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1、真空濺鍍,昆山劲高电子科技有限公司,目 的,溅镀的目的是在基材上镀上金属镀层(deposit)，改变基材表面性质或尺寸。例如赋予金属光泽美观、物品的防锈、防止磨耗、提高导电度、防ESD、润滑性、强度、耐热性、耐候性、热处理之防止渗碳、氮化 、尺寸错误或磨耗之零件之修补。,相 关 定 义,真空：真空系指低于该地区大气压的稀簿气体状态 真空度：处于真空状态下的气体稀簿程度，通常用“真空度高”和“真空度低”来表示。真空度高表示真空度“好”的意思，真空度低表示真空度“差”的意思。 真空度单位：通常用托（Torr）为单位，1托1/760大气压1毫米汞柱 辉光放电:是指气体在电场作用下被击穿而产生电离运动
2、,何謂真空濺鍍,在一個通電的高真空密閉容器中，注入少許惰性氣體(一般) ，氣體將部分被離子化，並於容器內形成高濃度電漿，此電漿中的離子被負電極所吸引而撞擊安裝於電極上面的靶材，進行能量轉移並將靶材原子一顆顆擠出來，附著於基材上，即稱為真空濺鍍。溅镀源由固态变为电浆态。,何为真空蒸镀,在真空环境中，将材料加热并镀到基片上称为真空蒸镀，或叫真空镀膜。 特点：基片及镀材必须加热，膜厚不是很均匀；可作多层膜；蒸镀源由固态变为气态,何为电镀？,电镀就是利用电解的方式使金属或合金沉积在工件表面，以形成均匀、致密、结合力良好的金属层的过程，就叫电镀。 简单的理解，是物理和化学的变化或结合。 普通的说：电与化
3、学物质（化学品）的结成。,溅镀/电镀/蒸镀工艺的比较,超声波清洗技术,定义：超声波清洗机主要由超声波信号发生器换能器及清洗槽组成。超声波信号发生器产生高频振荡信号，通过换能器转换成每秒几万次的高频机械振荡，在清洗液（介质）中形成超声波，以正压和负压高频交替变化的方式在清洗液中疏密相间地向前辐射传播，使清洗液中不断产生无数微小气泡并不断破裂，这种现象称之为“空化效应”。气泡破裂时可形成1000个大气压以上的瞬间高压，产生一连串的爆炸释放出巨大能量，对周围形成巨大冲击，从而对工件表面不断进行冲击，使工作表面及缝隙中的污垢迅速剥落，从而达到工件表面净化的目的。,超声波清洗工艺流程,热浸洗 超声波粗洗
4、 超声波精洗 喷淋 超声波漂洗 压缩空气吹干 热风烘干等过程。 以上工艺可据产品结构及表面清洁度作调整。,超声波清洗注意事项,超声波功率密度：功率密度越高,空化效果越强，清洗效果越好,清洗速度越快。对于难清洗的工件宜采用大功率密度，对于精密工件宜采用小功率密度。 超声波频率:频率越低,空化越好,频率越高,折反射效果越好。对于简单表面宜采用低频，对于复杂表面及深孔盲孔宜采用高频。 （20KHz/28KHz/40KHz/80KHz/0.8MHz） 清洗温度:超声波在4070时空化最好。温度越高，越有利于污物分解，但当温度达到7080以后，便影响超声波发挥作用，降低清洗效果。 清洗时间:清洗时间越长
5、效果越好，特殊材料除外。 清洗溶液（介质）的种类:根据产品对象不同，选择不同的清洗液，以达到最好的清洗效果。 清洗液的PH值：清洗前必须作确认，根据不同的产品可作调整。 水质：水质的好与坏，直接影响清洗的效果。,真空溅镀原理,溅镀原理如图： 主要利用辉光放电（glow discharge)将氩（Ar)气离子撞击靶材(target)表面，靶材的原子被弹出而堆积在基板表面形成薄膜。溅镀薄膜的性质、均匀度都比蒸镀薄膜好，但是镀膜速度却比蒸镀慢很多。新型的溅镀设备几乎都使用强力磁铁将电子成螺旋状运动以加速靶材周围的氩气离子化，造成靶与氩气离子间的撞击机率增加，提高溅镀速率。一般金属镀膜大都釆用直流溅镀
6、，而不导电的陶磁材料则使用RF交流溅镀，基本的原理是在真空中利用辉光放电（glow discharge)将氩气离子撞击靶材表面，电浆中的阳离子会加速冲向作为被溅镀材的负电极表面，这个冲击将使靶材的物质飞出而沉积在基板上形成薄膜。,溅镀特点,金属、合金或绝缘物均可做成薄膜材料，且在特定条件下可将多元复杂的靶材作出同一组成薄膜。 靶材输入电流及溅射时间可以控制。 溅射粒子不受重力影响，靶材位置可自由按排。 基材与膜的附着强度是一般蒸镀的10倍以上 靶材可根据机台作出不同的形状。,真空濺鍍技術,好的作業環境： 環境是影響真空鍍膜的首要條件，其包括作業區的溫濕度控制，空氣中微粒子的含量；甚至真空中氣體
7、的成分；若無法有效管制將可能造成膜質的嚴重缺陷；當然濺鍍設備的材質也是不可忽略的考量重點.,真空濺鍍技術,抽氣系統： 真空幫浦種類極多，各有其使用功能，也沒有好壞之分， 端視薄膜功能與抽氣量而異；一般而言光電產品不可使用含油氣之幫浦，且系統中亦需搭配各種不同真空度使用的幫浦.,真空濺鍍技術,入射氣體： 入射氣體的純度與大小均會影響著濺鍍的效率；太小將無法將靶材擊出，太大則可能產生較大的原子團被擊出，必須妥善處理；氣體的反應性、價格亦需加以考慮；至於入射氣體的流量更與鍍膜效率及膜質有著極大關聯.,真空濺鍍技術,電源供應器： 濺鍍技術可製鍍的產品非廠廣泛，一般而言不論是導體、半導體或非導體只要是固
8、體靶材皆可；因此對於電源供應器就必須有所選擇，如靶材為導體則可選用直流供應式，如為非導體則應選擇交流式.,真空濺鍍技術,批次或連續式： 批次優點在可獲得較佳真空度及可從事較多層鍍膜；而連續式鍍膜速度較快；因此在設備的選擇必須謹慎處理，例如DWDM（DenseWavelength-Division Multiplexing，高密度多工分波器） 必須以批次方式生產為宜，而一般的電磁波防治膜與抗反射膜等應採連續式方式較具經濟效益.,真空濺鍍技術,操作真空度： 真空度越高則膜質越純，但其電漿濃度亦可能相對下降；因此如何取得平衡點將是每部設備重要參數.,真空濺鍍技術,操作電壓： 通入的電壓是影響鍍膜速度
9、的最大因素；當電壓小於臨界值(閾)時，濺鍍不發生；當電壓高於上限臨界值時，效率幾乎不變；介於期間則效率與電壓成正比；但電壓高則腔體溫度亦升高.,真空濺鍍技術,操作速度： 每種材料皆有其特殊的溢氣量與吸水性，且塑殼外觀設計亦有所不同，加上射出成型廠製程條件也有變異；因此抽氣時間與鍍膜趟數亦應有所變化；當材料溢氣量高時必須有較長抽氣時間，否則易形成氧化物.,真空濺鍍技術,前處理： 一般而言濺镀的操作真空度最少需 0.005 torr 以上，當基材上含有一滴水滴則鍍膜純度將起極大變化；或當基材上留有油漬時，則鍍膜將出現明顯斑點，甚至附著不良；所以徹底的乾與淨是濺鍍實務上必先解決的條件.,真空濺鍍技術
10、,靶材的選擇： 濺鍍前一定需考慮薄膜功能，如此才能決定靶材原料，同為反射膜，可因要求之頻段與反射率不同，而有不同靶材的選擇；一般而言濺鍍金屬材料只要注意其純度即可，但若為光學級薄膜則必須考慮採化合物靶材或純元素靶材，並配合電源供應器、入射氣體及濺鍍機種類.,真空濺鍍技術,腔體打開的時機： 濺鍍效率會隨鍍膜開機時間增長而越趨升高，因此非必要不得任意打開腔體，一般而言當靶材接近耗盡時或大保養時方得打開.,真空濺鍍的應用,日常生活用品（外观装饰）： 高反射膜：鏡子 濾光膜：汽車藍鏡、隔熱玻璃 高硬度膜：高爾夫球桿、金筷子 變色膜：手機外殼 飾品：門把、包裝材 抬頭顯示器,真空濺鍍的應用,電子產品：
11、高反射膜：電磁波干擾防治（EMI） 濾光膜：彩色濾光片 透明導電膜：I T O 玻璃與塑膠 光源：背光與前光模組 高硬度膜：銀幕保護膜與抗反射膜 偏光板 ESD按键,真空濺鍍的應用,光通訊產品： 被動元件：薄膜電容、電阻與電感 無線天線 光儲存、光輸出入 光柵 DWDM 發光元件、受光元件,真空濺鍍的應用,特殊產品： 臭氧除菌膜 薄膜電池 觸媒轉換器 真空封裝,真空濺鍍的應用,其他產品： 超高硬度工具：鑽石鑽頭 隱形鍍膜 檢知器 光學鏡頭 防霧玻璃,EMI屏蔽的最適選擇,電磁波的穿透（材料別）,當電磁波接觸某一材質，其頻率若與此材質之電子的固有振動頻率相同時，則電磁波將與該材質之電子產生共振，
12、如此則該材料原子保有電磁波給予的能量時間長，此電磁波當會被吸收。當頻率小於固有振動頻率時（一般塑殼即是），則共振情況不產生，材料原子保有電磁波給予的能量時間短，並把能量釋出形成透射光；此即電磁波穿透的由來.,金屬材料的電磁波防治,金屬表面的電子相當自由，當電磁波照射在金屬表面，使這些自由電子隨之振動，這時，他們獲得的能量不會在原子間傳送，而是再次發射出來，這就是用金屬材料解決電磁波干擾的原理,與金屬的厚度無絕對關係.,EMI 問題的對策,改善主機板之線路設計為解決 EMI 最直接之對策 機構之改善與組裝之確實 塑殼上鍍膜之屏蔽與接地,EMI 問題的對策,塑殼上鍍膜之屏蔽與接地： 一.鍍區與非鍍
13、區之設計 二.附著力之處理 三.良好之導電材質與緻密鍍膜 四.上下蓋連接點之導電性,EMI 問題的對策,屏蔽效果之估算 鍍膜屏蔽效果為防止電磁波干擾對策的重要評估要素之一，若屏蔽效果太低，則可能有電磁波外漏之虞，一般而言需大於 20 d B 以上 總屏蔽效果 = 反射效果 +吸收效果 +修正項,EMI 問題的對策,R（反射屏蔽效果） R 168 - 10 log（f/) 反射屏蔽效果僅與鍍膜材料（導電率與導磁率）、電磁波頻率有關，而與鍍膜厚度無關；其大小約介於 108 78 d B 之間,EMI 問題的對策,B（修正項）： 修正項一般均為負值，與膜厚、頻率材質、膜質均有相關，不容易由理論求得，
14、需實際量測,EMI 問題的對策,A（吸率屏蔽效果）： A = 8.69（t/） 2.6/f吋 吸收屏蔽效果與鍍膜材料、電磁波頻率、鍍膜厚度有關，其大小約介於 0 10 d B 之間（0 - 2.4）,EMI 問題的對策,接地平面 ： 接地是控制電磁波干擾的另一種方法，材料選擇不當或鍍膜方法不適，不僅無法協助解決電磁波干擾之問題，更有可能造成問題的擴大；尤其在高頻部分，緻密的鍍層與高導電材料的選擇是絕對必要的.,EMI 問題的對策,s (總屏蔽效果) ： 選擇金屬銅為屏蔽層，以真空濺射的方式製鍍，當鍍膜厚度為 0.1時屏蔽效果尚且有 62 d B 以上，絕對可滿足基本屏蔽效果的要求.,EMI 干
15、擾不是問題,就光學領域而言，電磁波是一種特定波長的光；理論上只要找到能夠將此段波長完全反射的介質，即可克服 EMI 之問題；劲高即以光學的角度來幫客戶解決此一問題；金屬銅的外圍電子非常活躍，導電性僅次於銀，所以是極佳之接地材料，且當電磁波接觸時亦可快速將其反射；因此只要利用濺射方法，製鍍一層0.1之薄膜即可解決電磁波干擾問題.,我們的建議,我們在賣的是一個商品不是藝術品，如何讓客戶的產品通過認證才是重點，而產生電磁波干擾並不僅是鍍膜的問題，可能是設計不良，可能是機構設計不慎，可能是組裝出問題，可能是鍍區設計不適；因此我們建議一切以先通過 EMI 認證為原則，測試後再制定檢驗規範.,我們的建議,
16、以真空薄膜的方式處理電磁波干擾問題，並非全無缺點，在 BOSS 與上下蓋間之阻質一般均較高，可能降低接地效果，若可利用機構設計增加 BOSS 表面積即可有效改善.,我們的選擇,以光學薄膜的方式來解決 EMI 問題的原则 一.環保訴求 二.成本訴求 三.交期訴求 四.資源訴求 五.方便客戶加工性,工法比較表,产品评估,产品结构 1,尽量避免尖角和直角,建议倒0.5-1.0mm的圆角. 2,避免大面积的平面.尽量采用表面弧面或表面装饰. 3,要留框架，以便作业。 4,不能有过细的孔和盲孔直径不能太小. 5,字体和符号要采用圆滑的字体.深度在0.3-0.5之间,斜度为65度. 6,表面避免有类似缩水的凹坑,凸起部分避免过细. 产品外观要求 产品物性要求 产能要求 制程工艺 价格,劲高可生产按键类产品举例,喷漆镭雕按键 工艺：喷漆+镭雕+UV,喷漆印刷按键 工艺：喷漆+印刷+UV,劲高可生产按键类产品举例,双色溅镀按键 工艺：印刷+喷漆+溅镀+镭雕+UV,拉丝纹溅镀按键 工艺：射出成型（拉丝纹）+喷漆+溅镀+UV,劲高可生产按键类产品举例,表面印刷按键 工艺：印刷,亮雾纹溅镀按键 工艺：喷漆+溅镀+UV,劲高可生产按键类产品举例,水晶（OK）按键 工艺：背面半透光溅镀+镭雕+印刷,半透光按键 工艺：喷漆+溅镀（半透光）+UV,未完待续,THANK YOU！,