PVD

Question 1

PVD

Answer 1

processo de deposição atomística em que o material é vaporizado de uma fonte sólida ou líquida sob a forma de átomos ou moléculas e transportado sob a forma de vapor através de um ambiente gasoso (ou plasma) de vácuo ou de baixa pressão para o substrato, onde se deposita

Question 2

Para que tipo de filmes?

Como funciona?

O que é possivel produzir?

O que podemos depositar?

Answer 2

• Técnica de revestimento mas também se destina a fabrico de filmes finos
• Material vaporizado transportado até substrato
• Possível produzir multicamadas
• Podemos depositar elementos puros, ligas

Question 3

Caracteristicas gerais

Answer 3

A espessura varia entre alguns nanómetros a poucos micrómetros.
 Mas dá para revestimentos multicamadas, depósitos de composição graduada, depósitos espessos.
* Entre 0,1 a 10 nm/s.
* Usado para depositar elementos puros, ligas ou compostos usando processos de deposição reativa.

Question 4

Deposição quase reativa

Answer 4

Deposição de um material composto em que um dos elementos é mais volátil e compensado pela sua introdução no gás da câmara.

• Os substratos podem ser entre painéis muito pequenos a mais de 250 x 300 mm.
• A forma pode ser plana a complexa, como pulseiras e bits de ferramentas

Question 5

Aplicações de filmes de PVD

Answer 5

• Filmes e revestimentos de camada única e multicamadas
• Materiais em nanocamadas
• Películas decorativas
• Revestimento das pás da turbina do motor
• Barreiras de permeação para humidade e gases
• Filmes resistentes à corrosão
  *Camada isolante elétrica para microeletrónica
• Camadas de barreira de difusão para metalização de semicondutores
• Filmes magnéticos para suportes de gravação
• Condutores elétricos transparentes e revestimentos antiestáticos
• Revestimento de aços de alta resistência para evitar fragilização por hidrogênio

Question 6

Etapas PVD

Answer 6

1. Escolha do substrato.
2. Definição e especificação das propriedades críticas da superfície do substrato e como podem ser determinadas essas propriedades.
3. Preparação adequada da superfície do substrato, incluindo limpeza e alterações químicas ou morfológicas.
4. Seleção do(s) material(is) e da estrutura do filme para produzir a aderência e as propriedades adequadas.
5. Escolha do processo PVD visando propriedades reprodutíveis e de longo prazo.
6. Desenvolvimento de equipamentos de produção para o rendimento necessário.
7. Desenvolvimento de parâmetros de processo, seus limites e formas de monitorá-los.
8. Desenvolvimento de técnicas de caracterização adequadas para determinar as propriedades do filme.
9. Desenvolvimento de técnicas de reprocessamento ou reparação de peças com revestimentos defeituosos.
10. Criação de especificações escritas e instruções de processo de fabricação (MPI) para todas as etapas de processamento.

Question 7

3 etapas essenciais de processo fisico de deposição

E onde ocorrem

Answer 7

(1) síntese do vapor de revestimento
(2) transporte de vapor para o substrato
(3) condensação de vapores na superfície do substrato

Estas etapas são geralmente realizadas dentro de uma câmara de vácuo, de modo que a evacuação da câmara deve preceder o processo PVD real.

Question 8

Metodos de aquecimento

Processos de PVD existentes

Answer 8

aquecimento por resistência elétrica ou bombardeio de íons para vaporizar um sólido (ou líquido) existente

(1) evaporação a vácuo
(2) pulverização
(3) revestimento iônico.

Question 9

Fatores que afetam propriedades dos filmes

Answer 9

• Condições da superfície do substrato antes e após a limpeza ou modificação: rugosidade, inclusões, contaminação por partículas, composição da superfície, estabilidade, existência de locais de nucleação preferencial.
• Detalhes do processo de deposição e geometria do sistema: o processo PVD utilizado, ângulo de incidência, distribuição do fluxo de adatom de deposição, temperatura do substrato, taxa de deposição, contaminação gasosa, bombardeamento simultâneo de partículas energéticas.
• Processamento intermediário: Bombardeio periódico de iões, oxidação entre camadas, limpeza ou polimento entre camadas.
• Processamento e reações pós-deposição: reação entre a superfície do filme e o ambiente, processamento subsequente, ciclo térmico ou mecânico, corrosão, etc.
  Superfície faz toda a diferença porque são filmes finos

Question 10

Tipos de contaminantes

Answer 10

Em relação ao substrato

• Substrato relacionado com a superfície: óxidos, partículas incorporadas.
• Relacionados com processos ambientais (externos): resíduos químicos, manchas de água
• Relacionados com o ambiente (externo): partículas sedimentadas nascidas no ar, vapor de água adsorvido e hidrocarbonetos.
  Sobre os procedimentos
• Deposição relacionada com o ambiente: gases residuais no vácuo/plasma, água dessorvida das superfícies de vácuo, partículas/vapores no sistema de deposição.

Relacionados com o processo de deposição: vapores contaminantes e partículas de fontes de vaporização (por exemplo, alvos), acessórios e ferramentas.
* Contaminação pós-deposição: óxidos formados na superfície, adsorção de hidrocarbonetos.