Technologie

Kompetenz durch Erfahrung & Innovation

Über 55 Jahre Erfahrung mit Elektronenstrahlverfahren und mehr als 40 Jahre Kompetenz in der Vakuumbeschichtung machen VON ARDENNE zu einem weltweit führenden Anbieter von Anlagen und Technologien in der PVD-Dünnschichttechnik und der Vakuumprozesstechnik.

VON ARDENNE hat die Fähigkeit, Anforderungen an Produkteigenschaften in effiziente und wettbewerbsfähige Beschichtungslösungen zu übersetzen – eine wesentliche Voraussetzung für individuelle Maschinenkonzepte. 

Geistiges Eigentum

VON ARDENNE ist ein innovatives Unternehmen mit eigener Forschung und Entwicklung. Damit dies in einem internationalen Umfeld möglich ist, gehen wir sorgfältig mit geistigem Eigentum um. Dazu gehören sowohl die geistigen Eigentumsrechte Dritter als auch unser eigenes geistiges Eigentums wie Innovationen, kreative Ideen und Erfindungen.

Unsere Strategie erfordert die gezielte Recherche nach aktuellen Schutzrechten an geistigem Eigentum sowie den konsequenten Schutz unserer eigenen technologischen Errungenschaften.

Wir können auf mehr als 700 nationale und internationale Patentanmeldungen, Patente und Gebrauchsmuster in allen relevanten technologischen Bereichen bauen.

Patentanmeldungen beim Deutschen Patent- und Markenamt
Patentanmeldungen beim Deutschen Patent- und Markenamt

Anwendungen, Substrate & Funktionsschichten

VON ARDENNE-Beschichtungsanlagen und -komponenten kommen in verschiedenen Industriebereichen und für viele Anwendungen zum Einsatz. So verschieden wie die Einsatzgebiete sind auch die Substrate, die mit unserer Technik beschichtet werden. Die Vielfalt reicht vom

  • Material (Glas, Metall, Siliziumwafer, Kunststofffolie, Textilien…) 
  • über die Form (flache oder dreidimensionale Oberflächen) und 
  • Beschaffenheit (starr und flexibel) bis hin zur 
  • Substratbreite (wenige Millimeter bis 330 cm) und 
  • Substratlänge (wenige Millimeter bis mehre Kilometer in der Rolle-zu-Rolle-Produktion).

Wir haben die Kompetenz im Handling und verfügen über umfangreiche Erfahrung, um die gewünschten Funktionsschichten auf all diesen verschiedenen Substraten aufzubringen.  

Dieses Know-how fließt kontinuierlich in unsere Innovationen ein und ist unerlässlich, um Handling- und Beschichtungslösungen für anspruchsvolle Substrate wie flexibles Glas zu finden.

VON ARDENNE begleitet seine Kunden von der ersten Idee, über das Labor- und Pilotstadium bis hin zur Skalierung für die industrielle Produktion.


Welche Abscheidungsprozesse beherrschen wir?

Vorbehandlung

HEIZUNGSSTEUERUNG, GLIMMEINRICHTUNG UND SPUTTERÄTZEN

Die meisten PVD-Beschichtungsverfahren bedürfen einer angemessenen Vorbehandlung, um eine gute Haftung und ausgezeichnete Schichteigenschaften zu erzielen. In Abhängigkeit von Substrat und der aufzubringenden Schicht können verschiedene Vorbehandlungsverfahren in VON ARDENNE-Anlagen integriert werden.

Ein regelbares Heizsystem wird verwendet, um Wasser und andere flüchtige Verunreinigungen der Oberfläche von Substraten wie Glas, Kunststofffolie oder Metallband zu entfernen. Das Erhitzen übernehmen verschiedene Arten von Strahlungsheizern entsprechend ihrer Heizleistung und ihres Wellenlängenspektrums. Elektronenstrahlheizungen kommen zum Einsatz, wenn sehr hohe Heizleistungen für leitfähige Substrate nötig sind.

Für hitzeempfindliche Substrate werden Glimmeinrichtungen verwendet. Sie verhindern durch niedrigenergetischen Ionenbeschuss in einer Umgebung aus Argon und/oder Reaktivgasen hohe Substrattemperaturen.

Sputter-Ätzen ist geeignet, um feste Verunreinigungen sowie Substratmaterial durch Beschuss mit Atomen und Ionen unter hoher Energie (~ 100 eV) zu entfernen. Abhängig von der Anwendung werden Vorrichtungen zum Magnetron-Sputter-Ätzen, inversen Hochfrequenzätzen oder linearen Ionenquellen (LION) verwendet.


Magnetron-Sputtern

WIE ES FUNKTIONIERT UND WAS WIR IHNEN BIETEN

Beim Magnetron-Sputtern (Katodenzerstäubung) wird eine magnetfeldverstärkte Plasmaentladung im mittleren Vakuum und in einer bestimmten Gasatmosphäre generiert. Durch Beschuss des als Katode fungierenden Beschichtungsmaterials (Target) mit positiven Gasionen werden einzelne Atome aus der Target-Oberfläche geschlagen. Diese Atome kondensieren auf dem zu beschichtenden Substrat als kontinuierliche Dünnschicht. Magnetron-Sputter-Quellen ermöglichen die präzise Abscheidung von komplexen Schichtsystemen mit gleichförmigen Schichtdicken auf großen Flächen.

Die Schlüsselkomponenten für das Magnetron-Sputtern sind sogenannte Magnetrons, auch Magnetron-Sputter-Quellen genannt. Wir fertigen alle Schlüsselkomponenten für unsere Anlagen im eigenen Hause.

Wide Single Magnetron WSM
Wide Single Magnetron WSM
Standard Single Magnetron SSM/SSM
Standard Single Magnetron SSM/SSM
Rotatable Dual Magnetron RDM
Rotatable Dual Magnetron RDM
Rotatable Single Magnetron RSM/RSM
Rotatable Single Magnetron RSM/RSM
Rotatable Multi-Mode Magnetron RMM
Rotatable Multi-Mode Magnetron RMM

VON ARDENNE Magnetrons

VON ARDENNE Magnetrons sind für eine Vielzahl von Anwendungen verfügbar. Dank der langjährigen Erfahrung aus der Entwicklung und Installation von modernsten Sputter-Komponenten, können wir ein komplettes Portfolio an Magnetrons für Wechselstrom- und Gleichstromprozesse, in planarer oder rotierender Ausführung und sogar mit integrierten Turbopumpen bieten.

MAGNETBARS & MAGNETSYSTEME

All unsere Magnetbars und Magnetsysteme sind in ihrer Bauweise ähnlich und damit einfach gegeneinander auszutauschen. Sie bieten die folgenden Vorteile:

  • Hohe Flexibilität und damit anpassbar an spezifische Anwendungen
  • Stärkere Magnetfelder ermöglichen niedrigere Betriebsspannungen, wodurch sie ideal für Prozesse sind, bei denen niedrigste Schicht-Perturbationen nötig sind
  • Schwächere Magnetfelder sind für spezifische Anwendungen möglich
  • VON ARDENNE erreicht hervorragende Homogenität mit allen verfügbaren Magnetrons

ANODEN IN VERSCHIEDENEN BAUWEISEN

VON ARDENNE bietet verschiedene Anodenarten, um den den Anforderungen vieler Branchen und Anwendungen gerecht zu werden.

Es gibt einfache Lösungen wie die Dunkelfeldabschirmung als Anode für unsere planaren Magnetrons oder anspruchsvollere Designs wie das Doppel-Anodensystem (DAS) für Rotatable Magnetrons.

Unsere neuesten Entwicklungen:

  • U-förmige Anoden integriert in unser Rotatable Dual-Magnetron für DC/DC-Anwendungen - es bietet für viele Anwendungsfelder maximale Flexibilität in der Technologieentwicklung
  • Magnetron-Hardware ist in der Lage, mit nur einer Komponente Dünnschichtabscheidungen sowohl im DC- als auch AC-Modus vorzunehmen

GASEINLASSSYSTEM

  • Gaskanal in Binärstruktur
  • vollständig integriertes System für die Gaszufuhr und -verteilung für präzise Gasgemische und Balance
  • Schnelle Reaktionszeiten
  • Höchste Stabilität sichert beste Schichthomogenität und Prozess-Steuerung
  • Ermöglicht Reaktivgasanwendungen mit dem VON ARDENNE Prozess-Steuerungssystem (VAprocos) ohne weitere Modifikationen

ELEKTRONENSTRAHLVERDAMPFEN & SCHMELZEN

FUNKTION UND ERFAHRUNG

Der Elektronenstrahl ist ein leistungsfähiges Werkzeug zum Erwärmen, Schmelzen und Verdampfen von Metallen und Verbindungen.

Der durch die Elektronenkanone im Vakuum erzeugte und schnell ablenkbare Strahl wird in einen Tiegel auf das zu verdampfende Beschichtungsmaterial gerichtet und durch dynamische Ablenkung auf der Oberfläche sinnvoll positioniert. Der hohe Leistungseintrag der Elektronenstrahlen in das Material führt bei Beschichtungsaufgaben zur Ausbildung eines Dampfstroms mit hoher Rate, der auf das zu beschichtende Substrat trifft und sich dort niederschlägt.

Auf diese Weise wird das Substrat mit einer dünnen Funktionsschicht überzogen. Dabei kann das Substrat durch den Dampfstrom bewegt werden.

Durch Elektronenstrahlverdampfung sind ca. 10 bis 100-fach höhere Beschichtungsraten gegenüber dem Magnetron-Sputtern mit jeweils einer Quelle erzielbar.

VON ARDENNE entwickelt und fertigt Elektronenstrahlsysteme, die zum Schmelzen, Schmelzreinigen, Bedampfen oder zur Wärmebehandlung eingesetzt werden.

Die erste Elektronenstrahlkanone wurde schon 1960 im Forschungsinstitut Manfred von Ardenne entwickelt. Die Erfahrung aus über 55 Jahren spiegelt sich weltweit in über 400 installierten Elektronenstrahlsystemen.

Unsere aktuellen Elektronenkanonen EH150V, EH300V und EH800V sind die leistungsstärksten der Welt. In unserem Entwicklungszentrum für Elektronenstrahltechnologien arbeiten wir an der ständigen Verbesserung unserer Schlüsselkomponenten. Hier fertigen und prüfen wir auch unsere hochwertigen Elektronenstrahlkanonen. 

ANWENDUNGEN

  • Hochrateverdampfen von Metallen, Legierungen und Verbundstoffen
  • Schmelzen von Metallen, Legierungen und Verbundstoffen
  • Wärmebehandlung von verschiedenen Materialien, vor allem Metallband (Vorbehandlung in Bedampfungsanlagen, Annealing)

Kundennutzen

  • Leistungsregelung mittels unserer VARIOCATHODE
  • Hohe Druckentkopplung
  • Internes Ventil, um die Elektronenstrahlkanone von der Prozesskammer zu trennen
  • Schneller und einfacher Wechsel der Kathodenstecker
  • Einfache Handhabung und Wartung
  • Hohe Zuverlässigkeit
  • Hohe Beschleunigungsspannung bis 60 kV
  • Magnetisch selbstfokussierender Strahl

Weitere Abscheideprozesse

PECVD & THERMISCHES VERDAMPFEN

VON ARDENNE bietet neben den bereits beschriebenen Technologien zwei weitere, mit denen unsere Anlagen ausgerüstet werden können, um homogene und zuverlässige Funktionsschichten abzuscheiden: PECVD und thermisches Verdampfen. 

Bei den PECVD Verfahren (plasmaunterstützte chemische Gasphasenabscheidung) kommen folgende Quellentypen zum Einsatz:

  • CCP (kapazitiv eingekoppeltes Plasma)
  • ICP (induktiv eingekoppeltes Plasma)
  • Hohlkathodenplasma

Die thermischen Verdampfungsverfahren arbeiten mit:

  • Drahtverdampfern, Schiffchenverdampfern
  • Rohrverdampfern, Jet-Verdampfern

Mit PECVD und thermischem Verdampfen lassen sich folgende Schichten und Schichtfunktionen erzeugen:

  • diamantähnliche amorphe Kohlenstoffschicht
  • Siliziumoxinitrid Schicht
  • Siliziumnitrid Sperrschicht
  • amorphe Siliziumoxidschicht
  • Sodium Sperrschicht
  • Antireflex-Schichten 
  • Hydrophobe Schichten

Als Prekursoren kommen in beiden Fällen Hexamethyldisiloxan (HMDSO) oder Tetramethyldisiloxan (TMDSO) zum Einsatz.


TEMPERING / RAPID THERMAL PROCESSING

Flash lamp annealing

Temperprozesse sind in der Dünnschichttechnologie häufig das Mittel der Wahl, um elektrische oder optische Eigenschaften zu verbessern. Herkömmliche Temperprozesse sind jedoch energie- und zeitintensiv.

Darüber hinaus verursachen sie thermo-mechanische Spannungen im Substrat, die zu Defekten führen können. Hinzu kommen lange Aufheizvorgänge, die in der Dünnschichttechnologie zu Diffusionsprozessen führen und den Einsatz zusätzlicher Barriereschichten erforderlich machen. Der Fertigungsprozess wird somit aufwändiger.

Demgegenüber bietet Flash lamp annealing entscheidende Vorteile: es verursacht keine oder nur sehr geringe thermo-mechanische Spannungen im Substrat und Diffusionsprozesse werden unterdrückt. Damit sind zusätzliche Barriereschichten überflüssig.

Technologieangebot

Wir bieten unsere Kompetenz in der Flash lamp annealing-Technologie an, um gemeinsam mit unseren Partnern weitere Anwendungen zu entwickeln.

Vielversprechende Einsatzgebiete

Leitfähige Schichten wie Metalle und Metallpasten, Metalloxide, Halbleiter für

  • Photovoltaik
  • Displays
  • OLED

Entspiegelungs-, Korrosionsschutz- und kratzfeste Sol-Gel-Schichten für

  • Haushaltsprodukte und Architektur
  • Automobilindustrie
  • Photovoltaik

Reflektierende und dekorative Schichten wie Farben, Lacke und Verbundwerkstoffe für

  • Oberflächenveredelung
  • Verpackung
  • Architekturglas
  • Automobilindustrie

Monitoring / Messung

Qualitätssicherung, Qualitätsüberwachung für Beschichtungen auf Glas

• Funktionelle Beschichtungen für die Photovoltaik
• Optische Beschichtungen, Beschichtungen mit niedriger Emissivität

Optische Charakterisierung und Schichtwiderstandsmessung

Vorteile

Verbessern Sie Ihre Qualität durch einfachere Qualitätskontrolle (QC)

  • Sie haben die wirklichen Qualitätsparameter inline bereits bei der Herstellung im Blick
  • Überprüfen Sie Ihre Isolierglas-Parameter in Echtzeit
  • Reduzieren Sie Ihren Aufwand für die Blindprobenhandhabung und Labormessungen

Verbessern Sie Ihre Qualität durch bessere Qualitätssicherung (QS)

  • Vollständig nachvollziehbarer Prozesse und Verwaltung von Qualitätskriterien und Messrezepten für QS / QC gem. ISO 9001

Flexibel und individualisierbar

  • Software ist erweiterbar für Ihre eigenen, kundenspezifischen Visualisierungen
  • Offen für die Integration Ihrer eigenen, kundenspezifischen Sensoren

Simulationsgetriebene Produktentwicklung

Multiphysikalische Modellierung und Simulation

VON ARDENNE verfügt über mehr als 40 Jahre Erfahrung in der Vakuumbeschichtung und hohe Kompetenz in der Multiskalensimulation

  • Gekennzeichnet von hoch optimierter Systemleistung
  • Garantiert beste Prozessqualität durch Komponenten-Design

Wir beschleunigen die Produktentwicklung und Upgrades durch die Reduzierung des Konstruktionsaufwandes mit modernster Modellierung und Simulation für

  • Produktplanung für Ihre individuelle Vakuumlösung
  • Machbarkeitsstudien für das Upgrade laufender Systeme

Komponentendesign

Niederdruckgasstrom für optimale Gaszufuhr
DSMC - Direktsimulation Monte Carlo

Die Simulation von Niederdruckgasverteilungen in Prozesskammern erfordert spezielle numerische Verfahren und eine hohen Rechenaufwand. Die DSMC Methode wird bei VON ARDENNE bereits in der Konstruktion und Design-Phase eingesetzt, um die beste Gasverteilung zu erreichen.

Plasmaverfahren und Magnetfeld für hervorragendes Schichtwachstum
PICMC - PARTICLE IN CELL MONTE CARLO

Innovative Dünnschichttechnologie zeichnet sich durch Schichthomogenität, hohe Targetausnutzung, schichtoptimierte Prozessgestaltung und andere technologische Anforderungen aus. Bei VON ARDENNE, kommen Plasma- und Magnetfeldsimulationen zum Einsatz, um die entscheidenden physikalischen Prozess zu analysieren und zu verbessern, die für das Schichtwachstum verantwortlich sind.

Optische Simulation für hervorragende Schichteigenschaften
RAY TRACING UND DÜNNSCHICHTEIGENSCHAFTEN

Optische Simulationen sind weit verbreitet, um das effizienteste Design für VON ARDENNE Komponenten zu finden, die mit Blitzlampen zum Tempern und Strukturierungstechnik ausgestattet sind. Darüber hinaus werden die Schichtparameter durch Simulationsmethoden optimiert, so dass die optischen Eigenschaften den Anforderungen entsprechen.

Finite-Elemente-Simulationen für beste Beschichtungsergebnisse
MECHANISCH, THERMISCH, CFD, MULTIPHYSIKALISCH

FE-Simulationen für die Analyse und Optimierung verschiedener physikalischer Prozesse in Kombination mit langjähriger Erfahrung sind wesentliche Voraussetzungen für VON ARDENNE Beschichtungssysteme, um die hohen Qualitätsanforderungen unserer Kunden zu erfüllen.

Niederdruckgasstrom für optimale Gaszufuhr
Niederdruckgasstrom für optimale Gaszufuhr
Plasmaverfahren und Magnetfeld für hervorragendes Schichtwachstum
Plasmaverfahren und Magnetfeld für hervorragendes Schichtwachstum
Optische Simulation für hervorragende Schichteigenschaften
Optische Simulation für hervorragende Schichteigenschaften
Finite-Elemente-Simulationen für beste Beschichtungsergebnisse
Finite-Elemente-Simulationen für beste Beschichtungsergebnisse

Bemusterung

Technology & Application Center

AUFGABEN

Unterstützung unserer Kunden und Industrie, Forschung und Entwicklung mit

  • Musterbeschichtung
  • Prüfung neuer technologischer Ansätze
  • Prüfung von Komponenten
  • Durchführung von Experimenten und Bereitstellung von Daten für Design
  • Betrieb von Anlagen
  • Zusammenarbeit mit Kunden und Forschungsinstituten

Elektronenstrahl-Testanlagen

Komplette Testausrüstung für Elektronenstrahlsysteme

Wir haben einen Prüfstand für:

  • Elektronenstrahlkanonen
  • Hochspannungsanlagen
  • Ablenksysteme
  • Vielzahl an Tiegel-Konfigurationen

Metallband-Beschichtungsanlage

  • Für Metallbänder aus verschiedenen Materialien
  • Glimmentladung
  • Sputter-Ätzen
  • Magnetron-Sputtern
  • Elektronenstrahl-PVD

Bemusterungsanlage für Elektronenstrahl-PVD

  • Für Glas, Metall oder Wafer
  • Doppelmagazin
  • Substrateinzug
  • Ionenquelle
  • Elektronenstrahlkanone
  • Vielzahl an Tiegel-Konfigurationen
  • Substrattransport mt Carriern

Magnetronprüfstand

Hardware-Tests von und Prozessentwicklung für

  • Großflächige Magnetrons
  • Planar und rotatable Magnetron
  • Singel- und Dual Rotatable Magnetrons 
  • DC, MF und gepulste Magnetrons

Sputteranlagen

Wir verfügen über verschiedene Beschichtungssysteme für die Tests und Bemusterungen:

VIOLA

  • Vertikale Inline-Anlage
  • Beheiztes System
  • Plasmavorbehandlung
  • Planare und rotatable Magnetrons
  • Vielzahl an Verfahren verfügbar
  • Substrattransport mit Carriern

ELISA

  • Horizontales System für Sputter-up-Prozesse
  • Beheiztes System
  • Plasmavorbehandlung
  • Vielzahl an Verfahren verfügbar
  • Substrattransport mit Carriern

ADELE

  • Horizontale Inline-Beschichtungsanlage für Glas und andere flache Substrate, bestehend aus:
    • Waschanlage
    • Inline-Beschichtungssystem
    • Ex-situ-Messplatz
  • Planare und rotatable Magnetrons
  • Vielzahl an Verfahren verfügbar

Weitere Anlagen

VON ARDENNE ist Teil eines großen wissenschaftlichen Netzwerkes und kann darüber zusätzliche Musterbeschichtungen und Analysemethoden anbieten.

Wir verfügen außerdem über weitere Laboranlagen für Technologie- und Anwendungsentwicklung, u. a. in den Bereichen Flash-Lamp Annealing und Organik-Verdampfung.

Wir sind offen für neue Themen! Wenn Sie für eine Anwendung auf der Suche nach einer Beschichtungslösung sind, kommen Sie auf uns zu.


Konstruktion & Anlagenkonzepte

Unsere Kunden können sich auf unsere Erfahrung und unser Know-how verlassen, die im Folgenden beschrieben sind.

WIR BIETEN:

  • Anlagenkonzepte für verschiedene Anwendungen
  • Erfahrung mit der Integration der Anlagen in die Prozesskette und Standortanforderungen des Kunden
  • Zuverlässige Inline- und Batch-Verarbeitung einer Vielzahl von Substratgrößen
  • Vakuumprozesskompetenz basiert auf über 50 Jahren Erfahrung
  • Kompetenz für Vakuumkomponenten mit starker Lieferantenbetreuung
  • Heiz- und Kühllösungen für die Substratbehandlung vor, während und nach dem Beschichtungsprozess
  • Prozessgasregelung und Verteilsysteme für beste Schichtqualität und Homogenität
  • Lösungen zur Systemsteuerung auf Basis von Industriestandards und intuitiven Mensch-Maschine-Schnittstellen
  • Maximale Betriebszeiten aufgrund der hohen industriellen Standards für Sicherheit und stabilen Anlagenbetrieb
  • Berechnungen der Cost-of-Ownership, um die Auswahl eines Anlagenkonzeptes zu erleichtern
Production/Internet/Live