PVD‐Beschichtungen ermöglichen textile Kabel und Sensoren

• Published in: Vakuum in Forschung und Praxis : Zeitschrift für Vakuumtechnologie, Oberflèachen und Dünne Schichten Vol. 36; no. 3; pp. 34 - 38
• Main Authors: Hegemann, Dirk, Amberg, Martin
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: 01.06.2024
• ISSN: 0947-076X; 1522-2454
• DOI: 10.1002/vipr.202400819

Zusammenfassung Sputtern oder Kathodenzerstäubung ist eine Methode der physikalischen Gasphasenabscheidung (physical vapor deposition, PVD), die auf der Wechselwirkung mit einem Plasma, ein teilweise ionisiertes Gas, unter Vakuumbedingungen beruht. Durch Plasmawechselwirkung werden Atome von einem festen Material, dem Target, abgetragen (gesputtert) und auf einem Substrat abgeschieden. Auf diese Weise erfüllt das Plasma zwei Funktionen: i) die Erzeugung hochenergetischer Ionen von mehreren 100 eV, die auf das Target beschleunigt werden, und ii) die Unterstützung des Schichtwachstums durch Wechselwirkung mit Plasmateilchen niedrigerer Energie, etwa um 10 eV. Für beide Prozesse gibt es angepasste Energiebereiche sowie Schwellenwerte, die in diesem Artikel eingehender betrachtet werden. Sputtern ist ein etabliertes Verfahren mit breiter industrieller Anwendung. Hier wird als Beispiel die Metallisierung von Polymerfasern aufgezeigt, um elektrisch leitfähige textile Sensoren und hochfeste textile Kabel zu ermöglichen. Summary PVD Coatings Enable Textile Wires and Sensors – Process control by adjusted energy ranges Plasma sputtering deposition is a Physical Vapor Deposition (PVD) method based on a weakly ionized gas, the plasma, that ablates atoms from a solid target material at vacuum conditions to deposit the sputtered atoms on a substrate. In this way, the plasma has two functions, i) the generation of high‐energy ions of several 100 eV accelerated to the target for sputtering, and ii) to support film growth by plasma‐surface interaction with particles bearing lower energies around ∼10 eV. For both processes, energy thresholds are present, which will be discussed in this article. Plasma sputtering deposition has wide spread industrial applications. As one example, the metallization of polymer fibers is demonstrated to obtain electrically conductive textile sensors and wires.