Oppervlaktebehandeling op basis van vacuüm dispositie

Uit Technotheek
Ga naar: navigatie, zoeken
Oppervlaktebehandeling op basis van vacuüm dispositie
PVD sputteren.jpg
Eigenschappen
Categorie: Technieken
Originele auteur: Lisanne de Bakker en Rozemarijn Klein Heerenbrink
Jaar: 2009

Inhoud

Beschrijving

PVD -Sputtering
PVD -Sputtering
PVD -Sputtering

Het is een techniek waarbij materialen verdampt worden in een vacuüm. Het vacuüm is nodig om reacties van het verdampte materiaal met de lucht te voorkomen. Het verdampte materiaal slaat daarna neer op het product. Hierdoor kunnen molecuul dunne laagjes worden gemaakt. Vacuüm dispositie is te onderscheiden in 2 soorten, Physical en Chemical Vapor Deposition. PVD en CVD. Als het uitgangsmateriaal vast of vloeibaar is, is er sprake van PVD. En CVD wordt het materiaal in de gasfase toegevoegd. Bij deze twee methodes kunnen weer veel verschillende technieken worden toegepast.

Proces

PVD- Evaporation

Onderverdeling: Vacuüm Dispositie

  • PVD (Physical Vapor Deposition)
    • Sputtering
    • Evaporation
      • Arc Evaporation
  • PACVD (Chemical Vapor Deposition

PVD -Sputtering:

Bij sputteren wordt de kamer gevuld met Argongas en op het materiaal waarvan je een laagje wil wilt hebben staat een spanning. Hierdoor ontstaan er Argon-ionen die met hoge energie op het targetmateriaal botsen en zo atomen vrij maken. Deze neutrale atomen worden als een dunne laag op het product afgezet. Een voordeel van deze manier van "damp" creëren is dat ook niet verdampbare materialen in de gasfase gebracht kunnen worden. Door deze techniek ontstaat een zeer glad oppervlak.

PVD- Evaporation:

Doordat je het materiaal verwarmt waarvan je een laagje wilt aanbrengen, verdampt het. Dit condenseert op het product waarna het een vaste laag vormt.

Arc evaporation:

Arc evaporation
Arc evaporation
Arc evaporation

Een aparte vorm van evaporation is arc evaporation. Aan de binnenkant van de vacuümkamer zitten stukjes vast metaal wat je op het product wil dampen. Door middel van een elektrische ontlading schieten er ionen van het materiaal af, die op het product neerslaan. Deze methode zorgt voor een zeer goede hechting aan het product.

CVD

CVD

Bij Chemical Vapour Deposition komen gassen in de vacuümkamer. Als de gassen in contact komen met het verwarmde product, reageren ze of vallen ze uit elkaar waardoor ze in de vaste fase komen. Deze vaste stof vormt dan een laagje op het product. Het is een erg veelzijdig proces waarbij bijna alle metalen en keramieken kunnen worden gebruikt.

Gereedschap

De techniek wordt toegepast in een vacuüm klok.

Materialen

PVD materialen lijst:

  • Pure Metals (bv: aluminium, koper, titanium)
  • Precious Alloys (bv: goud en silver legeringen)
  • Alloys & Cermets (bv: nickel/ijzer, aluminium/koper)
  • Borides (bv: chromium boride)
  • Carbides (bv: silicon carbide)
  • Fluorides (bv: calcium fluoride)
  • Nitrides (bv: titanium nitride)
  • Silicides (bv: chromium silicide)
  • Oxides (bv: tin of koper oxide)
  • Others (bv: loodsulfide)

Voor de complete lijst materialen zie: http://www.williams-adv.com/thinFilm/PVD-material-list.php

Toepassingen

  • Zonnecellen
  • Spiegels
  • Metaallaag binnenkant chipszakken
  • Reflectielagen
  • Sieraden (zoals horloges, piercings)
  • Scheermesjes
  • Kunstmatige diamanten

Voordelen

  • Krasbestendig en heel hard (beter dan alternatieven)
  • Kleur blijft lang goed (beter dan alternatieven)
  • Lage wrijvingscoëfficiënt
  • Bestand tegen hoge temperaturen
  • Goedkopere productie
  • Langere levensduur product
  • Bijna geen afval (Bij PVD blijft alleen het recyclebare schoonmaakmiddel over)
  • Milieuvriendelijk proces

Nadelen

  • Bij CVD kunnen giftige gassen als bijproduct ontstaan
  • Bij aantal processen beperking in het gebruik van materialen
  • Dure apparatuur
  • Minder geschikt voor continue productieprocessen

Milieuaspecten

  • Minder materiaal nodig
  • Geen afval
  • Producten hebben een langere levensduur

Leveranciers en kenniscentra

Persoonlijke instellingen
Naamruimten
Varianten
Handelingen
Navigatie
Hulpmiddelen