PVD Beschichtung – Physi­ka­lische Gaspha­sen­ab­scheidung

Die physikalische Gasphasenabscheidung, kurz PVD, bezeichnet Techniken, mit denen dünne Schichten auf Substraten aufgetragen werden. Dabei werden alle diese Verfahren im Vakuum durchgeführt.

Das am häufigsten eingesetzte und wirtschaftlich bedeutendste PVD-Verfahren ist das Sputtern. Aufgrund seiner hohen Flexibilität findet es in zahlreichen Branchen Anwendung. Mit Sputtern lassen sich viele verschiedene Materialien auf unterschiedlichsten Oberflächen aufbringen. Es wird zum Beispiel in der Halbleiterindustrie eingesetzt, in der Veredelung von Materialien, in der optischen Industrie und sogar bei der Beschichtung großer Glasflächen von Gebäuden. Die FHR Anlagenbau GmbH gehört in diesem Segment zu den weltweiten Technologieführern. Die FHR stellt erstklassige Beschichtungsanlagen sowie Sputtertargets von höchster Qualität her. Unser Fachwissen in diesem Bereich ist das Ergebnis jahrelanger Erfahrung und Leidenschaft für Innovation.

Beim PVD-Verfahren wird das Material, das als Target bezeichnet wird, in fester Form für die spätere Dünnfilm-Beschichtung in der Anlage bereitgehalten. Dieses Material wird dann verdampft und wächst als dünne Schicht auf der Substratoberfläche auf. Hierbei gibt es verschiedene Methoden, um das Material zu verdampfen, z. B. mit einem Laser, einem Lichtbogen oder durch Beschuss mit Teilchen.

Es gibt darüber hinaus PVD-Techniken, bei denen das Material durch Erwärmen in die Gasphase überführt wird (thermisches Bedampfen). Außerdem gehören die Molekularstrahlepitaxie sowie die ionenstrahlgeführte Deposition zur Gruppe der PVD-Verfahren. Die so entstehenden Schichten sind besonders rein, gleichmäßig und haften sehr gut auf dem Substrat. Damit bieten PVD-Beschichtungen für viele Anwendungsbereiche eine umweltfreundliche Alternative zu den bisher üblichen elektrochemischen Verfahren. 

Die physikalische Gasphasenabscheidung bietet gegenüber anderen Dünnschichtabscheidungstechniken mehrere Vorteile:

1. Hochreine Beschichtungen: Da PVD in einem Vakuumumfeld stattfindet, bleiben die Abscheidungen typischerweise von atmosphärischen Verunreinigungen unbeeinflusst, was zu besonders reinen Beschichtungen führt.
2. Dünne und gleichmäßige Schichten: PVD ermöglicht die Herstellung von extrem dünnen, gleichmäßigen und haftfesten Beschichtungen, die selbst auf komplexen Oberflächenstrukturen gut haften.
3. Vielseitigkeit: Verschiedene Materialien, von Metallen bis hin zu Keramiken, können mittels PVD als dünne Filme abgeschieden werden, was eine breite Anwendungspalette ermöglicht.
4. Umweltfreundlichkeit: Im Vergleich zu einigen nasschemischen Prozessen verwendet PVD in der Regel keine gefährlichen Chemikalien, wodurch Umweltauswirkungen und Abfallmengen minimiert werden.
5. Lange Lebensdauer von Beschichtungen: PVD-Beschichtungen sind oft hart und korrosionsbeständig, was die Lebensdauer von Werkzeugen und anderen beschichteten Objekten verlängern kann.
6. Wirtschaftlichkeit: Trotz der anfänglichen Kosten für PVD-Anlagen können die langfristigen Vorteile in Bezug auf Materialausbeute, Wartung und verbesserte Produktlebensdauer zu wirtschaftlichen Vorteilen führen.

Diese Vorteile machen die physikalische Gasphasenabscheidung zu einer bevorzugten Methode für viele industrielle und wissenschaftliche Anwendungen.