Revestimiento PVD pueden producirse utilizando distintos tipos de métodos de deposición física de vapor. Estos métodos pueden tener el mismo principio básico de funcionamiento, pero cada tipo varía principalmente en la forma en que el Material de revestimiento PVD se evapora.
Si quiere saber más sobre cada tipo, puede hacer clic en cualquier sección de abajo para obtener rápidamente la información.
La etapa de evaporación determina la precisión, los resultados, el precio del revestimiento PVDy muchos otros aspectos de los métodos.
Cada tipo de método PVD puede tener mecanismos de trabajo similares, pero tienen procedimientos diferentes. Presentaremos cada método respectivamente. Si desea conocer el procedimiento general de los métodos PVD, puede consultar mi blog anterior: Proceso de revestimiento PVD en 4 sencillos pasos.
1. Deposición por pulverización catódica
En el proceso de deposición por pulverización catódica, la máquina recubre el sustrato con una fina película. En este proceso, los iones de alta energía bombardeados vuelan hacia el sustrato de forma balística y se depositan capa a capa para formar el revestimiento.
Pros
- Sin contaminación atmosférica
- Sin piezas calientes
- Disponible para materiales de sustancias de recubrimiento de alto punto de fusión
- El sustrato puede recubrirse tanto por arriba como por abajo.
- Las sustancias de revestimiento objetivo pueden utilizarse una y otra vez.
Contras
- El proceso es complicado
- La cámara también se recubre durante el proceso
- Puede producir impurezas en la superficie del sustrato
- Más costoso
Breve resumen,
| Sustancia de revestimiento en proceso de conversión a vapor |
|---|
| Al bombardear átomos de gas acelerados en la sustancia de revestimiento |
| Limitaciones |
|---|
| Los átomos de gas también pueden depositarse en el sustrato junto con la sustancia de revestimiento |
Breve resumen,
| Sustancia de revestimiento en proceso de conversión a vapor | Limitaciones | |
|---|---|---|
| PVD por pulverización catódica | Al bombardear átomos de gas acelerados en la sustancia de revestimiento | Los átomos de gas también pueden depositarse en el sustrato junto con la sustancia de revestimiento |
2. PVD por haz de electrones
En este proceso, un haz de electrones de alta velocidad convierte la sustancia de revestimiento en una fase gaseosa. A continuación, estos vapores gaseosos se depositan sobre la superficie del sustrato.
El procedimiento tiene lugar en la línea de visión, lo que significa que si se quiere recubrir la cara superior de un sustrato, hay que darle la vuelta para que la cara superior quede orientada hacia los vapores, y el mismo proceso se aplica a las otras caras.
Así, el sustrato se coloca en el eje giratorio. El eje también puede moverse para ajustar la distancia entre la sustancia de recubrimiento y el sustrato.
Pros:
- Sin contaminación atmosférica.
- Mayor aprovechamiento del material
Contras:
- Puede producir un recubrimiento innecesario en la cámara
- Necesita condiciones de vacío muy bajas
- Algunos materiales no son adecuados
Utiliza
Debido a una tasa de deposición superior a la de otros procesos, el PVD por haz de electrones se utiliza sobre todo en la siguiente industria:
- Paneles solares
- Industria de semiconductores
- Recubrimientos densos y resistentes en herramientas de corte
- Industria aeroespacial para revestimientos resistentes al desgaste y de barrera térmica
Breve resumen,
| Sustancia de revestimiento en proceso de conversión a vapor |
|---|
| Bombardeando la sustancia de revestimiento con un haz de electrones acelerados |
| Limitaciones |
|---|
| Sólo revestimiento de la línea de visión |
Breve resumen,
| Sustancia de revestimiento en proceso de conversión a vapor | Limitaciones | |
|---|---|---|
| PVD por haz de electrones | Bombardeando la sustancia de revestimiento con un haz de electrones acelerados | Sólo revestimiento de la línea de visión |
3. Deposición por evaporación térmica
En este proceso, se utiliza un filamento para calentar y evaporar la sustancia de revestimiento en la cámara de vacío. A continuación, los vapores de gas se depositan sobre la superficie del sustrato.
Pros
- Proceso sencillo
- Tasa de deposición superior a otras
- Ausencia total de contaminación atmosférica
- Más asequible que otros procesos
Contras
- Sólo puede utilizarse para materiales de bajo punto de fusión
- Necesita un sistema de refrigeración por agua para el sustrato
- Sólo está disponible la deposición en línea de visión directa
Utiliza
Debido a su sencillez, el PVD por evaporación térmica tiene las siguientes aplicaciones:
- Juguetes
- Células solares
- Cosméticos
- Tacones
- Ordenadores
- Teléfonos móviles
- Óptico aplicaciones
Breve resumen,
| Sustancia de revestimiento en proceso de conversión a vapor |
|---|
| Calentando la sustancia de recubrimiento sobre el filamento calentado |
| Limitaciones |
|---|
| Sólo revestimiento de la línea de visión |
| Las estructuras complejas no pueden revestirse |
Breve resumen,
| Sustancia de revestimiento en proceso de conversión a vapor | Limitaciones | |
|---|---|---|
| Evaporación térmica PVD | Calentando la sustancia de recubrimiento sobre el filamento calentado | Sólo revestimiento de la línea de visión |
| Las estructuras complejas no pueden revestirse |
4. Evaporación por arco catódico /Arc-PVD
Este proceso también es muy famoso. En este proceso, el arco eléctrico evapora la sustancia de revestimiento objetivo. A continuación, los vapores se depositan en la superficie del sustrato.
Pros:
- Respetuoso con el medio ambiente
- Espesor uniforme en la superficie del sustrato
- Posibilidad de revestimientos muy densos y duros
- Bajo coste
- El grado de ionización de las especies evaporadas puede aproximarse de 30% - 100%, lo que no es fácilmente posible en otros procesos.
Contras:
Necesita un sistema de refrigeración por agua
Utiliza
El método de evaporación por arco catódico tiene las siguientes aplicaciones;
- Revestimientos densos
- Revestimiento protector de las lámparas
- Revestimientos para relojes resistentes al desgaste
- Recubrimiento muy duro de las herramientas de corte
- Un revestimiento resistente al desgaste en las joyas
- Los recubrimientos de carbono tipo diamante son posibles con este método
Breve resumen,
| Sustancia de revestimiento en proceso de conversión a vapor |
|---|
| Mediante la introducción de corriente de alto amperaje y bajo voltaje en la sustancia de revestimiento |
| Limitaciones |
|---|
| Las sustancias de revestimiento de bajo punto de fusión no son seguras de usar |
| Los vapores pueden emitir en forma de grupos de átomos que pueden causar defectos funcionales en las películas |
Breve resumen,
| Sustancia de revestimiento en proceso de conversión a vapor | Limitaciones | |
|---|---|---|
| Evaporación por arco catódico | Mediante la introducción de corriente de alto amperaje y bajo voltaje en la sustancia de revestimiento | Las sustancias de revestimiento de bajo punto de fusión no son seguras de usar |
| Los vapores pueden emitir en forma de grupos de átomos que pueden causar defectos funcionales en las películas |
5. Deposición por láser pulsado
Se trata de un proceso muy nuevo que aún está en fase de desarrollo. En este proceso, la sustancia de revestimiento se evapora primero mediante un rayo láser y, después, los vapores emitidos se depositan sobre la superficie del sustrato para formar el revestimiento.
Pros:
- Control de espesor en tiempo real
- Sin limitación en el uso de una sustancia de recubrimiento
- Puede utilizarse tanto con gases inertes como reactivos.
- Adecuado para sustratos de bajo punto de fusión, como los plásticos
Contras:
- El equipo utilizado es caro
- Aún no hay ninguna máquina comercial eficaz
Utiliza
- Joyería
- Células solares
- Semiconductores
- Aplicaciones médicas
- Herramientas de corte, taladros, etc.
- Se utiliza para recubrir vidrio bioactivo sobre metales de implantes
- Y se puede utilizar para casi cualquier aplicación
Breve resumen,
| Sustancia de revestimiento en proceso de conversión a vapor |
|---|
| Mediante el bombardeo de un rayo láser de alta energía en la sustancia de revestimiento |
| Limitaciones |
|---|
| Este proceso está en fase de desarrollo |
Breve resumen,
| Sustancia de revestimiento en proceso de conversión a vapor | Limitaciones | |
|---|---|---|
| Deposición por láser pulsado PVD | Mediante el bombardeo de un rayo láser de alta energía en la sustancia de revestimiento | Este proceso está en fase de desarrollo |
6. El mejor método de recubrimiento PVD para joyería y relojería
De estos 5 procesos anteriores, estos 3 procesos no se pueden utilizar para el recubrimiento PVD de Joyería y Relojería:
- PVD por haz de electrones
- Evaporación térmica PVD
- Deposición por láser pulsado PVD
Los dos primeros métodos, PVD por haz de electrones y Evaporación térmica PVDsólo permiten el PVD en la línea de visión, lo que no es aplicable al recubrimiento de joyas y relojes de formas complejas. Además, la película depositada mediante estos dos procesos no es tan resistente como otros.
El tercer proceso, Deposición por láser pulsado PVDes muy eficaz, pero es un proceso muy nuevo y aún está en fase de estudio. Por eso, este proceso tampoco puede utilizarse para el revestimiento de joyas y relojes.
Mientras que los dos procesos restantes pueden utilizarse para el recubrimiento PVD de joyas y relojes:
- Evaporación por pulverización catódica
- Evaporación por arco catódico o Arc-PVD
Evaporación por arco catódico o Arc-PVD puede utilizarse para el revestimiento PVD de joyas y relojes, pero tiene algunas limitaciones. Este proceso no es adecuado para sustancias de revestimiento de bajo punto de fusión porque este proceso puede alcanzar los 15000° Celsius ( 15273° Kelvin ) para sustancias de revestimiento ( blanco ).
Por lo tanto, sólo es ideal para el revestimiento de relojes, herramientas de corte, hardware, lámparas y muchos más. Pero este proceso no se utiliza para el recubrimiento de joyas.
En Evaporación por pulverización catódica es ideal para recubrir cualquier tipo de material, incluidos joyas y relojes.
Si desea obtener más información sobre el revestimiento de PVD en joyas y relojes, puede consultar otros dos blogs:
Palabras finales
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