스퍼터 코팅은 기판에 얇은 기능성 코팅을 적용하는 데 사용되는 물리적 기상 증착(PVD) 공정입니다.
이 공정은 이온에 의한 충격으로 대상 표면에서 물질이 방출되어 기판에 코팅층으로 응축되는 증기 구름을 생성하는 과정을 포함합니다.
이 기술은 매끄러운 특성과 코팅 두께의 높은 제어로 인해 다양한 산업에서 장식용 하드 코팅 및 마찰 코팅에 널리 사용됩니다.
5가지 주요 단계 설명
1. 챔버 준비
공정은 챔버를 비워 거의 모든 분자를 제거하여 깨끗한 환경을 조성하는 것으로 시작됩니다.
그런 다음 증착할 재료에 따라 아르곤, 산소 또는 질소와 같은 공정 가스로 챔버를 다시 채웁니다.
2. 스퍼터링 공정 시작
마그네트론 음극인 타겟 물질에 음의 전위가 가해집니다.
챔버 본체는 양극 또는 접지 역할을 합니다.
이 설정은 챔버에 플라즈마 환경을 조성합니다.
3. 표적 물질 방출
타겟 물질에 고전압이 가해지면 글로우 방전이 발생하여 이온이 타겟 표면을 향해 가속됩니다.
이 이온이 타겟에 충돌하면 스퍼터링이라는 공정을 통해 표면에서 재료를 방출합니다.
4. 코팅 증착
방출된 타겟 물질은 타겟에서 기판 쪽으로 이동하는 증기 구름을 형성합니다.
기판에 도달하면 응축되어 얇은 코팅층을 형성합니다.
이 층은 기판과 원자 수준에서 강력하게 결합하여 단순히 적용된 코팅이 아니라 기판의 영구적인 일부가 됩니다.
5. 개선 및 변형
경우에 따라 질소 또는 아세틸렌과 같은 반응성 가스를 추가로 사용하여 반응성 스퍼터링으로 알려진 공정에서 배출된 물질과 반응시킵니다.
이 방법을 사용하면 산화물 코팅을 포함한 다양한 코팅이 가능합니다.
적용 분야 및 장점
장식용 하드 코팅
스퍼터 기술은 매끄러운 성질과 높은 내구성으로 인해 Ti, Cr, Zr 및 질화 탄소와 같은 코팅에 유리합니다.
마찰 코팅
자동차 시장에서 CrN, Cr2N과 같은 코팅과 다양한 조합의 다이아몬드 라이크 카본(DLC) 코팅에 널리 사용되어 부품의 성능과 수명을 향상시킵니다.
코팅 두께의 높은 제어
정밀한 두께 제어가 필요한 광학 코팅 생산에 필수적입니다.
매끄러운 코팅
아크 증착과 달리 스퍼터 코팅은 물방울이 생성되지 않아 더 매끄러운 마감이 가능합니다.
단점
느린 증착 속도
증착 기술에 비해 스퍼터 코팅은 속도가 느릴 수 있습니다.
낮은 플라즈마 밀도
일반적으로 아크 기술에 비해 플라즈마 밀도가 낮기 때문에 코팅 공정의 효율성에 영향을 줄 수 있습니다.
전반적으로 스퍼터 코팅은 높은 정밀도와 품질로 박막을 증착할 수 있는 다양하고 효과적인 방법으로 다양한 산업 분야에서 중요한 기술입니다.
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