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1、真真空空鍍鍍膜膜技技術術蒸鍍(Evaporation)&濺鍍(Sputter)塑膠外觀金屬化製程簡介Film Deposition1SprayingSubstrateMaterial2ElectroplatingSubstrateMaterialAnodeCathode3EvaporationMaterialSubstrateHeaterVacuum chamberCloud4SputteringMaterialSubstratePlasma薄膜沈積薄膜沈積(Thin Film Deposition)n n在機械工業、電子工業或半導體工業領域，在機械工業、電子工業或半導體工業領域，為了對所使用
2、的材料賦與某種特性在材料表為了對所使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，假如此被膜經由原子層的過程所加以使用，假如此被膜經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無法得到的具有特殊構以得到以熱平衡狀態無法得到的具有特殊構造及功能的被膜。造及功能的被膜。薄膜沈積的兩種常見的製程薄膜沈積的兩種常見的製程
3、n n物理氣相沈積-PVD（Physical Vapor Deposition）n n化學氣相沈積CVD（Chemical Vapor Deposition）薄膜沈積機制的說明圖薄膜沈積機制的說明圖 物理氣相沈積物理氣相沈積-PVD（Physical Vapor Deposition）n nPVD顧名思義是以物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象n n蒸鍍蒸鍍(Evaporation)n n濺鍍濺鍍(Sputtering)真空電鍍簡介真空電鍍簡介n n被鍍物與塑膠不產生化學反應被鍍物與塑膠不產生化學反應n n環保製程；無化學物污染環保製程；無化學物污染
4、n n可鍍多重金屬可鍍多重金屬n n生產速度快生產速度快n n可對各種素材加工可對各種素材加工n n屬低溫製程屬低溫製程最常見的最常見的PVD製程製程1EvaporationMaterialSubstrateHeaterVacuum chamberCloud2SputteringMaterialSubstratePlasma蒸鍍與濺鍍常見類型蒸鍍與濺鍍常見類型蒸鍍蒸鍍(Evaporation)MaterialSubstrateHeaterVacuum chamberCloud蒸鍍蒸鍍(Evaporation)原理原理蒸鍍蒸鍍(Evaporation)原理原理蒸鍍蒸鍍(Evaporation)原
5、理原理蒸鍍蒸鍍(Evaporation)原理原理蒸鍍蒸鍍(Evaporation)原理原理n n鎢絲n n鎢舟n n鉬舟蒸鍍蒸鍍(Evaporation)原理原理濺鍍濺鍍(Sputter)MaterialSubstratePlasmaPLASMA物質的第四態物質的第四態什麼是電漿什麼是電漿 n n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生離子與另一帶能量的加速電子，這些被釋出的電子，在經由電場加速與其他中性粒子碰撞。如此反覆不斷，進而使氣體產生崩潰效應(gas breakdown)，形成電漿狀態。電漿性質電漿性質 n n1.
6、1.整體來說，電漿的內部是呈電中性的狀態，整體來說，電漿的內部是呈電中性的狀態，也就是帶負電粒子的密度與帶正電粒子的密也就是帶負電粒子的密度與帶正電粒子的密度是相同的。度是相同的。n n2.2.因為電漿中正、負離子的個數幾乎是一比因為電漿中正、負離子的個數幾乎是一比一，因此電漿呈現電中性。一，因此電漿呈現電中性。n n3.3.電漿是由一群帶電粒子所組成，所以當有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，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。電漿的群體效應。n n4.4.具
7、有良好的導電性和導熱性。具有良好的導電性和導熱性。濺鍍(Sputter)原理n n1.Ar 1.Ar 氣體原子的解離氣體原子的解離Ar Ar Ar Ar+e e2.2.電子被加速至陽極，途中電子被加速至陽極，途中產生新產生新的的解離。解離。n n3.Ar 3.Ar 離子離子被加速至陰極撞擊靶被加速至陰極撞擊靶材，靶材粒子及二次電子被擊出，材，靶材粒子及二次電子被擊出，前者到達基板表面進行前者到達基板表面進行薄膜成長，薄膜成長，而後者被加速至陽極途中促成更而後者被加速至陽極途中促成更多的多的解離。解離。濺鍍(Sputter)原理Vacuum pumpTakes place in a vacuum
8、chamberElectrical charge is formed between the substrate and cathodeGas is injected in chamberIons hit the target andknock off atomsTarget atoms land(condense)on substrate to form a thin filmTarget Material(Cathode)SubstrateEnergyIons move in plasmaGasPlasmaGas ionizes-forms a plasmaIn-line Sputteri
9、ng SystemSputteringchamberBufferchamberUnloadingchamberPlasmatreatmentLoadingchamberrobotInrobotOutSputtering ProcessSputteringChamberBufferChamberUnloadingChamberBufferChamberLoadingChamberOutTargetMagnetic Field LinesTarget Erosion濺鍍濺鍍製程技術製程技術的特點的特點n n成長速度快n n大面積且均勻度高n n附著性佳可改變薄膜應力n n金屬或絕緣材料均可鍍製n
10、n適合鍍製合金材料各種各種PVD法的比較法的比較 PVDPVD蒸鍍法蒸鍍法真空蒸鍍真空蒸鍍濺射蒸鍍濺射蒸鍍離子蒸鍍離子蒸鍍粒子生成機構粒子生成機構熱能熱能動能動能熱能熱能膜生成速率膜生成速率可提高可提高快快可提高可提高粒子粒子原子、離子原子、離子原子、離子原子、離子原子、離子原子、離子蒸鍍均勻性蒸鍍均勻性複雜形狀複雜形狀佳佳良好良好良好，但膜厚分佈不均良好，但膜厚分佈不均平面平面佳佳優優佳佳蒸鍍金屬蒸鍍金屬可可可可可可蒸鍍合金蒸鍍合金可可可可可可蒸鍍耐熱化合物蒸鍍耐熱化合物可可可可可可粒子能量粒子能量很低很低0.10.5eV0.10.5eV可提高可提高1100eV1100eV可提高可提高110
11、0Ev1100Ev惰性氣體離子衝擊惰性氣體離子衝擊通常不可以通常不可以可，或依形狀不可可，或依形狀不可可可表面與層間的混合表面與層間的混合通常無通常無可可可可加熱（外加熱）加熱（外加熱）可可通常無通常無可，或無可，或無蒸鍍速率蒸鍍速率1010-9-9m/secm/sec1.6712501.6712500.1716.70.1716.70.508330.50833各種各種物理氣相沈積法之比較物理氣相沈積法之比較 性質性質沈積速率沈積速率大尺寸厚度控制大尺寸厚度控制精確成份控制精確成份控制可沈積材料之可沈積材料之選用選用整體製造成本整體製造成本方法方法蒸鍍蒸鍍(Evaporation)(Evapor
12、ation)慢慢可可佳佳多多佳佳濺鍍濺鍍(Sputter)(Sputter)佳佳佳佳佳佳多多佳佳蒸鍍與濺鍍製程上運用之差異蒸鍍與濺鍍製程上運用之差異n n素材形狀n n鍍膜材質之要求n n不透光及半透光n n鍍膜方向蒸鍍與濺鍍製程蒸鍍與濺鍍製程產能與成本比較產能與成本比較(以惠明為例以惠明為例)n n濺鍍有效面積濺鍍有效面積:450mmX350mm:450mmX350mmn n蒸鍍治具面積蒸鍍治具面積:120mmX100mm:120mmX100mmn n一般濺鍍產能一般濺鍍產能:一分鐘一盤一分鐘一盤n n一般蒸鍍產能一般蒸鍍產能:30:30分鐘一爐分鐘一爐,每爐可放每爐可放768768個治個治
13、具具n n蒸鍍須外加治具成本及上下治具人工成本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常見的外觀裝飾性PVD之製程之製程n n素材直接鍍膜n n配合噴塗之鍍膜n n其他素材直接鍍膜素材直接鍍膜A thin“coating ofa substance onto a substrate素材直接鍍膜素材直接鍍膜n n運用於平面的素材:如FILM鍍膜n n素材材質:PC,PMMA,PET.等等n n運用:1.Lens(平板切割,IMD,IMR)2.銘版 3.按鍵(IMD,IMR)4.背光板配合噴塗之鍍膜配合噴塗之鍍膜Hard coatedMetalSubstratePrimer配合噴塗之鍍
14、膜配合噴塗之鍍膜n n運用於立體的素材:如按鍵及機殼鍍膜n n素材材質:大部分塑膠皆可n n運用:1.機殼及按鍵 2.銘版 3.數位相機自拍鏡 4.半透光燈罩配合其他製程之運用配合其他製程之運用n n搭配印刷n n搭配雷雕n nEMIn nDippingn n化學蝕刻（退鍍）n n其他配合其他製程之運用配合其他製程之運用n nExample:手機按鍵印刷印刷噴塗噴塗雷雕雷雕PVD MetalPrimerSubstratePrintingLaser EtchingHard coated配合其他製程之運用配合其他製程之運用n nExample:LCD LensExample:LCD Lens DippingDipping 印刷印刷 退鍍退鍍PrintingSubstrateMetalLaser EtchingPrintingAny Questions