Modernste Industrieprozesse erfordern Hochleistungsschutzbeschichtungen, um den zunehmenden thermischen und mechanischen Belastungen in Hochtemperaturanwendungen standzuhalten. Um Anforderungen wie hohe Oxidations- und Korrosionsbeständigkeit bei gleichzeitig hoher Härte und Elastizität zu erreichen, ist ein durchdachtes Design der Beschichtungen notwendig. Noreia bietet die Möglichkeit eines hochmodernen Abscheidungssystems, das für eine Vielzahl von Abscheidungsparametern hochgradig anpassbar ist, und somit ein wissensbasiertes Beschichtungsdesign zu realisieren.

Schematische Darstellung der Endplatte der Noreia Beschichtungsanlage

Schematische Darstellung der Endplatte der Noreia Beschichtungsanlage

Ein Schlüsselfaktor bei der Entwicklung von Noreia war die Verbindung der Vorteile von industriellen Abscheidungsanlagen und Abscheidungssystemen im Labormaßstab. Wir haben dies durch unser Kammer- und Kathodenmontagedesign realisiert, das zwei 6-Zoll- und zwei 3-Zoll-Kathoden sowie eine 6-Zoll- und drei 3-Zoll-Kathoden in einer anderen Konfiguration aufnehmen kann. Durch dieses Design können wir eine ähnliche Targetgeometrie verwenden, wie sie in vielen industriellen Abscheidungsanlagen verwendet wird, sowie sehr hohe Targetleistungsdichten. Die Kathoden werden durch 5-kW-HIPIMS-Generatoren mit Strom versorgt, um High Impact Pulsed Plasmas HIP² bereitzustellen. Durch eine Schleuse können wir vor der Abscheidung UHV-Bedingungen erreichen und haben die Möglichkeit eines vollautomatischen Substratwechsels. Substrate können auf bis zu 800 °C erhitzt werden und erhalten aufgrund der HIPIMS-Signale hochenergetische Ionenflüsse.

Schematische Darstellung des HIPIMS Prinzips

Schematische Darstellung des HIPIMS Prinzips

Hochleistungs-Impuls-Magnetron-Sputtern bietet folgende Vorteile:

Hochleistungspulse von kurzer Dauer

  • Der Spitzenwert ist typischerweise 100-mal höher als beim herkömmlichen Magnetron-Sputtern
  • Impulsbreite von 10 ‐ 500 μsec
  • Entladespannungen von 20-1000 V

Hohe Ionisierung des Zielmaterials

  • Ein hoher Sekundärelektronenstrom fördert die Ionisierung von gesputterten Proben
  • Kann 100 % erreichen, gegenüber ~1 % beim konventionellen Sputtern

Das Potenzial besteht darin, die Ionen zur Verbesserung der Filmeigenschaften und -struktur zu verwenden

  • Die Vorspannung ermöglicht es, dichte Filme zu erzeugen und unregelmäßige Formen zu beschichten

Bei hohem Ionenfluss und niedriger Vorspannung sollte es möglich sein, spannungsarme Dickschichten abzuscheiden

HiPIMS kombiniert die Vorteile von DC-Magnetron-Sputtern und Arc-Verdampfung ohne deren Nachteile von Abschattungseffekten und Makropartikeln