2013年6月30日日曜日

スパッタチャンバの改造

 
スキャナから取り外した表面ミラーを使って光共振器用のミラーを作っておりましたが、付けたり外したりを繰り返しているうちに表面が汚れてきました。もとより何のミラーかわからない(多分銀だろうと思ってはいますが、アルミかもしれない)ので、10umの反射についても良くわからないままです。
 ミラーには銅を使うのがよいということはわかっているのですが、作業台を作って引越ししたあとはスパッタ装置をおくにしまっていたのでミラーを作っていませんでした。
参号管もミラー調整の段階まで来ましたので、この機会にちゃんとした銅のミラーを作ることにしました。
ということで、チャンバとMOT(電子レンジトランス)を引っ張り出しました。んで、組み付けを行っているうちに改造のアイデアがいろいろと湧いてきましたので実行することに。やはりしばらく離れていても頭の中ではアイデアの熟成が進んでいるのだとつくづく思った次第です。

ということで、使うことにしたのがこれ。ハードオフで300円で買っておいたCPUクーラーです。CPU密着面が厚さ4mmくらいの銅のいたになっています。ターゲットとしては最高の形で、しかも全体を冷却できる構造になっています。CPUファンですから当たり前ですが。


スパッタのターゲットというのは、プラズマ化したイオン(私の場合はガスを導入しませんので、残留する窒素イオンです)が激しく衝突するために非常に熱くなります。放熱対策をせずに真空中で長時間通電すると銅が溶け始めるほどです。
 で、こんな風にしてはどうかと。積極的にターゲットを冷やすことが出来ます。


さらに、MOTの入力もコンセントにして。


絶縁にも気を配ります。こっちは一時側で高々AC100Vなのでたいしたことはないのですが(笑


で、いつもの構成でシリコンゴムの枕を使って基板をセットします。


上部の対極が+極になるように高電圧ダイオードを取り付けます。


放電するとこんな感じ。


ファンをまわすといい感じにターゲットが冷やされます。すばらしい。
チャンバ側は冷えませんので、扇風機で風を送ります。


 で、スパッタは出来るのですが、いまいちスピードが遅いです。そして、シリコンゴムの枕をしているためかムラも結構あります。接写を撮り忘れたのですが、この下の写真の右上に写っているようなものが出来ます。以前にご紹介したとおりですね。

で、これでは気に食わないということで、暖めてきたアイデアを実行することに。チャンバを作り直します。
まず、小ぶりのビン(多分ブルーベリージャム)に手前のダイヤモンドビットで穴を開けていきます。先が球になっているビットはたくさん買ったのでいくらでも思い切って使えます。


横には真空排気用の、


底には対極用の穴を開けます。


今回の工夫はここから。
底に開けた穴に毛細管ガラス6mmφを切ったものを差し込んで接着剤で固定します。


反対側には真ん中に穴を開けたガラス板を接着します。これがきばんを乗せるステージになります。


で、毛細管の中に電線を通して底の穴を接着剤で密封します。ここは電線交換のためにエポキシではなくゴム系の取り外せる接着剤を使います。


ステージまで電線を引き出します。


で、電線に接触するようにワッシャを置きます。これが対極(+極)になります。そしてそのワッシャの上にミラーにする基板を置きます。


このような構成にすることで、基盤はターゲット側ではなく対極側に移動します。ターゲット上に枕を置いて基板を乗せていた今までの状態とは異なり、基盤の前面に銅がスパッタされるはずです。

ターゲットも上下逆の配置になります。冷却という点でも本来のCPUファンの使い方になりますので効率は良いと思われます。


で、CPUファン側をマイナス、基板ステージ側をプラスにして通電し、プラズマを発生させます。


いい感じです。基板がターゲットから7mmくらいしか離れていないので下から見ても良くわかりません。


10分ほどそのままスパッタを続けます。プラズマは安定しています。


全体の構成、およびスパッタの様子がわかる動画です。 


10分間のスパッタを終了し、基板を取り出します。
 

  出来上がった基板です。これは良いです。このまま使えそうです。


 更なる改造案として、基板ステージの放熱改善があります。
今回の改造でターゲット側は冷却されるようになりましたが、対極側はガラスのステージということで熱がほとんど逃げません。発熱はターゲット側ほどではないにしろ、プラズマの中に置かれるわけですから200℃くらいにはすぐ上がると思われます。
発熱してもチャンバが壊れるということは無いと思いますが、基板が加熱されすぎると銅の膜が酸化する可能性が高くなります。時間がかかるとさらにそのリスクは上昇します。
ということで、このレイアウトできれいなミラーが得られることが明らかになりましたので、次はステージの改善をしたいと思います。
また、チャンバの作り直しですがそれもまたタノシ。



参号管気密確認

 
 参号管は放電実験はすでに終了しておりますが、気密の維持がいまいちのようですので、原因を特定することにしました。気密がいまいちなのはポンプの音を聞いていればわかりますし、放電させたままポンプを停止すると十秒も持たずに放電がとまりますのでわかります。
 怪しいのはミラーマウントモジュールのOリングです。黄銅チーズは単体で気密テストをしていますし、レーザ管との接合部はこれでもかというくらいに接着剤を付けておりますので大丈夫のはず。

ということで、ミラーを外して黄銅チーズ側に固定しているフランジ部分にシリコンゴムシートをあてて真空引きしてみました。

こっちと、

反対側。


この状態ではほとんど漏れらしい漏れは無いようです。やはりOリングですね。
ポンプを切ってしばらく時間を空け、再度ポンプを入れてみてもほとんど音に変化がありません。真空度が下がっていると「コポコポコポ...」という音がするのですが、まったくしません。

ということで、ミラー調整部はもう一段の工夫が必要のようです。

こんなもの作ってみました

 
 このときに買って衝撃を受け、そのまま放置されていたものをなんとか役立てようとこんなものを作ってみました。


組み立てるとどれもまともに使えるものはないのですが、パーツはこのようにいろいろと使えそうなものがたくさんあるのです。全部キコキコしてますが。



まずガラス管を切断するためのダイヤモンドカッターです。

 
木工旋盤の土台を変えて、チャックを付けて、100円ショップで買ったダイヤモンドカッターを取り付けました。スピンドルの反対側にはグラインダを取り付けています。
切断と断面の処理が同時にできるというものです。そこそこのパワーで回りますので思いのほか便利に使えております。

 

 お次は、XZステージ。共振器の調整をするときに基準レーザを保持させ、微調整が出来るようにと作ってみました。


これもすべて これらのパーツから作ったものです。
格好だけはそれなり^^;


2013年6月29日土曜日

楽天アフィリエイトをおいてみました

 
会社の同僚から勧められ、左側のメニューの下に楽天アフィリエイトを置いてみました。
ここにある楽天モーションウィジェットというやつで、ふれこみによるとブログの内容に応じた商品が掲載されるとなっております。
二日ほど経過した時点で見てみると、
  • ボール盤
  • 超音波トランスデューサー
  • ブレッドボード
  • 磁界立体観察装置
  • 銅製杭
  • ブチルテープ
  • ドラム缶
と、なかなか偏った商品群です。これは良い。
でも、それらに混じって健康食品やら屋根の葺き材(バリ島直輸入!アランアラン!)なんてものもあります。
むむむ、ということで、楽天のページを見ておりますとこんな情報が、

Q:楽天モーションウィジェットの「掲載したページの内容にマッチした商品」で、自分で表示させたい商品の表示精度を向上することはできますか?

A:楽天モーションウィジェットを貼ったページ上で、認識させたいテキストを以下のHTMLタグ

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ほほう。これは面白い。
ということで早速やってみることにします。

やはりこのブログとしてはこれらのキーワードは外せません

電子工作PICマイコンレーザ高電圧CNC3Dプリンタ計測器ハンダゴテ実験理化学工作
これらはすでに上記タグで囲ってあります。この先の広告の表示変化を見てみたいと思います。

2013年6月23日日曜日

参号管放電実験

 
仮固定していた保持金具を木ネジで本止めしました。


左側も


ミラーを仮止めします。


 電源をつないで、





 レーザ管に接続します。


全体はこんな感じ。


真空引きして放電させてみました。今回の構造でも放電は問題なく行われるようです。
画像を撮影するのが難しいのですが、放電は思惑通りガラス管の内側に挿入したソケットの先端から生じています。黄銅チーズの内部にはプラズマはありませんので、ミラーがスパッタで汚れるということは無いと思われます。
ただ、放電はソケットの先端から均一に生じているわけではなく、円周の1/3くらいに放電している部位があるような感じです。しかしながら、プラズマは電極から少し離れると管の断面に均一に広がっているように見えますので、おそらく問題は無かろうと思っております。
まだリークが少しあるようですので、そこをつぶしてからミラー調整に入りたいと思います。

最後に放電時の動画を。

 

2013年6月22日土曜日

レーザディスクの分解

 
HardOFFをうろうろしていたら、レーザディスク CLD-K80を見つけました。
前々から古いレーザディスクを探していたのです。なぜならば古いタイプのレーザディスクにはHe-Neレーザが使われている事があり、うまく行くと格安でHe-Ne レーザが手にはいるかもしれないのです。
残念ながら見つけたものはCDプレーヤーとコンパチのもの、すなわちレーザ光源は赤外のLDのものでした。
まあいいやということで、750円を支払って持ち帰り。
早速分解しました。

これ。


 レーザディスクとしては後期に生産されたものの模様。


天板を外します。ごつい作り。


トレイを出しておいて、


筐体周りのネジを取っ払って行きます。


信号処理基板を外すとマザーが見えます。


メカ部を取っ払います。


金属フレームの塊です。重たいはずだ。
基板を全部外して本体は終わり。


フロントパネルです。ここだけで基板が5枚くらい入っています。
今こんな設計していたら確実に首ですな。


こちらも全部基板を外しました。


次にピックアップ。でかいです。


ばらします。


半導体レーザでした。点けてみてないけどおそらく赤外です。708nm位かな。」


使えそうな光学部品を回収します。


モータは3個入っていました。メインのモータはグラインダか何かを作るのに使えそうです。


ということで、まずまずの収穫でした。
基板の上には懐かしいアナログICがたくさん載っているようなので、暇を見て分解・回収したいと重います。

2013年6月16日日曜日

参号管組み立て

 
ウォシュレットの修理のためにしばらく放置になってしまったCO2レーザ管の作製を続けます。
参号管構造検討で途中まで組み立てておりましたが、どうしても固定がいまいちの剛性感でしたので作りなおす事にしました。設計思想は変わっておりませんので、そのまま参号管ということで行きたいと思います。

剛性感の向上、といえばかっこいいですが、要はちゃんと固定するということです(笑
このようなアルミのアングルに穴を開けたものを使う事にしました。このアングルはGoodayでひとつ94円という安さで売っております。弐号管でも使っておりましたが、そのときは穴ではなくU字型に溝を切っておりました。それだとどうしても浮きが発生してぐらつきますので、今回は穴にしたというわけです。


ただし、穴にすると黄銅チーズに銅管を一度固定してしまうと外せなくなるという欠点があります。銅管に固定用のそろばん玉パーツが食い込んで動かなくなるのです。よって、改造するときは銅管やガラス管を切断する必要があります。
こんな感じに固定しますと、アングルの穴に銅パイプが通り、写真の右側にはミラーマウントモジュールが接着され、左側はそろばん玉が食いこむということで、アングルを再利用するには銅管を切断するか、ミラーマウントモジュールを無理やりひっぺがす必要があります。
まあ、レーザ管の組み立ても何度か行って慣れてきましたのでそれほど組み替えの必要も無くなるだろうとだろうという楽観で進めます。


レーザ管(ガラス管)を固定する側のパーツを作ります。参号管ではガラス管の内側に電極を押し込む設計です。


銅パイプの酸化膜をフラックスで剥ぎ取って、


ソケットをバーナーで熱します。


パイプを突っ込んでハンダを流し込みます。
冷ませば完成です。


こんな感じにアングルに差し込んで、


ナットとそろばん玉を入れます。


黄銅チーズに締め込めば出来上がり。こちら側もアングルを再利用するには銅パイプを切断するか、ソケットを再加熱してハンダを溶かして外すかしかありません。


両側を同じように作ります。


アングルの穴位置を合わせているので、向かい合わせるとぴったりと位置が合います。
良い感じ。


ここで機密性のテストを行います。以前原因不明のリークに悩まされましたので、ステップ毎の確認は大切です。この慎重さが仕事にもあれば...^^;


確認が済んだらマウントに固定していきます。まずはシャコ万で仮固定。


全反射ミラーをつけたりして。


位置が出たらレーザ管を接着します。ソケットの外側にエポキシをまんべんなく塗って、ガラス管内に挿入します。接着剤がいきわたるようにガラス管を回転させます。


反対側も同じように接着。


再度微調整をした後に、アングルを木ネジで固定します。ここはまだ一本だけで。シャコ万はつけたままにします。


反対側も同様に。


こんな感じになりました。
黄銅チーズの3本の枝分かれをすべて固定しましたので、今までに無い剛性感、というかまったくぐらつきがありません。これは一度ミラーを調整すればそうそうずれる様なことは無いでしょう。


接着剤がしっかりと固まるようこのままで放置します。
来週は通電実験が出来そうです。