VD镀膜产品及制备工艺.ppt

PVD镀膜产品及制备工艺介绍,目录,膜系介绍 工艺介绍 真空设备介绍 注意事项,IP金：1N14和2N18色； IP玫瑰金：3N、4N和5N色； IP黑系列：枪色、钛灰色和纯黑色等。,装饰膜的标准色系,IP紫色、IP蓝色、IP棕色。,装饰膜的彩色系列,每种颜色都可按不同的上下限色调生产-可参考色办册； 每种膜层都可依据客户要求沉积不同级别的厚度； 工件基材为碳钢、不锈钢、工具钢、钨钢、铜合金、钛合金、陶瓷、银等, 某些基材可能需先水镀底层来获得更好的附着力； 通过厚度、硬度、耐磨、耐腐蚀等测试，满足客户需求； 符合RoHS和REACH标准。,装饰膜的特性,间电货品：膜层与基体颜色相间；根据间电颜色生产难度而定； 复合膜层：在同一工件上实现两种或两种以上颜色的镀膜；货品交期大约20天； 界面平整分明，森科专利技术。,装饰膜的复合膜层,颜色：钢色、钛色, 可调节颜色以满足客户需求。 硬度：与基体硬度有关, 不锈钢基体上最高可达1500 HV。 厚度：可达10 m以上。 成品：拉砂、抛光或喷砂, 可根据基材特点进行选择。 基材：钢、钛、钨钢、合金、陶瓷等。 特性：极强的耐磨损、耐腐蚀性, 产品表面不易刮花。 应用于：钟表、手机配件、模具、刀具等五金件真空镀膜。,功能膜：IP硬膜,颜色：黑色, 不同色调的灰色。 硬度：可达1000 HV 左右。 厚度：1m 到1.5m。 基材：钢, 钛 和钨钢。 性能：镀层均匀、耐腐蚀、耐磨损、致密性和附着力好。 应用于：模具、刀具、钟表和手机片等五金件真空镀膜。,功能膜: DLC类金刚石膜,颜色：透明的, 可应用于任一产品的表面。 成品外观：适合于拉砂和喷砂面, 抛光面不常用。 特性：防止指纹；强的防水、油污性能。 应用：表壳、表带和手机配件等。,功能膜：防指纹膜,镀膜前,镀膜后,擦拭后,初始指纹,指纹不能去除,擦拭后没有任何痕迹,工艺简单，效果良好,抛光面防指纹效果,镀膜前,镀膜后,接触角增大； 疏水效果增强,仅有零星的水珠存在,水接触角对比,Colorful Coatings (with Overlayer),Film Deposition,真空镀膜特点,被鍍物與塑膠不產生化學反應 環保製程； 無化學物污染 可鍍多重金屬 生產速度快 可對各種素材加工 屬低溫製程,.物理气相沉积（PVD）：,从原材料中发射粒子 通过蒸发、升华、溅射和分解等过程 粒子输运到基片 （粒子间发生碰撞，产生离化、复合、反应，能量的交换和运动方向的变化）； 粒子在基片上凝结、成核、长大和成膜,在真空条件下，用物理的方法将材料汽化成原子、分子或电离成离子，并通过气相过程在衬底上沉积一层具有特殊性能的薄膜技术。,2.溅射镀膜的基本原理：,溅射是轰击粒子与靶原子之间动量传递的结果,溅射：荷能粒子轰击固体表面，当表面原子获得足够大的动能而脱离固体表面，从而产生表面原子的溅射。,直流辉光放电区域可分为8个发光强度不同的区域。实际镀膜过程采用异常辉光放电。,（）入射离子的产生：,（）溅射主要参数：,溅射阈值：将靶材原子溅射出来所需的入射离子最小能量值。与入射离子的种类关系不大、与靶材有关。,入射离子轰击靶材时，平均每个正离子能从靶材打出的原子数。,入射离子能量影响：150eV，平方关系；150eV-10keV，变化不大；10keV，下降。,溅射产额：,离子入射角度的影响：,材料（靶材）特性的影响：,靶材温度的影响： 表面氧化的影响： 合金化的影响：,溅射产额（0.01-4）之间,Sputtering Yield for argon ion bombardment at 600 eV,3.溅射沉积方法：,溅射方法根据特征可分为：直流溅射、射频溅射、磁控溅射和反应溅射。,I-V characteristics of three different methods used for sputtering, 传统溅射方法缺点：,垂直方向分布的磁力线将电子约束在靶材表面附近，延长其在等离子体中的运动轨迹，提高电子与气体分子的碰撞几率和电离过程。,（）磁控溅射：,沉积速率低； 工作气压高； 气体分子对薄膜污染高, 磁控溅射原理：, 磁控溅射靶材：,永磁体磁控溅射靶： Nd-Fe-B永磁体（简单经济、铁磁性材料溅射效率低） 励磁磁控溅射靶： 励磁线圈、结构复杂、可溅射铁磁材料,平面靶和圆柱形靶,通过减小或增大靶中心的磁体体积，使部分磁力线发散到距靶较远的衬底附近，使等离子体扩展到衬底附近且部分等离子体起轰击衬底作用。 拓展等离子体区域； 增加离子比例； 增加沉积能量。, 非平衡磁控溅射：,帕邢（Paschen）曲线,降低工作气压，可到0.5Pa左右； 电离效率高，提高了靶电流密度和溅射效率，降低靶电压； 离子电流密度高，是射频溅射的10-100倍； 不能实现强磁性材料的低温高速溅射； 靶材溅射不均匀、靶材利用率低。, 磁控溅射特征：,（）反应溅射：,在存在反应气体的情况下，溅射靶材时，靶材料与反应气体形成化合物（氮化物、碳化物、氧化物）。,靶中毒：反应气体与靶反应，在靶表面形成化合物； 沉积膜的成分不同于靶材； 化合物靶材溅射后，组元成分（氧、氮）含量下降，补偿反应气体； 调整氩气和反应气体分压，可控制化合物薄膜的组成、沉积速率和薄膜性能。, 反应溅射特征：, 靶中毒现象：,取决于金属与反应气体的结合特性及形成化合物表层的性质。 降低薄膜沉积速率，化合物的溅射产额低于金属的溅射产额。, 降低靶中毒措施：,将反应气体输入位置远离靶材靠近衬底。 提高靶材溅射速率，降低活性气体的吸附。 采用中频或脉冲溅射。,反应溅射的回线图, 反应溅射应用：,最常見的PVD製程,蒸鍍(Evaporation),蒸鍍(Evaporation)原理,蒸鍍(Evaporation)原理,蒸鍍(Evaporation)原理,鎢絲 鎢舟 鉬舟,濺鍍(Sputter),PLASMA,物質的第四態,濺鍍製程技術的特點,成長速度快 大面積且均勻度高 附著性佳可改變薄膜應力 金屬或絕緣材料均可鍍製 適合鍍製合金材料,各種PVD法的比較,粗真空 低真空 高真空 超高真空 极高真空,溅射真空室组件：,真空室（不锈钢材料制造、氩弧焊接、表面进行化学抛光处理），真空室组件上焊有各种规格的法兰接口。,溅射靶组件 ：,锌靶材数量，靶内有水冷，电动控制挡板组件，靶配有屏蔽罩,基片水冷加热台组件：,基片尺寸、基片加热温度、基片回转、基片加负偏压,工作气路：,质量流量控制器、进气截止阀、混气室、管路、接头,抽气机组及阀门、管道：,真空测量及电控系统：,电源机柜、总控制电源、水流报警系统、样品加热控温电源、靶挡板电源、加热烘烤及照明电源、热偶规、电离规、质量流量显示器、分子泵控制电源、射频电源、直流电源、直流偏压电源,各种配件及计算机控制系统：,复合分子泵、机械泵、电磁隔断放气阀、联接金属软管,旋片式机械泵工作过程图,机械真空泵：,分子泵：,泵壳、主轴、转子叶片和定子叶片； 抽气组件由转子叶片和定子叶片相间排列组成；,通过热电偶直接测量热丝温度的变化，热电偶产生的电动势就可以表征规管内的压力。气体压强和热电偶的电动势之间存在的关系：,热偶真空