Teilprojekt 6

Auslegung von DBD-Plasmaquellen und Optimierung der Gasführung

Im Rahmen dieses Teilprojektes sollen durch die Integration neuer nicht-selbstbeschichtender Quellentypen und die Optimierung der Gasführung sowie des Quellenaufbaus neue DBD-Plasmaquellen ausgelegt und für unterschiedliche Anwendungsbereiche und Schichteigenschaften untersucht werden, um die folgenden genannten Hauptprojektziele zu erreichen.

Ziele

AldyneTM-Modul zur PECVD-DBD-Beschichtung
© Fraunhofer IST Braunschweig

AldyneTM-Modul zur PECVD-DBD-Beschichtung

  • Minimierung des hohen Gas- und Prekursorverbrauchs auf < 0,5 slm / cm2
  • Erhöhung des Prekursorumsatzes auf > 30 %
  • Optimierung der Spülgasströme, um eine Sauerstofffreiheit < 100 ppm zu erreichen
  • Verringerung der Reinigungszyklen für ausgewählte Prozesse auf > 8 h
  • Verbesserung der Schichthomogenität auf ± 5 % bei 400 mm Behandlungsbreite
  • Erhöhung der Reproduzierbarkeit der Schichteigenschaften auf > 95 %

Mögliche Anwendungsbereiche sind Drucktechnik, Automotive, Verpackungstechnik, Medizintechnik und technische Textilien.

Angestrebte Ergebnisse

Folgende wissenschaftliche und wirtschaftliche Ergebnisse werden angestrebt:

Konventionelle PECVD-DBD-Anordnung
© Fraunhofer IST Braunschweig

Konventionelle PECVD-DBD-Anordnung

Optimierte modulare PECVD DBD Anordnungen
© Fraunhofer IST Braunschweig

Optimierte modulare PECVD DBD Anordnungen

SiOx-Schichtbildung einer DBD-Entladung mit N2/SiH4/N2O aus N. Jidenko et al, J. Phys. D: Appl. Phys. 40 (2007) 4155–4163

SiOx-Schichtbildung einer DBD-Entladung mit N2/SiH4/N2O aus N. Jidenko et al, J. Phys. D: Appl. Phys. 40 (2007) 4155–4163

  • Erarbeitung einer fundierten Wissensbasis für ressourceneffiziente Prozesse, in der simulierte Reaktionskinetik, Konzeption der DBD-Plasmaquellen und Oberflächenanalytik korrelieren und damit zukünftig Prozesse schneller optimiert werden können.
  • Entwicklung von Methoden zur Prozesssteuerungen unter Einbeziehung der Plasmaanalytik wie Leistungsmessung und optische Emissionsspektroskopie (OES).
  • Entwicklung von modularen Anlagenkonzepten mit reduziertem Gasverbrauch und optimalen Prekursorumsatz.
  • Demonstration der Ergebnisse an ausgewählten Demonstratoren des Projektbegleitenden Ausschusses.
  • Chemische Oberflächenfunktionalisierung: 10 - 50 nm dicke Schichten mit einer homogenen Verteilung chemische reaktiver Gruppen über 400 mm Breite.
  • Barriereschichten: ca. 500 nm dicke möglichst pinholefreie Schichten mit homogener Schichtdicke (< 5 %)
  • Releaseschichten: ca. 100 – 500 nm dicke homogene Schichten mit einer reversiblen Antihaftwirkung gegen Klebstoffe und Farben.