logo Federatie Dunne Plaat
Home Niet-verspanende bewerkingstechnieken Plaatmateriaal Gereedschappen Colofon
Vacuümtechnieken
Niet-verspanende bewerkingstechnieken | Oppervlaktebehandelingen | Vacuümtechnieken

Vacuümtechnieken

Diverse technieken voor het aanbrengen van metalen, legeringen, metaalverbindingen en niet-metalen in een meer of minder diep vacuüm vallen onder de noemer Vacuümtechnieken. De benamingen voor deze processen overlappen elkaar gedeeltelijk:

  1. Opdampen
  2. Sputteren
  3. Ion-plating
  4. Physical Vapour Deposition (PVD)
  5. Chemical Vapour Deposition (CVD)
  6. Ionimplantatie

Opdampen

Opdampen van metaal is het in het vacuüm bij hoge temperatuur verdampen van het op te brengen metaal (evaporant), waarna dit neerslaat op een koud of vrijwel koud substraat.

Sputteren

In een niet al te diep vacuüm, 10-1 Pa voor diodesputteren en 1,0-0,01 Pa
voor triodesputteren, veroorzaakt een elektrisch veld van 1-5 kV ionisatie van het aanwezige gas. Er ontstaat een glimontlading, waarbij de (negatieve) elektronen zich naar de anode begeven en de positieve ionen naar de kathode.
Deze gasionen zijn de sputterionen, die de kathode, welke bestaat uit het te eroderen materiaal, bombarderen. De uit de kathode vrijgemaakte metaalatomen slaan vervolgens neer op het soms verwarmde substraat.

 

Ion-plating

Ionplating is een proces, dat een aantal karakteristieken van opdampen en sputteren in zich verenigt. De verhitting van het te verdampen materiaal kan op dezelfde manieren plaatsvinden als bij opdampen: door weerstandverhitting, door elektronenstraalverhitting en door hoogfrequentverhitting.

In principe kunnen alle metalen door ion plating worden opgebracht, die ook in vacuüm kunnen worden opgedampt. De methode is jonger dan de andere genoemde processen, zodat daar nog niet zoveel ervaring mee is opgedaan.

 

Physical Vapour Deposition (PVD)

De term PVD wordt gegeven aan een aantal processen, waarbij een metaal of een legering door een zuiver fysisch proces op een substraat wordt aangebracht vanuit de gasfase. PVD is dus geen afzonderlijk proces op zich.
Opdampen van metalen, sputteren en ion plating zijn alle PVD-processen.

 

Chemical Vapour Deposition (CVD)

Het karakteristieke van CVD is dat er tijdens het aanbrengen van een deklaag op het substraat chemische reacties plaatsvinden van gassen, die aan de vorming van de deklaag bijdragen.

 

Het is een thermochemisch proces dat gebaseerd is op chemische reacties van gassen, die vluchtige chemische bestanddelen bevatten van het materiaal dat moet worden neergeslagen op het substraat.

De chemische reactie kan ook met het substraat zelf plaatsvinden. Het aantal mogelijke chemische reacties in de gasfase is tamelijk groot, vandaar dat CVD een ruim toepassingsgebied kent. Men kan metalen en legeringen neerslaan, maar ook chemische verbindingen.

 

Ionimplantatie

Ionenimplantatie vindt plaats door een amorfe of gekristalliseerde vaste stof te bombarderen met versnelde ionen, waardoor deze in het oppervlak worden ingebracht.

Het proces vindt plaats in vacuüm, 1-0,01 Pa, met sterk uiteenlopende energieën, die gemeten worden in keV of MeV.
De dikte van de laag, die chemisch wordt veranderd door er vreemde ionen in te brengen, bedraagt meestal niet meer dan enige micrometers, maar bij sommige substraten kan de in samenstelling veranderde laag wel 100-200 μm dikzijn.
 

terug  |  print

zoeken