Dünnfilmbeschichtungen

Dünnfilm-Beschichtungen sind kontrollierte Schichten mit geringer Dicke, meist von wenigen Nanometern bis zu einigen hundert Nanometern, die auf Substrate aufgebracht werden, um deren Eigenschaften gezielt zu verändern. Sie finden in Optik, Elektronik, Schutz- oder Funktionskomponenten Anwendung und kommen auf Glas, Silizium, Metallen und Kunststoffen zum Einsatz.

Herstellungs- und Abscheideverfahren umfassen physikalische Verfahren wie PVD (Sputtering, Evaporation) und chemische Verfahren wie CVD, PECVD und ALD; chemisch lösliche Beschichtungen (Sol-Gel) sowie polymerbasierte oder hybride Schichten durch Spin-Coating, Dip-Coating oder Bar-Coating. Elektrochemische Abscheidung (Elektroplattieren) wird ebenfalls genutzt. Dicken reichen üblicherweise von wenigen Nanometern bis hin zu einigen hundert Nanometern; in Spezialfällen auch Mikrometer.

Typische Materialien sind Oxide (SiO2, Al2O3), Nitride (TiN), Metalle, Kohlenstoffe und Polymere. Eigenschaften umfassen Optik (Antireflex, Filterung, UV-Schutz), Härte und Abriebfestigkeit, chemische Barriere gegen Feuchtigkeit oder Gase, elektrische Leitfähigkeit oder Isolation sowie Oberflächeneigenschaften wie Hydrophobie oder Selbstreinigung.

Anwendungsbereiche sind Optik- und Displayschutz, Halbleiter- und Mikrosystemtechnik (Passivierung, Diffusionsbarrieren), Solarzellen, Schutz- und Funktionsschichten für Werkstoffe, Automotive-Komponenten sowie medizinische Geräte.

Zur Qualitätssicherung dienen Messungen der Dicke, Homogenität und Rauheit (Ellipsometrie, Profilometrie, AFM), Analysen der Zusammensetzung (XPS) und Haftungstests. Prozessbedingte Parameter wie Stress, Temperatur und Adhäsion müssen kontrolliert werden, um Delamination oder Risse zu vermeiden.