2025-11-18
고정밀, 고신뢰성을 향한 산업생산의 고도화 흐름 속에서 표면처리 기술은 제품 경쟁력을 높이는 핵심 고리가 되었습니다. 아크 이온 + 마그네트론 스퍼터링 하이브리드 PVD 코팅 기계는 두 가지 주류 물리 기상 증착 기술의 장점을 통합합니다. 아크 이온 플레이팅의 고속 증착 특성을 가질 뿐만 아니라 마그네트론 스퍼터링의 막 밀도 장점도 가지고 있습니다. 전자, 기계, 자동차, 광학 등 다양한 분야에서 널리 사용됩니다.
반도체 칩은 장비를 통해 금속 전극(텅스텐, 구리 등)과 절연층(질화규소 등)을 증착해 성능과 신뢰성을 높일 수 있다. OLED, QLED 디스플레이 패널용 투명전도필름(ITO), 전자수송층 등 기능성 필름도 이 장비로 제조할 수 있다. 코팅 처리 후 저항기, 커패시터 등 전자 부품과 그 포장 쉘의 방습, 항산화 및 전자파 차폐 성능이 크게 향상됩니다. 또한, 수소 에너지 연료 전지용 양극판, DPC 세라믹 기판, PCB 연성 인쇄 회로 기판과 같은 특수 전자 부품도 하이브리드 PVD 기계의 주요 적용 대상이 되었습니다.
절단 도구, 스탬핑 다이, 사출 금형, 기타 도구 및 다이의 서비스 수명은 TiN 및 TiAlN과 같은 하드 코팅을 증착하여 크게 연장할 수 있습니다. 자동차 엔진의 핵심 부품인 피스톤 링, 밸브, 크랭크샤프트 등을 코팅한 후 내마모성과 마찰 저감 성능이 향상되어 엔진의 신뢰성이 대폭 향상됩니다. 램프, 백미러, 앞 유리 등 자동차의 외관 및 기능 부품에도 코팅을 통해 김서림 방지, 눈부심 방지, 단열 효과를 얻을 수 있습니다.
카메라 렌즈 및 망원경 렌즈와 같은 광학 부품은 반사 방지 필름과 고반사 필름을 증착하여 빛 반사를 줄이고 빛 투과율을 높일 수 있습니다. 파장 분할 다중화기 및 광 아이솔레이터와 같은 광학 장치는 필름 층의 두께를 정밀하게 제어하여 빛의 정밀한 변조를 달성합니다. 열차폐 코팅 처리 후, 항공기 엔진 블레이드 및 연소실과 같은 구성 요소의 열 효율 및 서비스 수명이 크게 향상되었습니다. 우주선의 구조 부품과 광학 창은 방사선 보호 및 단열과 같은 기능을 달성하기 위해 코팅되어 열악한 우주 환경에서 정상적인 작동을 보장합니다.
인공관절, 맥박 조정기, 혈관 스텐트 등 의료용 임플란트는 다이아몬드 유사 탄소, 수산화인회석 등의 생체 적합성 코팅을 증착하여 인체의 거부 반응을 줄일 수 있습니다. 포도당 센서, DNA 센서 등 바이오센서의 고감도 필름과 보호필름은 코팅 처리 후 감도와 안정성이 크게 향상됐다.
순수 금속 타겟재를 증착에 사용하면 다양한 금속성 색상을 얻을 수 있습니다. 장식 부품에 적합한 알루미늄 타겟을 사용하면 밝은 은색 코팅을 얻을 수 있습니다. 구리 타겟은 따뜻한 구리색을 낼 수 있으며 전자 부품 및 장식 부품에 자주 사용됩니다. 티타늄 타겟은 질감과 내식성을 결합한 밝은 회색 코팅을 형성할 수 있습니다. 금 타겟과 은 타겟은 각각 황금색 노란색과 밝은 은색을 생성하며 주로 고급 장식 및 전자 전도성 분야에 사용됩니다.
금속 타겟물질과 반응성 가스(질소, 산소 등)의 화학반응을 통해 풍부한 복합색상을 형성할 수 있습니다. TiN 코팅은 황금빛 노란색을 나타내며 도구, 금형 및 장식 부품에 일반적으로 사용되는 색상입니다. CrN 코팅은 은회색이며 높은 경도와 내마모성을 모두 갖추고 있습니다. TiAlN 코팅은 보라색-검정색을 띠고 고온 저항성이 뛰어나 고온 작업 조건의 공구 및 금형에 적합합니다. ZrN 코팅은 연한 황금색을 띠며 장식 효과와 내마모성을 모두 갖추고 있습니다.
다층 필름 구조 설계 또는 타겟 물질 조합을 통해 맞춤형 색상 맞춤화가 가능합니다. 예를 들어, TiAlN과 SiN의 결합 증착을 통해 청자색 코팅을 얻을 수 있습니다. Ti와 Al의 타겟 물질 비율을 조정하면 황금색 노란색에서 장미색 골드까지 그라데이션 색상을 얻을 수 있습니다. 일부 장치는 AI 기반 증착 모델을 통해 필름 층 구성 및 두께의 정확한 조절을 지원하여 특정 색상 값의 맞춤형 생산을 가능하게 하고 고급 제품의 색상 요구 사항을 충족합니다.
코팅의 기본 환경 보장으로 주로 진공 챔버, 진공 펌프 세트 및 진공 측정 장치로 구성됩니다. 진공 챔버는 대부분 팔면체 디자인을 채택하여 전면 및 후면 도어와 모듈식 설치를 지원하므로 구성 요소 교체 및 유지 관리에 편리합니다. 일반적인 크기는 Φ950×1350mm이고 플라즈마 균일 영역은 Φ650×H750mm에 도달할 수 있습니다. 진공 펌프 세트는 일반적으로 캐비티가 고진공 상태에 신속하게 도달하도록 보장하기 위해 터보분자 펌프, 루츠 펌프 및 회전 날개 펌프의 조합 구성을 채택합니다. 그 중 터보분자 펌프의 펌핑 속도는 대부분 2×2000L/S로 고정밀 코팅 요구 사항을 충족합니다.
아크 이온 소스, 마그네트론 스퍼터링 소스, 이온 소스 등 하이브리드 코팅을 구현하기 위한 핵심 부품입니다. 아크 이온 소스에는 일반적으로 각각 5KW의 출력을 갖는 8세트의 아크 음극이 장착되어 있으며, 이는 타겟 물질을 빠르게 이온화하여 플라즈마를 형성할 수 있습니다. 마그네트론 스퍼터링 소스는 대부분 최대 36KW의 전력을 갖춘 중주파 스퍼터링 음극을 채택하여 다중 타겟 공동 스퍼터링 및 조성 그라데이션 제어를 지원합니다. 선형 이온 소스의 출력은 약 5KW로 플라즈마 에칭 및 필름층의 접착력 향상에 사용되어 결함 밀도를 효과적으로 줄입니다.
프로세스 매개변수와 자동화된 작동을 정밀하게 조절하기 위해 컴퓨터와 PLC의 2단계 제어 아키텍처를 채택합니다. 진공도, 증착 온도, 가스 유량 등 주요 매개변수를 실시간으로 모니터링할 수 있습니다. 그 중 가스 제어 시스템에는 5개의 MFC(Mass Flow Controller) 채널이 장착되어 있어 반응 가스의 정확한 공급을 보장합니다. 일부 고급 장비는 Industrial 4.0 인터페이스를 통합하여 원격 매개변수 최적화 및 프로세스 데이터 추적성을 지원하여 생산 안정성을 향상시킵니다.
공작물 랙은 대부분 원통형 유성 구조를 채택합니다. 공작물은 자체 축과 중심을 중심으로 회전하여 필름 레이어의 균일성을 보장합니다. 일반적인 구성은 6개의 Φ300mm 워크스테이션입니다. 난방 시스템은 최대 18KW의 출력을 가지며 최대 온도는 500℃로 제어됩니다. 다양한 기판의 코팅 온도 요구 사항을 충족하기 위해 열전대 PID 제어를 통해 정확한 온도 조절이 이루어집니다.
여기에는 수냉식 파이프라인 시스템, 순환 냉동 항온 수조 및 감지 및 경보 시스템이 포함됩니다. 수냉식 시스템은 증착 소스와 캐비티를 냉각시켜 고온으로 인한 부품 손상을 방지합니다. 감지 및 경보 시스템은 장비의 작동 상태를 실시간으로 모니터링하고 비정상적인 진공, 정전 및 기타 상황을 신속하게 경고하여 생산 안전을 보장합니다.
대량 생산 기업은 단일 챔버 생산 능력이 시간당 30개 이상인 클러스터형 구조 장비를 선택하는 데 우선순위를 두어야 하며, 일괄 생산 요구 사항을 충족하기 위해 다중 대상 공초점 레이아웃을 지원해야 합니다. 연구 개발 중심 기업은 모듈식 설계와 유연한 구성을 강조하는 단일 챔버 장비를 선택할 수 있습니다. 이는 대상 재료 교체 및 공정 조정에 편리하고 신소재 및 신규 코팅의 연구 개발에 적합합니다. 동시에, 가공물이 플라즈마 균일 영역 내에 완전히 들어갈 수 있도록 하고 필름 층의 균일성을 보장하기 위해 모재의 크기에 따라 캐비티 사양을 선택해야 합니다.
대상 필름 층의 유형에 따라 증착 소스 구성을 선택하십시오. 하드 코팅을 준비할 때 아크 이온 소스 전력과 타겟 물질의 호환성을 높이고 Ti, Al, Cr과 같은 타겟 물질을 지지하는 것이 필요합니다. 광학 필름이나 투명 전도성 필름을 제조하려면 마그네트론 스퍼터링 소스를 최적화하고 여기에 중주파 또는 무선 주파수 전원 공급 장치를 장착해야 합니다. 반응성 스퍼터링 공정이 필요한 경우 반응성 가스의 비율을 정밀하게 제어할 수 있도록 가스 채널 수와 장비의 MFC 정확도를 확인해야 합니다. 특별한 요구 사항이 있는 사용자의 경우 장비가 탄소 기반 비전도성 필름 층의 증착을 달성하기 위해 PECVD 공정 확장을 지원하는지 여부에 주의를 기울일 필요가 있습니다.
코팅 품질 측면에서는 필름층의 균일성(웨이퍼 전체의 두께 편차는 ≤±1.5%), 경도(HV3500 이상 선호), 접착력 등에 주의해야 한다. 생산 효율성 측면에서 핵심적으로 검토할 점은 증착 속도(분당 5미크론에 도달할 수 있는 장비 선호)와 진공 펌핑 시간이다. 장비 안정성 측면에서는 핵심 부품의 국내 생산률이 85% 이상으로 높고 에너지 소비가 낮은 장비를 선택하여 추후 유지 관리 비용을 줄이는 것이 우선되어야 합니다. 자동화 정도는 생산 규모에 따라 해당 제어 시스템을 선택하십시오. 일괄 생산의 경우 지능형 표적물질 관리 및 원격 모니터링 기능을 갖춘 장비를 선택하는 것이 좋습니다.
장비 조달 비용은 과도한 구성이 비용 낭비로 이어지는 것을 피하기 위해 생산 능력에 대한 수요와 결합하여 합리적으로 계획되어야 합니다. 이후의 유지관리 비용은 대상 자재의 활용률, 에너지 소비 수준, 취약 부품의 수명 등에 중점을 두어야 합니다. 동시에 프로세스 디버깅, 인력 교육, 판매 후 응답 속도 등 공급업체의 기술 지원 역량을 검토할 필요가 있습니다. 맞춤형 솔루션과 장기적인 기술 서비스를 제공할 수 있는 공급업체가 우선되어야 합니다. 중고 장비의 경우 대상 물질의 수명, 진공 펌프 세트 상태, MFC 교정 등을 확인하고, 측정된 시료 조각을 통해 균일성 및 접착력을 확인해야 합니다.
올바른 아크 이온 + 마그네트론 스퍼터링 하이브리드 PVD 코팅 기계를 선택하는 것은 제품 경쟁력을 강화하기 위한 핵심 투자입니다. 결정을 내리기 전에 자신의 생산 요구 사항과 프로세스 목표를 명확히 하고, 장비 작동 상태에 대한 현장 검사, 샘플 성능 테스트 및 기타 방법을 통해 종합적인 평가를 수행하는 것이 좋습니다.
