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1、真空鍍膜技術 蒸鍍 (Evaporation) & 濺鍍 (Sputter) 塑膠外觀金屬化製程簡介 Film Deposition 1 Spraying Substrate Material 2 Electroplating Substrate Material Anode Cathode 3 Evaporation Material Substrate Heater Vacuum chamber Cloud 4 Sputtering Material Substrate Plasma 薄膜沈積 (Thin Film Deposition) 在機械工業(yè)、電子工業(yè)或半導體工業(yè)領域， 為了對所使
2、用的材料賦與某種特性在材料表 面上以各種方法形成被膜（一層薄膜），而 加以使用，假如此被膜經(jīng)由原子層的過程所 形成時，一般將此等薄膜沈積稱為蒸鍍（蒸 著）處理。採用蒸鍍處理時，以原子或分子 的層次控制蒸鍍粒子使其形成被膜，因此可 以得到以熱平衡狀態(tài)無法得到的具有特殊構 造及功能的被膜。 薄膜沈積的兩種常見的製程 物理氣相沈積 -PVD （ Physical Vapor Deposition） 化學氣相沈積 CVD （ Chemical Vapor Deposition） 薄膜沈積機制的說明圖 物理氣相沈積 -PVD （ Physical Vapor Deposition） PVD顧名思義是以物
3、理機制來進行薄膜 堆積而不涉及化學反應的製程技術，所 謂物理機制是物質的相變化現(xiàn)象 蒸鍍 (Evaporation) 濺鍍 (Sputtering) 真空電鍍簡介 被鍍物與塑膠不產(chǎn)生化學反應 環(huán)保製程；無化學物污染 可鍍多重金屬 生產(chǎn)速度快 可對各種素材加工 屬低溫製程 最常見的 PVD製程 1 Evaporation Material Substrate Heater Vacuum chamber Cloud 2 Sputtering Material Substrate Plasma 蒸鍍與濺鍍常見類型 蒸鍍 (Evaporation) Material Substrate Heater
4、Vacuum chamber Cloud 蒸鍍 (Evaporation)原理 蒸鍍 (Evaporation)原理 蒸鍍 (Evaporation)原理 蒸鍍 (Evaporation)原理 蒸鍍 (Evaporation)原理 鎢絲 鎢舟 鉬舟 蒸鍍 (Evaporation)原理 濺鍍 (Sputter) Material Substrate Plasma PLASMA 物質的第四態(tài) 什麼是電漿 藉由外加的電場能量來促使氣體內的電 子獲得能量並加速撞擊不帶電中性粒子， 由於不帶電中性粒子受加速電子的撞擊 後會產(chǎn)生離子與另一帶能量的加速電子， 這些被釋出的電子，在經(jīng)由電場加速與 其他中性粒
5、子碰撞。如此反覆不斷，進 而使氣體產(chǎn)生崩潰效應 (gas breakdown)，形成電漿狀態(tài)。 電漿性質 1.整體來說，電漿的內部是呈電中性的狀態(tài)， 也就是帶負電粒子的密度與帶正電粒子的密 度是相同的。 2.因為電漿中正、負離子的個數(shù)幾乎是一比 一，因此電漿呈現(xiàn)電中性。 3.電漿是由一群帶電粒子所組成，所以當有 一部分受到外力作用時，遠處部份的電漿， 乃至整群的電漿粒子都會受到影響，這叫做 電漿的群體效應。 4.具有良好的導電性和導熱性。 濺鍍 (Sputter)原理 1. Ar 氣體原子的解離 Ar Ar+ e 2. 電子被加速至陽極，途中 產(chǎn)生新 的 解離。 3. Ar 離子 被加速至陰極
6、撞擊靶 材，靶材粒子及二次電子被擊出， 前者到達基板表面進行 薄膜成長， 而後者被加速至陽極途中促成更 多的 解離。 濺鍍 (Sputter)原理 Vacuum pump Takes place in a vacuum chamber Electrical charge is formed between the substrate and cathode Gas is injected in chamber Ions hit the target and knock off atoms Target atoms land (condense) on substrate to form a t
7、hin film Target Material (Cathode) Substrate Energy Ions move in plasma Gas Plasma Gas ionizes - forms a plasma In-line Sputtering System Sputtering chamber Buffer chamber Unloading chamber Plasma treatment Loading chamber robot In robot Out Sputtering Process Sputtering Chamber Buffer Chamber Unloa
8、ding Chamber Buffer Chamber Loading Chamber Out Target Magnetic Field Lines Target Erosion 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 PVD蒸鍍法 真空蒸鍍 濺射蒸鍍 離子蒸鍍 粒子生成機構 熱能 動能 熱能 膜生成速率 可提高 快 可提高 粒子 原子、離子 原子、離子 原子、離子 蒸鍍均勻性 複雜形狀 佳 良好 良好，但膜厚分佈不均 平面 佳 優(yōu) 佳 蒸鍍金屬 可 可 可 蒸鍍合金 可 可 可 蒸鍍耐熱化
9、合物 可 可 可 粒子能量 很低 0.10.5eV 可提高 1100eV 可提高 1100Ev 惰性氣體離子衝擊 通常不可以 可，或依形狀不可 可 表面與層間的混合 通常無 可 可 加熱（外加熱） 可 通常無 可，或無 蒸鍍速率 10-9m/sec 1.671250 0.1716.7 0.50833 各種 物理氣相沈積法之比較 性質 沈積速率 大尺寸厚度控制 精確成份控制 可沈積材料之 選用 整體製造成本 方法 蒸鍍 (Evaporation) 慢 可 佳 多 佳 濺鍍 (Sputter) 佳 佳 佳 多 佳 蒸鍍與濺鍍製程上運用之差異 素材形狀 鍍膜材質之要求 不透光及半透光 鍍膜方向 蒸鍍
10、與濺鍍製程 產(chǎn)能與成本比較 (以惠明為例 ) 濺鍍有效面積 :450mmX350mm 蒸鍍治具面積 :120mmX100mm 一般濺鍍產(chǎn)能 :一分鐘一盤 一般蒸鍍產(chǎn)能 :30分鐘一爐 ,每爐可放 768個治 具 蒸鍍須外加治具成本及上下治具人工成本 常見的外觀裝飾性 PVD之製程 素材直接鍍膜 配合噴塗之鍍膜 其他 素材直接鍍膜 A thin“ coating of a substance onto a substrate 素材直接鍍膜 運用於平面的素材 :如 FILM鍍膜 素材材質 :PC,PMMA,PET.等等 運用 :1.Lens(平板切割 ,IMD,IMR) 2.銘版 3.按鍵 (IM
11、D,IMR) 4.背光板 配合噴塗之鍍膜 Hard coated Metal Substrate Primer 配合噴塗之鍍膜 運用於立體的素材 :如按鍵及機殼鍍膜 素材材質 :大部分塑膠皆可 運用 :1.機殼及按鍵 2.銘版 3.數(shù)位相機自拍鏡 4.半透光燈罩 配合其他製程之運用 搭配印刷 搭配雷雕 EMI Dipping 化學蝕刻（退鍍） 其他 配合其他製程之運用 Example:手機按鍵 印刷 噴塗 雷雕 PVD Metal Primer Substrate Printing Laser Etching Hard coated 配合其他製程之運用 Example:LCD Lens Dipping 印刷 退鍍 Printing Substrate Metal Laser Etching Printing Any Questions
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