Concetto di PVD

PVD = P hysical V apour D eposition

 

  • UNA BREVE STORIA :

Dopo molti anni di ricerca sui processi soprattutto in Russia e Germania, l’ingegneria delle superfici è stata sviluppata e industrializzata dagli anni ’80.

Il PVD è ora applicato in diversi settori industriali come semiconduttori, ottica, vetro, utensili da taglio e applicazioni decorative. I rivestimenti tribologici e le celle solari sono gli sviluppi più recenti.

Chromium pvd target with copper ring cr Titanium aluminium PVD target ti al Aluminium titanium silicon PVD target al ti si

Target in cromo (Cr)                                           Target in titanio in alluminio (TiAl)             Target in alluminio in titanio (AlTiSi)

 

 

  • CRITERIO BASILARE:

Tutti i processi che consentono il trasferimento da materiale a livello atomico sotto vuoto sono PVD.

Ne risulta un film sottile da pochi nanometri a circa 10 micron di spessore .

 

  • I processi PVD:
    • Spruzzi di magnetron:
  1. Alto vuoto → introduzione da un gas neutro (Argon o Azoto)
  2. Gas ionizzato (Ar+) → Gli ioni stanno colpendo il bersaglio che è caricato negativamente
  3. Atomi lacerati → stanno rivestendo il substrato

a schematic of the DC magnetron sputtering process

PVD target tungsten carbide WC Pvd target silicon aluminium titanium oxide si al tio PVD target aluminium chromium ALCr

Target in carburo di tungsteno (WC)                   Target in alluminio silicio (SiAl)                 Target in alluminio cromo (AlCr)

  • Evaporazione per arco catodico:
  1. Alto vuoto → introduzione da un gas neutro (Argon o Azoto)
  2. L’arco elettrico viene innescato sul bersaglio
  3. Il flusso di elettroni sta colpendo il catodo
  4. Riscaldamento mirato → evaporazione dal materiale che riveste il substrato

Cathodic arc evaporation

Aluminium Titanium pvd target Al Ti Titanium-pvd-target-Ti PVD target chrome Cr

Target in alluminio titanio (AlTi)                                    Target in titanio (Ti)                                       Target in cromo (Cr)

 

  • Evaporazione Joule e fascio di elettroni:
  1. La forma del materiale è costituita da granuli o fili, caricati in un crogiolo
  2. Alto vuoto
  3. Il crogiolo viene riscaldato da una resistenza o il materiale all’interno viene colpito con un cannone elettronico
  4. Evaporazione e successiva condensazione sul supporto

Ebeam

Ceramic insulator alumina boron nitride mica Graphite target Ceramic cap

Isolatore in allumina (Al2O3)                                           Target in grafite (C)                                  Cappuccio in ceramica