물리적 기상 증착(PVD) 유형, 특성 및 응용 분야 소개

물리적 기상 증착(PVD)이란 무엇인가요?

물리적 기상 증착(PVD)은 진공 상태에서 물리적 방법을 사용하여 고체 또는 액체 물질의 표면을 기체 원자, 분자 또는 부분적으로 이온화된 이온으로 기화시키고 저압 가스(또는 플라즈마) 공정을 통해 기판 표면에 특정 기능을 가진 박막을 증착하는 기술입니다.

물리적 기상 증착 기술은 금속 및 합금 필름뿐만 아니라 화합물, 세라믹, 반도체 및 폴리머 필름의 증착을 위한 유망한 신소재 제조 기술입니다. 이 기술로 생산된 초경질 필름은 초경질일 뿐만 아니라 초박막, 고온 내성, 무공해 및 거의 제로 방출로 공구, 부품 및 마찰 마모 부품의 내마모성, 내 산화성, 부식 방지 및 자체 윤활과 같은 특수 성능 요구 사항에 적합합니다.

물리적 증기 증착의 유형

PVD	장점	단점	애플리케이션
진공 증착	간단한 원리, 쉬운 작동 및 증착 파라미터의 쉬운 제어 박막 물성 연구를 위한 높은 필름 순도 빠르고 효율적인 증착 속도, 여러 개의 증기 증착 동시 진행 적용 가능한 다양한 소재 PVD 공정 중 가장 낮은 비용	필름과 기판 간 접착력이 상대적으로 낮고 공정 반복성이 이상적이지 않음	진공 기상 증착은 고굴절률 및 저굴절률 재료의 광학 간섭 코팅, 거울 코팅, 장식 코팅, 연성 포장 재료의 투과 차단 필름, 전도성 필름, 부식 방지 코팅 등에 사용됩니다. 금속을 증착할 때 진공 증착을 진공 금속화라고도 합니다.
스퍼터링 증착	필름과 기판 접착력 우수 높은 필름 순도 우수한 밀도, 에어 포켓 없음 대부분의 고체 재료(특히 녹는점이 높은 재료) 및 다양한 재료에 적합합니다. ● 산업 생산을 위한 스퍼터링 공정의 우수한 제어성 및 반복성	복잡한 장비와 어려운 증착 파라미터 제어 낮은 예금 금리 진공 증착보다 방향성 증착이 적음 스퍼터링 타겟은 일반적으로 더 비쌉니다. 스퍼터링 증착 시 가스 조성을 세심하게 제어하여 타겟 중독 방지	스퍼터 증착은 반도체 재료의 박막 금속화, 건축용 유리의 코팅, 폴리머의 반사 코팅, 저장 매체용 자성 필름, 유리 및 플렉시블 웹의 투명 전도성 필름, 건식 필름 윤활제, 공구의 내마모성 코팅 및 장식용 코팅에 널리 사용됩니다.
이온 도금	필름과 기판 접착력 우수 높은 밀도 내마모성 및 내식성 우수 광범위한 소재 적용 분야	제어해야 할 처리 변수가 많습니다. 기판 표면에 균일한 이온 충격을 가하기 어려워 필름 특성의 변화를 초래하는 경우가 많습니다. 기판의 과열 가능성 폭격 가스가 성장하는 필름에 포함될 수 있습니다.	이온 도금은 복합 재료의 하드 코팅, 접착 금속 코팅, 고밀도 광학 코팅 및 복잡한 표면에 컨포멀 코팅을 증착하는 데 사용됩니다. 항공우주 부품에 알루미늄 필름을 증착하기 위해 이온 도금을 사용하는 것을 이온 증기 증착이라고 합니다.

진공 증착

진공 증착 코팅은 가장 일반적이고 널리 사용되는 박막 제조 방법입니다. 원리는 외부에서 제공되는 열을 사용하여 필름 재료(박막 재료)를 진공 상태에서 액화한 다음 기화하거나 기체 상태로 직접 기화하여 기판 위에 증착하여 박막을 형성하는 것입니다. 이러한 기술은 열원에 따라 저항 증착 도금, 전자빔(EB) 코팅, 펄스 레이저 증착(PLD), 유도 가열 증착 도금(Induction- 가열 증발) 등으로 나눌 수 있습니다.

스퍼터링 증착

진공 상태에서 가스 방전에 의해 이온(Ar)을 생성하고 양전하를 띤 불소 이온을 음전하를 띤 고체 타겟에 충돌시켜 타겟 원자가 스퍼터링되어 기판 표면에 증착되어 박막을 형성하도록 하는 코팅 기술입니다. 진공 스퍼터링 도금은 다이오드, 3극자 또는 4극자 스퍼터링, 직류 또는 무선 주파수 와이어 등 다양한 스퍼터링 장치에 따라 분류됩니다.마그네트론 스퍼터링주요 응용 분야는 마그네트론 스퍼터링, 반응 스퍼터링, 이온 빔 스퍼터링 등입니다. 그 중에서도 DC 평면 마그네트론 스퍼터링, 원주형 타겟 마그네트론 스퍼터링, 불균형 마그네트론 스퍼터링, 펄스 DC 마그네트론 스퍼터링, RF 마그네트론 스퍼터링 및 중주파 마그네트론 스퍼터링 등 마그네트론 스퍼터링이 널리 사용됩니다.

이온 도금

이온 도금은 가장 빠르게 성장하고 가장 널리 사용되는 코팅 기술 중 하나입니다. 필름 재료(박막 재료)는 증착 도금 또는 스퍼터링 도금과 동일한 방식으로 고체 상태에서 기체 상태로 변환되지만 기체 필름 재료는 후속 운송 중에 작동 가스와 함께 글로우 방전에 참여하여 부분적으로 이온과 전자로 해리되어 음전하를 띤 기판 위에 증착되어 박막을 형성합니다.이온 도금은 기본적으로 플라즈마 이온 도금, 아크 기상 증착 및 빔 이온 도금의 세 가지 주요 범주로 나눌 수 있습니다.이온 도금과 증착 및 스퍼터링을 구별하는 가장 일반적인 특징은 (i) 이온 도금에서는 기화된 필름 재료의 원자가 해리 과정을 거치고, (ii) 이온 도금에서는 기판이 일반적으로 음의 바이어스를 받는다는 점입니다. 이 두 가지 조건을 충족하는 코팅은 기본적으로 이온 도금으로 분류할 수 있습니다.