일반기술

스퍼터링에 의한 알루미늄 피막 형성방법

1. 기술의 개요 목적 : 본 기술은 스퍼터링에 의한 알루미늄 피막 형성방법으로, 각종 소재의 내식성을 향상시키고 미려한 외관을 제공하며 코팅층의 경도를 높여 내구성을 향상시키는데 사용되며, 특히 스퍼터링을 이용하여 알루미늄과 산화알루미늄을 다층으로 코팅하여 피막의 조직을 제어하고 동시에 경도를 높여 내 스크래치성을 향상시킨 기술임. 구성 : 스퍼터링에 의해 기판에 알루미늄 피막을 형성하되, 불활성 가스 분위기 하에서 스퍼터링 증발원에 부착된 알루미늄 타겟으로부터 알루미늄을 증발시켜 기판에 알루미늄층을 형성하는 단계, 알루미늄을 스퍼터링하면서 동시에 산소가스를 주입하여 이루어지는 반응성 스퍼터링에 의해 상기 알루미늄층 위에 산화 알루미늄층을 형성하는 단계, 상기 단계를 반복하여 알루미늄층과 산화 알루미늄층이 번갈아 층을 이루는 다층막 형태의 피막을 형성하는 단계로 이루어짐 효과 : 피막의 조직을 제어하여 밀도가 높은 피막을 제조할 수 있게 되며, 각종 재료의 표면처리에 따른 내식성 향상은 물론 경도를 대폭 증가시킬 수 있어 제품의 특성 및 수명향상 등의 효과를 얻을 수 있음.2. 기술의 특징 알루미늄 피막은 대체로 피막층에 많은 구멍을 포함하고 있을 뿐만 아니라 기판과의 밀착성이 열악한 단점도 있는바, 이를 해결하기 위하여 진공증착의 경우 기판을 고온으로 가열하여야 하며, 이온플레이팅에서는 기판에 인가되는 전압을 증가시키거나 이온화율을 증대시키기 위해 더 많은 방전가스를 도입해야 함. 하지만 기판을 고온으로 가열할 경우, 기판에 손상을 일으킬 수 있으며, 기판에 고전압을 인가하는 방법 역시 기판에 손상을 줄 우려가 있다. 또한 방전가스의 도입량을 증대하여 이온화율을 높이면 방전가스가 피막에 혼입되어 피막을 손상시키게 되며, 방전가스와 증발되는 알루미늄 사이에 산란이 일어나 역시 부착량의 감소를 초래하게 됨. 이들 문제점을 해결하기 위해 진공증착, 스퍼터링 등의 방법이 제안되었음. 스퍼터링 공정에서는 스퍼터링 도중에 각종 반응가스를 주입하면 산화물과 같은 화합물을 쉽게 형성시킬 수 있다는 장점을 이용하여 초기에 일정두께의 알루미늄 피막을 형성시키기 위하여 알루미늄과 산화 알루미늄을 다층으로 형성하여 경도 및 내식성을 크게 향상시킨 스퍼터링에 의한 방법으로 알루미늄 피막을 형성함.