PVD制程介绍及应用new.ppt

2020 3 27 1 PVD制程介紹及應用 2020 3 27 2 鍍膜成形的方法分類 固相法 化學變化液相法 化學變化氣相法 化學作用 物理作用 2020 3 27 3 氣相法 物理氣相沉積法 PVD 化學氣相沉積法 CVD 2020 3 27 4 物理氣相沉積法 PVD 靶材經各種不同方法之處理 由固態或液態激發為氣體 形成的氣體原子 分子或離子由蒸發源穿越真空到達基材表面 工件 逐漸沉積形成薄膜 稱之為物理氣相沉積法 PVD 2020 3 27 5 PVD包括 真空蒸鍍 VacuumEvaporation 濺鍍 SputteringDeposition 離子鍍 IonPlating 2020 3 27 6 真空蒸鍍 VacuumEvaporation 工作原理 在真空環境中 利用升高置于蒸發源之靶材溫度 使之熔解后蒸發 或直接升華 此時氣態之靶材原子或分子同時具有加溫后之動能 而飛向基座 工件 沉積為固態薄膜 2020 3 27 7 真空蒸鍍 VacuumEvaporation 真空的定義 真空并不是真正的没有空气 它是指低于一个大气压的气体空间 粗真空 105 102Pa 低真空 102 10 1Pa 高真空 10 1 10 6Pa 超高真空 10 6Pa 10 12Pa 极高真空 10 12Pa 2020 3 27 8 間接加熱型 針對蒸發源加熱 間接使靶材受熱而蒸發 直接加熱型 利用高能粒子 電子束 電漿或鐳射 或高頻 直接使蒸發源上的靶材受熱而蒸發 真空蒸鍍 VacuumEvaporation 2020 3 27 9 真空蒸鍍 VacuumEvaporation 常用蒸發源材料 常用靶材材料 2020 3 27 10 Vacuum Substrate 真空蒸鍍 VacuumEvaporation VacuumEvaporation Filament 2020 3 27 11 真空蒸鍍 VacuumEvaporation 制程工藝 底塗 蒸鍍 面塗 2020 3 27 12 真空蒸鍍 VacuumEvaporation 底漆 Basecoat 填補射出模痕 增加平坦性及光澤做為鍍膜的接著層 增加鍍膜附著力調整鍍膜亮霧度防止素材分子擴散至鍍膜層 素材 2020 3 27 13 真空蒸鍍 VacuumEvaporation 面漆 Topcoat 保護鍍膜層防侵蝕提供耐刮耐磨保護耐環境測試調整亮霧度加入顏料或染料可變化顏色 彩鍍 2020 3 27 14 濺鍍 SputteringDeposition 工作原理 利用電漿所產生的離子 藉著離子對靶材電極 Cathode 的轰击 Bombardment 使靶材表面原子脫離 進而在基材 工件 表面沉積成薄膜 2020 3 27 15 濺鍍 SputteringDeposition TargetMaterial Cathode Energy 电位差 Ar Ar Substrate 在真空環境中 電極 Cathode 通入電流使其放電 靶为负极 工件为正极 製程氣體 Ar 通入 Ar離子撞擊靶材表面釋出原子 原子在电场作用下向工件 阳极 移动 Ar離子在電漿中向靶材移動 Ar解離形成電漿 Ar 离子 靶材原子落在工件上 形成薄膜 2020 3 27 16 電漿 Plasma 電子在電場中加速而與中性氣體分子或原子發生非彈性碰撞 產生離子化 Ionization 解離 Dissociation 或激發 Excitement 而形成離子化氣體 電漿為一複雜的物質狀態其所有組成包括離子 電子 中性原子與分子 受激態粒子 紫外線等 有異於固態 液態 氣態亦被稱為物質的第四態 濺鍍 SputteringDeposition 2020 3 27 17 濺鍍 SputteringDeposition In Line濺鍍製程 2020 3 27 18 濺鍍 SputteringDeposition In Line溅镀各段功能 2020 3 27 19 真空蒸镀 2020 3 27 20 真空溅镀 2020 3 27 21 PVD在3C產業的應用 一 半導體六 裝飾鍍膜二 光學鍍膜七 薄膜真空蒸鍍三 平面顯示器八 太陽能電池四 光磁記錄鍍膜九 光通訊元件鍍膜五 機械功能鍍膜十 抗電磁干擾鍍膜 2020 3 27 22 機械功能鍍膜 1 絕熱膜 噴射引擎 渦輪葉片 風扇葉片 壓縮機葉片 活塞 2 耐磨膜 切削刀具 車刀 絲攻等石化工業 渦輪轉軸 軸封等模具沖頭 導向套3 耐溫耐腐蝕膜 熱交換器 壓縮機4 抗排斥膜 人工關節 骨釘 生醫儀器 2020 3 27 23 手機外殼 高爾夫球