EB-PVD Beschichtungsanlage

EB-PVD Beschichtungsanlage

Messgrößen

  • Gesamtschichtdicke bis einige 100µm

Anlagenbeschreibung

Für die Herstellung von EB-PVD-Schichten werden 2 EB-PVD-Anlagen (EB-PVD: electron beam physical vapour deposition) betrieben: eine 60kW-Eintiegelanlage (Leybold) und eine 150kW-Zweitiegelanlage (vonArdenne Anlagentechnik).

Die 60kW-Anlage verfügt über das klassische 3-Kammer-Design (Be- und Entladekammer/ Heizkammer/Beschichtungskammer) mit Sting zur Probenpositionierung und Bewegung. Mit der 1-Tiegel/1 Kanonenanordnung lassen sich metallische und keramische Schichten abscheiden. Möglichkeiten zur Plasma-Erzeugung, BIAS-Spannung am Substrat und zur geregelten Gaseinleitung ermöglichen die Erzeugung variabler Schichtmikrostrukturen und -zusammensetzungen.

In der Zweitigelanlage ESPRI können unterschiedliche Materialien simultan verdampft werden. Der computergesteuerte schnell ablenkbare Elektronenstrahl („jumping beam“) ermöglicht sowohl homogene als auch sequentielle Verdampfung aus den beiden Tiegeln, wodurch metallische und keramische Schichten in monolithischer, gradierter oder auch Mehrlagenanordnung im Bereich bis einigen 100 µm Gesamtschichtdicke bei Abscheideraten bis über 20µm/min hergestellt werden können. Die Anlage besitzt ebenfalls das klassische 3-Kammer-Design und verfügt über verschiedene Einrichtungen wie z.B. zur Vorbehandlung (Sputterätzen, DC/RF Magnetronsputtern, Glühen), Druck- und Gasgemischflussregelung, online Probentemperatur- und Schichtdickenmessung, variabler Vakuumerzeugung und variable Tiegelgeometrie sowie computerbasierte Datenaufzeichnung. Verschiedenste Probenhalter wie Planetengetriebe für zylindrische Proben und kleine Turbinenschaufeln und Flachprobenhalter ermöglichen flexible Substratgeometrien. Kameras erlauben die Beobachtung und Aufzeichnung des Verdampfungsvorgangs und helfen so bei der Optimierung der Prozessparameter zur Optimierung der Schichten. Prozessparameter kommerzieller Beschichtungsanlagen können vollständig reproduziert werden.

Anwendung

Herstellung von EB-PVD-Schichten

Institut / Einrichtung

DLR-Institut für Werkstoff-Forschung

Kontakt

Dr.-Ing. Manfred Peters
DLR-Institut für Werkstoff-Forschung

Jochen Krampe
Technologiemarketing

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