DE102005034764A1

DE102005034764A1 - Verfahren zur Herstellung von funktionalen Fluor-Kohlenstoff-Polymerschichten mittels Plasmapolymerisation von Perfluorocycloalkanen

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Publication number: DE102005034764A1
Application number: DE102005034764A
Authority: DE
Inventors: Michael Dr. Haupt; Jakob Barz; Christian Dr. Oehr
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2005-07-26
Filing date: 2005-07-26
Publication date: 2007-02-01
Anticipated expiration: 2025-07-27
Also published as: DE102005034764B4; WO2007012472A1; KR20080030621A; EP1912747A1; US20090130330A1; WO2007012472A8

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Fluor-Kohlenstoffschichten auf einem Substrat, zum Beispiel einem Metall, Polymer und/oder Textilien mittels eines Niederdruck-Plasmaverfahrens sowie auf diese Weise hergestellte Produkte.

Description

Beschichtungsverfahren, also Fertigungsverfahren zum Aufbringen festhaftender Schichten aus formlosen Stoffen auf Substrate, Werkstücke oder Trägerbahnen sind bekannt. Zu diesen Beschichtungsverfahren gehören Beschichtungsverfahren, bei denen aus gasförmigem oder dampfförmigem Zustand eine Beschichtung eines Substrats erreicht werden kann. Zu den letztgenannten Beschichtungsverfahren gehören auch Plasmabeschichtungsverfahren. Derartige Verfahren machen sich chemische Reaktionen zu Nutzen, die in einem Plasma ablaufen, insbesondere Plasmapolymerisationsverfahren, wobei unter Plasma ein nach außen elektrisch neutrales Gas zu verstehen ist, in dem durch verschiedene Arten der Anregung unterschiedlich elektronisch angeregte neutrale Teilchen, Radikale, Ionen und Elektronen vorhanden sind, die auf einem dem Plasma ausgesetzten Substrat in Form chemischer Substanzen, insbesondere Polymere, abgeschieden werden. Bekannte Plasmaverfahren, sind jedoch einerseits verbesserungsfähig hinsichtlich der Haftung der durch die plasmatischen Reaktionen, insbesondere auch der Plasmapolymerisation, aufgebrachten Schicht auf dem Substrat. Sie sind darüber hinaus verbesserungsfähig hinsichtlich ihrer Gesamtoberflächenenergien, die für viele Anwendungen möglichst gering sein sollten. Auch ist es wünschenswert, eine Beschichtung bereitzustellen, deren Adhäsion gegenüber anderen Materialien möglichst gering ist und die damit Antihafteigenschaften gewährleistet.

Bekannte Beschichtungen zeichnen sich darüber hinaus auch häufig dadurch aus, dass sie eine verbesserungsfähige Gleit- und Haftreibung aufweisen. Es ist wünschenswert, eine verbesserte, also geringere Gleit- und Haftreibung durch reibungsverminderte Eigenschaften der Oberflächen bereitzustellen. Schließlich ist es wünschenswert, die Plasmabeschichtung so auszuführen, dass die Substrate vor äußeren Einflüssen, zum Beispiel chemischen Angriffen, z.B. durch Säuren und Laugen, oder abrasiven Belastungen geschützt werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher das technische Problem zugrunde, Beschichtungsverfahren und Beschichtungen bereitzustellen, die die vorgenannten Ziele erreichen und die geschilderten Nachteile überwinden.

Die Erfindung löst das ihr zugrundeliegende technische Problem durch die Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung von Fluor-Kohlenstoffschichten auf einem Substrat mittels eines Niederdruck-Plasmaverfahrens, wobei ein Substrat bereitgestellt wird, mit einer Hochfrequenzentladung zwischen mindestens zwei Elektroden aus cyklischen Fluor-Kohtenstoffverbindungen enthaltendem Reaktivgas ein Plasma erzeugt wird und sich polymere Fluor-Kohlenstoffverbindungen enthaltende oder aus diesen bestehende Schichten auf dem Substrat abscheiden beziehungsweise aufgebracht werden.

Die vorliegende Erfindung stellt daher ein Verfahren bereit, gemäß dem ein Plasmapolymerisationsverfahren eingesetzt wird, um Fluor- Kohlenstoffverbindungen auf Substrate aufzubringen, die dort als funktionale Beschichtung dienen und die in Form von Fluor-Kohlenstoffpolymeren aus einem Reaktivgas abgeschieden werden, welches als Precursoren (Ausgangssubstanzen) cyklische Fluor-Kohlenstoffverbindungen, insbesondere Perfluorocycloalkane, aufweist beziehungsweise aus diesen besteht. Im Perfluorocycloalkan-Plasma wird ein Aufbrechen des Kohlenstoffrings des Perfluorocycloalkans erreicht. Dabei wird ein sogenanntes Bi-Radikal erzeugt, welches im Plasmapolymerisationsprozess zum einen sehr quervernetzt, insbesondere bei höheren eingespeisten Plasmaleistungen, und zum anderen aber auch die Bildung von langkettigen Fluor-Kohlenstoffen fördert, insbesondere bei geringeren eingespeisten Plasmaleistungen. Dies führt dazu, dass im Fall von höheren eingespeisten Plasmaleistungen eine gute Schichtstabilität, das heißt, hohe Vernetzungsgrade und gute Beständigkeiten, gegenüber mechanischen, abrasiven Belastungen erreicht werden kann, während bei geringeren eingespeisten Plasmaleistungen sehr niedrige Oberflächenenergien von unter 20 mN/m bereitgestellt werden können.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von funktionalisierten Schichten, insbesondere Fluor-Kohlenstoffschichten auf Substraten, insbesondere Metallen, Kunststoffen und Textilien, zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass auf Metallen, Kunststoffen und Textilien eine gute Haftung der durch die Plasmapolymerisation aufgebrachten Schicht erreicht wird. Die erfindungsgemäße Vorgehensweise funktionalisiert die Oberfläche der genannten Substrate so, dass geringe Gesamtoberflächenenergien, das heißt dispenser plus polarer Anteil der Oberflächenenergie, bis zu unter 20 N/m und eine Hydrophobierung erreicht werden können. Darüber hinaus ermöglicht es die erfindungemäße Vorgehensweise, besonders vor teilhafte Antihafteigenschaften der aufgebrachten Schicht gegenüber anderen Materialien bereitzustellen, das heißt deren Adhäsion zu verringern. Die Erfindung ermöglicht in vorteilhafter Weise die Adhäsionverminderung von Kautschukverbindungen, Edelstählen oder aufgeschmolzenen Metalllegierungen, wie Lötzinn, auf der aufgebrachten Plasmapolymerschicht.

Die Erfindung stellt auch den Vorteil bereit, dass die beschichteten Substrate durch die aufgebrachte Plasmabeschichtung vor äußeren Einflüssen, wie chemischen Angriffen durch Säuren oder Laugen oder auch vor mechanischen abrasiven Belastungen geschützt werden. Schließlich zeichnet sich die Erfindung vorteilhafter Weise dadurch aus, dass die Oberfläche der beschichteten Substrate reibungsvermindernde Eigenschaften aufweist, das heißt, sowohl die Gleit- als auch die Haftreibung vermindert wird.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Beschichtung von Substraten, wobei als Substrat insbesondere Metalle, Edelstahl, Kunststoffe, Polymere, Textilien und/oder Verbundmaterialien derselben eingesetzt werden. Als Metalle können vorzugsweise Legierungen, insbesondere Aluminiumlegierungen oder Edelstähle in Betracht kommen. Als Kunststoffe oder Polymere können insbesondere PET (Polyethylenterephthalat), PC (Polycarbonat), PP (Polypropylen) oder PMMA (Polymethylmethacrylat) verwendet werden. Als Textilien können insbesondere Baumwollgewebe, PET oder PP Textilien eingesetzt werden.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren der vorgenannten Art unter Einsatz von cyklischen Fluor-Kohlenstoffverbindungen, welche Perfluorocycloalkane, insbesondere C_nF_2n mit n = 3,4 oder 5 sind. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die eingesetzten Perfluorocycloalkane, Perfluorocyclopropan C₃F₆ (CAS 931-91-9), Perfluorocyclobutan C₄F₈ (CAS 115-25-3) oder Perfluorocyclopentan C₅F₁₀ (CAS 376-77-2).

Die Erfindung sieht in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform vor, dass das Plasma mit einer Hochfrequenzentladung insbesondere bei 13,56 MHz erzeugt wird. Erfindungsgemäß kann der Frequenzbereich der Plasmaentladung auch 27,12MHz oder 2,45GHz betragen, insbesondere 13,56MHz.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass eine der zur Plasmaerzeugung verwendeten Elektroden-Masse verbunden vorliegt.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Substrat entweder auf der geerdeten Elektrode oder auf der mit Hochfrequenz gespeisten Elektrode liegt.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Beschichtungsprozess, das heißt das Aufbringen der sich im Reaktivgas bildenden Substanzen auf das Substrat, in einem Druckbereich von 0,03 mbar bis 1 mbar durchgeführt wird.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Gasflüsse der für die Plasmabildung eingesetzten cyklischen Kohlenstoffverbindungen, also der Precursoren, insbesondere der Perfluorocycloalkan-Precursoren von 0,5 sccm/l Reaktorvolumen bis 15 sccm/l Reaktorvolumen betragen.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Leistungseintrag der Hochfrequenzentladung pro Elektrodenfläche von 0,007 W/cm² bis 0,2 W/cm² insbesondere 0,1 W/cm², beträgt.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Beschichtungsprozess für einen Zeitraum bis zu 15 min, insbesondere 1 bis 15 min, vorzugsweise 10 bis 15 min durchgeführt wird.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die erzielte Schichtdicke der aufgebrachten Polymeren-Fluor-Kohlenstoffschicht 50 bis 300 nm, vorzugsweise 100 bis 300 nm, insbesondere 200 bis 300 nm beträgt.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass insbesondere während des Beschichtungsprozesses eine, vorzugsweise extern geregelte, Vorspannung, d.h., eine sogenannte Bias-Spannung, an eine der beiden Elektroden angelegt wird, vorzugsweise in einem Bereich von 0, vorzugsweise 1 bis 100 V, wobei sich vorteilhafter Weise der Vernetzungsgrad und die Schichtadhäsion noch weiter verbessern lassen.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Substrat optional vor der Plasmabeschichtung mit einem Vorbehandlungsplasma, aus z.B. einem Edelgas insbesondere Argon, oder Wasserstoff oder Mischungen aus dem Edelgas, insbesondere Argon, und Wasserstoff, vorbehandelt wird, das heißt, gereinigt und die Substratoberfläche chemisch aktiviert wird, insbesondere zur Erzeugung von freien Bindungsstellen. Die Oberfläche wird hierbei zum einen chemisch durch die Erzeugung von freien Radikalstellen aktiviert und zum anderen gegebenenfalls leicht angeätzt und vernetzt.

Es ergibt sich eine vorteilhafter Weise besonders gute Anhaftung der aufzubringenden polymeren Fluor-Kohlenstoffverbindungen auf dem Substrat.

Die erfindungsgemäß bevorzugte Plasmavorbehandlung der Substrate findet vorteilhafter Weise und in bevorzugter Ausführungsform bei Gesamtgasdrücken von 0,03 bis 2 mbar, vorzugsweise 0,03 bis 1 mbar statt. In besonders bevorzugter Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Gasflüsse für das Edelgas, insbesondere Argon, und Wasserstoff getrennt geregelt werden, in bevorzugter Weise betragen die Gasflüsse jeweils von 2 sccm/l Reaktorvolumen bis 35 sccm/l Reaktorvolumen. Die Leistungseinspeisung beträgt in vorteilhafter Ausführungsform von 0,07 bis 0,3 Watt/cm².

In bevorzugter Weise wird im Rahmen der optionalen Vorbehandlung vorgesehen, dass die eingespeiste Leistung abhängig vom zu behandelten Substrat ausgewählt wird. So wird in bevorzugter Weise bei Metallen eine Leistungsdichte von bis zu 0,3 W/cm² insbesondere von 0,001 bis 0,3 W/cm² eingesetzt. In bevorzugter Weise wird bei Verwendung von Kunststoff als Substrat eine Leistungsdichte von bis zu 0,2 W/cm², insbesondere 0,001 bis 0,2 W/cm² eingesetzt.

In bevorzugter Weise wird die Vorbehandlung des Substrats für eine Zeitdauer von bis zu 15 min, insbesondere 1 bis 15 min, vorzugsweise 10 bis 15 min durchgeführt.

In besonders bevorzugten Ausführungsform sieht die vorliegende Erfindung vor, dass nach Bereitstellung des Substrats direkt die erwünschte Schicht aus Fluor-Kohlenstoffverbindungen aufgebracht wird, das heißt die gewünschte Funktionalisierung vorgesehen wird. Wie vorstehend ausgeführt, ist es jedoch in einer weiteren bevorzug ten Ausführungsform auch möglich, vor dem Aufbringen der gewünschten Funktionalisierung in Form der aufgebrachten polymeren Fluor-Kohlenstoffverbindungen eine Vorbehandlung durchzuführen.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist es möglich, entweder ohne vorheriges Durchführen einer Vorbehandlung oder nach Durchführen einer Vorbehandlung einen zweistufigen Beschichtungsprozess durchzuführen, wobei in einem ersten Zeitabschnitt des Beschichtungsprozess eine Gradientenschicht und in einem zweiten Zeitabschnitt dann die gewünschte Funktionalisierung aufgebracht wird.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sieht die Erfindung daher vor, dass durch gezielte Beimischung von Wasserstoff zum Reaktivgas, das heißt, dem Gas, welches aus cyklischen Fluor-Kohlstoffverbindungen besteht oder diese enthält, die Vernetzung und der Fluorgehalt der Polymerschicht gesteuert werden kann und dabei eine Gradientenschicht aufgebracht wird. Dies Vorgehen ermöglicht zum einen eine gute Adhäsion der Schicht auf dem Substrat und zum anderen kann die Oberflächenenergie der Schicht gezielt eingestellt werden.

In bevorzugter Weise wird daher vorgesehen, dass auf das Substrat eine optionale Gradientenschicht aufgebracht wird, welche die Schichthaftung des auf dem Substrat abgeschiedenen Plasmapolymers verbessert. Dies wird erreicht, indem dem Plasma aus Perfluorocycloalkan Wasserstoff in veränderlicher Menge, insbesondere veränderlichem Gasfluss zugemischt wird, wobei der Wasserstoff-Gasfluss vorteilhafter Weise in einer bevorzugten Ausführungsform während der Zugabe reduziert wird.

So kann in einer besonders bevorzugten Ausführungsform vorgesehen sein, einem Perfluorocycloalkanplasma, z.B. bestehend aus Pertluorocyclopropan, oder Perfluorocyclobutan oder Perfluorocyclopentan, zunächst bis zu 9, vorzugsweise 8,6 sccm/l Reaktorvolumen, vorzugsweise 0,3 bis 9 sccm/l Reaktorvolumen, insbesondere 0,29 bis 8,6 sccm/l Reaktorvolumen, Wasserstoff beizumischen. In bevorzugter Ausführungsform wird dann innerhalb einer kurzen Zeitspanne von zum Beispiel 0,5 bis 4 min, insbesondere innerhalb von 2 min, der Gasfluss auf 0 sccm heruntergeregelt. Während des Aufbringens der Gradientenschicht kann der Gesamtdruck von 0,03 mbar bis 2 mbar, insbesondere 0,03 bis 1 mbar betragen. Die eingespeiste Leistung liegt pro Elektrodenfläche bei 0,007 W/cm² bis 0,2 W/cm², insbesondere bei 0,04 W/cm². Der Perfluorocycloalkanfluss beträgt in bevorzugter Weise in dieser Ausführungsform bis zu 15 sccm/l Reaktorvolumen, insbesondere 0,5 bis 15 sccm/l Reaktorvolumen.

Die eingespeiste Leistung kann dabei ebenfalls optional, das heißt in bevorzugter Ausführungsform, von bis zu 0,2 W/cm² auf bis zu 0,007 W/cm² kontinuierlich heruntergeregelt werden.

In bevorzugter Ausführungsform wird der Druck während des Aufbringens der Gradientenschicht auf bis zu 1 mbar geregelt. Vorteilhafter Weise entsteht in dieser Ausführungsform auf dem Substrat eine Gradientenschicht, bei der der Fluorgehalt ansteigt und die Vernetzung der Schicht und damit ebenfalls die Schichthärte abnimmt. Die Gradientenschicht kann vorteilhafter Weise und in bevorzugter Ausführungsform bis zu 30 nm, insbesondere 1 bis 30 nm, dick sein. Andere Schichtdicken sind jedoch ebenfalls möglich.

Die Erfindung betrifft daher in einer besonders bevorzugte Ausführungsform das Aufbringen einer Gradientenschicht, die sich durch einen über ihre Dicke erstreckenden Gradienten hinsichtlich des Fluorgehalts und der Vernetzung der Schicht auszeichnet. Die Erfindung stellt also ein sogenanntes Verfahren bereit, gemäß dem vor Aufbringen der funktionalen Polymerschicht eine Gradientenschicht auf das Substrat aufgebracht wird, indem dem Reaktivgas, enthaltend die Perfluorocycloalkanverbindung, Wasserstoff in abnehmendem Gasfluss hinzugegeben wird.

Die Erfindung kann dabei vorsehen, dass die Aufbringung der funktionalen polymeren Plasmaschicht aus Fluorkohlenstoffverbindungen ohne vorausgehende Wasserstoff- und/oder Edelgasvorbehandlung und ohne ein vorausgehendes Aufbringen einer Gradientenschicht durchgeführt wird. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass gemäß der Erfindung zunächst eine Wasserstoff- und/oder Edelgasvorbehandlung des Substrats stattfindet und dann direkt eine funktionale Polymerschicht aufgebracht wird oder, dass nach Durchführung der Wasserstoff- und/oder Edelgasvorbehandlung zunächst eine Gradientenschicht aufgebracht und anschließend die funktionale Polymerschicht erzeugt wird.

Die Erfindung betrifft auch mittels der vorgenannten Verfahren hergestellte beschichtete Substrate, umfassend ein Substrat, das mindestens eine der nach einem der vorhergehenden Ausführungsformen aufgebrachte Fluorkohlenstoffschicht, insbesondere in Kombination mit einer Gradientenschicht, aufweist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die vorliegende Erfindung wird anhand der folgenden Ausführungsbeispiele und der dazugehörigen 1 und 2 beschrieben und erläutert.
1 zeigt ein beschichtetes Substrat mit Gradientenschicht und darüber liegender funktionaler Schicht und
2 zeigt ein beschichtetes Substrat mit funktionaler Schicht ohne Gradientenschicht.
Beispiele:
Beispiel 1:
Die Beschichtungsanlage (Reaktorvolumen: 3500 cm³) wird zunächst auf einen Basisdruck von kleiner als 0,02 mbar evakuiert. Dann wird zur Vorbehandlung, d.h. zur Reinigung und chemischen Aktivierung, 20 sccm Ar eingeleitet. Der Gesamtgasdruck beträgt dabei geregelt 0,15 mbar. Durch Anlegen einer Hochfrequenzspannung von 13,56 MHz wird eine Glimmentladung zwischen den zwei Elektroden gezündet. Die Leistungseinspeisung von diesem Vorbehandlungsplasma beträgt 150 W. Nach 10 Minuten wird das Plasma ausgeschaltet und wieder evakuiert. Danach wird zur Erzeugung der Gradientenschicht 10 sccm H (Wasserstoff) und 34 sccm Perfluorocyclobutan C₄F₈ eingeleitet. Der Gesamtdruck beträgt 0,150 mbar und die eingespeiste Leistung 0,04 W/cm². Der H-Fluss wird innerhalb von 30 Sekunden auf 0 sccm heruntergeregelt. Das Plasma brennt dabei kontinuierlich weiter. Danach wird das Substrat (1) mit der funktionalen Schicht während des folgenden Plasmaprozessabschnittes bedeckt. Der C₄F₈-Gasfluss beträgt während dieses Beschichtungsprozesses weiterhin 34 sccm(absolut) bei einer Leis tungseinspeisung von 0,04 W/cm² und einem Gasdruck von 0,15 mbar. Die Plasmabehandlungsdauer zur Erzeugung der funktionalen Schicht beträgt 2 Minuten.
Beispiel 2:
Nach der Vorbehandlung wie in Beispiel 1 beschrieben wird direkt eine Fluor-Kohlenstoffschicht ohne Gradienten im Plasma abgeschieden (2).

Claims

Verfahren zur Herstellung von Fluor-Kohlenstoffschichten auf einem Substrat mittels eines Niederdruck-Plasmaverfahrens, wobei ein Substrat bereitgestellt, mit einer Hochfrequenzentladung zwischen mindestens zwei Elektroden aus cyklischen Fluorkohlenstoffverbindungen enthaltendem Reaktivgas ein Plasma erzeugt wird und polymere Fluor-Kohlenstoffschichten auf dem Substrat aufgebracht werden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die cyklischen Fluorkohlenstoffverbindungen Perfluorocycloalkane C_nF₂n mit n = 3, 4 oder 5 sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei als Reaktivgas Pertluorocyclopropan C₃F₆ (CAS 931-91-9) oder Perfluorocyclobutan C₄F₈ (CAS 115-25-3) oder Perfluorocyclopentan C₅F₁₀ (CAS 376-77-2) verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Substrat Metall, Edelstahl, ein Polymer oder Textilien ist/sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Plasma mit einer Hochfrequenzentladung bei 13,56 MHz erzeugt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Elektrode Masse-verbunden vorliegt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Substrat entweder auf der geerdeten Elektrode oder auf der mit Hochfrequenz gespeisten Elektrode liegt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Beschichtungsprozess im Druckbereich von 0,03 mbar bis 1 mbar stattfindet.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Gasflüsse der cyclischen Fluorkohlenstoffverbindungen, insbesondere Perfluorocycloalkane-Precursoren von 0,5 sccm/l Reaktorvolumen bis 15 sccm/l Reaktorvolumen betragen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Leistungseintrag der Hochfrequenzentladung pro Elektrodenfläche von 0,007 W/cm² bis 0,2 W/cm² beträgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Beschichtungsprozess für einen Zeitraum von 1 bis 15 Minuten durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erzielte Schichtdicke der aufgebrachten Fluor-Kohlenstoffschicht 50 bis 300 nm beträgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Vorspannung in einem Bereich von 0 bis 100 Volt an einer der beiden Elektroden angelegt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Substrat vor der Plasmabeschichtung mit einem Vorbehand lungsplasma vorbehandelt, d.h. gereinigt und dessen Oberfläche chemisch aktiviert wird.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Reinigung und chemische Aktivierung des Substrates mit dem Vorbehandlungsplasma vor der Plasmabeschichtung bei Gesamtgasdrücken von 0,03 bis 2 mbar stattfindet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 oder 15, wobei das Vorbehandlungsplasma ein Plasma aus einem Edelgas, z.B. Ar (Argon), Wasserstoff oder Mischungen aus Ar und Wasserstoff ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei die Gasflüsse für das Edelgas, insbesondere Ar, und/oder Wasserstoff getrennt geregelt werden, vorzugsweise jeweils ein Gasfluß von 2 sccm/l Reaktorvolumen bis 35 sccm/l Reaktorvolumen eingestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 17, wobei die Vorbehandlung, d.h. die Reinigung und chemische Aktivierung, über einen Zeitraum von 1 bis 15 min. durchgeführt wird,
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in einem ersten Zeitabschnitt des Beschichtungsprozesses dem Reaktivgas Wasserstoff in veränderlichem Gasfluss, insbesondere in abnehmendem Gasfluss zugeführt und so eine Gradientenschicht auf dem Substrat aufgebracht wird.
Beschichtetes Substrat umfassend ein Substrat, das mindestens eine nach einem der Ansprüche 1 bis 19 aufgebrachte polymere Fluor-Kohlenstoffschicht aufweist.