Koncepcja PVD

PVD = Physical Vapour Deposition (fizyczne osadzenie z fazy gazowej)

 

  • KRÓTKA HISTORIA:

Po wielu latach badań nad procesami szczególnie w Rosji i Niemczech, inżynieria powierzchni została rozwinięta i uprzemysłowiona od lat 80-tych.

PVD jest obecnie stosowane w różnych gałęziach przemysłu, takich jak półprzewodniki, optyka, szkło, narzędzia skrawające i zastosowania dekoracyjne. Najnowsze osiągnięcia to powłoki trybologiczne i ogniwa słoneczne.

 

pvd target bonded onto backing plate cup  Titanium aluminium PVD target ti al  Aluminium titanium silicon PVD target al ti si

Target chromowy (Cr)                                   Target tytan-aluminium  (TiAl)             Target aluminium-tytan-krzem (AlTiSi)

 

 

  • PODSTAWOWA ZASADA:

Wszystkie procesy, które umożliwiają przeniesienie z materiału na poziom atomowy w warunkach próżni to PVD.

Powstaje w ten sposób cienka warstwa o grubości od kilku nanometrów do około 10 mikronów.

 

  • Procesy PVD:
    • Rozpylanie magnetronowe:
  1. Wysoka próżnia → wprowadzanie z gazu obojętnego (argonu lub azotu).
  2. Zjonizowany gaz (Ar+) → Jony uderzają w target, który jest naładowany ujemnie.
  3. Rozerwane atomy → pokrywają podłoże.

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 wolfram-węglik (WC)                                  Target krzem-aluminium (SiAl)                     Target aluminium-chrom (AlCr)

 

    • Parowanie za pomocą łuku katodowego:
  1. Wysoka próżnia → wprowadzanie z gazu obojętnego (argonu lub azotu).
  2. Łuk elektryczny jest inicjowany na tarczy.
  3. Strumień elektronów uderza w katodę.
  4. Ogrzewanie skupione → odparowywanie z materiału pokrywającego podłoże.

Cathodic arc evaporation

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

Target aluminium-tytan (AlTi)                                         Target tytanowy (Ti)                                  Target chromowy (Cr)

 

    • Parowanie metodą Joule’a i wiązką elektronów:
  1. Kształt materiału to granulki lub druty, załadowane do tygla.
  2. Wysoka próżnia.
  3. Tygiel jest ogrzewany przez opornik lub materiał w nim umieszczony jest uderzany działem elektronowym.
  4. Odparowanie i następnie kondensacja na podłożu.

Ebeam

 

Ceramic insulator alumina boron nitride mica  Graphite target  Ceramic cap

Izolator ceramiczny (Al2O3)                                             Target grafitowy (C)                                         Część ceramiczna