VTD Vakuumtechnik Dresden GmbH
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Quellen


Übersicht:

Bogenverdampferquelle
Magnetfeldgeführte Bogenverdampfungsquelle
Hohlkatodenplasmaquelle
Ionenstrahlquelle



Bogenverdampferquelle


Anwendungen

Das Haupteinsatzgebiet ist die plasmagestützte Hartstoffbeschichtung von Werkzeugen und Funktionsteilen.

Vorteile
  • beliebige Einbaulage der Quelle in der Beschichtungskammer
  • geeignet zur Verdampfung einer Vielzahl von Metallen und Legierungen
  • hohe Targetausnutzung (>50 %, materialabhängig)
Prinzip

Vakuumbogenentladung zwischen einem als Katode geschalteten Rundtarget (Durchmesser 65) und einer Anode, die auch die Anlagenmasse sein kann, wobei der Fußpunkt der Entladung das Targetmaterials explosionsartig verdampft und ionisiert. Durch die zufällige und sehr rasche Bewegung des Katodenspots wird das Target abgetragen.

Besonderheit

Im Gegensatz zu anderen Verdampfungsprozessen wird das so erodierte Beschichtungsmaterial überwiegend ionisiert und trifft mit hoher Energie auf die zu beschichtenden Substrate. Auch ohne aufwändige Magnetfeldführung bzw. -steuerung wird bei dieser Quelle eine hohe Targetausnutzung realisiert.

Referenzobjekt: Bogenverdampferquelle AS 65

Downloads:
Bogenverdampferquelle AS 65 [ Download Datenblatt ]

Magnetfeldgeführte Bogenverdampfungsquelle


Anwendungen

Das Einsatzgebiet ist die plasmagestützte Hartstoffbeschichtung von Werkzeugen, Funktionsteilen oder Gebrauchsgegenständen. Interessant auch für die Chrom-Beschichtung von dekorativen Teilen.
Ein Hauptanwendungsgebiet besteht in der Abscheidung von Hartstoffschichten auf Metallen. Durch zusätzlichen Gaseinlass von Stickstoff bzw. Acetylen als Reaktivgas werden die Nitride, Carbide oder Carbonitride der verdampften Metalle erzeugt.
Mittels Vakuumbogenverdampfung aufgebrachte Schichten zeichnen sich durch folgende Eigenschaften aus:
  • gute Haftung
  • hohe Härte
  • höhere Dichte
Vorteile

Durch die Integration eines elektrisch gesteuerten Magnetfeldes (Steered Arc) in die Bogenverdampfungsquelle wird die Bogengeschwindigkeit erhöht, und die sogenannten Makropartikel (Droplets) werden im Vergleich zum ungesteuerten Bogen deutlich minimiert.

Ein wesendlicher Vorteil der Bogenverdampfungsquelle ist, dass das Magnetfeld ohne Belüftung der Vakuumkammer ausgetauscht und dem Targetmaterial angepasst werden kann. Durch geeigneten Einbau der Bogenverdampfungsquelle und Optimierung der Prozessparameter können die Droplets weiter reduziert werden. Die Zündung erfolgt elektronisch.
Aufgrund des hohen Ionisierungsgrades der verdampften Metallteilchen können durch die Beaufschlagung der metallischen Substrate mit einer negativen Spannung (BIAS) besonders haftfeste und dichte Schichten abgeschieden werden.

Weitere Vorteile sind:
  • beliebige Einbaulage der Quelle in der Beschichtungskammer
  • geeignet zur Verdampfung einer Vielzahl von Metallen und Legierungen
  • hohe Targetausnutzung (> 50%, materialabhängig)
Die Bogenverdampfungsquelle ist leicht montier- bzw. demontierbar. Ein wesentliches Merkmal ist auch der einfache und schnelle Targetwechsel.

Prinzip

Bei der physikalischen Dampfphasenabscheidung (PVD- Pysical Vapor Deposition-Verfahren), wird in einem Vakuumbeschichtungsprozess durch Energieeintrag mittels Vakuumbogen Materialien vom festen Zustand in die Dampfphase überführt. Der Transport der Teilchen von der Bogenverdampfungsquelle zum Substrat erfolgt in einer Vakuumkammer, in der sich auch das zu beschichtende Substrat befindet. Die auf das Substrat gelangenden Teilchen kondensieren und bilden unter geeigneten Bedingungen einen dünnen Film (Dünnschichttechnik).

Referenzobjekt: Bogenverdampfungsquelle AS 65 M
Bogenverdampfungsquelle AS 65 M
Downloads:
Bogenverdampferquelle AS 65 M [ Download Datenblatt ]

Hohlkatodenplasmaquelle


Anwendungen

  • Substratvorbehandlung
  • Ionenätzen und Aktivierung durch Extraktion von Gasionen aus dem Plasma
  • Thermische Behandlung
  • Aufheizen von Beschichtungsgut durch Elektronenstoß, Substrate als Anode der Gasentladung
  • Plasmagestützte Beschichtungsprozesse
  • Hohlkatoden-Bogenentladungsverdampfung
  • Anodische Flash-Verdampfung
  • Hochrateverdampfung aus widerstandbeheizten Schiffchen
  • Hochrateverdampfung mit Elektronenstrahlkanonen (Einsatz als Plasmaquelle)
Vorteile

  • effektive Kombination von Metalldampf- und Plasmaerzeugung für anodische Tiegel- bzw. Flash-Verdampfung
  • Unabhängigkeit der Verdampferparameter von den Plasmaparametern für die Kombination von konventionellen Verdampfern mit Hohlkatoden-Plasmaquellen
  • Superposition von mehreren Hohlkatoden-Plasmaquellen mit jeweils mehreren Anoden für großflächige Anwendungen
Prinzip

Stromstarke Niedervolt-Bogenentladung zwischen einer bzw. mehreren gasdurchströmten Hohlkatoden und den dazugehörigen Anoden im Niederdruckbereich von 5 x 10-4 bis 5 x 10-3 mbar.

Besonderheit

Durch Nutzung des Hohlkatodeneffektes in Verbindung mit thermisch stimulierter Elektronenemission und Photoeffekt wird eine sehr hohe innere Plasmadichte erreicht. Die Energie der Elektronenkomponente liegt im Bereich des maximalen Wirkungsquerschnittes der Stoßionisation.

Referenzobjekt: Hohlkatodenplasmaquelle HV 05
Hohlkatode
Downloads:
Hohlkatodenplasmaquelle [ Download Datenblatt ]

Ionenstrahlquelle


Anwendungen

Die Ionenstrahlquelle ist vorzugsweise zur Erzeugung niederenergetischer Ionen geeignet. Anwendung findet diese Quelle insbesondere bei
  • ionengestützter PVD-Beschichtung
  • Oberflächenreinigung
  • Oberflächenmodifizierung.
  • Ein Haupteinsatzgebiet besteht im ionengestützten Abscheiden optisch aktiver Schichtsysteme auf Mineralgläsern und Kunststoffen.
Vorteile

Durch Ionenstützung aufgedampfte Schichtsysteme zeichnen sich durch folgende verbesserte Eigenschaften aus:
  • höherer Brechungsindex
  • erhöhte Packungsdichte
  • bessere Haftung
  • bessere Stöchiometrie
  • hervorragende Langzeitstabilität gegenüber Umwelteinflüssen
  • geringere Wasseraufnahme
Prinzip

Zur Ausbildung des Plasmas werden die Elektronen der Glühkatode, die primär zur Strahlneutralisation dient, genutzt. Unterstützt wird die stabile Entladung mit Hilfe eines Magnetfeldes, das durch eine elektromagnetische Spule erzeugt wird sowie durch die spezielle Form des Gasführungssystems. Die Ionenquelle ist gitterlos. Die Gestaltung der Ionenoptik unterstützt die Ausbildung einer optimalen Geometrie des Ionenstrahles.

Referenzobjekt: Ionenstrahlquelle IBS 120
Ionenstrahlquelle
Downloads:
Ionenstrahlquelle IBS 120 [ Download Datenblatt ]