CVDコーティングとは
CVD（Chemical Vapor Deposition：化学気相成長）コーティングは、化学反応を利用した成膜技術です。
大気圧から中真空（100～10⁻¹ Pa）の環境下で、ガス状の原料を処理装置内に導入し、熱、プラズマ、光などのエネルギーを加えることで化学反応を励起・促進させ、薄膜や微粒子を合成します。そして、これらを基材や基板の表面に吸着・堆積させることで、超硬質なセラミック化合物の膜を化学的に形成します。
特に熱化学蒸着法では、900～1100℃の高温環境下で、単層または多層の機能性セラミック膜をコーティングすることが可能です。こうして得られた高硬度かつ高密着力のセラミック膜により、素材の耐摩耗性や耐熱性などの性能を飛躍的に向上させることができます。
CVDコーティングの機能
すべり性／耐薬品性／耐熱性／ 撥水・撥油性／親水性／耐摩耗性／ 電気特性／寸法安定性
CVDコーティングの特長
| 色調 | ダークゴールド |
| 膜厚 | 5～8μm |
| 密着力Lc値 | 90N以上 |
| 硬度HV | 3000～4000HV |
| 摩擦係数 | 0.25～0.45 |
CVD成膜の主な用途と膜種
半導体・電子デバイス分野
- 絶縁膜・保護膜：酸化シリコン（SiO₂）、窒化シリコン（Si₃N₄）など
- ゲート絶縁膜、配線層の絶縁、バリア膜、ハードマスクに使用
- 導電膜・配線材料：タングステン（W）、銅（Cu）、アルミニウム（Al）など
- 六フッ化タングステン（WF₆）などのガスを用いて形成
- 化合物半導体膜：GaN、InP、AlNなど
- MOCVD（有機金属CVD）によるLEDや高周波デバイスの製造に活用
工具・機械部品分野
- 耐摩耗膜・硬質膜：窒化チタン（TiN）、窒化炭素（CN）、窒化クロム（CrN）など
- 切削工具の刃先、ギアの接触部、金型表面にコーティング
- 高硬度・高密着性により寿命延長と性能向上
太陽電池・エネルギー分野
- 透明導電膜：インジウム・スズ酸化物（ITO）など
- 太陽光パネルやディスプレイの電極に使用
- 反射防止膜・保護膜：SiO₂、TiO₂など
- 光学特性の制御と耐久性向上に寄与
ディスプレイ・光学デバイス分野
- 液晶ディスプレイ（LCD）・有機EL（OLED）：バリア膜、保護膜
- 均一な薄膜形成により画質と耐久性を向上
- レンズ・ミラーの光学膜：反射防止膜、硬質コート膜
- プラスチックレンズやフィルムの表面保護に使用
その他の応用
膜種と成膜方式の選定ポイント
- 熱CVD：高温処理が可能な基板向け。膜の密度と結晶性が高い。
- プラズマCVD（PECVD）：低温処理が可能。基板へのダメージが少ない。
- MOCVD：有機金属原料を用いた化合物半導体の成膜に最適。
膜種の選定は、使用環境・目的・基材の材質に応じて慎重に行う必要があります。
CVDコーティングに関するQ＆A
CVDコーティングとはどのような処理ですか？
CVD（Chemical Vapor Deposition：化学蒸着）は、反応性ガスを高温で化学反応させ、基材表面に高硬度・高耐熱のセラミック膜を形成する技術です。PVDよりも厚く、密着性と耐久性に優れ、工具・金型・摺動部品など過酷な環境で使用されます。
CVDコーティングの特長は何ですか？
CVDには以下の特長があります。
・非常に高い硬度（HV2000〜3500）
・高温環境に強い（800〜1000℃級）
・耐摩耗性・耐酸化性が極めて高い
・膜厚が厚く、耐久性に優れる（5〜20μm）
・密着性が高く、剥がれにくい
・化学的に安定し、腐食に強い
“高温 × 高摩耗 × 高負荷”の環境で圧倒的な性能を発揮します。
どんな用途で採用されていますか？
CVDは以下のような過酷な環境で使用される部品に採用されています。
■ 切削工具・金型
・超硬工具（耐摩耗・耐熱）
・プレス金型
・パンチ・ダイ部品
■ 自動車部品
・エンジン内部部品（高温・摩耗対策）
・摺動部品（耐摩耗）
■ 半導体・電子分野
・エッチング装置部品（耐薬品・耐熱）
・搬送治具（耐摩耗）
■ 産業機械・設備
・高温摺動部品
・耐摩耗部品
“PVDでは耐えられない環境”で選ばれるのがCVDです。
PVDとの違いは何ですか？
主な違いは以下の通りです。
■ CVD（化学蒸着）
・膜厚：5〜20μm（厚膜）
・高温処理（800〜1000℃）
・密着性・耐久性が非常に高い
・高温・高摩耗環境に最適
■ PVD（物理蒸着）
・膜厚：1〜5μm（薄膜）
・低温処理（150〜500℃）
・寸法変化が少ない
・意匠性・精密部品に最適
“耐久性重視 → CVD”
“寸法精度・意匠性重視 → PVD”
という使い分けが一般的です。
CVDの膜厚はどのくらいですか？
一般的には5〜20μm程度の厚膜です。
膜厚があるため耐摩耗性・耐久性が高く、長寿命化に大きく貢献します。
どんな素材にCVDコーティングできますか？
主に以下の素材に施工できます。
・超硬合金
・工具鋼
・ステンレス
・セラミック
高温処理が必要なため、熱に弱い素材には不向きです。
耐摩耗性はどのくらいありますか？
CVDは非常に高い硬度と厚膜により、摩耗に対して圧倒的な耐久性を持ちます。
切削工具や金型では寿命が数倍に伸びるケースもあります。
どのCVD膜種を選べばいいか迷った場合は？
用途に応じて最適な膜種を選びます。
・耐摩耗 → TiC、TiN
・耐酸化 → Al₂O₃
・耐摩耗＋耐酸化 → TiCN
・高温環境 → Al₂O₃系
・工具向け → 多層CVD（TiN/TiCN/Al₂O₃）
使用環境をお知らせいただければ、最適な仕様をご提案できます。