CVDとPVDについて

熊田茂雄

熊田茂雄

テーマ:表面処理技術

 以前、蒸着(vapor deposition)加工について一部ご紹介しましたが、近年、ごく身近に、頻繁に、この技術名を聞く機会が増えてきましたので、今回再度「CVDとPVD」という形で、取り上げさせていただきます。

 ①CVD;化学蒸着 Chemical vapor deposition
 ②PVD;物理蒸着 Physical vapor deposition

 まず、おさらいとして、蒸着(じょうちゃく、英語:vapor deposition)加工について若干述べます。蒸着加工とは、蒸着材料と呼ばれる金属や酸化物などの物体を蒸発→気化して、基材や基板の表面に付着させて薄膜を形成するという加工方法です。

 表面処理技術としてのメッキ工法における蒸着の位置づけとしては、メッキ(湿式メッキ)では液体を使うのに対して蒸着(乾式メッキ)では気体を使います。湿式メッキは電解メッキ・無電解メッキなどをいい、乾式メッキは真空蒸着・イオンプレーティング・スパッタリングなどをいいます。

 一般に、蒸着加工を施すことによって、強度を高めることができるほか、装飾性・光学特性(光を吸収、反射、透過などする特性)・機能性を、基材や基板表面に付加することが可能となります。

 以下、①CVD(Chemical Vapor Deposition)と ②PVD(Physical Vapor Deposition)の主な内容を、列挙します。
 ① CVD(Chemical Vapor Deposition)
 CVDは、薄膜となる原料を含むガスを熱や光、プラズマなどのエネルギーにより励起・分解させ、基板表面で化学反応を用いて物質を吸着させ、薄膜を形成させる方法です。
 ●供給材料の形態: 気体(ガス)又は液体を使用します。
 ●処理温度: 約1000℃の高温で処理する必要があります。
 (プラズマCVDの場合は低温で対応できますが、膜の密着力に関してはPVDの方が高くなります。)
 ●膜の種類: 膜種は比較的少なくなります。(材料の状態や反応性などの制約)
 ●膜形成のメカニズム: CVDは化学反応を利用して膜を形成します。

②PVD(Physical Vapor Deposition)
 固体材料を熱やプラズマのエネルギーを用いて気化させ、基板に付着させることで薄膜を形成する方法です。
 ●供給材料の形態: 固体材料を使用します。
 ●処理温度: 約500℃の低温で処理できるため、基板への影響が比較的少ないです。
 ●膜の種類: PVDは多様な膜種に対応できます。
 ●膜形成のメカニズム: PVDは物理的な方法で材料を蒸発させて膜を形成します。
  PVDのメリットとしては、ガスの化学反応を利用するCVDに比べ、PVDの方が環境へのリスクが少ない点もメリットです。
 ただし、PVDには以下のようなデメリットもあります。
 ●真空にする必要があるので、大規模な産業化はやや難しい。
 ●成膜の速度が遅い。

 蒸着加工の応用分野としては、いずれも現代の電子機器製造において重要な役割を果たしており、適切に応用することで高性能な電子部品の開発が可能となります。

(参考ブログ)
https://www.pec-kumata.com/post/cvdandpvd

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熊田茂雄
専門家

熊田茂雄(生産技術コンサルタント)

PEC-KUMATA 生産技術コンサルタント

工程設計や工場管理に40年以上従事した現場経験をもとに、生産技術コンサルティングを提供。品質改善や生産性向上などQCD課題の改善策とあわせて、先端技術や異分野を取り入れた技術方向性もアドバイスします。

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