Vacuum Solutions for Industrial Coating - Brochure
革新的な薄膜技術を支えるエドワーズの真空ソリューション
薄膜コーティング技術は、眼鏡レンズやフレーム、スマートフォン、カメラレンズ、食品包装用蒸着パウチ、ドアノブ、装飾品といった身近な製品から、太陽光パネルや電子回路の製造に至るまで、私たちの生活のさまざまな場面で活用されています。現在では幅広い製品や用途を支える重要な基盤技術となっています。
薄膜コーティングの応用範囲は非常に広く、現在も新たなプロセスや用途が次々と開発されています。金属、化合物、酸化物などを、金属、樹脂、セラミックといった基材表面に成膜することで、基材の表面特性を制御し、光透過性、反射特性、硬度, 耐摩耗性、吸収特性、耐食性、電気特性などを向上・最適化することが可能です。主な用途としては、医療・環境センサーの高精度化、高感度化、Low-Eガラス（低放射ガラス）、反射防止コーティング付き眼鏡レンズ、タッチスクリーン向け指紋防止コーティング、車載カメラ向けDLC（ダイヤモンドライクカーボン）保護膜、食品包装向けガスバリアコーティング、撥水表面処理、人工関節向けトライボロジーコーティング、スマートフォンの鮮やかなカラー表現やデザイン加飾、太陽光パネルの発電効率向上などが挙げられます。
薄膜コーティングはどのように行われるのか？
薄膜堆積技術は、単純に物理蒸着（PVD）と化学蒸着（CVD）に分けることができます。
物理蒸着(PVD)
PVDは、固体材料を蒸発させ、その蒸気を温度の低い基材表面に凝縮させることで薄膜を形成する成膜技術です。これらのプロセスは通常、高真空環境下で行われ、一次真空ポンプに加え、ターボ分子ポンプ、クライオポンプ、拡散ポンプなどの二次真空ポンプを組み合わせて使用します。また、排気時間の短縮とスループットの向上を目的として、PolycoldTM に代表される低温凝縮方式の水蒸気排気システムをコーティングチャンバーに追加することも可能です。
PVDには、蒸発方法の違いによってさまざまな成膜プロセスがあります。
- 抵抗加熱蒸発法
- 電子ビーム蒸着法
- アーク放電法
- マグネトロンスパッタリング法
- イオンビームスパッタリング法
PVD装置は構造設計によって次のように分類されます。
- バッチ式コーターまたはボックスコーター：成膜処理ごとに製品を投入・搬出する方式。
- ロールツーロールコーター：ロール状のフレキシブル基材を連続的に成膜チャンバーへ供給し、成膜後に別ロールへ巻き取る方式。
- インラインコーター：高スループット用途向けの連続処理装置です。製品はロードロック（ローディングチャンバー）から投入され、搬出チャンバー(アンロードチャンバー)から排出されます。
化学蒸着 (CVD)
化学蒸着（CVD）は、原料物質（プリカーサ）を気体としてチャンバーまたはリアクター内へ導入し、通常は他のガスと化学反応を起こした後、基材表面に成膜する技術です。これらのプロセスは通常、10 -3 mbar 以上の圧力領域 で行われます。CVDプロセスは、熱エネルギーによって反応を促進する熱CVD、減圧環境を利用するLPCVD（低圧化学蒸着）、プラズマを利用するPECVD/PACVD（プラズマ支援化学蒸着）に分類され、反応を活性化する方法が異なります。近年では、ALD（原子層堆積） や LPE（液相エピタキシー） といった先進的な成膜技術の発展が進み、特にエレクトロニクス分野で採用が拡大しています。
薄膜コーティングにおける真空技術の役割
真空技術は、これらの成膜プロセスにおいて極めて重要な役割を担っています。材料から発生した蒸気を、不純物の影響を受けることなく低圧環境下で基材表面へ到達させるためには、適切な真空環境が不可欠です。また、プラズマを利用するプロセスでは、所定のプロセス条件を形成・維持するためにも真空環境が必要となります。そのため、安定した真空環境の生成と正確な圧力監視・制御は、薄膜コーティングプロセスの品質と再現性を左右する重要な要素となります。
薄膜コーティング業界の発展を支えるパートナーとして、長年にわたり幅広い真空ソリューションを開発してきました。一次真空ポンプシステム、二次真空ポンプ、真空計、残留ガス分析計（RGA） など、多様な製品ラインアップにより、さまざまなコーティングプロセスの厳しい要求に対応しています。ガラスや太陽光パネルのコーティングで求められる高速排気サイクルから、ALD（原子層堆積）やLPE（液相エピタキシー）における高度で厳しいプロセス条件まで、エドワーズはお客様の用途に最適化された真空ソリューションを提供します。
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イタリアのコーティング専門メーカーKolzerとの協業によるPVD成膜プロセスの高度化
