NCVM彩色非導(dǎo)電性鍍膜工藝

1、NCVM 學(xué)習(xí)簡報NCVM-Painting目 錄 技朮背景 工作原理 工藝流程 設(shè)備保養(yǎng) 新機調(diào)試 R F 測試技朮背景 VM：是Vacuum Metallization 的縮寫，即真空鍍膜。 按照成膜機理成膜機理不同：VM分為PVD與CVD。PVD又有濺鍍、 蒸鍍、離子鍍之分。 按照鍍膜功能鍍膜功能不同：VM又有CVM與NCVM之分，即導(dǎo)電性 鍍膜與非導(dǎo)電性鍍膜-Non-conductive vacuum metallization TNCVM即為彩色非導(dǎo)電性鍍膜工藝。 PVD：是Physical Vapor Deposition的縮寫，即物理氣相沉積。 它是在真空條件下，利用各種物理方法

2、，將鍍料氣化成原子、 分子、離子，直接沉積到工件表面的方法。 蒸鍍蒸鍍：是在真空條件下，運用電阻加熱方式加熱蒸發(fā)物質(zhì)，使之蒸發(fā) 成氣態(tài)，氣態(tài)粒子流直接射向工件，并在工件表面沉積成固態(tài) 薄膜的物理過程。技朮背景VMPVDCVDPCVDEVD蒸鍍?yōu)R鍍離子鍍技朮背景PVD優(yōu)點優(yōu)點 高金屬質(zhì)感、艷麗飽滿的色彩效果 優(yōu)異的功能性(高硬度、高耐磨性) 底材選擇多樣化：金屬、玻璃、塑膠 制程良好的穩(wěn)定性及再現(xiàn)性 解決高光塗裝諸多外觀問題 環(huán)保技朮背景 降低物質(zhì)的沸點和氣化點 減少氣體分子之間的碰撞次數(shù) 提高金屬蒸氣分子的平均自由程 減少氣體、雜質(zhì)，提供清潔工作條件 減少空氣對金屬氧化等不良影響 相對濺鍍附著

3、力差、成本低、對工件形狀不敏感蒸鍍工藝特點蒸鍍工藝特點技朮背景 中漆或面漆透過稀鬆VM金屬層與底漆直接接觸附著。 真空定義： 1大氣壓下，1mol氣體(6.05*1023molecule)佔有22.4L 空間，相當(dāng)於1cm3空間內(nèi)有1019氣體分子，氣體對氣壁碰撞產(chǎn)生壓力，大小為760mm汞柱或稱760Torr。注意： 真空技術(shù)中，一密閉容器內(nèi)保持真空，並不是指真正的空，也就是內(nèi)部並非全無氣體。在所謂的高真空狀態(tài)下，仍有為數(shù)可觀的氣體。技朮背景技朮背景1atm(大氣壓) =760mmHg =760Torr =1.013105Pa =1013mbar =14.7psi =1.03327kg/cm

4、2 真空單位： 氣體分子密度： 表示單位體積氣體分子數(shù)目，與氣體壓力、溫度有關(guān)，一般在760Torr下，0 時，氣體分子密度為： 2.7*1019 molecule/cm3 由此推算： 0 時， 760Torr=2.7*1019 molecule/cm3 1Torr=3.55*1016 molecule/cm3 5*10-2Torr=1.78*1015 molecule/cm3 6*10-5Torr=2.13*1012 molecule/cm3技朮背景 氣體分子自由程： 一個氣體分子相鄰前后兩次碰撞所經(jīng)歷的路程。 氣體分子平均自由程： 一個系統(tǒng)內(nèi)所有氣體分子彼此碰撞所經(jīng)經(jīng)歷的平均距離，或者同一

5、分子在規(guī)定時間內(nèi)連續(xù)碰撞所經(jīng)歷的平均值。 自然環(huán)境中，氣體分子一直在高速直線運動，常溫下速度為470m/s(約為音速)。因氣體分子密度高，分子一直在彼此碰撞，人感覺不到氣體分子在運動。真空環(huán)境下，氣體分子碰撞幾率降低，自由路徑加長。技朮背景 常溫下氣體分子平均自由程： 760Torr=3.72*10-8 cm 1*10-3Torr=5 cm 2*10-4Torr=25 cm 1*10-4Torr=50 cm 5*10-5Torr=100 cm 5*10-2Torr=0.1 cm 6*10-5Torr=83cm技朮背景 蒸氣壓： 水蒸氣壓與溫度關(guān)系表： 壓力/Torr 76092.523.84.

6、50.15*10-410-24溫度/ 10050250-40-78.5-196技朮背景 氣體負荷： 真空系統(tǒng)的目的，是要制造一個壓力低，氣體分子數(shù)目少的空間，真空室內(nèi)氣體來源如下圖示：體積氣體漏氣滲透蒸發(fā)油氣回流 不同真空度，氣體負荷來源不同： 10-1Torr以上，主要氣體負荷：原有體積氣體； 10-1Torr10-3Torr：水蒸氣(來自真空桶壁與被鍍物)； 10-4Torr10-6Torr：水蒸氣、CO、H2 因此，真空度抽到10-4Torr時，真空腔若無漏氣，主要氣體來源是真空腔壁與真空腔內(nèi)零組件表面釋放出的氣體，以及被鍍物本身的釋氣。技朮背景技朮背景 真空區(qū)域劃分： 真空指壓強小于1

7、01,325Pa 低真空：1.013*105Pa1.33*103Pa(76010Torr) 中真空：1.33*103Pa1.33*10-1Pa(1010-3Torr) 高真空：1.33*10-1Pa1.33*10-6Pa(10-310-8Torr) 超高真空：1.33*10-6Pa1.33*10-12Pa (10-810-14Torr)技朮背景低真空：低真空：氣體分子數(shù)多，以熱運動為主，分子間碰 撞頻繁，平均自由程短；中真空：中真空：產(chǎn)生氣體導(dǎo)電現(xiàn)象，氣體流動由黏稠狀轉(zhuǎn) 換為分子狀，液體沸點降低引起劇烈蒸發(fā)， 分子間碰撞減少，平均自由程增加；高真空：高真空：分子按直線飛行，分子間碰撞大為減少，

8、 氣體熱傳導(dǎo)與內(nèi)摩擦已變得與壓強無關(guān)；超高真空：超高真空：分子間極少碰撞，可歸為高真空范圍。 DYC設(shè)備鍍膜原理： 1.將真空腔內(nèi)空氣排出，一般真空度要求須達到2*10-4Torr以上，此真空度氣體的平均自由程25cm； 2.利用鎢絲把靶材(如Sn)加熱至氣化溫度； 3.氣化的Sn分子以相當(dāng)於音速撞擊到被鍍物而附著， 若真空度太差，平均自由程不夠，則Sn原子氣化後有可能會碰撞到其它殘留氣體，而無法往被鍍物撞擊，會導(dǎo)致膜厚不足。技朮背景技朮背景 電阻加熱方式： 用絲狀或片狀的高熔點金屬做成蒸發(fā)源，將蒸發(fā)物質(zhì) 放在其中，接通電源利用電阻加熱蒸發(fā)物質(zhì)使其蒸發(fā)的方 法。 蒸發(fā)源的選用： 高熔點、低蒸氣

9、壓，在蒸發(fā)溫度下不會與蒸發(fā)物質(zhì)發(fā) 生化學(xué)反應(yīng)或互溶但與蒸發(fā)物質(zhì)潤濕效果好，且具用一定 的機械強度。同時，根據(jù)蒸發(fā)要求和蒸發(fā)源的特性，蒸發(fā) 源應(yīng)保持一定的形狀。 常用材料有：鎢(現(xiàn)用)、鉬、鉭、石墨、氮化硼 常用形狀有：多股螺旋形(現(xiàn)用)、U形、正弦波形、 圓錐管形、薄板形、舟形元素熔點/蒸發(fā)溫度/蒸發(fā)源絲片坩堝Ag9611030TaMoWMoCAl6591220WBNTiC/CYiB2-BNAu10631400WMoMoCCr19001400WCCu10841260MoTaNbWMoCAl2O3Fe15361480WBeOAl2O3Mg650440WTaNiFeFeCAl2O3Ni145015

10、30WAl2O3BeOTi17001750WTaCThO2Pd15501460W(鍍Al2O3)Al2O3Zn420345WTaMoAl2O3FeCMoPt17702100WThO2ZrO2Te450275WTaMoMoTaCAl2O3Rh19662040WThO2ZrOY14771649WAl2O3BN金屬Sb630530鉻鎳合金TaNi-Zr18502400W-Se217240MoFe鉻鎳合金金屬Al2O3Si14101350-BeZrO2ThO2CSn2321250鉻鎳合金MoTaAl2O3C常用蒸發(fā)單質(zhì):技朮背景技朮背景化合物熔點/蒸發(fā)溫度/蒸發(fā)源材料蒸發(fā)物Al2O320301800W

11、MoAlOAlOOO2(AlO)2Bi2O38171840Pt-CeO1956-WCeOCeO2MoO3795610MoPt(MoO3)3(MoO3)4.5NiO20901586Al2O3NiO2NiOOSiO-1025TaMoSiOSiO217301250Al2O3TaMoSiOO2TiO21840-TiOTiTiO2O2WO314731140PtW(WO3)3WO3ZnS18301000MoTa-MgF212631130PtMoMgF2(MgF2)2(MgF2)3AgCl455690MoAgCl(AgCl)3常用蒸發(fā)化合物: Sn：第五周期,A族 熔點：231.89 沸點：2260 密度：

12、白Sn:7.28g/cm3 灰Sn:5.75g/cm3 脆Sn:6.54g/cm3 特性：延展性好，空氣中表面 生成SnO2而穩(wěn)定，緩慢 溶於稀酸，能溶於強鹼技朮背景 In：第五周期,A族 熔點：156.61 沸點：2080 密度：7.30g/cm3 特性：稀散元素之一，有延展 性，空氣中很穩(wěn)定，易 溶於酸、鹼，不能分解 水50Sn5s25p2118.749In5s25p1114.8工作原理抽氣管路真空桶身真空桶門外部冷凍管油擋板(含冷凍盤)百葉窗銅電極預(yù)留孔銅電極預(yù)留孔冷卻水管路預(yù)留孔DYC蒸鍍設(shè)備示意蒸鍍設(shè)備示意技朮背景名稱名稱意義意義控制屏閥門黑色閥門打開控制屏閥門白色閥門關(guān)閉LV桶身泄

13、氣閥HV高真空閥(細抽閥)RV粗抽閥FV前置閥RP油回轉(zhuǎn)泵MP真空加強泵(魯式泵)DP油擴散泵POLYCOLD超低溫冷凍機CH1低真空探頭，量測泵浦管路真空度，范圍：7503.75*10-4 TorrCH2全領(lǐng)域真空探頭，量測桶身真空度，范圍：7503.8*10-9 TorrSP1使用CH2，粗抽轉(zhuǎn)細抽設(shè)定點，ON: 5*10-2 Torr, OFF: 8*10-2 TorrSP2使用CH2，MP全速啟動設(shè)定點， ON: 10 Torr, OFF: 15TorrSP3使用CH2，蒸鍍設(shè)定點， ON: 1*10-4 Torr, OFF: 8*10-4 TorrDYC-1318BSD設(shè)備示意設(shè)備示

14、意1#1#真空門示意圖2#2#真空門示意圖工作原理真空桶示意真空桶示意掛具電極桿3#4#6#16#20#25#30#35#37#38#電極棒11#電極桿掛具3#4#6#16#20#25#30#35#37#38#11#電極棒 適量的擴散油在擴散泵底部加熱器加熱后成為油蒸氣，當(dāng)油蒸氣充滿噴射筒后從細縫噴射而出，噴射出的高速油蒸氣分子向下撞擊空氣分子使之集中于擴散泵下半部並從下部的擴散出口管路被機械泵抽走。撞擊后的油蒸氣接觸泵壁后冷凝并流入底部的加熱器。循環(huán)此過程，可以達到持續(xù)不斷的排氣效果。油擴散泵工作原理油擴散泵工作原理工作原理水 冷 油 擋 板冷 卻 水 入 水( 2028 )氣 體 分 子油

15、 蒸 氣噴 射 筒冷 卻 水 出 水( 3545 )加 熱 器擴 散 泵 浦 油桶 壁 溫 度( 2030 )桶 壁 溫 度( 4050 )冷 卻 水 入 水冷 卻 水 入 水氣 體 分 子1*10- 51*10- 4101001*10- 35*10- 2最 高 進 氣 壓 力 8*10- 2 接 機 械 泵 浦最 高 壓 力 1*10- 1 在泵腔內(nèi)有兩個”8“字形的轉(zhuǎn)子相互垂直地安裝在一對平行軸上，由傳動比為1的一對齒輪帶動做彼此反向的同步旋轉(zhuǎn)運動。在轉(zhuǎn)子之間、轉(zhuǎn)子和泵殼內(nèi)壁之間，保持有一定的間隙(0.20.3mm)，以保証轉(zhuǎn)子高速運行。一般對工作氣體中的灰塵和水蒸氣不敏感。終極真空度達5

16、*10-3Torr。魯式泵工作原理魯式泵工作原理工作原理氣體進入 是一種變?nèi)菔綁嚎s機，抽真空能力一般從760Torr1*10-2Torr泵腔內(nèi)有轉(zhuǎn)子，通過轉(zhuǎn)子來壓縮空氣。通常需要使用油冷(冷卻介質(zhì)是空氣和水)，同時達到密封的作用。油回轉(zhuǎn)泵工作原理油回轉(zhuǎn)泵工作原理工作原理油位視鏡油流電磁閥油流視鏡泄油閥氣鎮(zhèn)閥門氣體進入氣體排除閥 當(dāng)真空度抽到10-1Torr時，真空桶內(nèi)大部份都是水 蒸氣，由水蒸氣壓與溫度關(guān)系知若桶內(nèi)有一溫度很低的表面足以凝固水蒸氣分子，則可提高真空度。Polycold實質(zhì)是一臺“高性能的冷水機”，也有冷凝器和蒸發(fā)器，利用高性能的冷凝劑可以達到-120，以使真空桶中的水蒸氣快速高

17、效冷凝成液態(tài)，并由收集器收集。 真空度與最低冷凍表面溫度對照表：POLYCOLD工作原理工作原理工作原理真空度/Torr7601*10-32*10-41*10-41*10-51*10-6最低冷凍表面溫度/ 0-90-98-102-112-122工作原理本體內(nèi)部冷卻水壓縮機除霜出口管手動隔離閥冷卻出口管手動隔離閥冷媒回流管手動隔離閥除霜電磁閥冷卻電磁閥安全釋壓閥手動隔離閥(抽真空，填充冷媒用)冷凍盤真空腔POLYCOLD工作原理工作原理TC1：壓縮機溫度TC2：冷卻水溫度TC3：進DP溫度TC4：出DP溫度TC7：出Polycold溫度TC8：進Polycold溫度正常情況下：TC3應(yīng)TC7 T

18、C4應(yīng)90%。3.殘留的靶材： a.鎢絲間隙如有殘留時須檢查：鎢絲有無變形、固定鎢絲的螺絲有無鬆動、外部電壓有無變化、電極參數(shù)有無變化。 b.滴落爐底的靶材殘留及時清理。4.爐體清潔：清潔真空膠圈、及時清理殘留物、每班開機後生產(chǎn)前必須空鍍一爐。5.設(shè)備運轉(zhuǎn)：保証日、周、月、季、年保養(yǎng)正常進行及確認保養(yǎng)效果。新機調(diào)試鍍膜穩(wěn)定性調(diào)試鍍膜穩(wěn)定性調(diào)試新產(chǎn)品靶材用量選擇時應(yīng)注意：Ar會引起真空倉氣流紊亂，盡量少用通過DOE試驗尋找靶材用量的示意圖如下：高溫高濕測試失效區(qū)間RF測試失效區(qū)間OK區(qū)間氬氣通入量/sccm靶材重量/ g3.02.52.01.51.00.6255075100125150靶材重量O

19、K區(qū)域該區(qū)域高溫高濕測試NG該區(qū)域RF測試NG新機調(diào)試新產(chǎn)品靶材用量調(diào)試新產(chǎn)品靶材用量調(diào)試靶材重量低高RF測試a.與客戶確認測試區(qū)域，此區(qū)域一般在天線附近；b.開發(fā)測試定位治具：治具確保產(chǎn)品波形位置固定，便於與素材波形對比；c.對治具進行穩(wěn)定性驗証(使用同一素材多次測試以驗証治具穩(wěn)定性)；d.制作不同RF限度樣品，含OK,NG以及臨界狀態(tài)的樣品約3050pcs給客戶確認；e.依客戶確認的樣品進行測試人員GR&R培訓(xùn)，一致性須90%。開發(fā)流程開發(fā)流程目前測試方法有用於隨線測試的Stud Scanner(導(dǎo)電測試)以及產(chǎn)品終檢的Agilent ENA(網(wǎng)絡(luò)分析儀測試)。以Moto為例，其GSM測試頻段為8001600MHZRF測試開發(fā)流程開發(fā)流程50-5dBMHZ050-50321產(chǎn)品RF曲線(圖中虛線)隻要不碰撞上下兩實線則RF測試OK。a1b2a2b1outS11S21S12S22S1