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真空コーティング

表面を改質し、性能と耐久性を高める。それを実現するのが真空下でのコーティングです。

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コーティングにおける真空の役割は?

真空コーティングは真空チャンバー内で行われます。チャンバー内を中真空または高真空まで排気し、酸素や窒素などの不純物を除去します。こうすることでクリーンな環境が作られます。
真空コーティングは、原子1つ分から数ミリメートルの厚さまでの層を形成するために使用されます。

真空コーティングのプロセスに応じて、反応ガスまたは固形の原材料を気化させ、基材の表面に蒸着させます。真空コーティングは、原子1つ分から数ミリメートルの厚さまでの層を形成するために使用されます。異なる材料の複数の層を組み合わせて光学コーティングを形成することができます。このタイプのコーティングは、光学性能の向上や、特定の光学特性の実現を目的として、光の透過、反射、吸収を操作できるよう設計されています。
当社は、コーティングプロセス向けに多岐にわたる真空ソリューションを提供しています。真空ポンプ単体から真空システムまでお任せください。

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真空コーティングとは何ですか?

真空コーティング、別名薄膜蒸着は、真空下で基材の表面に膜の材料を付着させるプロセスです。金属、木材、プラスチック、レザーなどが対象です。コーティングは摩耗、摩擦、熱、その他の過酷な条件からの保護に役立ちます。

コーティングプロセスに適しているのは、Buschのどの真空ポンプですか?

COBRAおよびR5真空ポンプとPUMA/PANDAメカニカルブースターポンプを組み合わせると、真空コーティングプロセスの要件が満たされます。当社は真空ポンプ単体だけでなく、真空システムも提供しています。お客様のプロセスに適した真空ソリューションを選択する際には、いくつか考慮する点があります。

お客様のニーズに最適な真空ポンプを見つけるには、当社の製品検索を使って製品を比較するか、Buschにお問い合わせください。

冶金業界向けの工作機械:
製品の比較

分析およびR&D向けの工作機械:
製品の比較

真空コーティングにはさまざまな種類がありますか?

コーティングには、次の3種類があります。

物理蒸着(PVD)

液体または固体の原料を真空チャンバー内で気化させ、基材の表面に蒸着させます。基材を慎重に設置したら、回転させながらコーティングします。こうすることでコーティングが含浸し、長期にわたり破損やひび割れが生じません。PVDコーティングが可能な製品の例としては、水栓、ジュエリー、マイクロエレクトロニクスなどが挙げられます。

化学蒸着(CVD)

CVDプロセスで使う原料はガス状です。揮発性の前駆体が真空チャンバーに導入され、特定の反応温度まで加熱されます。温度が上昇すると、前駆体ガスが基材と反応または分解し、表面に直接結合します。CVDコーティングは、半導体業界や、ソーラーパネルメーカーが最新のソーラーセルの性能を左右する超薄膜を製造する際に使用されます。このコーティングプロセスは、工作機械にもよく利用されるほか、電話やテレビなどの集積回路にも使われます。

原子層堆積(ALD)

ALDは、さまざまな基材に超薄膜を正確かつ均一に堆積させます。化学反応を所定の時間行うことで、原子レベルの精度で膜を作成します。均一で純度に優れたコーティングができます。これは、最も包括的なタイプのコーティングの1つです。ALDコーティングは、手術器具やインプラントを包装する酸化チタンや、精密機械や時計部品の金属コーティングなど、さまざまな用途に使用されています。

物理蒸着(PVD)、化学蒸着(CVD)、原子層堆積(ALD)は何が違うのですか?

PVDとCVDは両方とも真空蒸着法です。その主な違いは、コーティング原料がPVDプロセスでは固体または液体であり、CVDプロセスでは気体であるという点にあります。ALDは、原料の原子層を1層ずつ堆積する、特殊なCVDです。

真空コーティングシステムの仕組みを教えてください。

真空コーティングシステムでは、基材上にコーティング原料の薄膜層を作る工程を、真空環境で行います。そのため、純度が高く、密着性の高いコーティングが実現します。真空は、成膜原料の蒸発、酸化の防止、および汚染物質のないコーティングに最適な環境を作るために使われます。化学的コーティングプロセスでは、反応性を制御するためにも真空が必要となります。

コーティングプロセスにおける真空チャンバーの役割はどのようなものですか?

真空チャンバーは、コーティングプロセスで重要な役割を果たします。真空チャンバーが最適な低圧環境を作り出すことで、薄膜やその他のコーティングを基材に蒸着させることができます。チャンバーから酸素と窒素を除去したら、コーティング原料を導入し、それを気化させ、基材表面に含浸させます。また、真空チャンバーは埃やその他のゴミなど、異物による汚染も防ぎます。これにより、最終製品の高い品質と一貫性が保たれます。

真空コーティングで使われる真空レベルは?

必要な真空レベルは、薄膜原料とコーティング層の質によって異なります。また、手法によって要件も異なります。お客様のニーズに最適な真空レベルをお知りになりたい場合は、Buschの技術者にお問い合わせください。

真空を利用したコーティング方法のメリットとデメリットを、利用しない方法と比較して教えてください。

真空を使ったコーティング方法には、次のようなメリットがあります。

  • 汚染を最小限に抑えたクリーンな環境
  • 余分なコーティング原料や副産物の除去が容易
  • 化学反応の制御に最適な環境
  • 均一なコーティング

デメリットとして挙げられるのは、原料によっては、蒸着に時間がかかる場合がある点です。

冶金産業における真空コーティング

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Dreistegen GmbHは、金属製の大型工具や部品のコーティングを専門としています。窒化、軟窒化、酸化被膜などの表面改質処理や、コールドプラズマを利用した物理蒸着(PVD)や化学蒸着(CVD)などのコーティング処理を行っています。

硬質のコーティングを施すアーク蒸着(PVDの一種)は真空下で行われます。この真空供給にBuschのCOBRA NCスクリュー真空ポンプが使われています。このポンプがバックポンプとして、並列運転の2台のターボ分子ポンプを補助し、真空コーティングチャンバーで必要とされる真空レベルを生成します。高度な真空技術と信頼性の高い装置を組み合わせ、Dreistegenは、顧客の工作機械と部品に高品質の表面処理を施しています。

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分析および研究開発R&Dにおける真空コーティング

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リヒテンシュタインのバルザースに拠点を置くInficon AGは、測定機器、圧力測定用センサー、高真空アプリケーション用コンポーネントの製造を専門としています。これにはALD(原子層堆積)でコーティングしした部品が含まれます。

Inficonでは、すべてのALDコーティングシステムにBuschのCOBRA DSスクリュー真空ポンプを採用しています。COBRA DS真空ポンプは、信頼性と耐久性が実証された製品です。高性能と長寿命を特徴とします。最先端の真空テクノロジーを採用することで、Inficonは最高レベルの精度と製品品質を確保しています。

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その他の産業における真空コーティング

  • 射出成形

    射出成形において成形品が金型に貼りつき、取り出す際に困難を感じている企業は少なくありません。この問題は、真空コーティングで潤滑性を持たせることで解決することができます。製造する際に、射出成形の金型の内側に薄膜をコーティングすることで、成形品を簡単に取り出すことができます。結果として、工程が効率的に進行し、生産時間とコストの削減につながります。

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  • 半導体

    真空コーティングは、基板クランプや固定具といった消耗品の寿命を延ばし、半導体業界におけるチャンバーのダウンタイムを減少させます。原料は、石英ガラスからイットリア安定化ジルコニアまで、多岐にわたります。コーティングは光学的に透明かつ化学的に不活性であり、耐食性、耐久性、信頼性を高めます。

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  • 積層造形(3Dプリント)

    進化を続ける積層造形において、真空コーティングは基材の性能を向上させる可能性を持っています。PVDおよびALDによって塗布された薄膜コーティングは、表面特性を強化および改善し、基材の柔軟性と性能を高めます。

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  • 医療機器

    黒色の窒化チタンを使用したPVDコーティングは、医療機器の標準となっています。これは、摩擦の低減、抗菌特性などのメリットを提供するほか、ニッケル感受性のある患者に対する化学的バリアとして機能します。

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  • 製造工具

    薄膜コーティングにより、製造工具は高温や埃の多い環境などの過酷な条件に耐えることができます。コーティングは工具自体を改質するため、時間が経っても剥がれたり擦り減ることはありません。

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  • 航空宇宙

    航空宇宙用の部品は、時速数百キロメートルを超える速度での飛行飛行にも耐える、高い耐摩耗性が求められます。真空コーティングは、熱、摩擦、その他の過酷な条件にさらされる部品には不可欠です。

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  • 自動車

    腐食、錆、きしみ音。これらは、真空コーティングで防止できる問題のほんの一例です。ステアリングカラムコンポーネント、エキゾーストガスケット、ブレーキクリップなどのコーティングにより、自動車部品の耐久性と性能が向上します。

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お客様のニーズに合わせカスタマイズ。配管や制御装置も装備しています。

テーラーメイド真空システム

真空コーティングの実例

  • アーク蒸着法コーティング向けスクリュー真空ポンプ

    アーク蒸着法コーティング向けスクリュー真空ポンプ

    詳細情報
  • ALDコーティングに卓越した信頼性をもたらす最新のスクリュー真空テクノロジー

    ALDコーティングに卓越した信頼性をもたらす最新のスクリュー真空テクノロジー

    Inficon AG

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