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PVD désigne le dépôt physique en phase vapeur et vient de l’anglais « Physical Vapour Deposition ». Le procédé PVD est respectueux de l’environnement, car il ne produit ni émissions polluantes ni déchets spéciaux.
En technologie PVD, un matériau de base (souvent du métal) est évaporé sous vide. Ensuite, la vapeur métallique se dépose sur les pièces à traiter (substrats) et forme une couche qui ne fait souvent que quelques micromètres d’épaisseur. Ces couches PVD peuvent conférer des propriétés particulières, par exemple un fini raffiné grâce à une teinte spéciale, une surface de bonne conductivité électrique pour un blindage contre les champs électromagnétiques ou une excellente protection contre l’usure grâce à une dureté élevée.
En évaporation thermique, on utilise un faisceau d’électrons ou on chauffe un filament spiralé pour transmettre l’énergie thermique au matériau de base. Ce matériau de base, qui est souvent un métal, est ensuite évaporé et se déplace sous forme de particules (molécules, agglomérats de molécules) vers les substrats. Selon les conditions à remplir, la couche est dopée par ajout de petites quantités de gaz réactifs qui se combinent à la vapeur métallique. Lorsque la vapeur atteint les substrats, elle se condense et forme la couche.
En pulvérisation cathodique, on utilise des champs électriques et magnétiques pour créer des ions d’argon (plasma) au-dessus d’une plaque de matériau de base (cible). Ces ions positifs (Ar+) sont accélérés en direction de la cathode (cible) et entrent en collision avec cette dernière, provoquant l’arrachage de particules (molécules, agglomérats de molécules). Ces particules se combinent à d’autres gaz réactifs, par exemple de l’azote ou de l’oxygène, et se déplacent sous forme de vapeur en direction des substrats à traiter. L’utilisation d’un champ électrique supplémentaire (BIAS) permet d’influencer les propriétés de la couche déposée.
En évaporation par arc électrique, le matériau de base sous forme de plaque est monté en cathode. Un fil monté en anode touche brièvement la plaque, déclenchant un arc électrique. La racine de l’arc électrique se déplace à la surface de la plaque et provoque, compte tenu de la forte densité énergétique, l’évaporation ponctuelle du matériau de base. Il se crée un plasma très concentré sous forme de massue de vapeur que traversent les substrats. En ajoutant des gaz réactifs, tels que l’azote ou des gaz carbonés, et un champ électrique supplémentaire (BIAS), on est certain que la couche déposée aura les propriétés requises.