Tecnologia di deposizione PVD

Brevi cenni sulla tecnologia di deposizione

I trattamenti superficiali possono dividersi in due grandi categorie:

  1. trattamenti di apporto superficiale
  2. trattamenti di modifica superficiale

I “trattamenti di apporto superficiale” vengono anche denominati “rivestimenti” e fra i più noti troviamo i riporti galvanici, riporti in CVD, in PVD ed in PACVD.
Tra i “trattamenti di modifica superficiale”, solo per citare i più conosciuti, troviamo invece la nitrurazione, la cementazione e l’ossidazione.

Trattamenti di apporto superficiale

I rivestimenti consentono la deposizione di composti con proprietà intrinseche differenti.
I meccanismi di deposizione sono comuni in tutte le varie tecnologie e si possono schematizzare in tre passi:

  1. generazione
  2. trasporto
  3. deposizione

PVD

PVD Physical Vapor Deposition, (deposizione fisica da fase vapore)
Nel caso del PVD, la generazione avviene per via fisica evaporando i metalli che vanno a comporre lo strato di rivestimento.
Il trasporto dalle sorgenti ai particolari da trattare ha luogo attraverso un vapore, o plasma (gas ionizzato a bassa pressione).
La deposizione è invece favorita dalla presenza di un campo elettrico.
Le tecniche PVD sono svariate, ma possono brevemente suddividersi in tecniche a sorgente solida (deposizioni catodiche, come ad esempio l’arco o lo sputtering) e tecniche a sorgente fusa (come ad esempio l’evaporazione per effetto joule o per cannone elettronico).

Tecnologia STS

La continua sperimentazione di diversi composti per la realizzazione di nuovi rivestimenti, ha sempre più indirizzato lo sviluppo verso le sorgenti catodiche, al fine di poter depositare leghe di elementi dissimili (p.es. Nitruri di Titanio e Alluminio, Nitruri di Titanio e Silicio, ecc).

Tale sviluppo ha consentito di migliorare le caratteristiche di questa tecnologia, diminuendone nel contempo i punti deboli. Oggi, ad esempio, con l’arco catodico è possibile raggiungere elevati livelli di ionizzazione del plasma grazie all’utilizzo di sorgenti di nuova generazione che, oltre a migliorare la qualità intrinseca degli strati depositati, consente parallelamente di ridurre ai minimi termini il fenomeno di “droplets” che è da sempre considerato l’unico piccolo demerito di questa tecnologia.

Per effetto “droplets” si intende la presenza nello strato depositato di minuscole goccioline di materiale che dopo essere stato evaporato, si è aggregato non in forma atomica. La moderna tecnologia di cui dispone oggi STS, denominata HDP, consente quindi di ottenere strati di rivestimenti quasi “droplet-free”.