Schichtdicken

Schichtdicken bezeichnet in der Materialwissenschaft die Entfernung zwischen Unter- und Oberseite einer Schicht in Mehrlagensystemen. Sie ist ein zentraler Parameter in Beschichtungen, Dünnschichttechnik, Klebe- und Lackprozessen sowie in der Mikrosystemtechnik, da sie Eigenschaften wie Optik, Barrierewirkung, Härte, Haftung und Diffusionsverhalten maßgeblich beeinflusst.

Die Größenordnungen reichen je nach Anwendung von wenigen Nanometern bis zu Mikrometern. Dünne Schichten in der Halbleiter- oder Optiktechnik umfassen typischerweise einige Nanometer bis wenige hundert Nanometer. Beschichtungen wie Lacke, Pulverbeschichtungen oder Dünnfilme erreichen oft einige Dutzend Nanometer bis mehrere Mikrometer; in der industriellen Lackierung liegen typische Dicken im Bereich von etwa 30 bis 150 Mikrometern. Mehrlagige Systeme addieren die Dicken der Einzelschichten; in der Praxis wird die Gesamt- bzw. Teildicke oft gezielt gesteuert.

Bestimmungsfaktoren sind das verwendete Beschichtungsverfahren, Viskosität und Fließeigenschaften des Beschichtungsmaterials, Trocknungs- oder Aushärtungsprozesse, Temperatur, Substratrauheit sowie Haftungseigenschaften. Die Dickenkontrolle erfolgt häufig in-line zur Prozesssteuerung, um Gleichmäßigkeit und Zielwerte sicherzustellen.

Messung und Standards: Schichtdicken können zerstörungsfrei mit Techniken wie Ellipsometrie, X-Ray-Reflektometrie, Profilometrie oder optischer Interferometrie bestimmt werden; zerstörende Verfahren wie Querschnittsanalysen oder SEM werden in der Entwicklung genutzt. Internationale Normen von ISO und ASTM unterstützen Messmethoden, Toleranzen und Berichte zur Schichtdicke.