BERSAGLI PER SPUTTERING

La tecnologia in breve – bersagli per sputtering

La metallizzazione in alto vuoto (detta anche spruzzamento da magnetron) è un metodo per la deposizione su una superficie di un sottile strato di un determinato metallo, mediante l’erosione di un bersaglio, e il successivo trasporto e deposito delle sue molecole sul substrato. La denominazione comune di questo gruppo di tecniche è deposizione fisica in fase di vapore o PVD, dall’inglese “Physical Vapour Deposition”.

Tale tecnologia viene utilizzata per realizzare un rivestimento al fine di proteggere, modificare o migliorare la superficie originale del materiale. Le molteplici applicazioni, da quelle puramente decorative fino alle complesse applicazioni industriali, trovano largo utilizzo in molti settori: industria chimica, medica, ingegneria dei materiali e soprattutto in elettronica (semiconduttori, dispositivi fotovoltaici, ecc.).

Parametri di base del processo

Il metodo della metallizzazione in alto vuoto permette la deposizione uniforme degli strati su elementi di forma complessa. D’altra parte nel caso di alcune applicazioni tecniche, che presentano requisiti relativi ai materiali difficili o addirittura mutuamente esclusivi, questo metodo è praticamente l’unica tecnica che permette di soddisfarli unendo materiali (metalli) in proporzioni adeguate, grazie alla possibilità di deporre più strati uno sull’altro.

Un ulteriore vantaggio della tecnologia di metallizzazione in alto vuoto è il suo rispetto per l’ambiente, in quanto non provoca né rifiuti né inquinamento. Anche l’economicità della metallizzazione in alto vuoto è importante, in quanto la sua realizzazione non richiede un elevato consumo di energia.

Il processo di metallizzazione avviene nel vuoto, sebbene questo concetto possa essere fuorviante per i non esperti. Si tratta infatti di un ambiente a bassa pressione contenente un gas inerte (ad esempio argon), che sotto l’effetto di un campo magnetico viene ionizzato. Gli ioni del gas vengono successivamente accelerati da un campo elettrico e colpiscono il bersaglio con energia elevata. Questo causa l’espulsione di molecole del bersaglio, che successivamente raggiungono il substrato e lo ricoprono, creando uno strato sottile.

Suddivisione dei rivestimenti deposti con tecniche PVD

Una tecnica alternativa per vaporizzare il metallo è quella della deposizione laser pulsata (PLD – Pulsed Laser Deposition). Consiste nell’azione a impulsi (ogni impulso ha una durata di alcuni nanosecondi) di un raggio laser sulla superficie del bersaglio, che provoca l’ablazione del materiale, creando una nuvola di plasma, la quale successivamente si condensa sul substrato. Per ottenere lo spessore desiderato del rivestimento si utilizzano serie di migliaia di tali impulsi.

I rivestimenti ottenuti con la tecnica PVD sono caratterizzati da adeguate caratteristiche meccaniche, come adesione e durezza, nonché proprietà fisiche (conducibilità, coefficiente d’attrito) e resistenza alla corrosione.

Tipi di metallizzazione in alto vuoto

Applicazioni della metallizzazione in alto vuoto

La metallizzazione viene utilizzata nella microscopia elettronica a scansione, che permette di osservare oggetti con dimensioni inferiori a 1 nm. Per ottenere immagini di campioni non conduttivi bisogna prima ricoprire la superficie dell’oggetto da osservare con un sottile strato metallico, in maniera che il fascio di elettroni interagisca con gli atomi per produrre un’emissione di elettroni secondari, i quali vengono rilevati e utilizzati per creare l’immagine.

Affinché la metallizzazione avvenga senza impurità indesiderate il bersaglio deve essere caratterizzato da una elevata purezza del materiale. I rivestimenti PVD sono utilizzati in ottica, microelettronica, biomedicina e in altre applicazioni industriali, migliorando le proprietà dei materiali utilizzati.

Vantaggi delle tecniche PVD

I vantaggi delle tecniche PVD sono i seguenti:

• bassa temperatura del processo;
• il rivestimento mantiene la composizione chimica del materiale del bersaglio;
• il metodo non determina trasformazioni chimiche e si basa unicamente sulle variazioni di stato della sostanza depositata;
• la modifica dell’energia delle molecole spruzzate permette di controllare forma, microstruttura, fase e struttura chimica del rivestimento.

La nostra offerta

Wolften offre bersagli con purezza fino al 99,9999% e diametri nell’intervallo da 2,54 mm a 203,3 mm. Siamo tuttavia in grado di fornire bersagli con qualsiasi parametro e di ogni lega (NiCr, MoNb, NbZr, TiNb, TiAl, SiAl) o metallo (Ti, Cu, Ni, Nb, Ta, W, Mo, CrZr, Hf, Ag, Zn).