溅镀技术简介ppt课件
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2020/3/23 13
三、濺鍍工藝簡介
超音波清洗
3.1、工藝流程:
烘烤
底涂
上料
全檢
下料
面涂
真空濺鍍
2020/3/23 14
3.2、特殊工藝介紹:
2020/3/23 15
3.3、濺射鍍膜的三階段：
1．靶面原子的濺射；
濺射量S: S=ηQ 式中：η—靶材濺射係數。Q—入射的離子數（即離子量）
2．濺射原子向基片的遷移； 3．粒子向基片表面入射並結合成膜。
沉積速率Z與濺射量S成正比關係: Z=C*S=C*η*Q
2020/3/23 16
3.4、 影響濺射膜層性能/质量 ----主要工作參數/因素：
2020/3/23
1．基板的溫度 2．氣體壓力--工作氣壓/真空度 3．靶電壓、電流-溅射电压/溅射电流 4．基板的負偏壓 5．靶與基板間距 6．氣體成分、流量
濺鍍技術簡介
2020/3/23
1
目錄
一、鍍膜技術的應用 二、鍍膜技術簡介 三、濺鍍工藝簡介
2020/3/23 2
1.1、鍍膜技術的應用产业：
2020/3/23
鍍膜技術
平面显示器產業
電腦資訊產業
光儲存媒體 半导体产业 通訊產品 消費性電子
3
1.2、鍍膜技術應用例舉
➢ 1.行動電話外殼
2.筆記型電腦EMI Shielding鍍膜 處理
3.外觀鍍膜
4.按鍵鍍膜雷雕
5.觸控面板薄膜處理
6.金屬反射膜
7.光學鏡片鍍膜
8.液晶顯示器鍍膜處理
2020/3/23
9.光電傳輸光柵處理
4
1.3、薄膜種類：
裝飾性薄膜：美觀性、新穎性、識別性等。 功能性薄膜：
低摩擦性、耐磨耗性、耐蝕性、抗沾黏性、導 電性、非導電性、光學性、防電磁波干擾（EMI）、 抗菌性、親疏水性、超鏡面模具鍍膜、非金屬基材表 面金屬化薄膜等。
2020/3/23 11
2.6 PVD鍍膜方式及薄膜性質比較:
蒸鍍
濺鍍
離子镀
粒子能量 eV
0.1-1
1-10
>100
鍍膜理論密度
95%
98%
98%
晶粒大小 膜的附著力
大
小
非常小
非晶質
小
中
大
鍍膜速率
2020/3/23
0.1-75
0.01-0.5
0.1-50
12
2.7 真空蒸鍍與濺鍍鍍膜比較
-----從應用角度：
合金
Pd
抗高温氧化和腐蚀/润滑
TiN/ZrN/CrN/VN/AlN/BN/(Ti,Z
氮化物
r)N/(C,B)N/(Ti,Mo)N等
高硬度/耐磨/减磨/装饰性
TiC/WC/TaC/VC/MoC/Cr7C3 高硬度与耐磨/部分碳化
碳化物
等
物耐蚀或装饰
碳氮化合物 Ti(C,N),Zr(C,N)
耐磨/装饰
氧化物
2020/3/23 9
2 .2、 真空镀膜分類
1、物理氣相沉積（ PVD）鍍膜技術包括： 蒸鍍、濺鍍、離子鍍。
2、化學氣相沉積（CVD）鍍膜技術包括： 低壓化學氣相沉積(LPCVD)/ 等離子体化學 氣相沉積(PCVD)/ 金屬有機化學气相沉積 (MOCVD)/激光化學气相沉積(LCVD)/ 分子 束外延（MBE)/ 離子束輔助沉積（IBED)
2020/3/23 10
2.4、離子鍍原理
利用電弧放電方法直接蒸發靶材。靶材用低溫水冷卻， 並接電源負極，爐體接正極。在一定的電源電壓,電流,基板負 偏壓，以及真空度條件下，用觸發電極將陰極觸發短路，引 發電弧放電，陰極附近產生大量金屬蒸氣。金屬蒸气在高密 度電子的非彈性碰撞下會電离，并形成離子堆積的雙鞘層。 由此會自動維持場致發射型弧光放電，形成衆多微小弧斑， 產生大量的等离子体,在負偏壓的作用下,离子流到達被鍍基板 表面凝聚成膜。
磁控溅射技术膜层在致密度、均匀度、牢固度、 纯度等方面较佳----镀制高要求的薄膜。
濺鍍技術是被激发粒子能量高，可向基材表面迁 移/扩散及深度渗透基体相，但不改变/破坏基材 表面原组成结构。为一种实用性很高的、清洁的、 精细成膜技术，且膜相纯度高。
真空壓力單位
帕(國際單位) :1Pa=1N/m2 扥耳(貫用單 位):1Torr=1/760atm=1mmHg
毫巴(實用單位):1mbar=100Pa
真空区域的划分
1）粗真空（105~102 Pa)
2）低真空（102~10-1Ｐａ）
3）高真空（10-1 ~10-6Pa)
4）超高真空 (10-6Pa ~ 10-12Pa )
2020/3/23 5
1.4、 功能性鍍膜：
2020/3/23 6
1.5、 功能性镀膜及其特性
类别
品种
主要特性
电学、磁学或光学性能/
Cr/Cu/Al/Ni/Mo/Zn/Cd/W/Ta/Ti/ 耐蚀与耐磨/减磨与润滑/
金属
Au/Ag/Pd/In
装饰与金属化
MCrAlY/高Ni合金/InConel/Cu-
Al2O3/TiO2/ZrO2/SiO2/CuO/Zn
O
耐磨/装饰/光学性
硼化物
TiB2/VB2/Cr2B/AlB/SiB/TaB2/Zr
B/HfB
耐磨
硅化物
MoSi2/WSi2/TiSi/ZrSi/Si3N4/VSi 抗高温氧化/耐蚀 硫化物/硒化物(Se)/碲化物（
其他化合物 Te)
2020/3/23
减磨与润滑/磨擦系数小
7
1.6、 應用案例
金屬模具：光碟射出成形模、IC封裝模具、光 電產業成型模具等。
金屬切削工具：精密銑刀、絞刀、鑽頭、鋸片 等。
非金屬基材表面金屬化：塑膠、玻璃、軟性印 刷電路板等。
➢ 生產光碟、磁片/磁帶、平面顯示器、半導體、 光學鍍膜、太陽能電池、塑膠包裝膜、抗電磁 干擾鍍膜、五金裝飾鍍膜、光通訊元件鍍膜、 機械功能鍍膜等產品.
-此外，濺射離子的入射角/溅射靶材/前处理/靶溫度/靶
的磁感應強度及其分佈（磁控源的结构）、镀件材 料及运动方式等，也影响膜层的质量。其中，有些 參量有相互的依賴關係，在成膜前應根據簿膜的質 量要求，對這些參量做恰當的選擇。
Hale Waihona Puke Baidu17
3.5、溅射特点：
➢ 溅射技术中，幾乎都利用強力磁鐵將電子成螺旋 狀運動, 提高濺鍍速率。
2020/3/23 8
2 、 真空镀膜技術
2.1、真空概念:
真空的定義
一個容器內的壓力小於大氣壓力(常溫常壓下為101325帕)就是真空.
簡單的表示為:壓力<大氣壓力.
真空度
真空度代表真空系統中壓力的程度.國內真空工業界自創的名詞.多 以低真空(low vacuum)﹑高真空(high vacuum)﹑超高真空(ultra-high vacuum) 來代表真空系統的真空度.這種表示的高低正好與壓力相反. 真空度越高壓力越低.
三、濺鍍工藝簡介
超音波清洗
3.1、工藝流程:
烘烤
底涂
上料
全檢
下料
面涂
真空濺鍍
2020/3/23 14
3.2、特殊工藝介紹:
2020/3/23 15
3.3、濺射鍍膜的三階段：
1．靶面原子的濺射；
濺射量S: S=ηQ 式中：η—靶材濺射係數。Q—入射的離子數（即離子量）
2．濺射原子向基片的遷移； 3．粒子向基片表面入射並結合成膜。
沉積速率Z與濺射量S成正比關係: Z=C*S=C*η*Q
2020/3/23 16
3.4、 影響濺射膜層性能/质量 ----主要工作參數/因素：
2020/3/23
1．基板的溫度 2．氣體壓力--工作氣壓/真空度 3．靶電壓、電流-溅射电压/溅射电流 4．基板的負偏壓 5．靶與基板間距 6．氣體成分、流量
濺鍍技術簡介
2020/3/23
1
目錄
一、鍍膜技術的應用 二、鍍膜技術簡介 三、濺鍍工藝簡介
2020/3/23 2
1.1、鍍膜技術的應用产业：
2020/3/23
鍍膜技術
平面显示器產業
電腦資訊產業
光儲存媒體 半导体产业 通訊產品 消費性電子
3
1.2、鍍膜技術應用例舉
➢ 1.行動電話外殼
2.筆記型電腦EMI Shielding鍍膜 處理
3.外觀鍍膜
4.按鍵鍍膜雷雕
5.觸控面板薄膜處理
6.金屬反射膜
7.光學鏡片鍍膜
8.液晶顯示器鍍膜處理
2020/3/23
9.光電傳輸光柵處理
4
1.3、薄膜種類：
裝飾性薄膜：美觀性、新穎性、識別性等。 功能性薄膜：
低摩擦性、耐磨耗性、耐蝕性、抗沾黏性、導 電性、非導電性、光學性、防電磁波干擾（EMI）、 抗菌性、親疏水性、超鏡面模具鍍膜、非金屬基材表 面金屬化薄膜等。
2020/3/23 11
2.6 PVD鍍膜方式及薄膜性質比較:
蒸鍍
濺鍍
離子镀
粒子能量 eV
0.1-1
1-10
>100
鍍膜理論密度
95%
98%
98%
晶粒大小 膜的附著力
大
小
非常小
非晶質
小
中
大
鍍膜速率
2020/3/23
0.1-75
0.01-0.5
0.1-50
12
2.7 真空蒸鍍與濺鍍鍍膜比較
-----從應用角度：
合金
Pd
抗高温氧化和腐蚀/润滑
TiN/ZrN/CrN/VN/AlN/BN/(Ti,Z
氮化物
r)N/(C,B)N/(Ti,Mo)N等
高硬度/耐磨/减磨/装饰性
TiC/WC/TaC/VC/MoC/Cr7C3 高硬度与耐磨/部分碳化
碳化物
等
物耐蚀或装饰
碳氮化合物 Ti(C,N),Zr(C,N)
耐磨/装饰
氧化物
2020/3/23 9
2 .2、 真空镀膜分類
1、物理氣相沉積（ PVD）鍍膜技術包括： 蒸鍍、濺鍍、離子鍍。
2、化學氣相沉積（CVD）鍍膜技術包括： 低壓化學氣相沉積(LPCVD)/ 等離子体化學 氣相沉積(PCVD)/ 金屬有機化學气相沉積 (MOCVD)/激光化學气相沉積(LCVD)/ 分子 束外延（MBE)/ 離子束輔助沉積（IBED)
2020/3/23 10
2.4、離子鍍原理
利用電弧放電方法直接蒸發靶材。靶材用低溫水冷卻， 並接電源負極，爐體接正極。在一定的電源電壓,電流,基板負 偏壓，以及真空度條件下，用觸發電極將陰極觸發短路，引 發電弧放電，陰極附近產生大量金屬蒸氣。金屬蒸气在高密 度電子的非彈性碰撞下會電离，并形成離子堆積的雙鞘層。 由此會自動維持場致發射型弧光放電，形成衆多微小弧斑， 產生大量的等离子体,在負偏壓的作用下,离子流到達被鍍基板 表面凝聚成膜。
磁控溅射技术膜层在致密度、均匀度、牢固度、 纯度等方面较佳----镀制高要求的薄膜。
濺鍍技術是被激发粒子能量高，可向基材表面迁 移/扩散及深度渗透基体相，但不改变/破坏基材 表面原组成结构。为一种实用性很高的、清洁的、 精细成膜技术，且膜相纯度高。
真空壓力單位
帕(國際單位) :1Pa=1N/m2 扥耳(貫用單 位):1Torr=1/760atm=1mmHg
毫巴(實用單位):1mbar=100Pa
真空区域的划分
1）粗真空（105~102 Pa)
2）低真空（102~10-1Ｐａ）
3）高真空（10-1 ~10-6Pa)
4）超高真空 (10-6Pa ~ 10-12Pa )
2020/3/23 5
1.4、 功能性鍍膜：
2020/3/23 6
1.5、 功能性镀膜及其特性
类别
品种
主要特性
电学、磁学或光学性能/
Cr/Cu/Al/Ni/Mo/Zn/Cd/W/Ta/Ti/ 耐蚀与耐磨/减磨与润滑/
金属
Au/Ag/Pd/In
装饰与金属化
MCrAlY/高Ni合金/InConel/Cu-
Al2O3/TiO2/ZrO2/SiO2/CuO/Zn
O
耐磨/装饰/光学性
硼化物
TiB2/VB2/Cr2B/AlB/SiB/TaB2/Zr
B/HfB
耐磨
硅化物
MoSi2/WSi2/TiSi/ZrSi/Si3N4/VSi 抗高温氧化/耐蚀 硫化物/硒化物(Se)/碲化物（
其他化合物 Te)
2020/3/23
减磨与润滑/磨擦系数小
7
1.6、 應用案例
金屬模具：光碟射出成形模、IC封裝模具、光 電產業成型模具等。
金屬切削工具：精密銑刀、絞刀、鑽頭、鋸片 等。
非金屬基材表面金屬化：塑膠、玻璃、軟性印 刷電路板等。
➢ 生產光碟、磁片/磁帶、平面顯示器、半導體、 光學鍍膜、太陽能電池、塑膠包裝膜、抗電磁 干擾鍍膜、五金裝飾鍍膜、光通訊元件鍍膜、 機械功能鍍膜等產品.
-此外，濺射離子的入射角/溅射靶材/前处理/靶溫度/靶
的磁感應強度及其分佈（磁控源的结构）、镀件材 料及运动方式等，也影响膜层的质量。其中，有些 參量有相互的依賴關係，在成膜前應根據簿膜的質 量要求，對這些參量做恰當的選擇。
Hale Waihona Puke Baidu17
3.5、溅射特点：
➢ 溅射技术中，幾乎都利用強力磁鐵將電子成螺旋 狀運動, 提高濺鍍速率。
2020/3/23 8
2 、 真空镀膜技術
2.1、真空概念:
真空的定義
一個容器內的壓力小於大氣壓力(常溫常壓下為101325帕)就是真空.
簡單的表示為:壓力<大氣壓力.
真空度
真空度代表真空系統中壓力的程度.國內真空工業界自創的名詞.多 以低真空(low vacuum)﹑高真空(high vacuum)﹑超高真空(ultra-high vacuum) 來代表真空系統的真空度.這種表示的高低正好與壓力相反. 真空度越高壓力越低.