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スパッタリング

スパッタリングは真空蒸着等と同様に物理的薄膜形成技術(PVD)の一つであり、ガラス、セラミックス、プラスチック等の各種基板の表面に金属、誘電体、DLC等の膜のコーティングが可能です。

スパッタリングとはイオンや中性原子などの衝撃を受けた固体の表面から、その固体を構成している原子が飛び出していく現象のことです。真空槽内を真空にした後、アルゴンガスなどの不活性ガスを入れ、この雰囲気で放電させると不活性ガスがイオン化して陽イオンと電子になり、陽イオンが電界で加速されてターゲットに衝突することによりターゲット表面の物質がたたき出されて飛散して基板にコーティングされます。

近年の応用としては半導体産業分野のみならず自動車分野、光学分野へも展開されており、特に中遠赤外線領域のAR膜としてのDLC膜の加工技術としても注目を集めています。


各種機能性膜のスパッタリング加工

誘電体膜、磁性体膜、炭化膜、窒化膜等の各種の機能性膜のコーティングが可能です。

分野 薄膜の種類 応用例
エネルギー Al2O3・CeO2・MgF2
SiO・SiO2・ Ta2O5・TiO2
反射防止膜保護膜・透過膜太陽電池
オプティカル Al2O3・MgF2・MgO
In2O3・SiO・SiO2
SnO2・TiO2・ ZrO2
増透膜・反射防止膜・偏光膜・保護膜
赤外透過膜・赤外線フィルター
紫外線フィルター
ディスプレー MgO・SiO・SnO2 絶縁膜・透明電極・発光膜
その他 Al2O3・TiC・TiN・DLC・MoST 表面硬化膜・固体潤滑膜

Si,Ge基板へのDLC膜スパッタリング加工

中遠赤外線領域のAR膜としてスパッタリング技術を応用してDLC膜をコーティングすることができます。


プラスチック成形品への金属膜スパッタリング加工

概要
スパッタリングは、イオン工学を応用した新しい表面処理技術で、樹脂メッキのような公害問題もなく、真空蒸着では困難であったCrをメッキできるという特色をもっております。

ABS樹脂以外の各種エンジニアリング・プラスチックスにもCrメッキができる………「プラスチックの表面処理に新しい時代を拓く」………新技術です。

Cr以外にもほとんどすべての金属が可能で、更に樹脂メッキのCrに近い色調を出すことができるなど、数々の優れた点をもっております。そのため使用分野も広く、スパッタリング製品は装飾用として、自動車・弱電・オーディオ・化粧品など幅広い応用が期待されます。


原理
スパッタリングは真空装置を使用して行われます。被メッキ物(プラスチック)を治具に取りつけ、装置に入れた後、槽内を10-5Torr程度の真空に引き、その後Arガスを10-4Terr程度まで導入します。この状態でターゲットとアノードの間に高電圧を掛けるとグロー放電を発生し、Aガスがイオン化されます。このArイオンがターゲットに衝突して、飛び出したターゲット物質(Cr)が、被メッキ物に付着し膜を形成します。


膜構成

  • 図:スパッタリング加工断面
  • 写真:スパッタリングの装置
    スパッタリングの装置

スパッタリング膜の構成は真空蒸着と同様に、アンダーコート、金属膜、トップコートの3層構造となっています。


特徴
● 低温でスパッタリングが行なえる為、被メッキ物として各種プラスチックが使用できる
● CrやCr合金の様な高融点金属の膜を作ることができる
● CrやCr合金が使用できる為、Crの樹脂メッキに近い色調が可能です
● Cr色以外にもいろいろな色調が可能です(例、金色)
● 密着力の強い膜が得られる
● 樹脂メッキと比較して、マスキングが容易にできる


用途
自動車、弱電、光学、産業機器等の広範囲な分野での機能膜や装飾品 他

写真:スパッタリング加工した部品

 

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