Hochleistungsimpulsmagnetronsputtern für industrielle Prozesse

Dr. Ralf Bandorf versteht es, neue technologische Entwicklungen im Bereich der Vakuumbeschichtungstechnik in anschaulicher Weise an ein breites Publikum zu vermitteln. Er beschäftigt sich mit funktionalen Schichten (elektrisch, magnetisch, sensorisch) sowie entsprechenden Depositionstechnologien. Das Hochleistungsimpulsmagnetronsputtern oder „High Power Impulse Magnetron Sputtering“ (HIPIMS) bildet dabei eines seiner aktuellen Arbeitsgebiete.

In HIPIMS Prozessen führt die spezielle Art der Leistungseinkoppung in das Plasma (nur wenige µs lange aber intensive Leistungspulse) zu einem sehr hohen Ionisationsgrad des schichtbildenden Teilchenflusses. Damit können extrem verdichtete Schichtmaterialien mit sehr guter Haftung zum Untergrund abgeschieden werden. Ungewöhnlich hohe Härten und hervorragende Zähigkeitseigenschaften der Schichten sind das Ergebnis.

Während sich verschiedene Arbeitsgruppen weltweit mit der grundlegenden Erforschung dieser Technologie befassen, richtet das Fraunhofer IST gemäß dem Auftrag der Fraunhofer Gesellschaft das Augenmerk auf die Einführung und Etablierung von HIPIMS für industrielle Prozesse. Ausgezeichnet wurde Ralf Bandorf von der SVC für seine Entwicklung von HIPIMS-Prozessen im industriellen Maßstab und seinen Beitrag zur Gründung und Etablierung eines weltweiten HIPIMS-Netzwerks.

Nachdem sich das Fraunhofer IST eine entsprechende Reputation erarbeitet hatte, initiierte Bandorf im Jahr 2008 im Rahmen einer sogenannten „COST Action“ (COST - European Cooperation in Science and Technology) ein Netzwerk zur HIPIMS-Technologie, um die Verbindung zwischen Forschungs- und Industrieeinrichtungen zu stärken und die Industrialisierung voran zu treiben. Das Netzwerk verbindet über 160 Mitglieder aus 30 überwiegend europäischen Ländern auf dem Gebiet der hochionisierten Pulsplasmen. Seit 2009 existiert darüber hinaus eine Kooperation mit der Sheffield Hallam University inklusive eines gemeinsamen HIPIMS-Labors in England. Seit 2010 wird die „International Conference on Fundamentals and Applications of HIPIMS“ abwechselnd in Sheffield und Braunschweig von der Sheffield Hallam University, dem Fraunhofer IST und dem Kompetenznetz INPLAS veranstaltet. Sie wird von Prof. Arutiun Ehiasarian (Sheffield Hallam University) und Dr. Ralf Bandorf geleitet.

Das Fraunhofer IST ist heute das weltweit führende Institut auf dem Gebiet der anwendungsnahen Entwicklung von HIPIMS-Prozessen auf industriellen Anlagen. Mit einer Vielzahl namhafter Hersteller von Pulsgeneratoren, Anlagenkomponenten, Anlagenherstellern und Anbietern von Diagnostik und Prozessregelung besteht eine enge und intensive Zusammenarbeit. Dadurch leistet das Fraunhofer IST einen wesentlichen Anteil an der industriellen Einführung der neuen Technologie.

Günter Bräuer / LK