금속과 표면공학 - PVD에 대해서

목 차

1. 서론

2. PVD법

2.1 PVD 란?
2.1 PVD 원리

2.3 PVD 개요

2.4 PVD 영상

2.5 PVD 장·단점

3. PVD 종류
3.1 PVD 종류
3.2 증발 (아크증발법)
3.3 이온도금 (이온주입법)
3.4 스퍼터링
3.4.1 강화된 스퍼터링
4. PVD 장비
5. 진공의 필요성

6. 박막 성장 기구

7. PVD 코팅층의 미세구조

8. PVD 적용 예

9. 제조공정

10. 최근 연구 동향

1. 서 론

왜 이런 방식의 코팅을 하느냐?

이런 시계와 같은 경우 일반적인 코팅 (도장 따위의..)으론 감당이 안되기 때문에

심미성을 추가한 내마모성, 내소착성, 내식성, 내산화성을 주목하기 위해서!!

PVD를 이용한 코팅은 왜 하는가?

PVD

PVD 〓 Physical Vapor Deposition (물리증착법)

섭씨 150-500도 사이의 고 진공 상태에서 진행

고 순도 금속 코팅 재료는 열에 의한 기화 또는 이온 충격으로 기화되어

모재에 코팅

유입된 반응 가스는 기상 상태의 금속과 반응하여 화합물을 형성하여 공구 또는 부품의 표면에 강한 밀착력을 가진 박막을 형성

균일한 코팅 두께를 형성하기 위하여 코팅 공정 시 여러 축에 치구된 제품들은 일정한 속도로 회전 

2. PVD 의 원리

2. PVD 법

3. PVD 개요

PVD 란? 진공증착, 스퍼터링, 이온 플레이팅을 총칭하는 용어

…

2. PVD 법

물리 증착(PVD)기술은 이온 도금과 스퍼터링(sputtering)과 같은 기화 기술로

이뤄지며 용도가 다양하며 증착할 수 있는 것도 실제로 모든 종류의 무기종류

(금속, 합금, 화합물과 그것의 혼합물)에도 몇몇의 유기재료들까지 가능하다.

4. PVD 영상

2. PVD 법

장 점

단 점

① 증착성의 조성에 있어서의 융통성

② 무정형과 같은 특별한 미세구조 의 증착층 형성가능

③ 기판온도를 넓은 범위에서 변화시킬 수 있음.

④ 높은 증착속도가 가능

⑤ 고순도의 증착층이 가능

⑥ 기판과의 우수한 밀착력

⑦ 우수한 표면조도

⑧ 환경오염물의 제거

① 몇몇 예외를 제외하고는 고분자물질의 증착이 불가능

② 장비가 복잡하고 초기투자 가격이 높음.

5. PVD 장.단점

2. PVD 법

3. PVD 종류

3. PVD 종류

PVD 종류

3. PVD 종류

2. 증발 (아크 증발법)

수 마이크론의 직경으로 형성된 아크에 의하여 금속 코팅 재료가 증발되는 것이 기본 원리

증발된 재료는 높은 전류 밀도 및 전력 밀도에 의하여 거의 대부분이 이온화된 상태이므로 높은 에너지를

가진 플라즈마를 형성

금속 이온들은 진공조에 유입된 가스와 반응하여 코팅하고자 하는 공구 또는 부품의 표면에 높은 에너지로

충돌하여 높은 밀착력의 박막을 형성

1 알곤

2 반응 가스 3 아크원 (코팅 재료)

4 코팅할 부품

5 진공 펌프

◆ 특징

고진공이 필요 (10-4~10-7 Torr)

진공도가 나쁘면 증발금속이

기판 표면에 도달못함.

잔류 공기와 만나 산화

3. 이온도금 (이온 주입법)

이온 주입법은 반응성 전자 빔 증발법으로 물리적 기상 증착법의 한 종류

이온 주입법은 저 전압 아크를 이용 하여 금속 코팅재료 (티