Derphysikalische Gasphasenabscheidung(PVD) Bei diesem Prozess handelt es sich um eine Gruppe von Dünnschichtprozessen, bei denen ein Material in einer Vakuumkammer in seine Dampfphase umgewandelt und als schwache Schicht auf einer Substratoberfläche kondensiert wird.Mit PVD können verschiedenste Beschichtungsmaterialien wie Metalle, Legierungen, Keramiken und andere anorganische Verbindungen aufgetragen werden.Mögliche Substrate sind Metalle, Glas und Kunststoffe.PVD-Verfahrenstellt eine vielseitige Beschichtungstechnologie dar, die auf eine nahezu unbegrenzte Kombination von Beschichtungsstoffen und Trägermaterialien anwendbar ist.
PVD-Klassifizierung
Es wird grob in drei Kategorien eingeteilt:
Vakuumverdampfung
Vakuumverdampfungsprozess
Sputtern
Sputterprozess
Ionenplattieren
Ionenplattierungsprozess
Die folgende Tabelle 1 enthält eine Zusammenfassung dieser Prozesse.
| S.NEIN | PVD-Prozess | FEssen und Vergleiche | CoaMaterialien |
| 1 | Vakuumverdampfung | Die Ausrüstung ist relativ kostengünstig und einfach;die Ablagerung von Verbindungen ist schwierig;Beschichtungshaftung nicht so gut wie bei anderen PVD-Verfahren. | Ag, Al, Au, Cr, Cu, Mo, W |
| 2 | Sputtern | Eine bessere Streufähigkeit und Beschichtungshaftung als bei der Vakuumverdampfung können Verbindungen beschichten, langsamere Abscheidungsraten und eine schwierigere Prozesskontrolle als bei der Vakuumverdampfung. | Al2O3, Au, Cr, Mo, SiO2, Si3N4, TiC, TiN |
| 3 | Ionenplattieren | Beste Abdeckung und Schichthaftung von PVD-Prozessen, komplexeste Prozesssteuerung, höhere Abscheidungsraten als beim Sputtern. | Ag, Au, Cr, Mo, Si3N4, TiC, TiN |
Zusammenfassend bestehen alle physikalischen Gasphasenabscheidungsprozesse aus den folgenden Schritten:
1. Synthese des Beschichtungsdampfes,
2. Dampftransport zum Substrat und
3. Kondensation von Gasen auf der Substratoberfläche.
Diese Schritte werden in einer Vakuumkammer durchgeführt, sodass dem eigentlichen PVD-Prozess eine Evakuierung der Kammer vorausgehen muss.
Anwendung von PVD
1.Zu den Anwendungen gehören dünne dekorative Beschichtungen auf Kunststoff- und Metallteilen wie Trophäen, Spielzeug, Kugelschreibern und Bleistiften, Uhrengehäusen und Innenverkleidungen in Automobilen.
2. Bei den Beschichtungen handelt es sich um dünne Aluminiumfilme (ca. 150 nm), die mit Klarlack beschichtet sind, um ein hochglänzendes Silber- oder Chrom-Erscheinungsbild zu erzielen.
3. Eine weitere Verwendung von PVD ist das Aufbringen von Antireflexionsbeschichtungen aus Magnesiumfluorid (MgF2) auf optische Linsen.
4.PVD wird bei der Herstellung elektronischer Geräte eingesetzt, hauptsächlich zur Abscheidung von Metall zur Herstellung elektrischer Verbindungen in integrierten Schaltkreisen.
5. Schließlich wird PVD häufig zur Beschichtung von Schneidwerkzeugen und Kunststoffspritzgussformen mit Titannitrid (TiN) zur Verschleißfestigkeit eingesetzt.
Vorteile
1. PVD-Beschichtungen sind teilweise härter und korrosionsbeständiger als galvanisch aufgebrachte Beschichtungen.Die meisten Beschichtungen weisen eine hohe Temperatur- und Schlagzähigkeit sowie eine hervorragende Abriebfestigkeit auf und sind so langlebig, dass schützende Deckbeschichtungen selten erforderlich sind.
2. Fähigkeit, praktisch jede Art von anorganischen und einigen organischen Beschichtungsmaterialien auf einer ebenso vielfältigen Gruppe von Substraten und Oberflächen mit einer Vielzahl von Oberflächenbehandlungen zu verwenden.
3. Umweltfreundlicher als herkömmliche Beschichtungsverfahren wie Galvanisieren und Lackieren.
4. Zum Aufbringen eines bestimmten Films kann mehr als eine Technik verwendet werden.
Nachteile
1. Spezifische Technologien können Einschränkungen mit sich bringen;Beispielsweise ist die Sichtlinienübertragung typisch für die meisten PVD-Beschichtungstechniken, einige Methoden ermöglichen jedoch die vollständige Abdeckung komplexer Geometrien.
2. Einige PVD-Technologien laufen bei hohen Temperaturen und Vakuum und erfordern besondere Aufmerksamkeit vom Bediener.
3. Um große Wärmelasten abzuleiten, ist häufig ein Kühlwassersystem erforderlich.
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Zeitpunkt der Veröffentlichung: 07.10.2023