Dünnfilmbeschichtung

Dünnfilmbeschichtung bezeichnet das gezielte Aufbringen dünner Schichten auf Substrate, um Oberflächeneigenschaften, Funktionalität oder Ästhetik zu verändern. Typische Schichtdicken reichen von wenigen Nanometern bis zu einigen Mikrometern, abhängig vom Verwendungszweck.

Die Herstellung erfolgt durch verschiedene Verfahren. Physikalische Abscheidungsmethoden wie PVD (Vakuum-Physikalische Abscheidung) und Sputtering sowie chemische Verfahren wie CVD (Chemische Gasphasenabscheidung) und ALD (Atomare Schichtabscheidung) ermöglichen kontrollierte Dicke, Konformität und Materialvielfalt. Elektroplattieren, Sol-Gel-Prozesse und organische Beschichtungen ergänzen das Spektrum. Die Prozesse erfordern oft Vakuum, kontrollierte Temperatur und saubere Substrate, um Haftung und Gleichmäßigkeit sicherzustellen.

Typische Materialien umfassen Metalle, Oxide, Nitride, Carbide sowie organische Polymere. Dünnfilme finden Anwendung in der Optik (Antireflex-, Schutz- und Filterbeschichtungen), Elektronik (Barrieren, Passivierung), Schutz- und Verschleißbeschichtungen (DLC, TiN, Al2O3), sowie in der Medizintechnik und im Automobilbereich.

Zu den Vorteilen gehören erhöhte Härte, Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit, geänderte optische Eigenschaften und reduzierte Reibung. Herausforderungen sind Adhäsion, Spannungen, Konformität bei komplexen Geometrien, Prozesskosten und Temperaturbelastung. Die Qualität wird durch Methoden wie Ellipsometrie, Profilometrie, SEM/TEM, XRD und andere Charakterisierungstechniken bewertet.

Dünnfilmbeschichtungen spielen eine zentrale Rolle in Forschung und Industrie, um Oberflächen gezielt zu steuern und Bauteilfunktionen zu optimieren.