introduced hydrophilic group is installed.
An ion source that ionizes gas and this ionized hydrophilicity
Ion irradiation for irradiating the surface of the material to be modified with basic ions
Injection means and the material to be modified installed in the vacuum container.
And a motion imparting means for imparting a desired motion.
And surface modification equipment.
装置において、 前記真空容器内に装着された被改質材料の表面に高エネ
ルギビームを照射してこれを清浄化する清浄化手段を具
えることを特徴とする表面改質装置。6. The surface reforming apparatus according to claim 1, wherein the surface of the material to be modified mounted in the vacuum container is irradiated with a high energy beam to clean it. A surface reforming device, characterized by comprising:
記親水基を含むガス若しくは水蒸気をイオン化したイオ
ンエッチングにて前記被改質材料の表面を清浄化するも
のである請求項6記載の表面改質装置。7. The surface according to claim 6, wherein the cleaning means cleans the surface of the material to be modified by ion etching in which an inert gas, a gas containing the hydrophilic group or water vapor is ionized. Reformer.
された真空容器内に不活性ガスを導入する不活性ガス導
入手段と、同真空容器内に配設されてこの導入された不
活性ガスをイオン化するイオン源と、このイオン化され
た不活性イオンを前記被改質材料の表面に照射するイオ
ン照射手段とを具えて構成される請求項7記載の表面改
質装置。8. The cleaning means and an inert gas introducing means for introducing an inert gas into a vacuum vessel in which the material to be modified is mounted, and the cleaning means are disposed in the vacuum vessel and introduced therein. The surface reforming apparatus according to claim 7, comprising an ion source for ionizing an inert gas, and ion irradiation means for irradiating the surface of the material to be modified with the ionized inert ions.
前記親水基を含むガス若しくは水蒸気をイオン化するイ
オン源が流用され、前記不活性イオンを前記被改質材料
の表面に照射するイオン照射手段は前記親水基のイオン
を前記被改質材料の表面に照射するイオン照射手段が流
用される請求項8記載の表面改質装置。9. The ion source for ionizing the inert gas is an ion source for ionizing the gas containing the hydrophilic group or water vapor, and the ion irradiation means for irradiating the surface of the material to be modified with the inert ions. 9. The surface modification apparatus according to claim 8, wherein an ion irradiation unit that irradiates the surface of the material to be modified with the ions of the hydrophilic group is used.
ーゲットとするスパッタエッチングにて同被改質材料の
表面を清浄化するものである請求項6記載の表面改質装
置。10. The surface reforming apparatus according to claim 6, wherein the cleaning means cleans the surface of the material to be modified by sputter etching targeting the material to be modified.
改質装置において、 前記イオン照射された被改質材料の表面から水分子を除
去する水分子除去手段を更に具えることを特徴とする表
面改質装置。11. The surface reforming apparatus according to claim 1, further comprising water molecule removing means for removing water molecules from the surface of the material to be ion-irradiated to be modified. Surface modification device.
の表面を加熱する加熱手段である請求項11記載の表面
改質装置。12. The surface reforming apparatus according to claim 11, wherein the water molecule removing means is a heating means for heating the surface of the material to be modified.
の表面にプラズマビーム若しくはマイクロ波若しくは超
音波を照射するものである請求項11記載の表面改質装
置。13. The surface modification apparatus according to claim 11, wherein the water molecule removing means irradiates a surface of the material to be modified with a plasma beam, a microwave, or an ultrasonic wave.
に高周波電力若しくは直流電力を供給するものである請
求項11記載の表面改質装置。14. The surface reforming apparatus according to claim 11, wherein the water molecule removing means supplies high frequency power or direct current power to the material to be modified.
有機物質からなる被改質材料の表面を親水性に改質する
表面改質装置であって、 前記被改質材料が装着される真空容器と、この被改質材
料の装着された真空容器内に親水基を含むガス若しくは
水蒸気を導入する親水基導入手段と、同真空容器内に配
設され、この導入された親水基を含むガス若しくは水蒸
気をイオン化するイオン源と、このイオン化された親水
基のイオンを前記被改質材料の表面に照射するイオン照
射手段と、前記イオンが照射された前記被改質材料の表
面に所望の薄膜を形成する薄膜形成手段とを 具えること
を特徴とする表面改質装置。15. A hydrophobic surface and chemically stable
The surface of the material to be modified consisting of an organic substance is modified to be hydrophilic
A surface reforming apparatus, comprising a vacuum container in which the material to be modified is mounted, and the material to be modified.
Gas containing a hydrophilic group in the vacuum container equipped with
A hydrophilic group introducing means for introducing water vapor and a vacuum chamber
The gas or water vapor containing the introduced hydrophilic group is installed.
An ion source that ionizes gas and this ionized hydrophilicity
Ion irradiation for irradiating the surface of the material to be modified with basic ions
Irradiation means and a table of the modified material irradiated with the ions.
A surface reforming device , comprising: a thin film forming means for forming a desired thin film on the surface.
て、 前記薄膜形成手段は、蒸着若しくはメッキ若しくは塗布
によって前記有機物質材料の表面に所望の薄膜を形成す
るものである ことを特徴とする表面改質装置。16. The surface modification device according to claim 15,
The thin film forming means is vapor deposition, plating or coating.
To form a desired thin film on the surface of the organic substance material by
Surface modification apparatus which is a shall.
て、 前記イオン照射手段は、前記有機物質材料の表面を部分
的にマスクするとともに、該マスクした領域以外の領域
に前記親水基を含むガス若しくは水蒸気のイオンを選択
的に照射せしめるものであり、 前記薄膜形成手段は、蒸着若しくはメッキ若しくは塗布
によって前記有機物質材料の表面全体に薄膜を形成する
手段と、該形成した薄膜の表面に粘着テープを貼り付け
る手段と、該張り付けた粘着テープを引き剥がす手段と
を有してなる ことを特徴とする表面改質装置。17. The surface modifying apparatus according to claim 15,
The ion irradiation means partially covers the surface of the organic material.
Area other than the masked area
Select the gas or water vapor ion containing the hydrophilic group
The thin film forming means is vapor deposition, plating or coating.
To form a thin film on the entire surface of the organic material by
Means and affixing an adhesive tape on the surface of the formed thin film
And means for peeling off the adhered adhesive tape
Surface modification apparatus characterized by comprising a.
形成方法において、 前記薄膜形成手段は、前記有機物質材料の表面を部分的
にマスクする手段と、該マスクした領域以外の領域に蒸
着若しくはメッキ若しくは塗布によって薄膜を形成する
手段とを有してなる ことを特徴とする表面改質装置。18. A thin film on the surface of an organic substance according to claim 15.
In the forming method, the thin film forming means partially covers the surface of the organic material.
Masking means and the area other than the masked area.
Form a thin film by coating, plating or coating
Surface modification apparatus characterized by comprising a means.
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Publication number | Publication date |
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JPH093220A (en) | 1997-01-07 |
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