진공 증착은 카드뮴, 크롬, 구리, 니켈, 티타늄과 같은 금속을 포함하여 기판에 얇은 층의 재료를 증착하는 데 사용되는 중요한 기술입니다.
이 공정은 내마모성 및 장식적인 외관과 같은 재료 특성을 향상시키기 위해 다양한 산업에서 필수적입니다.
금속층 진공 증착에 사용되는 방법은 크게 두 가지로 나뉩니다: 물리적 기상 증착(PVD)과 화학 기상 증착(CVD)입니다.
물리적 기상 증착(PVD)
물리적 기상 증착(PVD)은 증발 또는 스퍼터링과 같은 물리적 공정을 통해 고체 금속 소스를 증기 상태로 변환하는 것을 포함합니다.
그런 다음 이 증기를 기판 위에 증착합니다.
가장 일반적인 PVD 기술은 다음과 같습니다:
1. 열 증발
이 방법에서는 진공 환경에서 금속을 증발점까지 가열합니다.
그런 다음 금속 증기가 기판에 응축되어 얇은 층을 형성합니다.
이 기술은 비교적 간단하며 전선이나 도가니를 전기로 가열하거나 전자 빔을 사용하여 금속을 녹일 수 있습니다.
2. 전자총 증착
열 증착과 마찬가지로 이 방법은 전자빔을 사용하여 금속을 가열하고 증발시킵니다.
전자빔 사용의 장점은 더 높은 온도를 달성할 수 있어 융점이 더 높은 금속을 증발시킬 수 있다는 것입니다.
3. 스퍼터 증착
이 기술은 진공 상태에서 고에너지 입자(보통 이온)로 금속 타겟에 충격을 가하는 것입니다.
이 충격으로 인해 타겟의 원자가 방출되어 기판 위에 증착됩니다.
이온의 운동 에너지를 증가시키고 필름의 증착 속도와 품질을 향상시키는 플라즈마 환경을 사용하여 스퍼터링을 향상시킬 수 있습니다.
화학 기상 증착(CVD)
화학 기상 증착(CVD)은 기체 화합물 간의 화학 반응을 통해 기판 위에 고체 층을 증착하는 방식입니다.
금속 증착에서는 일반적으로 금속 함유 가스 또는 증기의 반응이 포함됩니다.
플라즈마로 CVD를 강화할 수 있으며, 플라즈마 강화 CVD(PECVD)로 알려진 플라즈마를 사용하면 처리 온도를 낮추고 증착 공정을 더 잘 제어할 수 있습니다.
하이브리드 진공 증착 공정
하이브리드 진공 증착 공정은 PVD와 CVD 기술을 결합하여 두 가지의 장점을 모두 활용합니다.
예를 들어, 금속의 스퍼터 증착을 아세틸렌에서 탄소의 PECVD와 결합하여 금속 카바이드 또는 카보나이트 코팅을 형성할 수 있습니다.
이러한 코팅은 내마모성이 뛰어나며 조성을 조정하여 장식용으로 맞춤화할 수 있습니다.
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