Plasmaätzen
Ätzverfahren
Oberflächenverbesserung
Sandstrahlen

Plasma-Ätzen mit Niederdruckplasma

1. Wie funktioniert Ätzen mittels Plasma?

Beim Plasmaätzen werden Prozessgase verwendet, die das zu ätzende Material in die Gasphase überführen können. Das mit dem Grundmaterial angereicherte Gas wird abgepumpt, frisches Prozessgas wird zugeführt. Somit wird ein kontinuierlicher Abtrag erreicht. Durch eine gegen das verwendete Prozessgas resistente Ätzmaske (z.B. Chrom) können Bereiche geschützt werden. Eine Oberfläche kann so gezielt strukturiert werden. Diese Strukturierungen befinden sich im Nanometerbereich.

ApplikationGruppeMaterialGasartDruck [mbar]Leistung [%]Zeit [min]
ÄtzenMetallAluminiumCCl40,2 - 0,510030 - 120
AluminiumBCl30,2 - 0,510030 - 120
TitanNF30,1 - 0,410030 - 120
KunststoffPOMO2 / O2+CF40,1 - 0,410030 - 120
PPSO20,1 - 0,410030 - 120
PTFEH20,2 - 0,510020 - 120
SonstigesAl2O3Cl2+Ar0,1 - 0,610030 - 120
SiO2CF40,1 - 0,3100 (mit RIE)30 - 120

Ätzen mit Niederfrequenz- oder Hochfrequenzgenerator in RIE-Betrieb

PTFE Ätzen mit Niederfrequenzgenerator oder 13,56 MHz Generator im PE-Betrieb

2. Ist das Ätzen von Metallen möglich?

Das Ätzen von Metallen ist prinzipiell möglich, allerdings nur mit hochkorrosiven Gasen, die aber wiederum das Metall korrodieren lassen können. Um den Ätzeffekt zu verstärken, können die Teile vorgeheizt werden - oder falls eine Kammerheizung in der Plasmaanlage installiert ist - kontinuierlich aufgeheizt werden.

GruppeMaterialGasartDruck [mbar]Leistung [%]Zeit [min]
MetallAluminium

Ar

(Sputterätzen)

0,2 - 0,510030 - 120
SilberAr0,1 - 0,410030 - 120
TitanNF30,1 - 0,410030 - 120

Die Prozessparameter Leistung und Zeit müssen unter Berücksichtigung der Anlagen-Spezifikation (Generatortyp und Stärke, Elektrodenaufbau) sowie der Materialbeschaffenheit des Werkstückes angepasst werden.

3. Welche Kunststoffe können angeätzt werden?

Vor allem Kunststoffoberflächen werden mit diesen Prozessen angeätzt.

Die Ätzung ist bei schwer lackier- und verklebbaren Kunststoffen wie POM, PPS und PTFE sehr wichtig. Durch die vergrößerte Oberfläche wird eine bessere Klebehaftung erreicht.

Typische Ätzgase sind Sauerstoff, verschiedene Fluor-/Chlor-Gasverbindungen, aber auch Wasserstoff.

GruppeMaterialGasartDruck [mbar]Leistung [%]Zeit [min]
KunststoffePOMO2 / O2 + CF40,1 - 0,410030 - 120
PPSO20,1 - 0,410030 - 120
PTFEH20,2 - 0,510020 - 120

(Die Prozessparameter Leistung und Zeit müssen unter Berücksichtigung der Anlagen-Spezifikation (Generatortyp und Stärke, Elektrodenaufbau) sowie der Materialbeschaffenheit des Werkstückes angepasst werden).

Ätzen von POM

4. Lässt sich Glas und Keramik ätzen?

Das Plasmaätzen von Gläsern im Vakuum ist zeitaufwändig und teuer. Das Glas wird von den ionisierten Gasteilchen nur langsam abgebaut. Glas besteht zum größten Teil aus SiO2 und kann daher prinzipiell mit fluorierten Kohlenwasserstoffen (unter Zugabe von Sauerstoff) geätzt werden.

Die niedrige Abtragungsrate und die damit verbundene lange Prozesszeit sind für die hohen Kosten solcher Prozesse verantwortlich.

Keramiken (wie z. B.: Al2O3) lassen sich mit korrosiven und nicht korrosiven Gasen ätzen.

Zu den korrosiven Gasen zählen alle chlor- und fluorhaltigen Gase. Zu den nicht korrosiven Gasen gehört Argon.

Allgemein kann man sagen, dass fluorhaltige Gase eine höhere Abtragungsrate als andere nicht korrosive Gase haben, chlorhaltige Gase sind in ihrer Ätzwirkung besser als die nicht korrosiven Gase.

Al2O3 lässt sich mit fluorhaltigen Gasen am besten ätzen.

GruppeMaterialGasartDruck [mbar]Leistung [%]Zeit [min] 
SonstigesAl2O3CF40,1 - 0,610030 - 120
SiO2CF40,1 - 0,3100 (mit RIE)30 - 120

(Die Prozessparameter Leistung und Zeit müssen unter Berücksichtigung der Anlagen-Spezifikation (Generatortyp und Stärke, Elektrodenaufbau) sowie der Materialbeschaffenheit des Werkstückes angepasst werden).

5. Welche Anwendungen sind möglich?

Weitere Informationen finden Sie unter "Anwendungen".