Haftfeste Direktmetallisierung von Kunststoffen durch Beschichtung mit Ionen

Obwohl Kunststoffe seit mehreren Jahrzehnten industriell eingesetzt werden ist die Direktmetallisierung von Kunststoffen nach wie vor ein aktuelles Thema. Speziell durch das Verbot von sechswertigem Chrom besteht ein erhöhter Bedarf an haftfesten Metallisierungsverfahren für Kunststoffe. Das Hochleistungs-Impuls Magnetronsputtern HIPIMS ist hierbei ein junges Vakuum-Beschichtungsverfahren, das ein hohes Anwendungspotenzial zur Lösung dieser Fragestellung bietet. Der vorliegende Artikel befasst sich mit der Direktmetallisierung von Kunststoffen mittels HIPIMS. Es wurde im Rahmen der Untersuchungen auf eine Vorbehandlung verzichtet und die Kunststoffsubstrate direkt unter Vakuum metallisiert. Es zeigte sich, dass im Vergleich zu konventionellen Sputterverfahren die Haftfestigkeit deutlich gesteigert werden konnte. Die Metallisierung von Plexiglas, die genauer betrachtet wurde, stellt hier eine besondere Herausforderung dar. Durch die Schädigung des PMMA durch die UV-Strahlung des Plasmas ist eine konventionelle Direktmetallisierung nicht möglich. Mit Hilfe der ionisierten Beschichtung konnte Schichten mit exzellenter Haftung ohne Zwischenschichten oder Vorbehandlung hergestellt werden. Die Charakterisierung der Grenzfläche zeigt, dass beim Versuch die Metallisierung zu trennen für die optimierten Prozesse ein Kohäsionsbruch, d.h. ein Bruch im Kunststoff und nicht an der Kontaktfläche Kunststoff-Metall stattfand.