Verbundprojekt: Reaktive Dünnschichttechnik an Atmosphärendruck mittels gepulstem Mikroplasma - ReaktivAtmoPuls in der Fördermaßnahme: KMU - innovativ: Produktionsforschung im Programm "Innovationen für die Produktion, Dienstleistung und Arbeit von morgen" des BMBF

Abstract

Das Ziel des KMU-innovativ Projekts ReaktivAtmoPuls war es, die Dünnschichttechnik additiv zu realisieren, also Material dort aufzutragen, wo es benötigt wird und auch nur dort. Dafür gibt es bereits einige technologische Ansätze, wie beispielsweise das Laserspritzen bzw. Auftragsschweißen sowie den Inkjet- oder Siebdrucken. All diese Technologien sind jedoch bislang nicht in der Lage, qualitativ hochwertige Schichten von wenigen Nanometern Dicke zu erzeugen. Daher soll eine Technologie des Atmosphärendrucksputterns (APSLD) zur Nutzung für reaktive Dünnschichten entwickelt werden, bei der zukünftig keine Vakuumkammer mehr benötigt und Dünnschichtstrukturen in drei Dimensionen additiv aufgetragen werden können. Das Sputtern an Atmosphärendruck mittels Mikroplasmen verhält sich dabei jedoch nicht wie die bekannten Vakuumplasmen. Die Funktionsweise kann als eine Mischung aus Plasmaspritzen, Aerosoljetdrucken und Vakuumsputtern gesehen werden. Ein DC-Helium-Plasma im Zustand der Glimmentladung zerstäubt einen Metalldraht und das Prozessgas trägt die so erzeugten Nanopartikel fokussiert durch eine Düse aus der Plasmaquelle heraus. Mittels des zu erforschenden reaktiven Prozesses sollen so z.B. auch Isolator- oder Katalysatorschichten gedruckt werden können. Dazu sollte in einem ersten Schritt die Überprüfung und Qualifizierung von weiteren Materialien für die APSLD Technologie erfolgen. Dies sollte mit einer Implementierung einer Plasmapulsung realisiert werden und Prozessrezepte erstellt werden. Dafür war es nötig der Anlage weitere Prozessfunktionen hinzuzufügen, wie eine geregelte Reaktionstemperatur und eine Gaskontrolle.