Technologie

Herstellungsverfahren

Für die industrielle Herstellung von „Atherma-Funktionsoberflächen“ - anwendungsspezifisch variable ta-C -basierte Verbundschichtsysteme - ist es vor allem wichtig, möglichst größere Flächen in akzeptabler Zeit zu beschichten und dabei gleichzeitig extreme Härte der Schichtoberfläche zu realisieren. (Tetraedrische wasserstofffreie amorphe Kohlenstoffschichten, ta-C, bestehen aus sp³-hybridisierten Bindungen, weshalb sie den Diamantschichten gleichzusetzen sind). Lichtbogenverdampfung (ARC-Verfahren) sowie die Laserpulsablation (PLD-Verfahren) stellen mit Abscheideraten im Bereich von 50 bis 150 nm/min auf Flächen von wenigstens 10 cm² und mit ausreichend hohen Energien der schichtbildenden Teilchen, welche für die Ausbildung der sp³-Bindungen erforderlich sind, die zwei einzigen Verfahren zur Herstellung solcher extrem harten ta-C- Oberflächen dar.


Wesentliche Vorteile der angewandten Kurzpuls-Lasertechnologie im Hochvakuum zur Herstellung unserer „Atherma-Funktionsoberflächen“ stellen die deutliche Partikulatreduktion sowie der sehr hohe sp³- Bindungsanteil beim Schichtbildungsprozess dar.


Die Problematik hoher kompressiver Schichtspannungen ist bei deren Herstellung sowohl durch ein speziell abgestimmtes Schichtsystem als auch durch bestimmte Annealing-Verfahren gelöst. Eine Delamination wird somit vollkommen verhindert.


Durch dieses Verfahren lassen sich bis zu 100 nm dicke Einzelschichten herstellen, die Gesamtschichtdicken von mehreren µm ermöglichen. Für die meisten Anwendungen sind Schichtdicken von 2-5 µm völlig ausreichend. Mit dieser Methode kann man auf kalten Substratoberflächen abscheiden. Der optimale Temperaturbereich liegt zwischen 20 und 90° Celsius. Die Schichten sind bis ca. 700° Celsius thermostabil.

ATHERMA GmbH

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