●Fターム (FT)
1.4 技術開発の課題と解決手段
1.4.7 成膜操作および装置
成膜操作および装置の課題と解決手段を図1.4.7に示す。さらに、具体的課題および解 決手段に対応する出願状況を表1.4.7‑1に示す。また、課題と解決手段に対応する出願人 状況を表1.4.7‑2に示す。
2 18 3 9 27
2 8 2 7 32
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
図 1.4.7 成膜操作および装置の課題と解決手段
装 置 の 構 成 ・ 構 造
成 膜 条 件 の 制 御
前 処 理 ・ 後 処 理
成 膜 操 作
皮 膜 の 構 造
皮 膜 の 構 成
皮 膜 原 料 の 選 択
皮 膜 の 材 質 ・ 特 性
基 体 表 面 の 性 状
基 体 材 質 の 選 定
解決手段
基体の特性 皮膜の特性 成膜操作・装置
機械的機能の付与 熱的・化学的 機能の付与 複合機能の付与 意匠性・電磁 気的機能の付与 皮膜の品質向上 密着性の向上 被覆物の品質向上 成膜操作・制 御性の向上 コスト低減・
生産性の向上 課 題 経 済 性 の 向 上 品 質 の 向 上
1991 年 １ 月 以 降 出 願 さ れ 2003 年 ７ 月 ま で に 公 開 さ れ た 特 許 ・ 実 用 新 案
表 1.4.7‑1 成膜操作および装置の課題と解決手段に対応する出願件数
成膜操作および装置においては、操作性および制御性を向上すること、成膜コストの低 減および生産性の向上が課題である。特に成膜精度の向上と成膜効率の向上が主な課題で ある。これらの課題に対して、成膜操作の改善および成膜装置の構造の改良によって解決 を図ろうとする試みが主なものとなっている。
企業別に出願件数の多いほうから挙げると、三菱重工業、松下電器産業、東芝およびキ ヤノンの順となっている。
三菱重工業においては、成膜操作性・制御性の向上が課題とされ、その解決手段として は、成膜操作、前処理・後処理、成膜条件の制御、装置の構成・構造などさまざまな手段 が採られている。
これに対して、松下電器産業、新日本製鐵および東芝の３社は、成膜操作性・制御性の 向上とコスト低減・生産性の向上とが同じように課題とされており、これに対しては、成 膜条件の制御および装置の構成・構造によって解決を図ろうとしていることが見られる。
一方キヤノンは、コスト低減・生産性の向上に比重があり、その解決手段としては成膜 条件の制御と装置の構成・構造によるものが多いことが分かる。
基 体 と 皮 膜 と の 組 合
被 膜 部 位
・ 範 囲 の 特 定
複 層 / 皮 膜 の 組 合 せ
傾 斜 組 成 層
繰 返 し / 交 互 積 層
中 間 層 の 材 質
・ 組 成
・ 構 造
下 地 層 の 材 質
・ 組 成
・ 構 造
表 面 層 の 材 質
・ 組 成
・ 構 造
皮 膜 組 織 の 構 造
結 晶 粒 子 の 形 状
分 散 構 造
そ の 他 の 構 造
成 膜 方 法
・ 工 程 の 選 択
成 膜 条 件 の 操 作
基 体 表 面 の 硬 化
基 体 表 面 の 清 浄 化
・ 平 滑 化 等
槽 内︑ 反 応 室 の 前 処 理
膜 質 の 改 善
皮 膜 表 面 の 硬 化
・ 改 質
温 度
・ 圧 力 の 制 御
時 間
・ 流 量 等 の 制 御
装 置 の 構 成
装 置 の 構 造
成膜精度の向上 2 6 6 2 4 2 4 13
成膜操作の信頼
性・安全性の向上 2 2 1 1 4 4
制御性の向上 2 1 1
成膜条件の緩和 1 1
成膜効率の向上 3 1 2 2 2 13 15
稼働率の向上 1 1 1 1
成膜コストの削減 1 1 1
被覆物・装置に対
するコスト削減 1 1 1 3
皮 膜 の 構 成
皮 膜 の 構 造
成 膜 操 作
・ 制 御 性 の 向 上
コ ス ト 低 減
・ 生 産 性 の 向 上
成 膜 条 件 の 制 御
装 置 の 構 成
・ 構 造 成
膜 操 作
前 処 理
・ 後 処
解決手段
理課題
表 1.4.7‑2 成膜操作および装置の課題と解決手段に対応する出願人
解 決 手 段
皮 膜 の 特 性 成 膜 操 作 ・ 装 置
課 題
皮 膜 の 構 成 成 膜 操 作 前 処 理 ・ 後 処 理 成 膜 条 件 の 制 御 装 置 の 構 成 ・ 構 造
成膜操作・制御性の向上
2
神 戸 製 鋼 所 東 芝 機 械
18
ト ヨ タ 自 動 車 2 三 菱 重 工 業 2 東 芝 タ ン ガ ロ イ 2
Ｊ Ｆ Ｅ +東 芝 機 械 カ − ル ・ ツ ァ イ ス ・ ス チ フ ツ ン グ
キ ヤ ノ ン サ − マ テ ッ ク Ｉ Ｎ Ｔ Ｅ Ｒ Ｎ ズ ル ツ ァ − ・ イ ノ テ ッ ク フ ォ − ド ・ グ ロ
− バ ル ・ テ ク ノ ロ ジ − ズ UT 山 口 県 川 崎 重 工 業 藤 田 和 憲 日 鉄 ハ − ド 富 士 電 気 化 学
3
三 菱 重 工 業 2 産 業 技 術 総 合 研 究 所
9
新 日 本 製 鐵 2 バ ブ コ ッ ク 日 立 パ ス カ ル 三 菱 重 工 業 住 友 金 属 鉱 山 松 下 電 器 産 業 日 立 製 作 所 豊 田 中 央 研 究 所 + ト ヨ タ 自 動 車
27
三 菱 マ テ リ ア ル 2 東 芝 2
富 士 電 機 2
エ − リ ッ ヒ ・ ベ ル ク マ ン エ ヌ テ イ エ ヌ
ド ク ト ア ・ エ − バ − ハ ル ト ・ モ ル
ニ コ ン ベ カ エ ル ト
ラ イ ム ズ +日 本 電 子 工 業 旭 コ マ グ
三 社 電 機 製 作 所 三 島 光 産
三 菱 化 学 +ユ − テ ッ ク 三 菱 重 工 業
松 下 電 器 産 業 新 日 本 製 鐵 第 一 高 周 波 工 業 東 芝 +東 芝 タ ン ガ ロ イ
東 芝 タ ン ガ ロ イ + ナ ノ テ ッ ク + ウ エ キ コ − ポ レ − シ ョ ン
日 新 製 鋼 日 新 電 機
日 本 空 圧 シ ス テ ム 日 本 製 鋼 所 富 士 通
経済性の向上
コスト低減・生産性の向上
2
ヤ マ ハ 発 動 機
ス ズ キ 8
サ ン デ ィ ア ジ − メ ン ス バ ブ コ ッ ク 日 立 香 川 県 +ユ − ミ ッ ク +産 業 技 術 総 合 研 究 所
島 津 製 作 所 日 新 製 鋼 日 本 碍 子 日 本 電 装
2
松 下 電 器 産 業 神 戸 製 鋼 所
7 キ ヤ ノ ン シ チ ズ ン 時 計 Ｇ Ｅ
デ ィ バ − シ フ ァ イ ド ・ テ ク ノ ロ ジ − ズ
古 河 電 気 工 業 新 日 本 製 鐵 富 士 電 機
32
ア イ シ ン 精 機 2 キ ヤ ノ ン 2 タ カ タ 2 ア ネ ル バ
ウ ン ア ク シ ス ・ バ ル ツ エ ル ス カ ミ ン ス ・ エ ン ジ ン
ゴ ロ コ フ ス キ − ・ ウ ラ ジ ミ − ル ア イ
サ ン ド ビ ッ ク シ チ ズ ン 時 計 ス ル フ ア ス ・ Ｅ Ｎ Ｇ
ド − マ − ・ ツ − ル ス ・ シ ェ フ ィ
− ル ド ポ − ラ イ ト
ユ − ハ 味 覚 糖 精 密 工 学 研 究 所 +森 勇 蔵
Ｕ Ｔ
安 川 電 機 製 作 所 永 田 鉄 工
環 宇 真 空 科 技 股 ふ ん 三 菱 化 学
三 菱 重 工 業 松 下 電 器 産 業 新 日 本 製 鐵 太 平 洋 セ メ ン ト 第 一 高 周 波 工 業 島 津 製 作 所
東 芝 +東 芝 タ ン ガ ロ イ 東 芝 エ ン ジ ニ ア リ ン グ 陶 通
日 新 電 機 日 立 化 成 工 業
1.5.1 注目特許の抽出
表 1.5.1 に金属表面の硬質皮膜形成技術に関する特許で引用された回数の多い特許を注 目特許として示す。
表 1.5.1 注目特許リスト(1/8) 特許番号
出願人 発明の名称
出願日
被引 用回 数
自社 引用
他社 引用
引用した特許の出願
人 概要
特許 3052586 三菱マテリアル 耐チッピング性にすぐれ た表面被覆炭化タングス テン基超硬合金製切削工
具 92.06.25
93 89 4 三菱マテリアル(89) 住友電気工業(4)
表 面 被 覆 炭 化 タ ン グ ス テ ン 基 超 硬 合 金 製 切 削 工 具 に お い て 、 硬 質 被 覆 層 を 、 炭 窒 化 チ タ ン の 単 層 ま た は ２ 層 以 上 の 積 層 か ら な る 下 部 層 の 構 成 層 の い ず れ も が 、 (a)～ (c)の う ち の い ず れ か の 層 構 造 を も つ も の と す る 。 (a) 下 側 が 粒 状 結 晶 組 織 、 上 側 が 縦 長 成 長 結 晶 組 織 、 (b) 下 側 が 粒 状 結 晶 組 織 、 中 間 が 縦 長 成 長 結 晶 組 織 、 上 側 が 粒 状 結 晶 組 織 、 (c) 下 側 が 縦 長 成 長 結 晶 組 織 、 上 側 が 粒 状 結 晶 組 織
特許 2927181 三菱マテリアル 硬質被覆層がすぐれた層 間密着性を有する表面被 覆炭化タングステン基超
硬合金製切削工具 94.05.31
49 49 0 三菱マテリアル(49) 炭 化 タ ン グ ス テ ン 基 超 硬 合 金 基 体 の 表 面 に 、 粒 状 結 晶 組 織 を 有 す る TiN か ら な る 第 １ 層 、 縦 長 成 長 結 晶 組 織 を 有 す る TiCN 炭 窒 化 チ タ ン か ら な る 第 ２ 層 、 粒 状 結 晶 組 織 を 有 す る TiCO または TiCNO からなる第３層、
お よ び カ ッ パ ー 型 結 晶 が 50 容 量 ％ 以 上 を 占 め 残 り が ア ル フ ァ 型 結 晶 か ら な る 混 合 組 織 ま た は 実 質 的 に カ ッ パ ー 型 結 晶 組 織 を 有 す る Al2O3 か ら な る 第 ４ 層 で 構 成 さ れ た 硬 質 被 覆 層 を ３ ～ 30μm の 範 囲 内 の 所 定 の 平 均 層厚で形成する。