窒化ホウ素ブッシング

イオン源の環境は、高電圧、高温、プラズマ曝露、真空、腐食性ガスといった過酷な条件が同時に存在することが多く、材料が不安定な場合、問題がすぐに発生します。BNは、これらの条件下でバランスの取れた性能を発揮します。

1. BN絶縁体

代表的な用途：

– アノードとカソード間の絶縁
– 抽出電極間の絶縁
– 高電圧電極の支持絶縁

kVレベルの電圧では、絶縁安定性が極めて重要です。材料がトラッキングや局所的な絶縁破壊を起こすと、システムの信頼性が低下します。BNは体積抵抗率が高く、高電圧下でも安定性を維持します。

2. BNセラミックブッシング

ブッシングは通常、電極がチャンバー壁を貫通する箇所に設置されます。

主な機能：

– 電極をチャンバーから電気的に絶縁する
– 真空チャンバー内の高電圧ロッドを保護する
– 金属同士の直接接触を防止する

簡単に言うと、BNは高電圧を接地構造から分離する役割を果たします。プラズマ照射下では、表面は常にプラズマの衝撃を受けます。BNは一般的に、このような環境下では標準的なアルミナよりも長寿命です。寸法安定性も重要です。イオン源内部の空間は狭く、非常にデリケートな場合が多いからです。

3. 絶縁支持部材

BNはイオン源内部の構造支持部材としても使用されます。

例えば：

– 電極位置決め支持部材
– フィラメントホルダー
– ヒーターブラケット

これらの部品は高温域で動作することが多く、材料が過度に膨張したり、亀裂が生じたりすると、位置ずれが発生する可能性があります。BNは熱膨張係数が比較的低く、加工も容易です。AlNと比較すると、複雑な形状の部品の加工において、BNははるかに加工性に優れています。