화학기상침전 기술

화학기상침전(CVD)은 특정 온도에서 특수 처리된 기판(경질합금 및 공구강 등 포함) 표면에서 발생하는 기체 상태의 화학 반응을 통한 열화학적 과정이다. CVD 기술은 반응 유형이나 압력에 따라 저압 CVD(LPCVD), 상압 CVD(APCVD), 플라즈마 증강 CVD(PECVD), 핫 필라멘트 CVD, 레이저 유도 CVD 등으로 분류된다.

플라즈마 보조 화학기상침전은 초경도 박막 제조의 주요 방법 중 하나로, 물리적 기상침전과 전통적인 화학기상침전의 장점을 결합하여 낮은 온도에서도 박막을 성층할 수 있을 뿐 아니라 복잡한 형상의 부품 내부 표면에도 도포가 가능하다. 이는 부품 표면의 마모 저항성과 고온 산화 저항성을 향상시키는 효과적인 방법이다.

물리적 기상침전 기술

물리적 기상침전은 증발 또는 스퍼터링 등의 진공 물리적 과정을 이용해 물질이 이동하는 방식으로, 원자나 분자가 원료로부터 기판 표면으로 이동하여 박막 형태로 침전되는 것을 말한다.

이는 나노~미크로 단위의 박막을 실제로 얻을 수 있으며 오염이 없는 친환경적인 표면 처리 기술로, 기판 크기에 영향을 주지 않으면서 표면 강도를 향상시키고 부식 저항성 및 마모 저항성 등을 개선할 수 있다.

물리적 기상침전(PVD) 기술을 사용하여 제작된 박막은 높은 경도와 내마모성(저마찰 계수), 우수한 내식성 및 화학적 안정성이 특징이며, 동시에 부품의 외관 디자인성도 향상시킬 수 있다. 이 기술은 알루미늄, 구리, 크롬 등 다양한 단일 금속 박막뿐만 아니라 질화물 박막(TiN, ZrN, CrN, TiAlN), 탄화물 박막(TiN, TiCN), 산화물 박막(TiO) 등 세라믹 박막을 제조할 수 있다.

음극 아크 기술

음극 아크 기술은 진공 환경에서의 아크 방전을 이용하여 고체 음극 타겟을 증발시킨 후 이온화하고, 플라즈마의 강화 작용을 통해 양극 기판 표면으로 침전되도록 하는 기술이다. 음극 아크는 고전류(수백 암페어까지 가능)의 전기 아크로 특징이 있어 매우 높은 침전 속도를 가지며, 이로 인해 박막의 조직 구조와 역학적 성능을 크게 개선할 수 있다. 그러나 음극 아크 증발 과정은 매우 격렬하게 진행되기 때문에 유해 입자 생성이 많아, 고품질 표면이 요구되는 분야에서는 음극 아크 기술의 적용이 제한된다.

자석제어 스퍼터링 기술

자석제어 스퍼터링 기술은 기능성 및 장식성 도금 분야에서 널리 활용되고 있는 비교적 성숙한 기술이다. 진공 자석제어 스퍼터링 과정에서 이온이 음극과 충돌하여 타깃에서 4~6 eV 에너지를 가진 입자들이 분출되며, 이 이온화율은 약 10% 수준이다.