DE3404880A1

DE3404880A1 - Verfahren zum herstellen von schichtwerkstoff oder schichtwerkstuecken

Info

Publication number: DE3404880A1
Application number: DE19843404880
Authority: DE
Inventors: Klaus 6203 Hochheim Goerke; Erich Dipl.-Chem. Dr. 6365 Rosbach Hodes; Michael Dipl.-Ing. 6500 Mainz Steeg
Original assignee: GLYCO METALL WERKE; Glyco Metall Werke Daelen und Loos GmbH
Current assignee: GLYCO METALL WERKE; Glyco Metall Werke Daelen und Loos GmbH
Priority date: 1984-02-11
Filing date: 1984-02-11
Publication date: 1985-08-14
Also published as: ES540255A0; ES8605589A1; IT8519200A0; GB8502734D0; JPS60184676A; CH663220A5; AT383145B; ATA6285A; BR8500587A; GB2154249B; FR2559507A1; GB2154249A; IT1184136B

Description

Dipl.-Hhys. Heinrich tieids - Patentanwalt · Bierstadter Höhe 15 · Postfach 5105 · 6200 Wiesbaden 1 ■ ®" (0 6121) 56 20

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen ^ο von Schichtwerkstoff oder Schichtwerkstücken durch Aufbringen OD mindestens einer eine im wesentlichen metallische Matrix _ο aufweisenden Schicht auf die vorher gereinigte und aufge-"-^ 5 rauhte Oberfläche eines Trägerwerkstücks im Kathodenzerstäubungsverfahren unter Benutzung mindestens eines Kathodenzerstäubungs-Targets, das die der gewünschten Zusammensetzung der zu erzeugenden Schicht entsprechenden Stoffe enthält.

Bei den aus DE-PS 28 53 724 und DE-PS 29 14 618 bekannten Schichtwerkstoffen mit in Kathodenzerstäubungsverfahren aufgebrachter Gleit- oder Reibschicht und bei den hieraus bekannten Verfahren zur Herstellung solcher Schichtwerkstoffe haben sich erhebliche Schwierigkeiten hinsichtlich der

^5 Erzielung hoher Haftfestigkeit und Bindungsfestigkeit zwischen der Oberfläche der Trägerschicht und der aufgebrachten Gleit- oder Reibschicht ergeben.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die aus DE-PS 28 53 und DE-PS 29 14 618.7-14 bekannten Verfahren dahingehend wesentlich zu verbessern, daß hohe Bindungsfestigkeit zwischen der Oberfläche der Trägerschicht und einer durch Kathodenzerstäubung aufgebrachten Oberflächenschicht reproduzierbar erreicht wird. Dazu soll auch mindestens ebenso hohe Bindungsfestigkeit zwischen nacheinander durch Kathodenzerstäubung aufgebrachten Schichten reproduzierbar erreicht werden. Der Lösung dieser Aufgabe liegt die durch Versuche gewonnene Erkenntnis zugrunde, daß Unregelmäßigkeiten in der Bindungsfestigkeit zwischen der Oberfläche der Trägerschicht und der durch Kathodenzerstäubung aufgebrachten Oberflächenschicht einerseits auf den bei Einsetzen der Beschichtung durch Kathodenzerstäubung vorhandenen Zustand an der Oberfläche der Trägerschicht und zum anderen auf den bei Einsetzen der Kathodenzerstäubung an den Oberflächen des bzw. der zur Kathodenzerstäubung benutzten

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Targets herrschenden Zustand zurückzuführen sind. CD
CO

CO Gemäß der Erfindung wird daher zur Lösung der gestellten

O Aufgabe vorgeschlagen, daß

"^t - nach Erzeugen des für die Kathodenzerstäubung vorgesehenen Vakuums in dem das Target bzw. die Targets und den zu beschichtenden Trägerwerk-stoff bzw. die zu beschichtenden Trägerwerkstucke enthaltenden Rezipienten zunächst ein Freisputtern des Targetsbzw, der Targets an den abzutragenden Oberflächen vorgenommen wird, wobei die zu beschichtenden Oberflächen des Trägerwarkstoffs bzw. der Trägerwerkstücke gegen Aufbringen von Target-Material geschützt werden,

- nach dem Freisputtern der abzutragenden Oberfläche des Targets bzw. der Targets ein Ätzen der zu beschichtenden Oberflächen des Trägerwerkstoffs bzw. der Trägerwerkstücke in einer elektrischen Corona-Entladung in Art einer Kathodenzerstäubung vorgenommenwird, bei der die Oberflächen des Targets bzw. der Targets gegen Aufbringen von Werkstück-Material geschützt werden, und _ anschließend an das Ätzen das Beschichten der Oberflächen des Trägerwerkstoffs bzw. der Trägerwerkstücke im Kathodenzerstäubungsverfahren von den freigesputterten Target-Oberflächen her vorgenommenwird.

Im erfindungsgemäßen Verfahren wird sowJil das Reinigen der abzutragenden Oberflächen des Targets bzw. der Targets als auch das Ätzen,d.h. Reinigen und Aufrauhen der zu beschichtenden Oberflächen am Trägerwerkstoff bzw. an den Trägerwerkstücken unmittelbar vor dem Beschichten vorgenommen, und zwar bei im Rezipienten erzeugtem Vakuum. Dabei werden die zum eigentlichen Beschichten dem Kathodenzerstäubungsverfahren zu unterziehenden Oberflächen während der Vorbehandlung der jeweils anderen Oberflächen gegen Aufbringen von Fremdmaterial geschützt. Man könnte zunächst annehmen, daß es ausreichend- sei, überhaupt nur die abzu-

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tragenden Oberflächen des Targets bzw. der Targets durch

^ο Freisputtern und die zu beschichtende Oberfläche des Werk-

oo stoffs bzw. der Werkstücke durch umgekehrtes Freisputtern Q zu Reinigen, zumal aus ASLE TRANSACTIONS 12, 36-43 (1969), -J" 5 insbesondere Seite 38 bekannt ist, die mittels Kathoden-OO

zerstäubung mit einer MoS„-Schicht zu belegende Oberfläche einer Trägerschicht durch umgekehrtes Sputtern zu Reinigen. Demgegenüber soll aber gemäß der Erfindung nach dem Freisputtern der abzutragenden Oberfläche des Targets bzw. der Targets ein Ätzen der zu beschichtenden Oberflächen in einer elektrischen Corona-Entladung vorgenommen werden, wodurch nicht nur ein Reinigen dieser Oberflächen erfolgt, sondern auch ein intensives Aufrauhen. Nach diesem Ätzen, d.h. Reinigen und Aufrauhen der zu beschichtenden Oberflächen ist dann anschließend, d.h. ohne nennenswerte Verzögerung das Beschichten der Oberflächen des Trägerwerkstoffs bzw. der Trägerwerkstücke im Kathodenzerstäubungsverfahren von den freigesputterten Target-Oberflächen her vorzunehmen. Selbst wenn alle diese Verfahrensabläufe im Vakuum, d.h. einer unter für die Aufrechterhaltung der die Kathodenzerstäubung hervorrufenden elektrischen Entladung geeignetem Unterdruck^jehaltenen gasförmigen Umgebung erfolgen, wurde im Rahmen der Erfindung gefunden, daß es von erheblicher Wichtigkeit ist, daß Beschichten der Oberflächen des Trägerwerkstoffs bzw. der Trägerwerkstücke praktisch unmittelbar anschließend an das Ätzen einsetzen zu lassen. Zwischen dem Freisputtern der abzutragenden Oberflächen des Targets bzw. der Targets und dem Einsetzen der eigentlichen Kathodenzerstäubung zum Beschichten der Oberflächen des Trägerwerkstoffs bzw. der Trägerwerkstücke kann erfindungsgemäß ein zeitlicher Zwischenraum gelassen werden, solange nicht das Vakuum jiii Rezipienten aufgehoben oder wesentlich verschlechtert wird.

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Sollen zwei oder mehr Schichten auf dem Schichtwerkstoff

O bzw. auf den Schichtwerkstücken im Kathodenzerstäubungs-

oo verfahren übereinander aufgebracht werden, so wird er-"jT findungsgemäß vorgeschlagen, die für die Erzeugung der

•<t 5 verschiedenen Schichten erforderlichen Targets sämtlich OO

in den selben Rezipienten einzusetzen und sämtlich vor dem Ätzen der zu beschichtenden Oberflächen des Trägerwerkstoffs bzw. der Trägerwerkstücke freizusputtern und die übereinander anzubringenden Schichten durch zeitlich direkt aufeinanderfolgende Kathodenzerstäubung von verschiedenen Teirgets her, d.h. ohne zwischenzeitliches Freisputtern und zwischenzeitliches Ätzen vorzunehmen. Das Aufbringen der weiteren Schichten erfolgt somit auf die frische Oberfläche der jeweils vorher aufgebrachten Schicht. Es wird somit auch zwischen übereinander aufgebrachten Schichten optimale Flächenbindung erreicht. Während des Freisputterns, also vor dem Ätzen der zu beschichtenden Oberflächen soll diese Vorbehandlung erfindungsgemäß an sämtlichen zu benutzenden Targets vorgenommen werden, so daß kein zwischenzeitliches Freisputtern erforderlich wird. In Weiterbildung der Erfindung wird daher vorgeschlagen, daß bei Benutzung von mehreren Targets, insbesondere von Targets unterschiedlicher Zusammensetzung, das Freisputtern der einzelnen Targets zeitlich nacheinander vorgenommeryCiird und zumindest die bereits freigesputterten Targets während des Freisputterns anderer Targets gegen das Aufbringen von Fremdmaterial geschützt werden. Zur Erreichung eines geeigneten Schutzes gegen Aufbringen von Fremdmaterial auf die Target-Oberflächen und auf die zu beschichtenden Oberflächen, empfiehlt es sich im Rahmen der Erfindung, dem Target zum Freisputtern eine Blende gegenüber zu stellen und das Freisputtern im wesentlichen gegen diese Blende vorzunehmen. In entsprechender Weise kann dem Trägerwerkstoff bzw. den Trägerwerkstücken beim Ätzen eine Blende gegenüber gestellt werden und das Ätzen als Kathodenzerstäubung von den zu beschichtenden Oberflächen des Trägerwerkstoffs bzw. der

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Trägerwerkstücke her im wesentlichen gegen diese Blende

O vorgenommen werden.

-^f Zum fortlaufenden Herstellen von Schichtwerkstoff bzw.

^j- Schichtwerkstücken wird in Weiterbildung der Erfindung

5 empfohlen, den Trägerwerkstoff bzw. die Trägerwerkstücke innerhalb des unter Vakuum gehaltenen Rezipienten durch zwei oder mehr Stationen zu führen, in welchen das Ätzen und Beschichten fortlaufend vorgenommen werden, wobei das Freisputtern des bzw. der Targets nur einmal nach Schließen des Rezipienten und Erzeugen des Vakuums vorgenommen wird, während ggf. der Trägerwerkstoff bzw. die Trägerwerkstücke durch eine Vakuumschleuse in den Rezipienten eingeführt und der Schichtwerkstoff bzw. die Schichtwerkstücke durch eine Vakuumschleuse dem Rezipienten entnommen werden kann bzw. können.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig.l ein Draufsichtschema für die Herstellung von Schichtwerkstücken mit zweifacher Beschichtung; Fig.2 ein Schema für das Freisputtern zweier unterschiedlicher Targets und

Fig.3 das Schema für das Ätzen der zu beschichtenden Werkstück-Oberfläche.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Herstellung von Schichtwerkstücken mit einer Trägerschicht, einer dünnen Sperr- und Verbindungsschicht aus NiSn20 und einer Gleitschicht aus AlSn20 beschrieben.

In einem Rezipienten 10 sind drei Stationen für die Behandlung der zu beschichtenden Werkstücke 11 vorgesehen, nämlich eine Station A zum Ätzen der zu beschichtenden Werkstück-Oberflächen, eine Station B zum Aufbringen der

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ersten Schicht auf die geätzte Werkstück-Oberfläche und ^ο eine Station C zum Aufbringen der zweiten Schicht auf die co erste Oberflächenschicht des Werkstücks.

-<i" Die in Figur 1 schematisch wiedergegebene Vorrichtung sieht CO

-> eine Drehteller anordnung 12 im Inneren des Rezipienten 10 vor, entsprechend den drei Stationen A, B und C hat diese Drehte11eranordnung drei Werkstückauflagen 13, die entsprechend den Pfeilen 14 schrittweise durch die drei Stationen A, B und C bewegt werden. Diese Werkstückaufnitien 13 sind entsprechend den vorzunehmenden Behandlungsschritten an elektrische Spannungen anzulegen, wobei bekannte Schaltungsanordnungen und bekannte elektrische Bauelemente zu verwenden sind, die der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt sind. Desgleichen sind die für das Evakuieren des Rezipienten 10 und die für den Antrieb der Drehtelleranordnung 12 vorgesehenen Einrichtungen der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt.

In dem Rezipienten 10 ist eine Ätzblende 15 schwenkbar angebracht, um in Betriebsstellung über die ja/eils in die Station A eingefahrene Werkstückauflage geschwenkt zu werden. In dieser Schwenkstellung ist die Ätzblende 15 an positives elektrisches Potential angeschlossen oder anschließbar. Die Ätzblende 15 kann jedoch auch fest in der Station A montiert und wahlweise an positives elektrisches Potential anschließbar sein. Die Werkstückauflage 13 ist in der Station A an negatives elektrisches Potential angeschlossen. Ferner sind im Inneren des Rezipienten zwei Targetblenden 16 und 18 vorgesehen, die entsprechend den Pfeilen 17 und 19 in den Bereich der Stationen B und C bewegbar sind und zwar vor das in der Station B in Gegenüberstellung zu der dort eingefahrenen Werkstückauflage einzusetzende Target 20 und das iryQie Station C in entsprechender Weise einzusetzende Target 21. Für die Bewegung und Einstellung der Blenden 15, 16 und 18 vorge-

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sehenen Vorrichtungen sind der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt.

^j- . Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit der ° oben beschriebenen Vorrichtung wird wie folgt verfahren: 5 Zunächst werden die zu beschichtenden Werkstücke 11 auf die Werkstückaufηahme 13 der Drehtelleranordnung 12 gesetzt. In die Station B wird ein Target 20,aus dem für die Sperr- und Verbindungsschicht vorgesehenen Material, beispielsweise NiSn20 oder einer entsprechenden nicht ferromagnetischen Orurom-lSIickel-Legierung,eingesetzt. In die Station C wird ein der gewünschten Zusammensetzung der Gleitschicht entsprechendes Target, beispielsweise aus AlSn20,eingesetzt. Der Rezipient 10 wird geschlossen und evakuiert. Dabei kann ein Spülen mit für das Kathodenzerstäubungsverfahren gewünschten Gas oder Gasgemisch vorgenommen werden. Bei diesem Evakuieren wird der für das Zünden und Aufrechterhalten der die Kathodenzerstäubung bewirkenden elektrischen Gasentladung erforderliche Druck im Inneren des Rezipienten 10 eingestellt und aufrechterhalten. Sobald diese Druckeinstellung erreicht ist, werden die Blenden 16 und 18 vor die Targets 20 und 21 gebracht, falls dies nicht schon vorher geschehen ist. Es wird dann positives Potential an die Targetblende 16 und negatives Potential an das Target gelegt, wobei die zwischen beiden Teilen herrschende elektrische Spannung derart eingestellt wird, daß eine elektrische Entladung gezündet und aufrechterhalten wird. Es erfolgt dann ein Kathodenzerstäubungsvorgang bei dem die Blende 16 als Anode wirkt, falls nicht eine andere Anode vorgesehen ist. Jedenfalls wird das bei diesem Kathoden-Zerstäubungsvorgang von der Oberfläche des Targets 20 abgetragene Material von der Targetblende 16 aufgefangen. Durch diese erste Kathodenzerstäubung wird die abzutragende Oberfläche des Targets 20 freigesputtert, so daß bei erneutem Zünden einer elektrischen Gasentladung sofort ein ³^ hochwirksames Sputtern mit der gewünschten Materialzusammen-

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setzung vom Target 20 ausgeht.
CD

_c:o Nachdem das Target 20 an seiner abzutragenden Oberfläche frei-"^ gesputtert ist, erfolgt in entsprechender Weise das Frei-■<f sputtern an der abzutragenden Oberfläche des Targets 21 mit °° 5 Hilfe der Targetblende 18- Figur 2 zeigt das Stadium in
welchem das Freisputtern an der abzutragenden Oberfläche
des Targets 21 vorgenommen wird, wähend das Freisputtern
des Targets 20 an der abzutragenden Oberfläche bereits erfolgt ist.

Nach dem Freisputtern der beiden Targets 20 und 21 an ihren abzutragenden Oberflächen wird der Ätzvorgang in der Station A eingeleitet, falls die Ätzblende 15 nicht bereits vorher in die Station A eingeschwenkt worden ist oder überhaupt in der Station A fest angebracht ist, wird jetzt dieses Einschwenken der Ätzblende 15 vorgenommen, die dabei über die Werkstückaufnahme 13 und das darauf gelegte Werkstück 11 gelangt. Es wird dann an die Ätzblende 15 positives elektrisches Potential und an die Werkstückaufnahme 13 und damit an das Werkstück negatives elektrisches Potential angelegt. Die zwischen dem Werkstück 11 und der Ätzblende 15 herrschende elektrische
Spannung wird so eingestellt, daß eine elektrische Corona-Entladung gezündet und aufrechterhalten wird. In dieser
elektrischen Corona-Entladung wird das Werkstück 11 als
eine Art von Target von dessen Oberflächenmaterial durch

Kathodenzerstäubung abgetragen und von der Ätzblende 15

aufgefangen . Diese umgekehrte Kathodenzerstäubung wird solange vorgenommen, bis die zu beschichtenden Oberflächen
des Werkstücks 11 nicht nur gereinigt,sondern auch merklich aufgerauht worden sind. Figur 3 zeigt das in der Station A

auf der Werkstückaufnahme Ί3 liegende Werkstück 11 in Gegenüberstellung zur Ätzblende 15, während der umgekehrten
Kathodenzerstäubung. Sobald das Werkstück an seinen zu
beschichtenden Oberflächen ausreichend aufgerauht ist, wird die umgekehrte Kathodenzerstäubung unterbrochen und das

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Werkstück 11 durch Drehen der Drehtelleranordnung 12 un-CD mittelbar aus der Station A in die Station B gebracht. Die

^ Übergangszeit zwischen Station A und Station B soll so -<f kurz sein, daß keine merkliche Kontamination an der frisch ^j- 5 geätzten Oberfläche des Werkstücks 11 auftreten kann. Sobald ^CV) das mit frisch geätzter Oberfläche versehene Werkstück 11 in die Station B gelangt ist, wird das Target 2O an negatives und die das Werkstück 11 tragende Werkstückaufnahme 13 an positives elektrisches Potential gelegt und die Targetblende 16 entfernt (falls dies nicht vorher geschehen ist). Es setzt sofort eine wirksame Kathodenzerstäubung vom Target 20 auf die frisch geätzte Oberfläche des Werkstücks ein. Diese Kathodenzerstäubung wird solange weitergeführt, bis die auf der frisch geätzten Werkstückoberfläche gebildete Sperr- und Verbindungsschicht aus NiSn2O oder einer Chrom-Nickel-Legierung die gewünschte Dicke erreicht hat. Nach Erzeugung der Sperr- und Verbindungsschicht wird das Werkstück 11 durch weiteres Drehen der Drehtelleranordnung aus der Station B unmittelbar in die Station C gebracht. Dort erfolgt das Aufbringen der Gleitschicht durch Kathodenzerstäubung, indem das Target 21 an negatives und die Werkstückauflage 13 und damit das Werkstück 11 an positives elektrisches Potential bzw. an Masse gelegt werden. Die Targetblende 18 wird weggenommen, falls dies nicht geschehen ist. Die Kathodenzerstäubung wird in der Station C solange fortgesetzt, bis die Gleitschicht die gewünschte Dicke erreicht hat.

Wurden bei der Vorbereitung des Arbeitsablaufes sämtliche Werkstückaufnahmen 13 der Drehtelleranordnung 12 mit Werkstücken besetzt, so kann in der Weise verfahren werden, daß immer ein und dieselbe Werkstückaufnahme 13 mit den darauf angebrachten Werkstücken 11 nacheinander allen drei Arbeitsschritten unterzogen wird. Wenn&ann die auf dieser einen Werkstückaufnahme 13 angebrachten Werkstücke 11 behandelt sind, kann eine andere Werkstückaufnahme 13 mit den

Dipl.-Phy=,. HeinrlA Seid". · Patentanwalt Biei-stadter" HoKe ii ■ Positach 5105 · 6200 Wiesbaden 1 · ® (0 61 21) 50 20

darauf gesetzten Werkstücken den drei unmittelbar aufein-(—-ι ander folgenden Arbeitsschritten unterzogen werden. Dies ^co kann dann solange fortgesetzt werden, bis alle Werkstücke

-<f behandelt sind.

C*~> 5 Wenn sich jedoch die Behandlungsdauer in den drei Stationen A, B und C angleichen oder weitgehend angleichen läßt, kann auch vorgesehen werden, daß drei Werkstückaufnahmen 13 mit darauf gesetzten Werkstücken 11 gleichzeitig in Behandlung genommen werden, nämlich eine in der Station A, eine in der Station B und eine in der Station C. Dabei muß jedoch sichergestellt sein, daß die Überführung der Werkstücke von dem einen Behandlungsschritt zum anderen Behandlungsschritt innerhalb möglichst kurzer Zeit erfolgt.

Naturgemäß lassen sich auch andere Ausführungsformen von Behandlungsanlagen und für die Durchführung des Verfahrens einsetzen. Beispielsweise kann vorgesehen sein, daß die drei Stationen A, B und C hintereinander angeordnet sind, wobei die Werkstücke oder ein Werkstoffband über eine Vakuumschleuse in das Innere des Rezipienten eingeführt, durch die Behandlungsstationen hindurchgeführt und die Schichtwerkstücke bzw. das Schichtwerkstoffband nach der Behandlung durch eine Vakuumschleuse aus den Rezipienten herausgeführt wird.

Anstelle der im obigem Beispiel erläuterten drei Behandlungsstationen A, B und C könnten auch noch mehr Behandlungsstationen vorgesehen sein, falls mehr als zwei Schichten auf dem Trägerwerkstoff bzw. den Trägerwerkstücken aufgebracht werden sollen. Andererseits kommt auch in Betracht, nur zwei Behandlungsstationen vorzu-3Q s<3hen, wenn nur eine Schicht aufzubringen ist. In jedem Fall ist aber sicherzustellen, daß das Freisputtern der Targets bzw. des Target nach der Erzeugung des Vakuum nach dem Schließen des Rezipienten oder nach erneutem

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Erzeugen des Vakuum nach evtl. zwischenzeitigem erheblichem ^<~-^> Druckanstieg vorgenommen wird, bevor das Ätzen der z^u be-GO schichtenden Oberflächen erfolgt. Außerdem ist in jedem ^₃ Fall sicherzustellen, daß zwischen dem Ätzen und dem ersten ~<t" 5 Beschichten bzw. zwischen aufeinanderfolgendem Beschichten OO

möglichst kurze Zeitabstände eingehalten werden, damit keine nennenswerte Kontamination an den frisch geätzten oder frisch erzeugten Beschichtungsoberflächen eintritt.

PATENTANWALT DIPL.-PHYS. HEINRICH SEIDS

6200 Wiesbaden α · Bierstadter Höhe 15 · Postfach 5105 · Telefon (o 6121) 56 20 Postscheck Frankfurt/Main 1810 08 - 602 · Bank Deutsche Bank 306 571 · Nass. Sparkasse 120 040

Wiesbaden, den io. Februar 1984

CD G 560 VNR 10 7565 S/we

Cj Glyco-Metall-Werke

~<r Daelen & Loos GmbH

OO Stielstraße

6200 Wiesbaden-Schierstein

Verfahren zum Herstellen von Schichtwerkstoff oder Schichtwerkstücken

Liste der Bezugszeichen

10	- Rezxpienten
11	Werkstücke
12	Drehte Her an Ordnung
13	- Werkstückaufnahme
14	- Pfeil
15	Ätzblende
16	- Targetblende
17	- Pfeil
18	- Targetblende
19	- Pfeil
20	- Target
21	Target

-A-

- Leerseite -

Claims

PATENTANWALTDIPL-PHYS. HEINRICH SEIDS

6200 Wiesbaden % · Bierstadter Höhe 15 · Postfach 5105 · Telefon (ο 6a 21) 56 20 22 Postscheck Frankfurt/Main 1810 08 - 602 - Bank Deutsche Bank 506 571 · Nass. Sparkasse 120 040 995

Wiesbaden, den 10. Februar 1984 G 560 VNR IO 7565 S/we

^ Glyco-Metall-Werke

^ Daelen & Loos GmbH

Stielstraße 11

6200 Wiesbaden-Schierstein

Verfahren zum Herstellen von Schichtwerkstoff oder Schichtwerkstücken

Patentansprüche

].) Verfahren zum Herstellen von Schichtwerkstoff oder

Schichtwerkstücken durch Aufbringen mindestens einer eine im wesentlichen metallische Matrix aufweisenden Schicht auf die vorher gereinigte und aufgerauhte Oberfläche eines Trägerwerkstücks im Kathodenzerstäubungsverfahren unter Benutzung mindestens eines Kathodenzerstäubungs-Targets, das die der gewünschten Zusammensetzung der zu erzeugenden Schicht entsprechenden Stoffe enthält, gekennzeichnet durch die Ver- IQ fahrensschritte, daß

- nach Erzeugen des für die Kathodenzerstäubung vorgesehenen Vakuumsin dem das Target bzw. die Targets und den zu beschichtenden Trägerwerkstoff bzw. die zu beschichtenden Trägerwerkstücke enthaltenen Rezipienten zunächst ein Freisputtern des Targets bzw. der Targets an den abzutragenden Oberflächen vorgenommen wird, wobei die zu beschichtendai Ober-

i ι flächen des Trägerwerkstoffs bzw. der Trägerwerk- i stücke gegen Aufbringen von Targetmaterial geschützt werden.

Dipl.-Phys. Heinrich Seid·; · Patentanwalt- Brf-^tadtet- Höht ia · Posträch 5iO5 · 6200 Wiesbaden 1 · iü" (0 6121) 56 20

- nach dem Freisputtern der abzutragenden Oberflächen

des Targets bzw. der Targets ein Ätzen der zu be-CD
co schichtenden Oberflächen des Trägerwerkstoffs bzw.

^ der Trägerwerkstücke in einer elektrischen Corona-

CD 5 Entladung in Art einer Kathodenzerstäubung vorge-(V^ nommen wird, bei der die Oberflächen des Targets

bzw. der Targets gegen Aufbringen von Werkstück-Material geschützt werden, und

- anschließend an das Ätzen das Beschichten der Ober-"Lo flächen des Trägerwerkstoffs bzw. der Trägerwerkstücke im Kathodenzerstäubungsverfahren von den freigesputterten Target-Oberflächen her vorgenommen wird.
2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung von Schichtwerkstoff bzw. Schichtwerkstücken mit zwei oder mehr im Kathodenzerstäubungsverfahren übereinander aufgebrachten Schichten, die für die Erzeugung der verschiedenen Schichten erforderlichen Targets sämtlich in denselben Rezipienten eingesetzt und sämtlich vor dem Ätzen der zu beschichtenden Oberflächen des Trägerwerkstoffs bzw. der Trägerwerkstücke freigesputtert werden und daß die übereinander anzubringenden Schichten durch zeitlich direkt aufeinanderfolgende Kathodenzerstäubung von verschiedenen Targets her, d.h. ohne zwischenzeitliches Freisputtern und zwischenzeitliches Ätzen vorgenommen wird.
3.) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Benutzung von mehreren Targets, insbesondere von Targets unterschiedlicher Zusammensetzung, das Freisputtern der einzelnen Targets zeitlich nacheinander vorgenommen wird und zumindest die bereits freigesputterten Targets während des Freisputterns anderer Targets gegen das Aufbringen von Fremdmaterial geschützt werden.

Dipl.-Phys. Heinrich Seids · Patentanwalt- Bl^-«tadter-Höhe ³.5 · Posifa'di 5105 · 6200 Wiesbaden 1 · & (06121) 56 20
4.) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch CD gekennzeichnet, daß dem Target zum Freisputtern

_ο::) eine Blende gegenübergestellt und das Freisputtern

"^f" im wesentlichen gegen diese Blende erfolgt.
5.) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Trägerwerkstoff bzw. den Trägerwerkstücken beim Ätzen eine Blende gegenübergestellt wird und das Ätzen als Kathodenzerstäubung von den zu beschichtenden Oberflächen des Trägerwerk-Stoffs bzw. der Trägerwerkstücke her im wesentlichen gegen diese Blende erfolgt.
6.) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zum fortlaufenden Herstellen von Schichtwerkstoff bzw. Schichtwerkstücken der Trägerwerkstoff bzw. die Trägerwerkstücke innerhalb des

unter Vakuum gehaltenen Rezipienten durch zwei oder mehr Stationen geführt werden, in welchen das Ätzen und Beschichten fortlaufend vorgenommen werden, wobei das Freisputtern des bzw. der Targets nur einmal nach Schließen des Rezipienten und Erzeugen des Vakuums vorgenommen wird, während ggf. der Trägerwerkstoff bzw. die Trägerwerkstücke durch eine Vakuumschleuse in den Rezipienten eingeführt und der Schichtwerkstoff bzw. die Schichtwerkstücke durch eine Vakuumschleuse dem Rezipienten entnommen wird bzw. werden.