PVDtekniikka

PVD-tekniikka (Physical Vapor Deposition) on ohutkalvojen valmistukseen käytetty teknologia, jossa kiinteä aine höyrystyy tai ionisoituu ja kondensoituu substraatin pinnalle korkean tyhjiön alueella. Kalvojen koostumus, paksuus ja mikrorakenne ovat prosessin hallittavissa, mikä mahdollistaa tiiviit, epäorgaaniset ja hyvin kiinnittyvät pinnoitteet sekä tarkkaan säädettävät ominaisuudet.

Keskeiset PVD-menetelmät ovat evaporointi (höyrystyminen) ja sputterointi, joista magnetron-sputterointi on yleisin teollisuudessa. Evaporaatiossa target-materiaali haihtuu korkeissa lämpötiloissa ja kondensoituu substraatin pinnalle. Sputteroinnissa ionisoitu plasma irrottaa atomeita targetista, ja ne kiinnittyvät alustaan. Muita tekniikoita ovat ion plating, katodinen arc -pinnoitus sekä pulssilaser-depositio (PLD).

Sovelluksia ovat muun muassa kulutusta kestävät pinnoitteet työkaluissa ja koneissa, korroosionkestävyys, koriste- sekä optiset ja antireflektoivat kalvot, sekä puolijohde- ja lääketieteellisten implanttien pinnoitteet.

Ominaisuudet ja haasteet: PVD-pinnoitteet ovat yleisesti kovia ja tiheitä, niillä on hyvä kiinnittyminen alustaan ja tarkasti hallittava koostumus. Kalvon paksuus vaihtelee nanometreistä mikrometreihin riippuen prosessista. Prosessi vaatii tyhjiöolosuhteet sekä tarkkaa lämpötilan, virtausten ja koostumuksen hallintaa. Kustannukset ja laitteistovaatimukset sekä substraatin geometria ja lämpötilan kestävyys voivat rajoittaa soveltuvuutta. Ympäristö- ja turvallisuusnäkökohdat liittyvät käytettyihin kaasuviin ja materiaaleihin sekä jätteenkäsittelyyn.