Finalità

Negli ultimi anni, a causa della crescente necessità di produrre superfici dei materiali con elevate proprietà funzionali, si è assistito in molti settori industriali a una rapida espansione delle applicazioni delle tecniche di deposizione di film sottili (strato di materiale di spessore di decine o centinaia di nanometri) in condizioni di bassa pressione. Ci sono diversi motivi per rivestire con un film sottile la superficie di un materiale. 
Alcuni esempi includono:

• Rivestimenti per prevenire la corrosione 
• Strati decorativi su gioielli e prodotti per cosmetica
• Rivestimenti per interni ed esterni nell’automotive
• Rivestimenti per incrementare le prestazioni e la durata di utensili 
• Rivestimenti per migliorare le proprietà ottiche delle lenti oftalmiche 
• Rivestimenti per la produzione di semiconduttori, celle solari o Touch-panel
• Rivestimenti di specchi di lampade a riflettore
• Rivestimenti su substrati polimerici per la conservazione della freschezza dei materiali alimentari
• Rivestimenti per l’isolamento termico

Questo elenco non è esaustivo e nuove applicazioni emergono continuamente.
Le proprietà funzionali del film depositato dipendono fortemente dalle proprietà fisiche, chimiche e strutturali del film, che a loro volta dipendono dalle dinamiche con cui avviene il processo di deposizione.
Le tecnologie per la deposizione di film sottili sono molteplici e consistono in processi differenti, in generale si possono considerare tre fasi: la generazione dei precursori per la deposizione, il trasporto e l’adesione (condensazione) del materiale al substrato. Le tecnologie per la deposizione di film sottili possono essere suddivise in due categorie: Physical Vapour Deposition (PVD) e Chemical Vapour Deposition (CVD). Nella PVD il materiale da depositare (vapore atomico o “ionico”) può essere prodotto per evaporazione (il materiale da depositare viene scaldato e fatto sublimare), per sputtering (mediante la generazione di un plasma si producono ioni che sono accelerati verso un target, il bombardamento ionico estrae atomi portandoli in stato vapore), per Pulsed Laser Deposition (gli atomi in stato vapore sono generati dall’interazione laser-target che produce un plasma a forma di piuma). Nelle tecniche CVD si crescono film sottili sfruttando una reazione chimica che viene indotta in fase gassosa e in prossimità della superficie del substrato (decomposizione del precursore mediante riscaldamento del substrato).
Sia per la PVD sia per la maggior parte delle applicazioni CVD, la tecnologia del vuoto gioca un ruolo essenziale. La progettazione, la conduzione e la manutenzione degli impianti industriali dedicati alla produzione di film sottili richiedono elevate competenze in tale tecnologia. L’esperienza e la formazione teorica sono elementi imprescindibili che l’azienda deve possedere per operare in questo campo. Questa necessità è altrettanto importante nei centri di ricerca dove questi processi vengono analizzati per trovare soluzioni sempre più innovative e performanti. 
Concetti quali tensione di vapore, libero cammino medio, velocità di pompaggio, tempi di svuotamento, spettri di gas residuo, adsorbimento e desorbimento, sono solo alcune grandezze di cui si deve avere chiaro il significato profondo e non una semplice conoscenza superficiale. Purtroppo, è frequente imbattersi nelle seguenti problematiche:

• Realizzazione di impianti mal dimensionati
• Lunghi tempi di svuotamento, inaccettabili se confrontati con i tempi di produzione
• Rivestimenti contaminati da idrocarburi e quindi di bassa qualità
• Produzione di coating con insufficiente adesione al substrato e conseguente delaminazione del rivestimento
• Utilizzo di materiali non compatibili con le condizioni di vuoto necessario per lo specifico processo
• Utilizzo di parametri di lavoro identici per diverse tecnologie e/o diversi rivestimenti (ogni diverso processo richiede diverse procedure e impianti)

Tutte le questioni citate sono fondamentali a livello industriale, dove le perdite di prodotto e l’aumento dei costi possono compromettere la sostenibilità economica e la permanenza nel mercato di una azienda. Molte problematiche hanno però inevitabili conseguenze anche nel campo della ricerca, dove c’è il rischio di una errata interpretazione dei fenomeni con conseguente errata interpretazione dei risultati.

Questo corso prevede un’introduzione ai concetti e alle applicazioni di base della tecnologia del vuoto con focalizzazione su metodi di produzione, misurazione del vuoto e progettazione di sistemi da vuoto, oltre a cenni sulla risoluzione dei problemi e alla manutenzione dei sistemi. Particolare attenzione sarà dedicata alla discussione di quelle grandezze spesso utilizzate in modo improprio a causa di una conoscenza non adeguata della tecnologia. Questi contenuti saranno affrontanti tenendo presente che il corso ha un suo naturale seguito con la tecnologia di produzione di film sottili. In questa seconda parte saranno illustrate le basi teoriche delle tecnologie PVD e CVD evidenziando gli aspetti tecnologici e le peculiarità di tali tecniche, in modo da rendere consapevole il partecipante su quale di esse è preferibile in base alle applicazioni, ai materiali, ecc.

Coordinatori

Espedito Vassallo - Istituto per la Scienza e Tecnologia dei Plasmi CNR
Giuseppe Firpo - Dipartimento di Fisica, Università di Genova

Segreteria organizzativa

Per info contattare: segreteria@aiv.it

Quota di partecipazione

Per informazioni sulla quota di partecipazione al corso e per l’iscrizione è necessario compilare la scheda di registrazione reperibile in fondo alla descrizione del corso.
Il corso sarà attivato con un numero minimo di n. 6 partecipanti.
Il corso prevede una quota di partecipazione di 600€

Pagamento

Il pagamento deve essere effettuato tramite bonifico bancario